JPS63143751A - 燃料電池用正極ガス拡散電極の製造方法 - Google Patents
燃料電池用正極ガス拡散電極の製造方法Info
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- JPS63143751A JPS63143751A JP61288682A JP28868286A JPS63143751A JP S63143751 A JPS63143751 A JP S63143751A JP 61288682 A JP61288682 A JP 61288682A JP 28868286 A JP28868286 A JP 28868286A JP S63143751 A JPS63143751 A JP S63143751A
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- positive electrode
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- 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
- H01M4/8867—Vapour deposition
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- 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
-
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- 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
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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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、燃料電池の製造方法に関し、特に正極多孔質
ノー素基体の撥水性を強化し長時間高い性能を維持する
燃料電池の正極ガス拡散ｆｕ極の製造方法に関する。
ノー素基体の撥水性を強化し長時間高い性能を維持する
燃料電池の正極ガス拡散ｆｕ極の製造方法に関する。
（従来の技術）
従来燃料電池の素電池は’／ＩＦＪ ＪｊＺリン酸など
からなる電解質を含有する耐薬品性、耐熱性、耐酸化性
にすぐれた含浸層からなる電解質層を中間にして正極と
なる多孔質炭素板と負極となる多孔質素板とが相対向し
て密着一体化されて構成され、水素を主成分とする燃料
ガスが負極活物質、酸素を主成分とする空気等の酸化剤
ガスが正極活物質として用いられている。このような素
電池のＡρ電力は高くても１ｖ程度であり実用発電装置
を構成するには数十、数百の：＠組電池積層化すること
が必要である。
からなる電解質を含有する耐薬品性、耐熱性、耐酸化性
にすぐれた含浸層からなる電解質層を中間にして正極と
なる多孔質炭素板と負極となる多孔質素板とが相対向し
て密着一体化されて構成され、水素を主成分とする燃料
ガスが負極活物質、酸素を主成分とする空気等の酸化剤
ガスが正極活物質として用いられている。このような素
電池のＡρ電力は高くても１ｖ程度であり実用発電装置
を構成するには数十、数百の：＠組電池積層化すること
が必要である。
素電池を積層するに当っては各素電池と素電池の間に高
密度の導電性炭素板を介在させている。
密度の導電性炭素板を介在させている。
この炭素板は素電池を構成する電極のｎ造により異なっ
ている。例えば正極、負極とも平滑な電極よりなる場合
には、上面と下面に夫々異なる方向の燃料ガス、酸化剤
ガス流通路を設けた炭素板を使用し、正極５負極ともに
ガス流通路を有する電極を用いる場合には上下面ともに
平滑な炭素板を用いる。又正極に平滑電極、負極にガス
流通路を有する電極を用いる場合には正極に接する側に
ガス流通路の溝を設け、負極に接する側は平滑にした所
謂、片面溝付炭素板を使用している。
ている。例えば正極、負極とも平滑な電極よりなる場合
には、上面と下面に夫々異なる方向の燃料ガス、酸化剤
ガス流通路を設けた炭素板を使用し、正極５負極ともに
ガス流通路を有する電極を用いる場合には上下面ともに
平滑な炭素板を用いる。又正極に平滑電極、負極にガス
流通路を有する電極を用いる場合には正極に接する側に
ガス流通路の溝を設け、負極に接する側は平滑にした所
謂、片面溝付炭素板を使用している。
前記の如き燃料電池において、長期に亘り高い性能を維
持するためには、燃料ガス、酸化剤ガス等の反応ガスや
水素イオンを電極反応面に十分に供給することと、反応
生成物たる水を電極反応面から迅速に除去することが必
要である。
持するためには、燃料ガス、酸化剤ガス等の反応ガスや
水素イオンを電極反応面に十分に供給することと、反応
生成物たる水を電極反応面から迅速に除去することが必
