JP4811992B2 - Conductive porous film - Google Patents

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Description

本発明は導電性多孔質フィルムに関するものである。   The present invention relates to a conductive porous film.

従来、例えば固体高分子型燃料電池(以下、燃料電池とする)に用いるガス拡散層には、燃料電池のアノード、カソードでの水分を調整するためにガス拡散層と触媒層との間に撥水性を有する多孔質層を設けたものがある。   Conventionally, for example, a gas diffusion layer used in a polymer electrolyte fuel cell (hereinafter referred to as a fuel cell) has a repellent property between the gas diffusion layer and the catalyst layer in order to adjust moisture at the anode and cathode of the fuel cell. Some are provided with an aqueous porous layer.

多孔質層には撥水性とともに導電性を有することが必要となる。そこで多孔質層を形成する方法としてはガス拡散層のカーボンペーパに、カーボンと撥水性を有するフッ素樹脂とを含む分散液を塗布し、焼結することでカーボンペーパに多孔質層を形成する方法がある。   The porous layer needs to have conductivity as well as water repellency. Therefore, as a method of forming the porous layer, a method of forming a porous layer on the carbon paper by applying a dispersion liquid containing carbon and a water-repellent fluororesin to the carbon paper of the gas diffusion layer and sintering it. There is.

また、多孔質層として多孔質PTFEフィルムを基体として、例えば粒子状の触媒層材料をアルコール溶媒に分散させた分散液に多孔質PTFEフィルムを浸すことにより、多孔質PTFEフィルムの細孔内に触媒層材料を含有させるものが特許文献1に開示されている。
特開平8−213027号公報
Further, the porous PTFE film is used as a substrate as the porous layer, and the catalyst is placed in the pores of the porous PTFE film by immersing the porous PTFE film in a dispersion liquid in which, for example, particulate catalyst layer material is dispersed in an alcohol solvent. A material containing a layer material is disclosed in Patent Document 1.
JP-A-8-213027

しかし、分散液を塗布する湿式の塗布方法では、カーボンペーパに分散液が染み込むことにより、水素または空気などの反応ガスの拡散性が低下するといった問題点がある。   However, the wet coating method in which the dispersion liquid is applied has a problem in that the diffusibility of a reaction gas such as hydrogen or air is lowered by the penetration of the dispersion liquid into the carbon paper.

また、カーボンと撥水剤と界面活性剤とを含んだ分散液に多孔質PTFEフィルムを浸す場合に分散液の溶媒としてアルコールを用いると、撥水剤として例えばPTFEを用いた場合に、分散液中でPTFEの微粒子が凝集するため溶媒としては純水を用いなければならない。しかし、多孔質PTFEフィルムは、水をはじくために多孔質PTFEフィルム内にカーボンや撥水剤が容易に浸透しないといった問題点がある。   In addition, when the porous PTFE film is immersed in a dispersion containing carbon, a water repellent, and a surfactant, alcohol is used as a solvent for the dispersion, and when, for example, PTFE is used as the water repellent, the dispersion Since PTFE fine particles are aggregated, pure water must be used as a solvent. However, since the porous PTFE film repels water, there is a problem that carbon and a water repellent agent do not easily penetrate into the porous PTFE film.

また、多孔質PTFEフィルム内にカーボン粒子とPTFE微粒子を浸漬させるため、へら等で押し込んだり、他方から吸引するなどで、PTFE微粒子にせん断力がかかると、PTFE微粒子は容易に繊維化してしまう。このように繊維化したPTFEは容易に伸び縮みできるので、剛性がなくなってしまい、燃料電池で起動停止を繰り返すと、このようなカーボン層はクリープしてしまうといった問題点がある。   Further, since carbon particles and PTFE fine particles are immersed in the porous PTFE film, if the PTFE fine particles are sheared by being pushed in with a spatula or sucked from the other, the PTFE fine particles are easily fibrillated. Since the PTFE thus fiberized can easily expand and contract, the rigidity is lost, and there is a problem that such a carbon layer creeps when the fuel cell is repeatedly started and stopped.

本発明ではこのような問題点を解決するために発明されたもので、フッ素樹脂からなる多孔質フィルム、例えば多孔質PTFEフィルムを構成する繊維間の細孔に例えばカーボンとPTFE粒子とを存在させ、導電性とガス透過性を確保し、かつ剛性の高い導電性多孔質フィルムを得ることを目的とする。   The present invention has been invented to solve such problems. For example, carbon and PTFE particles are present in pores between fibers constituting a porous film made of a fluororesin, for example, a porous PTFE film. An object of the present invention is to obtain a conductive porous film that secures conductivity and gas permeability and has high rigidity.

本発明では、フッ素樹脂からなる多孔質フィルムの繊維間に形成された細孔内に、少なくともカーボンを含む導電性材料と粒子状のテフロン(登録商標、以下同じ)微粒子とを石垣状に含有するIn the present invention, a conductive material containing at least carbon and particulate Teflon (registered trademark, hereinafter the same) fine particles are contained in a stone wall shape in pores formed between fibers of a porous film made of a fluororesin. .

また、導電性多孔質フィルムを、フッ素樹脂からなる多孔質フィルムに親水処理を施す親水処理工程と、水を主成分とする溶媒に少なくともカーボンを含んだ導電性材料とテフロン微粒子とを分散させた分散液を、親水処理を施した多孔質フィルムの細孔内に染み込ませる工程と、により製造する。   In addition, a hydrophilic treatment step for subjecting the conductive porous film to a hydrophilic treatment on a porous film made of a fluororesin, and a conductive material containing at least carbon in a solvent mainly containing water and Teflon fine particles are dispersed. The dispersion is soaked into the pores of the porous film subjected to hydrophilic treatment.

本発明によると、フッ素樹脂からなる多孔質フィルムの繊維間に形成された細孔内に導電性を有するカーボンと粒子状のフッ素樹脂微粒子とを含有することで、多孔質フィルムに導電性を付与し、例えば水素や空気などの反応ガスのガス拡散性に優れた導電性多孔質フィルムを得ることができる。   According to the present invention, conductivity is imparted to a porous film by containing conductive carbon and particulate fluororesin fine particles in pores formed between fibers of a porous film made of a fluororesin. In addition, for example, a conductive porous film excellent in gas diffusibility of a reaction gas such as hydrogen or air can be obtained.

多孔質フィルムの細孔内に含有されたカーボンと剛性の高いフッ素樹脂微粒子とによって構成されているため、剛性の高い導電性多孔質フィルムを得ることができる。   Since it is constituted by carbon contained in the pores of the porous film and highly rigid fluororesin fine particles, a highly conductive conductive porous film can be obtained.

