JPS6247966A - 燃料電池の製造方法 - Google Patents
燃料電池の製造方法Info
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- JPS6247966A JPS6247966A JP60188152A JP18815285A JPS6247966A JP S6247966 A JPS6247966 A JP S6247966A JP 60188152 A JP60188152 A JP 60188152A JP 18815285 A JP18815285 A JP 18815285A JP S6247966 A JPS6247966 A JP S6247966A
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- electrolyte
- grooves
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
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- 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
- Y02E60/50—Fuel cells
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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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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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】
［発明の技術分野］
本発明は燃料電池に係り、特に電極の端部におけるガス
漏れを確実に防止し得るようにした燃料電池の製造方法
に関する。
漏れを確実に防止し得るようにした燃料電池の製造方法
に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
従来、燃料の有している化学エネルギーを直接電気エネ
ルギーに変換する装置として燃料電池が知られている。
ルギーに変換する装置として燃料電池が知られている。
この燃料電池は通常、電解質層を挾んで一対の対向する
多孔質電極を配置するとともに、一方の電極の背面に水
素等の燃料ガスを接触させ、また他方の電極の背面に酸
素等の酸化剤ガスを接触させ、このとき起こる電気化学
反応を利用して、上記一対の電極間がら電気エネルギー
を取り出すようにしたものであり、前記燃料ガスと酸化
剤ガスが供給されている限り高い変換効率で電気エネル
ギーを取り出すことができるちりである。
多孔質電極を配置するとともに、一方の電極の背面に水
素等の燃料ガスを接触させ、また他方の電極の背面に酸
素等の酸化剤ガスを接触させ、このとき起こる電気化学
反応を利用して、上記一対の電極間がら電気エネルギー
を取り出すようにしたものであり、前記燃料ガスと酸化
剤ガスが供給されている限り高い変換効率で電気エネル
ギーを取り出すことができるちりである。
第２図は、上記原理に基づく特にリン酸を電解質とした
、リブ付電極型の燃料電池における単位セルの構成例を
分解斜視図にて示したものである。
、リブ付電極型の燃料電池における単位セルの構成例を
分解斜視図にて示したものである。
図において、１は電解質としてのリン酸をマトリックス
に含浸してなる電解質層、３ａ、３ｂはこの電解質層１
を挾んで配置された多孔質炭素材からなるアノード電極
、カソード電極であり、その電解質層１と接する側には
触媒２ａ、２ｂが夫々塗布され、かつ背面側にはリブ４
ａ、４ｂおよび燃料ガス、酸化剤ガスの流通する溝５ａ
、５ｂを夫々有している。ここで、燃料ガスの流通する
溝５ａと酸化剤ガスの流通する溝５ｂとは、互いに直交
する方向に規則的に複数本平行に形成されている。以上
により単位セルが形成され、かかる単位セルをち密な炭
素質で作られたセパレータ ６を挾んで複数個積層する
ことにより単位セル積層体を構成している。
に含浸してなる電解質層、３ａ、３ｂはこの電解質層１
を挾んで配置された多孔質炭素材からなるアノード電極
、カソード電極であり、その電解質層１と接する側には
触媒２ａ、２ｂが夫々塗布され、かつ背面側にはリブ４
ａ、４ｂおよび燃料ガス、酸化剤ガスの流通する溝５ａ
、５ｂを夫々有している。ここで、燃料ガスの流通する
溝５ａと酸化剤ガスの流通する溝５ｂとは、互いに直交
する方向に規則的に複数本平行に形成されている。以上
により単位セルが形成され、かかる単位セルをち密な炭
素質で作られたセパレータ ６を挾んで複数個積層する
ことにより単位セル積層体を構成している。
また、上記単位セル積層体は第３図に示す如く、その上
下端側に集電板７、絶縁板８締付板９、端子１０を夫々
取（＝ｉけ、適当な締付は圧でもって上下方向から締付
けるようにしている。さらに、かかる単位セル積層体の
側面側にはガスケット１１を介して、燃料ガス、酸化剤
ガスを管１６を通し供給および排出するための一対のマ
ニホールド１２および１３．１４および１５を夫々対向
して配置し、適当な圧力で締付は固定することにより燃
料電池を構成している。
下端側に集電板７、絶縁板８締付板９、端子１０を夫々
取（＝ｉけ、適当な締付は圧でもって上下方向から締付
けるようにしている。さらに、かかる単位セル積層体の
側面側にはガスケット１１を介して、燃料ガス、酸化剤
ガスを管１６を通し供給および排出するための一対のマ
ニホールド１２および１３．１４および１５を夫々対向
して配置し、適当な圧力で締付は固定することにより燃
料電池を構成している。
さてかかる構成の燃料電池において、アノード電極３ａ
、 カソード電極３ｂは通気性が必要であることから炭
素質の多孔性材料で作られる。したがって、その溝５ａ
を流通する燃料ガスがアノード電極３ａの縁部１７ａの
内部を自由に通過して酸化剤ガス側のマニホールド１４
および１５室内に漏れたり、または溝５ｂを流通する酸
化剤ガスがカソード電極３ｂの縁部１７ｂの内部を自由
に通過して燃料ガス側のマニホールド１２および１３室
内に漏れたりし、結果的に両ガスが混合することになり
非常に危険である。このため、アノード電極３ａおよび
カソード電極３ｂの縁部１７ａおよび１７ｂにはガス漏
れ防止策としてのシールを施すことが必要であり、縁部
１７ａおよび１７ｂには樹脂やゴム材を含浸したり、あ
るいは耐熱、耐電解質性の樹脂フィルムをコの字状に巻
き付けたり、またはシリコンカーバイド粉末を塗布して
親水性を持たせ電解質と同じリン酸を含浸する、いわゆ
るウェットシール法等の端部シールが施されている。し
かし、最後のウェットシール法は簡便な方法ではあるも
のの、シール性能が不完全で信頼性に乏しい。
、 カソード電極３ｂは通気性が必要であることから炭
素質の多孔性材料で作られる。したがって、その溝５ａ
を流通する燃料ガスがアノード電極３ａの縁部１７ａの
内部を自由に通過して酸化剤ガス側のマニホールド１４
および１５室内に漏れたり、または溝５ｂを流通する酸
化剤ガスがカソード電極３ｂの縁部１７ｂの内部を自由
に通過して燃料ガス側のマニホールド１２および１３室
内に漏れたりし、結果的に両ガスが混合することになり
非常に危険である。このため、アノード電極３ａおよび
カソード電極３ｂの縁部１７ａおよび１７ｂにはガス漏
れ防止策としてのシールを施すことが必要であり、縁部
１７ａおよび１７ｂには樹脂やゴム材を含浸したり、あ
るいは耐熱、耐電解質性の樹脂フィルムをコの字状に巻
き付けたり、またはシリコンカーバイド粉末を塗布して
親水性を持たせ電解質と同じリン酸を含浸する、いわゆ
るウェットシール法等の端部シールが施されている。し
かし、最後のウェットシール法は簡便な方法ではあるも
