JPS61276987A - ガス及び液透過性電極用材料 - Google Patents
ガス及び液透過性電極用材料Info
- Publication number
- JPS61276987A JPS61276987A JP60118934A JP11893485A JPS61276987A JP S61276987 A JPS61276987 A JP S61276987A JP 60118934 A JP60118934 A JP 60118934A JP 11893485 A JP11893485 A JP 11893485A JP S61276987 A JPS61276987 A JP S61276987A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- porous
- powder
- electrode
- micro
- liquid permeable
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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】
本発明はガスおよび液透過性電極用材料に係り、水、水
溶液の電気分解、燃料電池等の電気化学的セルシステム
などに用いられる新規な電極用材料を提供しようとする
ものである。
溶液の電気分解、燃料電池等の電気化学的セルシステム
などに用いられる新規な電極用材料を提供しようとする
ものである。
産業上の利用分野
電極間の隔膜システムや電気化学的セルシステムなどに
用いられる電極用材料。
用いられる電極用材料。
従来の技術
固体ポリマー電解質セルは古（から公知であり、燃料電
池、水の電気分解による水素、ｒＲ素の製造、塩酸の電
気分解による塩素、水素の製造およびアルカリ金属ハロ
ゲン化物の電気分解によるハロゲン水素およびアルカリ
金属水酸化物の製造などに用いることが提案されている
。
池、水の電気分解による水素、ｒＲ素の製造、塩酸の電
気分解による塩素、水素の製造およびアルカリ金属ハロ
ゲン化物の電気分解によるハロゲン水素およびアルカリ
金属水酸化物の製造などに用いることが提案されている
。
固体ポリマー寛解質として作用するカチオン交換膜に接
合される電極は代表的に白金族金属のような導電性で且
つ非受動態化材料がポリテトラフルオロエチレン（以下
ＰＴＦＥという）などのバインダーによりイオン交換膜
の表面に結合させるが、その結合方法は触媒粒子および
バインダーを熱プレスするような方法で行われる。
合される電極は代表的に白金族金属のような導電性で且
つ非受動態化材料がポリテトラフルオロエチレン（以下
ＰＴＦＥという）などのバインダーによりイオン交換膜
の表面に結合させるが、その結合方法は触媒粒子および
バインダーを熱プレスするような方法で行われる。
例えば食塩電解の場合において、アノードはルテニウム
およびチタンの混合酸化物粒子、好ましくは更にイリジ
ウムを含むものより構成され、一方力ソードはグラファ
イト粒子に混合又は担持された白金粒子である（特開昭
５４−９３６９０号など）。
およびチタンの混合酸化物粒子、好ましくは更にイリジ
ウムを含むものより構成され、一方力ソードはグラファ
イト粒子に混合又は担持された白金粒子である（特開昭
５４−９３６９０号など）。
父上記とは別に電気触媒物質の多孔性膜を化学的に沈着
させることも知られている（特公昭５６−３６８７３、
特公昭５８−４７４７１ ’）。
させることも知られている（特公昭５６−３６８７３、
特公昭５８−４７４７１ ’）。
発明が解決しようとする問題点
しかし上記のような従来のものにおいては夫々に問題点
を有している。即ち隔膜光面に直接電極を形成させる熱
プレス法によるものではその接合層を介して行われるガ
ス及び液体の透過が適切に得られず、しかも電解槽の操
業中に触媒粒子の脱落する可能性が高く、オーム損も高
くなつ【性能低下が太き（、耐用性も充分でな（１゜ 電気触媒物質の多孔質膜を化学的に沈着させるものでは
高触媒性電極を得しめるが接合体自体の機械的強度は前
者のバインダーによるものに比較して低い欠点がある。
を有している。即ち隔膜光面に直接電極を形成させる熱
プレス法によるものではその接合層を介して行われるガ
ス及び液体の透過が適切に得られず、しかも電解槽の操
業中に触媒粒子の脱落する可能性が高く、オーム損も高
くなつ【性能低下が太き（、耐用性も充分でな（１゜ 電気触媒物質の多孔質膜を化学的に沈着させるものでは
高触媒性電極を得しめるが接合体自体の機械的強度は前
者のバインダーによるものに比較して低い欠点がある。
更にこれら電極−脱液合体を実際にセルに組込んで運転
する際は、一般に加湛、加圧下に使用され、その際の接
合体は剛性をもった給電体又は集電体で両面から保持し
つつ通電される。
する際は、一般に加湛、加圧下に使用され、その際の接
合体は剛性をもった給電体又は集電体で両面から保持し
つつ通電される。
このため従来から使用されている給電体または集電体制
であるエキスバンドメタル、メツシュ、ポーラス体、焼
結体などの金属もしくはカーボン或いは金属酸化物でけ
電極およびイオン交換膜にそれなりの破損や摩耗損傷な
どによる寿命低下を避は得ない。
であるエキスバンドメタル、メツシュ、ポーラス体、焼
結体などの金属もしくはカーボン或いは金属酸化物でけ
電極およびイオン交換膜にそれなりの破損や摩耗損傷な
どによる寿命低下を避は得ない。
「発明の構成」
問題点を解決するための手段
素材組織が多数の微小結節部を有しそれら微小結節部間
に無数の微細繊維を（もの果状に形成して立体的に連結
され、しかも前記微小結節部相互が一部において接触又
は連続化された状態のポリテトラフルオロエチレン樹脂
による多孔質膜材であり、又少くとも前記微小結節部に
導電性物質粉末を官有した液透過性膜材と適当な剛性を
有する導電性多孔質材を接着支持させたことを特徴とす
るガス及び液透過性電極用材料。
に無数の微細繊維を（もの果状に形成して立体的に連結
され、しかも前記微小結節部相互が一部において接触又
は連続化された状態のポリテトラフルオロエチレン樹脂
による多孔質膜材であり、又少くとも前記微小結節部に
導電性物質粉末を官有した液透過性膜材と適当な剛性を
有する導電性多孔質材を接着支持させたことを特徴とす
るガス及び液透過性電極用材料。
作用
膜材における微小結節部間の無数の微細繊維に□よる孔
隙は有効なガスおよび液体透過性を確保せしめ、しかし
て前記微小結節部に４電性物質粉末が含有せしめたので
該導電性物質粉末の脱落が充分に低減され、父上記のよ
うな微小結節部相互が一部において接触又は連続化され
た状態とされていることにより電極用材料としての通電
性が得られ、導電性物質の脱落がないことと相俟って耐
用性の高いものを得しめる。
隙は有効なガスおよび液体透過性を確保せしめ、しかし
て前記微小結節部に４電性物質粉末が含有せしめたので
該導電性物質粉末の脱落が充分に低減され、父上記のよ
うな微小結節部相互が一部において接触又は連続化され
た状態とされていることにより電極用材料としての通電
性が得られ、導電性物質の脱落がないことと相俟って耐
用性の高いものを得しめる。
上記のような膜材を適当な剛性を有する導電性多孔質材
、例えば陰極給電体としてはポーラスカーボン、カーボ
ンクロスおよびそれらのラミネート板、或いは複合サン
ドイッチ構造板等に接着支持さする。又陽極給電体とし
てはチタン、タンタル、ニオブ等の耐食性金塊によるエ
キスバンドメタル、メツシュ、焼結体等に接着支持させ
る。このような構成によりソフトなりッション性を有す
る多孔質膜面を′＃Ｌ極−膜接合体の電極面に向けて組
立てしめ、電極面との接触面積を著しく大とし、又破損
、損傷を防止して接合体の１用性を高める。
、例えば陰極給電体としてはポーラスカーボン、カーボ
ンクロスおよびそれらのラミネート板、或いは複合サン
ドイッチ構造板等に接着支持さする。又陽極給電体とし
てはチタン、タンタル、ニオブ等の耐食性金塊によるエ
キスバンドメタル、メツシュ、焼結体等に接着支持させ
る。このような構成によりソフトなりッション性を有す
る多孔質膜面を′＃Ｌ極−膜接合体の電極面に向けて組
立てしめ、電極面との接触面積を著しく大とし、又破損
、損傷を防止して接合体の１用性を高める。
夾前例
上記したような本発明について史に説明すると、本発明
においては組織の１例を略解的に第１．２図に示すよう
なポリテトラフルオロエチレン樹脂（以下ＰＴＦＥとい
う）に４１に性粉末を混合した材料の延伸成形処理によ
る膜材１に適当な剛性を有する導電性多孔質板状体２を
接着一体化するもので、前記導電性多孔質層状体２とし
ては多孔質のカーボン材、金属あるいは金属酸化物の焼
結体などが用いられる。
においては組織の１例を略解的に第１．２図に示すよう
なポリテトラフルオロエチレン樹脂（以下ＰＴＦＥとい
う）に４１に性粉末を混合した材料の延伸成形処理によ
る膜材１に適当な剛性を有する導電性多孔質板状体２を
接着一体化するもので、前記導電性多孔質層状体２とし
ては多孔質のカーボン材、金属あるいは金属酸化物の焼
結体などが用いられる。
前記したような膜材１は一般的に以下のような■〜■Ｃ
工程で製品化される。
工程で製品化される。
■ＰＴＦＫ微粉末に導電性物質粉末と液状潤滑剤を添加
したものを混蛯してペースト状物とする。
したものを混蛯してペースト状物とする。
■前記ペースト状物を圧縮、押出し、圧延の何れか１つ
又は２つ以上を組合わせてシート状（又はチューブ状、
ロッド状）とする。
又は２つ以上を組合わせてシート状（又はチューブ状、
ロッド状）とする。
■上記成形物から液状潤滑剤を加熱、抽出などによって
除去する。
除去する。
（り次いで上記成形物に少（とも一方向の延伸又は圧延
処理する。
処理する。
■上記延伸又は圧延処理物を加熱処理（不完全又は完全
焼成）する。
焼成）する。
なお前■工程後に更にプレス板やロールによって圧延又
は圧縮処理し、或いは■工程を行ってからこのような圧
延又は圧縮処理を施して製品とする。
は圧縮処理し、或いは■工程を行ってからこのような圧
延又は圧縮処理を施して製品とする。
前記■工程における導電性物質粉末としてはカーボンブ
ラック、黒鉛などの炭素質粉末を用いるが、又このもの
に白金族の金属又は合金やそれらの酸化物を併用ないし
担持させ、又ニッケルなどの電極触媒作用を有するもの
を採用し、更には金、タンタル、チタンなどの他の金属
、それらの酸化物、ラネー金属粉末などが単体又は混合
体として用いられる。又必要ならは造孔作用をなす粉末
をも混入させることができ、斯うした造孔剤は製膜後に
おける加熱、抽出等の工程で除去され造孔する。
