JP4696442B2

JP4696442B2 - 複合多孔質体

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Publication number: JP4696442B2
Application number: JP2003208068A
Authority: JP
Inventors: 浅彦村山; 国雄山本; 正弘和田; 栄子神田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2003-08-20
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2023-08-20
Also published as: JP2005059249A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体高分子型燃料電池のガス拡散電極として用いられる複合多孔質体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多孔質体は、フィルタ、ガス拡散部材、放熱部材、吸水部材といった様々な用途に適用可能であり、種々の装置に備えられている。しかしながら、多孔質体は強度が低く、変形し易いという性質を有しているため、この取り扱いが困難であるという問題があった。
【０００３】
そこで、多孔質体からなるフィルタ要素をフィルタ装置に組み込む際などの取り扱い時に生じる多孔質体の損傷を防止するために、フィルタ要素の端区域に異なる物質を充填して補強する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、金属発泡体を装置に取り付ける固定用穴等を設けるために、多孔質体の細孔中に金属やプラスチック等の固体を充填することにより、強度を向上させる部分を設ける技術が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭４８−１３９５６号公報
【特許文献２】
特開平０８−５３７２３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多孔質体の表面に樹脂等を重ねることにより強度を向上させようとすると、補強部分に固定用穴を設けようとする場合に、例えば樹脂と金属とのように二種類の材料を同時に切削することになり、加工しにくく、形状付与が困難となってしまう。
また、多孔質体は一般に製造が困難で、高価なものであるから、この多孔質体を無駄なく利用してその性質を存分に発揮させることが望まれる。これに対し、表面に樹脂や金属等を塗り重ねるような補強では、多孔質体の有効面積を小さくしてしまうため、結果的にコスト増大を招くことになる。
【０００７】
本発明は、以上の課題に鑑みてなされたもので、多孔質体の有効面積を犠牲にせず、この多孔質体の取り扱い性を向上させることができるとともに、このような多孔質体を容易かつ確実に形成することができる複合多孔質体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、固体高分子型燃料電池のガス拡散電極として用いられる複合多孔質体において、三次元網目構造を有するシート状で気孔径が１０μｍ〜２ｍｍ、気孔率が４０〜９８％に設定された多孔質体と、該多孔質体の外周縁に張り出すように配設された補強体とが接着剤を介して一体に形成され、前記接着剤が前記多孔質体の側部に開口する気孔中に５μｍ〜１０００μｍの深さまで含浸して硬化しており、前記多孔質体が複数枚互いに面方向に間隔をおいて配置され、前記補強体が、前記各多孔質体間を埋めるとともに該複数枚の多孔質体の全体の外周を囲むように配置されていることを特徴とする
【０００９】
この発明によれば、強度の低い多孔質体の周縁に補強体が配設されるので、取り扱い性よい多孔質体を実現することができる。また、補強体は、多孔質体の周縁から張り出すように配設されるので、補強体のみに限定して例えば機械加工を施すことが可能になり、これにより、装置固定用の穴等の形状を容易に付与することができる。
