JPS60200462A

JPS60200462A - 燃料電池用電極基板の製造方法

Info

Publication number: JPS60200462A
Application number: JP59055590A
Authority: JP
Inventors: Masatomo Shigeta; 重田　昌友; Hiroyuki Fukuda; 弘之福田; Kuniyuki Saito; 国幸斉藤; Hisatsugu Kaji; 加治　久継
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1984-03-23
Filing date: 1984-03-23
Publication date: 1985-10-09

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。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、燃ＩＩ電池用電極基板に係り、更に訂しくは
、多孔刊層と緻密層の２層から成り、複数本の中空孔道
を多孔付層のほぼ中心部に有する炭素質態別電池用電極
基板に係る。

従来、黒鉛製薄板（不透過性のもの）をリブ細工して得
られるバイポーラセパレーターを用いるバイポーラレバ
レータ−型燃利電池が公知である。

これに対し、一方の而にリブを設け、他方の而は重用な
電極面となった４７４造を有し、リブ付ぎ面から反応ガ
スが平ｊ［１ｒ７電極面に拡散してくるモノポーラ型電
極基板が開発されで来ている。

従来のモノポーラ型１＝ルは、添付の第１図に示すよう
に、一方の而にリブ５を設は他１）の而（、Ｌ平坦な構
造を有する電極基板１．触媒層２．電解質を含浸させた
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（上基板１のり７　（＞Ｉぎ而から反応ガス（酸
索又シ；１水索）が平坦（７電１〜面に拡散してくるし
のである。

従来、モノポーラ型燃料電池用電極阜根の製造方法とし
て、短炭素繊腑をベースにしてプレス成形する方法（特
開昭！１８−Ｎ７６４０）　、炭素繊維を分散ざけ゛た
抄造法（特公昭、’＋３−１８（ｉ０３）　、炭素繊維
のウェブに熱分解炭素を化学的蒸着するｌｉ法（米国特
許第３，８２９，３２７号明細書）が提案されている。

これら従来の製造方法によってｊｑられる電極基板は、
いずれも全体的に均一＜’Ｋ　４Ｍ　Ｇの一つの層から
なつＣいる。

このＪ：うな均？！ｉ′甲層の電極基板は、その嵩密度
が大ぎい場合、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、曲げ強度イヱどの機械的強
度が低いという欠点を何している。

また、リブ構造を有する電極基板の場合、第１図に示す
にうに、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
の置けない面があった。従って、成型板と（）での強１
＆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厚さを通っ
てガス（Ｍ索又は水素）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。ぞの１−、リブ頂上平面部
分の平面ｉ１１を完全イ【ものにすることが田川であり
、セパレーターとの電気的及び熱的接触抵抗が無視しｌ
！　＜ｒい稈大きくなる。一般に、これらの接触抵抗は
基板内の伝達抵抗の数倍に−ｂ達づ′るといわれており
、従来のモノポーラ型電極基板は接触抵抗が大きく、従
ってレル間濡１σ分布の不拘−性２発電効率の低下を４
ｎ　＜可能性を有する。

本発明は、上述の如き欠点を解消する燃料電池用電極基
板を提供することを目的とする。即ち、本発明は、多孔
（’１層と緻密層））日ら成り、相当直径が０．５〜３
ｍｍの断面を有する連続した中空孔道ＢＹを多孔性層の
厚さのほぼ中心部に一端面から相対する端面に向って平
行に有する２層構造の炭素質燃料電池用電極基板を提供
り−る。

本発明は、上述の如き多孔ｆＩ層と緻密層の２層から成
り、多孔性層の厚さのほぼ中心部に中空孔Ｊ　ｉＹを右
づる炭素質燃１１電池用電極基板の製造方法であって、
その特徴とするところは、中空孔通形成用祠１３＋とし
てりｎス状械物、スダレ格子状成形物等の高分子物質を
使用する点にある。

本発明炭素質電極基板の多孔ｆ１炭素質層中の中空孔通
群は反応ガスの流路となるものであり、このにう２ｔガ
ス流路としての孔道は特公昭３６−６１２３号公報に開
示されている。然ｔノながら、このような孔道を基板の
成形時に一体的に成形ケる本発明の如き方法は開示され
ていない。

以下、本発明の製造方法を詳細に説明する。

本発明の主たる特徴をなず中空孔道形成用材料としでは
、り［１ス状織物、スダレ格子状成形物等の高分子物質
があり、この高分子物質としてはポリエチレン。ポリプ
ロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリ
塩化ビニルがあり、炭化収率３０重量％以下のものを適
宜選ＩＲｔＪる。炭化収率がこれより高いど中空孔道の
形成及び相当直径の調節に難点を生ずる恐れがある。ま
た、これらの高分子物質としては、中空孔）ｉ形成のた
めに、少なくとも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。’！Ｉ”ｔ’＞わち、該高
分子物質は、成形温度おＪ、び圧力においＣ１熱変形は
１１されるが揮発らしくは溶融流、動し′Ｃはならない
、。

中空孔道の相当直径を好ましい範囲に調節Ｊるために使
用できるクロス状織物どしては、第２ａ図に示すように
、前記高分子物質ｌｅｔ　＋うなる繊ｔｆｌｆ径（ｄ）
　ｈ＜　０．４ｉ　〜３．３ｍｍ　（７）甲糸又１；ｔ
　ｌｌｉ糸を複数本１１ｖ束した収束糸を、ガス流れ方
向に平行な単糸又は収束糸の間隔（Ｔ）が１．５・〜５
ＩＩＩＩ１１．ガス流れに直角な方向の単糸又は収束糸
の間隔（１−）が１．５〜ｂに使用できるスダレ格子状成形物は、前記高分子物質を
金型に溶融状態で押出成形する方法、又は該高分子物質
のペレッ１〜又は粉末を金型内で加圧成形する方法で作
られるが、スダレ格子の格子断面（，１円形、矩形、正
方形又は星形など任意の形状とすることができる。その
断面寸法は、格子断面積を相当する円の断面積に換算し
た時の該換筒円の直径（相当直径）が０．５〜３．３ｍ
１ｌ＋となるように選択Ｊるｌ）（、例えば第２１）図
に示すように断面が矩形の場合ｄ＝０．４５〜２．７ｍ
ｍ　、ｈ＝　０．５〜３．０ｍｍの範囲から格子の相当
直径が０．５〜３，３ｎ＋ｍとＧるＪ：うに選択する。

スダレ格子のガス流れ方面に平行な格子の間隔（Ｔ−）
は１．５〜５１ＩＩＩＩｌとし、ガス流れに直角な方向
の格子の間隔（１−）は１．５〜５０ｍｍの範囲から目
的により選ばれる。

これらクロス状織物又はスダレ格子状成形物は金型内の
多孔性層の形成の際、該多孔性層の厚さのほぼ中央部に
位置するように、多孔性層相材料の上に載せればＪ：＜
、その侵の加圧成形、後硬化の■程を経て、炭化焼成に
Ｊ、り炭化する部分を除いて、大部分が熱分解ににり揮
散」ノて多孔ｆ１層内に中空孔道を形成するようにｒｒ
る。

一般にこのような中空孔過形成に際して、炭化焼成後常
温まで冷ＪＪＩ　Ｉ、た時、始めの繊ＩＩＩ仔又は成形
体格子の相当直径は、これにより形成される中空孔道口
径が３〜７％小さくなることが１イｒかめられているの
で、この収縮を勘案し−ＣＸ原ｌｉｔのり［１ス状織物
又はスダレ格子状成形物の繊紐径又は相当直径を選ぶこ
とにＪ：す、好ましい中空孔道の相当直径が得られるよ
うにイ「意に調節覆ることができる。

尚、上記クロス状織物、スダレ格子状成形物は、本発明
の中空孔道形成用材料を例示したものであり、本発明は
これらのみに限定されない。又、同様に前記の高分子物
質も同様な特ｖ１を有するものならば前記以外のものも
使用し得る。

本発明に係る中空孔道群を右する２ｍ構造の燃料電池用
電極基板は、上記中空孔道形成用材料を使用して以下の
ように製造する。

即ち、所定形状の金型に、充填材１０〜５０重ω％。

結合材２０〜４０重Ｍ％及び細孔調節材２０〜５０重ω
％から成る多孔性層相材料、前記中空礼遇形成用材ｆ１
１、更に前記多孔性層用材別、最後に緻密層用月利を順
に供給ｌ）、プレス成形し、予備焼成後、該焼成物の緻
密層側にのみ液状フェノール樹脂の含浸と予備焼成を目
標とする緻密性が得られるまで繰返し、後硬化後、焼成
する。