ラック、黒鉛などの炭素質粉末を用いるが、又このもの
に白金族の金属又は合金やそれらの酸化物を併用ないし
担持させ、又ニッケルなどの電極触媒作用を有するもの
を採用し、更には金、タンタル、チタンなどの他の金属
、それらの酸化物、ラネー金属粉末などが単体又は混合
体として用いられる。又必要ならは造孔作用をなす粉末
をも混入させることができ、斯うした造孔剤は製膜後に
おける加熱、抽出等の工程で除去され造孔する。
前記のような導電性物質粉末等はその平均粒径が少くと
も１０μｍ以下のものを用いることが好ましく、平均粒
径１０μｍ以上のものは前記■■のような工程における
加工に困難性が伴い、膜材１における第１．２図のよう
な微細繊維１２の形成や気孔の大きさ調整が的確に得ら
れな（なる。又その配合量は導電性粉末の配合され且つ
製膜されたものにおける体積固有抵抗値が１．００−副
以下となるような関係電を選び、一般的に４０ｗｔ％以
上となる。
も１０μｍ以下のものを用いることが好ましく、平均粒
径１０μｍ以上のものは前記■■のような工程における
加工に困難性が伴い、膜材１における第１．２図のよう
な微細繊維１２の形成や気孔の大きさ調整が的確に得ら
れな（なる。又その配合量は導電性粉末の配合され且つ
製膜されたものにおける体積固有抵抗値が１．００−副
以下となるような関係電を選び、一般的に４０ｗｔ％以
上となる。
ペースト状となし又これをシート状物などとするための
液状潤滑剤としては前記ＰＴＦＥに対し、例えば石油、
ソルベントナフサ、ホワイトオイル等の液状炭化水素、
エチレングリコール、グリセリン、水、酸化ポリエチレ
ン、フタル酸エステル類などを利用することができ、そ
の配合量は一般に１８〜２２０ｗｔ％である。
液状潤滑剤としては前記ＰＴＦＥに対し、例えば石油、
ソルベントナフサ、ホワイトオイル等の液状炭化水素、
エチレングリコール、グリセリン、水、酸化ポリエチレ
ン、フタル酸エステル類などを利用することができ、そ
の配合量は一般に１８〜２２０ｗｔ％である。
混練―整は公知のような適宜の方法で実施することがで
き、所望により補助原料としてワックスその他の撥水性
を増強する材料を配合してよい。
き、所望により補助原料としてワックスその他の撥水性
を増強する材料を配合してよい。
前記■■の工程を経たものは■の工程によって第１．２
図に示したように微小結節部１１の間に微細繊維１２を
くもの巣状に形成し、しかも前記微小結節部１１が前記
のような延伸率を採った場合においχ少くとも一部が相
互に連結したポーラスな組織として得られる。例えば気
孔率は４８〜９７％、最大孔径はＯ，ＯＳ〜２２μｍ密
度は０．１８〜１．１５ ｆ、に−で、ガーレーナンバ
ーは０．９秒以上、マトリックス引張強さは５５０ｂ／
ｅ−ｓ 以上のものが的確に得られる。なおこのような
組織は延伸処理と共に導電性物質粉末をそれなりに混入
したものを圧延処理しても得られる。しかもこのような
ＰＴＦＥポーラス組織体において上記延伸処理による多
孔質化に際し配合された導電性物質粉末１３はその大部
分が微小結節部１１中に集合し、微細繊維１２部分に若
干の部分が残ったとしてもそのフィブリル化に際して微
細繊維１２の王たる構造部分からはじき出されてその周
面に耐着した状態となることが顕微鏡的観察によって確
認され、前記微小結節部１１が相互に接触又は連続化さ
れた状態とされることによって該組織における電極的導
電性が確保される。微細繊維１２０周而周而じき出され
た状態で耐着した導電性物質粉末１３は延伸処理後に加
熱処理前又は加熱処理後に訃樟南半４１宜に加えられる
圧縮処理により上記したような導電性を補助する。なお
このような圧縮処理などにより目的とする通気透液性が
不足する場合にはレーザ加工や放電加工針などにより０
．１〜３−の径を有する貫通孔を設ける。
図に示したように微小結節部１１の間に微細繊維１２を
くもの巣状に形成し、しかも前記微小結節部１１が前記
のような延伸率を採った場合においχ少くとも一部が相
互に連結したポーラスな組織として得られる。例えば気
孔率は４８〜９７％、最大孔径はＯ，ＯＳ〜２２μｍ密
度は０．１８〜１．１５ ｆ、に−で、ガーレーナンバ
ーは０．９秒以上、マトリックス引張強さは５５０ｂ／
ｅ−ｓ 以上のものが的確に得られる。なおこのような
組織は延伸処理と共に導電性物質粉末をそれなりに混入
したものを圧延処理しても得られる。しかもこのような
ＰＴＦＥポーラス組織体において上記延伸処理による多
孔質化に際し配合された導電性物質粉末１３はその大部
分が微小結節部１１中に集合し、微細繊維１２部分に若
干の部分が残ったとしてもそのフィブリル化に際して微
細繊維１２の王たる構造部分からはじき出されてその周
面に耐着した状態となることが顕微鏡的観察によって確
認され、前記微小結節部１１が相互に接触又は連続化さ
れた状態とされることによって該組織における電極的導
電性が確保される。微細繊維１２０周而周而じき出され
た状態で耐着した導電性物質粉末１３は延伸処理後に加
熱処理前又は加熱処理後に訃樟南半４１宜に加えられる
圧縮処理により上記したような導電性を補助する。なお
このような圧縮処理などにより目的とする通気透液性が
不足する場合にはレーザ加工や放電加工針などにより０
．１〜３−の径を有する貫通孔を設ける。
前記ｍ織の最大孔径は０．０１μｍ以上で、好ましくは
０，１μｍ以上となし、透気度はガーレー数で１０００
秒以下となるように混入粉末の選定、製膜条件の設定又
は圧延、圧縮条件を選ぶ。このような条件を満足しない
ものは透水圧力が高＜１．ｃす、′覗解液や生成ガス等
の浸入が円滑に行われず、電極用としての機能が不充分
となる。
０，１μｍ以上となし、透気度はガーレー数で１０００
秒以下となるように混入粉末の選定、製膜条件の設定又
は圧延、圧縮条件を選ぶ。このような条件を満足しない
ものは透水圧力が高＜１．ｃす、′覗解液や生成ガス等
の浸入が円滑に行われず、電極用としての機能が不充分
となる。
以上のようにして得られたＰＴＦｇによる多孔質膜材は
前記多孔性材料に接合される。多孔性材料には、陰極側
に使用するものは水素ぜい化をうけにくいような炭素系
の多孔性材が好ましい。炭素系多孔質に望ましい性質は
、機械的強度と気液の透過に適した均質孔をもつもので
、通常カーボンペーパーをラミネートした０、 ５〜３
■稈度のものが用いられる。一方、陽極側に使用する多
孔性材料は、チタン、タンタル等の焼結体、エキスバン
ドメタル、酸化物の焼結体等の材料が適している。両者
の接合は、ＰＴＦＩバインダーを用いるか、または用い
ずして加熱加圧して接合して達成し得る。
前記多孔性材料に接合される。多孔性材料には、陰極側
に使用するものは水素ぜい化をうけにくいような炭素系
の多孔性材が好ましい。炭素系多孔質に望ましい性質は
、機械的強度と気液の透過に適した均質孔をもつもので
、通常カーボンペーパーをラミネートした０、 ５〜３
■稈度のものが用いられる。一方、陽極側に使用する多
孔性材料は、チタン、タンタル等の焼結体、エキスバン
ドメタル、酸化物の焼結体等の材料が適している。両者
の接合は、ＰＴＦＩバインダーを用いるか、または用い
ずして加熱加圧して接合して達成し得る。
前記した多孔性材料２としては少くとも上述した液透過
性膜材１よりも剛性を有するものであり、その曲げ強度
としては一般的に３０〜１５０υ程度であって、好まし
い範囲は５０〜１２０υである。即ちこの多孔性材料２
における曲げ強度が３０製未満のようなも力においては
上記膜材１と接合した状態で利用されるに当って好まし
い補強効果が得られず、やはり摩耗、損傷を受は易い。
性膜材１よりも剛性を有するものであり、その曲げ強度
としては一般的に３０〜１５０υ程度であって、好まし
い範囲は５０〜１２０υである。即ちこの多孔性材料２
における曲げ強度が３０製未満のようなも力においては
上記膜材１と接合した状態で利用されるに当って好まし
い補強効果が得られず、やはり摩耗、損傷を受は易い。
一方１５０υを超えろような曲げ強度を有するものにお
いては上述したような膜材との間におけるなじみが適切
でないことになり、や・はり安定した補強性を求め得な
いことになる。
いては上述したような膜材との間におけるなじみが適切
でないことになり、や・はり安定した補強性を求め得な
いことになる。
該材料２の多孔性については膜材１より大きいものであ
れは接合によっても透過性を低下しないこととなるが、
そのように透過性を殊更に高く維持する必要のない場合
には材料２の空孔率がそれなりに低いものであってもよ
い。
れは接合によっても透過性を低下しないこととなるが、
そのように透過性を殊更に高く維持する必要のない場合
には材料２の空孔率がそれなりに低いものであってもよ
い。
上述のようにして成型された電極材料は、あらかじめ表
面に電極を接合した電極−脱液合体に給電するための給
電材料として使用される。
面に電極を接合した電極−脱液合体に給電するための給
電材料として使用される。
一方、このような成型体の膜面に触媒能を持って電極材
料を接合し、イオン交換膜に直接圧接して、給電体と接
合体を一体構造とすることも可能である。この場合、あ
らかじめ給電体を２層構造とするには、押出又は圧延時
に２つの材料を圧縮一体化し重ね合わせろ方法か、夫々
の材料を一旦成型してから槓／ｍ Ｌ加熱加圧する。
料を接合し、イオン交換膜に直接圧接して、給電体と接
合体を一体構造とすることも可能である。この場合、あ
らかじめ給電体を２層構造とするには、押出又は圧延時
に２つの材料を圧縮一体化し重ね合わせろ方法か、夫々
の材料を一旦成型してから槓／ｍ Ｌ加熱加圧する。
積層体の膜面に触媒電極を被覆させる方法は、化学メッ
キ又は物理メッキなど適当な方法が使用できる。
キ又は物理メッキなど適当な方法が使用できる。
本発明によるものの具体的な製造例について説明すると
以下の如（である。
以下の如（である。
製造例１（陰極使用例）
共凝析法によりＰＴＦＥ粉末１５チと導酸性カーボンブ
ラック（アセチレンブラック）８５％の混和物を準備し
、線混和物１００重量部に対し【液状潤滑剤を【ざｏｉ
ｉ部混入し、ペースト状況）口吻を陶製した。
ラック（アセチレンブラック）８５％の混和物を準備し
、線混和物１００重量部に対し【液状潤滑剤を【ざｏｉ
ｉ部混入し、ペースト状況）口吻を陶製した。
上記混和物は次いで圧組し、押出、圧延工程を紅て厚さ
０．６ ｗｉのシート状とし、この膜を厚さが約２−の
カーボンペーパー（具現化学社製Ｅ７９０）に重ね、膜
側にゴムシートを添装してホットプレスにより１２０℃
、４０製の熱圧を加え、次いでゴムシートを取除いた後
、更に軽く加圧した状態で３５０℃に加熱することによ
り前記膜材１とカーボンペーパーによる層状体２の接着
一体化された複合給電体を製品として得た。
０．６ ｗｉのシート状とし、この膜を厚さが約２−の
カーボンペーパー（具現化学社製Ｅ７９０）に重ね、膜
側にゴムシートを添装してホットプレスにより１２０℃
、４０製の熱圧を加え、次いでゴムシートを取除いた後
、更に軽く加圧した状態で３５０℃に加熱することによ
り前記膜材１とカーボンペーパーによる層状体２の接着
一体化された複合給電体を製品として得た。
使用した接合体は化学メッキ法により陰極側に白金２η
Ａ武陽極側にＩｒ％Ｒμを３１１ｖｃｒ１を接合したも
ので、陽極側の給電材料には白金メッキしたチタンのエ
キスバンドメタルを用いた。
Ａ武陽極側にＩｒ％Ｒμを３１１ｖｃｒ１を接合したも
ので、陽極側の給電材料には白金メッキしたチタンのエ
キスバンドメタルを用いた。
水電解条件は６０℃、２０ Ａ／ｄＩ？、 ８０ Ａ
／２−で行い、従来法によるチタン陰極法によるものと
比較し同等もしくはそわり上の結果と同等もしくはそれ
以上の値を得、ることができる。
／２−で行い、従来法によるチタン陰極法によるものと
比較し同等もしくはそわり上の結果と同等もしくはそれ
以上の値を得、ることができる。
製造例２（両極使用例と一体化例）
製造例１によって得た膜材１の片面をエンチンダ液テト
ラエッチ（株式会社潤工社製）に浸漬してエツチング処
理し、次いで完全に洗滌してから塩化白金酸水溶液に浸
漬してエツチング処理面に塩化白金酸を含浸させ、その
後２００℃の水素気流中で熱処理し、エツチング面側に
白金を担持させて陰極用電極材料とした。
ラエッチ（株式会社潤工社製）に浸漬してエツチング処
理し、次いで完全に洗滌してから塩化白金酸水溶液に浸
漬してエツチング処理面に塩化白金酸を含浸させ、その
後２００℃の水素気流中で熱処理し、エツチング面側に
白金を担持させて陰極用電極材料とした。
又これとは別に酸化ルテニウム−酸化イリジウムの混合
粉末９３％とＰＴＦＫ ７％の割合による混和物な共凝
析法により作成し、酸化ポリエチレンを液状潤滑剤とし
て使用した外は製造例１と同様にして厚さ５０μｍ１最
大孔径０．４μｍの陽極用電極材料を準備した。
粉末９３％とＰＴＦＫ ７％の割合による混和物な共凝
析法により作成し、酸化ポリエチレンを液状潤滑剤とし
て使用した外は製造例１と同様にして厚さ５０μｍ１最
大孔径０．４μｍの陽極用電極材料を準備した。
上記のようにして得られた両膜を、陰極多孔質材料２に
はカーボンペーパー積層板（クレハ化学Ｎ１７１４）に
熱圧着し、陽極側にはエキスバンドタンタル（桂田ダレ
イチング社製＃ ０． Ｉ Ｔａ０．２５−Ｍ１５ＧＦ
）に熱圧接したものを作成した。
はカーボンペーパー積層板（クレハ化学Ｎ１７１４）に
熱圧着し、陽極側にはエキスバンドタンタル（桂田ダレ
イチング社製＃ ０． Ｉ Ｔａ０．２５−Ｍ１５ＧＦ
）に熱圧接したものを作成した。
ナフィオン１１７（Ｈ型）に上記したような陰陽極材を
端板電極で押しつけ、陽極側にＨｃｔ２０チの水を送っ
て電解した。即ちこの電解結果は次の第１表に示す通り
であって、従来法による黒鉛電極（黒鉛−黒鉛）で行っ
たものに比較し著しい電圧低下を確紹することができた
。
端板電極で押しつけ、陽極側にＨｃｔ２０チの水を送っ
て電解した。即ちこの電解結果は次の第１表に示す通り
であって、従来法による黒鉛電極（黒鉛−黒鉛）で行っ
たものに比較し著しい電圧低下を確紹することができた
。
第 １ 表
製造例３
共凝析法によりＰＴＦＥ粉末１５部と、白金触媒２０
ｗｔ％を担持したカーボンブラック８５部の混和物を作
成し、この混和物１００部に対して石油ナフサを液状潤
滑剤として１６０部混入した外は製造例１と同様にし、
厚さ７０μｍのシート■を得た。
ｗｔ％を担持したカーボンブラック８５部の混和物を作
成し、この混和物１００部に対して石油ナフサを液状潤
滑剤として１６０部混入した外は製造例１と同様にし、
厚さ７０μｍのシート■を得た。
又これとは別に製造例１と同様にしてＰＴＦＥ粉末１５
チとカーボンブラック８５％よりなる厚さ０．４ ｔｍ
のシート■を用意し、前記シート■を該シート■に重ね
た後、更に圧延して全厚さカ０．２ ｍのシートとした
。該シートは次いで加熱減圧乾燥することにより上記液
状潤滑剤を完全状態に除去して電極材料Ｏとした。
チとカーボンブラック８５％よりなる厚さ０．４ ｔｍ
のシート■を用意し、前記シート■を該シート■に重ね
た後、更に圧延して全厚さカ０．２ ｍのシートとした
。該シートは次いで加熱減圧乾燥することにより上記液
状潤滑剤を完全状態に除去して電極材料Ｏとした。
一方、製造例２と同様にして酸化ルテニウム−酸化イリ
ジウムの混合粉末９３％とＰＴＦＥ ７饅の陽極用電極
材料■を準備した。
ジウムの混合粉末９３％とＰＴＦＥ ７饅の陽極用電極
材料■を準備した。
次に前記電極材料Ｏにおけるシート■側および電極材料
Ｏの片面に弗素系イオン交換樹脂溶液（米国オルトリッ
チケミカル社製）を塗布し熱プレスにより１８０℃、２
（ｌで加熱加圧して−このものにより前記製造例１．２
におけると同じに水電解を行った結果は次の第２表の如
くである。
Ｏの片面に弗素系イオン交換樹脂溶液（米国オルトリッ
チケミカル社製）を塗布し熱プレスにより１８０℃、２
（ｌで加熱加圧して−このものにより前記製造例１．２
におけると同じに水電解を行った結果は次の第２表の如
くである。
第 ２ 表
「発明の効果」゛
以上説明したような本発明によるときは多数の微小結節
部を有しそれら微小結節部間に無数の微細繊維を形成し
て立体的に連結され、しかも前記微小結節部相互が一部
において接触又は（ト） 連続化された状態のポリテトラフルオロエチレン樹脂に
よる多孔質膜材において少くとも前記微小結節部に導電
性物質粉末を含有させたものであるから該導電性物質粉
末の脱落を有効に防止し、然してこのような膜材に対し
て適当な剛性を有する多孔質材を接着一体化させること
により強度的に優れた給電体若しくは給電体と電極−脱
液合体を一体化構造として接触関係を良好に保持し、高
性能にして接合体の損傷を防止し、耐用性の高いガス及
び液透過性電極用材料を提供し得るものであって、工業
的にその効果の大きい発明である。
部を有しそれら微小結節部間に無数の微細繊維を形成し
て立体的に連結され、しかも前記微小結節部相互が一部
において接触又は（ト） 連続化された状態のポリテトラフルオロエチレン樹脂に
よる多孔質膜材において少くとも前記微小結節部に導電
性物質粉末を含有させたものであるから該導電性物質粉
末の脱落を有効に防止し、然してこのような膜材に対し
て適当な剛性を有する多孔質材を接着一体化させること
により強度的に優れた給電体若しくは給電体と電極−脱
液合体を一体化構造として接触関係を良好に保持し、高
性能にして接合体の損傷を防止し、耐用性の高いガス及
び液透過性電極用材料を提供し得るものであって、工業
的にその効果の大きい発明である。
図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第１図
は本発明における膜材の組織を拡大して示した平面的説
明図、第２図はその断面的説明図である。 然してこれらの図面において、１は膜材、２は層状体、
１１は微小結節部、１２は微細繊維、１３は導電性物質
粉末を示すものである。 第 ／ 圓 第 ２ 圓 手続補正書 （自発） 昭和６１年５月２６日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 １、事件の表示 昭和６０年特許願第１１８９３４号 ２、発明の名称 ガス及び液透過性電極用材料 ３、補正をする者 事件との関係 特 許 出願人 名 称 工業技術院長地１名 ４、代理人 東京都港区虎ノ門１丁目１８番１号・第１０森ビル明細
書 〔 補 正 の 内 容 １、本願明細書中筒１４頁３行口中に［陽極側にＩｒ、
ＲｕをＪとあるのを「陽極側にＩｒ−Ｐｔを」と訂正
する。 ２、同１５頁「第１表」を以下の如く訂正する。 ３、同１７頁１行目から３行目までの記載を以下の如く
訂正する。 「薄い被膜を形成させてからこれらの面を別に準備され
たイオン交換膜側にして、アルミ箔／カーボンペーパー
（具現化学社製Ｎ１１７９０．１１１厚）／電極材料■
／膜／電極材料◎／Ｐｔメッキしたエキスバンドチタン
／アルミ箔の順に積層し、」 、補正の内容 別紙の通り
は本発明における膜材の組織を拡大して示した平面的説
明図、第２図はその断面的説明図である。 然してこれらの図面において、１は膜材、２は層状体、
１１は微小結節部、１２は微細繊維、１３は導電性物質
粉末を示すものである。 第 ／ 圓 第 ２ 圓 手続補正書 （自発） 昭和６１年５月２６日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 １、事件の表示 昭和６０年特許願第１１８９３４号 ２、発明の名称 ガス及び液透過性電極用材料 ３、補正をする者 事件との関係 特 許 出願人 名 称 工業技術院長地１名 ４、代理人 東京都港区虎ノ門１丁目１８番１号・第１０森ビル明細
書 〔 補 正 の 内 容 １、本願明細書中筒１４頁３行口中に［陽極側にＩｒ、
ＲｕをＪとあるのを「陽極側にＩｒ−Ｐｔを」と訂正
する。 ２、同１５頁「第１表」を以下の如く訂正する。 ３、同１７頁１行目から３行目までの記載を以下の如く
訂正する。 「薄い被膜を形成させてからこれらの面を別に準備され
たイオン交換膜側にして、アルミ箔／カーボンペーパー
（具現化学社製Ｎ１１７９０．１１１厚）／電極材料■
／膜／電極材料◎／Ｐｔメッキしたエキスバンドチタン
／アルミ箔の順に積層し、」 、補正の内容 別紙の通り
Claims (1)
- 素材組織が多数の微小結節部を有しそれら微小結節部間
に無数の微細繊維をくもの巣状に形成して立体的に連結
され、しかも前記微小結節部相互が一部において接触又
は連続化された状態のポリテトラフルオロエチレン樹脂
による多孔質膜材であり、又少くとも前記微小結節部に
導電性物質粉末を含有した液透過性膜材と適当な剛性を
有する導電性多孔質材を接着支持させたことを特徴とす
るガス及び液透過性電極用材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60118934A JPS61276987A (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | ガス及び液透過性電極用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60118934A JPS61276987A (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | ガス及び液透過性電極用材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61276987A true JPS61276987A (ja) | 1986-12-06 |
| JPH0112838B2 JPH0112838B2 (ja) | 1989-03-02 |
Family
ID=14748837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60118934A Granted JPS61276987A (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | ガス及び液透過性電極用材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61276987A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0364857A (ja) * | 1989-07-31 | 1991-03-20 | Agency Of Ind Science & Technol | 多孔質電極構造 |
| US6054230A (en) * | 1994-12-07 | 2000-04-25 | Japan Gore-Tex, Inc. | Ion exchange and electrode assembly for an electrochemical cell |
| USRE37307E1 (en) | 1994-11-14 | 2001-08-07 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Ultra-thin integral composite membrane |
| US6613203B1 (en) | 2001-09-10 | 2003-09-02 | Gore Enterprise Holdings | Ion conducting membrane having high hardness and dimensional stability |
| WO2014167612A1 (ja) * | 2013-04-10 | 2014-10-16 | トヨタ自動車株式会社 | 多孔質層およびその製造方法 |
| US9472810B2 (en) | 2012-11-19 | 2016-10-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Production method of porous layer material and production method of membrane electrode and gas diffusion layer assembly including porous layer material |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011029064A (ja) | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Japan Gore Tex Inc | 固体高分子形燃料電池用ガス拡散層部材および固体高分子形燃料電池 |
-
1985
- 1985-06-03 JP JP60118934A patent/JPS61276987A/ja active Granted
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0364857A (ja) * | 1989-07-31 | 1991-03-20 | Agency Of Ind Science & Technol | 多孔質電極構造 |
| JP2673584B2 (ja) * | 1989-07-31 | 1997-11-05 | 工業技術院長 | 多孔質電極構造の作製方法 |
| USRE37307E1 (en) | 1994-11-14 | 2001-08-07 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Ultra-thin integral composite membrane |
| US6054230A (en) * | 1994-12-07 | 2000-04-25 | Japan Gore-Tex, Inc. | Ion exchange and electrode assembly for an electrochemical cell |
| US7125626B2 (en) | 1994-12-07 | 2006-10-24 | Japan Gore-Tex, Inc. | Ion exchange assembly for an electrochemical cell |
| US6613203B1 (en) | 2001-09-10 | 2003-09-02 | Gore Enterprise Holdings | Ion conducting membrane having high hardness and dimensional stability |
| US9472810B2 (en) | 2012-11-19 | 2016-10-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Production method of porous layer material and production method of membrane electrode and gas diffusion layer assembly including porous layer material |
| WO2014167612A1 (ja) * | 2013-04-10 | 2014-10-16 | トヨタ自動車株式会社 | 多孔質層およびその製造方法 |
| JP2014203798A (ja) * | 2013-04-10 | 2014-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | 多孔質層およびその製造方法 |
| CN104956531A (zh) * | 2013-04-10 | 2015-09-30 | 丰田自动车株式会社 | 多孔质层及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0112838B2 (ja) | 1989-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1179630A (en) | Halide electrolysis in cell with catalytic electrode bonded to hydraulically permeable membrane | |
| US8142938B2 (en) | Porous clusters of silver powder promoted by zirconium oxide for use as a catalyst in gas diffusion electrodes, and method for the production thereof | |
| US4576861A (en) | Material for gaseous diffusion electrode | |
| JP3549241B2 (ja) | 高分子固体電解質燃料電池用電極及びそれと高分子固体電解質との接合体 | |
| TWI419398B (zh) | 電化電池用之氣體擴散電極及其製法 | |
| US7569083B2 (en) | Gas diffusion electrode assembly, bonding method for gas diffusion electrodes, and electrolyzer comprising gas diffusion electrodes | |
| JPS6143436B2 (ja) | ||
| US6613215B2 (en) | Method for electrolysis of water using a polytetrafluoroethylene supported membrane in electrolysis cells | |
| JP5936626B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP2009513820A (ja) | 水の電気分解のための、膜電極アセンブリ | |
| US4602426A (en) | Method of producing a gas diffusion electrode | |
| JP2021531411A (ja) | 電気化学セル用多孔質輸送膜を作製する方法 | |
| CN103827355A (zh) | 气体扩散电极 | |
| JP2569267B2 (ja) | 電気活性化材料の製造方法 | |
| US20150086906A1 (en) | Porous clusters of silver powder promoted by zirconium oxide for use as a catalyst in gas diffusion electrodes, and method for the production thereof | |
| JPS61276987A (ja) | ガス及び液透過性電極用材料 | |
| JPH0124868B2 (ja) | ||
| JP7058152B2 (ja) | 電解用電極 | |
| JP3555209B2 (ja) | 燃料電池の発電層およびその製造方法 | |
| JPH0631457B2 (ja) | 電極−膜集成体用の多層構造体及びそれを使用する電解法 | |
| JP2805458B2 (ja) | ガス拡散電極の製造方法 | |
| JPS61230266A (ja) | 新規なガス拡散電極 | |
| JP2770958B2 (ja) | イオン交換樹脂含有シート状電極材料、その複合材料並びにその製造方法 | |
| JPS5848686A (ja) | 塩化アルカリ水溶液電解用陽イオン交換膜 | |
| JPS59133386A (ja) | ガス拡散電極の製造法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |