JP3268006B2 - 触媒担持装置 - Google Patents
触媒担持装置Info
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- reducing agent
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池や電解装置等
に用いられるガス拡散電極に触媒を担持させる触媒担持
装置に関する。
に用いられるガス拡散電極に触媒を担持させる触媒担持
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、資源の枯渇問題を有する石
化燃料を使う必要がない上、騒音をほとんど発生せず、
エネルギの回収効率も他のエネルギ機関と較べて非常に
高くできる等の優れた特徴を持っているため、例えばビ
ルディング単位や工場単位の比較的小型の発電プラント
として利用されている。
化燃料を使う必要がない上、騒音をほとんど発生せず、
エネルギの回収効率も他のエネルギ機関と較べて非常に
高くできる等の優れた特徴を持っているため、例えばビ
ルディング単位や工場単位の比較的小型の発電プラント
として利用されている。
【０００３】近年、この燃料電池を車載用の内燃機関に
代えて作動するモータの電源として利用し、このモータ
により車両等を駆動することが考えられている。この場
合に重要なことは、反応によって生成する物質をできる
だけ再利用することは当然のこととして、車載用である
ことからも明らかなように、余り大きな出力は必要でな
いものの、全ての付帯設備と共に可能な限り小型である
ことが望ましく、このような点から固体高分子電解質膜
燃料電池が注目されている。そして、かかる固体高分子
電解質膜燃料電池にはガス拡散電極が用いられている。
代えて作動するモータの電源として利用し、このモータ
により車両等を駆動することが考えられている。この場
合に重要なことは、反応によって生成する物質をできる
だけ再利用することは当然のこととして、車載用である
ことからも明らかなように、余り大きな出力は必要でな
いものの、全ての付帯設備と共に可能な限り小型である
ことが望ましく、このような点から固体高分子電解質膜
燃料電池が注目されている。そして、かかる固体高分子
電解質膜燃料電池にはガス拡散電極が用いられている。
【０００４】ここで、一例として固体高分子電解質膜燃
料電池本体の基本構造を図２を参照しながら説明する。
同図に示すように、電池本体０１は固体高分子電解質膜
０２の両側にガス拡散電極０３Ａ，０３Ｂが接合される
ことにより構成されている。そしてこの接合体は、固体
高分子電解質膜０２の両側にガス拡散電極０３Ａ，０３
Ｂを合せた後、ホットプレス等することにより製造され
る。また、ガス拡散電極０３Ａ，０３Ｂはそれぞれ触媒
が担持された反応層０４Ａ，０４Ｂ及びガス拡散層０５
Ａ，０５Ｂが接合されたものであり、電解質膜０２とは
反応層０４Ａ，０４Ｂの表面が接触している。したがっ
て、電池反応は主に電解質膜０２と反応層０４Ａ，０４
Ｂとの間の接触面で起こる。
料電池本体の基本構造を図２を参照しながら説明する。
同図に示すように、電池本体０１は固体高分子電解質膜
０２の両側にガス拡散電極０３Ａ，０３Ｂが接合される
ことにより構成されている。そしてこの接合体は、固体
高分子電解質膜０２の両側にガス拡散電極０３Ａ，０３
Ｂを合せた後、ホットプレス等することにより製造され
る。また、ガス拡散電極０３Ａ，０３Ｂはそれぞれ触媒
が担持された反応層０４Ａ，０４Ｂ及びガス拡散層０５
Ａ，０５Ｂが接合されたものであり、電解質膜０２とは
反応層０４Ａ，０４Ｂの表面が接触している。したがっ
て、電池反応は主に電解質膜０２と反応層０４Ａ，０４
Ｂとの間の接触面で起こる。
【０００５】例えばガス拡散電極０３Ａを酸素極、ガス
拡散電極０３Ｂを水素極とし、各々のガス拡散層０５
Ａ，０５Ｂを介して酸素、水素を反応層０４Ａ，０４Ｂ
側へ供給すると、各反応層０４Ａ，０４Ｂと電解質膜０
２との界面で次のような反応が起こる。 反応層０４Ａの界面： Ｏ2 ＋４Ｈ+ ＋４ｅ- →２Ｈ2 Ｏ 反応層０４Ｂの界面： ２Ｈ2 →４Ｈ+ ＋４ｅ- ここで、４Ｈ+ は電解質膜０２を通って水素極から酸素
極へ流れるが、４ｅ-は負荷０６を通って水素極から酸
素極へ流れることになり、電気エネルギーが得られ。
拡散電極０３Ｂを水素極とし、各々のガス拡散層０５
Ａ，０５Ｂを介して酸素、水素を反応層０４Ａ，０４Ｂ
側へ供給すると、各反応層０４Ａ，０４Ｂと電解質膜０
２との界面で次のような反応が起こる。 反応層０４Ａの界面： Ｏ2 ＋４Ｈ+ ＋４ｅ- →２Ｈ2 Ｏ 反応層０４Ｂの界面： ２Ｈ2 →４Ｈ+ ＋４ｅ- ここで、４Ｈ+ は電解質膜０２を通って水素極から酸素
極へ流れるが、４ｅ-は負荷０６を通って水素極から酸
素極へ流れることになり、電気エネルギーが得られ。
【０００６】このように、ガス拡散電極はガス拡散層と
反応層とからなり、この反応層には触媒を担持する必要
がある。そして、従来、反応層に触媒を担持するには、
例えば塩化白金酸水溶液などに浸透性向上のためにイソ
プロピルアルコールを加えた溶液を塗布して乾燥した
後、これを水素などの還元気体中で還元して白金等を析
出させることにより行われている。
反応層とからなり、この反応層には触媒を担持する必要
がある。そして、従来、反応層に触媒を担持するには、
例えば塩化白金酸水溶液などに浸透性向上のためにイソ
プロピルアルコールを加えた溶液を塗布して乾燥した
後、これを水素などの還元気体中で還元して白金等を析
出させることにより行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した方法
により触媒を反応層へ担持した場合、触媒は反応層の厚
さ方向へほぼ均一に分散・担持されている。なお、イソ
プロピルアルコールの添加量により浸透性を制御するこ
とも考えられるが、溶媒を除去するときにアルコール濃
度が変化するので実際上、浸透性を制御することはでき
ない。一方、例えば燃料電池の反応は主に電界膜と反応
層との接触面で起こるので、実際には触媒の約２０％程
度しか働かず、つまり担持触媒が有効に働かないという
問題がある。また、触媒溶液を反応層へ塗布しているの
で、特に電極が大きい場合には触媒を面方向へ均一に担
持するのは困難である。さらに、塗布、乾燥、還元とい
う工程が必要なので生産性が低いという問題もある。
により触媒を反応層へ担持した場合、触媒は反応層の厚
さ方向へほぼ均一に分散・担持されている。なお、イソ
プロピルアルコールの添加量により浸透性を制御するこ
とも考えられるが、溶媒を除去するときにアルコール濃
度が変化するので実際上、浸透性を制御することはでき
ない。一方、例えば燃料電池の反応は主に電界膜と反応
層との接触面で起こるので、実際には触媒の約２０％程
度しか働かず、つまり担持触媒が有効に働かないという
問題がある。また、触媒溶液を反応層へ塗布しているの
で、特に電極が大きい場合には触媒を面方向へ均一に担
持するのは困難である。さらに、塗布、乾燥、還元とい
う工程が必要なので生産性が低いという問題もある。
【０００８】本発明はこのような事情に鑑み、必要な触
媒をガス拡散電極の反応層の厚さ方向の最適な位置に担
持できると共に、大きな電極に対しても面方向に均一に
触媒を担持することができ、且つ生産性が高い触媒担持
装置を提供することを目的とする。
媒をガス拡散電極の反応層の厚さ方向の最適な位置に担
持できると共に、大きな電極に対しても面方向に均一に
触媒を担持することができ、且つ生産性が高い触媒担持
装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る触媒担持装置は、反応層及びガス拡散層からな
るガス拡散電極を挾持する触媒溶液供給部と還元剤供給
部とからなり、上記反応層と接触する触媒溶液供給部は
触媒溶液を当該反応層に接触保持する触媒溶液保持部を
