JPS6059661A - 燃料電池用多孔質電極板及びその製造方法 - Google Patents

燃料電池用多孔質電極板及びその製造方法

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JPS6059661A
JPS6059661A JP58166685A JP16668583A JPS6059661A JP S6059661 A JPS6059661 A JP S6059661A JP 58166685 A JP58166685 A JP 58166685A JP 16668583 A JP16668583 A JP 16668583A JP S6059661 A JPS6059661 A JP S6059661A
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carbon
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fuel cell
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Toshiaki Takemoto
嶽本 俊明
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 木兄BAは燃料電池用多孔質電極板(以下、電極板と称
する)及びその製造方法に係シ、特に燃料電池のガス拡
散電極として電解質を保持すると共に、炭素系繊維で形
成され、かつガス流路を形成する所定間隔毎の突条部を
有する多孔質電極板及びその製造方法に関するものであ
る。
〔発明の背景〕
第1図には電極板の使用される燃料電池の従来例が示さ
れている。同図に示されている1ように燃料電池は複数
の突条部1aで区画されるガス流路1bを設けると共に
、その反対面に触媒層1cを設けた1対のガス拡散電極
でるる電極板2をガス流路1bが直交するよりに組合わ
せ、電極板2の電解質を保持するマトリックス層3を配
置した単電池と、セパレータ4とを交互に積層して構成
される。
このように構成された燃料電池で電極板2は上述のよう
にガス拡散電極として電解刊を保持すると共に、ガス流
路1bを形成するlすi定間隔毎の突条部1aを有して
おり、そして炭素系繊維を主材として第2図に示されて
いるようVCその繊維長が]0w以下の短繊維を用いた
不絵布を出発原料として形成されるが、ガス拡散電極と
して共備すべき気孔率を得るために低密度化されている
このように低密度化された電極板2は積層構造物として
高強度化が必要であって、低密度化とは相反する所があ
シ、また電極板2の端部から電解質例えばリン酸等の飛
散消失分を補給する際に電極板2の端部の気孔径が大き
いために、毛管力が弱く、電解質の補給が困難であった
。さらに電極板2の端部がセパレータ4等の他の積層構
造物と同一平面に位置しているので、電極板2の端部た
けに電解質を補給することが困難であった。
〔発明の目的〕
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、機械的強
度を向上し電解質の補給を容易にした燃料電池用多孔質
電極板及びその製造方法を提供することを目的とするも
のである。
〔発明の概要〕
すなわち本発明は燃料電池のガス拡散電極として電解質
を保持すると共に、炭素系繊維で形成され、かつガス流
路を形成する所定間隔毎の突条部を有する燃料電池用多
孔質電極板において、突条部内に少なくともガス流路の
長さ以上の繊維長を有する炭素系長繊維を設けたことを
第1の特徴とし、燃料電池のガス拡散電極として電解質
を保持すると共に、炭素系繊維で形成され、かつガス流
路を形成する所定間隔毎の突条部を有する燃料?a池用
多孔質電極板のtmM方法において、突条部に相当する
所定間隔毎忙少なくともガス流路の長さ以上の繊維長を
有する炭素系長繊維を設け、也れら炭素系長繊維間に炭
素系繊維をスラリーあるいはペースト化したものを充填
し、これを加熱、加圧して所定形状に成形することを第
2の特徴とするものでらシ、これによって炭素系長繊維
を所定間隔毎に配設した電極板を製造することができ、
この炭素系長繊維によって電極板の機械的強度を向上さ
せ、炭素系長繊維から電解質を補給させることができる
ようになる。
〔発明の実施例〕
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
3図および第4図には本発明の一実施例が示されている
。なお従来と同じ部品には同じ符号を付したので説明を
省略する。本実施例では突条部la内に、ガス流路1b
の長さと同じ長さの繊維長を有する炭素系長繊維5aを
設けた。このようにすることによシ炭素系長繊維5aに
よって機械的強度を向上させることができるのみならず
、この炭素系長繊維5aから電解質を補給することがで
きるようになって、機械的強度を向上し電解質の補給を
容易にした電極板2aを得ることができる。
すなわち炭素系長繊維5aを、300ギガパスカル(G
P、)以上の弾づり率を有するもので構成■1、かつこ
の炭素系長繊維5aを、ガス流路1bの長さと同じ長さ
の繊維長を有する複数の単繊維を集め、この単繊維の平
均径を10μm以下とした。このように3000P、以
上の弾性率を有する炭素系長繊維5aを用いるので、電
極板2aの取扱い時および積層時の締付力に対する機械
的強度を向上させることができる。そして平均穣1゜μ
m以下の単繊維を複数本集めたので、単繊維間にできる
空隙部の直径を小さくして毛管力を強くすることができ
るようになって、炭素系長繊維5aからの電解質の補給
を容易にすることができる。なお単繊維間にできる空隙
部は電解質の通路まだは貯蔵部として働くので、各単繊
維表面は電解質例えばリン酸等に濡れ易いように前処理
しておくことが望ましい。
第5図には本発明の他の実施例が示されている。
本実施例では突条部1aに、ガス流路1bの長さよシ大
きな繊維長を有する炭素系長繊維5bを設けた。このよ
うにすることによシ突条部1aよシ突出した突出部Pが
炭素系長繊維5bに形成されるようになって、この突出
部Pから電解質を補給することができるようになり、前
述の場合よりも電解質の補給を容易にすることができる
第6図および第7図には本発明の更に他の実施例が示さ
れている。本実施例では突条部1aに、ガス流路1bの
長さよシ大きな繊維長を有する炭素系長繊維5Cを設け
、かつこの外周にふっ素樹脂系の熱収縮チューブ等の耐
熱、耐酸性を有する樹脂層6を設けた。このようにする
ことによシ炭素系長繊維5Cは束ねられて突出部Pも含
めガス流路1bと平行に配設することができるようにな
って、前述の場合よりも電解質の補給を容易にすること
ができる。すなわち第8図に示されているように定期点
検時等の発電を休止した状態で電池本体7へのガス供給
部品等を取シ外し、綿状物質8を充填した電解質補給層
9を電池本体7に取シ付け、そしてこの電解質補給層9
の綿状物質8に電極板2aに設けた炭素系長繊維5Cが
接触するようにした。このようにすれば炭素系長繊維5
Cはガス流路と平行に設けであるのでその突出部Pを介
して綿状物質8と容易に接触させることができるように
なって、電解質補給層9の電解質供給部10から綿状物
質8に含浸させた電解質を電極板2aへ補給することが
できるようになり、電池本体7を解体しないでも電極板
2aへ電解質を容易に補給することができる。
この電極板を製造するのに、第9図に示されているよう
に炭素系長繊維5を、櫛目スクリーン11として成形後
取り外される枠12内の突条部に相当する所定間隔毎に
張設して製造するようにした。
すなわち炭素系長繊維5を所定間隔毎に設けて形成した
櫛目スクリーン11を、所定の大きさの細孔を有する通
常のスクリーン13上に所定間隔を介して設置する。次
いでとの櫛目スクリーン11上から別途容器内の溶液中
で炭素系繊維を攪拌分散してスラリー化したものを充填
し、これら両スクリーン11.13で濾化されてこれら
両スクリーン11.13上に堆積した炭素系繊維を加熱
、加圧して炭素系繊維の板を作成する。板を作成したら
所定形状に成形するが、それには炭素系長繊維5を張設
してめる枠12を取p外し、これら炭素系長繊維5間に
所定大きさ、形状の溝を穿設すればよい。このようにす
れば突条部に相当する所定間隔毎に炭素系長繊維5を設
けてbるので、炭素系長繊維5を有する突条部を鳴し、
かつ上述の溝で形成されるガス流路を有する電極板を製
造することができる。
第10図には本発明の製造方法における他の実施例が示
されている。本実施例では炭素系長繊維5を、成形抜取
シ外される所定間隔毎の突条部に相当する大きさの凹部
14を有する成形屑15の凹部14内に配設して電極板
を製造するようにした。このようにしても前述の場合と
同様な作用効果を奏することができる。
すなわち成形屑15の所定間隔毎の凹部14内に炭素系
長繊維5を配設したら、この上に炭素系繊維を結着剤及
び助剤を加えてペースト化したものを充填し、これを加
熱、加圧する。加熱、加圧後は所定形状に成形するが、
それには成形屑15を取υ外して成形すればよい。この
ようにすれば所定間隔毎の凹部14内すなわち所定間隔
毎の突条部内に炭素系長繊維5を有する電極板を製造す
ることができる。なお本実施例で結着剤には液状または
粉状のレジンが、助剤には界面活性剤を添加した水やア
ルコール等が用いられる。
〔発明の効果〕
上述のように本発明は突条部に少なくともガス流路の長
さ以上の繊維長を有する炭素系長繊維を設けることがで
きるようになって、燃料電池用多孔質電極板の機械的強
度が向上し電解質の補給が容易にした燃料電池用多孔質
電極板及びその製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の燃料電池用多孔質電極板の電極板周シの
斜視図、第2図は従来の燃料電池用多孔質電極板の一部
縦断側面図、第3図は本発明の燃料電池用多孔質電極板
の一実施例の一部縦断側面図、第4図は第3図のA−A
線に沿う断面図、第5図は本発明の燃料電池用多孔質電
極板の他の実施例の斜視図、第6図は本発明の燃料電池
用多孔質電極板の更に他の実施例の炭素系長繊維の断面
図、第7図は本発明の燃料電池用多孔質電極板の更に他
の実施例の斜視図、第8図は本発明の燃料電池用多孔質
電極板の更に他の実施例の電解質補給の状態を示す電極
板周シの縦断側面図、第9図は本発明の燃料電池用多孔
質電極板の製造方法の一実施例の製造時に使用する炭素
系長繊維を張設した櫛目スクリーン及び通常のスクリー
ンの斜視図、第10図は本発明の燃料電池用多孔質電極
板の製造方法の他の実施例の製造時に使用する炭素系長
繊維を配設した成形屑の斜視図である。 1a・・・突条部、1b・・・ガス流路、IC・・・触
媒層、2a・・・燃料電池用多孔質電極板、3・・・マ
トリックス層、4・・・セパレータ、5.5a、5b、
5C・・・炭素系長繊維、6・・・樹脂層、7・・・電
池本体、8・・・綿状物質、9・・・亀解質補給雇、1
0・・・電解質供給部、11・・・櫛目スクリーン、1
2・・・枠、13・・・通常のスクリーン、14・・・
凹部、15・・・成形屑、P茗、f図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、燃料電池のガス拡散電極として電解質を保持すると
    共に、炭素系繊維で形成され、かつガス流路を形成する
    所定間隔毎の突条部を有する燃料電池用多孔51j%、
    極板において、前記突条部内に少なくとも前記カス流路
    の長さ以上の繊維長を有する炭素系長繊維を設けた仁と
    を特徴とする燃料電池用多孔質電極板う 2 前記炭素系長繊維が、前記少なくともガス流路の長
    さ以上の繊維長を有する複数の単繊維が集められたもの
    である特許請求の範囲第1項記載の燃料電池用多孔質電
    極板。 3、前記炭素系長繊維が、300ギガパスカル以上の弾
    性率を有するものである特許請求の範囲第1項記載の燃
    料電池用多孔質電極板。 4、前記炭素系長繊維か、その端部から前記電解質が補
    給するように形成されたものである特許請求の範囲第1
    項記載の燃料電池用多孔質電極板。 5、前記単繊維が、その平均径が10μm以下である特
    許請求の範囲第2項記載の燃料電池用多孔質電極板。 6、燃料電池のガス拡散電極として電解質を保持すると
    共に、炭素系繊維で形成され、かつカス流路を形成する
    所定間隔毎の突条部を有する燃料電池用多孔質電極板9
    製造方法において、前記突条部に相当する所定間隔毎に
    少なくとも前記ガス流路の長さ以上の繊維長を有する炭
    素系長繊維を設け、これら炭素系長繊維間に前記炭素系
    繊維なスラリーあるいはペースト化したものを充填し、
    これを加熱、加圧して所定形状に成形することを特徴と
    する燃料電池用多孔質電極板の製造方法。 7、前記炭素系長繊維が、櫛目スクリーンとして成形抜
    取シ外される枠内の前記突条部に相当する所定間隔毎に
    張設されたものである特許請求の範囲第6項記載の燃料
    電池用多孔質電極板の製造方法。 8、前記炭素系長繊維が、成形抜取p外される所定間隔
    毎の前記突条部に相当する大きさの凹部を有する成形爪
    の前記凹部内に配設されたものである特許請求の範囲第
    6P記載の燃料電池用多孔質電極板の製造方法。
JP58166685A 1983-09-12 1983-09-12 燃料電池用多孔質電極板及びその製造方法 Granted JPS6059661A (ja)

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JPH0129309B2 JPH0129309B2 (ja) 1989-06-09

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH053038A (ja) * 1991-06-25 1993-01-08 Hitachi Ltd 燃料電池
JPH0541230A (ja) * 1990-08-03 1993-02-19 Fuji Electric Co Ltd 固体高分子電解質型燃料電池およびその膜包含水とガスの供給方法
JP2014531513A (ja) * 2011-09-15 2014-11-27 インドゥストリエ・デ・ノラ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ ガス拡散電極

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