JPS6086013A - 導電性多孔質平板の製造方法 - Google Patents
導電性多孔質平板の製造方法Info
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- JPS6086013A JPS6086013A JP58192405A JP19240583A JPS6086013A JP S6086013 A JPS6086013 A JP S6086013A JP 58192405 A JP58192405 A JP 58192405A JP 19240583 A JP19240583 A JP 19240583A JP S6086013 A JPS6086013 A JP S6086013A
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- conductive porous
- calcined
- porous
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- 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
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
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- Ceramic Products (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、三次元的網目状構造および６０〜８０％の空
隙率を有していて、電解質液などによる耐食性と導電性
並びに燃料の燃焼性にすぐれた燃料電池電極として好適
な導電性多孔質平板およびその製造方法に関する。
隙率を有していて、電解質液などによる耐食性と導電性
並びに燃料の燃焼性にすぐれた燃料電池電極として好適
な導電性多孔質平板およびその製造方法に関する。
従来、導電性多孔質平板は大容量の燃料電池用電極とし
て未開発であって、特に高いエネルギ変換効率を有し安
価に生産できるものは提供されていなかった。すなわち
、電力事業用燃料電池の開発研究が１９７２年頃から米
国Ｕｎ ｉ ｔ ｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社などにお
いて開始され、現在パイロットプラントが稼動できるま
でに至ったが、出力は４，５００ＫＷ程度の小容量のも
のである。事業用高出力発電プラントにおいては、高い
エネルギ変換効率と経済的生産技術の開発が必要である
。本発明の対象とする大面積の電極の製造方法に関して
は、試行的に検討されているが、いずれも多大の工数を
要して電力事業用に供し得る程度に達していない欠点が
ある。
て未開発であって、特に高いエネルギ変換効率を有し安
価に生産できるものは提供されていなかった。すなわち
、電力事業用燃料電池の開発研究が１９７２年頃から米
国Ｕｎ ｉ ｔ ｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社などにお
いて開始され、現在パイロットプラントが稼動できるま
でに至ったが、出力は４，５００ＫＷ程度の小容量のも
のである。事業用高出力発電プラントにおいては、高い
エネルギ変換効率と経済的生産技術の開発が必要である
。本発明の対象とする大面積の電極の製造方法に関して
は、試行的に検討されているが、いずれも多大の工数を
要して電力事業用に供し得る程度に達していない欠点が
ある。
本発明は、上記の欠点を解決するもので、その目的はエ
ネルギ変換効率が高く経済的に生産できる導電性多孔質
平板およびその製造方法を提供することにある。
ネルギ変換効率が高く経済的に生産できる導電性多孔質
平板およびその製造方法を提供することにある。
本発明の導電性多孔質平板は、燃・料電池用電極として
必要な、燃料ガスの連続的な通過性。
必要な、燃料ガスの連続的な通過性。
電解質液を介しての燃焼性および生成電子のキャリアと
しての導電性を有するために、三次元的網目状構造を有
し６０〜８０％の空隙率を有することを特徴としている
。更に、本発明の導′亀性多孔質平板の製造方法は、樹
脂あるいは金属からなる三次元的網目状構造を有する多
孔質体を溶融ピッチで処理後焼成される多孔質カーボン
を、反応射出成形用リブ付きキャビティ内に設置し、次
いで化学的に活性な二種類の原液を反応射出することに
よりリプ付き電極原板を成形し、更にこのリプ付き電極
原板を焼成してなることを特徴としている。
しての導電性を有するために、三次元的網目状構造を有
し６０〜８０％の空隙率を有することを特徴としている
。更に、本発明の導′亀性多孔質平板の製造方法は、樹
脂あるいは金属からなる三次元的網目状構造を有する多
孔質体を溶融ピッチで処理後焼成される多孔質カーボン
を、反応射出成形用リブ付きキャビティ内に設置し、次
いで化学的に活性な二種類の原液を反応射出することに
よりリプ付き電極原板を成形し、更にこのリプ付き電極
原板を焼成してなることを特徴としている。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。まず
