JPH02295065A - 燃料電池用電極 - Google Patents
燃料電池用電極Info
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- JPH02295065A JPH02295065A JP1115305A JP11530589A JPH02295065A JP H02295065 A JPH02295065 A JP H02295065A JP 1115305 A JP1115305 A JP 1115305A JP 11530589 A JP11530589 A JP 11530589A JP H02295065 A JPH02295065 A JP H02295065A
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Inert Electrodes (AREA)
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」二の利用分野
本発明は、主に燃料電池用の燃料極及び空気極の改良に
関するものである。
関するものである。
従来の技術
燃料電池用炭素電極の構造は、第５図に示すように反応
層７，ガス拡散層２，集電体９の３層からなり（以後こ
の電極のことを３層型電極と呼ぶ）、従来この３層型の
メタノール極は次のような方法で得られていた。
層７，ガス拡散層２，集電体９の３層からなり（以後こ
の電極のことを３層型電極と呼ぶ）、従来この３層型の
メタノール極は次のような方法で得られていた。
すなわち反応層７に用いる粉末は、触媒担持ノ１−ボン
粉末と結着剤としてポリテ１・ラフルオＤエチレン（以
下ＰＴＦＥという）を加えたノノーボン粉末を７：３の
割合で混合して得ている。その中で触媒担持カーボン粉
末は周知の方法で得られる。また、ＰＴＦＥにより防水
処理したノノ一ボン粉末は界面活性剤を含む水によく分
散させたカーボン粉末とＰＴＦＥとの割合が重量比で７
：３になるようにＰＴＦＥのディスパーションを加えて
混練し、凍結濾過乾燥し、界面活性剤を除去して得られ
る。カス拡散層８に用いる粉末は界面活１１４剤を含む
水によく分散させたカーボン粉末とＰＴＦ Ｅの割合が
重量比で４・６になるようにＰＴＦＥのディスバージョ
ンを加えて混練し、凍結濾過乾燥し、界面活性剤を除去
して得られる。
粉末と結着剤としてポリテ１・ラフルオＤエチレン（以
下ＰＴＦＥという）を加えたノノーボン粉末を７：３の
割合で混合して得ている。その中で触媒担持カーボン粉
末は周知の方法で得られる。また、ＰＴＦＥにより防水
処理したノノ一ボン粉末は界面活性剤を含む水によく分
散させたカーボン粉末とＰＴＦＥとの割合が重量比で７
：３になるようにＰＴＦＥのディスパーションを加えて
混練し、凍結濾過乾燥し、界面活性剤を除去して得られ
る。カス拡散層８に用いる粉末は界面活１１４剤を含む
水によく分散させたカーボン粉末とＰＴＦ Ｅの割合が
重量比で４・６になるようにＰＴＦＥのディスバージョ
ンを加えて混練し、凍結濾過乾燥し、界面活性剤を除去
して得られる。
集電体９としてカーボンペーパー（以後ＣＰと略す）を
用いているが、これに撥水性を持たせるために同じ＜Ｐ
ＴＦＥのディスバージョンにこれを浸漬させ（ＣＰ ：
ＰＴＦＥ＝７ ： ３）乾燥し、空気中４００℃で熱
処理して得られる。このようにして得られたＣＰを基板
とし、この上にガス拡散層用粉末を散布し、さらにその
」二に反応層用粉末を散布して約１ ０ ０ ｋｇ ／
ｃｄのプレス圧で成型する。このようにして成型した
ものを空気中で３７０００の温度で３分間熱処理してメ
タノール極用の電極とした。このメタノール極用電極を
Ｐｔ板を対極として定電流放電寿命特性を行った結果、
この電極は発電時間の経過とともに分極が大きくなると
いうことがわかった。
用いているが、これに撥水性を持たせるために同じ＜Ｐ