要である。
（発明が解決しようとする問題点）
そこで、多孔質炭素電極基体においては、電解質の経済
的ぬれの進行による反応ガスの供給不足を生じさせぬ様
にすること、また、反応生成物（０２０）が、基体空隙
中に蓄積され同様に反応ガスの供給不足を生じさせぬ様
にすること１等が必要な条件である。この様な条件を満
たすために、多孔質炭素電極基体の撥水性を高めること
を目的に、フッ素系樹脂の微粒子を含浸する方法、フッ
素ガスをＷＬ接反応させろ方法等種々考案され、また実
用セルに用いられているが、これらの方法は、経時的に
みると（撥水粒子の）電極基体からの脱落。
的ぬれの進行による反応ガスの供給不足を生じさせぬ様
にすること、また、反応生成物（０２０）が、基体空隙
中に蓄積され同様に反応ガスの供給不足を生じさせぬ様
にすること１等が必要な条件である。この様な条件を満
たすために、多孔質炭素電極基体の撥水性を高めること
を目的に、フッ素系樹脂の微粒子を含浸する方法、フッ
素ガスをＷＬ接反応させろ方法等種々考案され、また実
用セルに用いられているが、これらの方法は、経時的に
みると（撥水粒子の）電極基体からの脱落。
液相中への溶解等が生じ、長時間に亘る撥水効果の維持
を、困難にするものであった。
を、困難にするものであった。
かくして、本発明の目的は、正極多孔質炭素基体の撥水
性を強化し、長期間に亘って高い性能を維持することが
できる有効な燃料電池の正極ガス拡散電極の製造方法を
提供することである。
性を強化し、長期間に亘って高い性能を維持することが
できる有効な燃料電池の正極ガス拡散電極の製造方法を
提供することである。
（問題点を解決するための手段とその作用）本発明に係
る製造方法は、正極ガス拡散電極を製造するに際し、多
孔質炭素基体の表面に、ＣＶＤ法により、撥水性を有す
る官能基（３ルキル基フエニル基等）を蒸着させ、正極
多孔質炭素基体の電解液および生成水に対する撥水性を
強化し、長時間の起電反応により、正極のガス拡散能が
減少することを防止することにより、高い電圧を維持す
る燃料電池の正極ガス拡散電極の製造方法を提供できる
。
る製造方法は、正極ガス拡散電極を製造するに際し、多
孔質炭素基体の表面に、ＣＶＤ法により、撥水性を有す
る官能基（３ルキル基フエニル基等）を蒸着させ、正極
多孔質炭素基体の電解液および生成水に対する撥水性を
強化し、長時間の起電反応により、正極のガス拡散能が
減少することを防止することにより、高い電圧を維持す
る燃料電池の正極ガス拡散電極の製造方法を提供できる
。
（実施例）
以下本発明を一実施例に基づいて説明する。第１図に、
本発明に用いたＣＶＤ法による蒸着装置の基本的な構成
図を示す。１は本実施例に用いた雰囲気炉を示し、正極
多孔質−炭素基体を載せる試料棚３と、蒸気発生源であ
る５はそれぞれ温度コントロールが別々に可能であるこ
とが望ましい。
本発明に用いたＣＶＤ法による蒸着装置の基本的な構成
図を示す。１は本実施例に用いた雰囲気炉を示し、正極
多孔質−炭素基体を載せる試料棚３と、蒸気発生源であ
る５はそれぞれ温度コントロールが別々に可能であるこ
とが望ましい。
２は雰囲気ガス（キャリアガス）の流出口を示し、６は
、雰囲気ガス（キャリアガス）の流入口を示す。
、雰囲気ガス（キャリアガス）の流入口を示す。
４は雰囲気ガス（キャリアガス）を炉内に均一に循環さ
せるための小孔を示す。
せるための小孔を示す。
本実施例では、蒸気発生源を、ポリエチレングリコール
（）１０ （ＣＨ２Ｃｌ、 Ｏ） ｎＣＨ２ＣＢＩ Ｏ
Ｈ）を使用したため、その分解温度１８０℃以上である
。２５０℃を発生源５の温度とした。また多孔質炭素基
体を載せる試料棚３は、２５０℃〜３００℃に保持した
。雰囲気ガス（キャリアガス）は、Ｎ２を使用し流入口
６から。
（）１０ （ＣＨ２Ｃｌ、 Ｏ） ｎＣＨ２ＣＢＩ Ｏ
Ｈ）を使用したため、その分解温度１８０℃以上である
。２５０℃を発生源５の温度とした。また多孔質炭素基
体を載せる試料棚３は、２５０℃〜３００℃に保持した
。雰囲気ガス（キャリアガス）は、Ｎ２を使用し流入口
６から。
炉内に毎分２０ Ｑ ／ ｌｌｌ１ｎで予備加熱を行な
って流入した。蒸着時間は３時間程度としたが、炉の形
状により変わってくる。第１図に示したＣＶＤ法により
正極多孔質炭素基体の撥水性を強化した正極を用いて、
燃料電池を製作し、以下の条件で連続起電試験を なっ
た。
って流入した。蒸着時間は３時間程度としたが、炉の形
状により変わってくる。第１図に示したＣＶＤ法により
正極多孔質炭素基体の撥水性を強化した正極を用いて、
燃料電池を製作し、以下の条件で連続起電試験を なっ
た。
〔常圧、２０５℃、 ２２０ｍＡ ／ ａｌ Ｕ Ａ
＝ Ｕ Ｆ ＝ ４０％〕第２図に連続起電試験の結
果を実線で示し従来例との比較として、ＰＴＦＥ粒子の
含浸法により、 ゛撥水性を強化した正極を用いた
燃料電池の連続起電試験結果を点線で示した。
＝ Ｕ Ｆ ＝ ４０％〕第２図に連続起電試験の結
果を実線で示し従来例との比較として、ＰＴＦＥ粒子の
含浸法により、 ゛撥水性を強化した正極を用いた
