JPS61233971A - 燃料電池のガス拡散電極の撥水処理方法 - Google Patents
燃料電池のガス拡散電極の撥水処理方法Info
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- JPS61233971A JPS61233971A JP60075576A JP7557685A JPS61233971A JP S61233971 A JPS61233971 A JP S61233971A JP 60075576 A JP60075576 A JP 60075576A JP 7557685 A JP7557685 A JP 7557685A JP S61233971 A JPS61233971 A JP S61233971A
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- electrode substrate
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- 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
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
- H01M4/8892—Impregnation or coating of the catalyst layer, e.g. by an ionomer
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- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8803—Supports for the deposition of the catalytic active composition
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
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- H01M8/0241—Composites
- H01M8/0245—Composites in the form of layered or coated products
-
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- 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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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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】
〔発明の層する技術分野〕
本発明は燃料電池の電極基板に撥水処理を施す方法に関
する。
する。
一般に燃料電池のガス拡散電極は第３図に示すような構
造をもっている。第３図はガス拡散電極の縦断面を模式
的に示したものであり、リブ付き電極基板１と触媒層２
とを備える。電極基板１は水素または酸素を電極内部に
拡散させるために耐熱性、耐食性に優れた多孔質カーボ
ンが用いられる。触媒層２は貴金属を担持したカーボン
粉末に適度の撥水性を持たせるようにポリテトラフルオ
ロエチレン（ＰＴＦＥ ）が添加され、この触媒層２内
で水素または酸素、電解液および触媒の三相界面におけ
る電気化学的反応を連続的に行なわせて、電池性能を長
期間安定に保っている。
造をもっている。第３図はガス拡散電極の縦断面を模式
的に示したものであり、リブ付き電極基板１と触媒層２
とを備える。電極基板１は水素または酸素を電極内部に
拡散させるために耐熱性、耐食性に優れた多孔質カーボ
ンが用いられる。触媒層２は貴金属を担持したカーボン
粉末に適度の撥水性を持たせるようにポリテトラフルオ
ロエチレン（ＰＴＦＥ ）が添加され、この触媒層２内
で水素または酸素、電解液および触媒の三相界面におけ
る電気化学的反応を連続的に行なわせて、電池性能を長
期間安定に保っている。
また電極基板１においても触媒層２内の反応生成物であ
る水や外部に飛散する電解液に対する撥水性を高めるた
めに、触媒層２と同様にＰＴＰＥを充填することが行な
われる。第４図は撥水処理を施した状態の電極基板ｌを
模式的な断面図で示したものである。第４図において３
は電極基板１の内部まで充填されたｐＴｒｎ粒子であり
、その充填方法はＰ’ｒＦＥディスパージョンの中にカ
ーボンからなる電極基板を浸漬してＰ’ｌ”ＦＢ粒子を
基板内部に浸透させた後乾燥処理を施すことにより行な
われる。
る水や外部に飛散する電解液に対する撥水性を高めるた
めに、触媒層２と同様にＰＴＰＥを充填することが行な
われる。第４図は撥水処理を施した状態の電極基板ｌを
模式的な断面図で示したものである。第４図において３
は電極基板１の内部まで充填されたｐＴｒｎ粒子であり
、その充填方法はＰ’ｒＦＥディスパージョンの中にカ
ーボンからなる電極基板を浸漬してＰ’ｌ”ＦＢ粒子を
基板内部に浸透させた後乾燥処理を施すことにより行な
われる。
一方電極基板１の触媒層側に充填されるＰＴＦＥ粒子４
は、触媒層から漏洩および飛散する電解液に対して強い
撥水性を確保し電極基板１のガス拡散性を損わないよう
にする役割を持たせるものであり、ＰＴＦＥ粒子４の充
填による撥水処理は次のようにして行なわれる。まずＦ
ＴＦＢ粒子をイングロビルアルコールなどの溶媒に分散
して二次粒子を形成させ、これを噴霧法やドクターブレ
ード法を用いて、上記番こよりＰＴＦＥ粒子３を充填し
た電極基板１の触媒層側表面に塗布し、風乾などにより
溶媒を除去した後、ＰＴＦｇの溶融温度で加圧しＰＴＦ
Ｅ粒子４を電極基板１の表面層に充填する。
は、触媒層から漏洩および飛散する電解液に対して強い
撥水性を確保し電極基板１のガス拡散性を損わないよう
にする役割を持たせるものであり、ＰＴＦＥ粒子４の充
填による撥水処理は次のようにして行なわれる。まずＦ
ＴＦＢ粒子をイングロビルアルコールなどの溶媒に分散
して二次粒子を形成させ、これを噴霧法やドクターブレ
ード法を用いて、上記番こよりＰＴＦＥ粒子３を充填し
た電極基板１の触媒層側表面に塗布し、風乾などにより
溶媒を除去した後、ＰＴＦｇの溶融温度で加圧しＰＴＦ
Ｅ粒子４を電極基板１の表面層に充填する。
この際ＰＴＦＥは二次粒子を形成しているから基材内部
まで浸透することなく表面に堆積した状態きなっており
、これを加圧することによって電極基板ｌの触媒層側表
面近傍領域にのみ撥水処理を施すことができる。
まで浸透することなく表面に堆積した状態きなっており
、これを加圧することによって電極基板ｌの触媒層側表
面近傍領域にのみ撥水処理を施すことができる。
しかしながら、このような撥水処理は上記のようにＰＴ
ＦＥ粒子の溶媒中への分散、基板への塗布、溶媒除去、
加圧処理など一連の多くの工程を要することに加えて、
イングロビルアルコールなどの有機物質の溶媒を用いる
ことから取り扱い上作業者の健康衛生管理のために空気
清浄器や、廃液処理装置のような付帯設備を要するなど
の点で必ずしも十分な方法ではない。したがってこの撥
水処理方法に関してはさらに簡素化された工程とし、し
かも安全無害に処理することが望ましい。
ＦＥ粒子の溶媒中への分散、基板への塗布、溶媒除去、
加圧処理など一連の多くの工程を要することに加えて、
イングロビルアルコールなどの有機物質の溶媒を用いる
ことから取り扱い上作業者の健康衛生管理のために空気
清浄器や、廃液処理装置のような付帯設備を要するなど
の点で必ずしも十分な方法ではない。したがってこの撥
水処理方法に関してはさらに簡素化された工程とし、し
かも安全無害に処理することが望ましい。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり。
その目的は従来より工数を大巾に短縮し、を極基板の触
媒層側に高い撥水性を持たせるための効率のよい撥水処
理方法を提供することにある。
媒層側に高い撥水性を持たせるための効率のよい撥水処
理方法を提供することにある。
本発明はＦＴＦＢ粒子を静電粉体塗装法を用いて電極基
板の触媒層側に付着させた後、Ｐ Ｔ Ｆ ８粒子の溶
融温度で加圧することにより、電極基板の表面層にのみ
ＰＴＦＥ粒子を充填することができる著しく省力化した
撥水処理方法である。
板の触媒層側に付着させた後、Ｐ Ｔ Ｆ ８粒子の溶
融温度で加圧することにより、電極基板の表面層にのみ
ＰＴＦＥ粒子を充填することができる著しく省力化した
撥水処理方法である。
以下本発明を実施例に基づき説明する。
まず従来法にしたがって電極基板をＰＴＦＥデイユ７．
−、ヨツ中、Ｃ浸漬してＰＴＦ］ｊ粒子を基板内部まで
浸透させ乾燥して基板内部に撥水処理を施す。
−、ヨツ中、Ｃ浸漬してＰＴＦ］ｊ粒子を基板内部まで
浸透させ乾燥して基板内部に撥水処理を施す。
次に本発明では電極基板の触媒層に当接する側の表面に
静電粉体塗装法によりＰＴＦＲ粉末を付着させる。静電
粉体塗装は粉末状の樹脂を塗料として電界の中に入れる
と被塗物の表面に飛んで行き。
静電粉体塗装法によりＰＴＦＲ粉末を付着させる。静電
粉体塗装は粉末状の樹脂を塗料として電界の中に入れる
と被塗物の表面に飛んで行き。
そこに耐着する性質を利用した省力化・高性能化を目的
とした塗装法であるが、とくに塗料に全く有機溶剤を含
まず、余剰の塗料を回収再利用できることから、低公害
