JP4619041B2 - 燃料電池の電極製造装置と方法 - Google Patents
燃料電池の電極製造装置と方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4619041B2 JP4619041B2 JP2004149336A JP2004149336A JP4619041B2 JP 4619041 B2 JP4619041 B2 JP 4619041B2 JP 2004149336 A JP2004149336 A JP 2004149336A JP 2004149336 A JP2004149336 A JP 2004149336A JP 4619041 B2 JP4619041 B2 JP 4619041B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- transfer
- fuel cell
- material powder
- electrolyte membrane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
図1、図2に基づき説明した上記の装置を用いて燃料電池電極を作製した。電極材料粉末2として、粒径1〜10μmのPt担体カーボン粉末と電解質樹脂とからなるものを用いた。転写ローラ11はアルミパイプに体積抵抗率1×1012Ωcm、厚さ1mmの樹脂11aをコーティングしたものを用いた。電解質膜巻き出しローラ8、電解質膜巻き取りローラ14、搬送ローラ9、10、定着ローラ13、13は、すべて体積抵抗率1×1011Ωcm、厚さ2mm以上の樹脂でそれぞれコーティングし、アースした。
図1に示す装置において電極パターン凹部4を左右で深さを50μm変えた現像ドラム3を用いた以外は実施例1と同様にして電極を作成した。
図1に示す装置において、転写用電源12の出力電圧を、前半−3kV,後半−4kVと変化させて、電解質膜7上に電極を作成した。電解質膜上に形成された電極の単位面積当たりの電極材料粉末量を実施例2と同様にして測定した。ただし、電極は左右ではなく前後で切り出し、同様にして電解質膜に付着した電極材料粉末量を求めた。結果は、−3kV印加部分が0.033mg/cm2、−4kV印加部分で0.04mg/cm2であった。このように印加電圧を調整することによっても、電極厚みを変化させることができることがわかる。また、この場合にも、電解質膜7上に転写した電極像は、幅方向での厚みの変化を除いて、現像ドラム3の電極パターン凹部4に静電付着した電極像と同じものであり、電極材料粉末が逆飛翔して付着した形跡は観察されなかった。
図1に示す装置において、転写用電源12を電流iを変化させる手段を持つものに変えて電極を作成した、電極材料粉末2の大きさは直径数〜十μmの導体であり、容量が小さく瞬時に帯電した。電極5と転写ローラ11間の容量Cも小さいため、両者の電位差は直ちに数kVとなり、電極材料粉末2にクーロン力が働き、電流に比例した厚みの電極材料粉末2が電解質膜7に転写された。i=f(t)として、電流を時間変化させることにより、徐々に厚さの変化する電極を得ることもできた。
現像ドラム−転写ローラ速度比制御装置16を使用して、現像ドラム3と転写ローラ11の速度比を制御した以外は、実施例1と同様にして電極を作成した。速度比制御は、深さが一定である電極パターン凹部4の回転方向中央部が真下にくるまで(前半)は、現像ドラム3と転写ローラ11とを共に30mm/secの同速度で移動し、後半は現像ドラム3の回転移動速度を半分の15mm/sec,転写ローラ11の回転速度を30mm/secとした。転写用電源12からの出力電圧は−4kVとした。
図1に示す装置Aにおいて、転写ローラ11として、図4に示すように、右側をε=3、t=1mmの材料11a1で、左側をε=2.3、t=1mmの材料11a2でコーティングしたものを用いた。また、現像ドラム3と転写ローラ11の間隔dを2mm、印加電圧は−4kVとした。したがって、右側の電界ER=1.64kV/mm,左側の電界EL=1.71kV/mmとなり、右側の空間電界が4.5%大きい。実施例1と同じ条件で動作させたところ、電解質膜上に形成された電極の単位面積当たりの電極材料粉末量は、右側が0.041mg/cm2、左側が0.038mm/cm2であった。また、電解質膜7上に転写した電極像に、電極材料粉末が逆飛翔して付着した形跡は観察されなかった。
図1に示す装置Aで、転写用電源12の出力電圧を、図5に示すように、−4kVの定常電圧に、+4kVのパルス電圧を一定間隔で出力するようにした。それ以外は、実施例1と同じ条件で動作させて電極を作成した。得られた電極の写真を図6に示す。図6の写真に示されるように、電解質膜上には、玉状に凝集した粉末のない、均一な電極材料粉末からなる電極が形成されている。また、電解質膜7上に転写した電極像に、電極材料粉末が逆飛翔して付着した形跡は観察されなかった。
図1に示す装置を用い、ガード電極17のある現像ドラムとガード電極のないドラムを用い、他は実施例1と同様にして電極を作成した。得られた電極の写真を図9(ガード電極がある場合)、図10(ガード電極がない場合)に示す。2つの写真を比較すれば、ガード電極を持つ現像ドラムを用いて転写した電極は、端部にぼけのないはっきりした輪郭を持つ電極となっていることがわかる。
Claims (19)
- 電極材料粉末を所定の電極像として形成する現像部および電極材料粉末を現像部から電解質膜上に静電力により転写する転写部とを少なくとも有する転写ユニットと、電解質膜上の電極材料粉末を定着する定着部とを少なくとも備えており、転写ユニットにおいて、転写部および電解質膜は現像部とは隔てて配置され、かつ、転写部には電解質膜に静電付着した電極材料粉末が逆極性に帯電するのを防止するための手段が施されている燃料電池の電極製造装置であって、
現像部は電極材料粉末を帯電し転写する電極を持つ現像ドラムを有し、転写部は電解質膜を挟んで前記現像ドラムと反対側に位置しかつ前記電極に対向する対向電極を持つ転写ローラを有し、前記2つの電極間には転写用電源から高電圧が印加され電界が生成されるようになっており、前記電解質膜に静電付着した電極材料粉末が逆極性に帯電するのを防止するための手段は転写ローラの電解質膜に面することとなる領域を10MΩ〜100GΩの範囲の高抵抗値を持つ材料で作製することにより形成されており、かつ、現像ドラムは電解質膜上に形成する電極形状に対応する凹部を有し、その底部に電極が設けてあることを特徴とする燃料電池の電極製造装置。 - 現像ドラムに形成される凹部の深さは所要の一定深さであることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池の電極製造装置。
- 現像ドラムに形成される凹部の深さは部位によって異なっていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池の電極製造装置。
- 転写用電源は電圧を変化させる手段を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の燃料電池の電極製造装置。
- 転写用電源は電流を変化させる手段を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の燃料電池の電極製造装置。
- 現像ドラムと転写ローラの相対速度を変化させるための手段を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の燃料電池の電極製造装置。
- 転写ローラは所定パターンの誘電率分布を持つことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の燃料電池の電極製造装置。
- 転写用電源は電極材料粉末を電解質膜に転写中に少なくとも1回以上逆電極電圧を出力できるようにされていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の燃料電池の電極製造装置。
- 現像ドラムの電極周辺には同電位のガード電極が備えられていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の燃料電池の電極製造装置。
- 現像ドラムの凹部は複数個の単位凹部の集合体として構成されており、各単位凹部の底部に電極が設けてあり、転写用電源は各単位凹部の底部に配置した電極ごとにそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池の電極製造装置。
- 現像ドラムの凹部は複数個の単位凹部の集合体として構成されており、複数個の単位凹部の集合体は2つ以上のグループを形成するようにされており、転写用電源は各グループごとにそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池の電極製造装置。
- 現像ドラムがベルト式のものであることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の燃料電池の電極製造装置。
- 転写ローラが平板状のものであることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の燃料電池の電極製造装置。
- 転写部を構成する部材以外の部材であって、電極の製造過程で電解質膜に接することとなる部材は、電解質膜に接することとなる領域を高抵抗値を持つ材料で作製されおり、これら部材から電解質膜に静電付着した電極材料粉末が帯電するのをなくして、電極材料粉末が逆極性に帯電するのを防止するようにされていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の燃料電池の電極製造装置。
- 2個以上の転写ユニットが電解質膜の搬送方向にタンデムに並べられていることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の燃料電池の電極製造装置。
- 2個以上の転写ユニットが電解質膜の一面側と他面側とにその搬送方向にタンデムに並べられていることを特徴とする請求項15に記載の燃料電池の電極製造装置。
- 現像ドラムに形成した電極を備える凹部内に電極材料粉末を所定の電極像として形成する工程、転写用電源より現像ドラムと転写ローラとの間に高電圧を付与して、凹部の形状に応じた電極像を、電解質膜に面することとなる領域を10MΩ〜100GΩの範囲の高抵抗値を持つ材料で作製した転写ローラ上を現像ドラムから離れた状態で移動する電解質膜上に静電力により転写する工程、および、電解質膜上の電極材料粉末を定着する工程とを少なくとも備えた少なくとも備えることを特徴とする燃料電池の電極製造方法。
- 転写用電源は電圧を変化させる手段を備えており、印加電圧を変化させて電界強度を変え、電解質膜上に形成される電極厚みを制御することを特徴とする請求項17に記載の燃料電池の電極製造方法。
- 転写用電源は電流を変化させる手段を備えており、印加電流を変化させて、電極材料粉末の帯電荷量を変え、電解質膜上に形成される電極厚みを制御することを特徴とする請求項17に記載の燃料電池の電極製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004149336A JP4619041B2 (ja) | 2004-05-19 | 2004-05-19 | 燃料電池の電極製造装置と方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004149336A JP4619041B2 (ja) | 2004-05-19 | 2004-05-19 | 燃料電池の電極製造装置と方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005332669A JP2005332669A (ja) | 2005-12-02 |
JP4619041B2 true JP4619041B2 (ja) | 2011-01-26 |
Family
ID=35487166
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004149336A Expired - Fee Related JP4619041B2 (ja) | 2004-05-19 | 2004-05-19 | 燃料電池の電極製造装置と方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4619041B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5013669B2 (ja) * | 2004-12-10 | 2012-08-29 | 株式会社リコー | 電気化学デバイスの製造方法 |
JP2015050023A (ja) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | 東芝燃料電池システム株式会社 | 燃料電池触媒層の製造方法および燃料電池触媒層の製造装置 |
JP7180343B2 (ja) * | 2018-12-06 | 2022-11-30 | トヨタ自動車株式会社 | 電極シート製造装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002367616A (ja) * | 2001-06-11 | 2002-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高分子電解質型燃料電池用電極の製造方法及び製造装置 |
JP2004139846A (ja) * | 2002-10-17 | 2004-05-13 | Toyota Motor Corp | 燃料電池電極の製造方法と製造装置 |
-
2004
- 2004-05-19 JP JP2004149336A patent/JP4619041B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002367616A (ja) * | 2001-06-11 | 2002-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高分子電解質型燃料電池用電極の製造方法及び製造装置 |
JP2004139846A (ja) * | 2002-10-17 | 2004-05-13 | Toyota Motor Corp | 燃料電池電極の製造方法と製造装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005332669A (ja) | 2005-12-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9851681B2 (en) | Image forming apparatus having a power supply common to primary transfer and secondary transfer | |
US7991335B2 (en) | Developer supply device and image forming apparatus | |
US20130188981A1 (en) | Image forming apparatus | |
JP6391770B2 (ja) | 画像形成装置 | |
BR102013007934A2 (pt) | Aparelho formador de imagem | |
US8811868B2 (en) | Fusing unit and image forming apparatus employing the same | |
WO2005080008A1 (ja) | 膜電極接合体を構成する基材へ触媒層を形成する方法と装置 | |
CN102890439A (zh) | 转印设备和成像装置 | |
US9250576B2 (en) | Image forming apparatus | |
US11143987B2 (en) | Imaging forming apparatus with enhanced primary transferability where primary transfer is performed with electric current flowing in circumferential direction of intermediate transfer belt | |
EP2874011A1 (en) | Image forming apparatus | |
KR101359095B1 (ko) | 화상 형성 장치 | |
JP4619041B2 (ja) | 燃料電池の電極製造装置と方法 | |
CN104777733A (zh) | 转印装置和图像形成设备 | |
JP4253491B2 (ja) | 燃料電池電極の製造方法と製造装置 | |
JP4614687B2 (ja) | 燃料電池の電極製造装置と方法 | |
JP5175423B2 (ja) | 燃料電池の電極製造装置と方法 | |
US11644770B2 (en) | Intermediate transfer body and image forming apparatus | |
JP2004185001A (ja) | 中間電子写真画像を運搬するための中間転写部材 | |
JP2009058869A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2003241543A (ja) | 画像形成装置 | |
JP5162993B2 (ja) | 帯電付与ロール、電気絶縁性シートのシートロール体、電気絶縁性シートの製造方法および電気絶縁性シートの帯電処理方法 | |
JP2003302809A (ja) | 接触帯電部材 | |
JPH09292784A (ja) | 転写ローラ | |
JP2017198928A (ja) | 画像形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070322 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090807 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090825 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091026 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101019 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101026 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131105 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131105 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131105 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |