JPH0622136B2 - 燃料電池セパレータ用炭素板の製造法 - Google Patents
燃料電池セパレータ用炭素板の製造法Info
- Publication number
- JPH0622136B2 JPH0622136B2 JP61249744A JP24974486A JPH0622136B2 JP H0622136 B2 JPH0622136 B2 JP H0622136B2 JP 61249744 A JP61249744 A JP 61249744A JP 24974486 A JP24974486 A JP 24974486A JP H0622136 B2 JPH0622136 B2 JP H0622136B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon plate
- fuel cell
- resin
- carbon
- molding
- 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
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の分野 本発明はアルコール等の燃料電池用炭素板の製造法に関
する。詳しく黒鉛粉末と特定量のベンジリックエーテル
型フェノール樹脂とを混練し、成形してアルコール等の
燃料電池セパレータ用の炭素板を製造する方法である。
する。詳しく黒鉛粉末と特定量のベンジリックエーテル
型フェノール樹脂とを混練し、成形してアルコール等の
燃料電池セパレータ用の炭素板を製造する方法である。
従来の技術 樹脂結合質カーボンやレジン系炭素複合体は、機械用カ
ーボン素材、電気用ブラシ、燃料電池用セパレーターな
ど広範囲の用途に利用されている。
ーボン素材、電気用ブラシ、燃料電池用セパレーターな
ど広範囲の用途に利用されている。
上記樹脂結合質カーボン素材の製造方法については、例
えば「武井 武・河嶋千尋編：新しい工業材料の化学
炭素と黒鉛製品．金原出版．（昭和４２、１０、３
０），Ｐ１９４」に、炭素粉に合成樹脂（熱硬化性樹
脂：フェノール、フランその他）を加えて混ねつして加
熱成形することが記載されている。
えば「武井 武・河嶋千尋編：新しい工業材料の化学
炭素と黒鉛製品．金原出版．（昭和４２、１０、３
０），Ｐ１９４」に、炭素粉に合成樹脂（熱硬化性樹
脂：フェノール、フランその他）を加えて混ねつして加
熱成形することが記載されている。
本発明は、特にアルコール等の燃料電池用炭素板が一般
の炭素材とは違った特別の特性が要求されることに鑑
み、この要求を満たし、かつ生産性の高い製造方法につ
いて研究した結果、なされたものである。
の炭素材とは違った特別の特性が要求されることに鑑
み、この要求を満たし、かつ生産性の高い製造方法につ
いて研究した結果、なされたものである。
アルコール等の燃料電池、代表的にはメタノール燃料電
池であるが、この電池は通常多数直列に接続して使用さ
れている。そのとき炭素板はセパレーターとして使用さ
れるものである。
池であるが、この電池は通常多数直列に接続して使用さ
れている。そのとき炭素板はセパレーターとして使用さ
れるものである。
前記炭素板は、電気抵抗が小さく、強度が大であるこ
と、通気性が殆んどないことが要求されている。電気抵
抗が小さいことから炭素板は必然的に薄くなる。また当
然工業的には生産性が高いことが必要である。
と、通気性が殆んどないことが要求されている。電気抵
抗が小さいことから炭素板は必然的に薄くなる。また当
然工業的には生産性が高いことが必要である。
従来、アルコール燃料電池用炭素板を作る方法として
は、 人造黒鉛粉にフェノール樹脂を加えて混練し、この混
練物を射出機によつて成形する。
は、 人造黒鉛粉にフェノール樹脂を加えて混練し、この混
練物を射出機によつて成形する。
上記混練物を鋳型に装入し圧縮成形（モールド成形）
する（特公昭５０−１１３５５号公報）。
する（特公昭５０−１１３５５号公報）。
上記混練物を、一対のローラー間に押し込んで圧搾成
形する。
形する。
などの成形法によつて板状に成形していた。
発明が解決しようとする問題点 射出成形は生産性が高いが、その成形が可能とするには
良好な流れ特性が必要であり、従来の射出成形に使われ
ているものはフェノール樹脂を多く用いており、そうす
ると電気抵抗が高くなり、燃料電池用の炭素板には向か
ない。そこで燃料電池用炭素板のように樹脂分が少な
い、例えば前記特公昭５０−１１３５５号公報に記載の
発明の場合は、樹脂バインダーが５〜２５％が好ましい
とされているが、このように少ないバインダーでは射出
成形は不可能であるのでモールド成形は行なっている。
良好な流れ特性が必要であり、従来の射出成形に使われ
ているものはフェノール樹脂を多く用いており、そうす
