JP7302474B2 - ガス拡散層、膜電極接合体および燃料電池 - Google Patents
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Description
(1)炭素シートと、前記炭素シートの少なくとも片面に微多孔層と、を有するガス拡散層であって、
前記ガス拡散層における幅10mmかつ奥行き3mmの任意に選択される領域を、前記ガス拡散層の片側から面直方向に0.5MPaの圧力で圧縮したときに、ガス拡散層内部を面内方向に酸素が透過する「面内酸素透過係数」をAとし、
前記ガス拡散層の面直方向を2MPaで圧縮したときの「電気抵抗」をBとし、
Aから、Bに60を乗じた数を減じ、310を加えた数を、「面内酸素透過係数と電気抵抗の両立性指標」Cとしたとき、
Cが0以上となる関係を満たす、ガス拡散層。
(2)炭素シートと、前記炭素シートの少なくとも片面に微多孔層と、を有するガス拡散層であって、
前記炭素シートは、細孔径10μm以上100μm以下の細孔体で占められる、炭素繊維を含む領域と、細孔径0.01μm以上10μm未満の細孔体(以下、内部細孔体)で占められる領域とを有し、
内部細孔体は、前記炭素シート表面から面直方向に10μm以上30μm以下の平均厚さで存在する、ガス拡散層。
さらに良好な発電性能を得るためにはCが10以上であることが好ましく、きわめて良好な発電性能を得るためにはCが20以上200以下であることが好ましい。なお、面直方向とは面に対して垂直な方向(厚さ方向)を表すものである。
以下に本発明のガス拡散層の詳細を述べる。
本発明のガス拡散層に用いられる炭素シートは、後述する炭素繊維またはその前駆体を含む多孔体の作製、樹脂組成物の含浸、熱処理、炭化を含む工程により作製することができる。ここで樹脂組成物を含まない場合は含浸の工程を削除することもできる。また、炭素シートは、微多孔層を積層することでガス拡散層を作製することができる。かかる加工の際に必要に応じて内部細孔体の形成及び/又は撥水加工を行ってもよい。
本発明のガス拡散層に用いられる炭素シートを得る際においては、炭素繊維抄紙体などの炭素繊維を含む多孔体などに結着材となる樹脂組成物が含浸されることが好ましい。
本発明においては、炭素繊維抄紙体などの多孔体に樹脂組成物を含浸した予備含浸体を形成した後、炭化を行うに先立って、予備含浸体に熱処理を行うことができる。
本発明において、炭素繊維抄紙体などの多孔体に樹脂組成物を含浸した予備含浸体を、炭化するために、不活性雰囲気下で焼成を行う。この焼成は、バッチ式の加熱炉を用いることもできるし、連続式の加熱炉を用いることもできる。また、炉内に窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスを流すことにより不活性雰囲気とすることができる。
本発明において、炭素シートの撥水加工は、排水性を向上させる目的で行うものであり、炭素繊維焼成体に撥水加工を施すことで実施可能である。この場合、撥水加工は、炭素繊維焼成体に撥水剤を塗布し熱処理することにより行うことができる。炭素シートの撥水加工のもう一つの方法として、炭素シートに直接的に撥水加工を行わない方法があり、これは、前記焼成体に撥水剤を塗布するのではなく、例えば、微多孔層前駆体塗液を炭素シートに塗布した後、熱処理を行うことで、前記塗液に含まれる撥水剤を炭素シート内に移動させて行う方法を採ることができる。炭素シートに直接的に撥水剤を塗布する場合は、撥水加工することにより、結着材として撥水剤を含む炭素シートとすることができる。なお、撥水剤を用いて撥水加工した場合、前記撥水剤は結着材として炭素シートに含まれ得る。
<微多孔層の形成>
次に、本発明の構成要素の一つである微多孔層について説明する。
本発明のガス拡散層に用いられる炭素シートは、一方の表面に微多孔層を形成することで、ガス拡散層として用いることができる。そして本発明のガス拡散層は、炭素シートの少なくとも面Xの上に微多孔層を有するものである。