のの、シール性能が不完全で信頼性に乏しい。
通常、電極端部への親水性材料の含浸処理は、親水性粉
末の水溶液中に電極端部を浸せきし、これを減圧して粉
末を含浸させ乾燥した後に電解質を保持させる方法がと
られるが、この場合かなり粒径の小さな親水性材料を用
いても、水溶液中においてはそれらが凝集して２次粒子
を形成しているため、電極端部の内部まではなかなか充
填されず表面層の極く近傍までしか含浸されない。その
ため、ここにリン酸を含浸させた場合そのシール性は充
分に確保されなかった。
末の水溶液中に電極端部を浸せきし、これを減圧して粉
末を含浸させ乾燥した後に電解質を保持させる方法がと
られるが、この場合かなり粒径の小さな親水性材料を用
いても、水溶液中においてはそれらが凝集して２次粒子
を形成しているため、電極端部の内部まではなかなか充
填されず表面層の極く近傍までしか含浸されない。その
ため、ここにリン酸を含浸させた場合そのシール性は充
分に確保されなかった。
そこで、最近では第４図にその斜視図を示したように、
電極端部Ａをまず親水性材料にて含浸処理した後に、端
部のガス流通用の溝をペースト状の親水性材料で充填し
、その後に電解質を保持させてシールするような方法が
提案されてきている。
電極端部Ａをまず親水性材料にて含浸処理した後に、端
部のガス流通用の溝をペースト状の親水性材料で充填し
、その後に電解質を保持させてシールするような方法が
提案されてきている。
この方法では、減圧含浸処理による親水性材料の充填は
ガス流通用溝の残肉部の比較的薄い部分のみ（約０．５
ｍｍ）であることから親水性祠料は充分に含浸され、さ
らにその上の加工溝Ｂ部にベーストが充填されているの
で、ここに電解質を保持させた場合にはそのシール性が
向上して、電極端部Ａからのガス漏れを充分に防止する
ことができる。しかし、この方法においては電極端部Ａ
からのガス漏れを充分に防止することができるものの、
溝Ｂ加工部に充填した親水性材料の積層面が而出しが充
分でないと、電極積層面からのガス漏れが大きくなって
しまうという問題がある。また、加工溝Ｂを親水性材料
で充填した後に乾燥、焼キ１ｑという操作を行なうと１
．充填した粉末の親水性材料に亀裂が生じてそこからガ
ス漏れが起こることがあり、このことは保持電解質が消
失してくる電池運転の後期において特に問題となる。さ
らに、この電極端部Ａに保持させる電解質と電解質層に
保持させる電解質との液絡が充分にとられていないため
、電極端部人の電解質が比較的早く消失して長期にわた
るシール性を確保することができないという問題がある
。
ガス流通用溝の残肉部の比較的薄い部分のみ（約０．５
ｍｍ）であることから親水性祠料は充分に含浸され、さ
らにその上の加工溝Ｂ部にベーストが充填されているの
で、ここに電解質を保持させた場合にはそのシール性が
向上して、電極端部Ａからのガス漏れを充分に防止する
ことができる。しかし、この方法においては電極端部Ａ
からのガス漏れを充分に防止することができるものの、
溝Ｂ加工部に充填した親水性材料の積層面が而出しが充
分でないと、電極積層面からのガス漏れが大きくなって
しまうという問題がある。また、加工溝Ｂを親水性材料
で充填した後に乾燥、焼キ１ｑという操作を行なうと１
．充填した粉末の親水性材料に亀裂が生じてそこからガ
ス漏れが起こることがあり、このことは保持電解質が消
失してくる電池運転の後期において特に問題となる。さ
らに、この電極端部Ａに保持させる電解質と電解質層に
保持させる電解質との液絡が充分にとられていないため
、電極端部人の電解質が比較的早く消失して長期にわた
るシール性を確保することができないという問題がある
。
［発明の目的］
本発明は上記のような問題を解決するために成されたも
ので、その目的は電極端部のシールを確実に行なって電
極端部の側面および電池積層面がらのガス漏れを防止す
ると共に、電極端部に保持された電解質を長期にわたっ
て安定に保持し信頼性の向上を図ることが可能な燃料電
池の製造方法を提供することにある。
ので、その目的は電極端部のシールを確実に行なって電
極端部の側面および電池積層面がらのガス漏れを防止す
ると共に、電極端部に保持された電解質を長期にわたっ
て安定に保持し信頼性の向上を図ることが可能な燃料電
池の製造方法を提供することにある。
［発明の概要］
上記目的を達成するために本発明では、ガス流通用の溝
を有する導電性の多孔質基体の片面に触媒層が塗着され
て成る一対の電極間に、電解質を含浸した電解質層を挟
んで構成される燃料電池の製造方法において、上記電極
の端部に（ガス流通用の溝と略同程度の幅、深さで）触
媒層側の面からシール用の溝加工を施す第１の工程と、
炭素粉末またはシリコンカーバイド粉末等の親水性粉末
を主成分とするスラリーを上記電極の端部に真空含浸し
て乾燥処理する第２の工程と、この第２の工程と同様の
親水性粉末でやや粘度の高いペースト状のものを上記電
極端部のシール用溝加工部に充填し、乾燥、焼成した後
に電解質を含浸処理する第３の工程とから成ることを特
徴とする。
を有する導電性の多孔質基体の片面に触媒層が塗着され
て成る一対の電極間に、電解質を含浸した電解質層を挟
んで構成される燃料電池の製造方法において、上記電極
の端部に（ガス流通用の溝と略同程度の幅、深さで）触
媒層側の面からシール用の溝加工を施す第１の工程と、
炭素粉末またはシリコンカーバイド粉末等の親水性粉末
を主成分とするスラリーを上記電極の端部に真空含浸し
て乾燥処理する第２の工程と、この第２の工程と同様の
親水性粉末でやや粘度の高いペースト状のものを上記電
極端部のシール用溝加工部に充填し、乾燥、焼成した後
に電解質を含浸処理する第３の工程とから成ることを特
徴とする。
［発明の実施例〕
まず、端部シールのためのウェットシール法の特徴は、
前述した樹脂やゴムを含浸する方法に比べて、電池が停
止時の常温から運転時の２００℃を越える高温の間で材
料の膨張差による応力発生や積層圧力の変動が少ないこ
とであるが、弱点としてはシールの信頼性が低いことで
ある。このウェットシール法は、電極端部の溝部をシリ
コンカーバイドや炭素粉末等の親水性材料で充填せしめ
てこれにリン酸を含浸し、リン酸の表面張力により気体
の通過を防止しようとするものであることから、電極端
部の溝部に親水性粉末を如何に充填するかによりシール
性能の信頼性が決まると言える。
前述した樹脂やゴムを含浸する方法に比べて、電池が停
止時の常温から運転時の２００℃を越える高温の間で材
料の膨張差による応力発生や積層圧力の変動が少ないこ
とであるが、弱点としてはシールの信頼性が低いことで
ある。このウェットシール法は、電極端部の溝部をシリ
コンカーバイドや炭素粉末等の親水性材料で充填せしめ
てこれにリン酸を含浸し、リン酸の表面張力により気体
の通過を防止しようとするものであることから、電極端
部の溝部に親水性粉末を如何に充填するかによりシール
性能の信頼性が決まると言える。
そして、この電極端部の溝部に親水性粉末を充填するに
は、粉末に水または溶剤など液体を混和したいわゆるス
ラリーを作ってこれを圧入するようにすれはよい。しか
しこの方法では、現在親水性材料の候補となり得るカー
ボン粉末、シリコンカーバイト等の粒子が厚手の多孔質
基体には充分に含浸されないことから、本発明では電極
端部にシール用の溝加工を施し、この溝加工を施した残
肉部に上記含浸処理を行ない、さらにこの溝部には含浸
液よりも粘性の高いペースト状の親水性材料を充填し、
乾燥、焼成した後に、ここに電解質を含浸保持させてシ
ール性を確保しようとするものである。
は、粉末に水または溶剤など液体を混和したいわゆるス
ラリーを作ってこれを圧入するようにすれはよい。しか
しこの方法では、現在親水性材料の候補となり得るカー
ボン粉末、シリコンカーバイト等の粒子が厚手の多孔質
基体には充分に含浸されないことから、本発明では電極
端部にシール用の溝加工を施し、この溝加工を施した残
肉部に上記含浸処理を行ない、さらにこの溝部には含浸
液よりも粘性の高いペースト状の親水性材料を充填し、