ると電気抵抗が高くなり、燃料電池用の炭素板には向か
ない。そこで燃料電池用炭素板のように樹脂分が少な
い、例えば前記特公昭５０−１１３５５号公報に記載の
発明の場合は、樹脂バインダーが５〜２５％が好ましい
とされているが、このように少ないバインダーでは射出
成形は不可能であるのでモールド成形は行なっている。
燃料電池炭素板はかなり薄いものであり、その上ある程
度の大きさが必要である。この炭素板を緻密で均一な厚
みに成形するにはロール間を通す成形では容易でない。
度の大きさが必要である。この炭素板を緻密で均一な厚
みに成形するにはロール間を通す成形では容易でない。
本発明の目的は、射出成形を前提とし、そのために成形
材料の流れ特性が良好であつて、しかも電気比抵抗が小
（０．２Ωcm以下）さく、低通気性で、曲げ強さが大
（６００kg／cm2以上）である燃料電池セパレータ用炭
素板を製造することにある。
材料の流れ特性が良好であつて、しかも電気比抵抗が小
（０．２Ωcm以下）さく、低通気性で、曲げ強さが大
（６００kg／cm2以上）である燃料電池セパレータ用炭
素板を製造することにある。
問題点を解決するための手段 上記のように、炭素板を製造するに際しては、少量のフ
ェノール樹脂で成形材料の流れ特性を十分に発揮し、得
られる炭素板の電気比抵抗、曲げ強さが良好でなくては
ならない。そのためには、使用されるフェノール樹脂の
特性が成形材料の流れ特性と炭素板の特性に大きく影響
するとの観点に立脚して、鋭意研究を続けてきた、その
結果、ベンジリックエーテル型フェノール樹脂を用いる
と、粘度が低く、しかも成形温度に保持された場合に樹
脂の増粘速度が遅いので、安定して射出成形ができる。
そのため、樹脂量が少なくても成形材料の流れ特性が良
好であり、しかも得られる炭素板の要求される特性を発
現させることを見出した。
ェノール樹脂で成形材料の流れ特性を十分に発揮し、得
られる炭素板の電気比抵抗、曲げ強さが良好でなくては
ならない。そのためには、使用されるフェノール樹脂の
特性が成形材料の流れ特性と炭素板の特性に大きく影響
するとの観点に立脚して、鋭意研究を続けてきた、その
結果、ベンジリックエーテル型フェノール樹脂を用いる
と、粘度が低く、しかも成形温度に保持された場合に樹
脂の増粘速度が遅いので、安定して射出成形ができる。
そのため、樹脂量が少なくても成形材料の流れ特性が良
好であり、しかも得られる炭素板の要求される特性を発
現させることを見出した。
上記ベンジリックエーテル型フェノール樹脂と黒鉛粉末
を混和した後、一般的にはプレキュアー（１００℃，〜
数時間）の工程を採ることにより成形材料の流れ特性を
調整して射出→成形が行なわれる。
を混和した後、一般的にはプレキュアー（１００℃，〜
数時間）の工程を採ることにより成形材料の流れ特性を
調整して射出→成形が行なわれる。
本発明で使用されるベンジリックエーテル型フェノール
樹脂は次のようにして作られる。
樹脂は次のようにして作られる。
フェノール化合物とＲＣＨＯ（ＲはＨ又は炭化水素基）
で表わされるアルデヒドとを１：１〜３程度の割合に金
属塩触媒、例えば亜鉛、コバルト、マンガン、スズ等の
塩を触媒にして反応させて得られる。この樹脂はレゾー
ルとノボラックの中間的な性質をもつている。
で表わされるアルデヒドとを１：１〜３程度の割合に金
属塩触媒、例えば亜鉛、コバルト、マンガン、スズ等の
塩を触媒にして反応させて得られる。この樹脂はレゾー
ルとノボラックの中間的な性質をもつている。
黒鉛粉末と樹脂の混合割合については黒鉛粉末１００重
量部に対し、フェノール樹脂（不揮発分）は１３〜３０
重量部が適当である。
量部に対し、フェノール樹脂（不揮発分）は１３〜３０
重量部が適当である。
１３重量部より少ないと射出成形が困難となり、また特
性的には炭素板の通気性が生ずる。樹脂が３０重量部を
越えると成形時に反り等が生じ保形性が悪くなり、また
電気抵抗も大きくなる。
性的には炭素板の通気性が生ずる。樹脂が３０重量部を
越えると成形時に反り等が生じ保形性が悪くなり、また
電気抵抗も大きくなる。
本発明の製造方法は、人造黒鉛粉末にベンジリックエー
テル型フェノール樹脂の特定量を混合して加圧ニーダー
で混和した後、望ましくは所定の温度と時間でプレキュ
アーし、得られた混和物を解砕した後、その解砕物を射
成形機により薄板状に成形する方法である。
テル型フェノール樹脂の特定量を混合して加圧ニーダー
で混和した後、望ましくは所定の温度と時間でプレキュ
アーし、得られた混和物を解砕した後、その解砕物を射
成形機により薄板状に成形する方法である。
射出成形時の温度は、両材料の混和比率、炭素板の大き
さ、射出成形機の構造等によつて異なるが、一般的に
は、温度は１２０〜２００℃の範囲が適当である。
さ、射出成形機の構造等によつて異なるが、一般的に