なお、補強体を配設する個所は、多孔質体の全周に限らず、また外縁部にも限らず、必要に応じて部分的に配設することができる。また、複数の多孔質体を接着剤と補強体とを介して連結するような構成であってもよい。
【００１０】
特に、この発明では、接着剤を介して補強体と多孔質体とが一体に形成されているので、この複合多孔質体を形成する際に要する加熱温度や、強度の低い多孔質体に作用する負荷を最小限に抑制することができ、複合多孔質体を容易かつ確実に形成することができる。
【００１１】
すなわち、例えば、多孔質体をインサート部品とし、この多孔質体の周縁に連続するように補強体としての樹脂部を射出するインサート成形により、多孔質体の全周にわたって樹脂部を配設しようとすると、多孔質体と樹脂部との熱膨張係数差に起因して、形成された複合多孔質体に反りなどの変形が発生したり、また、溶融樹脂の射出圧により強度の低い多孔質体が変形し、複合多孔質体の前記変形をさらに増長させる虞がある。
しかしながら、この発明では、補強体と多孔質体とを接着剤を介して接合しているので、複合多孔質体を形成する際に多孔質体に作用する負荷を最小限に抑制することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の複合多孔質体において、前記接着剤が、紫外線硬化樹脂からなることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、複合多孔質体を形成する際に多孔質体に作用する負荷をさらに抑制することができる。
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の複合多孔質体において、前記各多孔質体に金属薄板タブが溶着されていて、該金属薄膜タブが前記補強体の外周まで延びていることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、スタック型の固体高分子型燃料電池のガス拡散電極として用いられる複合多孔質体において、三次元網目構造を有するシート状で気孔径が１０μｍ〜２ｍｍ、気孔率が４０〜９８％に設定された多孔質体と、該多孔質体の外周縁に張り出すように配設された補強体とが接着剤を介して一体に形成され、前記接着剤が前記多孔質体の側部に開口する気孔中に５μｍ〜１０００μｍの深さまで含浸して硬化しており、前記多孔質体の周囲を囲み面方向に延びるように配置される前記補強体を備え、前記補強体には、前記多孔質体の気孔に連通する連通孔と前記多孔質体から離れた位置に設けられて該補強体を貫通する貫通孔とがそれぞれ形成されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
本発明の基本的構成要素となる複合多孔質体１０は、図１に示すように、シート状の多孔質体１１と、この多孔質体１１の面方向に延びる補強体１２とが接着剤１３を介して一体に形成された矩形薄板状とされている。
【００１５】
多孔質体１１は、三次元網目構造を有する矩形の薄板であり、側部に開口する気孔が各方向に連通していることにより通気性、吸水性を有し、軽量で表面積が大きいという特性を有している。なお、この多孔質体１１は、金属製でも、結晶性の黒鉛や、結晶性でない無定形炭素を含むものとしての炭素質であってもよい。
補強体１２は、多孔質体１１の外周縁部に連なる薄板状で、多孔質体１１と略同じ厚さで段差なく形成されている。なお、この補強体１２は、合成樹脂製や金属製など、この材質はいずれにも限定されず、耐熱温度や硬度などを考慮し、用途に応じて適宜選択すればよい。
接着剤１３は、多孔質体１１の外面と補強体１２の内面との間に、層状にまたは点在させて配置され、多孔質体１１と補強体１２とを接合している。この接着剤１３は有機系でもガラスなどの無機系でもよく、多孔質体１１および補強体１２の材質に応じて、これらを良好に接着できるものであればよく、耐熱温度や硬度などを考慮し、用途に応じて適宜選択すればよい。
このように構成された複合多孔質体１０は、全体として１枚の薄板部材をなしており、補強体１２が固定あるいは挟持されるなどして装置に取り付けられて、フィルタ、吸水部材、放熱体等に用いられる。
