JP5439862B2 - 膜電極接合体の製造方法 - Google Patents
膜電極接合体の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5439862B2 JP5439862B2 JP2009048978A JP2009048978A JP5439862B2 JP 5439862 B2 JP5439862 B2 JP 5439862B2 JP 2009048978 A JP2009048978 A JP 2009048978A JP 2009048978 A JP2009048978 A JP 2009048978A JP 5439862 B2 JP5439862 B2 JP 5439862B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst layer
- polymer electrolyte
- electrode catalyst
- electrode
- electrolyte membrane
- 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
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
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
白金担持量が60重量%である白金担持カーボン触媒(商品名:HiSPEC 9100、ジョンソン・マッセイ・フュエルセルズ・ジャパン社製)と、20質量%高分子電解質溶液であるNafion(登録商標、デュポン社製)を、水、エタノールの混合溶媒を混合比1:2で混合し、遊星型ボールミルで分散処理をおこない、出発原料の組成比を白金担持カーボン中のカーボンと高分子電解質であるNafion(登録商標、デュポン社製)の質量比で1:1とした触媒インクを調製した。
基材22としては転写シートを用いた。
プレート上に基材22を固定し、ドクターブレードにより触媒インクを基材22上に塗布した。触媒インクからなる塗膜2’、3’が形成された基材22をオーブン(熱風循環恒温乾燥機41−S5H/佐竹化学機械工業社製)に入れ、オーブンの温度を50℃に設定し5分間乾燥させることで基材22である転写シート上に第1の電極触媒層2、第2の電極触媒層3を作製した。第1の電極触媒層2、第2の電極触媒層3の厚さは、燃料極(アノード)7、空気極(カソード)6ともに白金担持量が約0.3mg/cm2になるように調節した。
図4に示すように、第1の電極触媒層2、第2の電極触媒層3が形成された転写シートを5cm2に2枚切り取り、高分子電解質膜1の両面に第1の電極触媒層2、第2の電極触媒層3が正対するように基材22を配置し、さらに、その両側から保護フィルムで第1の電極触媒層2、第2の電極触媒層3が形成された転写シートおよび高分子電解質膜1を挟み込んだ。さらにその両側に、保護フィルムに近い方からプレス部材A、プレス部材Bを挟み込み、プレス部材B/プレス部材A/保護フィルム/第1電極触媒層2が形成された転写シート/高分子電解質膜1/第2の電極触媒層3が形成された転写シート/プレス部材A/プレス部材Bという構成で熱プレス装置に載置し、プレス温度130℃、プレス時間30分、プレス圧力7.8MPaの条件で熱プレスした。熱プレス後、転写シートを剥離して膜電極接合体12を得た。
用いた高分子電解質膜1、基材22である転写シート、保護フィルム、プレス部材AおよびBは以下の通りである。高分子電解質膜1および保護フィルムはそれぞれ2種類用意した。
高分子電解質膜:Nafion膜(登録商標/デュポン社製)
:SPEEK(スルホン化ポリエーテルエーテルケトン)膜
転写シート :ポリテトラフルオロエチレンシート(PTFEシート)
保護フィルム :PTFEシート
:シリコンラバーシート
プレス部材A :PTFE板
プレス部材B :SUS板
熱プレス前の、高分子電解質膜1、第1の電極触媒層2、第2の電極触媒層3が形成された転写シート、保護フィルムを用意し、転写シート上の第1の電極触媒層2、第2の電極触媒層3の表面の高分子電解質膜1に対する摩擦係数(A)をポータブル摩擦計(HEIDONトライボギア ミューズ 新東科学社製)を用いて、また保護フィルムと保護フィルムに対して転写シートと反対側に位置するプレス部材Aとの摩擦係数(B)とプレス部材Aとプレス部材B間の摩擦係数(C)を摩擦測定器(東洋精機製作所社製)を用いて、それぞれJIS K7125(1999)に基づき測定した。また、各摩擦係数はn=10で測定し、平均を算出した。なお、測定した摩擦係数は静摩擦係数である。転写シート上の第1の電極触媒層2、第2の電極触媒層3の表面の高分子電解質膜1に対する摩擦係数(A)の測定では、高分子電解質膜1を1cm×1cmに切りとりポータブル摩擦計に貼りつけ、テーブルに固定された転写シート上の第1の電極触媒層2、第2の電極触媒層3にポータブル摩擦計に固定された高分子電解質膜1を当てて、摩擦係数を読み取った。また、保護フィルムと保護フィルムに対して転写シートと反対側に位置するプレス部材Aとの摩擦係数(B)の測定では、摩擦測定器の傾斜部に両面テープで貼り付けられたプレス部材Aの上に、付属の重りの底面に両面テープで貼り付けられた保護フィルムを重ねて置く。そしてその傾斜部を機械的に徐々に傾け、重りが滑り始めた角度を読み取り、tan(正接関数)の値を求め、摩擦係数を求めた。プレス部材Aとプレス部材B間の摩擦係数(C)は、同様に摩擦係数の傾斜部にプレス部材Bを付属の重りにプレス部材Aを貼り付け、傾斜をつけ滑らすことで求めた。
