JP7171024B2 - 固体高分子形燃料電池の燃料極及び空気極の製造方法 - Google Patents
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Description
11 セル
12 セルスタック
13 燃料極(電極)
14 空気極(電極)
15 固体高分子電解質膜
16 セパレータ
17 セパレータ
18 膜/電極接合体
19 ガス拡散層
20 ガス拡散層
21 ガスシール
22 ガスシール
23 前面
24 後面
25 流路(通路孔)
26 ポーラス構造の遷移金属薄板電極
27 通流口
28 外周縁
29 導線
30 負荷
31 オーステナイト系ステンレス(アロイ遷移金属)
32 Ni(メタル遷移金属)
33 Cu(メタル遷移金属)
34 ステンレスアロイ微粉体
35 Niメタル微粉体
36 Cuメタル微粉体
37 アロイ・メタル遷移金属微粉体混合物
38 アロイ・メタル遷移金属微粉体圧縮物
L1 厚み寸法
S1 金属微粉体作成工程
S2 微粉体重量比決定工程
S3 アロイ・メタル遷移金属微粉体混合物作成工程
S4 アロイ・メタル遷移金属微粉体圧縮物作成工程
S5 遷移金属薄板電極作成工程
Claims (3)
- 複数のセルを有するセルスタックを備え、前記セルが、燃料極及び空気極と、前記燃料極と前記空気極との間に位置する電極接合体膜と、前記燃料極の外側と前記空気極の外側とに位置するセパレータとから形成された固体高分子形燃料電池の燃料極及び空気極の製造方法において、
前記固体高分子形燃料電池の燃料極及び空気極の製造方法が、所定の金属の仕事関数の合成仕事関数が白金の仕事関数(5.65eV)に近似するように選択されたオーステナイト系ステンレスであるSUS304(仕事関数:4.7eV)とSUS316(仕事関数:4.85eV)とSUS340(仕事関数:4.76eV)とのうちの少なくとも1つと、Ni(仕事関数:5.22eV)と、Cu(仕事関数:5.10eV)とを原料とし、
前記SUS304と前記SUS316と前記SUS340とのうちの少なくとも1つを微粉砕して10μm~200μmの粒径のステンレスアロイ微粉体を作り、前記Niを微粉砕して10μm~200μmの粒径のNiメタル微粉体を作るとともに、前記Cuを微粉砕して10μm~200μmの粒径のCuメタル微粉体を作る金属微粉体作成工程と、
前記ステンレスアロイ微粉体と前記Niメタル微粉体と前記Cuメタル微粉体とを混合したアロイ・メタル遷移金属微粉体混合物の全重量に対する該オーステナイトアロイ微粉体の重量比を47~49%の範囲とし、前記アロイ・メタル遷移金属微粉体混合物の全重量に対する前記Niメタル微粉体の重量比を47~49%の範囲とするとともに、前記アロイ・メタル遷移金属微粉体混合物の全重量に対する前記Cuメタル微粉体の重量比を2~6%の範囲とする微粉体重量比決定工程と、
前記重量比のステンレスアロイ微粉体と前記重量比のNiメタル微粉体と前記重量比のCuメタル微粉体とを攪拌・混合し、前記ステンレスアロイ微粉体と前記Niメタル微粉体と前記Cuメタル微粉体とが均一に混合・分散したアロイ・メタル遷移金属微粉体混合物を作るアロイ・メタル遷移金属微粉体混合物作成工程と、
前記アロイ・メタル遷移金属微粉体混合物を金型に入れ、前記金型をプレス機によって500Mpa~800Mpaの範囲のプレス圧で加圧し、厚み寸法が0.03mm~0.3mmの薄板状に圧縮された所定面積のアロイ・メタル遷移金属微粉体圧縮物を作るアロイ・メタル遷移金属微粉体圧縮物作成工程と、
前記アロイ・メタル遷移金属微粉体圧縮物を炉に投入し、最も融点の低い前記Cuメタル微粉体を溶融させる温度で前記アロイ・メタル遷移金属微粉体圧縮物を前記炉において3時間~6時間焼成し、密度が5.0g/cm 2 ~7.0g/cm 2 の範囲であって多数の微細な流路及び多数の微細な通流口を形成したポーラス構造の燃料極及び空気極である遷移金属薄板電極を作る遷移金属薄板電極作成工程とを有することを特徴とする燃料極及び空気極の製造方法。 - 前記燃料極及び前記空気極であるポーラス構造の遷移金属薄板電極の空隙率が、15%~30%の範囲にある請求項1に記載の燃料極及び空気極の製造方法。
- 前記固体高分子形燃料電池の燃料極及び空気極の製造方法では、所定面積の薄板状に圧縮した前記アロイ・メタル金属微粉体混合物の焼成時に最も融点の低い前記Cuメタル微粉体が溶融し、溶融したCuメタル微粉体をバインダーとして前記ステンレスアロイ微粉体と前記Niメタル微粉体とが接合されている請求項1又は請求項2に記載の燃料極及び空気極の製造方法。
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