JPS6321752A - ガス拡散電極 - Google Patents
ガス拡散電極Info
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- JPS6321752A JPS6321752A JP61166460A JP16646086A JPS6321752A JP S6321752 A JPS6321752 A JP S6321752A JP 61166460 A JP61166460 A JP 61166460A JP 16646086 A JP16646086 A JP 16646086A JP S6321752 A JPS6321752 A JP S6321752A
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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
-
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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
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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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】
（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
等に用いるガス拡散電極の改良に関する。
等に用いるガス拡散電極の改良に関する。
（従来の技術）
従来のガス拡散電極は、親水性カーボンブランクとポリ
四弗化エチレンより成る親木部と、撥水性カーボンブラ
ックとポリ四弗化エチレンより成る撥水部とから成り、
且つ親木部に触媒を担持させた反応層のみから成るもの
と、この反応層に撥水性カーボンブラ・７りとポリ四弗
化エチレンより成るガス拡散層を接合して成るものとが
ある。
四弗化エチレンより成る親木部と、撥水性カーボンブラ
ックとポリ四弗化エチレンより成る撥水部とから成り、
且つ親木部に触媒を担持させた反応層のみから成るもの
と、この反応層に撥水性カーボンブラ・７りとポリ四弗
化エチレンより成るガス拡散層を接合して成るものとが
ある。
これらのガス拡散電極に於ける反応層は、実際には、親
水性カーボンブランクと、撥水性カーボンブラックと、
ポリ四弗化エチレンと、触媒とから構成されていて、１
８水部にのみガスが拡散し、親木部にのみ電解液が浸透
し、両者が接触して反応が行われる。
水性カーボンブランクと、撥水性カーボンブラックと、
ポリ四弗化エチレンと、触媒とから構成されていて、１
８水部にのみガスが拡散し、親木部にのみ電解液が浸透
し、両者が接触して反応が行われる。
（発明が解決しようとする問題点）
ところが、上記ガス拡散電極の反応層中の親木部に担持
されている触媒は、親水性カーボンブラックに強固に付
着されていないので、二次電池等に使用中電解液にさら
されて流出したり、温度上昇により移動凝集したりする
。その結果、親木部の触媒活性が低下し、充電及び放電
効率が低下し、寿命も短いものとなる。
されている触媒は、親水性カーボンブラックに強固に付
着されていないので、二次電池等に使用中電解液にさら
されて流出したり、温度上昇により移動凝集したりする
。その結果、親木部の触媒活性が低下し、充電及び放電
効率が低下し、寿命も短いものとなる。
そこで本発明は、反応層中の親水部に担持された触媒が
流出や移動凝集しないようにし、且つイオン分離能を付
与したガス拡散電極を提供しようとするものである。
流出や移動凝集しないようにし、且つイオン分離能を付
与したガス拡散電極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、
親木部と（Ω水都から成り、親木部には触媒が担持され
た外にイオン交換弓１脂が侵透していて一面に膜が形成
されて成る反応層を有するものである。
親木部と（Ω水都から成り、親木部には触媒が担持され
た外にイオン交換弓１脂が侵透していて一面に膜が形成
されて成る反応層を有するものである。
（作用）
上記のように構成された反応層を有するガス拡散電極は
、その反応層の親木部に担持された触媒がイオン交換樹
脂で固定されているので、二次電池等に使用中電解液に
さらされることが無く、従って流出したり温度上界して
も移動して凝集することが無＜、親木部の触媒活性が低
下することが無い。
、その反応層の親木部に担持された触媒がイオン交換樹
脂で固定されているので、二次電池等に使用中電解液に
さらされることが無く、従って流出したり温度上界して
も移動して凝集することが無＜、親木部の触媒活性が低
下することが無い。
（実施例）
本発明のガス拡散電極の一実施例を第１図によって説明
すると、１は反応層、２は反応層ｌに接合されたガス拡
散層である。前記反応層１は平均粒径３９０人の親水性
カーボンブランクと、平均粒径４２０人のＩｎ水性カー
ボンブランクと、平均粒径０．３μのポリ四弗化エチレ
ン粉末とが４７３：３の割合で混合成形された厚さ０．
１ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ１００ｍｍのシートｌａに
於ける親水性カーボンブラックに白金触媒が０．０５６
ｇ ｔＢ持された上、イオン交換樹脂がシー）ｌａ中
の親水部にのみ浸透し且つシート１ａの表面にイオン交
換樹脂膜１ｂが形成されて成るもので、前記白金触媒は
イオン交換樹脂により固定されている。前記ガス拡散層
２は平均粒径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が７：３の割
合で混合成形された厚さＱ、５ｍｍ、ｌ１１２０−重、
長さ１２０ｆｌのシートより成るものである。
すると、１は反応層、２は反応層ｌに接合されたガス拡
散層である。前記反応層１は平均粒径３９０人の親水性
カーボンブランクと、平均粒径４２０人のＩｎ水性カー
ボンブランクと、平均粒径０．３μのポリ四弗化エチレ
ン粉末とが４７３：３の割合で混合成形された厚さ０．
１ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ１００ｍｍのシートｌａに
於ける親水性カーボンブラックに白金触媒が０．０５６
ｇ ｔＢ持された上、イオン交換樹脂がシー）ｌａ中
の親水部にのみ浸透し且つシート１ａの表面にイオン交
換樹脂膜１ｂが形成されて成るもので、前記白金触媒は
イオン交換樹脂により固定されている。前記ガス拡散層
２は平均粒径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が７：３の割
合で混合成形された厚さＱ、５ｍｍ、ｌ１１２０−重、
長さ１２０ｆｌのシートより成るものである。
上記の如く構成されたガス拡散電極３の拡大模式図を第
２図に示す。図中１は反応層、２はガス拡散層で、４は
反応層ｌ中の親水部で親水性カーボンブラック、ポリ四
弗化エチレン、白金触媒、イオン交換樹脂から成り、５
は反応層１中の（Ω水都で、１Ω水性カーボンブラツク
、ポリ四弗化エチレンより成るものである。
２図に示す。図中１は反応層、２はガス拡散層で、４は
反応層ｌ中の親水部で親水性カーボンブラック、ポリ四
弗化エチレン、白金触媒、イオン交換樹脂から成り、５
は反応層１中の（Ω水都で、１Ω水性カーボンブラツク
、ポリ四弗化エチレンより成るものである。
然してこのガス拡散電極３を、例えば第３図に示す如く
イオン交換樹脂膜１ｂを対向させて２枚重ね合せ、水素
と酸素による燃料電池の反応極として使用した処、即ち
一方のガス拡散電極３ （陰極側）のガス拡散層２側よ
りＨｚを供給し、他方のガス拡散電極３ （陽極側）の
ガス拡散層２側より０□を供給した処、一方のガス拡散
電極３のガス拡散層２に入ったＨ ２は反応層１中のＩ
Ｂ水郡部５透過して、親木部４との境界に至り、ここで
触媒反応により１１２−２８’＋ ２ｅ−となり、Ｈ゛
が親水部４からイオン交換樹脂膜（この場合陽イオン交
換樹脂）Ｉｂ中を移動し、２ｅ−が外部リード線６を経
由して陽極側に流れる。また他方のガス拡散電極３のガ
ス拡散層２に入った０２は反応層１中の撥水部５を透過
して親木部４との境界に至り、ここで陰極側より流れて
きた２ｅ−と触媒反応により１／２０２ ＋ ２ ｅ
−−０２−となり、０２−がイオン交換樹脂膜Ｉｂ中を
移動してきたＩＩ”と反応して、Ｏ”＋２ Ｈ”＝Ｈｚ
Ｏとなり、このＨ２゜がガスとなってガス拡散層２に逆
に拡散透過して外部放出される。かくして陰極側では常
に２ｅ−が放出されて陰極側から外部リード線を経由し
て陽極側に流れる結果電流が効率良く取出される。
イオン交換樹脂膜１ｂを対向させて２枚重ね合せ、水素
と酸素による燃料電池の反応極として使用した処、即ち
一方のガス拡散電極３ （陰極側）のガス拡散層２側よ
りＨｚを供給し、他方のガス拡散電極３ （陽極側）の
ガス拡散層２側より０□を供給した処、一方のガス拡散
電極３のガス拡散層２に入ったＨ ２は反応層１中のＩ
Ｂ水郡部５透過して、親木部４との境界に至り、ここで
触媒反応により１１２−２８’＋ ２ｅ−となり、Ｈ゛
が親水部４からイオン交換樹脂膜（この場合陽イオン交
換樹脂）Ｉｂ中を移動し、２ｅ−が外部リード線６を経
由して陽極側に流れる。また他方のガス拡散電極３のガ
ス拡散層２に入った０２は反応層１中の撥水部５を透過
して親木部４との境界に至り、ここで陰極側より流れて
きた２ｅ−と触媒反応により１／２０２ ＋ ２ ｅ
−−０２−となり、０２−がイオン交換樹脂膜Ｉｂ中を
移動してきたＩＩ”と反応して、Ｏ”＋２ Ｈ”＝Ｈｚ
Ｏとなり、このＨ２゜がガスとなってガス拡散層２に逆
に拡散透過して外部放出される。かくして陰極側では常
に２ｅ−が放出されて陰極側から外部リード線を経由し
て陽極側に流れる結果電流が効率良く取出される。
また上記実施例のガス拡散電極を陽極としてメタノール
液溶解型燃料電池に使用すれば、イオン交換膜樹脂膜に
よってメタノールと水素イオンが分離され酸化による電
極の消耗が防げる効果がある。
液溶解型燃料電池に使用すれば、イオン交換膜樹脂膜に
よってメタノールと水素イオンが分離され酸化による電
極の消耗が防げる効果がある。
面上記実施例のガス拡散電極は反応層とガス拡散層とよ
り成るが、反応層のみより成る場合もある。
り成るが、反応層のみより成る場合もある。
またシート１ａの親水部にイオン交換樹脂を浸透させか
つその浸透面にイオン交換樹脂膜を設けるには、例えば
液体ナフィオン（商品名）にエタノールと水を混ぜたい
液をシー）１ａの一面にＯ布し他面を減圧吸引するよう
にすればよいものである。
つその浸透面にイオン交換樹脂膜を設けるには、例えば
液体ナフィオン（商品名）にエタノールと水を混ぜたい
液をシー）１ａの一面にＯ布し他面を減圧吸引するよう
にすればよいものである。
（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、反応
層の親木部に担持された触媒がイオン交換樹脂で固定さ
れているので、液体にさらされることが無い。従って、
二次電池や液溶解型燃料電池の電極として使用中触媒が
流出したり、温度上昇しても移動凝集することが無く、
親水部の触媒活性が低下することが無く、充電、放電効
率が高く、大電流を取り出すことも容易で寿命も長いも
のである。また電解液中の水分の蒸発も防げるので水の
補充が少なくてすむなどの効果がある。
層の親木部に担持された触媒がイオン交換樹脂で固定さ
れているので、液体にさらされることが無い。従って、
二次電池や液溶解型燃料電池の電極として使用中触媒が
流出したり、温度上昇しても移動凝集することが無く、
親水部の触媒活性が低下することが無く、充電、放電効
率が高く、大電流を取り出すことも容易で寿命も長いも
のである。また電解液中の水分の蒸発も防げるので水の
補充が少なくてすむなどの効果がある。
第１図は本発明のガス拡散電極の断面図、第２図はその
ガス拡散電極の部分拡大模式図、第３図は水素−酸素燃
料電池に使用した例を示す部分拡大模式図である。 出願人 田中貴金属工業株式会社 木尾 哲 古層 長− 第１図 第２図
ガス拡散電極の部分拡大模式図、第３図は水素−酸素燃
料電池に使用した例を示す部分拡大模式図である。 出願人 田中貴金属工業株式会社 木尾 哲 古層 長− 第１図 第２図
Claims (1)
- 親水部と撥水部からな成り、親水部には触媒が担持され
た外にイオン交換樹脂が浸透していてその浸透面に膜が
形成されて成る反応層を有するガス拡散電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61166460A JPS6321752A (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | ガス拡散電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61166460A JPS6321752A (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | ガス拡散電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6321752A true JPS6321752A (ja) | 1988-01-29 |
Family
ID=15831812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61166460A Pending JPS6321752A (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | ガス拡散電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6321752A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6083395A (ja) * | 1983-10-11 | 1985-05-11 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 無電解メツキのために誘電体基板の表面を調整する方法 |
| JPS63116365A (ja) * | 1986-11-05 | 1988-05-20 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
| FR2693315A1 (fr) * | 1992-07-06 | 1994-01-07 | Sorapec | Pile à combustible. |
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| US8133633B2 (en) | 2006-01-21 | 2012-03-13 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Structure of cathode electrode for fuel cell |
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-
1986
- 1986-07-15 JP JP61166460A patent/JPS6321752A/ja active Pending
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