JPH08236123A - Fuel cell electrode and manufacture thereof - Google Patents

Fuel cell electrode and manufacture thereof

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JPH08236123A
JPH08236123A JP7353455A JP35345595A JPH08236123A JP H08236123 A JPH08236123 A JP H08236123A JP 7353455 A JP7353455 A JP 7353455A JP 35345595 A JP35345595 A JP 35345595A JP H08236123 A JPH08236123 A JP H08236123A
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JP
Japan
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fuel cell
polytetrafluoroethylene
electrode
polymer electrolyte
catalyst layer
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JP7353455A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Seki
務 関
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Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
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Publication date
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    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

PURPOSE: To uniformly disperse a raw material of a catalyst layer to enhance the sheet forming capability, and surly form a three-dimensional reaction site in the catalyst layer to improve the electrode characteristics by adding a viscosity increasing agent or the viscosity increasing agent and a nonionic surfactant to a raw material mixed solution when the catalyst layer is formed. CONSTITUTION: A fuel cell electrode is prepared by forming a catalyst layer containing catalyst particles, a polytetrafluoroethylene family polymer, and a polymer electrolyte on a gas diffusion layer. The catalyst layer is formed in such a way that a viscosity increasing agent or the viscosity increasing agent and a nonionic surfactant are mixed to a mixed solution of the catalyst particles and polytetrafluoroethylene family polymer dispersion, the mixture is heat-treated, then coated with the polymer electrolyte. As the viscosity increasing agent, carboxymethylcellulose, methylcellulose, casein, polyvinyl alcohol, ammonium polyacrylate, and starch are listed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は触媒粒子、ポリテト
ラフルオロエチレン系ポリマー及び高分子電解質を含む
触媒層を有する燃料電池用電極及びその製造方法に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel cell electrode having a catalyst layer containing catalyst particles, a polytetrafluoroethylene polymer and a polymer electrolyte, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池、例えば固体高分子電解質型燃
料電池は、イオン伝導体すなわち電解質が固体で且つ高
分子である点に特徴を有するものであるが、その固体高
分子電解質としては具体的にはイオン交換樹脂膜等が使
用され、この電解質膜を挟んで負極及び正極の両電極を
配置し、例えば負極側に水素を、また正極側には酸素又
は空気を供給することにより電気化学反応を起こさせて
電気を発生させるものである。
2. Description of the Related Art A fuel cell, for example, a solid polymer electrolyte type fuel cell is characterized in that an ionic conductor, that is, an electrolyte is a solid and a polymer. An ion-exchange resin membrane is used for this, and both the negative electrode and the positive electrode are arranged with the electrolyte membrane sandwiched between them. For example, by supplying hydrogen to the negative electrode side and oxygen or air to the positive electrode side, an electrochemical reaction To generate electricity.

【0003】その固体高分子電解質膜に接する負極及び
正極の両電極としては、その反応を促進させるため、そ
の電極中に白金、パラジウムその他の触媒が添加、使用
される形式のものがあり、この形式の電極の製造法とし
てはこれまで種々のものが提案されてきているが、例え
ば米国特許第3134697号では、触媒粒子をイオン
交換樹脂と混合して電極シートとし、これを固体高分子
電解質としてのイオン交換樹脂膜に熱圧着することによ
り製造されている。
For both the negative electrode and the positive electrode in contact with the solid polymer electrolyte membrane, there is a type in which platinum, palladium or other catalyst is added and used in the electrode in order to accelerate the reaction. Although various methods have been proposed so far for manufacturing a type of electrode, for example, in US Pat. No. 3,134,697, catalyst particles are mixed with an ion exchange resin to form an electrode sheet, which is used as a solid polymer electrolyte. It is manufactured by thermocompression bonding to the ion-exchange resin membrane.

【0004】この系統に属するものとしては、さらに米
国特許第3297484号や同第3432355号等が
あるが、この両技術では白金ブラック、パラジウムブラ
ック等の触媒粒子をポリテトラフルオロエチレンと混合
して電極シートとし、これをイオン交換樹脂膜に熱圧着
する方法が記載されており、これらの技術で触媒粒子に
対してそのようにポリテトラフルオロエチレンを混合す
るのは、その電極シート中で触媒層を形成する触媒成分
を結合、結着させるためのものである。
Further belonging to this system are US Pat. Nos. 3,297,484 and 3,432,355. In both of these techniques, catalyst particles such as platinum black and palladium black are mixed with polytetrafluoroethylene to form an electrode. A sheet is described, and a method of thermocompression-bonding this to an ion-exchange resin membrane is described. In these techniques, mixing polytetrafluoroethylene with catalyst particles in such a manner means that the catalyst layer is formed in the electrode sheet. It is for binding and binding the catalyst components to be formed.

【0005】しかし、このように固体高分子電解質膜と
電極シートとを熱圧着等によりそのまま接合するだけで
は、反応サイト(反応域)が電解質と電極との二次元的
な界面に極限され、実質的な作用面積が少ない。このた
めこれを改善する手法の一つとして、固体高分子電解質
としてのスチレンージビニルベンゼンスルホン酸樹脂膜
に、触媒金属を担持したカーボン粉末とスチレンージビ
ニルスルホン酸樹脂粉末とポリスチレン結着剤との混合
物からなる電子ーイオン混合伝導体層を接合することに
より、電極材料と固体電解質膜材料との接点を多くし、
反応サイトの三次元化を図ることが提案されている。
However, if the solid polymer electrolyte membrane and the electrode sheet are simply joined together by thermocompression bonding or the like as described above, the reaction site (reaction region) is limited to the two-dimensional interface between the electrolyte and the electrode. The active area is small. Therefore, as one of the methods to improve this, a styrene-divinylbenzenesulfonic acid resin membrane as a solid polymer electrolyte, carbon powder carrying a catalytic metal, styrene-divinylsulfonic acid resin powder and polystyrene binder By joining the electron-ion mixed conductor layer made of a mixture, the number of contacts between the electrode material and the solid electrolyte membrane material is increased,
It has been proposed to make the reaction site three-dimensional.

【0006】例えば、「電気化学」53、No.10
(1985)、P.812〜817には、上記のように
スチレンージビニルベンゼン系のイオン交換樹脂膜を電
解質とした燃料電池では、電子ーイオン混合伝導体層を
設けたにしても、取り出し得る電流密度が低い等の難点
がある旨指摘した上で、これに代わるパーフルオロカー
ボンスルホン酸樹脂膜を使用する場合について、その反
応サイトを三次元化し作用面積を上げる試みが紹介され
ている。これによれば、固体高分子電解質膜としてパー
フルオロカーボンスルホン酸樹脂膜の一種であるNAF
IONー117膜(Du Pont社製、商品名)を使
用し、このNAFION膜の片面に無電解メッキ法(浸
透法)により白金電極を接合して水素極(アノード)と
する一方、この電極の対極を構成する酸素極すなわちカ
ソード側電極については、概略、以下の工程により製作
されている。
For example, "Electrochemistry" 53, No. 10
(1985), P. 812 to 817, in the fuel cell using the styrene-divinylbenzene-based ion exchange resin membrane as the electrolyte as described above, even if the electron-ion mixed conductor layer is provided, the current density that can be taken out is low. Having pointed out that there is such a problem, an attempt to use a perfluorocarbon sulfonic acid resin membrane instead of this to make the reaction site three-dimensional and increase the working area is introduced. According to this, NAF, which is a kind of perfluorocarbon sulfonic acid resin membrane, is used as the solid polymer electrolyte membrane.
An ION-117 membrane (manufactured by Du Pont, trade name) is used, and a platinum electrode is bonded to one surface of this NAFION membrane by an electroless plating method (penetration method) to form a hydrogen electrode (anode). The oxygen electrode constituting the counter electrode, that is, the cathode side electrode, is generally manufactured by the following steps.

【0007】まず、触媒粉末として白金ブラック粉末又
は10%の白金を担持したカーボン粉末(以下、「白金
担持カーボン粉末」という)を用い、これにアンバーラ
イトIRー120B(Tー3)〔スチレンージビニルベ
ンゼンスルホン酸樹脂、Na型、粒経30μmの粉末、
Organo社製、商品名〕又はNAFIONー117
〔パーフルオロカーボンスルホン酸樹脂(H型)、脂肪
族アルコールと水との混合溶媒中5%溶液、Aldri
ch Chemical社製、商品名〕を種々の混合比
で混合する。
First, platinum black powder or carbon powder carrying 10% platinum (hereinafter referred to as "platinum-supporting carbon powder") was used as a catalyst powder, and Amberlite IR-120B (T-3) [styrene- Divinylbenzenesulfonic acid resin, Na type, powder with a particle size of 30 μm,
Organo, trade name] or NAFION-117
[Perfluorocarbon sulfonic acid resin (H type), 5% solution in a mixed solvent of aliphatic alcohol and water, Aldri
ch Chemical, trade name] are mixed in various mixing ratios.

【0008】次いで、上記で得た各混合物に対してポリ
テトラフルオロエチレンを水懸濁液状で加えて混合、混
練した後、この混練物をロール圧延により圧延してシー
ト状とし、真空乾燥後、この電極シートを固体高分子電
解質としてのNAFION膜に対して温度100℃、圧
力210kg/cm2 でホットプレスするというもので
ある。そしてそこでは、固体高分子電解質としてのNA
FION膜に一体に接合された酸素極に上記のようにイ
オン交換樹脂を混入することにより、電極反応サイトの
三次元化を図り、分極特性を著しく向上させることがで
き、特にこのイオン交換樹脂膜の混入による効果は、白
金担持カーボン粉末を電極触媒とした場合に大きい旨指
摘されている。
Next, polytetrafluoroethylene was added to each mixture obtained above in the form of an aqueous suspension and mixed and kneaded. The kneaded product was rolled by roll rolling to form a sheet, which was vacuum dried, This electrode sheet is hot pressed against a NAFION film as a solid polymer electrolyte at a temperature of 100 ° C. and a pressure of 210 kg / cm 2 . And there, NA as a solid polymer electrolyte
By mixing the ion exchange resin as described above into the oxygen electrode integrally bonded to the FION membrane, the electrode reaction site can be made three-dimensional and the polarization characteristics can be remarkably improved. It has been pointed out that the effect of the incorporation of the above is great when platinum-supporting carbon powder is used as an electrode catalyst.

【0009】以上の技術では、その電極シートは何れも
電極材料の混練物を圧延等の手法によりシート化するこ
とによって作製されているが、この電極シートの作製の
仕方としては、その基材として別途多孔性のペーパー又
はシートを用い、これに触媒粒子を担持させる形式で行
う態様も行われている。この場合には、例えばそのペー
パー又はシートとして所定の気孔率及び厚さを有するカ
ーボンペーパーを使用し、これに対してポリテトラフル
オロエチレン系のディスパージョンを含浸させた後、熱
処理をして撥水化し、この撥水化カーボンペーパー上に
触媒粉末等の電極層構成成分を付着、担持させるもので
あるが、特開平4ー162365号公報はその一例であ
る。
In the above technique, all of the electrode sheets are manufactured by forming a kneaded material of the electrode material into a sheet by a method such as rolling. As a method of manufacturing the electrode sheet, the electrode sheet is used as a base material. Another mode is also used in which a porous paper or sheet is separately used and the catalyst particles are supported on the porous paper or sheet. In this case, for example, carbon paper having a predetermined porosity and thickness is used as the paper or sheet, and a polytetrafluoroethylene-based dispersion is impregnated into the paper, and then heat treatment is performed to obtain water repellency. The catalyst layer and other components of the electrode layer are adhered and carried on the water repellent carbon paper, and JP-A-4-162365 is one example.

【0010】この技術では、シート状触媒層構成用の微
粉末として、白金触媒担持のカーボンブラック粒子と触
媒無担持のカーボンブラック粒子との混合物を用いる点
に特徴を有し、またこれら両粒子は高分子電解質として
のイオン交換樹脂でコーティングされているが、ここで
のシートはその基材として撥水化カーボンペーパーが使
用され、上記コーティング触媒粒子及びポリテトラフル
オロエチレンを含む混合液を濾過乾燥した後、これを撥
水化カーボンペーパー上へ散布し、加熱下、プレスをす
ることにより付着させている。
This technique is characterized in that a mixture of platinum black catalyst-supported carbon black particles and non-catalyst-supported carbon black particles is used as the fine powder for forming the sheet-like catalyst layer, and both of these particles are used. The sheet here is coated with an ion exchange resin as a polymer electrolyte, and the sheet here uses water-repellent carbon paper as its base material, and a mixed solution containing the coated catalyst particles and polytetrafluoroethylene is filtered and dried. After that, this is sprinkled on the water-repellent carbon paper, and the paper is attached by pressing under heating.

【0011】このように触媒粒子、高分子電解質及びポ
リテトラフルオロエチレンとを含む触媒層を有する電極
を組み込んだ固体高分子型燃料電池では、その触媒粒子
が高分子電解質及びガス相と共存し、この三相界面をよ
り多く確保することにより、電池性能を向上させること
ができるが、ポリテトラフルオロエチレンは、触媒粒子
の結着剤としての役割を果しているだけではなく、それ
自体撥水性でガス相を確保する効果も奏している(すな
わち電池作動中、例えば燃料水素と酸素との反応で生成
する水による触媒層の濡れを防ぎ、ガス空間を確保して
いる)。
In the polymer electrolyte fuel cell incorporating the electrode having the catalyst layer containing the catalyst particles, the polymer electrolyte and polytetrafluoroethylene in this manner, the catalyst particles coexist with the polymer electrolyte and the gas phase, By securing more of these three-phase interfaces, the battery performance can be improved, but polytetrafluoroethylene not only plays the role of a binder for the catalyst particles, but is itself water repellent and gas-repellent. The effect of securing the phase is also achieved (that is, during the operation of the cell, for example, the catalyst layer is prevented from being wet by water generated by the reaction of fuel hydrogen and oxygen, and the gas space is secured).

【0012】ところで、ポリテトラフルオロエチレン
は、その特有な性質から、これを「熱処理」することに
より、その結晶性を向上させ、かつ触媒粒子間に、より
均一に存在させることができる。このポリテトラフルオ
ロエチレンについては、その特性をさらに改善した誘導
体も知られている。しかし、ポリテトラフルオロエチレ
ンについて有効な熱処理ができない場合、これによる
撥水性が十分に発揮されず、このためポリテトラフルオ
ロエチレンの混合量を多くする必要があり、それかと
いって、その混合量を多くすると、電極の抵抗が大きく
なり、また、安定したポリテトラフルオロエチレンデ
ィスパージョンを得るために、通常、例えばフルオロア
ルキル化合物等の界面活性剤が添加されているが、この
界面活性剤がその増量分多く電極中に混入するという問
題も生じていた。
[0012] By the way, polytetrafluoroethylene can be improved in its crystallinity and can be present more uniformly among the catalyst particles by "heat-treating" it because of its unique property. Regarding this polytetrafluoroethylene, a derivative having further improved properties is also known. However, if polytetrafluoroethylene cannot be effectively heat-treated, the water repellency due to this cannot be sufficiently exerted, and therefore it is necessary to increase the mixing amount of polytetrafluoroethylene. If the amount is increased, the resistance of the electrode is increased, and in order to obtain a stable polytetrafluoroethylene dispersion, a surfactant such as a fluoroalkyl compound is usually added. There is also a problem that a large amount is mixed in the electrode.

【0013】それのみならず、触媒粒子、ポリテトラフ
ルオロエチレン系ポリマー及び高分子電解質の混合液を
触媒層として塗布形式により成膜する場合、適当な粘度
となるまで溶媒を蒸発させる必要があるが、溶媒の量す
なわち触媒層原料の濃度のみによる溶液の粘度調整で
は、原料成分を均一に分散し得ないという難点があり、
このため電極を構成する触媒層の均一化を困難にしてい
た。
Not only that, but when a mixed solution of catalyst particles, a polytetrafluoroethylene polymer and a polymer electrolyte is formed as a catalyst layer by a coating method, it is necessary to evaporate the solvent until an appropriate viscosity is obtained. However, in adjusting the viscosity of the solution only by the amount of the solvent, that is, the concentration of the catalyst layer raw material, there is a drawback that the raw material components cannot be uniformly dispersed,
For this reason, it has been difficult to make the catalyst layer constituting the electrode uniform.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明では、触
媒粒子、ポリテトラフルオロエチレン系ポリマー及び高
分子電解質を含む触媒層を有する燃料電池用電極につい
て、その触媒層を形成するに際してその原料混合液に別
途増粘剤を添加することにより、または増粘剤と非イオ
ン界面活性剤を添加することにより、触媒層の原料であ
る触媒粒子、ポリテトラフルオロエチレン系ポリマー及
び高分子電解質を均一に分散させてシートへの成形性を
高めるとともに、触媒層における三次元反応サイトの形
成をより確実にし、電極特性及びここれを用いた電池特
性を長期にわたり良好に保持し得るようにしてなる電極
及びその製造方法を提供することを目的とする。
Therefore, in the present invention, regarding a fuel cell electrode having a catalyst layer containing catalyst particles, a polytetrafluoroethylene-based polymer and a polymer electrolyte, a raw material mixture liquid for forming the catalyst layer is used. By separately adding a thickener or a thickener and a nonionic surfactant, the catalyst particles, which are the raw material of the catalyst layer, the polytetrafluoroethylene-based polymer and the polyelectrolyte are uniformly dispersed. The electrode and the electrode capable of increasing the moldability into a sheet to more surely form the three-dimensional reaction site in the catalyst layer and maintaining the electrode characteristics and the battery characteristics using the electrode for a long time. It is intended to provide a manufacturing method.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】まず、本発明は、触媒粒
子、ポリテトラフルオロエチレン系ポリマー及び高分子
電解質を含む触媒層を有する燃料電池用電極であって、
該触媒層が、触媒粒子とポリテトラフルオロエチレン系
ポリマーのディスパージョンとの混合液に増粘剤を混合
した後、熱処理をし、次いで高分子電解質によりコーテ
ィングしてなる触媒層であることを特徴とする燃料電池
用電極を提供するものである。
First, the present invention relates to a fuel cell electrode having a catalyst layer containing catalyst particles, a polytetrafluoroethylene-based polymer and a polymer electrolyte,
The catalyst layer is a catalyst layer formed by mixing a thickening agent in a mixed liquid of catalyst particles and a dispersion of a polytetrafluoroethylene-based polymer, heat-treating the mixture, and then coating with a polymer electrolyte. To provide an electrode for a fuel cell.

【0016】また本発明は、ガス拡散層上に触媒粒子、
ポリテトラフルオロエチレン系ポリマー及び高分子電解
質を含む触媒層を有する燃料電池用電極であって、該触
媒層が、触媒粒子とポリテトラフルオロエチレン系ポリ
マーのディスパージョンとの混合液に増粘剤及び非イオ
ン界面活性剤を混合した後、熱処理をし、次いで高分子
電解質によりコーティングしてなる触媒層であることを
特徴とする燃料電池用電極を提供する。
The present invention also provides catalyst particles on the gas diffusion layer,
A fuel cell electrode having a catalyst layer containing a polytetrafluoroethylene-based polymer and a polymer electrolyte, wherein the catalyst layer comprises a thickener in a mixed liquid of catalyst particles and a polytetrafluoroethylene-based polymer. There is provided a fuel cell electrode comprising a catalyst layer obtained by mixing a nonionic surfactant, heat-treating it, and then coating it with a polymer electrolyte.

【0017】また本発明は、触媒粒子、ポリテトラフル
オロエチレン系ポリマー及び高分子電解質を含む触媒層
を有する燃料電池用電極の製造方法において、該触媒層
を、触媒粒子とポリテトラフルオロエチレン系ポリマー
のディスパージョンとの混合液に増粘剤を混合した後、
熱処理をし、次いで高分子電解質によりコーティングす
ることにより形成することを特徴とする燃料電池用電極
の製造方法を提供するものである。
The present invention also provides a method for producing an electrode for a fuel cell having a catalyst layer containing catalyst particles, a polytetrafluoroethylene-based polymer and a polymer electrolyte, wherein the catalyst layer comprises the catalyst particles and the polytetrafluoroethylene-based polymer. After mixing the thickener to the mixture with the dispersion of
The present invention provides a method for producing an electrode for a fuel cell, which is characterized by forming by heat treatment and then coating with a polymer electrolyte.

【0018】また、本発明は、ガス拡散層上に触媒粒
子、ポリテトラフルオロエチレン系ポリマー及び高分子
電解質を含む触媒層を有する燃料電池用電極の製造方法
において、該触媒層を(1)触媒粒子とポリテトラフル
オロエチレン系ポリマーのディスパージョンとの混合液
に増粘剤を混合し、(2)1個又は複数の膜厚制御用の
刃を備えるフィーダーによりガス拡散層上に膜厚を制御
しながら塗布した後、熱処理をし、(3)次いで高分子
電解質によりコーティングすることにより形成すること
を特徴とする燃料電池用電極の製造方法を提供する(以
下、この形式による電極製造方法をブレード塗布方式と
いう)。
The present invention also provides a method for producing a fuel cell electrode having a catalyst layer containing catalyst particles, a polytetrafluoroethylene-based polymer and a polymer electrolyte on a gas diffusion layer, wherein the catalyst layer is (1) a catalyst. A thickener is mixed in a mixed solution of particles and a dispersion of polytetrafluoroethylene-based polymer, and (2) the film thickness is controlled on the gas diffusion layer by a feeder equipped with one or more blades for controlling the film thickness. A method for producing an electrode for a fuel cell, which is characterized by being formed by applying (3) and then coating with a polymer electrolyte after applying the electrode (hereinafter, referred to as an electrode production method of this type by a blade). Coating method).

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】燃料電池には、りん酸型、アルカ
リ型、固体高分子型等各種あるが、本発明の電極、その
製造方法はそれらの何れの燃料電池用の電極についても
適用することができる。また本発明における上記触媒粒
子としては、白金ブラック粉末、白金合金粉末、パラジ
ウムブラック粉末、白金又はパラジウム担持のカーボン
粉末、その他燃料電池の電極用として適用し得る触媒を
使用することができる。また上記高分子電解質として
は、各種イオン交換樹脂等が使用できるが、好ましくは
高温において優れた耐熱性を有するフッ素樹脂系イオン
交換膜、例えばNAFION110系等のパーフルオロ
ーボンスルホン酸系の樹脂を使用する。
There are various types of fuel cells, such as phosphoric acid type, alkaline type, and solid polymer type. The electrode of the present invention and the method for producing the same are applicable to any of these electrodes for fuel cells. be able to. Further, as the catalyst particles in the present invention, platinum black powder, platinum alloy powder, palladium black powder, carbon powder supporting platinum or palladium, and other catalysts applicable for electrodes of fuel cells can be used. As the above-mentioned polymer electrolyte, various ion exchange resins and the like can be used, but preferably, a fluororesin type ion exchange membrane having excellent heat resistance at high temperature, for example, a perfluoro-bonsulfonic acid type resin such as NAFION 110 type is used. use.

【0020】本発明で使用する上記増粘剤としては、触
媒層形成時に触媒粒子に粘性、粘着性を付与できるもの
であれば特に制限はなく(ただし、例えばポリアクリル
酸ナトリウムのようにNaイオン等を含み、触媒層中に
残留して電極特性、電池性能を阻害する成分を含むもの
を除く)、その例としては好ましくはカルボキシメチル
セルロース、メチルセルロース、カゼイン、ポリビニル
アルコール、ポリアクリル酸アンモニウム、でんぷん等
を挙げることができる。
The thickener used in the present invention is not particularly limited as long as it can impart viscosity and tackiness to the catalyst particles at the time of forming the catalyst layer (provided, for example, Na ion such as sodium polyacrylate). Etc., except those containing components that remain in the catalyst layer and hinder electrode characteristics and battery performance), examples of which are preferably carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, casein, polyvinyl alcohol, ammonium polyacrylate, starch, etc. Can be mentioned.

【0021】また、本発明においては、上記増粘剤に加
えて非イオン系の界面活性剤を混合することにより、触
媒原料成分を均一に分散させ、これを経て得られる電極
を用いた燃料電池の性能をさらに向上させることができ
る。この非イオン界面活性剤(nonionic su
rfactant)としては、ポリエチレングリコール
アルキルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エス
テル、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリ
ド等、非イオン系であれば特に限定はないが、前述スラ
リー塗布後の熱処理との関係で、温度360℃程度以下
の熱処理温度で分解するものであるのが望ましい。また
これらは一種とは限らす、二種以上の非イオン系の界面
活性剤を併用しても差し支えない。
Further, in the present invention, the catalyst raw material components are uniformly dispersed by mixing a nonionic surfactant in addition to the above thickener, and the fuel cell using the electrode obtained through this The performance of can be further improved. This nonionic surfactant (nonionic su
The rfactant is not particularly limited as long as it is a nonionic type such as polyethylene glycol alkyl ether, polyethylene glycol fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, and fatty acid monoglyceride, but the temperature is about 360 ° C. in relation to the heat treatment after the slurry application. It is desirable that it decomposes at the following heat treatment temperatures. Further, these are not limited to one kind, and two or more kinds of nonionic surfactants may be used in combination.

【0022】上記増粘剤を含むスラリーの粘度は、適当
な面上への塗布後周縁へ流動拡散することなく且つ所望
膜厚に制御し得る粘性を備えていれば足り、またその必
要があるが、好ましくは2000〜20000cp(セ
ンチポイズ)程度である。そしてこの点は、増粘剤に加
えて非イオン界面活性剤を添加する場合についても同様
である。本発明では該スラリーを所定膜厚に塗布した
後、その塗布面に電解質を含浸させる。この電解質とし
ては各種イオン交換樹脂等が使用できるが、好ましくは
高温において優れた耐熱性を有するフッ素樹脂系イオン
交換膜、例えばNAFION110系等のパーフルオロ
ーボンスルホン酸系の樹脂を使用する。燃料電池のう
ち、例えば固体高分子型の場合、その固体高分子電解質
膜としてNAFION系のパーフルオロカーボンスルホ
ン酸系の樹脂膜を用いる場合には、同系統のパーフルオ
ロカーボンスルホン酸樹脂を用いるのが好ましい。
The viscosity of the slurry containing the above-mentioned thickener is sufficient if it has such viscosity that it does not flow and diffuse to the peripheral edge after coating on a suitable surface and can be controlled to a desired film thickness. However, it is preferably about 2000 to 20000 cp (centipoise). And this point is the same as in the case of adding a nonionic surfactant in addition to the thickener. In the present invention, after coating the slurry to a predetermined thickness, the coating surface is impregnated with an electrolyte. As the electrolyte, various ion exchange resins and the like can be used, but preferably, a fluororesin ion exchange membrane having excellent heat resistance at high temperature, for example, a perfluoro-bonsulfonic acid resin such as NAFION110 is used. Among the fuel cells, for example, in the case of a solid polymer type, when using a NAFION-based perfluorocarbon sulfonic acid type resin film as the solid polymer electrolyte membrane, it is preferable to use the same type of perfluorocarbon sulfonic acid resin. .

【0023】固体高分子型等の燃料電池用電極は、通常
電極シートとして適用される。そのシート化の手法とし
ては、(1)その触媒構成材料を電池本体としての例え
ば固体高分子電解質膜に直かに付着させる、(2)その
触媒構成材料を混練物として圧延等によりシート化する
〔なお、これら(1)及び(2)で得られた電極シート
は、それ自体で拡散層と触媒層とを兼ねた電極とな
る〕、(3)その触媒構成材料をガス拡散層としての各
種材質からなる多孔性のペーパー又はシート、好ましく
はカーボンペーパー又は撥水化カーボンペーパー上に付
着させる等各種態様で行われるが、本発明はこれら
(1)〜(3)の何れの態様でも実施することができる
ものである。以下、上記態様(1)〜(3)のうち、
(3)の態様を採る場合を中心に説明するが、何れの態
様を採る場合にも同様に実施することができる。
A solid polymer type fuel cell electrode is usually applied as an electrode sheet. As a method of forming the sheet, (1) the catalyst constituent material is directly attached to, for example, a solid polymer electrolyte membrane as a battery body, and (2) the catalyst constituent material is kneaded into a sheet by rolling or the like. [In addition, the electrode sheet obtained in these (1) and (2) becomes an electrode which also serves as a diffusion layer and a catalyst layer by itself], (3) Various kinds of catalyst constituent materials as a gas diffusion layer The present invention is carried out in any of these aspects (1) to (3), though it is carried out in various aspects such as adhering onto a porous paper or sheet made of a material, preferably carbon paper or water repellent carbon paper. Is something that can be done. Hereinafter, among the aspects (1) to (3),
Although the description will focus on the case of adopting the aspect of (3), it can be similarly implemented in any of the aspects.

【0024】本発明者は、触媒粒子、ポリテトラフルオ
ロエチレン系ポリマー及び高分子電解質を含む触媒層を
有する燃料電池用電極を製造するに当たり、触媒粒子と
ポリテトラフルオロエチレン系ポリマーのディスパージ
ョンの混合物を凍結乾燥させた後、熱処理を行うことに
より、ポリテトラフルオロエチレン系ポリマーによる効
果を格段に増大させ得る技術を別途開発し、出願してい
る(特願平6ー339777号)。本発明においては前
述増粘剤の添加、または増粘剤及び非イオン界面活性剤
の添加に加え、これら凍結乾燥及びこれに続く熱処理操
作を併用することにより、触媒層の原料を均一に分散
し、かつ、シートの成形性を高めることにより、三次元
反応サイトの形成をより確実にすることができる。
The present inventor, when producing a fuel cell electrode having a catalyst layer containing catalyst particles, a polytetrafluoroethylene-based polymer and a polymer electrolyte, is a mixture of catalyst particles and a dispersion of polytetrafluoroethylene-based polymer. Was freeze-dried and then heat-treated to separately develop and apply for a technique capable of significantly increasing the effect of the polytetrafluoroethylene-based polymer (Japanese Patent Application No. 6-339777). In the present invention, in addition to the addition of the above-mentioned thickener or the addition of the thickener and the nonionic surfactant, the freeze-drying and the subsequent heat treatment operation are used in combination to uniformly disperse the raw material of the catalyst layer. Moreover, by increasing the formability of the sheet, the formation of the three-dimensional reaction site can be made more reliable.

【0025】上記その凍結乾燥及びこれに続く熱処理の
後、その触媒粒子をさらに凍結粉砕することにより触媒
層構成粉末を適度な粒径に均一に分布させ、反応点(三
次元反応サイト)を増大させることができるが、前述増
粘剤の添加、混合に加えて、または増粘剤及び非イオン
界面活性剤の添加、混合に加えて、これら手法を併用す
ることにより、ポリテトラフルオロエチレン系ポリマー
に対する熱処理をさらに有効に可能とし、その作用を増
強させることができる。
After the freeze-drying and the subsequent heat treatment, the catalyst particles are further freeze-pulverized to evenly distribute the catalyst layer-constituting powder to an appropriate particle size and increase the reaction points (three-dimensional reaction sites). However, in addition to the addition and mixing of the above-mentioned thickener, or in addition to the addition and mixing of the thickener and the nonionic surfactant, by using these methods together, a polytetrafluoroethylene-based polymer can be obtained. The heat treatment can be more effectively performed and the action can be enhanced.

【0026】本発明における上記併用の好ましい仕方と
しては、その概略、次の(A)〜(C)の態様を採るこ
とができる。ここで符号+は添加ないしは混合すること
を意味し、符号→は次の工程へ移る意味であり、またこ
れら態様は増粘剤に加えて非イオン界面活性剤を混合す
る場合についても同様である。 (A)触媒粒子+ポリテトラフルオロエチレン系ポリマ
ーのディスパージョン→凍結乾燥→熱処理→増粘剤→熱
処理→電解質膜によるコーティング。 (B)触媒粒子+ポリテトラフルオロエチレン系ポリマ
ーのディスパージョン→凍結乾燥→熱処理→凍結粉砕→
+増粘剤→熱処理→電解質膜によるコーティング。 (C)触媒粒子+ポリテトラフルオロエチレン系ポリマ
ーのディスパージョン→凍結乾燥→+増粘剤→熱処理→
電解質膜によるコーティング。
As a preferred method of the above combination in the present invention, its outline and the following modes (A) to (C) can be adopted. Here, the symbol + means addition or mixing, the symbol → means to move to the next step, and these aspects are the same also in the case of mixing a nonionic surfactant in addition to the thickener. . (A) Dispersion of catalyst particles + polytetrafluoroethylene-based polymer → freeze-drying → heat treatment → thickener → heat treatment → coating with an electrolyte membrane. (B) Dispersion of catalyst particles + polytetrafluoroethylene-based polymer → freeze-drying → heat treatment → freeze-grinding →
+ Thickener → heat treatment → coating with electrolyte membrane. (C) Dispersion of catalyst particles + polytetrafluoroethylene-based polymer → lyophilization → + thickener → heat treatment →
Coating with electrolyte membrane.

【0027】このように本発明では各種態様を採ること
ができる。まず上記(A)の場合には、該触媒層を
(1)触媒粒子とポリテトラフルオロエチレン系ポリマ
ーのディスパージョンとの混合液を凍結乾燥後、熱処理
し、(2)次いで増粘剤を添加、配合して熱処理した
後、(3)高分子電解質によりコーティングすることに
より形成する。また(B)の場合には、(1)まず、触
媒粒子とポリテトラフルオロエチレン系ポリマーのディ
スパージョンとの混合液を凍結乾燥し、(2)次いで増
粘剤を添加、配合した後、熱処理をし、(3)高分子電
解質によりコーティングして形成する。さらに(C)の
態様では、(1)まず触媒粒子とポリテトラフルオロエ
チレン系ポリマーのディスパージョンとを混合し、
(2)次いで増粘剤を添加、配合した後、熱処理をし、
(3)高分子電解質によりコーティングして形成する。
As described above, the present invention can take various aspects. First, in the case of the above (A), the catalyst layer is (1) a mixed solution of catalyst particles and a dispersion of a polytetrafluoroethylene-based polymer is freeze-dried and then heat treated, and (2) a thickener is then added. After being mixed and heat-treated, (3) it is formed by coating with a polymer electrolyte. In the case of (B), (1) first, a mixed liquid of catalyst particles and a dispersion of a polytetrafluoroethylene-based polymer is freeze-dried, (2) a thickener is then added and blended, and then heat treated. Then, (3) it is formed by coating with a polymer electrolyte. Further, in the aspect of (C), (1) first, the catalyst particles and a dispersion of a polytetrafluoroethylene-based polymer are mixed,
(2) Next, after adding and blending a thickener, heat treatment is performed,
(3) It is formed by coating with a polymer electrolyte.

【0028】前述のとおり、ポリテトラフルオロエチレ
ン系ポリマーに対する熱処理は、ポリテトラフルオロエ
チレン系ポリマーの結晶性を向上させ且つこれを触媒粒
子間により均一に存在させるためのもので、その熱処理
温度は具体的には約360℃程度で実施されるが、本発
明における熱処理は、上記のような何れの態様を採る場
合も、同様に行うことができるものである。ここで、本
明細書中「ポリテトラフルオロエチレン系ポリマーと
は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)自体のほ
か、テトラフルオロエチレンーヘキサフルオロプロピレ
ン共重合体(FEP)その他その誘導体をも含む意味で
あり、またそのディスパージョンについても同じくそれ
ら誘導体のディスパージョンを含めて指称している。本
発明においてはポリテトラフルオロエチレン自体だけで
なく、テトラフルオロエチレンーヘキサフルオロプロピ
レン共重合体その他その誘導体についても、ポリテトラ
フルオロエチレン自体の場合と同様の作用効果を得るこ
とができる。
As described above, the heat treatment for the polytetrafluoroethylene-based polymer is for improving the crystallinity of the polytetrafluoroethylene-based polymer and for making the polytetrafluoroethylene-based polymer more evenly present among the catalyst particles. Typically, the heat treatment is performed at about 360 ° C., but the heat treatment in the present invention can be similarly performed in any of the above-described modes. Here, in the present specification, “polytetrafluoroethylene-based polymer” is meant to include not only polytetrafluoroethylene (PTFE) itself but also tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP) and other derivatives thereof. In addition, not only polytetrafluoroethylene itself but also tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer and other derivatives thereof are referred to in the present invention. It is possible to obtain the same operational effect as in the case of polytetrafluoroethylene itself.

【0029】ここで前述態様のうち、一例として(A)
の場合〔一部(B)の態様を含む〕についてさらに具体
的に説明すると、(1)まず例えば気孔率75%、厚さ
0.4mmのカーボンペーパーに対してテトラフルオロ
エチレンーヘキサフルオロプロピレン共重合体(FE
P)ディスパージョンを含浸させた後、熱処理を行い、
このテトラフルオロエチレンーヘキサフルオロプロピレ
ン共重合体が10〜40重量%を占める撥水化カーボン
ペーパーを得る。図1(b)はこの撥水化カーボンペー
パーを模式的に示すもので、電極において拡散層2とな
るものである。
Here, as an example of the above-mentioned modes, (A)
More specifically, the case (including the aspect of part (B)) will be described. (1) First, for example, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene co-polymer is added to carbon paper having a porosity of 75% and a thickness of 0.4 mm. Polymer (FE
P) After impregnation with the dispersion, heat treatment is performed,
A water repellent carbon paper in which the tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer accounts for 10 to 40% by weight is obtained. FIG. 1B schematically shows the water repellent carbon paper, which serves as the diffusion layer 2 in the electrode.

【0030】(2)一方、25〜50%白金又は白金を
含む合金を担持した触媒粒子とポリテトラフルオロエチ
レンディスパージョンをポリテトラフルオロエチレンが
触媒全体量中約5〜40重量%となるようにコロイドミ
ル等で混合する。この点、例えば撥水化カーボンペーパ
ーに対して濾過法により触媒層を形成する場合には約5
〜50重量%という範囲で、より多く添加する必要があ
るが、凍結乾燥法を併用することにより、上記約5〜4
0重量%という少ない添加量で同程度又はそれ以上の効
果を得ることができるものである。
(2) On the other hand, catalyst particles supporting 25 to 50% platinum or an alloy containing platinum and polytetrafluoroethylene dispersion are adjusted so that polytetrafluoroethylene is about 5 to 40% by weight in the total amount of the catalyst. Mix with a colloid mill. In this respect, for example, when the catalyst layer is formed on the water-repellent carbon paper by the filtration method, about 5
It is necessary to add a larger amount in the range of ˜50% by weight, but by combining with the freeze-drying method, the above-mentioned about 5-4
The same or higher effect can be obtained with a small addition amount of 0% by weight.

【0031】(3)次いで、上記混合液を約−80〜−
50℃程度に冷やし、表面積がなるべく大きくなるよう
に凍結させる。これを凍結乾燥器にて0.1torr程
度まで真空度を上げ、溶媒を昇華させ、粉末とする。
(4)引続き、例えば温度280℃で10時間、360
℃で5時間、窒素気流中で熱処理を行う。前述のとおり
この処理はポリテトラフルオロエチレン系ポリマーの結
晶性を向上させ且つこれを触媒粒子間により均一に存在
させるために行うものである。(5)上記Bの態様では
さらに凍結粉砕を行うが、これにより粒度の揃った触媒
粒子とすることができる。この場合、その凍結粉砕の仕
方としては、例えば液体窒素で凍結させ、ドライアイス
とともに粉砕する等の態様で行うことができる。
(3) Next, the mixed solution is added to about -80 to-
Cool to about 50 ° C. and freeze to maximize the surface area. This is freeze-dried to a vacuum degree of about 0.1 torr to sublimate the solvent to obtain a powder.
(4) Subsequently, for example, at a temperature of 280 ° C. for 10 hours, 360
Heat treatment is performed in a nitrogen stream at 5 ° C. for 5 hours. As described above, this treatment is performed in order to improve the crystallinity of the polytetrafluoroethylene-based polymer and to make it more evenly present among the catalyst particles. (5) In the above aspect B, freeze pulverization is further carried out, but this makes it possible to obtain catalyst particles having a uniform particle size. In this case, the method of freeze-grinding may be, for example, frozen in liquid nitrogen and ground with dry ice.

【0032】(6)次いで増粘剤を加えてスラリーと
し、粘度、流動性等を調整した後、それ自体を0.05
〜0.2mm程度の膜厚に成膜するか、または(7)撥
水化カーボンペーパー上にその懸濁液をドクターブレー
ド法などにより0.05〜0.2mm程度の膜厚に成形
する。この成形膜について例えば温度280℃で10時
間、360℃で5時間程度、窒素気流中で熱処理を行
う。(8)成形膜を(6)で得た場合には、その成形膜
を撥水化カーボンペーパー上に載せ、必要ならば適宜加
圧成形して、例えば温度280℃で10時間、360℃
で5時間、窒素気流中で熱処理を行う。(9)、(7)
又は(8)で撥水化カーボンペーパー上に形成された触
媒層面に固体高分子電解質のアルコール溶液等を含浸さ
せた後、例えば温度80℃、真空中にて溶媒を蒸発除去
する。図1(c)は、以上(1)〜(9)の過程を経て
作製して得られた電極シートを模式的に示したものであ
る。(10)こうして作製した二個の電極間に例えば固
体高分子電解質膜を挟みプレスして電池(固体高分子電
解質膜ー電極接合体)を得る。
(6) Next, a thickener is added to make a slurry, and the viscosity, fluidity and the like are adjusted, and then the slurry itself is adjusted to 0.05.
A film having a thickness of about 0.2 mm is formed, or (7) the suspension is formed on a water repellent carbon paper by a doctor blade method or the like to have a thickness of about 0.05 mm to 0.2 mm. This formed film is heat-treated in a nitrogen stream at a temperature of 280 ° C. for 10 hours and at 360 ° C. for about 5 hours. (8) When the molded film is obtained in (6), the molded film is placed on water-repellent carbon paper and, if necessary, pressure-molded, for example, at a temperature of 280 ° C. for 10 hours at 360 ° C.
For 5 hours in a nitrogen stream. (9), (7)
Alternatively, in (8), the surface of the catalyst layer formed on the water repellent carbon paper is impregnated with an alcohol solution of a solid polymer electrolyte or the like, and then the solvent is removed by evaporation in a vacuum at a temperature of 80 ° C., for example. FIG. 1 (c) schematically shows an electrode sheet obtained by the above steps (1) to (9). (10) A battery (solid polymer electrolyte membrane-electrode assembly) is obtained by sandwiching and pressing, for example, a solid polymer electrolyte membrane between the two electrodes thus produced.

【0033】ここで上記カーボンペーパーの撥水化用の
材料としては、特に制限はないが、本発明で結合剤(撥
水化剤でもある)としてポリテトラフルオロエチレン系
ポリマーを使用する関係上、これと同系統の材料である
のが好ましい。その同系統の材料とはポリテトラフルオ
ロエチレンのほか、テトラフルオロエチレンーヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体(FEP)その他その誘導体
をも含むものである。ここでの使用溶媒としては、水、
アルコール、或いは両者の混合溶媒等、従来採用されて
いるものと特に異なる必要はなく、この点以上各種成分
の量的割合についても同様である。
Here, the material for making the carbon paper water repellent is not particularly limited, but in view of using a polytetrafluoroethylene-based polymer as a binder (also a water repellent) in the present invention, It is preferable to use the same type of material. The material of the same system includes not only polytetrafluoroethylene but also tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP) and other derivatives thereof. The solvent used here is water,
Alcohol, a mixed solvent of both, and the like do not have to be particularly different from those conventionally used, and the quantitative ratios of various components are the same as above.

【0034】《ブレード塗布方式による電極製造の態
様》図3は、本発明において触媒粒子とポリテトラフル
オロエチレン系ポリマーのディスパージョンとの混合液
に増粘剤を混合したスラリーの成膜上、また増粘剤とと
もに非イオン界面活性剤を加えて混合したスラリーの成
膜上、特に有利に適用し得るブレード方式を説明するた
めの模式図である。図3中、4は回転ローラー、5はガ
ス拡散層である。6はスラリーのフィーダーであり、前
刃(前ブレード)7及び後刃(前ブレード)8を備えて
いる。また9は形成される触媒層、Sはスラリーであ
る。この操作に際しては、フィーダー6にスラリーSを
供給し、塗布される触媒層9の厚みを前刃7及び後刃8
により調節しながら、回転ローラー4を図3中矢印のよ
うに回転させて拡散層5を移動させる。これによって拡
散層5上に所定厚の触媒層9を形成する。なお、回転ロ
ーラー4による移動に代えて、拡散層5を適当な支持部
材により固定し、相対的にフィーダー6、前刃7及び後
刃8を移動させるようにしても差し支えない。
<< Aspect of Electrode Production by Blade Coating Method >> FIG. 3 shows a method of forming a slurry in which a thickener is mixed with a mixed solution of catalyst particles and a dispersion of a polytetrafluoroethylene-based polymer in the present invention. It is a schematic diagram for demonstrating the blade system which can be applied especially advantageously in the film-forming of the slurry which added and mixed the nonionic surfactant with the thickener. In FIG. 3, 4 is a rotating roller, and 5 is a gas diffusion layer. A slurry feeder 6 includes a front blade (front blade) 7 and a rear blade (front blade) 8. Further, 9 is a catalyst layer to be formed, and S is a slurry. During this operation, the slurry S is supplied to the feeder 6 and the thickness of the catalyst layer 9 to be applied is adjusted to the front blade 7 and the rear blade 8.
The rotating roller 4 is rotated as shown by the arrow in FIG. As a result, the catalyst layer 9 having a predetermined thickness is formed on the diffusion layer 5. In place of the movement by the rotating roller 4, the diffusion layer 5 may be fixed by an appropriate supporting member and the feeder 6, the front blade 7 and the rear blade 8 may be moved relatively.

【0035】次にこの塗布方式による態様の具体的手順
について述べると、以下(a)〜(e)のとおりであ
る。(a)例えば50%白金を担持したカーボン触媒粒
子とPTFEを4:3の重量比で混合した液に増粘剤
(例えばポリビニルアルコール)を混合し、粘度が例え
ば8000cp程度になるように調製する(なお、本ブ
レード方式による場合、その粘度は2000〜2000
0cp程度であれば有効に適用することができる)。
(b)撥水化カーボンペーパー5上にフィーダー6をセ
ットし、スラリーSの部分に(a)で調製したスラリー
液を入れる。ペーパー5に対する前刃7及び後刃8の間
隙を調節しながら該ペーパーを動かし、スラリー液を塗
布する。(c)次いで窒素気流中において例えば温度3
60℃で熱処理し、増粘剤を分解除去する。(d)塗布
面に電解質溶液を含浸し、溶液を真空乾燥などにより除
去して電極とする。これらの点は、増粘剤のほか非イオ
ン界面活性剤をも添加する場合についても同様である。
(e)作製した電極の間に例えば固体高分子電解質膜を
挟みプレスして電池を得る。
Next, the specific procedure of this coating method will be described in the following (a) to (e). (A) For example, a thickening agent (for example, polyvinyl alcohol) is mixed with a liquid obtained by mixing 50% platinum-supported carbon catalyst particles and PTFE at a weight ratio of 4: 3, and prepared so that the viscosity becomes, for example, about 8000 cp. (In the case of this blade method, the viscosity is 2000 to 2000.
If it is about 0 cp, it can be effectively applied).
(B) The feeder 6 is set on the water repellent carbon paper 5, and the slurry liquid prepared in (a) is put in the portion of the slurry S. While adjusting the gap between the front blade 7 and the rear blade 8 with respect to the paper 5, the paper is moved to apply the slurry liquid. (C) Next, in a nitrogen stream, for example, at a temperature of 3
Heat treatment is performed at 60 ° C. to decompose and remove the thickener. (D) The coated surface is impregnated with an electrolyte solution, and the solution is removed by vacuum drying or the like to form an electrode. These points are the same when a nonionic surfactant is added in addition to the thickener.
(E) For example, a solid polymer electrolyte membrane is sandwiched between the produced electrodes and pressed to obtain a battery.

【0036】[0036]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
がこれら実施例に限定されるものでないことは勿論であ
る。このうち実施例2及び3は上記ブレード塗布方式を
適用した場合の実施例である。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below, but it goes without saying that the present invention is not limited to these examples. Of these, Examples 2 and 3 are examples when the blade coating method is applied.

【0037】《実施例1》気孔率75%、厚さ0.4
mmのカーボンペーパーにネオフロン〔テトラフルオロ
エチレンーヘキサフルオロプロピレン共重合体(FE
P)、ダイキン工業社製、商品名〕のディスパージョン
を含浸させた後熱処理を行い、ネオフロンがペーパー全
体の約20重量%を占める撥水化カーボンペーパーを得
た。一方、白金触媒粉末をカーボン粒子に対して50
重量%担持させてなる触媒粒子に対し、ポリフロン(ポ
リテトラフルオロエチレン、ダイキン工業社製、登録商
標)のディスパージョンを触媒層構成材料の全体量中3
0重量%となるように加え、コロイドミルにより緊密に
混合した。この液を約−80℃に冷やし表面積がなる
べく大きくなるように凍結させた。これを凍結乾燥器中
で0.1torrに真空度を上げて溶媒を昇華させ、乾
燥粉末とした。
Example 1 Porosity 75%, Thickness 0.4
mm carbon paper on NEOFLON [tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FE
P), manufactured by Daikin Industries, Ltd., and then heat-treated to obtain a water-repellent carbon paper in which neoflon accounts for about 20% by weight of the entire paper. On the other hand, platinum catalyst powder is added to carbon particles in an amount of 50
Dispersion of polyflon (polytetrafluoroethylene, a registered trademark of Daikin Industries, Ltd.) in 3% of the total amount of the catalyst layer-constituting material with respect to the catalyst particles supported by weight%.
It was added to 0% by weight and mixed intimately with a colloid mill. This solution was cooled to about -80 ° C and frozen so that the surface area was as large as possible. In the freeze dryer, the vacuum degree was raised to 0.1 torr to sublimate the solvent to obtain a dry powder.

【0038】引続き、温度280℃で10時間、36
0℃で5時間、窒素気流中で熱処理を行った。次いで
での熱処理済みの粉末に増粘剤としてメチルセルロー
スの粘稠水溶液を加えて攪拌混合し(添加量=5重量
%)、粘度が約8000cpになるように調製した。こ
れを前記で作製した撥水化カーボンペーパー上にドク
ターブレード法により、面積100cm2 、厚さ0.1
mmの膜に成形した。これは電極中触媒層となるもので
ある〔図1中符号1参照〕。、〜で得られた成形
膜を温度280℃で10時間、360℃で5時間、窒素
気流中で熱処理を行った。、で形成された触媒層に
固体高分子電解質のアルコール溶液を含浸させた後、温
度80℃、真空中にて溶媒を除去した。
Subsequently, the temperature was 280 ° C. for 10 hours, and 36
Heat treatment was performed at 0 ° C. for 5 hours in a nitrogen stream. Then, a viscous aqueous solution of methyl cellulose was added to the heat-treated powder as a thickener and mixed by stirring (addition amount = 5% by weight) to prepare a viscosity of about 8000 cp. An area of 100 cm 2 and a thickness of 0.1 was formed on the water-repellent carbon paper prepared above by a doctor blade method.
It was formed into a mm film. This serves as a catalyst layer in the electrode [see reference numeral 1 in FIG. 1]. The heat treatment was performed on the formed film obtained in any one of steps 1 to 3 at a temperature of 280 ° C. for 10 hours and at a temperature of 360 ° C. for 5 hours in a nitrogen stream. After impregnating the alcohol layer solution of the solid polymer electrolyte into the catalyst layer formed in step (1), the solvent was removed in vacuum at a temperature of 80 ° C.

【0039】、以上〜で作製した2個の電極シー
トを使用し、水素側及び酸素側の両電極の間に、固体高
分子電解質膜としてNAFIONー117膜(パーフル
オロカーボンスルホン酸樹脂膜、Du Pont社製、
商品名)を挟み、温度140℃、圧力100kgf/c
2 の加圧下、60秒間プレスした後、これを燃料電池
用枠内に組み込んでセットし、導線、ガス管等を接続し
て実施例供試用固体高分子型燃料電池を構成した。
Using the two electrode sheets prepared in the above steps, a NAFION-117 membrane (perfluorocarbon sulfonic acid resin membrane, Du Pont) as a solid polymer electrolyte membrane is provided between both electrodes on the hydrogen side and the oxygen side. Manufactured by
Sandwiching the product name), temperature 140 ℃, pressure 100kgf / c
After pressing under a pressure of m 2 for 60 seconds, this was assembled in a fuel cell frame and set, and a conducting wire, a gas pipe and the like were connected to construct a solid polymer type fuel cell for a test sample.

【0040】他方、比較例供試燃料電池として、メチル
セルロースを添加しなかった点を除き、実施例1の場合
と同様にして(凍結乾燥法を適用した後、メチルセルロ
ースを添加することなく、熱処理を行い、前記NAFI
ONー117のアルコール溶液をコーティングした)得
た電極シートの二枚を用いて上記と同様にして電池を
作製した。図2は、これら実施例及び比較例の両供試電
極について測定した電流密度とセル電圧との関係を示す
ものである。
On the other hand, the fuel cell of Comparative Example was tested in the same manner as in Example 1 except that methylcellulose was not added (after applying the freeze-drying method, heat treatment was performed without adding methylcellulose). Done and said NAFI
A battery was prepared in the same manner as above using the two obtained electrode sheets (coated with an alcohol solution of ON-117). FIG. 2 shows the relationship between the current density and the cell voltage measured for both the test electrodes of these examples and comparative examples.

【0041】電池作動条件としては、燃料として水素を
使用し、これをアノード側に供給する一方、カソード側
には酸素を供給した。この両ガスの供給量は、水素2.
0l/min、酸素0.5l/minとし、供給圧力は
ともに2.0atmとした。また水素は75℃で、酸素
については25℃で加湿し、電池の温度を60℃に保っ
て作動させた。セル電圧と電流密度は相関関係にあり、
電流密度を増加させるに伴いセル電圧は相対的に低下
し、またセル電圧が高いということは、触媒の利用率が
高いことを意味するが、図2のとおり、比較例供試電池
に比べて、本発明に係る供試電池では、電流密度が0.
1A/cm2 以下の領域で高いセル電圧を示し、電極特
性に優れ、高い触媒利用率が得られていることが分か
る。
As a cell operating condition, hydrogen was used as a fuel and was supplied to the anode side, while oxygen was supplied to the cathode side. The supply amount of both gases is 2.
0 l / min, oxygen 0.5 l / min, and supply pressure were both 2.0 atm. Further, hydrogen was humidified at 75 ° C. and oxygen was humidified at 25 ° C., and the battery was operated while maintaining the temperature at 60 ° C. There is a correlation between cell voltage and current density,
As the current density increases, the cell voltage relatively decreases, and the high cell voltage means that the catalyst utilization rate is high. However, as shown in FIG. 2, the cell voltage is higher than that of the comparative test battery. , The test battery according to the present invention has a current density of 0.
It can be seen that a high cell voltage is exhibited in a region of 1 A / cm 2 or less, the electrode characteristics are excellent, and a high catalyst utilization rate is obtained.

【0042】《実施例2》本実施例2においては図3に
示す態様のブレード方式の装置を使用した。気孔率7
5%、厚さ0.4mmのカーボンペーパーにネオフロン
〔テトラフルオロエチレンーヘキサフルオロプロピレン
共重合体(FEP)、ダイキン工業社製、商品名〕のデ
ィスパージョンを含浸させた後熱処理を行い、ネオフロ
ンがペーパー全体の約20重量%を占める撥水化カーボ
ンペーパーを得た。一方、カーボン粒子に対し白金粉
末を50重量%担持させてなる触媒粒子とポリフロン
(ポリテトラフルオロエチレン、ダイキン工業社製、登
録商標)のディスパージョンとを両者が重量比で4:3
となるように混合した液にポリビニルアルコールを混合
し、粘度が8000cpとなるように調製した。
<< Embodiment 2 >> In the present embodiment 2, the blade type apparatus of the embodiment shown in FIG. 3 was used. Porosity 7
A 5% carbon paper having a thickness of 0.4 mm was impregnated with a dispersion of NEOFLON [tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), manufactured by Daikin Industries, Ltd., trade name] and then heat-treated to obtain NEOFLON. A water repellent carbon paper was obtained which accounted for about 20% by weight of the entire paper. On the other hand, the catalyst particles formed by supporting 50% by weight of platinum powder on the carbon particles and the dispersion of polyflon (polytetrafluoroethylene, a registered trademark of Daikin Industries, Ltd.) in a weight ratio of 4: 3.
Polyvinyl alcohol was mixed with the mixed liquid so that the viscosity was 8000 cp.

【0043】次いで、で得た撥水化カーボンペーパ
ー5を図3のようにセットし、で得たスラリーSをフ
ィーダー6に供給してローラー4を回転させて撥水化カ
ーボンペーパー5を移動させながらスラリー液を塗布し
た。引続き、窒素気流中、温度360℃で5時間熱処
理を行い増粘剤を熱分解させて除去した。次いでで
形成された塗布面に固体高分子電解質のアルコール溶液
を含浸させた後、温度80℃、真空中にて溶媒を除去
し、撥水化カーボンペーパー上に厚さ0.1mmの触媒
層を有する電極とした。
Next, the water repellent carbon paper 5 obtained in step 3 is set as shown in FIG. 3, the slurry S obtained in step 3 is supplied to the feeder 6, and the roller 4 is rotated to move the water repellent carbon paper 5. While applying the slurry liquid. Subsequently, heat treatment was performed in a nitrogen stream at a temperature of 360 ° C. for 5 hours to thermally decompose and remove the thickener. Then, the coated surface formed by is impregnated with an alcohol solution of a solid polymer electrolyte, the solvent is removed in a vacuum at a temperature of 80 ° C., and a catalyst layer having a thickness of 0.1 mm is formed on the water-repellent carbon paper. It was used as an electrode.

【0044】、以上〜で作製した2個の電極シー
トを使用し、水素極側及び酸素極側の両電極の間に固体
高分子電解質膜として厚さ80μmのパーフルオロカー
ボンスルホン酸樹脂膜を挟み、温度140℃、圧力10
0kgf/cm2 の加圧下、60秒間プレスした後、こ
れを燃料電池用枠内に組み込んでセットし、導線、ガス
管等を接続して実施例2の供試用固体高分子型燃料電池
を構成し、性能試験を実施した。比較例としては実施例
1のとおりの電池を構成し、これを本実施例2の比較例
供試電池とした。
Using the two electrode sheets prepared in the above steps, a perfluorocarbon sulfonic acid resin membrane having a thickness of 80 μm is sandwiched as a solid polymer electrolyte membrane between both electrodes on the hydrogen electrode side and the oxygen electrode side, Temperature 140 ℃, pressure 10
After pressing for 60 seconds under a pressure of 0 kgf / cm 2 , this was assembled and set in a fuel cell frame, and a conducting wire, a gas pipe and the like were connected to construct the solid polymer fuel cell for a test of Example 2. Then, a performance test was carried out. As a comparative example, the battery as in Example 1 was constructed, and this was used as a comparative test battery of Example 2.

【0045】電池作動条件としては、燃料として水素を
使用し、これをアノード側に供給する一方、カソード側
には(酸素ではなく)空気を供給した。この両ガスの供
給量は、水素0.2l/min、空気0.5l/min
とし、供給圧力はともに2.0atmとした。また水素
は温度95℃で、空気については80℃で加湿し、電池
の温度を80℃に保って作動させた。図4はこの結果で
ある。図4のとおり、比較例供試電池でも、電流密度の
増加に対してセル電圧は徐々に低下するだけで優れた性
能を示すが、実施例2の供試電池では、その低下傾向は
さらに緩慢で、一層改善されていることが明らかであ
る。
As a cell operating condition, hydrogen was used as a fuel and was supplied to the anode side, while air (not oxygen) was supplied to the cathode side. The supply rates of both gases are 0.2 l / min of hydrogen and 0.5 l / min of air.
And the supply pressure was 2.0 atm. Further, hydrogen was humidified at a temperature of 95 ° C. and air was humidified at 80 ° C., and the temperature of the battery was kept at 80 ° C. to operate. FIG. 4 shows the result. As shown in FIG. 4, even in the test battery of the comparative example, the cell voltage gradually decreases as the current density increases, but the test battery of Example 2 exhibits excellent performance. Therefore, it is clear that it is further improved.

【0046】《実施例3》本実施例3においては、上記
実施例2のように増粘剤としてポリビニルアルコールを
混合するのと同時に、非イオン界面活性剤としてニッサ
ンノニオンNSー204.5(ポリオキシエチレンノニ
ルフェニルエーテル、日本油脂社製、商標名)を1重量
%加え、その他の点は実施例2と全く同様にして作製し
た供試電池について性能試験を実施したところ、図4に
示す電池性能とほぼ同様の電池性能を示した。
Example 3 In this Example 3, polyvinyl alcohol was mixed as a thickener as in Example 2, and at the same time as a nonionic surfactant, Nissan Nonion NS-204.5 (polyester) was used. 1% by weight of oxyethylene nonylphenyl ether (trade name, manufactured by NOF CORPORATION) was added, and a performance test was conducted on a test battery prepared in exactly the same manner as in Example 2 except for the above points, and the battery shown in FIG. The battery performance was almost the same as the performance.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、その触
媒層の成形性を格段に高め、またポリテトラフルオロエ
チレン系ポリマーの熱処理をすることができることによ
り、三次元反応サイトを有効に増大させることができ
る。またこれによって得られた触媒層が均一化され、し
かも触媒層にひび割れ等が生じることなく、触媒の利用
率を高めて、電極特性を向上させ、これを組み込んだ電
池の性能を大幅に改善、向上させることができる。
As described above, according to the present invention, the moldability of the catalyst layer is remarkably improved, and the heat treatment of the polytetrafluoroethylene-based polymer can be performed, so that the three-dimensional reaction site is effectively increased. Can be made. Moreover, the catalyst layer obtained by this is uniformized, and furthermore, the cracking etc. does not occur in the catalyst layer, the utilization factor of the catalyst is increased, the electrode characteristics are improved, and the performance of the battery incorporating this is significantly improved, Can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る電極触媒層の製造過程例を説明す
るための模式図。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an example of a manufacturing process of an electrode catalyst layer according to the present invention.

【図2】実施例1及び比較例で製造した各供試電池につ
いて測定した電流密度とセル電圧との関係を示す図。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the measured current density and cell voltage of each of the test batteries manufactured in Example 1 and Comparative Example.

【図3】ブレード塗布方式による触媒層の製造態様を説
明するための模式図。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a manufacturing method of a catalyst layer by a blade coating method.

【図4】実施例2及び比較例で製造した各供試電池につ
いて測定した電流密度とセル電圧との関係を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the measured current density and cell voltage of each of the test batteries manufactured in Example 2 and Comparative Example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 成形膜(触媒層) 2 ガス拡散層 3 電極 4 回転ローラー 5 ガス拡散層 6 スラリー用フィーダー 7 フィーダーの前刃(前ブレード) 8 フィーダーの後刃(後ブレード) 9 塗布触媒層 S スラリー 1 Molded Film (Catalyst Layer) 2 Gas Diffusion Layer 3 Electrode 4 Rotating Roller 5 Gas Diffusion Layer 6 Feeder for Slurry 7 Front Blade of Feeder (Front Blade) 8 Rear Blade of Feeder (Rear Blade) 9 Coating Catalyst Layer S Slurry