燃料電池の連続起電試験結果を点線で示した。
この様に本発明に係る製造方法によれば、正極多孔質炭
素基体の表面にＣＶＤ法により、撥水性を有する官能基
（３ルキル基・フェニル基）を蒸着させることにより、
正極多孔質基体が電解質および生成水によるぬれが強い
撥水性により防止され、また、この効果が燃料電池１作
動条件において。
素基体の表面にＣＶＤ法により、撥水性を有する官能基
（３ルキル基・フェニル基）を蒸着させることにより、
正極多孔質基体が電解質および生成水によるぬれが強い
撥水性により防止され、また、この効果が燃料電池１作
動条件において。
長１期に亘り安定である長所を有するものである。
第１図は本発明によるＣＶＤ方法を用いた官能基の蒸着
法を示す基本図、第２図は本発明の正極を用いた燃料電
池の特性図である。 １・・・雰囲気炉、 ２・・・雰囲気ガス（キャリアガス）流出口、３・・・
試料棚、 ４・・・小孔、５・・・蒸気発生
源、 ６・・・雰囲気ガス（キャリアガス）流入口。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 三俣弘文 第１図 １私峙閘（ん） 第２図
法を示す基本図、第２図は本発明の正極を用いた燃料電
池の特性図である。 １・・・雰囲気炉、 ２・・・雰囲気ガス（キャリアガス）流出口、３・・・
試料棚、 ４・・・小孔、５・・・蒸気発生
源、 ６・・・雰囲気ガス（キャリアガス）流入口。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 三俣弘文 第１図 １私峙閘（ん） 第２図
Claims (1)
- 多孔質炭素基体を有する負極及び正極とからなる一対の
ガス拡散電極と、リン酸電解質を有し、水素を主成分と
する燃料ガスを負極活物質、酸素を主成分とする酸化剤
ガスを正極活物質とする燃料電池の製造方法において、
正極多孔質炭素基体の表面に、ＣＶＤ（ケミカルベーパ
ーディポジィション）法により撥水性を有する官能基を
蒸着させて正極ガス電極を形成することを特徴とする燃
料電池用ガス拡散電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61288682A JPS63143751A (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 燃料電池用正極ガス拡散電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61288682A JPS63143751A (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 燃料電池用正極ガス拡散電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63143751A true JPS63143751A (ja) | 1988-06-16 |
Family
ID=17733322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61288682A Pending JPS63143751A (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 燃料電池用正極ガス拡散電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63143751A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006164574A (ja) * | 2004-12-02 | 2006-06-22 | Dainippon Printing Co Ltd | 固体高分子形燃料電池用撥水性電極触媒層 |
| JP2007273467A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-18 | Gm Global Technology Operations Inc | フルオロカーボンポリマーが蒸着された拡散媒体 |
-
1986
- 1986-12-05 JP JP61288682A patent/JPS63143751A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006164574A (ja) * | 2004-12-02 | 2006-06-22 | Dainippon Printing Co Ltd | 固体高分子形燃料電池用撥水性電極触媒層 |
| JP2007273467A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-18 | Gm Global Technology Operations Inc | フルオロカーボンポリマーが蒸着された拡散媒体 |
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