JPH01253162A - 燃料電池用電極基材の製造方法 - Google Patents
燃料電池用電極基材の製造方法Info
- Publication number
- JPH01253162A JPH01253162A JP63080057A JP8005788A JPH01253162A JP H01253162 A JPH01253162 A JP H01253162A JP 63080057 A JP63080057 A JP 63080057A JP 8005788 A JP8005788 A JP 8005788A JP H01253162 A JPH01253162 A JP H01253162A
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- JP
- Japan
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- carbon fiber
- ptfe
- base material
- dried
- fuel cell
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8817—Treatment of supports before application of the catalytic active composition
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は燃料電池用電極基材の製造方法に関するもので
ある。
ある。
（従来の技術とその問題点）
従来の燃料電池用電極基材の製造方法で、炭素繊維基材
を撥水化する方法には、炭素繊維基材にポリテトラフル
オロエチレン（以下ｒＰＴＦＥ」と略称する。）分散液
を含浸させ、直ちに乾燥する方法が一般的に用いられて
いる。この方法の問題として乾燥工程中にＰＴＦＥが不
均一に凝集析出するため均一な撥水性を持つ基材が得ら
れない点と、炭素繊維の細孔が凝集析出したＰＴＦＥに
よりふさがれて透気性が悪くなり燃料電池の電極反応が
制限されるため性能が落ちるという欠点があった。特に
ＰＴＦＥの量が炭素繊維基材のエッヂに向かって高濃度
となる傾向があった。
を撥水化する方法には、炭素繊維基材にポリテトラフル
オロエチレン（以下ｒＰＴＦＥ」と略称する。）分散液
を含浸させ、直ちに乾燥する方法が一般的に用いられて
いる。この方法の問題として乾燥工程中にＰＴＦＥが不
均一に凝集析出するため均一な撥水性を持つ基材が得ら
れない点と、炭素繊維の細孔が凝集析出したＰＴＦＥに
よりふさがれて透気性が悪くなり燃料電池の電極反応が
制限されるため性能が落ちるという欠点があった。特に
ＰＴＦＥの量が炭素繊維基材のエッヂに向かって高濃度
となる傾向があった。
（発明の目的）
本発明は、これらの欠点を解決するためになされたもの
で、急冷した後解凍してＰＴＦＥを均一に析出させるこ
とにより均一な撥水性と透気性を持つ燃料電池用電極基
材を提供することを目的とする。
で、急冷した後解凍してＰＴＦＥを均一に析出させるこ
とにより均一な撥水性と透気性を持つ燃料電池用電極基
材を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明は炭素繊維基材にＰＴＦＥ分散液を含浸させ急冷
し、ＰＴＦＥを凍結させた後解凍して均一に析出させ、
乾燥、焼結し、均一に撥水処理させたことを特徴とする
燃料電池用電極基材の製造方法である。
し、ＰＴＦＥを凍結させた後解凍して均一に析出させ、
乾燥、焼結し、均一に撥水処理させたことを特徴とする
燃料電池用電極基材の製造方法である。
以下本発明をより詳細に説明する。
まず炭素繊維基材にＰＴＦＥ分散液を含浸させるには塗
布する方法と、該基材をＰＴＦＥ分散液に浸す方法があ
るが、均一に含浸させるには後者の方法が好ましい。そ
れは塗布する方法では塗布ムラを生ずるため、これを解
決するためにはＰＴＦＥ分散液のＰＴＦＥ濃度の低いも
のを繰り返し塗布することが必要となるからである。
布する方法と、該基材をＰＴＦＥ分散液に浸す方法があ
るが、均一に含浸させるには後者の方法が好ましい。そ
れは塗布する方法では塗布ムラを生ずるため、これを解
決するためにはＰＴＦＥ分散液のＰＴＦＥ濃度の低いも
のを繰り返し塗布することが必要となるからである。
次にＰＴＦＥ分散液を含浸させた炭素繊維基材をＰＴＦ
Ｅ分散液より取り出し素早く急冷する。
Ｅ分散液より取り出し素早く急冷する。
冷却温度はＰＴＦＥ分散液が凍結する温度であればよく
、液体窒素中で凍結させることができる。
、液体窒素中で凍結させることができる。
該基材をＰＴＦＥ分散液より取り出した際、液をよく切
り、急冷することが望ましい。含浸したＰＴＦＥ分散液
を凍結させた炭素繊維基材を水中に入れ解凍する。この
操作によりＰＴＦＥゾルとなり炭素繊維格子間で均一分
散した状態で析出する。
り、急冷することが望ましい。含浸したＰＴＦＥ分散液
を凍結させた炭素繊維基材を水中に入れ解凍する。この
操作によりＰＴＦＥゾルとなり炭素繊維格子間で均一分
散した状態で析出する。
次に水中より該基材を取り出し真空乾燥し、さらに洗浄
して２００℃以下で乾燥し、３６０℃以下で焼結すると
均一な撥水性と透気性を持つ燃料電池用電極基材を製造
することができる。
して２００℃以下で乾燥し、３６０℃以下で焼結すると
均一な撥水性と透気性を持つ燃料電池用電極基材を製造
することができる。
また上記の製造方法を繰り返すことによりＰＴＦＥ量を
調整することもできるが、用いる炭素繊° 維基材の吸
液景を測定しておくことでＰＴＦＥの濃度を調節した分
散液を含浸させることにより、−回の操作でＰＴＦＥの
任意の量を均一に含有させることができる。
調整することもできるが、用いる炭素繊° 維基材の吸
液景を測定しておくことでＰＴＦＥの濃度を調節した分
散液を含浸させることにより、−回の操作でＰＴＦＥの
任意の量を均一に含有させることができる。
本発明はＰＴＦＥ分販液分合液させた炭素繊維基材を急
冷することによりＰＴＦＥ分散液が凍結し含浸した状態
で固定し、微細な状態で固体となる。これを水中で解凍
するとＰＴＦＥがゾル状態となり炭素繊維格子内で均一
に分散し析出させることができるのである。これはＰＴ
ＦＥ分散液の成分を持つ物理的特性と炭素繊維の持つ物
理的特性を生かした発明である。
冷することによりＰＴＦＥ分散液が凍結し含浸した状態
で固定し、微細な状態で固体となる。これを水中で解凍
するとＰＴＦＥがゾル状態となり炭素繊維格子内で均一
に分散し析出させることができるのである。これはＰＴ
ＦＥ分散液の成分を持つ物理的特性と炭素繊維の持つ物
理的特性を生かした発明である。
以下本発明の実施例を記載するが、該実施例は本発明を
限定するものではない。
限定するものではない。
（実施例１）
炭素繊維膜（重量４．５５ ｇ ）をＰＴＦＥ分散液（
テフロン１２０Ｊ ：三井フロロケミカル製）に７分間
浸し含浸させ、炭素繊維膜を取り出し、分散液をよく切
り、液体窒素中に入れて冷凍する。次に炭素繊維膜を取
り出し水中に入れて解凍した後、室温で真空乾燥する。
テフロン１２０Ｊ ：三井フロロケミカル製）に７分間
浸し含浸させ、炭素繊維膜を取り出し、分散液をよく切
り、液体窒素中に入れて冷凍する。次に炭素繊維膜を取
り出し水中に入れて解凍した後、室温で真空乾燥する。
真空乾燥した後１００℃３０分間で乾燥し、洗浄して７
０℃温風で乾燥する。次に３３５℃の温度で１０分間加
熱し焼結して撥水処理を行った。放冷後、簡素繊維膜の
重量は１０．２７ｇとなっておりＰＴＦＥの含有率は５
５．７％のものが得られた。
０℃温風で乾燥する。次に３３５℃の温度で１０分間加
熱し焼結して撥水処理を行った。放冷後、簡素繊維膜の
重量は１０．２７ｇとなっておりＰＴＦＥの含有率は５
５．７％のものが得られた。
また撥水処理後の炭素繊維膜を拡大して観察したところ
、ＰＴＦＥが炭素繊維に密着し均一に分散した状態であ
った。
、ＰＴＦＥが炭素繊維に密着し均一に分散した状態であ
った。
（実施例２）
炭素繊維膜（重量４．５５ ｇ ）を実施例１で用いた
ＰＴＦＥ分散液に溶剤を加えて濃度を２５％薄くしたＰ
ＴＦＥ分散液に７分間浸し含浸させ、以下実施例と同じ
条件で撥水処理を行ったところ、炭素繊維膜の重量は７
．８５ｇとなりＰＴＦＥの含有率は４２．０％であった
。
ＰＴＦＥ分散液に溶剤を加えて濃度を２５％薄くしたＰ
ＴＦＥ分散液に７分間浸し含浸させ、以下実施例と同じ
条件で撥水処理を行ったところ、炭素繊維膜の重量は７
．８５ｇとなりＰＴＦＥの含有率は４２．０％であった
。
（従来例）
実施例１の操作中の液体窒素中に入れて冷凍し、次に炭
素繊維を取り出し水中に入れて解凍する操作を除いた以
外は同一条件で撥水処理を行ったところ、炭素繊維膜の
重量は１０．２５ ｇ′？：１ＰＴＦＥの含有率は５５
．６％のものが得られたが、該炭素繊維膜を拡大して観
察したところ、ＰＴＦＥが膜のエッヂに近づくにしたが
って高濃度になっていた。
素繊維を取り出し水中に入れて解凍する操作を除いた以
外は同一条件で撥水処理を行ったところ、炭素繊維膜の
重量は１０．２５ ｇ′？：１ＰＴＦＥの含有率は５５
．６％のものが得られたが、該炭素繊維膜を拡大して観
察したところ、ＰＴＦＥが膜のエッヂに近づくにしたが
って高濃度になっていた。
この膜をタテヨコ４分割して１６枚の小片とし中心の４
枚の重量と周囲の４枚づつを３組に分けた重量を比較し
たところ、中心の４枚の重量より２０〜３０％周囲の４
枚の方が重くなっていた。
枚の重量と周囲の４枚づつを３組に分けた重量を比較し
たところ、中心の４枚の重量より２０〜３０％周囲の４
枚の方が重くなっていた。
（発明の効果）
本発明は、従来法の欠点であったＰＴＦＥが不均一に凝
析してしまい不均一な撥水性や炭素繊維の持つ透気性を
部分的にふさいで燃料電池の電極反応が制限されるため
性能が落ちるということを、ＰＴＦＥ分散液を炭素繊維
基材に含浸させた後急冷し微細な固体として固定し解凍
することによりＰＴＦＥを均一に分散析出させることが
可能となり、−挙に従来の欠点を解決することができ燃
料電池用電極基材として非常に価値のあるものである。
析してしまい不均一な撥水性や炭素繊維の持つ透気性を
部分的にふさいで燃料電池の電極反応が制限されるため
性能が落ちるということを、ＰＴＦＥ分散液を炭素繊維
基材に含浸させた後急冷し微細な固体として固定し解凍
することによりＰＴＦＥを均一に分散析出させることが
可能となり、−挙に従来の欠点を解決することができ燃
料電池用電極基材として非常に価値のあるものである。
出願人 田中貴金属工業株式会社
Claims (1)
- １、炭素繊維基材にポリテトラフルオロエチレン分散液
を含浸させ急冷し、ポリテトラフルオロエチレンを凍結
させた後、解凍して均一に析出させ、乾燥、焼結し均一
に撥水処理させたことを特徴とする燃料電池用電極基材
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080057A JPH01253162A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 燃料電池用電極基材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080057A JPH01253162A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 燃料電池用電極基材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01253162A true JPH01253162A (ja) | 1989-10-09 |
Family
ID=13707606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63080057A Pending JPH01253162A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 燃料電池用電極基材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01253162A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017141153A (ja) * | 2016-02-11 | 2017-08-17 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 炭素基材の疎水性処理方法 |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63080057A patent/JPH01253162A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017141153A (ja) * | 2016-02-11 | 2017-08-17 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 炭素基材の疎水性処理方法 |
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