多孔性層用材ｒ１の、充填材としては短炭素繊維。

粒状活ｔ’ｌ炭等、結合材としてはフェノール樹脂。

エボギシ樹脂１石油系及び／又は石炭系ピッチ。

フルフリルアルコ１−ル又はこれらの混合物、細孔調節
材としてはポリビニルアルコール、ポリスヂレン、ポリ
丁ブレン、ボリプト１ピレン、ポリ塩化ビニ′ル、砂糖
又はこれらの混合物が使用される５゜充填材として用い
る短炭素繊緒は、５〜３０μの繊紺径、０．０５〜？Ｉ
ＩＩＩＩｌ稈庶の繊麗艮を有１Ｊるものが好ましい。Ｉ
ＩＪ　Ｍｌ長が２ｍｍを越えると、成形に至るＴ稈で、
おｎいにからみ合い、七工秋になり、所望の嵩密度及び
細孔径分布がｌｒｔられ（２い。なお、０．０５＋ｎｎ
＋より短いど必要とりる強１αが１！−Ｉられイｊい１
゜また、該知炭素ＮＩＡ紐を２０００°０に焼成した場
合の炭化線収縮率は０．１へ、３．０％の範囲である１
、線収縮率がこれより大であると、焼成時にお（〕るク
ラック発生の原因の一つにイ「る恐れがある。このＪ、
うな短炭素繊紐を用いると特に人へ°！の電極ｌｔ板の
製造が可能となる。

本発明に用いる結合材は、炭化後炭素質結含祠どして炭
素繊維間の結合に役ｔｒつ（１，１のであり、所望の高
密度を１ｑるためには、炭化収率が３０〜７５重Ｍ％の
範囲の樹脂が好ましい。このような結合材としてフェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂１石油系及び／又は石１３ｉ４
系ビッヂ、フルフリルアル」−ル樹脂又はこれらの混合
物が考えられる。特に、粉体フェノール樹脂中種もしく
はこれと粉体ピッチどの混合物は、乾式混合に際して最
も好ましく、得られる基板の特ｔ１１も優れることが判
明した。またＪ’＋’ｉ合祠樹脂の混合Ｗは１０〜５０
重量％、好ましくは２０・〜・４０市１１１％が用いら
れ、１０重昂％より少ないと結合材とｌ）での呈が不足
するために得られる電極ｌｉｔ板の強１αが低くなり、
また５０重昂％より多いど所望の細孔径および嵩密度が
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不要
な材料である。本発明においては、高密度及び細孔径を
調整するために、７０％以上の粒子が３０〜３００μの
範囲の粒径を有Ｊる有機粒状物質が用いられる。有機粒
状物質としては、少なくども１００℃にて揮発も１ノく
け溶融流動を示ざイアいものが用いられる。すなわち、
該有機粒状物質は、成形温度おＪ：び圧力におい′Ｃ１
熱変形はＷ［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どしては、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、砂糖又はこれらの混合
物で、炭化収率３０重消％以下のものを適宜選択する。

炭化収率がこれより高いど高密ｆα、細孔径の調整に難
点を生ずる恐れがある。

細孔調節材の添加ｆｑ目よ、所望どする電極基板の嵩密
度および細孔径に応じて２０〜５０重に％の範囲から選
ばれる。尚、混合に際し充填々ＡをＡ１結合材をＢ１細
孔調節材をＣとして各々１間％で示した場合、（Ａ十〇
）／Ｂ＝　１．５〜４．０の範囲に各成分を調整すると
好ましい結果が得られる。この範囲外では嵩密度１曲げ
強度、ガス透過度、電気抵抗の１べてを満了することは
難しい。本発明に於いて、充填材へが１０〜５０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重量％の範囲から選ばれることが好ま
しい。

本発明に用いる緻密炭素質層用材料としては、カーボン
板、圧縮黒鉛紙（グラファイトシート）を使用する方法
と、知炭素繊ＨＯ〜８０重量％、炭素前駆体微粉末（持
分１１ｊｊ　５３−３１１１６号参照）０〜旧）重量％
、フェノール樹脂等の結合材１０〜４０重量％及び活ｆ
！１炭微粒０−４０重Ｍ％から成る粉末混合物から一体
成形覆る方法とがある。尚、粉末混合物を用いる場合に
は、必須なものはフェノール樹脂等であり、ｉｏｗｔ％
以上だと樹脂が流れ出して成形に支障をぎたし、１０Ｗ
［％以下だと、結合材としての量が不足し、得られる電
極基板の強度が低くなり、所望の高密度とガス透過度が
得られなくなる。

