JPS60241654A - 燃料電池用電極板 - Google Patents
燃料電池用電極板Info
- Publication number
- JPS60241654A JPS60241654A JP59096474A JP9647484A JPS60241654A JP S60241654 A JPS60241654 A JP S60241654A JP 59096474 A JP59096474 A JP 59096474A JP 9647484 A JP9647484 A JP 9647484A JP S60241654 A JPS60241654 A JP S60241654A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode plate
- plate
- fuel cell
- electrolyte
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0297—Arrangements for joining electrodes, reservoir layers, heat exchange units or bipolar separators to each other
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、燃料電池用電極板に係シ、特に電池反応に好
適な電極板内部構造とした燃料電池用電極板に関する。
適な電極板内部構造とした燃料電池用電極板に関する。
従来、燃料電池は第１図に示すように、片面に酸化剤ガ
ス流路１を設は他面に触媒２人を塗布した電極板３Ａと
、片面に燃料ガス流路４を設は他面に触媒２Ｂを塗布し
た電極板３Ｂとをそれぞれの触媒面２Ａ、２Ｂが向き合
うように配置し、その間に電解質５を設けて形成した単
位電池をセパレーター６を介して複数段積層して構成さ
れている。
ス流路１を設は他面に触媒２人を塗布した電極板３Ａと
、片面に燃料ガス流路４を設は他面に触媒２Ｂを塗布し
た電極板３Ｂとをそれぞれの触媒面２Ａ、２Ｂが向き合
うように配置し、その間に電解質５を設けて形成した単
位電池をセパレーター６を介して複数段積層して構成さ
れている。
この電池を構成する電極板３は次の機能を果すことので
きるものであることが要求される。第１にガス拡散を良
くして触媒部分で有効に電気を発生させること。第２に
発生した電気を次電池に導くために充分抵抗の低いこと
。第３に、電池の発電に伴い次第に減少不足する電解質
中の電解液を補充するために適当量の電解液を保持し得
ることなどである。
きるものであることが要求される。第１にガス拡散を良
くして触媒部分で有効に電気を発生させること。第２に
発生した電気を次電池に導くために充分抵抗の低いこと
。第３に、電池の発電に伴い次第に減少不足する電解質
中の電解液を補充するために適当量の電解液を保持し得
ることなどである。
これらの機能を達成するために、従来、電極板は炭素繊
維、炭素粉などをバインダーで結着し、高温でバインダ
ーを炭化させて適度に多孔質化したものが多く使用され
ている。この電極板においては、第１の機能を達成する
ために、電極板３の一部の層７を例えば弗素樹脂微粒子
の分散溶液などで適当に撥水化し、この上に触媒２を塗
布する方法により電解液の電極板への浸透を調節するよ
うにしている。しかし、電極板の撥水性を弱めると電解
液が電極板へ浸透しやすく、触媒面を覆う他、ガス拡散
を阻害するので発電効率が低下する。
維、炭素粉などをバインダーで結着し、高温でバインダ
ーを炭化させて適度に多孔質化したものが多く使用され
ている。この電極板においては、第１の機能を達成する
ために、電極板３の一部の層７を例えば弗素樹脂微粒子
の分散溶液などで適当に撥水化し、この上に触媒２を塗
布する方法により電解液の電極板への浸透を調節するよ
うにしている。しかし、電極板の撥水性を弱めると電解
液が電極板へ浸透しやすく、触媒面を覆う他、ガス拡散
を阻害するので発電効率が低下する。
逆に、電極板の撥水性を強めれば、触媒と電極板の間に
絶縁物を介することになるので上記第２の機能が達成さ
れない。更に、弗素樹脂微粒子の分散溶液が撥水化処理
作業中に電極板の多孔質部分に浸透しやすいので電極板
全体が撥水化し、第３の機能である電解液の保持が困離
になりやすい。
絶縁物を介することになるので上記第２の機能が達成さ
れない。更に、弗素樹脂微粒子の分散溶液が撥水化処理
作業中に電極板の多孔質部分に浸透しやすいので電極板
全体が撥水化し、第３の機能である電解液の保持が困離
になりやすい。
そこで、これらの問題を解決する一方法として、上記多
孔質部分の気孔径を部分的に変えて毛管現象をコントロ
ールする方法も考えられているが、同一電極板内の気孔
径を任意に変化させることは製作技術上問題が多く、上
記した機能を解決するには至っていない。
孔質部分の気孔径を部分的に変えて毛管現象をコントロ
ールする方法も考えられているが、同一電極板内の気孔
径を任意に変化させることは製作技術上問題が多く、上
記した機能を解決するには至っていない。
本発明の目的は、撥水性のｌｌｉ！ｌｉと電解液の保持
が容易でらり、したがって長期に亘って発電効率を高く
することができる燃料電池用′眠極板を提供することに
ある。
が容易でらり、したがって長期に亘って発電効率を高く
することができる燃料電池用′眠極板を提供することに
ある。
第１の発明は気孔径の異なる２枚以上の多孔質鑞極板を
熱ｒｆＪｍ性樹脂全樹脂て積層するとともに一方の多孔
買電極板は遣水特性を有するに必要な気孔径としたもの
であり、第２の発明は気孔径が実質的に等しい２枚以上
多孔質−極板を破水性を有する熱可塑性を樹脂を介して
積層したものである。
熱ｒｆＪｍ性樹脂全樹脂て積層するとともに一方の多孔
買電極板は遣水特性を有するに必要な気孔径としたもの
であり、第２の発明は気孔径が実質的に等しい２枚以上
多孔質−極板を破水性を有する熱可塑性を樹脂を介して
積層したものである。
第３図において、片面に触媒層２を有する゛電極板３Ｂ
は気孔径１００〜１０００μとし、片面にガス流路用の
小溝を有する′ｌｔ極板３人は気孔径１０〜１００μと
し、電極板３Ａと３Ｂとの接触面８はＰＴＦＥ （ポリ
テトラフ尤オロエチレン）で熱融着されている。この場
合、電極板３Ａは電解液が毛細管現象により保持しうる
気孔径を有しているので電解液を保持できる。一方、電
極板３Ｂは気孔径が大きいのでガス拡散が十分に行なわ
れる。
は気孔径１００〜１０００μとし、片面にガス流路用の
小溝を有する′ｌｔ極板３人は気孔径１０〜１００μと
し、電極板３Ａと３Ｂとの接触面８はＰＴＦＥ （ポリ
テトラフ尤オロエチレン）で熱融着されている。この場
合、電極板３Ａは電解液が毛細管現象により保持しうる
気孔径を有しているので電解液を保持できる。一方、電
極板３Ｂは気孔径が大きいのでガス拡散が十分に行なわ
れる。
しかも電極板３Ａと３Ｂとの間は撥水性樹脂で結合され
ているので電解液の漏出も防止される。
ているので電解液の漏出も防止される。
この場合、第４図に示すように電極板の母材９は電極板
と同じく炭化されたバインダ１０で結着されている。電
極板３Ａと３Ｂとの間は絶縁性の撥水性樹脂で密着され
ることになり、電気抵抗が高くなるが、撥水性樹脂１１
の熱融着時の加熱および加圧条件を調整することによっ
て電気抵抗を小さくすることができる。
と同じく炭化されたバインダ１０で結着されている。電
極板３Ａと３Ｂとの間は絶縁性の撥水性樹脂で密着され
ることになり、電気抵抗が高くなるが、撥水性樹脂１１
の熱融着時の加熱および加圧条件を調整することによっ
て電気抵抗を小さくすることができる。
すなわち、第５図に示すように加圧力の増加に伴い、電
極間抵抗は次第に低下し一定となる。このように電極間
抵抗が一定となった状態では電極母材９が互いに密着し
、’１ｉｌＴ、僕板として必要な低抵抗で下げることが
できる。
極間抵抗は次第に低下し一定となる。このように電極間
抵抗が一定となった状態では電極母材９が互いに密着し
、’１ｉｌＴ、僕板として必要な低抵抗で下げることが
できる。
気孔径が異なる多孔買電極板ケ融着するために用いられ
る材料としてはＰＴＦＥの他、ＰＦＡ（テトラフルオ」
エチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体）、ＦＥＰなとの撥水性樹脂のみでなく、他の熱可塑
性樹脂でもよい。
る材料としてはＰＴＦＥの他、ＰＦＡ（テトラフルオ」
エチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体）、ＦＥＰなとの撥水性樹脂のみでなく、他の熱可塑
性樹脂でもよい。
これらの材料の形態は、粉末、繊維、シートなどいずれ
でもよいが、融着時に必要な加圧力、温度などの条件は
材料の種類によって選定すべきである。
でもよいが、融着時に必要な加圧力、温度などの条件は
材料の種類によって選定すべきである。
第２の発明においては、積層されるべき２枚以上の電極
板は、寮質的に気孔径が同じでよい。この場合、積層さ
れた電極板の少なくとも内部層に、撥水化層を有するこ
とが必要であり、このために熱融着に用いられる材料と
して上述した撥水性樹脂が望ましい。
板は、寮質的に気孔径が同じでよい。この場合、積層さ
れた電極板の少なくとも内部層に、撥水化層を有するこ
とが必要であり、このために熱融着に用いられる材料と
して上述した撥水性樹脂が望ましい。
第６図は、本発明の他の実施例を示し、第３図と異なる
のは離着ｓ８が２ケ所となり、′ＴＩＬ極板が３層に分
かれていることである。この場合、各電極板を気孔径を
変化させることもでき、また融着部分の弗素樹脂の量を
調整して電極板厚み方向の撥水性を任意に調整すること
ができる。
のは離着ｓ８が２ケ所となり、′ＴＩＬ極板が３層に分
かれていることである。この場合、各電極板を気孔径を
変化させることもでき、また融着部分の弗素樹脂の量を
調整して電極板厚み方向の撥水性を任意に調整すること
ができる。
実施例Ｉ
ＰＦＡ粉末を気孔径１０〜５０μ、厚さｌｌ１Ｉ＋の電
極板と気孔径５００μ、厚さ１−の電極板との間に挾み
、２９０Ｃ，２０に４／Ｃｌｌ１で３分間ヒートプレス
した結果、得られた積層ｔｉ板の電気抵抗は１０ｍΩ−
１空気通過率は５００ ｃｄ／１ｌｅｃ／ ａｔｍであ
った。
極板と気孔径５００μ、厚さ１−の電極板との間に挾み
、２９０Ｃ，２０に４／Ｃｌｌ１で３分間ヒートプレス
した結果、得られた積層ｔｉ板の電気抵抗は１０ｍΩ−
１空気通過率は５００ ｃｄ／１ｌｅｃ／ ａｔｍであ
った。
この電極板を電解液中に浸漬後解体したところ、電解液
の浸入は大気孔径は深さ０．５〜１ｍ程度であり、逆に
小気孔径部分は完全に浸透していた。
の浸入は大気孔径は深さ０．５〜１ｍ程度であり、逆に
小気孔径部分は完全に浸透していた。
この結果から撥水性の調整が可能でおることが判る。
実施例２
気孔径１０〜５０μ、厚みが０．３ ｗｘのＴＩｉ極板
と、気孔径１０〜５０μ、厚みがｌｌ１ｍ１の電極板と
をＰＦＡ粉末を用いて実施例と同様の条注で融着させ、
０．３１１１厚みの電極板に電解液を浸入させたところ
、離着部分で電解液の浸入が停止した。本実施例によれ
ば、気孔径が同じ電極板の積層であっても融着部で撥水
性を付与することができる。
と、気孔径１０〜５０μ、厚みがｌｌ１ｍ１の電極板と
をＰＦＡ粉末を用いて実施例と同様の条注で融着させ、
０．３１１１厚みの電極板に電解液を浸入させたところ
、離着部分で電解液の浸入が停止した。本実施例によれ
ば、気孔径が同じ電極板の積層であっても融着部で撥水
性を付与することができる。
以上のように本発明によれば、積層区極板中に保持され
る電解液の位置を自由に調整することができ、また破水
性の調整も容易であるとともに電極板の製造も簡単であ
る。
る電解液の位置を自由に調整することができ、また破水
性の調整も容易であるとともに電極板の製造も簡単であ
る。
第１因は電池構造を示す概略図、第２図は従来の簡単′
電池の断面略図、第３図は本発明の一例を示す電極板を
有する単位電池の概略図、第４因は第３図に示す電極板
の要部を説明する原理図、第５図は熱融着時の圧力と電
極間抵抗との関係を示す図、第６図は本発明の他の例を
示す電極板の断面略図である。 １．４・・・ガス流路、２Ａ、２Ｂ・・・触媒、３Ａ。 ３Ｂ・・・電極板、５・・・電解質層、６・・・セノく
レータ、７・・・撥水層、８・・・融着層、９・・・電
極母材、１０・・・炭化バインダ、１１・・・熱可塑性
樹脂（破水性樹脂）Ｃ代理人 弁理士 高橋明夫 馬 １ 図 尾 ′２ 日
電池の断面略図、第３図は本発明の一例を示す電極板を
有する単位電池の概略図、第４因は第３図に示す電極板
の要部を説明する原理図、第５図は熱融着時の圧力と電
極間抵抗との関係を示す図、第６図は本発明の他の例を
示す電極板の断面略図である。 １．４・・・ガス流路、２Ａ、２Ｂ・・・触媒、３Ａ。 ３Ｂ・・・電極板、５・・・電解質層、６・・・セノく
レータ、７・・・撥水層、８・・・融着層、９・・・電
極母材、１０・・・炭化バインダ、１１・・・熱可塑性
樹脂（破水性樹脂）Ｃ代理人 弁理士 高橋明夫 馬 １ 図 尾 ′２ 日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炭素材料を主体とする気孔径の異なる２枚以上の平
板状多孔質電極板を熱可塑性樹脂を介して接合したこと
を特徴とする燃料電池用′ｗＬ極板。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記熱可塑性樹脂
が撥水性樹脂であることを特徴とする燃料電池用電極板
。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記撥水性樹脂が
弗素系樹脂であることを特徴とする燃料電池用電極板。 ４、ｔ￥ｊ許請求の範囲第３項において、接合面毎の弗
素系樹脂の量を変化させたことを特徴とする燃料電池用
電極板。 ５、炭素材料を主体とする気孔径が実質的に等しい平板
状多孔質電極板を撥水性樹脂を介して接合したことを特
徴とする燃料電池用′電極板。 ６、％許請求の範囲第５項において、前記撥水性樹脂が
弗素系樹脂であることを特徴とする燃料電池用電極板。 ７、特許請求の範囲第６項において、接合面の弗素系樹
脂量を変化させたことを特徴とする燃料電池用電極板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59096474A JPS60241654A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 燃料電池用電極板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59096474A JPS60241654A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 燃料電池用電極板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60241654A true JPS60241654A (ja) | 1985-11-30 |
Family
ID=14166040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59096474A Pending JPS60241654A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 燃料電池用電極板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60241654A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2587696A1 (fr) * | 1985-09-25 | 1987-03-27 | Kureha Chemical Ind Co Ltd | Produit composite carbone produit par la jonction de matieres carbonees avec une resine tetrafluoroethylene, et procede pour produire celui-ci |
| JPS62296368A (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-23 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池用セパレ−ト板 |
| JPS63232269A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-09-28 | インターナショナル フューエル セルズ コーポレーション | 電気化学的電池密封複合体 |
| EP0330124A2 (en) * | 1988-02-24 | 1989-08-30 | Toray Industries, Inc. | Electroconductive integrated substrate and process for producing the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5358640A (en) * | 1976-11-05 | 1978-05-26 | Fuji Electric Co Ltd | Fuel cell |
| JPS58165254A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-09-30 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池用ガス拡散電極の製造方法 |
| JPS60193269A (ja) * | 1984-03-13 | 1985-10-01 | Japan Goatetsukusu Kk | ガス拡散電極用材料 |
-
1984
- 1984-05-16 JP JP59096474A patent/JPS60241654A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5358640A (en) * | 1976-11-05 | 1978-05-26 | Fuji Electric Co Ltd | Fuel cell |
| JPS58165254A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-09-30 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池用ガス拡散電極の製造方法 |
| JPS60193269A (ja) * | 1984-03-13 | 1985-10-01 | Japan Goatetsukusu Kk | ガス拡散電極用材料 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2587696A1 (fr) * | 1985-09-25 | 1987-03-27 | Kureha Chemical Ind Co Ltd | Produit composite carbone produit par la jonction de matieres carbonees avec une resine tetrafluoroethylene, et procede pour produire celui-ci |
| JPS62296368A (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-23 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池用セパレ−ト板 |
| JPS63232269A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-09-28 | インターナショナル フューエル セルズ コーポレーション | 電気化学的電池密封複合体 |
| EP0330124A2 (en) * | 1988-02-24 | 1989-08-30 | Toray Industries, Inc. | Electroconductive integrated substrate and process for producing the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4505992A (en) | Integral gas seal for fuel cell gas distribution assemblies and method of fabrication | |
| US4732637A (en) | Method of fabricating an integral gas seal for fuel cell gas distribution assemblies | |
| JP5421227B2 (ja) | 燃料電池のガス拡散層の製造方法、製造装置および燃料電池 | |
| JPS6161372A (ja) | 双極ガス分配組立物およびその製法 | |
| JPS6047702B2 (ja) | 燃料電池アセンブリ−とその製造法 | |
| US20060188773A1 (en) | Process for joining a gas diffusion layer to a separator plate | |
| JPH08250130A (ja) | 固体高分子型燃料電池 | |
| JPS62123662A (ja) | 燃料電池用電極基板 | |
| JP2002313359A (ja) | 固体高分子型燃料電池 | |
| JP5862485B2 (ja) | 燃料電池用ガス拡散層の形成方法 | |
| JP2009016171A (ja) | 燃料電池用ガス拡散電極及びその製造方法 | |
| JPH0349184B2 (ja) | ||
| JP2007172996A (ja) | 流体配流板および流体配流板の製造方法 | |
| JP2001085019A (ja) | 固体高分子型燃料電池およびそのための電極の製造方法 | |
| JP2009087614A (ja) | 燃料電池用拡散層、燃料電池用拡散層の製造方法、燃料電池 | |
| JPS60241654A (ja) | 燃料電池用電極板 | |
| JPH10289722A (ja) | 固体高分子型燃料電池およびその製造方法 | |
| JPH06295733A (ja) | フッ素系樹脂を積層してなるセパレータープレート | |
| JPH07176307A (ja) | 燃料電池 | |
| JP3838403B2 (ja) | リン酸型燃料電池 | |
| US20230147601A1 (en) | Gas diffusion member, gas diffusion unit, and fuel cell | |
| JP6270791B2 (ja) | 燃料電池用ガス拡散層 | |
| JPS59132572A (ja) | 燃料電池 | |
| JPS62241263A (ja) | 燃料電池 | |
| JPS6119069A (ja) | 燃料電池用電極基板及びその製造方法 |