JPH06203849A - 固体高分子型燃料電池の製造方法 - Google Patents
固体高分子型燃料電池の製造方法Info
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- JPH06203849A JPH06203849A JP4358059A JP35805992A JPH06203849A JP H06203849 A JPH06203849 A JP H06203849A JP 4358059 A JP4358059 A JP 4358059A JP 35805992 A JP35805992 A JP 35805992A JP H06203849 A JPH06203849 A JP H06203849A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、従来技術におけるポリテトラクロ
ロエチレンを用いることなく、著しく簡略化された製造
工程ですぐれた電池性能を有する固体高分子型燃料電池
を提供することを目的としている。 【構成】 本発明方法は、白金をカーボンブラックに担
持してなる触媒、固体高分子電解質としてのイオン交換
樹脂の溶媒溶液および稀釈用溶媒を混合して懸濁液を形
成させ、該懸濁液を撥水化処理された電極基材上に堆積
させ、次いで加圧または吸引により該懸濁液を、好まし
くは分散させながら、電極基材で濾過して該懸濁液中の
白金担持触媒およびイオン交換樹脂を電極基材内に取り
込ませることにより電極シートを形成し、該電極シート
２枚の間に固体高分子電解質膜としてのイオン交換樹脂
膜を挟み、ホットプレスして該電極シートと該イオン交
換樹脂膜とを接合・一体化することを特徴としている。
ロエチレンを用いることなく、著しく簡略化された製造
工程ですぐれた電池性能を有する固体高分子型燃料電池
を提供することを目的としている。 【構成】 本発明方法は、白金をカーボンブラックに担
持してなる触媒、固体高分子電解質としてのイオン交換
樹脂の溶媒溶液および稀釈用溶媒を混合して懸濁液を形
成させ、該懸濁液を撥水化処理された電極基材上に堆積
させ、次いで加圧または吸引により該懸濁液を、好まし
くは分散させながら、電極基材で濾過して該懸濁液中の
白金担持触媒およびイオン交換樹脂を電極基材内に取り
込ませることにより電極シートを形成し、該電極シート
２枚の間に固体高分子電解質膜としてのイオン交換樹脂
膜を挟み、ホットプレスして該電極シートと該イオン交
換樹脂膜とを接合・一体化することを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体高分子型燃料電池の
製造方法に関する。
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】従来、固体高分子型燃料
電池の製造方法として、予め調整した電極触媒粒子とポ
リ四弗化エチレンとを混合して電極シートを成形し、こ
れをイオン交換樹脂膜に熱圧着する方法が知られている
（例えば、米国特許第３１３４６９７号、同第３２９７
４８４号、同第３４３２３５５号）。しかしながら、上
記方法は、電極シートの結着温度が高く、イオン交換樹
脂膜との熱圧着を同時に行なうことができず、電池性能
も満足すべき状態にない。
電池の製造方法として、予め調整した電極触媒粒子とポ
リ四弗化エチレンとを混合して電極シートを成形し、こ
れをイオン交換樹脂膜に熱圧着する方法が知られている
（例えば、米国特許第３１３４６９７号、同第３２９７
４８４号、同第３４３２３５５号）。しかしながら、上
記方法は、電極シートの結着温度が高く、イオン交換樹
脂膜との熱圧着を同時に行なうことができず、電池性能
も満足すべき状態にない。
【０００３】また、固体高分子型燃料電池の製造方法と
して、イオン交換樹脂膜内の表面近くに触媒粒子を化学
的還元により析出させる方法が知られている（例えば、
特公昭５８−４７４７１号公報）。しかしながら上記方
法は、触媒がイオン交換樹脂中にできるだけ微粒子とし
て存在し、換言すれば高分散して存在しかつ微粒子同士
が電気的接触を保つことが困難であるという欠点があ
る。
して、イオン交換樹脂膜内の表面近くに触媒粒子を化学
的還元により析出させる方法が知られている（例えば、
特公昭５８−４７４７１号公報）。しかしながら上記方
法は、触媒がイオン交換樹脂中にできるだけ微粒子とし
て存在し、換言すれば高分散して存在しかつ微粒子同士
が電気的接触を保つことが困難であるという欠点があ
る。
【０００４】電気化学、５３，Ｎｏ．１０（１９８
５）、８１２〜８１７頁には、酸素極の電極触媒粉末と
して、１０％の白金を担持したカーボン粉末を用い、該
電極触媒粉末に、ＮＡＦＩＯＮ−１１７（パーフルオロ
カーボンスルホン酸樹脂、デュポン社製、商品名）溶
液、すなわち濃度５％のＮＡＦＩＯＮ−１１７の脂肪族
アルコールと水との混合溶媒溶液を種々の混合比で混合
し、さらに６０％のＰＴＦＥを水懸濁液状で加え、得ら
れる混合物を混練した後、圧延してシート状とし、真空
乾燥して得られる酸素極シートをＮＡＦＩＯＮ膜（デュ
ポン社製、固体高分子電解質膜、商品名）に１００℃、
２１０ｋｇ／ｃｍ2 でホットプレスする酸素極の接合方
法が開示されており、該方法によれば固体電解質として
のＮＡＦＩＯＮ膜に一体に接合された酸素極にイオン交
換樹脂を混入することによって電極反応サイトの三次元
化を図ると分極特性が著しく向上することが報告されて
いる。しかしながら、上記方法は、ＰＴＦＥを使用して
いるため電池性能が十分でなく、混練・圧延工程を用い
るため電極シートの製造工程が複雑である。
５）、８１２〜８１７頁には、酸素極の電極触媒粉末と
して、１０％の白金を担持したカーボン粉末を用い、該
電極触媒粉末に、ＮＡＦＩＯＮ−１１７（パーフルオロ
カーボンスルホン酸樹脂、デュポン社製、商品名）溶
液、すなわち濃度５％のＮＡＦＩＯＮ−１１７の脂肪族
アルコールと水との混合溶媒溶液を種々の混合比で混合
し、さらに６０％のＰＴＦＥを水懸濁液状で加え、得ら
れる混合物を混練した後、圧延してシート状とし、真空
乾燥して得られる酸素極シートをＮＡＦＩＯＮ膜（デュ
ポン社製、固体高分子電解質膜、商品名）に１００℃、
２１０ｋｇ／ｃｍ2 でホットプレスする酸素極の接合方
法が開示されており、該方法によれば固体電解質として
のＮＡＦＩＯＮ膜に一体に接合された酸素極にイオン交
換樹脂を混入することによって電極反応サイトの三次元
化を図ると分極特性が著しく向上することが報告されて
いる。しかしながら、上記方法は、ＰＴＦＥを使用して
いるため電池性能が十分でなく、混練・圧延工程を用い
るため電極シートの製造工程が複雑である。
【０００５】特開平４−１６２３６５号公報には、３０
重量％の白金を担持したカーボンブラックを、ナフィオ
ン（ＮＡＦＩＯＮ）のブタノール溶液に浸漬し、次いで
真空乾燥して表面にナフィオンを付与した触媒微粒子を
作成すると共に、別途用意した無触媒カーボンブラック
を、ナフィオンのブタノール溶液に浸漬し、次いで真空
乾燥して表面にナフィオンを付与した無触媒微粒子を作
成し、次いでこの２種類の微粒子の混合物をポリテトラ
クロロエチレン（ＰＴＦＥ）ディスパージョンと混合
し、次いで濾過乾燥し、得られた混合物微粉体を、燃料
電池電極基材として通常用いられており、２０重量％Ｐ
ＴＦＥで撥水化処理したカーボンペーパー上に、白金重
量が０．５ｍｇ／ｃｍ2 となるように散布し、次いで１
３０℃で４０ｋｇ／ｃｍ2 の加圧下で５秒間プレスして
電極を成形し、該電極２枚の間にイオン交換樹脂膜ナフ
ィオン１１７をはさみ、１６０℃、４０ｋｇ／ｃｍ2 の
加圧下で５秒間プレスして一体化することよりなる燃料
電池用電極の作製法が開示されており、該方法によれば
少量の触媒で高性能の電極、低コストの電極が容易に得
られ、小型高出力密度の燃料電池の作成が可能となるこ
とが記載されている。しかしながら、上記方法は、製造
工程が極めて複雑である欠点があり、しかもＰＴＦＥが
結着する温度３６０℃以上での熱処理を行なっていない
ため電極の成形性に問題がある。
重量％の白金を担持したカーボンブラックを、ナフィオ
ン（ＮＡＦＩＯＮ）のブタノール溶液に浸漬し、次いで
真空乾燥して表面にナフィオンを付与した触媒微粒子を
作成すると共に、別途用意した無触媒カーボンブラック
を、ナフィオンのブタノール溶液に浸漬し、次いで真空
乾燥して表面にナフィオンを付与した無触媒微粒子を作
成し、次いでこの２種類の微粒子の混合物をポリテトラ
クロロエチレン（ＰＴＦＥ）ディスパージョンと混合
し、次いで濾過乾燥し、得られた混合物微粉体を、燃料
電池電極基材として通常用いられており、２０重量％Ｐ
ＴＦＥで撥水化処理したカーボンペーパー上に、白金重
量が０．５ｍｇ／ｃｍ2 となるように散布し、次いで１
３０℃で４０ｋｇ／ｃｍ2 の加圧下で５秒間プレスして
電極を成形し、該電極２枚の間にイオン交換樹脂膜ナフ
ィオン１１７をはさみ、１６０℃、４０ｋｇ／ｃｍ2 の
加圧下で５秒間プレスして一体化することよりなる燃料
電池用電極の作製法が開示されており、該方法によれば
少量の触媒で高性能の電極、低コストの電極が容易に得
られ、小型高出力密度の燃料電池の作成が可能となるこ
とが記載されている。しかしながら、上記方法は、製造
工程が極めて複雑である欠点があり、しかもＰＴＦＥが
結着する温度３６０℃以上での熱処理を行なっていない
ため電極の成形性に問題がある。
【０００６】本発明は、従来技術におけるポリテトラク
ロロエチレンを用いることなく、著しく簡略化された製
造工程ですぐれた電池性能を有する固体高分子型燃料電
池を提供することを目的としている。
ロロエチレンを用いることなく、著しく簡略化された製
造工程ですぐれた電池性能を有する固体高分子型燃料電
池を提供することを目的としている。
【０００７】
【問題を解決するための手段】本発明は、白金をカーボ
ンブラックに担持してなる触媒、固体高分子電解質とし
てのイオン交換樹脂の溶媒溶液および稀釈用溶媒を混合
して懸濁液を形成させ、該懸濁液を撥水化処理された電
極基材上に堆積させ、次いで加圧または吸引により該懸
濁液を、好ましくは分散させながら、電極基材で濾過し
て該懸濁液中の白金担持触媒およびイオン交換樹脂を電
極基材内に取り込ませることにより電極シートを形成
し、該電極シート２枚の間に固体高分子電解質膜として
のイオン交換樹脂膜を挟み、ホットプレスして該電極シ
ートと該イオン交換樹脂膜とを接合・一体化することを
特徴とする固体高分子型燃料電池を提供するものであ
る。
ンブラックに担持してなる触媒、固体高分子電解質とし
てのイオン交換樹脂の溶媒溶液および稀釈用溶媒を混合
して懸濁液を形成させ、該懸濁液を撥水化処理された電
極基材上に堆積させ、次いで加圧または吸引により該懸
濁液を、好ましくは分散させながら、電極基材で濾過し
て該懸濁液中の白金担持触媒およびイオン交換樹脂を電
極基材内に取り込ませることにより電極シートを形成
し、該電極シート２枚の間に固体高分子電解質膜として
のイオン交換樹脂膜を挟み、ホットプレスして該電極シ
ートと該イオン交換樹脂膜とを接合・一体化することを
特徴とする固体高分子型燃料電池を提供するものであ
る。
【０００８】本発明において、白金をカーボンブラック
に担持してなる触媒の白金担持量は、通常５〜４０重量
％、好ましくは２５〜４０重量％の範囲にある。
に担持してなる触媒の白金担持量は、通常５〜４０重量
％、好ましくは２５〜４０重量％の範囲にある。
【０００９】本発明における固体高分子電解質としての
イオン交換樹脂の例として、例えばＮＡＦＩＯＮ−１１
７（パーフルオロカーボンスルホン酸樹脂、デュポン社
製、商品名）があげられる。該イオン交換樹脂の溶媒溶
液としては、ＮＡＦＩＯＮ−１１７のアルコール溶液、
脂肪族アルコールと水との混合溶媒溶液などがあげら
れ、その濃度は、通常０．１〜５重量％、好ましくは１
〜５重量％の範囲にある。
イオン交換樹脂の例として、例えばＮＡＦＩＯＮ−１１
７（パーフルオロカーボンスルホン酸樹脂、デュポン社
製、商品名）があげられる。該イオン交換樹脂の溶媒溶
液としては、ＮＡＦＩＯＮ−１１７のアルコール溶液、
脂肪族アルコールと水との混合溶媒溶液などがあげら
れ、その濃度は、通常０．１〜５重量％、好ましくは１
〜５重量％の範囲にある。
【００１０】本発明において使用される稀釈用溶媒は、
懸濁液を得るために用いられるものであって、その例と
して、脂肪族アルコールと水との混合溶媒、好ましくは
ｉ−プロパノールあるいはｎ−ブタノールと水との混合
溶媒などをあげることができる。
懸濁液を得るために用いられるものであって、その例と
して、脂肪族アルコールと水との混合溶媒、好ましくは
ｉ−プロパノールあるいはｎ−ブタノールと水との混合
溶媒などをあげることができる。
【００１１】本発明において、白金担持触媒、イオン交
換樹脂の溶媒溶液および稀釈用溶媒の混合方法として
は、混合順序に特に制限はなく、同時に混合してもよ
く、例えば超音波ホモジナイザーなどを用いて均一に混
合するのが好ましく、この混合により懸濁液が形成され
る。
換樹脂の溶媒溶液および稀釈用溶媒の混合方法として
は、混合順序に特に制限はなく、同時に混合してもよ
く、例えば超音波ホモジナイザーなどを用いて均一に混
合するのが好ましく、この混合により懸濁液が形成され
る。
【００１２】本発明において、白金担持触媒、イオン交
換樹脂の溶媒溶液および稀釈用溶媒の混合割合として
は、該イオン交換樹脂の溶媒溶液の量が、イオン交換樹
脂として該触媒１００重量部当り５〜５０重量部、好ま
しくは１０〜５０重量部の範囲にあり、該稀釈溶媒の量
が、該イオン交換樹脂の溶媒溶液１００重量部当り、１
００〜４００重量部、好ましくは３５０〜４００重量部
の範囲にある。イオン交換樹脂の溶媒溶液の量が、イオ
ン交換樹脂として触媒１００重量部当り５重量部未満で
あっては樹脂が触媒粒子に充分に行きわたらず成膜性の
点で好ましくなく、５０重量部を超えると触媒粒子の存
在しないイオン交換膜の部分が生じ好ましくない。稀釈
用溶媒の量が、該イオン交換膜の溶媒溶液１００重量部
当り１００重量部未満では懸濁液を得ることは困難で好
ましくなく、４００重量部を超えると後述する濾過に時
間がかかりすぎるという点で好ましくない。また、稀釈
用溶媒の量は、形成されるスラリーの固形分濃度が２．
５〜２５重量％、好ましくは２５〜３重量％の範囲とな
る量であり、該スラリーの固形分濃度が２．５重量％未
満では後述する濾過に時間がかかりすぎるという問題が
あり、２５重量％を超えると懸濁液を得ることは困難で
あって好ましくない。
換樹脂の溶媒溶液および稀釈用溶媒の混合割合として
は、該イオン交換樹脂の溶媒溶液の量が、イオン交換樹
脂として該触媒１００重量部当り５〜５０重量部、好ま
しくは１０〜５０重量部の範囲にあり、該稀釈溶媒の量
が、該イオン交換樹脂の溶媒溶液１００重量部当り、１
００〜４００重量部、好ましくは３５０〜４００重量部
の範囲にある。イオン交換樹脂の溶媒溶液の量が、イオ
ン交換樹脂として触媒１００重量部当り５重量部未満で
あっては樹脂が触媒粒子に充分に行きわたらず成膜性の
点で好ましくなく、５０重量部を超えると触媒粒子の存
在しないイオン交換膜の部分が生じ好ましくない。稀釈
用溶媒の量が、該イオン交換膜の溶媒溶液１００重量部
当り１００重量部未満では懸濁液を得ることは困難で好
ましくなく、４００重量部を超えると後述する濾過に時
間がかかりすぎるという点で好ましくない。また、稀釈
用溶媒の量は、形成されるスラリーの固形分濃度が２．
５〜２５重量％、好ましくは２５〜３重量％の範囲とな
る量であり、該スラリーの固形分濃度が２．５重量％未
満では後述する濾過に時間がかかりすぎるという問題が
あり、２５重量％を超えると懸濁液を得ることは困難で
あって好ましくない。
【００１３】このようにして形成されたスラリーは、撥
水化処理した電極基材上に、白金量として０．０１〜４
ｍｇ／ｃｍ2 の範囲でそれぞれ堆積される。白金量が
０．０１ｍｇ／ｃｍ2 未満では触媒の活性点が少なすぎ
て一定量以上の電流を流すことができないので好ましく
なく、４ｍｇ／ｃｍ2 を超えると反応層の厚みが大きく
なり抵抗が大きくなる点で好ましくない。次いで堆積さ
れた懸濁液を加圧するか、あるいは電極基材に対し、懸
濁液と反対側を負圧にして吸引することにより、該懸濁
液を、好ましくは超音波ホモジナイザーなどを用いて分
散させながら、電極基材で濾過して該懸濁液中の白金担
持触媒およびイオン交換樹脂を電極基材内に取り込ませ
ることにより電極シートが形成される。必要に応じて、
懸濁液中の白金担持触媒およびイオン交換樹脂がなくな
るまで濾過を繰り返して行なう。ここに加圧は、例えば
加圧濾過装置により行ない、吸引は例えば吸引濾過装置
により行なわれる。
水化処理した電極基材上に、白金量として０．０１〜４
ｍｇ／ｃｍ2 の範囲でそれぞれ堆積される。白金量が
０．０１ｍｇ／ｃｍ2 未満では触媒の活性点が少なすぎ
て一定量以上の電流を流すことができないので好ましく
なく、４ｍｇ／ｃｍ2 を超えると反応層の厚みが大きく
なり抵抗が大きくなる点で好ましくない。次いで堆積さ
れた懸濁液を加圧するか、あるいは電極基材に対し、懸
濁液と反対側を負圧にして吸引することにより、該懸濁
液を、好ましくは超音波ホモジナイザーなどを用いて分
散させながら、電極基材で濾過して該懸濁液中の白金担
持触媒およびイオン交換樹脂を電極基材内に取り込ませ
ることにより電極シートが形成される。必要に応じて、
懸濁液中の白金担持触媒およびイオン交換樹脂がなくな
るまで濾過を繰り返して行なう。ここに加圧は、例えば
加圧濾過装置により行ない、吸引は例えば吸引濾過装置
により行なわれる。
【００１４】このようにして、施工された電極中に残存
する溶媒を蒸発・除去して電極シートが形成される。残
存溶媒の蒸発・除去は、例えば８０℃真空乾燥によって
行なうことができる。
する溶媒を蒸発・除去して電極シートが形成される。残
存溶媒の蒸発・除去は、例えば８０℃真空乾燥によって
行なうことができる。
【００１５】次いで、このようにして形成された電極シ
ート２枚の間に固体高分子電解質膜としてのイオン交換
樹脂膜を挟んでホットプレスして電極シートとイオン交
換樹脂膜とを接合・一体化する。このホットプレスは、
通常温度１４０〜２００℃、圧力２５〜２００ｋｇｆ／
ｃｍ2 およびプレス時間３〜１８０秒の加圧条件下に行
なうことができる。
ート２枚の間に固体高分子電解質膜としてのイオン交換
樹脂膜を挟んでホットプレスして電極シートとイオン交
換樹脂膜とを接合・一体化する。このホットプレスは、
通常温度１４０〜２００℃、圧力２５〜２００ｋｇｆ／
ｃｍ2 およびプレス時間３〜１８０秒の加圧条件下に行
なうことができる。
【００１６】このようにして形成されたイオン交換樹脂
膜と電極シートとの接合体の両面に、常法により集電体
を密着させ、さらに水素出入口および酸素出入口を設け
ることにより固体高分子型燃料電池を得ることができ
る。
膜と電極シートとの接合体の両面に、常法により集電体
を密着させ、さらに水素出入口および酸素出入口を設け
ることにより固体高分子型燃料電池を得ることができ
る。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、従来技術におけるポリ
テトラフルオロエチレンを用いることなく、著しく簡略
化された製造工程ですぐれた電池性能、特に低温におい
ても大きな電流を得ることができる利点を有する固体高
分子型燃料電池が提供される。本発明方法によれば、懸
濁液の濾過の際、濾液が通過した部分が電極の作動時に
おいては良好な物質移動の通路となり、物質移動が良好
で触媒利用率の高い固体高分子型燃料電池用電極が得ら
れる。本発明方法によれば、懸濁液の加圧または吸引に
よる濾過の際、懸濁液を分散させながら行なうことによ
り、触媒層中の白金担持触媒粒子と固体高分子電解質た
るイオン交換樹脂の両者が偏ることなく混合され、白金
担持触媒の利用率が向上し、電池の性能をさらに向上さ
せることができる。
テトラフルオロエチレンを用いることなく、著しく簡略
化された製造工程ですぐれた電池性能、特に低温におい
ても大きな電流を得ることができる利点を有する固体高
分子型燃料電池が提供される。本発明方法によれば、懸
濁液の濾過の際、濾液が通過した部分が電極の作動時に
おいては良好な物質移動の通路となり、物質移動が良好
で触媒利用率の高い固体高分子型燃料電池用電極が得ら
れる。本発明方法によれば、懸濁液の加圧または吸引に
よる濾過の際、懸濁液を分散させながら行なうことによ
り、触媒層中の白金担持触媒粒子と固体高分子電解質た
るイオン交換樹脂の両者が偏ることなく混合され、白金
担持触媒の利用率が向上し、電池の性能をさらに向上さ
せることができる。
【００１８】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに詳しく説明
する。
する。
【００１９】実施例１ カーボンブラックに４０重量％の白金を担持してなる触
媒１００ｇ、５重量％ナフィオン１１７のアルコール溶
液８００ｇおよび水とアルコールとの重量比４：１の混
合溶媒３２００ｇよりなる混合物を超音波ホモジナイザ
ーを用いて均一に混合して固形分濃度３．５重量％の懸
濁液を形成した。２５重量％ＰＴＦＥ溶液を用いて常法
により撥水化処理した、気孔率７５％で厚さ０．４ｍｍ
のカーボンペーパー上に懸濁液を白金量が４ｍｇ／ｃｍ
2 となるように堆積させ、２００ｋＰａの差圧の条件下
に懸濁液を濾過して懸濁液中の白金担持触媒およびナフ
ィオン１１７をカーボンペーパー内に取り込ませて電極
シートを形成した。形成された電極シート２枚の間にＮ
ＡＦＩＯＮ１１７膜を挟み、１５０℃、２００ｋｇｆ／
ｃｍ2 の加圧下６０秒間プレスして電極シートとＮＡＦ
ＩＯＮ−１１７膜とを接合・一体化し、得られた電極シ
ートとＮＡＦＩＯＮ−１１７膜との接合体の両面に、常
法により集電体を密着させ、さらに水素出入口および酸
素出入口を設けることにより固体高分子型燃料電池を得
た。得られた電池の電池性能について、水素流量０．２
リットル／ｍｉｎ、常圧、酸素流量０．２リットル／ｍ
ｉｎ、常圧で各ガスをおのおの電池の各極に導入し、電
池温度を６０℃、水素ガスを加湿して発電試験を行なっ
たところ図１のような電流−電圧曲線を得た。
媒１００ｇ、５重量％ナフィオン１１７のアルコール溶
液８００ｇおよび水とアルコールとの重量比４：１の混
合溶媒３２００ｇよりなる混合物を超音波ホモジナイザ
ーを用いて均一に混合して固形分濃度３．５重量％の懸
濁液を形成した。２５重量％ＰＴＦＥ溶液を用いて常法
により撥水化処理した、気孔率７５％で厚さ０．４ｍｍ
のカーボンペーパー上に懸濁液を白金量が４ｍｇ／ｃｍ
2 となるように堆積させ、２００ｋＰａの差圧の条件下
に懸濁液を濾過して懸濁液中の白金担持触媒およびナフ
ィオン１１７をカーボンペーパー内に取り込ませて電極
シートを形成した。形成された電極シート２枚の間にＮ
ＡＦＩＯＮ１１７膜を挟み、１５０℃、２００ｋｇｆ／
ｃｍ2 の加圧下６０秒間プレスして電極シートとＮＡＦ
ＩＯＮ−１１７膜とを接合・一体化し、得られた電極シ
ートとＮＡＦＩＯＮ−１１７膜との接合体の両面に、常
法により集電体を密着させ、さらに水素出入口および酸
素出入口を設けることにより固体高分子型燃料電池を得
た。得られた電池の電池性能について、水素流量０．２
リットル／ｍｉｎ、常圧、酸素流量０．２リットル／ｍ
ｉｎ、常圧で各ガスをおのおの電池の各極に導入し、電
池温度を６０℃、水素ガスを加湿して発電試験を行なっ
たところ図１のような電流−電圧曲線を得た。
【００２０】実施例２ 堆積された懸濁液を超音波ホモジナイザーで分散させな
がら濾過する以外、実施例１と同様にして固体高分子型
燃料電池を得、それについて実施例１と同様の電池性能
テストを行なったところ、図１のような電流−電圧曲線
を得た。
がら濾過する以外、実施例１と同様にして固体高分子型
燃料電池を得、それについて実施例１と同様の電池性能
テストを行なったところ、図１のような電流−電圧曲線
を得た。
【図１】本発明方法の好ましい態様によって得られる電
池の性能における電圧と電流密度との関係を示すグラフ
であり、１は実施例１の結果を示し、２は実施例２の結
果を示す。
池の性能における電圧と電流密度との関係を示すグラフ
であり、１は実施例１の結果を示し、２は実施例２の結
果を示す。
Claims (5)
- 【請求項１】 白金をカーボンブラックに担持してなる
触媒、固体高分子電解質としてのイオン交換樹脂の溶媒
溶液および稀釈用溶媒を混合して懸濁液を形成させ、該
懸濁液を撥水化処理された電極基材上に堆積させ、次い
で加圧または吸引により該懸濁液を電極基材で濾過して
該懸濁液中の白金担持触媒およびイオン交換樹脂を電極
基材内に取り込ませることにより電極シートを形成し、
該電極シート２枚の間に固体高分子電解質膜としてのイ
オン交換樹脂膜を挟み、ホットプレスして該電極シート
と該イオン交換樹脂膜とを接合・一体化することを特徴
とする固体高分子型燃料電池の製造方法。 - 【請求項２】 該イオン交換樹脂の溶媒溶液の量が、イ
オン交換樹脂として該触媒１００重量部当り５〜５０重
量部の範囲にあり、該稀釈溶媒の量が、該イオン交換樹
脂の溶媒溶液１００重量部当り、１００〜４００重量部
の範囲にあり、該スラリーの固形分濃度が２．５〜２５
重量％の範囲にある請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 堆積される懸濁液の量が、白金量として
それぞれ０．０１〜４ｍｇ／ｃｍ2 の範囲にある請求項
１記載の方法。 - 【請求項４】 該濾過が、懸濁液中の白金担持触媒およ
びイオン交換樹脂がなくなるまで繰り返される請求項１
記載の方法。 - 【請求項５】 該濾過が、堆積された懸濁液を分散させ
ながら行なわれる請求項１記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4358059A JPH06203849A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 固体高分子型燃料電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4358059A JPH06203849A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 固体高分子型燃料電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06203849A true JPH06203849A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18457325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4358059A Pending JPH06203849A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 固体高分子型燃料電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06203849A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997050143A1 (en) * | 1996-06-25 | 1997-12-31 | The Dais Corporation | Gas diffusion electrode |
| US6246568B1 (en) | 1997-06-16 | 2001-06-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electric double-layer capacitor and method for manufacturing the same |
| US6703076B1 (en) * | 1999-10-28 | 2004-03-09 | Forschungszentrum Julich Gmbh | Production of catalyst layers on diaphragms for low-temperature fuel cells |
| US6977234B2 (en) | 2001-01-19 | 2005-12-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for manufacturing fuel cell electrolyte film-electrode bond |
| JP2006512724A (ja) * | 2002-12-30 | 2006-04-13 | ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト | 燃料電池用の触媒含有ガス拡散層並びにその製造方法 |
| US7169500B2 (en) | 2002-10-26 | 2007-01-30 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Membrane-electrode assembly of fuel cell, production method of the same, and fuel cell employing the same |
| US20100183941A1 (en) * | 2007-06-15 | 2010-07-22 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Assembly of membrane, electrode, gas diffusion layer and gasket, method for producing the same, and solid polymer fuel cell |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP4358059A patent/JPH06203849A/ja active Pending
Cited By (9)
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| EP2009720A2 (en) | 2001-01-19 | 2008-12-31 | Panasonic Corporation | Electrolyte membrane-electrode assembly for fuel cell |
| USRE41651E1 (en) * | 2001-01-19 | 2010-09-07 | Panasonic Corporation | Method for manufacturing fuel cell electrolyte film-electrode bond |
| US7169500B2 (en) | 2002-10-26 | 2007-01-30 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Membrane-electrode assembly of fuel cell, production method of the same, and fuel cell employing the same |
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| US20100183941A1 (en) * | 2007-06-15 | 2010-07-22 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Assembly of membrane, electrode, gas diffusion layer and gasket, method for producing the same, and solid polymer fuel cell |
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