JPS6348757A - 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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- JPS6348757A JPS6348757A JP61190868A JP19086886A JPS6348757A JP S6348757 A JPS6348757 A JP S6348757A JP 61190868 A JP61190868 A JP 61190868A JP 19086886 A JP19086886 A JP 19086886A JP S6348757 A JPS6348757 A JP S6348757A
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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
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- 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
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- 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。
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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１池の電極触媒層の製造方法
に関する。
に関する。
燃料電池は燃料のもつ化学エネルギを直接電気エネルギ
に変換する装置であり、その溶成は史酸よりなる電解液
層Ｃ図示せず）をはさんで第３図に示すような電極６Ｃ
カーボン基材４の上に電極触媒層５を融着させたもの）
を対向して配直し、外部のガス供給系より前記各電極へ
溶料ガスおよび酸化剤ガスを供給し、各電極のり媒微粒
子７の上で酸化剤ガスと燃料ガスを４．’！＋別に電気
化学的に反応させ、その姑果として系外に電気エネルギ
をとり出すことができる。
に変換する装置であり、その溶成は史酸よりなる電解液
層Ｃ図示せず）をはさんで第３図に示すような電極６Ｃ
カーボン基材４の上に電極触媒層５を融着させたもの）
を対向して配直し、外部のガス供給系より前記各電極へ
溶料ガスおよび酸化剤ガスを供給し、各電極のり媒微粒
子７の上で酸化剤ガスと燃料ガスを４．’！＋別に電気
化学的に反応させ、その姑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の上に白金などの貴金属微粒子１を担持したものが朋
いられ、この触媒微粒子７がボ１１テトラフロロエチレ
ンｒ）’ＴＦＥ）からなる弗素樹脂の微粒子３により結
着され電極触媒層５が形成される。
２の上に白金などの貴金属微粒子１を担持したものが朋
いられ、この触媒微粒子７がボ１１テトラフロロエチレ
ンｒ）’ＴＦＥ）からなる弗素樹脂の微粒子３により結
着され電極触媒層５が形成される。
このような燐酸型燃料電池の電極触媒層は高価な白金な
どの貴金属微粒子１を含むため薄膜にしてコスト低減を
図る必要がある。
どの貴金属微粒子１を含むため薄膜にしてコスト低減を
図る必要がある。
従来このような電極触媒層５の薄膜の製造方法としては
、触媒微粒子７を界面活性剤の水溶液に分散させ、これ
にＰＴＦＥのディスパージョンを加えて混合し、凝集用
の有機溶媒としてイソプロピルアルコールを加えて得ら
れるペーストをカレンダロールを用いて圧延し、電極触
媒層５を傅る方法などが知られている。
、触媒微粒子７を界面活性剤の水溶液に分散させ、これ
にＰＴＦＥのディスパージョンを加えて混合し、凝集用
の有機溶媒としてイソプロピルアルコールを加えて得ら
れるペーストをカレンダロールを用いて圧延し、電極触
媒層５を傅る方法などが知られている。
しかし、このような方法によって得られたａ膜状電極触
媒層５においては、結着剤さしての）’ ＴＦ Ｅ微粒
子の配向性が第３図に示すように十分でなく電極触媒層
５の引張り強度が弱い（イソプロピルアルコールの場合
８ｒ／Ｊ、エチレングリコールの場合１０ ？／ｊ）と
いう欠点があり、そのため取扱いが困難で作業性がわる
いという問題があった。
媒層５においては、結着剤さしての）’ ＴＦ Ｅ微粒
子の配向性が第３図に示すように十分でなく電極触媒層
５の引張り強度が弱い（イソプロピルアルコールの場合
８ｒ／Ｊ、エチレングリコールの場合１０ ？／ｊ）と
いう欠点があり、そのため取扱いが困難で作業性がわる
い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、弗素樹脂の微粒子の配向性が良好
で機械的強度の高い薄膜状電極触媒層の製造方法を提供
するにある。
目的とするところは、弗素樹脂の微粒子の配向性が良好
で機械的強度の高い薄膜状電極触媒層の製造方法を提供
するにある。
この発明は、
（イ）触媒微粒子を界面活性剤の水溶液に分散させる工
程と、 （ロ）弗素樹脂のディスパージョンを加える工程と、ｌ
−′」凝集用の有機溶媒を加える工程と、に）上記工程
で得られた混合凝集体を混練する工程と、 （ホ）混練によって得られたペーストを押出成型する工
程と、 （へ）上記工程で得られた成型体をカレンダロールを用
いて展延する工程、 とにより電極触媒層を形成下るのでその目的を達する。
程と、 （ロ）弗素樹脂のディスパージョンを加える工程と、ｌ
−′」凝集用の有機溶媒を加える工程と、に）上記工程
で得られた混合凝集体を混練する工程と、 （ホ）混練によって得られたペーストを押出成型する工
程と、 （へ）上記工程で得られた成型体をカレンダロールを用
いて展延する工程、 とにより電極触媒層を形成下るのでその目的を達する。
すなわち、イ１ 、 （ｏｌ 、 ｐＮの工程によって
得られた触媒微粒子と弗素樹脂の微粒子の混合凝集体に
混練の操作を加え弗素樹脂の微粒子を繊維化したものを
、押出成型し、繊維化した弗素樹脂の微粒子を押出し方
向に配回させようとするものである。
得られた触媒微粒子と弗素樹脂の微粒子の混合凝集体に
混練の操作を加え弗素樹脂の微粒子を繊維化したものを
、押出成型し、繊維化した弗素樹脂の微粒子を押出し方
向に配回させようとするものである。
次にこの発明の実施例を図面にもとづき説明する。第１
図に示すようにカーボンブラックなどの触媒担体２の上
に白金などの貴金属微粒子１を担持させた触媒微粒子７
を１００２とりこれを界面活性剤の水溶液９ｆＪ ｍｌ
に十分混合分散させた。次にボ１１テトラフロロエチレ
ン微粒子のディスバージ。
図に示すようにカーボンブラックなどの触媒担体２の上
に白金などの貴金属微粒子１を担持させた触媒微粒子７
を１００２とりこれを界面活性剤の水溶液９ｆＪ ｍｌ
に十分混合分散させた。次にボ１１テトラフロロエチレ
ン微粒子のディスバージ。
ン（固形分６０重量％）を１００ｍ１加え、十分混合し
たのち、エチレング１１コール３６０ ｍｌ加え、触媒
微粒子７とＰＴＦＥからなる弗素樹脂の微粒子３とを凝
集させた。次に双腕型ニーダを用いて触媒微粒子７七Ｐ
Ｔ Ｆ Ｅからなる弗素樹脂の微粒子の混合凝集体を
よく混練し、Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ微粒子を繊維化した。
たのち、エチレング１１コール３６０ ｍｌ加え、触媒
微粒子７とＰＴＦＥからなる弗素樹脂の微粒子３とを凝
集させた。次に双腕型ニーダを用いて触媒微粒子７七Ｐ
Ｔ Ｆ Ｅからなる弗素樹脂の微粒子の混合凝集体を
よく混練し、Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ微粒子を繊維化した。
この混線の工程では、ＰＴＦＥ微粒子の繊維は一定の方
向に揃うことがなく、勝手な向きをとって絡み合ってい
る。続いて、混練によって得られたペーストを押出成型
した。このとき繊維化したＰＴＦＢ微粒子は第１図に示
すように一定の方向に並んで配向性を生ずる。配向性と
ともに電極触媒層５の薄膜はその機械的強度を増す。第
２図に押出成型圧力と薄膜の引張強度との関係を温度を
パラメータとして示す（曲線ａは温度５°Ｃ１曲陶すは
温度５０ ”Ｃ、曲線Ｃは温度１００℃である）。引張
強度はレオメータを用いて測定した。第２図は、押出成
型の温匿、圧力とも高い方が引張強度を１８すことを示
す。しかし圧力については、飽和の傾向があるので１０
０ Ｋｇ、／（ｙｒ？位までが適当である。温度につい
テハ、エチレング１１コールの引火点が１１１℃である
から１００℃位が最高温度として適当である。
向に揃うことがなく、勝手な向きをとって絡み合ってい
る。続いて、混練によって得られたペーストを押出成型
した。このとき繊維化したＰＴＦＢ微粒子は第１図に示
すように一定の方向に並んで配向性を生ずる。配向性と
ともに電極触媒層５の薄膜はその機械的強度を増す。第
２図に押出成型圧力と薄膜の引張強度との関係を温度を
パラメータとして示す（曲線ａは温度５°Ｃ１曲陶すは
温度５０ ”Ｃ、曲線Ｃは温度１００℃である）。引張
強度はレオメータを用いて測定した。第２図は、押出成
型の温匿、圧力とも高い方が引張強度を１８すことを示
す。しかし圧力については、飽和の傾向があるので１０
０ Ｋｇ、／（ｙｒ？位までが適当である。温度につい
テハ、エチレング１１コールの引火点が１１１℃である
から１００℃位が最高温度として適当である。
押出成型はＰＴＦＥの微粒子の配向性のほか、次工程の
カレンダロール工程の予備工程として厚さ５ｍｌ、巾２
００＋ｕ、長さ５０１１１１（７） ’ｙ −ｈ 状成
ｍ体−ＦＬ”４表した。
カレンダロール工程の予備工程として厚さ５ｍｌ、巾２
００＋ｕ、長さ５０１１１１（７） ’ｙ −ｈ 状成
ｍ体−ＦＬ”４表した。
カレン４゛ロール工程においては、０．２ｉｍ厚さの薄
膜状電極触媒ｔ’Ｆｉｊ ５を調裳した。
膜状電極触媒ｔ’Ｆｉｊ ５を調裳した。
この発明においては、
（（）触媒微粒子を界面活性剤の水溶液に分散させる工
程、 （口１弗素檀（４旨のディスパージョンを加える工程、
ヒｊ凝集用の有機溶媒を加える工程、 に）上記工程で得られた混合凝集体を混練して弗素樹脂
を繊維化する工程、 （ホ）混線によって得られたペーストを押出成型して成
型体を得る工程、 （へ）上記工程で得られた成型体をカレンダロールを用
いて圧延する工程、 により燃料電池用電極触媒層を製造することとしたので
ｆｉｌ 、 ｆｌｌｆｆｌ 、 ｆ／−１の工程で得ら
れた混合凝集体の中の弗素樹脂の凝集体が混線の工程で
繊維化し、次に押出成型番こより、上記の弗素樹脂の微
粒子の繊維が一定の方向に配回し、その結果薄膜状の電
極触媒層の機械的強度が増して、燃料電池製造時におけ
る取扱作業性が向上した。
程、 （口１弗素檀（４旨のディスパージョンを加える工程、
ヒｊ凝集用の有機溶媒を加える工程、 に）上記工程で得られた混合凝集体を混練して弗素樹脂
を繊維化する工程、 （ホ）混線によって得られたペーストを押出成型して成
型体を得る工程、 （へ）上記工程で得られた成型体をカレンダロールを用
いて圧延する工程、 により燃料電池用電極触媒層を製造することとしたので
ｆｉｌ 、 ｆｌｌｆｆｌ 、 ｆ／−１の工程で得ら
れた混合凝集体の中の弗素樹脂の凝集体が混線の工程で
繊維化し、次に押出成型番こより、上記の弗素樹脂の微
粒子の繊維が一定の方向に配回し、その結果薄膜状の電
極触媒層の機械的強度が増して、燃料電池製造時におけ
る取扱作業性が向上した。
第１図はこの発明の実施例の電極触媒層の構造を示す断
面図、第２図はこの発明の実施例の押出成型圧力と電極
触媒層ＮＶｙ−の引張強度との関係を示す線図、第３図
は従来の電極触媒層を示す断面図である。 １・・・貴金属微粒子、２・・・触媒担体、３・・・弗
素樹脂の微粒子、４・・・カーボン基材、５・・・電極
触媒層、２０ ４０ ６０ ８θ ｆ
θ０ｎ出′Ｆｊ￥、膨圧々 （犬ｙ／ｃだ２）某 Ｚ
目 第 ３ 回
面図、第２図はこの発明の実施例の押出成型圧力と電極
触媒層ＮＶｙ−の引張強度との関係を示す線図、第３図
は従来の電極触媒層を示す断面図である。 １・・・貴金属微粒子、２・・・触媒担体、３・・・弗
素樹脂の微粒子、４・・・カーボン基材、５・・・電極
触媒層、２０ ４０ ６０ ８θ ｆ
θ０ｎ出′Ｆｊ￥、膨圧々 （犬ｙ／ｃだ２）某 Ｚ
目 第 ３ 回
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
る工程、 （ロ）弗素樹脂のディスパージョンを加える工程、（ハ
）凝集用の有機溶媒を加える工程、 （ニ）上記工程で得られた混合凝集体を混練して弗素樹
脂の微粒子を繊維化する工程、 （ホ）混練によって得られたペーストを押出成型して繊
維化した弗素樹脂の微粒子に方向性 を与えかつ所定厚さの成形体を得る工程、 （ヘ）上記の工程で得られた成型体をカレンダロールを
用いて所定の厚さに圧延して電極触 媒層を形成する工程、 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。 ２）特許請求の範囲第１項記載の発明において、押出成
型を温度２５℃ないし１００℃好ましくは５０℃ないし
１００℃において行なうことを特徴とする燃料電池用電
極触媒層の製造方法。 ３）特許請求の範囲第１項記載の発明において、押出成
型圧力を１０ｋｇ／ｃｍ＾２ないし１００ｋｇ／ｃｍ＾
２好ましくは２０ｋｇ／ｃｍ＾２ないし１００ｋｇ／ｃ
ｍ＾２において行なう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 |
|---|---|---|---|
| JP61190868A JPS6348757A (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 |
|---|---|---|---|
| JP61190868A JPS6348757A (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 |
|---|---|
| JPS6348757A true JPS6348757A (ja) | 1988-03-01 |
| JPH0563909B2 JPH0563909B2 (ja) | 1993-09-13 |
Family
ID=16265099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61190868A Granted JPS6348757A (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) | JPS6348757A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006031951A (ja) * | 2004-07-12 | 2006-02-02 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 固体高分子型燃料電池用ガス拡散電極の製造方法 |
| CN111900422A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-11-06 | 浙江锋源氢能科技有限公司 | 一种燃料电池的催化层及其制备方法 |
-
1986
- 1986-08-14 JP JP61190868A patent/JPS6348757A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006031951A (ja) * | 2004-07-12 | 2006-02-02 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 固体高分子型燃料電池用ガス拡散電極の製造方法 |
| CN111900422A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-11-06 | 浙江锋源氢能科技有限公司 | 一种燃料电池的催化层及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0563909B2 (ja) | 1993-09-13 |
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