JPS62232861A - 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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- JPS62232861A JPS62232861A JP61075237A JP7523786A JPS62232861A JP S62232861 A JPS62232861 A JP S62232861A JP 61075237 A JP61075237 A JP 61075237A JP 7523786 A JP7523786 A JP 7523786A JP S62232861 A JPS62232861 A JP S62232861A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- 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
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、
めっき用陽極等に用いるガス拡散電極及びその製造方法
に関する。
めっき用陽極等に用いるガス拡散電極及びその製造方法
に関する。
（従来の技術）
従来、ガス拡散電極として、白金、親水性カーボンブラ
ック、撥水性カーボンブラック、ポリ四弗化エチレンよ
り成る親水性の反応層に、撥水性カーボンブラック、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。
ック、撥水性カーボンブラック、ポリ四弗化エチレンよ
り成る親水性の反応層に、撥水性カーボンブラック、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
により生成ガス或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
により生成ガス或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、亀裂がはい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。
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、亀裂がはい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。
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、
親水性カーボンブラック、撥水性カーボンブラック、ポ
リ四弗化エチレンから成るシート状の反応層又はそれの
親水性カーボンブラックに触媒金属又はその酸化物若し
くはその両方が付着された反応層と、耐熱性繊維から成
る不織シートに撥水性カーボンブラック、ポリ四弗化エ
チレンが付着されたガス拡散層とが接合されて成るもの
である。
親水性カーボンブラック、撥水性カーボンブラック、ポ
リ四弗化エチレンから成るシート状の反応層又はそれの
親水性カーボンブラックに触媒金属又はその酸化物若し
くはその両方が付着された反応層と、耐熱性繊維から成
る不織シートに撥水性カーボンブラック、ポリ四弗化エ
チレンが付着されたガス拡散層と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、耐熱性繊維から成る不織シートに撥水性カーボンブ
ラックとポリ四弗化エチレンと水及び界面活性剤又は溶
媒とを混合した混合液を塗布又は含浸付着し、次にこの
不織シートを加熱して水及び界面活性剤又は溶媒を除去
してガス拡散層を作り、次いでこのガス拡散層に親水性
カーボンブラックとｔｏ水性カーボンブラックとポリ四
弗化エチレンとより成る反応層素材シートを加熱圧着し
、次に反応層素材シートに触媒金属化合物溶液を含浸さ
せ、次いで加熱分解して触媒金属又はその酸化物若しく
はその両方を反応層素材シート中の親水性カーボンブラ
ックに付着させ反応層を作ることを特徴とするものであ
る。
は、耐熱性繊維から成る不織シートに撥水性カーボンブ
ラックとポリ四弗化エチレンと水及び界面活性剤又は溶
媒とを混合した混合液を塗布又は含浸付着し、次にこの
不織シートを加熱して水及び界面活性剤又は溶媒を除去
してガス拡散層を作り、次いでこのガス拡散層に親水性
カーボンブラックとｔｏ水性カーボンブラックとポリ四
弗化エチレンとより成る反応層素材シートを加熱圧着し
、次に反応層素材シートに触媒金属化合物溶液を含浸さ
せ、次いで加熱分解して触媒金属又はその酸化物若しく
はその両方を反応層素材シート中の親水性カーボンブラ
ックに付着させ反応層を作ることを特徴とするものであ
る。
本発明において、耐熱性繊維とは、カーボン繊維、Ｎ
ｓ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繊維等を云う。
ｓ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繊維等を云う。
（作用）
上記の如く構成された本発明のガス拡散電極は、ガス拡
散層に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（て、反りにくく且つ撓みにくい。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、ガス拡散層には亀裂が決して入ることが
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なく、７Ｇ水性を維持できる。
散層に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（て、反りにくく且つ撓みにくい。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、ガス拡散層には亀裂が決して入ることが
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なく、７Ｇ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。
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１００龍、
長さ１００龍、厚さ０．１５ｍｍの親木部及び撥水部を
有する反応Ｎ２に、幅１２０龍、長さ１２０＋＋ｎ、厚
さＱ、３ｍｍのｔ８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、平均粒
径４５０人の親水性カーボンブラックと平均粒径４２０
人の１８水性カーボンブラツクと平均粒径０．３μのポ
リ四弗化エチレン粉末とを５：５：３の割合で混合され
、さらに触媒として白金が前記親水性カーボンブラック
、ａ水性カーボンブランク、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親水性カーボンブラ
ックに付着されて成るものである。また前記ガス拡散層
３は、７μの繊維から成る厚さ２８０μのカーボンベー
パーの不織シート４に、平均粒径４２０人の１８水性カ
ーボンブラツクと平均粒径０．３μのポリ四弗化エチレ
ン粉末とを７：３の割合で混合されて付着されて成るも
のである。
長さ１００龍、厚さ０．１５ｍｍの親木部及び撥水部を
有する反応Ｎ２に、幅１２０龍、長さ１２０＋＋ｎ、厚
さＱ、３ｍｍのｔ８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、平均粒
径４５０人の親水性カーボンブラックと平均粒径４２０
人の１８水性カーボンブラツクと平均粒径０．３μのポ
リ四弗化エチレン粉末とを５：５：３の割合で混合され
、さらに触媒として白金が前記親水性カーボンブラック
、ａ水性カーボンブランク、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親水性カーボンブラ
ックに付着されて成るものである。また前記ガス拡散層
３は、７μの繊維から成る厚さ２８０μのカーボンベー
パーの不織シート４に、平均粒径４２０人の１８水性カ
ーボンブラツクと平均粒径０．３μのポリ四弗化エチレ
ン粉末とを７：３の割合で混合されて付着されて成るも
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關、長さ３００龍、厚さ０．３鰭のカーボンペーパ
ーの不織シート４に、平均粒径４２０人の撥水性カーボ
ンブラックと平均粒径０．３μのポリ四弗化エチレン粉
末と水及び界面活性剤として非イオンのトリトンを１：
１：２０：２の割合で混合した混合液を塗布し、次に乾
燥し、２８０℃で３時間加熱してトリトンを除去し、第
２図すに示すガス拡散層３を得た。次いでこのガス拡散
層３に、第２図Ｃに示す如く平均粒径４５０人の親水性
カーボンブラックと平均粒径４２０人の撥水性カーボン
ブラックと平均粒径３μのポリ四弗化エチレン粉末とを
５＝５：３の割合で混合し、それにソルベントナフサを
１：１．８の比率で混合し成形した後加熱してソルベン
トナフサを除去した幅１００鶴、長さＬｏｏｍｍ、厚さ
０．１５鶴の反応層素材シート５を３８０℃、６００
ｋｇ ／ ｃＡで３秒間加熱圧着した。
する。先ず第２図ａに示す如く７μの繊維から成る幅１
５０關、長さ３００龍、厚さ０．３鰭のカーボンペーパ
ーの不織シート４に、平均粒径４２０人の撥水性カーボ
ンブラックと平均粒径０．３μのポリ四弗化エチレン粉
末と水及び界面活性剤として非イオンのトリトンを１：
１：２０：２の割合で混合した混合液を塗布し、次に乾
燥し、２８０℃で３時間加熱してトリトンを除去し、第
２図すに示すガス拡散層３を得た。次いでこのガス拡散
層３に、第２図Ｃに示す如く平均粒径４５０人の親水性
カーボンブラックと平均粒径４２０人の撥水性カーボン
ブラックと平均粒径３μのポリ四弗化エチレン粉末とを
５＝５：３の割合で混合し、それにソルベントナフサを
１：１．８の比率で混合し成形した後加熱してソルベン
トナフサを除去した幅１００鶴、長さＬｏｏｍｍ、厚さ
０．１５鶴の反応層素材シート５を３８０℃、６００
ｋｇ ／ ｃＡで３秒間加熱圧着した。
次にこのガス拡散層３に加熱圧着した反応層素材シート
５に、塩化白金酸溶液を塗布含浸させ、次いで２００℃
に加熱して白金化合物を分解し、水素中、２００℃で還
元し、白金を０．５６■／ｃ１１親水性カーボンブラツ
クに付着させ、第２図ｄに示す如く反応層２を形成し、
ガス拡散電極ｌを作った。
５に、塩化白金酸溶液を塗布含浸させ、次いで２００℃
に加熱して白金化合物を分解し、水素中、２００℃で還
元し、白金を０．５６■／ｃ１１親水性カーボンブラツ
クに付着させ、第２図ｄに示す如く反応層２を形成し、
ガス拡散電極ｌを作った。
こうして作った実施例のガス拡散電極１は、ガス拡散層
３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には決して亀裂が入らないので、
燃料電池等に使用した場合、電解液がガス拡散層を通過
することがなく、１Ω水性を維持できる。
３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には決して亀裂が入らないので、
燃料電池等に使用した場合、電解液がガス拡散層を通過
することがなく、１Ω水性を維持できる。
また前記ガス拡散Ｎ３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、気孔率が６７％と高い
ので、ガスの拡散透過が十分に行われる。
ト４が芯材として入っている為、気孔率が６７％と高い
ので、ガスの拡散透過が十分に行われる。
尚、上記実施例ではガス拡散Ｎ３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、Ｓ
ｉＣ繊維であっても良く、これらと混合したものでも良
い。
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、Ｓ
ｉＣ繊維であっても良く、これらと混合したものでも良
い。
また上記実施例では、耐熱性繊維から成る不織シート４
に、塗布する混合液が撥水性カーボンブラックとポリ四
弗化エチレンと水及び界面活性剤とより成るが、水及び
界面活性剤をソルベントナフサ等の有機性の溶媒に代え
ても良いものである。
に、塗布する混合液が撥水性カーボンブラックとポリ四
弗化エチレンと水及び界面活性剤とより成るが、水及び
界面活性剤をソルベントナフサ等の有機性の溶媒に代え
ても良いものである。
さらに上記実施例では、触媒金属に白金を用いたが、Ａ
ｕ ％ Ａ ｇ ｓ Ｎ ｔ ％ Ｆ ｅ −、Ｃｏ
や白金属金属等の触媒能のあるものであればどんな金属
でもよいものである。
ｕ ％ Ａ ｇ ｓ Ｎ ｔ ％ Ｆ ｅ −、Ｃｏ
や白金属金属等の触媒能のあるものであればどんな金属
でもよいものである。
（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、ガス
拡散層に不織シートの芯材が入っている為、強度が高く
て、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。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ｔ８水性を維持できる。またガス拡散層に前
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、ガスの拡散透過が十分に行われる。
拡散層に不織シートの芯材が入っている為、強度が高く
て、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。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ｔ８水性を維持できる。またガス拡散層に前
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、ガスの拡散透過が十分に行われる。
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である。 出願人 田中貴金属工業株式会社 木尾 哲 古層 長−
、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である。 出願人 田中貴金属工業株式会社 木尾 哲 古層 長−
Claims (3)
- （１）親水性カーボンブラック、撥水性カーボンブラッ
ク、ポリ四弗化エチレンから成るシート状の反応層と、
耐熱性繊維から成る不織シートに撥水性カーボンブラッ
ク、ポリ四弗化エチレンが付着されたガス拡散層とが接
合されて成るガス拡散電極。 - （２）前記反応層の親水性カーボンブランクに触媒金属
又はその酸化物若しくはその両方が付着されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のガス拡散電極
。 - （３）耐熱性繊維から成る不織シートに撥水性カーボン
ブラックとポリ四弗化エチレンと水及び界面活性剤又は
溶媒を混合した混合液を塗布又は含浸付着し、次にこの
不織シートを加熱して水及び界面活性剤又は溶媒を除去
してガス拡散層を作り、次いでこのガス拡散層に、親水
性カーボンブラックと撥水性カーボンブラックとポリ四
弗化エチレンとより成る反応層素材シートを加熱圧着し
、次に反応層素材シートに触媒金属化合物溶液を含浸さ
せ、次いで加熱分解して触媒金属又はその酸化物若しく
はその両方を反応層素材シート中の親水性カーボンブラ
ックに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 |
|---|---|---|---|
| JP61075237A JPS62232861A (ja) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | ガス拡散電極とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61075237A JPS62232861A (ja) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | ガス拡散電極とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62232861A true JPS62232861A (ja) | 1987-10-13 |
Family
ID=13570409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61075237A Pending JPS62232861A (ja) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | ガス拡散電極とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62232861A (ja) |
Cited By (4)
| 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 |
| JP2006278092A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Kankyo Kagaku Kenkyusho:Kk | メカニカルチャージバッテリー |
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