【００１６】
次に、金属製とされた多孔質体１１、すなわち金属多孔質体の製造方法について説明する。
この多孔質体１１は、各種方法により製造できるが、たとえば、金属粉末を含むスラリーＳを、薄く成形して乾燥させたグリーンシートＧを焼成することにより製造することができる。図２は、ドクターブレード法によりスラリーＳを薄く成形するグリーンシート製造装置３０である。
【００１７】
スラリーＳは、たとえばＳＵＳ３１６Ｌ等の金属粉末、有機バインダ（メチルセルロース）、溶媒（水）を混合したものであり、さらに必要に応じて、加熱処理により昇華あるいは気化する発泡剤（ヘキサン）や消泡剤（エタノール）等が添加される。
【００１８】
グリーンシート製造装置３０において、まず、スラリーＳが貯蔵されたホッパ３１から、ローラ３２によって搬送されるキャリアシート３３上にスラリーＳが供給される。キャリアシート３３上のスラリーＳは、移動するキャリアシート３３とドクターブレード３４との間で延ばされ、所要の厚さに成形される。
【００１９】
成形されたスラリーＳは、さらにキャリアシート３３によって搬送され、加熱炉３５を通過する。そして、加熱炉３５中で乾燥されることにより、ＳＵＳ３１６Ｌ粉末が有機バインダによって接合された状態のグリーンシートＧが形成される。
なお、スラリーＳに発泡剤が含まれる場合、キャリアシート３３上に延ばされた状態のスラリーＳを、乾燥前に、高湿度雰囲気下にて加熱処理し、発泡剤を発泡させて発泡スラリーとしてから、乾燥処理を行ってグリーンシートＧを形成する。
【００２０】
このグリーンシートＧは、キャリアシート３３から取り外された後、図示しない真空炉にて脱脂・焼成されることにより、有機バインダが取り除かれ、金属粉末同士が焼結した多孔質体１１とされる。
【００２１】
このようにして形成された多孔質体１１は、補強体１２の内側に配置され、これら多孔質体１１と補強体１２との間に接着剤１３を配置し、この接着剤１３を硬化させ、図１に示す複合多孔質体１０が形成される。
ここで、接着剤１３を硬化させる際に、これらの表面を加圧、または加圧及び加熱することにより、複合多孔質体１０を高精度に形成することができるとともに、多孔質体１１と補強体１２との接合強度を向上させることができる。
また、接着剤１３を多孔質体１１と補強体１２との間に配置した際、多孔質体１１の側部に開口する気孔中、５μｍ〜１０００μｍ程度の深さまで接着剤１３が含浸して硬化することにより強固に接合されることになる（アンカー効果）。
さらに、接着剤１３として紫外線硬化樹脂を使用すると、この接着剤１３を硬化させる際に紫外線を照射すれば足り、これらを加熱することを要さない。従って、複合多孔質体１０を形成する際に、強度の低い多孔質体１１に作用する負荷を最小限とすることができるので、反りなどの変形を生じさせることなく良好に複合多孔質体１０を形成することができる。なお、多孔質体１１や補強体１２が、紫外線により変質、変形する場合には、前記紫外線照射時に予め多孔質体１１や補強体１２をマスキングしておくことが好ましい。また、紫外線硬化樹脂は、硬化速度を比較的容易に制御することができるので、前述した、接着剤１３の多孔質体１１の側部からの含浸深さを高精度に制御することができる。
【００２２】
多孔質体１１は、気孔径や気孔率が小さすぎると接着剤１３が気孔中に入り込めないので前述したアンカー効果が不十分となり、接着剤１３との接合強度が十分に得られず、接合部で剥離する虞がある。一方、気孔径や気孔率が大きすぎると、強度が不足し、接着剤１３硬化時の圧縮に耐えられず、変形してしまう虞がある。従って、気孔径１０μｍ〜２ｍｍ程度、気孔率４０〜９８％程度であるとより好ましい。
【００２３】
以上説明したように、本発明の基本的構成要素となる複合多孔質体によれば、強度の低い多孔質体１１の外周縁に補強体１２が配設されるので、取り扱い性よい多孔質体１１を実現することができる。また、補強体１２は、多孔質体１１の周縁から張り出すように配設されるので、補強体１２のみに限定して例えば機械加工を施すことが可能になり、これにより、装置固定用の穴等の形状を容易に付与することができる。
【００２４】
特に、上記複合多孔質体においては、接着剤１３を介して補強体１２と多孔質体１１とが一体に形成されているので、この複合多孔質体１０を形成する際に要する加熱温度や、強度の低い多孔質体１１に作用する負荷を最小限に抑制することができ、複合多孔質体１０を容易かつ確実に形成することができる。
【００２５】
すなわち、例えば、多孔質体１１をインサート部品とし、この多孔質体１１の周縁に連続するように補強体１２としての樹脂部を射出するインサート成形により、多孔質体１１の全周にわたって樹脂部を配設しようとすると、多孔質体１１と樹脂部との熱膨張係数差に起因して、形成された複合多孔質体１０に反りなどの変形が発生したり、また、溶融樹脂の射出圧により強度の低い多孔質体１１が変形し、複合多孔質体１０の前記変形をさらに増長させる虞がある。
しかしながら、上記複合多孔質体においては、補強体１２と多孔質体１１とを接着剤１３を介して接合した構成とされているので、複合多孔質体１０を形成する際に多孔質体１０に作用する負荷を最小限に抑制することができる。
【００２６】
なお、上記例においては、補強体１２を図１に示すように平坦としたが、ねじ挿通孔用の穴や、装置に対する嵌合用の溝形状、強度向上のためのリブ形状、ボスなどを設けたものでもよい。
【００２７】
このようにして製造された複合多孔質体１０は、次のような用途に用いられる。
図３に、複合多孔質体１０をフィルタ４０として備える空気清浄機等の多層フィルタ装置において、フィルタ４０を収容するフィルタユニット４１を示す。フィルタユニット４１は、樹脂や金属からなるフィルタボックス４２に、複数枚のフィルタ４０を挿入し、フィルタボックス４２に蓋部材４３を取り付けた構成である。
【００２８】
このフィルタユニット４１では、フィルタ４０の補強体１２をエラストマー等の弾性部材で形成することにより、フィルタボックス４２および蓋部材４３に対して気密性を持たせ、ろ過対象となる流体をもれなく多孔質体１１部分に通過させることができる。なお、酸化チタンなどの光触媒を担持させて多孔質体１１を製造すれば、フィルタに捕捉されたガス状汚染物質を光の照射により分解することができ、より空気清浄効果を高めることができる。
【００２９】
図４に、複合多孔質体１０を充填物支持板５０として備える充填塔５１を示す。充填塔５１は、垂直な円筒形シェル５２内に充填物５３を充填したもので、充填物５３の上部に配置された液分散板５４を通じて上方から均一に分散された液が充填物５３の表面を流下するとともに、下方から送り込まれたガスが充填物５３の間隙を流れて液と接触しながら上昇する構造により、ガス中の成分を液中に吸収させる装置であり、脱臭、排ガスの洗浄等を行うことができる。
【００３０】
この充填塔５１において、充填物支持板５０としての複合多孔質体１０は、固定用穴が設けられた補強体１２がシェル５２にねじ止め等により固定されて、多孔質体１１で液体およびガスを通過させながら充填物を支持している。
【００３１】
図５に、複合多孔質体１０を吸水部材６０として備える加湿器６１を示す。この加湿器６１は、水を保持するタンク６２の底部６３に吸水部材６０を立設した構成を有し、微細な連通気孔の浸透圧により吸水部材６０の気孔中にタンク６２から水を吸い上げさせ、表面積の大きい多孔質体１１から蒸発させることにより、空気中の湿度を高めることができる。この加湿器６１において、吸水部材６０としての複合多孔質体１０は、タンク６２の底部６３に形成された溝部６４に補強体１２を挿入させることにより固定され、多孔質の多孔質体１１の一部が水没している。
【００３２】
図６に、電極７０およびフィルタ７１として複合多孔質体１０を備え、塵埃を帯電させて集塵する集塵装置７２を示す。この集塵装置７２では、複合多孔質体１０である電極７０と電極７３との間に電圧を印加して放電させ、これら電極間で帯電した塵埃をフィルタ７１で集塵させることができる。複合多孔質体１０である電極７０およびフィルタ７１は、補強体１２に穴等の固定用形状が設けられ、装置にねじ止め等により固定されている。
