JPH0227661A - 燃料電池用電極触媒層 - Google Patents
燃料電池用電極触媒層Info
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- JPH0227661A JPH0227661A JP63176406A JP17640688A JPH0227661A JP H0227661 A JPH0227661 A JP H0227661A JP 63176406 A JP63176406 A JP 63176406A JP 17640688 A JP17640688 A JP 17640688A JP H0227661 A JPH0227661 A JP H0227661A
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Classifications
-
- 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
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- 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
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は燃料電池用電極触媒層に係り、特に気孔率に
優れる電極触媒層に関する。
優れる電極触媒層に関する。
［従来の技術］
燃料電池の電極が第３図に示される。電極はカーボン粉
末担体に白金等の貴金属の微粒子１を担持させた触媒粒
子２とはう水剤としてポリテトラフロロエチレン（以下
ＰＴＦＥというンからなるフッ素樹脂の粒子３を均一に
混合した電極触媒層４そして多孔質で電導性に優れるカ
ーボン材からなる電極基板５から構成される。
末担体に白金等の貴金属の微粒子１を担持させた触媒粒
子２とはう水剤としてポリテトラフロロエチレン（以下
ＰＴＦＥというンからなるフッ素樹脂の粒子３を均一に
混合した電極触媒層４そして多孔質で電導性に優れるカ
ーボン材からなる電極基板５から構成される。
しかしながらこのような構造の電極を用いた電池の特性
は第４図に示すように電流密度が増えるに従ってガス供
給が不十分となりセル電圧が大きく低下する。
は第４図に示すように電流密度が増えるに従ってガス供
給が不十分となりセル電圧が大きく低下する。
第５図に電極触媒層のガス供給路となる気孔の気孔率を
パラメータとして電池の電流電圧特性が示される１曲線
６は気孔率４０％１曲線７は気孔率６０％１曲線８は気
孔率７５％の場合の特性で気孔率の高い捏持性が良好で
あることがゎがる。
パラメータとして電池の電流電圧特性が示される１曲線
６は気孔率４０％１曲線７は気孔率６０％１曲線８は気
孔率７５％の場合の特性で気孔率の高い捏持性が良好で
あることがゎがる。
また電極触媒層の気孔率と空孔径との間には第６図の関
係があり、気孔率を増加させるとガス供給を大きくする
大きい空孔径が得られることもわかる。
係があり、気孔率を増加させるとガス供給を大きくする
大きい空孔径が得られることもわかる。
以上のようにしてガス供給を大きくするには電極触媒層
の気孔率を高めなければならないが触媒粒子とフッ素樹
脂の粒子を用いる従来の電極触媒層では７５％が最大で
これ以上に気孔率を高めることはできなかった。
の気孔率を高めなければならないが触媒粒子とフッ素樹
脂の粒子を用いる従来の電極触媒層では７５％が最大で
これ以上に気孔率を高めることはできなかった。
この発明は上述の点に鑑みてなされ、その目的は１ｉｔ
８ｉｌ触媒層の気孔率を高めるようにして分極特性に優
れる燃料電池用電極触媒層を提供することにある。
８ｉｌ触媒層の気孔率を高めるようにして分極特性に優
れる燃料電池用電極触媒層を提供することにある。
上述の目的はこの発明によれば、カーボン担体に貴金属
微粒子の担持された触媒粒子とフッ素樹脂の粒子とから
なり電極基板上に積層される燃料電池用電極触媒層にお
いて、カーボン繊Ｉｉ９と触媒粒子２とフッ素樹脂の粒
子３とを備えることにより達成される。
微粒子の担持された触媒粒子とフッ素樹脂の粒子とから
なり電極基板上に積層される燃料電池用電極触媒層にお
いて、カーボン繊Ｉｉ９と触媒粒子２とフッ素樹脂の粒
子３とを備えることにより達成される。
〔作用）
カーボン繊維が不規則にからみ合うと気孔率空孔径とも
に大きくなる。カーボン繊維は電解質もよくぬらす。
に大きくなる。カーボン繊維は電解質もよくぬらす。
次にこの発明の実施例を図面に基いて説明する。
第１図はこの発明の実施例に係る電極触媒層の部分模式
図である。触媒粒子２がカーボン繊維９に付着しており
、フッ素樹脂の粒子３がカーボン繊維同志の結着を行っ
ている。また触媒粒子の脱落も防ぐ。
図である。触媒粒子２がカーボン繊維９に付着しており
、フッ素樹脂の粒子３がカーボン繊維同志の結着を行っ
ている。また触媒粒子の脱落も防ぐ。
このような電極触媒層は次のようにして調製され電極基
板に結着される。
板に結着される。
まずカーボン繊維として１０μ瀞〜２０μ−程度の％添
加混合する。そして数分間撹拌した後、濾過吸引を行い
乾燥する。このようにしてカーボン繊維に触媒およびＰ
ＴＦＥが付着した状態が形成される。
加混合する。そして数分間撹拌した後、濾過吸引を行い
乾燥する。このようにしてカーボン繊維に触媒およびＰ
ＴＦＥが付着した状態が形成される。
触媒とＰＴＦＨの分散液濃度や撹拌の状態により付着量
が少なくなる場合はカーボン繊維の添加から混合、濾過
吸引、乾燥を数回繰り返すことで付着量を調節すること
ができる。
が少なくなる場合はカーボン繊維の添加から混合、濾過
吸引、乾燥を数回繰り返すことで付着量を調節すること
ができる。
このようにして得られた触媒とＰＴＦＥの付着したカー
ボン繊維をカーボン基板上に積層し５〜２０ｋｇ／ｃｍ
の圧力とＰＴＦＥの溶融する３３０〜４００℃の間で５
〜３０分の間熱融着を行う、このようにしてカーボン繊
維がからみ合、って８０〜９０％の高い気孔率を有する
電極触媒層を形成することができる。
ボン繊維をカーボン基板上に積層し５〜２０ｋｇ／ｃｍ
の圧力とＰＴＦＥの溶融する３３０〜４００℃の間で５
〜３０分の間熱融着を行う、このようにしてカーボン繊
維がからみ合、って８０〜９０％の高い気孔率を有する
電極触媒層を形成することができる。
電解液であるリン酸はカーボン繊維９を介して触媒粒子
２に供給される０本発明に係る電極触媒層を用いた電池
の電流電圧特性が第２図の曲線１０に示される０曲線１
１ は従来の電極触媒層を用いた電池の特性である０本
発明に係る電極触媒層の分極特性が優れていることがわ
かる。
２に供給される０本発明に係る電極触媒層を用いた電池
の電流電圧特性が第２図の曲線１０に示される０曲線１
１ は従来の電極触媒層を用いた電池の特性である０本
発明に係る電極触媒層の分極特性が優れていることがわ
かる。
（発明の効果〕
この発明によればカーボン担体に貴金属微粒子の担持さ
れた触媒粒子とフッ素樹脂の粒子とからなり電８ｉ基板
上に積層される燃料電池用電極触媒層において、カーボ
ン繊維と触媒粒子とフッ素樹脂の粒子とを備えるので、
カーボン繊維により高い気孔率と大きな空孔径が導入さ
れ反応ガスの供給が大きくなるとともにカーボン繊維の
ウエッティングにより電解質も充分供給される。その結
果高ｉｔ流密度においてもガス拡散不足による特性低下
が防止され、分極特性に優れる燃料電池用電極触媒層を
提供することが可能になる。
れた触媒粒子とフッ素樹脂の粒子とからなり電８ｉ基板
上に積層される燃料電池用電極触媒層において、カーボ
ン繊維と触媒粒子とフッ素樹脂の粒子とを備えるので、
カーボン繊維により高い気孔率と大きな空孔径が導入さ
れ反応ガスの供給が大きくなるとともにカーボン繊維の
ウエッティングにより電解質も充分供給される。その結
果高ｉｔ流密度においてもガス拡散不足による特性低下
が防止され、分極特性に優れる燃料電池用電極触媒層を
提供することが可能になる。
第１図はこの発明の実施例に係る電極触媒層の部分模式
図、第２図はこの発明の実施例に係る電極触媒層を用い
た電池の電流電圧特性と従来の電池の電流電圧特性の比
較図、第３図は従来の電極の模式断面図、第４図は従来
の電極触媒層を用いた電池の電流電圧特性図、第５図は
従来の電極触媒層において気孔率をパラメータとする電
池の電流電圧特性図、第６図は電極触媒層の気孔率と平
均空孔径の関係を示す線図である。 １・・・貴金属の微粒子、２・・・触媒粒子、３・・・
フッ素樹脂の粒子、４・・・電極触媒層、５・・・電極
基板、９・・・カーボン繊維。 で 図 電ｉΣ度（ｆＬＡ／Ｃ戦・） あ 閉 蔓 配 電う３ｔ ’ｌＬ （ｍＡ／ｃｍす 面
図、第２図はこの発明の実施例に係る電極触媒層を用い
た電池の電流電圧特性と従来の電池の電流電圧特性の比
較図、第３図は従来の電極の模式断面図、第４図は従来
の電極触媒層を用いた電池の電流電圧特性図、第５図は
従来の電極触媒層において気孔率をパラメータとする電
池の電流電圧特性図、第６図は電極触媒層の気孔率と平
均空孔径の関係を示す線図である。 １・・・貴金属の微粒子、２・・・触媒粒子、３・・・
フッ素樹脂の粒子、４・・・電極触媒層、５・・・電極
基板、９・・・カーボン繊維。 で 図 電ｉΣ度（ｆＬＡ／Ｃ戦・） あ 閉 蔓 配 電う３ｔ ’ｌＬ （ｍＡ／ｃｍす 面
Claims (1)
- １）カーボン担体に貴金属微粒子の担持された触媒粒子
とフッ素樹脂の粒子とからなり電極基板上に積層される
燃料電池用電極触媒層において、カーボン繊維と触媒粒
子とフッ素樹脂の粒子とを備えることを特徴とする燃料
電池用電極触媒層。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176406A JPH0227661A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 燃料電池用電極触媒層 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176406A JPH0227661A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 燃料電池用電極触媒層 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0227661A true JPH0227661A (ja) | 1990-01-30 |
Family
ID=16013119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63176406A Pending JPH0227661A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 燃料電池用電極触媒層 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0227661A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5368980A (en) * | 1993-10-25 | 1994-11-29 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Process of developing a diffusion transfer printing plate |
| EP1503439A2 (en) | 2003-07-30 | 2005-02-02 | JSR Corporation | Process of producing electrode paste and electrode paste composition |
| US11011769B2 (en) | 2016-09-09 | 2021-05-18 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Fuel cell catalyst layer, membrane electrode assembly, and fuel cell |
-
1988
- 1988-07-15 JP JP63176406A patent/JPH0227661A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5368980A (en) * | 1993-10-25 | 1994-11-29 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Process of developing a diffusion transfer printing plate |
| EP1503439A2 (en) | 2003-07-30 | 2005-02-02 | JSR Corporation | Process of producing electrode paste and electrode paste composition |
| EP1503439B1 (en) * | 2003-07-30 | 2010-07-07 | JSR Corporation | Process of producing electrode paste |
| US11011769B2 (en) | 2016-09-09 | 2021-05-18 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Fuel cell catalyst layer, membrane electrode assembly, and fuel cell |
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