JPH05325983A - 固体高分子電解質膜を用いた電気化学デバイスの製造方法 - Google Patents
固体高分子電解質膜を用いた電気化学デバイスの製造方法Info
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- JPH05325983A JPH05325983A JP4127484A JP12748492A JPH05325983A JP H05325983 A JPH05325983 A JP H05325983A JP 4127484 A JP4127484 A JP 4127484A JP 12748492 A JP12748492 A JP 12748492A JP H05325983 A JPH05325983 A JP H05325983A
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体高分子電解質膜と電極触媒層との間に形
成された３次元的な反応界面を特別な操作をすることな
く維持でき、かつ、製造作業も容易な固体高分子電解質
膜を用いた電気化学デイバスの製造方法を提供する。 【構成】 電極触媒層２を挟んで固体高分子電解質膜１
と電極基材３とを１３０℃以上２１０℃未満の温度下で
ホットプレスして、前記電極基材３の表面を前記固体高
分子電解質膜内に３０μｍ以上の深さまで食い込ませ
た。このことにより、電極触媒層２と固体高分子電解質
膜１と間に３次元的な反応界面を形成できると共に、固
体高分子電解質膜１が吸湿して膨張しても電極基材３が
固体高分子電解質膜１から外れたり、脱落してしまうこ
とはない。
成された３次元的な反応界面を特別な操作をすることな
く維持でき、かつ、製造作業も容易な固体高分子電解質
膜を用いた電気化学デイバスの製造方法を提供する。 【構成】 電極触媒層２を挟んで固体高分子電解質膜１
と電極基材３とを１３０℃以上２１０℃未満の温度下で
ホットプレスして、前記電極基材３の表面を前記固体高
分子電解質膜内に３０μｍ以上の深さまで食い込ませ
た。このことにより、電極触媒層２と固体高分子電解質
膜１と間に３次元的な反応界面を形成できると共に、固
体高分子電解質膜１が吸湿して膨張しても電極基材３が
固体高分子電解質膜１から外れたり、脱落してしまうこ
とはない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、燃料電池や電界槽お
よびガスセンサ等に使用される固体高分子電解質膜を用
いた電気化学デバイスの製造方法に関する。
よびガスセンサ等に使用される固体高分子電解質膜を用
いた電気化学デバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体高分子電解質膜に電極触媒層を取り
付けた電気化学デバイスは燃料電池や電界槽等に広く用
いられている。そしてこのような電気化学デバイスでは
電極触媒層の利用率を高めるために種々の製造方法が提
案されている。例えば特公平２−４９８７号公報で示さ
れるものでは、固体高分子電解質膜の表面を研磨材等を
用いて粗面化し、この部分に電極触媒層を固着すること
により、固体高分子電解質膜と電極触媒層との間の反応
界面を３次元的に拡大し、このことにより、電極触媒層
の利用効率を高めている。
付けた電気化学デバイスは燃料電池や電界槽等に広く用
いられている。そしてこのような電気化学デバイスでは
電極触媒層の利用率を高めるために種々の製造方法が提
案されている。例えば特公平２−４９８７号公報で示さ
れるものでは、固体高分子電解質膜の表面を研磨材等を
用いて粗面化し、この部分に電極触媒層を固着すること
により、固体高分子電解質膜と電極触媒層との間の反応
界面を３次元的に拡大し、このことにより、電極触媒層
の利用効率を高めている。
【０００３】また、特開平３−１６７７５２号公報で示
されるものでは、電極触媒層の表面をプレス治具にて凹
凸形状に仕上げ、この電極触媒層を固体高分子電解質膜
に密着させることにより、固体高分子電解質膜と電極触
媒層との間の反応界面を３次元的に拡大し、このことに
より、電極触媒層の利用効率を高めている。
されるものでは、電極触媒層の表面をプレス治具にて凹
凸形状に仕上げ、この電極触媒層を固体高分子電解質膜
に密着させることにより、固体高分子電解質膜と電極触
媒層との間の反応界面を３次元的に拡大し、このことに
より、電極触媒層の利用効率を高めている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電気化学デバイスでは、いずれについても、固体高
分子電解質膜が水分を吸収して大幅に膨張すると固体高
分子電解質膜と電極触媒層との３次元的反応界面が物理
的に外れて離れやすいという問題があった。このため、
このような電気化学デバイスでは固体高分子電解質膜が
吸湿しても膨張しないように、この電気化学デバイスの
動作いかんによらず、常時固体高分子電解質膜と電極触
媒層との間にかなりの面圧をかけておく必要があった。
また、上記電気化学デバイスでは、いずれも粗面化の工
程を必要とし、その製造作業も容易ではなかった。
来の電気化学デバイスでは、いずれについても、固体高
分子電解質膜が水分を吸収して大幅に膨張すると固体高
分子電解質膜と電極触媒層との３次元的反応界面が物理
的に外れて離れやすいという問題があった。このため、
このような電気化学デバイスでは固体高分子電解質膜が
吸湿しても膨張しないように、この電気化学デバイスの
動作いかんによらず、常時固体高分子電解質膜と電極触
媒層との間にかなりの面圧をかけておく必要があった。
また、上記電気化学デバイスでは、いずれも粗面化の工
程を必要とし、その製造作業も容易ではなかった。
【０００５】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、固体高分子電解質膜と電極
触媒層との間に形成された３次元的な反応界面を特別な
操作をすることなく維持でき、かつ、製造作業も容易な
固体高分子電解質膜を用いた電気化学デバイスの製造方
法を提供することを目的とする。
ためになされたものであり、固体高分子電解質膜と電極
触媒層との間に形成された３次元的な反応界面を特別な
操作をすることなく維持でき、かつ、製造作業も容易な
固体高分子電解質膜を用いた電気化学デバイスの製造方
法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明に
係る固体高分子電解質膜を用いた電気化学デバイスの製
造方法は、電極触媒層を挟んで固体高分子電解質膜と電
極基材とを１３０℃以上２１０℃未満の温度下でホット
プレスして、電極基材の表面を固体高分子電解質膜内に
３０μｍ以上の深さまで食い込ませたことを特徴とす
る。
係る固体高分子電解質膜を用いた電気化学デバイスの製
造方法は、電極触媒層を挟んで固体高分子電解質膜と電
極基材とを１３０℃以上２１０℃未満の温度下でホット
プレスして、電極基材の表面を固体高分子電解質膜内に
３０μｍ以上の深さまで食い込ませたことを特徴とす
る。
【０００７】この発明の第２の発明に係る固体高分子電
解質膜を用いた電気化学デバイスの製造方法は、電極触
媒層を挟んで固体高分子電解質膜と電極基材とを１３０
℃以上２１０℃未満の温度下でホットプレスして、電極
基材の表面を固体高分子電解質膜内に食い込ませたこと
を特徴とする。
解質膜を用いた電気化学デバイスの製造方法は、電極触
媒層を挟んで固体高分子電解質膜と電極基材とを１３０
℃以上２１０℃未満の温度下でホットプレスして、電極
基材の表面を固体高分子電解質膜内に食い込ませたこと
を特徴とする。
【０００８】
【作用】第１の発明において、ホットプレスの温度を１
３０℃以上２１０℃未満としたのは、固体高分子電解質
膜に熱分解を生じさせることなく電極基材を小さな面圧
で固体高分子電解質膜内に食い込ませることができるか
らである。また、第１の発明において、電極基材の表面
を固体高分子電解質膜内に３０μｍの以上の厚さまで食
い込ませたのは、固体高分子電解質膜が吸湿して膨張し
ても電極基材が固体高分子電解質膜側から一部外れた
り、脱落するのを防止するためであり、かつ、固体高分
子電解質膜と電極触媒層との間に３次元的な反応界面を
形成するためである。
３０℃以上２１０℃未満としたのは、固体高分子電解質
膜に熱分解を生じさせることなく電極基材を小さな面圧
で固体高分子電解質膜内に食い込ませることができるか
らである。また、第１の発明において、電極基材の表面
を固体高分子電解質膜内に３０μｍの以上の厚さまで食
い込ませたのは、固体高分子電解質膜が吸湿して膨張し
ても電極基材が固体高分子電解質膜側から一部外れた
り、脱落するのを防止するためであり、かつ、固体高分
子電解質膜と電極触媒層との間に３次元的な反応界面を
形成するためである。
【０００９】第２の発明において、電極基材全体を固体
高分子電解質膜内に食い込ませたのは、電極基材の固体
高分子電解質膜側からの外れや脱落を一層防止するため
である。
高分子電解質膜内に食い込ませたのは、電極基材の固体
高分子電解質膜側からの外れや脱落を一層防止するため
である。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。 実施例１．図１はこの発明の第１の発明に係る一実施例
を示すホットプレス前の固体高分子電解質型電極を構成
する各部材の側面図、図２はホットプレスして形成され
た固体高分子電解質型電極の側断面図である。
る。 実施例１．図１はこの発明の第１の発明に係る一実施例
を示すホットプレス前の固体高分子電解質型電極を構成
する各部材の側面図、図２はホットプレスして形成され
た固体高分子電解質型電極の側断面図である。
【００１１】図において、１はイオンは通すが電子は通
さない固体高分子電解質膜、２は厚さが５０μｍ以下の
薄い電極触媒層、３は所定の温度では固体高分子電解質
膜１より硬い多孔質または空孔や隙間の多い導電性材料
からなる電極基材、４はその両面に電極触媒層２が置か
れた固体高分子電解質膜１を一対の電極基材３、３で挟
み付けてホットプレスし、電極基材３が固体高分子電解
質膜１の内方に３０μｍ以上の深さまで食い込んでいる
電気化学デバイスとしての固体高分子電解質型電極であ
る。
さない固体高分子電解質膜、２は厚さが５０μｍ以下の
薄い電極触媒層、３は所定の温度では固体高分子電解質
膜１より硬い多孔質または空孔や隙間の多い導電性材料
からなる電極基材、４はその両面に電極触媒層２が置か
れた固体高分子電解質膜１を一対の電極基材３、３で挟
み付けてホットプレスし、電極基材３が固体高分子電解
質膜１の内方に３０μｍ以上の深さまで食い込んでいる
電気化学デバイスとしての固体高分子電解質型電極であ
る。
【００１２】ここで、固体高分子電解質膜１として使用
できるものには、例えばイー・アイ・デュポン社（Ｅ．
Ｉ．Ｄｕｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｕｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ）
からナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ）の商品名で販売されて
いるスルホン化パーフルオロカーボン膜や、ダウ・ケミ
カル社（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）から販売
されている同様な膜がある。また、電極触媒層２として
使用できるものには、白金黒微粒子とポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂の分散液および固体高分子電解質膜を加
水分解してイソプロピルアルコールを主成分とする溶媒
に溶解した液を混練して５０μｍ以下の厚さに圧延した
薄膜シート、または白金黒微粒子の代わりに白金微粒子
を担持した高表面積のカーボン粉末を用いて作成された
薄膜シート、または固体高分子電解質膜１に直接無電解
メッキされた白金微粒子層や固体高分子電解質膜１に物
理的に付着した白金粒子等がある。さらに、電極基材３
として使用できるものには、多孔質なカーボンペーパや
白金メッキしたチタン製のエキスパンドメタル板等があ
る。
できるものには、例えばイー・アイ・デュポン社（Ｅ．
Ｉ．Ｄｕｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｕｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ）
からナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ）の商品名で販売されて
いるスルホン化パーフルオロカーボン膜や、ダウ・ケミ
カル社（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）から販売
されている同様な膜がある。また、電極触媒層２として
使用できるものには、白金黒微粒子とポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂の分散液および固体高分子電解質膜を加
水分解してイソプロピルアルコールを主成分とする溶媒
に溶解した液を混練して５０μｍ以下の厚さに圧延した
薄膜シート、または白金黒微粒子の代わりに白金微粒子
を担持した高表面積のカーボン粉末を用いて作成された
薄膜シート、または固体高分子電解質膜１に直接無電解
メッキされた白金微粒子層や固体高分子電解質膜１に物
理的に付着した白金粒子等がある。さらに、電極基材３
として使用できるものには、多孔質なカーボンペーパや
白金メッキしたチタン製のエキスパンドメタル板等があ
る。
【００１３】つぎにホットプレスの条件について説明す
る。まず、ホットプレス時の一般的温度および圧力条件
について説明する。固体高分子電解質膜１は一般に１３
０℃以上の温度で軟化し、２１０℃以上の温度で熱分解
を開始する。したがって、ホットプレスの温度は１３０
℃以上で２１０℃未満の温度が望ましい。また、固体高
分子電解質膜１は１３０℃以上の温度では１０ｋｇｆ／
ｃｍ2 以上の面圧で容易に変形する。したがって、ホッ
トプレスの圧力は１０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上となる。な
お、電極基材３として前記カーボンペーパを使用する場
合には、カーボンの繊維が１００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の
面圧では切断されるおそれがあるため、ホットプレスの
最高圧力は１００ｋｇ／ｃｍ2 未満が好ましいが、電極
基材３として前記エキスパンドメタル板を使用する場合
はこのような制限はない。
る。まず、ホットプレス時の一般的温度および圧力条件
について説明する。固体高分子電解質膜１は一般に１３
０℃以上の温度で軟化し、２１０℃以上の温度で熱分解
