JPH04233165A - 電極とイオン交換膜との接合方法 - Google Patents
電極とイオン交換膜との接合方法Info
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- JPH04233165A JPH04233165A JP2409339A JP40933990A JPH04233165A JP H04233165 A JPH04233165 A JP H04233165A JP 2409339 A JP2409339 A JP 2409339A JP 40933990 A JP40933990 A JP 40933990A JP H04233165 A JPH04233165 A JP H04233165A
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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
- Fuel Cell (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池の電極とイオ
ン交換膜との接合に関する。
ン交換膜との接合に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、イオン交換膜を電解質として用い
た燃料電池としては、ＳＰＥ（ジェネラルエレクトリッ
ク社の登録商標） 燃料電池が知られている。このＳＰ
Ｅ燃料電池は、例えば、ナフィオン（デュポン社の登録
商標） と呼ばれる過フッ化スルフォン酸ポリマーを電
解質とした燃料電池であり、水で飽和させて用いられる
。電荷担体は水和プロトンＨ＋ ・ｘＨ２Ｏであり、陰
極で発生した水和プロトンが電解質中を通り、陽極中の
ナフィオン中のスルフォン酸基ＳＯ３ − へ到達する
ことにより、陰極と陽極との間に接続された外部回路に
電流を流している。
た燃料電池としては、ＳＰＥ（ジェネラルエレクトリッ
ク社の登録商標） 燃料電池が知られている。このＳＰ
Ｅ燃料電池は、例えば、ナフィオン（デュポン社の登録
商標） と呼ばれる過フッ化スルフォン酸ポリマーを電
解質とした燃料電池であり、水で飽和させて用いられる
。電荷担体は水和プロトンＨ＋ ・ｘＨ２Ｏであり、陰
極で発生した水和プロトンが電解質中を通り、陽極中の
ナフィオン中のスルフォン酸基ＳＯ３ − へ到達する
ことにより、陰極と陽極との間に接続された外部回路に
電流を流している。
【０００３】従来、イオン交換膜に電極を接合する方法
としては、■結着剤としてかつ撥水剤としてのポリテト
ラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと言う）と触媒粉
末との混合物をＳＰＥにホットプレスする方法、及び■
白金を担持したカーボン粉末にＰＴＦＥを水でけん濁状
にしたものを加えて混練し、ロール圧延してシート状に
し、真空乾燥して電極を形成し、この電極をナフィオン
膜にホットプレスする方法があった。
としては、■結着剤としてかつ撥水剤としてのポリテト
ラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと言う）と触媒粉
末との混合物をＳＰＥにホットプレスする方法、及び■
白金を担持したカーボン粉末にＰＴＦＥを水でけん濁状
にしたものを加えて混練し、ロール圧延してシート状に
し、真空乾燥して電極を形成し、この電極をナフィオン
膜にホットプレスする方法があった。
【０００４】前記■および■のホットプレス条件は５０
Ｋｇｆ／ｃｍ２ で１００〜１５０℃が多く用いられて
いた。
Ｋｇｆ／ｃｍ２ で１００〜１５０℃が多く用いられて
いた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の電極とＳＰＥ膜の接合は乾燥状態で行なわれている
。この場合、乾燥状態では電極とＳＰＥ膜の接合は強固
なものとなっているが、このような電極−ＳＰＥ膜接合
体を燃料電池として使用するに際しては、水に膨潤させ
て用いており、電極およびイオン交換膜の膨潤による伸
びのちがいから、使用中に電極およびイオン交換膜の接
合面が非常に弱くなり、容易に剥がれるという問題点が
あった。
成の電極とＳＰＥ膜の接合は乾燥状態で行なわれている
。この場合、乾燥状態では電極とＳＰＥ膜の接合は強固
なものとなっているが、このような電極−ＳＰＥ膜接合
体を燃料電池として使用するに際しては、水に膨潤させ
て用いており、電極およびイオン交換膜の膨潤による伸
びのちがいから、使用中に電極およびイオン交換膜の接
合面が非常に弱くなり、容易に剥がれるという問題点が
あった。
【０００６】そこで、本発明は、燃料電池の使用中に容
易に剥がれない、電極とイオン交換膜との接合方法を提
供することを目的とする。
易に剥がれない、電極とイオン交換膜との接合方法を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は上記問題点を
解決するために燃料電池において、ａ．イオン交換膜を
水で十分に膨潤させる工程、ｂ．膨潤されたイオン交換
膜を二つの電極ではさみ、電極の外側から圧接手段によ
り圧接する工程、ｃ．圧接状態のイオン交換膜と電極の
複合体の両電極に水中で直流電圧を印加する工程、ｄ．
電極の外側の圧接手段を解除する工程、のａ乃至ｄの工
程からなる電極とイオン交換膜との接合方法としたもの
である。
解決するために燃料電池において、ａ．イオン交換膜を
水で十分に膨潤させる工程、ｂ．膨潤されたイオン交換
膜を二つの電極ではさみ、電極の外側から圧接手段によ
り圧接する工程、ｃ．圧接状態のイオン交換膜と電極の
複合体の両電極に水中で直流電圧を印加する工程、ｄ．
電極の外側の圧接手段を解除する工程、のａ乃至ｄの工
程からなる電極とイオン交換膜との接合方法としたもの
である。
【０００８】前記、直流電圧の印加は、約２０〜３０ボ
ルトで数分〜数十分が好ましい。
ルトで数分〜数十分が好ましい。
【０００９】
【実施例】本発明の電極とイオン交換膜との接合方法を
説明する。イオン交換膜１としてナフィオン１１７（デ
ュポン社の登録商標）を用意し、水で洗浄し、純水中に
入れて十分に膨潤させた。次に、カーボン粉末を結着剤
であるＰＴＦＥとともに加圧成形して触媒非担持の多孔
質状のガス拡散電極２を製造したものを用意し、純水中
にて前記イオン交換膜１をこのガス拡散電極２ではさみ
、さらにガラスエポキシからなる多孔質板３、本実施例
ではガラスエポキシからなるプリント配線基板、を用い
てその外側を挟んで、締め付け枠とボルトナットからな
る締め具４により締めつけをおこなった。この締めつけ
により、多孔質板３の小孔から水が排出された。
説明する。イオン交換膜１としてナフィオン１１７（デ
ュポン社の登録商標）を用意し、水で洗浄し、純水中に
入れて十分に膨潤させた。次に、カーボン粉末を結着剤
であるＰＴＦＥとともに加圧成形して触媒非担持の多孔
質状のガス拡散電極２を製造したものを用意し、純水中
にて前記イオン交換膜１をこのガス拡散電極２ではさみ
、さらにガラスエポキシからなる多孔質板３、本実施例
ではガラスエポキシからなるプリント配線基板、を用い
てその外側を挟んで、締め付け枠とボルトナットからな
る締め具４により締めつけをおこなった。この締めつけ
により、多孔質板３の小孔から水が排出された。
【００１０】次に、その締めつけ体を純水６中に浸漬し
たままの状態で２５ボルトの直流電圧を印加した。図１
はその締めつけ体を純水６中に浸漬して直流電圧を印加
した状態を示している。１０分間電圧を加えて、水の電
気分解をおこなった。このとき電流は２Ａ〜２００ｍＡ
に変化する。この水の電気分解により発生した酸素と水
素は多孔質板３の小孔から排出した。
たままの状態で２５ボルトの直流電圧を印加した。図１
はその締めつけ体を純水６中に浸漬して直流電圧を印加
した状態を示している。１０分間電圧を加えて、水の電
気分解をおこなった。このとき電流は２Ａ〜２００ｍＡ
に変化する。この水の電気分解により発生した酸素と水
素は多孔質板３の小孔から排出した。
【００１１】３０分間電気分解を行なったのち、締め具
４を外し、多孔質板３を取り去ると、イオン交換膜１と
ガス拡散電極２との接合体が得られた。この接合体の電
極を手で引張りナフィオン１１７から手で剥がしたが、
電極は手で剥がれなかった。比較例として、イオン交換
膜としてナフィオン１１７を用意し、これと白金０．５
６ｍｇ／ｃｍ２ を担持したカーボンガス拡散電極をホ
ットプレスにより接合した。この接合体を２４時間純水
中に放置した。電極を手で引っ張ると電極とナフィオン
１１７は容易に剥がれた。
４を外し、多孔質板３を取り去ると、イオン交換膜１と
ガス拡散電極２との接合体が得られた。この接合体の電
極を手で引張りナフィオン１１７から手で剥がしたが、
電極は手で剥がれなかった。比較例として、イオン交換
膜としてナフィオン１１７を用意し、これと白金０．５
６ｍｇ／ｃｍ２ を担持したカーボンガス拡散電極をホ
ットプレスにより接合した。この接合体を２４時間純水
中に放置した。電極を手で引っ張ると電極とナフィオン
１１７は容易に剥がれた。
【００１２】
【発明の効果】本発明の接合方法は、イオン交換膜を水
で十分に膨潤させる工程、膨潤されたイオン交換膜を二
つの電極ではさみ、電極の外側から圧接手段により圧接
する工程、圧接状態のイオン交換膜と電極との複合体の
両電極に水中で直流電圧を印加する工程、及び電極の外
側の圧接手段を解除する工程とからなるものとしたので
、イオン交換膜と電極との接合は水中で行なわれ、長期
間使用しても膨潤による剥がれが生じない。
で十分に膨潤させる工程、膨潤されたイオン交換膜を二
つの電極ではさみ、電極の外側から圧接手段により圧接
する工程、圧接状態のイオン交換膜と電極との複合体の
両電極に水中で直流電圧を印加する工程、及び電極の外
側の圧接手段を解除する工程とからなるものとしたので
、イオン交換膜と電極との接合は水中で行なわれ、長期
間使用しても膨潤による剥がれが生じない。
【００１３】また接合のための装置が比較的簡単なもの
で済み、プレス装置のような大掛かりなものを必要とし
ない。
で済み、プレス装置のような大掛かりなものを必要とし
ない。
【図１】本発明のイオン交換膜−電極接合体の製造を示
す図である。
す図である。
１ イオン交換膜
２ ガス拡散電極
３ 多孔質板
４ 締め具
５ 直流電源
６ 純水
Claims (1)
- 【請求項１】 次のａ乃至ｄの工程からなる電極とイ
オン交換膜の接合方法。 ａ．イオン交換膜を水で十分に膨潤させる工程、ｂ．膨
潤されたイオン交換膜を二つの電極ではさみ、電極の外
側から圧接手段により圧接する工程、ｃ．圧接状態のイ
オン交換膜と電極との複合体の両電極に水中で直流電圧
を印加する工程、 ｄ．電極の外側の圧接手段を解除する工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2409339A JPH04233165A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 電極とイオン交換膜との接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2409339A JPH04233165A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 電極とイオン交換膜との接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04233165A true JPH04233165A (ja) | 1992-08-21 |
Family
ID=18518679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2409339A Withdrawn JPH04233165A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 電極とイオン交換膜との接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04233165A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040004934A (ko) * | 2002-07-06 | 2004-01-16 | 엘지전자 주식회사 | 연료전지의 멤브레인 조립체 |
| JP2009043552A (ja) * | 2007-08-08 | 2009-02-26 | Toyota Motor Corp | 膜電極接合体の製造方法 |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP2409339A patent/JPH04233165A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040004934A (ko) * | 2002-07-06 | 2004-01-16 | 엘지전자 주식회사 | 연료전지의 멤브레인 조립체 |
| JP2009043552A (ja) * | 2007-08-08 | 2009-02-26 | Toyota Motor Corp | 膜電極接合体の製造方法 |
| US8304130B2 (en) | 2007-08-08 | 2012-11-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Manufacturing method of a membrane electrode assembly |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980312 |