JPS6316558A - 燃料電池用空気極 - Google Patents
燃料電池用空気極Info
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- JPS6316558A JPS6316558A JP61159477A JP15947786A JPS6316558A JP S6316558 A JPS6316558 A JP S6316558A JP 61159477 A JP61159477 A JP 61159477A JP 15947786 A JP15947786 A JP 15947786A JP S6316558 A JPS6316558 A JP S6316558A
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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
-
- 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)
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】
（イ） 産業上の利用分針
本発明はリン酸燃料電池の空気極に係り、特に撥水性多
孔質導電基板に接合きれた触媒層に関するものである。
孔質導電基板に接合きれた触媒層に関するものである。
（ロ）従来の技術
通常空気極の触媒層は単１構成であり、白金触媒の担持
量は約Ｑ、５ｆｆ１ｇ／ｃｒｎ’で触媒層中に一様に分
布されている。この触媒層において、りん酸電解液保持
マトリクスに接する部分は、放電時間の経過と共に白金
触媒がマトリクスを通して燃料Ｍ（Ｊｌへ溶出し、電極
特性の劣化、寿命の低下を起す原因となっていた。また
触媒層のマトリクスに接する近傍では、放電中電解液に
よるぬれが進行し、しかもガス分離板のガスチャンネル
からの距離が大きいことから反応ガスの拡散が充分行わ
れにくへ、この部分の白金触媒が反応に有効に利用され
ないという問題があった。
量は約Ｑ、５ｆｆ１ｇ／ｃｒｎ’で触媒層中に一様に分
布されている。この触媒層において、りん酸電解液保持
マトリクスに接する部分は、放電時間の経過と共に白金
触媒がマトリクスを通して燃料Ｍ（Ｊｌへ溶出し、電極
特性の劣化、寿命の低下を起す原因となっていた。また
触媒層のマトリクスに接する近傍では、放電中電解液に
よるぬれが進行し、しかもガス分離板のガスチャンネル
からの距離が大きいことから反応ガスの拡散が充分行わ
れにくへ、この部分の白金触媒が反応に有効に利用され
ないという問題があった。
（ハ） 目的
この発明は空気極触媒層の白金担持量を増加させること
なく白金触媒を有効に利用することにより、前記問題点
を解消することを目的とするものである。
なく白金触媒を有効に利用することにより、前記問題点
を解消することを目的とするものである。
（ニ） 構成
本発明は撥水性多孔質基板上に、白金触媒を担持したカ
ーボン粉末が弗素樹脂で８＠着された触媒層を形成して
なる空気極において、前記触媒層が電解質に面す゛る第
１暦と前記基板に接合した第２層の二重層に構成され、
前記第１Ｍと第２層との白金担持量の比率を約１；２乃
至１：９の範囲に好ましくは約１：４としたものである
。
ーボン粉末が弗素樹脂で８＠着された触媒層を形成して
なる空気極において、前記触媒層が電解質に面す゛る第
１暦と前記基板に接合した第２層の二重層に構成され、
前記第１Ｍと第２層との白金担持量の比率を約１；２乃
至１：９の範囲に好ましくは約１：４としたものである
。
（ホ）実施例
本発明空気極の作成例について説明する。
触媒層（Ａ）は第１図に示すよう二層構成であり、各層
（１）（２）はいづれも白金触媒を担持したカーボン粉
末６ｇと、結着剤としてフッ素樹脂粉末４ｇと、バルク
材として炭酸水素アンモニウム粉末４０ｇとを分敦媒と
してのケロシンで混練し、フッ５ｔａｒｓをフィブリル
化した後ローラーを通し夫々厚み２ｒｍ８度のシートと
する０次にこの二枚シート（仝厚４ｍ１ｌｌ）を重ねて
ローラーを通し５茜０．５５１１ＷＩｌのシートとして
後、８０°Ｃで乾燥して各シート中のケロシンを、続い
て１１５℃２時間加熱して各シート中のバルク材を夫々
蒸発除去する。
（１）（２）はいづれも白金触媒を担持したカーボン粉
末６ｇと、結着剤としてフッ素樹脂粉末４ｇと、バルク
材として炭酸水素アンモニウム粉末４０ｇとを分敦媒と
してのケロシンで混練し、フッ５ｔａｒｓをフィブリル
化した後ローラーを通し夫々厚み２ｒｍ８度のシートと
する０次にこの二枚シート（仝厚４ｍ１ｌｌ）を重ねて
ローラーを通し５茜０．５５１１ＷＩｌのシートとして
後、８０°Ｃで乾燥して各シート中のケロシンを、続い
て１１５℃２時間加熱して各シート中のバルク材を夫々
蒸発除去する。
この場合第１１１（１）及び第２層（２）となる各ソー
トは、カーボン粉末に対する白金触媒担持量を興にし、
前者が３．３重量％（ｐｔ／ ｃ中のｐｔｅ度）後者が
１６．７重量％である。
トは、カーボン粉末に対する白金触媒担持量を興にし、
前者が３．３重量％（ｐｔ／ ｃ中のｐｔｅ度）後者が
１６．７重量％である。
ついでこの二層シートは撥水性多孔質基板（Ｂ）即ちフ
ッ素樹１で予め撥水処理がｉｋｌされた厚み約０．４閣
のカーボンペーパーと重ねてプレス後、３６０”０４５
分間熱処理して空気極を得た。
ッ素樹１で予め撥水処理がｉｋｌされた厚み約０．４閣
のカーボンペーパーと重ねてプレス後、３６０”０４５
分間熱処理して空気極を得た。
完成空気極における全厚みは０．５５″Ｔｉｌ！うち二
珊触媒暦の厚みは０．１５１１１Ｔｌで従来の単層触媒
層の厚みと同一である。又白金触媒量は第１１！ｔ（１
）で約０．１１！１ｇ／ｃｒｎ２、第２層（２）で約Ｑ
、 ４ｍｇ／ ＣＴｎ ’、二層全体で約０．５ｍｇ／
ｃＩＴ１２となり、従来の単層触媒量と同じである。
珊触媒暦の厚みは０．１５１１１Ｔｌで従来の単層触媒
層の厚みと同一である。又白金触媒量は第１１！ｔ（１
）で約０．１１！１ｇ／ｃｒｎ２、第２層（２）で約Ｑ
、 ４ｍｇ／ ＣＴｎ ’、二層全体で約０．５ｍｇ／
ｃＩＴ１２となり、従来の単層触媒量と同じである。
上記作成例では第１層と第２層の白金担持量はｌ：４の
割合となるが、触奴泗の全ｐｔＪｔ（ｍｇ／ｃｍ ’
）及び全厚みを変えることなくこの比率を下表に示すよ
う１：２から１：９の範囲で変化させた二層触媒層（サ
ンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３）にもとづき作成した空気極を
夫々用いて第２図に示す単セルを作成した。
割合となるが、触奴泗の全ｐｔＪｔ（ｍｇ／ｃｍ ’
）及び全厚みを変えることなくこの比率を下表に示すよ
う１：２から１：９の範囲で変化させた二層触媒層（サ
ンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ３）にもとづき作成した空気極を
夫々用いて第２図に示す単セルを作成した。
（以下、余白）
第２図において（Ｐ）は空気極、（Ｎ）は燃料極、極プ
レート、（３′）は燃料ガス供給溝（３Ｎ）を有する負
極プレート、’（ｔ）（４）はシムである。
レート、（３′）は燃料ガス供給溝（３Ｎ）を有する負
極プレート、’（ｔ）（４）はシムである。
このような単セルについて電流−電圧特性を第３図の特
性図に示した。第３図には比較のため単層触媒層〈従来
品）及び第１層の白金担持量が０である（従って第２層
は０．５ｍｇ／ｃｌＴ１２に層触媒層（参照Ｓ）の場合
についても示されている。いづれの特性も白金触媒層以
外は同一条件で作成された単位セルについて測定した。
性図に示した。第３図には比較のため単層触媒層〈従来
品）及び第１層の白金担持量が０である（従って第２層
は０．５ｍｇ／ｃｌＴ１２に層触媒層（参照Ｓ）の場合
についても示されている。いづれの特性も白金触媒層以
外は同一条件で作成された単位セルについて測定した。
この特性図によれば本発明二層触媒ＪＷ（Ｓｌ、Ｓ２、
Ｓ３）を備えた空気極は従来品に比し白金触媒量を増加
することなく電池特性が改善きれることがわかる。即ち
第１層と第２ＪＷのｐｔ担持旦の比率が１＝２〜１：９
の範囲が良くこれよりはづれると特性の改善は得られな
い、特に比率が約１：４場合最良の特性を示す。
Ｓ３）を備えた空気極は従来品に比し白金触媒量を増加
することなく電池特性が改善きれることがわかる。即ち
第１層と第２ＪＷのｐｔ担持旦の比率が１＝２〜１：９
の範囲が良くこれよりはづれると特性の改善は得られな
い、特に比率が約１：４場合最良の特性を示す。
（へ） 効果
本発明によれば空気極の触媒層は、電解質と接する第１
Ｎ４の白金担持量を拡散基板に接合された第２層に比し
著しく減少許せているので、白金触媒が電解質を介して
燃料極側への溶出するのを防止すると共に電解質による
ぬれに対しても、第２暦の白金触媒が有効に利用され、
従って白金触媒量を増加することなく電池特性及び寿命
の向上が達成される。
Ｎ４の白金担持量を拡散基板に接合された第２層に比し
著しく減少許せているので、白金触媒が電解質を介して
燃料極側への溶出するのを防止すると共に電解質による
ぬれに対しても、第２暦の白金触媒が有効に利用され、
従って白金触媒量を増加することなく電池特性及び寿命
の向上が達成される。
第１ＵＡは本発明空気極の断面図、第２図は屯セルの要
部断面図、第３図は本発明空ＡＡａｉを備える単セルの
１．流−電圧特性図である。
部断面図、第３図は本発明空ＡＡａｉを備える単セルの
１．流−電圧特性図である。
Claims (2)
- （１）撥水性多孔質基板上に、白金触媒を担持したカー
ボン粉末を弗素樹脂で結着した触媒層を形成してなる燃
料電池用空気極において、前記触媒層が電解質に面する
第１層と前記基板に接合した第２層の二重層に構成され
、前記第１層と第２層との白金担持量の比率が約１：２
乃至１：９の範囲にあることを特徴とする燃料電池用空
気極 - （２）前記比率が約１：４であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の燃料電池用空気極
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61159477A JPS6316558A (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 燃料電池用空気極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61159477A JPS6316558A (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 燃料電池用空気極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6316558A true JPS6316558A (ja) | 1988-01-23 |
Family
ID=15694626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61159477A Pending JPS6316558A (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 燃料電池用空気極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6316558A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS584270A (ja) * | 1981-06-29 | 1983-01-11 | Hitachi Maxell Ltd | ガス電極 |
-
1986
- 1986-07-07 JP JP61159477A patent/JPS6316558A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS584270A (ja) * | 1981-06-29 | 1983-01-11 | Hitachi Maxell Ltd | ガス電極 |
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