JPH0757738A - 燃料電池用電極の製造方法 - Google Patents
燃料電池用電極の製造方法Info
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- JPH0757738A JPH0757738A JP5197607A JP19760793A JPH0757738A JP H0757738 A JPH0757738 A JP H0757738A JP 5197607 A JP5197607 A JP 5197607A JP 19760793 A JP19760793 A JP 19760793A JP H0757738 A JPH0757738 A JP H0757738A
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- 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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Abstract
(57)【要約】
【目的】触媒粒子とＰＴＦＥ粒子との分散混合物を効率
よく基材上に付着させるとともに亀裂の発生しない電極
触媒層を得る。 【構成】触媒粉とＰＴＦＥ粉と昇華性の粒子例えば粉状
ドライアイスとを、液化ガス例えば液体窒素中に分散さ
せた混合物（スラリー）を、カーボン基材まはフィルタ
ー上に成形した後、液化ガスと昇華性の粒子を除去した
スラリー中の残余の触媒粉とＰＴＦＥ粉との混合物をカ
ーボン基材上で焼成圧着することにより、この製造過程
で液体窒素やドライアイス粒子は容易に気化して除去す
ることができ、液体窒素は浸透性もよく分散性を高め、
とくにドライアイス粒子が存在していた部分の跡には空
孔が形成され、この空孔が電極触媒層にひび割れなどが
発生するのを抑制する。
よく基材上に付着させるとともに亀裂の発生しない電極
触媒層を得る。 【構成】触媒粉とＰＴＦＥ粉と昇華性の粒子例えば粉状
ドライアイスとを、液化ガス例えば液体窒素中に分散さ
せた混合物（スラリー）を、カーボン基材まはフィルタ
ー上に成形した後、液化ガスと昇華性の粒子を除去した
スラリー中の残余の触媒粉とＰＴＦＥ粉との混合物をカ
ーボン基材上で焼成圧着することにより、この製造過程
で液体窒素やドライアイス粒子は容易に気化して除去す
ることができ、液体窒素は浸透性もよく分散性を高め、
とくにドライアイス粒子が存在していた部分の跡には空
孔が形成され、この空孔が電極触媒層にひび割れなどが
発生するのを抑制する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料電池の電極を製造す
る方法に関する。
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、燃料の持つ化学エネルギー
を直接電気エネルギーに変換する装置であり、電解液層
を挟んで上下に配置された一対の各電極に、外部のガス
供給系から燃料ガスと酸化剤ガスを供給し、各電極の電
極触媒層内で燃料ガスおよび酸化剤ガスを電気化学的に
反応させ、その結果として系外に電気エネルギーを取り
出す発電装置の一種である。
を直接電気エネルギーに変換する装置であり、電解液層
を挟んで上下に配置された一対の各電極に、外部のガス
供給系から燃料ガスと酸化剤ガスを供給し、各電極の電
極触媒層内で燃料ガスおよび酸化剤ガスを電気化学的に
反応させ、その結果として系外に電気エネルギーを取り
出す発電装置の一種である。
【０００３】その電極および電解液層の構成を図７の模
式断面図に示す。図７において、電極１は電解液層２を
挟んで上下に配置されるが、ここでは説明の便宜上一方
の電極１のみを示してある。電極１は多孔質カーボン基
材３の上に、電極触媒層４を付着してあり、電極触媒層
４は担体５の表面に貴金属微粒子６を担持した触媒粒子
７を、弗素樹脂（以下、ＰＴＦＥ）粒子８により結着し
て形成したものである。電解液層２は電解液９中にＳｉ
Ｃ微粒子１０を分散したものである。そして、電極触媒
層４の内部で多孔質カーボン基材３側からのガスと電解
