JPS6348753A - 燃料電池用電極触媒層の製造方法 - Google Patents
燃料電池用電極触媒層の製造方法Info
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- JPS6348753A JPS6348753A JP61190858A JP19085886A JPS6348753A JP S6348753 A JPS6348753 A JP S6348753A JP 61190858 A JP61190858 A JP 61190858A JP 19085886 A JP19085886 A JP 19085886A JP S6348753 A JPS6348753 A JP S6348753A
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- fine particles
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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
- H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
- H01M4/8896—Pressing, rolling, calendering
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- H—ELECTRICITY
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- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8825—Methods for deposition of the catalytic active composition
- H01M4/8864—Extrusion
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General 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】
〔発明の、属する技術分野〕
このくを明（ズ１１ンｒ夛・￥−で、；料電池用寛（夕
触媒層の調造方法にじ！１する。
触媒層の調造方法にじ！１する。
燃料１ｆｆ：池は燃料のもつ化学エネルキ７？万接電気
エネルギに＾換する装置であり、その構成は、リン酸よ
りなる電解液層（図示せず）をはさんで第２図に示すよ
うな電極６（カーボン゛ｍＷ基材４の上に電極触媒層５
を融着させたもの）を対口して配置し、外部のガス供給
系より前記各［ｆｆｌへ燃料ガスおよび酸化剤ガスを併
給し、各電極の触媒微粒子７の上で酸化剤カスと燃料ガ
スを個別に電気化学的に反応させ、その結果として系外
に電気エネルギをとり出すことができる。
エネルギに＾換する装置であり、その構成は、リン酸よ
りなる電解液層（図示せず）をはさんで第２図に示すよ
うな電極６（カーボン゛ｍＷ基材４の上に電極触媒層５
を融着させたもの）を対口して配置し、外部のガス供給
系より前記各［ｆｆｌへ燃料ガスおよび酸化剤ガスを併
給し、各電極の触媒微粒子７の上で酸化剤カスと燃料ガ
スを個別に電気化学的に反応させ、その結果として系外
に電気エネルギをとり出すことができる。
触媒微粒子７としてはカーボンブラックなどの触媒担体
２の上に白金などの旦金属微粒子１を担持シたものが用
いられ、この七好微粒子７がホｌｌテトラフロロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）からなる弗素樹脂の微粒子３により結着
され電猛触媒層５が形成される。
２の上に白金などの旦金属微粒子１を担持シたものが用
いられ、この七好微粒子７がホｌｌテトラフロロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）からなる弗素樹脂の微粒子３により結着
され電猛触媒層５が形成される。
この、ような電柩触啄層５にあっては弗素樹脂の微粒子
３は触媒微粒子７を結着する作目のほかその撥水効果に
より電極触媒層５に対し＋１ン酸よりなるｖＬ電解液対
する適度のぬれ性を生じさせ電極触媒７Ｍ ５の内部に
電気化学反応に必要なガス（燃料あるいは酸化剤ガス）
と固体（触媒微粒子７）と液体（１１ン酸型電解液）よ
りなる３相界面を形成させる、 従来電極触媒、ｍ ５は触媒微粒子７を界面活性剤の水
溶液に分散させたのち揮発性の少ない有機溶媒を加えて
よく混合し、これにＰＴＦＥからなる弗素樹脂のディス
パージョンを加え、得られたペーストを底膜して電極触
媒、（ト）５を伜でいた。
３は触媒微粒子７を結着する作目のほかその撥水効果に
より電極触媒層５に対し＋１ン酸よりなるｖＬ電解液対
する適度のぬれ性を生じさせ電極触媒７Ｍ ５の内部に
電気化学反応に必要なガス（燃料あるいは酸化剤ガス）
と固体（触媒微粒子７）と液体（１１ン酸型電解液）よ
りなる３相界面を形成させる、 従来電極触媒、ｍ ５は触媒微粒子７を界面活性剤の水
溶液に分散させたのち揮発性の少ない有機溶媒を加えて
よく混合し、これにＰＴＦＥからなる弗素樹脂のディス
パージョンを加え、得られたペーストを底膜して電極触
媒、（ト）５を伜でいた。
しかしながらこのような方法で電極触媒ＪＶ１５を調製
すると、第２図に示すように触媒微粒子７も弗素樹脂の
微粒子３も凝集により大きな集落を形成し、そのために
触媒微粒子７と弗素樹脂の微粒子３の均一混合体を得る
ことができず、その結果この電極触媒層を燃料電池用電
極として用いた場合、その電池の特性劣化がはやく寿命
が短いという問題かあった。
すると、第２図に示すように触媒微粒子７も弗素樹脂の
微粒子３も凝集により大きな集落を形成し、そのために
触媒微粒子７と弗素樹脂の微粒子３の均一混合体を得る
ことができず、その結果この電極触媒層を燃料電池用電
極として用いた場合、その電池の特性劣化がはやく寿命
が短いという問題かあった。
〔発ｑ］の目的〕
この発明は上記の点に鑑みてなされたものでありその目
的とするところは、触媒微粒子と弗素樹脂の微粒子とが
均一によく混合されて電池寿命の長い燃料電池用電極触
媒層の製造方法を提倶するにある。
的とするところは、触媒微粒子と弗素樹脂の微粒子とが
均一によく混合されて電池寿命の長い燃料電池用電極触
媒層の製造方法を提倶するにある。
この発明は
（イ１触媒微粒子を界面活性剤の水溶液に分散させて触
媒微粒子の分散液を調製する工程。
媒微粒子の分散液を調製する工程。
（ロ）上記分散液に弗素仲浦のディスパージョンを加え
て触媒微粒子と弗素樹脂の微粒子の混合分散液を調製す
る工程、 嘘上記混合分散液に揮発性の少ない有機溶媒を加えて触
媒微粒子と弗素樹脂の微粒子を凝集させる工程。
て触媒微粒子と弗素樹脂の微粒子の混合分散液を調製す
る工程、 嘘上記混合分散液に揮発性の少ない有機溶媒を加えて触
媒微粒子と弗素樹脂の微粒子を凝集させる工程。
とにより燃料電池用電極触媒層を調装するのでその目的
を達する。
を達する。
すなわち工程（イ）、（ロ）により得らｆｌだ触媒微粒
子と弗素樹脂の微粒子の混合分散液に揮発性の少ない有
機溶媒を加えよく混合された触媒微粒子と弗素樹脂の微
粒子の相互のブロッキング作用によりそれぞれの微粒子
を小さくかつ均一な混合状態において凝集させるように
したものである。
子と弗素樹脂の微粒子の混合分散液に揮発性の少ない有
機溶媒を加えよく混合された触媒微粒子と弗素樹脂の微
粒子の相互のブロッキング作用によりそれぞれの微粒子
を小さくかつ均一な混合状態において凝集させるように
したものである。
次にこの発明の実施例を図面にも七づいて説明する。第
１ｒｇＪはこの発明の実施例を示すもので、電極触媒層
５においては、触媒微粒子７．およびＰＴＦＥの微粒子
３は第２図に示す従来の”を極触媒層に比し凝集のサイ
ズが小さくかつそれぞれの凝集された微粒子が均一に混
合している状態を示す。
１ｒｇＪはこの発明の実施例を示すもので、電極触媒層
５においては、触媒微粒子７．およびＰＴＦＥの微粒子
３は第２図に示す従来の”を極触媒層に比し凝集のサイ
ズが小さくかつそれぞれの凝集された微粒子が均一に混
合している状態を示す。
このようなｔ甑触媒１層は次のようにしてＤ４競するこ
とができる。約２５Ａの白金微粒子１を数１０００λの
カーボンブラック裂触媒担体２に担持した触媒微粒子７
を１００７とり、これを界面活性剤の水溶液２００ ｍ
ｌないし５００ ｍｌに分散させる。触媒微粒子７の分
散液にＰ Ｔ Ｆ Ｅのディスパージョン（ｍＷω重量
％、比重１．５）を触媒微粒子７の１惜１００に対し閣
ないし６０重量のＰＴＦＥ微粒子が混合さハ、るよう調
整して加える。よく混和させてから、エチレンジ１１コ
ール等の揮発性の少ない有機溶媒を数１００ｍ１加えて
触媒微粒子７とＰＴＦＥの微粒子３のそれぞれを凝集さ
せる。このとき、各微粒子はよく混合されているので相
互に相手方のＷ ％を阻１′する。
とができる。約２５Ａの白金微粒子１を数１０００λの
カーボンブラック裂触媒担体２に担持した触媒微粒子７
を１００７とり、これを界面活性剤の水溶液２００ ｍ
ｌないし５００ ｍｌに分散させる。触媒微粒子７の分
散液にＰ Ｔ Ｆ Ｅのディスパージョン（ｍＷω重量
％、比重１．５）を触媒微粒子７の１惜１００に対し閣
ないし６０重量のＰＴＦＥ微粒子が混合さハ、るよう調
整して加える。よく混和させてから、エチレンジ１１コ
ール等の揮発性の少ない有機溶媒を数１００ｍ１加えて
触媒微粒子７とＰＴＦＥの微粒子３のそれぞれを凝集さ
せる。このとき、各微粒子はよく混合されているので相
互に相手方のＷ ％を阻１′する。
そのため各微粒子の凝集は大きく進み得す凝集のサイズ
は小さい。しかも各微粒子の凝集は、相互によく混合さ
れた状態において進行する。このようにして得られた粘
稠なペーストをニーダを用いてよ（混線し押出成型し、
カレンダロールにてｌｏＯないし２００μｍの厚さに展
延して電極触媒層の薄模を形成する。この薄膜状電極触
媒層５を乾燥し、カーボン電極基材４の上に載置して）
’ １’ Ｆ Ｅの溶融する温度（３５０”Ｃ）で加圧
し、′に、極触媒層５をカーボン屯（至）基材４に融着
するとともに融媒微粒子７をＰＴＦＥの微粒子３で結着
させた。
は小さい。しかも各微粒子の凝集は、相互によく混合さ
れた状態において進行する。このようにして得られた粘
稠なペーストをニーダを用いてよ（混線し押出成型し、
カレンダロールにてｌｏＯないし２００μｍの厚さに展
延して電極触媒層の薄模を形成する。この薄膜状電極触
媒層５を乾燥し、カーボン電極基材４の上に載置して）
’ １’ Ｆ Ｅの溶融する温度（３５０”Ｃ）で加圧
し、′に、極触媒層５をカーボン屯（至）基材４に融着
するとともに融媒微粒子７をＰＴＦＥの微粒子３で結着
させた。
先に述べたように本発明の製法による電極触媒層５にお
いては、触媒微粒子７と）’ Ｔ Ｆ’ Ｅの微粒子３
はそれぞれ小さな凝集体の状態で相互によく均一に混合
されているため、多数のガス拡散通路網が形成されて３
相γ四面が安定化するものと推定される、そのためこの
電極層をリン酸型燃料電池に組込み温度１９０ ”Ｃ、
電流密度２００ｍＡ／ｉ、ガス圧力４．０ Ｋ９／Ｃ１
ｔｆの条件で運転したところ、その特注劣化率を従来の
ものに比して約へ以下に減らすことができる。
いては、触媒微粒子７と）’ Ｔ Ｆ’ Ｅの微粒子３
はそれぞれ小さな凝集体の状態で相互によく均一に混合
されているため、多数のガス拡散通路網が形成されて３
相γ四面が安定化するものと推定される、そのためこの
電極層をリン酸型燃料電池に組込み温度１９０ ”Ｃ、
電流密度２００ｍＡ／ｉ、ガス圧力４．０ Ｋ９／Ｃ１
ｔｆの条件で運転したところ、その特注劣化率を従来の
ものに比して約へ以下に減らすことができる。
この発明によれば
イ）触媒微粒子を界面活性剤の水溶液１こ分散させて触
媒微粒子の分散液を調製する工程。
媒微粒子の分散液を調製する工程。
（ロ）上記分散＠ｉｒ弗素樹脂のディスパージョンを加
えて触媒微粒子と、弗素ｚｑｈの微粒子の混合分散液を
調時する工程。
えて触媒微粒子と、弗素ｚｑｈの微粒子の混合分散液を
調時する工程。
（−”ｉ上記混合分散液に揮発性の少ない有機溶媒を加
える工程。
える工程。
により燃料電池用の′ｇｔ極触媒層を人造することとし
たので、工程［＋ 、 ｉｏ＋で得られた触媒微粒子と
弗素樹脂の微粒子の混合分散液に揮発性の少ない有機溶
媒を加えると触媒微粒子と弗素樹脂の微粒子は、それぞ
れ相互に相手方を阻害しながら、小さく、かつ均一に混
合状態で凝集することになる。
たので、工程［＋ 、 ｉｏ＋で得られた触媒微粒子と
弗素樹脂の微粒子の混合分散液に揮発性の少ない有機溶
媒を加えると触媒微粒子と弗素樹脂の微粒子は、それぞ
れ相互に相手方を阻害しながら、小さく、かつ均一に混
合状態で凝集することになる。
その結果このようにして得られたペーストを成膜し、て
得た電極触媒層は寿命が長く高い信頼性をもつことが実
証された。
得た電極触媒層は寿命が長く高い信頼性をもつことが実
証された。
第１図はこの発明の電極触媒層を示す断面図、笛２図は
従来の電極触媒層の断面図である。 ■・・・白金微粒子、２・・・触媒担体、３・・・Ｐ
ＴＦ Ｅの微粒子、４・・・カーボン電極基材、５・・
・電極触媒層。 ６・・・を極、７・・・触媒微粒子。 ′ゾ人井ｊ２；山口 息 １ 白金★ｑＬ子 第 １ 刺 Ｉ−ｖ套爲依狼δ 茶 ｚＩ′２１
従来の電極触媒層の断面図である。 ■・・・白金微粒子、２・・・触媒担体、３・・・Ｐ
ＴＦ Ｅの微粒子、４・・・カーボン電極基材、５・・
・電極触媒層。 ６・・・を極、７・・・触媒微粒子。 ′ゾ人井ｊ２；山口 息 １ 白金★ｑＬ子 第 １ 刺 Ｉ−ｖ套爲依狼δ 茶 ｚＩ′２１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）（イ）触媒微粒子を界面活性剤の水溶液に分散させ
て触媒微粒子の分散液を調製する工程、 （ロ）上記分散液に弗素樹脂のディスパージョンを加え
て触媒微粒子と弗素樹脂の微粒子の 混合分散液を調製する工程、 （ハ）上記混合分散液に揮発性の少ない有機溶媒を加え
て触媒微粒子と弗素樹脂の微粒子を 凝集させる工程、 を備えることを特徴とする燃料電池用電極触媒層の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61190858A JPS6348753A (ja) | 1986-08-14 | 1986-08-14 | 燃料電池用電極触媒層の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61190858A JPS6348753A (ja) | 1986-08-14 | 1986-08-14 | 燃料電池用電極触媒層の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6348753A true JPS6348753A (ja) | 1988-03-01 |
| JPH0563906B2 JPH0563906B2 (ja) | 1993-09-13 |
Family
ID=16264943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61190858A Granted JPS6348753A (ja) | 1986-08-14 | 1986-08-14 | 燃料電池用電極触媒層の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6348753A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03256625A (ja) * | 1990-03-05 | 1991-11-15 | Honda Motor Co Ltd | 車両用蓋部材の供給方法及び装置 |
| WO2001071830A3 (en) * | 2000-03-23 | 2002-01-10 | Gillette Co | Method of making a cathode comprising a catalyst |
-
1986
- 1986-08-14 JP JP61190858A patent/JPS6348753A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03256625A (ja) * | 1990-03-05 | 1991-11-15 | Honda Motor Co Ltd | 車両用蓋部材の供給方法及び装置 |
| WO2001071830A3 (en) * | 2000-03-23 | 2002-01-10 | Gillette Co | Method of making a cathode comprising a catalyst |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0563906B2 (ja) | 1993-09-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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