また、多孔質フィルムに親水処理を行い、その後少なくともカーボンを含んだ導電性材料を、親水処理を施した多孔質フィルムの細孔内に染み込ませることにより、導電性多孔質フィルムを容易に製造することができる。   Further, the porous film is subjected to a hydrophilic treatment, and then a conductive material containing at least carbon is infiltrated into the pores of the porous film subjected to the hydrophilic treatment, thereby easily producing the conductive porous film. be able to.

この実施形態では、導電性多孔質フィルムを燃料電池に用いるが、燃料電池の使用に限られるものではない。   In this embodiment, the conductive porous film is used for a fuel cell, but is not limited to the use of a fuel cell.

燃料電池は、膜電極接合体の片面に水素、もう一方の面に酸素を含んだ例えば空気などの酸化剤ガスが供給され、水素と酸素との電気化学反応によって発電を行う。本発明の実施形態の膜電極接合体1の概略構成を図1を用いて説明する。膜電極接合体1は、電解質膜2と、電解質膜2の両主面に設けたガス拡散電極3によって構成する。ガス拡散電極3は電解質膜2に当接する触媒層4と、触媒層4の外側に設けたガス拡散層5と、を備える。   A fuel cell is supplied with an oxidant gas such as air containing hydrogen on one side of the membrane electrode assembly and oxygen on the other side, and generates power by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. A schematic configuration of a membrane electrode assembly 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The membrane electrode assembly 1 includes an electrolyte membrane 2 and a gas diffusion electrode 3 provided on both main surfaces of the electrolyte membrane 2. The gas diffusion electrode 3 includes a catalyst layer 4 in contact with the electrolyte membrane 2 and a gas diffusion layer 5 provided outside the catalyst layer 4.

電解質膜2は、プロトン伝導性の固体高分子電解質膜であり、例えばパーフルオロスルホン酸の電解質膜である。   The electrolyte membrane 2 is a proton conductive solid polymer electrolyte membrane, for example, an electrolyte membrane of perfluorosulfonic acid.

触媒層4は、触媒と電解質とによって構成され、触媒は例えば白金などの触媒を担持したカーボン、または白金黒などを用い、触媒層には更にカーボンや撥水剤を含んでも良い。   The catalyst layer 4 is composed of a catalyst and an electrolyte. The catalyst may be carbon carrying a catalyst such as platinum or platinum black, and the catalyst layer may further contain carbon or a water repellent.

ガス拡散層5について図2の概略図を用いて説明する。ガス拡散層5は導電性の多孔質層6とカーボンペーパ7とを接合して構成する。なお、カーボンペーパ7の代わりにカーボンクロスを用いても良い。また、ガス拡散層5を多孔質層6のみで構成しても良い。   The gas diffusion layer 5 will be described with reference to the schematic diagram of FIG. The gas diffusion layer 5 is formed by joining a conductive porous layer 6 and carbon paper 7. Carbon cloth may be used in place of the carbon paper 7. Further, the gas diffusion layer 5 may be composed of only the porous layer 6.

多孔質層6は、フッ素樹脂であるPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)からなる多孔質フィルム10の内部に少なくとも導電性のカーボン12と撥水剤13とを含んだ層である。多孔質層6の詳細について図3の概略図を用いて説明する。   The porous layer 6 is a layer containing at least conductive carbon 12 and a water repellent 13 inside a porous film 10 made of PTFE (polytetrafluoroethylene) which is a fluororesin. The detail of the porous layer 6 is demonstrated using the schematic of FIG.

多孔質層6は多孔質フィルム10の繊維10aの間に形成される細孔(空隙)11aに、後述する方法によって粒子状のカーボン12と撥水剤13とが含有されている。多孔質フィルム10は、例えばPTFEなどを二軸で延伸することで形成される。PTFEなどを二軸延伸した多孔質フィルム10は、粒状の節と放射状に延びる繊維10aからなり、細孔11aを含む、連結した多孔質構造となる。また繊維10aの節部10bの近傍に細孔11aよりも径が小さい細孔11bが形成される。細孔11bには、カーボン12と撥水剤13とは含有されず、水素または酸素などの反応ガスのみが細孔11bを通過する。つまり、多孔質フィルム10にカーボン12を多く含む細孔11aと、細孔11aよりも径が小さくカーボン12を含有しない細孔11bと、を形成することで、多孔質フィルム10の導電性を良くし、例えば水素または酸素などの反応ガスの拡散性を良くすることができる。なお、カーボン12が粒子状であれば、より反応ガスの拡散性が良くなるため好ましい。   The porous layer 6 contains particulate carbon 12 and a water repellent 13 in pores (voids) 11a formed between the fibers 10a of the porous film 10 by a method described later. The porous film 10 is formed, for example, by stretching PTFE or the like biaxially. The porous film 10 obtained by biaxially stretching PTFE or the like is composed of granular nodes and radially extending fibers 10a, and has a connected porous structure including pores 11a. In addition, a pore 11b having a diameter smaller than that of the pore 11a is formed in the vicinity of the node portion 10b of the fiber 10a. The pores 11b do not contain the carbon 12 and the water repellent 13, and only a reactive gas such as hydrogen or oxygen passes through the pores 11b. That is, by forming the pores 11a containing a large amount of carbon 12 in the porous film 10 and the pores 11b having a diameter smaller than the pore 11a and not containing the carbon 12, the conductivity of the porous film 10 is improved. For example, the diffusibility of the reaction gas such as hydrogen or oxygen can be improved. In addition, it is preferable if the carbon 12 is in a particulate form because the diffusibility of the reaction gas is improved.

また、多孔質層6は、撥水性の多孔質フィルム10を用い、さらに多孔質フィルム10内の細孔11aに撥水剤13を含有することで、ガス拡散層5における排水性を良くし、フラッディングを抑制することができる。また、多孔質フィルム10の細孔11a内に含有されたカーボン12や撥水剤13は石垣状に構成されているため、剛性の高い導電性多孔質フィルムを得ることができる。   Further, the porous layer 6 uses a water-repellent porous film 10 and further contains a water-repellent agent 13 in the pores 11a in the porous film 10, thereby improving drainage in the gas diffusion layer 5, Flooding can be suppressed. Moreover, since the carbon 12 and the water repellent 13 contained in the pores 11a of the porous film 10 are configured in a stone wall shape, a highly rigid conductive porous film can be obtained.

