JPH06203850A - 固体高分子電解質膜と電極との接合方法および接合装置 - Google Patents
固体高分子電解質膜と電極との接合方法および接合装置Info
- Publication number
- JPH06203850A JPH06203850A JP4358060A JP35806092A JPH06203850A JP H06203850 A JPH06203850 A JP H06203850A JP 4358060 A JP4358060 A JP 4358060A JP 35806092 A JP35806092 A JP 35806092A JP H06203850 A JPH06203850 A JP H06203850A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polymer electrolyte
- solid polymer
- electrolyte membrane
- electrode
- electrodes
- 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.)
- Pending
Links
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】
【目的】 従来のヒーターによる加熱手段を用いること
なく、特定の加熱および冷却手段を設けて、加熱および
冷却を迅速に効率よく行なうことにより固体高分子電解
質膜の変質を防止すると共に十分な接合を達成すること
ができる固体高分子電解質膜と電極との接合方法および
接合装置を提供することを目的としている。 【構成】 本発明は、２枚の電極の間に固体高分子電解
質膜を挟んでなる積層体をメス型金型とオス型金型との
組合せよりなる圧着用金型に入れ、次いで該圧着用金型
をそれぞれ熱媒体による加熱手段と冷却水による冷却手
段とを内蔵する２枚のプレス板で挟み、該プレス板に熱
媒体を供給して該圧着用金型を加熱し、該圧着用金型を
所定温度に保ちつつ一定時間、一定圧力下にプレスして
該電極と該固体高分子電解質膜とを接合し、次いで該熱
媒体の供給を止め、次いで該プレス板に冷却水を供給し
て冷却することを特徴とする固体高分子電解質膜と電極
との接合方法；および接合装置を提供する。
なく、特定の加熱および冷却手段を設けて、加熱および
冷却を迅速に効率よく行なうことにより固体高分子電解
質膜の変質を防止すると共に十分な接合を達成すること
ができる固体高分子電解質膜と電極との接合方法および
接合装置を提供することを目的としている。 【構成】 本発明は、２枚の電極の間に固体高分子電解
質膜を挟んでなる積層体をメス型金型とオス型金型との
組合せよりなる圧着用金型に入れ、次いで該圧着用金型
をそれぞれ熱媒体による加熱手段と冷却水による冷却手
段とを内蔵する２枚のプレス板で挟み、該プレス板に熱
媒体を供給して該圧着用金型を加熱し、該圧着用金型を
所定温度に保ちつつ一定時間、一定圧力下にプレスして
該電極と該固体高分子電解質膜とを接合し、次いで該熱
媒体の供給を止め、次いで該プレス板に冷却水を供給し
て冷却することを特徴とする固体高分子電解質膜と電極
との接合方法；および接合装置を提供する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体高分子型燃料電
池、水電解装置、温度差電池、水素濃淡電池、食塩電解
装置などに用いられる固体高分子電解質膜と電極との接
合方法および接合装置に関する。
池、水電解装置、温度差電池、水素濃淡電池、食塩電解
装置などに用いられる固体高分子電解質膜と電極との接
合方法および接合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】従来、固体高分子型燃料
電池に用いられる固体高分子電解質膜と電極との接合方
法としては、ヒーターによる加熱手段を用いるホットプ
レス法が知られている。
電池に用いられる固体高分子電解質膜と電極との接合方
法としては、ヒーターによる加熱手段を用いるホットプ
レス法が知られている。
【０００３】特開平３−８４８６６号公報には、従来の
ホットプレス法の問題、すなわち使用に際して固体高分
子電解質膜とガス拡散電極との膨張の差による剥離の問
題を解消する接合方法として、２枚のガス拡散電極で固
体高分子電解質膜を挟んで密閉系に収容し、該密閉系に
水を供給し、ホットプレスに内蔵されるヒーターで加
熱、加圧することにより飽和水蒸気圧の下で接合する方
法が開示されている。
ホットプレス法の問題、すなわち使用に際して固体高分
子電解質膜とガス拡散電極との膨張の差による剥離の問
題を解消する接合方法として、２枚のガス拡散電極で固
体高分子電解質膜を挟んで密閉系に収容し、該密閉系に
水を供給し、ホットプレスに内蔵されるヒーターで加
熱、加圧することにより飽和水蒸気圧の下で接合する方
法が開示されている。
【０００４】しかしながら、従来の固体高分子電解質膜