有すると共にこの触媒溶液保持部に保持されている触媒
溶液を当該反応層に向って任意の圧力で接触させる加圧
制御手段を具備し、一方、上記ガス拡散層と接触する還
元剤供給部は当該ガス拡散層に接触する多孔質体を有す
ると共にこの多孔質体を介して当該ガス拡散層に還元剤
を供給する還元剤供給手段を具備することを特徴とす
る。
明に係る触媒担持装置は、反応層及びガス拡散層からな
るガス拡散電極を挾持する触媒溶液供給部と還元剤供給
部とからなり、上記反応層と接触する触媒溶液供給部は
触媒溶液を当該反応層に接触保持する触媒溶液保持部を
有すると共にこの触媒溶液保持部に保持されている触媒
溶液を当該反応層に向って任意の圧力で接触させる加圧
制御手段を具備し、一方、上記ガス拡散層と接触する還
元剤供給部は当該ガス拡散層に接触する多孔質体を有す
ると共にこの多孔質体を介して当該ガス拡散層に還元剤
を供給する還元剤供給手段を具備することを特徴とす
る。
【００１０】
【００１１】
【作用】 前記 構成の触媒担持装置では、触媒溶液供給部
の触媒溶液保持部に触媒溶液を保持した状態で該触媒溶
液供給部と還元剤供給部とでガス拡散電極を挾持して反
応層に触媒溶液を接触させ、この触媒溶液を加圧制御手
段により上記反応層に向って所定の圧力で反応層に接触
させると共に還元剤供給手段によりガス拡散層に接触す
る多孔質体を介して還元剤をガス拡散電極へ供給する。
これにより反応層の厚さ方向の所望の位置で触媒溶液と
還元剤の気体とが接触し、その位置に触媒が析出・担持
される。
の触媒溶液保持部に触媒溶液を保持した状態で該触媒溶
液供給部と還元剤供給部とでガス拡散電極を挾持して反
応層に触媒溶液を接触させ、この触媒溶液を加圧制御手
段により上記反応層に向って所定の圧力で反応層に接触
させると共に還元剤供給手段によりガス拡散層に接触す
る多孔質体を介して還元剤をガス拡散電極へ供給する。
これにより反応層の厚さ方向の所望の位置で触媒溶液と
還元剤の気体とが接触し、その位置に触媒が析出・担持
される。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１３】図１には本発明に係る触媒担持装置の一例
を示す。同図中、１は触媒溶液供給部、２は還元剤供給
部、３はこれらに挾持されるガス拡散電極を示す。
を示す。同図中、１は触媒溶液供給部、２は還元剤供給
部、３はこれらに挾持されるガス拡散電極を示す。
【００１４】触媒溶液供給部１は例えば板状のステンレ
ス部材からなる触媒溶液供給部本体４の表面に触媒溶液
が保持できる凹部となる触媒溶液保持部５が形成された
ものであり、触媒溶液供給部本体４中には触媒溶液保持
部５の底部と本体４の側面に形成された加圧水導入口６
とを連通する加圧水通路７が形成されている。触媒溶液
保持部５には撥水性シート８を収納されていると共に、
この撥水性シート８の上に触媒溶液９が保持されてお
り、撥水性シート８は、触媒溶液９と加圧水通路７から
導入される加圧水とを隔離することになる。また、触媒
溶液供給部本体４の表面の触媒溶液保持部５の周囲には
溝１０が形成されており、この溝１０内にはＯリング１
１が設けられている。
ス部材からなる触媒溶液供給部本体４の表面に触媒溶液
が保持できる凹部となる触媒溶液保持部５が形成された
ものであり、触媒溶液供給部本体４中には触媒溶液保持
部５の底部と本体４の側面に形成された加圧水導入口６
とを連通する加圧水通路７が形成されている。触媒溶液
保持部５には撥水性シート８を収納されていると共に、
この撥水性シート８の上に触媒溶液９が保持されてお
り、撥水性シート８は、触媒溶液９と加圧水通路７から
導入される加圧水とを隔離することになる。また、触媒
溶液供給部本体４の表面の触媒溶液保持部５の周囲には
溝１０が形成されており、この溝１０内にはＯリング１
１が設けられている。
【００１５】一方、還元剤供給部２は、例えば板状のス
テンレス部材からなる還元剤供給部本体１２のガス拡散