乾燥、焼成した後に、ここに電解質を含浸保持させてシ
ール性を確保しようとするものである。
以下、その具体的な一実施例について図面を参照して説
明する。本実施例では、次のようにして電極の端部シー
ルを施工する。
明する。本実施例では、次のようにして電極の端部シー
ルを施工する。
すなわち、第１図にその斜視図を示すようにまず第１の
工程として、ガス流通用の溝を有する導電性の多孔質基
体の片面に触媒層が塗着されて成る電極の端部Ａに、上
記ガス流通用の溝と略同程度の幅、深さで触媒層側の面
からダイヤモンドバーによりシール用の溝Ｂ加工を施す
。ここで多孔質基体としては、炭素繊維をフェノール樹
脂で接着し、１０００℃以上の高温で炭化した材料が一
般的であり、例えば気孔率６０〜７５％、崇密度０．５
５程度のものを用いる。
工程として、ガス流通用の溝を有する導電性の多孔質基
体の片面に触媒層が塗着されて成る電極の端部Ａに、上
記ガス流通用の溝と略同程度の幅、深さで触媒層側の面
からダイヤモンドバーによりシール用の溝Ｂ加工を施す
。ここで多孔質基体としては、炭素繊維をフェノール樹
脂で接着し、１０００℃以上の高温で炭化した材料が一
般的であり、例えば気孔率６０〜７５％、崇密度０．５
５程度のものを用いる。
次に第２の工程として、炭素粉末またはシリコンカーバ
イド粉末等の親水性粉末を主成分とするスラリーを、上
記電極の端部Ａに真空減圧含浸して乾燥処理する。すな
わち、例えば電極の端部Ａをスラリー中に浸せきし、真
空容器中において減圧−常圧の操作を２〜３回程度繰返
した後に、基体表面上の付着物を落として２００℃で１
時間程度乾燥処理を行なう。この場合、真空乾燥器で真
空引きしながら乾燥するようにしてもよい。なお上記で
、含浸液としては例えば以下のような組成のものを用い
る。
イド粉末等の親水性粉末を主成分とするスラリーを、上
記電極の端部Ａに真空減圧含浸して乾燥処理する。すな
わち、例えば電極の端部Ａをスラリー中に浸せきし、真
空容器中において減圧−常圧の操作を２〜３回程度繰返
した後に、基体表面上の付着物を落として２００℃で１
時間程度乾燥処理を行なう。この場合、真空乾燥器で真
空引きしながら乾燥するようにしてもよい。なお上記で
、含浸液としては例えば以下のような組成のものを用い
る。
（その１）
Ｖｕｌｃａｎ ＸＣ−７２Ｒ（キャボット社）（平均
粒径３０μｍ） ・・・３０ｇ純水
・・・４２０ｍ１Ｔｅｆ Ｉｏ
ｎ ３０−Ｊ （三井フロロケミカル社）
・・・５ ｍ１Ｔｒｉｔｏｎ
Ｘ−１００（Ｒｈｏｍ ＆Ｈａｓｓ社）（非イオン
性界面活性剤）・・・１９ｍ１ （その２） ＳｉＣ（昭和電工製）（平均粒径１μｍ）・・・１２０
ｇ 純水 ・・・７５ｍ１Ｔｅ
ｆｌｏｎ ３０−Ｊ （三井フロロケミカル社）
・・・１．９ｇＴｒｉｔｏｎ
ＸＸ−１００（Ｒｈｏ ＆Ｈａｓｓ社）（非イオ
ン性界面活性剤）・・・８ｇ 更に第３工程として、上記第２の工程と同様の親水性粉
末でやや粘度の高いペースト状のものを、上記゛１８極
端部Ａのシール用溝Ｂ加工部に充填し、乾燥、焼成した
後に電解質であるリン酸を含浸処理する。この場合、シ
ール用溝Ｂ加工部へのペースト充填の後に乾燥（２００
℃、１時間）、焼成（３２０℃、６分）を行なうと、充
填されたペーストが収縮して充填物に亀裂か生じる恐れ
かあるので、少なくとも２回以上のペースト埋め一乾燥
の操作を行なうことが好ましい。そしてこの点からは、
親水性材料としてシリコンカーバイトを用いる方が、亀
裂が生じにくくより好ましいことが判明した。なお上記
で、溝埋め用の粘性の高いペースト状親水剤としては例
えば以下のような組成のものを用いる。
粒径３０μｍ） ・・・３０ｇ純水
・・・４２０ｍ１Ｔｅｆ Ｉｏ
ｎ ３０−Ｊ （三井フロロケミカル社）
・・・５ ｍ１Ｔｒｉｔｏｎ
Ｘ−１００（Ｒｈｏｍ ＆Ｈａｓｓ社）（非イオン
性界面活性剤）・・・１９ｍ１ （その２） ＳｉＣ（昭和電工製）（平均粒径１μｍ）・・・１２０
ｇ 純水 ・・・７５ｍ１Ｔｅ
ｆｌｏｎ ３０−Ｊ （三井フロロケミカル社）
・・・１．９ｇＴｒｉｔｏｎ
ＸＸ−１００（Ｒｈｏ ＆Ｈａｓｓ社）（非イオ
ン性界面活性剤）・・・８ｇ 更に第３工程として、上記第２の工程と同様の親水性粉
末でやや粘度の高いペースト状のものを、上記゛１８極
端部Ａのシール用溝Ｂ加工部に充填し、乾燥、焼成した
後に電解質であるリン酸を含浸処理する。この場合、シ
ール用溝Ｂ加工部へのペースト充填の後に乾燥（２００
℃、１時間）、焼成（３２０℃、６分）を行なうと、充
填されたペーストが収縮して充填物に亀裂か生じる恐れ
かあるので、少なくとも２回以上のペースト埋め一乾燥
の操作を行なうことが好ましい。そしてこの点からは、
親水性材料としてシリコンカーバイトを用いる方が、亀
裂が生じにくくより好ましいことが判明した。なお上記
で、溝埋め用の粘性の高いペースト状親水剤としては例
えば以下のような組成のものを用いる。
（その１）
Ｖｕｌｃａｎ ＸＣ−７２Ｒ（キャボット社）・・・
３０ｇ 純水 ・・・３００ ｍ１Ｔｅ
ｆ Ｉｏｎ ３０−Ｊ （三井フロロケミカル社）
・・・０．９ｍ１Ｃａｒｂ
ｏｐｏｌ （増粘剤）−０，４５ｇ（その２） ＳｉＣ・・・１３０ｇ 純水 ・・・６０ｍ１Ｔｅｆ
ｉｏｎ ３０−Ｊ （三井フロロケミカル社）
・・・３．５ｇＣａｒｂｏ
ｐｏｌ （増粘剤）・ ０．２６ｇかかる方法により
、シリコンカーバイドを親水剤として含浸しシール加工
を施した電極を平板のインターコネクタに挟み、面圧２
ｋｇ ／ ｃｉで締付けた後にマニホールドを取付け
て電極に一定圧の空気を封入し、電極端部Ａの一方側を
閉じて相対する側からの空気の測れ速さを１８０°Ｃに
おいて測定したところ、シール長１０ｃｍ当たり封入圧
１０ｃｍＡｑのところで３．７Ｘ１０−４ｃｃ／ｓｅｃ
−ｃｍＡｑであった。またこの漏れの速さは、空気の封
入圧を２０ｃｍＨｇまであげてもほとんと変化かなかっ
た。このことから、実際の電池運転時において供給ガス
圧が急上昇したような場合でも、電極端部Ａからのガス
漏れは十分に阻止できることが明らかとなった。
３０ｇ 純水 ・・・３００ ｍ１Ｔｅ
ｆ Ｉｏｎ ３０−Ｊ （三井フロロケミカル社）
・・・０．９ｍ１Ｃａｒｂ
ｏｐｏｌ （増粘剤）−０，４５ｇ（その２） ＳｉＣ・・・１３０ｇ 純水 ・・・６０ｍ１Ｔｅｆ
ｉｏｎ ３０−Ｊ （三井フロロケミカル社）
・・・３．５ｇＣａｒｂｏ
ｐｏｌ （増粘剤）・ ０．２６ｇかかる方法により
、シリコンカーバイドを親水剤として含浸しシール加工
を施した電極を平板のインターコネクタに挟み、面圧２
ｋｇ ／ ｃｉで締付けた後にマニホールドを取付け
て電極に一定圧の空気を封入し、電極端部Ａの一方側を
閉じて相対する側からの空気の測れ速さを１８０°Ｃに
おいて測定したところ、シール長１０ｃｍ当たり封入圧
１０ｃｍＡｑのところで３．７Ｘ１０−４ｃｃ／ｓｅｃ
−ｃｍＡｑであった。またこの漏れの速さは、空気の封
入圧を２０ｃｍＨｇまであげてもほとんと変化かなかっ
た。このことから、実際の電池運転時において供給ガス
圧が急上昇したような場合でも、電極端部Ａからのガス
漏れは十分に阻止できることが明らかとなった。
上述したように本実施例においては、電極の端部Ａにシ
ール用溝Ｂ加工を施し、残肉部を含めた電極端部Ａを炭
素粉末またはシリコンカーバイト粉末等の親水性材料の
スラリーに浸せきして含浸処理したものに、さらにシー
ル用溝Ｂに親水性材料のペーストを充填するようにした
ので、電極端部Ａのシールを確実に行なって電極端部Ａ
のｆｔｉ’１面からのガス漏れを完全に防止することか
できる。
ール用溝Ｂ加工を施し、残肉部を含めた電極端部Ａを炭
素粉末またはシリコンカーバイト粉末等の親水性材料の
スラリーに浸せきして含浸処理したものに、さらにシー
ル用溝Ｂに親水性材料のペーストを充填するようにした
ので、電極端部Ａのシールを確実に行なって電極端部Ａ
のｆｔｉ’１面からのガス漏れを完全に防止することか
できる。
また、このシール用溝Ｂ加工部は触媒層側の而の電解質
層に接する側に施すようにしているので、従来のように
溝加工した積層前からのガス漏４；れはなく、電極端部
Ａに保持されている電解質で、ｂるリン酸と電解質層中
の液絡か充分にとられ、’ｉ、ｊｉ Ｆ’ｊ（端部Ａに
も電解質かバランスよく長期にわたって供給され、信頼
性の高いウェットシールを１−１なうことか可能となる
。このことにより、かかる端部シールを施工した電極を
用いた燃料電池は、長門間にわたって極めて安定に作動
させることθ１できる。
層に接する側に施すようにしているので、従来のように
溝加工した積層前からのガス漏４；れはなく、電極端部
Ａに保持されている電解質で、ｂるリン酸と電解質層中
の液絡か充分にとられ、’ｉ、ｊｉ Ｆ’ｊ（端部Ａに
も電解質かバランスよく長期にわたって供給され、信頼
性の高いウェットシールを１−１なうことか可能となる
。このことにより、かかる端部シールを施工した電極を
用いた燃料電池は、長門間にわたって極めて安定に作動
させることθ１できる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨を変更しない範囲で種々に変形して実施すること
ができるものである。
の要旨を変更しない範囲で種々に変形して実施すること
ができるものである。
「発明の効用コ
以−１−説明［７たように本発明によれば、ガス流通用
の溝をａする導電性の多孔質基体の片面に触媒層か塗着
されて成る一対の電極間に、電解質を含浸した電解質層
を挟んで構成される燃料電池を製造する場合に、上記電
極の端部に（ガス流通用の溝と略同程度の幅、深さで）
触媒層側の面からシール用の溝加工を施し、次に炭素粉
末またはシリコンカーバイド粉末等の親水性粉末を主成
分とするスラリーを上記電極の端部に真空含浸して乾燥
処理し、しかる後に上記と同様の親水性粉末でやや粘度
の高いペースト状のものを上記電極端部のシール用溝加
工部に充填し、乾燥、焼成した後に″電解質を含浸処理
して電極の端部シールを施工するようにしたので、電極
端部のシールを確実に行なって電極端部の側面および電
池積層面からのガスん】れを防止すると共に、電極端部
に保持された電解質を長期にわたって安定に保持し信頼
性の向１＝を図ることが可能な燃料電池の製造方法が提
供できる。
の溝をａする導電性の多孔質基体の片面に触媒層か塗着
されて成る一対の電極間に、電解質を含浸した電解質層
を挟んで構成される燃料電池を製造する場合に、上記電
極の端部に（ガス流通用の溝と略同程度の幅、深さで）
触媒層側の面からシール用の溝加工を施し、次に炭素粉
末またはシリコンカーバイド粉末等の親水性粉末を主成
分とするスラリーを上記電極の端部に真空含浸して乾燥
処理し、しかる後に上記と同様の親水性粉末でやや粘度
の高いペースト状のものを上記電極端部のシール用溝加
工部に充填し、乾燥、焼成した後に″電解質を含浸処理
して電極の端部シールを施工するようにしたので、電極
端部のシールを確実に行なって電極端部の側面および電
池積層面からのガスん】れを防止すると共に、電極端部
に保持された電解質を長期にわたって安定に保持し信頼
性の向１＝を図ることが可能な燃料電池の製造方法が提
供できる。
第１図は本発明の一実施例により製造した電極を示す斜
視図、第２図はリブ付電極型の燃料電池の単位セルの構
成を示す分解斜視図、第３図は燃料電池の構成を示す分
解斜視図、第４図は従来の方法により製造した電極を示
す斜視図である。 Ａ・・・電極端部、Ｂ・・・加工溝、１・・・電解質層
、２ａ、２ｂ・・・触媒、３ａ・・・アノード電極、３
ｂ・・・カソード電極、４ａ、４ｂ・・・リブ、５ａ、
５ｂ・・・溝、７・・・集電板、８・・・絶縁板、９・
・・締付板、１１・・・ガスケット、１２〜１５・・・
マニホールド、１６・・・酸化剤（空気）供給管、１７
ａ、１７ｂ・・・縁部、２１・・・端子。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 巳 第１図 第２図 第３図 Ｂ 第４図
視図、第２図はリブ付電極型の燃料電池の単位セルの構
成を示す分解斜視図、第３図は燃料電池の構成を示す分
解斜視図、第４図は従来の方法により製造した電極を示
す斜視図である。 Ａ・・・電極端部、Ｂ・・・加工溝、１・・・電解質層
、２ａ、２ｂ・・・触媒、３ａ・・・アノード電極、３
ｂ・・・カソード電極、４ａ、４ｂ・・・リブ、５ａ、
５ｂ・・・溝、７・・・集電板、８・・・絶縁板、９・
・・締付板、１１・・・ガスケット、１２〜１５・・・
マニホールド、１６・・・酸化剤（空気）供給管、１７
ａ、１７ｂ・・・縁部、２１・・・端子。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 巳 第１図 第２図 第３図 Ｂ 第４図
Claims (3)
- （１）ガス流通用の溝を有する導電性の多孔質基体の片
面に触媒層が塗着されて成る一対の電極間に、電解質を
含浸した電解質層を挟んで構成される燃料電池の製造方
法において、前記電極の端部に触媒層側の面からシール
用の溝加工を施す第１の工程と、親水性粉末を主成分と
するスラリーを前記電極の端部に真空含浸して乾燥処理
する第２の工程と、この第２の工程と同様の親水性粉末
でやや粘度の高いペースト状のものを前記電極端部のシ
ール用溝加工部に充填し、乾燥、焼成した後に電解質を
含浸処理する第３の工程とから成ることを特徴とする燃
料電池の製造方法。 - （２）親水性粉末としては、炭素粉末またはシリコンカ
ーバイド粉末を用いるようにしたことを特徴とする特許
請求の範囲第（１）項記載の燃料電池の製造方法。 - （３）シール用の溝加工は、ガス流通用の溝と略同程度
の幅、深さで施すようにしたことを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項記載の燃料電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60188152A JPS6247966A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 燃料電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60188152A JPS6247966A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 燃料電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6247966A true JPS6247966A (ja) | 1987-03-02 |
Family
ID=16218657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60188152A Pending JPS6247966A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 燃料電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6247966A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04154048A (ja) * | 1990-10-17 | 1992-05-27 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
-
1985
- 1985-08-27 JP JP60188152A patent/JPS6247966A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04154048A (ja) * | 1990-10-17 | 1992-05-27 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
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