JPS6282651A - 燃料電池の電極触媒スラリ−の製造方法 - Google Patents
燃料電池の電極触媒スラリ−の製造方法Info
- Publication number
- JPS6282651A JPS6282651A JP60221176A JP22117685A JPS6282651A JP S6282651 A JPS6282651 A JP S6282651A JP 60221176 A JP60221176 A JP 60221176A JP 22117685 A JP22117685 A JP 22117685A JP S6282651 A JPS6282651 A JP S6282651A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- water
- electrode
- suspension
- hydrophobic polymer
- 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.)
- Pending
Links
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
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8825—Methods for deposition of the catalytic active composition
- H01M4/8828—Coating with slurry or ink
-
- 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
- H01M4/8663—Selection of inactive substances as ingredients for catalytic active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/8668—Binders
-
- 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
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/92—Metals of platinum group
-
- 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
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/92—Metals of platinum group
- H01M4/925—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
- H01M4/926—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、燃料電池の電極触媒層を形成するためのスラ
リーの製造方法に関する。
リーの製造方法に関する。
燃料電池の電極基材上に形成する成極触媒１輪が具備す
べき要件の一つは、′電気化学的反応を促進する触媒と
例えばフッ素樹脂などの疎水性ポリマーとカイ、電極基
材上で制御された状態に分散していることである。即ち
、触媒と疎水性ポリマーが形成する塊りが必要以上に粗
大化することなく、かつ偏在することなく均一に分散し
ていなければならない。この要件を満足するためには、
触媒粒子と疎水性ポリマー粒子のＭ濁液中の分散状態を
注意深く制御することと同時に、電極基材上に触媒層と
して形成せしめるのに充分なスラリー状に凝集するのに
際して、如何に高分散状態を保つかということが重要な
問題きなる。
べき要件の一つは、′電気化学的反応を促進する触媒と
例えばフッ素樹脂などの疎水性ポリマーとカイ、電極基
材上で制御された状態に分散していることである。即ち
、触媒と疎水性ポリマーが形成する塊りが必要以上に粗
大化することなく、かつ偏在することなく均一に分散し
ていなければならない。この要件を満足するためには、
触媒粒子と疎水性ポリマー粒子のＭ濁液中の分散状態を
注意深く制御することと同時に、電極基材上に触媒層と
して形成せしめるのに充分なスラリー状に凝集するのに
際して、如何に高分散状態を保つかということが重要な
問題きなる。
この分散状態を制御する方法としては、従来触媒と疎水
性ポリマーの混合液に超音波を印加して充分に分散した
後、酸、塩基または塩の添加によりＰ）Ｉを調整する方
法、即ら触媒粒子と疎水性ポリマー粒子の表面′ル荷を
調整することにより凝集を生じさせる方法が知られてい
る。しかし、この方法によると、触媒粒子と疎水性ポリ
マー粒子のへテロ分散系における表面′１荷を調整する
のは安定した条件制御が困難で、再現性を得るのが難し
い。また、ＰＨを調整する際に、アルカリ金属。
性ポリマーの混合液に超音波を印加して充分に分散した
後、酸、塩基または塩の添加によりＰ）Ｉを調整する方
法、即ら触媒粒子と疎水性ポリマー粒子の表面′ル荷を
調整することにより凝集を生じさせる方法が知られてい
る。しかし、この方法によると、触媒粒子と疎水性ポリ
マー粒子のへテロ分散系における表面′１荷を調整する
のは安定した条件制御が困難で、再現性を得るのが難し
い。また、ＰＨを調整する際に、アルカリ金属。
アルカリ土類金属の水酸化物を使用した場合、凝集物中
にこれらの金属が残留し電極特性に悪影響を及ぼす可能
性がある。また、ＨＮＯ，、ＨＣｚなとＰＨを下げるた
めに用いる酸は、触媒に用いられる白金など金属の腐食
を促進する。特にＣｔ−は触媒毒となるなどの悪影響を
もたらすという欠点がある。
にこれらの金属が残留し電極特性に悪影響を及ぼす可能
性がある。また、ＨＮＯ，、ＨＣｚなとＰＨを下げるた
めに用いる酸は、触媒に用いられる白金など金属の腐食
を促進する。特にＣｔ−は触媒毒となるなどの悪影響を
もたらすという欠点がある。
これらの問題点に対処するために、従来触媒粒子と疎水
性ポリマー粒子の水系懸濁液に極性溶媒たとえばアルコ
ールを添加し極性溶媒による脱水和効果により疎水性ポ
リマーの分散安定性を低下させ疎水性ポリマーが凝集す
る際に、触媒粒子を取り込ませることにより、疎水性ポ
リマーと触媒のスラリーを得るという方法も取られてい
る。ところがこの方法の場合、触媒粒子を疎水性ポリマ
ー粒子の水系懸濁液に極性溶媒を添加する際に。
性ポリマー粒子の水系懸濁液に極性溶媒たとえばアルコ
ールを添加し極性溶媒による脱水和効果により疎水性ポ
リマーの分散安定性を低下させ疎水性ポリマーが凝集す
る際に、触媒粒子を取り込ませることにより、疎水性ポ
リマーと触媒のスラリーを得るという方法も取られてい
る。ところがこの方法の場合、触媒粒子を疎水性ポリマ
ー粒子の水系懸濁液に極性溶媒を添加する際に。
水系懸濁液と極性溶媒気体の溶解度の差に起因する発泡
が生じ、疎水性ポリマーの凝集物中に気泡が取り込まｎ
２）疎水性ポリマーが液面上に浮き上り、最終凝集物ス
ラリー中の疎水性ポリマーと触媒の比率が触媒が過多な
方に偏り、その比率を制御するのが難しい。また、極性
溶媒と水系懸濁液の比率により凝集の速度が異り、水系
懸濁液への極性溶媒の添加開始初期と添加終期では、疎
水性ポリマーの凝集径が異る。即ち初期は大きく終期で
は小さくなる。このことは、電極基材上に形成される電
極触媒層中の疎水性ポリマー、触媒の塊径の不均一や偏
在を招き、電極特性に悪影響を及ぼす。
が生じ、疎水性ポリマーの凝集物中に気泡が取り込まｎ
２）疎水性ポリマーが液面上に浮き上り、最終凝集物ス
ラリー中の疎水性ポリマーと触媒の比率が触媒が過多な
方に偏り、その比率を制御するのが難しい。また、極性
溶媒と水系懸濁液の比率により凝集の速度が異り、水系
懸濁液への極性溶媒の添加開始初期と添加終期では、疎
水性ポリマーの凝集径が異る。即ち初期は大きく終期で
は小さくなる。このことは、電極基材上に形成される電
極触媒層中の疎水性ポリマー、触媒の塊径の不均一や偏
在を招き、電極特性に悪影響を及ぼす。
本発明は、前述した従来技術の問題点を除去した不純物
の混入のない疎水性ポリマーと触媒の比率の制御が容易
で、疎水性ポリマーと触媒の分散の良好な即ち、良好な
電極特性の電極触媒層を得るスラリーの製造方法を提供
することを目的とする。
の混入のない疎水性ポリマーと触媒の比率の制御が容易
で、疎水性ポリマーと触媒の分散の良好な即ち、良好な
電極特性の電極触媒層を得るスラリーの製造方法を提供
することを目的とする。
本発明は、疎水性ポリマーと触媒の水系懸濁液に極性溶
媒を添加して、触媒層用スラリーを製造するのに際して
、極性溶媒と水とを予め混合脱泡したものを凝集剤とし
て用いることにより、疎水を 性ポリマーと触媒の比率を制御するこδ（急激な脱水和
を抑制して、凝集速度を緩和させ疎水性ポリマーと触媒
の凝集径を小さく、かつ均一に分散させた状態の触媒層
用スラリーを得ることにより、良好な電極特性の触媒層
を得ようとするものである。
媒を添加して、触媒層用スラリーを製造するのに際して
、極性溶媒と水とを予め混合脱泡したものを凝集剤とし
て用いることにより、疎水を 性ポリマーと触媒の比率を制御するこδ（急激な脱水和
を抑制して、凝集速度を緩和させ疎水性ポリマーと触媒
の凝集径を小さく、かつ均一に分散させた状態の触媒層
用スラリーを得ることにより、良好な電極特性の触媒層
を得ようとするものである。
本発明の実施例として、ポリテトラフルオロエチレン分
散液とカーボン担持白金触媒の水系懸濁液１こ、予めイ
ソプロピルアルコールと水を混合脱泡した凝集剤を添加
する。この際、水系懸濁液中の水分の容積を１とすると
凝集剤のイソプロピルアルコールと水の容積比率は２：
１となるように調整した。水系懸濁液を攪拌し、その中
へ徐々に凝集剤を添加した。最終的にイソプロピルアル
コールと水の容積比率は２：２となる。この操作により
、気泡の発生が抑えられ、液面上にポリテトラフルオロ
エチレンの凝集物が浮き上るというこ ｌとなく良好な
分散状態の触媒Ｊｉｉ用のスラリーを得ることができた
つこのスラリーを電極基材上に吸引濾過して沈着させた
後、１００℃で３０分間乾燥し、その後：、３３０℃で
１５分間熱処理することにより触媒層を形成した。この
ようにして得られた電極の酸性電解液での空気極の１６
げにおける特性を第１図に示す、７第１図は電池の電流
密度と電位の関係線図であって、曲線ｌは７本発明によ
る触媒層を備えた電極の特性を示し、また曲線２はイソ
プロピルアルコールのみの凝集液を用いて作製した触媒
層を備えた従来電極の特性を示している。両回線の比較
から本発明を適用した電極の方がすぐれた１能をもって
いることがわかる。
散液とカーボン担持白金触媒の水系懸濁液１こ、予めイ
ソプロピルアルコールと水を混合脱泡した凝集剤を添加
する。この際、水系懸濁液中の水分の容積を１とすると
凝集剤のイソプロピルアルコールと水の容積比率は２：
１となるように調整した。水系懸濁液を攪拌し、その中
へ徐々に凝集剤を添加した。最終的にイソプロピルアル
コールと水の容積比率は２：２となる。この操作により
、気泡の発生が抑えられ、液面上にポリテトラフルオロ
エチレンの凝集物が浮き上るというこ ｌとなく良好な
分散状態の触媒Ｊｉｉ用のスラリーを得ることができた
つこのスラリーを電極基材上に吸引濾過して沈着させた
後、１００℃で３０分間乾燥し、その後：、３３０℃で
１５分間熱処理することにより触媒層を形成した。この
ようにして得られた電極の酸性電解液での空気極の１６
げにおける特性を第１図に示す、７第１図は電池の電流
密度と電位の関係線図であって、曲線ｌは７本発明によ
る触媒層を備えた電極の特性を示し、また曲線２はイソ
プロピルアルコールのみの凝集液を用いて作製した触媒
層を備えた従来電極の特性を示している。両回線の比較
から本発明を適用した電極の方がすぐれた１能をもって
いることがわかる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、金属などの不純物が混入することなく
、疎水性ポリマーと触媒の比率を容易に制御することが
でき、また、疎水性ポリマーと触媒の分散が良好である
ことから、再現性の良好な高性能の電極触媒層が得られ
る。
、疎水性ポリマーと触媒の比率を容易に制御することが
でき、また、疎水性ポリマーと触媒の分散が良好である
ことから、再現性の良好な高性能の電極触媒層が得られ
る。
第１図は本発明の実施例で作成した電極と従来方法で作
成した電極の特性を示した線図である。 ０．１０゜２ ０３ ０．４ 電〕九密度（Ａ／ｃｍ２） 第１図
成した電極の特性を示した線図である。 ０．１０゜２ ０３ ０．４ 電〕九密度（Ａ／ｃｍ２） 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）触媒と疎水性ポリマーの水系懸濁液から触媒と疎水
性ポリマーの凝集物が分散した燃料電池の電極触媒スラ
リーを採取するに当り、前記懸濁液にあらかじめ極性溶
媒と水とを混合した液を凝集剤として添加することを特
徴とする燃料電池の電極触媒スラリーの製造方法。 ２）特許請求の範囲第１項記載の方法において、極性溶
媒としてアルコールを用いることを特徴とする燃料電池
の電極触媒スラリーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60221176A JPS6282651A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 燃料電池の電極触媒スラリ−の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60221176A JPS6282651A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 燃料電池の電極触媒スラリ−の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6282651A true JPS6282651A (ja) | 1987-04-16 |
Family
ID=16762667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60221176A Pending JPS6282651A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 燃料電池の電極触媒スラリ−の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6282651A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011507698A (ja) * | 2007-12-27 | 2011-03-10 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 凝集溶剤を含有する電極インク |
-
1985
- 1985-10-04 JP JP60221176A patent/JPS6282651A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011507698A (ja) * | 2007-12-27 | 2011-03-10 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 凝集溶剤を含有する電極インク |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4043933A (en) | Method of fabricating a fuel cell electrode | |
| US4166143A (en) | Control of the interaction of novel platinum-on-carbon electrocatalysts with fluorinated hydrocarbon resins in the preparation of fuel cell electrodes | |
| US4058482A (en) | Fuel cell electrode | |
| CN112290161B (zh) | 一种超低水分陶瓷涂覆锂离子电池隔膜及其制备方法 | |
| JP5403211B2 (ja) | 触媒インクを用いて燃料電池用の触媒層を形成する製造方法 | |
| JP2690540B2 (ja) | アルカリ金属ポリシリカをゲル化した電解液を有する鉛蓄電池およびその製造方法 | |
| CN108277520B (zh) | 中空立方体氯化亚铜薄膜的制备方法 | |
| JPS6282651A (ja) | 燃料電池の電極触媒スラリ−の製造方法 | |
| US3202611A (en) | Capacitor electrolyte | |
| CN114335704B (zh) | 一种高性能固态电解质浆料的制备方法和应用 | |
| CN114373951A (zh) | 一种高固含量高分散性质子交换膜燃料电池催化剂墨水及其制备方法 | |
| US3352719A (en) | Method of making silver catalyzed fuel cell electrode | |
| JPH06316784A (ja) | カーボンブラックとｐｔｆｅの均一混合粉末の製造方法 | |
| JPH0636771A (ja) | ガス拡散電極及びその製造法 | |
| CN115403300B (zh) | 一种改性纳米稳泡剂及其应用 | |
| CN113113574B (zh) | 一种石墨烯改性硅碳负极材料的制备方法 | |
| JPH0613085A (ja) | 燃料電池用電極触媒層の製造方法 | |
| CN116900327A (zh) | 一种微米级片状银粉的制备方法 | |
| JPS62240333A (ja) | ポリテトラフルオロエチレンの多孔性シ−トの製造方法 | |
| CN117810467A (zh) | 一种氢燃料电池膜电极喷涂浆料的制备方法 | |
| JPH0563910B2 (ja) | ||
| CN115888697A (zh) | 一种超声波辅助的鼓泡还原法制备铂碳催化剂的方法 | |
| JPH0563912B2 (ja) | ||
| JP2558316B2 (ja) | シート状電極及びその製造方法 | |
| JPH04274166A (ja) | 電極の作製方法 |