を開始する。したがって、ホットプレスの温度は１３０
℃以上で２１０℃未満の温度が望ましい。また、固体高
分子電解質膜１は１３０℃以上の温度では１０ｋｇｆ／
ｃｍ2 以上の面圧で容易に変形する。したがって、ホッ
トプレスの圧力は１０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上となる。な
お、電極基材３として前記カーボンペーパを使用する場
合には、カーボンの繊維が１００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の
面圧では切断されるおそれがあるため、ホットプレスの
最高圧力は１００ｋｇ／ｃｍ2 未満が好ましいが、電極
基材３として前記エキスパンドメタル板を使用する場合
はこのような制限はない。
【００１４】つぎに、ホットプレス時の電極基材３の表
面の固体高分子電解質膜１に対する食い込み深さについ
て具体例を挙げて説明する。なお、この場合、固体高分
子電解質膜１としてナフィオン１１７を使用した。電極
基材３として厚さ０．１ｍｍの前記カーボンペーパを使
用し、温度１７０℃、圧力５０ｋｇｆ／ｃｍ2 の条件で
ホットプレスして、カーボンペーパの食い込み深さが７
０μｍに達している場合は、ホットプレスしてできたこ
の固体高分子電解質型電極４を水中で２昼夜放置して
も、固体高分子電解質膜１が膨張してカーボンペーパに
外れや脱落が生じることはなく、かつ、固体高分子電解
質型電極４の電気化学デバイスとしての機能も維持され
ている。
面の固体高分子電解質膜１に対する食い込み深さについ
て具体例を挙げて説明する。なお、この場合、固体高分
子電解質膜１としてナフィオン１１７を使用した。電極
基材３として厚さ０．１ｍｍの前記カーボンペーパを使
用し、温度１７０℃、圧力５０ｋｇｆ／ｃｍ2 の条件で
ホットプレスして、カーボンペーパの食い込み深さが７
０μｍに達している場合は、ホットプレスしてできたこ
の固体高分子電解質型電極４を水中で２昼夜放置して
も、固体高分子電解質膜１が膨張してカーボンペーパに
外れや脱落が生じることはなく、かつ、固体高分子電解
質型電極４の電気化学デバイスとしての機能も維持され
ている。
【００１５】また、電極基材３として前記エキスパンド
メタル板を使用すると、同一温度・圧力で上記の場合よ
りさらに食い込み深さを大きくすることができるが、温
度を下げてエキスパンドメタル板をホットプレスにより
３０μｍ以上食い込ませた場合、できた固体高分子電解
質型電極４はその固体高分子電解質膜１が吸湿した場合
でも、エキスパンドメタル板の外れや脱落はなく、か
つ、エキスパンドメタル板の電極基材３としての集電機
能に支障はなかった。
メタル板を使用すると、同一温度・圧力で上記の場合よ
りさらに食い込み深さを大きくすることができるが、温
度を下げてエキスパンドメタル板をホットプレスにより
３０μｍ以上食い込ませた場合、できた固体高分子電解
質型電極４はその固体高分子電解質膜１が吸湿した場合
でも、エキスパンドメタル板の外れや脱落はなく、か
つ、エキスパンドメタル板の電極基材３としての集電機
能に支障はなかった。
【００１６】一方、電極基材３としてカーボンペーパと
エキスパンドメタル板のいずれを使用した場合でも、そ
の固体高分子電解質膜１への食い込み深さが３０μｍ未
満の場合は、ホットプレス後、固体高分子電解質膜１が
吸湿して膨張すれば、電極基材３が固体高分子電解質膜
１から一部外れたり、脱落していまうおそれが強かっ
た。
エキスパンドメタル板のいずれを使用した場合でも、そ
の固体高分子電解質膜１への食い込み深さが３０μｍ未
満の場合は、ホットプレス後、固体高分子電解質膜１が
吸湿して膨張すれば、電極基材３が固体高分子電解質膜
１から一部外れたり、脱落していまうおそれが強かっ
た。
【００１７】その他種々の実験結果から、電極基材３の
固体高分子電解質膜１内への食い込み深さは、ホットプ
レス時の温度・圧力条件のみならず、電極触媒層２の組
成と厚さ、電極基材３の材質と形状、固体高分子電解質
膜１の種類等によっても変化することがわかったが、い
ずれにしても、吸湿による電極基材３の固体高分子電解
質膜１からの脱落を防止するために電極基材３の固体高
分子電解質膜１内への食い込み深さは３０μｍ以上ある
ことが望ましいことがわかった。
固体高分子電解質膜１内への食い込み深さは、ホットプ
レス時の温度・圧力条件のみならず、電極触媒層２の組
成と厚さ、電極基材３の材質と形状、固体高分子電解質
膜１の種類等によっても変化することがわかったが、い
ずれにしても、吸湿による電極基材３の固体高分子電解
質膜１からの脱落を防止するために電極基材３の固体高
分子電解質膜１内への食い込み深さは３０μｍ以上ある
ことが望ましいことがわかった。
【００１８】つぎに上記条件でホットプレスし、電極基
材３が固体高分子電解質膜１内へ３０μｍ以上食い込ん
でいる場合の電極触媒層２周りの状態について説明す
る。固体高分子電解質型電極４の電極触媒層２の断面を
走査形電子顕微鏡で観察すると、図２で示されるよう
に、電極触媒層２と固体高分子電解質膜１との反応界面
が３次元的に形成されていることがわかる。
材３が固体高分子電解質膜１内へ３０μｍ以上食い込ん
でいる場合の電極触媒層２周りの状態について説明す
る。固体高分子電解質型電極４の電極触媒層２の断面を
走査形電子顕微鏡で観察すると、図２で示されるよう
に、電極触媒層２と固体高分子電解質膜１との反応界面
が３次元的に形成されていることがわかる。
【００１９】すなわち、ホットプレス時に、固体高分子
電解質膜１が電極基材３の孔部内に入り込もうとする。
電極基材３の孔部内に侵入しようとする固体高分子電解
質膜１の動きにより、固体高分子電解質膜１と電極基材
３との間に配置された電極触媒層２は伸ばされて電極基
材３の孔部内に山形状またはポリープ状の突起（断面の
み見ると図２で示されるように蛇腹状に見える）となっ
て侵入する。同時に、固体高分子電解質膜１も電極基材
３の孔部内を電極触媒層２の突起の内面側まで入り込ん
でいて、電極触媒層２と固体高分子電解質膜１との反応
界面は３次元的に形成され、この反応界面は平面的なも
のに比べ拡大されている。したがって、この固体高分子
電解質型電極４では電極触媒層２の利用率を高めること
ができ、固体高分子電解質型電極４は小型で高性能な電
気化学デバイスとして利用される。
電解質膜１が電極基材３の孔部内に入り込もうとする。
電極基材３の孔部内に侵入しようとする固体高分子電解
質膜１の動きにより、固体高分子電解質膜１と電極基材
３との間に配置された電極触媒層２は伸ばされて電極基
材３の孔部内に山形状またはポリープ状の突起（断面の
み見ると図２で示されるように蛇腹状に見える）となっ
て侵入する。同時に、固体高分子電解質膜１も電極基材
３の孔部内を電極触媒層２の突起の内面側まで入り込ん
でいて、電極触媒層２と固体高分子電解質膜１との反応
界面は３次元的に形成され、この反応界面は平面的なも
のに比べ拡大されている。したがって、この固体高分子
電解質型電極４では電極触媒層２の利用率を高めること
ができ、固体高分子電解質型電極４は小型で高性能な電
気化学デバイスとして利用される。
【００２０】実施例２．実施例１では温度が１３０℃か
ら２１０℃の条件下で電極基材３の表面を固体高分子電
解質膜１内に３０μｍ以上の深さで食い込ませるように
ホットプレスしたが、この実施例２ではこの条件はその
まま守った状態で、電極基材３全体を固体高分子電解質
膜１内にすっぽり埋め込むように食い込ませた。このこ
とにより、電極基材３の固体高分子電解質膜１からの脱
落がより防止される。但し、この場合、両側の電極基材
３どうしが接触すれば電気化学デバイスとしての機能が
失われるため、この点は注意する必要がある。
ら２１０℃の条件下で電極基材３の表面を固体高分子電
解質膜１内に３０μｍ以上の深さで食い込ませるように
ホットプレスしたが、この実施例２ではこの条件はその
まま守った状態で、電極基材３全体を固体高分子電解質
膜１内にすっぽり埋め込むように食い込ませた。このこ
とにより、電極基材３の固体高分子電解質膜１からの脱
落がより防止される。但し、この場合、両側の電極基材
３どうしが接触すれば電気化学デバイスとしての機能が
失われるため、この点は注意する必要がある。
【００２１】なお、実施例１および実施例２では、固体
高分子電解質膜１の両面側に電極触媒層２と電極基材３
とを食い込ませる電気化学デバイスについて説明した
が、固体高分子電解質膜１の片面側にのみ電極触媒層２
と電極基材３とを食い込ませる電気化学デバイスに対し
てもこの発明は適用できる。
高分子電解質膜１の両面側に電極触媒層２と電極基材３
とを食い込ませる電気化学デバイスについて説明した
が、固体高分子電解質膜１の片面側にのみ電極触媒層２
と電極基材３とを食い込ませる電気化学デバイスに対し
てもこの発明は適用できる。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
の第１の発明によれば、電極触媒層を挟んで固体高分子
電解質膜と電極基材とを１３０℃以上２１０℃未満の温
度下でポットプレスして、電極基材の表面を固体高分子
電解質膜内に３０μｍ以上の深さまで食い込ませたの
で、固体高分子電解質膜と電極触媒層との間に３次元的
な反応界面を形成できると共に、この反応界面を特別な
操作をすることなく維持できる。また、この第１の発明
によれば、従来の電気化学デバイスのように粗面化の工
程が不要であり、固体高分子電解質膜を用いた電気化学
デバイスの製造作業の容易化も図ることができ。
の第１の発明によれば、電極触媒層を挟んで固体高分子
電解質膜と電極基材とを１３０℃以上２１０℃未満の温
度下でポットプレスして、電極基材の表面を固体高分子
電解質膜内に３０μｍ以上の深さまで食い込ませたの
で、固体高分子電解質膜と電極触媒層との間に３次元的
な反応界面を形成できると共に、この反応界面を特別な
操作をすることなく維持できる。また、この第１の発明
によれば、従来の電気化学デバイスのように粗面化の工