と電極との接合方法においては、加熱手段としてヒータ
ーを用いているため、十分な接合を得るためには固体高
分子電解質膜の変質が避けられず、一方該膜の変質を防
ぐためには十分な接合を犠牲にしなければならないとい
う問題があった。
と電極との接合方法においては、加熱手段としてヒータ
ーを用いているため、十分な接合を得るためには固体高
分子電解質膜の変質が避けられず、一方該膜の変質を防
ぐためには十分な接合を犠牲にしなければならないとい
う問題があった。
【０００５】本発明は、固体高分子型燃料電池などに用
いられる固体高分子電解質膜と電極との接合に際し、従
来のヒーターによる加熱手段を用いることなく、特定の
加熱および冷却手段を設けて、加熱および冷却を迅速に
効率よく行なうことにより固体高分子電解質膜の変質を
防止すると共に十分な接合を達成することができる固体
高分子電解質膜と電極との接合方法および接合装置を提
供することを目的としている。
いられる固体高分子電解質膜と電極との接合に際し、従
来のヒーターによる加熱手段を用いることなく、特定の
加熱および冷却手段を設けて、加熱および冷却を迅速に
効率よく行なうことにより固体高分子電解質膜の変質を
防止すると共に十分な接合を達成することができる固体
高分子電解質膜と電極との接合方法および接合装置を提
供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、２枚の電極の
間に固体高分子電解質膜を挟んでなる積層体をメス型金
型とオス型金型との組合せよりなる圧着用金型に入れ、
次いで該圧着用金型をそれぞれ熱媒体による加熱手段と
冷却水による冷却手段とを内蔵する２枚のプレス板で挟
み、該プレス板に熱媒体を供給して該圧着用金型を加熱
し、該圧着用金型を所定温度に保ちつつ一定時間、一定
圧力下にプレスして該電極と該固体高分子電解質膜とを
接合し、次いで該熱媒体の供給を止め、次いで該プレス
板に冷却水を供給して冷却することを特徴とする固体高
分子電解質膜と電極との接合方法を提供するものであ
る。
間に固体高分子電解質膜を挟んでなる積層体をメス型金
型とオス型金型との組合せよりなる圧着用金型に入れ、
次いで該圧着用金型をそれぞれ熱媒体による加熱手段と
冷却水による冷却手段とを内蔵する２枚のプレス板で挟
み、該プレス板に熱媒体を供給して該圧着用金型を加熱
し、該圧着用金型を所定温度に保ちつつ一定時間、一定
圧力下にプレスして該電極と該固体高分子電解質膜とを
接合し、次いで該熱媒体の供給を止め、次いで該プレス
板に冷却水を供給して冷却することを特徴とする固体高
分子電解質膜と電極との接合方法を提供するものであ
る。
【０００７】本発明は、また２枚の電極の間に固体高分
子電解質膜を挟んでなる積層体を収納し、メス型金型と
オス型金型との組合せよりなる圧着用金型、およびそれ
ぞれ熱媒体による加熱手段と冷却水による冷却手段とを
内蔵し、該圧着用金型を挟んでなる２枚のプレス板より
なる固体高分子電解質膜と電極との接合装置を提供する
ものである。
子電解質膜を挟んでなる積層体を収納し、メス型金型と
オス型金型との組合せよりなる圧着用金型、およびそれ
ぞれ熱媒体による加熱手段と冷却水による冷却手段とを
内蔵し、該圧着用金型を挟んでなる２枚のプレス板より
なる固体高分子電解質膜と電極との接合装置を提供する
ものである。
【０００８】本発明において用いられる電極としては、
シート状の形状を持つ電極、例えばガス拡散電極などが
あげられる。
シート状の形状を持つ電極、例えばガス拡散電極などが
あげられる。
【０００９】本発明において用いられる固体高分子電解
質膜としては、例えば、ＮＡＦＩＯＮ−１１７（パーフ
ルオロカーボンスルホン酸樹脂、デュポン社製、商品
名）があげられる。
質膜としては、例えば、ＮＡＦＩＯＮ−１１７（パーフ
ルオロカーボンスルホン酸樹脂、デュポン社製、商品
名）があげられる。
【００１０】本発明の圧着用金型は、メス型金型とオス
型金型との組合せによって構成され、両者間に２枚の電
極の間に固体高分子電解質膜を挟んでなる積層体が装着
される構造を有し、従来公知のものを用いることができ
る。
型金型との組合せによって構成され、両者間に２枚の電
極の間に固体高分子電解質膜を挟んでなる積層体が装着
される構造を有し、従来公知のものを用いることができ
る。
【００１１】本発明のプレス板には、熱媒体による加熱
手段と冷却水による冷却手段とが内蔵されており、熱媒
体としては、シリコーン・オイル（商品名、信越化学
製）などを用いることができる。熱媒体による加熱手段
としては、プレス板全体にわたって均等に熱媒体の通路
を設ける方法であれば特に制限されるものではないが、
例えば、図１に示されるように冷却手段としての冷却水
の通路と交互に熱媒体の通路を設ける方法があげられ
る。冷却水による冷却手段としても、熱媒体による加熱
手段と同様で、例えば図１に示されるように加熱手段と
しての熱媒体の通路と交互に冷却水の通路を設ける方法
があげられる。
手段と冷却水による冷却手段とが内蔵されており、熱媒
体としては、シリコーン・オイル（商品名、信越化学
製）などを用いることができる。熱媒体による加熱手段
としては、プレス板全体にわたって均等に熱媒体の通路
を設ける方法であれば特に制限されるものではないが、
例えば、図１に示されるように冷却手段としての冷却水
の通路と交互に熱媒体の通路を設ける方法があげられ
る。冷却水による冷却手段としても、熱媒体による加熱
手段と同様で、例えば図１に示されるように加熱手段と
しての熱媒体の通路と交互に冷却水の通路を設ける方法
があげられる。
【００１２】図１は、本発明の装置の１例の断面図であ
る。図１において、１は固体高分子電解質膜であり、２
および３は、それぞれ電極であり、４はメス型金型であ
り、５はオス型金型であり、６および７はそれぞれプレ
ス板であり、８，１０，１２，１４，１６，１８，２
０，２２，２４，２６，２８および３０はそれぞれ冷却
水の通路であり、９，１１，１３，１５，１７，１９，
２１，２３，２５，２７，２９および３１はそれぞれ熱
媒体の通路である。
る。図１において、１は固体高分子電解質膜であり、２
および３は、それぞれ電極であり、４はメス型金型であ
り、５はオス型金型であり、６および７はそれぞれプレ
ス板であり、８，１０，１２，１４，１６，１８，２
０，２２，２４，２６，２８および３０はそれぞれ冷却
水の通路であり、９，１１，１３，１５，１７，１９，
２１，２３，２５，２７，２９および３１はそれぞれ熱
媒体の通路である。
【００１３】本発明において、前記積層体を装着した圧
着用金型を２枚のプレス板で挟み、該プレス板に熱媒体
を供給して該圧着用金型を加熱し、該圧着用金型を所定
温度、通常１００〜１６０℃、好ましくは１５０〜１６
０℃に保ちつつ、一定時間、通常５〜１８０秒、好まし
くは５〜６０秒、一定圧力、通常５０〜２００ｋｇｆ／
ｃｍ2 でプレスして該固体高分子電解質膜と電極とを接
合し、次いで該熱媒体の供給を止め、次いでプレス板に
冷却水を供給して室温まで冷却し、プレス圧を徐々に解
除して得られた接合体を取り出すことができる。該熱媒
体をプレス板に供給する際、前もって１００〜１６０
℃、好ましくは１５０〜１６０℃に予熱するのが固体高
分子電解質膜を変質させない点で好ましい。かくして得
られた接合体に、公知の方法により加熱および加湿した
水素と酸素を両極に導入して固体高分子型燃料電池とし
て発電することができる。
着用金型を２枚のプレス板で挟み、該プレス板に熱媒体
を供給して該圧着用金型を加熱し、該圧着用金型を所定
温度、通常１００〜１６０℃、好ましくは１５０〜１６
０℃に保ちつつ、一定時間、通常５〜１８０秒、好まし
くは５〜６０秒、一定圧力、通常５０〜２００ｋｇｆ／
ｃｍ2 でプレスして該固体高分子電解質膜と電極とを接
合し、次いで該熱媒体の供給を止め、次いでプレス板に
冷却水を供給して室温まで冷却し、プレス圧を徐々に解
除して得られた接合体を取り出すことができる。該熱媒
体をプレス板に供給する際、前もって１００〜１６０
℃、好ましくは１５０〜１６０℃に予熱するのが固体高
分子電解質膜を変質させない点で好ましい。かくして得
られた接合体に、公知の方法により加熱および加湿した
水素と酸素を両極に導入して固体高分子型燃料電池とし
て発電することができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、固体高分子型燃料電池
などに用いられる固体高分子電解質膜と電極との接合に
際し、従来のヒーターによる加熱手段を用いることな
く、特定の加熱および冷却手段を設けて、加熱および冷
却を迅速に効率よく行なうことにより固体高分子電解質
膜の変質を防止すると共に十分な接合を達成することが
できる固体高分子電解質膜と電極との接合方法および接
合装置が提供される。
などに用いられる固体高分子電解質膜と電極との接合に
際し、従来のヒーターによる加熱手段を用いることな
く、特定の加熱および冷却手段を設けて、加熱および冷
却を迅速に効率よく行なうことにより固体高分子電解質
膜の変質を防止すると共に十分な接合を達成することが
できる固体高分子電解質膜と電極との接合方法および接
合装置が提供される。
【００１５】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに詳しく説明
する。 実施例１ 図１に示される装置において、電極としてガス拡散電極
を用い、固体高分子電解質膜としてＮＡＦＩＯＮ−１１
７を用い、該ＮＡＦＩＯＮ−１１７をガス拡散電極で挟
んでなる積層体を圧着用金型に入れ、前もって１６０℃
に予熱しておいた熱媒体シリコーン・オイルを熱媒体通
路に流し込み、充分に加熱した後圧着用金型を挟み、圧
着用金型を１５０℃に保ちつつ２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の
圧力で６０秒間プレスしてＮＡＦＩＯＮ−１１７とガス
拡散電極とを接合した後、熱媒体シリコーン・オイルの
供給を止め、代りに冷却水通路に冷却水を流し込み、圧
着用金型を室温まで急速に冷却させた。次いでプレスの
圧力を徐々に解除し、圧着用金型から得られた接合体を
取り出した。かくして得られた接合体を用いて、電池温
度６０℃、水素ガス及び酸素ガスを常圧０．２リットル
／ｍｉｎで両極に導入し発電実験を行なった。得られた
結果を図２に示す。
する。 実施例１ 図１に示される装置において、電極としてガス拡散電極
を用い、固体高分子電解質膜としてＮＡＦＩＯＮ−１１
７を用い、該ＮＡＦＩＯＮ−１１７をガス拡散電極で挟
んでなる積層体を圧着用金型に入れ、前もって１６０℃
に予熱しておいた熱媒体シリコーン・オイルを熱媒体通
路に流し込み、充分に加熱した後圧着用金型を挟み、圧
着用金型を１５０℃に保ちつつ２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の
圧力で６０秒間プレスしてＮＡＦＩＯＮ−１１７とガス
拡散電極とを接合した後、熱媒体シリコーン・オイルの
供給を止め、代りに冷却水通路に冷却水を流し込み、圧
着用金型を室温まで急速に冷却させた。次いでプレスの
圧力を徐々に解除し、圧着用金型から得られた接合体を
取り出した。かくして得られた接合体を用いて、電池温
度６０℃、水素ガス及び酸素ガスを常圧０．２リットル
／ｍｉｎで両極に導入し発電実験を行なった。得られた
結果を図２に示す。
【００１６】比較例１ 加熱をカートリッジ式のヒーターを用いて行ない、冷却
を自然放冷によって行なう以外、実施例１と同様にして
接合体を形成し、実施例１と同様の発電実験を行なっ
た。得られた結果を図２に示す。
を自然放冷によって行なう以外、実施例１と同様にして
接合体を形成し、実施例１と同様の発電実験を行なっ
た。得られた結果を図２に示す。
【図１】本発明の装置の１例を示す断面図である。
【図２】実施例１および比較例１における発電実験の結
果を示す電圧−電流密度のグラフであり、１は実施例１
の結果を示し、２は比較例１の結果を示す。
果を示す電圧−電流密度のグラフであり、１は実施例１
の結果を示し、２は比較例１の結果を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】 ２枚の電極の間に固体高分子電解質膜を
挟んでなる積層体をメス型金型とオス型金型との組合せ
よりなる圧着用金型に入れ、次いで該圧着用金型をそれ
ぞれ熱媒体による加熱手段と冷却水による冷却手段とを
内蔵する２枚のプレス板で挟み、該プレス板に熱媒体を
供給して該圧着用金型を加熱し、該圧着用金型を所定温
度に保ちつつ一定時間、一定圧力下にプレスして該電極
と該固体高分子電解質膜とを接合し、次いで該熱媒体の
供給を止め、次いで該プレス板に冷却水を供給して冷却
することを特徴とする固体高分子電解質膜と電極との接
合方法。 - 【請求項２】 ２枚の電極の間に固体高分子電解質膜を
挟んでなる積層体を収納し、メス型金型とオス型金型と
の組合せよりなる圧着用金型、およびそれぞれ熱媒体に
よる加熱手段と冷却水による冷却手段とを内蔵し、該圧
着用金型を挟んでなる２枚のプレス板よりなる固体高分
子電解質膜と電極との接合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4358060A JPH06203850A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 固体高分子電解質膜と電極との接合方法および接合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4358060A JPH06203850A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 固体高分子電解質膜と電極との接合方法および接合装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06203850A true JPH06203850A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18457330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4358060A Pending JPH06203850A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 固体高分子電解質膜と電極との接合方法および接合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06203850A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001196070A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Toyota Motor Corp | 接合体製造装置および接合体製造方法 |
