JP2010238414A - Membrane electrode assembly, manufacturing method of membrane electrode assembly, and fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は燃料電池に関する。より具体的には、本発明は単セルが平面配列された燃料電池に関する。 The present invention relates to a fuel cell. More specifically, the present invention relates to a fuel cell in which single cells are arranged in a plane.
燃料電池は水素と酸素とから電気エネルギを発生させる装置であり、高い発電効率を得ることができる。燃料電池の主な特徴としては、従来の発電方式のように熱エネルギや運動エネルギの過程を経ない直接発電であるので、小規模でも高い発電効率が期待できること、窒素化合物等の排出が少なく、騒音や振動も小さいので環境性が良いことなどが挙げられる。このように、燃料電池は燃料のもつ化学エネルギを有効に利用でき、環境にやさしい特性を持っているので、21世紀を担うエネルギ供給システムとして期待され、宇宙用から自動車用、携帯機器用まで、大規模発電から小規模発電まで、種々の用途に使用できる将来有望な新しい発電システムとして注目され、実用化に向けて技術開発が本格化している。 A fuel cell is a device that generates electrical energy from hydrogen and oxygen, and can achieve high power generation efficiency. The main features of the fuel cell are direct power generation that does not go through the process of thermal energy and kinetic energy as in the conventional power generation method, so that high power generation efficiency can be expected even on a small scale, and there is little emission of nitrogen compounds, Noise and vibration are also small, so the environmental performance is good. In this way, the fuel cell can effectively use the chemical energy of fuel and has environmentally friendly characteristics, so it is expected as an energy supply system for the 21st century, from space use to automobiles and portable devices. It is attracting attention as a promising new power generation system that can be used for various applications from large-scale power generation to small-scale power generation.
中でも、固体高分子形燃料電池は、他の種類の燃料電池に比べて、作動温度が低く、高い出力密度を持つ特徴が有り、特に近年、携帯機器(携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、PDA、MP3プレーヤ、デジタルカメラあるいは電子辞書、電子書籍など)の電源への利用が期待されている。携帯機器用の固体高分子形燃料電池としては、複数の単セルを平面状に配列した平面配列型の燃料電池が知られている(特許文献1参照)。燃料としては、特許文献1に示したメタノールの他、水素吸蔵合金や水素ボンベに格納された水素を利用することが研究されている。
Among them, the polymer electrolyte fuel cell is characterized by low operating temperature and high output density compared to other types of fuel cells. Especially, in recent years, mobile devices (cell phones, notebook personal computers, PDAs, It is expected to be used as a power source for MP3 players, digital cameras, electronic dictionaries, electronic books, and the like. As a polymer electrolyte fuel cell for portable devices, a planar array type fuel cell in which a plurality of single cells are arranged in a planar shape is known (see Patent Document 1). In addition to methanol shown in
燃料電池の発電部となる膜電極接合体は、電解質膜の一方の面にアノードを有し、電解質膜の他方の面にカソードを有する。一般に、膜電極接合体は、触媒金属および有機溶媒を含む触媒スラリーを電解質膜の一方の面および他方の面にスプレー塗布することにより形成される。 A membrane / electrode assembly serving as a power generation unit of a fuel cell has an anode on one surface of the electrolyte membrane and a cathode on the other surface of the electrolyte membrane. Generally, a membrane electrode assembly is formed by spraying a catalyst slurry containing a catalyst metal and an organic solvent on one surface and the other surface of an electrolyte membrane.
従来の膜電極接合体では、電解質膜に触媒スラリーを塗布する際に、触媒スラリー中の有機溶媒により電解質膜が溶解し、電解質膜が破損したり、クロスリークが発生するなどの問題が生じていた。また、溶媒分子が電解質膜に浸入することにより電解質膜が膨潤し、電解質膜が破損しやすくなるといった問題が生じていた。 In the conventional membrane electrode assembly, when the catalyst slurry is applied to the electrolyte membrane, the electrolyte membrane is dissolved by the organic solvent in the catalyst slurry, and the electrolyte membrane is damaged or a cross leak occurs. It was. Further, there has been a problem that the electrolyte membrane swells due to the solvent molecules entering the electrolyte membrane and the electrolyte membrane is easily damaged.
特に、基材に設けられた開口部分に電解質膜を形成する場合には、触媒スラリーが堆積しやすくなる電解質膜の中央部分において、有機溶媒の影響を受けやすくなっていた。 In particular, when the electrolyte membrane is formed in the opening provided in the base material, it is easily affected by the organic solvent in the central portion of the electrolyte membrane where the catalyst slurry is easily deposited.
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、膜電極接合体を構成する電解質膜の耐溶媒性および耐膨潤性を向上させる技術の提供にある。 This invention is made | formed in view of such a subject, The objective is to provision of the technique which improves the solvent resistance and swelling resistance of the electrolyte membrane which comprises a membrane electrode assembly.
本発明のある態様は膜電極接合体である。当該膜電極接合体は、イオン伝導体を含む電解質膜と、電解質膜の一方の主表面に設けられたカソードと、電解質膜の他方の主表面に設けられたアノードと、電解質膜の少なくとも一部に含まれ、イオン伝導体の結晶化を促進させる造核剤と、を備えることを特徴とする。 One embodiment of the present invention is a membrane electrode assembly. The membrane electrode assembly includes an electrolyte membrane containing an ion conductor, a cathode provided on one main surface of the electrolyte membrane, an anode provided on the other main surface of the electrolyte membrane, and at least a part of the electrolyte membrane. And a nucleating agent that promotes crystallization of the ionic conductor.
この態様の膜電極接合体によれば、電解質膜の表層に添加された造核剤により電解質膜に含まれるイオン伝導体の結晶化が促進され、分子構造が強固になり、溶媒分子が電解質膜に入り込みにくくなる。このため、カソードおよびアノードの形成時に触媒スラリーを電解質膜の表面上に塗布しても、電解質膜が触媒スラリーに含まれる有機溶媒によって溶解または膨潤することが抑制される。 According to the membrane electrode assembly of this aspect, the nucleating agent added to the surface layer of the electrolyte membrane promotes the crystallization of the ionic conductor contained in the electrolyte membrane, the molecular structure is strengthened, and the solvent molecules are in the electrolyte membrane. It becomes difficult to get in. For this reason, even if the catalyst slurry is applied on the surface of the electrolyte membrane during the formation of the cathode and the anode, the electrolyte membrane is suppressed from being dissolved or swollen by the organic solvent contained in the catalyst slurry.
上記態様の膜電極接合体において、造核剤が電解質膜の少なくとも片方の主表面の表層に含まれていてもよい。また、上記態様の膜電極接合体において、電解質膜が形成される開口が設けられた基材をさらに備え、造核剤は、基材の開口の外周より内側に位置する電解質膜の中央部分に設けられていてもよい。また、造核剤が塗布される領域の電解質膜の膜厚と、基材と接する部分の電解質膜の膜厚との比が、1:100から50:100であってもよい。 In the membrane electrode assembly of the above aspect, a nucleating agent may be included in the surface layer of at least one main surface of the electrolyte membrane. The membrane electrode assembly of the above aspect further includes a base material provided with an opening in which an electrolyte membrane is formed, and the nucleating agent is disposed at a central portion of the electrolyte membrane located inside the outer periphery of the base material opening. It may be provided. Further, the ratio between the thickness of the electrolyte membrane in the region where the nucleating agent is applied and the thickness of the electrolyte membrane in the portion in contact with the substrate may be 1: 100 to 50: 100.
本発明の他の態様は膜電極接合体の製造方法である。当該製造方法は、基材に設けられた開口に電解質膜を形成する工程と、電解質膜の少なくとも一方の主表面の表層にイオン伝導体の結晶化を促進させる造核剤を塗布する工程と、電解質膜を加熱する工程と、電解質膜を冷却してイオン伝導体を結晶化させる工程と、電解質膜の一方の面および他方の面の上に触媒スラリーを塗布する工程と、を備えることを特徴とする。この態様において、造核剤が塗布される領域が、開口の外周より内側の中央部分であってもよい。造核剤が塗布される領域の電解質膜の膜厚と、基材と接する部分の電解質膜の膜厚との比が、1:100から50:100であってもよい。 Another embodiment of the present invention is a method for producing a membrane electrode assembly. The manufacturing method includes a step of forming an electrolyte membrane in an opening provided in a base material, a step of applying a nucleating agent that promotes crystallization of an ion conductor to a surface layer of at least one main surface of the electrolyte membrane, A step of heating the electrolyte membrane; a step of cooling the electrolyte membrane to crystallize the ionic conductor; and a step of applying a catalyst slurry on one side and the other side of the electrolyte membrane. And In this aspect, the region to which the nucleating agent is applied may be a central portion inside the outer periphery of the opening. The ratio of the thickness of the electrolyte membrane in the region where the nucleating agent is applied to the thickness of the electrolyte membrane in the portion in contact with the substrate may be 1: 100 to 50: 100.
本発明のさらに他の態様は、燃料電池である。当該燃料電池は、上述したいずれかの態様の膜電極接合体を備えることを特徴とする。 Yet another embodiment of the present invention is a fuel cell. The fuel cell includes any one of the above-described membrane electrode assemblies.
なお、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。 A combination of the above-described elements as appropriate can also be included in the scope of the invention for which patent protection is sought by this patent application.
本発明によれば、膜電極接合体を構成する電解質膜の耐溶媒性および耐膨潤性を向上させる技術の提供にある。 The present invention provides a technique for improving the solvent resistance and swelling resistance of an electrolyte membrane constituting a membrane electrode assembly.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.
図1は、実施の形態に係る燃料電池の構成を示す断面図である。図2は、実施の形態に係る燃料電池の構成を示す分解斜視図である。図1および図2に示すように、燃料電池10は、主要な構成として、膜電極接合体(MEA)20、基材30、カソード用ハウジング70およびアノード用ハウジング72を備える。本実施の形態では、膜電極接合体20の数は5組であるが、膜電極接合体20の数はこれに限定されない。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a fuel cell according to an embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the fuel cell according to the embodiment. As shown in FIGS. 1 and 2, the
各膜電極接合体20は、絶縁性の基材30に設けられた開口部32に形成されている。言い換えると、基材30は、開口部32において各膜電極接合体20を保持するとともに、膜電極接合体20を互いに絶縁する機能を有する。基材30としては、ポリスルフォン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレン等の高分子を用いることができる。
Each
電解質膜22は、湿潤状態において良好なイオン伝導性を示すことが好ましく、カソード触媒層24とアノード触媒層26との間でプロトンを移動させるイオン交換膜として機能する。電解質膜22は、含フッ素重合体や非フッ素重合体等の固体高分子材料(イオン伝導体)によって形成され、例えば、スルホン酸型パーフルオロカーボン重合体、ポリサルホン樹脂、ホスホン酸基又はカルボン酸基を有するパーフルオロカーボン重合体等を用いることができる。スルホン酸型パーフルオロカーボン重合体の例として、ナフィオン(デュポン社製:登録商標)などが挙げられる。また、非フッ素重合体の例として、スルホン化された、芳香族ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホンなどが挙げられる。電解質膜22の厚さは、開口部32内の位置にもよるが、たとえば10〜200μmである。
The
各カソード触媒層24は、基材30に設けられた開口部32にそれぞれ形成された電解質膜22の一方の面にそれぞれ形成されている。カソード触媒層24には、酸化剤として空気が供給される。また、アノード触媒層26は、基材30に設けられた開口部32にそれぞれ形成された電解質膜22の他方の面にそれぞれ形成されている。アノード触媒層26には燃料ガスとして水素が供給される。一対のカソード触媒層24とアノード触媒層26との間に電解質膜が22が狭持されることにより膜電極接合体20、すなわち単セルが構成され、各単セルは水素と空気中の酸素との電気化学反応により発電する。
Each
カソード触媒層24およびアノード触媒層26は、イオン交換樹脂ならびに触媒粒子、場合によって炭素粒子を有する。
The
カソード触媒層24およびアノード触媒層26が有するイオン交換樹脂は、触媒粒子と電解質膜22とを接続し、両者間においてプロトンを伝達する役割を持つ。このイオン交換樹脂は、電解質膜22と同様の高分子材料から形成されてよい。触媒金属としては、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Pt、Os、Ir、ランタノイド系列元素やアクチノイド系列の元素の中から選ばれる合金や単体が挙げられる。また触媒を担持する場合には炭素粒子として、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブなどを用いてもよい。なお、カソード触媒層24およびアノード触媒層26の厚さは、それぞれ、たとえば10〜40μmである。
The ion exchange resin which the
このように、本実施の形態の燃料電池では、カソード触媒層24にアノード触媒層26がそれぞれ対となり、複数の単セルが平面状に形成されている。本実施の形態では、各単セルの長手方向と直交する方向に複数の単セルが配設されている。カソード触媒層24の長手方向と平行な辺に沿ってカソード集電体60が設けられており、カソード集電体60とカソード触媒層24とが電気的に接続されている。また、アノード触媒層26の長手方向と平行な辺に沿ってアノード集電体62が設けられており、アノード集電体62とアノード触媒層26とが電気的に接続されている。カソード集電体60およびアノード集電体62は、導電性を有する白金、銅、金、アルミニウムなどの金属やカーボンファイバー、グラファイトシート、カーボンペーパー、カーボン粉末などのカーボン系の材料により形成される。隣接する単セルの一方の単セルのカソード集電体60と他方のアノード集電体62とは、インターコネクタ68により電気的に接続されている。これにより、隣接する単セルが直列に接続される。インターコネクタ68は、たとえば、銅線などの導体により形成される。
Thus, in the fuel cell according to the present embodiment, the
造核剤80は、電解質膜22のアノード側の主表面の表層およびカソード側の主表面の表層に設けられている。なお、電解質膜22の表層とは、電解質膜22の全体の厚みを基準として表面から30%以内の深さの範囲をいう。
The nucleating
造核剤80は、電解質膜22に含まれるイオン伝導体の結晶化を促進させる機能を有する。たとえば、造核剤80として、市販のポリプロピレン(PP)用NA−11、グラファイト、タルク(無機系)、PTFE粒子などが挙げられる。PTFE粒子としては、三井・デュポンフロロケミカル(株)製TLP−10F−1、三井・デュポンフロロケミカル(株)製MP−1500J、DuPontZonyl30Nが挙げられる。PTFE粒子のようなフッ素含有樹脂を成分とする粒子がフッ素鎖部とスルホン酸部とを含有する電解質膜22に添加されると、フッ素樹脂同士の相互作用によりフッ素鎖部の結晶性が高められ、電解質膜22の耐溶媒性、耐膨潤性が高められる。
The nucleating
また、造核剤として、テトラフルオロエチレンのホモポリマー、テトラフルオロエチレンとフッ素不飽和エチレンのコポリマー、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、ヘキサフルオロプロピレン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロイソブチレンを含むテトラフルオロエチレンのコポリマー、ポリ(エチレン-co-テトラフルオロエチレン)、ポリ(テトラフルオロエチレン-co-ペルフルオロビニルエーテル)、照射PVDF(ポリビニリデンフルオライド)などのフッ素化合物を用いてもよい。 In addition, as a nucleating agent, tetrafluoroethylene homopolymer, copolymer of tetrafluoroethylene and fluorine unsaturated ethylene, vinylidene fluoride, vinyl fluoride, hexafluoropropylene, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, hexafluoroisobutylene are used. Fluorine compounds such as a copolymer of tetrafluoroethylene, poly (ethylene-co-tetrafluoroethylene), poly (tetrafluoroethylene-co-perfluorovinyl ether), irradiated PVDF (polyvinylidene fluoride) may be used.
造核剤80の添加量は、造核剤の添加領域にあたる電解質膜22の乾燥質量を基準として、0.005質量%以上10質量%以下、好ましくは、0.05質量%以上0.5質量%以下である。造核剤80の添加量が0.005質量%より少ないと、電解質膜22に対する造核作用が不十分となる。造核剤80の添加量が10質量%を超えると、電解質膜22のプロトン伝導性が低下して不十分となる。
The addition amount of the nucleating
造核剤80が塗布される領域は、開口部32の外周より内側に位置する電解質膜22の中央部分が好ましい。
The region where the nucleating
図3は、造核剤80を塗布する領域を説明するための要部断面図である。造核剤80が塗布される領域の電解質膜22の膜厚は、電解質膜22は周囲に比べて薄くなっている。より具体的には、造核剤80が塗布される領域の電解質膜22の膜厚をA、電解質膜22の厚膜部分の厚さをBとしたときに、A:Bが1:100から50:100であることが好ましい。なお、電解質膜22の厚膜部分は、電解質膜22のうち膜厚が最も厚い部分であり、図3に示すように基材30に設けられた開口部32の内壁に接する部分に該当する。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part for explaining a region where the nucleating
なお、造核剤80が添加された領域の電解質膜22の結晶化度が、造核剤80が添加されていない領域の電解質膜22の結晶化度に比べて高くなっていることは、X線回折装置(XRD)などの分析装置により確認することができる。
Note that the crystallinity of the
カソード用ハウジング70は、膜電極接合体20のカソード側に設けられた収容部材である。カソード用ハウジング70には、外部から空気を取り込むための空気取入口71が設けられている。カソード用ハウジング70とカソード触媒層24との間に、空気が流通する空気室90が形成されている。
The
一方、アノード用ハウジング72は、膜電極接合体20のアノード側に設けられた収容部材である。アノード用ハウジング72とアノード触媒層26との間に、燃料貯蔵用の燃料ガス室92が形成されている。なお、アノード用ハウジング72に燃料供給口(図示せず)を設置することにより、燃料カートリッジなどから燃料を適宜補充可能である。
On the other hand, the
カソード用ハウジング70およびアノード用ハウジング72に用いられる材料としては、フェノール樹脂、ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、尿素樹脂、フッ素樹脂等の一般的なプラスティック樹脂が挙げられる。
Examples of the material used for the
ガスケット74は、基材30の外周部を覆うように設けられている。ガスケット74がカソード用ハウジング70の側面端部とアノード用ハウジング72の側面端部との間で狭持された状態で、ネジなどの締結部材を用いてガスケット74がカソード用ハウジング70の側面端部とアノード用ハウジング72の側面端部に押圧されている。ガスケット74により、空気室90および燃料ガス室92の密封性が高められている。
The
(膜電極接合体の作製方法)
図4乃至図5は、膜電極接合体の作製方法を示す工程図である。各工程において、左側に各工程の平面図(i)を記載し、右側に各工程の断面図(ii)を記載する。
(Production method of membrane electrode assembly)
4 to 5 are process diagrams showing a method for producing a membrane electrode assembly. In each step, a plan view (i) of each step is described on the left side, and a sectional view (ii) of each step is described on the right side.
図4(A)(i)および図4(A)(ii)に示すように、各単セルの膜電極接合体が嵌め込まれる開口部32が設けられた基材30を用意する。開口部32が設けられた基材30は、たとえば、シート状の基材を型抜きして開口部を形成する手法、レーザ加工により開口部を形成する手法などにより作製することができる。
As shown in FIGS. 4 (A) (i) and 4 (A) (ii), a
次に、図4(B)(i)および図4(B)(ii)に示すように、各開口部32に電解質膜22を形成する。具体的には、塗布、スプレー法などにより基材30に設けられた各開口部32に電解質溶液(たとえば、5wt%Nafion溶液(DuPont社製))を充填し、溶媒成分を蒸発させる。溶媒成分が蒸発するに伴って、電解質膜22は、図4(B)(ii)に示すように基材30と接する部分に比べてが中央部が薄くなる。
Next, as shown in FIGS. 4 (B) (i) and 4 (B) (ii), the
次に、図5(A)(i)および図5(A)(ii)に示すように、電解質膜22のアノード側の主表面およびカソード側の主表面に造核剤80を添加する。具体的には、造核剤形成領域が開口となるようなマスク(図示せず)を基材30の上に設置した状態で、造核剤80(PTFE粒子)を分散媒(1−プロパノール)に分散した造核剤分散溶液(1−10質量%)を電解質膜22のアノード側の主表面およびカソード側の主表面にスプレー塗布する。なお、造核剤形成領域は、電解質膜22のうち、膜厚が薄くなっている部分である。分散媒は1−プロパノールに限らず、メタノール、エタノール、2−プロパノール、ブタノール等のアルコール類またはその混合物および水溶液でもよい。
Next, as shown in FIGS. 5 (A) (i) and 5 (A) (ii), a nucleating
次に、図5(B)(i)および図5(B)(ii)に示すように、電解質膜22を200℃に加熱したのち、冷却を行う。これにより、電解質膜22の表層で電解質の結晶化が進行する。
Next, as shown in FIGS. 5B and 5I and FIG. 5B and ii, the
次に、図5(C)(i)および図5(C)(ii)に示すように、電解質膜22のカソード側およびアノード側の主表面に触媒スラリーをスプレー塗布し、カソード触媒層24およびアノード触媒層26を形成する。このとき、電解質膜22の表層に添加された造核剤80により、電解質膜22の結晶化が進行しているため、電解質膜22が触媒スラリーに含まれる溶媒に暴露されても、溶解や膨潤が生じることが抑制される。
Next, as shown in FIGS. 5 (C) (i) and 5 (C) (ii), a catalyst slurry is spray applied to the main surfaces of the cathode side and the anode side of the
以上の工程により、基材30に設けられた開口部32にそれぞれ膜電極接合体20を形成することができる。
Through the above steps, the
以上説明した燃料電池10および膜電極接合体20では、電解質膜22の表層に添加された造核剤80により電解質膜22に含まれるイオン伝導体の結晶化が促進され、分子構造が強固になり、溶媒分子が電解質膜22に入り込みにくくなるため、カソード触媒層24およびアノード触媒層26の形成時に触媒スラリーを電解質膜22の表面上に塗布しても、電解質膜22が触媒スラリーに含まれる有機溶媒によって溶解または膨潤することが抑制される。すなわち、電解質膜22の耐溶媒性および耐膨潤性が向上する。
In the
また、造核剤80を塗布する領域を電解質膜22の膜厚が周囲に比べて薄くなる部分に選択的に設けることにより、電解質膜22のプロトン伝導性を損なうことなく、電解質膜22の耐溶媒性および耐膨潤性を効果的に向上させることができる。
In addition, by selectively providing a region where the nucleating
本発明は、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications such as design changes can be added based on the knowledge of those skilled in the art. The form can also be included in the scope of the present invention.
たとえば、上述の実施の形態では、電解質膜22のカソード側およびアノード側の両方の表層に造核剤80が添加されているが、造核剤80は、電解質膜22のカソード側、アノード側のいずれか一方の表層に添加されていてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the nucleating
また、上述の実施の形態では、造核剤80は電解質膜22の表層に添加されているが、電解質膜22の少なくとも一部に造核剤80が添加されていれば、上述したような耐溶媒性、耐膨潤性を得ることができる。
Further, in the above-described embodiment, the nucleating
10 燃料電池、20 膜電極接合体、22 電解質膜、24 カソード触媒層、26 アノード触媒層、30 基材、60 カソード集電体、62 アノード集電体、68 インターコネクタ、70 カソード用ハウジング、71 空気取入口、72 アノード用ハウジング、74 ガスケット、80 造核剤、90 空気室、92 燃料ガス室
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記電解質膜の一方の主表面に設けられたカソードと、
前記電解質膜の他方の主表面に設けられたアノードと、
前記電解質膜の少なくとも一部に含まれ、前記イオン伝導体の結晶化を促進させる造核剤と、
を備えることを特徴とする膜電極接合体。 An electrolyte membrane containing an ionic conductor;
A cathode provided on one main surface of the electrolyte membrane;
An anode provided on the other main surface of the electrolyte membrane;
A nucleating agent contained in at least a part of the electrolyte membrane and promoting crystallization of the ion conductor;
A membrane electrode assembly comprising:
前記造核剤は、前記基材の開口の外周より内側に位置する前記電解質膜の中央部分に設けられている請求項1または2に記載の膜電極接合体。 Further comprising a substrate provided with an opening in which the electrolyte membrane is formed;
3. The membrane electrode assembly according to claim 1, wherein the nucleating agent is provided in a central portion of the electrolyte membrane located inside an outer periphery of the opening of the base material.
前記電解質膜の少なくとも一方の主表面の表層に前記イオン伝導体の結晶化を促進させる造核剤を塗布する工程と、
前記電解質膜を加熱する工程と、
前記電解質膜を冷却して前記イオン伝導体を結晶化させる工程と、
前記電解質膜の一方の面および他方の面の上に触媒スラリーを塗布する工程と、
を備えることを特徴とする膜電極接合体の製造方法。 Forming an electrolyte membrane in an opening provided in the substrate;
Applying a nucleating agent that promotes crystallization of the ion conductor to a surface layer of at least one main surface of the electrolyte membrane;
Heating the electrolyte membrane;
Cooling the electrolyte membrane to crystallize the ionic conductor;
Applying a catalyst slurry on one side and the other side of the electrolyte membrane;
A method for producing a membrane electrode assembly, comprising:
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