JPH04206154A - 燃料電池用電極基板の炭素化方法 - Google Patents
燃料電池用電極基板の炭素化方法Info
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- JPH04206154A JPH04206154A JP2328175A JP32817590A JPH04206154A JP H04206154 A JPH04206154 A JP H04206154A JP 2328175 A JP2328175 A JP 2328175A JP 32817590 A JP32817590 A JP 32817590A JP H04206154 A JPH04206154 A JP H04206154A
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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】
［発明の目的コ
（産業上の利用分野）
本発明は燃料電池用電極基板を炭化焼成する方法の改良
に関するものである。
に関するものである。
（従来の技術）
一般に、燃料電池用電極基板は、フェノール系樹脂１炭
素繊維、および有機物を原料として、それらを適切な混
合比で混合した後、適切な予備成形方法により予備成形
し、さらに予備成形した後の材料を、フェノール系樹脂
が硬化するに適切な熱をかけながらプレス等で圧縮成形
した後に、炭化焼成（最高到達温度７５０℃〜１１００
℃）を行ない、最終的に２０００℃〜３０００℃で黒鉛
化処理を行なって製造される。
素繊維、および有機物を原料として、それらを適切な混
合比で混合した後、適切な予備成形方法により予備成形
し、さらに予備成形した後の材料を、フェノール系樹脂
が硬化するに適切な熱をかけながらプレス等で圧縮成形
した後に、炭化焼成（最高到達温度７５０℃〜１１００
℃）を行ない、最終的に２０００℃〜３０００℃で黒鉛
化処理を行なって製造される。
ところで、炭化焼成を行なう方法としては、種々の形式
の焼成炉を用いて行なう方法が採られている。例えば、
炭化焼成中に燃料電池用電極基板に歪み、欠は等を起こ
さないように、黒鉛でてきた蓋付の黒鉛焼成ケースの内
部に、燃料電池用電極基板を複数枚積層して、酸素排出
および保温のためのコークスを充填する方式の炉の中に
埋めて焼成したり、または規定の温度まで昇温可能なオ
ーブンで焼成する。この場合、外部からの酸素力（入っ
て燃料電池用電極基板が酸化しないように、黒鉛焼成ケ
ースの周囲をコークスで充填したり、あるいは雰囲気を
窒素に置換したりするようにしている。
の焼成炉を用いて行なう方法が採られている。例えば、
炭化焼成中に燃料電池用電極基板に歪み、欠は等を起こ
さないように、黒鉛でてきた蓋付の黒鉛焼成ケースの内
部に、燃料電池用電極基板を複数枚積層して、酸素排出
および保温のためのコークスを充填する方式の炉の中に
埋めて焼成したり、または規定の温度まで昇温可能なオ
ーブンで焼成する。この場合、外部からの酸素力（入っ
て燃料電池用電極基板が酸化しないように、黒鉛焼成ケ
ースの周囲をコークスで充填したり、あるいは雰囲気を
窒素に置換したりするようにしている。
しかしながら、前者のコークスを充填する方式の炉では
、炭化焼成開始時に黒鉛焼成ケースに入っている酸素を
完全にはパージしきれない。このため、炭化焼成中にそ
の残存酸素によって、燃料電池用電極基板の一部が、昇
温中、一般的にはおよそ３００℃から酸化し始め、手で
触れると崩れてしまうような表面脆化や表面の点状の酸
化痕かでき、表面の不均一性および特性の劣化が起こり
易い。一方、−度窒素で置換をしてから炭化焼成する方
法では、設備か複雑になり、値段か高価となってしまう
。
、炭化焼成開始時に黒鉛焼成ケースに入っている酸素を
完全にはパージしきれない。このため、炭化焼成中にそ
の残存酸素によって、燃料電池用電極基板の一部が、昇
温中、一般的にはおよそ３００℃から酸化し始め、手で
触れると崩れてしまうような表面脆化や表面の点状の酸
化痕かでき、表面の不均一性および特性の劣化が起こり
易い。一方、−度窒素で置換をしてから炭化焼成する方
法では、設備か複雑になり、値段か高価となってしまう
。