【００３３】
この電極７０およびフィルタ７１は、補強体１２の部分で装置に固定することができるので、補強体１２を電気絶縁性材料で形成することにより容易に絶縁でき、装置構成を単純化することができる。また、電極７０において多孔質体１１と電源とを接続するために、補強体１２を導電性樹脂で形成したり、補強体１２の表面に金属配線をプリントしたりしてもよい。
【００３４】
図７に、放熱体８０として複合多孔質体１０を備えるクーラーユニット８１を示す。このクーラーユニット８１は、基板部８２に補強体１２が固定されて並列する複合多孔質体１０の多孔質体１１がヒートシンクを構成しており、ファン８３の送風で多孔質体１１が冷却されることにより、基板部８２側に配置されたコンピュータのＣＰＵ等を冷却するための装置である。この場合、補強体１２には熱伝導性樹脂が使用される。複合多孔質体１０は多孔質体１１の表面積が大きく軽量であるので、このようなＣＰＵクーラの他、種々の装置における放熱体に好適である。
【００３５】
図８に、本発明の実施形態である固体高分子型燃料電池のガス拡散電極９０，９１に適用された複合多孔質体１０を示す。このガス拡散電極９０，９１は、複数枚の多孔質体１１が面方向に間隔をおいて配置された状態で、各多孔質体１１間を埋めるとともに全体の外周を囲むように補強体１２が設けられている。そして、各多孔質体１１の一端には、補強体１２の外周まで延びる金属薄板タブ９２が接続されている。金属薄板タブ９２は、インサート成形前の各多孔質体１１に溶着されていて、インサート成形により補強体１２と一体とされている。
【００３６】
この燃料電池は、図９に示すように、陽極のガス拡散電極（空気極）９０と陰極のガス拡散電極（燃料極）９１との間に電解質膜９３を挟んだ層状構造となっていて、各ガス拡散電極９０，９１の多孔質体１１の表面には、電解質膜９３に接する触媒９４が塗布形成されている。電解質膜９３を挟んで対向する空気極９０および燃料極９１は、各多孔質体１１が交互に直列に接続されるように、各金属薄板タブ９２が配線９７により接続されており、直列の両端に位置する多孔質体１１（金属薄板タブ９２）が電池の陽極９５、陰極９６として機能する。
【００３７】
ここで、燃料極９１に燃料を供給する燃料供給部９８は、毛管作用により燃料を供給保持する多孔質部９９と、シールのために外周に設けられた樹脂部１００とからなる構造となっている。燃料供給部９８と燃料極９１とは、燃料供給部９８の樹脂部１００と燃料極９１の補強体１２とをたとえば超音波接合することにより固定される。
【００３８】
また、本発明の複合多孔質体１０は、図１０および図１１に示すような構成の燃料電池においても、ガス拡散電極１１０として用いることもできる。
このガス拡散電極１１０（１０）は、複数枚の多孔質体１１が面方向に間隔をおいて配置された状態で、各多孔質体１１間を埋めるとともに全体の外周を囲むように補強体１２が設けられていて、各多孔質体１１の一方の面に触媒層（図示せず）が形成されている。そして燃料電池は、２枚のガス拡散電極１１０間に電解質層１１１を挟み込み、各ガス拡散電極１１０の触媒層を電解質層１１１に臨ませて、各多孔質体１１を順次直接に配線する構成となっている。
【００３９】
図１０に示す構成は、多孔質体１１に食い込む突起１１２ａを有する導電性コ字状の接続部材１１２によって、互いに対向して配置された多孔質体１１をたすきがけ状に順次接続するものである。
また、図１１に示す構成は、対向する２対の多孔質体１１近傍の補強体１２部分を挟み込む挟持部１１３ａと、この挟持部１１３ａから多孔質体１１へ向かって延びる接続部１１３ｂとを有する導電性クリップ状の接続部材１１３によって、互いに対向して配置された多孔質体１１をたすきがけ状に順次接続するものである。
このような接続部材１１２，１１３を用いて多孔質体１１を接続する構成とすれば、図８に示すような別部材の金属薄板タブ９２を設ける必要がない。
【００４０】