電極３側表面に板状の多孔質体１３を設けたものであ
る。多孔質体１３は連続気孔を有して還元剤が透過しう
るものであれば特に限定されないが、例えばステンレス
などの金属製やセラミックス焼結体などを用いればよ
い。また、還元剤供給部２内には一端がそれぞれ還元剤
導入口１４及び還元剤排出口１５に連通する還元剤通路
１６，１７が形成されており、還元剤通路１６，１７の
他端は多孔質体１３の裏面側に連通している。すなわ
ち、還元剤導入口１４から導入される水素などの還元剤
は還元剤通路１６から多孔質体１３に入り、必要な分だ
けガス拡散電極３内へ供給され、残りが還元剤通路１７
を通って還元剤排出口１５から排出されるようになって
いる。なお、触媒溶液供給部本体４及び還元剤供給部本
体１２にはそれぞれヒータ挿入穴１８及び温度測定穴１
９が形成されており、ヒータ及び温度センサが挿入でき
るようになっている。
テンレス部材からなる還元剤供給部本体１２のガス拡散
電極３側表面に板状の多孔質体１３を設けたものであ
る。多孔質体１３は連続気孔を有して還元剤が透過しう
るものであれば特に限定されないが、例えばステンレス
などの金属製やセラミックス焼結体などを用いればよ
い。また、還元剤供給部２内には一端がそれぞれ還元剤
導入口１４及び還元剤排出口１５に連通する還元剤通路
１６，１７が形成されており、還元剤通路１６，１７の
他端は多孔質体１３の裏面側に連通している。すなわ
ち、還元剤導入口１４から導入される水素などの還元剤
は還元剤通路１６から多孔質体１３に入り、必要な分だ
けガス拡散電極３内へ供給され、残りが還元剤通路１７
を通って還元剤排出口１５から排出されるようになって
いる。なお、触媒溶液供給部本体４及び還元剤供給部本
体１２にはそれぞれヒータ挿入穴１８及び温度測定穴１
９が形成されており、ヒータ及び温度センサが挿入でき
るようになっている。
【００１６】また、ガス拡散電極３は触媒溶液供給部１
側の反応層３ａと還元剤供給部２側のガス拡散層３ｂと
からなる。ここで、ガス拡散層３ｂは疎水性カーボン微
粒子とポリテトラフロロエチレン等の弗素樹脂とで作ら
れており、空孔率は６０％以上で疎水性細孔から成る。
そのため気体は容易に透過できるが電解液の透過は阻止
される。例えば膜の片側に２０kg／cm2 の水圧をかけて
も他方に水は漏れないけれどもガスは容易に反応層３ａ
に供給される。
側の反応層３ａと還元剤供給部２側のガス拡散層３ｂと
からなる。ここで、ガス拡散層３ｂは疎水性カーボン微
粒子とポリテトラフロロエチレン等の弗素樹脂とで作ら
れており、空孔率は６０％以上で疎水性細孔から成る。
そのため気体は容易に透過できるが電解液の透過は阻止
される。例えば膜の片側に２０kg／cm2 の水圧をかけて
も他方に水は漏れないけれどもガスは容易に反応層３ａ
に供給される。
【００１７】一方、反応層３ａは、一般に弗素樹脂又は
弗素樹脂と親水性カーボン微粒子とからなる親水部と、
疎水性カーボン微粒子と弗素樹脂とからなる疎水部とが
微細に混合されて形成されているものであり、親水部に
触媒が担持される。また、親水部は電解液が浸透できる
ものであり、一方、疎水部はガス拡散層３ｂを通って供
給される気体、例えば燃料電池の反応気体である水素や
酸素が透過できるので、当該反応層３ａに接合される電
解質と親水部中の触媒との近傍に上述した反応気体が容
易に供給される。なお、反応に関与する電極表面積は、
見かけの５００倍以上となるので、反応速度は著しく大
きくなるが、そのとき必要な反応気体は疎水部の細孔を
通って十分に供給される。
弗素樹脂と親水性カーボン微粒子とからなる親水部と、
疎水性カーボン微粒子と弗素樹脂とからなる疎水部とが
微細に混合されて形成されているものであり、親水部に
触媒が担持される。また、親水部は電解液が浸透できる
ものであり、一方、疎水部はガス拡散層３ｂを通って供
給される気体、例えば燃料電池の反応気体である水素や
酸素が透過できるので、当該反応層３ａに接合される電
