JPH0340450B2 - - Google Patents
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- JPH0340450B2 JPH0340450B2 JP58185661A JP18566183A JPH0340450B2 JP H0340450 B2 JPH0340450 B2 JP H0340450B2 JP 58185661 A JP58185661 A JP 58185661A JP 18566183 A JP18566183 A JP 18566183A JP H0340450 B2 JPH0340450 B2 JP H0340450B2
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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
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0297—Arrangements for joining electrodes, reservoir layers, heat exchange units or bipolar separators to each other
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
- H01M8/0273—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes with sealing or supporting means in the form of a frame
-
- 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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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガス遮断性を有する導電性シートに関
し、例えば、燃料電池におけるガス遮断隔膜に使
用するものである。
し、例えば、燃料電池におけるガス遮断隔膜に使
用するものである。
燃料電池においては、電解質マトリツクス層の
片面に陽極を、他面には陰極をそれぞれ設けた単
電池を導電性を有するガス遮断隔膜を介して複数
箇積層し、隔膜によつて単電池相互を直列に電気
的に接続すると共に単電池相互間における燃料ガ
スを遮断している。
片面に陽極を、他面には陰極をそれぞれ設けた単
電池を導電性を有するガス遮断隔膜を介して複数
箇積層し、隔膜によつて単電池相互を直列に電気
的に接続すると共に単電池相互間における燃料ガ
スを遮断している。
従来、上記の隔膜には金属板またはカーボン板
が用いられている。しかしながら、金属板におい
ては、電解液による腐食の進行が避けられず、寿
命が短いという不利がある。また、カーボン板に
おいては、ガス遮断性並びに機械的強度上、厚さ
を相当に大きくしなければならず、電池の単位セ
ルが厚くなるという不利がある。
が用いられている。しかしながら、金属板におい
ては、電解液による腐食の進行が避けられず、寿
命が短いという不利がある。また、カーボン板に
おいては、ガス遮断性並びに機械的強度上、厚さ
を相当に大きくしなければならず、電池の単位セ
ルが厚くなるという不利がある。
ところで、導電性フツ素樹脂シートは耐腐食
性、気密性、機械的強度の何れにおいても秀れ、
上記した金属板またはカーボン板からなる隔膜の
不利を解消できるが、単体では上記燃料電池用隔
膜として不適当である。
性、気密性、機械的強度の何れにおいても秀れ、
上記した金属板またはカーボン板からなる隔膜の
不利を解消できるが、単体では上記燃料電池用隔
膜として不適当である。
本発明は導電性フツ素樹脂シートの秀れた上記
の諸特性を保有し、かつ導電性に秀れた燃料電池
用隔膜を提供することにある。
の諸特性を保有し、かつ導電性に秀れた燃料電池
用隔膜を提供することにある。
すなわち、本発明に係るガス遮断性を有する導
電性シートは、カーボンペーパーまたはカーボン
クロスに導電性フツ素樹脂を含浸した高導電性シ
ートを導電性フツ素樹脂シートの片面または両面
に積層し、高導電性シートの周囲部にフツ素樹脂
の密封部を形成したことを特徴とするものであ
る。
電性シートは、カーボンペーパーまたはカーボン
クロスに導電性フツ素樹脂を含浸した高導電性シ
ートを導電性フツ素樹脂シートの片面または両面
に積層し、高導電性シートの周囲部にフツ素樹脂
の密封部を形成したことを特徴とするものであ
る。
以下、図面により本発明を説明する。
第１図または第２図において、１は導電性フツ
素樹脂シート、２はカーボンペーパーまたはカー
ボンクロスに導電性フツ素樹脂を含浸した高導電
性シート、３は高導電性シート２の周囲部に形成
したフツ素樹脂の密封部である。
素樹脂シート、２はカーボンペーパーまたはカー
ボンクロスに導電性フツ素樹脂を含浸した高導電
性シート、３は高導電性シート２の周囲部に形成
したフツ素樹脂の密封部である。
第３図は本発明に係るガス遮断性を有する導電
性シートの使用状態の一例を示し、A0，A1は本
発明に係る導電性シート、Ｂは単電池（B0は電
解質マトリツクス、B1，B1はガス透過性を有す
る電極である）である。
性シートの使用状態の一例を示し、A0，A1は本
発明に係る導電性シート、Ｂは単電池（B0は電
解質マトリツクス、B1，B1はガス透過性を有す
る電極である）である。
上記高導電性シート２におけるカーボンペーパ
ーは例えばカーボン繊維を抄紙することにより得
られ、市販品としては東レ社製商品名トレカマツ
ト、BO−030、ユニチカ社製商品名CE30、日本
カーボン社製商品SH35等がある。また、カーボ
ンクロスはカーボン繊維を布に織製することによ
り得られ、市販品としては東レ社製商品名トレカ
クロス＃6142、日本カーボン社製商品名カーボロ
ンCF20、東邦レーヨン社製商品名ベスフアイト
＃1101等がある。このカーボンペーパーまたはカ
ーボンクロスに含浸する導電性フツ素樹脂には、
ポリテトラフルオロエチレン（以下、PTFEと称
す）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体（以下、PFAと
称す）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオ
ロプロピレレン共重合体（以下、FEPと称す）
等のフツ素樹脂粉末とカーボン・グラフアイト等
の導電性粉末を分散せしめた水性デイスパージヨ
ンを使用できる。このデイスパージヨンにおける
フツ素樹脂粉末と導電性粉末の配合割合はフツ素
樹脂あるいは導電性粉末の種類や粒径等によつて
異るが、通常はフツ素樹脂粉末100重量部に対し
導電性粉末80〜200重量部である。また、このデ
イスパージヨンにおける固型分濃度は通常約20〜
50重量％である。
ーは例えばカーボン繊維を抄紙することにより得
られ、市販品としては東レ社製商品名トレカマツ
ト、BO−030、ユニチカ社製商品名CE30、日本
カーボン社製商品SH35等がある。また、カーボ
ンクロスはカーボン繊維を布に織製することによ
り得られ、市販品としては東レ社製商品名トレカ
クロス＃6142、日本カーボン社製商品名カーボロ
ンCF20、東邦レーヨン社製商品名ベスフアイト
＃1101等がある。このカーボンペーパーまたはカ
ーボンクロスに含浸する導電性フツ素樹脂には、
ポリテトラフルオロエチレン（以下、PTFEと称
す）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体（以下、PFAと
称す）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオ
ロプロピレレン共重合体（以下、FEPと称す）
等のフツ素樹脂粉末とカーボン・グラフアイト等
の導電性粉末を分散せしめた水性デイスパージヨ
ンを使用できる。このデイスパージヨンにおける
フツ素樹脂粉末と導電性粉末の配合割合はフツ素
樹脂あるいは導電性粉末の種類や粒径等によつて
異るが、通常はフツ素樹脂粉末100重量部に対し
導電性粉末80〜200重量部である。また、このデ
イスパージヨンにおける固型分濃度は通常約20〜
50重量％である。
高導電性シートは例えばカーボンペーパーまた
はカーボンクロスを上記水性デイスパージヨン中
に浸漬し、その後これをフツ素樹脂の融点以上の
温度に加熱し、フツ素樹脂を焼成或いは焼付けす
る方法等により得ることができる。
はカーボンクロスを上記水性デイスパージヨン中
に浸漬し、その後これをフツ素樹脂の融点以上の
温度に加熱し、フツ素樹脂を焼成或いは焼付けす
る方法等により得ることができる。
上記導電性フツ素樹脂シート１には、カーボ
ン、グラフアイト等の導電性粉末を配合した
PTFE、PFE、FEP等のフツ素樹脂のシートを用
いることができ、その体積抵抗率は通常100Ω−
cm以下である。
ン、グラフアイト等の導電性粉末を配合した
PTFE、PFE、FEP等のフツ素樹脂のシートを用
いることができ、その体積抵抗率は通常100Ω−
cm以下である。
上記導電性フツ素樹脂シート１および高導電性
シート２の厚みはいずれも通常100〜500μであ
る。
シート２の厚みはいずれも通常100〜500μであ
る。
高導電性シート周囲部の密封部３は非透過性並
びに熱融着性を高めるためフツ素樹脂のみで形成
するのが好適であり、導電性粉末等を混入する場
合には該粉末等の混入を可及的に少なくする必要
がある。而して、この密封部は例えば上記カーボ
ンペーパー等の周縁部にフツ素樹脂を含浸し、こ
れを焼成或いは焼付し、次いで周縁部以外の個所
に前記導電性粉末を含むフツ素樹脂の水性デイス
パージヨンを含浸し、焼成或いは焼付けする方
法、或いはカーボンペーパー等の全体に導電性粉
末を含むフツ素樹脂の水性デイスパージヨンを含
浸し、焼成したのち、その周縁部にフツ素樹脂を
含浸させこれを焼成する方法等によつて形成でき
る。
びに熱融着性を高めるためフツ素樹脂のみで形成
するのが好適であり、導電性粉末等を混入する場
合には該粉末等の混入を可及的に少なくする必要
がある。而して、この密封部は例えば上記カーボ
ンペーパー等の周縁部にフツ素樹脂を含浸し、こ
れを焼成或いは焼付し、次いで周縁部以外の個所
に前記導電性粉末を含むフツ素樹脂の水性デイス
パージヨンを含浸し、焼成或いは焼付けする方
法、或いはカーボンペーパー等の全体に導電性粉
末を含むフツ素樹脂の水性デイスパージヨンを含
浸し、焼成したのち、その周縁部にフツ素樹脂を
含浸させこれを焼成する方法等によつて形成でき
る。
また、この密封部は、第４図に示すように高導
電性シート２の周囲寸法を導電性フツ素樹脂シー
ト１の周囲寸法よりも小さくし、高導電性シート
２，２の周囲にフツ素樹脂（PTFE，PFA，
FEP等）のシート状枠体３，３を加熱融着する
ことにより形成してもよい。
電性シート２の周囲寸法を導電性フツ素樹脂シー
ト１の周囲寸法よりも小さくし、高導電性シート
２，２の周囲にフツ素樹脂（PTFE，PFA，
FEP等）のシート状枠体３，３を加熱融着する
ことにより形成してもよい。
本発明に係るガス遮断性を有する導電性シート
は、上述した通りの構成であり、密封部がフツ素
樹脂のみ或いはフツ素樹脂分を多量に含有する非
導電性であつても、この密封部に対して電気的に
並列に存在する導電性フツ素樹脂含浸カーボンペ
ーパーまたはクロスの高高導電性のために単電池
間を良好に電気的に直列接続できる。而して、密
封部をフツ素樹脂のみ或いはフツ素樹脂分を多量
にし、その融着性を高め、また、この密封部の秀
れた非透過性とカーボンペーパーまたはクロス内
含浸フツ素樹脂の焼成による非透過性の増大とに
より、ガス遮断性を著しく向上できる。
は、上述した通りの構成であり、密封部がフツ素
樹脂のみ或いはフツ素樹脂分を多量に含有する非
導電性であつても、この密封部に対して電気的に
並列に存在する導電性フツ素樹脂含浸カーボンペ
ーパーまたはクロスの高高導電性のために単電池
間を良好に電気的に直列接続できる。而して、密
封部をフツ素樹脂のみ或いはフツ素樹脂分を多量
にし、その融着性を高め、また、この密封部の秀
れた非透過性とカーボンペーパーまたはクロス内
含浸フツ素樹脂の焼成による非透過性の増大とに
より、ガス遮断性を著しく向上できる。
また、高導電性シート、導電性フツ素樹脂シー
ト、密封部の全てが耐食性に秀れているから、電
解液による腐食の問題もない。
ト、密封部の全てが耐食性に秀れているから、電
解液による腐食の問題もない。
実施例
未焼成のPTFE粉末100重量部に対しカーボン
粉末60重量部を配分した固形分濃度30重量％の水
性デイスパージヨン中に厚さ0.3mmのカーボンペ
ーパー（東邦レーヨン社製商品名ベフフアイト）
を浸漬し、カーボンペーパーにデイスパージヨン
を含浸し、５分間風乾し、次いで、100℃で30分
間加熱して水分を除去し、而るのち、390℃で５
分間加熱してPTFEを焼成し、高導電性シートを
得た。
粉末60重量部を配分した固形分濃度30重量％の水
性デイスパージヨン中に厚さ0.3mmのカーボンペ
ーパー（東邦レーヨン社製商品名ベフフアイト）
を浸漬し、カーボンペーパーにデイスパージヨン
を含浸し、５分間風乾し、次いで、100℃で30分
間加熱して水分を除去し、而るのち、390℃で５
分間加熱してPTFEを焼成し、高導電性シートを
得た。
一方、未焼成PTFE粉末100重量部に対しカー
ボン25重量部を配合してシート状に成形し、更に
390℃で焼成して厚さ200μの導電性フツ素樹脂シ
ートを得た。
ボン25重量部を配合してシート状に成形し、更に
390℃で焼成して厚さ200μの導電性フツ素樹脂シ
ートを得た。
次に導電性フツ素樹脂シートの両面に上記の高
導電性シートを各一枚あて重ね、これら各高導電
性シートの周縁上に厚み100μのPFA枠状フイル
ムを重ね、温度390℃、圧力20Kg／cm2の条件下で、
30分間加熱加圧して高導電性シートと導電性フツ
素樹脂シートを熱融着すると共に高導電性シート
の周囲部にPFAから成る密封部を形成させた。
導電性シートを各一枚あて重ね、これら各高導電
性シートの周縁上に厚み100μのPFA枠状フイル
ムを重ね、温度390℃、圧力20Kg／cm2の条件下で、
30分間加熱加圧して高導電性シートと導電性フツ
素樹脂シートを熱融着すると共に高導電性シート
の周囲部にPFAから成る密封部を形成させた。
このようにして得た第４図に示すのと同構造の
導電性シートの体積抵抗率は0.8Ω−cmであり、
充分に低抵抗であつた。
導電性シートの体積抵抗率は0.8Ω−cmであり、
充分に低抵抗であつた。
第１図並びに第２図はそれぞれ本発明に係るガ
ス遮断性を有する導電シートの実施例を示す説明
図、第３図は本発明シートの使用状態の一例を示
す説明図、第４図は本発明の別実施例を示す説明
図である。 図において、１は導電性フツ素樹脂シート、
２，２は高導電性シート、３，３は密封部であ
る。
ス遮断性を有する導電シートの実施例を示す説明
図、第３図は本発明シートの使用状態の一例を示
す説明図、第４図は本発明の別実施例を示す説明
図である。 図において、１は導電性フツ素樹脂シート、
２，２は高導電性シート、３，３は密封部であ
る。
Claims (1)
- １ カーボンペーパーまたはカーボンクロスに導
電性フツ素樹脂を含浸した高導電性シートを導電
性フツ素樹脂シートの片面または両面に積層し、
高導電性シートの周囲部にフツ素樹脂の密封部を
形成したことを特徴とするガス遮断性を有する導
電性シート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185661A JPS6077364A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | ガス遮断性を有する導電性シ−ト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185661A JPS6077364A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | ガス遮断性を有する導電性シ−ト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6077364A JPS6077364A (ja) | 1985-05-01 |
| JPH0340450B2 true JPH0340450B2 (ja) | 1991-06-19 |
Family
ID=16174654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58185661A Granted JPS6077364A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | ガス遮断性を有する導電性シ−ト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6077364A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4818640A (en) * | 1985-09-25 | 1989-04-04 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Carbonaceous composite product produced by joining carbonaceous materials together by tetrafluoroethylene resin, and process for producing the same |
| JPS63140095A (ja) * | 1986-12-03 | 1988-06-11 | Ebara Corp | 電解槽のバイポ−ラ板 |
-
1983
- 1983-10-03 JP JP58185661A patent/JPS6077364A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6077364A (ja) | 1985-05-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |