JPS6348755A - 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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- JPS6348755A JPS6348755A JP61190864A JP19086486A JPS6348755A JP S6348755 A JPS6348755 A JP S6348755A JP 61190864 A JP61190864 A JP 61190864A JP 19086486 A JP19086486 A JP 19086486A JP S6348755 A JPS6348755 A JP S6348755A
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- catalyst layer
- electrode catalyst
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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
-
- 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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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〕
この発明は１１ン酸型燃料電池の電極触媒層の製造方法
に関する。
に関する。
リン酸型燃料電池の電極触媒層は第３図に示すように、
カーボンブラックなどの触媒担体上に白金などの貴金属
微粒子を担持させた触媒３をボ１１テトラフロロエチレ
ン（）’ＴＦＥと略称）などの弗素樹脂で結着した構造
を有し、この電極触媒層２は多孔性の電極基材１に融着
され、電極が構成される。電極触媒層２の内部では、液
相（電解液）。
カーボンブラックなどの触媒担体上に白金などの貴金属
微粒子を担持させた触媒３をボ１１テトラフロロエチレ
ン（）’ＴＦＥと略称）などの弗素樹脂で結着した構造
を有し、この電極触媒層２は多孔性の電極基材１に融着
され、電極が構成される。電極触媒層２の内部では、液
相（電解液）。
固相（触媒）ｌ気相（水素とか空気の反応ガス）の３相
界面が形成され、ここで電気化学的反応がおこる。電極
基材１としては多孔質カーボンが用いられ、反応ガスが
ここを拡散してｔｉ、ｖ煤層２に至る。
界面が形成され、ここで電気化学的反応がおこる。電極
基材１としては多孔質カーボンが用いられ、反応ガスが
ここを拡散してｔｉ、ｖ煤層２に至る。
従来このような電極触媒層は次のような方法で製造され
ていた。すなわち、触媒とＰＴＦＥディスパージョンを
純水、有機溶媒（エチレンジ１１コール等）に混合分散
してペースト化したのちニーダで混練し、カレンダロー
ルで圧延しイ調製していた。この際ニーダで混練すると
ＰＴＦＥの粒子は第４図に示すように繊維化し絡み合う
。しかしその繊維には方向性がないことがわかる。この
ような混練物を第５図に示すようにカレンダロールで圧
延すると、混練物はロールの手前ｄ点でたまりを生じこ
の中で渦流をおこしながら、圧延されて０点に至るため
、得られた電極触媒層はストレスによりクラックが入り
やすいうえ、ＰＴ）”Ｅの繊維も方向性がなく、そのた
めに機械的強度に欠け、取扱が困難という問題があった
。
ていた。すなわち、触媒とＰＴＦＥディスパージョンを
純水、有機溶媒（エチレンジ１１コール等）に混合分散
してペースト化したのちニーダで混練し、カレンダロー
ルで圧延しイ調製していた。この際ニーダで混練すると
ＰＴＦＥの粒子は第４図に示すように繊維化し絡み合う
。しかしその繊維には方向性がないことがわかる。この
ような混練物を第５図に示すようにカレンダロールで圧
延すると、混練物はロールの手前ｄ点でたまりを生じこ
の中で渦流をおこしながら、圧延されて０点に至るため
、得られた電極触媒層はストレスによりクラックが入り
やすいうえ、ＰＴ）”Ｅの繊維も方向性がなく、そのた
めに機械的強度に欠け、取扱が困難という問題があった
。
この発明は上述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弗素樹脂繊維が配向性を有し、機械
的強度に優れた電極触媒層の製造方法を提俳するにある
。
目的とするところは弗素樹脂繊維が配向性を有し、機械
的強度に優れた電極触媒層の製造方法を提俳するにある
。
〔発明の要点〕
この発明は
（イ１触媒を水に分散させこれに弗素樹脂のデイスノく
一ジョンを混合する工程、 （ロ）上記工程で得られた混合物に有機溶媒を加えて触
媒と弗素樹脂を凝集させる工程、 ｌ／ｉ上記工程で得られた凝集体を混練≠＃２雲≠＊す
る工程、 かつ上記ベルトコンベアの上方に位置し、上記搬送方向
と同一方向に公転する複数の自転可能なローラにより展
延する工程、 とにより電極触媒層を調製することとしたのでその目的
を達する。
一ジョンを混合する工程、 （ロ）上記工程で得られた混合物に有機溶媒を加えて触
媒と弗素樹脂を凝集させる工程、 ｌ／ｉ上記工程で得られた凝集体を混練≠＃２雲≠＊す
る工程、 かつ上記ベルトコンベアの上方に位置し、上記搬送方向
と同一方向に公転する複数の自転可能なローラにより展
延する工程、 とにより電極触媒層を調製することとしたのでその目的
を達する。
すなわち、工程（イ１．（ロ）、ｅ」で得られた触媒と
線維状Ｐ Ｔ Ｆ Ｅとが混合した混練物を、速度の異
なる複数のベルトコンベアの引伸効果とローラの転動圧
の相互作用により無理なく展延させ、それにともなって
ＰＴＦＥ（１）繊維を一定の方向に配回させるようにし
たものである。
線維状Ｐ Ｔ Ｆ Ｅとが混合した混練物を、速度の異
なる複数のベルトコンベアの引伸効果とローラの転動圧
の相互作用により無理なく展延させ、それにともなって
ＰＴＦＥ（１）繊維を一定の方向に配回させるようにし
たものである。
次にこの発明の実施例を図面にもとづいて説明する。白
金などの貴金属をカーボンなどの、＠媒担体に担持させ
た触媒を水に分散させこれに）’ Ｔ Ｆ Ｅのディス
′４−ジョンを）’ＴＦＥが触媒に対し加ないし口重ｔ
％になるよう加える。この混合物にエチレング１１コー
ルを触媒ｌＯＯに対し２００ないし８００ｒｎｌ加えて
触媒とＰＴＦＥを凝集させる。この凝集混合体をニーダ
にて１０分間混練してペースト状混練物を得る。これを
プランジャにて１０１１厚の板状にする。
金などの貴金属をカーボンなどの、＠媒担体に担持させ
た触媒を水に分散させこれに）’ Ｔ Ｆ Ｅのディス
′４−ジョンを）’ＴＦＥが触媒に対し加ないし口重ｔ
％になるよう加える。この混合物にエチレング１１コー
ルを触媒ｌＯＯに対し２００ないし８００ｒｎｌ加えて
触媒とＰＴＦＥを凝集させる。この凝集混合体をニーダ
にて１０分間混練してペースト状混練物を得る。これを
プランジャにて１０１１厚の板状にする。
このようにして得られた板状混練物１０を第１図に述べ
るようなストレッチャで展延する。ストレッチやは低速
で駆動され厚さｅの調節機構を有する第１ベルトコンベ
ア５と第１ベルトコンベア５よりはやい速度でｊｕｌさ
れる第２ベルトコンベア６と複数のローラ７よりなる。
るようなストレッチャで展延する。ストレッチやは低速
で駆動され厚さｅの調節機構を有する第１ベルトコンベ
ア５と第１ベルトコンベア５よりはやい速度でｊｕｌさ
れる第２ベルトコンベア６と複数のローラ７よりなる。
ローラ７はシャフト８に自由回転的に装嵌されており、
シャフト８は、図示しないスプロケットにより前後に張
られたチェーンにとりつけられている。
シャフト８は、図示しないスプロケットにより前後に張
られたチェーンにとりつけられている。
混練物１０は第１ベルトコンベアでゆっくりと第２ベル
トコンベアに送られる。第２ベルトコンベア上の混練物
１０はローラ７との間で展延されるとともにはやい速度
で引伸される。速度比を１＝４にすると、１０：！ＩＩ
の板状混練物が２，５１１１１１となる。−方チェーン
により駆動されるローラ７は第２ベルトコンベア６と同
一方向に長円状の軌道９を描いて公転する。このときロ
ーラ７の自転の方向を図示のように公転の向きと逆にす
る。このとき混練物１０は、ローラ７の転動圧で展延さ
れ、同時にＰＴＦＥの繊維が一定の方向に配向される。
トコンベアに送られる。第２ベルトコンベア上の混練物
１０はローラ７との間で展延されるとともにはやい速度
で引伸される。速度比を１＝４にすると、１０：！ＩＩ
の板状混練物が２，５１１１１１となる。−方チェーン
により駆動されるローラ７は第２ベルトコンベア６と同
一方向に長円状の軌道９を描いて公転する。このときロ
ーラ７の自転の方向を図示のように公転の向きと逆にす
る。このとき混練物１０は、ローラ７の転動圧で展延さ
れ、同時にＰＴＦＥの繊維が一定の方向に配向される。
ローラ自体は公転方向と逆に自転するため、混練物１０
の表面を馴らす作用があり、第２ベルトコンベアの引伸
効果と協同して働いて、混練物１０を無理なく展延する
ことができ、それに伴い引伸方向にＰＴＦＥの繊維の方
向をそろえることができる。
の表面を馴らす作用があり、第２ベルトコンベアの引伸
効果と協同して働いて、混練物１０を無理なく展延する
ことができ、それに伴い引伸方向にＰＴＦＥの繊維の方
向をそろえることができる。
第２図１ａｌはＰ Ｔ Ｆ Ｅ繊維の配向の模様を示す
。２．５１１１にうすくなった引伸体１】を４つ折に重
ね合わせ、引伸方向と直角の方向に再び同じ展延操作を
施こす。第２図１ａｌにこのようにして得られた網目構
造を示す。以上の操作を数回くり返すと、Ｐ ’ｌ’
Ｆ Ｅの繊維の細かい網目構造を有する引伸体１】を得
ることができる。
。２．５１１１にうすくなった引伸体１】を４つ折に重
ね合わせ、引伸方向と直角の方向に再び同じ展延操作を
施こす。第２図１ａｌにこのようにして得られた網目構
造を示す。以上の操作を数回くり返すと、Ｐ ’ｌ’
Ｆ Ｅの繊維の細かい網目構造を有する引伸体１】を得
ることができる。
この引伸体１】をカレンダロールで圧延して、 ｏ、ｉ
〜９．４１１厚の電極触媒層２を得ることができる。電
極触媒層２は０．ｉ〜Ｑ、４Ｌｌｉｌ厚さにおいても、
ｌ”１”ＦＥ繊維の網目構造のため、機械的強度に優れ
、容易にこれを取扱うことができる。
〜９．４１１厚の電極触媒層２を得ることができる。電
極触媒層２は０．ｉ〜Ｑ、４Ｌｌｉｌ厚さにおいても、
ｌ”１”ＦＥ繊維の網目構造のため、機械的強度に優れ
、容易にこれを取扱うことができる。
この発明によれば
イ１触媒を水に分散させ、これに弗素樹脂のディスパー
ジョンを混合する工程、 （ロ）上記工程で得られた混合物に有機溶謀を加えて触
媒と弗素樹脂を凝集させる工程、 ｉ／ｉ上記工専で得られた凝集体を混練する工程、に）
上記工程で得られた混練物を速度の異なる複数のベルト
コンベアにより直列的に搬送し、かつ上記ベルトコンベ
アの上方に位置し上記搬送方向と同一方向に公転する複
数の自転可能なローラにより展延する工程、 により電極触媒層を得ることとしたので、工程イ）。
ジョンを混合する工程、 （ロ）上記工程で得られた混合物に有機溶謀を加えて触
媒と弗素樹脂を凝集させる工程、 ｉ／ｉ上記工専で得られた凝集体を混練する工程、に）
上記工程で得られた混練物を速度の異なる複数のベルト
コンベアにより直列的に搬送し、かつ上記ベルトコンベ
アの上方に位置し上記搬送方向と同一方向に公転する複
数の自転可能なローラにより展延する工程、 により電極触媒層を得ることとしたので、工程イ）。
（口ｌ 、 ＰＭで得られた触媒と繊維状）’ＴＦＥの
混合した混練物が上記した速度の異なる複数のベルトコ
ンベアの引伸し効果と、複数のローラの転動圧の相互作
用によって無理なく展延されその結果弗素樹脂の繊維の
方向を引伸方向にそろえることができ電極触媒層を数Ｚ
ｏｏμｍの厚さにおいても十分取扱可能なほどにその機
械的強度を高めることができる。
混合した混練物が上記した速度の異なる複数のベルトコ
ンベアの引伸し効果と、複数のローラの転動圧の相互作
用によって無理なく展延されその結果弗素樹脂の繊維の
方向を引伸方向にそろえることができ電極触媒層を数Ｚ
ｏｏμｍの厚さにおいても十分取扱可能なほどにその機
械的強度を高めることができる。
第１図はこの発明の実施例のストレッチャを示す模式図
、第２図はこの発明の実施例のＰＴＦＥの配向性を示す
模式図、第３図はリン酸型燃料電池の電極触媒層を示す
模式図、第４図は混練後のＰ１’ Ｆ Ｂの繊維の状態
を示す模式図、第５図は従来のカレンダロールによる電
極触媒層の製造を説明する模式図である。 ２・・・電極触媒層、３・・・触媒、４・・・ＰＴＦＥ
。 ５・・・第１ベルトコンベア、６・・・第２ベルトコン
ベア、７・・・ローラ、８・・・シャフト、９・・・軌
道、第 １ 図 （ａ）
（ｂ）矛 ２ 図 第 ３ｍ 第 ５ 図 茅 ４ｍ
、第２図はこの発明の実施例のＰＴＦＥの配向性を示す
模式図、第３図はリン酸型燃料電池の電極触媒層を示す
模式図、第４図は混練後のＰ１’ Ｆ Ｂの繊維の状態
を示す模式図、第５図は従来のカレンダロールによる電
極触媒層の製造を説明する模式図である。 ２・・・電極触媒層、３・・・触媒、４・・・ＰＴＦＥ
。 ５・・・第１ベルトコンベア、６・・・第２ベルトコン
ベア、７・・・ローラ、８・・・シャフト、９・・・軌
道、第 １ 図 （ａ）
（ｂ）矛 ２ 図 第 ３ｍ 第 ５ 図 茅 ４ｍ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）（イ）触媒を水に分散させこれに弗素樹脂のディス
パージョンを混合する工程、 （ロ）上記工程で得られた混合物に有機溶媒を加えて触
媒と弗素樹脂を凝集させる工程、 （ハ）上記工程で得られた凝集体を混練する工程、（ニ
）上記工程で得られた混練物を速度の異なる複数のベル
トコンベアにより直列的に搬送 し、かつ上記ベルトコンベアの上方に位置 し、上記搬送方向と同一方向に公転する、 複数の自転可能なローラにより展延する工 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 |
|---|---|---|---|
| JP61190864A JPS6348755A (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 |
|---|---|---|---|
| JP61190864A JPS6348755A (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 |
|---|---|
| JPS6348755A true JPS6348755A (ja) | 1988-03-01 |
| JPH0563908B2 JPH0563908B2 (ja) | 1993-09-13 |
Family
ID=16265035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61190864A Granted JPS6348755A (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) | JPS6348755A (ja) |
-
1986
- 1986-08-14 JP JP61190864A patent/JPS6348755A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0563908B2 (ja) | 1993-09-13 |
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