JPS58166642A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
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- JPS58166642A JPS58166642A JP57049500A JP4950082A JPS58166642A JP S58166642 A JPS58166642 A JP S58166642A JP 57049500 A JP57049500 A JP 57049500A JP 4950082 A JP4950082 A JP 4950082A JP S58166642 A JPS58166642 A JP S58166642A
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- JP
- Japan
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- electrode
- powder
- fuel cell
- electrode catalyst
- binder
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- 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
- H01M4/886—Powder spraying, e.g. wet or dry powder spraying, plasma spraying
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- H—ELECTRICITY
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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- H01M4/8663—Selection of inactive substances as ingredients for catalytic active masses, e.g. binders, fillers
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- 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
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- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8803—Supports for the deposition of the catalytic active composition
- H01M4/8807—Gas diffusion layers
-
- 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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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガス拡散電極を有する燃料電池に係り、特に電
極触媒層にひび割れが発生するのを防止し九燃料電池に
関する。
極触媒層にひび割れが発生するのを防止し九燃料電池に
関する。
従来、燃料電池で用いられてい友ガス拡散電極は、多孔
性電極基板上に電極触媒、結着剤及び水からな為混合物
を塗布し、３００ ｔＪｔｌ後の温度で焼成して製造し
ていた。この方法によると多孔性電極基板上に容重に触
媒層を形成できるという利点があつえが、触媒層から水
がａ発していく過程で触媒層にひび割れが発生し、長時
間使用していると、このひび割れから電解液が漏洩し、
その九めに電池の性能が低下するという欠点があった。
性電極基板上に電極触媒、結着剤及び水からな為混合物
を塗布し、３００ ｔＪｔｌ後の温度で焼成して製造し
ていた。この方法によると多孔性電極基板上に容重に触
媒層を形成できるという利点があつえが、触媒層から水
がａ発していく過程で触媒層にひび割れが発生し、長時
間使用していると、このひび割れから電解液が漏洩し、
その九めに電池の性能が低下するという欠点があった。
本発明の目的は従来技術の欠点を除去し、ひび割れの発
生がないすぐれ九性能ｔＷｔ石電極板を備え九燃料電鴎
ｔ−提供するにある。
生がないすぐれ九性能ｔＷｔ石電極板を備え九燃料電鴎
ｔ−提供するにある。
本発明の要点は、触媒層のひび割れが電極触媒と水ｔａ
練し、多孔性電極基板上に塗布したのちの乾燥及び焼成
過程で水が蒸発する九めに発生することを考慮し、従来
のように触媒層形成時に水と１練し九ペースト状物ｔｗ
用ぜず、電極触媒の粉末として使用することである。す
なわち、多孔性電極基板上に結着剤をスプレーしておき
、この上に電＃７ｉ触媒粉末をふりかけて触媒層を形成
するものであり、結着剤と電極触媒の結着力を増すため
には、さらにロールプレスしてもさしつかえない、ま九
、他の方法は多孔性電極基板上に電極触媒粉末をふりか
け先後、結着剤０分散液【スプレーシ、乾燥後ロールプ
レスするものである。結着剤としてはポリテトラフル牙
ロエチレン、ヘキデフルオロプロピレン・テトラフルオ
ロエチＶｌＯ共重合物、あるいはポリトリフルオロエチ
レン微粉末を界ｍ活性剤で水中に分散させ丸板を用いる
ことができ、これらｔ−高置してもさしつかえない。
練し、多孔性電極基板上に塗布したのちの乾燥及び焼成
過程で水が蒸発する九めに発生することを考慮し、従来
のように触媒層形成時に水と１練し九ペースト状物ｔｗ
用ぜず、電極触媒の粉末として使用することである。す
なわち、多孔性電極基板上に結着剤をスプレーしておき
、この上に電＃７ｉ触媒粉末をふりかけて触媒層を形成
するものであり、結着剤と電極触媒の結着力を増すため
には、さらにロールプレスしてもさしつかえない、ま九
、他の方法は多孔性電極基板上に電極触媒粉末をふりか
け先後、結着剤０分散液【スプレーシ、乾燥後ロールプ
レスするものである。結着剤としてはポリテトラフル牙
ロエチレン、ヘキデフルオロプロピレン・テトラフルオ
ロエチＶｌＯ共重合物、あるいはポリトリフルオロエチ
レン微粉末を界ｍ活性剤で水中に分散させ丸板を用いる
ことができ、これらｔ−高置してもさしつかえない。
なお、最も有効な結着剤としてはポリテトラフルオロエ
チレンがあげらｔＬる。電極触媒粉末としては、山雀、
パラジウム、イリジウム、ロジウム。
チレンがあげらｔＬる。電極触媒粉末としては、山雀、
パラジウム、イリジウム、ロジウム。
＝−２＝ウムなどの貴金属塩の１櫨または複数種を公知
の方法で還元して得た貴霊属黒粉末ヤ、カーボンのよう
な担体にこれらの責金属黒を担持し九粉末を用いること
ができる。なお、本発明によれば、触媒粉末を電極板上
にふりかけたのち、結着剤の分散ｆｉｋスプレーする工
程をくり返し行うことによって、容易に多投に戻水化し
た電極触媒層を有する電極板を得ることでできる。
の方法で還元して得た貴霊属黒粉末ヤ、カーボンのよう
な担体にこれらの責金属黒を担持し九粉末を用いること
ができる。なお、本発明によれば、触媒粉末を電極板上
にふりかけたのち、結着剤の分散ｆｉｋスプレーする工
程をくり返し行うことによって、容易に多投に戻水化し
た電極触媒層を有する電極板を得ることでできる。
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例（１）
多孔性電極基板として、カーボン繊維からなる気孔本釣
８５％のカーボンベーパを用い、この上に平均粒径０．
３５μｍのポリテトラフルオロエチレン分散液を塗布し
た。ポリテトラフルオロエチレンの塗布量は電極基板１
ｃｒｎ２あたり、５ ｍ ｇにした０次にカーボン粉末
に白金を１０重量％担持した電極触媒粉末を電ＩｄＡ基
板１ｃＩＩａ”あえｆｉ５ｍｇになるようにふりかけた
。なお、電極触媒粉末はあらかじめ２００メツシユの會
網を通過させ、充分微細化したものを用いた。次に圧力
５〜／ ｃｙｉ ”でローラプレスしたのち、約１ｏｈ
風乾してから、３１５Ｃで３０分間焼成して電極板倉得
た。この電極板を用いて、従来公知の方法でリンｒｌ＆
を電解質とする燃料電池を作り、燃料に水素を、酸化剤
として空気を用い、１９０ Ｃ，２００ｍＡ／ｍ’で連
続運転した。この条件下で得た結果を図に符号１でボす
、なお、比較のために、従来の方法で得圧電極板倉用い
た電池の性ｌｌ＠會符号２で図に示す。図から本発明に
よる電極板を用い圧電池の方が明らかに曖れていること
がわかる。この原因としては、従来の方法で得た電極板
の触媒１ＶＩＩＫは多数のひび割れが肉眼で＊祭できた
のに対して、本発明によるものでは触媒ｌ−中にひび割
れを見い出すことができなかつ九ので、電解質であるリ
ン酸がひび嗣れを通って漏洩し九こと５及びひび割れか
ら入って来たリン酸によって触媒層がリン酸でぬれてし
まい、電気化学的反厄の場である三相界面が失なわれて
したったことが考えられる。
８５％のカーボンベーパを用い、この上に平均粒径０．
３５μｍのポリテトラフルオロエチレン分散液を塗布し
た。ポリテトラフルオロエチレンの塗布量は電極基板１
ｃｒｎ２あたり、５ ｍ ｇにした０次にカーボン粉末
に白金を１０重量％担持した電極触媒粉末を電ＩｄＡ基
板１ｃＩＩａ”あえｆｉ５ｍｇになるようにふりかけた
。なお、電極触媒粉末はあらかじめ２００メツシユの會
網を通過させ、充分微細化したものを用いた。次に圧力
５〜／ ｃｙｉ ”でローラプレスしたのち、約１ｏｈ
風乾してから、３１５Ｃで３０分間焼成して電極板倉得
た。この電極板を用いて、従来公知の方法でリンｒｌ＆
を電解質とする燃料電池を作り、燃料に水素を、酸化剤
として空気を用い、１９０ Ｃ，２００ｍＡ／ｍ’で連
続運転した。この条件下で得た結果を図に符号１でボす
、なお、比較のために、従来の方法で得圧電極板倉用い
た電池の性ｌｌ＠會符号２で図に示す。図から本発明に
よる電極板を用い圧電池の方が明らかに曖れていること
がわかる。この原因としては、従来の方法で得た電極板
の触媒１ＶＩＩＫは多数のひび割れが肉眼で＊祭できた
のに対して、本発明によるものでは触媒ｌ−中にひび割
れを見い出すことができなかつ九ので、電解質であるリ
ン酸がひび嗣れを通って漏洩し九こと５及びひび割れか
ら入って来たリン酸によって触媒層がリン酸でぬれてし
まい、電気化学的反厄の場である三相界面が失なわれて
したったことが考えられる。
実施例（２）
実施例（１）と同様、多孔性電極基板としてカーボンベ
ーパを用い、この上に２００メツシユの金網を通過した
電極触媒（実施例（１）と同一のもの）粉末を電極基板
１ｃｒＩ１２あた９５ｍｇＫなるようにふシかけた。次
に、実施例（１）で用いたポリテトラフルオロエチレン
の分散液を電極基板りがあたり５Ｉｒｌ ｇになるよう
にスプレーした。その後＃′ｉ実施例（１）とまったく
同一の処理によって電極板ｔｔ′Ｆ＋うた。
ーパを用い、この上に２００メツシユの金網を通過した
電極触媒（実施例（１）と同一のもの）粉末を電極基板
１ｃｒＩ１２あた９５ｍｇＫなるようにふシかけた。次
に、実施例（１）で用いたポリテトラフルオロエチレン
の分散液を電極基板りがあたり５Ｉｒｌ ｇになるよう
にスプレーした。その後＃′ｉ実施例（１）とまったく
同一の処理によって電極板ｔｔ′Ｆ＋うた。
この電極板を用いて、公知の方法で燃料電池を組立て、
実施例（１）と同一条件でその性ｗ＠ｔ−調べた。
実施例（１）と同一条件でその性ｗ＠ｔ−調べた。
結果を図に符号３で示す。図から明らかなように本発明
の方法でも、従来のものよりすぐれた性能を有すること
がわかった。この原因としてぼ、前記したとまったく同
一のことが考えられる。
の方法でも、従来のものよりすぐれた性能を有すること
がわかった。この原因としてぼ、前記したとまったく同
一のことが考えられる。
以上述べ友ように本発明は従来技術のもつ欠点を除去し
、すぐれ良性ｌｌｌ１を有する燃料電池を提供すること
ができ、その工業的価睡は極めて大であるといえる。
、すぐれ良性ｌｌｌ１を有する燃料電池を提供すること
ができ、その工業的価睡は極めて大であるといえる。
ある。
第１頁の続き
■出 願 人 日立化成工業株式会社
東京都新宿区西新宿２丁目１番
１号
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、多孔性ガス拡散電極を用いる燃料電池において、電
極触媒層が電極触ｔＩ＆粉末を電極基板上にふりかけ結
着剤で固めて形成されることを特徴とする燃料電池。 ２、特許請求の範ｆｌ！１！第１項において、前記電極
触媒層が前記基板上にあらかじめ結着剤の分散液を塗布
しておいて前記電極触媒粉末をふｐかけることによって
得られることｔ−特徴とする燃料電池。 ＆ 特許請求の範囲第１項において、前記触１１＆層が
１１ｔＩ記基板上に前記電極触媒粉末ｔふりかけ皮のち
、結着剤Ｏ分数＊ｔ−スプレーする仁とＫよって得られ
る仁とｔ％黴とする燃料電池。 ４ ％許請求ＯＩ！囲第１項において、＃ｉ起締結着剤
分散液が、ポリテトラフルオロエチレン、ヘキサフルオ
ロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合物、ポリ
トリフルオロエチレンのうちの少なくと４１樵類鵞含む
ことを特徴とする燃料電池。 ＆ 特許請求Ｏ＠ｓ嬉１項において、帥配電極触謀層を
設は喪後、鋏電極板をロールプレスすることを特徴とす
る燃料電池。 ａ、＠許請求の範ｌｉ！ｉ第３項において、前記電極触
媒粉末のふりかけと前記分散液のスプレーを交互に’１
回以上くｐ返すことによって前記電極触媒層を得ること
を特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57049500A JPS58166642A (ja) | 1982-03-27 | 1982-03-27 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57049500A JPS58166642A (ja) | 1982-03-27 | 1982-03-27 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58166642A true JPS58166642A (ja) | 1983-10-01 |
Family
ID=12832856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57049500A Pending JPS58166642A (ja) | 1982-03-27 | 1982-03-27 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58166642A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7147744B2 (en) * | 2001-03-07 | 2006-12-12 | Deutsches Zentrum Fuer Luft-Und Raumfahrt E.V. | Process for production of multi-layer electrode or electrode assembly and gaseous diffusion electrode |
-
1982
- 1982-03-27 JP JP57049500A patent/JPS58166642A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7147744B2 (en) * | 2001-03-07 | 2006-12-12 | Deutsches Zentrum Fuer Luft-Und Raumfahrt E.V. | Process for production of multi-layer electrode or electrode assembly and gaseous diffusion electrode |
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