液層２からの電解液９とが接触し、三相界面が形成され
て電気化学的反応が進行する。この電気化学的反応を効
率よく行なわせるためには、貴金属微粒子６を担持した
触媒粒子７とＰＴＦＥ粒子８とをできるだけ微粒子にす
ること、および電解液９に濡れやすい触媒粒子７と電解
液９に濡れ難いＰＴＦＥ粒子８とを均一に分散させ、触
媒粒子７（固相）と図示してない反応ガス（気相）と電
解液９（液相）とが接する三相界面を増すことが必要で
ある。
式断面図に示す。図７において、電極１は電解液層２を
挟んで上下に配置されるが、ここでは説明の便宜上一方
の電極１のみを示してある。電極１は多孔質カーボン基
材３の上に、電極触媒層４を付着してあり、電極触媒層
４は担体５の表面に貴金属微粒子６を担持した触媒粒子
７を、弗素樹脂（以下、ＰＴＦＥ）粒子８により結着し
て形成したものである。電解液層２は電解液９中にＳｉ
Ｃ微粒子１０を分散したものである。そして、電極触媒
層４の内部で多孔質カーボン基材３側からのガスと電解
液層２からの電解液９とが接触し、三相界面が形成され
て電気化学的反応が進行する。この電気化学的反応を効
率よく行なわせるためには、貴金属微粒子６を担持した
触媒粒子７とＰＴＦＥ粒子８とをできるだけ微粒子にす
ること、および電解液９に濡れやすい触媒粒子７と電解
液９に濡れ難いＰＴＦＥ粒子８とを均一に分散させ、触
媒粒子７（固相）と図示してない反応ガス（気相）と電
解液９（液相）とが接する三相界面を増すことが必要で
ある。
【０００４】そのため、従来、界面活性剤を含む水に、
超音波などを用いて微粒子の触媒粒子７を分散させ、こ
れに微粒子のＰＴＦＥ粒子８のディスパージョンを加え
て、触媒粒子７と弗素樹脂粒子８の均一な分散状態を得
ている。そして、電極触媒層４を製造するには、多孔質
カーボン基材３の上に触媒粒子７と弗素樹脂粒子８とを
均一に分散させたインクを塗布し、乾燥，焼成を行なう
か、もしくは有機溶剤を助剤として触媒粒子７とＰＴＦ
Ｅ粒子８の共凝集を行ない、固液分離後、固形分を混練
し、これを圧延してシート状の電極触媒層４とした後、
乾燥，焼成し多孔質カーボン基材３の上に固着させて電
極１としている。
超音波などを用いて微粒子の触媒粒子７を分散させ、こ
れに微粒子のＰＴＦＥ粒子８のディスパージョンを加え
て、触媒粒子７と弗素樹脂粒子８の均一な分散状態を得
ている。そして、電極触媒層４を製造するには、多孔質
カーボン基材３の上に触媒粒子７と弗素樹脂粒子８とを
均一に分散させたインクを塗布し、乾燥，焼成を行なう
か、もしくは有機溶剤を助剤として触媒粒子７とＰＴＦ
Ｅ粒子８の共凝集を行ない、固液分離後、固形分を混練
し、これを圧延してシート状の電極触媒層４とした後、
乾燥，焼成し多孔質カーボン基材３の上に固着させて電
極１としている。
【０００５】しかし、燃料電池の商品化が近く、燃料電
池電極の信頼性とコストダウンの要求が高まっている今
日、電極触媒層７の製造に関して次のような問題があ
る。
池電極の信頼性とコストダウンの要求が高まっている今
日、電極触媒層７の製造に関して次のような問題があ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】問題は、多孔質カーボ
ン基材３の上に触媒粒子７とＰＴＦＥ粒子８のインクを
塗布する従来の方法であるブレード法、即ちインクをブ
レードで塗り付ける方法では、製造後の電極触媒層４に
ひび割れを生じやすいことである。図８はその状況を示
す電極１の模式断面図であり、電極触媒層４に生じたひ
び割れ１１を表わしている。
ン基材３の上に触媒粒子７とＰＴＦＥ粒子８のインクを
塗布する従来の方法であるブレード法、即ちインクをブ
レードで塗り付ける方法では、製造後の電極触媒層４に
ひび割れを生じやすいことである。図８はその状況を示
す電極１の模式断面図であり、電極触媒層４に生じたひ
び割れ１１を表わしている。
【０００７】そのほか、スプレー法は、多孔質カーボン
基材３上にスプレーによってインクを塗布するので、イ
ンクが基材３以外にも飛び散ってしまい、インク（触
媒）の利用率が低く、また、前述のように、有機溶剤を
助剤として触媒粒子７と弗素樹脂粒子８の共凝集を行な
い、固液分離後固形分を混練し、これを圧延してシート
状の電極触媒層４とするシート法は、あらかじめシート
に余裕を持たせて作製する必要があり、また界面活性剤
や溶剤などの助剤は、最終的には除去しなければならず
余計な工数がかかるという問題もある。
基材３上にスプレーによってインクを塗布するので、イ
ンクが基材３以外にも飛び散ってしまい、インク（触
媒）の利用率が低く、また、前述のように、有機溶剤を
助剤として触媒粒子７と弗素樹脂粒子８の共凝集を行な
い、固液分離後固形分を混練し、これを圧延してシート
状の電極触媒層４とするシート法は、あらかじめシート
に余裕を持たせて作製する必要があり、また界面活性剤
や溶剤などの助剤は、最終的には除去しなければならず
余計な工数がかかるという問題もある。
【０００８】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、触媒粒子とＰＴＦＥ粒子とを分散し
た状態で、効率よく基材上に付着させ、しかも亀裂を発
生しない電極触媒層を得ることが可能な燃料電池用電極
の製造方法を提供することにある。
あり、その目的は、触媒粒子とＰＴＦＥ粒子とを分散し
た状態で、効率よく基材上に付着させ、しかも亀裂を発
生しない電極触媒層を得ることが可能な燃料電池用電極
の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の燃料電池用電極の製造方法は、電極触媒
層の作製に関し、触媒粉と弗素樹脂（ＰＴＦＥ）粉と昇
華性の粒子例えば粉状ドライアイスとを、液化ガス例え
ば液体窒素中に分散させた混合物（スラリー）を、カー
ボン基材まはフィルター上に成形した後、液化ガスと昇
華性の粒子を除去したスラリー中の残余の触媒粉とＰＴ
ＦＥ粉との混合物をカーボン基材上で焼成圧着すること
により、カーボン基材上に触媒とＰＴＦＥからなる電極
触媒層を有する電極を得るものである。
めに、本発明の燃料電池用電極の製造方法は、電極触媒
層の作製に関し、触媒粉と弗素樹脂（ＰＴＦＥ）粉と昇
華性の粒子例えば粉状ドライアイスとを、液化ガス例え
ば液体窒素中に分散させた混合物（スラリー）を、カー
ボン基材まはフィルター上に成形した後、液化ガスと昇
華性の粒子を除去したスラリー中の残余の触媒粉とＰＴ
ＦＥ粉との混合物をカーボン基材上で焼成圧着すること
により、カーボン基材上に触媒とＰＴＦＥからなる電極
触媒層を有する電極を得るものである。
【００１０】
【作用】触媒とＰＴＦＥに昇華性の粒子を加え、これを
液化ガス（例えば液体窒素）中で分散することにより、
触媒とＰＴＦＥと昇華性粒子（例えばドライアイス）の
分散混合したスラリーを得ることができるが、このスラ
リーは液化ガスを媒体としているので、これを基材やフ
ィルター上に塗布するとき、液化ガスが容易に気化して
除去され、触媒とＰＴＦＥと昇華性粒子の分散粒子層が
形成される。液化ガスが気化除去された後は、昇華性粒
子が昇華により固体→気体となって除去され、昇華性粒
子が存在していた部分は、空孔となり、残りの触媒とＰ
ＴＦＥの分散粒子層を焼成圧着して、基材上に電極触媒
層を形成することができる。
液化ガス（例えば液体窒素）中で分散することにより、
触媒とＰＴＦＥと昇華性粒子（例えばドライアイス）の
分散混合したスラリーを得ることができるが、このスラ
リーは液化ガスを媒体としているので、これを基材やフ
ィルター上に塗布するとき、液化ガスが容易に気化して
除去され、触媒とＰＴＦＥと昇華性粒子の分散粒子層が
形成される。液化ガスが気化除去された後は、昇華性粒
子が昇華により固体→気体となって除去され、昇華性粒
子が存在していた部分は、空孔となり、残りの触媒とＰ
ＴＦＥの分散粒子層を焼成圧着して、基材上に電極触媒
層を形成することができる。
【００１１】以上の製造過程で、触媒とＰＴＦＥに昇華
性の粒子の分散媒体として用いる液化ガスは浸透性がよ
く、撥水性の高いＰＴＦＥ粒子の界面にも浸透して、触
媒とＰＴＦＥ粒子の分散を容易にする。スラリーを基材
上に塗布し、液化ガスを気化させ除去した後に、昇華性
粒子を昇華させる過程では、触媒とＰＴＦＥ粒子で形成
された層の形状が変化することなく昇華性粒子が除去さ
れ、その跡に残った空孔は、最後に形成される電極触媒
層にひび割れなどが発生するのを抑制することができ
る。
性の粒子の分散媒体として用いる液化ガスは浸透性がよ
く、撥水性の高いＰＴＦＥ粒子の界面にも浸透して、触
媒とＰＴＦＥ粒子の分散を容易にする。スラリーを基材
上に塗布し、液化ガスを気化させ除去した後に、昇華性
粒子を昇華させる過程では、触媒とＰＴＦＥ粒子で形成
された層の形状が変化することなく昇華性粒子が除去さ
れ、その跡に残った空孔は、最後に形成される電極触媒
層にひび割れなどが発生するのを抑制することができ
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明する。本
発明の方法は、はじめに触媒、ＰＴＦＥ、昇華性の粒子
例えば粉状ドライアイス、および液化ガス例えば液体窒
素を混合した混合物（スラリー）を作製する。図１はそ
の過程を示し、図１（ａ）は、粉状ドライアイスを作製
する状態の模式図、図１（ｂ）は、スラリーの混合状態
を示す模式図である。
発明の方法は、はじめに触媒、ＰＴＦＥ、昇華性の粒子
例えば粉状ドライアイス、および液化ガス例えば液体窒
素を混合した混合物（スラリー）を作製する。図１はそ
の過程を示し、図１（ａ）は、粉状ドライアイスを作製
する状態の模式図、図１（ｂ）は、スラリーの混合状態
を示す模式図である。
【００１３】まず、図１（ａ）のように、サイホン式ボ
ンベ１２から液化炭酸ガス（ＣＯ2）１３を容器中に取
り出し、微粒子状の固形ＣＯ2 として粉状ドライアイス
１４を得る。次いで図１（ｂ）のように、カーボンブラ
ックの担体に白金を担持した触媒粉１５を６ｇと、平均
粒子径０．３μｍのＰＴＦＥ粉１６を５ｇと、粉状ドラ
イアイス１４を３０ｇとを、あらかじめ液体窒素１７を
３００ｍｌ収容した容器１８に入れ、これらを攪拌混合
して、スラリー１９を得ることができる。
ンベ１２から液化炭酸ガス（ＣＯ2）１３を容器中に取
り出し、微粒子状の固形ＣＯ2 として粉状ドライアイス
１４を得る。次いで図１（ｂ）のように、カーボンブラ
ックの担体に白金を担持した触媒粉１５を６ｇと、平均
粒子径０．３μｍのＰＴＦＥ粉１６を５ｇと、粉状ドラ
イアイス１４を３０ｇとを、あらかじめ液体窒素１７を
３００ｍｌ収容した容器１８に入れ、これらを攪拌混合
して、スラリー１９を得ることができる。
【００１４】次に、縦２１０ｍｍ，横２１０ｍｍ，厚さ
１ｍｍの大きさのカーボン基材２０の上に、内枠の寸法
が２００ｍｍ×２００ｍｍの枠２１を置き、この枠２１
内にスラリー１９を流し込む。この状態を図２の模式断
面図に示す。枠２１は必ずしも使用しなくても、スラリ
ー１９の塗布は可能であるが、使用した方が作業が行な
いやすい。
１ｍｍの大きさのカーボン基材２０の上に、内枠の寸法
が２００ｍｍ×２００ｍｍの枠２１を置き、この枠２１
内にスラリー１９を流し込む。この状態を図２の模式断
面図に示す。枠２１は必ずしも使用しなくても、スラリ
ー１９の塗布は可能であるが、使用した方が作業が行な
いやすい。
【００１５】この際、スラリー１９を流し込んだ直後か
ら、スラリー１９の溶媒として用いている液体窒素１７
が、カーボン基材２０の下部から抜け出てくるので、こ
こでは図示を省略したが、あらかじめ受け容器を基材２
０の下部に設けておくのがよい。このままの状態で放置
し、残っている液体窒素１７（図示を省略）の気化と、
粉状ドライアイス１４（図示を省略）が昇華するのを待
って枠２１を外し、触媒粉１５（図示を省略）とＰＴＦ
Ｅ粉１６（図示を省略）がカーボン基材２０の上に載せ
られたままの状態で、これを３４０〜３７０℃の温度下
に５〜１０Ｋｇ／ｃｍ3 の圧力を加えることにより、燃
料電池用の電極を得ることができる。
ら、スラリー１９の溶媒として用いている液体窒素１７
が、カーボン基材２０の下部から抜け出てくるので、こ
こでは図示を省略したが、あらかじめ受け容器を基材２
０の下部に設けておくのがよい。このままの状態で放置
し、残っている液体窒素１７（図示を省略）の気化と、
粉状ドライアイス１４（図示を省略）が昇華するのを待
って枠２１を外し、触媒粉１５（図示を省略）とＰＴＦ
Ｅ粉１６（図示を省略）がカーボン基材２０の上に載せ
られたままの状態で、これを３４０〜３７０℃の温度下
に５〜１０Ｋｇ／ｃｍ3 の圧力を加えることにより、燃
料電池用の電極を得ることができる。
【００１６】図３はかくして得られた電極２２の模式断
面図であり、カーボン基材２０の上に、触媒粉１５（図
示は省略）とＰＴＦＥ粉１６（図示は省略）からなる電
極触媒層２３が形成される。以上の過程で、カーボン基
材２０の厚さや緻密さの程度によって、スラリー１９が
カーボン基材２０の下部から抜けてしまう心配があると
きは、フィルターを用いることができる。図４はその塗
布状態を示す模式断面図であり、図２と共通部分に同一
符号を用いてある。図４において、１μｍ径の孔を持つ
フィルター２４上に、枠２１を置き、この枠２１内にス
ラリー１９を流し込む。液体窒素１７（図示を省略）が
除去された後に、枠２１内にある触媒粉１５（図示を省
略）とＰＴＦＥ粉１６（図示を省略）と粉状ドライアイ
ス１４（図示を省略）との混合物を、プレス板２６を用
いて圧縮し板状とする。得られた板状混合物は粉状ドラ
イアイスの割合によって、ある程度の強度を確保するこ
とができるから、そのままこれをカーボン基材２０の上
に載せる。
面図であり、カーボン基材２０の上に、触媒粉１５（図
示は省略）とＰＴＦＥ粉１６（図示は省略）からなる電
極触媒層２３が形成される。以上の過程で、カーボン基
材２０の厚さや緻密さの程度によって、スラリー１９が
カーボン基材２０の下部から抜けてしまう心配があると
きは、フィルターを用いることができる。図４はその塗
布状態を示す模式断面図であり、図２と共通部分に同一
符号を用いてある。図４において、１μｍ径の孔を持つ
フィルター２４上に、枠２１を置き、この枠２１内にス
ラリー１９を流し込む。液体窒素１７（図示を省略）が
除去された後に、枠２１内にある触媒粉１５（図示を省
略）とＰＴＦＥ粉１６（図示を省略）と粉状ドライアイ
ス１４（図示を省略）との混合物を、プレス板２６を用
いて圧縮し板状とする。得られた板状混合物は粉状ドラ
イアイスの割合によって、ある程度の強度を確保するこ
とができるから、そのままこれをカーボン基材２０の上
に載せる。
【００１７】図５はこの板状とした混合物２５をカーボ
ン基材２０上に載せた状態を示す模式断面図である。こ
の後は、混合物２５中の粉状ドライアイス１４（図示を
省略）を気化させて除去し、既に述べたのと同じく、３
４０〜３７０℃の温度下に５〜１０Ｋｇ／ｃｍ3 の圧力
で焼成圧着して、図３に示すと同様の燃料電池用の電極
２２を得ることができる。
ン基材２０上に載せた状態を示す模式断面図である。こ
の後は、混合物２５中の粉状ドライアイス１４（図示を
省略）を気化させて除去し、既に述べたのと同じく、３
４０〜３７０℃の温度下に５〜１０Ｋｇ／ｃｍ3 の圧力
で焼成圧着して、図３に示すと同様の燃料電池用の電極
２２を得ることができる。
【００１８】この方法は、プレス板２６を用いなくても
よいが、そのときは、混合物２５の強度が不足し、板状
になり難いので、粉状ドライアイス１４を気化させた
後、混合物２５の上にカーボン基材２０を載せたまま、
全体を反転させてから、上述の焼成圧着処理を行なう。
以上のようにして得られた本発明の方法による燃料電池
の電極を使用した電池のセル電圧特性を図６に示す。図
６はセル電圧の時間依存性を示す線図であり、図６中の
曲線（イ）は本発明による電極を用いた場合の特性を表
わし、曲線（ロ）は比較のために、従来の方法による電
極を用いた場合の特性を表わしている。図６から、本発
明の方法により得られた電極触媒層を有する電極を使用
した燃料電池は、従来に比べて、長時間の運転に対して
も安定な特性を持続することがわかる。
よいが、そのときは、混合物２５の強度が不足し、板状
になり難いので、粉状ドライアイス１４を気化させた
後、混合物２５の上にカーボン基材２０を載せたまま、
全体を反転させてから、上述の焼成圧着処理を行なう。
以上のようにして得られた本発明の方法による燃料電池
の電極を使用した電池のセル電圧特性を図６に示す。図
６はセル電圧の時間依存性を示す線図であり、図６中の
曲線（イ）は本発明による電極を用いた場合の特性を表
わし、曲線（ロ）は比較のために、従来の方法による電
極を用いた場合の特性を表わしている。図６から、本発
明の方法により得られた電極触媒層を有する電極を使用
した燃料電池は、従来に比べて、長時間の運転に対して
も安定な特性を持続することがわかる。
【００１９】
【発明の効果】従来、燃料電池の電極を製造する方法
は、触媒粒子とＰＴＦＥ粒子を界面活性剤を含む水に分
散させたインクを、基剤上に塗布するブレード法やスプ
レー法と、触媒粒子とＰＴＦＥ粒子を界面活性剤を含む
水に分散させた後、アルコールなどの溶剤で触媒粒子と
ＰＴＦＥ粒子を凝集させて、固液分離後の固形物を混練
し、圧延成形してシート状とするシート法などが用いら
れてきたが、これらの方法は、あらかじめ、界面活性剤
や溶剤などの助剤を使用する必要があり、この助剤は最
終的には除去しなければならないなどの問題があった。
これに対してなされた本発明の方法によれば、触媒粒
子，ＰＴＦＥ粒子，ドライアイス粒子などの昇華性粒子
を分散させる媒体として、液体窒素などの液化ガスを用
いているため、不純物が殆ど残らず、ドライアイスや液
体窒素などは簡単に自然気化により除去することができ
るので、予備処理などの作業は必要とせず、製造工数を
低減することが可能となる。
は、触媒粒子とＰＴＦＥ粒子を界面活性剤を含む水に分
散させたインクを、基剤上に塗布するブレード法やスプ
レー法と、触媒粒子とＰＴＦＥ粒子を界面活性剤を含む
水に分散させた後、アルコールなどの溶剤で触媒粒子と
ＰＴＦＥ粒子を凝集させて、固液分離後の固形物を混練
し、圧延成形してシート状とするシート法などが用いら
れてきたが、これらの方法は、あらかじめ、界面活性剤
や溶剤などの助剤を使用する必要があり、この助剤は最
終的には除去しなければならないなどの問題があった。
これに対してなされた本発明の方法によれば、触媒粒
子，ＰＴＦＥ粒子，ドライアイス粒子などの昇華性粒子
を分散させる媒体として、液体窒素などの液化ガスを用
いているため、不純物が殆ど残らず、ドライアイスや液
体窒素などは簡単に自然気化により除去することができ
るので、予備処理などの作業は必要とせず、製造工数を
低減することが可能となる。
【００２０】また、従来方法では、乾燥時に電極触媒層
にひび割れを発生しやすいが、本発明の方法は、ドライ
アイス粒子を混合することにより、その昇華した跡に空
孔が形成されることから、ひび割れなどが全く生ずるこ
とのない電極触媒層を得ることができる。また、触媒粒
子を必要な部分のみに形成することも可能であり、触媒
を有効に使用することができる。
にひび割れを発生しやすいが、本発明の方法は、ドライ
アイス粒子を混合することにより、その昇華した跡に空
孔が形成されることから、ひび割れなどが全く生ずるこ
とのない電極触媒層を得ることができる。また、触媒粒
子を必要な部分のみに形成することも可能であり、触媒
を有効に使用することができる。
【図１】スラリーの作製過程を示し、（ａ）は粉状ドラ
イアイスを作製する状態の模式図、（ｂ）はスラリーの
混合状態を示す模式図
イアイスを作製する状態の模式図、（ｂ）はスラリーの
混合状態を示す模式図
【図２】本発明の方法における基材上に置いた枠内にス
ラリーを流し込んだ状態を示す模式断面図
ラリーを流し込んだ状態を示す模式断面図
【図３】図２の状態から得られた電極の模式断面図
【図４】本発明の方法におけるフィルターとプレス板を
用いたときのスラリーを流し込んだ状態を示す模式断面
図
用いたときのスラリーを流し込んだ状態を示す模式断面
図
【図５】図４により板状となった混合物をカーボン基材
上に載せた状態を示す模式断面図
上に載せた状態を示す模式断面図
【図６】本発明の方法により得られた電極を用いた燃料
電池の特性を従来の電極との比較で示した線図
電池の特性を従来の電極との比較で示した線図
【図７】燃料電池の電極部の構成を示す模式断面図
【図８】従来の燃料電池の電極触媒層に生ずるひび割れ
を示す模式断面図
を示す模式断面図
【符号の説明】１ 電極２ 電解液層 ３ 多孔質カーボン基材４ 電極触媒層 ５ 担体 ６ 貴金属微粒子 ７ 触媒粒子 ８ 弗素樹脂粒子 ９ 電解液 １０ ＳｉＣ微粒子 １１ ひび割れ １２ サイホン式ボンベ １３ 液化炭酸ガス １４ 粉状ドライアイス １５ 触媒粉 １６ ＰＴＦＥ粉 １７ 液体窒素 １８ 容器１９ スラリー ２０ カーボン基材 ２１ 枠２２ 電極２３ 電極触媒層 ２４ フィルター２５ 触媒粉，ＰＴＦＥ粉，粉状ドライアイスの混合
物 ２６ プレス板
物 ２６ プレス板
Claims (9)
- 【請求項１】触媒粒子と弗素樹脂粒子の混合物をカーボ
ン基材上に圧着してなる燃料電池用電極の製造方法であ
って、昇華性の粒子と触媒粒子と弗素樹脂粒子を液化ガ
ス中に分散した混合物をカーボン基材上に塗布した後、
液化ガスと昇華性の粒子を除去した残余の触媒粒子と弗
素樹脂粒子の混合物をカーボン基材上に焼成圧着するこ
とを特徴とする燃料電池用電極の製造方法。 - 【請求項２】請求項１記載の製造方法において、昇華性
の粒子としてドライアイスを用いることを特徴とする燃
料電池用電極の製造方法。 - 【請求項３】請求項１または２記載の製造方法におい
て、液化ガスとして液体窒素を用いることを特徴とする
燃料電池用電極の製造方法。 - 【請求項４】触媒粒子と弗素樹脂粒子の混合物をカーボ
ン基材上に圧着してなる燃料電池用電極の製造方法であ
って、昇華性の粒子と触媒粒子と弗素樹脂粒子を液化ガ
ス中に分散した混合物をフィルター上に塗布した後、液
化ガスを除去した残余の触媒粒子と弗素樹脂粒子と昇華
性の粒子の混合物をプレス板を用いて圧縮して板状とな
し、この板状混合物をカーボン基材上に載せ、ついで昇
華性の粒子を除去して残余の触媒粒子と弗素樹脂粒子の
混合物をカーボン基材上に焼成圧着することを特徴とす
る燃料電池用電極の製造方法。 - 【請求項５】請求項４記載の製造方法において、昇華性
の粒子としてドライアイスを用いることを特徴とする燃
料電池用電極の製造方法。 - 【請求項６】請求項４または５記載の製造方法におい
て、液化ガスとして液体窒素を用いることを特徴とする
燃料電池用電極の製造方法。 - 【請求項７】触媒粒子と弗素樹脂粒子の混合物をカーボ
ン基材上に圧着してなる燃料電池用電極の製造方法であ
って、昇華性の粒子と触媒粒子と弗素樹脂粒子を液化ガ
ス中に分散した混合物をフィルター上に塗布した後、液
化ガスを除去した残余の触媒粒子と弗素樹脂粒子と昇華
性の粒子の混合物の上にカーボン基材を載せて反転し、
ついでフィルターを取り外し昇華性の粒子を除去して、
残余の触媒粒子と弗素樹脂粒子の混合物をカーボン基材
上に焼成圧着することを特徴とする燃料電池用電極の製
造方法。 - 【請求項８】請求項７記載の製造方法において、昇華性
の粒子としてドライアイスを用いることを特徴とする燃
料電池用電極の製造方法。 - 【請求項９】請求項７または８記載の製造方法におい
て、液化ガスとして液体窒素を用いることを特徴とする
燃料電池用電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5197607A JPH0757738A (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 燃料電池用電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5197607A JPH0757738A (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 燃料電池用電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0757738A true JPH0757738A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=16377289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5197607A Pending JPH0757738A (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 燃料電池用電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0757738A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6106965A (en) * | 1996-03-29 | 2000-08-22 | Mazda Motor Corporation | Polymer electrolyte fuel cell |
| JP2002102682A (ja) * | 2000-06-27 | 2002-04-09 | Iwatani Industrial Gases Corp | 微粉末の均質化方法 |
| US6653252B2 (en) * | 1996-01-19 | 2003-11-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing electrode or electrode-electrolyte membrane joint body for fuel cell and electrode for fuel cell |
| JP2006095400A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Iwatani Industrial Gases Corp | 微粉末の固結成形体の製造方法 |
| JP2007103089A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Dainippon Printing Co Ltd | 電極触媒層、触媒層−電解質膜積層体製造用転写シート及び触媒層−電解質膜積層体 |
| WO2010128649A1 (ja) | 2009-05-08 | 2010-11-11 | 株式会社日本触媒 | ジアリールヨードニウム塩混合物とその製造方法、並びにジアリールヨードニウム化合物の製造方法 |
-
1993
- 1993-08-10 JP JP5197607A patent/JPH0757738A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6653252B2 (en) * | 1996-01-19 | 2003-11-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing electrode or electrode-electrolyte membrane joint body for fuel cell and electrode for fuel cell |
| US6106965A (en) * | 1996-03-29 | 2000-08-22 | Mazda Motor Corporation | Polymer electrolyte fuel cell |
| JP2002102682A (ja) * | 2000-06-27 | 2002-04-09 | Iwatani Industrial Gases Corp | 微粉末の均質化方法 |
| JP2006095400A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Iwatani Industrial Gases Corp | 微粉末の固結成形体の製造方法 |
| JP2007103089A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Dainippon Printing Co Ltd | 電極触媒層、触媒層−電解質膜積層体製造用転写シート及び触媒層−電解質膜積層体 |
| WO2010128649A1 (ja) | 2009-05-08 | 2010-11-11 | 株式会社日本触媒 | ジアリールヨードニウム塩混合物とその製造方法、並びにジアリールヨードニウム化合物の製造方法 |
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