JP6786569B2 - 燃料電池に用いられるカーボンペーパにガス拡散層を形成する方法、及び、燃料電池に用いられるガス拡散層が形成されたカーボンペーパ - Google Patents
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Description
図1は、カーボンペーパにガス拡散層を形成する方法を実施するためのカーボンペーパの加工装置1を示す概略図である。
同様に、撥水層L1が形成されたカーボンペーパCPを繰り出し用ローラ10として巻き取り用ローラ20に向けてカーボンペーパCPを繰り出す。下地層形成部50は、カーボンペーパCP上に形成された、亀裂CRが形成された撥水層L1の上に塗工を行い、下地層としてのガス拡散層L2を形成する。カーボンペーパCP上に形成されたガス拡散層L2が乾燥炉30によって乾燥させられた後に、巻き取り用ローラ20は、撥水層L1、及び、ガス拡散層L2が形成されたカーボンペーパCPを巻き取る。
図2は、カーボンペーパにガス拡散層を形成する方法において、カーボンペーパCP上に撥水層L1を形成した様子を示す概略図である。図3は、カーボンペーパCPにガス拡散層L2を形成する方法において、カーボンペーパCP上に形成した撥水層L1に亀裂を形成した様子を示す概略図である。図4は、カーボンペーパCPにガス拡散層L2を形成する方法において、カーボンペーパCP上に形成した撥水層L1の上にガス拡散層L2を形成した様子を示す概略図である。
具体的には、ダイヘッド40による塗工により、撥水層L1が形成されたカーボンペーパCPを乾燥炉30に通すことにより、撥水層L1を乾燥させる。これにより、図3に示すように、撥水層L1に亀裂CRを形成する。撥水層L1を乾燥は、200℃の雰囲気の乾燥炉30に30秒〜1分程度、電極及び撥水層L1が形成されたカーボンペーパCPを通すことにより行われる。撥水層L1が形成されたカーボンペーパCPを巻き取り用ローラ20で巻き取る。
図5は、カーボンペーパCPに形成された撥水層L1及びガス拡散層L2に亀裂CRが生じている場合の透水圧を確認する試験結果を示すグラフである。
なお、「クラック数/1インチΦ」の値は、撥水層L1の乾燥時間が長い、もしくは乾燥させる温度が高い、などの方法によって増やすことが可能である。
本実施形態では、燃料電池に用いられるカーボンペーパにガス拡散層を形成する方法は、カーボンペーパCPの表面に撥水層L1を形成する工程と、撥水層L1に亀裂CRを形成する工程と、亀裂CRが形成された撥水層L1の上にガス拡散層L2を形成する工程と、を有する。
例えば、本実施形態においては、亀裂CRを形成する工程では、撥水層L1の撥水材料物質に亀裂CRが生じる速度で撥水層L1を乾燥させることにより撥水層L1に亀裂CRを形成したが、この方法に限定されない。例えば、機械的な加工により亀裂CRを形成してもよい。
例えば、撥水層L1に亀裂CRを形成する工程では、撥水層L1の乾燥を、200℃の雰囲気の乾燥炉30に30秒〜1分程度、電極及び撥水層L1が形成されたカーボンペーパCPを通したが、これに限定されない。例えば、撥水層、ガス拡散層の材料等に応じて、適宜乾燥時間や温度を変えればよい。
CR…亀裂
L1…撥水層
L2…ガス拡散層
Claims (3)
- カーボンペーパの表面に撥水材料物質をコーティングして撥水層を形成する工程と、
前記撥水層に亀裂を形成する工程と、
亀裂が形成された前記撥水層の上に塗工を行い、下地層としてのガス拡散層を形成する工程と、を有する、燃料電池に用いられるカーボンペーパにガス拡散層を形成する方法。 - 前記亀裂を形成する工程では、前記撥水層の撥水材料物質に亀裂が生じる速度で前記撥水層を乾燥させることにより前記撥水層に亀裂を形成する請求項1記載の、燃料電池に用いられるカーボンペーパにガス拡散層を形成する方法。
- カーボンペーパと、
前記カーボンペーパの表面に形成された撥水層と、
前記撥水層の上に形成されたガス拡散層と、を備え、
前記撥水層には、亀裂が形成され、
前記撥水層の亀裂には、前記撥水層において亀裂を形成している前記撥水層の部分に覆い被さるようにして前記ガス拡散層の一部が入り込んでいる、燃料電池に用いられるガス拡散層が形成されたカーボンペーパ。
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