さらに、上記複合多孔質体１０は、電極１２０、電解質層１２１およびセパレータ板１２２を多層に積層する構成のスタック型の固体高分子型燃料電池（図１２）におけるガス拡散電極１２０として用いることもできる。なお、セパレータ板１２２は、空気や燃料となるガスまたは液体を通過させず、導電性を有するたとえばカーボン板や耐食性のある金属板などで形成されている。
【００４１】
図１３および図１４に、本実施形態の複合多孔質体１０（ガス拡散電極１２０）を示す。このガス拡散電極１２０は、多孔質体１１の周囲を囲み面方向に延びる補強体１２とからなる板状の部材で、多孔質体１１に隣接して補強体１２を貫通し、多孔質体１１の気孔に連通する２つの連通孔１２０ａ，１２０ｂと、多孔質体１１から離れた位置に設けられて補強体１２を貫通する２つの貫通孔１２０ｃ，１２０ｄと、補強体１２の四隅に設けられて固定用のボルト等を挿通させるボルト挿通孔１２０ｅとを有している。これら連通孔１２０ａ，１２０ｂ、貫通孔１２０ｃ，１２０ｄ，１２０ｅは、複合多孔質体１０の製造時に金型によって成形することができる。
【００４２】
電解質層１２１には、ガス拡散電極１２０の各孔に連通する貫通孔が設けられている。すなわち、電解質層１２１には、ガス拡散電極の連通孔１２０ａ，１２０ｂおよび貫通孔１２０ｃ，１２０ｄに連通する貫通孔１２１ａと、ボルト挿通孔１２０ｅに連通するボルト挿通孔（図示せず）が形成されている。
また、セパレータ板１２２にも、ガス拡散電極１２０の各孔に連通する貫通孔が設けられている。すなわち、セパレータ板１２２には、ガス拡散電極の連通孔１２０ａ，１２０ｂおよび貫通孔１２０ｃ，１２０ｄに連通する貫通孔１２２ａと、ボルト挿通孔１２０ｅに連通するボルト挿通孔（図示せず）が形成されている。
【００４３】
積層されたガス拡散電極１２０、電解質層１２１およびセパレータ板１２２は、各ボルト挿通孔にボルトを挿通させてナットで固定することにより、一体に固定することができる。
【００４４】
電解質層１２１を挟んで積層された２枚のガス拡散電極１２０は、表裏を異ならせて配置され、一方が燃料極１２０Ａ、他方が空気極Ｂとなっている。
すなわち、燃料極１２０Ａの連通孔１２０ａと空気極１２０Ｂの貫通孔１２０ｄ、燃料極１２０Ａの連通孔１２０ｂと空気極１２０Ｂの貫通孔１２０ｃとが連通して、燃料電池の厚さ方向（図１２の左右方向）に延びる燃料供給路Ｆ１および燃料排出路Ｆ２が形成される。燃料供給路Ｆ１に供給された燃料は、各燃料極１２０Ａの多孔質体１１の連通気孔中を通過しながら電解質層１２１と触媒層の界面に水素を供給し、残ガスは燃料排出路Ｆ２を通じて排出される。なお、図１２は、図１３に示すＡ−Ａ線に沿う断面図であり、燃料の供給経路のみを示している。
【００４５】
同様に、燃料極１２０Ａの連通孔１２０ｃと空気極１２０Ｂの貫通孔１２０ｂとが連通して、燃料電池の厚さ方向に延びる空気供給路（図示せず）が形成されるとともに、燃料極１２０Ａの連通孔１２０ｄと空気極１２０Ｂの貫通孔１２０ａとが連通して、燃料電池の厚さ方向（図１２の左右方向）に延びる空気排出路（図示せず）が形成される。空気供給路に供給された空気は、各空気極１２０Ｂの多孔質体１１の連通気孔中を通過しながら電解質層１２１と触媒層の界面に酸素を供給し、反応により生成した水とともに空気排出路を通じて排出される。
【００４６】
すなわち、本実施形態の燃料電池は、２枚のガス拡散電極１２０間に電解質層１２１を挟み、これらの両面をセパレータ板１２２に覆うことにより、単独のセルが構成されている。そして、セパレータ板１２２を挟んで燃料極１２０Ａと空気極１２０Ｂとを配置することにより、これら燃料極１２０Ａと空気極１２０Ｂとを気密に隔てるとともにセパレータ板１２２を通じて電子のやりとりが行われる構成とすることができ、複数のセルを直列に接続した燃料電池を構成することができる。
【００４７】
なお、以上の実施形態において示した各構成部材、その諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求に基づき種々変更可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る複合多孔質体によれば、強度の低い多孔質体の周縁に補強体が配設されるので、取り扱い性よい多孔質体を実現することができる。また、補強体は、多孔質体の周縁から張り出すように配設されるので、補強体のみに限定して例えば機械加工を施すことが可能になり、これにより、装置固定用の穴等の形状を容易に付与することができる。
【００４９】
特に、接着剤を介して補強体と多孔質体とが一体に形成されているので、この複合多孔質体を形成する際に要する加熱温度や、強度の低い多孔質体に作用する負荷を最小限に抑制することができ、複合多孔質体を容易かつ確実に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本的構成要素となる複合多孔質体を示す平面図である。
【図２】図１に示す多孔質体を製造する方法の一例を示す模式図である。
【図３】空気清浄機のフィルタとして用いた複合多孔質体の例を示す斜視分解図である。
【図４】充填塔の充填物支持板として用いた複合多孔質体の例を示す模式図である。
【図５】加湿器の吸水部材として用いた複合多孔質体の例を示す模式図である。
【図６】電気集塵装置の電極および集塵フィルタとして用いた複合多孔質体の例を示す模式図である。
【図７】ＣＰＵクーラのヒートシンクに用いた複合多孔質体の例を示す模式図である。
【図８】燃料電池のガス拡散電極として用いた本発明の複合多孔質体の例を示す斜視図である。
【図９】図８に示すガス拡散電極を備えた燃料電池において、燃料供給部を一体化した例を示す模式図である。
【図１０】本発明の複合多孔質体をガス拡散電極として用いた燃料電池の一例を示す斜視図である。
【図１１】本発明の複合多孔質体をガス拡散電極として用いた燃料電池の他の例を示す斜視図である。
【図１２】本発明の複合多孔質体をガス拡散電極として用いたスタック型の燃料電池の例を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す燃料電池を構成する複合多孔質体（燃料極）を示す平面図である。
【図１４】図１２に示す燃料電池を構成する複合多孔質体（空気極）を示す平面図である。
【符号の説明】
１０複合多孔質体
１１多孔質体
１２補強体
１３接着剤
４０フィルタ（複合多孔質体）
５０充填物支持板（複合多孔質体）
６０吸水部材（複合多孔質体）
７０電極（複合多孔質体）
７１フィルタ（複合多孔質体）
８０放熱体（複合多孔質体）
９０，９１，１１０，１２０ガス拡散電極（複合多孔質体）

Claims

固体高分子型燃料電池のガス拡散電極として用いられる複合多孔質体において、
三次元網目構造を有するシート状で気孔径が１０μｍ〜２ｍｍ、気孔率が４０〜９８％に設定された多孔質体と、該多孔質体の外周縁に張り出すように配設された補強体とが接着剤を介して一体に形成され、
前記接着剤が前記多孔質体の側部に開口する気孔中に５μｍ〜１０００μｍの深さまで含浸して硬化しており、
前記多孔質体が複数枚互いに面方向に間隔をおいて配置され、前記補強体が、前記各多孔質体間を埋めるとともに該複数枚の多孔質体の全体の外周を囲むように配置されていることを特徴とする複合多孔質体。
請求項１記載の複合多孔質体において、
前記接着剤が、紫外線硬化樹脂からなることを特徴とする複合多孔質体。
請求項１または２に記載の複合多孔質体において、
前記各多孔質体に金属薄板タブが溶着されていて、該金属薄膜タブが前記補強体の外周まで延びていることを特徴とする複合多孔質体。
スタック型の固体高分子型燃料電池のガス拡散電極として用いられる複合多孔質体において、
三次元網目構造を有するシート状で気孔径が１０μｍ〜２ｍｍ、気孔率が４０〜９８％に設定された多孔質体と、該多孔質体の外周縁に張り出すように配設された補強体とが接着剤を介して一体に形成され、
前記接着剤が前記多孔質体の側部に開口する気孔中に５μｍ〜１０００μｍの深さまで含浸して硬化しており、
前記多孔質体の周囲を囲み面方向に延びるように配置される前記補強体を備え、
前記補強体には、前記多孔質体の気孔に連通する連通孔と前記多孔質体から離れた位置に設けられて該補強体を貫通する貫通孔とがそれぞれ形成されていることを特徴とする複合多孔質体。