解質と親水部中の触媒との近傍に上述した反応気体が容
易に供給される。なお、反応に関与する電極表面積は、
見かけの５００倍以上となるので、反応速度は著しく大
きくなるが、そのとき必要な反応気体は疎水部の細孔を
通って十分に供給される。
【００１８】このようなガス拡散電極３の反応層３ａの
親水部に触媒の担持は、例えば次の方法により行う。
親水部に触媒の担持は、例えば次の方法により行う。
【００１９】（実施例１）撥水性シート８としての厚さ
２０μｍの弗素樹脂膜（ネオフロンフィルム；ダイキン
工業（株）製）を触媒溶液供給部５上にセットし、この
撥水性シート８上に２０mg／mlの塩化白金酸からなる触
媒溶液９を５ml入れ、この上からガス拡散電極３を反応
層３ａを下にして置き、さらに還元剤供給部２をかぶせ
る。そして、触媒溶液供給部１と還元剤供給部２とを締
結し、触媒溶液９を加圧しても両者の間から液漏れがな
いようにする。そして、加圧水を加圧水導入口６から例
えば１０気圧の圧力で導入して触媒溶液９を反応層３ａ
に向って加圧した後、還元剤として水素を還元剤導入口
１４から供給する。これにより、塩化白金酸と水素とは
反応層３ａ内で接触し、塩化白金酸は局部電池反応的に
還元され、反応層３ａ内の例えば親水性カーボンブラッ
ク上に白金微粒子が担持される。
２０μｍの弗素樹脂膜（ネオフロンフィルム；ダイキン
工業（株）製）を触媒溶液供給部５上にセットし、この
撥水性シート８上に２０mg／mlの塩化白金酸からなる触
媒溶液９を５ml入れ、この上からガス拡散電極３を反応
層３ａを下にして置き、さらに還元剤供給部２をかぶせ
る。そして、触媒溶液供給部１と還元剤供給部２とを締
結し、触媒溶液９を加圧しても両者の間から液漏れがな
いようにする。そして、加圧水を加圧水導入口６から例
えば１０気圧の圧力で導入して触媒溶液９を反応層３ａ
に向って加圧した後、還元剤として水素を還元剤導入口
１４から供給する。これにより、塩化白金酸と水素とは
反応層３ａ内で接触し、塩化白金酸は局部電池反応的に
還元され、反応層３ａ内の例えば親水性カーボンブラッ
ク上に白金微粒子が担持される。
【００２０】なお、ガス拡散電極３としては、平均粒径
４５０Åの親水性カーボンブラックと疎水性カーボンブ
ラックと平均粒径０３μのポリテトラフロロエチレンと
が７：４：３の割合で成る反応層３ａと平均粒径４２０
Åの疎水性カーボンブラックと平均粒径０３μのポリテ
トラフロロエチレンとが７：３の割合から成るガス拡散
層３ｂとから構成されているものを用いた。これら反応
層３ａ及びガス拡散層３ｂは、各原料粉末にソルベント
ナフサ、アルコール、水、炭化水素などの溶媒を混合し
た後、圧縮成形することにより得ることができ、これら
を重ねて圧延することによりガス拡散電極３を得ること
ができる。
４５０Åの親水性カーボンブラックと疎水性カーボンブ
ラックと平均粒径０３μのポリテトラフロロエチレンと
が７：４：３の割合で成る反応層３ａと平均粒径４２０
Åの疎水性カーボンブラックと平均粒径０３μのポリテ
トラフロロエチレンとが７：３の割合から成るガス拡散
層３ｂとから構成されているものを用いた。これら反応
層３ａ及びガス拡散層３ｂは、各原料粉末にソルベント
ナフサ、アルコール、水、炭化水素などの溶媒を混合し
た後、圧縮成形することにより得ることができ、これら
を重ねて圧延することによりガス拡散電極３を得ること
ができる。
【００２１】上述したように触媒を担持した２枚のガス
拡散電極３の間に、０．１７mmの固体高分子電解質膜
（ナフィオン１１７：デュポン社、商品名）を挾み、こ
れらをその周囲をラバーなどの弾性材で囲んだ状態でプ
レスする、いわゆるラバープレス法により１８０℃、５
００kg／cm2 で５分間プレスして接合し、固体高分子電
解質膜燃料電池本体とした。そして、電池温度９５℃と
し、水素及び酸素をそれぞれ２気圧で供給して電池性能
を評価したところ、０．５Ｖ−０．９４Ａ／cm2であっ
た。
