JPS6231789B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6231789B2 JPS6231789B2 JP54173458A JP17345879A JPS6231789B2 JP S6231789 B2 JPS6231789 B2 JP S6231789B2 JP 54173458 A JP54173458 A JP 54173458A JP 17345879 A JP17345879 A JP 17345879A JP S6231789 B2 JPS6231789 B2 JP S6231789B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- graphite
- diffusion layer
- gas diffusion
- layer
- fuel cell
- 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.)
- Expired
Links
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 26
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 25
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 21
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 5
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N potassium dichromate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- VKJKEPKFPUWCAS-UHFFFAOYSA-M potassium chlorate Chemical compound [K+].[O-]Cl(=O)=O VKJKEPKFPUWCAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は燃料電池用ガス拡散電極に関するもの
である。
である。
一般にガス拡散電極は触媒層と拡散層の二重層
に構成され、この拡散層として黒鉛粉末を弗素樹
脂で結着した多孔質体や弗素樹脂ペーパーが用い
られている。
に構成され、この拡散層として黒鉛粉末を弗素樹
脂で結着した多孔質体や弗素樹脂ペーパーが用い
られている。
しかしマトリツクス型燃料電池においては、セ
ル間にガス分離板を介挿して陰陽の各ガス拡散電
極背面に夫々のガス供給空間を形成すると共に、
このガス分離板がこれら拡散電極間の接続集電体
を構成しているので、前記弗素樹脂ペーパーから
なる拡散層は、ガス分離板との間を絶縁するため
使用不能であり、又黒鉛粉末を結着した多孔質体
は、結着のため弗素樹脂量が多くなつて本来黒鉛
の有している導電性が損なわれるという問題があ
つた。
ル間にガス分離板を介挿して陰陽の各ガス拡散電
極背面に夫々のガス供給空間を形成すると共に、
このガス分離板がこれら拡散電極間の接続集電体
を構成しているので、前記弗素樹脂ペーパーから
なる拡散層は、ガス分離板との間を絶縁するため
使用不能であり、又黒鉛粉末を結着した多孔質体
は、結着のため弗素樹脂量が多くなつて本来黒鉛
の有している導電性が損なわれるという問題があ
つた。
本発明はガス拡散電極における拡散層の構成材
として、特殊処理を施した黒鉛即ち黒鉛結晶構造
の層間を拡張処理してなる膨張黒鉛を用いること
により、結着剤を用いることなく成型可能で導電
性の良好な拡散層を得るものである。
として、特殊処理を施した黒鉛即ち黒鉛結晶構造
の層間を拡張処理してなる膨張黒鉛を用いること
により、結着剤を用いることなく成型可能で導電
性の良好な拡散層を得るものである。
こゝに云う膨張黒鉛は、次の如き処理を施して
得られるものである。
得られるものである。
黒鉛は第１図に示すように六方晶系の六角板状
扁平な結晶で、六炭素環が連なつてつくる層状構
造をもつ。この黒鉛を例えば濃硫酸と濃硝酸の混
酸及び塩素酸カリウム、重クロム酸カリウム、過
マンガン酸カリウム等の強力な酸化剤を併用して
湿式酸化し、この湿式酸化した黒鉛を900℃以上
の高温で急速加熱すると、黒鉛の結晶構造におけ
る前記層間がＣ軸方向に50〜1000倍に膨張する。
扁平な結晶で、六炭素環が連なつてつくる層状構
造をもつ。この黒鉛を例えば濃硫酸と濃硝酸の混
酸及び塩素酸カリウム、重クロム酸カリウム、過
マンガン酸カリウム等の強力な酸化剤を併用して
湿式酸化し、この湿式酸化した黒鉛を900℃以上
の高温で急速加熱すると、黒鉛の結晶構造におけ
る前記層間がＣ軸方向に50〜1000倍に膨張する。
このような処理を施した膨張黒鉛は、熱的化学
的に安定で導電性潤滑性に富んだ多孔質粒子を構
成し、且特性上加圧成型性が極めて良好で、弗素
樹脂などの結着剤を全く必要とせず、加圧成型後
の導電性は黒鉛固有の値に近い値を示す。
的に安定で導電性潤滑性に富んだ多孔質粒子を構
