JP5057698B2 - ガス拡散電極を製造する方法 - Google Patents
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Description
本発明は、触媒とバインダーとを少なくとも含んだ粉末混合物および導電性サポート(electrically conducting support)からガス拡散電極を製造する方法に関する。ガス拡散電極は、例えば塩化ナトリウム電解またはアルカリ燃料電池に用いるのに適している。
触媒とバインダーと必要に応じて加えられる他の成分とを含んだ乾燥粉末混合物をまず圧延してシート材を形成した後、そのシート材を導電性サポートにローラーで適用することによって、ガス拡散電極を製造することは、DE3710168AおよびEP297377Aにより既知となっている。また、サポートは、その機械的機能とは別に、ガス拡散電極内に電流を運ぶ機能およびガス拡散電極から電流を運び出す機能を有している。機械的なサポートは、例えば金網または不織布または金属織布であり得る。シート材は、例えば押圧またはローラーでサポートに適用できる。
それゆえ、本発明は、電気化学的性質の優れたガス拡散電極をできるだけ簡易に製造できる方法を提供する。本発明の製造方法では、単一層のガス拡散電極と複数層のガス拡散電極との双方を製造することができる。
次に、例示を目的として本発明を説明する(尚、本発明を限定するものではない)。実施例を除いて本明細書において量、%などに用いられる全ての数字は、特に明記しない限り「約」が付記されていると理解できることに留意されたい。
(a)少なくとも触媒およびバインダーを含んだ粉末混合物を調製すること、
(b)粉末混合物を導電性サポートに適用する(または供する)こと、ならびに
(c)粉末混合物を導電性サポートと共に押圧すること
を含んで成る方法が提供される。
Eichrichから市販されている型式R02のミキサー(混合要素として星状攪拌機を備えているミキサー)において6000rpmの回転速度でもって、7重量%のPTFE粉体、88重量%の酸化銀(I)および5重量%のフェロ(Ferro)から市販のタイプ331の銀粉体から成る3.5kgの粉末混合物を混合した。混合に際しては、混合操作を一時的に中断して粉末混合物を冷却することによって、粉末混合物の温度が55℃を越えないようにした。全部で3回混合を実施した。混合後、ローラープレスを用いて0.6kN/cmの力で粉末混合物を圧密した。それによって得られる「かさぶた状のもの」を、Eichrichミキサーを用いた3つの混合プロセスでもって再度混合に付した(混合温度が55℃を越えないように混合に付した)。その混合後、1.0mmのメッシュサイズのシーブ(又はふるい)に粉末混合物を通した。シーブを通した粉末混合物を導電性サポートに供した。サポートとしては、ワイヤー厚さが0.14mmでメッシュサイズが0.5mmのニッケル網を用いた。粉末混合物の適用は、2mm厚さの型板を用いて行った(メッシュサイズ1.0mmのシーブを用いて粉末混合物を適用した)。型板厚さよりもはみ出した余分な粉体は、ストリッパーを用いて除去した。型板を取り除いた後、ローラープレスを用いることによって、適用された粉末混合物と共にサポートを0.5kN/cmの力で押圧した。そして、得られたガス拡散電極をローラーから取り出した。
第1の態様:ガス拡散電極を製造する方法であって、
(a)少なくとも触媒およびバインダーを含む粉末混合物を調製すること、
(b)粉末混合物を導電性サポートに適用すること、ならびに
(c)粉末混合物を導電性サポートと共に押圧すること
を含んで成る方法。
第2の態様:上記第1の態様において、約0.01〜約7kN/cmの力でもって押圧する方法。
第3の態様:上記第1の態様において、ローラーによって押圧する方法。
第4の態様、上記第1の態様において、散布することによって粉末混合物を適用する方法。
第5の態様:上記第1の態様において、約4000〜約8000rpmまたは約10〜約30m/sの速度で回転要素が回転するミキサーにて触媒とバインダーと場合により加えられる他の成分とを混合することによって、粉末混合物を調製する方法。
第6の態様:上記第5の態様において、35〜80℃の温度で混合を実施する方法。
第7の態様:上記第1の態様において、触媒が酸化銀(I)を含んでいる方法。
第8の態様:上記第1の態様において、バインダーがポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含んでいる方法。
第9の態様:上記第1の態様において、粉末混合物が、粒径が50μm未満の粉末形態の銀を付加的に含んでいる方法。
第10の態様:上記第1の態様において、導電性サポートが、金網、不織布、発泡体、織布、網状物およびエキスパンデッドメタルから選択される方法。
第11の態様:上記第10の態様において、エキスパンデッドメタルが、ニッケル、銀または銀メッキされたニッケルのいずれかである方法。
Claims (3)
- ガス拡散電極を製造する方法であって、
(a)少なくとも触媒およびバインダーを含む粉末混合物を調製すること、
(b)粉末混合物を導電性サポートに適用すること、ならびに
(c)粉末混合物を導電性サポートと共に押圧すること
を含んで成り、
前記工程(a)では、混合デバイスで触媒とバインダーとを混合した後で圧密することによって得られる圧密体を、混合要素が回転する回転デバイスにより処理して再び粉末状態へと戻し、また
前記工程(c)では、0.01〜7kN/cmの力でロールにより粉末混合物を導電性サポートと共に押圧する、
方法。 - 4000〜8000rpmまたは10〜30m/sの速度で回転要素が回転するミキサーにて触媒とバインダーと場合により加えられる他の成分とを混合することによって、粉末混合物を調製する、請求項1に記載の方法。
- 導電性サポートが、金網、不織布、発泡体、織布、網状物およびエキスパンデッドメタルから選択される、請求項1に記載の方法。
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