JPS60236459A - インタ−ク−ラ−内蔵燃料電池用電極基板及びその製造方法 - Google Patents
インタ−ク−ラ−内蔵燃料電池用電極基板及びその製造方法Info
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- JPS60236459A JPS60236459A JP59069870A JP6987084A JPS60236459A JP S60236459 A JPS60236459 A JP S60236459A JP 59069870 A JP59069870 A JP 59069870A JP 6987084 A JP6987084 A JP 6987084A JP S60236459 A JPS60236459 A JP S60236459A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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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、燃料電−用電極基板に係り、更に詳しくは、
インタークーラーを有するセパレーターと反応ガス流路
としての中空孔遁群を有する多孔性炭素質層とが一体的
に焼成された多層構造の燃料電池用炭素質電極基板及び
その製造方法に係る。
インタークーラーを有するセパレーターと反応ガス流路
としての中空孔遁群を有する多孔性炭素質層とが一体的
に焼成された多層構造の燃料電池用炭素質電極基板及び
その製造方法に係る。
従来、不透過性の黒鉛製薄板をリプ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セパレーター
型燃料電池が公知である。
イポーラセパレーターを用いるバイポーラセパレーター
型燃料電池が公知である。
これに対し、一方の面にリプを設け、他方の面は平坦な
電極面となった構造を有し、リプ付き面から反応ガスが
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
発されて来ている。
電極面となった構造を有し、リプ付き面から反応ガスが
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
発されて来ている。
従来のモノポーラ型セルは、添付の第1図に示すように
、一方の面にリプ5を設は他方の面は平場な構造を有す
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、電極
基板1のリプ付き面から反応ガス(fll素又は水素)
が平坦な電極面に拡散してくるものである。
、一方の面にリプ5を設は他方の面は平場な構造を有す
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、電極
基板1のリプ付き面から反応ガス(fll素又は水素)
が平坦な電極面に拡散してくるものである。
一方、従来モノポーラ型燃料電池用電極基板の製造方法
としては、短脚素繊維をベースにしてプレス成形する方
法(特開昭58−117649> 、炭素繊維を分散さ
せた抄造法(特公昭53−18603) 、炭素繊維の
ウェアに熱分解炭素を化学的蒸着する方法(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。
としては、短脚素繊維をベースにしてプレス成形する方
法(特開昭58−117649> 、炭素繊維を分散さ
せた抄造法(特公昭53−18603) 、炭素繊維の
ウェアに熱分解炭素を化学的蒸着する方法(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。
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。
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。
また、リプ構造を有する電極基板の場合、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
、例えばリプ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
ためリプ側から電極面側まで電極基板の全厚さを通って
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、リプ頂上平面部分の
平面性を完全なものにすることが困難であり、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、従ってセル間温度分布の
不拘−性2発電効率の低下を招く可能性を有する。
ように、片面が平・面でないため断面係数が小さくなり
、例えばリプ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
ためリプ側から電極面側まで電極基板の全厚さを通って
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、リプ頂上平面部分の
平面性を完全なものにすることが困難であり、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、従ってセル間温度分布の
不拘−性2発電効率の低下を招く可能性を有する。
又、燃料電池のセル構成は、5〜8セルに一段づつクー
ラを挿入しておりそれ等が全て、部材を積層するという
構成になっている。従来、ガス拡散部−セパレーター−
ガス拡散部の順で部材を積層しており、そのための各部
材間の電気的及び熱的接触抵抗の問題がクローズアップ
されている。
ラを挿入しておりそれ等が全て、部材を積層するという
構成になっている。従来、ガス拡散部−セパレーター−
ガス拡散部の順で部材を積層しており、そのための各部
材間の電気的及び熱的接触抵抗の問題がクローズアップ
されている。
単位セル間の接触抵抗の問題は、セパレーター−ガス拡
散部を一体化した電極基板ができれば解決されるが、セ
ル−インタークーラー間の接触抵抗は解決されずに残る
。しかしインタークーラーは通常カーボン板で作られて
おり、空気又は温水を供給する孔道を形成させる技術は
知られておらず、片面に溝を切ったカーボン板を貼り合
わせる方法が提案されているのみであった。この様な状
況で、セル・インタークーラー間の接触抵抗の問題が残
ったままに′なっている。
散部を一体化した電極基板ができれば解決されるが、セ
ル−インタークーラー間の接触抵抗は解決されずに残る
。しかしインタークーラーは通常カーボン板で作られて
おり、空気又は温水を供給する孔道を形成させる技術は
知られておらず、片面に溝を切ったカーボン板を貼り合
わせる方法が提案されているのみであった。この様な状
況で、セル・インタークーラー間の接触抵抗の問題が残
ったままに′なっている。
カーボン板に中空孔道を形成させる方法としては、一般
的に、ポーリングが朽なわれているが、薄板で燃料電池
の如く片長が60〜800mに及ぶものについては、そ
れも不可能である。
的に、ポーリングが朽なわれているが、薄板で燃料電池
の如く片長が60〜800mに及ぶものについては、そ
れも不可能である。
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、反応
ガス流路用中空孔道群を有する多孔性炭素質層がセパレ
ーターの両側に一体的に焼成されてなる燃料電池用電極
基板であって、セパレーターの厚みのほぼ中心部に冷却
流体流路用中空孔道群を設けたことを特徴とするインタ
ークーラー内蔵燃料電池用電極基板を提供する。更に本
発明はこのように改良された燃料電池用電極基板の製造
方法を提供する。
板を提供することを目的とする。即ち、本発明は、反応
ガス流路用中空孔道群を有する多孔性炭素質層がセパレ
ーターの両側に一体的に焼成されてなる燃料電池用電極
基板であって、セパレーターの厚みのほぼ中心部に冷却
流体流路用中空孔道群を設けたことを特徴とするインタ
ークーラー内蔵燃料電池用電極基板を提供する。更に本
発明はこのように改良された燃料電池用電極基板の製造
方法を提供する。
以下、添附図面を参照して本発明の電極基板金詳述する
。なお図面中周一部分に対しては第2図乃至第4図で同
一の参照番号を附しである。
。なお図面中周一部分に対しては第2図乃至第4図で同
一の参照番号を附しである。
第2図に、本発明の電極基板の1例を示す。
本発明の電極基板11は、2つの多孔性炭素質層1゜1
の間にセパレーター8を挾んで一体的に焼成して成る3
層構造を有している。電極基板11のセパレーター8に
は、その厚みのほぼ中心部には冷却用流体(例えば空気
又は温水)を流すための流路としての複数の中空孔道9
′から成る中空孔道群が設けられている。この冷却流体
流路用中空孔道群の各中空孔道は、互いに且つ電極基板
の電極面及び−側面に対してほぼ平行であり、電極基板
の一端面から相対する端面まで連続している。
の間にセパレーター8を挾んで一体的に焼成して成る3
層構造を有している。電極基板11のセパレーター8に
は、その厚みのほぼ中心部には冷却用流体(例えば空気
又は温水)を流すための流路としての複数の中空孔道9
′から成る中空孔道群が設けられている。この冷却流体
流路用中空孔道群の各中空孔道は、互いに且つ電極基板
の電極面及び−側面に対してほぼ平行であり、電極基板
の一端面から相対する端面まで連続している。
冷却流体の流路としての中空孔道9′の断面形状は任意
でよく、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(相当直径と称する)は、2〜1
01Illが好ましく、この相当直径が2−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、冷却流体流動の抵抗が大きくなり過ぎ、10
1mより大きいと中空孔道群を有するセパレーターが厚
くなり過ぎ電極基板を積層したセルの容積効率:lが減
少す 。
でよく、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(相当直径と称する)は、2〜1
01Illが好ましく、この相当直径が2−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、冷却流体流動の抵抗が大きくなり過ぎ、10
1mより大きいと中空孔道群を有するセパレーターが厚
くなり過ぎ電極基板を積層したセルの容積効率:lが減
少す 。
る。
本発明電極基板11のセパレーター8は、その中空孔道
9′を除く部分が、1.2o /cd以上の平均嵩密度
と1xlO−’d/clハr−ms+AQ、iXX下方
カス透過度1kcall /―・hr・℃以上の熱伝導
度と10×10 0CIll以下の固有抵抗を有するこ
とが好ましい。平均嵩密度が1.Og/ciより小さい
とセパレーターとしての所望の緻密性が得られない。
9′を除く部分が、1.2o /cd以上の平均嵩密度
と1xlO−’d/clハr−ms+AQ、iXX下方
カス透過度1kcall /―・hr・℃以上の熱伝導
度と10×10 0CIll以下の固有抵抗を有するこ
とが好ましい。平均嵩密度が1.Og/ciより小さい
とセパレーターとしての所望の緻密性が得られない。
本発明の電極基板11の多孔性炭素質層1には、その厚
みのほぼ中心部に反応ガス(酸素又は水素)の流路とし