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ガス拡散層上に触媒粒子、ポリテトラフル
オロエチレン系ポリマー及び高分子電解質を含む触媒層
を有する燃料電池用電極であって、該触媒層が触媒粒子
とポリテトラフルオロエチレン系ポリマーのディスパー
ジョンとの混合液に増粘剤を混合した後、熱処理をし、
次いで高分子電解質によりコーティングしてなる触媒層
であることを特徴とする燃料電池用電極。
1. A fuel cell electrode having a catalyst layer containing catalyst particles, a polytetrafluoroethylene polymer and a polymer electrolyte on a gas diffusion layer, the catalyst layer comprising the catalyst particles and the polytetrafluoroethylene polymer. After mixing the thickener in the mixture with the dispersion of, heat treatment,
An electrode for a fuel cell, which is a catalyst layer coated with a polymer electrolyte.
【請求項2】ガス拡散層上に、触媒粒子、ポリテトラフ
ルオロエチレン系ポリマー及び高分子電解質を含む触媒
層を有する燃料電池用電極であって、該触媒層が触媒粒
子とポリテトラフルオロエチレン系ポリマーのディスパ
ージョンとの混合液に増粘剤及び非イオン界面活性剤を
混合した後、熱処理をし、次いで高分子電解質によりコ
ーティングしてなる触媒層であることを特徴とする燃料
電池用電極。
2. A fuel cell electrode having a catalyst layer containing catalyst particles, a polytetrafluoroethylene-based polymer and a polymer electrolyte on a gas diffusion layer, the catalyst layer comprising the catalyst particles and the polytetrafluoroethylene-based polymer. An electrode for a fuel cell, which is a catalyst layer formed by mixing a thickener and a nonionic surfactant in a mixed liquid with a polymer dispersion, followed by heat treatment and then coating with a polymer electrolyte.
【請求項3】上記燃料電池用電極が、固体高分子型燃料
電池用の電極である請求項1又2記載の燃料電池用電
極。
3. The fuel cell electrode according to claim 1, wherein the fuel cell electrode is an electrode for a polymer electrolyte fuel cell.
【請求項4】上記ガス拡散層が、カーボンペーパー又は
撥水化カーボンペーパーである請求項1、2又は3記載
の燃料電池用電極。
4. The fuel cell electrode according to claim 1, wherein the gas diffusion layer is carbon paper or water repellent carbon paper.
【請求項5】上記触媒粒子が、カーボン粉末に白金を担
持したものである請求項1、2、3又は4記載の燃料電
池用電極。
5. The electrode for a fuel cell according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the catalyst particles are carbon powder carrying platinum.
【請求項6】上記高分子電解質が、パーフルオロカーボ
ンスルホン酸系の樹脂である請求項1、2、3、4又は
5記載の燃料電池用電極。
6. The fuel cell electrode according to claim 1, wherein the polymer electrolyte is a perfluorocarbon sulfonic acid-based resin.
【請求項7】上記増粘剤が、カルボキシメチルセルロー
ス、メチルセルロース、カゼイン、ポリビニルアルコー
ル、ポリアクリル酸アンモニウム又はでんぷんである請
求項1、2、3、4、5又は6記載の燃料電池用電極。
7. The fuel cell electrode according to claim 1, wherein the thickener is carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, casein, polyvinyl alcohol, ammonium polyacrylate or starch.
【請求項8】ガス拡散層上に触媒粒子、ポリテトラフル
オロエチレン系ポリマー及び高分子電解質を含む触媒層
を有する燃料電池用電極の製造方法において、該触媒層
を触媒粒子とポリテトラフルオロエチレン系ポリマーの
ディスパージョンとの混合液に増粘剤を混合した後、熱
処理をし、次いで高分子電解質によりコーティングする
ことにより形成することを特徴とする燃料電池用電極の
製造方法。
8. A method for producing a fuel cell electrode having a catalyst layer containing catalyst particles, a polytetrafluoroethylene-based polymer and a polymer electrolyte on a gas diffusion layer, the catalyst layer comprising the catalyst particles and polytetrafluoroethylene-based material. A method for producing a fuel cell electrode, comprising forming a mixture by adding a thickener to a mixture of a polymer dispersion, heat treatment, and then coating with a polymer electrolyte.
【請求項9】ガス拡散層上に触媒粒子、ポリテトラフル
オロエチレン系ポリマー及び高分子電解質を含む触媒層
を有する燃料電池用電極の製造方法において、該触媒層
を(1)触媒粒子とポリテトラフルオロエチレン系ポリ
マーのディスパージョンとの混合液を凍結乾燥後、熱処
理をし、(2)次いで増粘剤を混合して熱処理をした
後、(3)高分子電解質によりコーティングすることに
より形成することを特徴とする燃料電池用電極の製造方
法。
9. A method for producing a fuel cell electrode comprising a catalyst layer containing catalyst particles, a polytetrafluoroethylene-based polymer and a polymer electrolyte on a gas diffusion layer, wherein the catalyst layer comprises (1) catalyst particles and polytetrafluoroethylene. It is formed by freeze-drying a mixed solution of a fluoroethylene polymer dispersion, heat treatment, (2) then mixing a thickener and heat treatment, and (3) coating with a polymer electrolyte. A method for manufacturing an electrode for a fuel cell, comprising:
【請求項10】ガス拡散層上に触媒粒子、ポリテトラフ
ルオロエチレン系ポリマー及び高分子電解質を含む触媒
層を有する燃料電池用電極の製造方法において、該触媒
層を(1)まず、触媒粒子とポリテトラフルオロエチレ
ン系ポリマーのディスパージョンとの混合液を凍結乾燥
し、(2)次いで増粘剤を混合した後、熱処理をし、
(3)高分子電解質によりコーティングすることにより
形成することを特徴とする燃料電池用電極の製造方法。
10. A method for producing a fuel cell electrode having a catalyst layer containing a catalyst particle, a polytetrafluoroethylene-based polymer and a polymer electrolyte on a gas diffusion layer, wherein the catalyst layer is (1) A mixed solution of a dispersion of a polytetrafluoroethylene-based polymer is freeze-dried, and (2) a thickener is then mixed, followed by heat treatment,
(3) A method for producing an electrode for a fuel cell, which is formed by coating with a polymer electrolyte.
【請求項11】ガス拡散層上に触媒粒子、ポリテトラフ
ルオロエチレン系ポリマー及び高分子電解質を含む触媒
層を有する燃料電池用電極の製造方法において、該触媒
層を(1)まず触媒粒子とポリテトラフルオロエチレン
系ポリマーのディスパージョンとの混合液を凍結乾燥さ
せた後、凍結粉砕をし、(2)これに増粘剤を混合した
後、熱処理をし、(3)次いで電解質膜によりコーティ
ングすることにより形成することを特徴とする燃料電池
用電極の製造方法。
11. A method for producing a fuel cell electrode having a catalyst layer containing catalyst particles, a polytetrafluoroethylene-based polymer and a polymer electrolyte on a gas diffusion layer, wherein the catalyst layer is formed by (1) After freeze-drying a mixed solution of a tetrafluoroethylene-based polymer dispersion, freeze-grinding (2) mixing a thickener therewith, then heat-treating (3) then coating with an electrolyte membrane A method of manufacturing a fuel cell electrode, comprising:
【請求項12】ガス拡散層上に触媒粒子、ポリテトラフ
ルオロエチレン系ポリマー及び高分子電解質を含む触媒
層を有する燃料電池用電極の製造方法において、該触媒
層を(1)触媒粒子とポリテトラフルオロエチレン系ポ
リマーのディスパージョンとの混合液に増粘剤を混合
し、(2)1個又は複数の膜厚制御用の刃を備えるフィ
ーダーによりガス拡散層上に膜厚を制御しながら塗布し
た後、熱処理をし、(3)次いで高分子電解質によりコ
ーティングすることにより形成することを特徴とする燃
料電池用電極の製造方法。
12. A method for producing a fuel cell electrode having a catalyst layer containing catalyst particles, a polytetrafluoroethylene polymer and a polymer electrolyte on a gas diffusion layer, wherein the catalyst layer comprises (1) catalyst particles and polytetrafluoroethylene. A thickener was mixed with a mixed solution of fluoroethylene polymer dispersion, and (2) coated on the gas diffusion layer while controlling the film thickness by a feeder equipped with one or more blades for controlling the film thickness. After that, a method for producing an electrode for a fuel cell, which is characterized in that it is formed by heat treatment and (3) coating with a polymer electrolyte.
【請求項13】上記燃料電池用電極の製造方法が、固体
高分子型燃料電池用電極の製造方法である請求項8、
9、10、11又は12記載の燃料電池用電極の製造方
法。
13. The method for producing an electrode for a fuel cell, which is a method for producing an electrode for a polymer electrolyte fuel cell.
13. The method for manufacturing a fuel cell electrode according to 9, 10, 11 or 12.
【請求項14】上記増粘剤に加えて、非イオン界面活性
剤を混合することを特徴とする請求項8、9、10、1
1、12又は13記載の燃料電池用電極の製造方法。
14. A nonionic surfactant is mixed in addition to the thickening agent, which is characterized in that:
14. The method for producing a fuel cell electrode according to 1, 12, or 13.
【請求項15】上記ガス拡散層がカーボンペーパー又は
撥水化カーボンペーパーである請求項8、9、10、1
1、12、13又は14記載の燃料電池用電極の製造方
法。
15. The gas diffusion layer is made of carbon paper or water repellent carbon paper.
15. The method for producing a fuel cell electrode according to 1, 12, 13 or 14.
【請求項16】上記触媒粒子が、カーボン粉末に白金を
担持したものである請求項8、9、10、11、12、
13、14又は15記載の燃料電池用電極の製造方法。
16. The catalyst particles according to claim 8, wherein platinum is supported on carbon powder.
13. The method for producing a fuel cell electrode according to 13, 14 or 15.
【請求項17】上記高分子電解質が、パーフルオロカー
ボンスルホン酸系の樹脂である請求項8、9、10、1
1、12、13、14、15又は16記載の燃料電池用
電極の製造方法。
17. The polymer electrolyte is a perfluorocarbon sulfonic acid-based resin.
17. A method for producing a fuel cell electrode according to 1, 12, 13, 14, 15 or 16.
【請求項18】上記増粘剤が、カルボキシメチルセルロ
ース、メチルセルロース、カゼイン、ポリビニルアルコ
ール、ポリアクリル酸アンモニウム又はでんぷんである
請求項8、9、10、11、12、13、14、15、
16又は17記載の燃料電池用電極の製造方法。
18. The thickening agent is carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, casein, polyvinyl alcohol, ammonium polyacrylate or starch, wherein the thickener is 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 15.
16. The method for producing a fuel cell electrode according to 16 or 17.
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