なお、多孔質フィルム10は、例えばジャパン・ゴアテックス社製のゴアテックスフィルムを用いる。カーボン12は、例えばアセチレンブラックやバルカンなどのカーボン粉体を用いる。撥水剤13は例えばPTFE微粒子などのフッ素樹脂微粒子である。多孔質フィルム10はゴアテックスフィルムに限られることはなく、多孔質フィルム10は十分に薄く、厚みムラが少なく、また含有させるカーボン12と撥水剤13の粒径よりも大きな細孔径を持ち、また十分な電気導電性を示せるだけのカーボンを付与させることができる空孔率を持ち、また製造工程や燃料電池の使用環境に耐えうるだけの物理的、化学的安定性があればこれに限らない。また、カーボン12、および撥水剤13も上記部材に限られるものではなく、導電性または撥水性を有する部材であればよい。   The porous film 10 is, for example, a Gore-Tex film manufactured by Japan Gore-Tex. As the carbon 12, for example, carbon powder such as acetylene black or vulcan is used. The water repellent 13 is fluororesin fine particles such as PTFE fine particles. The porous film 10 is not limited to the Gore-Tex film, the porous film 10 is sufficiently thin, has little thickness unevenness, and has a pore size larger than the particle size of the carbon 12 and the water repellent 13 to be contained, In addition, it has a porosity that can give enough carbon to show sufficient electrical conductivity, and it has physical and chemical stability that can withstand the manufacturing process and fuel cell environment. Absent. Further, the carbon 12 and the water repellent 13 are not limited to the above members, and may be any members having conductivity or water repellency.

以上の構成により、膜電極接合体1のガス拡散層5に導電性と撥水性を有する多孔質層6を備えることで、燃料電池の発電効率を良くし、フラッディングを抑制することができる。   With the above configuration, by providing the gas diffusion layer 5 of the membrane electrode assembly 1 with the porous layer 6 having conductivity and water repellency, the power generation efficiency of the fuel cell can be improved and flooding can be suppressed.

次に多孔質層6の製造方法の実施例について、図4のフローチャートを用いて説明する。   Next, an embodiment of the method for producing the porous layer 6 will be described with reference to the flowchart of FIG.

ステップS100では、多孔質フィルム10をイソプロピルアルコールに数秒程度浸す。これによって多孔質フィルム10の細孔11a、11bの空気をイソプロピルアルコールに置換する。なお、多孔質フィルム10は厚さ100μm、細孔11aの径が約3μmのゴアテックスフィルムを用いる。なお、この実施形態ではイソプロピルアルコールを用いたが、これに限られることはなく、例えばエチルアルコールなどのアルコールを用いてもよい。   In step S100, the porous film 10 is immersed in isopropyl alcohol for several seconds. This replaces the air in the pores 11a and 11b of the porous film 10 with isopropyl alcohol. As the porous film 10, a Gore-Tex film having a thickness of 100 μm and a pore 11 a having a diameter of about 3 μm is used. In this embodiment, isopropyl alcohol is used. However, the present invention is not limited to this. For example, alcohol such as ethyl alcohol may be used.

ステップS101では、界面活性剤であるダウ・ケミカル社製のTritonX100(登録商標)を純水で希釈し、界面活性剤濃度3%の界面活性剤水溶液を調整し、この界面活性剤水溶液中に多孔質フィルム10を約10秒浸す。これを5回繰り返す。ステップS100において細孔11a、11bの空気をイソプロピルアルコールに置換し、細孔11a、11bをイソプロピルアルコールで充足することで、多孔質フィルム10の内部に位置する細孔11a、11bまで界面活性剤を容易に浸透させることができる。   In step S101, a surfactant, Triton X100 (registered trademark) manufactured by Dow Chemical Company, is diluted with pure water to prepare a surfactant aqueous solution having a surfactant concentration of 3%, and the surfactant aqueous solution is porous. The quality film 10 is immersed for about 10 seconds. Repeat this 5 times. In step S100, the air in the pores 11a and 11b is replaced with isopropyl alcohol, and the pores 11a and 11b are filled with isopropyl alcohol, so that the surfactant is added to the pores 11a and 11b located inside the porous film 10. It can be easily penetrated.

その後、新たな界面活性剤濃度が3%の界面活性剤水溶液中に約10秒浸す。これを5回繰り返す。これにより多孔質フィルム10の細孔内に界面活性剤が浸透する。なお、界面活性剤としてはTritonX100に限定されるものではない。   Then, it is immersed for about 10 seconds in a surfactant aqueous solution having a new surfactant concentration of 3%. Repeat this 5 times. As a result, the surfactant penetrates into the pores of the porous film 10. The surfactant is not limited to Triton X100.

ステップS102では、界面活性剤を含浸した多孔質フィルム10を50℃で乾燥させる。ステップS101とステップS102によって多孔質フィルム10に界面活性剤を付着させる。以上の工程により多孔質フィルム10に親水処理を施す(ステップS100からステップS102が親水化処理工程を構成する)。   In step S102, the porous film 10 impregnated with the surfactant is dried at 50 ° C. A surfactant is attached to the porous film 10 in steps S101 and S102. The porous film 10 is subjected to a hydrophilic treatment through the above steps (Steps S100 to S102 constitute a hydrophilic treatment step).

ステップS103では、カーボン12と撥水剤13を含んだディスパージョンとを、純水を溶媒とし界面活性剤を含んだ溶液に攪拌し分散液(以下、分散液Aとする)を調整する。分散液A中のカーボン12と撥水剤13とを含む導電性材料の固形分濃度は15%とする。撥水剤13を含んだディスパージョンは、例えばダイキン工業株式会社製のポリフロン、D1−Eなどが利用できる。そして、親水処理を施した多孔質フィルム10に分散液Aを塗布し、乾燥させる。この工程を3回繰り返す。   In step S103, the dispersion containing carbon 12 and the water repellent 13 is stirred into a solution containing a surfactant using pure water as a solvent to prepare a dispersion (hereinafter referred to as dispersion A). The solid content concentration of the conductive material containing the carbon 12 and the water repellent 13 in the dispersion A is 15%. As the dispersion containing the water repellent 13, for example, Polyflon, D1-E manufactured by Daikin Industries, Ltd. can be used. And the dispersion liquid A is apply | coated to the porous film 10 which performed the hydrophilic treatment, and it is made to dry. This process is repeated three times.

このとき、分散液Aの塗布方法としては、コーター等で規定量を多孔質フィルム10上に載せていくか、スプレーなどでやはり規定量を載せていく方法が良い。多孔質フィルム10の細孔11a内は親水化処理されているため、分散液Aは容易に細孔11a内に浸漬できる。ここでへら等でせん断力をかけて細孔11a内に押し込む操作をすると、撥水剤13の一部が繊維化し、結果として形成された多孔質層6の剛性を落とすことになる。   At this time, as a method for applying the dispersion A, a method in which a prescribed amount is placed on the porous film 10 with a coater or the like, or a method in which the prescribed amount is also placed by a spray or the like is preferable. Since the pores 11a of the porous film 10 are hydrophilized, the dispersion A can be easily immersed in the pores 11a. Here, when an operation of applying a shearing force with a spatula or the like and pushing it into the pores 11a, a part of the water repellent 13 is fibrillated, and the rigidity of the porous layer 6 formed as a result is lowered.