化、省資源化の点でも利点をもっているため、近年、建
材、電気機器、車幅など広い範囲に使われている。
とした塗装法であるが、とくに塗料に全く有機溶剤を含
まず、余剰の塗料を回収再利用できることから、低公害
化、省資源化の点でも利点をもっているため、近年、建
材、電気機器、車幅など広い範囲に使われている。
第１図はこの静電塗装法を本発明に適用した場合を説明
するための概念図である。第１図においてプラスチック
製ボックス５の下方に配置された二つの平行電極、すな
わちボックス５の床上の正極６とその上側の負極７の間
にＰＴＦ″Ｅ粒末８を置き１両電極６．７間に高電圧を
印加するとｒ゛ＴＦ Ｅ粉末８は負に帯電し上下に振動
する。このときボックス５内の上方に内部撥水処理した
電極基板１ａをアース９を設けて配置しておくと、負極
７と基板１ａとの間に電気力線ｌＯを生じ、ボックス５
の下部の送風口１１から空気を込むことにより、負に帯
電している静電振動状態のＰＴＦＥ粉末８は電気力線１
０４こ沿って基板１ａに向って飛行し、ＰＴＦＥ粉末８
を基板１ａに静電的に付着させることができる。この際
当然のことながら、基板１ａのＰＴＦＥ粉末８を付着さ
せる面を負極７に対向するように配置する。またＰＴＦ
ｇ粉末８の飛行する方向を矢印で表わしである。なおこ
の過程において、帯電しなかったＰＴＦＥ粉末８は元の
位置にとどまっており、基板１ａに付着しなかったＰＴ
ＦＥ粉末８はボックス５の床に戻るのでこれらの粉末は
次回に用いることができる。か（してＰＴＦＥ粉末８の
付着した基板１ａをＰＴＦＥ粉末８の溶融温度に加熱す
ることにより、第４図に示した電極基板ｌと同様な撥水
処理の行なわれたものが得られる。
するための概念図である。第１図においてプラスチック
製ボックス５の下方に配置された二つの平行電極、すな
わちボックス５の床上の正極６とその上側の負極７の間
にＰＴＦ″Ｅ粒末８を置き１両電極６．７間に高電圧を
印加するとｒ゛ＴＦ Ｅ粉末８は負に帯電し上下に振動
する。このときボックス５内の上方に内部撥水処理した
電極基板１ａをアース９を設けて配置しておくと、負極
７と基板１ａとの間に電気力線ｌＯを生じ、ボックス５
の下部の送風口１１から空気を込むことにより、負に帯
電している静電振動状態のＰＴＦＥ粉末８は電気力線１
０４こ沿って基板１ａに向って飛行し、ＰＴＦＥ粉末８
を基板１ａに静電的に付着させることができる。この際
当然のことながら、基板１ａのＰＴＦＥ粉末８を付着さ
せる面を負極７に対向するように配置する。またＰＴＦ
ｇ粉末８の飛行する方向を矢印で表わしである。なおこ
の過程において、帯電しなかったＰＴＦＥ粉末８は元の
位置にとどまっており、基板１ａに付着しなかったＰＴ
ＦＥ粉末８はボックス５の床に戻るのでこれらの粉末は
次回に用いることができる。か（してＰＴＦＥ粉末８の
付着した基板１ａをＰＴＦＥ粉末８の溶融温度に加熱す
ることにより、第４図に示した電極基板ｌと同様な撥水
処理の行なわれたものが得られる。
第２図は以上の静電粉体塗装法による処理時間とＰＴＦ
Ｅ粉末の付着量の関係を示した線図である。
Ｅ粉末の付着量の関係を示した線図である。
第２図から実用上必要な数ｍｇ／ｌゴの付着値を得るの
に僅か数秒で済ませることができ、極めて効率が高いこ
とがわかる。またこの方法は自動化も可能であることか
ら電極製造の工数は飛躍的に短縮されることが期待でき
る。
に僅か数秒で済ませることができ、極めて効率が高いこ
とがわかる。またこの方法は自動化も可能であることか
ら電極製造の工数は飛躍的に短縮されることが期待でき
る。
さらに静電粉体塗装法を用いることにより、ＰＴＦＥ分
散液の調整、塗布、溶媒除去などの工程を省くことがで
き、ＰＴＦＥ粉宋を基板に付着させる際にも有機溶剤を
全く必要としないという長所をもっている。
散液の調整、塗布、溶媒除去などの工程を省くことがで
き、ＰＴＦＥ粉宋を基板に付着させる際にも有機溶剤を
全く必要としないという長所をもっている。
電極基板と触媒層からなる燃料電池のガス拡散電極を製
造するに際して、電極基板の触媒ノーと接する側の撥水
性を高めるのに、ＰＴＦＥ粉末の二次粒子を塗布して加
圧融着していた従来の撥水処理方法は多くの工程を必要
とするほかに、有機溶剤の使用に伴う公害などの問題を
もっていたのに対し、本発明の方法は、実施例で説明し
たように、静電粉体塗装法を用いてＰＴＦｇ粉末をｉｔ
電極基板触媒層側に付着させた後に加圧融着するように
したために、 ｐ’ｒｐｇ粒子の電極基板への付着は僅
か数秒間を要するのみであり、しかも有機溶剤は全く使
用することなく、ＰＴＦＥ分散液の調整から塗布、溶媒
除去などに至る従来の一連の工程を省略することができ
るので、著しい工数の短縮による高効率化と溶剤を排除
したことによる安全無害化を一挙に達成することに成功
したものである。
造するに際して、電極基板の触媒ノーと接する側の撥水
性を高めるのに、ＰＴＦＥ粉末の二次粒子を塗布して加
圧融着していた従来の撥水処理方法は多くの工程を必要
とするほかに、有機溶剤の使用に伴う公害などの問題を
もっていたのに対し、本発明の方法は、実施例で説明し
たように、静電粉体塗装法を用いてＰＴＦｇ粉末をｉｔ
電極基板触媒層側に付着させた後に加圧融着するように
したために、 ｐ’ｒｐｇ粒子の電極基板への付着は僅
か数秒間を要するのみであり、しかも有機溶剤は全く使
用することなく、ＰＴＦＥ分散液の調整から塗布、溶媒
除去などに至る従来の一連の工程を省略することができ
るので、著しい工数の短縮による高効率化と溶剤を排除
したことによる安全無害化を一挙に達成することに成功
したものである。
第１図は本発明の方法が適用される静電粉体塗装法を説
明するための概念図、第２図は静電粉体塗装法による処
理時間とＰＴＦＥ粉末の付着量との関係を示す線図、第
３図は燃料電池のガス拡散電極の模式的断面図、第４図
は同じく電極基板の模式的断面図である。 １．１ａ・・・電極基板、２・・・触媒層、３，４・・
・ｐ’ｒｉ’ｇ粒子、５・・・ボックス、６・・・正極
、７・・・負極、８・・・ＰＴＦＥ粉末、９・・・アー
ス、１０・・・電気力線。 第１図 ０ ５ １０ Ｉｓ ２
０処理時間（秒） １１２図 第４図
明するための概念図、第２図は静電粉体塗装法による処
理時間とＰＴＦＥ粉末の付着量との関係を示す線図、第
３図は燃料電池のガス拡散電極の模式的断面図、第４図
は同じく電極基板の模式的断面図である。 １．１ａ・・・電極基板、２・・・触媒層、３，４・・
・ｐ’ｒｉ’ｇ粒子、５・・・ボックス、６・・・正極
、７・・・負極、８・・・ＰＴＦＥ粉末、９・・・アー
ス、１０・・・電気力線。 第１図 ０ ５ １０ Ｉｓ ２
０処理時間（秒） １１２図 第４図
Claims (1)
- １）電極基板と触媒層を有する燃料電池のガス拡散電極
に撥水処理を施すに当り、電極基板をポリテトラフルオ
ロエチレン（以下ＰＴＦＥと称する）ディスパージョン
に浸漬し、ＰＴＦＥを電極基板内部まで充填した後、静
電粉体塗装法を用いて触媒層側の電極基板表面にＰＴＦ
Ｅ粉末を付着させ、次いでＰＴＦＥの溶融温度で加熱処
理することを特徴とする燃料電池のガス拡散電極の撥水
処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60075576A JPS61233971A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | 燃料電池のガス拡散電極の撥水処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60075576A JPS61233971A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | 燃料電池のガス拡散電極の撥水処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61233971A true JPS61233971A (ja) | 1986-10-18 |
| JPH0520867B2 JPH0520867B2 (ja) | 1993-03-22 |
Family
ID=13580152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60075576A Granted JPS61233971A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | 燃料電池のガス拡散電極の撥水処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61233971A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111016823A (zh) * | 2018-10-09 | 2020-04-17 | 本田技研工业株式会社 | 接头及车辆 |
-
1985
- 1985-04-10 JP JP60075576A patent/JPS61233971A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111016823A (zh) * | 2018-10-09 | 2020-04-17 | 本田技研工业株式会社 | 接头及车辆 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0520867B2 (ja) | 1993-03-22 |
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