ＴＦＥのディスバージョンにこれを浸漬させ（ＣＰ ：
ＰＴＦＥ＝７ ： ３）乾燥し、空気中４００℃で熱
処理して得られる。このようにして得られたＣＰを基板
とし、この上にガス拡散層用粉末を散布し、さらにその
」二に反応層用粉末を散布して約１ ０ ０ ｋｇ ／
ｃｄのプレス圧で成型する。このようにして成型した
ものを空気中で３７０００の温度で３分間熱処理してメ
タノール極用の電極とした。このメタノール極用電極を
Ｐｔ板を対極として定電流放電寿命特性を行った結果、
この電極は発電時間の経過とともに分極が大きくなると
いうことがわかった。
また空気極についても第６図に示すようにカス拡散層１
］及び集電体１２はメタノール極と同じてあるが、反応
層１０に関しては次のようにして得た。つまり触媒粉末
はＮ ａ Ｈ Ｓ Ｏ ３還元法によりＨ２ＰｔＣＩＧ
をｐｔ金属に還元し、それをノＪーボン粉末に担持して
得る。ＰＴＦＥとカーボン粉末の割合が３．７である粉
末と触媒粉末を６：４の割合で混合し、反応層１０とし
た。メタノール極と同様に電極を成型し、Ｎ２中で３７
０℃３分間熱処理して空気極を得た。この電極を空気極
に用いＰｔ板を対極として定電流放電寿命特性を行った
結果、このようにして得た電極では時間の経過とともに
分極が大きくなるということがわかった。
］及び集電体１２はメタノール極と同じてあるが、反応
層１０に関しては次のようにして得た。つまり触媒粉末
はＮ ａ Ｈ Ｓ Ｏ ３還元法によりＨ２ＰｔＣＩＧ
をｐｔ金属に還元し、それをノＪーボン粉末に担持して
得る。ＰＴＦＥとカーボン粉末の割合が３．７である粉
末と触媒粉末を６：４の割合で混合し、反応層１０とし
た。メタノール極と同様に電極を成型し、Ｎ２中で３７
０℃３分間熱処理して空気極を得た。この電極を空気極
に用いＰｔ板を対極として定電流放電寿命特性を行った
結果、このようにして得た電極では時間の経過とともに
分極が大きくなるということがわかった。
発明が解決しようとする課題
このように従来のメタノール極用の電極は、所望とする
メタノール極及び空気極の性能が得られないという課題
を有していた。
メタノール極及び空気極の性能が得られないという課題
を有していた。
本発明は、このような従来の課題を解決するもので、電
極内にガスネットワークを形成させ、メタノールの供給
とＣＯ２カスの排出を容易にさせるようなメタノール極
、酸素の供給と水蒸気の排出を容易にさせるような空気
極用の電極を提供することを目的とするものである。
極内にガスネットワークを形成させ、メタノールの供給
とＣＯ２カスの排出を容易にさせるようなメタノール極
、酸素の供給と水蒸気の排出を容易にさせるような空気
極用の電極を提供することを目的とするものである。
課題を解決するだめの手段
この課題を解決するために、本発明は、集電体３，６と
なっているＣＰ部分に反応層１，４やガス拡散層２，５
に用いるフッ素樹脂よりも低溶融粘度のフッ素樹脂を用
いることで電極内にガスネットワークを形成したメタノ
ール極及び空気極を得るものである。
なっているＣＰ部分に反応層１，４やガス拡散層２，５
に用いるフッ素樹脂よりも低溶融粘度のフッ素樹脂を用
いることで電極内にガスネットワークを形成したメタノ
ール極及び空気極を得るものである。
作用
これにより、メタノール及び空気あるいは生成するＣＯ
２及び水蒸気は容易に供給排出され、メタノール極用及
び空気極用電極としてその酸化還元特性を向上させるこ
とができる。
２及び水蒸気は容易に供給排出され、メタノール極用及
び空気極用電極としてその酸化還元特性を向上させるこ
とができる。
以下本発明の実施例を説明する。
実施例］
第１図において、反応層１に用いる触媒粉末と防水処理
カーボン粉末、ガス拡散層２に用いる防水処理カーボン
粉末は前述のように調製して得る。集電体３である防水
処理ＣＰは次のようにして得た。溶融粘度が一例として
ＰＴＦＥ （商品名Ｄ−１，ダイキン工業株製）の約１
００万分の１であるＦＥＰのディスパーション（商品名
ＮＤ１，ダイキン工業株製）にＣＰを浸漬し、ＣＰとＦ
ＥＰが６：４になるようにＰＥＰを担持する。
カーボン粉末、ガス拡散層２に用いる防水処理カーボン
粉末は前述のように調製して得る。集電体３である防水
処理ＣＰは次のようにして得た。溶融粘度が一例として
ＰＴＦＥ （商品名Ｄ−１，ダイキン工業株製）の約１
００万分の１であるＦＥＰのディスパーション（商品名
ＮＤ１，ダイキン工業株製）にＣＰを浸漬し、ＣＰとＦ
ＥＰが６：４になるようにＰＥＰを担持する。
そして、それを１１０℃で乾燥した後、空気中で４００
℃３０分熱処理を行なう。得られたＣＰを基板とし、そ
の−トにカス拡散層用，反応層用のノ１ーボン粉末の順
に散布し、１００ｋｇ／ｃｎ？のプレス圧で成型する。
℃３０分熱処理を行なう。得られたＣＰを基板とし、そ
の−トにカス拡散層用，反応層用のノ１ーボン粉末の順
に散布し、１００ｋｇ／ｃｎ？のプレス圧で成型する。
それを３７０℃で３分間空気中て熱処理し、，メタノー
ル極の電極とした。この電極を用いてメタノール極の６
０ ｍ Ａ ／ ｃｎＩての定電流放電試験を行なっ
た。
ル極の電極とした。この電極を用いてメタノール極の６
０ ｍ Ａ ／ ｃｎＩての定電流放電試験を行なっ
た。
比較例１
同様にして第５図に示ず集電体ってある防水処理ＣＰは
次のようにして得た。ＰＴＦＥ （商品名Ｄ−１，ダイ
キン工業株製）のディスバージョンにＣＰを浸漬し、Ｃ
ＰとＰＴＦＥが６ ４になるようにＰＴＦＥを担持する
。そして、それを１１０００で乾燥した後、空気中で４
０ ０ ０Ｃ ３０分熱処理を行なう。得られたＣＰ
を基板とし、その」二にガス拡散層８用７反応層７用の
カーボン粉末の順に散布し、１００ｋｇ／ｃｎ？のプレ
ス圧で成型する。それを３ ７ ０ ０Ｃで３分間空気
中て熱処理し、メタノール極の電極とした。この電極を
用いてメタノール極の６ ０ ｍ Ａ ／ ｃ♂での定
電流放電試験を行なった。
次のようにして得た。ＰＴＦＥ （商品名Ｄ−１，ダイ
キン工業株製）のディスバージョンにＣＰを浸漬し、Ｃ
ＰとＰＴＦＥが６ ４になるようにＰＴＦＥを担持する
。そして、それを１１０００で乾燥した後、空気中で４
０ ０ ０Ｃ ３０分熱処理を行なう。得られたＣＰ
を基板とし、その」二にガス拡散層８用７反応層７用の
カーボン粉末の順に散布し、１００ｋｇ／ｃｎ？のプレ
ス圧で成型する。それを３ ７ ０ ０Ｃで３分間空気
中て熱処理し、メタノール極の電極とした。この電極を
用いてメタノール極の６ ０ ｍ Ａ ／ ｃ♂での定
電流放電試験を行なった。
本実施例で得られた本発明の燃料極と比較のための従来
型燃料極についての定電流放電試験の結果を第３図に示
す。第３図から明らかなように比較例１では特性劣化が
極めて大きい。このような３層型電極の放電寿命試験は
次のような方式で行われている。それは燃料となるメタ
ノールを集電体であるＣＰ側から供給し、反応層の触媒
」二で酸化し、生成するＣＯ２カスをＣＰ側へ排出さぜ
るというもので、メタノールの供給とＣ○２ガスの排出
がスムーズに行われるためには、電極の結着剤あるいは
防水剤として用いられているフッ素樹脂がうまく溶融連
結してガスネッ１・ワークを形成しなければならない。
型燃料極についての定電流放電試験の結果を第３図に示
す。第３図から明らかなように比較例１では特性劣化が
極めて大きい。このような３層型電極の放電寿命試験は
次のような方式で行われている。それは燃料となるメタ
ノールを集電体であるＣＰ側から供給し、反応層の触媒
」二で酸化し、生成するＣＯ２カスをＣＰ側へ排出さぜ
るというもので、メタノールの供給とＣ○２ガスの排出
がスムーズに行われるためには、電極の結着剤あるいは
防水剤として用いられているフッ素樹脂がうまく溶融連
結してガスネッ１・ワークを形成しなければならない。
従って、第３図の比較例１の結果はメタノールの供給と
ＣＯ２カスの排出がスムーズに行われておらず、ＣＯ２
ガスが電極内部（特にＣＰとガス拡散層の間）にたまる
なとの原因から性能が劣化するのではないがと考えられ
る。
ＣＯ２カスの排出がスムーズに行われておらず、ＣＯ２
ガスが電極内部（特にＣＰとガス拡散層の間）にたまる
なとの原因から性能が劣化するのではないがと考えられ
る。
ところが、第３図から明らかなように実施例１では特性
劣化が極めて小さく、１０００時間後でも０．３５Ｖ（
対Ｎ Ｈ Ｅ ）の特性が得られている。従って実施例
１の電極はメタノールの供給とＣ○２ガスの排出がスム
ーズに行われていると考えられる。
劣化が極めて小さく、１０００時間後でも０．３５Ｖ（
対Ｎ Ｈ Ｅ ）の特性が得られている。従って実施例
１の電極はメタノールの供給とＣ○２ガスの排出がスム
ーズに行われていると考えられる。
また、本実施例で得られた本発明の燃料極と比較のため
の従来型燃料極の断面をＸ線マイクロアナライザ（ＸＭ
Ａ）で走査し、フッ素と白金の分布状態を分析した。実
施例１の電極は反応層についてはフッ素と白金の分布が
はっきりと区別できる。このことから、撥水性部分と親
水性部分とがはっきりと分かれ、よって酸化反応の場と
生成したＣＯ２カスの排出場所とが形成され、次の層で
あるガス拡散層に生成したＣＯ２カスが逃げやずいので
はないかと示唆される。ガス拡散層についてはほぼ均一
な撥水層になっているのでＣＯ２ガスはその層を拡散し
、次のＣＰ部分に到達する。
の従来型燃料極の断面をＸ線マイクロアナライザ（ＸＭ
Ａ）で走査し、フッ素と白金の分布状態を分析した。実
施例１の電極は反応層についてはフッ素と白金の分布が
はっきりと区別できる。このことから、撥水性部分と親
水性部分とがはっきりと分かれ、よって酸化反応の場と
生成したＣＯ２カスの排出場所とが形成され、次の層で
あるガス拡散層に生成したＣＯ２カスが逃げやずいので
はないかと示唆される。ガス拡散層についてはほぼ均一
な撥水層になっているのでＣＯ２ガスはその層を拡散し
、次のＣＰ部分に到達する。
ＣＰ部分のフッ素の分布はカーボン繊維に沿って分布し
ており、従ってカーボン繊維上に沿ってＣＯ２ガスは拡
散していく。
ており、従ってカーボン繊維上に沿ってＣＯ２ガスは拡
散していく。
ところが、比較例１の電極は反応層やガス拡散層につい
てはフッ素と白金の分布は同様であるが、次のＣＰ部分
のフッ素の分布が、カーボン繊維に一部分に滞っており
、従ってカーボン繊維とカーボン繊維の隙間に拡散して
きたＣＯ２ガスが蓄積される。メタノール供給の第一ス
テップの場所であるＣＰ部分にＣＯ２カスが蓄積される
と、反応層へメタノール供給が不十分となり、メタノー
ル酸化特性の劣化が促進されると考えられる。
てはフッ素と白金の分布は同様であるが、次のＣＰ部分
のフッ素の分布が、カーボン繊維に一部分に滞っており
、従ってカーボン繊維とカーボン繊維の隙間に拡散して
きたＣＯ２ガスが蓄積される。メタノール供給の第一ス
テップの場所であるＣＰ部分にＣＯ２カスが蓄積される
と、反応層へメタノール供給が不十分となり、メタノー
ル酸化特性の劣化が促進されると考えられる。
次に空気極に関する本発明の実施例を説明する。
実施例２
第２図に示す反応層４に用いる触媒粉末と防水処理カー
ボン粉末、ガス拡散層５に用いる防水処理カーボン粉末
は前述のように調製して得る。集電体６てある防水処理
ＣＰは次のようにして得た。溶融粘度がＰＴＦＥ （商
品名Ｄ Ｉ− ）の約１００万分の１であるＦ’ＥＰ
（商品名ＭＤＩ）のデイスバージョンにＣＰを浸漬し、
ＣＰとＦＥＰが６４になるようにＦＥＰを担持する。そ
して、それを１１０℃で乾燥した後、空気中で４ ０
０ ’Ｃ ３ ０分熱処理を行なう。得られたＣＰを基
板とし、その上にカス拡散層５用，反応層４川のカーボ
ン粉末の順に散布し、１ ０ ０ ｋｇ ／ ｃＪのプ
レス圧で成型する。それを３７０℃で３分間Ｎ２中て熱
処理し、空気極用電極とした。この電極を用いて空気極
の６ ０ ｍ Ａ ／ ｃｕｔでの定電流放電試験を行
なった。
ボン粉末、ガス拡散層５に用いる防水処理カーボン粉末
は前述のように調製して得る。集電体６てある防水処理
ＣＰは次のようにして得た。溶融粘度がＰＴＦＥ （商
品名Ｄ Ｉ− ）の約１００万分の１であるＦ’ＥＰ
（商品名ＭＤＩ）のデイスバージョンにＣＰを浸漬し、
ＣＰとＦＥＰが６４になるようにＦＥＰを担持する。そ
して、それを１１０℃で乾燥した後、空気中で４ ０
０ ’Ｃ ３ ０分熱処理を行なう。得られたＣＰを基
板とし、その上にカス拡散層５用，反応層４川のカーボ
ン粉末の順に散布し、１ ０ ０ ｋｇ ／ ｃＪのプ
レス圧で成型する。それを３７０℃で３分間Ｎ２中て熱
処理し、空気極用電極とした。この電極を用いて空気極
の６ ０ ｍ Ａ ／ ｃｕｔでの定電流放電試験を行
なった。
比較例２
同様にして第６図に示ず集電体１２てある防水処理ＣＰ
は次のようにして得た。ＰＴＦＥのデイスパーションに
ＣＰを浸漬し、ＣＰとＰＴＦＥが６ ４になるようにＰ
ＴＦＥを担持ずる。そして、それを１１０℃で乾燥した
後、空気中で４． ０ ０００３０分熱処理を行なう。
は次のようにして得た。ＰＴＦＥのデイスパーションに
ＣＰを浸漬し、ＣＰとＰＴＦＥが６ ４になるようにＰ
ＴＦＥを担持ずる。そして、それを１１０℃で乾燥した
後、空気中で４． ０ ０００３０分熱処理を行なう。
得られたＣＰを基板とし、その上にガス拡散層１１用，
反応層１０用のカーボン粉末の順に散布し、１ ０ ０
ｋｇ ／ ｃｍ？のプレス圧で成型する。それを３
７ ０ ’Ｃで３分間Ｎ２中て熱処理し、空気極の電極
とした。この電極を用いて空気極の６ ０ ｍ Ａ ／
ａｎ？での定電流放電試験を行なった。本実施例で得
られた本発明の空気極と比較のための従来型空気極の定
電流放電試験の結果を第４図に示す。第４図から比較例
２では特性劣化が極めて大きくなっている。
反応層１０用のカーボン粉末の順に散布し、１ ０ ０
ｋｇ ／ ｃｍ？のプレス圧で成型する。それを３
７ ０ ’Ｃで３分間Ｎ２中て熱処理し、空気極の電極
とした。この電極を用いて空気極の６ ０ ｍ Ａ ／
ａｎ？での定電流放電試験を行なった。本実施例で得
られた本発明の空気極と比較のための従来型空気極の定
電流放電試験の結果を第４図に示す。第４図から比較例
２では特性劣化が極めて大きくなっている。
また３層型電極の放電寿命試験は次のような方式で行わ
れている。つまり空気中の酸素をＣＰ側から取り入れ、
反応層の触媒上で水蒸気に還元し、またＣＰ側から排出
するというものであり、第４図の結果から従来型の空気
極ではガスネッ１・ワークが形成されていないためにこ
の供給排出がうまく行われずに、電極内部（特にＣＰと
カス拡散層の間）にガスが蓄積されるのではないかと考
えられる。
れている。つまり空気中の酸素をＣＰ側から取り入れ、
反応層の触媒上で水蒸気に還元し、またＣＰ側から排出
するというものであり、第４図の結果から従来型の空気
極ではガスネッ１・ワークが形成されていないためにこ
の供給排出がうまく行われずに、電極内部（特にＣＰと
カス拡散層の間）にガスが蓄積されるのではないかと考
えられる。
ところが第４図から明らかなように本発明の空気極は特
性劣化が極めて小さ＜１０００時間後ても０．８５Ｖ
（対Ｎ Ｈ Ｆ ）の特性が得られている。よって本発
明の空気極は酸素の供給と水蒸気の排出がスムーズに行
われていると考えられる。
性劣化が極めて小さ＜１０００時間後ても０．８５Ｖ
（対Ｎ Ｈ Ｆ ）の特性が得られている。よって本発
明の空気極は酸素の供給と水蒸気の排出がスムーズに行
われていると考えられる。
以上のことからカーボン繊維で成り立つＣＰには熱処理
することて、その繊維上をフッ素樹脂が溶融結合し、カ
スの拡散を促すようなもの、つまり溶融粘度の低い値の
ものが好ましいということがわかる。またカーボン粉末
においてはカーボン粉末同志が密に接触するために、溶
融粘度の低い値のフッ素樹脂を用いると、触媒金属が覆
われてしまい反応場所を減少さぜてしまう。従ってカー
ボン粉末には溶融粘度の高い値のもの、つまり担持した
カーボン粒子上で溶融し、その後のプレス等で結合させ
たほうが望ましい。
することて、その繊維上をフッ素樹脂が溶融結合し、カ
スの拡散を促すようなもの、つまり溶融粘度の低い値の
ものが好ましいということがわかる。またカーボン粉末
においてはカーボン粉末同志が密に接触するために、溶
融粘度の低い値のフッ素樹脂を用いると、触媒金属が覆
われてしまい反応場所を減少さぜてしまう。従ってカー
ボン粉末には溶融粘度の高い値のもの、つまり担持した
カーボン粒子上で溶融し、その後のプレス等で結合させ
たほうが望ましい。
本実施例では集電体３であるＣＰにＦＥＰ，反応層１、
ガス拡散層２にＰＴＦＥを用いたが、他の性能の粘度の
異なるフッ素樹脂を用いても同揉な効果が得られる。本
実施例では熱処理温度４００℃を採用したが、低粘度の
フッ素樹脂の溶融温度はフッ素樹脂によって異なるので
、この熱処理温度はフッ素樹脂の種類によって変えるこ
とができる。また、ここでは集電体であるＣＰに用いる
ＦＥＰの重量比率を６・４としたが、３：７よりＦＥＰ
が多くなると、抵抗が高くなったり、ＣＰの隙間が塞が
り過ぎて燃料の供給や生成したＣ○２を排出しに《《な
り９・１以上では撥水性が少なすぎて良くないので、４
：６〜８：２の範囲が最適である。実施例１における燃
料極について述べたが、実施例２における空気極につい
ても同様である。
ガス拡散層２にＰＴＦＥを用いたが、他の性能の粘度の
異なるフッ素樹脂を用いても同揉な効果が得られる。本
実施例では熱処理温度４００℃を採用したが、低粘度の
フッ素樹脂の溶融温度はフッ素樹脂によって異なるので
、この熱処理温度はフッ素樹脂の種類によって変えるこ
とができる。また、ここでは集電体であるＣＰに用いる
ＦＥＰの重量比率を６・４としたが、３：７よりＦＥＰ
が多くなると、抵抗が高くなったり、ＣＰの隙間が塞が
り過ぎて燃料の供給や生成したＣ○２を排出しに《《な
り９・１以上では撥水性が少なすぎて良くないので、４
：６〜８：２の範囲が最適である。実施例１における燃
料極について述べたが、実施例２における空気極につい
ても同様である。
発明の効果
以上のように本発明によれば、集電体であるＣＰには反
応層やガス拡散層に用いるフッ素樹脂よりも低い溶融粘
度のものを用いることにより、メタノール極ではメタノ
ールの供給と反応層で生成したＣＯ２カスの排出をスム
ーズにし、空気極では酸素の供給と反応層で生成した水
蒸気の排出をスムーズにする。その結果、電極内のガス
の蓄積を防ぐためにメタノール極ではメタノール酸化反
応、空気極では酸素の還元反応をｌ！Ｉ１害しないので
両極の寿命特性の劣化を著しく低減でき、特性を大幅に
向」ニさせるという効果が得られる。
応層やガス拡散層に用いるフッ素樹脂よりも低い溶融粘
度のものを用いることにより、メタノール極ではメタノ
ールの供給と反応層で生成したＣＯ２カスの排出をスム
ーズにし、空気極では酸素の供給と反応層で生成した水
蒸気の排出をスムーズにする。その結果、電極内のガス
の蓄積を防ぐためにメタノール極ではメタノール酸化反
応、空気極では酸素の還元反応をｌ！Ｉ１害しないので
両極の寿命特性の劣化を著しく低減でき、特性を大幅に
向」ニさせるという効果が得られる。
第１図は本発明の実施例におけるメタノール極の電極断
面図、第２図は本発明の実施例にお１ｊる空気極の電極
断面図、第３図は本発明と比較例の電極を用いたメタノ
ール極の定電流放電特性を示す図、第４図は本発明と比
較例の電極を用いた空気極の定電流放電特性を示す図、
第５図は従来のメタノール極の電極断面図、第６図は従
来の空気極の電極断面図である。 １・・・・・・燃料極用反応層、２・・・・・・カス拡
散層、３・・・・・・集電体（１，２の層より低粘度の
フッ素樹脂で処理したカーボンペーパー）、４・・・・
・・空気極用反応層、５・・・・・・ガス拡散層、６・
・・・・・集電体（４，５の層より低粘度のフッ素樹脂
で処理したｈ−ボンペーパー）。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はかｌ名椹帳富 区 誓財画 樹 Ｉｌｄ画
面図、第２図は本発明の実施例にお１ｊる空気極の電極
断面図、第３図は本発明と比較例の電極を用いたメタノ
ール極の定電流放電特性を示す図、第４図は本発明と比
較例の電極を用いた空気極の定電流放電特性を示す図、
第５図は従来のメタノール極の電極断面図、第６図は従
来の空気極の電極断面図である。 １・・・・・・燃料極用反応層、２・・・・・・カス拡
散層、３・・・・・・集電体（１，２の層より低粘度の
フッ素樹脂で処理したカーボンペーパー）、４・・・・
・・空気極用反応層、５・・・・・・ガス拡散層、６・
・・・・・集電体（４，５の層より低粘度のフッ素樹脂
で処理したｈ−ボンペーパー）。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はかｌ名椹帳富 区 誓財画 樹 Ｉｌｄ画
Claims (6)
- （１）それぞれ防水処理した反応層１、ガス拡散層２、
集電体であるカーボンペーパー３の３層構造からなる燃
料電池用燃料極において、上記集電体であるカーボンペ
ーパー３に防水剤として用いるフッ素樹脂の溶融粘度が
他の２層（１、２）に用いるフッ素樹脂の溶融粘度より
も低い燃料極であることを特徴とする燃料電池用電極。 - （２）反応層１とガス拡散層２に用いるフッ素樹脂がポ
リテトラフルオロエチレンであり、集電体であるカーボ
ンペーパー３に用いるフッ素樹脂がテトラフルオロエチ
レン−ヘキサフルオロプロピレンの共重合体である特許
請求の範囲第１項記載の燃料電池用電極。 - （３）集電体であるカーボンペーパーにおいて、カーボ
ンペーパー：フッ素樹脂の重量比が４：６〜８：２であ
る特許請求の範囲第２項記載の燃料電池用電極。 - （４）それぞれ防水処理した反応層４、ガス拡散層５、
集電体であるカーボンペーパー６の３層構造からなる燃
料電池用空気極において、上記集電体であるカーボンペ
ーパー３に防水剤として用いるフッ素樹脂の溶融粘度が
他の２層（１、２）に用いるフッ素樹脂の溶融粘度より
も低いことを特徴とする燃料電池用電極。 - （５）反応層４とガス拡散層５に用いるフッ素樹脂がポ
リテトラフルオロエチレンであり、集電体であるカーボ
ンペーパー６に用いるフッ素樹脂がテトラフルオロエチ
レン−ヘキサフルオロプロピレンの共重合体である特許
請求の範囲第４項記載の燃料電池用電極。 - （６）集電体であるカーボンペーパー６において、カー
ボンペーパー：フッ素樹脂の重量比が４：６〜８：２で
ある特許請求の範囲第５項記載の燃料電池用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1115305A JP2892679B2 (ja) | 1989-05-09 | 1989-05-09 | 燃料電池用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1115305A JP2892679B2 (ja) | 1989-05-09 | 1989-05-09 | 燃料電池用電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02295065A true JPH02295065A (ja) | 1990-12-05 |
| JP2892679B2 JP2892679B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=14659340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1115305A Expired - Lifetime JP2892679B2 (ja) | 1989-05-09 | 1989-05-09 | 燃料電池用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2892679B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11339815A (ja) * | 1998-05-29 | 1999-12-10 | Aisin Seiki Co Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池およびその製造方法 |
| WO2002003488A1 (en) * | 2000-07-03 | 2002-01-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fuel cell |
| US7414004B2 (en) | 2003-12-04 | 2008-08-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Gas diffusion layer, electrode and membrane electrode assembly for fuel cell, and production methods thereof |
| CN114976048A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-08-30 | 上海碳际实业集团有限公司 | 一种燃料电池气体扩散层专用碳纤维纸的连续化生产工艺 |
-
1989
- 1989-05-09 JP JP1115305A patent/JP2892679B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11339815A (ja) * | 1998-05-29 | 1999-12-10 | Aisin Seiki Co Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池およびその製造方法 |
| WO2002003488A1 (en) * | 2000-07-03 | 2002-01-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fuel cell |
| US7414004B2 (en) | 2003-12-04 | 2008-08-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Gas diffusion layer, electrode and membrane electrode assembly for fuel cell, and production methods thereof |
| CN114976048A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-08-30 | 上海碳际实业集团有限公司 | 一种燃料电池气体扩散层专用碳纤维纸的连续化生产工艺 |
| CN114976048B (zh) * | 2022-05-12 | 2024-05-28 | 上海碳际实业集团有限公司 | 一种燃料电池气体扩散层专用碳纤维纸的连续化生产工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2892679B2 (ja) | 1999-05-17 |
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Legal Events
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