JP2006031951A - 固体高分子型燃料電池用ガス拡散電極の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フッ素樹脂を該フッ素樹脂が溶解する溶媒に添加してフッ素樹脂溶液またはスラリーと炭素材料を前記フッ素樹脂が溶解する溶媒に分散させて炭素分散液とを混合し、次いで前記フッ素樹脂が溶解する溶媒よりも沸点が高く、且つ前記フッ素樹脂を溶解しない溶媒を前記混合分散液に添加して塗料を作製し、その塗料を基材の上に塗布し、乾燥して、多孔質の燃料電池用ガス拡散電極を製造する。
【選択図】 なし
Description
炭素材料を分散させる媒体としては、上記例示した溶媒を使用することができる。炭素材料を分散させるためには、市販の撹拌機を用いることができ、例えば特殊機化社製のホモミキサー、キーエンス社製のハイブリッドミキサー等が好適に用いられる。炭素分散液の濃度は、炭素材料含有量が5〜20重量%範囲が好ましい。
空隙率(%)=[{(a+b+c)−ガス拡散電極の密度}/(a+b+c)]×100
密度(g/cm3)=単位面積当たりの質量/膜厚×単位面積
次いで、平均一次粒子径40nmのアセチレンブラック30重量部を300重量部の1−メチル−2−ピロリドンに分散し、炭素分散液を得た。
前記フッ素樹脂スラリーと炭素分散液を混合して、混合分散液を得、さらに50重量部のジエチレングリコールを添加し、撹拌して、塗料を得た。
得られた塗料を、ポリイミド製またはPEN性基材にアプリケーターを用いて塗工して塗工膜を形成し、乾燥させて、表1に示す膜厚および空隙率を有するガス拡散電極を得た。
次いで、平均一次粒子径40nmのアセチレンブラック30重量部を300重量部の1−メチル−2−ピロリドンに分散させ、炭素分散液を得た。
前記、フッ素−フィラー分散液と炭素分散液とを混合して混合分散液を得、さらに50重量部のジエチレングリコールを添加し、撹拌して、塗料を得た。
得られた最終塗料を、ポリイミド製またはPEN製の基材にアプリケーターを用いて塗工して塗工膜を得、乾燥させて、表1に示す膜厚および空隙率を有するガス拡散電極を得た。
次いで、平均一次粒子径40nmのアセチレンブラック30重量部と粒子径40nmの親水性フィラー(二酸化ケイ素)15重量部を300重量部の1−メチル−2−ピロリドンに分散させ、炭素−フィラー分散液を得た。
前記、フッ素樹脂スラリーと炭素−フィラー分散液とを混合して混合分散液を得、さらに50重量部のジエチレングリコールを添加し、撹拌して塗料を得た。
得られた塗料を、ポリイミド製またはPEN製の基材にアプリケーターを用いて塗工して塗工膜を得、乾燥させて、表1に示す膜厚および空隙率を有するガス拡散電極を得た。
次いで、平均一次粒子径40nmのアセチレンブラック30重量部を300重量部の1−メチル−2−ピロリドンに分散させ、炭素分散液を得た。
上記フッ素樹脂スラリー、上記炭素分散液および粒子径40nmの親水性フィラー(二酸化ケイ素)15重量部を混合して混合分散液を得、さらに50重量部のジエチレングリコールを添加し、撹拌して、塗料を得た。
得られた塗料を、ポリイミド製またはPEN製の基材にアプリケーターを用いて塗工して塗工膜を得、乾燥させて、表1に示す膜厚および空隙率を有するガス拡散電極を得た。
上記実施例1〜実施例4で得られたガス拡散電極の細部構造を走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、観察したところ、フッ素樹脂が多孔質膜で均一な細孔を形成しており、アセチレンブラックおよび親水性フィラーはフッ素樹脂の表面及び内部に存在していることが確認できた。
Claims (5)
- フッ素樹脂を該フッ素樹脂が溶解する溶媒に添加して得たフッ素樹脂溶液またはスラリーと、炭素材料を前記フッ素樹脂が溶解する溶媒に分散させて得た炭素分散液とを混合して混合分散液を作製し、該混合分散液に、前記フッ素樹脂が溶解する溶媒よりも沸点が高く、且つ前記フッ素樹脂を溶解しない溶媒を添加して塗料を作製し、得られた塗料を基材の上に塗布し、乾燥することを特徴とする固体高分子型燃料電池用ガス拡散電極の製造方法。
- フッ素樹脂および親水性フィラーを該フッ素樹脂が溶解する溶媒に添加して得たフッ素樹脂−フィラー含有スラリーと、炭素材料を前記フッ素樹脂が溶解する溶媒に分散させて得た炭素分散液とを混合して混合分散液を作製し、該混合分散液に、前記フッ素樹脂が溶解する溶媒よりも沸点が高く、且つ前記フッ素樹脂を溶解しない溶媒を添加して塗料を作製し、得られた塗料を基材の上に塗布し、乾燥することを特徴とする固体高分子型燃料電池用ガス拡散電極の製造方法。
- フッ素樹脂を該フッ素樹脂が溶解する溶媒に添加して得たフッ素樹脂溶液またはスラリーと、炭素材料および親水性フィラーを前記フッ素樹脂が溶解する溶媒に分散させて得た炭素−フィラー分散液とを混合して混合分散液を作製し、該混合分散液に、前記フッ素樹脂が溶解する溶媒よりも沸点が高く、且つ前記フッ素樹脂を溶解しない溶媒を添加して塗料を作製し、得られた塗料を基材の上に塗布し、乾燥することを特徴とする固体高分子型燃料電池用ガス拡散電極の製造方法。
- フッ素樹脂を該フッ素樹脂が溶解する溶媒に添加して得たフッ素樹脂溶液またはスラリーと、炭素材料を前記フッ素樹脂が溶解する溶媒に分散させて得た炭素分散液とを混合して混合分散液を作製し、該混合分散液に、親水性フィラーおよび前記フッ素樹脂が溶解する溶媒よりも沸点が高く、且つ前記フッ素樹脂を溶解しない溶媒を添加して塗料を作製し、得られた塗料を基材の上に塗布し、乾燥することを特徴とする固体高分子型燃料電池用ガス拡散電極の製造方法。
- 前記基材がポリイミドフィルムまたはポリエチレンナフタレートフィルムであることを特徴とする請求項1乃至4記載の何れか1項に記載の固体高分子型燃料電池用ガス拡散電極の製造方法。
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