は、温度は１２０〜２００℃の範囲が適当である。
使用される黒鉛粉末は、得られる炭素板の特性を考慮し
て、５００μmm以下のものが適当である。
て、５００μmm以下のものが適当である。
また、使用される成形機は、通常の射出成形機でよい。
実施例 以下、本発明の実施例を示す。
ベンジリックエーテル型フェノール樹脂は次のようにし
て製造した。
て製造した。
フェノール９４ｇ（１．０モル）に対し３７％ホルマリ
ン１２１ｇ（ＣＨ２Ｏ換算１．５モル）を加え、触媒と
して、無水酢酸亜鉛０．９ｇ（０．００５モル）を添加
して１００℃で２時間反応させた。反応終了後、真空脱
水で水分が１％になる様に水を除去しフェノール樹脂を
得た。
ン１２１ｇ（ＣＨ２Ｏ換算１．５モル）を加え、触媒と
して、無水酢酸亜鉛０．９ｇ（０．００５モル）を添加
して１００℃で２時間反応させた。反応終了後、真空脱
水で水分が１％になる様に水を除去しフェノール樹脂を
得た。
得られた樹脂の物性は 粘度 １２，０００CPS 不揮発分 ８０％ 水分 ０．９％ であった。
人造黒鉛微粉（７４μmm＞４０％）１００重量部に対
し、前記のベンジリックエーテル型フェノール樹脂を表
中に示すように配合して、加圧ニーダー（室温２５℃、
１kg／cm2）で１時間混和した後、１００℃、〜２０分
プレキュアーした。このプレキュアしたものをハンマー
ミルで解砕した後、スクリュー機で一対の金型間内に射
出させた。金型に射出されるときの温度は、約９０℃〜
９５℃であつた。なお金型の温度は約１９０℃にヒータ
ーで加熱されていた。成形材料の射出完了後、金型を締
め圧５０ton で締付けた。かくして得られた炭素板は１
００mm角×３．０mm厚であつた。
し、前記のベンジリックエーテル型フェノール樹脂を表
中に示すように配合して、加圧ニーダー（室温２５℃、
１kg／cm2）で１時間混和した後、１００℃、〜２０分
プレキュアーした。このプレキュアしたものをハンマー
ミルで解砕した後、スクリュー機で一対の金型間内に射
出させた。金型に射出されるときの温度は、約９０℃〜
９５℃であつた。なお金型の温度は約１９０℃にヒータ
ーで加熱されていた。成形材料の射出完了後、金型を締
め圧５０ton で締付けた。かくして得られた炭素板は１
００mm角×３．０mm厚であつた。
得られた炭素板の特性は次表の通りであつた。
成形材料の射出時の流れ性は良好であつて、スクリュー
内の付着はなかつた。得られた炭素板は電気比抵抗、曲
げ強さ及び気密性はその試験結果が示すように優れた値
を示した。
内の付着はなかつた。得られた炭素板は電気比抵抗、曲
げ強さ及び気密性はその試験結果が示すように優れた値
を示した。
発明の効果 本発明によると、樹脂量が少なくても成形材料の流れ性
が良いので、射出成形ができ生産性の向上が図られると
ともに、得られる炭素板の電気比抵抗、気密性、機械強
度にすぐれている炭素板が得られる。さらに耐薬品性、
耐熱性の面においてもノボラック系フェノール樹脂より
も優れている副次的効果もある。
が良いので、射出成形ができ生産性の向上が図られると
ともに、得られる炭素板の電気比抵抗、気密性、機械強
度にすぐれている炭素板が得られる。さらに耐薬品性、
耐熱性の面においてもノボラック系フェノール樹脂より
も優れている副次的効果もある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土岐 正治 長野県大町市大字大町6850 昭和電工株式 会社大町研究所内 (72)発明者 井上 斉 長野県大町市大字大町6850 昭和電工株式 会社大町研究所内 (72)発明者 橋場 喬 群馬県伊勢崎市堀口町110 (56)参考文献 特開 昭60−246568（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−155516（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−53555（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】黒鉛粉末１００重量部にベンジリックエー
テル型フェノール樹脂（不揮発分）１３〜３０重量部を
添加して混練し、その混練物を射出成形することを特徴
とする燃料電池セパレータ用炭素板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61249744A JPH0622136B2 (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 燃料電池セパレータ用炭素板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61249744A JPH0622136B2 (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 燃料電池セパレータ用炭素板の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63105473A JPS63105473A (ja) | 1988-05-10 |
| JPH0622136B2 true JPH0622136B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=17197566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61249744A Expired - Lifetime JPH0622136B2 (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 燃料電池セパレータ用炭素板の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622136B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006106609A1 (en) | 2005-04-04 | 2006-10-12 | Showa Denko K.K. | Electrically conducting curable resin composition, cured product thereof and molded article of the same |
| US7329698B2 (en) | 2001-08-06 | 2008-02-12 | Showa Denko K.K. | Conductive curable resin composition and separator for fuel cell |
| EP2015384A1 (en) | 2007-06-15 | 2009-01-14 | TUBITAK-Turkiye Bilimsel ve Teknolojik ve Arastima Kurumu | A method for producing recyclable bipolar plate |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19819324A1 (de) * | 1998-04-30 | 1999-11-04 | Emitec Emissionstechnologie | Verfahren zur Benetzung wenigstens einer der Oberflächen eines Elektrolyten in einer Brennstoffzelle |
| CA2273619A1 (en) * | 1998-06-05 | 1999-12-05 | Nisshinbo Industries Inc. | Fuel cell separator and process for producing same |
| JP3437937B2 (ja) * | 1998-06-25 | 2003-08-18 | 日立化成工業株式会社 | 燃料電池、燃料電池用セパレータ及びその製造方法 |
| JP4743356B2 (ja) * | 2000-05-15 | 2011-08-10 | 日清紡ホールディングス株式会社 | 燃料電池セパレータの製造方法、燃料電池セパレータ及び固体高分子型燃料電池 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5957968A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-03 | 新日本製鐵株式会社 | 高炉出銑孔の閉塞材料 |
| JPS6053555A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-27 | Asahi Organic Chem Ind Co Ltd | 射出成形用フェノ−ル樹脂成形材料 |
| JPS60155516A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-08-15 | Showa Denko Kk | 炭素薄板の製造法 |
| JPS60246568A (ja) * | 1984-05-22 | 1985-12-06 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 燃料電池用リブ付セパレ−タの製造方法 |
-
1986
- 1986-10-22 JP JP61249744A patent/JPH0622136B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7329698B2 (en) | 2001-08-06 | 2008-02-12 | Showa Denko K.K. | Conductive curable resin composition and separator for fuel cell |
| US7338730B2 (en) | 2001-08-06 | 2008-03-04 | Showa Denko K.K. | Conductive curable resin composition and separator for fuel cell |
| WO2006106609A1 (en) | 2005-04-04 | 2006-10-12 | Showa Denko K.K. | Electrically conducting curable resin composition, cured product thereof and molded article of the same |
| EP2015384A1 (en) | 2007-06-15 | 2009-01-14 | TUBITAK-Turkiye Bilimsel ve Teknolojik ve Arastima Kurumu | A method for producing recyclable bipolar plate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63105473A (ja) | 1988-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100349316C (zh) | 燃料电池分隔板成型用材料及其制造方法 | |
| CN111916782B (zh) | 一种可快速冷压成型的超薄石墨复合双极板基料及其制备方法 | |
| JP2006004943A (ja) | 燃料電池分離板用炭素複合材、その製造方法及びこれを適用した燃料電池分離板 | |
| JPH0622136B2 (ja) | 燃料電池セパレータ用炭素板の製造法 | |
| US20020180088A1 (en) | Process for producing separator for fuel cell | |
| JP3437937B2 (ja) | 燃料電池、燃料電池用セパレータ及びその製造方法 | |
| SE435630B (sv) | Forfarande for framstellning av partikelformiga, fasta, vermereaktiva, vattenolosliga resolformningskompositioner samt produkt framstelld fran forfarandet | |
| JP2000100453A (ja) | 膨張黒鉛粒子及びその製造法、燃料電池、燃料電池用セパレ―タ及びその製造法 | |
| CN110590230B (zh) | 一种燃料电池石墨双极板制备方法 | |
| JP3413368B2 (ja) | 燃料電池、燃料電池用セパレータ及びその製造方法 | |
| JP3372220B2 (ja) | 燃料電池、燃料電池用セパレータ及びその製造法 | |
| JP3705211B2 (ja) | 炭素質粉末成形材料及び炭素質成形品 | |
| KR102181923B1 (ko) | 나프탈렌을 이용한 다형상 활성탄소 제조 방법 | |
| CN117510759B (zh) | 一种3d打印用的热固性酚醛树脂及其制备方法 | |
| JP2000331690A (ja) | 燃料電池用セパレータの製造方法 | |
| EP0157879B1 (en) | Process for producing a silicon carbide sintered product | |
| JPH0812433A (ja) | 成形炭化物 | |
| JPS5823413B2 (ja) | シヤシユツセイケイヨウフエノ−ルジユシソセイブツ | |
| JP2002338785A (ja) | 炭素質粉末成形材料及びその製造法、炭素質成形品 | |
| JPH02294404A (ja) | 工業部品の製造方法 | |
| JP2005089522A (ja) | 熱硬化性樹脂組成物 | |
| JP2002155149A (ja) | 炭素質粉末成形材料の製造法 | |
| JPS637213B2 (ja) | ||
| JPH0328462B2 (ja) | ||
| JPH0670114B2 (ja) | 自硬化性フエノ−ル樹脂の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |