JP5281319B2 - 固体高分子型燃料電池用膜電極接合体の製造方法、及び固体高分子型燃料電池 - Google Patents
固体高分子型燃料電池用膜電極接合体の製造方法、及び固体高分子型燃料電池 Download PDFInfo
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Description
(1)するホニルハライド基(−SO2X)、スルホン酸エステル基(−SO2−O−R)などのアルカリ加水分解及び酸処理によりプロトン交換基となりうる分子構造を有する化合物。
(2)好ましくは、下記構造式を有する高分子化合物
本発明の触媒インク調製に用いられる高分子電解質前駆体分散液の調整は以下の通りである。
(1)高分子電解質前駆体は上記化学式において、x/(x+y+z)<0.83であり、且つ、270℃、荷重2.16kgにおけるMFRが30〜100g/10分であるもの。
(2)分散溶媒としては、フッ素系エーテル、フッ化カーボン、塩素レスフロン、アルコール、エーテル、各種炭化水素溶媒が適用可能であり、分子構造にフルオロアルキル基を含むものが望ましい。
(3)分散方法は、(1)の高分子電解質前駆体を(2)の溶媒に対して、5重量%以下の濃度で仕込み、200℃以上で処理する。
電解質/カーボン重量比率は0.01〜2.0が好ましい。
(方法1) 膜に上記インクを塗布後乾燥し、100℃〜270℃の範囲から選択される温度で熱処理、適宜プレスする。次に、これを加水分解酸処理・乾燥してMEAを完成する。
(方法2) 上記インク組成物を乾燥して固形物のみ単離し、これをビーズミルなどで粉砕したのち電解質前駆体に静電塗布する。これを100℃〜270℃の範囲から選択される温度で熱処理、適宜プレスする。次に、これを加水分解・酸処理・乾燥してMEAを完成する。
以下、本発明の実施例を示す。
下記化学式で表される高分子電解質前駆体(イオン化後EW=870(g/eq.)、MFR=50(g/10分)、m:n=81:19(TFE=81mol%))15g
(1)NaOH水溶液+DMSO混合液、80℃
(2)純水洗浄
(3)H2SO4水溶液、80℃
(4)純水洗浄
(5)熱水洗浄、90℃
実施例と同様に、高分子電解質前駆体(MFR=15(g/eq.)、TFE=83.5mol%)15gを処理した。得られた分散液の粒径分布は0.08μm:27%、0.57μm:73%で、濃度は2.9%であった。
Claims (2)
- アルカリ加水分解及び酸処理によりプロトン伝導性を発揮する高分子電解質前駆体を用いる固体高分子型燃料電池用膜電極接合体の製造方法において、(1)該高分子電解質前駆体を製膜して高分子電解質前駆体膜を製造するとともに、(2)該高分子電解質前駆体の溶媒分散物に触媒物質を混合して触媒インクとし、(3)該高分子電解質前駆体膜に該触媒インクを塗布して膜電極接合体(MEA)を製作し、(4)該膜電極接合体をアルカリ加水分解及び酸処理すること、並びに合成する高分子電解質前駆体が、270℃、荷重2.16kgfでのメルトフローレート(MFR)=30〜100(g/10分)で、該高分子電解質前駆体の−SO 2 X基濃度=17〜40mol%(X:ハロゲン)であることを特徴とする固体高分子型燃料電池用膜電極接合体の製造方法。
- 請求項1に記載の方法で製造される固体高分子型燃料電池用膜電極接合体を備えた固体高分子型燃料電池。
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