表1に転写シート上の第1の電極触媒層2、第2の電極触媒層3の表面の高分子電解質膜1に対する摩擦係数(A)を示す。表2に保護フィルムと保護フィルムに対して転写シートと反対側に位置するプレス部材Aとの摩擦係数(B)とプレス部材Aとプレス部材B間の摩擦係数(C)を示す。
Claims (5)
- 触媒物質を担持した電子伝導物質、固体高分子電解質および溶媒を含む触媒インクを基材上に塗布し塗膜を形成して、前記塗膜を乾燥し前記基材上に電極触媒層を形成し、
前記基材を高分子電解質膜の両面に前記電極触媒層と前記高分子電解質膜が対向するように配置し、前記基材の前記電極触媒層の形成面と反対側の表面を他の部材と接触させ、前記他の部材の前記基材と反対側に更にプレス部材を複数枚使用して、熱プレスを行い、前記高分子電解質膜の両面に前記電極触媒層を接合し、
前記熱プレスの際に前記基材上の前記電極触媒層の表面の前記高分子電解質膜の表面に対する摩擦係数(A)に対し、前記他の部材と前記他の部材に対して前記基材と反対側に位置する前記プレス部材との摩擦係数(B)あるいは複数の前記プレス部材間の摩擦係数(C)のいずれかが、(A)よりも小さいことを特徴とする膜電極接合体の製造方法。 - 前記基材上の前記電極触媒層の表面の前記高分子電解質膜に対する摩擦係数(A)と、前記他の部材と前記他の部材に対して前記基材と反対側に位置する前記プレス部材との摩擦係数(B)あるいは複数のプレス部材間の摩擦係数(C)のいずれかとの差が、0.02以上0.90以下の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の膜電極接合体の製造方法。
- 前記基材上の前記電極触媒層の表面の前記高分子電解質膜に対する摩擦係数(A)が0.12以上1.00以下の範囲内であり、且つ、前記他の部材と前記他の部材に対して前記基材と反対側に位置する前記プレス部材との摩擦係数(B)あるいは複数の前記プレス部材間の摩擦係数(C)のいずれかが0.10以上0.98以下の範囲内であることを特徴とする請求項1または2に記載の膜電極接合体の製造方法。
- 前記他の部材が保護フィルムであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の膜電極接合体の製造方法。
- 前記他の部材に対し前記基材と反対側に設置される複数の前記プレス部材がプレス板であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに膜電極接合体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009048978A JP5439862B2 (ja) | 2009-03-03 | 2009-03-03 | 膜電極接合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009048978A JP5439862B2 (ja) | 2009-03-03 | 2009-03-03 | 膜電極接合体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010205527A JP2010205527A (ja) | 2010-09-16 |
JP5439862B2 true JP5439862B2 (ja) | 2014-03-12 |
Family
ID=42966819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009048978A Expired - Fee Related JP5439862B2 (ja) | 2009-03-03 | 2009-03-03 | 膜電極接合体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5439862B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101619573B1 (ko) | 2013-12-19 | 2016-05-10 | 현대자동차주식회사 | 연료전지용 전극막 접합체 제조방법 |
JP6128099B2 (ja) * | 2014-11-07 | 2017-05-17 | トヨタ自動車株式会社 | 膜電極接合体の製造方法および膜電極接合体 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003100314A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体高分子形燃料電池用セルの作製方法及びその作製装置 |
JP2006012694A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Japan Storage Battery Co Ltd | 固体高分子形燃料電池用膜/電極接合体の製造方法 |
JP2006172936A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Ricoh Co Ltd | 電解質膜・電極接合体の製造方法、電解質膜・電極接合体及び燃料電池 |
JP2007141674A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Nissan Motor Co Ltd | 膜電極接合体の製造方法及び燃料電池の組み立て方法 |