て、複数本の中空孔道9かうなる中空孔道群が設けられ
ている。この中空孔道9は、電極基板11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9は互
いにほぼ平行であり且つ電極基板11の電極面及び−側
面に対してほぼ平行であり、更にセパレーター8を挾ん
で双方の中空孔群9は互いに直角の包囲を有する(第2
図参照)。
みのほぼ中心部に反応ガス(酸素又は水素)の流路とし
て、複数本の中空孔道9かうなる中空孔道群が設けられ
ている。この中空孔道9は、電極基板11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9は互
いにほぼ平行であり且つ電極基板11の電極面及び−側
面に対してほぼ平行であり、更にセパレーター8を挾ん
で双方の中空孔群9は互いに直角の包囲を有する(第2
図参照)。
反応ガス流路用中空孔道9の断面形状は任意でよく、例
えば、第2図に示す如く矩形でもよい。
えば、第2図に示す如く矩形でもよい。
この中空孔道9′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(相当直径と称する)は、0
.5〜311が好ましく、この相当直径が0.5111
Ill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、反応ガス流動の抵抗が大き
くなり過ぎ、3nmより大きいと中空孔道群9を有する
多孔性炭素質lI7が厚くなり8− 過ぎ電極基板を積層したセルの容積効率が減少する。
の円の直径に相当する寸法(相当直径と称する)は、0
.5〜311が好ましく、この相当直径が0.5111
Ill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、反応ガス流動の抵抗が大き
くなり過ぎ、3nmより大きいと中空孔道群9を有する
多孔性炭素質lI7が厚くなり8− 過ぎ電極基板を積層したセルの容積効率が減少する。
本発明電極基板11の多孔性炭素質層7は、均質な多孔
性炭素質材料から構成されており、その平均嵩密度は0
.4〜0.8!J/dであり、且つガス透過度は20d
/ am −hr −mmA Q、以上、熱伝導度は0
.7kcal/−・h「・℃以上であることが好ましい
。
性炭素質材料から構成されており、その平均嵩密度は0
.4〜0.8!J/dであり、且つガス透過度は20d
/ am −hr −mmA Q、以上、熱伝導度は0
.7kcal/−・h「・℃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。
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、多孔性炭素質層の気孔率は50〜80%であり、
その細孔は開細孔であり、且つ細孔の60%以上が10
0μの範囲内の径を有することが好ましい。
その細孔は開細孔であり、且つ細孔の60%以上が10
0μの範囲内の径を有することが好ましい。
本発明の電極基板11の多孔性炭素質lI7は、上記の
ように均質単層とする代わりに、第3図及び第4図に示
す如(、反応ガス流路用中空孔道群9の両側で嵩密度の
異なる21m1構造7.1′ とすることができ、εの
ようにするとより好ましい特性(特に電気抵抗、曲げ強
度等)を有する電極基板が得られる。尚、この際、中空
孔道群9よりセパレーター側の部分(セパレーター側層
)7′ は、中空孔道群9より電極面側の部分(電極面
側層)1より大きい嵩密度を有する。
ように均質単層とする代わりに、第3図及び第4図に示
す如(、反応ガス流路用中空孔道群9の両側で嵩密度の
異なる21m1構造7.1′ とすることができ、εの
ようにするとより好ましい特性(特に電気抵抗、曲げ強
度等)を有する電極基板が得られる。尚、この際、中空
孔道群9よりセパレーター側の部分(セパレーター側層
)7′ は、中空孔道群9より電極面側の部分(電極面
側層)1より大きい嵩密度を有する。
第3図に、本発明の2@構造の多孔性炭素質層を有する
電極基板の1例を示す。第4図のセルは、本発明の電極
基板11′を触媒II2及び電界液li!13を介して
1aBしたものであり、第1図のセル構造に相当する部
分を番号10で示す。
電極基板の1例を示す。第4図のセルは、本発明の電極
基板11′を触媒II2及び電界液li!13を介して
1aBしたものであり、第1図のセル構造に相当する部
分を番号10で示す。
第3図に示す如き本発明の電極基板11′の電極向側@
7は前記の多孔性炭素質層7 (第2図参照)と同様な
物性を有する。
7は前記の多孔性炭素質層7 (第2図参照)と同様な
物性を有する。
本発明の電極基板11′のセパレーター側II ?’は
、0.5〜1.0g/cdの平均嵩密度及び0.9kC
aj /霧・hr・℃以上の熱伝導度を有することが好
ましい。セパレーター側層7′はガス透過度が小さいた
め、反応ガスは実質的□に前記電極面側層のみを拡散す
ることになり、ガス拡散層が薄くなる。又、得られる電
極基板の強度例えば曲げ強度が増大する。
、0.5〜1.0g/cdの平均嵩密度及び0.9kC
aj /霧・hr・℃以上の熱伝導度を有することが好
ましい。セパレーター側層7′はガス透過度が小さいた
め、反応ガスは実質的□に前記電極面側層のみを拡散す
ることになり、ガス拡散層が薄くなる。又、得られる電
極基板の強度例えば曲げ強度が増大する。
尚、本発明の電極基板11′の前記電極面側層1の厚さ
は、電極面側@7+前記セパレーター側層1′の全厚さ
の1150〜1/2であることが好ましい。
は、電極面側@7+前記セパレーター側層1′の全厚さ
の1150〜1/2であることが好ましい。
本発明の電極基板は以下のようにして製造される。
先ず冷却流体流路用中空孔道を有するセパレーターを製
造する。
造する。
即ち、所定形状の金型に、セパレーター用材料。
冷却流体流路用中空孔道形成材料及び該セパレーター用
材料をこの順に供給し、プレス成形し、侵硬化させた後
、焼成して、冷却流体流路用中空孔道を有する焼成セパ
レーターを得る。
材料をこの順に供給し、プレス成形し、侵硬化させた後
、焼成して、冷却流体流路用中空孔道を有する焼成セパ
レーターを得る。
ここで、セパレーター用材料としては、50μ以下の粒
径を有するカーボン粒子等の充填材50〜90重量%及
びフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂結合材50〜10重
量%から成る混合物が用いられる。又は50μ以下の粒
径を有するカーボン粒子の表面ににフェノール樹脂等を
コーティングした材料を用いることもできる。尚、本発
明に於いてカーボン粒子としては、いわゆる黒鉛粒子も
含めて炭素質の粒子を意味する。又、結合材としてはフ
ェノール樹脂の他にピッチ又はこれとフェノール樹脂と
の混合物を用いることもできる。
径を有するカーボン粒子等の充填材50〜90重量%及
びフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂結合材50〜10重
量%から成る混合物が用いられる。又は50μ以下の粒
径を有するカーボン粒子の表面ににフェノール樹脂等を
コーティングした材料を用いることもできる。尚、本発
明に於いてカーボン粒子としては、いわゆる黒鉛粒子も
含めて炭素質の粒子を意味する。又、結合材としてはフ
ェノール樹脂の他にピッチ又はこれとフェノール樹脂と
の混合物を用いることもできる。
本発明で使用する冷却流体流路用中空孔道形成用材料と
しては、クロス状織物、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重饅%以下のも
のを適宜選択する。
しては、クロス状織物、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重饅%以下のも
のを適宜選択する。
炭化収率がこれより高いと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、中空孔道形成のために、少な(とも1
00℃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、咳高分子物質は、成形温度および圧
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。
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、中空孔道形成のために、少な(とも1
00℃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、咳高分子物質は、成形温度および圧
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。
中空孔道の相当直径を好ましい範囲に調節するために使
用できるクロス状織物としては、第5a図に示すように
、前記高分子物質からなるl1I11径(d)が2.2
〜11amの単糸又は゛単糸を複数本収束した収束糸を
、ガス流れ方向に平行な単糸又は収束糸の間隔(T)が
3〜3G+ua、ガス流れに直角な゛方向の単糸又は収
束糸の間隔(L)が5〜100−mとなるように織成し
たものである。又、同様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ベレット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
は円形、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算内の直径(相当直径)が
2.2〜11m11となるように選択するが、例えば第
5b図に示すように断面が矩形の場合d= 2〜9am
+ 、h= 2.2〜10++nの範囲から格子の相当
直径が2.2〜11mmとなるように選択する。
用できるクロス状織物としては、第5a図に示すように
、前記高分子物質からなるl1I11径(d)が2.2
〜11amの単糸又は゛単糸を複数本収束した収束糸を
、ガス流れ方向に平行な単糸又は収束糸の間隔(T)が
3〜3G+ua、ガス流れに直角な゛方向の単糸又は収
束糸の間隔(L)が5〜100−mとなるように織成し
たものである。又、同様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ベレット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
は円形、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算内の直径(相当直径)が
2.2〜11m11となるように選択するが、例えば第
5b図に示すように断面が矩形の場合d= 2〜9am
+ 、h= 2.2〜10++nの範囲から格子の相当
直径が2.2〜11mmとなるように選択する。
スダレ格子のガス流れ方向に平行な格子の間隔(T)は
3〜301とし、ガス流れに直角な方向の格子の間隔(
L)は5〜100 IImの範囲から目的により選ばれ
る。
3〜301とし、ガス流れに直角な方向の格子の間隔(
L)は5〜100 IIm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で
電極基板を形成する際、該セパレーターのほぼ中央部に
位置するように、セパレーター用材料の上に載せればよ
く、その後の加圧成形、後硬化の工程を経て、炭化焼成
により炭化する部分を除いて、大部分が熱分解により揮
散してセパレーター内に中空孔道を形成するようになる
。
電極基板を形成する際、該セパレーターのほぼ中央部に
位置するように、セパレーター用材料の上に載せればよ
く、その後の加圧成形、後硬化の工程を経て、炭化焼成
により炭化する部分を除いて、大部分が熱分解により揮
散してセパレーター内に中空孔道を形成するようになる
。
一般にこのような中空孔道形成に際して、炭化焼成後常
潰まで冷却した時、始めの繊維径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3〜1%
小さくなることが確かめられているので、この収縮を勘
案して、原料のクロス状織物又はスダレ格子状成形物の
繊維径又は相当直径を選ぶことにより、好ましい中空孔
道の相当直径が得られるように任意に調節することがで
きる。
潰まで冷却した時、始めの繊維径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3〜1%
小さくなることが確かめられているので、この収縮を勘
案して、原料のクロス状織物又はスダレ格子状成形物の
繊維径又は相当直径を選ぶことにより、好ましい中空孔
道の相当直径が得られるように任意に調節することがで
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
質も同様な特性を有するものならば前記以外のセのも使
用し得る。
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
質も同様な特性を有するものならば前記以外のセのも使
用し得る。
本発明の冷却流体流路用中空孔道含有セパレーターの成
形はプレス成形によって行なう。プレス成形条件、は、
金型加熱温度120〜160℃、成形圧2〜150k(
1/ eta 、圧保持時間10〜60分から適宜選択
する。典型的には、130℃、 80ko/ tri
、 30分である。
形はプレス成形によって行なう。プレス成形条件、は、
金型加熱温度120〜160℃、成形圧2〜150k(
1/ eta 、圧保持時間10〜60分から適宜選択
する。典型的には、130℃、 80ko/ tri
、 30分である。
プレス成−御後、得られた成形物を成形温度で少なくと
も2時間以上後硬化させた後、不活性雰囲隼下80?〜
3000℃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100℃まではゆっくり例えば100
±50℃/時で昇温、シ、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い?。
も2時間以上後硬化させた後、不活性雰囲隼下80?〜
3000℃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100℃まではゆっくり例えば100
±50℃/時で昇温、シ、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い?。
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。
、クラック発生の原因となる。
尚・↑発明の電−基板の、製造方法に於(゛ては・上記
のように焼成して得た冷却流体流路用中空孔道含有焼成
セパレーターを使用する代わりに、上述の如、くプレス
成形したままでのプレス成形セパレーターを焼成せずに
後の工程に付すこともできる。
のように焼成して得た冷却流体流路用中空孔道含有焼成
セパレーターを使用する代わりに、上述の如、くプレス
成形したままでのプレス成形セパレーターを焼成せずに
後の工程に付すこともできる。
第2図に示す如き、均質単層の多孔性炭素質層を有する
本発明の電極基板は、上記のように製造した焼成セパレ
ーター又はプレス成形セパレーター(焼成する前のもの
)を用いて次のように製造する。
本発明の電極基板は、上記のように製造した焼成セパレ
ーター又はプレス成形セパレーター(焼成する前のもの
)を用いて次のように製造する。
即ち、所定形状の金型に多孔性炭素質層用材料。
反応ガス流路用中空孔道形成用材料及び前記多孔性炭素
質層用材料をこの順に供給し、次に上記焼成セパレータ
ー又はプレス成形セパレーターを供給し、更に前記多孔
性炭素質層用材料、前記反応ガス流路用中空孔道形成用
材料及び前記多孔性炭素質層用材料を←の順に供給し、
プレス成形し、後硬化させた後、一体内に焼成する。
質層用材料をこの順に供給し、次に上記焼成セパレータ
ー又はプレス成形セパレーターを供給し、更に前記多孔
性炭素質層用材料、前記反応ガス流路用中空孔道形成用
材料及び前記多孔性炭素質層用材料を←の順に供給し、
プレス成形し、後硬化させた後、一体内に焼成する。
本発明で使用する多孔性炭素質層用材料としては、充填
材10〜50重量%、結合材20〜40重量%及び細孔
調節材20〜50重量%から成る混合物がある。
材10〜50重量%、結合材20〜40重量%及び細孔
調節材20〜50重量%から成る混合物がある。
多孔性炭素質層用材料の、充填材としては短脚素繊維、
カーボン粒子等、結合材としてはフェノール樹脂、エポ
キシ樹脂1石油類及び/又は石炭系ピッチ、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、
ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩
化ビニル又はこれらの混合物が使用される。
カーボン粒子等、結合材としてはフェノール樹脂、エポ
キシ樹脂1石油類及び/又は石炭系ピッチ、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、
ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩
化ビニル又はこれらの混合物が使用される。
充填材として用いる短炎素繊維は、5〜30μの繊維径
、0.02〜2a+e+程度の繊維長を有するものが好
ましい。繊維長が21を越えると、成形に至る工程で、
お互いにからみ合い、毛玉状になり、所望の嵩密度及び
細孔径分布が得られない。なお、Q、Q2+++mより
短いと必要とする強度が得られない。
、0.02〜2a+e+程度の繊維長を有するものが好
ましい。繊維長が21を越えると、成形に至る工程で、
お互いにからみ合い、毛玉状になり、所望の嵩密度及び
細孔径分布が得られない。なお、Q、Q2+++mより
短いと必要とする強度が得られない。
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
これより大であると、、焼成時におけるクラック発生の
原因の一つになる恐れがある。このような短炎素繊維を
用いると特に大型の電極基板の製造が可、能となる。
線収縮率は0.1〜3.0%の範囲である。線収縮率が
これより大であると、、焼成時におけるクラック発生の
原因の一つになる恐れがある。このような短炎素繊維を
用いると特に大型の電極基板の製造が可、能となる。
本発明に用いる結合材は、炭化後戻素質結合材として炭
素繊維間の結合に役立つものであり、所望の嵩密度を得
るためには、炭化収率が30〜15重量%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2石油類及び/又は石炭系ピッチ、又はこ
れらの混合物がある。特に、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は、乾式混合に際し
て最も好ましく、得られる基板の特性も優れることが判
明した。また結合材樹脂の混合量は10〜50重量%、
好ましくは20〜40重量%が用いられ、10重量%よ
り少ないと結合材としての量が不足するために得られる
電極基板の強度が低くなり、また50重量%より多いと
所望の細孔径およびガス透過度が得られなくなる。
素繊維間の結合に役立つものであり、所望の嵩密度を得
るためには、炭化収率が30〜15重量%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2石油類及び/又は石炭系ピッチ、又はこ
れらの混合物がある。特に、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は、乾式混合に際し
て最も好ましく、得られる基板の特性も優れることが判
明した。また結合材樹脂の混合量は10〜50重量%、
好ましくは20〜40重量%が用いられ、10重量%よ
り少ないと結合材としての量が不足するために得られる
電極基板の強度が低くなり、また50重量%より多いと
所望の細孔径およびガス透過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重要
な材料である。本発明においては、嵩密度及び細孔径を
調整するために、70%以上の粒子が30〜300μの
範囲の粒径を有す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。すなわち、該有
機粒状物質は、成形温度および圧力において、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。
な材料である。本発明においては、嵩密度及び細孔径を
調整するために、70%以上の粒子が30〜300μの
範囲の粒径を有す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。すなわち、該有
機粒状物質は、成形温度および圧力において、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、ポリスチレン又はこれらの混合物で、
炭化収率30重量%以下のものを適宜選択す4る。炭化
収率がこれより高いと嵩密度、細孔径の細孔調節材の添
加量は、所望とする電極基板の嵩密度および細孔径に応
じて20〜50重量%の範囲から選ばれる。尚、混合に
際し充填材をA1結合材を81細孔調節材をCとして各
々重量%で示した場合、(A+C)/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9曲げ強度、ガス透過度、電
気抵抗のすべてを満足することは難しい。本発明に於い
て、充填材A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。
炭化収率30重量%以下のものを適宜選択す4る。炭化
収率がこれより高いと嵩密度、細孔径の細孔調節材の添
加量は、所望とする電極基板の嵩密度および細孔径に応
じて20〜50重量%の範囲から選ばれる。尚、混合に
際し充填材をA1結合材を81細孔調節材をCとして各
々重量%で示した場合、(A+C)/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9曲げ強度、ガス透過度、電
気抵抗のすべてを満足することは難しい。本発明に於い
て、充填材A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。
本発明で使用する反応ガス流路用中空孔道形成用材料と
しは、前述したセパレーター内の冷却流体流路用中空孔
道形成用材料と同様のものが用いられる。
しは、前述したセパレーター内の冷却流体流路用中空孔
道形成用材料と同様のものが用いられる。
中空孔道の相当直径を好ましい範囲に調節するために使
用できるクロス状織物としては、第5a図に示すように
、前記高分子物質からなる繊維径(d)が0.5〜3.
3mm+の単糸又は単糸を複数本収束した収束糸を、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 u+、ガス流れに直角な方向の単糸又は収束糸
の間隔(L)が5〜50IIrmとなるように織成した
ものである。又、同様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ベレット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は
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算内の直径(相当直径)が0
.5〜3.3amとなるように選択するが、例えば第5
b図に示すように断面が矩形の場合d= 0.45〜2
.7+un 、h= 0.5〜3.31111の範囲か
ら格子の相当直径が0.5〜3.31111となるよう
に選択する。スダレ格子のガス流れ方向に平行な格子の
間隔(T)は1,5〜5i+nとし、ガス流れに直角な
方向の格子(F)lltlli (L ) &t 5〜
50m5ノ1囲から目的により選ばれる。
用できるクロス状織物としては、第5a図に示すように
、前記高分子物質からなる繊維径(d)が0.5〜3.
3mm+の単糸又は単糸を複数本収束した収束糸を、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 u+、ガス流れに直角な方向の単糸又は収束糸
の間隔(L)が5〜50IIrmとなるように織成した
ものである。又、同様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ベレット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は
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算内の直径(相当直径)が0
.5〜3.3amとなるように選択するが、例えば第5
b図に示すように断面が矩形の場合d= 0.45〜2
.7+un 、h= 0.5〜3.31111の範囲か
ら格子の相当直径が0.5〜3.31111となるよう
に選択する。スダレ格子のガス流れ方向に平行な格子の
間隔(T)は1,5〜5i+nとし、ガス流れに直角な
方向の格子(F)lltlli (L ) &t 5〜
50m5ノ1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で
電極基板を形成する際、該多孔性炭素質層のほぼ中央部
に位置するように、該多孔性炭素質層用材料の上に載せ
ればよく、その侵の加圧成形、後硬化の工程を経て、炭
化焼成により炭化する部分を除いて、大部分が熱分解に
より揮散して多孔性炭素質層内に中空孔道を形成するよ
うになる。
電極基板を形成する際、該多孔性炭素質層のほぼ中央部
に位置するように、該多孔性炭素質層用材料の上に載せ
ればよく、その侵の加圧成形、後硬化の工程を経て、炭
化焼成により炭化する部分を除いて、大部分が熱分解に
より揮散して多孔性炭素質層内に中空孔道を形成するよ
うになる。
プレス成形条件は、金型加熱温度10〜200℃。
成形圧5〜100 kl)/m、圧保持時間10〜60
分の範囲から適宜選択する。
分の範囲から適宜選択する。
プレス成形後、得られた成形物を成形温度で少なくとも
2時間以上後硬化させた後、不活性雰囲気下800〜3
000℃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100℃まではゆっくり例えば100±5
0℃/時で昇温し、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。
2時間以上後硬化させた後、不活性雰囲気下800〜3
000℃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100℃まではゆっくり例えば100±5
0℃/時で昇温し、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。
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。
、クラック発生の原因となる。
第3図に示す如き多孔性炭素質層が2層構造を有する本
発明の電極基板は、上述の焼成又はプレス成形セパレー
ターを用いて以下のように製造される。尚、多孔性炭素
質層は、セパレーターと同時に一体的に成形するか又は
多孔性炭素質層のみを別途予備成形し、その後セパレー
ターと共に一体焼成するという2通りの方法がある。
発明の電極基板は、上述の焼成又はプレス成形セパレー
ターを用いて以下のように製造される。尚、多孔性炭素
質層は、セパレーターと同時に一体的に成形するか又は
多孔性炭素質層のみを別途予備成形し、その後セパレー
ターと共に一体焼成するという2通りの方法がある。
1つの方法では、所定形状の金型に、多孔性炭素質層の
電極面側用材料2反応ガス流路用中空孔道形成用材料、
セパレーター側層用材料を順に供給し、前記焼成セパレ
ーター又はプレス成形セパレーターを供給し、更に該セ
パレーター側層用材料、前記反応ガス流路用中空孔道形
成用材料、前記電極面側層用材料を順に供給し、次いで
、プレス成形し、後硬化させた後、一体内に焼成する。
電極面側用材料2反応ガス流路用中空孔道形成用材料、
セパレーター側層用材料を順に供給し、前記焼成セパレ
ーター又はプレス成形セパレーターを供給し、更に該セ
パレーター側層用材料、前記反応ガス流路用中空孔道形
成用材料、前記電極面側層用材料を順に供給し、次いで
、プレス成形し、後硬化させた後、一体内に焼成する。
ここで、電極面側層用材料は前記多孔性炭素質層用材料
と同様であり、セパレーター側層用材料を除く他の材料
は夫々前記したものと同様である。
と同様であり、セパレーター側層用材料を除く他の材料
は夫々前記したものと同様である。
本発明で使用するセパレーター側層用材料としては、前
記多孔性炭素質層用材料と同様なものが使用できる。例
えば、充填材30〜10重量%、結合材20〜40重量
%及び細孔調節材10〜30重量%から成る混合物が挙
げられ、各材料の例は多孔性炭素質層用混合物に用いる
ものと同様である。−例を挙げると平均繊維長が1+u
以下の短脚素繊維40〜60wt%、100〜300μ
の範囲に粒径分布を示すポリビニルアルコール粒子10
〜30wt%9粒径100μ以下の粉末フェノール樹脂
25〜35wt%をヘンシェルミキサー等の混合機によ
り混合して得られる混合物がある。この混合物中の短脚
素繊維の平均繊維長は、多孔性炭素質層用混合物に使用
した短脚素繊維より0.1〜0.311短く、ポリビニ
ルアルコール粒子の配合比は多孔性炭素質層用混合物中
の配合比より5〜20wt%少なくする。その他の材料
及び操作条件は前記と同様である。
記多孔性炭素質層用材料と同様なものが使用できる。例
えば、充填材30〜10重量%、結合材20〜40重量
%及び細孔調節材10〜30重量%から成る混合物が挙
げられ、各材料の例は多孔性炭素質層用混合物に用いる
ものと同様である。−例を挙げると平均繊維長が1+u
以下の短脚素繊維40〜60wt%、100〜300μ
の範囲に粒径分布を示すポリビニルアルコール粒子10
〜30wt%9粒径100μ以下の粉末フェノール樹脂
25〜35wt%をヘンシェルミキサー等の混合機によ
り混合して得られる混合物がある。この混合物中の短脚
素繊維の平均繊維長は、多孔性炭素質層用混合物に使用
した短脚素繊維より0.1〜0.311短く、ポリビニ
ルアルコール粒子の配合比は多孔性炭素質層用混合物中
の配合比より5〜20wt%少なくする。その他の材料
及び操作条件は前記と同様である。
第2の方法では、所定形状の金型に、前記セパレーター
側層用材料1反応ガス流路用中空孔道形成用材料及び電
極面側層用材料をこの順に供給し、60〜100℃、2
0〜50kg/c!、10〜30分、典型的には80℃
、 30kl)/ca!、 20分の条件で予備プレス
成形し、次いで同様な操作を繰り返して同様な予備成形
多孔性炭素質層を2個得た後、いずれか1つを電極面側
層が下側になるように金型に供給し、次に前記焼成セパ
レーター又はプレス成形セパレーターを供給し、更に前
記予備成形多孔性炭素質層を電極面側層が上側になるよ
うに供給し、130〜160℃、 20〜50kg/c
d、 io 〜30分、典型的には1゜40℃、 40
kQ/d、 20分の条件で本プレス成形を行なう。・
その後、後硬化し更に焼成する。
側層用材料1反応ガス流路用中空孔道形成用材料及び電
極面側層用材料をこの順に供給し、60〜100℃、2
0〜50kg/c!、10〜30分、典型的には80℃
、 30kl)/ca!、 20分の条件で予備プレス
成形し、次いで同様な操作を繰り返して同様な予備成形
多孔性炭素質層を2個得た後、いずれか1つを電極面側
層が下側になるように金型に供給し、次に前記焼成セパ
レーター又はプレス成形セパレーターを供給し、更に前
記予備成形多孔性炭素質層を電極面側層が上側になるよ
うに供給し、130〜160℃、 20〜50kg/c
d、 io 〜30分、典型的には1゜40℃、 40
kQ/d、 20分の条件で本プレス成形を行なう。・
その後、後硬化し更に焼成する。
この場合、各段階に於ける材料及び操作条件は上記のと
おりである。
おりである。
以上のような本発明方法により製造される電極基板は、
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。
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、インタークーラーを内臓するセパレーターシート
が一体的に成形されているため、従来のセパレーターシ
ート及びインタークーラーは不要となり価格低減と同時
に熱的及び電気的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抵抗及び熱抵抗が激減す
るなど、多大の効果が発揮される。このように、本発明
の電極基板は理想的なものといえる。因みに、炭素繊維
抄造法による炭素繊維ベーパー型に比較して、曲げ強痩
が大になると同時にリプ付黒鉛板が不要となり、価格の
低下、更に電気抵抗の低下が期待できるっ 本発明の電極基板によって得られる効果を一層明確にす
るため、本発明の電極基板と従来のリブ付モノポーラ型
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、これらの物性値は比較のために一例とし
て示すものであり、同様な条件で測定したものである。
が一体的に成形されているため、従来のセパレーターシ
ート及びインタークーラーは不要となり価格低減と同時
に熱的及び電気的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抵抗及び熱抵抗が激減す
るなど、多大の効果が発揮される。このように、本発明
の電極基板は理想的なものといえる。因みに、炭素繊維
抄造法による炭素繊維ベーパー型に比較して、曲げ強痩
が大になると同時にリプ付黒鉛板が不要となり、価格の
低下、更に電気抵抗の低下が期待できるっ 本発明の電極基板によって得られる効果を一層明確にす
るため、本発明の電極基板と従来のリブ付モノポーラ型
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、これらの物性値は比較のために一例とし
て示すものであり、同様な条件で測定したものである。
第1表
注1) 1−当たりの抵抗値で示す。
2)基板とセパレーターシート間の接圧1kg/dでの
抵抗値。
抵抗値。
3)セパレーターシート(111Q)子基板2牧十接触
抵抗(2ケ所)。
抵抗(2ケ所)。
以下、本発明を実施例により詳述するが、本発明は以下
の実施例に限定されるものではない。
の実施例に限定されるものではない。
ペレット状の市販ポリプロピレン(東燃石油(株)製、
品番J−215)を、スクリュー型射出成形機を用いて
、温度230℃、射出圧力500kg/d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
5b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(反応ガス流路用中空孔道形成用材料)
を作った。
品番J−215)を、スクリュー型射出成形機を用いて
、温度230℃、射出圧力500kg/d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
5b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(反応ガス流路用中空孔道形成用材料)
を作った。
使用金型は第5b図のスダレ格子状成形物の格子断面が
直径0.85mmの円で、T−2,5mm、L−408
1111を与える溝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。
直径0.85mmの円で、T−2,5mm、L−408
1111を与える溝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。
又、同様にして、格子断面が直径7.411111の円
で。
で。
■= 10m5+、 L = 80a+Iの成形物(冷
却流体流路用中空゛孔道形成用材料)を作製した。
却流体流路用中空゛孔道形成用材料)を作製した。
(以下余白) 1
火J[と
平均粒径40μのカーボン粒子(日本黒鉛商事社製)
70wt%とフェノール樹脂(旭有機材に、K。
70wt%とフェノール樹脂(旭有機材に、K。
製) 30wt%から成る均一混合物(セパレーター用
混合物)をプレス成形用金型に供給し、次に、実施例1
で製造した冷却流体流路用中孔道成形用材料(スダレ格
子状ポリプロピレン成形物)を供給し、更に、上記セパ
レーター用混合物を供給した。
混合物)をプレス成形用金型に供給し、次に、実施例1
で製造した冷却流体流路用中孔道成形用材料(スダレ格
子状ポリプロピレン成形物)を供給し、更に、上記セパ
レーター用混合物を供給した。
次に、130℃、 80kg/7で30分間プレス成形
した。(尚、このプレス成形品は後述の実施例4及び5
に示すように、電極基板の製造にこのままで使用し得た
。) 得られたプレス成形品を14叫で約2時間後硬化した後
−12000℃で1時間窒素雰囲気下で焼成°して焼成
セパレーターを得た。この焼成セパレーターを用いる電
極基板の製造例を後述の実施例3に示す。
した。(尚、このプレス成形品は後述の実施例4及び5
に示すように、電極基板の製造にこのままで使用し得た
。) 得られたプレス成形品を14叫で約2時間後硬化した後
−12000℃で1時間窒素雰囲気下で焼成°して焼成
セパレーターを得た。この焼成セパレーターを用いる電
極基板の製造例を後述の実施例3に示す。
塞JJI
短炭素繊II(呉羽化学製、平均繊維長0.45saM
−1048,) 40wt%と細孔調節材としてポリビ
ニルアルコール粒子(日本合成化学に、に、製)30w
t%及び結合材としてフェノール樹脂(旭有機材に、に
、製) 30wt%からなる混合物(多孔性炭素質層用
混合物)を、プレス成型用金型に供給し、次に、実施例
1で製造した反応ガス流路用中空孔、道形成用材料を供
給し、更に、上記多孔性炭素質層用混合物を供給した。
−1048,) 40wt%と細孔調節材としてポリビ
ニルアルコール粒子(日本合成化学に、に、製)30w
t%及び結合材としてフェノール樹脂(旭有機材に、に
、製) 30wt%からなる混合物(多孔性炭素質層用
混合物)を、プレス成型用金型に供給し、次に、実施例
1で製造した反応ガス流路用中空孔、道形成用材料を供
給し、更に、上記多孔性炭素質層用混合物を供給した。
その俵、実施例2で製造した焼成セパレーターを供給し
た。更に、上記多孔性炭素質層用混合物、上記中空孔道
形成用材料、上記多孔性炭素質層用混合物をこの順に供
給した。
た。更に、上記多孔性炭素質層用混合物、上記中空孔道
形成用材料、上記多孔性炭素質層用混合物をこの順に供
給した。
その後、130℃、 40kO/dで20分間プレス成
形した。成形物を約2時間150℃で後硬化させた後1
00℃/時で100℃までゆっくり昇温し、更に200
0℃で1時間窒素雰囲気下で焼成した。
形した。成形物を約2時間150℃で後硬化させた後1
00℃/時で100℃までゆっくり昇温し、更に200
0℃で1時間窒素雰囲気下で焼成した。
得られた電極基板は第2図に示したような3Iil構造
を有しており、反応ガス流路用及び冷却流体流路用中空
孔道は断面がほぼ円形でその直径(ま夫々的0.8Il
lIll及び約7IIllであった。この電極基板の諸
物性値を第2表に示す。
を有しており、反応ガス流路用及び冷却流体流路用中空
孔道は断面がほぼ円形でその直径(ま夫々的0.8Il
lIll及び約7IIllであった。この電極基板の諸
物性値を第2表に示す。
第2表
宋1」しL
短炭素繊l11(呉羽化学製、平均taN長0.45m
a+M−1043,) 40wt%と細孔調節材として
ポリビニルアルコール粒子(日本合成化学に、に、製)
30wt%及び結合材としてフェノール樹脂(旭有機材
製に、に、製) 30wt%からなる混合物(電極面側
層用混合物)を、プレス成形用金型に供給し、次に、実
施例1で製造した反応ガス流路用中空孔道形成用材料を
供給し、更に、上記短脚素繊維50wt%、上記ポリビ
ニルアルコール20wt%および上記フェノール樹脂3
0wt%からなる混合物、(セパレーター側層用混合物
)を供給し′た。その後、実施例2でプレス成形したま
でのセパレーターを供給した。更に、上記セパレーター
側層用混合物、上記反応ガス流路用中空孔道形成用材料
、上記電極面側層用混合物をこの順に供給した。その後
、130℃、 40に+1/cdで20分間プレス成形
した。成形物を約2時間150℃で後硬化させた後10
0℃/時で700℃までゆっくりJi[し、更に200
0℃で1時間窒素雰囲気下で焼成した。
a+M−1043,) 40wt%と細孔調節材として
ポリビニルアルコール粒子(日本合成化学に、に、製)
30wt%及び結合材としてフェノール樹脂(旭有機材
製に、に、製) 30wt%からなる混合物(電極面側
層用混合物)を、プレス成形用金型に供給し、次に、実
施例1で製造した反応ガス流路用中空孔道形成用材料を
供給し、更に、上記短脚素繊維50wt%、上記ポリビ
ニルアルコール20wt%および上記フェノール樹脂3
0wt%からなる混合物、(セパレーター側層用混合物
)を供給し′た。その後、実施例2でプレス成形したま
でのセパレーターを供給した。更に、上記セパレーター
側層用混合物、上記反応ガス流路用中空孔道形成用材料
、上記電極面側層用混合物をこの順に供給した。その後
、130℃、 40に+1/cdで20分間プレス成形
した。成形物を約2時間150℃で後硬化させた後10
0℃/時で700℃までゆっくりJi[し、更に200
0℃で1時間窒素雰囲気下で焼成した。
得られた電極基板は第3図に示したような3層構造を有
しており、反応ガス流路用及び冷却流体流路用中空孔道
は断面がほぼ円形でその直径は夫々的0.81I11及
び約71であった。この電極基板の諸物性値を第3表に
示す。
しており、反応ガス流路用及び冷却流体流路用中空孔道
は断面がほぼ円形でその直径は夫々的0.81I11及
び約71であった。この電極基板の諸物性値を第3表に
示す。
第3表
釆1115
実施例4のセパレーター側層用混合物、実施例1の反応
ガス流路用中空孔道形成用材料、更に実施例4の電極面
側用混合物を金型に供給し、80’C。
ガス流路用中空孔道形成用材料、更に実施例4の電極面
側用混合物を金型に供給し、80’C。
30kMcd、 20分間予備感形し、予備成形品を金
型から、取り出した。同様にして同じ予備成形品を調製
し勺。次に、上記予備成形品を電極面側層が下側になる
ようにして金型に供給し、次に実施例2で得たプレス成
形セパレーター(焼成前)を供給し、更に上記予備成形
品を電極面側層が上側になるようにして金型に供給した
。その後13G’C,40kQ/ alで20分間プレ
ス成形した。約2時間14G’Cで後硬化させた後、1
00℃/時で700’Cまでゆっくり昇温し、更に20
00’Cで1時間窒素雰囲気下で焼成した。得られた成
形品は実施例4と同様な構造、物性を有していた。
型から、取り出した。同様にして同じ予備成形品を調製
し勺。次に、上記予備成形品を電極面側層が下側になる
ようにして金型に供給し、次に実施例2で得たプレス成
形セパレーター(焼成前)を供給し、更に上記予備成形
品を電極面側層が上側になるようにして金型に供給した
。その後13G’C,40kQ/ alで20分間プレ
ス成形した。約2時間14G’Cで後硬化させた後、1
00℃/時で700’Cまでゆっくり昇温し、更に20
00’Cで1時間窒素雰囲気下で焼成した。得られた成
形品は実施例4と同様な構造、物性を有していた。
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、本発明の電極基板−例の構造を示す
斜視図、第3図は、本発明の別の電極基板の構造を示す
斜視図、第4図は、本発明の電極基板を積み重ねたセル
構造を示す斜視図、第5a図は本発明で使用するクロス
状織物の概略図、第5b図は本発明で使用するスダレ格
子状成形物の1例の概略図である。 1・・・・・・電極基板、2・・・・・・触媒層、3・
・・・・・マトリックス、 4・・・・・・セパレーターシート、5・・・・・・リ
プ、7・・・・・・多孔性炭素質層(電極面側層)、7
′・・・セパレーター側層、 8・・・・・・セパレーター、 9・・・・・・反応ガス流路用中空孔道、9′・・・冷
却流体流路用中空孔道、 11、11’・・・本発明電極基板。 。種別化学工業 出願人 式会社 代理人弁瑠十川 口 義 雄 代理人弁厘士今 村 元 第1図 第2図 第3図 第4図 第50図 3 第5b図 手続補正口 昭和60年6月3日 、事件の表示 昭和59年特許願第69870号、発明
の名称 インタークーラー内蔵燃料電池用電極基板及び
その製造方法 、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 (110)呉羽化学工業株式会社、代 理 人
東京都新宿区新宿1丁目1番14号 山田ビル(1)
明細書中、第54頁および第57頁を別紙のとおり補正
する。 第 2 表 第 3 表 手続補正書 昭和60年6り/ρ日 1、事件の表示 昭和59年特許願第69870号2、
発明の名称 インタークーラー内蔵燃料電池用電極基板
及びその製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人。 名 称 (110)呉羽化学工業株式会社6、補正によ
り一加する発明の数 7、補正の対象 明細書 (2)同第561*第4行目に[3層Jとあるを「5層
」と補正する。 注1) I Cd当たりの抵抗値で示す。 2)基板とセパレーターシート簡のlis tD/cd
での抵抗値。 3)セパレーターシート(inΩ)子基板2牧十接触抵
抗(2ケ所)。
斜視図、第2図は、本発明の電極基板−例の構造を示す
斜視図、第3図は、本発明の別の電極基板の構造を示す
斜視図、第4図は、本発明の電極基板を積み重ねたセル
構造を示す斜視図、第5a図は本発明で使用するクロス
状織物の概略図、第5b図は本発明で使用するスダレ格
子状成形物の1例の概略図である。 1・・・・・・電極基板、2・・・・・・触媒層、3・
・・・・・マトリックス、 4・・・・・・セパレーターシート、5・・・・・・リ
プ、7・・・・・・多孔性炭素質層(電極面側層)、7
′・・・セパレーター側層、 8・・・・・・セパレーター、 9・・・・・・反応ガス流路用中空孔道、9′・・・冷
却流体流路用中空孔道、 11、11’・・・本発明電極基板。 。種別化学工業 出願人 式会社 代理人弁瑠十川 口 義 雄 代理人弁厘士今 村 元 第1図 第2図 第3図 第4図 第50図 3 第5b図 手続補正口 昭和60年6月3日 、事件の表示 昭和59年特許願第69870号、発明
の名称 インタークーラー内蔵燃料電池用電極基板及び
その製造方法 、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 (110)呉羽化学工業株式会社、代 理 人
東京都新宿区新宿1丁目1番14号 山田ビル(1)
明細書中、第54頁および第57頁を別紙のとおり補正
する。 第 2 表 第 3 表 手続補正書 昭和60年6り/ρ日 1、事件の表示 昭和59年特許願第69870号2、
発明の名称 インタークーラー内蔵燃料電池用電極基板
及びその製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人。 名 称 (110)呉羽化学工業株式会社6、補正によ
り一加する発明の数 7、補正の対象 明細書 (2)同第561*第4行目に[3層Jとあるを「5層
」と補正する。 注1) I Cd当たりの抵抗値で示す。 2)基板とセパレーターシート簡のlis tD/cd
での抵抗値。 3)セパレーターシート(inΩ)子基板2牧十接触抵
抗(2ケ所)。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) 反応ガス流路用中空孔道群を有する多孔性炭素
質層がセパレーターの両側に一体的に焼成されてなる燃
料電池用電極基板であって、セパレーターの厚みのほぼ
中心部に冷却流体流路用中空孔道群を設けたことを特徴
とするインタークーラー内蔵燃料電池用電極基板。 (2) 冷却流体流路用中空孔道群の各中空孔道は、互
いに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、電極基板の一端面から相対する端面まで連続し
ており、相当直径が2〜101111であることを特徴
とする特許請求の範囲第1項に記載の電極基板。 (3) セパル−ターの冷却流体流路用中空孔道群を除
く部′分が、1.2(+/C11以上の嵩密度、1×1
0cd/’hl’−’IIAQ、以下のガス透過度、1
kcaj! /m・hr・℃以上あ熱伝導度及びl0
X10’ΩC1以下の □固有抵抗を一有することを特
徴とする特許請求力範囲第1項又は第2項に記載の電極
基板。 (4) 反応ガス流路用中空孔道群の各中空孔道は、互
いに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、電極基板の一端面から相対する端面まで連続し
ており、セパレーターを挾んで双方の反応ガス流路用中
空孔道群は互いに直角の方位を有しており、更に各中空
孔道の相当直径が0.5〜3IIII11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
に記載の電極基板。 (5) 多孔性炭素質層が、均質な1層から成つており
、0.4〜G、8(1/ cdの平均嵩密度、50〜8
0%の気孔率、 207 / c+ll−hr −11
1111A Q、以上のガス透過度及び0.7 kca
1/I−hr−’C以上の熱伝導度を有しており、更に
、その細孔は開綿孔であり且つ60%以上の細孔が10
0μ以下の径を有することを特徴とする特許請求の範囲
第1項乃至第4項のいずれかに記載の電極基板。 (6) 多孔性炭素質層が反応ガス流路用中空孔道群の
両側で互いに異なる嵩密度を有する2層構造になってお
り、該中空孔道よりセパレーター側層の嵩密度が該中空
孔道より電極面側層の嵩密度より大きいことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項乃至第4項のいずれかに記載の
電極5基板。 (7) 電極面側層が、0.4〜0.8g/ t:iの
平均嵩密度、50〜80%の気孔率、 20d/cm−
hr−mmAQ。 以上のガス透過度及び0.7 kcal /va −h
r・’C以上の熱伝導度を有しており、更に、その細孔
は開綿孔であり且つ60%以上の細孔が100μ以下の
径を有することを特徴とする特許請求の範囲第6項に記
載の電極基板。 (8) セパレーター側層が0.5〜1.0(1/ c
dの平均嵩密度及び0.9kcal) /m −hr−
’C以上の熱伝導度を有していることを特徴とする特許
請求の範囲第6項又は第7項に記載の電極基板。 (9) 特許請求の範囲第5項に記載のインタークーラ
ー内蔵燃料電池用電極基板の製造方法であって、 (a) 所定形状の金型に、セパレーター用材料、冷却
流体流路用中空孔道形成用材料、該セパレーター用材料
を順に供給し、プレス成形し、後硬化させた後、焼成し
て、冷却流体流路用中空孔道を有する焼成セパレーター
を製造するステップ、及び、 (b) 所定形状の金型に、多孔性炭素質層用材料9反
応ガス流路用中空孔道形成用材料、H多孔性炭素質層用
材料を順に供給し、次にステップ< a>で得られた焼
成セパレーターを供給し、更に該多孔性炭素質層用材料
、該、反応ガス流路用中空孔道形成用材料、該多孔性炭
素質層用材料を順に供給し、次いで、プレス成形し、後
硬化させた後、一体内に焼成するステップ を含む方法。 ・ (10) セパレーター用材料が50μ以下の粒径を有
するカーボン粒子等の充填材50〜90重量%、及びフ
ェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、結合材50〜10重量
%から成る混合物であることを特徴とする特許請求の範
囲第9項に記載の方法。 (11) セパレーター用材料が、50μ以下の粒径を
有するカーボン粒子の表面にフェノール樹脂等をコーテ
ィングした材料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) 冷却流体流路用中空孔道形成用材料が高分子
物質であることを特徴とする特許請求の範囲第9項乃至
第11項のいずれかに記載の方法。 (13) 高分子物質が□、少なくとも100℃で揮発
もしくは溶融流動を示さないことを特徴とする特許請求
の範囲第12項に記載の方法。 (14) 高分子物質が、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・及びポリ塩
化ビニルで構成される群から選択され、該高分子物質の
炭化収率が30重量%以下であることを特徴とする特許
請求の範囲第13項に記載の方法。 (15) 冷却流体流路用中空孔道形成用材料が該高分
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12項乃至第14項の
いずれかに記載の方法。 (16) クロス状織物が、該高分子物質から成る繊維
径2.2〜11s+m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15項に記載の方法。 (11) ガス流れ方向に平行な単糸又は収束糸の間隔
が3〜30mm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5〜100IIII11であることを
特徴とする特許請求の範囲第16項に記載の方法。 (18) スダレ格子状成形物が、該高分子物質を金型
に溶融状態で押出成形して製造されたもの、又は該高分
子物質のベ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、該格子断面の相当直径が2.2
〜11111IIlであることを特徴とする特許請求の
範囲第15項に記載の方法。 (19) ガス流れ方向に平行な格子の間隔が3〜30
mmであり、ガス流れに直角な方向の格子の間隔が5〜
100 mIlであることを特徴とする特許請求の範囲
第18項に記載の方法。 (20) 多孔性炭素質層用材料が充填材10〜50重
量%、結合材20〜40重量%及び細孔調節材20〜5
0重量%から成る混合物であることを特徴とする特許請
求の範囲第9項乃至第16項のいずれかに記載の方法。 (21) 充填材が短脚素繊維又はカーボン粒子である
ことを特徴とする特許請求の範囲第20項に記載の方法
。 (22) 短脚素繊維が、繊維径5〜30μ、繊維長0
.02〜2mm、2000℃に焼成した場合の炭化線収
縮率0.1〜3.0%を有することを特徴とする特許請
求の範囲第21項に記載の方法。 ″ (23) 結合材がフェノール樹脂、エポキシ樹脂。 石油及び/又゛は石炭系ピッチ又はこれらの混合物であ
り、該結合材の炭化収率′が30〜75ψ饋%であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第20項に記載の方法。 (24) 細孔調節材が、10%以上の粒子が30〜3
00μの粒径を有する有5機粒状物質であることを特徴
とする特許請求の範囲、第20項に記載の方法。 (25) 有機粒状物質が、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。 ポリスチレン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24項に記載の方法。 (26) 反応ガス流路用中空孔道形成用材料が高分子
物質であることを特徴とする特許請求の範囲第9項乃至
25項のいずれかに記載の方法。 (21) 高分子物質が、少なくとも100℃にて揮発
もしくは溶融流動を示さないことを特徴とする特許請求
の範鴫第26項に記載の方法。 (28) 高分子物質が、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及びポリ塩化
ビニルで構成される群から選択され、該高分子物質の炭
化収率が30重吊型以下であることを特徴とする特許請
求の範囲第21項に記載の方法。 (29) 反応ガス流路用中空孔道形成用材料が該高分
子物質Φ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26項乃至第28項の
いずれかに記載の方法。 (30) クロス状織物が、該高分子物質から成る繊維
径0.5〜3,311M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29項に記載の方法。 (31) ガス流れ方向に平行な単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5〜50IIllllであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第30項に記載の方法。 (32) スダレ格子状成形物が、該高分子物質を金型
に溶融状態で押出成形して製造されたもの、又は該高分
子物質のベ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、該格子断面の相当直径が0.5
〜3.3a+mであることを特徴とする特許請求の範囲
第29項に記載の方法。 (33) ガス流れ方向に平行な格子の間隔が1.5〜
51I1mであり、ガス流れに直角な方向の格子の間隔
が5〜50emであることを特徴とする特許請求の範囲
第32項に記載の方法。 (34) ステップ(a)のプレス成形条件が、金型加
熱i[120〜160℃、成形圧2〜150 kQ/c
d。 圧保持時間10〜60分であることを特徴とする特許請
求の範囲第9項乃至第33項のいずれかに記載の方法。 (35) ステップ(a)の後硬化が成形温度で少なく
とも2時間行なわれることを特徴とする特許請求の範囲
第9項乃至第34項のいずれかに記載の方法。 (36) ステップ< a>の焼成が不活性雰囲気下8
00〜3000℃で約1時間行なわれることを特徴とす
る特許請求の範囲第9項乃至第35項のいずれかに記載
の方法。 (37) ステップ(b)のプレス成形条件が、金型加
熱温度70〜160℃、成形圧5〜100 ko/ d
。 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項乃至第36項のいずれかに′記載の方法。 (38) ステップ(b)の後硬化が成形温度で少なく
とも2時間行なわれることを特徴とする特許請求の範囲
第9項乃至第31項のいずれかに記載の方法。 (39) ステップ(、b)の焼成が不活性雰囲気下8
00〜3000℃で約1時間行なわれることを特徴とす
る特許請求の範囲第9項乃至第38項のいずれかに記載
の方法。 (40) 特許請求の範囲第5項に記載のインタークー
ラー内蔵燃料電池用電極基板の製造方法であって、 (’a) 所定形状の金型に、セパレーター用材料、冷
却□流体流路用中空孔道形成用材料、該セパレーター用
材料を順に供給し、プレス成形して、プレス成形セパレ
ーターを製造するステップ、及び (b) 所定形状の金型に多孔性炭素質層用材料9反応
ガス流路用中空孔道形成用材料、該多孔性炭素質層用材
料を順に供給し、次にステップ(a)で得られたプレス
成形セパレーターを供給し、更に該多孔性炭素質層用材
料、該反応ガス流路用中空孔道形成用材料、該多孔性炭
素質層用材料を順に供給し、次いで、本プレス成形し、
後硬化させた後、一体内に焼成するステップを含む方法
。 (41) ステップ< a>のプレス成形条件が、金型
加熱温度120〜160℃、成形圧2〜150 ka/
d。 圧保持時間10〜60分であることを特徴とする特許請
求の範囲第40項に記載の方法。 (42) 2’テツプ(、b)の本プレス成形条件が、
金型加熱温度120〜160℃、成形圧20〜50kg
/a!。 圧保持時間10〜30分であることを特徴とする特許請
求の範囲第40項又は第41項に記載の方法。 (43) 特許請求の範囲第6項に記載のインタークー
ラー内蔵燃料電池用電極基板の製造方法であって、 (a) 所定形状の金型に、セパレーター用材料、冷却
流体流路用中空孔道形成用材料、該セパレーター用材料
を順に供給し、プレス成形し、後硬化させた後、焼成し
て、冷却流体流路用中空孔道を有する焼成セパレーター
を製造するステップ、及び、 (b) 所定形状の金型に、多孔性炭素質層の電極面側
層用材料1反応ガス流路用中空孔遁形成用材料、セパレ
ーター側層用材料を順に供給し、次にステップ(a)で
得られた焼成セパレーターを供給し、更に該セパレータ
ー側層用材料、該反応ガス流路用中空孔道形成用材料、
該電極面側層用材料を順に供給し、次いで、プレス成形
し、後硬化させた後、一体内に焼成するステップを含む
方法。 (44) 多孔性炭素質層の電極面側層用材料が充填材
10〜50重量%、結合材20〜40重量%及び細孔調
節材20〜50重量%から成る混合物であることを特徴
とする特許請求の範囲第43項に記載の方法。 (45) 多孔性炭素質層のセパレーター側層用材料が
、充填材30〜10重量%、結合材20〜411%及び
細孔調節材10〜30重量%から成る混合物であること
を特徴とする特許請求の範囲第43項又は第44項に記
載の方法。 (46) 特許請求の範囲第6項に記載のインタークー
ラー内蔵燃料電池用電極基板の製造方法であって、 (a) 所定形状の金型に、セパレーター用材料、冷却
流体流路用中空孔道形成用材料、該セパレーター用材料
を順に供給し、プレス成形し゛てプレス成形セパレータ
ーを製造するステップ、及び、(b) 所定形状の金型
に、多孔性炭素質層の電極面側層用材料2反応ガス流路
用中空孔道形成用材料、セパレーター側層用材料を順に
供給し、次にステップ(−a)で得られたプレス成形セ
パレーターを供竺し、更に該セパレーター側層用材料。 該反応ガス流路用中空孔道形成用材料、該電極面側層用
材料を順に供給し、次いで、本プレス成形し、後硬化さ
せた後、一体内に焼成するステップを含む方法。 (41) 特許請求の範囲第6項に記載のインタークー
ラー内蔵燃料電池用電極基板の製造方法でありて、 (a) 所定形状の金・型に、セパレーター用材料、冷
却流体流路用中空孔道形成用材料、該セパレーター用材
料を順に供給し、プレス成形し、俊後化させた後、焼成
して、冷却流体流路用中空孔道を有する焼成セパレータ
ーを製造するステップ、(b) 所定形状の金型に多孔
性炭素質層のセパレーター側層用材料1反応ガス流路用
中空孔道形成用材料、電極面側層用材料を順に供給し、
予備プレス成形し、予備成形多孔性炭素質層を製造する
ステップ、及び、 (C) ステップ(b)で得られた予備成形多孔性炭素
質層を電極面側層が下側になるように金型に供給し、次
いでステップ(a)で得られた焼成セパレーターを供給
し、更にステップ(b)で得られた予備成形多孔性炭素
質層をセパレーター側層が下側になるように供給し、次
いで、本プレス成形し、後硬化させた後、一体内に焼成
するステップ を含む方法。 (48) ステップ(、b)の予備プレス成形条件が、
金型加熱温度60〜100℃、成形圧20〜50kO/
cd。 圧保持時*10〜30分であることを特徴とする特許請
求の範囲第47項に記載の方法。 (49) □ステップ(C)の本プレス成形条件が、金
型加熱温度120〜160−’C、成形圧20〜50k
O/ cd 。 圧保持時間10〜30分であることことを特徴とする特
許請求の範囲第47項乃至第48項のいずれかに記載の
方法。 (50) 特許請求の範囲第6項に記載のインタークー
ラー内蔵燃料電池用電極基板の製造方法であって、 (la) 所定形状の金型に、セパレータ―用材料、冷
却流体流路用中空孔道形成用材料、該セパレータ−用材
料を順に供給し、プレス成形してプレス成形セパレータ
ーを製造するステップ、(b) 所定形状の金型に、多
孔性炭素質層のセパレーター側用材料9反応ガス流路用
中空孔道形成用材料、電極面側層用材料を順に供給し、
予備プレス成形して、予備成形多孔性炭素質層を製造す
るステップ、 及び、 (C) ステップ(b)で得られた予備成形多孔性炭素
質層を電極面側層が下側になるように金型に供給し、次
いでステップ(a)で得られたプレス成形セパレーター
を供給し、更にステップ(b)で得られた予備成形多孔
性炭素質層をセパレーター側層が下側になるように供給
し、次いで、本プレス成形し、後゛硬化させた後、一体
内に焼成するステップ を含む方法。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59069870A JPS60236459A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | インタ−ク−ラ−内蔵燃料電池用電極基板及びその製造方法 |
US06/718,380 US4664988A (en) | 1984-04-06 | 1985-04-01 | Fuel cell electrode substrate incorporating separator as an intercooler and process for preparation thereof |
CA000478145A CA1259100A (en) | 1984-04-06 | 1985-04-02 | Fuel cell electrode substrate incorporating separator as an intercooler and process for preparation thereof |
GB08508687A GB2158286B (en) | 1984-04-06 | 1985-04-03 | Fuel cell electrode substrates |
FR8505143A FR2562721B1 (fr) | 1984-04-06 | 1985-04-04 | Substrat d'electrode pour pile a combustible comportant un separateur en tant que refroidisseur intermediaire et son procede de preparation |
DE19853512865 DE3512865A1 (de) | 1984-04-06 | 1985-04-06 | Elektrodenmaterial fuer brennstoffzellen und verfahren zu seiner herstellung |
US07/004,612 US4956131A (en) | 1984-04-06 | 1987-01-20 | Fuel cell electrode substrate incorporating separator as an intercooler and process for preparation thereof |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59069870A JPS60236459A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | インタ−ク−ラ−内蔵燃料電池用電極基板及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60236459A true JPS60236459A (ja) | 1985-11-25 |
JPH0410185B2 JPH0410185B2 (ja) | 1992-02-24 |
Family
ID=13415256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59069870A Granted JPS60236459A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | インタ−ク−ラ−内蔵燃料電池用電極基板及びその製造方法 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60236459A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0845519A (ja) * | 1995-07-04 | 1996-02-16 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
WO2003007407A1 (en) * | 2001-07-09 | 2003-01-23 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing separator for fuel cell |
CN100456545C (zh) * | 2001-07-09 | 2009-01-28 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池用隔板制造方法 |
JP2013247076A (ja) * | 2012-05-29 | 2013-12-09 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 燃料電池用セパレータの製造方法及び燃料電池用セパレータ |
-
1984
- 1984-04-06 JP JP59069870A patent/JPS60236459A/ja active Granted
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0845519A (ja) * | 1995-07-04 | 1996-02-16 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
WO2003007407A1 (en) * | 2001-07-09 | 2003-01-23 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing separator for fuel cell |
US7138206B2 (en) | 2001-07-09 | 2006-11-21 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing separator for fuel cell |
CN100456545C (zh) * | 2001-07-09 | 2009-01-28 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池用隔板制造方法 |
JP2013247076A (ja) * | 2012-05-29 | 2013-12-09 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 燃料電池用セパレータの製造方法及び燃料電池用セパレータ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0410185B2 (ja) | 1992-02-24 |
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