ここで、本発明を用いた場合の多孔質フィルム10と、本発明を用いずにせん断力をかけて浸漬させた多孔質フィルム、つまり多孔質フィルムの細孔内の撥水剤が繊維化した多孔質フィルムと、の圧縮量を図5に示す。図5は、本発明を用いた多孔質フィルム10と本発明を用いない多孔質フィルムとにそれぞれ加重2MPaをかけて、時間の経過に対する圧縮量の変化を計測した結果を示した図である。図5においては、圧縮量がプラス側に変化するとクリープなどが起こり、多孔質フィルムが潰れていることを示す。また、本発明を用いた多孔質フィルム10の圧縮量の変化を実線で示し、本発明を用いない場合の多孔質フィルムの圧縮量の変化を破線で示す。   Here, the porous film 10 in the case of using the present invention and the porous film immersed by applying a shearing force without using the present invention, that is, the water repellent agent in the pores of the porous film were fiberized. The compression amount of the porous film is shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing the results of measuring the change in the compression amount over time by applying a load of 2 MPa to the porous film 10 using the present invention and the porous film not using the present invention. In FIG. 5, when the compression amount changes to the plus side, creep or the like occurs, indicating that the porous film is crushed. Moreover, the change of the compression amount of the porous film 10 using this invention is shown by a solid line, and the change of the compression amount of the porous film when not using this invention is shown by a broken line.

図5によると、本発明を用いない場合には、本発明を用いた場合と比較して多孔質フィルムの圧縮量が大きくなる。これは本発明を用いない場合にはせん断力をかけて浸漬させることにより、撥水剤13のPTFE微粒子が繊維化し、自由に伸び縮みし、カーボン12の粒子が動くためである。   According to FIG. 5, when not using this invention, the compression amount of a porous film becomes large compared with the case where this invention is used. This is because when the present invention is not used, the PTFE fine particles of the water repellent 13 are made into fibers by being immersed by applying a shearing force, freely expand and contract, and the carbon 12 particles move.

ここで、固形分濃度は分散液A中の重量比であり、以下において同様とする。なお、分散液Aの固形分濃度は、固形分濃度が高いと多孔質フィルム10の細孔11a内にカーボン12と撥水剤13とが浸透し難くなり、固形分濃度が低いと塗布、乾燥させる工程を行う回数が増え作業性が悪くなる。そのため固形分濃度は10%以上50%以下とすることが望ましい。また、分散液A中のカーボン12の粒子径を計測したところ、カーボン12の粒子径の平均は約0.5μmであった。カーボン12の粒子径が小さ過ぎると、多孔質フィルム10の細孔11bにもカーボン12の粒子が含有され、ガス拡散性が低下し、カーボン12の粒子径が大き過ぎると、細孔11a内にカーボン12が浸透し難くなるので、カーボン12の粒子径は0.4μmから0.6μmに設定することが望ましい。   Here, the solid content concentration is a weight ratio in the dispersion A, and the same applies hereinafter. When the solid content concentration of the dispersion A is high, the carbon 12 and the water repellent 13 do not easily penetrate into the pores 11a of the porous film 10, and when the solid content concentration is low, coating and drying are performed. The number of times of performing the process is increased and workability is deteriorated. Therefore, the solid content concentration is desirably 10% or more and 50% or less. Moreover, when the particle diameter of the carbon 12 in the dispersion A was measured, the average particle diameter of the carbon 12 was about 0.5 μm. If the particle diameter of the carbon 12 is too small, particles of the carbon 12 are also contained in the pores 11b of the porous film 10 and gas diffusibility is lowered. If the particle diameter of the carbon 12 is too large, the pores 11a Since the carbon 12 is difficult to penetrate, the particle size of the carbon 12 is preferably set to 0.4 μm to 0.6 μm.

多孔質フィルム10に親水処理を施すことにより、カーボン12と撥水剤13とを含む分散液Aを容易に多孔質フィルム10内の細孔11a内に浸透させることができる。これにより、導電性が高い多孔質層6を製造する際の作業性を向上させ、導電性の多孔質層6を容易に製造することができる。なお、多孔質層6ではカーボン12の重量比が少なくとも30%以上となるようにカーボン12と撥水剤13とを多孔質フィルム10に含有させる。なお、カーボン12の重量比は45%以上とすることが望ましい(ステップS103が染み込み工程を構成する)。   By subjecting the porous film 10 to a hydrophilic treatment, the dispersion A containing the carbon 12 and the water repellent 13 can be easily permeated into the pores 11 a in the porous film 10. Thereby, the workability | operativity at the time of manufacturing the porous layer 6 with high electroconductivity is improved, and the electroconductive porous layer 6 can be manufactured easily. In the porous layer 6, the carbon 12 and the water repellent 13 are contained in the porous film 10 so that the weight ratio of the carbon 12 is at least 30% or more. The weight ratio of the carbon 12 is desirably 45% or more (step S103 constitutes a soaking step).

ステップS104では、カーボン12と撥水剤13とを含有させた多孔質フィルム10をイソプロピルアルコール中に5回浸し、多孔質フィルム10中の界面活性剤を除去する(ステップS104が界面活性剤除去工程を構成する)。   In step S104, the porous film 10 containing carbon 12 and the water repellent 13 is immersed in isopropyl alcohol five times to remove the surfactant in the porous film 10 (step S104 is a surfactant removing step). Configure).

ステップS105では、150℃の温度で多孔質フィルム10を焼成し、多孔質フィルム10に付着したイソプロピルアルコールを除去する。   In step S <b> 105, the porous film 10 is baked at a temperature of 150 ° C., and isopropyl alcohol attached to the porous film 10 is removed.

以上の方法によって、多孔質フィルム10の細孔11a内にカーボン12と撥水剤13とを含有させ、導電性が良く、ガス拡散性が良く、さらに強度が高い多孔質層6を得ることができる。なお、ロール状の多孔質フィルム10を用いて上記工程により多孔質層6を製造する。ロール状の多孔質フィルム10を用いることで、多孔質層6を製造する際の作業性を良くすることができる。   By the above method, carbon 12 and water repellent 13 are contained in the pores 11a of the porous film 10 to obtain a porous layer 6 having good conductivity, good gas diffusibility, and higher strength. it can. In addition, the porous layer 6 is manufactured by the said process using the roll-shaped porous film 10. FIG. By using the roll-shaped porous film 10, workability at the time of manufacturing the porous layer 6 can be improved.

この実施形態ではイソプロピルアルコールによって界面活性剤を除去し、その後イソプロピルアルコールを除去したが、イソプロピルアルコール中に浸す代わりに界面活性剤の気化温度以上の温度で焼成して界面活性剤を除去してもよい。   In this embodiment, the surfactant is removed with isopropyl alcohol, and then the isopropyl alcohol is removed. However, instead of being immersed in isopropyl alcohol, the surfactant may be removed by baking at a temperature equal to or higher than the vaporization temperature of the surfactant. Good.

