JP5330764B2 - 燃料電池用触媒層製造方法、燃料電池用触媒層製造装置、固体高分子型燃料電池 - Google Patents
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Description
図1は、本願発明の実施の形態である燃料電池用触媒層製造装置を模式的に示す断面図である。
次に、本願発明にかかる他の実施の形態について説明する。
101 被堆積部材
102 吸引手段
103 フード
104 移送手段
105 送風機
106 溶剤回収装置
110 収集手段
111 供給手段
120 誘引手段
121 誘引電極
122 誘引電源
130 混合手段
200 放出手段
201 流出手段
202 帯電手段
203 気体流発生手段
204 気体流制御手段
205 加熱手段
206 風洞体
210 第一原料放出手段
211 容器
212 回転軸体
213 モータ
216 流出孔
217 供給路
220 第二原料放出手段
221 帯電電極
222 帯電電源
223 接地手段
230 第三原料放出手段
240 第四原料放出手段
250 第五原料放出手段
300 第一原料
301 繊維
302 導電体
303 触媒
304 第二原料
305 第三原料
306 担持体
307 第四原料
308 導電性繊維
400 セル
401 ガス拡散層
402 触媒層
403 プロトン伝導性高分子膜
410 燃料極側セパレータ
413 流体流路
420 酸素極側セパレータ
Claims (7)
- プロトン伝導性高分子と揮発性を有する溶剤とを含む第一原料に電荷を付与して前記第一原料を帯電させる第一帯電工程と、
前記第一帯電工程により帯電された前記第一原料を空間中に流出させる第一流出工程と、
前記第一帯電工程により帯電され、前記第一流出工程により空間中に流出された前記第一原料が静電爆発することによりプロトン伝導性高分子からなる繊維が製造される繊維製造工程と、
導電体を含む第二原料に電荷を付与して前記第二原料を帯電させる第二帯電工程と、
前記第二帯電工程により帯電された前記第二原料を空間中に流出させる第二流出工程と、
触媒を含む第三原料に電荷を付与して前記第三原料を帯電させる第三帯電工程と、
前記第三帯電工程により帯電された前記第三原料を空間中に流出させる第三流出工程と、
前記繊維製造工程にて前記第一原料が静電爆発することにより製造されるプロトン伝導性高分子からなる繊維と前記第二流出工程により流出された前記第二原料の前記導電体と前記第三流出工程により流出された前記第三原料の前記触媒とを空間中で混合する混合工程と、
前記混合工程により混合された、前記繊維と前記導電体と前記触媒とを被堆積部材上に堆積させる堆積工程とを含み、
前記第一帯電工程と前記第二帯電工程と前記第三帯電工程とにおいて、前記第一原料の帯電極性と前記第二原料の前記導電体の帯電極性とが異なる極性となり、前記第二原料の前記導電体の帯電極性と前記第三原料の前記触媒の帯電極性とが異なる極性となるように、かつ
前記混合工程においては相互に逆極性の前記第二原料の前記導電体と前記第三原料の前記触媒とを混合することにより前記導電体と前記触媒とが接合した担持体を形成し、該担持体と前記繊維製造工程にて前記第一原料が静電爆発することにより製造されたプロトン伝導性高分子からなる前記繊維とを混合して前記繊維と前記担持体とが接合されるように前記繊維と前記担持体の帯電極性は相互に逆極性として、前記第一帯電工程と前記第二帯電工程と前記第三帯電工程とにおいて、前記第一原料と前記第二原料と前記第三原料とに付与する電荷量、及び、極性を調整する
燃料電池用触媒層製造方法。 - 前記第一帯電工程と前記第二帯電工程と前記第三帯電工程とにおいて、前記第二原料に供給される電荷量の絶対値は前記第三原料に供給される電荷量の絶対値よりも多く、前記第一原料に供給される電荷量の絶対値は前記第二原料に供給される電荷量の絶対値よりも多くなるように、前記第一原料と前記第二原料と前記第三原料とに付与する電荷量、及び、極性を調整する
請求項1に記載の燃料電池用触媒層製造方法。 - さらに、
前記帯電工程および前記流出工程により帯電され流出された前記第一原料と前記第二原料と前記第三原料とを気体流により、混合工程を行う混合手段に向かって搬送する搬送工程を含む請求項1に記載の燃料電池用触媒層製造方法。 - プロトン伝導性高分子と揮発性を有する溶剤とを含む第一原料に電荷を付与して前記第一原料を帯電させる第一帯電工程と、
