JP4702735B2 - 燃料電池用ガス拡散層の製造方法 - Google Patents
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Description
界面活性剤としてTriton−X100を3質量%含む水溶液1000mlに、カーボンブラック(デンカ社製、AB−6)100gを投入して攪拌した後、ジェットミルにて20分混合することにより、前記カーボンブラックの平均粒子径が500nm以下となるまで分散させた。次に、得られた分散液に、PTFEディスパージョン溶液(旭硝子株式会社製 フルオンAD911、PTFE60wt%含有)を、PTFEとカーボンブラックが質量比で40:60となるように添加して混合することによりスラリーを得た。
実施例1と同様にして調整したスラリーを、アルミニウム箔(厚さ12μm)にスプレー装置を用いて塗布し、80℃で1時間乾燥させ、この塗布および乾燥を3回繰り返すことにより、前記アルミニウム箔上に厚さ15μmのカーボン層前駆体を作製した。得られたカーボン層前駆体上に、テフロン(登録商標)シート(厚さ200μm)を積層させ、プレス機を用いてカーボン層面に対して0.5MPaで1分間プレスした後、前記テフロン(登録商標)シートのみを剥がした。次に、カーボン層前駆体が形成されたアルミニウム箔を、イソプロピルアルコールに1時間浸漬させた後、一度引き上げ、イソプロピルアルコールに再度浸漬させ、この操作を3回繰り返した後、風乾により乾燥させた。前記カーボン層前駆体が形成されたアルミニウム箔を、大気雰囲気下、360℃で、2時間焼成することにより、アルミニウム箔上にカーボン層を得た。
アルミニウム箔に代わって銅箔を用い、10質量%過硫酸アンモニウムを用いて前記銅箔を溶解除去した以外は、実施例2と同様にして、導電性多孔質層上にカーボン層が形成されたガス拡散層を得た。
界面活性剤としてTriton−X100を4質量%含む水溶液1000mlに、カーボンブラック(デンカ社製、商品名AB−6)100gを投入して攪拌した後、ジェットミルにて20分混合することにより、前記カーボンブラックの平均粒子径が450nm以下となるまで分散させた。次に、得られた分散液に、PTFEディスパージョン溶液(旭硝子社製 商品名フルオンAD911、PTFE60wt%含有)を、PTFEとカーボンブラックが質量比で40:60となるように添加して混合することによりスラリーを得た。このスラリーを70℃±0.1℃のウォーターバスに1日浸漬してスラリーを層分離させてPTFEとカーボンの合計質量がスラリー質量に対して45%となる濃縮スラリーを得た。前記濃縮スラリーを、平らな定盤上に水で接着させたアルミニウム箔(厚さ12μm)上にベーカーアプリケーター(株式会社井元製作所製)を用いて所定量塗布した。
Claims (10)
- 導電性多孔質層とカーボン層とを有する燃料電池用ガス拡散層の製造方法であって、
カーボン粒子とフッ素樹脂とを含むスラリーを、前記フッ素樹脂のガラス転移温度以上の融点を有する基材シート上に、塗布および乾燥させてカーボン層前駆体を得た後、前記カーボン層前駆体を前記フッ素樹脂のガラス転移温度以上かつ分解温度未満の温度で焼成することにより、前記基材シート上に前記カーボン層を作製する工程と、
前記カーボン層と前記導電性多孔質層とをホットプレス法を用いて接合した後、前記基材シートを除去する工程と、を含み、
前記ホットプレスする際の温度が、前記フッ素樹脂のガラス転移温度以上であり、ホットプレスする際のプレス圧力が、前記カーボン層の面に対して1〜5MPaである燃料電池用ガス拡散層の製造方法。 - 前記スラリーは、基材シート上に塗布する前にさらに固形分濃度を高める濃縮工程を経る請求項1記載の燃料電池用ガス拡散層の製造方法。
- 前記スラリーを塗布した基材シートの乾燥工程は、加熱板上での乾燥、赤外線照射による乾燥、ホットロール上で赤外線照射による乾燥、電磁波照射による乾燥のいずれかの乾燥手段を用いて60秒以内で乾燥することを特徴とする請求項1または2いずれかに記載の燃料電池用ガス拡散層の製造方法。
- 前記基材シートが、金属薄膜である請求項1〜3のいずれかに記載の燃料電池用ガス拡散層の製造方法。
- 前記金属薄膜が、アルミニウムからなる請求項4記載の燃料電池用ガス拡散層の製造方法。
- 前記基材シートの除去は、機械的剥離または化学的溶解液を用いて前記基材シートを溶解除去することにより行われる請求項1〜5のいずれかに記載の燃料電池用ガス拡散層の製造方法。
- 前記カーボン層前駆体を有機溶媒を用いて洗浄する請求項1〜6のいずれかに記載の燃料電池用ガス拡散層の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれかの方法により得られた燃料電池用ガス拡散層。
- 請求項8に記載の燃料電池用ガス拡散層を用いた燃料電池用MEA。
- 請求項9に記載の燃料電池用MEAを用いた燃料電池。
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