、本実施例の概要を説明する。
、本実施例の概要を説明する。
本発明にょろりプ付き導電性多孔質平板を製造する方法
は、次の主たる二工程からなる。すなわち、第１の工程
は、第１図Ａ又はＢに示すように、多孔質樹脂１又は多
孔質金ｐＡ２を融体ピッチの溶射又は浸漬の作業３を実
施し、次に焼成作業４を経て空隙率８５％以上の多孔質
カーボン５を製造する工程であり、第２の工程は、第２
図に示すように、前記多孔質カーボン５を成形用リブ付
きキャビティ６内にセットし、化学的に活性な２種類の
原液の反応射出成形（これをインサートモールドＲＩＭ
という）７によりリプ付き電極原板８を成形し、次いで
このリプ付き電極原板８を焼成する作業９を経て導電性
多孔質電極１０を製造する工程である。
は、次の主たる二工程からなる。すなわち、第１の工程
は、第１図Ａ又はＢに示すように、多孔質樹脂１又は多
孔質金ｐＡ２を融体ピッチの溶射又は浸漬の作業３を実
施し、次に焼成作業４を経て空隙率８５％以上の多孔質
カーボン５を製造する工程であり、第２の工程は、第２
図に示すように、前記多孔質カーボン５を成形用リブ付
きキャビティ６内にセットし、化学的に活性な２種類の
原液の反応射出成形（これをインサートモールドＲＩＭ
という）７によりリプ付き電極原板８を成形し、次いで
このリプ付き電極原板８を焼成する作業９を経て導電性
多孔質電極１０を製造する工程である。
以下、具体的な実施例をもって本発明を更に詳細に説明
する。
する。
実施例１゜
多孔質アルミニウムに、４００ Ｃ以上で１時間以上保
持したナフサクールピッチ融液を噴射用ノズルを有する
ガンで溶射処理し、次に焼成炉中において室温から徐々
に昇温して最高８１ＪＯＵまで至らしめ通算約１０時間
焼成することにより、空隙率９０％の多孔質カーボンを
得た。次にこの多孔質カーボンなリプ付き型キヤビテイ
内にセットする。反応射出成形機は、化学的に活性な２
種類の原液タンクすなわちＡｖｆｆｌタンクには、発泡
剤フレオン１（−１１７１０重量％含むポリオール組成
物を収納し、Ｂ液タンクにはインシアネ−）（４，４’
−ジフェニルメタンジイソシアネート）を収納した成形
機であって、この場合商品名シンシナティミラクロ／製
ＬＲＭ−Ｒ２５を改造したものを用い、Ａ液とＢ液とを
衝突混合させたあと上記型内に射出して発泡硬化させ、
リプ付き電極原板を得た。このリプ付き電極原板を２２
０Ｃのを気雰囲気下で４時間焼成し、次に窒素ガスパー
ン下で８００Ｃを４時間保って焼成を行（・、更に徐々
に昇温して１８００Ｃで４時間の焼成を行なったあと降
温させて、気孔を有する三次元網目状の電極板すなわち
導′亀性多孔質平板を得た。
持したナフサクールピッチ融液を噴射用ノズルを有する
ガンで溶射処理し、次に焼成炉中において室温から徐々
に昇温して最高８１ＪＯＵまで至らしめ通算約１０時間
焼成することにより、空隙率９０％の多孔質カーボンを
得た。次にこの多孔質カーボンなリプ付き型キヤビテイ
内にセットする。反応射出成形機は、化学的に活性な２
種類の原液タンクすなわちＡｖｆｆｌタンクには、発泡
剤フレオン１（−１１７１０重量％含むポリオール組成
物を収納し、Ｂ液タンクにはインシアネ−）（４，４’
−ジフェニルメタンジイソシアネート）を収納した成形
機であって、この場合商品名シンシナティミラクロ／製
ＬＲＭ−Ｒ２５を改造したものを用い、Ａ液とＢ液とを
衝突混合させたあと上記型内に射出して発泡硬化させ、
リプ付き電極原板を得た。このリプ付き電極原板を２２
０Ｃのを気雰囲気下で４時間焼成し、次に窒素ガスパー
ン下で８００Ｃを４時間保って焼成を行（・、更に徐々
に昇温して１８００Ｃで４時間の焼成を行なったあと降
温させて、気孔を有する三次元網目状の電極板すなわち
導′亀性多孔質平板を得た。
この電極の諸物件は、常法により測定した結末、下表の
番号１に示す値を得た。すなわち、成形品密度が８１０
Ｋｆ／／ＰＬ’＋空隙率６３％２曲げ強さ１４５（−と
いう比較的剛性の畠い平板が得られたか、耐電解質液、
ガス透過性共に優れた性質を示した。また、本実施例で
得られた導電性多孔質平板を、その組織を模式的に拡大
して示したのが第３図である。図中、２１をもって三次
元網目状の骨格構造を有する多孔質カーボンを示す。
番号１に示す値を得た。すなわち、成形品密度が８１０
Ｋｆ／／ＰＬ’＋空隙率６３％２曲げ強さ１４５（−と
いう比較的剛性の畠い平板が得られたか、耐電解質液、
ガス透過性共に優れた性質を示した。また、本実施例で
得られた導電性多孔質平板を、その組織を模式的に拡大
して示したのが第３図である。図中、２１をもって三次
元網目状の骨格構造を有する多孔質カーボンを示す。
表
実施例２〜５
この場合の第１工程を第１図Ｃに示す。すなわち、多孔
質樹脂１１、例えば商品名プリジストンタイヤ■製スコ
ツトフェルトを型にセットし、スラリ状石こう１２を注
形して硬化させ、焼成１３により樹脂を熱分解除去した
ポーラス鋳型１４になし、次に４００ ｃで１時間以上
保持したナフサタールピッチ融液１５を注形し、焼成１
６の後ジェット水またはショツトブラストなどの機械的
振動による石こう除去作業１７を経て、空隙率９２％の
多孔質カーボン５を得た。
質樹脂１１、例えば商品名プリジストンタイヤ■製スコ
ツトフェルトを型にセットし、スラリ状石こう１２を注
形して硬化させ、焼成１３により樹脂を熱分解除去した
ポーラス鋳型１４になし、次に４００ ｃで１時間以上
保持したナフサタールピッチ融液１５を注形し、焼成１
６の後ジェット水またはショツトブラストなどの機械的
振動による石こう除去作業１７を経て、空隙率９２％の
多孔質カーボン５を得た。
次に、第２工程は実施例１と同じ反応射出成形機と型を
用い、射出量を変えること罠より成形品密度７００〜２
５０ Ｋ／、／まで変化させた光泡構造体成形品を得、
この成形品を実施例１と同様の方法により焼成して電極
板としての導電性多孔質平板を得た。
用い、射出量を変えること罠より成形品密度７００〜２
５０ Ｋ／、／まで変化させた光泡構造体成形品を得、
この成形品を実施例１と同様の方法により焼成して電極
板としての導電性多孔質平板を得た。
これらの電極板の緒特性は前記表の信号２〜５に示すと
おりである。すなわち、空隙率が６６〜７８％を示し、
これに応じて成形品密度は６９０Ｋｆ／ｉから２６０
ｂ／−へ小さくなり、曲げ強さも１５５ Ｋｇ／ｃｄか
ら９５（個へ減じてゆくが、実用上何ら差支えな（勿論
耐電解質液、ガス透過性も甑めて良好である。
おりである。すなわち、空隙率が６６〜７８％を示し、
これに応じて成形品密度は６９０Ｋｆ／ｉから２６０
ｂ／−へ小さくなり、曲げ強さも１５５ Ｋｇ／ｃｄか
ら９５（個へ減じてゆくが、実用上何ら差支えな（勿論
耐電解質液、ガス透過性も甑めて良好である。
これらの実施例において、骨格材としての機能を有する
多孔質カーボンの成形樹脂として、ポリウレタン、ナイ
ロン、ポリスチレン、エポキシ、ポリエステルおよびシ
リコーンを生成するための主材と硬化材の化学的活性な
２棟類の液状組成物を用いることができる。
多孔質カーボンの成形樹脂として、ポリウレタン、ナイ
ロン、ポリスチレン、エポキシ、ポリエステルおよびシ
リコーンを生成するための主材と硬化材の化学的活性な
２棟類の液状組成物を用いることができる。
また、化学的活性の市い原液主材中に発泡剤を予め混合
させ、反応射出成形時に成形品が発泡構造体となるよう
にして、焼成時の炭化と多孔質化の速度を上げることも
できる。
させ、反応射出成形時に成形品が発泡構造体となるよう
にして、焼成時の炭化と多孔質化の速度を上げることも
できる。
更に、１個の原料供給設備ユニットに対して多数個の成
形用型を配置し、同時に多数の発泡成形品を得ることに
よって、導電性多孔質平板を経済的に生産することがで
きる。
形用型を配置し、同時に多数の発泡成形品を得ることに
よって、導電性多孔質平板を経済的に生産することがで
きる。
以上の説明により、燃料電池用電極として性能上すぐれ
ていて、電力事業用の大容量のものとして有効な導電性
リプ付き多孔質電極板の新規な製造方法が確立すること
ができた。すなわち、極板の骨格構造としての空隙率の
大きい多孔質カーボンの製造方法と、燃料ガスの燃焼効
率の点から緻密な気孔（６０〜８０％免隙率）を付与す
るための新規な反応射出成形法による発泡構造体の成形
方法を用いることにより、低圧力下でそりなどの変形が
発生することなしに、ガス透過性は勿論、耐電解質液、
曲げ強さにおいてもすぐれた特性を示した。
ていて、電力事業用の大容量のものとして有効な導電性
リプ付き多孔質電極板の新規な製造方法が確立すること
ができた。すなわち、極板の骨格構造としての空隙率の
大きい多孔質カーボンの製造方法と、燃料ガスの燃焼効
率の点から緻密な気孔（６０〜８０％免隙率）を付与す
るための新規な反応射出成形法による発泡構造体の成形
方法を用いることにより、低圧力下でそりなどの変形が
発生することなしに、ガス透過性は勿論、耐電解質液、
曲げ強さにおいてもすぐれた特性を示した。
また、これらの実施例をとおして、従来大面積を必要と
する多孔質′電極板の密度分布が００１ないし０１のば
らつきを有して、出力電流の濃淡を招来して事業用とし
て欠点があったものを、密度分布が００１ないしｏ、０
２という均一性を得て安定した出力電流を得ることがで
きた。
する多孔質′電極板の密度分布が００１ないし０１のば
らつきを有して、出力電流の濃淡を招来して事業用とし
て欠点があったものを、密度分布が００１ないしｏ、０
２という均一性を得て安定した出力電流を得ることがで
きた。
本発明による導電性多孔質平板は、以上の説明によって
明らかなように、エネルギ変換効率が旨く、かつその製
造方法は大容量用に適しすぐれた経済性を有する効果が
上げられる。
明らかなように、エネルギ変換効率が旨く、かつその製
造方法は大容量用に適しすぐれた経済性を有する効果が
上げられる。
なお当然のことではあるが、本発明は上記説明した実施
例にのみ限定されるものではない。
例にのみ限定されるものではない。
第１図は第１の工程たる多孔質カーボンの製造工程を示
すフローチャート、第２図は導電性多孔質平板の製造工
程を示すフローチャート、第６図は本発明の一実施例に
おいて得られた骨格構造を有する多孔質カーボンを示す
拡大模式２１・・・三次元的網目構造を有する多孔質平
板。 代理人弁理士 高 欄 明 夫−４゜ ５１ 図 ６ 笥 ２ 図 ￥ ３ 図
すフローチャート、第２図は導電性多孔質平板の製造工
程を示すフローチャート、第６図は本発明の一実施例に