| JP2006286625A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Antig Technology Co Ltd | 燃料電池加熱成形装置 |
| JP2011129426A (ja) * | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Toyota Motor Corp | 膜電極接合体の製造方法 |
| KR101314911B1 (ko) * | 2013-05-28 | 2013-10-04 | (주)세아테크 | 열접착기의 열온도 제어장치 |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP4358060A patent/JPH06203850A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001196070A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Toyota Motor Corp | 接合体製造装置および接合体製造方法 |
| JP2006286625A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Antig Technology Co Ltd | 燃料電池加熱成形装置 |
| JP2011129426A (ja) * | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Toyota Motor Corp | 膜電極接合体の製造方法 |
| KR101314911B1 (ko) * | 2013-05-28 | 2013-10-04 | (주)세아테크 | 열접착기의 열온도 제어장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4505992A (en) | Integral gas seal for fuel cell gas distribution assemblies and method of fabrication | |
| US6818338B2 (en) | Fuel cell assembly | |
| US4588661A (en) | Fabrication of gas impervious edge seal for a bipolar gas distribution assembly for use in a fuel cell | |
| JP5365450B2 (ja) | 膜電極接合体の製造方法及び膜電極接合体の製造装置 | |
| JPH1145729A (ja) | 固体高分子電解質型燃料電池 | |
| JPH06203850A (ja) | 固体高分子電解質膜と電極との接合方法および接合装置 | |
| JP2003282088A (ja) | 高分子電解質型燃料電池およびその製造法 | |
| JP2022022802A (ja) | 燃料電池スタックの製造方法 | |
| JP3609742B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池 | |
| JP7257851B2 (ja) | 燃料電池用弾性体セルフレームおよびその製造方法とそれを用いた単位セル | |
| JP2008530728A (ja) | ポリマー電解質膜と少なくとも１つのガス拡散電極とを持続的に接合するための方法および装置 | |
| JP3524274B2 (ja) | 固体高分子電解質膜の両面に電極を配設した組立体の製造方法および装置 | |
| JPH0963621A (ja) | 燃料電池の製造方法および装置 | |
| WO2004010524A1 (ja) | 燃料電池用セパレータの製造方法及び該セパレータと電極拡散層の接合方法 | |
| JPH08185875A (ja) | 固体高分子型燃料電池のシ−ル方法 | |
| JPH0529001A (ja) | ガスセパレータの製造方法 | |
| JPH03295172A (ja) | 固体高分子電解質膜と電極との接合体 | |
| JP2006147231A (ja) | 膜電極接合体の接合装置及び膜電極接合体の接合方法 | |
| US7651581B2 (en) | Catalyst coated diffusion media | |
| JP2637565B2 (ja) | 電解質膜と電極との接合方法及び装置 | |
| WO2005078837A1 (ja) | 燃料電池 | |
| JP4784077B2 (ja) | 膜電極接合体の接合装置及び膜電極接合体の接合方法 | |
| JP2004055271A (ja) | 燃料電池用セパレータと電極拡散層との接合方法 | |
| JPH06203851A (ja) | 固体高分子電解質膜と電極との接合方法および接合装置 | |
| JP2006216328A (ja) | 燃料電池 |