成形はプレス成形法に３Ｊ、っ（行／ｉう。−１−Ｈ１
４多孔多孔用月利をプレス成形用金型内へ供給し、ぞの
十に中空孔道材を入れ、更に多孔ｔ／１層用材１ｊ＋を
導入し、最後に緻密層用口利を供給りる１゜プレス成形
条Ｐ口、１、金！１す加熱温度７０・〜２００℃。

成形圧５〜１００　ｋｇ／　ｃｉ、圧保持ｎ、を間１−
６０分間の範囲から適宜選１１りづ−る。

プレス成形後、得られた成形物を一１αｇｏｏ’ｃｒ約
１時間不活性雰囲気トに予１ｉ１１焼成を行う。この際
、低温の熱分解過程に於いて約７００　℃まではゆっく
り例えば１００±５０℃／時て゛臂温ｌ）、ガス化時の
急激な収縮による応力発生を防ぐことがりＴましい。こ
の低温の熱分解過程で急激イ１５″ｒ渇を行イｒうと層
間剥１！１１１　、クラック発生の原因どく７る。

更に、上記８００℃焼成物の緻密層側にのみアルコール
等フェノール樹脂を溶解しくりる溶剤に７１ノール樹脂
を溶解した液状フｒノール樹脂を含浸し、約８００°Ｃ
Ｌ、二’（更に焼成する。このいわゆる含浸］−稈を目
標どする緻密性が得られるまで数回繰返り。

含浸「稈後、１！１られた成形物を成形温度で少なくと
も２助間以Ｉ加圧１！ずに後硬化ざｌＪ：る。その後、
不活ｉｌｌｌｌ類１’；　１ｉ（１０・〜３０　（１０
°０で・約　１時間焼成する。

ｊス−１の３１、うに本発明方法により製造される電極
基板は、１震域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、電流密度が大ぎくなる。

以下、添附図面を参照して本発明により得られる電極７
．４板を詳述する。なお図面中面一部分に対しくは第１
図の参照Ｍ号ど同一のちのを使用した。

本発明の電極基板を使用づる燃料電池セル構造を第３図
に示す。本発明の電極基板１は多孔性層８及び緻密層９
から成る２層構造を有する。

更に、本発明の電極Ｊ１を板１は、好；Ｉ：　ｌ、　＜
は多孔性層８の厚さの中央部に、複数本の中空孔道７か
らなる中空孔道ｎ￥が設（−］られている。この中空孔
道７は、電極基板１の一端面から相対する端面まで連続
しており、各々の中空孔道７は！７いにほぼ平行であり
目つ電極ｌＪ板１の電極面及び−側面に対してほぼ平行
であり、更に触媒層２及び７１〜リツクス３を挾んで双
ｈ（Ｉ）電極１；１盤１の中空孔道酊は互いに直角の方
位を有する。

中空孔道７の断面形状は任意でよく、例λば、第３図に
示す如く円形でもよい９．この中空孔道７の断面積を円
の断面積に換算した場合の円の直径に相当する寸法（相
当直径と称Ｊる）は、０．５〜３ｍｍが好ましく、この
相当直径が０．５ｍ１ｌｌＪ：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イＴり過ぎ、３ｍｍにり大ぎいと多
孔性層が厚くなり過ぎ電極基板を積層したＩ？ルの容積
効率が減少する。

本発明の電極ｌｉ板１の多孔性層８は、均質な多孔↑ノ
１炭素質材別から構成されており、その平均嵩密度は０
．３〜１．０（１／　ｃｔＡ、好ましくは０．４〜０．
８ｇ／　ｃｔｉであり、目つガス透過度は２０ｍＱ／Ｃ
ｍ−ｈｒ・ｍ１ｎＡ（１，以り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層
８は、好ましいＩ震域的強度例えば曲げ強度を右し、目
つ好ましいガス拡散抵抗を有する。なお、多孔性層８の
細孔は聞ＩＩＩ孔であり、■つその細孔の６０％以上が
１０〜１００μの範囲内の径を有することが好ましい。

本発明電極基板１の緻密層９は、１．Ｏｇ／ｃｔｊ以上
の平均嵩密度と０．２ＩｎＩ！／　ｃｍ　−ｈｒ　−ｍ
ｍΔｑ、以下のガス透過度を有り−ることが好ましい。

平均嵩密度が１．０（］／ｃｎより小さいと所望の緻密
性が得られない。この緻密炭素質層９はガス透過度が小
さいためレバレータ−シー１へ（第１図の４）とＬノ’
Ｃ’　Ｉ＃、ｌｉ能し１ｑるが、ガス透′Ａ石が０．２
ｒｎＱ　／　Ｃｎｌ　・ｌｌｒ　・ｍ１ｌｌＡＱ、より
大さいと１ごバレーターシー１・とじて−の役割が果た
せなく／にる。又、この緻密層９は電極基板１全体炸さ
の１／２以下を占めることが好）Ｌしい。

本発明の電極λ↓板は、中空孔ｊｖの両面が〜１！面で
あるため断面係数が大きく、曲げ強度が増大され、更に
、ガス（酸素又は水素）を通り中空孔道が？１１極基板
の多孔ｆ１層の（，１ぽ中心に存在Ｊるｌ＝　Ｎ）、曲
げ強度が大きクツ９片化が可能Ｃあり、拡散層がｉｔＱ
くガス拡散抵抗が小となり、電流密度が人とイ（るとい
う多大の利点を右Ｊ−る。■、緻密層が小さいガス透過
度を右でＪるのでレバレータ−シー１〜は不要となり価
格低減が望めると同１１．１に使方式の場合生ずるセパ
レーターシー１曹二電極基板との１と触抵抗が皆無とな
り、全体どしての電気抵抗が激減Ｊるなど、多大の効果
が発揮される。このように、本発明の電極Ｉｔ板は理想
的基板といえる。因みに、炭素繊糾抄］Ｓ′、法による
Ｆｒｉ索１１ｉ　ＩＩＩペーパー型に比較しては、曲げ
強度が人になると同時にリブ付黒鉛根が不要どなり、価
格の低下、更に電気抵抗の低下が期待できる。

本弁明の電極基板によって得られる効果を一層明（イ「
にするため、本発明の電極基板と従来のりブ付モノポー
ラ型電極基板（第１図参照）の諸物性値を比較対照して
第１表に示す。尚、これらの物１１１１１１′ｌは比較
のために一例どして示すものであり、同様な条イ′１で
測定（）たものである。

第１表但し本発明に於いてはセパレーターシー１〜がない３．
２）　１ｃｉ当たりの抵抗値で示′？ｉ。

３）接圧１ｋｇ／ｃｄでの抵抗値。

４）セパレーターシー１〜十基板」基板１−ＩＢ触低抗
（１？バレーターシーｉ〜の抵抗値は１ｍΩである。但
し、本発明に於いてはセパレーターシ−１〜が＜’にい
、１）５）　２００ｍＡ／ｃｆｆｌでの値。

２９− 以下に、本発明を実施例により詳述するが、本発明【ま
以下の実施例に限定されるものではない。

大過」１− スダレ格子状ポリプロピレン成形物の製造ペレッ１〜状
の市販ポリプロピレン（東燃石油（株）製、品番ＬＪ２
１５）を、スクリュー］゛１射出成形機を用いて、温度
２３０℃、射出圧力５００ｋｇ／ｃＭの条件で溶融して
押出し、約５０℃に保持された金型に流し込み、第２ｂ
図に示す如き格子断面が円形のスダレ格子状ポリプロピ
レン成形物（中空孔道形成用４４￥Ｑ　＞を作った。

使用金型は第２ｂ図のスダレ格子状成形物の格子断面が
直径０．８５ｍｍの円で、■＝　２．５ｎ＋＋ｎ。

ｌ−＝　４０ｍｍを与えるｔｆ／ｉをステンレス板に切
削加工したもので、ステンレス製の蓋板をつけ分割でき
るものとした。

２６− 実施例２短脚素繊維（県別化学工業（株）製、Ｍ２Ｏ２Ｓ。

平均繊維長０．４ｍｍ　、平均１１Ｍ径１４μ）　４０
ｗｔ％、細孔調節材とし−Ｃポリビニルアル］−ル粒子
（日本合成化学工業（株）製、平均粒径１８０μ）　３
０ｗｔ％、及び結合材としてフェノール樹脂（旭右ｇＭ
月Ｋ　Ｋ＠ｌ　）　３０ｗｔ％からなる）捏合物（多孔
１）１層用材別）を、プレス成形用金型に供給し、その
後中空孔道を形成するために実施例１で製造した中空孔
道形成用月利（スダレ格子状ポリ１「１ピレン成形物）
を供給する。更に前記混合物を中空孔過形成用祠判にに
供給しその後、短炭素ｔｌｉ組（県別化学二「業（株）
製、　Ｍ２Ｏ３Ｓ、　）　２０ｗｔ％、活性炭微粒（県
別化学工業（株）製、平均粒子径３００／ｌ）　２０ｗ
ｔ％、炭素前駆体微粉末（県別化学工業（株）ｌｌ！Ｊ
、Ｍ、ｌ−１゜平均粒子径４０μ）　４０ｗ１％、フェ
ノール樹脂（胆石機材ＫＫ製）　２０ｗｔ％からなる混
合物（緻密層用材料）を供給する。

その後、１４０℃＋　５０ｋＯ／　ｃｒｊ　、　３０分
間の条件にてプレス成形し、更に８００℃で約１時間焼
成する。

更に、上記８００℃焼成基板の緻密層面をエチルアル］
−ルにフェノール樹脂を溶かした液状フェノール樹脂を
含浸さ１遍だ後、乾燥、更に８００℃で焼成した。この
含浸、焼成を３回繰り返した後、上記８００°に焼成基
板を２０００℃で１時間焼成した。

本実施例で得られた電極基板は第３図に示す如く　２層
構造になっており、緻密層のガス透過度は極めて小さく
、燃ｒ１電池のセパレーターを兼ねることができること
が判った。該電極基板の諸物性値を第２表に記載する。

尚、中空孔道の断面はほぼ円形であり、その直仔は約０
．８ｍｍであった。

第２表２９一実施例３実施例２で用いた緻密層用材料の代わりに、カーボン板
（県別化学工業（株）製）を用いる以外は、実施例２と
同様にして、２層構造を有する本発明の電極基板を製造
した。

この電極基板の物性値を第３表に示す。尚、中空孔道の
断面形状及び寸法は実施例２と同様であった。

第３表一３１一実施例４実施例２で用いた緻密層用材＃１の代わりに、厚さ０．
３ｍｍのグラフ１イトシート（ＵＣＣ社製グラフオイル
）を用いる以外は実施例２と同様にして、２層構造を有
する本発明の電極基板を製造した。

この電極基板の物性値を第４表に示す。尚、中空孔道の
断面はほぼ円形であり、その直径は約０．８ｍｍであっ
た。

第４表３３− ３２−

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のモノポーラ型燃＄３１電池セル構造を
示す斜視図、第２ａ図は本発明で使用するり［１ス状織
物の概略図、第２ｂ図は本発明で使用するスダレ格子状
成形物の概略図、第３図は、本発明り法で得られる２層
構造の電極基板のレル構造を示す斜視図である。１・・・・・・電極ｕ板、２・・・・・・触媒層、３・
・・・・・マＩ〜リックス、４・・・・・・［パレータ−シート、５・・・・・・リ
ブ、７・・・・・・中空孔道、８・・・・・・多孔性層
９・・・・・・緻密層。＝３４− 第３図９８ °°・・・。。。　３／Ｉ　Ｑ　”Ｏ第２ｑ図第２ｂ図 −’ｑ’ｑｎ−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　多孔ｆ１層ど緻密層の２層から成り、多孔性層
の厚さのほぼ中心部に中空孔道群を右Ｊる炭素質撚お１
電池用電極基板の製造方法であって、中空孔道形成用材
料として高分子物質を使用Ｊることを特徴と１−る方法
。
（２）　高分子物質と１ノでは、少なくとも１００°Ｃ
にて揮発もしくは溶融流動を示さないものを用いること
を特徴とする特ｉｉＴ請求の範囲第１項に記載の方法。
（３）　高分子物質が、ポリ■チレン、ポリプロピレン
、ポリスチレン、ポリビニルアルコール及びポリ塩化ビ
ニルで構成される群から選択され、炭化収率が３０重量
％以下であることを特徴とする　１− 特許請求の範囲第２項に記載の方法。
（４）　中空孔道形成用材料が前記高分子物質のクロス
状織物又はスダレ格子状成形物であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の方
法。
（５）　クロス状織物が、前記高分子物質から成る綴紐
径０，５〜３．３　ｍｍの単糸又は単糸を複数本収束し
た収束糸を織成したものであることを特徴とする特許請
求の範囲第４項に記載の方法。
（６）　ガス流れ方向に平行な１１′１糸又は収束糸の
間隔が１．５〜５１１１ｍであり、ガス流れに直角な方
向の単糸又は収束糸の間隔が１．５〜５０ｍｍであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の方法。
（７）　スダレ格子状成形物が、前記高分子物質を金型
に溶融状態で押出成形１ノで製造されたもの、又は前記
高分子物質のペレット若しくは粉末を金型内で加圧成形
して製造されたものであり、該格２− 子断面の相当直径が０．５〜３．３ｍｍとイするＪ、う
に選択することを特徴とするＶ＋　ｙ！１品求０範囲第
４項に記載の方法。
（８）　ガス流れ７ｉ向に甲ｔｊ＜を格子の間隔が　１
，５〜５　ｍｍであり、ガス流れに曲角＜７方向の格子
の間隔が１．５〜５ｏｍｍ’ｒあることを特徴とする特
許請求の範囲第７頂に記載のｈ法。
（９）　所定形状の金型に、充填＋Ａ１０へ・５０手Ｆ
ｔ１％。結合材２０〜４０小帛％及び細孔調節祠２０へ一！１（
ｌｑｉ吊％から成る多孔竹層用＋Ａ利、前ｈ１１中空イ
１．道形成形成用、更に前記多孔ＶＩ層用Ｈ別、最後に
緻密層１１０Ａ判を順に供給し、ブ１ノス成形、予（ｌ
ｉｆ＊焼成後焼成炉成物の緻密層側にのみ液状フェノー
ル樹脂の含浸と予備焼成を目標どづる緻密１１１が得ら
れるよ′Ｃ′繰返し、後硬化後、焼成することを特徴と
する特許請求の範囲第１項乃〒第Ｂ　ｌｎのい°す゛れ
か１こ記載の方法。
（１０）　充１眞月が知炭素繊維又（ま粒状活性炭であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の方法
。
（１１）　知炭素繊雇が、繊維径５〜３０ｆｚ、繊郭長
０．０５〜２Ｉｎｍ、２０００℃に焼成した場合の炭化
線収縮率が０．１〜３．０％であることを特徴とする特
許請求の範囲第１０項に記載の方法。
（１２）　結合材がフェノール樹脂、Ｊ−ボキシ樹脂。石油及び／又は石炭系ピッチ、フルフリルアルコール樹
脂、又はこれらの混合物であり、炭化収率が３０〜７５
小帛％であることを特徴とする特許請求の範囲第９項に
記載の方法。
（１３）　ｌ１ｌｌ孔調節ｌが、７０％以上の粒子が３
０〜３００μの粒径を右Ｊる有機粒状物質であることを
特徴とする特π１請求の範囲第９項に記載の方法。
（１４）　右１￥Ｍ粒状物質が、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、砂糖又はこれらの混合物であることを特
徴とする特許請求の範囲第１３項に記載のｈ法。
（１５）　緻密層用々Δオ′）１がカーボン板又は１［
縮忠鉛紙（グラフ１イ１へシー１〜）であることを特徴
とする特許請求の範囲第９拍に記載の７Ｊ法。
（１６）　緻密層用材ｌＰＩが短炭素繊Ｉｆｆ　、炭素
前駆体微粉末、フコ−ノール樹脂＜ｒどの結合重４及び
活ｆ’ｌ　１３１微粒から成る粉末混合物であることを
特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の方ｔｌ＜。
（１７）　プレス成形条ｆ１が、金Ｊｌｌｊ加熱湿度７
０〜２００℃、成形圧５〜１０（ｌ　ｋｎ／　ｃｄ、圧
保持時間１〜６０分であることを特徴とする特許請求の
範囲第９項に記載の方法。
（１８）　予備焼成が不活性雰囲気下で約７　（＋　（
１℃までは１００±５０℃／時でが温ｌ〕、ひき続き約
８００℃で約１時間行われることを特徴とする特許請求
の範囲第９項に記載の方法。
（１９）　後硬化が成形温石ぐ少なくとも２時間行なわ
れることを特徴とする特ｒＦ請求の範囲第９項に記載の
方法。
（２０）　焼成が不活性雰囲気下８００−．３０００℃
で約１時間行なわれることを特徴とする特ｒ［請求の範
囲第９項に記載のｈ法。