また、界面活性剤の気化温度が撥水剤13の融点以下である界面活性剤を使用した場合には、撥水剤13の融点以上の温度で加熱してもよい。これにより、界面活性剤を除去すると共に撥水剤13をバインダーとしてカーボン12を多孔質フィルム10に固着することができる。   Further, when a surfactant whose vaporization temperature of the surfactant is equal to or lower than the melting point of the water repellent 13 is used, the surfactant may be heated at a temperature equal to or higher than the melting point of the water repellent 13. Thereby, the surfactant can be removed and the carbon 12 can be fixed to the porous film 10 using the water repellent 13 as a binder.

なお、この実施形態のステップS100からステップS102において多孔質フィルム10に親水処理を施したが、アルコールであるエタノールとTritonX100を攪拌し、TritonX100の濃度が5%の溶液を作成し、この溶液の中に多孔質フィルム10を浸し、その後、多孔質フィルム10を溶液から取り出し、50℃の雰囲気で乾燥させて多孔質フィルム10に親水処理を施しても良い。なお、エタノールに限らず、アセトンなどのアルコール、ベンゼンなどを用いても良い。   In this embodiment, the porous film 10 was subjected to a hydrophilic treatment in steps S100 to S102. However, ethanol, which is alcohol, and Triton X100 were agitated to prepare a solution having a Triton X100 concentration of 5%. The porous film 10 may be soaked in the solution, and then the porous film 10 may be taken out of the solution and dried in an atmosphere of 50 ° C. to subject the porous film 10 to a hydrophilic treatment. In addition to ethanol, alcohol such as acetone, benzene, or the like may be used.

また、TritonX100を純水で希釈、攪拌し、固形分濃度が4%である界面活性剤水溶液を調整し、この溶液中に多孔質フィルム10を沈め、ガラスの重しなどで固定する。そして、溶液に沈めた多孔質フィルム10を減圧した後に、常圧に戻す。その後、多孔質フィルム10を溶液から取り出し、50℃の雰囲気で乾燥させて多孔質フィルム10に親水処理を施しても良い。これによって、例えばロール状の多孔質フィルム10を一度に親水処理を施すことができ、作業性を良くすることができる。   Further, Triton X100 is diluted with pure water and stirred to prepare a surfactant aqueous solution having a solid content concentration of 4%. The porous film 10 is submerged in this solution and fixed with a glass weight or the like. Then, after the porous film 10 submerged in the solution is decompressed, it is returned to normal pressure. Thereafter, the porous film 10 may be taken out of the solution and dried in an atmosphere at 50 ° C. to subject the porous film 10 to a hydrophilic treatment. Thereby, for example, the roll-like porous film 10 can be subjected to a hydrophilic treatment at a time, and workability can be improved.

ガス拡散層5は、多孔質層6と厚さ160μmのカーボンペーパ7とを積層し、撥水剤13の融点以上の温度で加熱・加圧する。この実施形態では360℃、2MPaの条件下で60秒間加熱・加圧し、多孔質層6とカーボンペーパ7とを一体化して形成する。これにより多孔質層6とカーボンペーパ7とを接合する。また多孔質層6においては撥水剤13によってカーボン12を多孔質フィルム10に固着することができる。   The gas diffusion layer 5 is formed by laminating a porous layer 6 and a carbon paper 7 having a thickness of 160 μm, and heating and pressurizing at a temperature equal to or higher than the melting point of the water repellent 13. In this embodiment, the porous layer 6 and the carbon paper 7 are integrally formed by heating and pressing under conditions of 360 ° C. and 2 MPa for 60 seconds. Thereby, the porous layer 6 and the carbon paper 7 are joined. In the porous layer 6, the carbon 12 can be fixed to the porous film 10 by the water repellent 13.

触媒層4は、白金などの触媒を担持した触媒担持カーボンと、電解質膜2の成分である電解質と、をアルコール、またはアルコールと水を含んだ液で分散させた分散液(以下、分散液Bとする)をガス拡散層5の表面が滑らかな多孔質層6面上に塗布し、その後乾燥させて形成する。このときガス拡散層5を吸引やテープにより固定して塗布することが望ましい。分散液Bの塗布方法としては、例えばスプレー塗布、ダイコーター、ドクターブレード、ローラー転写などを用いる。なお分散液Bに含ませる電解質は電解質膜2の成分に限られることはない。触媒層4は、分散液Bを塗布する塗布工程と乾燥させる乾燥工程を交互に複数回行ってもよい。なお、乾燥工程は、通風雰囲気、または不燃ガス雰囲気、または減圧雰囲気で乾燥させることが望ましい。また、乾燥後に純水にさらし、アルコール成分を溶出させた後に再び乾燥させてもよい。   The catalyst layer 4 includes a dispersion liquid (hereinafter referred to as dispersion liquid B) in which a catalyst-supporting carbon that supports a catalyst such as platinum and an electrolyte that is a component of the electrolyte membrane 2 are dispersed in alcohol or a liquid containing alcohol and water. Is applied to the surface of the porous layer 6 having a smooth surface of the gas diffusion layer 5 and then dried. At this time, it is desirable to apply the gas diffusion layer 5 while being fixed by suction or tape. As a coating method of the dispersion B, for example, spray coating, die coater, doctor blade, roller transfer, or the like is used. Note that the electrolyte contained in the dispersion B is not limited to the components of the electrolyte membrane 2. For the catalyst layer 4, the coating step of applying the dispersion B and the drying step of drying may be alternately performed a plurality of times. In the drying step, it is desirable to dry in a ventilated atmosphere, an incombustible gas atmosphere, or a reduced pressure atmosphere. Further, it may be exposed to pure water after drying, and the alcohol component may be eluted and then dried again.

以上により、触媒層4とガス拡散層5とから構成するガス拡散電極3を形成する。なお、分散液Bとして白金などの触媒と、カーボンブラックと、電解質と、をアルコールまたはアルコールと水を含んだ液に分散させた分散液を使用してもよい。   As described above, the gas diffusion electrode 3 composed of the catalyst layer 4 and the gas diffusion layer 5 is formed. Note that a dispersion liquid in which a catalyst such as platinum, carbon black, and an electrolyte are dispersed in a liquid containing alcohol or alcohol and water may be used as the dispersion liquid B.

触媒層4とガス拡散層5とによってガス拡散電極3を形成した後に、電解質膜2の両主面に触媒層4が当接するようにガス拡散電極3を配置し、電解質のガラス転移以上の温度で加熱・加圧する。これにより電解質膜2とガス拡散電極3とを一体化することで膜電極接合体1を形成する。   After the gas diffusion electrode 3 is formed by the catalyst layer 4 and the gas diffusion layer 5, the gas diffusion electrode 3 is disposed so that the catalyst layer 4 is in contact with both main surfaces of the electrolyte membrane 2, and the temperature is higher than the glass transition of the electrolyte. Heat and pressurize with. Thereby, the membrane electrode assembly 1 is formed by integrating the electrolyte membrane 2 and the gas diffusion electrode 3.