JP2007173009A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Nissan Motor Co Ltd | 膜電極接合体の製造方法 |
JP2010067493A (ja) * | 2008-09-11 | 2010-03-25 | Toppan Printing Co Ltd | 膜電極接合体の製造方法、膜電極接合体、固体高分子形燃料電池 |
JP5387059B2 (ja) * | 2009-03-05 | 2014-01-15 | 凸版印刷株式会社 | 膜電極接合体及びその製造方法並びに固体高分子形燃料電池 |
-
2009
- 2009-03-03 JP JP2009048978A patent/JP5439862B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010205527A (ja) | 2010-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5107050B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池用膜電極接合体の製造方法 | |
JP5208773B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池用膜電極接合体の製造方法および固体高分子形燃料電池の製造方法 | |
JP5397375B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池用膜電極接合体 | |
JP2009193860A (ja) | 固体高分子形燃料電池用膜電極接合体およびその製造方法 | |
JP5195286B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池用膜電極接合体の製造方法 | |
US10547062B2 (en) | Polymer electrolyte fuel cell | |
JP5532630B2 (ja) | 膜電極接合体及びその製造方法並びに固体高分子形燃料電池 | |
KR20110043908A (ko) | 고분자 전해질 연료전지용 막전극접합체 제조 방법 | |
CN101051693A (zh) | 燃料电池用膜电极组件,其制备方法以及燃料电池系统 | |
JP5153130B2 (ja) | 膜電極接合体 | |
JP7027704B2 (ja) | 膜-電極接合体 | |
JP2010170892A (ja) | 燃料電池 | |
KR100832213B1 (ko) | 직접 산화형 연료전지 및 그 제조방법 | |
JP5332444B2 (ja) | 膜電極接合体及びその製造方法、固体高分子形燃料電池 | |
JP2019083113A (ja) | 電極触媒層、膜電極接合体及び固体高分子形燃料電池 | |
JP5439862B2 (ja) | 膜電極接合体の製造方法 | |
JPWO2017154475A1 (ja) | 触媒組成物、高分子電解質膜電極接合体の製造方法、および高分子電解質膜電極接合体 | |
WO2012098606A1 (ja) | 燃料電池用膜電極接合体およびそれを用いた燃料電池 | |
JP5463624B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池用膜・電極接合体の製造方法 | |
JP2012074224A (ja) | 固体高分子形燃料電池用膜電極接合体、固体高分子形燃料電池単セル、固体高分子形燃料電池スタック、固体高分子形燃料電池用膜電極接合体の製造方法 | |
JP5369580B2 (ja) | 膜電極接合体とその製造方法、および固体高分子形燃料電池 | |
JP2006338941A (ja) | 電解質膜−電極接合体 | |
JP2006338942A (ja) | 電解質膜−電極接合体、および、燃料電池 | |
CN111226335B (zh) | 电极催化剂层、膜-电极接合体以及电极催化剂层的制造方法 | |
JP2010257669A (ja) | 膜電極接合体及びその製造方法並びに固体高分子形燃料電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120220 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130626 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130716 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130911 |
|
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: 20131119 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131202 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5439862 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |