JPS61173463A - 燃料電池の製造方法 - Google Patents
燃料電池の製造方法Info
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- JPS61173463A JPS61173463A JP60013074A JP1307485A JPS61173463A JP S61173463 A JPS61173463 A JP S61173463A JP 60013074 A JP60013074 A JP 60013074A JP 1307485 A JP1307485 A JP 1307485A JP S61173463 A JPS61173463 A JP S61173463A
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- fuel cell
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- 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
- H01M8/0289—Means for holding the electrolyte
- H01M8/0293—Matrices for immobilising electrolyte solutions
-
- 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
-
- 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
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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】
［発明の技術分野］
本発明は燃料電池に係り、特に電解質を保持するマトリ
ックスの製造方法に関するものである。
ックスの製造方法に関するものである。
［発明の技術的背景とその問題点］
従来、燃料の有しているエネルギーを直接電気的エネル
ギーに変換する装置として燃料電池が知られている。こ
の燃料電池は通常、電解質を含浸したマトリックスを挟
んで一対の多孔質電極を配置するとともに、一方の電極
の背面に水素等の燃料を接触させ、また他方の電極の背
面に酸素等の酸化剤を接触させ、このとき起こる電気化
学的反応を利用して上記電極間から電気エネルギーを取
り出すようにしたものであり、前記燃料と酸化剤が供給
されている限り高い変換効率で電気エネルギーを取り出
すことができるものである。
ギーに変換する装置として燃料電池が知られている。こ
の燃料電池は通常、電解質を含浸したマトリックスを挟
んで一対の多孔質電極を配置するとともに、一方の電極
の背面に水素等の燃料を接触させ、また他方の電極の背
面に酸素等の酸化剤を接触させ、このとき起こる電気化
学的反応を利用して上記電極間から電気エネルギーを取
り出すようにしたものであり、前記燃料と酸化剤が供給
されている限り高い変換効率で電気エネルギーを取り出
すことができるものである。
さてこの種の燃料電池において、一対の多孔質電極間に
挾まれるマトリックスとしては、電解質であるリン酸を
保持するためにシリコンカーバイト（以下、ＳｉＣと称
する）微粒子にバインダーを混ぜ、焼結させたものを使
用している。このＳＩＣ微粒子は、通常その粒子径が１
μｍ程度である。
挾まれるマトリックスとしては、電解質であるリン酸を
保持するためにシリコンカーバイト（以下、ＳｉＣと称
する）微粒子にバインダーを混ぜ、焼結させたものを使
用している。このＳＩＣ微粒子は、通常その粒子径が１
μｍ程度である。
第４図は、かかる従来のマトリックスの拡大図を示した
ものである図において、１はＳｉＣ微粒子、２はバイン
ダー、３はリン酸が保持され得る空間である。
ものである図において、１はＳｉＣ微粒子、２はバイン
ダー、３はリン酸が保持され得る空間である。
しかしながら、従来のマトリックスは表面処理を行なわ
ないＳｉＣ微粒子を使用していることから、ＳｉＣ微粒
子の表面は第３図に示す如く滑らかである。そのため、
ＳｉＣ微粒子は表面積が小さくリン酸の保持性が悪く、
これにより、燃料電池運転時にリン酸が電池外へ運び出
されて電解質量が不足することにより、マトリックスの
イオン伝導性が下がり、結果的に燃料電池の性能が低下
するという問題がある。
ないＳｉＣ微粒子を使用していることから、ＳｉＣ微粒
子の表面は第３図に示す如く滑らかである。そのため、
ＳｉＣ微粒子は表面積が小さくリン酸の保持性が悪く、
これにより、燃料電池運転時にリン酸が電池外へ運び出
されて電解質量が不足することにより、マトリックスの
イオン伝導性が下がり、結果的に燃料電池の性能が低下
するという問題がある。
［発明の目的］
本発明は上記のような従来の問題を解決するために成さ
れたもので、その目的はマトリックスの構成成分である
ＳｉＣ微粒子の表面を微細な凹凸状として表面積を増加
させ電解質保持性を向上させて電池性能を高めることが
可能な燃料電池の製造方法を提供することにある。
れたもので、その目的はマトリックスの構成成分である
ＳｉＣ微粒子の表面を微細な凹凸状として表面積を増加
させ電解質保持性を向上させて電池性能を高めることが
可能な燃料電池の製造方法を提供することにある。
［発明の概要］
上記目的を達成するために本発明では、ＳｉＣ微粒子を
予め酸化雰囲気中で熱処理してＳｉＣ微粒子表面に二酸
化ケイ素（以下、ＳｉＯ２と称する）を局部的に形成せ
しめ、しかる後に化学的若しくは物理的手法によりＳｉ
Ｏ２のみを除去してＳｉＣ微粒子表面を凹凸状にするよ
うにしたことを特徴とする。
予め酸化雰囲気中で熱処理してＳｉＣ微粒子表面に二酸
化ケイ素（以下、ＳｉＯ２と称する）を局部的に形成せ
しめ、しかる後に化学的若しくは物理的手法によりＳｉ
Ｏ２のみを除去してＳｉＣ微粒子表面を凹凸状にするよ
うにしたことを特徴とする。
［発明の実施例コ
以下、本発明を図面に示す一実施例について説明する。
本実施例では、マトリックスを次のようにして製造する
。
。
すなわち、まず粒子径１μｍ程度のＳｉＣ微粒子を空気
雰囲気中で１０００℃に昇温して６０分間保持する。こ
れにより、ＳｉＣ微粒子表面が局部的に酸化されてＳｉ
Ｏ２が形成される。次に、上記のＳｉＣ微粒子を２０％
のフッ化水素に３分間浸漬する。これにより、ＳｉＣ粒
子表面に形成されたＳｉＯ２が溶出して、ＳｉＣ微粒子
表面が微細な凹凸状となる。しかる後に、上記ＳｉＣ微
粒子を濾過して水で十分に洗浄してから乾燥する。
雰囲気中で１０００℃に昇温して６０分間保持する。こ
れにより、ＳｉＣ微粒子表面が局部的に酸化されてＳｉ
Ｏ２が形成される。次に、上記のＳｉＣ微粒子を２０％
のフッ化水素に３分間浸漬する。これにより、ＳｉＣ粒
子表面に形成されたＳｉＯ２が溶出して、ＳｉＣ微粒子
表面が微細な凹凸状となる。しかる後に、上記ＳｉＣ微
粒子を濾過して水で十分に洗浄してから乾燥する。
かかる方法で表面処理を行なったＳｉＣ微粒子の拡大図
を第１図に示す。第１図において、１′は表面処理を行
なったＳｉＣ粒子であり、また４は表面処理により形成
された凹部である。この表面処理を行なったＳｉＣ微粒
子は、処理を行なわないものと比較して径が小さくなり
、表面は微細な凹凸凹状となっている。また、表面処理
を行なっていないＳｉＣ微粒子の比表面積が１５〜１９
ｍ２／９であるのに対して、表面処理を行なったＳｉＣ
の比表面積は３０〜４０ＴｒＬ２／ｇと大きくなってい
た。
を第１図に示す。第１図において、１′は表面処理を行
なったＳｉＣ粒子であり、また４は表面処理により形成
された凹部である。この表面処理を行なったＳｉＣ微粒
子は、処理を行なわないものと比較して径が小さくなり
、表面は微細な凹凸凹状となっている。また、表面処理
を行なっていないＳｉＣ微粒子の比表面積が１５〜１９
ｍ２／９であるのに対して、表面処理を行なったＳｉＣ
の比表面積は３０〜４０ＴｒＬ２／ｇと大きくなってい
た。
次に、上記の如き表面処理を行なったＳｉＣ微粒子に、
テフロンをバインダーとして混ぜ焼結させたものに、電
解質として１０５％リン酸を含浸して焼結マトリックス
を得た。かかるマトリックスの拡大図を第２図に示す。
テフロンをバインダーとして混ぜ焼結させたものに、電
解質として１０５％リン酸を含浸して焼結マトリックス
を得た。かかるマトリックスの拡大図を第２図に示す。
上記表面処理を行なった５ｉＣｙ１粒子を用いたマトリ
ックスのリン酸保持量は、従来の表面処理を行なわない
ＳｉＣ微粒子を用いたマトリックスのそれと比較して約
１．６倍であった。また、上記表面処理を行ったＳｉＣ
微粒子を用いたマトリックスにより構成した燃料電池の
寿命特性を第３図に示す。なお、負荷電流は２２０ｍＡ
／ｍである。第３図で、ＡはＳｉＣ微粒子の表面処理を
行なったマトリックスを、またＢはＳｉＣ微粒子の表面
処理を行なわないマトリックスを夫々用いた燃料電池の
寿命特性である。図から、ＳｉＣ微粒子の表面処理を行
なったマトリックスを用いたものでは、特性、寿命とも
に優れていることがわかる。
ックスのリン酸保持量は、従来の表面処理を行なわない
ＳｉＣ微粒子を用いたマトリックスのそれと比較して約
１．６倍であった。また、上記表面処理を行ったＳｉＣ
微粒子を用いたマトリックスにより構成した燃料電池の
寿命特性を第３図に示す。なお、負荷電流は２２０ｍＡ
／ｍである。第３図で、ＡはＳｉＣ微粒子の表面処理を
行なったマトリックスを、またＢはＳｉＣ微粒子の表面
処理を行なわないマトリックスを夫々用いた燃料電池の
寿命特性である。図から、ＳｉＣ微粒子の表面処理を行
なったマトリックスを用いたものでは、特性、寿命とも
に優れていることがわかる。
尚、上記実施例ではフッ化水素液によりＳｉＯ２を除去
したが、これ以外の酸性若しくはアルカリ性の液を用い
るようにしてもよいものである。
したが、これ以外の酸性若しくはアルカリ性の液を用い
るようにしてもよいものである。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、シリコンカーバイ
ト微粒子を予め酸化雰囲気中で熱処理して微粒子表面に
二酸化ケイ素を局部的に形成せしめ、しかる後に二酸化
ケイ素をのみを除去して微粒子表面を微細な凹凸状とす
るようにしたので、マトリックスの構成成分であるＳｉ
Ｃ微粒子の表面を微細な凹凸状として表面積を増加させ
電解質保持性を向上させて電池性能を高めることが可能
な燃料電池の製造方法が提供できる。
ト微粒子を予め酸化雰囲気中で熱処理して微粒子表面に
二酸化ケイ素を局部的に形成せしめ、しかる後に二酸化
ケイ素をのみを除去して微粒子表面を微細な凹凸状とす
るようにしたので、マトリックスの構成成分であるＳｉ
Ｃ微粒子の表面を微細な凹凸状として表面積を増加させ
電解質保持性を向上させて電池性能を高めることが可能
な燃料電池の製造方法が提供できる。
第１図は本発明による表面処理を行なった命特性図、第
４図は従来のマトリックスを示す拡大図である。 １．１′・・・ＳｉＣ微粒子、２・・・バインダー、３
・・・リン酸が保持され得る空間、４・・・表面処理に
よる凹部。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 第 ２ 図 第４図 ３ 図
４図は従来のマトリックスを示す拡大図である。 １．１′・・・ＳｉＣ微粒子、２・・・バインダー、３
・・・リン酸が保持され得る空間、４・・・表面処理に
よる凹部。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 第 ２ 図 第４図 ３ 図
Claims (2)
- （１）シリコンカーバイト微粒子にバインダーを混ぜ焼
結させたものに電解質を含浸して成るマトリックスを挟
んで一対の多孔質電極を配置し、前記一対の電極に燃料
および酸化剤が流通している条件下で電気エネルギーを
出力する燃料電池の製造方法において、前記シリコンカ
ーバイト微粒子を予め酸化雰囲気中で熱処理して微粒子
表面に二酸化ケイ素を局部的に形成せしめ、しかる後に
二酸化ケイ素のみを除去して微粒子表面を微細な凹凸状
とするようにしたことを特徴とする燃料電池の製造方法
。 - （２）特許請求の範囲第（１）項に記載のものにおいて
、表面に二酸化ケイ素を局部的に形成せしめたシリコン
カーバイト微粒子を酸性もしくはアルカリ性の液に浸漬
して二酸化ケイ素を除去するようにしたことを特徴とす
る燃料電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60013074A JPS61173463A (ja) | 1985-01-26 | 1985-01-26 | 燃料電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60013074A JPS61173463A (ja) | 1985-01-26 | 1985-01-26 | 燃料電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61173463A true JPS61173463A (ja) | 1986-08-05 |
Family
ID=11823002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60013074A Pending JPS61173463A (ja) | 1985-01-26 | 1985-01-26 | 燃料電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61173463A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02144143U (ja) * | 1989-04-28 | 1990-12-06 |
-
1985
- 1985-01-26 JP JP60013074A patent/JPS61173463A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02144143U (ja) * | 1989-04-28 | 1990-12-06 |
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