以上の方法によって多孔質層6の細孔11aにカーボン12を含有し、導電性が良く、ガス拡散性が良いガス拡散電極3を有する膜電極接合体1を形成することができる。   By the above method, the membrane electrode assembly 1 having the gas diffusion electrode 3 containing the carbon 12 in the pores 11a of the porous layer 6 and having good conductivity and good gas diffusibility can be formed.

なお、この実施形態では導電性多孔質フィルム、または導電性多孔質フィルムよりなる多孔質層6とカーボンペーパ7とを一体化したガス拡散層5の多孔質層6の面上に触媒層4を形成したが、多孔質層6を二軸延伸し、分散液Bを塗布し、延伸により新たに生じた、径が拡張された細孔に触媒を塗布することで、多孔質層6内に触媒層4を形成したものでも良い。   In this embodiment, the catalyst layer 4 is formed on the surface of the porous layer 6 of the gas diffusion layer 5 in which the conductive porous film or the porous layer 6 made of the conductive porous film and the carbon paper 7 are integrated. Although formed, the porous layer 6 is biaxially stretched, the dispersion B is applied, and the catalyst is applied to the pores having a newly expanded diameter, which are newly formed by the stretching. The layer 4 may be formed.

また、多孔質フィルム10の一方の面に分散液Aを塗布し、もう一方の面に分散液Bを塗布してもよい。これにより多孔質フィルム10の一方の面にカーボン12と撥水剤13を含有させ、多孔質フィルム10のもう一方の面に触媒担持カーボンと電解質とを含有させてもよい。   Alternatively, the dispersion A may be applied to one surface of the porous film 10 and the dispersion B may be applied to the other surface. Thereby, the carbon 12 and the water repellent 13 may be contained on one surface of the porous film 10, and the catalyst-supporting carbon and the electrolyte may be contained on the other surface of the porous film 10.

また、図6に示すように、多孔質層(第1の導電性多孔質フィルム)6の多孔質フィルム10とは異なる多孔質フィルム20の細孔24a内に触媒担持カーボン21と電解質22を含有させて、細孔24aよりも径が小さい細孔24bには触媒担持カーボン21と電解質22を含有させずに触媒層(第2の導電性多孔質フィルム)23を形成してもよい。   Further, as shown in FIG. 6, the catalyst-supporting carbon 21 and the electrolyte 22 are contained in the pores 24 a of the porous film 20 different from the porous film 10 of the porous layer (first conductive porous film) 6. Thus, the catalyst layer (second conductive porous film) 23 may be formed without containing the catalyst-supporting carbon 21 and the electrolyte 22 in the pores 24b having a diameter smaller than that of the pores 24a.

そしてガス拡散層5と触媒層23と積層し、130℃、2MPaの条件下で加熱・加圧することにより、図7に示すようにガス拡散層5と触媒層23とを一体化する。なお、ガス拡散層5と触媒層23とを一体化する場合には触媒層23に含まれる電解質のガラス転移点以上の温度で加熱することが望ましい。   Then, the gas diffusion layer 5 and the catalyst layer 23 are laminated and heated and pressurized under the conditions of 130 ° C. and 2 MPa, thereby integrating the gas diffusion layer 5 and the catalyst layer 23 as shown in FIG. In the case where the gas diffusion layer 5 and the catalyst layer 23 are integrated, it is desirable to heat at a temperature equal to or higher than the glass transition point of the electrolyte contained in the catalyst layer 23.

本発明の実施形態の効果について説明する。   The effect of the embodiment of the present invention will be described.

多孔質フィルム10は、例えばPTFEフィルムなどを二軸で延伸したものであり、粒状の節部10bと放射状に延びる繊維10aとからなり、連結した多孔質構造となる。こにカーボン12や撥水剤13を付与したとき、節や繊維からなる細孔内の大きめの細孔11aにカーボン12や撥水剤13が入り、細かい細孔11bや細孔11aの隅部は空隙のままである。この空隙によりガス拡散性が向上し、また多孔質基材によりガス拡散層の構造が保持されるため、耐久性が向上する。   The porous film 10 is, for example, a biaxially stretched PTFE film or the like, and includes a granular node portion 10b and radially extending fibers 10a, and has a connected porous structure. When carbon 12 or water repellent 13 is applied thereto, the carbon 12 or water repellent 13 enters the larger pores 11a in the pores made of nodes and fibers, and the corners of the fine pores 11b and the pores 11a. Remains void. The gas diffusibility is improved by the voids, and the structure of the gas diffusion layer is maintained by the porous base material, so that the durability is improved.

多孔質層6において、カーボン12の重量比を30%以上とすることで、多孔質層6の導電性を良くし、例えば燃料電池の発電効率を向上することができる。   By setting the weight ratio of the carbon 12 in the porous layer 6 to 30% or more, the conductivity of the porous layer 6 can be improved, for example, the power generation efficiency of the fuel cell can be improved.

多孔質フィルム10内に撥水剤13を含有させることで、多孔質層6における排水性を良くし、高湿度状態でのフラッディングを抑制することができる。   By containing the water repellent 13 in the porous film 10, the drainage property in the porous layer 6 can be improved, and flooding in a high humidity state can be suppressed.

多孔質層6を製造する場合に、多孔質層6の多孔質フィルム10に親水処理を行った後に、導電性のカーボン12や撥水剤13を含んだ分散液Aを多孔質フィルム10に塗布し、乾燥させる。これによって多孔質フィルム10の細孔11a内にカーボン12を容易に付与させることができ、導電性の良い多孔質層6を容易に製造することができ、多孔質層6を製造する時の作業性を良くすることができる。   When the porous layer 6 is manufactured, the porous film 10 of the porous layer 6 is subjected to a hydrophilic treatment, and then the dispersion A containing the conductive carbon 12 and the water repellent 13 is applied to the porous film 10. And dry. As a result, carbon 12 can be easily imparted into the pores 11 a of the porous film 10, the porous layer 6 having good conductivity can be easily manufactured, and work for manufacturing the porous layer 6 The sex can be improved.

