JPH0241867B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0241867B2 JPH0241867B2 JP57219978A JP21997882A JPH0241867B2 JP H0241867 B2 JPH0241867 B2 JP H0241867B2 JP 57219978 A JP57219978 A JP 57219978A JP 21997882 A JP21997882 A JP 21997882A JP H0241867 B2 JPH0241867 B2 JP H0241867B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst layer
- porous carbon
- fuel cell
- catalyst
- binder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
- H01M4/96—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
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明、燃料電池用電極、特にその触媒層
（反応槽と呼ばれることもある）に関するもので
ある。
（反応槽と呼ばれることもある）に関するもので
ある。
従来、燃料電池用電極（ここでは燃料極及び酸
化剤極の双方を示すものとする）の触媒層は次の
ようにして製造される。
化剤極の双方を示すものとする）の触媒層は次の
ようにして製造される。
触媒は通常担体である炭素（カーボンブラツク
あるいはカーボンブラツクを熱処理し、グラフア
イト化したもの）粉末の表面に白金を代表例とす
る触媒作用のある貴金属を担持させたものであ
る。触媒層はこの触媒と結着剤として例えばポリ
テトラフルオエチレン（PTFE）を含むデイスパ
ーシヨンに混合状態での分散を良くするための界
面活性剤を加え、撹拌し、ペースト状にしたもの
を電極基材の上に塗布し、その後300〜350℃前後
の温度で燃成して形成される。
あるいはカーボンブラツクを熱処理し、グラフア
イト化したもの）粉末の表面に白金を代表例とす
る触媒作用のある貴金属を担持させたものであ
る。触媒層はこの触媒と結着剤として例えばポリ
テトラフルオエチレン（PTFE）を含むデイスパ
ーシヨンに混合状態での分散を良くするための界
面活性剤を加え、撹拌し、ペースト状にしたもの
を電極基材の上に塗布し、その後300〜350℃前後
の温度で燃成して形成される。
従来の燃料電池用電極の触媒層は以上のような
方法で製造されているので、触媒層内における電
解質の入りこむ細かい通路が十分確保されず、電
解質に溶解した反応活物質が十分反応に活性なポ
イントに到達しにくく、さらに触媒層の構造強度
が十分でなくクラツクが入りやすいなどの欠点が
あつた。
方法で製造されているので、触媒層内における電
解質の入りこむ細かい通路が十分確保されず、電
解質に溶解した反応活物質が十分反応に活性なポ
イントに到達しにくく、さらに触媒層の構造強度
が十分でなくクラツクが入りやすいなどの欠点が
あつた。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、炭素粉末表面に触
媒作用のある貴金属粒子を担持させた触媒、結着
剤および多孔質炭素繊維より触媒層を形成するこ
とにより、反応性に富み、しかも、構造強度の大
きな触媒層を有する燃料電池用電極を提供するこ
とを目的としている。
去するためになされたもので、炭素粉末表面に触
媒作用のある貴金属粒子を担持させた触媒、結着
剤および多孔質炭素繊維より触媒層を形成するこ
とにより、反応性に富み、しかも、構造強度の大
きな触媒層を有する燃料電池用電極を提供するこ
とを目的としている。
以下、この発明を一実施例をもとに説明する。
用いる炭素繊維はポア径の小さな（例えば10〜
300Åφ）しかもポア深さが殆んど半径の長さ位
ある、言わば深いひだが多数存在する多孔質炭素
繊維で、その繊維径は１〜25μｍで長さは10〜
100μｍのものが望ましい。なぜなら、ポア径が
あまり小さくなるとリン酸が入り込めないし、逆
に大きすぎると吸着表面積が小さくなりすぎる。
また、繊維径が小さすぎると強度が低下し、大き
すぎるとかさばる。長さも短かすぎると強度が低
下し、触媒層自身が150〜200μｍの厚さであるの
で長すぎると毛羽立つ。吸着表面積は900〜2000
m2／grが望ましい。
用いる炭素繊維はポア径の小さな（例えば10〜
300Åφ）しかもポア深さが殆んど半径の長さ位
ある、言わば深いひだが多数存在する多孔質炭素
繊維で、その繊維径は１〜25μｍで長さは10〜
100μｍのものが望ましい。なぜなら、ポア径が
あまり小さくなるとリン酸が入り込めないし、逆
に大きすぎると吸着表面積が小さくなりすぎる。
また、繊維径が小さすぎると強度が低下し、大き
すぎるとかさばる。長さも短かすぎると強度が低
下し、触媒層自身が150〜200μｍの厚さであるの
で長すぎると毛羽立つ。吸着表面積は900〜2000
m2／grが望ましい。
以上のような多孔質炭素繊維を、多孔質炭素繊
維：触媒：結着剤＝ｘ：ｙ：50、ｘ＋ｙ＝50、０
＜ｘ≦25、25≦ｙ＜50（ただしｘ、ｙは重量比）
の割合で混合し、界面活性剤を含む水溶液でペー
ストを作る。このペーストを電極基材の上に塗布
し、次いで焼成して触媒層を得る。
維：触媒：結着剤＝ｘ：ｙ：50、ｘ＋ｙ＝50、０
＜ｘ≦25、25≦ｙ＜50（ただしｘ、ｙは重量比）
の割合で混合し、界面活性剤を含む水溶液でペー
ストを作る。このペーストを電極基材の上に塗布
し、次いで焼成して触媒層を得る。
次にこの発明にかかわる触媒層の特徴について
説明する。触媒層の構成要素として上記の多孔質
炭素繊維を含めたので触媒層は従来とは違つて非
常に三次元空間的に入り組んだ構造となる。従つ
て電解質マトリクスに含まれる電解質は多孔質炭
素繊維に入り、まず電解質の反応点直近へのしみ
込みが確保される。さらにポアに入つた電解質の
保持性も安定化される。電解質に溶解した反応活
物質（例えば酸素）は上記ポア中に容易に分布す
る。ポアの多い多孔質炭素繊維はまた触媒の吸着
しやすい構造でもあるので、これは反応活性点が
多いところとなつている。従つて溶解した反応活
物質は反応活性点に容易に達することになり、反
応が著るしく改善される。また、従来の主に炭素
粉末と結着剤で構成されていた触媒層に比べ繊維
が含まれるので構造強度も著るしく改善される。
説明する。触媒層の構成要素として上記の多孔質
炭素繊維を含めたので触媒層は従来とは違つて非
常に三次元空間的に入り組んだ構造となる。従つ
て電解質マトリクスに含まれる電解質は多孔質炭
素繊維に入り、まず電解質の反応点直近へのしみ
込みが確保される。さらにポアに入つた電解質の
保持性も安定化される。電解質に溶解した反応活
物質（例えば酸素）は上記ポア中に容易に分布す
る。ポアの多い多孔質炭素繊維はまた触媒の吸着
しやすい構造でもあるので、これは反応活性点が
多いところとなつている。従つて溶解した反応活
物質は反応活性点に容易に達することになり、反
応が著るしく改善される。また、従来の主に炭素
粉末と結着剤で構成されていた触媒層に比べ繊維
が含まれるので構造強度も著るしく改善される。
以上のようにこの発明によれば炭素粉末表面に
触媒作用のある貴金属を担持させた触媒、結着剤
および多孔質炭素繊維より触媒層を形成したの
で、反応性に富み、しかも構造強度の大きな触媒
層を有する燃料電池用電極が得られる効果があ
る。
触媒作用のある貴金属を担持させた触媒、結着剤
および多孔質炭素繊維より触媒層を形成したの
で、反応性に富み、しかも構造強度の大きな触媒
層を有する燃料電池用電極が得られる効果があ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炭素粉末表面に触媒作用のある貴金属粉子を
担持させた触媒、結着剤および多孔質炭素繊維よ
り形成された触媒層を有する燃料電池用電極。 ２ 多孔質炭素繊維はそのポア径が10〜300Å、
吸着表面積が900〜2000m2／grの範囲にある特許
請求の範囲第１項記載の燃料電池用電極。 ３ 多孔質炭素繊維の長さは10〜100μｍである
特許請求の範囲第１項または第２項記載の燃料電
池用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57219978A JPS59108273A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | 燃料電池用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57219978A JPS59108273A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | 燃料電池用電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59108273A JPS59108273A (ja) | 1984-06-22 |
| JPH0241867B2 true JPH0241867B2 (ja) | 1990-09-19 |
Family
ID=16744003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57219978A Granted JPS59108273A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | 燃料電池用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59108273A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000058668A (ko) * | 2000-06-23 | 2000-10-05 | 김동천 | 연료전지용 탄소 지지체에 직접 촉매를 코팅하는 방법 및그 방법에 의하여 제조된 전극 |
-
1982
- 1982-12-13 JP JP57219978A patent/JPS59108273A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59108273A (ja) | 1984-06-22 |
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