程が不要であり、固体高分子電解質膜を用いた電気化学
デバイスの製造作業の容易化も図ることができ。
【００２３】またこの発明の第２の発明によれば、ホッ
トプレスにあたり、電極基材全体を固体高分子電解質膜
内に食い込ませるようにしたので、電極基材の固体高分
子電解質膜側からの外れや脱落が一層なくなる。
トプレスにあたり、電極基材全体を固体高分子電解質膜
内に食い込ませるようにしたので、電極基材の固体高分
子電解質膜側からの外れや脱落が一層なくなる。
【図１】この発明の実施例１に関するホットプレス前の
固体高分子電解質型電極を構成する各部材の側面図であ
る。
固体高分子電解質型電極を構成する各部材の側面図であ
る。
【図２】この発明の実施例１に関する固体高分子電解質
型電極の側断面図である。
型電極の側断面図である。
１ 固体高分子電解質膜 ２ 電極触媒層 ３ 電極基材 ４ 固体高分子電解質型電極（電気化学デバイス）
Claims (2)
- 【請求項１】 電極触媒層を挟んで固体高分子電解質膜
と電極基材とを１３０℃以上２１０℃未満の温度下でホ
ットプレスして、前記電極基材の表面を前記固体高分子
電解質膜内に３０μｍ以上の深さまで食い込ませたこと
を特徴とする固体高分子電解質膜を用いた電気化学デバ
イスの製造方法。 - 【請求項２】 電極触媒層を挟んで固体高分子電解質膜
と電極基材とを１３０℃以上２１０℃未満の温度下でホ
ットプレスして、前記電極基材の表面を前記固体高分子
電解質膜内に３０μｍ以上の深さまで食い込ませると共
に、前記電極基材全体を前記固体高分子電解質膜内に食
い込ませたことを特徴とする固体高分子電解質膜を用い
た電気化学デバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP04127484A JP3100754B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 固体高分子電解質膜を用いた電気化学デバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04127484A JP3100754B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 固体高分子電解質膜を用いた電気化学デバイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05325983A true JPH05325983A (ja) | 1993-12-10 |
| JP3100754B2 JP3100754B2 (ja) | 2000-10-23 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04127484A Expired - Fee Related JP3100754B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 固体高分子電解質膜を用いた電気化学デバイスの製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2002075407A (ja) * | 2000-09-01 | 2002-03-15 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用電極構造体およびその製造方法 |
| JP2002075383A (ja) * | 2000-09-01 | 2002-03-15 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用電極構造体およびその製造方法 |
| WO2004075321A1 (ja) * | 2003-02-18 | 2004-09-02 | Nec Corporation | 燃料電池用電極およびこれを用いた燃料電池 |
| WO2004075322A1 (ja) * | 2003-02-18 | 2004-09-02 | Nec Corporation | 燃料電池用電極、燃料電池、およびこれらの製造方法 |
| JP2007179893A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Dainippon Printing Co Ltd | 触媒層−電解質膜積層体及びその製造方法 |
| JP2007179852A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Nissan Motor Co Ltd | 高耐久性燃料電池 |
| JP2007257886A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Toyota Motor Corp | 燃料電池及び燃料電池の製造方法 |
