JPH1171692A - イオン交換膜と電極の接合体の製作方法および製作装置 - Google Patents
イオン交換膜と電極の接合体の製作方法および製作装置Info
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- JPH1171692A JPH1171692A JP10182570A JP18257098A JPH1171692A JP H1171692 A JPH1171692 A JP H1171692A JP 10182570 A JP10182570 A JP 10182570A JP 18257098 A JP18257098 A JP 18257098A JP H1171692 A JPH1171692 A JP H1171692A
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- ion
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- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 イオン交換膜と電極との接合体の接合強度を
高め、かつ製作効率を改善する。 【解決手段】 イオン交換膜と多孔板を対面して配置
し、イオン交換膜と多孔板の対向する面の間に触媒分散
液を供給し、かつ触媒分散液の溶媒を多孔板の外側に排
出してイオン交換膜上に触媒粒子層を形成して電極とす
る。
高め、かつ製作効率を改善する。 【解決手段】 イオン交換膜と多孔板を対面して配置
し、イオン交換膜と多孔板の対向する面の間に触媒分散
液を供給し、かつ触媒分散液の溶媒を多孔板の外側に排
出してイオン交換膜上に触媒粒子層を形成して電極とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はイオン交換膜と電極
の接合体の製作方法および製作装置に関する。本発明に
よる接合体は、特に、燃料電池、水電解装置、食塩電解
装置、塩酸電解装置、オゾン水製造装置、酸素または水
素の分離装置、各種ガスセンサー等の電気化学装置に用
いることができる。
の接合体の製作方法および製作装置に関する。本発明に
よる接合体は、特に、燃料電池、水電解装置、食塩電解
装置、塩酸電解装置、オゾン水製造装置、酸素または水
素の分離装置、各種ガスセンサー等の電気化学装置に用
いることができる。
【０００２】
【従来の技術】イオン交換膜と電極との接合体は、一般
に膜状に形成された２枚の電極の間にイオン交換膜を挟
んで、加熱、加圧するホットプレス法によって製作され
る。この方法では、高分子板の表面に触媒粒子の分散液
を塗布した後乾燥したり、または濾材の表面に濾過によ
って触媒粒子層を抄造した後乾燥して作製した電極をイ
オン交換膜の表面に加熱、加圧して製作していた。
に膜状に形成された２枚の電極の間にイオン交換膜を挟
んで、加熱、加圧するホットプレス法によって製作され
る。この方法では、高分子板の表面に触媒粒子の分散液
を塗布した後乾燥したり、または濾材の表面に濾過によ
って触媒粒子層を抄造した後乾燥して作製した電極をイ
オン交換膜の表面に加熱、加圧して製作していた。
【０００３】しかし、上述した従来の方法で製作される
接合体では、イオン交換膜と電極との接合部の結合強度
が低く、電極が剥離して、電極とイオン交換膜との接合
部界面の電気抵抗が高くなり、長期に安定して高い特性
が得られない欠点があった。
接合体では、イオン交換膜と電極との接合部の結合強度
が低く、電極が剥離して、電極とイオン交換膜との接合
部界面の電気抵抗が高くなり、長期に安定して高い特性
が得られない欠点があった。
【０００４】このような問題を解決する固体高分子膜
（イオン交換膜）と電極との接合体の製造方法として、
特開平３−２０８２６２号公報には２枚の電極で固体高
分子電解質膜を挟持した挟持体をアルコール類、ケトン
類又はエーテル類等の有機溶媒やこれらの有機溶媒と水
の混合溶媒中で加熱・加圧（ホットプレス）することに
より接合体とする方法が開示されている。そしてこのよ
うな方法によると、固体高分子膜が溶媒中で軟化又はそ
の一部が溶解して膨潤した状態となるので、ガス拡散電
極との接合が容易となり、また、固体高分子電解質膜が
ガス拡散電極の反応膜内に入り込み易いので触媒反応面
積が大きくなる等によりイオン導電抵抗が低下すること
が記載されている。
（イオン交換膜）と電極との接合体の製造方法として、
特開平３−２０８２６２号公報には２枚の電極で固体高
分子電解質膜を挟持した挟持体をアルコール類、ケトン
類又はエーテル類等の有機溶媒やこれらの有機溶媒と水
の混合溶媒中で加熱・加圧（ホットプレス）することに
より接合体とする方法が開示されている。そしてこのよ
うな方法によると、固体高分子膜が溶媒中で軟化又はそ
の一部が溶解して膨潤した状態となるので、ガス拡散電
極との接合が容易となり、また、固体高分子電解質膜が
ガス拡散電極の反応膜内に入り込み易いので触媒反応面
積が大きくなる等によりイオン導電抵抗が低下すること
が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法において
は、触媒層は予め別途製作された電極の一面に形成され
ており、この電極の触媒層側の面をイオン交換膜に接し
て配置して溶媒中で接合体に形成するものである。この
ように溶媒中で電極とイオン交換膜とをホットプレスし
て接合体を製造する方法により、有機溶媒又はアルコー
ル中で軟化膨潤したイオン交換膜が触媒層中に入り込む
ことによる触媒反応面積の増大は、発電特性を改善した
が、未ださらなる高特性の要求は大きい。
は、触媒層は予め別途製作された電極の一面に形成され
ており、この電極の触媒層側の面をイオン交換膜に接し
て配置して溶媒中で接合体に形成するものである。この
ように溶媒中で電極とイオン交換膜とをホットプレスし
て接合体を製造する方法により、有機溶媒又はアルコー
ル中で軟化膨潤したイオン交換膜が触媒層中に入り込む
ことによる触媒反応面積の増大は、発電特性を改善した
が、未ださらなる高特性の要求は大きい。
【０００６】また、上記の方法では、予め触媒層の形成
された電極を用いており、電極への触媒層の形成工程は
別途必要で、製造工程や製造装置数が多くなり、高コス
トとなる欠点があった。本願発明は、上述の要求を満足
すべくさらなる高特性の接合体を提供し、しかも同時
に、上記課題を解決して製造工程の連続化による製造時
間の短縮、低コストを実現し、大量生産可能な接合体の
制作方法を提供するものである。
された電極を用いており、電極への触媒層の形成工程は
別途必要で、製造工程や製造装置数が多くなり、高コス
トとなる欠点があった。本願発明は、上述の要求を満足
すべくさらなる高特性の接合体を提供し、しかも同時
に、上記課題を解決して製造工程の連続化による製造時
間の短縮、低コストを実現し、大量生産可能な接合体の
制作方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によるイオン交換
膜と電極の接合体の製作方法の第１の態様は、イオン交
換膜と多孔板を対面して配置する工程、および前記イオ
ン交換膜と前記多孔板の対向する面の間に触媒分散液を
供給し、かつ該触媒分散液の溶媒を前記多孔板の外側に
排出してイオン交換膜上に触媒粒子層を形成して電極と
する工程を有する。
膜と電極の接合体の製作方法の第１の態様は、イオン交
換膜と多孔板を対面して配置する工程、および前記イオ
ン交換膜と前記多孔板の対向する面の間に触媒分散液を
供給し、かつ該触媒分散液の溶媒を前記多孔板の外側に
排出してイオン交換膜上に触媒粒子層を形成して電極と
する工程を有する。
【０００８】本発明によるイオン交換膜と電極の接合体
の製作方法の第２の態様は、イオン交換膜、電極および
多孔板を重ねる工程、前記多孔板の空隙にイオン交換樹
脂液を供給し、前記電極の空隙内および前記イオン交換
膜の表面に前記イオン交換樹脂液を拡散含浸する工程、
および前記イオン交換膜、電極および多孔板を加熱して
拡散含浸したイオン交換樹脂液の溶媒を蒸発除去して前
記電極およびイオン交換膜の表面にイオン交換樹脂の皮
膜を形成する工程を有する。
の製作方法の第２の態様は、イオン交換膜、電極および
多孔板を重ねる工程、前記多孔板の空隙にイオン交換樹
脂液を供給し、前記電極の空隙内および前記イオン交換
膜の表面に前記イオン交換樹脂液を拡散含浸する工程、
および前記イオン交換膜、電極および多孔板を加熱して
拡散含浸したイオン交換樹脂液の溶媒を蒸発除去して前
記電極およびイオン交換膜の表面にイオン交換樹脂の皮
膜を形成する工程を有する。
【０００９】本発明によるイオン交換膜と電極の接合体
の製作方法の第３の態様は、イオン交換膜、電極および
多孔板を重ねる工程、前記多孔板の空隙に膨潤用液を供
給し、前記電極の空隙を通して前記イオン交換膜の表面
に膨潤用液を含浸させる工程、および前記イオン交換
膜、電極および多孔板を加熱、加圧して前記イオン交換
膜と前記電極とを接合する工程を有する。
の製作方法の第３の態様は、イオン交換膜、電極および
多孔板を重ねる工程、前記多孔板の空隙に膨潤用液を供
給し、前記電極の空隙を通して前記イオン交換膜の表面
に膨潤用液を含浸させる工程、および前記イオン交換
膜、電極および多孔板を加熱、加圧して前記イオン交換
膜と前記電極とを接合する工程を有する。
【００１０】本発明によるイオン交換膜と電極の接合体
の製作方法の第４の態様は、イオン交換膜、電極および
多孔板を重ねる工程、前記多孔板の空隙にイオン交換樹
脂を含有した膨潤用液を供給し、前記電極の空隙を通し
て前記イオン交換膜の表面に膨潤用液を含浸させてイオ
ン交換膜を膨潤させると共に前記電極の空隙内および前
記イオン交換膜の表面に前記イオン交換樹脂液を拡散含
浸する工程、および前記イオン交換膜、電極および多孔
板を加熱、加圧して前記電極およびイオン交換膜の表面
にイオン交換樹脂の皮膜を形成して前記イオン交換膜と
前記電極とを接合する工程を有する。
の製作方法の第４の態様は、イオン交換膜、電極および
多孔板を重ねる工程、前記多孔板の空隙にイオン交換樹
脂を含有した膨潤用液を供給し、前記電極の空隙を通し
て前記イオン交換膜の表面に膨潤用液を含浸させてイオ
ン交換膜を膨潤させると共に前記電極の空隙内および前
記イオン交換膜の表面に前記イオン交換樹脂液を拡散含
浸する工程、および前記イオン交換膜、電極および多孔
板を加熱、加圧して前記電極およびイオン交換膜の表面
にイオン交換樹脂の皮膜を形成して前記イオン交換膜と
前記電極とを接合する工程を有する。
【００１１】本発明によるイオン交換膜と電極の接合体
の製作方法の第５の態様は、イオン交換膜と多孔板を対
面して配置する工程、前記イオン交換膜と前記多孔板の
対向する面の間に触媒分散液を供給し、かつ該触媒分散
液の溶媒を前記多孔板の外側に排出してイオン交換膜上
に触媒粒子層を形成して電極とする工程、前記多孔板の
空隙にイオン交換樹脂液を供給し、前記電極の空隙内お
よび前記イオン交換膜の表面に前記イオン交換樹脂液を
拡散含浸する工程、および前記イオン交換膜、電極およ
び多孔板を加熱して拡散含浸したイオン交換樹脂液の溶
媒を蒸発除去して前記電極およびイオン交換膜の表面に
イオン交換樹脂の皮膜を形成する工程、前記多孔板の空
隙に膨潤用液を供給し、前記電極の空隙を通して前記イ
オン交換膜の表面に膨潤用液を含浸させてイオン交換膜
を膨潤させる工程、および前記イオン交換膜、電極およ
び多孔板を加熱、加圧して前記イオン交換膜と前記電極
とを接合する工程を有する。
の製作方法の第５の態様は、イオン交換膜と多孔板を対
面して配置する工程、前記イオン交換膜と前記多孔板の
対向する面の間に触媒分散液を供給し、かつ該触媒分散
液の溶媒を前記多孔板の外側に排出してイオン交換膜上
に触媒粒子層を形成して電極とする工程、前記多孔板の
空隙にイオン交換樹脂液を供給し、前記電極の空隙内お
よび前記イオン交換膜の表面に前記イオン交換樹脂液を
拡散含浸する工程、および前記イオン交換膜、電極およ
び多孔板を加熱して拡散含浸したイオン交換樹脂液の溶
媒を蒸発除去して前記電極およびイオン交換膜の表面に
イオン交換樹脂の皮膜を形成する工程、前記多孔板の空
隙に膨潤用液を供給し、前記電極の空隙を通して前記イ
オン交換膜の表面に膨潤用液を含浸させてイオン交換膜
を膨潤させる工程、および前記イオン交換膜、電極およ
び多孔板を加熱、加圧して前記イオン交換膜と前記電極
とを接合する工程を有する。
【００１２】本発明によるイオン交換膜と電極の接合体
の製作装置の第１の態様は、互いに対向し、それぞれ表
面に多孔板が取り付けられている２組の固定板と、該２
組の固定板の間に設けられ、２組の固定板と共にイオン
交換膜と電極とを収容する空間を形成する封止材と、前
記空間に触媒分散液を供給する手段と、前記多孔板を通
して前記空間から前記触媒分散液の溶媒を排出する手段
と、前記イオン交換膜と電極を加熱、加圧する手段とを
備えている。
の製作装置の第１の態様は、互いに対向し、それぞれ表
面に多孔板が取り付けられている２組の固定板と、該２
組の固定板の間に設けられ、２組の固定板と共にイオン
交換膜と電極とを収容する空間を形成する封止材と、前
記空間に触媒分散液を供給する手段と、前記多孔板を通
して前記空間から前記触媒分散液の溶媒を排出する手段
と、前記イオン交換膜と電極を加熱、加圧する手段とを
備えている。
【００１３】本発明によるイオン交換膜と電極の接合体
の製作装置の第２の態様は、互いに対向し、それぞれ表
面に多孔板が取り付けられている２組の固定板と、該２
組の固定板の間に設けられイオン交換膜と電極とを固定
する封止材と、前記多孔板を通して前記イオン交換膜と
電極にイオン交換樹脂液を供給する手段と、前記多孔板
を通して前記イオン交換樹脂液の蒸発溶媒を排出する手
段と、前記イオン交換膜と電極を加熱、加圧する手段と
を備えている。
の製作装置の第２の態様は、互いに対向し、それぞれ表
面に多孔板が取り付けられている２組の固定板と、該２
組の固定板の間に設けられイオン交換膜と電極とを固定
する封止材と、前記多孔板を通して前記イオン交換膜と
電極にイオン交換樹脂液を供給する手段と、前記多孔板
を通して前記イオン交換樹脂液の蒸発溶媒を排出する手
段と、前記イオン交換膜と電極を加熱、加圧する手段と
を備えている。
【００１４】本発明によるイオン交換膜と電極の接合体
の製作装置の第３の態様は、互いに対向し、それぞれ表
面に多孔板が取り付けられている２組の固定板と、該２
組の固定板の間に設けられイオン交換膜と電極とを固定
する封止材と、前記多孔板を通して前記イオン交換膜と
電極に膨潤用液を供給する手段と、前記多孔板を通して
前記膨潤用液の蒸気を排出する手段と、前記イオン交換
膜と電極を加熱、加圧する手段とを備えている。
の製作装置の第３の態様は、互いに対向し、それぞれ表
面に多孔板が取り付けられている２組の固定板と、該２
組の固定板の間に設けられイオン交換膜と電極とを固定
する封止材と、前記多孔板を通して前記イオン交換膜と
電極に膨潤用液を供給する手段と、前記多孔板を通して
前記膨潤用液の蒸気を排出する手段と、前記イオン交換
膜と電極を加熱、加圧する手段とを備えている。
【００１５】本発明によるイオン交換膜と電極の接合体
の製作装置の第４の態様は、互いに対向し、それぞれ表
面に多孔板が取り付けられている２組の固定板と、該２
組の固定板の間に設けられ、２組の固定板と共にイオン
交換膜と電極とを収容する空間を形成する封止材と、前
記空間に触媒分散液を供給する手段と、前記空間にイオ
ン交換樹脂液を供給する手段と、前記空間に膨潤用液を
供給する手段と、それぞれ前記多孔板を通して前記空間
から、前記触媒分散液の溶媒を排出する手段と前記イオ
ン交換樹脂液の蒸発溶媒および前記膨潤用液の蒸気を排
出する手段と、前記イオン交換膜と電極を加熱、加圧す
る手段とを備えている。
の製作装置の第４の態様は、互いに対向し、それぞれ表
面に多孔板が取り付けられている２組の固定板と、該２
組の固定板の間に設けられ、２組の固定板と共にイオン
交換膜と電極とを収容する空間を形成する封止材と、前
記空間に触媒分散液を供給する手段と、前記空間にイオ
ン交換樹脂液を供給する手段と、前記空間に膨潤用液を
供給する手段と、それぞれ前記多孔板を通して前記空間
から、前記触媒分散液の溶媒を排出する手段と前記イオ
ン交換樹脂液の蒸発溶媒および前記膨潤用液の蒸気を排
出する手段と、前記イオン交換膜と電極を加熱、加圧す
る手段とを備えている。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１、図２および図３は、それぞ
れ本発明による接合体の製作装置の異なる実施例の構成
を示す断面図である。
れ本発明による接合体の製作装置の異なる実施例の構成
を示す断面図である。
【００１７】図１の装置において、それぞれ２組の固定
板１ａ，１ｂの表面に取り付けられている多孔板２ａ，
２ｂと固定板１ａ，１ｂの端部に取り付けた封止材（パ
ッキング）３ａ，３ｂとによって密閉空間が形成され
る。封止材３ａ，３ｂは、例えば弾性シリコンゴムある
はアクリル系弾性ゴム等の変形能の大きな材料からな
る。この密閉空間内にイオン交換膜４が配置され、封止
材３ａ，３ｂによって封止されている。従って、イオン
交換膜４とその上下の多孔板２ａ，２ｂの間には空間５
ａ，５ｂが形成される。封止材３ａ，３ｂには空間５
ａ，５ｂに開口する触媒分散液供給通路６ａ，６ｂが設
けられ、この触媒分散液供給通路６ａ，６ｂは配管７
ａ，７ｂおよび仕切り弁８ａ，８ｂを介して触媒分散液
槽９ａ，９ｂに接続している。空間５ａ，５ｂの高さ
（イオン交換膜と多孔板との距離）は、触媒分散液槽９
ａ，９ｂからの触媒分散液が空間内に一様に供給され得
る大きさであり、具体的には、例えば数ｍｍ程度であ
る。一方、固定板１ａ，１ｂには多孔板２ａ，２ｂに接
して開口し空間５ａ，５ｂの外部に連通する濾液排出通
路１０ａ，１０ｂが設けられており、この濾液排出通路
１０ａ，１０ｂには配管１１が接続され、配管１１は濾
液タンク１２に接続している。さらに、濾液タンク１２
には配管１３を介して真空ポンプ１４が接続されてい
る。固定板１ａ，１ｂの多孔板２ａ，２ｂと反対の面に
はヒータ１６ａ，１６ｂが取り付けられた加熱板１５
ａ，１５ｂが配設され、固定板１ａ，１ｂには温度セン
サ１７ａ，１７ｂが挿入されている。加熱板１５ａ，１
５ｂは断熱板１８ａ，１８ｂを介してプレス装置１９の
プレス板１９ａ，１９ｂの間に配置されている。
板１ａ，１ｂの表面に取り付けられている多孔板２ａ，
２ｂと固定板１ａ，１ｂの端部に取り付けた封止材（パ
ッキング）３ａ，３ｂとによって密閉空間が形成され
る。封止材３ａ，３ｂは、例えば弾性シリコンゴムある
はアクリル系弾性ゴム等の変形能の大きな材料からな
る。この密閉空間内にイオン交換膜４が配置され、封止
材３ａ，３ｂによって封止されている。従って、イオン
交換膜４とその上下の多孔板２ａ，２ｂの間には空間５
ａ，５ｂが形成される。封止材３ａ，３ｂには空間５
ａ，５ｂに開口する触媒分散液供給通路６ａ，６ｂが設
けられ、この触媒分散液供給通路６ａ，６ｂは配管７
ａ，７ｂおよび仕切り弁８ａ，８ｂを介して触媒分散液
槽９ａ，９ｂに接続している。空間５ａ，５ｂの高さ
（イオン交換膜と多孔板との距離）は、触媒分散液槽９
ａ，９ｂからの触媒分散液が空間内に一様に供給され得
る大きさであり、具体的には、例えば数ｍｍ程度であ
る。一方、固定板１ａ，１ｂには多孔板２ａ，２ｂに接
して開口し空間５ａ，５ｂの外部に連通する濾液排出通
路１０ａ，１０ｂが設けられており、この濾液排出通路
１０ａ，１０ｂには配管１１が接続され、配管１１は濾
液タンク１２に接続している。さらに、濾液タンク１２
には配管１３を介して真空ポンプ１４が接続されてい
る。固定板１ａ，１ｂの多孔板２ａ，２ｂと反対の面に
はヒータ１６ａ，１６ｂが取り付けられた加熱板１５
ａ，１５ｂが配設され、固定板１ａ，１ｂには温度セン
サ１７ａ，１７ｂが挿入されている。加熱板１５ａ，１
５ｂは断熱板１８ａ，１８ｂを介してプレス装置１９の
プレス板１９ａ，１９ｂの間に配置されている。
【００１８】図１の装置を用いてイオン交換膜と電極と
の接合体を製作する方法について説明する。図示するよ
うに、イオン交換膜４を固定板１ａ，１ｂに設けられた
封止材３ａ，３ｂの間に配置し、固定板１ａ，１ｂがプ
レス装置１９のプレス板１９ａ，１９ｂに断熱板１８
ａ，１８ｂを介して配置された加熱板１５ａ，１５ｂに
接するように設置する。触媒分散液槽９ａ，９ｂに触媒
分散液２０を満たし、仕切り弁８ａ，８ｂを開いて、封
止材３ａ，３ｂに設けられた触媒分散液供給通路６ａ，
６ｂを通してイオン交換膜４と多孔板２ａ，２ｂで仕切
られた空間５ａ，５ｂ内に触媒分散液２０を供給する。
次いで、濾液タンク１２に接続した真空ポンプ１４を作
動して濾液タンク１２内を負圧にする。その結果、固定
板１ａ，１ｂの表面に取り付けた多孔板２ａ，２ｂの空
隙内に負圧が作用し、空間５ａ，５ｂ内の触媒分散液２
０の溶媒が多孔板２ａ，２ｂの空隙と固定板１ａ，１ｂ
の濾液排出通路１０ａ，１０ｂおよび配管１１を経由し
て濾液タンク１２に排出される。一方、多孔板２ａ，２
ｂとイオン交換膜４との間には触媒分散液２０の触媒粒
子が層状に形成される。そこで、ヒータ１６ａ，１６ｂ
に電流を流して加熱板１５ａ，１５ｂを加熱するととも
に、プレス装置１９によって固定板１ａ，１ｂを加圧す
る。この時、前述したように封止材３ａ，３ｂは弾性変
形能の大きな材料でできているので、プレス装置による
加圧は触媒粒子層からなる電極に及び、触媒粒子層から
なる電極をイオン交換膜４の面上に圧接する。このよう
にして、電極のイオン交換膜と接する面がイオン交換膜
内に食い込んで、高い結合強度を有するイオン交換膜と
電極との接合体が製作される。
の接合体を製作する方法について説明する。図示するよ
うに、イオン交換膜４を固定板１ａ，１ｂに設けられた
封止材３ａ，３ｂの間に配置し、固定板１ａ，１ｂがプ
レス装置１９のプレス板１９ａ，１９ｂに断熱板１８
ａ，１８ｂを介して配置された加熱板１５ａ，１５ｂに
接するように設置する。触媒分散液槽９ａ，９ｂに触媒
分散液２０を満たし、仕切り弁８ａ，８ｂを開いて、封
止材３ａ，３ｂに設けられた触媒分散液供給通路６ａ，
６ｂを通してイオン交換膜４と多孔板２ａ，２ｂで仕切
られた空間５ａ，５ｂ内に触媒分散液２０を供給する。
次いで、濾液タンク１２に接続した真空ポンプ１４を作
動して濾液タンク１２内を負圧にする。その結果、固定
板１ａ，１ｂの表面に取り付けた多孔板２ａ，２ｂの空
隙内に負圧が作用し、空間５ａ，５ｂ内の触媒分散液２
０の溶媒が多孔板２ａ，２ｂの空隙と固定板１ａ，１ｂ
の濾液排出通路１０ａ，１０ｂおよび配管１１を経由し
て濾液タンク１２に排出される。一方、多孔板２ａ，２
ｂとイオン交換膜４との間には触媒分散液２０の触媒粒
子が層状に形成される。そこで、ヒータ１６ａ，１６ｂ
に電流を流して加熱板１５ａ，１５ｂを加熱するととも
に、プレス装置１９によって固定板１ａ，１ｂを加圧す
る。この時、前述したように封止材３ａ，３ｂは弾性変
形能の大きな材料でできているので、プレス装置による
加圧は触媒粒子層からなる電極に及び、触媒粒子層から
なる電極をイオン交換膜４の面上に圧接する。このよう
にして、電極のイオン交換膜と接する面がイオン交換膜
内に食い込んで、高い結合強度を有するイオン交換膜と
電極との接合体が製作される。
【００１９】触媒分散液層９ａ，９ｂに同じ触媒分散液
を収容しておけばイオン交換膜の両面に同質の電極を形
成することができ、異なる触媒分散液を収容しておけば
イオン交換膜の両面に異なる電極を形成することができ
る。
を収容しておけばイオン交換膜の両面に同質の電極を形
成することができ、異なる触媒分散液を収容しておけば
イオン交換膜の両面に異なる電極を形成することができ
る。
【００２０】図１に示した実施例では、触媒分散液槽を
２個設けているが、収容される触媒分散液が同じ場合に
は、触媒分散液槽を１個とし、配管系統を２組にしても
良いことは言うまでもない。
２個設けているが、収容される触媒分散液が同じ場合に
は、触媒分散液槽を１個とし、配管系統を２組にしても
良いことは言うまでもない。
【００２１】図２の装置においては、予め製作された多
孔性の、あるいは多くの空隙を有する２枚の電極３０
ａ，３０ｂに挟まれたイオン交換膜４が多孔板２ａ，２
ｂの間に配置され、封止板３ａ，３ｂによって封止され
ている。電極３０ａ，３０ｂと多孔板２ａ，２ｂは接し
ている。固定板１ａ，１ｂにはそれぞれ液供給通路２２
ａ，２２ｂおよび溶媒蒸気排出通路２３ａ，２３ｂが設
けられており、液供給通路２２ａ，２２ｂは配管２４
ａ，２４ｂおよび仕切り弁２５を介して液タンク２６に
接続され、溶媒蒸気排出通路２３ａ，２３ｂは配管２
７、凝縮用冷却器２８を介して回収容器２９に接続され
ている。その他の構成は図１の構成と同様である。
孔性の、あるいは多くの空隙を有する２枚の電極３０
ａ，３０ｂに挟まれたイオン交換膜４が多孔板２ａ，２
ｂの間に配置され、封止板３ａ，３ｂによって封止され
ている。電極３０ａ，３０ｂと多孔板２ａ，２ｂは接し
ている。固定板１ａ，１ｂにはそれぞれ液供給通路２２
ａ，２２ｂおよび溶媒蒸気排出通路２３ａ，２３ｂが設
けられており、液供給通路２２ａ，２２ｂは配管２４
ａ，２４ｂおよび仕切り弁２５を介して液タンク２６に
接続され、溶媒蒸気排出通路２３ａ，２３ｂは配管２
７、凝縮用冷却器２８を介して回収容器２９に接続され
ている。その他の構成は図１の構成と同様である。
【００２２】図２に示した装置を用いてイオン交換膜と
電極との接合体を製作する方法について説明する。ま
ず、予め準備した２枚の電極３０ａ，３０ｂの間にイオ
ン交換膜を挟み、２枚の多孔板２ａ，２ｂの間に配置す
る。次いで、仕切り弁２５を開き液タンク２６内に満た
されたイオン交換樹脂液３１を配管２４と液供給通路２
２ａ，２２ｂを通して多孔板２ａ，２ｂの空隙内に供給
し、電極３０ａ，３０ｂの空隙内とイオン交換膜４の表
面にイオン交換樹脂液を含浸させる。次に、ヒータ１６
ａ，１６ｂに電流を流して加熱板１５ａ，１５ｂを加熱
して電極３０ａ，３０ｂの空隙内およびイオン交換膜４
に供給されたイオン交換樹脂液の溶媒を蒸発させる。蒸
発した溶媒は多孔板２ａ，２ｂの空隙、溶媒蒸気排出通
路２３ａ，２３ｂおよび配管２７を通って凝縮用冷却器
２８に入って冷却されて凝縮し回収容器２９に回収され
る。一方、電極３０ａ，３０ｂとイオン交換膜４にはイ
オン交換樹脂の皮膜が形成される。ここで、加熱状態の
ままで、プレス装置１９によって固定板１ａ，１ｂを加
圧することによって、電極３０ａ，３０ｂをイオン交換
膜４の面上に圧接する。このようにして、電極のイオン
交換膜と接する面がイオン交換膜内に食い込み、さらに
イオン交換樹脂液の樹脂成分がイオン交換膜の表面に皮
膜を形成して電極とイオン交換膜とを接着する接着剤の
働きをするため、高い結合強度を有するイオン交換膜と
電極との接合体が形成され、かつ、イオン交換樹脂液の
樹脂成分が電極の触媒層内に含浸して、形成された皮膜
が触媒層内に電解質を形成するため、触媒反応面積が電
極とイオン交換膜との接合面のみならず接合面から離れ
た触媒層の３次元方向にも拡大された接合体が形成され
る。
電極との接合体を製作する方法について説明する。ま
ず、予め準備した２枚の電極３０ａ，３０ｂの間にイオ
ン交換膜を挟み、２枚の多孔板２ａ，２ｂの間に配置す
る。次いで、仕切り弁２５を開き液タンク２６内に満た
されたイオン交換樹脂液３１を配管２４と液供給通路２
２ａ，２２ｂを通して多孔板２ａ，２ｂの空隙内に供給
し、電極３０ａ，３０ｂの空隙内とイオン交換膜４の表
面にイオン交換樹脂液を含浸させる。次に、ヒータ１６
ａ，１６ｂに電流を流して加熱板１５ａ，１５ｂを加熱
して電極３０ａ，３０ｂの空隙内およびイオン交換膜４
に供給されたイオン交換樹脂液の溶媒を蒸発させる。蒸
発した溶媒は多孔板２ａ，２ｂの空隙、溶媒蒸気排出通
路２３ａ，２３ｂおよび配管２７を通って凝縮用冷却器
２８に入って冷却されて凝縮し回収容器２９に回収され
る。一方、電極３０ａ，３０ｂとイオン交換膜４にはイ
オン交換樹脂の皮膜が形成される。ここで、加熱状態の
ままで、プレス装置１９によって固定板１ａ，１ｂを加
圧することによって、電極３０ａ，３０ｂをイオン交換
膜４の面上に圧接する。このようにして、電極のイオン
交換膜と接する面がイオン交換膜内に食い込み、さらに
イオン交換樹脂液の樹脂成分がイオン交換膜の表面に皮
膜を形成して電極とイオン交換膜とを接着する接着剤の
働きをするため、高い結合強度を有するイオン交換膜と
電極との接合体が形成され、かつ、イオン交換樹脂液の
樹脂成分が電極の触媒層内に含浸して、形成された皮膜
が触媒層内に電解質を形成するため、触媒反応面積が電
極とイオン交換膜との接合面のみならず接合面から離れ
た触媒層の３次元方向にも拡大された接合体が形成され
る。
【００２３】図２に示した装置を用いてイオン交換膜と
電極との接合体を製作する他の方法について説明する。
まず、予め準備した２枚の電極３０ａ，３０ｂの間にイ
オン交換膜を挟み、２枚の多孔板２ａ，２ｂの間に配置
する。次いで、仕切り弁２５を開き液タンク２６内に満
たされた膨潤用液３２を配管２４と液供給通路２２ａ，
２２ｂを通して多孔板２ａ，２ｂの空隙内に供給する。
膨潤用液３２は電極３０、３０の空隙に浸み込んでイオ
ン交換膜４に達し、その表面を濡らす。イオン交換膜４
は膨潤用液３２を含んで膨潤する。次にヒータ１６ａ，
１６ｂに電流を流して加熱板１５ａ，１５ｂを加熱し、
プレス装置１９によって固定板１ａ，１ｂを加圧して、
膨潤したイオン交換膜４と電極３０ａ，３０ｂとを圧接
する。さらに加熱、加圧を続けると、イオン交換膜４と
電極３０ａ，３０ｂに含まれていた膨潤用液３２が蒸発
し、蒸発した膨潤用液は多孔板の空隙と溶媒蒸気排出通
路２３ａ，２３ｂと配管２７を通って凝縮用冷却器２８
に入って冷却され、凝縮する。一方、イオン交換膜４と
電極３０ａ，３０ｂは乾燥され、電極のイオン交換膜と
接する面がイオン交換膜内に食い込んで、高い結合強度
を有するイオン交換膜と電極との接合体が製作される。
電極との接合体を製作する他の方法について説明する。
まず、予め準備した２枚の電極３０ａ，３０ｂの間にイ
オン交換膜を挟み、２枚の多孔板２ａ，２ｂの間に配置
する。次いで、仕切り弁２５を開き液タンク２６内に満
たされた膨潤用液３２を配管２４と液供給通路２２ａ，
２２ｂを通して多孔板２ａ，２ｂの空隙内に供給する。
膨潤用液３２は電極３０、３０の空隙に浸み込んでイオ
ン交換膜４に達し、その表面を濡らす。イオン交換膜４
は膨潤用液３２を含んで膨潤する。次にヒータ１６ａ，
１６ｂに電流を流して加熱板１５ａ，１５ｂを加熱し、
プレス装置１９によって固定板１ａ，１ｂを加圧して、
膨潤したイオン交換膜４と電極３０ａ，３０ｂとを圧接
する。さらに加熱、加圧を続けると、イオン交換膜４と
電極３０ａ，３０ｂに含まれていた膨潤用液３２が蒸発
し、蒸発した膨潤用液は多孔板の空隙と溶媒蒸気排出通
路２３ａ，２３ｂと配管２７を通って凝縮用冷却器２８
に入って冷却され、凝縮する。一方、イオン交換膜４と
電極３０ａ，３０ｂは乾燥され、電極のイオン交換膜と
接する面がイオン交換膜内に食い込んで、高い結合強度
を有するイオン交換膜と電極との接合体が製作される。
【００２４】ここで、本方法と特開平３−２０８２６２
号に記載された方法との差異は、本方法においては、膨
潤用液３２を多孔板２ａ，２ｂの空隙内を通して供給す
ることにあり、これによって、イオン交換膜４の表面を
均一でむらなく膨潤用液３２に含浸することができ、ま
たさらに、イオン交換膜４が膨潤用液３２により膨潤さ
れる際の厚さの増大としわの発生を防ぎ、イオン交換膜
４を適正な厚み及び形態を保持した状態で電極３０ａ，
３０ｂと接合させることが可能となる。よって、接合体
を燃料電池のセル等に組み込んだ際に、イオン交換膜の
しわによるガス漏れを生じたり、イオン交換膜の厚さが
大きすぎセルに収納できないなどの欠陥のない接合体を
製作することができる。
号に記載された方法との差異は、本方法においては、膨
潤用液３２を多孔板２ａ，２ｂの空隙内を通して供給す
ることにあり、これによって、イオン交換膜４の表面を
均一でむらなく膨潤用液３２に含浸することができ、ま
たさらに、イオン交換膜４が膨潤用液３２により膨潤さ
れる際の厚さの増大としわの発生を防ぎ、イオン交換膜
４を適正な厚み及び形態を保持した状態で電極３０ａ，
３０ｂと接合させることが可能となる。よって、接合体
を燃料電池のセル等に組み込んだ際に、イオン交換膜の
しわによるガス漏れを生じたり、イオン交換膜の厚さが
大きすぎセルに収納できないなどの欠陥のない接合体を
製作することができる。
【００２５】なお、多孔板２ａ，２ｂは、図１乃至３に
記載のいずれの装置も有しており、いずれも、上述の作
用効果を奏するものである。
記載のいずれの装置も有しており、いずれも、上述の作
用効果を奏するものである。
【００２６】図３の装置においては、図１の装置と同様
に、それぞれ２組の固定板１ａ，１ｂの表面に取り付け
られている多孔板２ａ，２ｂと固定板１ａ，１ｂの端部
に取り付けた封止材（パッキング）３ａ，３ｂとによっ
て密閉空間が形成される。この密閉空間内にイオン交換
膜４が配置され、封止材３ａ，３ｂによって封止され、
イオン交換膜４とその上下の多孔板２ａ，２ｂの間には
空間５ａ，５ｂが形成される。封止材３ａ，３ｂには空
間５ａ，５ｂに開口する触媒分散液供給通路６ａ，６ｂ
が設けられ、この触媒分散液供給通路６ａ，６ｂは配管
７ａ，７ｂおよび仕切り弁８ａ，８ｂを介して触媒分散
液槽９ａ，９ｂに接続している。一方、固定板１ａ，１
ｂには多孔板２ａ，２ｂに接して開口し空間５ａ，５ｂ
の外部に連通する濾液排出通路１０ａ，１０ｂが設けら
れており、この濾液排出通路１０ａ，１０ｂには配管１
１が接続され、配管１１は濾液タンク１２に接続してい
る。さらに、濾液タンク１２には配管１３を介して真空
ポンプ１４が接続されている。さらに、固定板１ａ，１
ｂにはそれぞれ液供給通路２２ａ，２２ｂおよび溶媒蒸
気排出通路２３ａ，２３ｂが設けられており、液供給通
路２２ａ，２２ｂは配管２４に接続し、配管２４は仕切
り弁２５ａ，２５ｂを介して液タンク２６ａ，２６ｂに
接続され、溶媒蒸気排出通路２３ａ，２３ｂは配管２
７、凝縮用冷却器２８を介して回収容器２９に接続され
ている。その他の構成は図１および図２の構成と同様で
ある。
に、それぞれ２組の固定板１ａ，１ｂの表面に取り付け
られている多孔板２ａ，２ｂと固定板１ａ，１ｂの端部
に取り付けた封止材（パッキング）３ａ，３ｂとによっ
て密閉空間が形成される。この密閉空間内にイオン交換
膜４が配置され、封止材３ａ，３ｂによって封止され、
イオン交換膜４とその上下の多孔板２ａ，２ｂの間には
空間５ａ，５ｂが形成される。封止材３ａ，３ｂには空
間５ａ，５ｂに開口する触媒分散液供給通路６ａ，６ｂ
が設けられ、この触媒分散液供給通路６ａ，６ｂは配管
７ａ，７ｂおよび仕切り弁８ａ，８ｂを介して触媒分散
液槽９ａ，９ｂに接続している。一方、固定板１ａ，１
ｂには多孔板２ａ，２ｂに接して開口し空間５ａ，５ｂ
の外部に連通する濾液排出通路１０ａ，１０ｂが設けら
れており、この濾液排出通路１０ａ，１０ｂには配管１
１が接続され、配管１１は濾液タンク１２に接続してい
る。さらに、濾液タンク１２には配管１３を介して真空
ポンプ１４が接続されている。さらに、固定板１ａ，１
ｂにはそれぞれ液供給通路２２ａ，２２ｂおよび溶媒蒸
気排出通路２３ａ，２３ｂが設けられており、液供給通
路２２ａ，２２ｂは配管２４に接続し、配管２４は仕切
り弁２５ａ，２５ｂを介して液タンク２６ａ，２６ｂに
接続され、溶媒蒸気排出通路２３ａ，２３ｂは配管２
７、凝縮用冷却器２８を介して回収容器２９に接続され
ている。その他の構成は図１および図２の構成と同様で
ある。
【００２７】図３の装置を用いてイオン交換膜と電極と
の接合体を製作する方法について説明する。図示するよ
うに、イオン交換膜４を多孔板を固定板１ａ，１ｂに設
けられた封止材３ａ，３ｂの間に配置する。触媒分散液
槽９ａ，９ｂに触媒分散液２０を満たし、仕切り弁８
ａ，８ｂを開いて、封止材３ａ，３ｂに設けられた触媒
分散液供給通路６ａ，６ｂを通してイオン交換膜４と多
孔板２ａ，２ｂで仕切られた空間５ａ，５ｂ内に触媒分
散液２０を供給する。次いで、濾液タンク１２に接続し
た真空ポンプ１４を作動して濾液タンク内を負圧にす
る。その結果、濾液排出通路１０ａ，１０ｂと固定板１
ａ，１ｂの表面に取り付けた多孔板２ａ，２ｂの空隙内
に負圧が作用し、空間５ａ，５ｂ内の触媒分散液２０が
多孔板２ａ，２ｂによって濾過され、濾液（触媒分散液
の溶媒）が多孔板２ａ，２ｂの空隙と固定板１ａ，１ｂ
の濾液排出通路１０ａ，１０ｂおよび配管１１を経由し
て濾液タンク１２に排出される。一方、多孔板２ａ，２
ｂとイオン交換膜４との間には触媒分散液２０の触媒粒
子が層状に形成され、イオン交換膜４の両面に触媒電極
が形成される。そこで、ヒータ１６ａ，１６ｂに電流を
流して加熱板１５ａ，１５ｂを加熱して形成された触媒
電極を乾燥した後、ヒータ１６ａ，１６ｂの電流を遮断
し、仕切り弁２５ａを開いて、液タンク２６ａ内のイオ
ン交換樹脂液３１を配管２４と液供給通路２２ａ，２２
ｂを通して多孔板２ａ，２ｂの空隙に導き入れ、触媒電
極の空隙とイオン交換膜の表面に浸み込ませる。再びヒ
ータ１６ａ，１６ｂに電流を流して加熱板１５ａ，１５
ｂを加熱して浸み込んだイオン交換樹脂液３１の溶媒を
蒸発させて、触媒電極とイオン交換膜４の表面にイオン
交換樹脂皮膜を形成する。蒸発した溶媒の蒸気は多孔板
２ａ，２ｂの空隙と溶媒蒸気排出通路２３ａ，２３ｂお
よび配管２７を通して凝縮用冷却器に導かれ、凝縮して
回収容器２９内に回収される。次に、ヒータ１６ａ，１
６ｂの電流を遮断し、仕切り弁２５ｂを開いて、液タン
ク２６ｂ内の膨潤用液３２を配管２４と液供給通路２２
ａ，２２ｂを通して多孔板２ａ，２ｂの空隙内に導き入
れ、電極内の空隙とイオン交換膜４の表面に浸み込ませ
てイオン交換膜４を膨潤させる。ヒータ１６ａ，１６ｂ
に電流を流して加熱板１５ａ，１５ｂを加熱するととも
に、プレス装置１９によって固定板１ａ，１ｂを加圧す
ると、触媒電極が膨潤したイオン交換膜４の表面に食い
込み圧接される。さらに加熱、加圧を続けると膨潤用液
は蒸発して多孔板２ａ，２ｂの空隙と溶媒蒸気排出通路
２３ａ，２３ｂおよび配管２７を通して凝縮用冷却器に
導かれ、凝縮して回収容器２９内に回収される。一方、
イオン交換膜４は膨潤した状態から乾燥して収縮し、高
い結合強度を有するイオン交換膜と電極との接合体が製
作される。
の接合体を製作する方法について説明する。図示するよ
うに、イオン交換膜４を多孔板を固定板１ａ，１ｂに設
けられた封止材３ａ，３ｂの間に配置する。触媒分散液
槽９ａ，９ｂに触媒分散液２０を満たし、仕切り弁８
ａ，８ｂを開いて、封止材３ａ，３ｂに設けられた触媒
分散液供給通路６ａ，６ｂを通してイオン交換膜４と多
孔板２ａ，２ｂで仕切られた空間５ａ，５ｂ内に触媒分
散液２０を供給する。次いで、濾液タンク１２に接続し
た真空ポンプ１４を作動して濾液タンク内を負圧にす
る。その結果、濾液排出通路１０ａ，１０ｂと固定板１
ａ，１ｂの表面に取り付けた多孔板２ａ，２ｂの空隙内
に負圧が作用し、空間５ａ，５ｂ内の触媒分散液２０が
多孔板２ａ，２ｂによって濾過され、濾液（触媒分散液
の溶媒）が多孔板２ａ，２ｂの空隙と固定板１ａ，１ｂ
の濾液排出通路１０ａ，１０ｂおよび配管１１を経由し
て濾液タンク１２に排出される。一方、多孔板２ａ，２
ｂとイオン交換膜４との間には触媒分散液２０の触媒粒
子が層状に形成され、イオン交換膜４の両面に触媒電極
が形成される。そこで、ヒータ１６ａ，１６ｂに電流を
流して加熱板１５ａ，１５ｂを加熱して形成された触媒
電極を乾燥した後、ヒータ１６ａ，１６ｂの電流を遮断
し、仕切り弁２５ａを開いて、液タンク２６ａ内のイオ
ン交換樹脂液３１を配管２４と液供給通路２２ａ，２２
ｂを通して多孔板２ａ，２ｂの空隙に導き入れ、触媒電
極の空隙とイオン交換膜の表面に浸み込ませる。再びヒ
ータ１６ａ，１６ｂに電流を流して加熱板１５ａ，１５
ｂを加熱して浸み込んだイオン交換樹脂液３１の溶媒を
蒸発させて、触媒電極とイオン交換膜４の表面にイオン
交換樹脂皮膜を形成する。蒸発した溶媒の蒸気は多孔板
２ａ，２ｂの空隙と溶媒蒸気排出通路２３ａ，２３ｂお
よび配管２７を通して凝縮用冷却器に導かれ、凝縮して
回収容器２９内に回収される。次に、ヒータ１６ａ，１
６ｂの電流を遮断し、仕切り弁２５ｂを開いて、液タン
ク２６ｂ内の膨潤用液３２を配管２４と液供給通路２２
ａ，２２ｂを通して多孔板２ａ，２ｂの空隙内に導き入
れ、電極内の空隙とイオン交換膜４の表面に浸み込ませ
てイオン交換膜４を膨潤させる。ヒータ１６ａ，１６ｂ
に電流を流して加熱板１５ａ，１５ｂを加熱するととも
に、プレス装置１９によって固定板１ａ，１ｂを加圧す
ると、触媒電極が膨潤したイオン交換膜４の表面に食い
込み圧接される。さらに加熱、加圧を続けると膨潤用液
は蒸発して多孔板２ａ，２ｂの空隙と溶媒蒸気排出通路
２３ａ，２３ｂおよび配管２７を通して凝縮用冷却器に
導かれ、凝縮して回収容器２９内に回収される。一方、
イオン交換膜４は膨潤した状態から乾燥して収縮し、高
い結合強度を有するイオン交換膜と電極との接合体が製
作される。
【００２８】このように、本発明においては、イオン交
換膜上で触媒分散液を濾過してイオン交換膜に電極を形
成し、加熱、加圧してイオン交換膜と電極とを接合する
ので、あるいは電極と接する多孔膜を通じてイオン交換
樹脂液を電極とイオン交換膜の表面に浸み込ませ、加
熱、加圧することによって電極とイオン交換膜にイオン
交換樹脂膜を形成し、加熱、加圧してイオン交換膜と電
極とを接合するので、あるいはイオン交換膜と電極とを
重ね、電極と接する多孔板を通して膨潤用液を電極とイ
オン交換膜に浸み込ませてイオン交換膜を膨潤し、加
熱、加圧することによってイオン交換膜の表面に電極を
圧接、乾燥してイオン交換膜と電極とを接合するので、
接合強度の高いイオン交換膜と電極の接合体を製作する
ことができる。
換膜上で触媒分散液を濾過してイオン交換膜に電極を形
成し、加熱、加圧してイオン交換膜と電極とを接合する
ので、あるいは電極と接する多孔膜を通じてイオン交換
樹脂液を電極とイオン交換膜の表面に浸み込ませ、加
熱、加圧することによって電極とイオン交換膜にイオン
交換樹脂膜を形成し、加熱、加圧してイオン交換膜と電
極とを接合するので、あるいはイオン交換膜と電極とを
重ね、電極と接する多孔板を通して膨潤用液を電極とイ
オン交換膜に浸み込ませてイオン交換膜を膨潤し、加
熱、加圧することによってイオン交換膜の表面に電極を
圧接、乾燥してイオン交換膜と電極とを接合するので、
接合強度の高いイオン交換膜と電極の接合体を製作する
ことができる。
【００２９】さらに本発明は、イオン交換膜上への触媒
層の形成、イオン交換樹脂液の含浸、及び膨潤用液の含
浸等の接合体の各製作工程が、図３に示す単一の装置で
連続的に行われる。従って本発明は、製造装置の削減お
よび工程の簡素化により製造コストを低減し、かつ製作
工程の連続化により製造時間の短縮も実現するものであ
る。
層の形成、イオン交換樹脂液の含浸、及び膨潤用液の含
浸等の接合体の各製作工程が、図３に示す単一の装置で
連続的に行われる。従って本発明は、製造装置の削減お
よび工程の簡素化により製造コストを低減し、かつ製作
工程の連続化により製造時間の短縮も実現するものであ
る。
【００３０】なお、図２の装置を用いてイオン交換膜と
電極との接合体を製作するに際し、供給するイオン交換
樹脂液の溶媒をエチルアルコールなどのアルコールとす
ると、アルコールにはイオン交換膜を膨潤する特性があ
るので、イオン交換樹脂液を電極とイオン交換膜に浸み
込ませ、加熱、加圧することによって、電極とイオン交
換膜にイオン交換樹脂膜を形成するとともに、膨潤した
イオン交換膜に電極が圧接され乾燥された接合体を製作
することができる。
電極との接合体を製作するに際し、供給するイオン交換
樹脂液の溶媒をエチルアルコールなどのアルコールとす
ると、アルコールにはイオン交換膜を膨潤する特性があ
るので、イオン交換樹脂液を電極とイオン交換膜に浸み
込ませ、加熱、加圧することによって、電極とイオン交
換膜にイオン交換樹脂膜を形成するとともに、膨潤した
イオン交換膜に電極が圧接され乾燥された接合体を製作
することができる。
【００３１】また、イオン交換膜と多孔板との間に触媒
分散液を供給し、濾過して電極を形成し、加熱、加圧し
て乾燥し、多孔板を通してイオン交換樹脂液を電極とイ
オン交換膜に浸み込ませて乾燥し、加熱、加圧すること
によって電極とイオン交換膜にイオン交換樹脂膜を形成
し、続けて多孔板を通して電極とイオン交換膜に膨潤用
液を浸み込ませてイオン交換膜を膨潤した後に溶媒を乾
燥除去するので、予め電極を作成する必要がなく、迅速
にしかも接合強度の高い接合体を製作することができ
る。
分散液を供給し、濾過して電極を形成し、加熱、加圧し
て乾燥し、多孔板を通してイオン交換樹脂液を電極とイ
オン交換膜に浸み込ませて乾燥し、加熱、加圧すること
によって電極とイオン交換膜にイオン交換樹脂膜を形成
し、続けて多孔板を通して電極とイオン交換膜に膨潤用
液を浸み込ませてイオン交換膜を膨潤した後に溶媒を乾
燥除去するので、予め電極を作成する必要がなく、迅速
にしかも接合強度の高い接合体を製作することができ
る。
【００３２】
実施例１ 図１の装置を用いてイオン交換膜と電極の接合体を製作
した。多孔板としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）製の高分子フィルタを使用し、２枚の高分子フィ
ルタの間にイオン交換膜としてデュポン社製の厚さ２０
ミル（約５１μｍ）のＮａｆｉｏｎ１１２（商品名）を
設置し、Ｐｔ触媒とポリ四フッ化エチレン粉末を１０：
１の割合で純水に分散した液を、それぞれ上部の多孔板
とＮａｆｉｏｎ１１２の間および下部の多孔板とＮａｆ
ｉｏｎ１１２の間に供給し、上下の多孔板により濾過し
てＮａｆｉｏｎ１１２の表面に電極を形成した。電極の
量は、一例として、３ｍｇ／ｃｍ2であった。次いで、
１４０℃、５０ｋｇ／ｃｍ2の条件で加熱、加圧して接
合体を製作した。
した。多孔板としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）製の高分子フィルタを使用し、２枚の高分子フィ
ルタの間にイオン交換膜としてデュポン社製の厚さ２０
ミル（約５１μｍ）のＮａｆｉｏｎ１１２（商品名）を
設置し、Ｐｔ触媒とポリ四フッ化エチレン粉末を１０：
１の割合で純水に分散した液を、それぞれ上部の多孔板
とＮａｆｉｏｎ１１２の間および下部の多孔板とＮａｆ
ｉｏｎ１１２の間に供給し、上下の多孔板により濾過し
てＮａｆｉｏｎ１１２の表面に電極を形成した。電極の
量は、一例として、３ｍｇ／ｃｍ2であった。次いで、
１４０℃、５０ｋｇ／ｃｍ2の条件で加熱、加圧して接
合体を製作した。
【００３３】この接合体を５０ｃｍ2の燃料電池セルに
組み込み、水素及び空気を供給し、常圧、運転温度８０
℃、及び電流密度０．４Ａ／ｃｍ2の条件で試験を行っ
た結果、セル電圧０．６７Ｖが得られ良好な特性を示し
た。一方、これとは別に、この接合体を温水中に入れて
膨潤した状態としたのち、水電解セルに組み込み、電解
温度を８０℃、電解電流密度を１Ａ／ｃｍ2として大気
圧下で純水の電解を実施したところ、電解電圧は１．５
８Ｖ、エネルギー効率は９２．３％の長期に安定した特
性が得られた。
組み込み、水素及び空気を供給し、常圧、運転温度８０
℃、及び電流密度０．４Ａ／ｃｍ2の条件で試験を行っ
た結果、セル電圧０．６７Ｖが得られ良好な特性を示し
た。一方、これとは別に、この接合体を温水中に入れて
膨潤した状態としたのち、水電解セルに組み込み、電解
温度を８０℃、電解電流密度を１Ａ／ｃｍ2として大気
圧下で純水の電解を実施したところ、電解電圧は１．５
８Ｖ、エネルギー効率は９２．３％の長期に安定した特
性が得られた。
【００３４】実施例２ 図２の装置を用いてイオン交換膜と電極の接合体を製作
した。多孔板としてステンレス繊維焼結板を用い、２枚
のステンレス繊維焼結板の間に、抄造法により作成した
厚さ３０μｍのＰｔ電極とデュポン社製の厚さ約５１μ
ｍのＮａｆｉｏｎ１１２と抄造法により作成した厚さ２
０μｍのＰｔ／Ｒｕ合金電極を重ねて配置し、Ｎａｆｉ
ｏｎ液を水で３倍に希釈した液を供給した後、１４０
℃、２０ｋｇ／ｃｍ2の条件で加熱、加圧して接合体を
製作した。
した。多孔板としてステンレス繊維焼結板を用い、２枚
のステンレス繊維焼結板の間に、抄造法により作成した
厚さ３０μｍのＰｔ電極とデュポン社製の厚さ約５１μ
ｍのＮａｆｉｏｎ１１２と抄造法により作成した厚さ２
０μｍのＰｔ／Ｒｕ合金電極を重ねて配置し、Ｎａｆｉ
ｏｎ液を水で３倍に希釈した液を供給した後、１４０
℃、２０ｋｇ／ｃｍ2の条件で加熱、加圧して接合体を
製作した。
【００３５】この接合体を５０ｃｍ2の燃料電池セルに
組み込み、ＣＯガスを１０ＰＰＭ含む水素及び空気を供
給し、常圧、運転温度８０℃、及び電流密度０．４Ａ／
ｃｍ 2の条件で試験を行った結果、セル電圧０．６７Ｖ
が得られ良好な特性を示した。
組み込み、ＣＯガスを１０ＰＰＭ含む水素及び空気を供
給し、常圧、運転温度８０℃、及び電流密度０．４Ａ／
ｃｍ 2の条件で試験を行った結果、セル電圧０．６７Ｖ
が得られ良好な特性を示した。
【００３６】実施例３ 図２の装置を用いてイオン交換膜と電極の接合体を製作
した。多孔板としてステンレス繊維焼結板を用い、２枚
のステンレス繊維焼結板の間に、抄造法により作成した
厚さ３０μｍのＩｒＯ2電極とデュポン社製の厚さ約５
１μｍのＮａｆｉｏｎ１１２と抄造法により作成した厚
さ２０μｍのＰｔ黒電極を重ねて配置し、膨潤用液とし
てエチルアルコールを当量の水で希釈した液を供給して
多孔板を通してＩｒＯ2電極とＰｔ電極を通してＮａｆ
ｉｏｎ１１２に浸み込ませ、１２０℃、１０ｋｇ／ｃｍ
2の条件で加熱、加圧して接合体を製作した。
した。多孔板としてステンレス繊維焼結板を用い、２枚
のステンレス繊維焼結板の間に、抄造法により作成した
厚さ３０μｍのＩｒＯ2電極とデュポン社製の厚さ約５
１μｍのＮａｆｉｏｎ１１２と抄造法により作成した厚
さ２０μｍのＰｔ黒電極を重ねて配置し、膨潤用液とし
てエチルアルコールを当量の水で希釈した液を供給して
多孔板を通してＩｒＯ2電極とＰｔ電極を通してＮａｆ
ｉｏｎ１１２に浸み込ませ、１２０℃、１０ｋｇ／ｃｍ
2の条件で加熱、加圧して接合体を製作した。
【００３７】この接合体を温水中に入れて膨潤した状態
としたのち、水電解セルに組み込み、電解温度を８０
℃、電解電流密度を１Ａ／ｃｍ2として大気圧下で純水
の電解を実施したところ、電解電圧は１．５４Ｖ、エネ
ルギー効率は９５．１％の長期に安定した特性が得られ
た。
としたのち、水電解セルに組み込み、電解温度を８０
℃、電解電流密度を１Ａ／ｃｍ2として大気圧下で純水
の電解を実施したところ、電解電圧は１．５４Ｖ、エネ
ルギー効率は９５．１％の長期に安定した特性が得られ
た。
【００３８】実施例４ 図３の装置を用いてイオン交換膜と電極の接合体を製作
した。多孔板としてステンレス繊維焼結板と高分子フィ
ルターを重ねたものを用い、２枚の多孔板の間にイオン
交換膜として厚さ約５１μｍのＮａｆｉｏｎ１１２を配
置し、一方の多孔板とＮａｆｉｏｎ１１２の間にＰｔ触
媒とポリ四フッ化エチレン粉末を１０：１の割合で純水
に分散して作製した陰極用触媒分散液を供給し、他方の
多孔板とＮａｆｉｏｎ１１２の間にＰｔ／Ｒｕ合金触媒
とポリ四フッ化エチレン粉末を１０：１の割合で純水に
分散して作製した陽極用触媒分散液を供給して、Ｎａｆ
ｉｏｎ１１２の表面に陰極用触媒電極と陽極用触媒電極
を形成した。電極の量はそれぞれ３ｍｇ／ｃｍ2であっ
た。１２０℃、５ｋｇ／ｃｍ2の条件で加熱、加圧し
た。次いで、多孔板を通してイオン交換樹脂液（Ｎａｆ
ｉｏｎ液を水で希釈した液）を供給し、陽極用触媒電極
と陰極用触媒電極の空隙およびイオン交換膜の表面に浸
みこませて、電極とイオン交換膜の表面にイオン交換樹
脂膜を形成し、１２０℃、５ｋｇ／ｃｍ2の条件で加
熱、加圧した。その後、ｔ−ブチルアルコールを水で２
倍に希釈した液を供給してＮａｆｉｏｎ１１２を膨潤
し、１４０℃、２０ｋｇ／ｃｍ2の条件で加熱、加圧し
て接合体を形成した。
した。多孔板としてステンレス繊維焼結板と高分子フィ
ルターを重ねたものを用い、２枚の多孔板の間にイオン
交換膜として厚さ約５１μｍのＮａｆｉｏｎ１１２を配
置し、一方の多孔板とＮａｆｉｏｎ１１２の間にＰｔ触
媒とポリ四フッ化エチレン粉末を１０：１の割合で純水
に分散して作製した陰極用触媒分散液を供給し、他方の
多孔板とＮａｆｉｏｎ１１２の間にＰｔ／Ｒｕ合金触媒
とポリ四フッ化エチレン粉末を１０：１の割合で純水に
分散して作製した陽極用触媒分散液を供給して、Ｎａｆ
ｉｏｎ１１２の表面に陰極用触媒電極と陽極用触媒電極
を形成した。電極の量はそれぞれ３ｍｇ／ｃｍ2であっ
た。１２０℃、５ｋｇ／ｃｍ2の条件で加熱、加圧し
た。次いで、多孔板を通してイオン交換樹脂液（Ｎａｆ
ｉｏｎ液を水で希釈した液）を供給し、陽極用触媒電極
と陰極用触媒電極の空隙およびイオン交換膜の表面に浸
みこませて、電極とイオン交換膜の表面にイオン交換樹
脂膜を形成し、１２０℃、５ｋｇ／ｃｍ2の条件で加
熱、加圧した。その後、ｔ−ブチルアルコールを水で２
倍に希釈した液を供給してＮａｆｉｏｎ１１２を膨潤
し、１４０℃、２０ｋｇ／ｃｍ2の条件で加熱、加圧し
て接合体を形成した。
【００３９】この接合体を５０ｃｍ2の燃料電池セルに
組み込み、ＣＯガスを１０ＰＰＭ含む水素及び空気を供
給し、常圧、運転温度８０℃、及び電流密度０．４Ａ／
ｃｍ 2の条件で試験を行った結果、セル電圧０．６７Ｖ
が得られ良好な特性を示した。さらに、本条件で１００
０時間の連続試験を実施したところ、安定した特性が得
られ、その間のセル電圧の低下は、１０ｍＶ以下であっ
た。
組み込み、ＣＯガスを１０ＰＰＭ含む水素及び空気を供
給し、常圧、運転温度８０℃、及び電流密度０．４Ａ／
ｃｍ 2の条件で試験を行った結果、セル電圧０．６７Ｖ
が得られ良好な特性を示した。さらに、本条件で１００
０時間の連続試験を実施したところ、安定した特性が得
られ、その間のセル電圧の低下は、１０ｍＶ以下であっ
た。
【００４０】比較例１ 比較のため、従来法により接合体を製作した。抄造法に
より製作した厚さ３０μｍのＰｔ電極、デュポン製のＮ
ａｆｉｏｎ１１２、及び抄造法により製作した厚さ２０
μｍのＰｔ／Ｒｕ電極を１５０℃、５０ｋｇ／ｃｍ2の
条件で加熱、加圧して接合体を製作した。この接合体を
５０ｃｍ2の燃料電池セルに組み込み、ＣＯガスを１０
ＰＰＭ含む水素及び空気を供給し、常圧、運転温度８０
℃、及び電流密度０．４Ａ／ｃｍ2の条件で試験を行っ
た結果、セル電圧０．６３Ｖであった。さらに、本条件
で１０００時間の連続試験を実施した結果、その間のセ
ル電圧の低下は、５０ｍＶ以下であった。 比較例２ 比較のために従来法によって接合体を製作した。抄造法
により作製した厚さ３０μｍのＩｒＯ2電極とデュポン
社製のＮａｆｉｏｎ１１２と抄造法により作成した厚さ
２０μｍのＰｔ黒電極を１５０℃、５０ｋｇ／ｃｍ2の
条件で加熱、加圧して接合体を製作した。この接合体を
温水中に入れて膨潤した状態とし、水電解セルに組み込
み、電解温度を８０℃、電解電流密度を１Ａ／ｃｍ2と
して大気圧下で純水の電解を実施したところ、初期電解
電圧は１．６４Ｖ、エネルギー効率は８８．０％であっ
たが、電解電圧は３００時間経過後では１．７２Ｖに上
昇し、安定した特性が得られなかった。
より製作した厚さ３０μｍのＰｔ電極、デュポン製のＮ
ａｆｉｏｎ１１２、及び抄造法により製作した厚さ２０
μｍのＰｔ／Ｒｕ電極を１５０℃、５０ｋｇ／ｃｍ2の
条件で加熱、加圧して接合体を製作した。この接合体を
５０ｃｍ2の燃料電池セルに組み込み、ＣＯガスを１０
ＰＰＭ含む水素及び空気を供給し、常圧、運転温度８０
℃、及び電流密度０．４Ａ／ｃｍ2の条件で試験を行っ
た結果、セル電圧０．６３Ｖであった。さらに、本条件
で１０００時間の連続試験を実施した結果、その間のセ
ル電圧の低下は、５０ｍＶ以下であった。 比較例２ 比較のために従来法によって接合体を製作した。抄造法
により作製した厚さ３０μｍのＩｒＯ2電極とデュポン
社製のＮａｆｉｏｎ１１２と抄造法により作成した厚さ
２０μｍのＰｔ黒電極を１５０℃、５０ｋｇ／ｃｍ2の
条件で加熱、加圧して接合体を製作した。この接合体を
温水中に入れて膨潤した状態とし、水電解セルに組み込
み、電解温度を８０℃、電解電流密度を１Ａ／ｃｍ2と
して大気圧下で純水の電解を実施したところ、初期電解
電圧は１．６４Ｖ、エネルギー効率は８８．０％であっ
たが、電解電圧は３００時間経過後では１．７２Ｖに上
昇し、安定した特性が得られなかった。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、イオン交換膜と多孔板の間に触媒分散液を供給して
イオン交換膜上での濾過により電極を形成し、あるいは
イオン交換膜と電極と多孔板を重ねて配置し、多孔板を
通して電極の空隙内とイオン交換膜の表面にイオン交換
樹脂液を供給して加熱、加圧して電極とイオン交換膜の
表面にイオン交換樹脂膜を形成し、あるいはイオン交換
膜と電極と多孔板を重ね、多孔板の空隙と電極内部の空
隙をを通してイオン交換膜を膨潤して加熱、加圧して接
合体を製作するので、イオン交換膜と電極との接合強度
が高く、長期に安定して高い特性を示す接合体を製作す
ることができる。
は、イオン交換膜と多孔板の間に触媒分散液を供給して
イオン交換膜上での濾過により電極を形成し、あるいは
イオン交換膜と電極と多孔板を重ねて配置し、多孔板を
通して電極の空隙内とイオン交換膜の表面にイオン交換
樹脂液を供給して加熱、加圧して電極とイオン交換膜の
表面にイオン交換樹脂膜を形成し、あるいはイオン交換
膜と電極と多孔板を重ね、多孔板の空隙と電極内部の空
隙をを通してイオン交換膜を膨潤して加熱、加圧して接
合体を製作するので、イオン交換膜と電極との接合強度
が高く、長期に安定して高い特性を示す接合体を製作す
ることができる。
【００４２】さらに、本発明では、多孔板をイオン交換
膜に押圧してイオン交換膜の形態及び形状を保持した状
態で、イオン交換樹脂液、膨潤用液を多孔板内に注入
し、多孔板内の空隙である細孔を経て、液をイオン交換
膜の表面に拡散含浸させるので、イオン交換膜に液を拡
散含浸させる際に厚みの変化、しわの発生を抑制するこ
とができる。イオン交換膜の厚みの増大は、燃料電池等
のセルへ膜を組み込んだ後のカ゛ス洩れの発生、または、
セル内に収納できないというおそれを生じ、また、しわ
の発生はガス洩れの原因となるが、本発明では、これら
の問題を排除できる。
膜に押圧してイオン交換膜の形態及び形状を保持した状
態で、イオン交換樹脂液、膨潤用液を多孔板内に注入
し、多孔板内の空隙である細孔を経て、液をイオン交換
膜の表面に拡散含浸させるので、イオン交換膜に液を拡
散含浸させる際に厚みの変化、しわの発生を抑制するこ
とができる。イオン交換膜の厚みの増大は、燃料電池等
のセルへ膜を組み込んだ後のカ゛ス洩れの発生、または、
セル内に収納できないというおそれを生じ、また、しわ
の発生はガス洩れの原因となるが、本発明では、これら
の問題を排除できる。
【００４３】またさらに、本発明で多孔板を用いること
によって、多孔板の空隙である細孔を経て液がイオン交
換膜に達するため、膜の面内において、均一でむらのな
い含浸が可能となる。また、イオン交換膜と多孔板との
間に触媒分散液を供給し、濾過して電極を形成し、加
熱、加圧して乾燥し、多孔板を通してイオン交換樹脂液
を電極とイオン交換膜に浸み込ませて乾燥し、加熱、加
圧することによって電極とイオン交換膜にイオン交換樹
脂膜を形成し、続けて多孔板を通して電極とイオン交換
膜に膨潤用液を浸み込ませてイオン交換膜を膨潤した後
に溶媒を乾燥除去するので、予め電極を作成する必要が
なく、迅速にしかも接合強度の高い接合体を製作するこ
とができる。
によって、多孔板の空隙である細孔を経て液がイオン交
換膜に達するため、膜の面内において、均一でむらのな
い含浸が可能となる。また、イオン交換膜と多孔板との
間に触媒分散液を供給し、濾過して電極を形成し、加
熱、加圧して乾燥し、多孔板を通してイオン交換樹脂液
を電極とイオン交換膜に浸み込ませて乾燥し、加熱、加
圧することによって電極とイオン交換膜にイオン交換樹
脂膜を形成し、続けて多孔板を通して電極とイオン交換
膜に膨潤用液を浸み込ませてイオン交換膜を膨潤した後
に溶媒を乾燥除去するので、予め電極を作成する必要が
なく、迅速にしかも接合強度の高い接合体を製作するこ
とができる。
【００４４】すなわち本発明は、イオン交換膜上への触
媒層の形成、イオン交換樹脂液の含浸、及び膨潤用液へ
の含浸等の接合体の各製作工程が、単一の装置で連続的
に行われる。従って本発明は、製造装置の削減および工
程の簡素化により製造コストを低減し、かつ製作工程の
連続化により製造時間の短縮を可能としたものである。
媒層の形成、イオン交換樹脂液の含浸、及び膨潤用液へ
の含浸等の接合体の各製作工程が、単一の装置で連続的
に行われる。従って本発明は、製造装置の削減および工
程の簡素化により製造コストを低減し、かつ製作工程の
連続化により製造時間の短縮を可能としたものである。
【図１】本発明による接合体の製作装置の一実施例の構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図２】本発明による接合体の製作装置の他の実施例の
構成を示す断面図である。
構成を示す断面図である。
【図３】本発明による接合体の製作装置のさらに他の実
施例の構成を示す断面図である。
施例の構成を示す断面図である。
１ａ，１ｂ 固定板 ２ａ，２ｂ 多孔板 ３ａ，３ｂ 封止材 ４ イオン交換膜 ５ａ，５ｂ 空間 ６ａ，６ｂ 触媒分散液供給通路 ７ａ，７ｂ 配管 ８ａ，８ｂ 仕切り弁 ９ａ，９ｂ 触媒分散液槽 １０ａ，１０ｂ 濾液排出通路 １１ 配管 １２ 濾液タンク １３ 配管 １４ 真空ポンプ １５ａ，１５ｂ 加熱板 １６ａ，１６ｂ ヒータ １７ａ，１７ｂ 温度センサ １８ａ，１８ｂ 断熱板 １９ プレス装置 ２０ 触媒分散液 ２１ 濾液 ２２ａ，２２ｂ 液供給通路 ２３ａ，２３ｂ 溶媒蒸気排出通路 ２４ 配管 ２５ 仕切り弁 ２６ 液タンク ２７ 配管 ２８ 凝縮用冷却器 ２９ 回収容器 ３０ａ，３０ｂ 電極 ３１ イオン交換樹脂液 ３２ 膨潤用液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沖沢 加代子 神奈川県横須賀市長坂２丁目２番地１号 株式会社富士電機総合研究所内
Claims (9)
- 【請求項１】 イオン交換膜と多孔板を対面して配置す
る工程、および前記イオン交換膜と前記多孔板の対向す
る面の間に触媒分散液を供給し、かつ該触媒分散液の溶
媒を前記多孔板の外側に排出してイオン交換膜上に触媒
粒子層を形成して電極とする工程を有することを特徴と
するイオン交換膜と電極の接合体の製作方法。 - 【請求項２】 イオン交換膜、電極および多孔板を重ね
る工程、前記多孔板の空隙にイオン交換樹脂液を供給
し、前記電極の空隙内および前記イオン交換膜の表面に
前記イオン交換樹脂液を拡散含浸する工程、および前記
イオン交換膜、電極および多孔板を加熱して拡散含浸し
たイオン交換樹脂液の溶媒を蒸発除去して前記電極およ
びイオン交換膜の表面にイオン交換樹脂の皮膜を形成す
る工程を有することを特徴とするイオン交換膜と電極の
接合体の製作方法。 - 【請求項３】 イオン交換膜、電極および多孔板を重ね
る工程、前記多孔板の空隙に膨潤用液を供給し、前記電
極の空隙を通して前記イオン交換膜の表面に膨潤用液を
含浸させる工程、および前記イオン交換膜、電極および
多孔板を加熱、加圧して前記イオン交換膜と前記電極と
を接合する工程を有することを特徴とするイオン交換膜
と電極の接合体の製作方法。 - 【請求項４】 イオン交換膜、電極および多孔板を重ね
る工程、前記多孔板の空隙にイオン交換樹脂を含有した
膨潤用液を供給し、前記電極の空隙を通して前記イオン
交換膜の表面に膨潤用液を含浸させてイオン交換膜を膨
潤させると共に前記電極の空隙内および前記イオン交換
膜の表面に前記イオン交換樹脂液を拡散含浸する工程、
および前記イオン交換膜、電極および多孔板を加熱、加
圧して前記電極およびイオン交換膜の表面にイオン交換
樹脂の皮膜を形成して前記イオン交換膜と前記電極とを
接合する工程を有することを特徴とするイオン交換膜と
電極の接合体の製作方法。 - 【請求項５】 イオン交換膜と多孔板を対面して配置す
る工程、前記イオン交換膜と前記多孔板の対向する面の
間に触媒分散液を供給し、かつ該触媒分散液の溶媒を前
記多孔板の外側に排出してイオン交換膜上に触媒粒子層
を形成して電極とする工程、前記多孔板の空隙にイオン
交換樹脂液を供給し、前記電極の空隙内および前記イオ
ン交換膜の表面に前記イオン交換樹脂液を拡散含浸する
工程、および前記イオン交換膜、電極および多孔板を加
熱して拡散含浸したイオン交換樹脂液の溶媒を蒸発除去
して前記電極およびイオン交換膜の表面にイオン交換樹
脂の皮膜を形成する工程、前記多孔板の空隙に膨潤用液
を供給し、前記電極の空隙を通して前記イオン交換膜の
表面に膨潤用液を含浸させてイオン交換膜を膨潤させる
工程、および前記イオン交換膜、電極および多孔板を加
熱、加圧して前記イオン交換膜と前記電極とを接合する
工程を有することを特徴とするイオン交換膜と電極の接
合体の製作方法。 - 【請求項６】 互いに対向し、それぞれ表面に多孔板が
取り付けられている２組の固定板と、該２組の固定板の
間に設けられ前記二つの多孔板と共にイオン交換膜を収
容する空間を形成する封止材と、前記多孔板を通して前
記空間に触媒分散液を供給する手段と、前記多孔板を通
して前記空間から前記触媒分散液の溶媒を排出する手段
と、前記イオン交換膜と電極を加熱、加圧する手段とを
備えたことを特徴とするイオン交換膜と電極の接合体の
製作装置。 - 【請求項７】 互いに対向し、それぞれ表面に多孔板が
取り付けられている２組の固定板と、該２組の固定板の
間に設けられイオン交換膜と電極とを固定する封止材
と、前記多孔板を通して前記イオン交換膜と電極にイオ
ン交換樹脂液を供給する手段と、前記多孔板を通して前
記イオン交換樹脂液の蒸発溶媒を排出する手段と、前記
イオン交換膜と電極を加熱、加圧する手段とを備えたこ
とを特徴とするイオン交換膜と電極の接合体の製作装
置。 - 【請求項８】 互いに対向し、それぞれ表面に多孔板が
取り付けられている２組の固定板と、該２組の固定板の
間に設けられイオン交換膜と電極とを固定する封止材
と、前記多孔板を通して前記イオン交換膜と電極に膨潤
用液を供給する手段と、前記多孔板を通して前記膨潤用
液の蒸気を排出する手段と、前記イオン交換膜と電極を
加熱、加圧する手段とを備えたことを特徴とするイオン
交換膜と電極の接合体の製作装置。 - 【請求項９】 互いに対向し、それぞれ表面に多孔板が
取り付けられている２組の固定板と、該２組の固定板の
間に設けられ、２組の固定板と共にイオン交換膜と電極
とを収容する空間を形成する封止材と、前記空間に触媒
分散液を供給する手段と、前記空間にイオン交換樹脂液
を供給する手段と、前記空間に膨潤用液を供給する手段
と、それぞれ前記多孔板を通して前記空間から、前記触
媒分散液の溶媒を排出する手段と前記イオン交換樹脂液
の蒸発溶媒および前記膨潤用液の蒸気を排出する手段
と、前記イオン交換膜と電極を加熱、加圧する手段とを
備えたことを特徴とするイオン交換膜と電極の接合体の
製作装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10182570A JPH1171692A (ja) | 1997-07-01 | 1998-06-29 | イオン交換膜と電極の接合体の製作方法および製作装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17575297 | 1997-07-01 | ||
| JP9-175752 | 1997-07-01 | ||
| JP10182570A JPH1171692A (ja) | 1997-07-01 | 1998-06-29 | イオン交換膜と電極の接合体の製作方法および製作装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1171692A true JPH1171692A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=26496919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10182570A Pending JPH1171692A (ja) | 1997-07-01 | 1998-06-29 | イオン交換膜と電極の接合体の製作方法および製作装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1171692A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002005372A1 (en) * | 2000-07-06 | 2002-01-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for producing electrolyte film-electrode joint |
| JP2003524863A (ja) * | 1999-04-21 | 2003-08-19 | ディーエスエム エヌ．ブイ． | コンポジット膜を調製する方法 |
| JP2008098152A (ja) * | 2006-09-11 | 2008-04-24 | Toray Ind Inc | 膜電極複合体の製造方法 |
| JP2009518817A (ja) * | 2005-12-12 | 2009-05-07 | ビーワイディー カンパニー リミテッド | 触媒被覆膜の製造方法 |
| JP2019220459A (ja) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | 日本碍子株式会社 | 電気化学セル |
| US10916789B2 (en) | 2016-03-21 | 2021-02-09 | Hydrolite Ltd | Alkaline exchange membrane fuel cells system having a bi-polar plate |
-
1998
- 1998-06-29 JP JP10182570A patent/JPH1171692A/ja active Pending
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