（発明が解決しようとする課題）
以上のように、従来の燃料電池用電極基板の炭素化方法
においては、黒鉛焼成ケースに入っている酸素を完全に
はパージしきれないことから、炭化焼成中に燃料電池用
電極基板の一部か酸化して、表面および内部の特性に劣
化が起こり易いという問題かあった。
においては、黒鉛焼成ケースに入っている酸素を完全に
はパージしきれないことから、炭化焼成中に燃料電池用
電極基板の一部か酸化して、表面および内部の特性に劣
化が起こり易いという問題かあった。
本発明の目的は、黒鉛焼成ケース内に残存する酸素によ
って、炭化焼成中に燃料電池用電極基板か酸化するのを
確実に防止することか可能な燃料電池用電極基板の炭素
化方法を提供することにある。
って、炭化焼成中に燃料電池用電極基板か酸化するのを
確実に防止することか可能な燃料電池用電極基板の炭素
化方法を提供することにある。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
上記の目的を達成するために本発明では、フェノール系
樹脂、炭素繊維、および有機物を、混合し、予備成形し
、成形して得られる炭素質多孔質の燃料電池用電極基板
を炭化焼成するに際して黒鉛焼成ケースを用い、当該黒
鉛焼成ケースの周囲を七−クスで充填して行なう炭素化
方法において、黒鉛焼成ケースの内部に、燃料電池用電
極基板と共に当該燃料電池用電極基板か酸化し始めるよ
りも低温で酸化し易い物体を同時に収納して炭化焼成す
るようにしている。
樹脂、炭素繊維、および有機物を、混合し、予備成形し
、成形して得られる炭素質多孔質の燃料電池用電極基板
を炭化焼成するに際して黒鉛焼成ケースを用い、当該黒
鉛焼成ケースの周囲を七−クスで充填して行なう炭素化
方法において、黒鉛焼成ケースの内部に、燃料電池用電
極基板と共に当該燃料電池用電極基板か酸化し始めるよ
りも低温で酸化し易い物体を同時に収納して炭化焼成す
るようにしている。
（作用）
従って、本発明の燃料電池用電極基板の炭素化方法にお
いては、燃料電池用電極基板と共に当該燃料電池用電極
基板が酸化し始めるよりも低温で酸化し易い物体を、同
時に黒鉛焼成ケースの内部に収納して炭化焼成すること
により、黒鉛焼成ケース内に残存する酸素が燃料電池用
電極基板に直接触れることかないため、炭化焼成中の燃
料電池用電極基板の酸化を防止することかできる。
いては、燃料電池用電極基板と共に当該燃料電池用電極
基板が酸化し始めるよりも低温で酸化し易い物体を、同
時に黒鉛焼成ケースの内部に収納して炭化焼成すること
により、黒鉛焼成ケース内に残存する酸素が燃料電池用
電極基板に直接触れることかないため、炭化焼成中の燃
料電池用電極基板の酸化を防止することかできる。
（実施例）
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は、本発明による燃料電池用電極基板の炭素化方
法を適用した炭素化炉の構成例を示す概要図である。す
なわち、本実施例では、フェノール系樹脂、炭素繊維、
および有機物を原料として、それらを適切な混合比で混
合した後、適切な予備成形方法により予備成形し、さら
に予備成形した後の材料を、フェノール系樹脂が硬化す
るに適切な熱をかけながらプレス等で圧縮成形して得ら
れる炭素質多孔質の燃料電池用電極基板を炭化焼成する
に際して、まず第２図の斜視図を示すように、上記燃料
電池用電極基板を複数枚積層したものに、燃料電池用電
極基板か酸化し始める温度（３００℃）よりも低温で酸
化する物体として、シート状の紙を巻き、さらにその上
からアルミ箔で包んで燃料電池用電極基板本体１とする
。この場合、燃料電池用電極基板の積層枚数は、炭化焼
成後に波打ち等の不具合が起こらないような枚数であれ
ば、何枚でもよい。
法を適用した炭素化炉の構成例を示す概要図である。す
なわち、本実施例では、フェノール系樹脂、炭素繊維、
および有機物を原料として、それらを適切な混合比で混
合した後、適切な予備成形方法により予備成形し、さら
に予備成形した後の材料を、フェノール系樹脂が硬化す
るに適切な熱をかけながらプレス等で圧縮成形して得ら
れる炭素質多孔質の燃料電池用電極基板を炭化焼成する
に際して、まず第２図の斜視図を示すように、上記燃料
電池用電極基板を複数枚積層したものに、燃料電池用電
極基板か酸化し始める温度（３００℃）よりも低温で酸
化する物体として、シート状の紙を巻き、さらにその上
からアルミ箔で包んで燃料電池用電極基板本体１とする
。この場合、燃料電池用電極基板の積層枚数は、炭化焼
成後に波打ち等の不具合が起こらないような枚数であれ
ば、何枚でもよい。
次に、第３図の斜視図を示すように、上記燃料電池用電
極基板本体ｌを、黒鉛焼成ケース２の本体２Ａの内部に
収納する。しかる後に、第１図に示すように、燃料電池
用電極基板本体１か収納された黒鉛焼成ケース２の本体
２Ａに黒鉛焼成ケースの蓋２Ｂをし、炭素化炉３の内部
に、周囲にコークス４を充填した状態で配設する。この
場合、実際には、燃料電池用電極基板本体１が、炭化焼
成中に波打つのを防止するために、燃料電池用電極基板
本体１の上に、黒鉛でできたスペーサ、およびその上に
適切な質量の錘を載せ、さらにその上から黒鉛焼成ケー
ス２の蓋２Ｂを載せる。従つて、黒鉛焼成ケース２の内
部には、やむを得ず酸素が入った状態で炭素化炉３に収
納することになる。
極基板本体ｌを、黒鉛焼成ケース２の本体２Ａの内部に
収納する。しかる後に、第１図に示すように、燃料電池
用電極基板本体１か収納された黒鉛焼成ケース２の本体
２Ａに黒鉛焼成ケースの蓋２Ｂをし、炭素化炉３の内部
に、周囲にコークス４を充填した状態で配設する。この
場合、実際には、燃料電池用電極基板本体１が、炭化焼
成中に波打つのを防止するために、燃料電池用電極基板
本体１の上に、黒鉛でできたスペーサ、およびその上に
適切な質量の錘を載せ、さらにその上から黒鉛焼成ケー
ス２の蓋２Ｂを載せる。従つて、黒鉛焼成ケース２の内
部には、やむを得ず酸素が入った状態で炭素化炉３に収
納することになる。
次に、この状態で最高到達温度７５０℃〜１１００℃（
本例では９００℃）で炭化焼成を行ない、最後に２００
０℃〜３０００℃で黒鉛化処理を行なう。
本例では９００℃）で炭化焼成を行ない、最後に２００
０℃〜３０００℃で黒鉛化処理を行なう。
以上のような状態下で、最高到達温度９００℃で炭化焼
成を行なったところ、燃料電池用電極基板には、酸素に
よる酸化痕および曲げ強さや圧縮強さの特性の劣化は見
られなかった。すなわち、燃料電池用電極基板を複数枚
積層したものを、燃料電池用電極基板か酸化し始める温
度（３００℃）よりも低温で酸化するシート状の物体（
紙、その上からアルミ箔）で包んだ状態で炭化焼成した
場合には、この紙とアルミ箔が、黒鉛焼成ケース２内の
残存酸素と結合して酸化する。このため、黒鉛焼成ケー
ス２内の残存酸素か燃料電池用電極基板に直接触れるこ
とかなく、炭化焼成中の燃料電池用電極基板の酸化が防
止できる。
成を行なったところ、燃料電池用電極基板には、酸素に
よる酸化痕および曲げ強さや圧縮強さの特性の劣化は見
られなかった。すなわち、燃料電池用電極基板を複数枚
積層したものを、燃料電池用電極基板か酸化し始める温
度（３００℃）よりも低温で酸化するシート状の物体（
紙、その上からアルミ箔）で包んだ状態で炭化焼成した
場合には、この紙とアルミ箔が、黒鉛焼成ケース２内の
残存酸素と結合して酸化する。このため、黒鉛焼成ケー
ス２内の残存酸素か燃料電池用電極基板に直接触れるこ
とかなく、炭化焼成中の燃料電池用電極基板の酸化が防
止できる。
上述したように、本実施例では、フェノール系樹脂、炭
素繊維、および有機物を、混合し、予備成形し、成形し
て得られる炭素質多孔質の燃料電池用電極基板を炭化焼
成するに際して黒鉛焼成ケース２を用い、この黒鉛焼成
ケース２の周囲をコークス４で充填して行なう炭素化炉
３を用いた炭素化方法において、黒鉛焼成ケース２の内
部に、燃料電池用電極基板を複数枚積層したものに、燃
料電池用電極基板か酸化し始める温度（３００℃）より
も低温で酸化するシート状の紙を巻き、さらにその上か
らアルミ箔で包んで燃料電池用電極基板本体１とし、こ
れを黒鉛焼成ケース２の本体２Ａの内部に収納して炭化
焼成するようにしたものである。
素繊維、および有機物を、混合し、予備成形し、成形し
て得られる炭素質多孔質の燃料電池用電極基板を炭化焼
成するに際して黒鉛焼成ケース２を用い、この黒鉛焼成
ケース２の周囲をコークス４で充填して行なう炭素化炉
３を用いた炭素化方法において、黒鉛焼成ケース２の内
部に、燃料電池用電極基板を複数枚積層したものに、燃
料電池用電極基板か酸化し始める温度（３００℃）より
も低温で酸化するシート状の紙を巻き、さらにその上か
らアルミ箔で包んで燃料電池用電極基板本体１とし、こ
れを黒鉛焼成ケース２の本体２Ａの内部に収納して炭化
焼成するようにしたものである。
従って、炭化焼成中に、複数枚積層した燃料電池用電極
基板を包んでいる紙とアルミ箔が、黒鉛焼成ケース２内
の残存酸素と結合して酸化するため、黒鉛焼成ケース２
内の残存酸素が燃料電池用電極基板に直接触れることが
なくなり、炭化焼成中の燃料電池用電極基板の酸化を確
実に防止することが可能となる。また、従来のように雰
囲気を窒素に置換したりする必要かないため、設備も簡
単であり、しかも紙とアルミ箔を用いるたけであるため
、値段的にも安いものとなる。
基板を包んでいる紙とアルミ箔が、黒鉛焼成ケース２内
の残存酸素と結合して酸化するため、黒鉛焼成ケース２
内の残存酸素が燃料電池用電極基板に直接触れることが
なくなり、炭化焼成中の燃料電池用電極基板の酸化を確
実に防止することが可能となる。また、従来のように雰
囲気を窒素に置換したりする必要かないため、設備も簡
単であり、しかも紙とアルミ箔を用いるたけであるため
、値段的にも安いものとなる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、次
のようにしても同様に実施できるものである。
のようにしても同様に実施できるものである。
上記実施例では、燃料電池用電極基板か酸化し始める温
度（３００℃）よりも低温で酸化する物体として、シー
ト状の紙、およびアルミ箔を用いた場合について説明；
−たが、これに限らず以下のようにしても、前述と同様
の効果が得られるものである。
度（３００℃）よりも低温で酸化する物体として、シー
ト状の紙、およびアルミ箔を用いた場合について説明；
−たが、これに限らず以下のようにしても、前述と同様
の効果が得られるものである。
（ａ）１００メツシユをパスした鉄粉を、黒鉛焼成ケー
ス２の本体２Ａの内部に適量収納して、最高到達温度１
１００℃で炭化焼成を行なったところ、燃料電池用電極
基板には酸素痕が見られなかった。
ス２の本体２Ａの内部に適量収納して、最高到達温度１
１００℃で炭化焼成を行なったところ、燃料電池用電極
基板には酸素痕が見られなかった。
（ｂ）１００メツシユをバスした銅粉を、黒鉛焼成ケー
ス２の本体２人の内部に適量収納して、最高到達温度８
５０℃で炭化焼成を行なったところ、燃料電池用電極基
板には酸素痕が見られなかった。
ス２の本体２人の内部に適量収納して、最高到達温度８
５０℃で炭化焼成を行なったところ、燃料電池用電極基
板には酸素痕が見られなかった。
また、上記実施例では、燃料電池用電極基板が酸化し始
める温度（３００℃）よりも低温で酸化する物体として
、シート状の紙およびアルミ箔を併用した場合について
説明したが、これに限らずシート状の紙またはアルミ箔
を、それぞれ単独で用いるようにしてもよいものである
。
める温度（３００℃）よりも低温で酸化する物体として
、シート状の紙およびアルミ箔を併用した場合について
説明したが、これに限らずシート状の紙またはアルミ箔
を、それぞれ単独で用いるようにしてもよいものである
。
［発明の効果コ
以上説明したように本発明によれば、黒鉛焼成ケースの
内部に、燃料電池用電極基板と共に当該燃料電池用電極
基板が酸化し始めるよりも低温で酸化し易い物体を同時
に収納して炭化焼成するようにしたので、黒鉛焼成ケー
ス内に残存する酸素によって、炭化焼成中に燃料電池用
電極基板が酸化するのを確実に防止することが可能な燃
料電池′周電極基板の炭素化方法が提供できる。
内部に、燃料電池用電極基板と共に当該燃料電池用電極
基板が酸化し始めるよりも低温で酸化し易い物体を同時
に収納して炭化焼成するようにしたので、黒鉛焼成ケー
ス内に残存する酸素によって、炭化焼成中に燃料電池用
電極基板が酸化するのを確実に防止することが可能な燃
料電池′周電極基板の炭素化方法が提供できる。
第１図は本発明による燃料電池用電極基板の炭素化方法
を適用した炭素化炉の一実施例を示す概要図、 第２図は同実施例における燃料電池用電極基板本体の一
例を示す斜視図、 第３図は同実施例における黒鉛焼成ケースに燃料電池用
電極基板本体を収納した状態を示す斜視図である。 １・・・燃料電池用電極基板本体、２人・・・黒鉛焼成
ケース本体、２Ｂ・・・黒鉛焼成ケース蓋、３・・・炭
素化炉、４・・・コークス。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 Ａ 第１図 、１ 第２図
を適用した炭素化炉の一実施例を示す概要図、 第２図は同実施例における燃料電池用電極基板本体の一
例を示す斜視図、 第３図は同実施例における黒鉛焼成ケースに燃料電池用
電極基板本体を収納した状態を示す斜視図である。 １・・・燃料電池用電極基板本体、２人・・・黒鉛焼成
ケース本体、２Ｂ・・・黒鉛焼成ケース蓋、３・・・炭
素化炉、４・・・コークス。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 Ａ 第１図 、１ 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 フェノール系樹脂、炭素繊維、および有機物を、混合し
、予備成形し、成形して得られる炭素質多孔質の燃料電
池用電極基板を炭化焼成するに際して黒鉛焼成ケースを
用い、当該黒鉛焼成ケースの周囲をコークスで充填して
行なう炭素化方法において、 前記黒鉛焼成ケースの内部に、前記燃料電池用電極基板
と共に当該燃料電池用電極基板が酸化し始めるよりも低
温で酸化し易い物体を同時に収納して炭化焼成するよう
にしたことを特徴とする燃料電池用電極基板の炭素化方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2328175A JPH04206154A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 燃料電池用電極基板の炭素化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2328175A JPH04206154A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 燃料電池用電極基板の炭素化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04206154A true JPH04206154A (ja) | 1992-07-28 |
Family
ID=18207320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2328175A Pending JPH04206154A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 燃料電池用電極基板の炭素化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04206154A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010235365A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 薄板状成形体の加熱処理方法 |
| JP2016541096A (ja) * | 2013-12-09 | 2016-12-28 | アウディ アクチェンゲゼルシャフトＡｕｄｉ Ａｇ | 乾式燃料セル前駆基板および基板の製造方法 |
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1990
- 1990-11-28 JP JP2328175A patent/JPH04206154A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010235365A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 薄板状成形体の加熱処理方法 |
| JP2016541096A (ja) * | 2013-12-09 | 2016-12-28 | アウディ アクチェンゲゼルシャフトＡｕｄｉ Ａｇ | 乾式燃料セル前駆基板および基板の製造方法 |
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