JPS5996661A - Electrode substrate for fuel battery - Google Patents

Electrode substrate for fuel battery

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Publication number
JPS5996661A
JPS5996661A JP57205628A JP20562882A JPS5996661A JP S5996661 A JPS5996661 A JP S5996661A JP 57205628 A JP57205628 A JP 57205628A JP 20562882 A JP20562882 A JP 20562882A JP S5996661 A JPS5996661 A JP S5996661A
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JP
Japan
Prior art keywords
electrode substrate
layer
porous carbonaceous
graphite sheet
porous
Prior art date
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Pending
Application number
JP57205628A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Fukuda
弘之 福田
Kuniyuki Saito
国幸 斉藤
Masatomo Shigeta
重田 昌友
Hisatsugu Kaji
加治 久継
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kureha Corp
Original Assignee
Kureha Corp
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Publication date
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Priority to US06/535,913 priority patent/US4522895A/en
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Priority to DE19833335638 priority patent/DE3335638A1/en
Priority to FR8315622A priority patent/FR2534071B1/en
Priority to CA000438143A priority patent/CA1205857A/en
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
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Abstract

PURPOSE:To prevent mixing of reaction gas diffused from the side of electrode through formation of electrode substrate by arranging a graphite sheet extending from the edge of carbon property layer between the porous carbon property layers having a group of tunnels. CONSTITUTION:A graphite sheet 8 having average bulk density of 1.0g/cm<3> or more, gas transmitting degree of 0.2ml/cm.hr.mm.Ag or less is disposed in such a manner as being extending from the edge surface of carbon property layer 7 between the porous carbon property layers 7 having a plurality of tunnels 9 consisting of polyethylene at the center, average bulk density of 0.4-0.8g/cm<3> and gas transmitting degree of 20ml/cm.hr.mm.Ag or more, and these are laminated. A manihold 11 is arranged around the carbon property layer 7 through a sealing material 10. Accordingly, a bending strength can be enhanced, gas diffusion resistance can be made small and mixing of reaction gas leaking from the edge surface can be prevented securely, thereby improving the efficiency.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃料電池用電極基板に係シ、更に詳しくは、
七ノqレータ−シートとしての機能を果たすグラファイ
トシート(圧縮黒鉛板)と、その両面に1反応ガス導入
用の中空孔道群を有する多孔性炭素質層を有しておシ、
グラファイトシートが多孔性炭素質層よシ外側に伸延し
ている炭素質燃料電池用電極基板に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electrode substrate for fuel cells, and more specifically, to
It has a graphite sheet (compressed graphite plate) that functions as a seven-layer sheet, and a porous carbonaceous layer having a group of hollow holes for introducing a reaction gas on both sides.
The present invention relates to an electrode substrate for a carbonaceous fuel cell in which a graphite sheet extends outwardly from a porous carbonaceous layer.

従来、不透通性の煕鉛IJ′4薄板をリプ細工して得ら
れるパイポークセ/9レータを用いるパイポーラセ、e
レーク型燃料電池が公知である。
Conventionally, pipo lase using a pipo se/9retar obtained by lip-working an impermeable helium lead IJ'4 thin plate, e
Rake fuel cells are known.

これに対【2、一方の面にリブを設け、他方の面が平担
な電極面となった構造を有し、リプ伺き面から反応ガス
が平担な電極面に拡散してくるモノポーラ型電極基板が
開発されて来ている。
In contrast to this, [2. Monopolar has a structure in which ribs are provided on one surface and a flat electrode surface on the other surface, and the reactive gas diffuses from the ribbed surface to the flat electrode surface. type electrode substrates have been developed.

従来のモノ7J?−ラ型セルは、添付の第1図に示すよ
うに、一方の面にリゾ5を設は他方の面は平坦な構造を
有する電極基板1、触媒層2、電解質を金製させたマト
リックス3及びセパレーターシート4から成っておシ、
電極基板1のリゾ付き面から反応ガス(酸素又は水素)
が平坦な電極面に拡散してくるものである。
Conventional mono 7J? - As shown in the attached Figure 1, the L-type cell consists of an electrode substrate 1, a catalyst layer 2, and a matrix 3 in which the electrolyte is made of gold, with a RISO 5 on one side and a flat structure on the other side. and a separator sheet 4,
Reactive gas (oxygen or hydrogen) from the ribbed surface of the electrode substrate 1
is diffused onto the flat electrode surface.

従来、モノポーラ型燃料電池用電極基板の製造方法とし
て、短炎素繊維をベースにしてプレス成形する方法(4
¥願昭56−48700 )、炭素繊維を分散させた抄
造法(特公昭53−18603 )、炭素繊維のウェブ
に熱分解炭素を化学的蒸着する方法(米国特許第3,8
29,327号明細署)が提案されている。これら従来
の製造方法によって得られる電極基板は、いずれも全体
的に均一な構造の一つの層からなっている。
Conventionally, as a method for manufacturing electrode substrates for monopolar fuel cells, there has been a press-forming method based on short flame fibers (4).
¥56-48700), a paper-making method in which carbon fibers are dispersed (Japanese Patent Publication No. 53-18603), and a method of chemical vapor deposition of pyrolytic carbon on a web of carbon fibers (U.S. Patent Nos. 3 and 8).
No. 29,327) has been proposed. The electrode substrates obtained by these conventional manufacturing methods all consist of a single layer with a uniform structure throughout.

このような均質単層の電極基板は、その嵩密度が大きい
場合、ガス拡散係数が小さいため限界電流密度が小とな
るとともに電解液の保持量が充分でないため性能の低下
する時期が早くなる、すなわち寿命が短いという欠点を
有する。他方、その嵩密度が小さい場合には、電気抵抗
、熱抵抗が大きく、曲げ強度などの機械的強度が低いと
いう欠点を有している。
When such a homogeneous single-layer electrode substrate has a large bulk density, the gas diffusion coefficient is small, so the limiting current density is small, and the electrolyte retention amount is not sufficient, so the performance deteriorates earlier. In other words, it has the disadvantage of a short lifespan. On the other hand, when the bulk density is low, it has the drawbacks of high electrical resistance, high thermal resistance, and low mechanical strength such as bending strength.

また、リブ構造を有する電極基板の場合は、第1図に示
すように1片面が平面でないため断面係数か小さくなシ
1例えばリブ5の根本のシャープエツジ部6に応力の集
中が起とシ、そのため全体としての強度面でいま一つ信
頼の置けない面があった。従って、成型板としての強度
を保つためには平板部の肉厚を厚くするしかなく、その
ためリブ側から電極面側まで電極基板の全り、さを通っ
て反応ガス(酸素又は水素)が拡散する際の拡散抵抗が
大きくなるという欠点があった。その上、リブ頂上平面
部分の平面性を完全なものにすることが困1tであシ、
セ・♀レーターとの電気的及び熱的接触抵抗が無視し得
ない程大きくなる。一般に、これらの接触抵抗は基板内
の伝達抵抗の数倍にも達するといわれておシ、従来のモ
ノポーラ型電極基板tま接触抵抗が大きく、従ってセル
間温度分布の不拘−性1発電効率の低下という決定的欠
点を有していた。
In addition, in the case of an electrode substrate having a rib structure, as shown in FIG. As a result, its overall strength was somewhat unreliable. Therefore, the only way to maintain the strength of the molded plate is to increase the wall thickness of the flat plate part, which allows the reactive gas (oxygen or hydrogen) to diffuse through the entire electrode substrate from the rib side to the electrode surface side. The disadvantage is that the diffusion resistance becomes large when doing so. Moreover, it is difficult to perfect the flatness of the top surface of the rib.
Electrical and thermal contact resistance with the separator becomes so large that it cannot be ignored. In general, these contact resistances are said to reach several times the transmission resistance within the substrate, and the contact resistance of conventional monopolar electrode substrates is large, and therefore the temperature distribution between cells is independent.1 The power generation efficiency is It had the decisive drawback of lowering its performance.

更に、このような電極基板を積み重ねて燃料電池として
使用する場合、電極基板1の端面からも反応ガスが拡散
して来るため、モノぐレータ−シート4の両側の電極基
板端面から拡散して来る反応ガスが電池側面で混合する
という欠点がある。
Furthermore, when such electrode substrates are stacked and used as a fuel cell, the reaction gas also diffuses from the end surfaces of the electrode substrate 1, so it diffuses from the end surfaces of the electrode substrates on both sides of the monogrator sheet 4. The disadvantage is that the reactant gases mix on the side of the cell.

本発明は、上述の如き欠点を解消する炭素質燃料電池用
電極基板を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide an electrode substrate for a carbonaceous fuel cell that eliminates the above-mentioned drawbacks.

本発明の電極基板は、グラファイトシートと。The electrode substrate of the present invention includes a graphite sheet.

その両面に、中空孔道群を有する多孔性炭素質層とを有
しておシ、グラファイトシートは多孔性炭素質層よシ外
側に伸延している。
The graphite sheet has a porous carbonaceous layer having hollow holes on both sides thereof, and the graphite sheet extends outward from the porous carbonaceous layer.

以下、添付図面を参照して本発明を詳述する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

なお図面中間一部分に対しては同一の参照番号を使用し
た。
Note that the same reference numerals are used for the middle part of the drawings.

本発明の電極基板のセル構造を第2図に示す。FIG. 2 shows the cell structure of the electrode substrate of the present invention.

本発明の電極基板は、グラファイトシート8の両面に多
孔性炭素質層7を一体成形してなる三層の積層構造を有
しておシ、この多孔性炭素質層7には、好ましくはその
厚さの中央部に、複数本の中空孔道9からなる中空孔道
群が設けられている。
The electrode substrate of the present invention has a three-layer laminated structure in which porous carbonaceous layers 7 are integrally molded on both sides of a graphite sheet 8. A hollow hole group consisting of a plurality of hollow holes 9 is provided in the center of the thickness.

この中空孔道9は、電極基板(多孔性炭素質層7)の一
端面から相対する端面まで連続しておシ、6各の中空孔
道9は互いにはtTi平行であり且つ電極基板の電極面
及び−側面に対してほぼ′平行であり、更にグラファイ
トシート8を挾んで双方の中空孔道群9は互いに直角の
方位を有する(第2図参照)。
This hollow hole path 9 is continuous from one end surface of the electrode substrate (porous carbonaceous layer 7) to the opposite end surface, and each hollow hole path 9 is parallel to each other at tTi, and is parallel to the electrode surface of the electrode substrate. - approximately 'parallel to the side surfaces, and furthermore, both hollow holes 9 sandwiching the graphite sheet 8 are oriented at right angles to each other (see FIG. 2);

中空孔道9の断面形状は任意でよく2例えば第2図に示
す如く円形でもよい。この中空孔道9の断面を円形と考
えた場合の直径に相当する寸法(和尚直径と称する)は
、0.5〜3門が好ましく、この相当直径が0.5 F
、Il+よシ小さいとガス流動の抵抗が大きくなυ過ぎ
、3關よシ大きいと多孔性炭素質層が厚くなり過ぎ電極
基板を積層したセルの容積効率が減少する。
The cross-sectional shape of the hollow hole 9 may be arbitrary, and may be circular, for example, as shown in FIG. When the cross section of the hollow hole path 9 is considered circular, the dimension corresponding to the diameter (referred to as the monk diameter) is preferably 0.5 to 3 gates, and this equivalent diameter is 0.5 F.
If , Il+ is smaller than υ, the gas flow resistance becomes too large, and if it is larger than 3, the porous carbonaceous layer becomes too thick, reducing the volumetric efficiency of the cell in which the electrode substrates are laminated.

本発明電極基板の多孔性炭素質層7は、均質な多孔性炭
素質層料から構成されておシ、その平均嵩密度は0.3
〜1.0 g/、l、好ましくは0.4〜0.8%jで
あり、且つガス透過度は2伽シ錨・hr・m Aq。
The porous carbonaceous layer 7 of the electrode substrate of the present invention is composed of a homogeneous porous carbonaceous layer material, and its average bulk density is 0.3.
~1.0 g/l, preferably 0.4-0.8%j, and the gas permeability is 2 kg/hr/m Aq.

以上であることが好ましい。上記範囲の平均嵩密度及び
ガス透過度を有する多孔性炭素質層は、好ましい機械的
強度例えば曲げ強度を有し、且つ好ましいガス拡散抵抗
を有する。なお、多孔性炭素質層7の細孔は開削孔であ
、!l)’、且つその細孔の60饅以上が10〜100
μの範囲内の径を有することが好ましい。
It is preferable that it is above. A porous carbonaceous layer having an average bulk density and gas permeability in the above ranges has favorable mechanical strength, such as bending strength, and has favorable gas diffusion resistance. Note that the pores of the porous carbonaceous layer 7 are open holes! l)', and the pores of 60 or more are 10 to 100
Preferably, the diameter is within the range of μ.

本発明電極基板のグラファイトシート8は、1.0輪以
上の平均嵩密度と0.2鴫/mehr・朋A(1,以下
のガス透過度を有することが好ましい。平均嵩密度が1
.0〜より小さいと所望のチ密性が得られない。又、グ
ラファイトシート8はガス透過度が小さいため七)(レ
ータ−シート(第1図4)として機能し得るが、ガス透
過度がQ、2m/cm・hr・r+mAq、より大きい
とセパレーターシートとしての役割が果たせなくなる。
The graphite sheet 8 of the electrode substrate of the present invention preferably has an average bulk density of 1.0 rings or more and a gas permeability of 0.2 mehr/mehr.
.. If it is less than 0, the desired density cannot be obtained. Also, since the graphite sheet 8 has a low gas permeability, it can function as a separator sheet (Fig. 1, 4); becomes unable to fulfill its role.

尚、グラファイトシート8の厚さは電極基板の全体厚さ
の1/2以下であることが好ましく、01〜3朋である
とよシ好ましい。
The thickness of the graphite sheet 8 is preferably 1/2 or less of the total thickness of the electrode substrate, and more preferably 01-3.

本発明の三層構造を有する炭素質電極基板は以下のよう
に製造される。
The carbonaceous electrode substrate having a three-layer structure of the present invention is manufactured as follows.

多孔性炭素質層用材料としては、充填材(短炎素繊維1
粒状活性炭等)を例えば10〜50重量%、結合材(フ
ェノール樹脂、エポキシ樹脂2石油系及び/又は石炭系
ピッチ等)を例えば10〜40重量%、及び細孔調節材
(ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ塩化ビニル、砂糖等)を例えば20〜50重茄
チ混合してイクられる混合物を使用する。
As the material for the porous carbonaceous layer, filler (short flame fiber 1
For example, 10 to 50% by weight of a binder (phenol resin, epoxy resin, petroleum-based and/or coal-based pitch, etc.) (granular activated carbon, etc.), and 10 to 40% by weight of a pore control material (polyvinyl alcohol, polystyrene, etc.). A mixture prepared by mixing, for example, 20 to 50 pieces of polypropylene, polyvinyl chloride, sugar, etc., is used.

中空孔道拐としては、クロス状織物、スダレ格子状等の
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスタイレン、ポリ
ビニルアルコール、ポリ塩化ビニル等の高分子を使用す
る。
As the hollow holes, polymers such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, etc., in the form of cross-like fabrics or lattices, are used.

成形はゾレスFシフ形法によって行なう。上記多孔性炭
素質層用混合物をプレス成形用金型内へ供給し、その上
に中空孔λに1月を入れ、更に多孔性炭素質層用混合物
を供給し、その後グラファイトシートを供給する。プレ
ス成形した後離型し、同一の金型に上記多孔性炭素質層
用材料、上記中空孔道材、更に上記多孔性炭素質層用材
料をこの順に供給する。その上に先に成形した成形品の
グラファイトシート面を下向きにして乗せ、プレス成形
する。
Molding is carried out by the Sores F-Schiff method. The above-mentioned porous carbonaceous layer mixture is supplied into a press molding die, a mold is placed in the hollow hole λ on top of the mold, the porous carbonaceous layer mixture is supplied, and then a graphite sheet is supplied. After press molding, the mold is released, and the porous carbonaceous layer material, the hollow hole passage material, and the porous carbonaceous layer material are fed into the same mold in this order. The graphite sheet of the previously molded product is placed on top of it with the surface facing downward, and press molding is performed.

プレス成形条件は、金型加熱温度70〜200 C。The press molding conditions were a mold heating temperature of 70 to 200C.

成形圧5〜1oo吟自、圧保時間1〜60分間の範囲か
ら適宜選択する。
The molding pressure is appropriately selected from the range of 5 to 100 min and the pressing time of 1 to 60 minutes.

プレス成形後、得られた成形物を少なくとも2時間以上
後硬化させた後、 1000〜3000 t:’で約1
時間焼成する。この際、低温の熱分解過程に於いて約7
00Cまではゆっくり昇温し、ガス化時の急激な収縮に
よる応力発生を防ぐことが好ましい。
After press molding, the obtained molded product is post-cured for at least 2 hours, and then cured at 1000 to 3000 t:' for about 1
Bake for an hour. At this time, in the low-temperature pyrolysis process, about 7
It is preferable to raise the temperature slowly to 00C to prevent stress generation due to rapid contraction during gasification.

この低温の熱分解過程で急激な昇温を行なうと層間剥離
、クラック発生の原因となる。
If the temperature is rapidly increased during this low-temperature thermal decomposition process, delamination and cracks may occur.

以上のように製造される本発明の電極基板は。The electrode substrate of the present invention is manufactured as described above.

機械的強度例えば曲げ強度が大きく、又、薄片化が可能
で反応ガスの拡散層を薄くできガス拡散抵抗が小さくな
り、電流密度が大きくなる。更に。
It has high mechanical strength, such as bending strength, and can be made into thin pieces, allowing the reaction gas diffusion layer to be made thinner, resulting in lower gas diffusion resistance and higher current density. Furthermore.

チ密炭素質層がセパレーターシートの役割を果た一j−
7’hめ、従来のセパレーターシートは不要となり、価
格低減と同時に接触抵抗が皆無となる。この結果、積層
した場合の全体としての電気措1抗が激減するなど、多
大の効果が発揮され、更に、グラファイトシートが多孔
性炭素質層よシ外側に伸延していることによシ、上下の
多孔性炭素質層の端面から洩れる反応ガスが電池(11
面で混合する危険性がなくなり、安全性且つセル効率の
面からも木兄9′1の電伜基板は理りa的なものといえ
る。因みに。
The dense carbonaceous layer plays the role of a separator sheet.
7'h, the conventional separator sheet is no longer required, reducing the cost and eliminating contact resistance. As a result, great effects such as a drastic reduction in the overall electrical resistance when laminated are achieved.Furthermore, since the graphite sheet extends outward from the porous carbonaceous layer, The reaction gas leaking from the end face of the porous carbonaceous layer of the battery (11
There is no danger of mixing on the surface, and the electrical board of Kinoi 9'1 can be said to be reasonable from the viewpoint of safety and cell efficiency. By the way.

炭素紹紺抄造法による炭素繊維ペーA’−型に比較して
、 l!!’lげ強1えが大になると同時にリブ0黒ぐ
f)@が不!1となυ1価格の低下、更に11・、気摂
抗の低下が期待できる。
Compared to the carbon fiber P type A'-type produced by the carbon shading method, l! ! 'lge strong 1 e becomes big and at the same time rib 0 black f) @ is not! We can expect a decrease in the υ1 price of 1 and a further decrease in 11.

本発明の電極基板を接層して燃料電池として使用する場
合のセル構造を第3図に示す。
FIG. 3 shows a cell structure when the electrode substrate of the present invention is layered and used as a fuel cell.

本発FJrJの電4へ基板は、多孔性炭素19層7の中
空孔うへ411亀に平行な?lfa面に周辺シールを4
10 ’fr;r)旨な手Hrで貼シ合わせ、且つ、中
空孔9r1群に反応ガスをシr人する管12を倫えたガ
スマニホールド11をF+1a図の如く配國する。この
周辺シール利10は電気絶縁性並びにガ、゛′よ)■電
池作例時即ち約200Cに於ける削Fj4性及びlOO
チリン酸に対する耐穴性のf′%、ttT lk t4
’ %のもの、但1えば、テフロン、層化ケイ協又はセ
ラミック自体或いは適轟な材料にテフロン、炭化ケイ素
をコーティングしたものを用いる。尚、第3図中矢印は
反応ガスの流れの方向を示す。
The substrate of the FJrJ of this invention is parallel to the hollow hole of the porous carbon 19 layer 7 and the 411 tortoise? 4 peripheral seals on the lfa side
The gas manifold 11 with the tubes 12 for supplying the reaction gas to the hollow holes 9r1 group is arranged as shown in Fig. F+1a. This peripheral sealing material 10 has electrical insulation properties and galvanic properties.
f'% of pit resistance to tylinic acid, ttT lk t4
%, for example, Teflon, layered silicone or ceramic itself, or a suitable material coated with Teflon or silicon carbide. Note that the arrows in FIG. 3 indicate the direction of flow of the reaction gas.

第3図の如き本発明のセルを使用する燃料電池に於いて
は、上下の多孔性炭素質層の端面から洩れる反応ガスが
基板側面上で混合する危険性がなく、安全性且つセル効
率の面でも顕著な効果を奏する。
In a fuel cell using the cell of the present invention as shown in Fig. 3, there is no risk of reaction gas leaking from the end faces of the upper and lower porous carbonaceous layers mixing on the side surface of the substrate, which improves safety and cell efficiency. It has a remarkable effect on the surface as well.

更に、多孔性炭素質層7の周辺シール材10に接する端
面からの反応ガスの洩出を防ぐために周辺シール用グラ
ファイトシートを設けるとよυ好ましい結果が得られる
。この場合、周辺シール用グラ7アイトシートには、グ
ラファイトシート8と同様な物性を有する材料が用いら
れる。この周辺シール用グラファイトシートは多孔性炭
素質層7の周辺シール材10に接する端面を覆うことが
できれば十分であるが、グラファイトシートと一体にな
っていることが好ましい。即ち、第4図に示す如く、断
面が凹字形の周辺シール用グラファイトシート13が好
ましく用いられる。この場合。
Further, a more favorable result can be obtained by providing a graphite sheet for peripheral sealing in order to prevent leakage of the reaction gas from the end face of the porous carbonaceous layer 7 in contact with the peripheral sealing material 10. In this case, a material having the same physical properties as the graphite sheet 8 is used for the graphite sheet for the peripheral seal. Although it is sufficient that the peripheral sealing graphite sheet can cover the end surface of the porous carbonaceous layer 7 that is in contact with the peripheral sealing material 10, it is preferable that the peripheral sealing graphite sheet be integrated with the graphite sheet. That is, as shown in FIG. 4, a peripheral sealing graphite sheet 13 having a concave cross section is preferably used. in this case.

周辺シール用グラファイトシート13は第4図の如く直
角に組み合わせて使用するが、2つの周辺シール用グラ
ファイトシート13の間に第2グラフアイトシート14
を設けて3層措造にする。第4図に示す本発明の電極基
板は後述の業施例2から明らかなように、前述の電極基
板と同様に製造することができる。尚、周辺シール用グ
ラスアイトシート13は多孔性炭素質層7よシ外側に伸
延していてもよい。
The graphite sheets 13 for peripheral sealing are used in combination at right angles as shown in FIG.
A three-layer structure will be established. The electrode substrate of the present invention shown in FIG. 4 can be manufactured in the same manner as the electrode substrate described above, as will be clear from Example 2 described later. Note that the glassite sheet 13 for peripheral sealing may extend outward from the porous carbonaceous layer 7.

以下に1本発明を実施例によシ更に詳述するが。The present invention will be explained in more detail below using examples.

本発明は以下の実施例に限定されるものではない。The present invention is not limited to the following examples.

(以下余白) 実施例 1 短炎素繊維(県別化学製、M 104S ) 40wt
 %、フェノール樹脂(旭有機材に、 K、製) 30
wt%及びポリビニルアルコール粒子(日本合成化学制
)30wt%からなる混合物(多孔性炭素質層用混合物
)を、プレス成形用金型に供給した。続いて、中空孔道
材(スダレ格子状ポリエチレン成形物)を供給し、更に
上記多孔性炭素質層用混合物を供給した。その後、厚さ
0.6m+nで且つ金型内形よシ全部で50間程度(片
側25喝)サイズの大きいグラファイトシートを供給し
た。その後、140℃、 40kl?/dで20分間プ
レス成形した。
(Left below) Example 1 Short flame fiber (Kenbetsu Kagaku, M 104S) 40wt
%, phenolic resin (K, manufactured by Asahi Yukizai) 30
A mixture (mixture for porous carbonaceous layer) consisting of 30 wt % of polyvinyl alcohol particles (Japan Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) was supplied to a press molding die. Subsequently, a hollow hole material (a polyethylene molded product in the form of a lattice structure) was supplied, and then the above-mentioned mixture for a porous carbonaceous layer was supplied. Thereafter, a large graphite sheet with a thickness of 0.6 m+n and a total inner diameter of about 50 mm (25 mm on each side) was supplied. After that, 140℃, 40kl? /d for 20 minutes.

成形終了後、離型し、同一金型に上記多孔性炭素質層用
混合物、上記中空孔道材、上記多孔性炭素質層用混合物
をこの順に供給した。この上に。
After the molding was completed, the mold was released, and the porous carbonaceous layer mixture, the hollow hole material, and the porous carbonaceous layer mixture were fed into the same mold in this order. On this.

前記成形品をグラファイトシート面を下向きにして金型
上に乗せ、140″G、40kg/crIで20分間プ
レス成形した。成形物を約2時間後硬化させた後。
The molded product was placed on a mold with the graphite sheet side facing downward, and press-molded at 140″G and 40 kg/crI for 20 minutes. The molded product was cured for about 2 hours.

100℃/時で700℃までゆつくシ昇温し、更に20
00℃で1時間焼成した。
The temperature is slowly raised to 700℃ at a rate of 100℃/hour, and then
It was baked at 00°C for 1 hour.

得られた電極基板は第2図に示したようなシール部付き
の三層構造を有しておシ、中空孔道は断面がt′!、は
円形でその直径は約0.8mn+であった。この電極基
板の諸物性値を第1表に示す。
The obtained electrode substrate had a three-layer structure with a sealing part as shown in FIG. 2, and the hollow hole had a cross section of t'! , was circular and had a diameter of about 0.8 mm+. Table 1 shows the physical properties of this electrode substrate.

第1表 注1)中空孔道部分は除く。Table 1 Note 1) Excluding the hollow hole path part.

2)第2図の多孔性炭素質層7とグ′:)ファイトシー
ト8を一体とした値。
2) The value when the porous carbonaceous layer 7 and the phytosheet 8 in FIG. 2 are integrated.

実施例 2 プレス成形用金型に厚さ0.3唄のグラファイトシー)
(UCC製グラフオイル)を第5図に示すように置き(
第5図中15)、その上に実施例1の多孔性炭素質用混
合物(図中16)、中空孔道材(図中17)、更に多孔
性炭素質用混合物(図中16)を供給した。尚、第5図
中、18は金型中枠、19は金型下板を示す。
Example 2 Graphite seam with a thickness of 0.3 mm in a press molding mold)
(Graph oil made by UCC) is placed as shown in Figure 5 (
15) in Figure 5), the mixture for porous carbonaceous material of Example 1 (16 in the diagram), the hollow hole material (17 in the diagram), and the mixture for porous carbonaceous material (16 in the diagram) were further supplied thereon. . In addition, in FIG. 5, 18 indicates the middle frame of the mold, and 19 indicates the lower plate of the mold.

その後、140℃、4okg/aftで20分間プレス
成形した。更に同一方法で同じ成形体をもう一つ製造し
た。これら2つの成形体のグラフオイル面にカーボン接
着剤(フェノール系樹脂)を塗布した後、成形体外形よ
りも全部で50m(片側25調程度)大きい厚さ0.3
mmのグラフオイルに中空孔道の方向がクロスするよう
に貼シ合せた。
Thereafter, it was press-molded at 140° C. and 4 ok/aft for 20 minutes. Furthermore, another identical molded article was manufactured using the same method. After applying carbon adhesive (phenolic resin) to the graph oil surface of these two molded bodies, the thickness is 0.3 mm, which is 50 m in total (approximately 25 tones on one side) larger than the outer shape of the molded bodies.
It was laminated to mm graph oil so that the directions of the hollow holes crossed.

その後、成形物を約2時間後硬化させた後、100℃/
時で700°c−1でゆっくり昇温し、更に2000℃
で1時間焼成した。
After that, the molded product was cured for about 2 hours, and then heated to 100°C/
Slowly raise the temperature to 700°C, then further to 2000°C
Baked for 1 hour.

得られた電極基板は第4図に示し7たよりなシール部付
きの構造を有しており、中空孔道は断面がほは円形でそ
の直径は約0.8mmであった。この電極基板の諸物性
値を第2表に示す。
The obtained electrode substrate had the structure shown in FIG. 4 with a rigid seal portion, and the hollow hole had a nearly circular cross section and a diameter of about 0.8 mm. Table 2 shows the physical properties of this electrode substrate.

第  2  表 注l)中空孔道部分は除く。Table 2 Note 1) Excludes hollow hole passages.

2)第4図の多孔性炭素質層7と周辺シール用ダラファ
イトシート13及び第2グラファイトシート14を一体
とした値。
2) Value that combines the porous carbonaceous layer 7, peripheral sealing Darafite sheet 13, and second graphite sheet 14 shown in FIG. 4.

3)周辺シール用グラファイトシート13及び第2グラ
ファイトシート14i一体とした値。
3) Value including peripheral sealing graphite sheet 13 and second graphite sheet 14i.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、従来のモノポーラ型燃料電池セル構造を示す
斜視図、第2図は、本発明電極基板の斜視図、第3図は
、第2図の本発明電極基板を使用する際のセル構造を示
す斜視図、第4図は1本発明の別の電極基板の斜視図、
第5図は。 第4図の本発明電極基板の製法を示す略図である。 7・・・多孔性炭素1Iji層、8・・・グラファイト
シート、9・・・中空孔道、10・・・周辺シール材。 11・・・ガスマニホルF、1a・・・周辺シール用グ
ラファイトシート、14・・・第2グラフアイトシート
。 代理人7FI1士今  村    元 第1図 第2図 第3図 第4図 3 第5図 手続谷1) jF F? 昭和59喧12/]22+1 1、巳11例の表示   昭和Ei 7 ;I 1’!
7 ;T願力205628132、光明の名称   燃
料電池用電41i塁板3 、 ?11i i1’、をす
る名 手1′1との関係  1°1.;1出に11人名 称 
   (110)県別化′ン工業(λ、j℃会7]4 
代 理 人   東京都新宿区新宿1丁目1番14月 
山[(,1ビル(郵便番816(+)電話(03)  
354−8623ε3.補正の内容   明細書全文を
別紙の通り補正りる。 明    細    書 1、発明の名称 燃料電池用電極基板 2、特許請求の範囲 (1)2個の多孔性炭素質層及びそれに挟まれたグラフ
1イトシートからなり、多孔性炭素質層が中空孔道]Y
を有しており、グラファイトシートが多孔性炭素質層よ
り外側に伸延していることを特徴とする炭素質燃料電池
用電極基板。 ■ 多孔性炭素質層の中空孔道群に平行な端面に周辺シ
ール用グラファイトシートを有することを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載の電極基板。 O) 周辺シール用グラフアイ1〜シートがグラフ1イ
トシートと一体になっていることを特徴とする特許請求
の範囲第2項に記載の電極基板。 (4)  多孔性炭素質層の中空孔道群に平行な端面に
周辺シール月をイjし【おり且つ中空孔道群に垂直な端
面1こガスマニホールドを右していることを特徴とする
11′(請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記載
の電極基板。 3、発明の詳細な説明 本5℃明は、燃料電池用電極基板に係り、史に詳しくは
、けパレータ−シートとしての機能を果!こりクラフI
イ1〜シート(圧縮黒鉛板)と、イの両面tこ、反応カ
スラリ入用の中空孔道群を有する多孔性炭素質層を有し
ており、グラファイトシー1−が多孔性炭素質層J:り
外側に伸延している炭素質燃料電池用電極基板に係る。 従来、不透過性の黒鉛性薄板の両面をリブ細工して得ら
れるバイポーラヒバレータ−を用いるバイポーラレバレ
ータ−型燃料電池が公知(゛ある。 これに対し、多孔性炭素質薄板の−hの面にリブを設置
j、他方の面が平坦な電極面とな−〕た構造を有し、反
応ガスがリブ付き面から平坦な電極面に拡散してくるモ
ノポーラ型電極基板が開弁されて来ている。 従来のモノポーラ型セルは、添付の第1図に示すように
、一方の面にリブ5を設は他方の面は平坦な構造をlj
する電極基板1.触媒層2.電解賀。 を含浸させたマトリックス3及びセパレーターシート4
から成っており、電極基板1のリブ付き面から反応ガス
(1’l!i素又は水素)が平坦な電極面に拡散してく
るものである。 従来、モノポーラ型燃料電池用電極基板の製造方法とし
て、短炎素繊維をベースにしてプレス成形づる方法(特
開昭57−166354) 、炭素繊維を分散させた抄
造法(特公昭53−18603) 、炭素繊維のウェブ
に熱分解炭素を化学的に蒸着する方法(米国特許第3,
829,327号明細害)が提案されている。 これら従来の製造方法によって得られる多孔性炭素質電
極基板は、いずれも全体的に均一な構造の一つの層から
なっている。 このような均質単層の電極基板は、その嵩密度が人さい
場合、ガス拡散係数が小さいため限界電流密度が小とな
り且つ電解液の保持量が充分でないため性能の低下する
時期が早くなる、すなわち寿命が短いという欠点を右づ
る。他方、(の嵩密度が小さい場合には、電気抵抗、熱
抵抗が人さく曲げ強度なとσ月参載面強度が似いとう欠
点を有している。 また、リブ構造を有する電極基板の舅白、第1図に示す
ように、片面が平面でないため断面係数が小さくなり、
例えばリブ5の根本のシャープエツジ部6に応力の集中
が起こり、そのため全体としての強度面でいま一つ信頼
のおけない面があった。従って、成型板としての強度を
保つために平板部の肉厚を厚くづ−るしがなく、イのた
めリブ側から電イ〜面側まで電極基板の仝厚さを通って
反応カス〈酸素又は水素)が拡散覆る際の拡散抵抗が大
きくなるという欠点があった。その上、リブ信士平面部
分の平面性を完全なものにりることが困テ11であり、
レバレータ−との電気的及び熱的接触抵抗が無視し得な
い程大きくなる。一般に、これらの接触抵抗は基根内の
伝達抵抗の数倍にも達づるどいわれており、従来のモノ
ポーラ型電4fi基板は接触抵抗が大きく、従ってセル
間温石分布の不均一性、′ff、電効率の低下という決
定的欠点を有しC−いた。 更に、このような電極基板を積み車ねて燃料電池として
使用する場合、電極基板1の側端面からも反応ガスが拡
散して来るため、セパレーターシー1〜4の両側の電極
基板側端面から拡散して来る反応ガスが電池側面で混合
づるという欠点がある。 本発明は、上述の如き欠点を解消する炭M質燃料電池用
電極基板を提供でることを目的とする。 本発明の電極基板は、グラファイトシー1〜と、その両
面に、中空孔道群を有する多孔性炭素質層とをイjして
おり、グラファイトシー1〜は多孔t/I炭素質層より
外側に伸延しCいる。 以下、添イ」図面を参照して本ざt明を詳述する1、な
お図面中間一部分iこ対しては同一の参照番号を使用し
た。 本発明の電極J1仮の構造を第2図に示づ。 本発明の電(〜基板は、グラファイトシーl−8の両面
に多孔性炭素7j層7を一体成形してなる三層の(I′
i層措造を有しており、この多孔性炭素質層7には好ま
しくはその厚さのほぼ中央部に、複数本の中空孔道9か
らなる中空孔道群が設りられCいる。この中空孔道9は
、多孔性炭素質F17の一端面から相対する端面まで連
続しており、各々の中空孔i69はUいにほぼ平行であ
り且つ電極基板の電極面及び−側面に対してほぼ平行で
dウリ、更にグラフ1イ1−シート8を挟んで双方の多
孔性炭素質層の中空孔道群9は互いに直角の方位を右J
る(第2図参照)。 中空孔道9の断面形状は任意でJ、く、例えば、第2図
に示づ如く円形でもにい。この中空孔道9の断面積を円
の断面積に換許した場合の円の直径に相当する〜J法(
相当直径と称する)は、0.5〜3IllI11が好ま
しく、この相当直径が0.5111mより小さいと、電
極基板面積が大きくなり中空孔道の長さが長くなる場合
には、ガス流動の抵抗が大きくなり過ぎ、3mmより大
きいと多孔性炭素質層が厚くなり過ぎ電極基板を積層し
たレルの容積効率が減少する。 本発明電極基板の多孔性炭素質層7は、均質な多孔性炭
素7j籾から構成されており、その平均嵩密度は0.3
〜1.0<1/ ci 、好ましくは0.4〜o、gg
/ cri ’C:あり、1つガス透過度IJ、207
 / cm ・hr −mmAq、以」二であることが
好ましい。−j−記95囲の平均高密1哀及びガス透過
度を有する多孔性炭素質層は、好ま1ノいは載面強度例
えば曲げ強度をイラし、1つ好ましいカス拡散抵抗を右
りる。なJ3、多孔性炭素質層7の細孔は聞■1孔C゛
あり、且つイの細孔の6()%以−11J< 10−1
00μの範囲内の任を右することが好ましい。 木兄明電(ル基板のクラノア・イ1〜シー1−8は、1
、 OQ y’ ci IX上の平均嵩密度と0.2i
 / cm −hr −111…△q、以1・のカス透
過度を有することが好ましい。 平均高密度が1.0(J/ciより小さいと所望のヂ畜
性が得られ41い。又、フラノアイ1−シート8はガス
透過度が小さいためセパレーターシー1へ(第1図4)
ど1ノ((戊能し得るが、ガス透過度か0.2ml!/
cm・旧゛・mmAq、cl:り人きいとセパレーター
シ〜1・としCの役割が果たせなくなる。尚、グラファ
イ1〜シー1〜8の厚さは電極基板の全体厚さの1/2
以下であることが好ましく、0.1〜3 mmであるど
J、り好ましい。 本発明の三層構造を右Jる炭素質電極基板は以下のよう
に製造される。 多孔性炭素質層用材料としては、充填側(短脚素繊維1
粒状活性炭等)を例えば10〜50申量%、結合IJ 
(71ノール樹脂、エポキシ樹脂1石部系及び/又は石
炭系ビッヂ等)を例えば20〜40重M%、及び細孔調
jul材(ポリビニルアル」−ル、ポリスチレン、ポリ
プロピレン、ポリ塩化ビニル。 砂糖等)を例えば20〜50重昂%混合して17られる
混合物を使用する。 充填側どして用いる短脚素繊維は、5へ・30μの繊維
径、0.05〜2mm程痕のpAN長を有するものが好
ましい。繊維長が2mmを越えると、成形に至る1稈で
、お豆いにからみ合い、毛玉状になり、所望の高密度及
び11[1孔径分布が得られない。な、13.0.05
mmJ:リフ、0いと必要とする強度がv)られない。 また、該短炎素繊維を2000℃に焼成した場合の炭化
線収縮率は0.1〜3.0%の範囲である。線収縮率が
これJ、り人であると、焼成時にお【ノるクラック発生
の原因0片つになる恐れがある。このような短炎糸繊絹
を用いると特に大型の゛電極基板の製造が司能どなる。 水5ご明に用いる結合材は、炭化後炭素買結合材として
炭素洪紐間の結合に役立つものであり、所望の高密度を
1−7るためには、炭化収率が30〜75手m%の範囲
のl・1脂が好ましい。このような結合材どしてフLノ
ール樹脂、エボ:1゛=シ(d脂9石油及び/又は石炭
系ピッチ、フルフリルアル」−ル樹脂等が考えられる。 1!1に、粉体フェノール樹脂単独もしくはこれと粉体
ピッチとの混合物(、L、乾式混合に際して最も好まし
く、得られる基板の特性す優れるごどが判明した。また
結合材樹脂の混合母は10〜50重量%好ましくは20
〜40重Φ%が用いられ、10重量%J、り少ないと結
合材とし′Cの丘が不足づるために冑られる電tfi基
板の強度が低くなり、′また50重量%J、り多いと所
望の細孔径および高密1良が得られなくなる。 本発明に用いる細孔調節材は成形品の細孔を定める重要
な材料である。本発明においては、高密1哀及び細孔径
を調整り−るために、70%以上の粒子が30〜300
μの範囲の粒径を右りる有機粒状物質が用いられる。有
機粒状物質としては、少くども100℃にて揮発もしく
は溶融流動を示さないものが用いられる。すなわち、該
有機粒状物質は、成形温度d3 J:び圧力において、
熱変形は許されるが揮発もしくは溶融流動してはならな
い。上記の理由から好ましい細孔調節材としては、ポリ
ビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ボリスヂレン、砂糖等又はこれらの混合
物で、炭化収率300重量以上のものを適宜選択づる。 炭化収率がこれよりA′4いど嵩密度、細孔径の調整に
デ「貞を生ずる恐れがある。 廁孔調1iiJ44の添加量は、所望どする電1j p
1L仮の嵩密度おJ、び細孔径に応じU3O−500重
量の範囲から選は4Iる。尚、混合に際し充1眞4Δを
A、結合材をB、細孔調節材をCとして各/Z重量%で
示した場合、(Δl−C) 7/[3−10,’+〜4
,0 )f41!i1 ニ8成分を調整りるど、好J、
しい結果が得られる。この範囲外では高密1σ1曲げ強
度、刀ス透過度、電気抵抗のリベてを満足することが出
来ζ【い。本発明に於い(、充jv伺Δが10へ・5(
)重量%、細孔調節材Cが20〜50%の範囲に対して
は、結合材Bが20〜40車吊%の範囲から選ばれるこ
とが好ましい。 中空孔道月としては、クロス状織物、スグレ格子状等の
ポリ」ヂレン、ボリブUピレン、ポリスヂレン、ポリビ
ニルアル」−ル、ポリ塩化ヒニル等の高分子を使用づる
。 中空孔道の相当直径を好ましい範171+ 1こ調節覆
るために、り[コス状織物どしCは、前記高分子物質か
らなる繊肩1径0.5〜3.3m1llの単糸又は+1
1糸を複数本収束した収束糸を、ガス流れ方向1.: 
”I’行な単糸又は収束糸の間隔1.5−・5 m1l
l、カス流れに直角な方向の単糸又は収束糸の間隔は1
.5〜50 Ill nlど(2るJ、うに織成された
ムのを使用りる。又、スダレ格子状成形物(J、前記高
分子物質を金型に溶融状態で押1]出り、成形り−る方
法、又は該高分子のべ1ノツ1へ又は粉末を金型内で加
圧成形覆る方法で作られるが、スダレ格子の格子…1而
は円形、矩形、正方形、又は星形など任意の形状とづる
ことができる。での[Ji面刈払は、格子断面積を相当
りる円の断面積(、二換紳した時の該換算円の直径が0
.5−3mmとなるJ、うに)冗1尺り−る。スジ1{
名了のカス流れ6面に平?−1’c;格了の間1召は 
1.5−・5 n1mの間隔と(ハノノス流れに直角な
yj向の梠「の間隔は 1.j]−50mmの9・i2
1111 /J白、)L1的(4二より)fi IJれ
る1これらクロス払恨物叉はスダレ格子状成形物勿(J
金型内の多孔41炭素闇′1層の形成の際、該多孔骨炭
’X、′ji層のNさのiJ 1.1中央部に位置する
ように、多孔t7I−炭素″ir、層)Lこ合物の1に
載ければJ、・(、イの後の加圧成形、後[l史化の上
程を好−(、炭化焼成により炭素化りる部分を除いて、
大部分が熱分解にJ、り揮iik 1.y l多孔F1
虜素い層内に中空孔道を形成づるように/、lる。 一般にこのような中空孔道形成に際して、欧化焼成後常
温まC・冷7、+1 シた++:r、始めの繊頼径又は
成形イホ格子の相当j)j 打は、これにJ、り形成さ
れる中空孔)01」径が3・〜7%小ざくなることが確
かめらi′i、−7Jいるので、この収t* ’a’ 
lIl’A L/ T、A ¥’J MA 物又は成形
体の繊維径又は相当直径を)πぶε:とにJ、す、好に
シい中空孔道の相当直径に近いものにイr意に調節づる
ことができる。 成形はプレス成形法によってijな″)。上記多孔(’
L ijj、素Y′1層用fr5含物をプレス成形用企
ケ”1内l\供給し、その十に中空孔4祠を入れ、更に
多孔性病ふv′1層用混用混合物給し、その後ゲラフッ
・イトシー1−を供給づる。プレス成形した後離型し・
、Irjl−の内枠刈払を右りる金型に上記多孔性炭帽
7゛(層用祠オ′≧1、上記中空孔道材、更に上記多孔
(<1炭素質層用14 M’!Iをこの順に供G−vr
−る。その−1−に先に成形した成形品のグラファイト
シー1−面を下向きにして載U、プレス成形覆る。この
際、」−記多孔性炭素質層用成形品を2個成形し、その
後これを接着剤を用い℃グラフアイ1〜シー1〜の両面
に貼り合ゎUてもよい。 プレス成形条件は、金型加熱’IFA a ”to〜2
00″C1成形圧5〜100 kg/ crA、圧保持
時間1〜GO分間の範囲カ口ら適宜j四(Rする。 プレス成形後、jiIられた成形物を成形温石(少なく
とb 21+、’1間以、1−再(υ化させた後、不活
性雰囲気下1000へ・30 (10℃で約11.′I
間焼成Jる。この際、低温の熱′)) FJ’i過稈に
於いC約700℃まてはゆっくり例えは100±!l 
O”C/ Il’l ’c ’l’? 温し、ガス化1
1.’lの怨if!iな収縮にJ、る応力発生を防ぐこ
とか好ましい。 この低温の熱分解過程C急激ld−冒温を行なうど層間
剥N1、クラック発生の原因どなる。 以−1のJ、うに製造される木57H明の電(Φ31N
板は、成域的強度1!ilえは曲げ強電が人さく、又、
λ(Iハ化か7jJ能C−反応力スの拡119.層を薄
<c′きガス拡散抵抗か小さくなり、電流?;り度が大
きくなる。更【こ、グラフ7フイ1〜シートがレバレー
タ−シー1への役割を果たt lζめ、従来のセパレー
ターシーj−t、J不要ど41す、1Illi格低減ど
同]1″Iに]Σ;mi抵抗が14を無となる。 この結果、積層した揚台の全体としての電気抵抗が激減
りるなと、多大の効果が発揮され、更に、グラフアイ1
〜シートが多孔性炭素質層−;り外側に伸延しlいるこ
とにより、上下の多孔性炭素質層の端面から洩れる反応
ガスが電池側面で混合づる危険性がなくなり、安全性月
つセル効率の面1)+ rろも本発明の電極基板は理想
的な乙のといえる。因みに、炭素繊維抄造法による炭素
繊組ベーパー型に比較しC1曲げ強度が人になるど同時
にリゾ(q黒鉛板が不要どなり、価格の低下、更に電気
抵抗の低下が期待てきる。 本発明の電極基板をv1層して燃料電池どして使用づる
場合の1zル構造を第3図に示ず。 本発明の電極基板は、多孔性炭素¥′?層7の中空孔道
rJYに平行な端面に周辺シール伺10を接谷祠等適当
な手段で貼り合わせ、bつ、中空孔’、fj P=Yに
反応ガスを供1i’3 ?lる管12を婦えたガスマー
ホールド11を第3図の如く配置する。この周辺シール
材10は電気絶縁性並びに燃料電池1乍10+時即ち約
200°Oに於りる6・1熱IJ1及υ・10 (1%
リン酸に対づる耐食f1の良り了な々パ1のちの、1列
え(」、テフ[1ン、1尖化ケイ素又(、ルシミツク白
1ホ或い(五適当な44訃)(J]−ノ1−」ン、炭化
りイ素を] −7−インクしたものを用いる1、尚、第
3I71中矢印は反[11)カスの流れの方向を承り。 第33図の如駐)本発明のレルを使用りる爛i判電池に
於いCは、反応カスが上下の多孔性炭素質層の端面から
洩れ文基板側面土C′混合りるという危険i’t−がな
く、安全8つレル効率の面?″′t)顕著な効果を奏す
る。 更に、多孔性炭素質層7の周辺シール4Δ10に]8づ
る端面からの反応カスの洩出を防ぐために周辺シール用
ゲラフシ・イ1へシートを第4図のように段1ノるどよ
り好J、しい結果が行t−0)れる。この場合、周辺シ
ール用りンフIイ1ヘシー1〜13に(。しクラノン・
イトシート8と同様な物性を右する月利が用いられる。 この周辺シール用グラフIイトシー1−13は多孔(二
+炭素″iJt層7の周辺シール材10に接りる端面を
覆うことができれば」−分であるが、グラフアイ1〜シ
ー1へ14と一体になっていることが好ましい。 即ち、第4図に示す如く、断面が凹字形の周辺シール用
グラフ7フイ1〜シート13が好ましく用いられる、1
この場合、周辺シール用グラフフ・イトシー1−13は
第4図の如く直角に、組み合わμC使用覆るか、2つの
周辺シール用グラノンフイ1へシー1−13の間に第2
グラフアイトシート14を設【〕て二層描造にする。第
4図に示す如き本発明の電極基板は、前述の電極基板と
同様に製造Jることができるが、後述の実施例2のJ、
うにして好ましく製造することもできる。尚、周辺シー
ル用グラフアイ1−シー1〜13は中空孔道方向で多孔
性炭素質層7J:り外側に伸延していてもJ:い。 以下、本発明を実施例にJ、り更に詳述りるが、本発明
は以下の実施例に限定されるものではない。 実施例 1 )、0炭素摂眉1(ツ1羽化学製、M10/13.″−
1j均繊肩1fiO,45mm、甲均繊#lI径12t
s ) 40wt%、フコノール樹脂(川石(戊(Δ1
り1<製) 30wt%及びポリヒールアルコール粒子
(m1本合成化学製、平均粒子径180加) 301Y
19(+から4する均一)[配合物〈多孔性炭素71層
用混合物)を所定の形状を右りるブレス成形用金!1゛
!に1ハ相した2、杭いC1中空孔通祠(スグレ(・8
子状ポリ1リレン成形物、1木の格子は相当百1予約0
.8mmのばば円形Igi面をイ1する)を供給し、更
に上記多孔性炭素質層用混合物を供給した1、その後、
厚さ0.6mm テJ]ツ金バ1内形J、り全部で!i
 0 m m程度(片側約25mm) pノイズの大き
いグラフ/−r1〜シート(UCC製グラフオイル)を
供給した。その後、140℃、40J/ cta T’
 20分間プレスした。 成形終了後、離型し、同一の内形を右する金型に−1−
記多孔付炭素Y1層用混合物、−に記中空孔道材、上記
多孔性炭素質層用混合物をこの順に供給した。 この上に、前記成形品をグラファイ1〜シー1〜面を下
向きにし−C金型上に乗せ、140℃、40k(1/C
IAで20分間プレス成形した。成形物を140℃、0
.5kg/ crjで約2時間後硬化させた後、100
’C/時で7 (+ (11’、ま℃ゆっくり胃温し、
更に2000″CでI Il、5間焼成した。 iqられた電極基板は第2図に示したようなシール部付
きの三B椙造を右しくおり、中空孔道は断面がほぼ円形
でその直径は約0.8mmであった。この電極基板の諸
物性値を第1表に示す。 第1表 注 1) 中空孔道部分は除く。 2) 第2図の多孔1j1炭素買層7とグラフアイ1〜
シ刊〜8を一体とした1直。 実施例 2 プレス成形用金型に厚さ0.3111mのグラフアイ1
−シー1−(UCC製グラフオイル)を第5図に示すよ
うに置き(第5図中15)、その上に実施例1の多孔性
炭素質層用混合物(図中16)、中空孔道材(図中17
)、更に多孔性炭素質層用混合物を供給した。尚、第5
図中、18は金型中枠、19は金型下板を示=l−。 その後、140℃、40k(110+fで20分間プレ
ス成形り、た。更に同一方法で同じ成形体をもう一つ製
造した。これら2つの成形体のグラフオイル面にカーボ
ン接着剤(フェノール系樹脂)を塗布した後、成形体外
形より−も全部で約50mm (片側25mm程度)人
さい厚さ0.3mll1のグラフオイルに中空孔道の方
向がクロスするように貼り合じだ。 ぞの後、成形物を140℃、0.5k(J/ctAで約
2時間後硬化させた後、100℃/時で700℃までゆ
っくり胃温し、更(こ2000°Cで1時間焼成した。 1りられた電極基板は第4図に示しIζようにシール部
付ぎの構造を右しており、中空孔jυは断面がほぼ円形
でその直径は約0.8n+mであった。この電1〜塁板
の諸物f’l lii’iを第2表に承り。 第2表 2)  ff14図の多孔性炭素質層7ど周辺シール用
グラノノフイ1〜シート13及び第2グラフ1イ1〜シ
ート14を一体とした値。 3) 周辺シール用グラフ1イトシ刊〜13及び第2グ
ラフ1イ1〜シ刊〜14を一体どした値。 4、図面の簡単な説明 第1図は、従来のモノポーラ型燃別電池(−チル構造を
示づ斜視図、第2図は、本発明電極ム1板の斜視図、第
3図は、第2図の本発明電極幕板を使用づる際のセル構
造を示す斜視図、第4図は、本発明の別の電極J1を板
の斜視図、第5図は、第4図の本発明電極幕板の製法を
示す略図である。 7・・・・・・・・・多孔1(11シミ素質層、8・・
・・・・・・・グラフアイ1〜シー1へ、9・・・・・
・・・・中空孔道、10・・・・・・・・・周辺シール
祠、11・・・・・・・・・カスマニホールド、13・
・・・・・・・・周辺シール用グラフアイ1〜シー1−
114・・・・・・・・・第2グラフアイトシー1〜。 293−
FIG. 1 is a perspective view showing a conventional monopolar fuel cell structure, FIG. 2 is a perspective view of the electrode substrate of the present invention, and FIG. 3 is a cell when using the electrode substrate of the present invention shown in FIG. A perspective view showing the structure, FIG. 4 is a perspective view of another electrode substrate of the present invention,
Figure 5 is. 5 is a schematic diagram showing a method of manufacturing the electrode substrate of the present invention shown in FIG. 4. FIG. 7... Porous carbon 1Iji layer, 8... Graphite sheet, 9... Hollow hole path, 10... Peripheral sealing material. 11...Gas manifold F, 1a...Graphite sheet for peripheral seal, 14...Second graphite sheet. Agent 7 FI 1 Shimamuramoto Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Procedure Tani 1) jF F? Showa 59 Kin 12/] 22 + 1 1, display of 11 cases of Snake Showa Ei 7 ;I 1'!
7 ;Tganryoku 205628132, Komei name Fuel cell electric 41i base plate 3, ? 11i i1', relationship with master 1'1 1°1. ;11 names in 1 entry
(110) Prefectural industrialization (λ, j℃kai 7) 4
Agent Shinjuku 1-1-14, Shinjuku-ku, Tokyo
Mountain [(, 1 building (zip code 816 (+) phone (03)
354-8623ε3. Contents of the amendment The entire specification is amended as shown in the attached sheet. Description 1, Name of the invention Fuel cell electrode substrate 2, Claims (1) Consisting of two porous carbonaceous layers and a graphite sheet sandwiched between them, the porous carbonaceous layer having hollow holes] Y
1. An electrode substrate for a carbonaceous fuel cell, characterized in that the graphite sheet extends outward from the porous carbonaceous layer. (2) The electrode substrate according to claim 1, further comprising a peripheral sealing graphite sheet on an end face parallel to the hollow pores of the porous carbonaceous layer. O) The electrode substrate according to claim 2, wherein the graph eye 1 sheet for peripheral sealing is integrated with the graph eye sheet. (4) The porous carbonaceous layer has a peripheral seal on the end face parallel to the hollow holes, and the end face perpendicular to the hollow holes has a gas manifold. (The electrode substrate according to any one of claims 1 to 3. 3. Detailed Description of the Invention The present invention relates to an electrode substrate for a fuel cell, and more specifically relates to a separator sheet. Fulfills its function as Kori Craft I
A1-sheet (compressed graphite plate), both sides of A have a porous carbonaceous layer having a group of hollow holes for receiving a reaction mixture, and the graphite sheet1- has a porous carbonaceous layer J: This invention relates to an electrode substrate for a carbonaceous fuel cell that extends outward. Conventionally, there is a bipolar lever type fuel cell using a bipolar hibernate obtained by ribbing both sides of an impermeable graphite thin plate. The monopolar electrode substrate has a structure in which ribs are installed on one surface and the other surface is a flat electrode surface, and the reactant gas diffuses from the ribbed surface to the flat electrode surface. As shown in the attached Figure 1, a conventional monopolar cell has a rib 5 on one side and a flat structure on the other side.
Electrode substrate 1. Catalyst layer 2. Electrolysis Ga. Matrix 3 and separator sheet 4 impregnated with
The reactant gas (1'l!i element or hydrogen) diffuses from the ribbed surface of the electrode substrate 1 to the flat electrode surface. Conventionally, methods for producing electrode substrates for monopolar fuel cells include a press-forming method based on short-flame fibers (Japanese Patent Publication No. 57-166354), and a paper-forming method using dispersed carbon fibers (Japanese Patent Publication No. 18603-1983). , a method of chemically vapor depositing pyrolytic carbon onto a web of carbon fibers (U.S. Pat. No. 3,
No. 829,327) has been proposed. The porous carbonaceous electrode substrates obtained by these conventional manufacturing methods all consist of a single layer with an entirely uniform structure. When such a homogeneous single-layer electrode substrate has a low bulk density, the gas diffusion coefficient is small, so the limiting current density is small, and the electrolyte retention amount is not sufficient, so the performance deteriorates quickly. In other words, the drawback is that it has a short lifespan. On the other hand, when the bulk density of () is small, the electrical resistance and thermal resistance have the disadvantage that the bending strength and the mounting surface strength are similar. White, as shown in Figure 1, the section modulus is small because one side is not flat;
For example, stress concentration occurred at the sharp edge portion 6 at the base of the rib 5, making the overall strength unreliable. Therefore, in order to maintain the strength of the molded plate, the wall thickness of the flat plate part is not thickened, and reaction scum (oxygen) passes through the thin thickness of the electrode substrate from the rib side to the electrode side. There is a drawback that the diffusion resistance becomes large when diffusion of hydrogen (or hydrogen) occurs. Moreover, it is difficult to perfect the flatness of the planar part of the rib believer11,
Electrical and thermal contact resistance with the lever becomes so large that it cannot be ignored. In general, it is said that these contact resistances reach several times the transmission resistance within the root, and the contact resistance of conventional monopolar electric 4FI substrates is large, and therefore the non-uniformity of the hot stone distribution between cells, 'ff , C- had a decisive drawback of reduced electrical efficiency. Furthermore, when such electrode substrates are used as a fuel cell by stacking them on a car, the reaction gas also diffuses from the side end surfaces of the electrode substrate 1. The drawback is that the reactant gases that come in are mixed on the side of the battery. An object of the present invention is to provide an electrode substrate for a carbonaceous fuel cell that eliminates the above-mentioned drawbacks. The electrode substrate of the present invention has a graphite sheet 1~ and a porous carbonaceous layer having hollow hole groups on both sides thereof, and the graphite sheet 1~ has a porous carbonaceous layer on the outside than the porous T/I carbonaceous layer. Distraction C. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings (1), in which the same reference numerals are used for the middle portion of the drawings. A tentative structure of electrode J1 of the present invention is shown in FIG. The electronic substrate of the present invention is a three-layer (I'
The porous carbonaceous layer 7 has a hollow hole group consisting of a plurality of hollow holes 9, preferably at approximately the center of its thickness. This hollow hole path 9 is continuous from one end surface of the porous carbonaceous material F17 to the opposite end surface, and each hollow hole i69 is approximately parallel to the U and is approximately parallel to the electrode surface and the negative side surface of the electrode substrate. In addition, the hollow pore groups 9 of both porous carbonaceous layers across the graph 1-1 sheet 8 are parallel to each other, and the hollow pore groups 9 of both porous carbonaceous layers are oriented at right angles to each other.
(See Figure 2). The cross-sectional shape of the hollow hole 9 may be arbitrary, for example, it may be circular as shown in FIG. When the cross-sectional area of this hollow hole path 9 is converted into the cross-sectional area of a circle, it corresponds to the diameter of the circle ~ J method (
The equivalent diameter (referred to as the equivalent diameter) is preferably 0.5 to 3IllI11. If this equivalent diameter is smaller than 0.5111 m, the electrode substrate area becomes large and the length of the hollow hole path becomes long, and the gas flow resistance becomes large. If the thickness is too large and exceeds 3 mm, the porous carbonaceous layer becomes too thick and the volumetric efficiency of the layer on which the electrode substrates are laminated decreases. The porous carbonaceous layer 7 of the electrode substrate of the present invention is composed of homogeneous porous carbon 7j rice grains, and its average bulk density is 0.3.
~1.0<1/ci, preferably 0.4~o, gg
/ cri 'C: Yes, 1 gas permeability IJ, 207
/ cm · hr - mmAq, preferably 2. A porous carbonaceous layer having an average high density and gas permeability of 95 or less preferably has a surface strength such as bending strength, and has a preferable scum diffusion resistance. J3, the porous carbonaceous layer 7 has every 1 pore C', and 6()% or more of the pores in A-11J<10-1
Preferably, the value is within the range of 00μ. Kionai Meiden (Kuranoa I1-C1-8 on the board is 1
, the average bulk density on OQ y' ci IX and 0.2i
/ cm -hr -111...△q, preferably having a dregs permeability of 1. If the average high density is less than 1.0 (J/ci), the desired durability cannot be obtained.Furano Eye 1-Sheet 8 has low gas permeability, so it is transferred to Separator Sea 1 (Fig. 1, 4).
(It can be used, but the gas permeability is 0.2ml!/
cm・old゛・mmAq, cl: 1.The role of C cannot be fulfilled. The thickness of Graphite 1 to Graphite 1 to 8 is 1/2 of the total thickness of the electrode substrate.
It is preferably less than or equal to 0.1 to 3 mm, and more preferably 0.1 to 3 mm. The carbonaceous electrode substrate having the three-layer structure of the present invention is manufactured as follows. As the material for the porous carbonaceous layer, the filling side (short leg elementary fiber 1
For example, 10 to 50% of the combined IJ (granular activated carbon, etc.)
For example, 20 to 40 wt. ) is used, for example, by mixing 20 to 50% by weight. The short-legged elementary fibers used as the filling side preferably have a fiber diameter of 5 to 30 μm and a pAN length of about 0.05 to 2 mm. If the fiber length exceeds 2 mm, one culm that is formed becomes entangled with the soybean beans and becomes pill-like, making it impossible to obtain the desired high density and pore size distribution. Na, 13.0.05
mmJ: Riff, if it is 0, the required strength cannot be obtained. Further, when the short flame fiber is fired at 2000°C, the carbonization line shrinkage rate is in the range of 0.1 to 3.0%. If the linear shrinkage rate is too high, there is a risk that this will be one of the causes of cracks during firing. The use of such short-flame fibers and silk makes it especially possible to manufacture large-sized electrode substrates. The binder used in water serves as a carbon buying binder after carbonization to bond between carbon fibers, and in order to achieve the desired high density, the carbonization yield must be 30 to 75%. l·1 fat in the range of m% is preferred. Possible examples of such a binder include phenolic resin, petroleum and/or coal-based pitch, furfuryl alcohol resin, etc. 1.1, powdered phenolic resin. It has been found that L, alone or in a mixture with powder pitch, is most preferable during dry mixing and has excellent characteristics of the obtained substrate.The mixed matrix of the binder resin is 10 to 50% by weight, preferably 20% by weight.
~40 weight Φ% is used, and if there is less than 10 weight % J, the strength of the electric TFI board to be applied will be lower due to the lack of C hills, and if there is more than 50 weight % J, The desired pore size and high density cannot be obtained. The pore control material used in the present invention is an important material that defines the pores of a molded article. In the present invention, in order to adjust the high density and pore size, 70% or more of the particles are 30 to 300
Organic particulate materials with particle sizes in the μ range are used. As the organic particulate material, one that does not volatilize or exhibit melt flow at at least 100° C. is used. That is, the organic particulate material is formed at a molding temperature of d3 J: and a pressure of
Thermal deformation is permitted, but volatilization or melt flow is prohibited. For the above reasons, preferred pore control materials include polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, borisdylene, sugar, etc., or mixtures thereof, which have a carbonization yield of 300 weight or more. If the carbonization yield is lower than A'4, it may be difficult to adjust the bulk density and pore diameter.
4I is selected from the range of U3O-500 weight depending on the 1L tentative bulk density and pore size. In addition, when mixing, when expressed as /Z weight %, where A is the filling material, B is the binder, and C is the pore regulating material, (Δl-C) 7/[3-10,'+~4
,0) f41! i1 After adjusting the 8 components, good J,
You can get better results. Outside this range, it is not possible to satisfy the requirements for high density 1σ1 bending strength, sword penetration, and electrical resistance. In the present invention, (, charge jv Δ is 10, 5 (
) It is preferable that the binding material B is selected from the range of 20 to 40% by weight for the pore control material C in the range of 20 to 50% by weight. As the hollow holes, polymers such as polyethylene, polypyrene, polyvinylalcohol, polyvinyl chloride, etc., such as cloth-like fabrics and sugre lattices, are used. In order to cover the equivalent diameter of the hollow holes in a preferable range of 171+1, the cos-like fabric C is made of a single yarn or +1 with a shoulder diameter of 0.5 to 3.3 ml made of the polymeric substance.
A plurality of convergent yarns are converged in the gas flow direction 1. :
``I' row single yarn or convergent yarn spacing 1.5-・5 ml
l, the distance between single yarns or convergent yarns in the direction perpendicular to the waste flow is 1
.. 5 to 50 Illnl etc. (2 J, Use sea urchin woven mold. Also, extrude the sudare lattice molded product (J, extrude the above polymer material in a molten state into a mold 1), The lattice of the Sudare lattice...1 is circular, rectangular, square, or star-shaped. It can be expressed as any shape, such as [Ji surface cutting].
.. 5-3mm J, sea urchin) about 1 foot long. Streak 1 {
Meiryo's waste flow is flat on 6 sides? -1'c; 1st call during completion
The spacing of 1.5-・5 n1m and (the spacing of the fence in the yj direction perpendicular to the Hanonos flow is 1.j]-50mm 9・i2
1111 /J White,) L1 (from 42) fi IJ Reru 1 These cross-repellent objects or sudare lattice moldings (J
During the formation of the porous 41 carbon layer in the mold, the porous bone char' If you put it in 1 of the L-composite, J, (, Pressure molding after A, [I prefer the upper stage of history) - (, Excluding the part that is carbonized by carbonization firing,
Most of it is caused by thermal decomposition.1. y l Porous F1
Hollow pores are formed within the transparent layer. In general, when forming such a hollow hole, after firing, it is heated to room temperature or cold. It has been confirmed that the diameter of the hollow hole ) 01'' becomes smaller by 3.~7% i'i, -7J, so this convergence t* 'a'
lIl'A L/ T, A ¥'J MA The fiber diameter or equivalent diameter of the object or molded body) It can be adjusted to The molding is done using a press molding method.
L ijj, feed the fr5-containing material for the first layer of Y'1 into a press molding container, insert 4 hollow holes in it, and further supply the mixed mixture for the porous V'1 layer, After that, the gelatin film sheet 1- is supplied.After press molding, the mold is released.
, the above-mentioned porous charcoal cap 7゛ (for the layer o'≧1, the above-mentioned hollow hole passage material, and the above-mentioned porous (<1 for the carbonaceous layer 14 M'! Provide I in this order G-vr
-ru. The graphite sheet 1 of the molded product previously molded was placed on the surface of the molded article U with the 1-side facing downward, and the molded product was press-molded and covered. At this time, two molded products for the porous carbonaceous layer described in "-" may be molded, and then these may be bonded to both sides of the C. graphite 1 to C. 1 by using an adhesive. Press molding conditions are mold heating 'IFA a' to 2
00''C1 Molding pressure 5 to 100 kg/crA, pressure holding time 1 to GO minutes as appropriate. After being 1-re(υ) for 1 hour, it was heated to 1000℃ under an inert atmosphere.
Inter-fired Jru. At this time, low-temperature heat')) In the FJ'i overculm, the temperature is about 700℃, for example, 100±! l
O"C/ Il'l 'c 'l'? Heating and gasification 1
1. 'l's grudge if! It is preferable to prevent stress generation due to severe contraction. This low-temperature thermal decomposition process C causes delamination N1 and crack generation if the temperature is rapidly increased. I-1 J, Wood 57H Mei no Den (Φ31N) manufactured by Uni
The board has regional strength 1! Iile is that the bending force is too strong, and
119. When the layer is made thinner, the gas diffusion resistance becomes smaller and the current becomes larger. plays a role in lever resistance 1. Therefore, the conventional separator sea j-t, J is unnecessary, 1Illi is reduced, etc.] 1"I] Σ;mi resistance becomes 14 As a result, the electrical resistance of the stacked platform as a whole is drastically reduced, which is a great effect.
- By extending the sheet outward from the porous carbonaceous layer, there is no risk of reaction gas leaking from the end faces of the upper and lower porous carbonaceous layers mixing on the side of the cell, improving safety and cell efficiency. The electrode substrate of the present invention can be said to be an ideal type. Incidentally, compared to the carbon fiber assembly vapor type made by the carbon fiber papermaking method, the C1 bending strength is improved, but at the same time, the reso (q graphite plate is no longer required), the price is expected to decrease, and the electrical resistance is also expected to decrease. Fig. 3 does not show the 1z layer structure when the electrode substrate is used as a fuel cell with v1 layers. A peripheral seal plate 10 is pasted to the top by a suitable means such as a tack, and a gas mer-hold 11 with a tube 12 for supplying a reactive gas to the hollow hole 1 and fj P=Y is attached. The surrounding sealing material 10 is arranged as shown in Fig. 3.This peripheral sealing material 10 has electrical insulation properties and a 6.1 heat IJ1 and υ・10 (1%
Corrosion resistance f1 against phosphoric acid is good. J]-No1-'', use one inked with ionic carbide]-7-1. Note that the arrow in No. 3I71 corresponds to the direction of the flow of waste. ) In an i-size battery using the rail of the present invention, there is no risk of reaction residue leaking from the end surfaces of the upper and lower porous carbonaceous layers and mixing with the soil on the side surface of the substrate. , in terms of safety and efficiency?'''t) It has a remarkable effect. In addition, gelatin for the peripheral seal is used to prevent leakage of reaction residue from the end face of the peripheral seal 4Δ10 of the porous carbonaceous layer 7.・As shown in Fig. 4, the sheet is placed in row 1 (row t-0). Crannon・
A monthly rate with similar physical properties to sheet sheet 8 is used. This graph I sheet 1-13 for peripheral sealing is porous (2+ carbon "if it can cover the end surface in contact with the peripheral sealing material 10 of the iJt layer 7"-minute, but from graph eye 1 to sea 1 14 In other words, as shown in FIG.
In this case, the peripheral sealing graphon sheet 1-13 is placed at right angles as shown in Figure 4, or the second peripheral sealing granon sheet 1-13 is placed between the two peripheral sealing granon sheets 1 and 1-13.
A graphite sheet 14 is installed to create a two-layer drawing. The electrode substrate of the present invention as shown in FIG. 4 can be manufactured in the same manner as the above-mentioned electrode substrate.
It can also be preferably produced in this way. Incidentally, the peripheral sealing graph eyes 1 to 13 may extend outward from the porous carbonaceous layer 7J in the direction of the hollow hole. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. Example 1), 0 carbon content eyebrow 1 (Tsu 1 Hagaku Kagaku, M10/13.''-
1j Uniform shoulder 1fiO, 45mm, instep uniform #lI diameter 12t
s) 40wt%, fuconol resin (Kawaishi (Δ1
30wt% and polyheal alcohol particles (M1 made by Synthetic Chemical Co., Ltd., average particle diameter 180%) 301Y
19 (uniform from + to 4) [Breath molding metal that molds the compound (mixture for porous carbon 71 layer) into a predetermined shape! 1゛! 1 was compatible with 2, pile C1 hollow hole through shrine (Sugure (・8
Child-like poly-1-rylene molded product, 1-tree lattice is equivalent to 100 1 reservation 0
.. A 8 mm round Igi surface was supplied, and the porous carbonaceous layer mixture was further supplied, and then,
Thickness 0.6mm [TEJ] Clasp 1 inner shape J, ri all! i
Approximately 0 mm (approximately 25 mm on one side) Graph/-r1 ~ sheet (Graph Oil manufactured by UCC) with large p noise was supplied. After that, 140℃, 40J/cta T'
Pressed for 20 minutes. After molding is completed, the mold is released and the same inner shape is placed in the right mold -1-
The mixture for the porous carbon layer Y1, the hollow hole material described above, and the mixture for the porous carbonaceous layer were supplied in this order. On top of this, place the molded product on the -C mold with the graphite 1 to sea 1 side facing downward, and place the molded product at 140°C and 40k (1/C
Press molding was performed using IA for 20 minutes. The molded product was heated to 140℃, 0
.. After curing for about 2 hours at 5kg/crj, 100
'C/hour 7 (+ (11'), slowly warm the stomach at ℃,
Further, it was fired at 2000"C for 5 minutes. The electrode substrate thus prepared was placed in a three-B molded structure with a seal as shown in Fig. 2, and the hollow hole had an approximately circular cross section and a diameter of was approximately 0.8 mm. The physical properties of this electrode substrate are shown in Table 1. Notes to Table 1 1) Hollow hole path portions are excluded. 2) Pore 1j1 carbon buying layer 7 and graph eye in Figure 2 1~
1 shift that combines shi-8. Example 2 Grapheye 1 with a thickness of 0.3111 m in a press molding mold
-Sea 1- (Graph Oil manufactured by UCC) was placed as shown in Fig. 5 (15 in Fig. 5), and on top of it, the mixture for porous carbonaceous layer of Example 1 (16 in the figure), hollow hole material. (17 in the diagram
), and also supplied a porous carbonaceous layer mixture. Furthermore, the fifth
In the figure, 18 indicates the middle frame of the mold, and 19 indicates the lower plate of the mold = l-. Thereafter, press molding was carried out at 140°C and 40k (110+f) for 20 minutes.Furthermore, another identical molded body was manufactured using the same method.Carbon adhesive (phenolic resin) was applied to the graph oil surface of these two molded bodies. After coating, it is pasted onto graph oil with a thickness of 0.3 ml, which is about 50 mm in total (approximately 25 mm on each side) smaller than the outer shape of the molded object, so that the directions of the hollow holes cross. After post-curing at 140°C and 0.5k (J/ctA) for about 2 hours, it was slowly warmed to 700°C at 100°C/hour and further baked at 2000°C for 1 hour. The electrode substrate had a structure with a seal part as shown in Fig. 4, and the hollow hole jυ had a nearly circular cross section and a diameter of about 0.8n+m. The material f'l liii'i is shown in Table 2.Table 2 2) The granofoils 1 to 13 for sealing around the porous carbonaceous layer 7 shown in Fig. ff14 and the second graph 11 to 14 are integrated. 3) Value obtained by combining graphs 1-13 and 2nd graphs 1-1-14 for peripheral seals. 4. Brief explanation of the drawings Figure 1 shows the conventional monopolar type fuel cell. Battery (-A perspective view showing a chill structure; FIG. 2 is a perspective view of one plate of the electrode sheet of the present invention; FIG. 3 is a perspective view showing the cell structure when the electrode plate of the present invention shown in FIG. 2 is used) 4 is a perspective view of another electrode J1 plate of the present invention, and FIG. 5 is a schematic diagram showing a method of manufacturing the electrode curtain plate of the present invention shown in FIG. 4. 7. ...Porous 1 (11 stain elemental layers, 8...
・・・・・・Graph Eye 1 to Sea 1, 9・・・・・・
...Hollow hole road, 10......Peripheral seal shrine, 11...Cast manifold, 13.
・・・・・・Graph Eye 1 to Sea 1 for peripheral seals
114......Second Graphite Sea 1~. 293-

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (11グラ7アイトシートの両面に多孔性炭素質層を有
しておシ、多孔性炭素質層が中空孔道群を有しておシ、
グラファイトシートが多孔性炭素質層よシ外側に伸延し
ていることを特徴とする炭素質燃料電池用電極基板。 (2)多孔性炭素質層の中空孔道群に平行な端面に周辺
シール用グラファイトシートを有することを特徴とする
特許請求の範囲第1項に記載の電極基板。 (3)周辺シール用グラファイトシートがグラファイト
シートと貼シ合わせて一体になっていることを特徴とす
る特許請求の範囲第2項に記載の電極基板。 (4)多孔性炭素質層の中空孔道群に平行な端面゛に周
辺シール材を有しておシ且つ中空孔道群に垂直な端面に
ガスマニホールドを有していることを特徴とする特許請
求のN囲第1項乃至第3項のいずれかに記載の電極基板
[Claims] (A porous carbonaceous layer is provided on both sides of the 11gra 7ite sheet, and the porous carbonaceous layer has a group of hollow holes,
An electrode substrate for a carbonaceous fuel cell, characterized in that a graphite sheet extends outward from a porous carbonaceous layer. (2) The electrode substrate according to claim 1, further comprising a peripheral sealing graphite sheet on an end face parallel to the hollow pore groups of the porous carbonaceous layer. (3) The electrode substrate according to claim 2, wherein the graphite sheet for peripheral sealing is integrated with the graphite sheet by laminating them together. (4) A patent claim characterized in that the porous carbonaceous layer has a peripheral sealing material on the end face parallel to the hollow holes, and a gas manifold on the end face perpendicular to the hollow holes. The electrode substrate according to any one of the first to third terms.
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