JPH06176771A - 燃料電池用イオン交換膜の構造 - Google Patents

燃料電池用イオン交換膜の構造

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JPH06176771A
JPH06176771A JP3262786A JP26278691A JPH06176771A JP H06176771 A JPH06176771 A JP H06176771A JP 3262786 A JP3262786 A JP 3262786A JP 26278691 A JP26278691 A JP 26278691A JP H06176771 A JPH06176771 A JP H06176771A
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fuel cell
ion
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Masahiro Watanabe
政廣 渡辺
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Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Stonehart Associates Inc
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Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Stonehart Associates Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極との結着力が十分で且つ全面均一な、し
かもイオン交換樹脂の電極への湿潤を最小限にとどめ、
電極反応を妨げることがないようにした燃料電池用イオ
ン交換膜の構造を提供する。 【構成】 イオン交換膜の片面又は両面に、イオン交換
膜よりガラス転移温度の低いイオン導電性の薄層を有
し、該薄層の厚さが0.01〜20μｍである燃料電池用イオ
ン交換膜の構造。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池用イオン交換
膜の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池におけるイオン交換膜と電極と
の結着には、プレス又はロールを用いて熱間で圧着する
方法が採られている。ところで、圧着温度がイオン交換
樹脂のガラス転移温度より低いと、十分な結着力が得ら
れず、またガラス転移温度より高いと、結着力は得られ
るものの電極層中へイオン交換樹脂が湿潤し過ぎる場合
がしばしば起こり、電極反応を妨げていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、電極
との結着力が十分で且つ全面均一な、しかもイオン交換
樹脂の電極への湿潤を最小限にとどめ、電極反応を妨げ
ることがないようにした燃料電池用イオン交換膜の構造
を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の燃料電池用イオン交換膜の構造は、イオン交
換膜の片面又は両面に、そのイオン交換膜よりガラス転
移温度の低いイオン導電性の薄層を有し、該薄層の厚さ
が0.01〜20μｍであることを特徴とするものである。
【０００５】
【作用】上記のように本発明の燃料電池用イオン交換膜
は、膜表面にイオン交換膜よりガラス転移温度の低いイ
オン導電性の薄層を有するので、該薄層の厚さを0.01〜
20μｍの範囲内でコントロールすることにより、電極と
の結着に必要な最小限の量のイオン交換樹脂を電極面に
湿潤させることができ、電極と結着力が十分で且つ全面
均一となり、しかも電極反応を妨げることがなくなる。
【０００６】
【実施例】本発明の燃料電池用イオン交換膜の構造の実
施例と従来例について説明する。先ず実施例について説
明すると、イオン交換膜である200 μｍのナフィオンフ
ィルムの片面に、市販のナフィオン溶液に100 〜180 ℃
の沸点を有する有機溶剤、本例ではシクロヘキサノール
を混合してナフィオンを溶解分散し、100 ℃で有機溶媒
を揮発して3000cpoiseに調整した溶液を塗布して厚さ５
μｍのナフィオンフィルムよりガラス転移温度の低いイ
オン導電性の薄層を形成させた。この薄層を有するイオ
ン交換膜を電極と結着すべく、薄層側に50μｍの触媒電
極、さらに200 μｍの集電電極を重ね、90℃、100 ℃、
120 ℃、130 ℃で夫々ホットプレスにて圧着した処、触
媒電極層中へのナフィオンの湿潤深さは図１のグラフの
通り全て数μｍで最小限にとどめることができ、電極と
の結着力は十分で且つ全面均一であった。
【０００７】次に従来例について説明すると、イオン交
換膜である200 μｍのナフィオンフィルムの片面に、50
μｍの触媒電極、さらに200 μｍの集電電極を重ね、11
0 ℃、120 ℃、130 ℃、140 ℃で夫々ホットプレスにて
圧着した処、触媒電極層中へのナフィオンの湿潤深さは
図２のグラフの通りで、110 ℃、120 ℃のホットプレス
ではナフィオンの湿潤は全く無く、従って電極とは結着
しなかった。また130℃、140 ℃のホットプレスではナ
フィオンが湿潤し過ぎ、電極との結着力は十分である
が、電極反応を妨げることとなった。
【０００８】以上の通り本発明の燃料電池用イオン交換
膜の構造は、イオン交換膜の表面に、イオン交換膜より
ガラス転移温度の低いイオン導電性の0.01〜20μｍの薄
層を有するので、この薄層の厚さを0.01〜20μｍの範囲
でコントロールすることにより、電極との結着に必要な
最小限の量のイオン交換樹脂を電極面に湿潤させて、電
極との結着力を十分且つ全面均一にできて、しかも電極
反応を妨げることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料電池用イオン交換膜の電極との圧
着における電極層中へのイオン交換樹脂の湿潤深さと圧
着温度との関係を示すグラフである。
【図２】従来の燃料電池用イオン交換膜の電極との圧着
における電極層中へのイオン交換樹脂の湿潤深さと圧着
温度との関係を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年９月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
フロントページの続き (71)出願人 391016716 ストンハルト・アソシエーツ・インコーポ レーテッド ＳＴＯＮＥＨＡＲＴ ＡＳＳＯＣＩＡＴＥ Ｓ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ アメリカ合衆国 06443 コネチカット州、 マジソン、コテッジ・ロード17、ピー・オ ー・ボックス1220 (72)発明者 渡辺 政廣 山梨県甲府市和田町2412番地８

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 イオン交換膜の片面又は両面に、そのイ
    オン交換膜よりガラス転移温度の低いイオン導電性の薄
    層を有し、該薄層の厚さが0.01〜20μｍであることを特
    徴とする燃料電池用イオン交換膜の構造。
JP3262786A 1991-09-13 1991-09-13 燃料電池用イオン交換膜の構造 Pending JPH06176771A (ja)

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