JP2000231928A - 固体高分子電解質型燃料電池 - Google Patents
固体高分子電解質型燃料電池Info
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- JP2000231928A JP2000231928A JP11033109A JP3310999A JP2000231928A JP 2000231928 A JP2000231928 A JP 2000231928A JP 11033109 A JP11033109 A JP 11033109A JP 3310999 A JP3310999 A JP 3310999A JP 2000231928 A JP2000231928 A JP 2000231928A
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- Japan
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- cation exchange
- exchange membrane
- polymer electrolyte
- fuel cell
- solid polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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
Landscapes
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】膜厚が薄くても強度が高くかつ抵抗が低い陽イ
オン交換膜を固体高分子電解質として有する、出力密度
が高い固体高分子型燃料電池の提供。 【解決手段】スルホン酸基を含有するパーフルオロカー
ボン重合体からなる陽イオン交換膜を固体高分子電解質
として有し、前記陽イオン交換膜は、重量平均分子量が
１００万以上のポリエチレン繊維からなる補強材を含有
する固体高分子電解質型燃料電池。
オン交換膜を固体高分子電解質として有する、出力密度
が高い固体高分子型燃料電池の提供。 【解決手段】スルホン酸基を含有するパーフルオロカー
ボン重合体からなる陽イオン交換膜を固体高分子電解質
として有し、前記陽イオン交換膜は、重量平均分子量が
１００万以上のポリエチレン繊維からなる補強材を含有
する固体高分子電解質型燃料電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体高分子電解質
型燃料電池に関する。
型燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、プロトン伝導性の高分子膜を電解
質として用いる固体高分子電解質型燃料電池の研究が進
んでいる。固体高分子電解質型燃料電池は、作動温度が
低く出力密度が高くかつ小型化が可能なため、車載用電
源等の用途に対し有望視されている。
質として用いる固体高分子電解質型燃料電池の研究が進
んでいる。固体高分子電解質型燃料電池は、作動温度が
低く出力密度が高くかつ小型化が可能なため、車載用電
源等の用途に対し有望視されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】固体高分子型燃料電池
に使用される高分子膜は、通常厚さ１００〜２００μｍ
のプロトン伝導性イオン交換膜であり、特にスルホン酸
基を含有するパーフルオロカーボン重合体からなる陽イ
オン交換膜が、基本特性に優れるため広く検討されてい
る。しかし、燃料電池が例えば車載用電源の用途に使用
できるほど高出力密度を得るためには、現在提案されて
いる陽イオン交換膜は抵抗が充分には低くない。
に使用される高分子膜は、通常厚さ１００〜２００μｍ
のプロトン伝導性イオン交換膜であり、特にスルホン酸
基を含有するパーフルオロカーボン重合体からなる陽イ
オン交換膜が、基本特性に優れるため広く検討されてい
る。しかし、燃料電池が例えば車載用電源の用途に使用
できるほど高出力密度を得るためには、現在提案されて
いる陽イオン交換膜は抵抗が充分には低くない。
【０００４】上記陽イオン交換膜の抵抗を低減するに
は、スルホン酸基濃度を増加する方法と膜厚を薄くする
方法があるが、スルホン酸基濃度が著しく増加すると膜
の機械的強度が低下したり、燃料電池の長期運転により
膜がクリープしやすくなり燃料電池の耐久性が低下する
などの問題が生じる。一方、膜厚を薄くすると膜の機械
的強度が低下し、ガス拡散電極と接合させるときなどに
加工しにくかったり取扱いが困難になるなどの問題が生
じる。
は、スルホン酸基濃度を増加する方法と膜厚を薄くする
方法があるが、スルホン酸基濃度が著しく増加すると膜
の機械的強度が低下したり、燃料電池の長期運転により
膜がクリープしやすくなり燃料電池の耐久性が低下する
などの問題が生じる。一方、膜厚を薄くすると膜の機械
的強度が低下し、ガス拡散電極と接合させるときなどに
加工しにくかったり取扱いが困難になるなどの問題が生
じる。
【０００５】上記の問題を解決する方法として、スルホ
ン酸基を含有するパーフルオロカーボン重合体からなる
フィルムとポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦ
Ｅという）からなる多孔体とを複合化した陽イオン交換
膜が提案されている（マーク．Ｗ．バーブルッジら、Ａ
ＩＣｈＥ ジャーナル、１９９２年，３８，９３）。し
かしこの膜は、膜厚は薄くできるものの、多孔体状のＰ
ＴＦＥの存在により抵抗が充分には低下しない。
ン酸基を含有するパーフルオロカーボン重合体からなる
フィルムとポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦ
Ｅという）からなる多孔体とを複合化した陽イオン交換
膜が提案されている（マーク．Ｗ．バーブルッジら、Ａ
ＩＣｈＥ ジャーナル、１９９２年，３８，９３）。し
かしこの膜は、膜厚は薄くできるものの、多孔体状のＰ
ＴＦＥの存在により抵抗が充分には低下しない。
【０００６】そこで本発明は、膜厚が薄くても強度が高
くかつ抵抗が低い陽イオン交換膜を固体高分子電解質と
して有することにより、長期にわたって出力密度が高い
固体高分子型燃料電池を提供することを目的とする。
くかつ抵抗が低い陽イオン交換膜を固体高分子電解質と
して有することにより、長期にわたって出力密度が高い
固体高分子型燃料電池を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、重量平均分子
量が１００万以上の超高分子量高密度ポリエチレン繊維
を用いて補強されたスルホン酸基を含有するパーフルオ
ロカーボン重合体からなる陽イオン交換膜を固体高分子
電解質とする固体高分子電解質型燃料電池を提供する。
量が１００万以上の超高分子量高密度ポリエチレン繊維
を用いて補強されたスルホン酸基を含有するパーフルオ
ロカーボン重合体からなる陽イオン交換膜を固体高分子
電解質とする固体高分子電解質型燃料電池を提供する。
【０００８】本発明における補強材であるポリエチレン
繊維は、重量平均分子量が１００万以上、好ましくは３
００万以上である。重量平均分子量が１００万より小さ
いと、陽イオン交換膜の強度を高められない。
繊維は、重量平均分子量が１００万以上、好ましくは３
００万以上である。重量平均分子量が１００万より小さ
いと、陽イオン交換膜の強度を高められない。
【０００９】本発明におけるポリエチレン繊維のデニー
ル数は０．８〜５０が好ましい。デニール数が０．８よ
り小さいと繊維強度が低いため、加工の際に切れやす
い。デニール数が５０より大きいと、スルホン酸基を含
有するパーフルオロカーボン重合体と複合化して製膜す
ると陽イオン交換膜の膜厚が厚くなり、抵抗が高くな
る。デニール数は特に５〜３０が好ましい。
ル数は０．８〜５０が好ましい。デニール数が０．８よ
り小さいと繊維強度が低いため、加工の際に切れやす
い。デニール数が５０より大きいと、スルホン酸基を含
有するパーフルオロカーボン重合体と複合化して製膜す
ると陽イオン交換膜の膜厚が厚くなり、抵抗が高くな
る。デニール数は特に５〜３０が好ましい。
【００１０】本発明における補強材の形態は、ポリエチ
レン繊維からなるフィラメントを織った織布又は該フィ
ラメントを撚り合わせた糸を織った織布でもよいし、不
織布でもよい。また、ポリエチレン繊維からなるフィラ
メントを陽イオン交換膜中に分散させて補強してもよ
い。ポリエチレン繊維からなる補強材は、ＰＴＦＥ多孔
体と比較して網目構造のコントロールにより補強の程度
の自由度が高いこと、開口率が高くても補強効果が高い
ため抵抗の上昇を少なくできること、及び寸法安定性に
優れていること等の利点がある。
レン繊維からなるフィラメントを織った織布又は該フィ
ラメントを撚り合わせた糸を織った織布でもよいし、不
織布でもよい。また、ポリエチレン繊維からなるフィラ
メントを陽イオン交換膜中に分散させて補強してもよ
い。ポリエチレン繊維からなる補強材は、ＰＴＦＥ多孔
体と比較して網目構造のコントロールにより補強の程度
の自由度が高いこと、開口率が高くても補強効果が高い
ため抵抗の上昇を少なくできること、及び寸法安定性に
優れていること等の利点がある。
【００１１】補強材が織布からなる場合は、縦糸及び横
糸のデニール数がそれぞれ独立に０．８〜５０、特に５
〜３０であることが好ましい。縦糸、横糸のデニール数
が０．８より小さいと膜の補強効果が不充分となり、５
０より大きいと縦糸と横糸の交点にピンホールやクラッ
クが発生しやすい。縦糸及び横糸としては、デニール数
が０．８〜５０であればモノフィラメント、マルチフィ
ラメントのいずれも使用できる。マルチフィラメント
は、糸断面を偏平化できるため、織布の開口率を減少さ
せても陽イオン交換膜の抵抗の上昇を抑えられるので好
ましい。
糸のデニール数がそれぞれ独立に０．８〜５０、特に５
〜３０であることが好ましい。縦糸、横糸のデニール数
が０．８より小さいと膜の補強効果が不充分となり、５
０より大きいと縦糸と横糸の交点にピンホールやクラッ
クが発生しやすい。縦糸及び横糸としては、デニール数
が０．８〜５０であればモノフィラメント、マルチフィ
ラメントのいずれも使用できる。マルチフィラメント
は、糸断面を偏平化できるため、織布の開口率を減少さ
せても陽イオン交換膜の抵抗の上昇を抑えられるので好
ましい。
【００１２】織布の縦糸及び横糸の密度は、１０〜２０
０本／インチ、特に５０〜１５０本／インチが好まし
い。１０本／インチより少ないと目ずれが生じやすく、
また織布の強度が低下する。２００本／インチより多い
と織布の開口面積が小さくなり、同時に陽イオン交換膜
の厚さが厚くなる。
０本／インチ、特に５０〜１５０本／インチが好まし
い。１０本／インチより少ないと目ずれが生じやすく、
また織布の強度が低下する。２００本／インチより多い
と織布の開口面積が小さくなり、同時に陽イオン交換膜
の厚さが厚くなる。
【００１３】また、上記織布は、１２０℃以下の温度に
て平板プレスやロールプレス等により偏平化されること
が好ましく、織布の厚さは１０〜８０μｍ、特に１５〜
４０μｍであることが好ましい。１０μｍより薄いと陽
イオン交換膜に対する補強効果が顕著に現れない。また
８０μｍより厚いと陽イオン交換膜の厚さが厚くなり膜
抵抗が増大する。
て平板プレスやロールプレス等により偏平化されること
が好ましく、織布の厚さは１０〜８０μｍ、特に１５〜
４０μｍであることが好ましい。１０μｍより薄いと陽
イオン交換膜に対する補強効果が顕著に現れない。また
８０μｍより厚いと陽イオン交換膜の厚さが厚くなり膜
抵抗が増大する。
【００１４】補強材が不織布からなる場合は、目付量が
５〜５０ｇ／ｍ2、特に２０〜４０ｇ／ｍ2であることが
好ましい。目付量が５ｇ／ｍ2より小さいと不織布の強
度が低下し、５０ｇ／ｍ2より大きいと不織布の開口面
積が小さくなり厚さが厚くなる。また、不織布の厚さは
１０〜８０μｍ、特に１５〜４０μｍが好ましい。１０
μｍより薄いと陽イオン交換膜に対する補強効果が顕著
に現れない。また８０μｍより厚いと陽イオン交換膜の
厚さが厚くなり膜抵抗が増大する。
５〜５０ｇ／ｍ2、特に２０〜４０ｇ／ｍ2であることが
好ましい。目付量が５ｇ／ｍ2より小さいと不織布の強
度が低下し、５０ｇ／ｍ2より大きいと不織布の開口面
積が小さくなり厚さが厚くなる。また、不織布の厚さは
１０〜８０μｍ、特に１５〜４０μｍが好ましい。１０
μｍより薄いと陽イオン交換膜に対する補強効果が顕著
に現れない。また８０μｍより厚いと陽イオン交換膜の
厚さが厚くなり膜抵抗が増大する。
【００１５】陽イオン交換膜中にポリエチレン繊維を分
散させて補強する場合には、ポリエチレン繊維は陽イオ
ン交換膜１ｍ2あたりに１〜３０ｇ、特に１０〜２５ｇ
／ｍ2分散されていることが好ましい。陽イオン交換膜
中のポリエチレン繊維の密度が１ｇ／ｍ2より低いと補
強効果が顕著に現れない。また３０ｇ／ｍ2より高いと
スルホン酸基を含有するパーフルオロカーボン重合体と
補強材を複合製膜する場合に、膜を平坦化できない。
散させて補強する場合には、ポリエチレン繊維は陽イオ
ン交換膜１ｍ2あたりに１〜３０ｇ、特に１０〜２５ｇ
／ｍ2分散されていることが好ましい。陽イオン交換膜
中のポリエチレン繊維の密度が１ｇ／ｍ2より低いと補
強効果が顕著に現れない。また３０ｇ／ｍ2より高いと
スルホン酸基を含有するパーフルオロカーボン重合体と
補強材を複合製膜する場合に、膜を平坦化できない。
【００１６】本発明で使用するポリエチレン繊維からな
る補強材の表面は、放射線処理、放電処理、薬品処理又
はグラフト重合法処理されていることが好ましい。補強
材にこれらの処理が施されていると、スルホン酸基を含
有するパーフルオロカーボン重合体と補強材を複合製膜
する際に該重合体と補強材との接着性が向上し、強度の
高い陽イオン交換膜が得られる。
る補強材の表面は、放射線処理、放電処理、薬品処理又
はグラフト重合法処理されていることが好ましい。補強
材にこれらの処理が施されていると、スルホン酸基を含
有するパーフルオロカーボン重合体と補強材を複合製膜
する際に該重合体と補強材との接着性が向上し、強度の
高い陽イオン交換膜が得られる。
【００１７】放射線処理の方法としては、γ線や電子線
が用いられる。放射線の照射線量は１〜２００ｋＧｙ、
特には１０〜１００ｋＧｙが好ましい。照射線量が１ｋ
Ｇｙより小さいと表面処理効果が小さく、また２００ｋ
Ｇｙより大きいとポリエチレン分子鎖の切断が進行し、
ポリエチレン繊維自体の強度が低下する。照射線量が１
〜２００ｋＧｙの場合には繊維の強度低下は著しくな
く、カルボン酸基や水酸基などの官能基やラジカル等、
スルホン酸基を含有するパーフルオロカーボン重合体と
の接着性を向上させうる活性種が補強材に効率的に導入
される。
が用いられる。放射線の照射線量は１〜２００ｋＧｙ、
特には１０〜１００ｋＧｙが好ましい。照射線量が１ｋ
Ｇｙより小さいと表面処理効果が小さく、また２００ｋ
Ｇｙより大きいとポリエチレン分子鎖の切断が進行し、
ポリエチレン繊維自体の強度が低下する。照射線量が１
〜２００ｋＧｙの場合には繊維の強度低下は著しくな
く、カルボン酸基や水酸基などの官能基やラジカル等、
スルホン酸基を含有するパーフルオロカーボン重合体と
の接着性を向上させうる活性種が補強材に効率的に導入
される。
【００１８】放電処理の方法としては、常圧下でのコロ
ナ放電処理や減圧下でのプラズマ放電処理が挙げられ
る。コロナ放電の処理条件としては、出力が１〜３ｋ
Ｗ、処理速度が３〜３０ｍ／分であることが好ましい。
出力が１ｋＷより小さいと放電できず、また３ｋＷより
大きいと発熱量が大きくなり補強材の強度が低下する。
処理速度が３ｍ／分より遅いと、処理が過度に行われる
ため補強材の強度が低下する。３０ｍ／分より速いと充
分に処理できないおそれがある。
ナ放電処理や減圧下でのプラズマ放電処理が挙げられ
る。コロナ放電の処理条件としては、出力が１〜３ｋ
Ｗ、処理速度が３〜３０ｍ／分であることが好ましい。
出力が１ｋＷより小さいと放電できず、また３ｋＷより
大きいと発熱量が大きくなり補強材の強度が低下する。
処理速度が３ｍ／分より遅いと、処理が過度に行われる
ため補強材の強度が低下する。３０ｍ／分より速いと充
分に処理できないおそれがある。
【００１９】プラズマ放電の処理条件としては、圧力５
〜１００Ｐａの空気、酸素、アルゴン等の気体の存在下
で、出力０．０１〜０．５ｋＷ、処理速度０．０１〜５
ｍ／分で処理するのが好ましい。圧力が５Ｐａより低か
ったり１００Ｐａより高いと放電できない。使用する気
体は特に限定されないが、カルボン酸基や水酸基などの
官能基を補強材に導入するためには酸素を含む気体が好
ましい。またアルゴンはプラズマを安定させる効果があ
るので好ましい。気体は単独で用いてもよいが２種以上
の気体を混合して用いてもよい。
〜１００Ｐａの空気、酸素、アルゴン等の気体の存在下
で、出力０．０１〜０．５ｋＷ、処理速度０．０１〜５
ｍ／分で処理するのが好ましい。圧力が５Ｐａより低か
ったり１００Ｐａより高いと放電できない。使用する気
体は特に限定されないが、カルボン酸基や水酸基などの
官能基を補強材に導入するためには酸素を含む気体が好
ましい。またアルゴンはプラズマを安定させる効果があ
るので好ましい。気体は単独で用いてもよいが２種以上
の気体を混合して用いてもよい。
【００２０】出力が０．０１ｋＷより低いと処理効果が
小さく、また０．５ｋＷより高いと発熱が大きく補強材
の強度が低下する。処理速度は０．０１ｍ／分より遅い
と処理が過度となり補強材の強度が低下し、また５ｍ／
分より速いと充分に処理できないおそれがある。
小さく、また０．５ｋＷより高いと発熱が大きく補強材
の強度が低下する。処理速度は０．０１ｍ／分より遅い
と処理が過度となり補強材の強度が低下し、また５ｍ／
分より速いと充分に処理できないおそれがある。
【００２１】薬品処理の方法としては、クロロスルホン
酸、硫酸、発煙硫酸、発煙硫酸／りん酸トリエチル錯体
等に補強材を浸漬する方法が挙げられる。なかでもクロ
ロスルホン酸を使用すると、低温でも効率的にスルホニ
ルクロリド基を導入でき、さらに加水分解によりスルホ
ン酸基を導入できるため、スルホン酸型パーフルオロカ
ーボン重合体との接着性が向上できるので好ましい。ク
ロロスルホン酸を用いる場合は、そのまま用いてもよい
が、補強材への官能基導入の反応を制御するために、テ
トラクロロエタンやトリクロロエタン等の溶媒で１０〜
５０重量％程度に希釈して使用することが好ましい。
酸、硫酸、発煙硫酸、発煙硫酸／りん酸トリエチル錯体
等に補強材を浸漬する方法が挙げられる。なかでもクロ
ロスルホン酸を使用すると、低温でも効率的にスルホニ
ルクロリド基を導入でき、さらに加水分解によりスルホ
ン酸基を導入できるため、スルホン酸型パーフルオロカ
ーボン重合体との接着性が向上できるので好ましい。ク
ロロスルホン酸を用いる場合は、そのまま用いてもよい
が、補強材への官能基導入の反応を制御するために、テ
トラクロロエタンやトリクロロエタン等の溶媒で１０〜
５０重量％程度に希釈して使用することが好ましい。
【００２２】放射線グラフト重合法による処理方法とし
ては、補強材に官能基を含有するモノマー又は官能基を
導入可能なモノマー（以下、まとめて官能基導入モノマ
ーという）を浸漬させながら放射線照射しグラフト重合
させてもよいし、補強材に放射線を照射した後に官能基
導入モノマーを浸漬させてグラフト重合させてもよい。
しかし、補強材に官能基導入モノマーを浸漬させながら
放射線照射する方法は取り扱いが煩雑であるので、後者
の方法が好ましい。
ては、補強材に官能基を含有するモノマー又は官能基を
導入可能なモノマー（以下、まとめて官能基導入モノマ
ーという）を浸漬させながら放射線照射しグラフト重合
させてもよいし、補強材に放射線を照射した後に官能基
導入モノマーを浸漬させてグラフト重合させてもよい。
しかし、補強材に官能基導入モノマーを浸漬させながら
放射線照射する方法は取り扱いが煩雑であるので、後者
の方法が好ましい。
【００２３】放射線グラフト重合法における放射線処理
は、上述した放射線処理と同様の条件にての処理が好ま
しい。さらにここでの放射線照射は、照射中に発生する
ラジカルを保護するため、減圧下又は窒素等の不活性ガ
ス雰囲気中で行うことが好ましい。また、放射線を照射
してから補強材を官能基導入モノマーに浸漬するまでの
間は、ラジカル濃度の低下を防ぐために補強材を低温で
保持することが好ましい。補強材の官能基導入モノマー
への浸漬も、減圧下又は不活性ガス雰囲気中で行うこと
が好ましく、グラフト重合の温度は４０〜９０℃が好ま
しい。
は、上述した放射線処理と同様の条件にての処理が好ま
しい。さらにここでの放射線照射は、照射中に発生する
ラジカルを保護するため、減圧下又は窒素等の不活性ガ
ス雰囲気中で行うことが好ましい。また、放射線を照射
してから補強材を官能基導入モノマーに浸漬するまでの
間は、ラジカル濃度の低下を防ぐために補強材を低温で
保持することが好ましい。補強材の官能基導入モノマー
への浸漬も、減圧下又は不活性ガス雰囲気中で行うこと
が好ましく、グラフト重合の温度は４０〜９０℃が好ま
しい。
【００２４】官能基導入モノマーとしては、スチレン、
α−メチルスチレン、クロロメチルスチレン、アルキル
メタクリレート、アルキルアクリレート、アクリロニト
リル、アクロレイン、グリシジルメタクリレート、グリ
シジルアクリレート、ビニルアセテート、スチレンスル
ホン酸又はその塩、アクリル酸又はその塩、メタクリル
酸又はその塩、クロトン酸、イタコン酸、２−アクリル
アミド−２−メチルプロパンスルホン酸、パーフルオロ
スルホニルフルオリド、ビニルベンジルトリメチルアン
モニウムクロリド、アリールアミン又はその塩、４−ビ
ニルピリジン、２−ビニルピリジン、１−ビニルイミダ
ゾール、２−ビニルピラジン、４−（３−ブテニル）ピ
リジン、アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルア
ミド、Ｎ−（３−（Ｎ，Ｎ−ジメチル）アミノプロピ
ル）アクリルアミド、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエ
チル）アクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ビニル基と
スルホン酸基を有する化合物又はその塩、ＣＦ2＝ＣＦ
−Ｏ−（ＣＦ2−ＣＦ（ＣＦ3））v−（ＣＦ2）w−ＣＯ
ＯＣＨ3等で表されるメトキシカルボニル基を有する含
フッ素化合物（ただし、ｖ、ｗは０以上の整数であり、
ｖ＝ｗ＝０ではない。）等が挙げられる。
α−メチルスチレン、クロロメチルスチレン、アルキル
メタクリレート、アルキルアクリレート、アクリロニト
リル、アクロレイン、グリシジルメタクリレート、グリ
シジルアクリレート、ビニルアセテート、スチレンスル
ホン酸又はその塩、アクリル酸又はその塩、メタクリル
酸又はその塩、クロトン酸、イタコン酸、２−アクリル
アミド−２−メチルプロパンスルホン酸、パーフルオロ
スルホニルフルオリド、ビニルベンジルトリメチルアン
モニウムクロリド、アリールアミン又はその塩、４−ビ
ニルピリジン、２−ビニルピリジン、１−ビニルイミダ
ゾール、２−ビニルピラジン、４−（３−ブテニル）ピ
リジン、アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルア
ミド、Ｎ−（３−（Ｎ，Ｎ−ジメチル）アミノプロピ
ル）アクリルアミド、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエ
チル）アクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ビニル基と
スルホン酸基を有する化合物又はその塩、ＣＦ2＝ＣＦ
−Ｏ−（ＣＦ2−ＣＦ（ＣＦ3））v−（ＣＦ2）w−ＣＯ
ＯＣＨ3等で表されるメトキシカルボニル基を有する含
フッ素化合物（ただし、ｖ、ｗは０以上の整数であり、
ｖ＝ｗ＝０ではない。）等が挙げられる。
【００２５】上記官能基導入モノマーは液体である場合
は補強材を直接浸漬してもよいし、溶媒を用いて希釈し
てから補強材を浸漬してもよい。また、補強材を官能基
導入モノマーに浸漬する方法以外に、減圧下で官能基導
入モノマーを気体にして補強材に導入する方法も採用で
き、この場合は窒素等の不活性ガスで気体を希釈するこ
ともできる。官能基導入モノマーが固体である場合は、
官能基導入モノマーが溶解する溶媒に溶解させて使用す
る。
は補強材を直接浸漬してもよいし、溶媒を用いて希釈し
てから補強材を浸漬してもよい。また、補強材を官能基
導入モノマーに浸漬する方法以外に、減圧下で官能基導
入モノマーを気体にして補強材に導入する方法も採用で
き、この場合は窒素等の不活性ガスで気体を希釈するこ
ともできる。官能基導入モノマーが固体である場合は、
官能基導入モノマーが溶解する溶媒に溶解させて使用す
る。
【００２６】上記の放射線処理、放電処理、薬品処理及
びグラフト重合法処理は、いずれか１種の処理を行って
もよいし、２種以上の処理を併用してもよい。
びグラフト重合法処理は、いずれか１種の処理を行って
もよいし、２種以上の処理を併用してもよい。
【００２７】本発明におけるスルホン酸型パーフルオロ
カーボン重合体としては、従来より公知の重合体が広く
採用される。特にＣＦ2＝ＣＦ−（ＯＣＦ2ＣＦＸ）m−
Ｏq−（ＣＦ2）n−ＳＯ3Ｈで表されるフルオロビニル化
合物に基づく重合単位（ただし、Ｘはフッ素原子又はト
リフルオロメチル基であり、ｍは０〜３の整数、ｎは０
〜１２の整数、ｑは０又は１であり、ｍ＝ｑ＝ｎ＝０で
はない。）と、テトラフルオロエチレンやヘキサフルオ
ロプロピレン等のパーフルオロオレフィン、クロロトリ
フルオロエチレン、又はパーフルオロ（アルキルビニル
エーテル）等に基づく重合単位と、を含む共重合体が好
ましい。なかでも上記フルオロビニル化合物に基づく重
合単位とテトラフルオロエチレンに基づく重合単位とを
含む共重合体が好ましい。
カーボン重合体としては、従来より公知の重合体が広く
採用される。特にＣＦ2＝ＣＦ−（ＯＣＦ2ＣＦＸ）m−
Ｏq−（ＣＦ2）n−ＳＯ3Ｈで表されるフルオロビニル化
合物に基づく重合単位（ただし、Ｘはフッ素原子又はト
リフルオロメチル基であり、ｍは０〜３の整数、ｎは０
〜１２の整数、ｑは０又は１であり、ｍ＝ｑ＝ｎ＝０で
はない。）と、テトラフルオロエチレンやヘキサフルオ
ロプロピレン等のパーフルオロオレフィン、クロロトリ
フルオロエチレン、又はパーフルオロ（アルキルビニル
エーテル）等に基づく重合単位と、を含む共重合体が好
ましい。なかでも上記フルオロビニル化合物に基づく重
合単位とテトラフルオロエチレンに基づく重合単位とを
含む共重合体が好ましい。
【００２８】上記フルオロビニル化合物に基づく重合単
位のスルホン酸型官能基は、通常、フルオロビニル化合
物がテトラフルオロエチレンと共重合される際は−ＳＯ
2Ｆであり、共重合された後に加水分解により−ＳＯ3Ｈ
に変換される。
位のスルホン酸型官能基は、通常、フルオロビニル化合
物がテトラフルオロエチレンと共重合される際は−ＳＯ
2Ｆであり、共重合された後に加水分解により−ＳＯ3Ｈ
に変換される。
【００２９】共重合されるフルオロビニル化合物の好ま
しい例としては、下記のものが挙げられる。ただし、式
中ｒは１〜８の整数であり、ｓは１〜８の整数であり、
ｔは０〜８の整数であり、ｕは１〜３の整数である。
しい例としては、下記のものが挙げられる。ただし、式
中ｒは１〜８の整数であり、ｓは１〜８の整数であり、
ｔは０〜８の整数であり、ｕは１〜３の整数である。
【００３０】ＣＦ2＝ＣＦＯ（ＣＦ2）rＳＯ2Ｆ、 ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）Ｏ（ＣＦ2）sＳＯ
2Ｆ、 ＣＦ2＝ＣＦ（ＣＦ2）tＳＯ2Ｆ、 ＣＦ2＝ＣＦ（ＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3））uＯ（ＣＦ2）2Ｓ
Ｏ2Ｆ。
2Ｆ、 ＣＦ2＝ＣＦ（ＣＦ2）tＳＯ2Ｆ、 ＣＦ2＝ＣＦ（ＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3））uＯ（ＣＦ2）2Ｓ
Ｏ2Ｆ。
【００３１】スルホン酸型パーフルオロカーボン重合体
中のスルホン酸基の濃度、すなわちイオン交換容量は
０．５〜２．０ミリ当量／グラム乾燥樹脂、特に０．７
〜１．６ミリ当量／グラム乾燥樹脂が好ましい。イオン
交換容量が０．５ミリ当量／グラム乾燥樹脂より小さい
と陽イオン交換膜の抵抗が大きくなる。一方、２．０ミ
リ当量／グラム乾燥樹脂より大きいと陽イオン交換膜の
機械的強度が弱いおそれがある。
中のスルホン酸基の濃度、すなわちイオン交換容量は
０．５〜２．０ミリ当量／グラム乾燥樹脂、特に０．７
〜１．６ミリ当量／グラム乾燥樹脂が好ましい。イオン
交換容量が０．５ミリ当量／グラム乾燥樹脂より小さい
と陽イオン交換膜の抵抗が大きくなる。一方、２．０ミ
リ当量／グラム乾燥樹脂より大きいと陽イオン交換膜の
機械的強度が弱いおそれがある。
【００３２】ポリエチレン繊維からなる補強材による陽
イオン交換膜の補強方法は、スルホン酸型パーフルオロ
カーボン重合体の溶液又は分散液を用いたキャスト法が
好ましい。織布又は不織布からなる補強材は、例えば上
記溶液に含浸させた後、乾燥、製膜を行い陽イオン交換
膜を得る方法が好ましい。ポリエチレン繊維を陽イオン
交換膜中に分散させる場合は、例えばポリエチレンテレ
フタレート等の支持体フィルム上にスルホン酸型パーフ
ルオロカーボン重合体の溶液又は分散液を塗布した後、
ポリエチレン繊維を散布し乾燥させ陽イオン交換膜を得
る方法が好ましい。
イオン交換膜の補強方法は、スルホン酸型パーフルオロ
カーボン重合体の溶液又は分散液を用いたキャスト法が
好ましい。織布又は不織布からなる補強材は、例えば上
記溶液に含浸させた後、乾燥、製膜を行い陽イオン交換
膜を得る方法が好ましい。ポリエチレン繊維を陽イオン
交換膜中に分散させる場合は、例えばポリエチレンテレ
フタレート等の支持体フィルム上にスルホン酸型パーフ
ルオロカーボン重合体の溶液又は分散液を塗布した後、
ポリエチレン繊維を散布し乾燥させ陽イオン交換膜を得
る方法が好ましい。
【００３３】上記したキャスト法以外の製膜方法として
は、加熱加圧プレスやロールプレスなどの溶融熱成形に
よる製膜も考えられるが、補強材とスルホン酸型パーフ
ルオロカーボン重合体を充分に接着するためには、ポリ
エチレン繊維の劣化する温度である１４０℃以上の高温
処理が必要となるため好ましくない。
は、加熱加圧プレスやロールプレスなどの溶融熱成形に
よる製膜も考えられるが、補強材とスルホン酸型パーフ
ルオロカーボン重合体を充分に接着するためには、ポリ
エチレン繊維の劣化する温度である１４０℃以上の高温
処理が必要となるため好ましくない。
【００３４】上記のキャスト法で得られる補強された陽
イオン交換膜の厚さは、１５〜１００μｍ、特に２０〜
８０μｍが好ましい。
イオン交換膜の厚さは、１５〜１００μｍ、特に２０〜
８０μｍが好ましい。
【００３５】本発明における補強された陽イオン交換膜
は、その両面にガス拡散電極（燃料極及び空気極）が密
着して配置され、さらにその外側にセパレータが配置さ
れ燃料電池が構成される。
は、その両面にガス拡散電極（燃料極及び空気極）が密
着して配置され、さらにその外側にセパレータが配置さ
れ燃料電池が構成される。
【００３６】ガス拡散電極は、通常白金等の触媒微粒子
を担持させた導電性のカーボンブラック粉末をＰＴＦＥ
等の疎水性樹脂からなる結着材を用いて成形された多孔
質シートからなるが、該多孔質シートにはスルホン酸型
パーフルオロカーボン重合体が含まれていてもよく、前
記カーボンブラック粉末は該重合体で被覆された微粒子
として含まれていてもよい。
を担持させた導電性のカーボンブラック粉末をＰＴＦＥ
等の疎水性樹脂からなる結着材を用いて成形された多孔
質シートからなるが、該多孔質シートにはスルホン酸型
パーフルオロカーボン重合体が含まれていてもよく、前
記カーボンブラック粉末は該重合体で被覆された微粒子
として含まれていてもよい。
【００３７】ガス拡散電極は、陽イオン交換膜に対して
例えば溶媒接着法や加熱プレス法等により密着される。
本発明では、加熱プレスすると補強材の強度が低下する
ため、溶媒接着法を採用することが好ましい。溶媒接着
法は、フッ素が含まれないアルコール類及び含フッ素溶
媒の１種以上の溶媒に、０．１〜５０重量％のパーフル
オロカーボン重合体からなるイオン交換樹脂を溶解させ
た溶液を接着剤とし、この接着剤をガス拡散電極又は陽
イオン交換膜の少なくとも一方に塗布してガス拡散電極
と陽イオン交換膜を接合する方法である（特開平０７−
２２０７４１参照）。
例えば溶媒接着法や加熱プレス法等により密着される。
本発明では、加熱プレスすると補強材の強度が低下する
ため、溶媒接着法を採用することが好ましい。溶媒接着
法は、フッ素が含まれないアルコール類及び含フッ素溶
媒の１種以上の溶媒に、０．１〜５０重量％のパーフル
オロカーボン重合体からなるイオン交換樹脂を溶解させ
た溶液を接着剤とし、この接着剤をガス拡散電極又は陽
イオン交換膜の少なくとも一方に塗布してガス拡散電極
と陽イオン交換膜を接合する方法である（特開平０７−
２２０７４１参照）。
【００３８】セパレータには燃料ガス又は空気等の酸化
剤ガスの通路となる溝が形成されていてガス拡散電極に
ガスを供給しており、例えば導電性カーボン板等が用い
られる。
剤ガスの通路となる溝が形成されていてガス拡散電極に
ガスを供給しており、例えば導電性カーボン板等が用い
られる。
【００３９】
【実施例】［例１］アゾビスイソブチロニトリルを開始
剤として、０．２モルのテトラフルオロエチレンと０．
０４５モルのＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）Ｏ（Ｃ
Ｆ2）2ＳＯ3Ｆとを、７０℃にて、５時間共重合し、イ
オン交換容量１．１ミリ当量／グラム乾燥樹脂の共重合
体を得た。これを２０％ＫＯＨ水溶液中で９０℃にて１
６時間かけて加水分解した後、１Ｎの塩酸に室温にて１
６時間浸漬して酸型に変換し、水洗乾燥後エタノールに
溶解することにより、濃度８％のスルホン酸基を含有す
るパーフルオロカーボン重合体の溶液を得た。
剤として、０．２モルのテトラフルオロエチレンと０．
０４５モルのＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）Ｏ（Ｃ
Ｆ2）2ＳＯ3Ｆとを、７０℃にて、５時間共重合し、イ
オン交換容量１．１ミリ当量／グラム乾燥樹脂の共重合
体を得た。これを２０％ＫＯＨ水溶液中で９０℃にて１
６時間かけて加水分解した後、１Ｎの塩酸に室温にて１
６時間浸漬して酸型に変換し、水洗乾燥後エタノールに
溶解することにより、濃度８％のスルホン酸基を含有す
るパーフルオロカーボン重合体の溶液を得た。
【００４０】一方、径が１２μｍのフィラメントを９本
撚った１０デニールのポリエチレン繊維（商品名：ダイ
ニーマＳＫ−６０、東洋紡社製、重量平均分子量４００
万）を用いて縦糸、横糸ともに密度が８０本／インチの
織布を織った。該織布を１００℃にて加圧プレスして扁
平化し、厚さを２０μｍとした。
撚った１０デニールのポリエチレン繊維（商品名：ダイ
ニーマＳＫ−６０、東洋紡社製、重量平均分子量４００
万）を用いて縦糸、横糸ともに密度が８０本／インチの
織布を織った。該織布を１００℃にて加圧プレスして扁
平化し、厚さを２０μｍとした。
【００４１】上記織布に３０ｋＧｙのγ線を照射した
後、上記スルホン酸基を含有するパーフルオロカーボン
重合体の溶液に含浸させ乾燥する操作を繰り返し、厚さ
３０μｍの補強された陽イオン交換膜を得た。
後、上記スルホン酸基を含有するパーフルオロカーボン
重合体の溶液に含浸させ乾燥する操作を繰り返し、厚さ
３０μｍの補強された陽イオン交換膜を得た。
【００４２】（強度測定）この陽イオン交換膜を９０℃
の純水中に浸漬した後、引張り強度を測定したところ、
８．５ｋｇ／ｃｍ幅であった。
の純水中に浸漬した後、引張り強度を測定したところ、
８．５ｋｇ／ｃｍ幅であった。
【００４３】（膜抵抗測定）この陽イオン交換膜を２５
℃にて１Ｍの硫酸に２４時間浸漬した後、交流で比抵抗
を測定した。なお、測定において電解液は１Ｍの硫酸を
使用し、電極には白金を使用した。有効膜面積は１．８
７ｃｍ2であり、ＬＣＲメータ（横河ヒューレッドパッ
カー社製）を用いて２５℃にて比抵抗を測定した結果
は、５Ω・ｃｍであった。
℃にて１Ｍの硫酸に２４時間浸漬した後、交流で比抵抗
を測定した。なお、測定において電解液は１Ｍの硫酸を
使用し、電極には白金を使用した。有効膜面積は１．８
７ｃｍ2であり、ＬＣＲメータ（横河ヒューレッドパッ
カー社製）を用いて２５℃にて比抵抗を測定した結果
は、５Ω・ｃｍであった。
【００４４】［例２（比較例）］例１で得られたスルホ
ン酸基を含有するパーフルオロカーボン重合体の溶液を
ポリエチレンテレフタレートフィルム上に流延させて乾
燥し、厚さ３０μｍの補強されていない陽イオン交換膜
を得た。
ン酸基を含有するパーフルオロカーボン重合体の溶液を
ポリエチレンテレフタレートフィルム上に流延させて乾
燥し、厚さ３０μｍの補強されていない陽イオン交換膜
を得た。
【００４５】この陽イオン交換膜を用いた以外は例１と
同様にして引張り強度及び比抵抗を測定したところ、引
張り強度は０．３ｋｇ／ｃｍ、比抵抗は４．８Ω・ｃｍ
であった。
同様にして引張り強度及び比抵抗を測定したところ、引
張り強度は０．３ｋｇ／ｃｍ、比抵抗は４．８Ω・ｃｍ
であった。
【００４６】［例３］例１で得られた織布に減圧下で２
０ｋＧｙのγ線を照射した後、該織布をスチレンモノマ
ーに浸漬し、６０℃にて９６時間グラフト重合を行っ
た。次いでトルエンで洗浄、乾燥した後、３０重量％の
濃度のクロロスルホン酸のテトラクロロエタン溶液に２
５℃にて１６時間浸漬し、グラフト重合により得られた
重合体のスチレンに基づく重合単位部にスルホニルクロ
リド基を導入した。次に２Ｍの水酸化カリウム水溶液に
９０℃で２時間浸漬して加水分解した後、１Ｍの塩酸水
溶液に９０℃で２時間浸漬しスルホニルクロリド基をス
ルホン酸基に変換した。グラフト率（１００×（スルホ
ン化後の織布乾燥重量−原料織布の重量）／原料織布の
重量）は６２％で、グラフト重合後の織布の厚さは３０
μｍであった。
０ｋＧｙのγ線を照射した後、該織布をスチレンモノマ
ーに浸漬し、６０℃にて９６時間グラフト重合を行っ
た。次いでトルエンで洗浄、乾燥した後、３０重量％の
濃度のクロロスルホン酸のテトラクロロエタン溶液に２
５℃にて１６時間浸漬し、グラフト重合により得られた
重合体のスチレンに基づく重合単位部にスルホニルクロ
リド基を導入した。次に２Ｍの水酸化カリウム水溶液に
９０℃で２時間浸漬して加水分解した後、１Ｍの塩酸水
溶液に９０℃で２時間浸漬しスルホニルクロリド基をス
ルホン酸基に変換した。グラフト率（１００×（スルホ
ン化後の織布乾燥重量−原料織布の重量）／原料織布の
重量）は６２％で、グラフト重合後の織布の厚さは３０
μｍであった。
【００４７】上記織布を用いた以外は例１と同様にして
補強された厚さ３５μｍの陽イオン交換膜を得た。この
陽イオン交換膜を用いた以外は例１と同様にして引張り
強度及び比抵抗を測定したところ、引張り強度は８．９
ｋｇ／ｃｍ、膜抵抗は５．２Ω・ｃｍであった。
補強された厚さ３５μｍの陽イオン交換膜を得た。この
陽イオン交換膜を用いた以外は例１と同様にして引張り
強度及び比抵抗を測定したところ、引張り強度は８．９
ｋｇ／ｃｍ、膜抵抗は５．２Ω・ｃｍであった。
【００４８】［例４］燃料極及び酸素極のガス拡散電極
としては、カーボンブラックとＰＴＦＥ（重量比で６：
４）とからなり、白金が担持された厚さ約２００μｍ、
面積１０ｃｍ 2のシート（白金担持量０．５ｍｇ／ｃ
ｍ2）を使用した。接着剤としては、エタノールとジク
ロロペンタフルオロプロパンの重量比が１：１の混合溶
媒に、例１で合成したスルホン酸基を含有するパーフル
オロカーボン重合体を溶解し、５重量％の溶液を作製し
た。
としては、カーボンブラックとＰＴＦＥ（重量比で６：
４）とからなり、白金が担持された厚さ約２００μｍ、
面積１０ｃｍ 2のシート（白金担持量０．５ｍｇ／ｃ
ｍ2）を使用した。接着剤としては、エタノールとジク
ロロペンタフルオロプロパンの重量比が１：１の混合溶
媒に、例１で合成したスルホン酸基を含有するパーフル
オロカーボン重合体を溶解し、５重量％の溶液を作製し
た。
【００４９】常温において、２枚のガス拡散電極に対し
それぞれ０．０５ｇの接着剤を塗布し、塗布面を内側に
向けて例１で得られた補強された陽イオン交換膜を挟ん
だ。次いで、これを手押しローラーで押し付け、常温で
２時間乾燥した後、６０℃で２時間乾燥して膜電極接合
体を得た。
それぞれ０．０５ｇの接着剤を塗布し、塗布面を内側に
向けて例１で得られた補強された陽イオン交換膜を挟ん
だ。次いで、これを手押しローラーで押し付け、常温で
２時間乾燥した後、６０℃で２時間乾燥して膜電極接合
体を得た。
【００５０】次に上記膜電極接合体を２枚のチタン製の
集電体で挟み、さらにその外側に２組のＰＴＦＥ製のガ
ス供給室を配置し、さらにその外側にヒーターを配置
し、有効膜面積１０ｃｍ2の燃料電池を組み立てた。
集電体で挟み、さらにその外側に２組のＰＴＦＥ製のガ
ス供給室を配置し、さらにその外側にヒーターを配置
し、有効膜面積１０ｃｍ2の燃料電池を組み立てた。
【００５１】燃料電池の温度を８０℃に保ち、酸素極に
酸素、燃料極に水素をそれぞれ２気圧で供給し、電流密
度１Ａ／ｃｍ2のときの端子間電圧を測定したところ
０．６０Ｖであった。この条件で１５００時間連続して
運転したところ、１５００時間後も端子間電圧はかわら
なかった。
酸素、燃料極に水素をそれぞれ２気圧で供給し、電流密
度１Ａ／ｃｍ2のときの端子間電圧を測定したところ
０．６０Ｖであった。この条件で１５００時間連続して
運転したところ、１５００時間後も端子間電圧はかわら
なかった。
【００５２】［例５（比較例）］例２で製造した補強さ
れていない陽イオン交換膜を用いた以外は例４と同様に
して燃料電池を組み立てた。この燃料電池を用いて例４
と同様にして電流密度１Ａ／ｃｍ2のときの端子間電圧
を測定したところ０．６０Ｖであった。例４と同様に連
続運転したところ、１０００時間後に端子間電圧は０．
４Ｖに低下した。そこで、燃料電池を解体してみると、
膜電極接合体のエッジの部分で陽イオン交換膜にしわが
生じていた。
れていない陽イオン交換膜を用いた以外は例４と同様に
して燃料電池を組み立てた。この燃料電池を用いて例４
と同様にして電流密度１Ａ／ｃｍ2のときの端子間電圧
を測定したところ０．６０Ｖであった。例４と同様に連
続運転したところ、１０００時間後に端子間電圧は０．
４Ｖに低下した。そこで、燃料電池を解体してみると、
膜電極接合体のエッジの部分で陽イオン交換膜にしわが
生じていた。
【００５３】
【発明の効果】本発明では、従来に比べ抵抗が低くかつ
機械的強度が高い陽イオン交換膜を固体高分子電解質と
して使用しているため、長期にわたって高性能の固体高
分子電解質型燃料電池が得られる。
機械的強度が高い陽イオン交換膜を固体高分子電解質と
して使用しているため、長期にわたって高性能の固体高
分子電解質型燃料電池が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F071 AA26 AA27 AA27X AA30 AA30X FA05 FB01 FC01 FC06 FD02 5H026 AA06 BB00 BB10 CX02 CX03 CX05 EE18 EE19 HH00 HH03 HH05
Claims (8)
- 【請求項１】スルホン酸基を含有するパーフルオロカー
ボン重合体からなる陽イオン交換膜を固体高分子電解質
として有し、前記陽イオン交換膜は、重量平均分子量が
１００万以上のポリエチレン繊維からなる補強材を含有
することを特徴とする固体高分子電解質型燃料電池。 - 【請求項２】前記ポリエチレン繊維は、デニール数が
０．８〜５０である請求項１に記載の固体高分子電解質
型燃料電池。 - 【請求項３】前記陽イオン交換膜は、前記ポリエチレン
繊維からなる織布により補強されており、該織布は、縦
糸及び横糸のデニール数がそれぞれ独立に０．８〜５０
であり、縦糸及び横糸の密度がそれぞれ独立に１０〜２
００本／インチであり、かつ厚さ１０〜８０μｍである
請求項１に記載の固体高分子電解質型燃料電池。 - 【請求項４】前記陽イオン交換膜は、前記ポリエチレン
繊維からなる不織布により補強されており、該不織布
は、目付量５〜５０ｇ／ｍ2かつ厚さ１０〜８０μｍで
ある請求項１又は２に記載の固体高分子電解質型燃料電
池。 - 【請求項５】前記ポリエチレン繊維が、１ｍ2あたりに
１〜３０ｇ分散されていることにより前記陽イオン交換
膜が補強されている請求項２に記載の固体高分子電解質
型燃料電池。 - 【請求項６】前記ポリエチレン繊維の表面は、放射線処
理、放電処理、薬品処理又は放射線グラフト重合法処理
により処理されている請求項１、２、３、４又は５に記
載の固体高分子電解質型燃料電池。 - 【請求項７】スルホン酸基を含有するパーフルオロカー
ボン重合体が、ＣＦ2＝ＣＦ2に基づく重合単位とＣＦ2
＝ＣＦ−（ＯＣＦ2ＣＦＸ）m−Ｏq−（ＣＦ2）n−ＳＯ3
Ｈに基づく重合単位（ただし、Ｘはフッ素原子又はトリ
フルオロメチル基であり、ｍは０〜３の整数、ｎは０〜
１２の整数、ｑは０又は１であり、ｍ＝ｑ＝ｎ＝０では
ない。）とを含む共重合体である請求項１、２、３、
４、５又は６に記載の固体高分子電解質型燃料電池。 - 【請求項８】前記陽イオン交換膜は、スルホン酸基を含
有するパーフルオロカーボン重合体の溶液又は分散液を
キャスト法により製膜されてなる請求項１、２、３、
４、５、６又は７に記載の固体高分子電解質型燃料電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11033109A JP2000231928A (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 固体高分子電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11033109A JP2000231928A (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 固体高分子電解質型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000231928A true JP2000231928A (ja) | 2000-08-22 |
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ID=12377504
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11033109A Pending JP2000231928A (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 固体高分子電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000231928A (ja) |
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