| JP2010257669A (ja) * | 2009-04-23 | 2010-11-11 | Toppan Printing Co Ltd | 膜電極接合体及びその製造方法並びに固体高分子形燃料電池 |
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1992
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Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999066578A1 (fr) * | 1998-06-16 | 1999-12-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pile a combustible renfermant un electrolyte polymere |
| US6746793B1 (en) | 1998-06-16 | 2004-06-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer electrolyte fuel cell |
| EP1114667A1 (en) * | 1999-12-21 | 2001-07-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electrochemical device using solid polymer electrolytic film |
| US6599403B2 (en) | 1999-12-21 | 2003-07-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electrochemical device using solid polymer electrolytic film |
| JP2002075382A (ja) * | 2000-09-01 | 2002-03-15 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用電極構造体およびその製造方法 |
| JP2002075407A (ja) * | 2000-09-01 | 2002-03-15 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用電極構造体およびその製造方法 |
| JP2002075383A (ja) * | 2000-09-01 | 2002-03-15 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用電極構造体およびその製造方法 |
| WO2004075322A1 (ja) * | 2003-02-18 | 2004-09-02 | Nec Corporation | 燃料電池用電極、燃料電池、およびこれらの製造方法 |
| WO2004075321A1 (ja) * | 2003-02-18 | 2004-09-02 | Nec Corporation | 燃料電池用電極およびこれを用いた燃料電池 |
| JPWO2004075322A1 (ja) * | 2003-02-18 | 2006-06-01 | 日本電気株式会社 | 燃料電池用電極、燃料電池、およびこれらの製造方法 |
| JP4626514B2 (ja) * | 2003-02-18 | 2011-02-09 | 日本電気株式会社 | 燃料電池用電極、燃料電池、およびこれらの製造方法 |
| JP2007179852A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Nissan Motor Co Ltd | 高耐久性燃料電池 |
| JP2007179893A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Dainippon Printing Co Ltd | 触媒層−電解質膜積層体及びその製造方法 |
| JP2007257886A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Toyota Motor Corp | 燃料電池及び燃料電池の製造方法 |
| US9059443B2 (en) | 2006-06-06 | 2015-06-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Fuel cell, fuel cell system and electronic device |
| US8741500B2 (en) | 2007-08-02 | 2014-06-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Fuel cell stack and fuel cell system |
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