前記第一帯電工程により帯電された前記第一原料を空間中に流出させる第一流出工程と、
前記第一帯電工程により帯電され、前記第一流出工程により空間中に流出された前記第一原料が静電爆発することによりプロトン伝導性高分子からなる繊維が製造される繊維製造工程と、
導電体と触媒とが接合された担持体を含む第五原料に電荷を付与して前記第五原料を帯電させる第五帯電工程と、
前記第五原料の前記担持体を空間中に流出させる第五流出工程と、
前記繊維と、第五流出工程により空間中に流出され後に第五帯電工程により前記繊維とは逆の極性で帯電された前記担持体とを空間中で混合する混合工程と、
前記繊維と、前記繊維とは逆の極性で帯電させた前記担持体とを被堆積部材上に堆積させる堆積工程と
を含む燃料電池用触媒層製造方法。 - 前記混合工程の前に、さらに
プロトン伝導性高分子、または、導電体を含み、かつ、揮発性を有する溶剤を含む第四原料に電荷を付与して前記第四原料を帯電させる第四帯電工程と、
第四帯電工程により帯電された前記第四原料を空間中に流出させる第四流出工程と、
前記第四帯電工程により帯電され、前記第四流出工程により空間中に流出された前記第四原料が静電爆発することによりプロトン伝導性高分子、または、導電体からなる繊維を堆積させて被堆積部材を製造する被堆積部材製造工程と
を含む請求項4に記載の燃料電池用触媒層製造方法。 - プロトン伝導性高分子と揮発性を有する溶剤とを含む第一原料に電荷を付与して前記第一原料を帯電させる第一原料帯電手段と、
前記第一原料帯電手段により帯電された前記第一原料を空間中に流出させる第一原料流出手段とを有し、
前記第一原料帯電手段により帯電され、前記第一原料流出手段により空間中に流出された前記第一原料が静電爆発することによりプロトン伝導性高分子からなる繊維が製造される第一原料放出手段と、
導電体を含む第二原料に電荷を付与して前記第二原料を帯電させる第二原料帯電手段と、
前記第二原料帯電手段により帯電された前記第二原料を空間中に流出させる第二原料流出手段と、
触媒を含む第三原料に電荷を付与して前記第三原料を帯電させる第三原料帯電手段と、
前記第三原料帯電手段により帯電された前記第三原料を空間中に流出させる第三原料流出手段と、
第一原料放出手段により製造される前記第一原料の前記繊維と前記第二原料流出手段により流出された前記第二原料の前記導電体と前記第三原料流出手段により流出された前記第三原料の前記触媒とを混合手段に向かって搬送する気体流を発生させる気体流発生手段と、
第一原料放出手段により製造される前記プロトン伝導性高分子からなる前記繊維と前記第二原料流出手段により流出された前記第二原料の前記導電体と前記第三原料流出手段により流出された前記第三原料の前記触媒とを混合させる前記混合手段と、
前記混合手段により混合された、前記繊維と前記導電体と前記触媒とを被堆積部材上に堆積させる誘引手段と、
を備え、
前記第一原料帯電手段と前記第二原料帯電手段と第三原料帯電手段とにおいて、前記第一原料の帯電極性と前記第二原料の前記導電体の帯電極性とが異なる極性となり前記第二原料の前記導電体の帯電極性と第三原料の前記触媒の帯電極性とが異なる極性となるように、かつ
前記混合手段においては相互に逆極性の前記第二原料の前記導電体と第三原料の前記触媒とを混合することにより前記導電体と前記触媒とが接合した担持体を形成し、該担持体と前記第一原料放出手段にて前記第一原料が静電爆発することにより製造されたプロトン伝導性高分子からなる前記繊維とを混合して前記繊維と前記担持体とが接合されるように前記繊維と前記担持体の帯電極性は相互に逆極性として、前記第一原料帯電手段と前記第二原料帯電手段と前記第三原料帯電手段とにおいて、前記第一原料と前記第二原料と前記第三原料とに付与する電荷量、及び、極性を調整する
燃料電池用触媒層製造装置。 - 前記請求項1もしくは請求項4に記載の燃料電池用触媒層製造方法により製造される触媒層を燃料極と酸素極との少なくともいずれか一方として備える固体高分子型燃料電池。
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