親水処理は、まず多孔質フィルム10を、例えばイソプロピルアルコール中に浸すことで行う。事前に多孔質フィルム10の細孔11a、11b内の空気をイソプロピルアルコールに置換することにより、界面活性剤を含む水溶液を容易に細孔11a、11b内に含浸させることができる。界面活性剤水溶液を細孔11a、11b内に含浸した後に、多孔質フィルム10を乾燥させることで、細孔11a、11b内表面が界面活性剤で覆われ、これにより細孔11a、11b内表面に親水性を付与することができる。   The hydrophilic treatment is performed by first immersing the porous film 10 in, for example, isopropyl alcohol. By replacing the air in the pores 11a and 11b of the porous film 10 with isopropyl alcohol in advance, an aqueous solution containing a surfactant can be easily impregnated in the pores 11a and 11b. After impregnating the pores 11a and 11b with the surfactant aqueous solution, the porous film 10 is dried, so that the inner surfaces of the pores 11a and 11b are covered with the surfactant, thereby the inner surfaces of the pores 11a and 11b. Hydrophilicity can be imparted to the.

カーボン12と撥水剤13とを純水に分散させた分散液Aにおいて、カーボン12と撥水剤13との固形分濃度を分散液Aの重量比で10%以上とすることで、分散液Aを塗布する回数を抑え、作業性を良くすることができ、50%以下とすることで、多孔質フィルム10の細孔11aへカーボン12などを容易に浸透させることができる。   In dispersion A in which carbon 12 and water repellent 13 are dispersed in pure water, the solid content concentration of carbon 12 and water repellent 13 is set to 10% or more by weight ratio of dispersion A, whereby the dispersion The number of times A is applied can be reduced to improve workability, and by setting it to 50% or less, carbon 12 or the like can be easily infiltrated into the pores 11a of the porous film 10.

多孔質層6とカーボンペーパ7とを一体化する際に撥水剤13の融点以上の温度で加熱・加圧することで、撥水剤13がバインダーとなり多孔質層6とカーボンペーパ7とを接合することができる。また、多孔質層6内のカーボン12を固着することができる。   When the porous layer 6 and the carbon paper 7 are integrated, by heating and pressing at a temperature higher than the melting point of the water repellent 13, the water repellent 13 serves as a binder to join the porous layer 6 and the carbon paper 7 together. can do. Further, the carbon 12 in the porous layer 6 can be fixed.

表面が滑らかな多孔質フィルム10を用いて多孔質層6を形成するので、多孔質層6の表面に触媒などを含んだ分散液Bを塗布する場合にも、触媒層4を薄く、均一に形成することができ、ガス拡散性に優れ、厚みムラが十分に小さいガス拡散電極3を得ることができる。   Since the porous layer 6 is formed using the porous film 10 having a smooth surface, the catalyst layer 4 is made thin and uniform even when the dispersion B containing the catalyst or the like is applied to the surface of the porous layer 6. The gas diffusion electrode 3 that can be formed, has excellent gas diffusibility, and has sufficiently small thickness unevenness can be obtained.

多孔質層6の一方の面に、分散液Bを塗布して触媒層4を形成する際、多孔質層6と触媒層4の構成材料は液の状態で基材に付与されるので、多孔質層6と触媒層4とは隙間無く一体化するため、ガス拡散層5と電極(触媒層4)との間に間隙が生じることなく、ガス拡散電極3を形成することができる。これによって、間隙による燃料電池の発電効率の低下を防止することができる。   When the dispersion layer B is applied to one surface of the porous layer 6 to form the catalyst layer 4, the constituent material of the porous layer 6 and the catalyst layer 4 is applied to the base material in a liquid state. Since the mass layer 6 and the catalyst layer 4 are integrated without a gap, the gas diffusion electrode 3 can be formed without a gap between the gas diffusion layer 5 and the electrode (catalyst layer 4). This can prevent a decrease in power generation efficiency of the fuel cell due to the gap.

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。   It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and improvements that can be made within the scope of the technical idea.

例えば自動車、デジタルカメラ、パソコン、センサーなどに利用することができる。   For example, it can be used for automobiles, digital cameras, personal computers, sensors, and the like.

本発明の実施形態を示す膜電極接合体の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the membrane electrode assembly which shows embodiment of this invention. 本発明の実施形態を示すガス拡散層の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the gas diffusion layer which shows embodiment of this invention. 本発明の実施形態を示す多孔質層の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the porous layer which shows embodiment of this invention. 本発明の実施形態の多孔質層の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the porous layer of embodiment of this invention. 時間経過と多孔質フィルムの圧縮量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between time passage and the compression amount of a porous film. 本発明の実施形態の変更例を示す触媒層の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the catalyst layer which shows the example of a change of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の変更例を示すガス拡散層と触媒層の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the gas diffusion layer and catalyst layer which show the example of a change of embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 膜電極接合体
2 電解質膜
3 ガス拡散電極
4 触媒層
5 ガス拡散層
6 多孔質層(導電性多孔質フィルム、第1の導電性多孔質フィルム)
7 カーボンペーパ
10、20 多孔質フィルム
10a 繊維
11a、11b、24a、24b 細孔
12 カーボン
13 撥水剤
21 触媒担持カーボン
22 電解質
23 触媒層(第2の導電性多孔質フィルム)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Membrane electrode assembly 2 Electrolyte membrane 3 Gas diffusion electrode 4 Catalyst layer 5 Gas diffusion layer 6 Porous layer (conductive porous film, 1st conductive porous film)
7 Carbon paper 10, 20 Porous film 10a Fiber 11a, 11b, 24a, 24b Pore 12 Carbon 13 Water repellent 21 Catalyst-supporting carbon 22 Electrolyte 23 Catalyst layer (second conductive porous film)

Claims (18)

フッ素樹脂からなる多孔質フィルムの繊維間に形成された細孔内に、少なくともカーボンを含む導電性材料と、粒子状のフッ素樹脂微粒子を石垣状に含有することを特徴とする導電性多孔質フィルム。 A conductive porous film comprising a conductive material containing at least carbon and particulate fluororesin fine particles in a stone wall shape in pores formed between fibers of a porous film made of a fluororesin . 前記導電性多孔質フィルムに対するカーボンの重量比が、30%以上であることを特徴とする請求項1に記載の導電性多孔質フィルム。   The conductive porous film according to claim 1, wherein a weight ratio of carbon to the conductive porous film is 30% or more. フッ素樹脂からなる多孔質フィルムに親水処理を施す親水化処理工程と、
水を主成分とする溶媒に少なくともカーボンを含んだ導電性材料とフッ素樹脂微粒子とを分散させた分散液を、前記親水処理を施した前記多孔質フィルムの細孔内に染み込ませる工程と、を備えることを特徴とする導電性多孔質フィルムの製造方法。
A hydrophilization treatment step for subjecting a porous film made of a fluororesin to a hydrophilic treatment;
Soaking a dispersion in which a conductive material containing at least carbon in a solvent mainly containing water and fluororesin fine particles are dispersed in the pores of the porous film subjected to the hydrophilic treatment; A method for producing a conductive porous film, comprising:
前記親水化処理工程は、前記多孔質フィルムをアルコール中に浸漬させて、前記細孔内に前記アルコールを充足させた後に、前記細孔内の前記アルコールを界面活性剤を含む溶液で置換し、前記界面活性剤を含む溶液を乾燥させることを特徴とする請求項3に記載の導電性多孔質フィルムの製造方法。   In the hydrophilization treatment step, the porous film is immersed in alcohol, and after the alcohol is filled in the pores, the alcohol in the pores is replaced with a solution containing a surfactant, The method for producing a conductive porous film according to claim 3, wherein the solution containing the surfactant is dried. 前記親水化処理工程は、界面活性剤を含むアルコール中に前記多孔質フィルムを浸し、乾燥させることを特徴とする請求項3に記載の導電性多孔質フィルムの製造方法。   The method for producing a conductive porous film according to claim 3, wherein in the hydrophilization treatment step, the porous film is immersed in alcohol containing a surfactant and dried. 前記親水化処理工程は、界面活性剤を含む溶液に前記多孔質フィルムを浸し、前記多孔質フィルムの雰囲気を減圧した後に、常圧に戻し、乾燥させることを特徴とする請求項3に記載の導電性多孔質フィルムの製造方法。   The hydrophilization treatment step is performed by immersing the porous film in a solution containing a surfactant, reducing the atmosphere of the porous film, returning to normal pressure, and drying. A method for producing a conductive porous film. 前記染み込ませる工程は、前記親水処理を施した前記多孔質フィルムを、前記分散液に浸した後、乾燥させることを特徴とする請求項3に記載の導電性多孔質フィルムの製造方法。   The method for producing a conductive porous film according to claim 3, wherein the step of soaking comprises immersing the porous film subjected to the hydrophilic treatment in the dispersion and then drying. 前記染み込ませる工程の後に、前記多孔質フィルムに付着した前記界面活性剤を除去する界面活性剤除去工程を備えたことを特徴とする請求項4から7のいずれか一つに記載の導電性多孔質フィルムの製造方法。   The conductive porous according to any one of claims 4 to 7, further comprising a surfactant removing step of removing the surfactant attached to the porous film after the step of soaking. Quality film manufacturing method. 前記界面活性剤除去工程は、前記多孔質フィルムをアルコール洗浄することにより前記界面活性剤を除去することを特徴とする請求項8に記載の導電性多孔質フィルムの製造方法。   The method for producing a conductive porous film according to claim 8, wherein the surfactant removing step removes the surfactant by washing the porous film with alcohol. 前記界面活性剤除去工程は、前記多孔質フィルムを前記界面活性剤の気化温度以上の温度で焼成することにより前記界面活性剤を除去することを特徴とする請求項8に記載の導電性多孔質フィルムの製造方法。   9. The conductive porous according to claim 8, wherein the surfactant removing step removes the surfactant by baking the porous film at a temperature equal to or higher than a vaporization temperature of the surfactant. A method for producing a film. 前記界面活性剤は、気化温度が前記フッ素樹脂微粒子の融点以下の界面活性剤であり、
前記界面活性剤除去工程は、前記多孔質フィルムを前記フッ素樹脂微粒子の融点以上の温度で前記多孔質フィルムを加熱することを特徴とする請求項9または10に記載の導電性多孔質フィルムの製造方法。
The surfactant is a surfactant having a vaporization temperature equal to or lower than the melting point of the fluororesin fine particles,
The said surfactant removal process heats the said porous film at the temperature more than melting | fusing point of the said fluororesin microparticles | fine-particles, The manufacturing of the electroconductive porous film of Claim 9 or 10 characterized by the above-mentioned. Method.
前記染み込ませる工程は、前記分散液を前記多孔質フィルムの前記細孔内に染み込ませた後に、前記多孔質フィルムを乾燥させる工程を備え、
前記染み込ませる工程を複数回行うことを特徴とする請求項3から11のいずれか一つに記載の導電性多孔質フィルムの製造方法。
The step of soaking comprises the step of drying the porous film after soaking the dispersion into the pores of the porous film,
The method for producing a conductive porous film according to any one of claims 3 to 11, wherein the step of soaking is performed a plurality of times.
前記溶媒と前記導電性材料を合わせて100%とした場合に、前記分散液中の前記導電性材料の固形分の重量比が、10%以上50%以下であることを特徴とする請求項3から12のいずれか一つに記載の導電性多孔質フィルムの製造方法。   The weight ratio of the solid content of the conductive material in the dispersion is 10% or more and 50% or less when the solvent and the conductive material are combined to be 100%. The manufacturing method of the electroconductive porous film as described in any one of 1-12. 請求項1または2に記載の導電性多孔質フィルムと、カーボンペーパまたはカーボンクロスと、を積層し、前記フッ素樹脂微粒子の融点以上の温度で加熱・加圧し、前記導電性多孔質フィルムと、前記カーボンペーパまたはカーボンクロスと、を一体化することを特徴とするガス拡散層の製造方法。   The conductive porous film according to claim 1 or 2 and carbon paper or carbon cloth are laminated, heated and pressurized at a temperature equal to or higher than the melting point of the fluororesin fine particles, the conductive porous film, A method for producing a gas diffusion layer, characterized by integrating carbon paper or carbon cloth. 請求項14に記載の方法により製造したガス拡散層の前記導電性フィルムの表面に触媒と電解質とを付与することを特徴とするガス拡散電極。   A gas diffusion electrode, wherein a catalyst and an electrolyte are applied to the surface of the conductive film of the gas diffusion layer produced by the method according to claim 14. 請求項1または2に記載の導電性多孔質フィルムの一方の面の前記細孔に前記カーボンとフッ素樹脂とを有し、
前記導電性多孔質フィルムのもう一方の面の前記細孔に、電解質とカーボンと触媒、または前記電解質と触媒担持カーボンを含むことを特徴とするガス拡散電極。
The carbon and fluororesin are included in the pores on one surface of the conductive porous film according to claim 1 or 2,
A gas diffusion electrode, wherein the pores on the other surface of the conductive porous film contain an electrolyte and carbon and a catalyst, or the electrolyte and a catalyst-supporting carbon.
請求項1または2に記載の第1の導電性多孔質フィルムと、
多孔質フィルムの細孔内に、電解質とカーボンと触媒、または前記電解質と触媒担持カーボンを含んだ第2の導電性多孔質フィルムと、を積層し一体化することを特徴とするガス拡散電極の製造方法。
The first conductive porous film according to claim 1 or 2,
A gas diffusion electrode characterized by laminating and integrating an electrolyte, carbon, and a catalyst, or a second conductive porous film containing the electrolyte and catalyst-carrying carbon, in the pores of the porous film. Production method.
請求項15または16に記載のガス拡散電極を電解質膜の両面に付与したことを特徴とする膜電極接合体。   A membrane electrode assembly, wherein the gas diffusion electrode according to claim 15 or 16 is provided on both surfaces of an electrolyte membrane.
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