拡散電極３の間に、０．１７mmの固体高分子電解質膜
（ナフィオン１１７：デュポン社、商品名）を挾み、こ
れらをその周囲をラバーなどの弾性材で囲んだ状態でプ
レスする、いわゆるラバープレス法により１８０℃、５
００kg／cm2 で５分間プレスして接合し、固体高分子電
解質膜燃料電池本体とした。そして、電池温度９５℃と
し、水素及び酸素をそれぞれ２気圧で供給して電池性能
を評価したところ、０．５Ｖ−０．９４Ａ／cm2であっ
た。
【００２２】なお、比較のため、同様のガス拡散電極に
塩化白金酸水溶液を塗布するという従来方法で白金を担
持した後、同様に固体高分子電解質膜燃料電池本体をつ
くり、同様に電池性能を評価したところ、０．５Ｖ−
０．５Ａ／cm2 であった。
塩化白金酸水溶液を塗布するという従来方法で白金を担
持した後、同様に固体高分子電解質膜燃料電池本体をつ
くり、同様に電池性能を評価したところ、０．５Ｖ−
０．５Ａ／cm2 であった。
【００２３】（実施例２）実施例１と同様の装置を用
い、還元剤として水素の代りにメタノールを還元剤導入
口１４から供給して白金を担持させた。なお、本実施例
では触媒溶液供給部本体４及び還元剤供給部本体１２の
ヒータ挿入穴１８及び温度測定穴１９にヒータ及び温度
センサをそれぞれ挿入し、装置を９０℃に保った。これ
により、還元剤としてのメタノールは気体となってガス
拡散層３ｂを透過し、反応層３ａ内へ供給される。この
ようにして触媒を担持したガス拡散電極３を用いて同様
に固体高分子電解質膜燃料電池本体を作成し、同様に電
池性能を評価したところ、０．５Ｖ−０．７５Ａ／cm2
であった。
い、還元剤として水素の代りにメタノールを還元剤導入
口１４から供給して白金を担持させた。なお、本実施例
では触媒溶液供給部本体４及び還元剤供給部本体１２の
ヒータ挿入穴１８及び温度測定穴１９にヒータ及び温度
センサをそれぞれ挿入し、装置を９０℃に保った。これ
により、還元剤としてのメタノールは気体となってガス
拡散層３ｂを透過し、反応層３ａ内へ供給される。この
ようにして触媒を担持したガス拡散電極３を用いて同様
に固体高分子電解質膜燃料電池本体を作成し、同様に電
池性能を評価したところ、０．５Ｖ−０．７５Ａ／cm2
であった。
【００２４】（実施例３）還元剤としてメタノールの代
りにホルマリン溶液を用いた以外は実施例２と同様にし
てガス拡散電極３に触媒を担持した。かかるガス拡散電
極３を用いて同様に固体高分子電解質膜燃料電池本体を
作成し、同様に電池性能を評価したところ、０．５Ｖ−
０．８３Ａ／cm2 であった。
りにホルマリン溶液を用いた以外は実施例２と同様にし
てガス拡散電極３に触媒を担持した。かかるガス拡散電
極３を用いて同様に固体高分子電解質膜燃料電池本体を
作成し、同様に電池性能を評価したところ、０．５Ｖ−
０．８３Ａ／cm2 であった。
【００２５】
【００２６】
【００２７】以上の実施例においては、従来の触媒担持
法によるものに比べて触媒が有効に電池反応に寄与でき
るため、例えば燃料電池に用いた場合の性能が大幅に向
上した。なお、上記実施例では触媒溶液９の加圧に水を
用いたが、勿論これに限定されず、他の液体や気体を用
いてもよい。また、撥水性シート８を使用せずに、触媒
溶液自体を用いて加圧するようにしてもよい。
法によるものに比べて触媒が有効に電池反応に寄与でき
るため、例えば燃料電池に用いた場合の性能が大幅に向
上した。なお、上記実施例では触媒溶液９の加圧に水を
用いたが、勿論これに限定されず、他の液体や気体を用
いてもよい。また、撥水性シート８を使用せずに、触媒
溶液自体を用いて加圧するようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
反応層の厚さ方向の最適な位置に触媒を担持できるので
触媒を有効に利用することができる。また、触媒溶液を
塗布する必要がなく、且つ触媒溶液と還元剤の供給を一
工程で行うことができるので、大きな電極に対しても面
方向に均一に触媒を担持することができ、且つ生産効率
が高いという効果も奏する。
反応層の厚さ方向の最適な位置に触媒を担持できるので
触媒を有効に利用することができる。また、触媒溶液を
塗布する必要がなく、且つ触媒溶液と還元剤の供給を一
工程で行うことができるので、大きな電極に対しても面
方向に均一に触媒を担持することができ、且つ生産効率
が高いという効果も奏する。
【図１】本発明に係る触媒担持装置の一例の断面図であ
る。
る。
【図２】固体高分子電解質膜燃料電池本体の基本構造の
概念図である。
概念図である。
１ 触媒溶液供給部 ２ 還元剤供給部 ３ ガス拡散電極 ３ａ 反応層 ３ｂ ガス拡散層 ４ 触媒溶液供給部本体 ５ 触媒溶液保持部 ６ 加圧水導入口 ８ 撥水性シート ９ 触媒溶液 １２ 還元剤供給部本体 １３ 多孔質体 １４ 還元剤導入口 １５ 還元剤排出口 １８ ヒータ挿入穴 １９ 温度測定穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/88
Claims (1)
- 【請求項１】 反応層及びガス拡散層からなるガス拡散
電極を挾持する触媒溶液供給部と還元剤供給部とからな
り、上記反応層と接触する触媒溶液供給部は触媒溶液を
当該反応層に接触保持する触媒溶液保持部を有すると共
にこの触媒溶液保持部に保持されている触媒溶液を当該
反応層に向って任意の圧力で接触させる加圧制御手段を
具備し、一方、上記ガス拡散層と接触する還元剤供給部
は当該ガス拡散層に接触する多孔質体を有すると共にこ
の多孔質体を介して当該ガス拡散層に還元剤を供給する
還元剤供給手段を具備することを特徴とする触媒担持装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12034692A JP3268006B2 (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | 触媒担持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12034692A JP3268006B2 (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | 触媒担持装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05314989A JPH05314989A (ja) | 1993-11-26 |
| JP3268006B2 true JP3268006B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=14783965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12034692A Expired - Fee Related JP3268006B2 (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | 触媒担持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3268006B2 (ja) |
-
1992
- 1992-05-13 JP JP12034692A patent/JP3268006B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05314989A (ja) | 1993-11-26 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010703 |
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20011211 |
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