成し、且特性上加圧成型性が極めて良好で、弗素
樹脂などの結着剤を全く必要とせず、加圧成型後
の導電性は黒鉛固有の値に近い値を示す。
またこの粉末材を加圧成型した板体は、多孔度
が小さくなる傾向をもつが、この粉末材に加圧成
型後除去される孔形成剤を予め混合することによ
り、多孔度の調整は可能である。
が小さくなる傾向をもつが、この粉末材に加圧成
型後除去される孔形成剤を予め混合することによ
り、多孔度の調整は可能である。
拡散層は、前記膨張黒鉛に孔形成材として炭酸
水素アンモニウム（NH4HCO3）を重量比で約25
％混合し、一方触媒層は、白金黒を付着した黒鉛
に結着剤として弗素樹脂を混合し、これら各層を
粉末状態で二層に充填して100Kg〜4ton／cm2の圧
力で加圧成型し、熱処理を行う。この熱処理によ
り、炭酸水素アンモニウムは100℃以下で分解し
て拡散層を所定の孔性度にすると共に、弗素樹脂
は約300℃前後で結着し、触媒層―拡散層の二層
構造の電極を得る。
水素アンモニウム（NH4HCO3）を重量比で約25
％混合し、一方触媒層は、白金黒を付着した黒鉛
に結着剤として弗素樹脂を混合し、これら各層を
粉末状態で二層に充填して100Kg〜4ton／cm2の圧
力で加圧成型し、熱処理を行う。この熱処理によ
り、炭酸水素アンモニウムは100℃以下で分解し
て拡散層を所定の孔性度にすると共に、弗素樹脂
は約300℃前後で結着し、触媒層―拡散層の二層
構造の電極を得る。
第２図はマトリツクス型燃料電池の要部断面図
を示し、Ｎ，Ｐは触媒層１と拡散層２とよりなる
陰陽のガス拡散電極、Ｅは燐酸電解液を保持する
マトリツクス、Ｓは水素及び酸素の各供給空間
３，４を形成したカーボン製のガス分離板であ
る。
を示し、Ｎ，Ｐは触媒層１と拡散層２とよりなる
陰陽のガス拡散電極、Ｅは燐酸電解液を保持する
マトリツクス、Ｓは水素及び酸素の各供給空間
３，４を形成したカーボン製のガス分離板であ
る。
第３図は前記燃料電池の放電特性図を示し、
は本発明によるガス拡散電極を用いた場合、は
拡散層が黒鉛結着体である従来のガス拡散電極を
用いた場合である。
は本発明によるガス拡散電極を用いた場合、は
拡散層が黒鉛結着体である従来のガス拡散電極を
用いた場合である。
上述の如く本発明によれば、触媒層を担持する
拡散層の構成体として、黒鉛の代りに層間拡張処
理を施した膨張黒鉛を用いることにより、結着剤
なしで単に加圧するだけで成型可能となり、従つ
て黒鉛本来の導電性を損うことがないので、内部
抵抗の低いガス拡散電極となり、電池性能の向上
が達成される。
拡散層の構成体として、黒鉛の代りに層間拡張処
理を施した膨張黒鉛を用いることにより、結着剤
なしで単に加圧するだけで成型可能となり、従つ
て黒鉛本来の導電性を損うことがないので、内部
抵抗の低いガス拡散電極となり、電池性能の向上
が達成される。
第１図は本発明を説明するための黒鉛の結晶構
造図、第２図は本発明電極を備えるマトリツクス
型燃料電池の要部断面図、第３図は同上電池の放
電特性比較図である。 Ｎ，Ｐ……陰・陽のガス拡散電極、１……触媒
層、２……拡散層、Ｅ……マトリツクス、Ｓ……
ガス分離板、３，４……水素及び酸素の各供給空
間。
造図、第２図は本発明電極を備えるマトリツクス
型燃料電池の要部断面図、第３図は同上電池の放
電特性比較図である。 Ｎ，Ｐ……陰・陽のガス拡散電極、１……触媒
層、２……拡散層、Ｅ……マトリツクス、Ｓ……
ガス分離板、３，４……水素及び酸素の各供給空
間。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 触媒層を担持する拡散層が、黒鉛結晶構造の
層間を拡張してなる膨張黒鉛の加圧成型体により
構成されていることを特徴とする燃料電池のガス
拡散電極。 ２ 前記膨張黒鉛には、前記拡散層の加圧成型後
除去される孔形成剤が予め添加されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料電池
のガス拡散電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17345879A JPS5693265A (en) | 1979-12-26 | 1979-12-26 | Gas difusion electrode for fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17345879A JPS5693265A (en) | 1979-12-26 | 1979-12-26 | Gas difusion electrode for fuel cell |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5693265A JPS5693265A (en) | 1981-07-28 |
| JPS6231789B2 true JPS6231789B2 (ja) | 1987-07-10 |
Family
ID=15960842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17345879A Granted JPS5693265A (en) | 1979-12-26 | 1979-12-26 | Gas difusion electrode for fuel cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5693265A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2350925A1 (en) * | 1998-11-16 | 2000-05-25 | Takeji Nakae | Porous conductive sheet and method for producing the same |
| WO2001054218A2 (en) * | 2000-01-19 | 2001-07-26 | Manhattan Scientifics, Inc. | Fuel cell stack with cooling fins and use of expanded graphite in fuel cells |
| US6521369B1 (en) * | 2000-11-16 | 2003-02-18 | Graftech Inc. | Flooding-reducing fuel cell electrode |
| JP6578611B2 (ja) * | 2013-11-25 | 2019-09-25 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | 空気電池用正極及びこの正極を用いた空気電池 |
| US10119932B2 (en) * | 2014-05-28 | 2018-11-06 | Honeywell International Inc. | Electrochemical gas sensor |
| JP2017048094A (ja) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | パナソニック株式会社 | 炭素系材料、並びにそれを備える電極及び微生物燃料電池 |
-
1979
- 1979-12-26 JP JP17345879A patent/JPS5693265A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5693265A (en) | 1981-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3615831A (en) | Lead oxide-sulfuric acid battery having a positive electrode comprising a titaniummolybdenum-zirconium alloy grid | |
| JP3446254B2 (ja) | 燃料電池およびその製造方法 | |
| US3300343A (en) | Fuel cell including electrodes having two dissimilar surfaces | |
| JPS6231789B2 (ja) | ||
| JPS648431B2 (ja) | ||
| US3306780A (en) | Sintered nickel-carbon gas diffusion electrode for fuel cells | |
| CN107069046A (zh) | 一种金属空气电池阴极及其制备方法、金属空气电池 | |
| JPH0551150B2 (ja) | ||
| US3926678A (en) | Method of manufacturing fuel cell electrodes | |
| JPS6144369Y2 (ja) | ||
| JPS6322025B2 (ja) | ||
| JPS59169074A (ja) | 熱電池用素電池 | |
| JPS5942949B2 (ja) | ニツケル電極 | |
| JPH05170528A (ja) | ランタンクロマイトの焼結方法 | |
| JPH01122562A (ja) | 熱電池用負極の製造法 | |
| JPS58142764A (ja) | ガス拡散型空気極の製造法 | |
| JPS60136176A (ja) | 燃料電池 | |
| JP2792174B2 (ja) | 燐酸型燃料電池の電極触媒層 | |
| JPS6240822B2 (ja) | ||
| JP2753046B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JPS60154467A (ja) | 溶融塩燃料電池用燃料極の製造法 | |
| JPH0550104B2 (ja) | ||
| JP2718017B2 (ja) | カルシウムドープランタンクロマイト粉末の製造方法、カルシウムドープランタン粉末、その焼結体及び固体電解質型燃料電池 | |
| JPS6114636B2 (ja) | ||
| JPS58197684A (ja) | 空気〜亜鉛電池 |