JPS62156285A - ガス拡散電極とその製造方法 - Google Patents
ガス拡散電極とその製造方法Info
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- JPS62156285A JPS62156285A JP60294431A JP29443185A JPS62156285A JP S62156285 A JPS62156285 A JP S62156285A JP 60294431 A JP60294431 A JP 60294431A JP 29443185 A JP29443185 A JP 29443185A JP S62156285 A JPS62156285 A JP S62156285A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/50—Fuel cells
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- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Inert Electrodes (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】
（産業上の利用分野）
本発明は、燃料電池、二次電池、電気化学的リアクター
、めっき用陽極に用いるガス拡散電極とその製造方法に
関する。
、めっき用陽極に用いるガス拡散電極とその製造方法に
関する。
（従来の技術）
従来、ガス拡散電極として、白金、カーボンブラ・ツク
、ポリ四弗化エチレンより成る親水性の反応層に、カー
ボンブラック、ポリ四弗化エチレンより成る撥水性のガ
ス拡散層を接合して成るものがある。
、ポリ四弗化エチレンより成る親水性の反応層に、カー
ボンブラック、ポリ四弗化エチレンより成る撥水性のガ
ス拡散層を接合して成るものがある。
このガス拡散電極は、燃料電池等に使用した場合、電解
液は反応層を透過するが、ガス拡散層を透過せず、反応
により生成したガスあるいは供給ガスのみガス拡散層を
拡散透過するものである。
液は反応層を透過するが、ガス拡散層を透過せず、反応
により生成したガスあるいは供給ガスのみガス拡散層を
拡散透過するものである。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで上記ガス拡散電極は、非常に薄いので、強度が
不足し、反り易く且つ撓み易くて、取扱いにおいて変形
したり、亀裂が入ったりすることがある。特にガス拡散
層に亀裂が入ると、燃料電池等に使用した場合、電解液
が亀裂に沿ってガス拡散層を通過するので、撥水性が失
われ、ガス拡散電極としての機能がそう失するものであ
る。従って、ガス拡散電極の取扱いには細心の注意を必
要とし、甚だ操作性、作業性に劣るという問題があった
。
不足し、反り易く且つ撓み易くて、取扱いにおいて変形
したり、亀裂が入ったりすることがある。特にガス拡散
層に亀裂が入ると、燃料電池等に使用した場合、電解液
が亀裂に沿ってガス拡散層を通過するので、撥水性が失
われ、ガス拡散電極としての機能がそう失するものであ
る。従って、ガス拡散電極の取扱いには細心の注意を必
要とし、甚だ操作性、作業性に劣るという問題があった
。
そこで本発明は、強度を向上させ、反りにくく且つ撓み
にくくて、変形したり亀裂が入ったりすることの無いガ
ス拡散電極とその製造方法を提供しようとするものであ
る。
にくくて、変形したり亀裂が入ったりすることの無いガ
ス拡散電極とその製造方法を提供しようとするものであ
る。
（問題点を解決するための手段）
上記問題点を解決するための本発明のガス拡散電極は、
カーボン繊維、Ｎｉファイバー、ステンレス鋼ファイバ
ー、アラミド繊維、ボロン繊維、ＳｉＣ繊維等の耐熱性
繊維から成る不織シートにカーボンブラック、ポリ四弗
化エチレンが含浸付着されさらに白金族金属又はその酸
化物若しくはその両方（これらを以下単に白金族という
）が含浸付着されて成る親水性の反応層に、カーボンブ
ラック、ポリ四弗化エチレンより成るｔΩ水性のガス拡
散層が接合されて成るものである。
カーボン繊維、Ｎｉファイバー、ステンレス鋼ファイバ
ー、アラミド繊維、ボロン繊維、ＳｉＣ繊維等の耐熱性
繊維から成る不織シートにカーボンブラック、ポリ四弗
化エチレンが含浸付着されさらに白金族金属又はその酸
化物若しくはその両方（これらを以下単に白金族という
）が含浸付着されて成る親水性の反応層に、カーボンブ
ラック、ポリ四弗化エチレンより成るｔΩ水性のガス拡
散層が接合されて成るものである。
また斯かる構造のガス拡散電極を作る本発明の製造方法
は、カーボン繊維、Ｎｉファイバー、ステンレス鋼ファ
イバー、アラミド繊維、ボロン繊維、ＳｉＣ繊維等の耐
熱性繊維からなる不織シートにカーボンブラック、ポリ
四弗化エチレン、水、界面活性剤を混合した塗液を塗布
含浸し、次に加熱して水及び界面活性剤を除去し、次い
でこの反応層素材シートにカーボンブラック、ポリ四弗
化エチレンより成るガス拡散層を加熱圧着し、然る後前
記反応層素材シートに白金族化合物溶液を含浸させ、加
熱分解して白金族を付着させ反応層を形成することを特
徴とするものである。
は、カーボン繊維、Ｎｉファイバー、ステンレス鋼ファ
イバー、アラミド繊維、ボロン繊維、ＳｉＣ繊維等の耐
熱性繊維からなる不織シートにカーボンブラック、ポリ
四弗化エチレン、水、界面活性剤を混合した塗液を塗布
含浸し、次に加熱して水及び界面活性剤を除去し、次い
でこの反応層素材シートにカーボンブラック、ポリ四弗
化エチレンより成るガス拡散層を加熱圧着し、然る後前
記反応層素材シートに白金族化合物溶液を含浸させ、加
熱分解して白金族を付着させ反応層を形成することを特
徴とするものである。
（作用）
上記の如く構成された本発明のガス拡散電極は、反応層
にカーボン繊維、Ｎｉファイバー、ステンレス鋼ファイ
バー、アラミド繊維、ボロン繊維、ＳｉＣ繊維等の耐熱
性繊維から成る不織シートの芯材を有するので、強度が
高く反りにくく、且つ撓みにくくて取扱いにおいて変形
したり、亀裂が入ったりすることがない。特にガス拡散
層に亀裂が入ることがないので、燃料電池等に使用した
場合、電解液がガス拡散層を通過することが無く、撥水
性を維持できる。
にカーボン繊維、Ｎｉファイバー、ステンレス鋼ファイ
バー、アラミド繊維、ボロン繊維、ＳｉＣ繊維等の耐熱
性繊維から成る不織シートの芯材を有するので、強度が
高く反りにくく、且つ撓みにくくて取扱いにおいて変形
したり、亀裂が入ったりすることがない。特にガス拡散
層に亀裂が入ることがないので、燃料電池等に使用した
場合、電解液がガス拡散層を通過することが無く、撥水
性を維持できる。
（実施例）
本発明のガス拡散電極とその製造方法の一実施例を図面
によって説明する。第１図に示す本発明のガス拡散電極
１は、幅１００ｍｍ、長さ１００龍、厚さＯ，ｈｎの親
水性で気孔率６５％の反応層２に、幅１２０龍、長さ１
２０鰭、厚さ０．５ ｍｍの撥水性で気孔率６５％のガ
ス拡散層３を接合したものである。そして前記反応層２
は、７μの繊維から成る厚さ２８０μのカーボンペーパ
ーの不織シートに、平均粒径４２０人の撥水性カーボン
ブラックと平均粒径４５０人の親水性カーボンブラック
と平均粒径０．３μのポリ四弗化エチレン粉末とが５：
５：３の割合で混合されて含浸付着され、さらに触媒と
して白金が前記１ａ水性カーボンブラック、親水性カー
ボンブラック、ポリ四弗化エチレン粉末と１：５：５：
３の割合となるように含浸付着されて成るものである。
によって説明する。第１図に示す本発明のガス拡散電極
１は、幅１００ｍｍ、長さ１００龍、厚さＯ，ｈｎの親
水性で気孔率６５％の反応層２に、幅１２０龍、長さ１
２０鰭、厚さ０．５ ｍｍの撥水性で気孔率６５％のガ
ス拡散層３を接合したものである。そして前記反応層２
は、７μの繊維から成る厚さ２８０μのカーボンペーパ
ーの不織シートに、平均粒径４２０人の撥水性カーボン
ブラックと平均粒径４５０人の親水性カーボンブラック
と平均粒径０．３μのポリ四弗化エチレン粉末とが５：
５：３の割合で混合されて含浸付着され、さらに触媒と
して白金が前記１ａ水性カーボンブラック、親水性カー
ボンブラック、ポリ四弗化エチレン粉末と１：５：５：
３の割合となるように含浸付着されて成るものである。
また前記ガス拡散層３は、平均粒径４２０人のカーボン
ブラックと平均粒径０．３μのポリ四弗化エチレン粉末
とを７＝３の割合で混合し成形して成るものである。
ブラックと平均粒径０．３μのポリ四弗化エチレン粉末
とを７＝３の割合で混合し成形して成るものである。
次に斯かる構造のガス拡散電極の製造方法について説明
する。先ず第２図ａに示す如く７μの繊維から成る幅１
５０龍、長さ３００ｍｍ、厚さ２８０μのカーボンペー
パーの不織シート４に、平均粒径４２０人のカーボンブ
ラックと平均粒径０．３μのポリ四弗化エチレン粉末と
水と界面活性剤として非イオンのトリトンを１：２０：
２の割合で混合した塗液を塗布し、次に乾燥し２８０℃
で３時間加熱して水及び界面活性剤を除去し、第２図す
に示す反応層素材シート５を得た。次いでこの反応層素
材シート５に第２図Ｃに示す如く平均粒径４２０人のｔ
Ω水性カーボンブラックと平均粒径０．３μのポリ四弗
化エチレン粉末を７：３の割合で混合成形して成る幅１
２０龍、長さ１２０龍、厚さ０．５ｍｍの撥水性のガス
拡散層３を３８０℃、６００ ｋｇ ／ ｃｔＡで３秒
間加熱圧着し、然る後前記反応層素材シート５に塩化白
金酸溶液を塗布含浸させ、２００℃に加熱して白金化合
物を分解し、Ｈ，中２００℃で還元し白金を０．５６ｒ
ｖｉｒ ／ ｃＩ＋１に付着させ、第２図ｄに示す如く
気孔率６５％の反応層を形成しガス拡散電極１を作った
。
する。先ず第２図ａに示す如く７μの繊維から成る幅１
５０龍、長さ３００ｍｍ、厚さ２８０μのカーボンペー
パーの不織シート４に、平均粒径４２０人のカーボンブ
ラックと平均粒径０．３μのポリ四弗化エチレン粉末と
水と界面活性剤として非イオンのトリトンを１：２０：
２の割合で混合した塗液を塗布し、次に乾燥し２８０℃
で３時間加熱して水及び界面活性剤を除去し、第２図す
に示す反応層素材シート５を得た。次いでこの反応層素
材シート５に第２図Ｃに示す如く平均粒径４２０人のｔ
Ω水性カーボンブラックと平均粒径０．３μのポリ四弗
化エチレン粉末を７：３の割合で混合成形して成る幅１
２０龍、長さ１２０龍、厚さ０．５ｍｍの撥水性のガス
拡散層３を３８０℃、６００ ｋｇ ／ ｃｔＡで３秒
間加熱圧着し、然る後前記反応層素材シート５に塩化白
金酸溶液を塗布含浸させ、２００℃に加熱して白金化合
物を分解し、Ｈ，中２００℃で還元し白金を０．５６ｒ
ｖｉｒ ／ ｃＩ＋１に付着させ、第２図ｄに示す如く
気孔率６５％の反応層を形成しガス拡散電極１を作った
。
こうして作った実施例のガス拡散電極１は、反応層２中
にカーボンペーパーの不織シート４が芯材として入って
いるので、ガス拡散電極としての曲げ強度が高くて反り
にくく、且つ撓みにくいものである。従って、取扱いに
おいて変形したり、亀裂が入ったりすることがない。特
にガス拡散層３に亀裂が入らないので燃料電池等に使用
した場合、電解液はガス拡散層３を通過することが無く
、Ｉθ水性を維持できる。
にカーボンペーパーの不織シート４が芯材として入って
いるので、ガス拡散電極としての曲げ強度が高くて反り
にくく、且つ撓みにくいものである。従って、取扱いに
おいて変形したり、亀裂が入ったりすることがない。特
にガス拡散層３に亀裂が入らないので燃料電池等に使用
した場合、電解液はガス拡散層３を通過することが無く
、Ｉθ水性を維持できる。
また前記反応層２は、カーボンペーパーの不織シート４
が芯材として入っている為、気孔率６５％と高いので、
白金の触媒反応が十分に行われ触媒性能が向上する。
が芯材として入っている為、気孔率６５％と高いので、
白金の触媒反応が十分に行われ触媒性能が向上する。
尚、上記実施例では反応層２の芯材となる不織シート４
に、カーボン繊維を用いたが、Ｎｉファイバー、ステン
レス鋼ファイバー、アラミド繊維、ボロン繊維、ＳｉＣ
繊維であっても良く、これらと混合したものでも良いも
のである。
に、カーボン繊維を用いたが、Ｎｉファイバー、ステン
レス鋼ファイバー、アラミド繊維、ボロン繊維、ＳｉＣ
繊維であっても良く、これらと混合したものでも良いも
のである。
然して本発明のガス拡散電極において、曲げ強度をさら
に向上しようとする場合は、反応層２とは反対側のガス
拡散電極層３の表面に、第３図に示す如く、カーボンペ
ーパーの不織シート４にカーボンブラックとポリ四弗化
エチレン粉末を含浸付着させて成る白金を有しない撥水
性の素材シート５を加熱圧着すると良い。このようにす
ると、ガス拡散電極の両面側に芯材である不織シート４
が備わるので、著しく曲げ強度が高くなり、反り、撓み
が解消できる。
に向上しようとする場合は、反応層２とは反対側のガス
拡散電極層３の表面に、第３図に示す如く、カーボンペ
ーパーの不織シート４にカーボンブラックとポリ四弗化
エチレン粉末を含浸付着させて成る白金を有しない撥水
性の素材シート５を加熱圧着すると良い。このようにす
ると、ガス拡散電極の両面側に芯材である不織シート４
が備わるので、著しく曲げ強度が高くなり、反り、撓み
が解消できる。
（発明の効果）
以上の説明で判るように本発明のガス拡散電極は、反応
層に不織シートの芯材が入っている為、強度が高（て反
りにくり、且つ撓みにくくて、取扱いにおいて変形した
り、亀裂が入ったりすることがない。従って、ガス拡散
電極の取扱いが容易となり、操作性、作業性等が向上す
る。しかも燃料電池等に使用した場合、ガス拡散層に亀
裂が無いので、電解液がガス拡散層を通過せず、ガス拡
散層は撥水性を維持できる。また反応層に前述の如く不
織シートの芯材が入っている為、気孔率が高くなり、白
金族の触媒反応が十分に行われ、反応層の触媒性能が向
上する。
層に不織シートの芯材が入っている為、強度が高（て反
りにくり、且つ撓みにくくて、取扱いにおいて変形した
り、亀裂が入ったりすることがない。従って、ガス拡散
電極の取扱いが容易となり、操作性、作業性等が向上す
る。しかも燃料電池等に使用した場合、ガス拡散層に亀
裂が無いので、電解液がガス拡散層を通過せず、ガス拡
散層は撥水性を維持できる。また反応層に前述の如く不
織シートの芯材が入っている為、気孔率が高くなり、白
金族の触媒反応が十分に行われ、反応層の触媒性能が向
上する。
また本発明のガス拡散電極の製造方法によれば、上記の
優れたガス拡散電極を容易に作ることができる。
優れたガス拡散電極を容易に作ることができる。
第１図は本発明のガス拡散電極の一実施例を示す断面図
、第２図ａ乃至ｄは第１図のガス拡散電極を作る本発明
の製造方法の工程を示す図、第３図は本発明のガス拡散
電極の他の実施例を示す断面図である。 出願人 田中貴金属工業株式会社 木尾 哲 古層 長− 滅 手続補正書（自発） 昭和６１年２月１２日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 都１、
事件の表示 昭和６０年特許願第２９４４３１号 ２、発明の名称 ガス拡散電極とその製造方法 ３、補正をする者 ５、補正の内容 （１）明細書第６頁第３行の「人の」の後に「撥水性」
を加入する。 （２）同第１θ行の「人の」の後に「撥水性」を加入す
る。 （３）同行の「−・−カーボンブラ・２りと」の後に「
平均粒径４５０人の親水性カーボンブラックと」を加入
する。 （４）同第１２行のｒｌ：２０１Ｊをｒ５ ： ５ ：
３：６０：６Ｊに補正する。 （５）同第８頁第６行の「電極」を削除する。 （６）同第９行の「白金」の後に「族」を加入す）同行
の「撥水性の」を「例えば反応層」にする。
、第２図ａ乃至ｄは第１図のガス拡散電極を作る本発明
の製造方法の工程を示す図、第３図は本発明のガス拡散
電極の他の実施例を示す断面図である。 出願人 田中貴金属工業株式会社 木尾 哲 古層 長− 滅 手続補正書（自発） 昭和６１年２月１２日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 都１、
事件の表示 昭和６０年特許願第２９４４３１号 ２、発明の名称 ガス拡散電極とその製造方法 ３、補正をする者 ５、補正の内容 （１）明細書第６頁第３行の「人の」の後に「撥水性」
を加入する。 （２）同第１θ行の「人の」の後に「撥水性」を加入す
る。 （３）同行の「−・−カーボンブラ・２りと」の後に「
平均粒径４５０人の親水性カーボンブラックと」を加入
する。 （４）同第１２行のｒｌ：２０１Ｊをｒ５ ： ５ ：
３：６０：６Ｊに補正する。 （５）同第８頁第６行の「電極」を削除する。 （６）同第９行の「白金」の後に「族」を加入す）同行
の「撥水性の」を「例えば反応層」にする。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）耐熱性繊維から成る不織シートにカーボンブラック
、ポリ四弗化エチレンが含浸付着され、さらに白金族金
属又はその酸化物若しくはその両方が含浸付着されて成
る親水部と撥水部を有する反応層に、カーボンブラック
、ポリ四弗化エチレンより成る撥水性のガス拡散層が接
合されて成るガス拡散電極。 ２）耐熱性繊維から成る不織シートにカーボンブラック
、ポリ四弗化エチレン、水、界面活性剤を混合した塗液
を塗布又は含浸付着し、次に加熱して水及び界面活性剤
を除去し、次いでこの反応層素材シートにカーボンブラ
ック、ポリ四弗化エチレンより成るガス拡散層を加熱圧
着し、然る後前記反応層素材シートに白金族化合物溶液
を含浸させ、加熱分解して白金族金属又はその酸化物若
しくはその両方を付着させ反応層を形成することを特徴
とするガス拡散電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60294431A JPH0633490B2 (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | ガス拡散電極とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60294431A JPH0633490B2 (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | ガス拡散電極とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62156285A true JPS62156285A (ja) | 1987-07-11 |
| JPH0633490B2 JPH0633490B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=17807675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60294431A Expired - Lifetime JPH0633490B2 (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | ガス拡散電極とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0633490B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0791974A1 (en) * | 1996-02-28 | 1997-08-27 | Johnson Matthey Public Limited Company | Catalytically active gas diffusion electrodes comprising a nonwoven fibrous structure |
| WO2005043147A1 (ja) * | 2003-10-30 | 2005-05-12 | Riken Keiki Co., Ltd. | 電気化学式ガスセンサ |
| JP2006250694A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Riken Keiki Co Ltd | 酸素検出用電気化学式ガスセンサー |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP60294431A patent/JPH0633490B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0791974A1 (en) * | 1996-02-28 | 1997-08-27 | Johnson Matthey Public Limited Company | Catalytically active gas diffusion electrodes comprising a nonwoven fibrous structure |
| US5865968A (en) * | 1996-02-28 | 1999-02-02 | Johnson Matthey Public Limited Company | Gas diffusion electrodes |
| US6010606A (en) * | 1996-02-28 | 2000-01-04 | Johnson Matthey Public Limited Company | Gas diffusion electrodes |
| AU717536B2 (en) * | 1996-02-28 | 2000-03-30 | Johnson Matthey Public Limited Company | Gas diffusion electrodes |
| EP0942482A3 (en) * | 1996-02-28 | 2000-08-16 | Johnson Matthey Public Limited Company | Use of catalytically active gas diffusion electrodes comprising a nonwoven fibrous structure in a Direct Methanol Fuel Cell |
| WO2005043147A1 (ja) * | 2003-10-30 | 2005-05-12 | Riken Keiki Co., Ltd. | 電気化学式ガスセンサ |
| JP2005134248A (ja) * | 2003-10-30 | 2005-05-26 | Riken Keiki Co Ltd | 電気化学式ガスセンサ |
| JP4507235B2 (ja) * | 2003-10-30 | 2010-07-21 | 理研計器株式会社 | 電気化学式ガスセンサ |
| JP2006250694A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Riken Keiki Co Ltd | 酸素検出用電気化学式ガスセンサー |
| JP4628148B2 (ja) * | 2005-03-10 | 2011-02-09 | 理研計器株式会社 | 酸素検出用電気化学式ガスセンサー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0633490B2 (ja) | 1994-05-02 |
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