JPH0626125B2 - ガス拡散電極の製造方法 - Google Patents
ガス拡散電極の製造方法Info
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- JPH0626125B2 JPH0626125B2 JP61075235A JP7523586A JPH0626125B2 JP H0626125 B2 JPH0626125 B2 JP H0626125B2 JP 61075235 A JP61075235 A JP 61075235A JP 7523586 A JP7523586 A JP 7523586A JP H0626125 B2 JPH0626125 B2 JP H0626125B2
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- JP
- Japan
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- gas diffusion
- reaction layer
- diffusion electrode
- carbon black
- water
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- Expired - Lifetime
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- 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
-
- 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
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8803—Supports for the deposition of the catalytic active composition
- H01M4/8807—Gas diffusion layers
-
- 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
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8825—Methods for deposition of the catalytic active composition
- H01M4/8846—Impregnation
-
- 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
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
- H01M4/8882—Heat treatment, e.g. drying, baking
-
- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、燃料電池、二次電池、電気化学的リアクタ
ー、めっき用陽極等に用いるガス拡散電極の製造方法の
改良に関する。
ー、めっき用陽極等に用いるガス拡散電極の製造方法の
改良に関する。
（従来の技術） 従来、反応層にガス拡散層の接合されて成るガス拡散電
極を作るには、白金粉末と親水性及び撥水性カーボンブ
ラックと水とポリ四弗化エチレンとの混合液を濾過して
ケーキを作成し、一方撥水性のカーボンブラックと水と
ポリ四弗化エチレンとの混合液を濾過してケーキを作成
し、次に両ケーキを圧延した後乾燥して反応層とガス拡
散層を作り、次いで反応層とガス拡散層の所要の寸法に
切断した後加熱圧着した接合していた。
極を作るには、白金粉末と親水性及び撥水性カーボンブ
ラックと水とポリ四弗化エチレンとの混合液を濾過して
ケーキを作成し、一方撥水性のカーボンブラックと水と
ポリ四弗化エチレンとの混合液を濾過してケーキを作成
し、次に両ケーキを圧延した後乾燥して反応層とガス拡
散層を作り、次いで反応層とガス拡散層の所要の寸法に
切断した後加熱圧着した接合していた。
（発明が解決使用とする問題点） ところで、上記の製造方法で得られたガス拡散電極の反
応層中の白金粉末は、撥水性カーボンブラックと撥水性
であるポリ四弗化エチレン粉末との間に介在したりポリ
四弗化エチレン粉末間に介在したりしているものが多い
為、燃料電池に使用した際、電解液が反応層中に浸透し
ても全ての白金粉末には接触しない。従って、触媒とし
て有効に働かない白金が多く、触媒の単位重量当りの流
せる電流が少ないものである。また上記の製造方法は、
ケーキを圧延し乾燥して反応層、ガス拡散層を作ること
が延性の不足から難しく、さらにこれらを所要の寸法に
切断するので、白金の含有するスクラップが生じるの
で、白金の回収に手間と費用がかかる。
応層中の白金粉末は、撥水性カーボンブラックと撥水性
であるポリ四弗化エチレン粉末との間に介在したりポリ
四弗化エチレン粉末間に介在したりしているものが多い
為、燃料電池に使用した際、電解液が反応層中に浸透し
ても全ての白金粉末には接触しない。従って、触媒とし
て有効に働かない白金が多く、触媒の単位重量当りの流
せる電流が少ないものである。また上記の製造方法は、
ケーキを圧延し乾燥して反応層、ガス拡散層を作ること
が延性の不足から難しく、さらにこれらを所要の寸法に
切断するので、白金の含有するスクラップが生じるの
で、白金の回収に手間と費用がかかる。
そこで本発明は、電解液が反応層中の全ての白金族触媒
に接触して、触媒反応が行われるガス拡散電極を作るこ
とができ、またケーキを作ることなく容易にシートを成
形でき、しかも白金族の含有するスクラップが生じない
ガス拡散電極を作ることのできる製造方法を提供しよう
とするものである。
に接触して、触媒反応が行われるガス拡散電極を作るこ
とができ、またケーキを作ることなく容易にシートを成
形でき、しかも白金族の含有するスクラップが生じない
ガス拡散電極を作ることのできる製造方法を提供しよう
とするものである。
（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するための本発明のガス拡散電極の製
造方法は、親水性カーボンブラックと撥水性カーボンブ
ラックと水とポリ四弗化エチレンとを混合しスタンピン
グを行って延性を付与した後圧延してシートを成形し、
次にシートを加熱し水を除去して反応層素材シートを作
製し、次いで反応層素材シートに白金族化合物溶液を含
浸させ、然る後反応層素材シートを加熱して白金族化合
物溶液を分解し、親水性カーボンブラックに白金族金属
又はその酸化物若しくはその両方（以下単に白金族と云
う）を付着して反応層より成るガス拡散電極を作ること
を特徴とするものである。
造方法は、親水性カーボンブラックと撥水性カーボンブ
ラックと水とポリ四弗化エチレンとを混合しスタンピン
グを行って延性を付与した後圧延してシートを成形し、
次にシートを加熱し水を除去して反応層素材シートを作
製し、次いで反応層素材シートに白金族化合物溶液を含
浸させ、然る後反応層素材シートを加熱して白金族化合
物溶液を分解し、親水性カーボンブラックに白金族金属
又はその酸化物若しくはその両方（以下単に白金族と云
う）を付着して反応層より成るガス拡散電極を作ること
を特徴とするものである。
（作用） 上記の本発明のガス拡散電極の製造方法では、親水性カ
ーボンブラックと撥水性カーボンブラックと水とポリ四
弗化エチレンとを混合しスタンピングを行って延性を付
与するので、容易にシート成形できる。また反応層素材
シートを作った後白金族化合物溶液を含浸させ、加熱分
解して白金族を親水性カーボンブラックに付着させてい
るので、白金族を含有するスクラップは全く生じない。
さらに電解液が浸透可能な親水性カーボンブラックにの
み白金族が付着させているので、電解液は反応層中の全
ての白金族と接触することとなって、触媒反応が活発に
行われ、単位面積当りの流せる電流の大きなガス拡散電
極が得られる。
ーボンブラックと撥水性カーボンブラックと水とポリ四
弗化エチレンとを混合しスタンピングを行って延性を付
与するので、容易にシート成形できる。また反応層素材
シートを作った後白金族化合物溶液を含浸させ、加熱分
解して白金族を親水性カーボンブラックに付着させてい
るので、白金族を含有するスクラップは全く生じない。
さらに電解液が浸透可能な親水性カーボンブラックにの
み白金族が付着させているので、電解液は反応層中の全
ての白金族と接触することとなって、触媒反応が活発に
行われ、単位面積当りの流せる電流の大きなガス拡散電
極が得られる。
（実施例） 本発明のガス拡散電極の一実施例を説明する。平均粒径
420Åの親水性カーボンブラックと撥水性カーボンブラ
ック（１：１）と水と微量の界面活性剤を50℃でコロイ
ドミル（超音波振動撹拌機でも良い）で混合撹拌し、更
にこの混合液に平均粒径0.3 μのポリ四弗化エチレン粉
末をカーボンブラックに対して２：８の割合で混合撹拌
した後、スタンピングを１時間行って延性を付与し、次
にロール圧延後切断して厚さ 0.1mm、幅 100mm、長さ 1
00mmのシートを成形し、次いでこのシートを280 ℃２時
間加熱して水と微量の界面活性剤を除去し、反応層素材
シートを作製した。次にこの反応層素材シートの表面に
塩化パラジウム溶液を塗布して含浸させ、次いで反応層
素材シートを空気中 200℃で加熱分解し、水素中 200℃
で還元してパラジウムを反応層素材シート中の親水性カ
ーボンブラックに付着して、反応層より成るガス拡散電
極を作った。
420Åの親水性カーボンブラックと撥水性カーボンブラ
ック（１：１）と水と微量の界面活性剤を50℃でコロイ
ドミル（超音波振動撹拌機でも良い）で混合撹拌し、更
にこの混合液に平均粒径0.3 μのポリ四弗化エチレン粉
末をカーボンブラックに対して２：８の割合で混合撹拌
した後、スタンピングを１時間行って延性を付与し、次
にロール圧延後切断して厚さ 0.1mm、幅 100mm、長さ 1
00mmのシートを成形し、次いでこのシートを280 ℃２時
間加熱して水と微量の界面活性剤を除去し、反応層素材
シートを作製した。次にこの反応層素材シートの表面に
塩化パラジウム溶液を塗布して含浸させ、次いで反応層
素材シートを空気中 200℃で加熱分解し、水素中 200℃
で還元してパラジウムを反応層素材シート中の親水性カ
ーボンブラックに付着して、反応層より成るガス拡散電
極を作った。
このように作った本発明のガス拡散電極を、例えば電解
液がＺｎＣｌ2、ＫＣｌ、ＮａＣｌから成る水溶液のハ
ロゲン電池の陽極として使用した処、この水溶液が反応
層中のパラジウムの付着した親水性カーボンブラックの
部分のみに浸透して、反応層中の全てのパラジウムに接
触する。従って、触媒反応が活発に行われ、Ｃｌ2が多
量に生成されることとなって短時間に充電が行われる。
液がＺｎＣｌ2、ＫＣｌ、ＮａＣｌから成る水溶液のハ
ロゲン電池の陽極として使用した処、この水溶液が反応
層中のパラジウムの付着した親水性カーボンブラックの
部分のみに浸透して、反応層中の全てのパラジウムに接
触する。従って、触媒反応が活発に行われ、Ｃｌ2が多
量に生成されることとなって短時間に充電が行われる。
尚、上記実施例のガス拡散電極の製造方法では、カーボ
ンブラックと水とを混合撹拌した後、この混合液にポリ
四弗化エチレン粉末を混合しているが、当初よりカーボ
ンブラック、水、ポリ四弗化エチレン粉末を混合撹拌し
ても良いものである。
ンブラックと水とを混合撹拌した後、この混合液にポリ
四弗化エチレン粉末を混合しているが、当初よりカーボ
ンブラック、水、ポリ四弗化エチレン粉末を混合撹拌し
ても良いものである。
また上記実施例のガス拡散電極の製造方法では、反応層
より成るガス拡散電極を作っているが、場合によっては
反応層に、撥水性カーボンブラックとポリ四弗化エチレ
ンから成る撥水性のガス拡散電極又は電解液を保有でき
るガス拡散層或いは撥水処理したカーボンペーパーが接
合されていても良いものである。これらを接合するに
は、前記シートと同様に溶媒を使用せずにスタンピング
により延性を付与しロール圧延して作ったそれらのシー
トを、反応層素材シートの表面に白金族化合物溶液を含
浸させるまでの間に圧着、圧延すると良い。
より成るガス拡散電極を作っているが、場合によっては
反応層に、撥水性カーボンブラックとポリ四弗化エチレ
ンから成る撥水性のガス拡散電極又は電解液を保有でき
るガス拡散層或いは撥水処理したカーボンペーパーが接
合されていても良いものである。これらを接合するに
は、前記シートと同様に溶媒を使用せずにスタンピング
により延性を付与しロール圧延して作ったそれらのシー
トを、反応層素材シートの表面に白金族化合物溶液を含
浸させるまでの間に圧着、圧延すると良い。
さらに必要に応じて実施例のガス拡散電極の反応層には
集電体を接合するようにしても良いものである。
集電体を接合するようにしても良いものである。
（発明の効果） 以上の説明で判るように本発明のガス拡散電極の製造方
法によれば、反応層中の電解液の浸透可能な親水性カー
ボンブラックにのみ白金族が付着していて、電解液が全
ての白金族と接触し、触媒反応が活発に行われ、単位面
積当りの流せる電流の大きな優れたガス拡散電極を作る
ことができるという効果がある。
法によれば、反応層中の電解液の浸透可能な親水性カー
ボンブラックにのみ白金族が付着していて、電解液が全
ての白金族と接触し、触媒反応が活発に行われ、単位面
積当りの流せる電流の大きな優れたガス拡散電極を作る
ことができるという効果がある。
また本発明の製造方法では、親水性及び撥水性カーボン
ブラックと水とポリ四弗化エチレンとを混合し、スタン
ピングを行って延性を付与するので、ケーキを作ること
なく容易にシートに成形できる。しかもシートを加熱し
て水を除去することにより反応層素材シートを作製で
き、この反応層素材シートに白金族化合物溶液を含浸さ
せ、加熱分解して親水性カーボンブラックに白金族を付
着させるので、白金族を含有するスクラップは全く生じ
ることがなく、従って従来のように白金族を回収する必
要がなく、これまでに要した手間と費用を省略できると
ういう効果もある。
ブラックと水とポリ四弗化エチレンとを混合し、スタン
ピングを行って延性を付与するので、ケーキを作ること
なく容易にシートに成形できる。しかもシートを加熱し
て水を除去することにより反応層素材シートを作製で
き、この反応層素材シートに白金族化合物溶液を含浸さ
せ、加熱分解して親水性カーボンブラックに白金族を付
着させるので、白金族を含有するスクラップは全く生じ
ることがなく、従って従来のように白金族を回収する必
要がなく、これまでに要した手間と費用を省略できると
ういう効果もある。
Claims (1)
- 【請求項１】親水性カーボンブラックと撥水性カーボン
ブラックと水とポリ四弗化エチレンとを混合しスタンピ
ングを行って延性を付与した後圧延してシートを成形
し、次にシートを加熱し水を除去して反応層素材シート
を作製し、次いで反応層素材シートに白金族化合物溶液
を含浸させ、然る後反応層素材シートを加熱して白金族
化合物溶液を分解し、親水性カーボンブラックに白金族
金属又はその酸化物若しくはその両方を付着して反応層
より成るガス拡散電極を作ることを特徴とするガス拡散
電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61075235A JPH0626125B2 (ja) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | ガス拡散電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61075235A JPH0626125B2 (ja) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | ガス拡散電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62232858A JPS62232858A (ja) | 1987-10-13 |
| JPH0626125B2 true JPH0626125B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=13570350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61075235A Expired - Lifetime JPH0626125B2 (ja) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | ガス拡散電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626125B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5480735A (en) * | 1990-06-25 | 1996-01-02 | International Fuel Cells Corporation | High current alkaline fuel cell electrodes |
| GB9905950D0 (en) * | 1999-03-16 | 1999-05-05 | Johnson Matthey Plc | Substrates |
| GB0012031D0 (en) * | 2000-05-19 | 2000-07-05 | Yuasa Automotive Batteries Eur | Battery vent plug |
-
1986
- 1986-04-01 JP JP61075235A patent/JPH0626125B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62232858A (ja) | 1987-10-13 |
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