本発明においては、図1(a)に示すように、炭素シート1の表面2(面X)側の内部の表面近傍に、0.01μm以上10μm未満の細孔径を有する内部細孔体4が符号12で表される平均厚さを有する層状の領域として含まれることが好ましい態様である。また、別の好ましい態様として、図1(b)に示すように炭素シート1の表面2(面X)側の内部の表面近傍に、0.01μm以上10μm未満の細孔径を有する内部細孔体4が不均一に分布した状態で含まれる態様が挙げられる。かかる態様を採る場合は、炭素シート1の表面2(面X)側の内部の表面近傍において内部細孔体が充填する範囲を平均化した値を内部細孔体の平均厚さ12と定義する。炭素シートにおいて、炭素繊維からなる領域が主として10μm以上100μm以下の細孔径の空隙を有するのに対し、この内部細孔体は上記の細孔径を有する。この内部細孔体は炭素シート表面から面直方向に適切な位置までの範囲に存在することが重要である。平均厚さ12は、前記炭素シートの表面から面直方向に10μm以上30μm以下の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは12~25μmであり、さらに好ましくは15~25μmである。なお、好ましい範囲としては、上記の上限値のいずれかと下限値のいずれかの組み合わせとすることもできる。前記範囲が10μm以上であると、前記炭素シート内部の導電経路が増加し、導電性が向上する。また、前記範囲が30μm以下であると、前記炭素シート内部にガス透過経路が良好に形成され、ガス拡散性が向上する。なお、内部細孔体の存在位置および厚みは、炭素シートまたはガス拡散層の面直断面を高倍率で写真撮影し、前記写真を観察することで決定することができる。
以上のような工程により得られた本発明のガス拡散層に用いられる炭素シートの特徴について、説明する。
本発明において、前記したガス拡散層を、触媒層を介して固体高分子電解質膜に接合することにより、膜電極接合体を形成することができる。その際、触媒層側にガス拡散層の微多孔層を配置することにより、より生成水の逆拡散が起こりやすくなることに加え、触媒層とガス拡散層の接触面積が増大し、接触電気抵抗を低減させることができる。
本発明の燃料電池は、本発明のガス拡散層を含むものであり、上述の膜電極接合体の両側にセパレータを有するものである。すなわち、上述の膜電極接合体の両側にセパレータを配することにより燃料電池が構成される。通常、このような膜電極接合体の両側にガスケットを介してセパレータで挟んだものを複数個積層することによって固体高分子型燃料電池を構成する。触媒層は、固体高分子電解質と触媒担持炭素を含む層からなる。触媒としては、通常、白金が用いられる。アノード側に一酸化炭素を含む改質ガスが供給される燃料電池にあっては、アノード側の触媒としては白金およびルテニウムを用いることが好ましい。固体高分子電解質は、プロトン伝導性、耐酸化性および耐熱性の高い、パーフルオロスルホン酸系の高分子材料を用いることが好ましい。このような燃料電池ユニットや燃料電池の構成自体は、よく知られているところである。
東レ(株)製ポリアクリルニトリル系炭素繊維“トレカ”(登録商標)T300(平均炭素繊維径:7μm)を平均長さ12mmにカットし、水中に分散させて湿式抄紙法により連続的に抄紙した。さらに、バインダーとしてポリビニルアルコールの10質量%水溶液を当該抄紙に塗布して乾燥させ、炭素繊維目付が25g/m2の抄紙体を作製した。ポリビニルアルコールの付着量は、炭素繊維抄紙体100質量部に対して22質量部であった。
上記にて作製した炭素シートを、撥水剤として、PTFE樹脂(“ポリフロン”(登録商標)PTFEディスパージョンD-1E(ダイキン工業(株)製))の水分散液、ないしはFEP樹脂(“ネオフロン”(登録商標)FEPディスパージョンND-110(ダイキン工業(株)製)の水分散液に浸漬することにより、炭素繊維焼成体に撥水剤を含浸した。その後、温度が100℃の乾燥機炉内で5分間加熱して乾燥し、撥水加工された炭素シートを作製した。また、撥水剤の水分散液は、乾燥後で炭素シート100~95質量部に対し、撥水剤が0~5質量部付与されるように適切な濃度に希釈して使用した。
また、炭素シートに対し直接的に上記撥水加工を行わない場合は、微多孔層前駆体塗液を炭素シートに塗布する過程、または内部細孔体前駆体塗液を炭素シートに塗布する過程において、フッ素系ポリマーを含む微多孔層前駆体塗液または内部細孔体前駆体塗液を用い、フッ素系ポリマーを炭素シート内に移動させることで、炭素シートに撥水加工を行った。
<材料>
・炭素粉末A:アセチレンブラック:“デンカ ブラック(登録商標)”(電気化学工業(株)製)
・炭素粉末B:線状カーボン:“VGCF(登録商標)”(昭和電工(株)製)アスペクト比70
・材料C:撥水剤:FEP樹脂(FEP樹脂を25質量部含む水分散液である“ネオフロン(登録商標)”FEPディスパージョンND-110(ダイキン工業(株)製)を使用)
・材料D:ノボラック型フェノール樹脂“タマノル(登録商標)”759(荒川化学工業(株)製)
・材料E:界面活性剤“TRITON(登録商標)”X-100(ナカライテスク(株)製)。
・溶媒F:メタノール
・分散媒G:精製水
上記の各材料を、表1に示した組成で分散機を用いて混合し、微多孔層前駆体塗液1、および内部細孔体前駆体塗液2~4を調製した。また、スリットダイコーターを用いて炭素シート上に内部細孔体前駆体塗液を塗布し、必要に応じて炭化処理を行った。この炭素シートに微多孔層前駆体塗液を塗布して面状の微多孔層を形成した。ここで用いた塗液には、炭素粉末、撥水剤、界面活性剤および精製水を、表1に示すように配合量を質量部で記載した導電性粒子含有塗液の組成となるように調整したものを用いた。なお、表1に示すFEP樹脂の配合量は、FEP樹脂の水分散液の配合量ではなく、FEP樹脂自体の配合量を表す。ダイコーターを用いて炭素シートに微多孔層前駆体塗液を塗布後、120℃の温度で10分間、続いて380℃の温度で10分間加熱し、微多孔層を形成した。
<微多孔層の目付の測定>
炭素シートおよびガス拡散層の目付[g/m2]は、10cm四方に切り取ったサンプルの質量を、サンプルの面積(0.01m2)で除して求めた。また、ガス拡散層の目付けから、炭素シートの目付けを減じた値を微多孔層の目付けとした。
炭素シートおよびガス拡散層を平滑な定盤にのせ、圧力0.15MPaをかけた状態での厚さを測定した。異なる部位にて10箇所サンプリングを行い、測定値を平均したものを厚さとした。また、目付を厚さで除して密度[g/cm3]を求めた。
西華産業(株)製水蒸気ガス水蒸気透過拡散評価装置(MVDP-200C)を用いた。図3に示すような配管系において、最初にバルブA(23)のみ開いて、バルブB(25)を閉じた状態にしておいて、窒素ガス33を一次側配管A(22)に流した。マスフローコントローラー(21)に所定量(190cc/分)のガスが流れ、圧力コントローラー(24)にガス圧力が大気圧に対して5kPaかかるように調整した。ガス室A(27)とガス室B(29)の間に設置した幅10mm、奥行き3mmのシール材(32)の上にガス拡散層(28)をセットし、シール材を加圧することで、ガス拡散層における幅10mm、奥行き3mmの領域が0.5MPaで加圧されるように圧縮した。次いで、バルブA(23)を閉じ、バルブB(25)を開いて、配管B(26)に窒素ガスが流れるようにした。ガス室A(27)に流入する窒素ガスは、ガス拡散層(28)の空隙を通ってガス室B(29)に移動し、配管C(30)を通過、さらにガス流量計(31)を通過して大気中に放出された。このときのガス流量計(31)を流れるガス流量(cc/分)を測定し、その値の90.9%の値を幅10mm奥行き3mmの圧縮領域の面内酸素透過係数A[cc/min]とした。
ガス拡散層の電気抵抗は、2.0cm×2.0cmにカットしたガス拡散層を2枚の金メッキ板の間に挟んで2.0MPaの一様な面圧をかけつつガス拡散層の厚さ方向に1.0Aの電流を流したときの電気抵抗を測定して、電極面積4cm2をかけた数値として求めた。
ガス拡散層のガス拡散性と導電性の両立性を評価するにあたり、上記方法で算出した面内酸素透過係数Aと、上記方法で算出した加圧時の電気抵抗Bを用いて、Aから、Bに60乗じた数を減じ、310を加えた数Cを算出した。
ガス拡散層において、微多孔層を形成した面と反対側の表面の炭素繊維上から無作為に異なる10点を選び、走査型電子顕微鏡で7kVの加速電圧で2000倍に拡大して顕微鏡で観測し、フッ素元素数と炭素元素数を点分析で測定し、炭素元素数に対するフッ素元素数の比率を10点で平均した値を炭素繊維上のフッ素元素/炭素元素比率とした。なお、走査型電子顕微鏡としては、(株)日立製作所製S-3500Nを用い、エネルギー分散型X線分析装置としては、(株)堀場製作所EX-370を用いた。
内部細孔体の空隙率は、次のようにして求めた。まず、走査型電子顕微鏡として(株)日立製作所製S-3500を用い、ガス拡散層の面直断面において、炭素シート内部に存在する内部細孔体を、無作為に異なる20箇所を選び、2000倍程度で拡大して写真撮影を行った。次に、撮影により得られた20枚の画像それぞれに対し、空隙部と非空隙部を分離して、空隙部と非空隙部の合計面積に対する空隙部の面積比を個々の画像の空隙率とした。最後に、上記の個々の空隙率を20枚の画像について平均して空隙率の平均値を求めた。面直断面の作製に際しては、(株)日立ハイテクノロジーズ製イオンミリング装置IM4000を用いた。微多孔層の構造が不均一である場合でも、上述の方法を行えば、無作為に20箇所のサンプルの平均を取ることで平均化された内部細孔体空隙率[%]を求めることができる。また、この際、内部細孔体の存在領域面積を求めることで、内部細孔体が炭素シート内部に均一に存在すると仮定した場合の厚さを求めることができ、この厚さを内部細孔体の平均厚さ(図1における符号12)とした。
内部細孔体の目付は、内部細孔体の密度と平均厚さの積によって求めた。ここで、内部細孔体の密度は、内部細孔体の空隙率と、実施例・比較例で用いた内部細孔体を形成する物質の真密度2.1g/cm3を用いて、次の式により求められる。平均厚さは、上記<内部細孔体の空隙率と平均厚さの測定>で求めた値を用いる。
内部細孔体密度[g/cm3]=2.1[g/cm3]×(1-内部細孔体の空隙率[%]÷100)
<表層密度の算出方法>
まず、ガス拡散層の面直断面を無作為に20個選び、SEMを用いてそれぞれの断面を200倍程度で拡大して観察した。次に、観察したそれぞれの領域において、炭素シート表面から垂直に20μmの位置までの領域について、炭素繊維や内部細孔体を形成する物質により充填された部分の面積の合計を抽出した。この際、内部細孔体形成領域の物質充填率は、内部細孔体の存在領域の面積に空隙率を掛けることで求めることができる。次に、表層領域に対する物質充填率に対して、充填物質の密度2.1g/cm3をかけた数値を求め、この値を20箇所について平均したものを表層密度とした。
白金担持炭素(田中貴金属工業(株)製、白金担持量:50質量%)1.00gと、精製水1.00g、“Nafion”(登録商標)溶液(Aldrich社製“Nafion”(登録商標)5.0質量%)8.00gと、イソプロピルアルコール(ナカライテスク社製)18.00gとをこの順に加えることにより、触媒液を作製した。
上記の<炭素シートの作製>に従って、炭素シートに撥水剤を含侵させて撥水処理を行った後、<ガス拡散層の作製>に記載した方法に従って、微多孔層前駆体塗液を用いて内部細孔体を形成したガス拡散層を得たところ、ガス拡散性と導電性の両立性は良好であり、発電性能は良好であった。結果を表2に示す。
実施例1と同様の方法であるが、微多孔層の目付を20g/m2、内部細孔体の厚みを11μmとした点のみ異なる方法によりガス拡散層を得たところ、内部細孔体の平均厚さのさらなる適正化によりガス透過経路が増加し、実施例1よりもガス拡散性が向上した。また、ガス拡散性と導電性の両立性は良好であり、発電性能は良好であった。結果を表2に示す。
実施例1と同様の方法であるが、微多孔層の目付を5g/m2とし、微多孔層前駆体塗液の塗布クリアランスを低減し、内部細孔体の厚みを20μmとした点のみ異なる方法によりガス拡散層を得たところ、内部細孔体目付のさらなる適正化により実施例1よりもガス拡散性が向上した。ガス拡散性と導電性の両立性は良好であり、発電性能は良好であった。結果を表2に示す。
実施例1と同様の方法であるが、微多孔層の目付を10g/m2、内部細孔体の平均厚さを10μmとした点のみ異なる方法によりガス拡散層を得たところ、ガス拡散性と導電性の両立性はさらに良好であり、発電性能はさらに良好であった。結果を表2に示す。
実施例4と同様の方法であるが、炭素シートの撥水処理で用いる撥水剤の量を減らし、面Yの繊維上フッ素/炭素比率を0.020としたガス拡散層を得たところ、撥水剤量のさらなる適正化により導電性が向上したため、ガス拡散性と導電性の両立性はさらに良好であり、発電性能はさらに良好であった。結果を表2に示す。
実施例5と同様の方法であるが、炭素シートの撥水処理で用いる撥水剤の量をさらに減らし、裏面繊維上フッ素/炭素比率を0.015としたガス拡散層を得たところ、撥水剤量のさらなる適正化によるさらなる導電性向上があり、ガス拡散性と導電性の両立性はきわめて良好であり、発電性能はきわめて良好であった。結果を表2に示す。
実施例6と同様の方法であるが、炭素シートを撥水剤に含侵させず、微多孔層前駆体塗液によって炭素シートを撥水処理することで、裏面繊維上フッ素/炭素比率を0.0050としたガス拡散層を得たところ、ガス拡散性と導電性の両立性はきわめて良好であり、発電性能はきわめて良好であった。結果を表2に示す。
<ガス拡散層の作製>に記載した方法において、炭素シートに内部細孔体前駆体塗液2を塗布し、乾燥後に微多孔層前駆体塗液1を塗布すること以外は、実施例7と同様の方法を用い、内部細孔体空隙率を80%としたガス拡散層を得たところ、空隙率の増大によりガス拡散性が向上した。ガス拡散性と導電性の両立性はきわめて良好であり、発電性能はきわめて良好であった。結果を表2に示す。
<ガス拡散層の作製>に記載した方法において、炭素シートに内部細孔体前駆体塗液3を塗布し、乾燥後に微多孔層前駆体塗液1を塗布すること以外は、実施例7と同様の方法を用い、内部細孔体空隙率を90%としたガス拡散層を得たところ、空隙率が増大した一方、内部細孔体の平均厚さが増大したために、実施例8と比べ、ガス拡散性は向上しなかったが、導電性が向上した。ガス拡散性と導電性の両立性はきわめて良好であり、発電性能はきわめて良好であった。結果を表2に示す。
<ガス拡散層の作製>に記載した方法において、炭素シートに内部細孔体前駆体塗液4を塗布し乾燥および炭化を行ったのち微多孔層前駆体塗液1を塗布すること以外は、実施例7と同様の方法を用いた上で、内部細孔体空隙率を91%としたガス拡散層を得たところ、表層密度が若干低下し、実施例9よりもガス拡散性が向上した。ガス拡散性と導電性の両立性はきわめて良好であり、発電性能はきわめて良好であった。結果を表2に示す。
炭素シート作製方法の変更を行った。まずポリアクリロニトリルの長繊維を200℃の温度で10分間の耐炎化処理を行い、水流交絡処理により不織布を作製し、ロールプレスを行った。2000℃の温度の加熱炉に導入し、厚み150μmの不織布の炭素繊維焼成体からなる炭素シートを得た。次に、この炭素シートを用いて実施例1と同様の方法でガス拡散層を得たところ、ガス拡散性と導電性の両立性は良好であり、発電性能は良好であった。結果を表2に示す。
炭素シートとして、実施例11で用いたものと同じ不織布を用い、かつ内部細孔体の目付を5g/m2としたこと以外、実施例9と同様の方法を用いてガス拡散層を得たところ、ガス拡散性と導電性の両立性はきわめて良好であり、発電性能はきわめて良好であった。結果を表2に示す。
実施例1と同様の方法であるが、内部細孔体の目付を5g/m2、微多孔層の目付を5g/m2としてガス拡散層を得たところ、高いガス拡散性が得られた一方、微多孔層目付低減により導電性がわずかに低下した。ガス拡散性と導電性の両立性は良好であり、発電性能は良好であった。結果を表2に示す。
実施例2と同様の方法であるが、微多孔層の目付を25g/m2に増やした一方、微多孔層前駆体塗布過程でのクリアランスを拡大し、内部細孔体の平均厚さを30μmとしたガス拡散層を得たところ、ガス拡散性と導電性の両立性は良好であり、発電性能は良好であった。結果を表2に示す。
実施例14と同様の方法であるが、実施例14と比べ、微多孔層前駆体塗液の塗布クリアランスを低減し、内部細孔体の平均厚さを26μmに増大させたガス拡散層を得たところ、ガス拡散性と導電性の両立性は良好であり、発電性能は良好であった。結果を表2に示す。
実施例1と比べ、微多孔層前駆体塗液の塗布クリアランスを低減し、内部細孔体の平均厚さを33μmとしたこと以外は実施例1と同じ方法でガス拡散層を得たところ、ガス拡散性と導電性の両立性は悪く、発電性能は低かった。結果を表2に示す。
実施例1と比べ、炭素シートの作製において炭素繊維目付けを29g/m2として、密度の高い炭素シート作製したこと以外は実施例1と同じ方法でガス拡散層を得たところ、ガス拡散性と導電性の両立性は悪く、発電性能は低かった。結果を表2に示す。
実施例1と比べ、微多孔層前駆体塗液を離型紙に目付け13g/m2で塗布し100℃の温度内で乾燥して得た微多孔層前駆体乾燥物を得た。その微多孔層前駆体乾燥物側を炭素シートに重ねて加圧し、120度の温度で離型紙を剥離することで微多孔層前駆体乾燥物を炭素シート上に転写し、大気中380℃の温度で10分間加熱してガス拡散層を得た。この方法により、内部細孔体の平均厚さは3μmと小さくなった。その他は実施例1と同じ方法でガス拡散層を得たところ、ガス拡散性と導電性の両立性は悪く、発電性能は低かった。結果を表2に示す。
1、1a、1b: 炭素シート
2: 面X(微多孔層側)
3: 面Y(セパレータ側)
4: 内部細孔体
5、5a、5b: 微多孔層
6、6a,6b: 触媒層
7: 電解質膜
11: 炭素シートの厚さ
12: 内部細孔体の厚さ
13: 微多孔層の厚さ
21: マスフローコントローラー
22: 配管A
23: バルブA
24: 圧力コントローラー
25: バルブB
26: 配管B
27: ガス室A
28: ガス拡散層
29: ガス室B
30: 配管C
31: ガス流量計
32: シール材
33: 窒素ガス
W: 幅方向
D: 奥行き方向
Claims (8)
- 炭素シートと、前記炭素シートの少なくとも片面に微多孔層と、を有するガス拡散層であって、
前記ガス拡散層における幅10mmかつ奥行き3mmの任意に選択される領域を、前記ガス拡散層の片側から面直方向に0.5MPaの圧力で圧縮したときに、ガス拡散層内部を面内方向に酸素が透過する「面内酸素透過係数」をAとし、
前記ガス拡散層の面直方向を2MPaで圧縮したときの「電気抵抗」をBとし、
Aから、Bに60を乗じた数を減じ、310を加えた数を「面内酸素透過係数と電気抵抗の両立性指標」Cとしたとき、
Cが0以上となる関係を満たす、ガス拡散層。 - 炭素シートと、前記炭素シートの少なくとも片面に微多孔層と、を有するガス拡散層であって、
前記炭素シートは、
細孔径10μm以上100μm以下の空隙を有する炭素繊維からなる領域と、
細孔径0.01μm以上10μm未満の内部細孔体で占められる領域とを有し、
内部細孔体は、前記炭素シート表面から面直方向に10μm以上30μm以下の平均厚さで存在する、請求項1に記載のガス拡散層。 - 前記内部細孔体の目付が3g/m2以上15g/m2以下である、請求項2に記載のガス拡散層。
- 前記炭素シートはフッ素系の撥水剤を含み、かつ、片面のみに微多孔層を有し、その逆側の面において、表面の炭素繊維上の、炭素元素数に対するフッ素元素数の比が0.002以上0.030以下である、請求項2または3に記載のガス拡散層。
- 前記内部細孔体の空隙率が80%以上95%以下である、請求項2~4のいずれかに記載のガス拡散層。
- 前記炭素シートの微多孔層を有する面から面直方向に20μmの位置までの範囲を表層としたとき、前記炭素シートの表層の密度が0.34g/cm3以上であり、かつ炭素シート全体の密度は0.29g/cm3以上0.33g/cm3以下である、請求項1~5のいずれかに記載のガス拡散層。
- 請求項1~6のいずれかに記載のガス拡散層を含む膜電極接合体。
- 請求項7に記載の膜電極接合体を含む燃料電池。
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WO2023190153A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 東レ株式会社 | ガス拡散電極、燃料電池および輸送用機器 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015125748A1 (ja) | 2014-02-24 | 2015-08-27 | 東レ株式会社 | ガス拡散電極基材ならびにそれを備える膜電極接合体および燃料電池 |
WO2015146706A1 (ja) | 2014-03-28 | 2015-10-01 | 東レ株式会社 | ガス拡散電極およびその製造方法 |
WO2016076132A1 (ja) | 2014-11-11 | 2016-05-19 | 東レ株式会社 | ガス拡散電極基材およびガス拡散電極基材の製造方法 |
WO2017110690A1 (ja) | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 東レ株式会社 | ガス拡散電極 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007535787A (ja) * | 2004-03-15 | 2007-12-06 | キャボット コーポレイション | 修飾炭素生成物、燃料電池および類似の装置における修飾炭素生成物の使用、および修飾炭素生成物に関する方法 |
US20080299431A1 (en) * | 2007-06-01 | 2008-12-04 | Cabot Corporation | Membrane electrode assembly for fuel cell |
KR101571227B1 (ko) | 2011-01-27 | 2015-11-23 | 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤 | 다공질 전극 기재, 그의 제조 방법, 전구체 시트, 막-전극 접합체 및 고체 고분자형 연료 전지 |
JP2015050073A (ja) | 2013-09-03 | 2015-03-16 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用のガス拡散層の製造方法 |
WO2015125750A1 (ja) * | 2014-02-24 | 2015-08-27 | 東レ株式会社 | ガス拡散電極基材 |
JP6741917B2 (ja) * | 2015-03-27 | 2020-08-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 燃料電池用触媒層及び燃料電池 |
JP6818288B2 (ja) * | 2015-06-16 | 2021-01-20 | 国立大学法人東北大学 | 白金族担持触媒及びその製造方法 |
US10804542B2 (en) * | 2016-03-29 | 2020-10-13 | Toray Industries, Inc. | Gas diffusion electrode base, laminate and fuel cell |
JP2018014275A (ja) | 2016-07-22 | 2018-01-25 | 三菱ケミカル株式会社 | 多孔質電極基材 |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015125748A1 (ja) | 2014-02-24 | 2015-08-27 | 東レ株式会社 | ガス拡散電極基材ならびにそれを備える膜電極接合体および燃料電池 |
WO2015146706A1 (ja) | 2014-03-28 | 2015-10-01 | 東レ株式会社 | ガス拡散電極およびその製造方法 |
WO2016076132A1 (ja) | 2014-11-11 | 2016-05-19 | 東レ株式会社 | ガス拡散電極基材およびガス拡散電極基材の製造方法 |
WO2017110690A1 (ja) | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 東レ株式会社 | ガス拡散電極 |
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