おいて得られた骨格構造を有する多孔質カーボンを示す
拡大模式２１・・・三次元的網目構造を有する多孔質平
板。 代理人弁理士 高 欄 明 夫−４゜ ５１ 図 ６ 笥 ２ 図 ￥ ３ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 三次元的網目状構造を有しかつ６０〜８０％の空
隙率を有することを特徴とする導電性多孔質平板。 ２、 樹脂あるいは金属からなる三次元的網目状構造を
有する多孔質体を溶融ピッチで処理後焼成される多孔質
カーボンを、反応射出成形用リブ付きキャビティ内に設
置し、次いで化学的に活性な二種類の原液を反応射出成
形することにより賦形されるリプ付き電極原板を焼成し
てなることを特徴とする導電性多孔質平板の製造方法。 ６ 反応射出成形用の原液に予め発泡剤を混合させてお
くことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の導電
性多孔質平板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58192405A JPS6086013A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 導電性多孔質平板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58192405A JPS6086013A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 導電性多孔質平板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6086013A true JPS6086013A (ja) | 1985-05-15 |
| JPH0413287B2 JPH0413287B2 (ja) | 1992-03-09 |
Family
ID=16290768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58192405A Granted JPS6086013A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 導電性多孔質平板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6086013A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02293384A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-12-04 | Ngk Insulators Ltd | 電子伝導性多孔質セラミックス管の製造方法 |
| JP2010149208A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Toyota Motor Corp | 多孔平板体の表面処理方法、多孔平板体、及び燃料電池 |
| CN106829923A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-06-13 | 石河子大学 | 一种生物质炭材料及制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5751110A (en) * | 1980-09-10 | 1982-03-25 | Kanebo Ltd | Preparation of porous carbon |
-
1983
- 1983-10-17 JP JP58192405A patent/JPS6086013A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5751110A (en) * | 1980-09-10 | 1982-03-25 | Kanebo Ltd | Preparation of porous carbon |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02293384A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-12-04 | Ngk Insulators Ltd | 電子伝導性多孔質セラミックス管の製造方法 |
| JP2010149208A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Toyota Motor Corp | 多孔平板体の表面処理方法、多孔平板体、及び燃料電池 |
| CN106829923A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-06-13 | 石河子大学 | 一种生物质炭材料及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0413287B2 (ja) | 1992-03-09 |
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