JP5114907B2 - 補強型電解質膜の製造方法およびその製造方法で製造される補強型電解質膜 - Google Patents
補強型電解質膜の製造方法およびその製造方法で製造される補強型電解質膜 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5114907B2 JP5114907B2 JP2006259177A JP2006259177A JP5114907B2 JP 5114907 B2 JP5114907 B2 JP 5114907B2 JP 2006259177 A JP2006259177 A JP 2006259177A JP 2006259177 A JP2006259177 A JP 2006259177A JP 5114907 B2 JP5114907 B2 JP 5114907B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- electrolyte
- resin
- stretching
- film
- 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
- Conductive Materials (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
[実施例1]
(1)厚さ約50μmのPTFE延伸多孔膜(多孔質補強膜)の両面に、厚さ約50μmの電解質樹脂前駆体(高分子鎖末端が−SO2F、デュポン社製高分子NE111F)を張り合わせて、230℃、5kgf/cm2、15分間、の熱圧プレスを行い、厚さ約110μmの補強型電解質膜前駆体(含浸工程後の膜状体)を得た。
(2)さらに、その補強型電解質膜前駆体を、テンター式延伸機にて、同時2軸で、2倍延伸を230℃で行い、厚さ約30μmの延伸補強型電解質膜前駆体を得た。
(3)延伸加工で得られた延伸補強型電解質膜前駆体を、水酸化ナトリウム、アルコール、水の混合溶液にて、加水分解を行い、高分子鎖末端を−SO3Naに変換した。イオン交換された純水により洗浄後、1規定の硫酸溶液に浸漬して高分子鎖末端を−SO3Hに変換し乾燥することで、イオン伝導性を持つ補強型電解質膜を得た。
(4)得られた補強型電解質膜のイオン伝導度(S/cm)を下記の測定方法により測定した。また、JIS−K−7127に準じて膜引っ張り強度(MPa)を測定した。その結果を表1に示す。
(1)厚さ約25μmのPTFE延伸多孔膜(多孔質補強膜)2枚と、厚さ約33μmの電解質樹脂前駆体(高分子鎖末端が−SO2F、デュポン社製高分子NE111F)を3枚を交互に張り合わせて、230℃、5kgf/cm2、15分間、の熱圧プレスを行い、厚さ約110μmの補強型電解質膜前駆体(含浸工程後の膜状体)を得た。
(2)さらに、その補強型電解質膜前駆体を、テンター式延伸機にて、同時2軸で、2倍延伸を230℃で行い、厚さ約30μmの延伸補強型電解質膜前駆体を得た。
(3)延伸加工で得られた延伸補強型電解質膜前駆体を、水酸化ナトリウム、アルコール、水の混合溶液にて、加水分解を行い、高分子鎖末端を−SO3Naに変換した。イオン交換された純水により洗浄後、1規定の硫酸溶液に浸漬して高分子鎖末端を−SO3Hに変換し乾燥することで、イオン伝導性を持つ補強型電解質膜を得た。
(4)得られた補強型電解質膜のイオン伝導度(S/cm)を下記の測定方法により測定した。また、JIS−K−7127に準じて膜引っ張り強度(MPa)を測定した。その結果を表1に示す。
(1)厚さ約50μmのPTFE延伸多孔膜(多孔質補強膜)を、図3に示した形態の溶融押し出しダイの内部を通過させ、溶融した電解質樹脂前駆体(高分子鎖末端が−SO2F、デュポン社製高分子NE111F)と同時にリップクリアランス約100μmのダイ出口から押し出すことにより、厚さ約110μmの補強型電解質膜前駆体(含浸工程後の膜状体)を得た。
(2)さらに、その補強型電解質膜前駆体を、MD方向はロール式延伸にて、TD方向はテンター式延伸にて、逐次2軸で、2倍延伸を230℃で行い、厚さ約30μmの延伸補強型電解質膜前駆体を得た。
(3)延伸加工で得られた延伸補強型電解質膜前駆体を、水酸化ナトリウム、アルコール、水の混合溶液にて、加水分解を行い、高分子鎖末端を−SO3Naに変換した。イオン交換された純水により洗浄後、1規定の硫酸溶液に浸漬して高分子鎖末端を−SO3Hに変換し乾燥することで、イオン伝導性を持つ補強型電解質膜を得た。
(4)得られた補強型電解質膜のイオン伝導度(S/cm)を下記の測定方法により測定した。また、JIS−K−7127に準じて膜引っ張り強度(MPa)を測定した。その結果を表1に示す。
補強型電解質膜前駆体を、テンター式延伸機にて、同時2軸で、2倍延伸を380℃で行い、厚さ約30μmの延伸補強型電解質膜前駆体を得た以外は、実施例1と同様にしてイオン伝導性を持つ補強型電解質膜を得た。そして、得られた補強型電解質膜のイオン伝導度(S/cm)を下記の測定方法により測定した。また、JIS−K−7127に準じて膜引っ張り強度(MPa)を測定した。その結果を表1に示す。
飽和含水させた試料(得られた補強型電解質膜)を、1cm(W)×1.5cm(T)の短冊状に切り出し、試料の厚みtを測定する。試料を試料面内方向の伝導度を測定する2端子式の伝導度測定セルに装着する。このセルを常温(25℃)にて、試料にイオン交換水を付着させた状態で、交流インピーダンス法(周波数0.01Hz〜1MHz、印加電圧10mV)により抵抗値Rを測定する。得られた抵抗値Rを以下の式にてイオン伝導度σを導出する。
σ=L/(R×t×W)
σ:イオン伝導度(S/cm)
L:膜長(cm)
R:抵抗(Ω)
t:膜厚(cm)
W:膜幅(cm)
表1に示されるように、本発明の製造方法により得られた補強型電解質膜は、高いイオン伝導度を示すとともに、約30μmと所望に薄膜化し、かつ高い膜引っ張り強度も得られている。比較例1では、イオン伝導と膜引っ張り強度が幾分低くなっているが、これは、延伸時の温度が380℃と高く、電解質樹脂前駆体が熱分解して劣化したことに加え、PTFE多孔質補強膜の繊維が溶融温度以上の延伸で破断したためと推測される。
Claims (4)
- 樹脂製多孔質補強膜に電解質樹脂前駆体を含浸させてなる補強型電解質膜を製造する方法であって、
加熱溶融した電解質樹脂前駆体を樹脂製多孔質補強膜へ含浸する含浸工程と、前記含浸工程で得られた膜状体を延伸の間、電解質樹脂前駆体の融点以上であり樹脂製多孔質補強膜の融点以下の温度環境を維持しながら延伸する延伸工程と、前記延伸工程後の膜状体を加水分解して前記電解質樹脂前駆体にイオン伝導性を付与する加水分解工程を少なくとも含むことを特徴とする補強型電解質膜の製造方法。 - 1枚または1枚以上の樹脂製多孔質補強膜に1枚または1枚以上の電解質樹脂前駆体膜を積層する積層工程をさらに有し、前記積層工程で得られた積層体を加熱することによって前記含浸工程を行うことを特徴とする請求項1に記載の補強型電解質膜の製造方法。
- 樹脂製多孔質補強膜としてPTFE多孔質膜を用いることを特徴とする請求項1または2に記載の補強型電解質膜の製造方法。
- 請求項1ないし3のいずれかの製造方法により製造された補強型電解質膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006259177A JP5114907B2 (ja) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | 補強型電解質膜の製造方法およびその製造方法で製造される補強型電解質膜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006259177A JP5114907B2 (ja) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | 補強型電解質膜の製造方法およびその製造方法で製造される補強型電解質膜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008078091A JP2008078091A (ja) | 2008-04-03 |
JP5114907B2 true JP5114907B2 (ja) | 2013-01-09 |
Family
ID=39349927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006259177A Expired - Fee Related JP5114907B2 (ja) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | 補強型電解質膜の製造方法およびその製造方法で製造される補強型電解質膜 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5114907B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008218261A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Toyota Motor Corp | 電解質膜とその製造方法および膜電極接合体 |
JP2008288193A (ja) | 2007-04-19 | 2008-11-27 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用補強型電解質膜、燃料電池用膜−電極接合体、及びそれを備えた固体高分子形燃料電池 |
JP5176664B2 (ja) * | 2008-04-11 | 2013-04-03 | トヨタ自動車株式会社 | 高分子電解質膜の製造方法 |
DE112009002507B8 (de) | 2008-10-17 | 2018-08-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Verstärkte brennstoffzellen-elektrolytmembran, membran-elektroden-anordnung und polymerelektrolytbrennstoffzelle, diese enthaltend und herstellungsverfahren dazu |
JP5299622B2 (ja) * | 2009-01-19 | 2013-09-25 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用膜‐電極接合体 |
WO2014027441A1 (ja) * | 2012-08-14 | 2014-02-20 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用電解質膜およびその製造方法 |
JP5958413B2 (ja) * | 2013-04-23 | 2016-08-02 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用部材の製造方法および製造装置 |
JP6245166B2 (ja) * | 2014-12-25 | 2017-12-13 | トヨタ自動車株式会社 | 補強型電解質膜の製造方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11204119A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-07-30 | E I Du Pont De Nemours & Co | 固体高分子電解質型燃料電池およびその製造方法 |
WO2001006586A1 (fr) * | 1999-07-21 | 2001-01-25 | Asahi Glass Company, Limited | Pile a combustible du type a polyelectrolyte solide et procede de fabrication y relatif |
JP4870328B2 (ja) * | 2003-10-10 | 2012-02-08 | ペルメレック電極株式会社 | 膜―電極接合体の製造方法 |
JP2006049002A (ja) * | 2004-08-02 | 2006-02-16 | Toyota Motor Corp | 固体高分子電解質の製造方法、固体高分子電解質膜、及び燃料電池 |
JP2006244994A (ja) * | 2005-02-07 | 2006-09-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体電解質、固体電解質の製造方法、電極膜接合体および燃料電池 |
-
2006
- 2006-09-25 JP JP2006259177A patent/JP5114907B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008078091A (ja) | 2008-04-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5114907B2 (ja) | 補強型電解質膜の製造方法およびその製造方法で製造される補強型電解質膜 | |
US6692858B2 (en) | Electrolyte membrane for polymer electrolyte fuel cell and producing method thereof | |
CN101326220B (zh) | 增强的离子传导膜 | |
EP3185345B1 (en) | Reinforced composite membranes and method for manufacturing the same | |
US8420701B2 (en) | Polymer electrolyte membrane, membrane-electrode assembly for polymer electrolyte fuel cells and process for producing polymer electrolyte membrane | |
JP2008277288A (ja) | 複合高分子電解質膜の製造装置、複合高分子電解質膜の製造方法、機能性膜、及び燃料電池 | |
JP5849148B2 (ja) | 高分子電解質膜 | |
JP6245194B2 (ja) | 燃料電池単セル及び燃料電池単セルの製造方法 | |
CA2654921C (en) | Porous membrane for fuel cell electrolyte membrane and method for manufacturing the same | |
JP2008288193A (ja) | 燃料電池用補強型電解質膜、燃料電池用膜−電極接合体、及びそれを備えた固体高分子形燃料電池 | |
WO2004037508A1 (ja) | 耐熱性フィルムおよび複合イオン交換膜 | |
CN110447135B (zh) | 复合高分子电解质膜 | |
KR101315738B1 (ko) | 연료전지 복합재료 분리판용 프리프레그의 제조방법, 및 이를 이용한 연료전지용 복합재료 분리판의 제조방법 | |
JP4575658B2 (ja) | イオン交換膜の製造装置および製造方法 | |
JP2005216769A (ja) | 固体高分子電解質膜、その製造方法、及び固体高分子電解質膜を有する膜電極接合体 | |
JP2002025583A (ja) | 固体高分子型燃料電池用電解質膜及びその製造方法 | |
JP2007042592A (ja) | 固体電解質フィルム及びその製造方法、設備、電極膜複合体、燃料電池 | |
JP2004178995A (ja) | 固体高分子型燃料電池用電解質膜及びその製造方法 | |
JP4923627B2 (ja) | 補強型電解質膜の製造方法 | |
JP2009032503A (ja) | 複合電解質膜、複合電解質膜の製造方法、及び固体高分子型燃料電池 | |
JP5262893B2 (ja) | 膜電極接合体の製造方法および膜電極接合体製造装置 | |
JP5347745B2 (ja) | 燃料電池電解質膜用の多孔質膜の製造方法 | |
JP4228062B2 (ja) | 多孔膜、複合イオン交換膜およびその製造方法 | |
JP2002343380A (ja) | 固体高分子型燃料電池用電解質膜及びその製造方法 | |
EP1301955A1 (en) | Reinforced ion exchange membrane |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090305 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120209 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120214 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120402 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120731 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120829 |
|
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: 20120918 |
|
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: 20121001 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5114907 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151026 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |