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JP4872202B2 - Fuel cell and fuel cell manufacturing method - Google Patents
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Description

本発明は、燃料電池及び燃料電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a fuel cell and a method for manufacturing the fuel cell.

燃料電池は、燃料と酸化剤を電気的に接続された2つの電極に供給し、電気化学的に燃料の酸化を起こさせることで、化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する。火力発電とは異なり、カルノーサイクルの制約を受けないので、高いエネルギー変換効率を示すものである。燃料電池は、通常、電解質膜を燃料極及び酸化剤極で挟持した基本構造を有する単セルを複数積層して構成されており、中でも、電解質膜として固体高分子電解質膜を用いた固体高分子電解質型燃料電池は、小型化が容易であること、低い温度で作動すること、などの利点があることから、特に携帯用、移動体用電源として注目されている。   A fuel cell directly converts chemical energy into electrical energy by supplying fuel and an oxidant to two electrically connected electrodes and causing the fuel to be oxidized electrochemically. Unlike thermal power generation, it is not subject to the Carnot cycle, and exhibits high energy conversion efficiency. A fuel cell is usually configured by laminating a plurality of single cells having a basic structure in which an electrolyte membrane is sandwiched between a fuel electrode and an oxidant electrode, and among them, a solid polymer using a solid polymer electrolyte membrane as an electrolyte membrane Electrolytic fuel cells are particularly attracting attention as portable and mobile power sources because of their advantages such as easy miniaturization and operation at low temperatures.

固体高分子型燃料電池では、燃料極に水素を発生する又は水素を含む燃料、酸化剤極に酸素を含む酸化剤を供給することにより、以下の電気化学反応により発電する。   In the polymer electrolyte fuel cell, power is generated by the following electrochemical reaction by generating hydrogen in the fuel electrode or containing hydrogen and supplying an oxidant containing oxygen to the oxidant electrode.

燃料極:H→2H+2e(1)
酸化剤極:1/2O+2H+2e→HO(2)
Fuel electrode: H 2 → 2H + + 2e (1)
Oxidant electrode: 1 / 2O 2 + 2H + + 2e → H 2 O (2)

(1)式で生じる電子は、外部回路を経由し、外部の負荷で仕事をした後、酸化剤極に到達する。そして、(1)式で生じたプロトンは、固体高分子電解質膜内を燃料極側から酸化剤極側に移動する。   The electrons generated by the equation (1) reach the oxidant electrode after working with an external load via an external circuit. Then, protons generated by the equation (1) move from the fuel electrode side to the oxidant electrode side in the solid polymer electrolyte membrane.

燃料又は酸化剤がガス状態で供給される燃料極及び酸化剤極は、通常、固体高分子電解質膜側から順に、触媒層、ガス拡散層が積層した構造を有する。ガス拡散層は、供給された燃料又は酸化剤を拡散させ、上記電気化学反応の場となる触媒層に隈なく供給することを目的として設けられるものであり、多孔質構造を有する。この多孔質構造の空隙率が高く保持されていない状態では、ガスの拡散が妨げられてしまい、燃料電池の発電性能の低下を招くこととなるため、ガス拡散層の空隙率を高く保つ必要がある。   A fuel electrode and an oxidant electrode to which fuel or an oxidant is supplied in a gas state usually have a structure in which a catalyst layer and a gas diffusion layer are laminated in order from the solid polymer electrolyte membrane side. The gas diffusion layer is provided for the purpose of diffusing the supplied fuel or oxidant and supplying it to the catalyst layer as a place for the electrochemical reaction, and has a porous structure. In a state where the porosity of the porous structure is not kept high, gas diffusion is hindered, and the power generation performance of the fuel cell is deteriorated. Therefore, it is necessary to keep the porosity of the gas diffusion layer high. is there.

しかしながら、ガス拡散層の細孔は、燃料や酸化剤中に含まれる水蒸気又は液体状態の加湿用水分の余剰分や、酸化剤極で生成する水分、プロトンと共に移動した水分等の余剰水によって閉塞しやすいため、たとえ、空隙率が高くてもフラッディングを起こして排水性が低下してしまう場合がある。従って、ガス拡散層は、余剰水をガス拡散層内の細孔に滞らせることなく、電極外へと排出することができる排水性を有していることが重要である。
さらに、固体高分子電解質膜や触媒層は、通常、ある程度高い湿潤状態に保持する必要があるため、これらを挟持するガス拡散層は、余剰の水分を排出する排水性と共に、固体高分子電解質膜や触媒層の湿潤状態を保持できるような保水性も要求される。
However, the pores of the gas diffusion layer are clogged by surplus water such as water vapor or moisture contained in the fuel or oxidant, moisture generated at the oxidizer electrode, or water that moves with protons. Therefore, even if the porosity is high, flooding may occur and drainage performance may be reduced. Therefore, it is important that the gas diffusion layer has a drainage property that allows excess water to be discharged out of the electrode without stagnation in the pores in the gas diffusion layer.
In addition, since the solid polymer electrolyte membrane and the catalyst layer usually need to be kept in a high humidity state to some extent, the gas diffusion layer sandwiching them is not only capable of draining excess water but also has a solid polymer electrolyte membrane. In addition, water retention that can maintain the wet state of the catalyst layer is also required.

従来、ガス拡散層の排水性を向上させるため、カーボン粉末等の導電性粉粒体や撥水性樹脂等を含む層を、ガス拡散層の触媒層側の面に設けることが行われてきた。しかしながら、この排水性を向上させることを目的として設けられた層は、導電性粉粒体が凝集してしまい、ガス拡散及び排水に充分な空隙が形成されにくいものであった。また、導電性粉粒体の局所的な凝集により、層の表面や内部にヒビが生じることが多かった。   Conventionally, in order to improve the drainage property of the gas diffusion layer, a layer containing conductive particles such as carbon powder, a water repellent resin, and the like has been provided on the surface of the gas diffusion layer on the catalyst layer side. However, in the layer provided for the purpose of improving the drainage, the conductive powder aggregates, and it is difficult to form a sufficient space for gas diffusion and drainage. In addition, cracks were often generated on the surface and inside of the layer due to local aggregation of the conductive powder particles.

上記のような問題を解決するための技術として、例えば、特許文献1には、触媒層に接するガス拡散層の少なくとも一部に、撥水性樹脂及び繊維状炭素、好ましくはさらに導電性粉粒体を含むものが記載されている。   As a technique for solving the above problems, for example, Patent Document 1 discloses that at least a part of a gas diffusion layer in contact with a catalyst layer includes a water-repellent resin and fibrous carbon, preferably further conductive particles. The thing including is described.

特開2003−115302号公報JP 2003-115302 A

特許文献1のように、導電性粉粒体と繊維物を混合することにより、ガス拡散に好適な空隙を作り出すことが可能である。しかも、これらの空隙は、燃料電池製造におけるホットプレス等による圧着工程においても、完全につぶれることがなく、その形状を維持することができる。しかしながら、特許文献1では、繊維物として親水性である炭素繊維を用いているため、形成される細孔に電極内の余剰の水分が溜まりやすく、排水性が不充分であった。   Like patent document 1, it is possible to create a space | gap suitable for gas diffusion by mixing an electroconductive granular material and a fiber. Moreover, these voids can be maintained in their shape without being completely crushed even in a crimping process such as hot pressing in the manufacture of fuel cells. However, in Patent Document 1, since carbon fibers that are hydrophilic are used as the fiber, excessive water in the electrode tends to accumulate in the formed pores, and drainage is insufficient.

本発明は、上記実情を鑑みて成し遂げられたものであり、ガス拡散性及び排水性に優れるガス拡散層を備えた燃料電池及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been accomplished in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a fuel cell including a gas diffusion layer excellent in gas diffusibility and drainage and a method for manufacturing the same.

本発明の燃料電池は、電解質膜と、当該電解質膜の両面に一対の電極とを備え、前記電極のうち少なくとも1つが、前記電解質膜側から順に触媒層とガス拡散層とを有する燃料電池であって、前記ガス拡散層は、前記触媒層側から順に、少なくとも第一のガス拡散層及び第二のガス拡散層を含む積層構造を有し、前記第一のガス拡散層は、撥水性樹脂、疎水処理が施されていない導電性粉粒体、及び、当該第一のガス拡散層形成前に予め疎水処理された繊維物を含み、下記測定方法により測定された、前記予め疎水処理された繊維物の水の接触角が110°以上であり、前記予め疎水処理された繊維物の繊維径が5〜600nm、且つ、アスペクト比が10〜500であり、前記予め疎水処理された繊維物が前記導電性粉粒体に対して10〜50重量%含有されていることを特徴とするものである。
測定方法:前記予め疎水処理された繊維物に500kg/cmの圧力をかけてプレス成形体を作製する工程、及び、当該プレス成形体上に2μlの水を滴下し、接触角計により、滴下1秒後の水の接触角を測定する工程を有する方法。
The fuel cell of the present invention is a fuel cell comprising an electrolyte membrane and a pair of electrodes on both sides of the electrolyte membrane, and at least one of the electrodes has a catalyst layer and a gas diffusion layer in order from the electrolyte membrane side. The gas diffusion layer has a laminated structure including at least a first gas diffusion layer and a second gas diffusion layer in order from the catalyst layer side, and the first gas diffusion layer is a water repellent resin. In addition, the conductive particles not subjected to hydrophobic treatment, and the fiber material that has been subjected to hydrophobic treatment in advance before forming the first gas diffusion layer, were measured by the following measurement method, and were subjected to the previously hydrophobic treatment. The fiber contact angle of water is 110 ° or more, the fiber diameter of the previously hydrophobized fiber is 5 to 600 nm, the aspect ratio is 10 to 500, and the prehydrophobic treated fiber is 10 to 10 for the conductive powder 0 that are contained by weight% and is characterized in.
Measurement method: A step of producing a press-molded body by applying a pressure of 500 kg / cm 2 to the previously hydrophobized fiber material, and 2 μl of water are dropped on the press-molded body, and dropped by a contact angle meter The method which has the process of measuring the contact angle of water after 1 second.

本発明によれば、ガス拡散層の水分が滞留しやすい触媒層側に、前記予め疎水処理され、且つ、繊維径が5〜600nm、且つ、アスペクト比が10〜500である繊維物を含ませることによって、余剰の水分の排出及びガスの拡散に充分なサイズ及び数の細孔が形成され、且つ、当該細孔内に疎水性が付与される。そのため、触媒層内の過剰な水分が触媒層近傍のガス拡散層の細孔に移動してくると、当該触媒層近傍の細孔は疎水性を有しているために、細孔内の水分を速やかにガス流路側の別の細孔へ移動させる作用がある。従って、排水性に優れている。
According to the present invention, the catalyst layer side in which the moisture of the gas diffusion layer tends to stay is made to contain the fibrous material that has been previously hydrophobized , has a fiber diameter of 5 to 600 nm, and an aspect ratio of 10 to 500. As a result, pores having a size and a number sufficient for discharging excess moisture and diffusing gas are formed, and hydrophobicity is imparted to the pores. Therefore, if excessive moisture in the catalyst layer moves to the pores of the gas diffusion layer near the catalyst layer, the pores in the vicinity of the catalyst layer have hydrophobicity. Is quickly moved to another pore on the gas flow path side. Therefore, it is excellent in drainage.

また、このような作用により、触媒層近傍の細孔は水分による目詰まりを起こし難いため、触媒層近傍でのガス流通が阻害されず、ガス拡散性にも優れている。
さらに、本発明によれば、余剰の水分が触媒層近傍のガス拡散層の細孔に移動してくる場合には、上記の追い出し作用によって速やかにガス流路へ排出されるが、触媒層内の水分が適量の場合には、触媒層から水分を引き寄せる作用はないので、電解質膜や触媒層の湿潤状態を適度に保持する保水性にも優れている。
また、本発明によれば、前記予め疎水処理された繊維物の水の接触角を110°以上とすることで、疎水処理を施すことによる充分な効果が得られる。
さらに本発明によれば、前記導電性粉粒体と共に前記予め疎水処理された繊維物を含むことにより、前記導電性粉粒体の凝集が防止される。また、本発明によれば、前記導電性粉粒体は疎水処理が施されていないことにより、第一のガス拡散層に導電性を付与できる。
Moreover, since the pores in the vicinity of the catalyst layer are less likely to be clogged with moisture due to such an action, the gas flow in the vicinity of the catalyst layer is not hindered and the gas diffusibility is excellent.
Furthermore, according to the present invention, when excess water moves to the pores of the gas diffusion layer in the vicinity of the catalyst layer, it is quickly discharged into the gas flow path by the above-described expelling action. When the amount of water is an appropriate amount, there is no action of attracting water from the catalyst layer, so that the water retention property for appropriately maintaining the wet state of the electrolyte membrane and the catalyst layer is also excellent.
Further, according to the present invention, a sufficient effect can be obtained by applying the hydrophobic treatment by setting the water contact angle of the previously hydrophobic treated fiber to 110 ° or more.
Furthermore, according to this invention, aggregation of the said electroconductive granular material is prevented by including the said textiles previously hydrophobically processed with the said electroconductive granular material. Moreover, according to this invention, electroconductivity can be provided to a 1st gas diffusion layer because the said electroconductive granular material is not given the hydrophobic process.

また、本発明の燃料電池の製造方法は、フッ素ガス処理、フッ素系樹脂コート処理及び炭化水素系樹脂コート処理からなる群から選ばれる方法により疎水処理され、且つ、繊維径が5〜600nm、且つ、アスペクト比が10〜500である繊維物を予め準備する工程、少なくとも撥水性樹脂と疎水処理が施されていない導電性粉粒体と前記予め疎水処理された繊維物とを含む第一のガス拡散層用ペーストを、第二のガス拡散層となる層を含むガス拡散層基体の少なくとも触媒層と面する面に塗布する工程、第一のガス拡散層用ペーストを塗布したガス拡散層基体を乾燥及び/又は焼成する工程を含むことを特徴とするものであり、このようにして得られた燃料電池は、排水性及びガス拡散性に優れ、高い発電性能を示すものである。 Further, the fuel cell manufacturing method of the present invention is hydrophobically treated by a method selected from the group consisting of fluorine gas treatment, fluorine resin coating treatment and hydrocarbon resin coating treatment , and has a fiber diameter of 5 to 600 nm, and , A step of preparing a fiber having an aspect ratio of 10 to 500 in advance, a first gas containing at least a water-repellent resin, a conductive granular material that has not been subjected to a hydrophobic treatment, and the fibrous material that has been subjected to a hydrophobic treatment in advance A step of applying the diffusion layer paste to at least the surface of the gas diffusion layer substrate that includes the layer to be the second gas diffusion layer, the surface facing the catalyst layer; and a gas diffusion layer substrate coated with the first gas diffusion layer paste. The fuel cell obtained by including the process of drying and / or baking is excellent in drainage property and gas diffusibility, and exhibits high power generation performance.

本発明により得られる燃料電池は、電解質膜及び触媒層の湿潤状態を保持しつつ、余剰水がスムーズに排出される優れた排水性を有するものである。従って、ガスの拡散性が高く、反応ガスを触媒層に隈なく供給し、且つ、適度な湿潤状態の下で効率良く発電を行うことが可能である。その結果、燃料電池の発電性能を向上させることができる。   The fuel cell obtained by the present invention has an excellent drainage property that allows excess water to be smoothly discharged while maintaining the wet state of the electrolyte membrane and the catalyst layer. Therefore, the gas diffusibility is high, the reaction gas can be supplied to the catalyst layer thoroughly, and the power generation can be efficiently performed under an appropriate wet condition. As a result, the power generation performance of the fuel cell can be improved.

本発明の燃料電池は、電解質膜と、当該電解質膜の両面に一対の電極とを備え、前記電極のうち少なくとも1つが、前記電解質膜側から順に触媒層とガス拡散層とを有する燃料電池であって、前記ガス拡散層は、前記触媒層側から順に、少なくとも第一のガス拡散層及び第二のガス拡散層を含む積層構造を有し、前記第一のガス拡散層は、撥水性樹脂、導電性粉粒体、及び、選択的に疎水処理された繊維物を含み、前記疎水処理された繊維物が前記導電性粉粒体に対して10〜50重量%含有されていることを特徴とする。   The fuel cell of the present invention is a fuel cell comprising an electrolyte membrane and a pair of electrodes on both sides of the electrolyte membrane, and at least one of the electrodes has a catalyst layer and a gas diffusion layer in order from the electrolyte membrane side. The gas diffusion layer has a laminated structure including at least a first gas diffusion layer and a second gas diffusion layer in order from the catalyst layer side, and the first gas diffusion layer is a water repellent resin. , Including conductive particles and selectively hydrophobically treated fibers, wherein the hydrophobically treated fibers are contained in an amount of 10 to 50% by weight based on the conductive particles. And

図1を用いて、本発明を適用した固体高分子型燃料電池の構成例について説明する。図1において、プロトン伝導性固体高分子電解質膜1の一面側に燃料極の触媒層2a、もう一面側に酸化剤極の触媒層2bが設けられている。さらに触媒層2a、2bの外面には、第一のガス拡散層3a、3bと第二のガス拡散層4a、4bとを有するガス拡散層5a、5bが形成されている。この例では、電極6(燃料極6a、酸化剤極6b)は触媒層2及びガス拡散層5から構成されている。通常、電解質膜1とその両面に形成された一対の電極6から構成される膜−電極接合体の各電極に反応ガス(燃料ガス又は酸化剤ガス)を供給し、且つ電気化学反応により生成する水分や余剰のガスを排出するため、各電極の外側にはガス流路7を画成するセパレータ8が設けられている。
尚、ここでは、固体高分子型燃料電池の構成例について説明するが、本発明の燃料電池は固体高分子型燃料電池に限定されるものではない。また、メタノール溶液等の液体燃料、空気等のガス状の酸化剤を用いる直接メタノール型燃料電池のように、電極に供給される燃料又は酸化剤のどちらかがガス状である燃料電池あれば、本発明を適用することが可能である。
A configuration example of a polymer electrolyte fuel cell to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a fuel electrode catalyst layer 2a is provided on one side of the proton conductive solid polymer electrolyte membrane 1, and an oxidant electrode catalyst layer 2b is provided on the other side. Further, gas diffusion layers 5a and 5b having first gas diffusion layers 3a and 3b and second gas diffusion layers 4a and 4b are formed on the outer surfaces of the catalyst layers 2a and 2b. In this example, the electrode 6 (the fuel electrode 6 a and the oxidant electrode 6 b) is composed of the catalyst layer 2 and the gas diffusion layer 5. Usually, a reactive gas (fuel gas or oxidant gas) is supplied to each electrode of a membrane-electrode assembly composed of the electrolyte membrane 1 and a pair of electrodes 6 formed on both surfaces thereof, and is generated by an electrochemical reaction. A separator 8 that defines a gas flow path 7 is provided outside each electrode in order to discharge moisture and excess gas.
In addition, although the structural example of a polymer electrolyte fuel cell is demonstrated here, the fuel cell of this invention is not limited to a polymer electrolyte fuel cell. In addition, if the fuel or oxidant supplied to the electrode is gaseous, such as a direct methanol fuel cell using a liquid fuel such as a methanol solution or a gaseous oxidant such as air, The present invention can be applied.

本発明の燃料電池は、ガス拡散層5を構成する第一及び第二のガス拡散層のうち、余剰の水分が滞留しやすい触媒層側に配置される第一のガス拡散層3に、撥水性樹脂、導電性粉粒体、及び、選択的に疎水処理された繊維物が含まれるものである。
第一のガス拡散層では、導電性粉粒体と共に繊維物を含むことにより、導電性粉粒体の凝集が防止されている。その結果、反応ガスの拡散や水分の移動に必要とされる空隙を確保し、さらに、第一のガス拡散層のヒビ割れを防止することができる。このとき、図2に示すように、導電性粉粒体10の粒子間に繊維物9が介在し、導電性粉粒体の凝集が防止される上、繊維物9の周囲に細孔11が形成されることが、走査電子顕微鏡により観察された。この繊維物9の周囲に形成される細孔11は、導電性粉粒体10間で形成される細孔12と比較して大きく、ガスや水分がスムーズに移動することが可能な径を有している。しかしながら、細孔11を形成している繊維物9の親水性が強い場合には、移動してきた水分がこの細孔内に留まりやすいため、細孔を塞ぎ、ガス拡散性が低下してしまう場合がある。
In the fuel cell of the present invention, among the first and second gas diffusion layers constituting the gas diffusion layer 5, the first gas diffusion layer 3 disposed on the catalyst layer side where excess water tends to stay is repelled. An aqueous resin, a conductive powder, and a fiber that has been selectively subjected to hydrophobic treatment are included.
In the first gas diffusion layer, aggregation of the conductive particles is prevented by including the fibrous material together with the conductive particles. As a result, it is possible to secure a space required for reaction gas diffusion and moisture movement, and to prevent cracking of the first gas diffusion layer. At this time, as shown in FIG. 2, the fibrous material 9 is interposed between the particles of the conductive granular material 10 to prevent aggregation of the conductive granular material, and the pores 11 are formed around the fibrous material 9. Formation was observed with a scanning electron microscope. The pores 11 formed around the fiber 9 are larger than the pores 12 formed between the conductive particles 10 and have a diameter that allows gas and moisture to move smoothly. is doing. However, when the fibrous material 9 forming the pores 11 has a strong hydrophilicity, the moved water tends to stay in the pores, so that the pores are blocked and the gas diffusibility is lowered. There is.

そこで、本発明では、疎水処理を施した繊維物をガス拡散層の触媒層近傍部位、特に好ましくは触媒層との界面部位に含ませることによって、細孔内11に疎水性を付与し、水分が速やかに移動することを可能とした。すなわち、触媒層から、触媒層近傍に位置する第一のガス拡散層内に移動してきた余剰の水分は、細孔内に留まることなくスムーズに移動し、ガス流路側へと排出される。従って、本発明により提供される燃料電池は、排水性に優れたガス拡散層を有するものであり、生成水が生じる電極(図1においては、酸化剤極6b)や高電流密度域等、特に高い排水性が要求される領域においても、余剰の水分によるガス拡散層の目詰まりを起こしにくく、ガス拡散性に優れている。   Therefore, in the present invention, the hydrophobic treated fiber is added to the inside of the pores 11 by including the hydrophobic treated fiber in the vicinity of the catalyst layer of the gas diffusion layer, particularly preferably at the interface with the catalyst layer. Made it possible to move quickly. That is, surplus moisture that has moved from the catalyst layer into the first gas diffusion layer located in the vicinity of the catalyst layer moves smoothly without remaining in the pores, and is discharged to the gas flow path side. Therefore, the fuel cell provided by the present invention has a gas diffusion layer excellent in drainage, and particularly in an electrode (in FIG. 1, the oxidant electrode 6b), a high current density region, etc. Even in a region where high drainage is required, clogging of the gas diffusion layer due to excess moisture is unlikely to occur and the gas diffusibility is excellent.

さらに、余剰の水分が触媒層近傍に位置する第一のガス拡散層の細孔内に移動してくる場合には、上記したような追い出し作用により速やかにガス流路側へと排出されるが、触媒層内の水分量が適量の場合には、水分を引き寄せる作用がないので電解質膜や触媒層の湿潤状態を適度保持することができる。
また、繊維物が選択的に疎水処理されているため、本来導電性粉粒体として機能すべき粉粒体が疎水処理によりその導電性を低下させてしまうことはない。
以上のように、本発明の燃料電池は、電解質膜及び触媒層の湿潤状態を適度に保ちつつ、排出されるべき余剰の水分はガス拡散層内に滞留することがない優れた排水性を有し、且つ導電性が保持されているものである。従って、高い電池特性を示すものである。
Furthermore, when excess water moves into the pores of the first gas diffusion layer located in the vicinity of the catalyst layer, it is quickly discharged to the gas flow path side by the expelling action as described above. When the amount of water in the catalyst layer is an appropriate amount, there is no action of attracting moisture, so that the wet state of the electrolyte membrane and the catalyst layer can be appropriately maintained.
Moreover, since the fiber is selectively subjected to the hydrophobic treatment, the powder that should originally function as the conductive powder does not deteriorate its conductivity by the hydrophobic treatment.
As described above, the fuel cell of the present invention has an excellent drainage property in which the excessive moisture to be discharged does not stay in the gas diffusion layer while keeping the wet state of the electrolyte membrane and the catalyst layer appropriately. In addition, conductivity is maintained. Therefore, it shows high battery characteristics.

第一のガス拡散層に含まれる繊維物は、選択的に疎水処理が施されているものである。選択的に疎水処理が施されているとは、第一のガス拡散層全体が疎水処理されているのではなく、そこに含まれている繊維物の位置が選択的に疎水処理されている状態である。ただし、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、導電性材料、撥水性樹脂、及び疎水処理された繊維物以外に、疎水処理されたその他の材料が含まれていてもよい。   The fiber contained in the first gas diffusion layer is selectively subjected to a hydrophobic treatment. “Preferentially hydrophobized” means that the entire first gas diffusion layer is not hydrophobized but the position of the fiber contained therein is selectively hydrophobized. It is. However, as long as the effects of the present invention are not impaired, other materials subjected to hydrophobic treatment may be included in addition to the conductive material, the water-repellent resin, and the fiber treated by hydrophobic treatment.

第一のガス拡散層に含まれる繊維物が選択的に疎水処理されているかどうかは、例えば、繊維物のみが特定の疎水処理が施されている、或いは、第一のガス拡散層に含有される撥水性樹脂とは異なる樹脂により繊維物の表面が被覆されている等により判別することができる。   Whether the fiber contained in the first gas diffusion layer is selectively subjected to hydrophobic treatment, for example, only the fiber is subjected to a specific hydrophobic treatment or contained in the first gas diffusion layer. It can be determined by the fiber surface being covered with a resin different from the water repellent resin.

典型的には、予め疎水処理された繊維物を用いて第一のガス拡散層を形成すればよい。ここで、予め疎水処理された繊維物とは、第一のガス拡散層を形成する前に、典型的には、後述するように他の材料と繊維物を混合して第一のガス拡散層ペーストを調製する前に、前もって疎水処理がなされた繊維物である。   Typically, the first gas diffusion layer may be formed using a fiber that has been previously hydrophobically treated. Here, the fiber material that has been hydrophobically treated in advance is typically the first gas diffusion layer formed by mixing other materials and the fiber material as described later before forming the first gas diffusion layer. Before the paste is prepared, it is a fiber that has been subjected to a hydrophobic treatment in advance.

繊維物に施される疎水処理は、繊維物の疎水性を向上させることができるものであればよく、例えば、フッ素ガス雰囲気において繊維物を加熱することによりその表面をフッ素化させるフッ素ガス処理や、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等のフッ素系樹脂により、繊維物表面を被覆するフッ素系樹脂コート処理、或いは、ポリプロピレン、ポリエチレン等の炭化水素系樹脂等により繊維物表面を被覆する炭化水素系樹脂コート処理等が挙げられる。これら疎水処理の方法は、特に限定されず、一般的な方法に準じて行うことができる。   The hydrophobic treatment applied to the fiber material is not particularly limited as long as it can improve the hydrophobicity of the fiber material. For example, a fluorine gas treatment that heats the fiber material in a fluorine gas atmosphere to fluorinate the surface of the fiber material, Fluorine resin coating treatment for coating the fiber surface with a fluorine resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), polyvinylidene fluoride (PVDF), or Examples thereof include a hydrocarbon resin coating treatment in which the fiber surface is coated with a hydrocarbon resin such as polypropylene and polyethylene. The method for the hydrophobic treatment is not particularly limited, and can be performed according to a general method.

疎水処理の疎水性の目安としては、疎水処理した繊維物の水の接触角が110°以上となるようにすることが好ましく、特に140°以上が好ましい。疎水処理後の水の接触角を110°以上とすることで、疎水処理を施すことによる充分な効果が得られる。ここで、繊維物の水の接触角は、繊維物をプレス成形したプレス成形体表面の水の接触角と考えることができ、接触角計により測定することができる。尚、繊維物のプレス成形体上に2μlの純水を滴下し、1秒後の値を接触角とする。プレス成形体は、具体的には、繊維物を適量容器に入れ、上部より500kg/cmの圧力をかけることによって作製することができる。 As a measure of the hydrophobicity of the hydrophobic treatment, it is preferable that the water contact angle of the hydrophobically treated fiber is 110 ° or more, particularly 140 ° or more. By setting the contact angle of water after the hydrophobic treatment to 110 ° or more, a sufficient effect can be obtained by applying the hydrophobic treatment. Here, the water contact angle of the fiber material can be considered as the water contact angle of the surface of the press-molded body obtained by press-molding the fiber material, and can be measured by a contact angle meter. In addition, 2 μl of pure water is dropped on the pressed product of the fiber, and the value after 1 second is defined as the contact angle. Specifically, the press-molded body can be produced by putting an appropriate amount of fiber into a container and applying a pressure of 500 kg / cm 2 from the top.

繊維物としては、繊維状の形状、例えば、針状、ロッド状、チューブ状等を有していればよく、また、分岐していてもよい。具体的には、繊維径が5〜600nm、特に、10〜200nm、アスペクト比が10〜500の形状を有するものが好ましい。ここで、繊維物が分岐構造を有している場合、その繊維長は、分岐の分岐点から先端、又は分岐点から次の分岐点までの長さとする。   The fiber material may have a fibrous shape, for example, a needle shape, a rod shape, a tube shape, or the like, or may be branched. Specifically, those having a fiber diameter of 5 to 600 nm, particularly 10 to 200 nm, and an aspect ratio of 10 to 500 are preferable. Here, when the fiber has a branch structure, the fiber length is the length from the branch point to the tip or from the branch point to the next branch point.

繊維物の材質としては、ガス拡散層を構成する材料として必要とされる強度を有していればよく、例えば、炭素繊維、金属繊維、貴金属繊維、炭素繊維に貴金属コートを施したもの等を挙げることができるが、特に制限されるものではない。得られるガス拡散層の強度、柔軟性、重量等の観点からは、炭素繊維が好ましい。炭素繊維としては、例えば、PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭素繊維(VGCF)、カーボンナノチューブ等が挙げられるが、特にVGCFが好ましい。VGCFは導電性粉粒体との混合性、耐久性に優れるからである。VGCFは、触媒存在下、炭化水素類のガスを気相熱分解することによって製造されるものであり、その具体的な製造方法は様々であるが特に限定されない。   As the material of the fiber material, it is only necessary to have the strength required as a material constituting the gas diffusion layer. For example, carbon fiber, metal fiber, noble metal fiber, carbon fiber coated with a noble metal coat, etc. There are no particular restrictions. Carbon fiber is preferable from the viewpoint of the strength, flexibility, weight and the like of the obtained gas diffusion layer. Examples of the carbon fiber include PAN-based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, vapor-grown carbon fiber (VGCF), and carbon nanotube, and VGCF is particularly preferable. This is because VGCF is excellent in miscibility and durability with the conductive particles. VGCF is produced by gas phase thermal decomposition of hydrocarbon gases in the presence of a catalyst, and the specific production method thereof is various but not particularly limited.

疎水処理された繊維物は、導電性粉粒体に対して、10〜50重量%の割合で含有される。疎水処理された繊維物の割合が導電性粉粒体に対して10重量%未満の場合、繊維物の疎水性の高さに関わらず、疎水処理された繊維物を用いる効果が充分に得られない。一方、疎水処理された繊維物の割合が導電性粉粒体に対して50重量%を超える場合には、疎水処理された繊維物は導電性が弱いか又は有していないことから、ガス拡散層の導電性が不十分である。疎水処理された繊維物を導電性粉粒体に対して10〜50重量%割合で混合することにより、排水性と導電性とのバランスがとれたガス拡散層が得られる。
尚、本発明は、疎水処理を施した繊維物と共に、本発明の効果を損なわない範囲内で、疎水処理を施していない繊維物を用いてもよい。
The fiber material subjected to the hydrophobic treatment is contained in a proportion of 10 to 50% by weight with respect to the conductive powder. When the proportion of the fiber processed with hydrophobic treatment is less than 10% by weight with respect to the conductive particles, the effect of using the fiber processed with hydrophobic treatment is sufficiently obtained regardless of the hydrophobicity of the fiber. Absent. On the other hand, when the proportion of the fiber processed with hydrophobic treatment exceeds 50% by weight with respect to the conductive powder, the fiber processed with hydrophobic treatment has low conductivity or does not have gas diffusion. The conductivity of the layer is insufficient. By mixing the hydrophobically treated fiber with a proportion of 10 to 50% by weight with respect to the conductive powder, a gas diffusion layer in which drainage and conductivity are balanced can be obtained.
In addition, you may use the textiles which have not performed the hydrophobic treatment within the range which does not impair the effect of this invention with the textiles which performed the hydrophobic treatment for this invention.

本発明に用いられる導電性粉粒体として、その材質は、導電性のあるものであれば特に限定されるものではないが、カーボンブラック等の炭素材が好ましい。カーボンブラックとしては、オイルファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック等が挙げられ、中でもアセチレンブラックが好適である。導電性粉粒体の一次粒子径は、通常、20〜100μmが好ましく、20〜50μmが特に好ましい。   The conductive powder used in the present invention is not particularly limited as long as it is conductive, but a carbon material such as carbon black is preferable. Examples of the carbon black include oil furnace black, acetylene black, thermal black, channel black and the like, and among them, acetylene black is preferable. The primary particle diameter of the conductive powder is usually preferably 20 to 100 μm and particularly preferably 20 to 50 μm.

第一のガス拡散層は、上記導電性粉粒体に疎水処理を施したものを含んでいてもよいが、第一のガス拡散層の導電性は導電性粉粒体により付与されるものであり、疎水処理が施された導電性粉粒体は導電性が低いか又は全く示さないことから、導電性粉粒体は疎水処理が施されていないことが好ましい。疎水処理された導電性粉粒体を含有させる場合には、第一のガス拡散層の導電性を考慮してその含有量を決定する必要がある。   The first gas diffusion layer may include the conductive particles that have been subjected to a hydrophobic treatment, but the conductivity of the first gas diffusion layer is provided by the conductive particles. In addition, since the conductive particles subjected to the hydrophobic treatment have low conductivity or do not show at all, the conductive particles are preferably not subjected to the hydrophobic treatment. When the conductive particles subjected to the hydrophobic treatment are included, it is necessary to determine the content in consideration of the conductivity of the first gas diffusion layer.

撥水性樹脂は、第一のガス拡散層を形成する際のバインダーとしての機能を有し、且つ第一のガス拡散層に撥水性を付与することができるものであれば、特に限定されないが、第一のガス拡散層の排水性の点から、撥水性樹脂の表面張力が水の表面張力(約72dyn/cm)より小さいことが好ましい。具体的な撥水性樹脂としては、例えば、PTFE、FEP、PVDF等のフッ素系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の炭化水素系樹脂等を用いることができる。撥水性樹脂は、導電性粉粒体及び疎水処理された繊維物の合計量に対して20〜80重量%程度とすればよい。   The water-repellent resin is not particularly limited as long as it has a function as a binder when forming the first gas diffusion layer and can impart water repellency to the first gas diffusion layer. From the viewpoint of drainage of the first gas diffusion layer, the surface tension of the water repellent resin is preferably smaller than the surface tension of water (about 72 dyn / cm). Specific water-repellent resins that can be used include fluorine resins such as PTFE, FEP, and PVDF, and hydrocarbon resins such as polypropylene and polyethylene. The water-repellent resin may be about 20 to 80% by weight with respect to the total amount of the conductive particles and the hydrophobically treated fiber.

第二のガス拡散層は、ガスの拡散に必要な細孔(空隙)と導電性を有し、且つガス拡散層を支持するのに必要な強度を有するものであればよく、通常は、カーボンペーパー、カーボンクロス、カーボンシート、カーボン不織布、カーボンフェルト等の導電性多孔質体を用いることができる。導電性多孔質体は、PTFE、FEP、PVDF等のフッ素樹脂系ディスパージョンに浸漬、又はこれらディスパージョンを塗布等することにより、撥水処理が施されていることが好ましい。また、第二のガス拡散層の厚みは、通常、100〜400μm程度であることが好ましい。   The second gas diffusion layer has only to have pores (voids) necessary for gas diffusion and conductivity, and has the strength necessary to support the gas diffusion layer. Conductive porous materials such as paper, carbon cloth, carbon sheet, carbon nonwoven fabric, and carbon felt can be used. The conductive porous body is preferably subjected to a water repellent treatment by immersing in a fluororesin dispersion such as PTFE, FEP, or PVDF, or by applying such a dispersion. The thickness of the second gas diffusion layer is usually preferably about 100 to 400 μm.

ガス拡散層は、触媒層側から順に、少なくとも第一のガス拡散層と第二のガス拡散層を含む積層構造を有していればよく、本発明の効果を損なわない範囲内で、触媒層と第一のガス拡散層の間や、第一のガス拡散層と第二のガス拡散層との間、若しくは、第二のガス拡散層の第一のガス拡散層とは反対側の面に、付加的な層又は界面構造を有していてもよい。   The gas diffusion layer only needs to have a laminated structure including at least the first gas diffusion layer and the second gas diffusion layer in order from the catalyst layer side, and within the range not impairing the effects of the present invention, Between the first gas diffusion layer, between the first gas diffusion layer and the second gas diffusion layer, or on the surface of the second gas diffusion layer opposite to the first gas diffusion layer. , May have additional layers or interfacial structures.

以下、本発明の燃料電池の製造方法例に沿って、本発明を説明する。
まず、上記した撥水性樹脂、導電性粉粒体、予め疎水処理された繊維物、及び必要に応じてその他の成分を、エタノール、プロパノール、プロピレングリコール等の有機溶剤、水又はこれらの混合物等の溶剤と混合し、第一のガス拡散層ペーストを調製する。撥水性樹脂は、第一のガス拡散層用ペースト中の分散性の点から、予め、水等の溶剤に分散させたものを用いることが好ましい。
Hereinafter, the present invention will be described along with an example of a method for producing a fuel cell of the present invention.
First, the above-mentioned water-repellent resin, conductive powder, fibrous material that has been hydrophobically treated, and other components as necessary, such as organic solvents such as ethanol, propanol, propylene glycol, water, or a mixture thereof A first gas diffusion layer paste is prepared by mixing with a solvent. It is preferable to use a water-repellent resin that has been dispersed in a solvent such as water in advance from the viewpoint of dispersibility in the first gas diffusion layer paste.

続いて、得られたガス拡散層用ペーストを、第二のガス拡散層を含むガス拡散層基体の少なくとも触媒層に面する側に塗布する。このとき第一のガス拡散層用ペーストは、ガス拡散層基体の内部に含浸してもよい。ここで、第一のガス拡散層の形状は特に限定されず、例えば、ガス拡散層基体の触媒層側の面全体を覆うような形状でもよいし、格子状等の所定パターンを有する形状でもよい。また、第一のガス拡散層の厚み(ガス拡散層基体内部に含浸した部分を除く、ガス拡散層基体表面からの厚み)は、通常、5〜30μm程度とすることが好ましい。
第一のガス拡散層用ペーストをガス拡散層基体に塗布する方法は、特に限定されず、例えば、スクリーン印刷法、スプレー法、ドクターブレード法、グラビア印刷法、ダイコート法等が挙げられる。
第二のガス拡散層を含むガス拡散層基体は、上記した第二のガス拡散層となる導電性多孔質体のみからなるものであっても、導電性多孔質体に付加的に層を設けたものでもよい。
Subsequently, the obtained gas diffusion layer paste is applied to at least the side facing the catalyst layer of the gas diffusion layer substrate including the second gas diffusion layer. At this time, the first gas diffusion layer paste may be impregnated inside the gas diffusion layer substrate. Here, the shape of the first gas diffusion layer is not particularly limited, and may be, for example, a shape that covers the entire surface of the gas diffusion layer base on the catalyst layer side or a shape having a predetermined pattern such as a lattice shape. . The thickness of the first gas diffusion layer (thickness from the surface of the gas diffusion layer substrate excluding the portion impregnated inside the gas diffusion layer substrate) is usually preferably about 5 to 30 μm.
The method for applying the first gas diffusion layer paste to the gas diffusion layer substrate is not particularly limited, and examples thereof include a screen printing method, a spray method, a doctor blade method, a gravure printing method, and a die coating method.
Even if the gas diffusion layer substrate including the second gas diffusion layer is composed of only the conductive porous body to be the second gas diffusion layer, an additional layer is provided on the conductive porous body. May be good.

次に、第一のガス拡散層用ペーストが塗布されたガス拡散層基体を、通常、20〜30℃で120分間程度乾燥し、その後、320〜380℃で60分間程度焼成することによって、ガス拡散層シートが完成する。このとき、乾燥工程は省略してもよい。
上記のようにして得られたガス拡散層シートは、触媒層が形成された固体高分子電解質膜上に、第一のガス拡散層と触媒層が面するように重ね合わせた状態で、ホットプレス等により接合されて膜−電極接合体を形成する。また、ガス拡散層シートの第一のガス拡散層表面に、触媒層を形成し、ガス拡散層と電解質膜で触媒層を挟みこむような状態で、ガス拡散層シートと電解質膜をホットプレス等により接合してもよい。
Next, the gas diffusion layer substrate on which the first gas diffusion layer paste is applied is usually dried at 20 to 30 ° C. for about 120 minutes, and then baked at 320 to 380 ° C. for about 60 minutes, whereby the gas A diffusion layer sheet is completed. At this time, the drying step may be omitted.
The gas diffusion layer sheet obtained as described above is hot-pressed with the first gas diffusion layer and the catalyst layer facing each other on the solid polymer electrolyte membrane on which the catalyst layer is formed. Etc. to form a membrane-electrode assembly. In addition, a catalyst layer is formed on the surface of the first gas diffusion layer of the gas diffusion layer sheet, and the gas diffusion layer sheet and the electrolyte membrane are hot pressed in a state where the catalyst layer is sandwiched between the gas diffusion layer and the electrolyte membrane. May be joined together.

触媒層には、通常、イオン伝導性材料、触媒材料が含有される。触媒材料としては、触媒成分を炭素質粒子、炭素質繊維のような炭素材料等の導電性材料に担持させた触媒粒が好適に用いられる。触媒成分としては、燃料極における水素の酸化反応、酸化剤極における酸素の還元反応に対して触媒作用を有するものであれば特に限定されず、例えば、白金、又は、ルテニウム、鉄、ニッケル、マンガン等の金属と白金との合金等が挙げられる。
イオン伝導性材料としては、電解質膜として用いられる材料の中から、適宜選択することができ、具体的には、パーフルオロスルホン酸ポリマーに代表されるフッ素系ポリマーやスルホン酸基、カルボン酸基、ボロン酸基等のイオン伝導性基を側鎖に有する炭化水素系ポリマー等の固体高分子電解質が挙げられる。
The catalyst layer usually contains an ion conductive material and a catalyst material. As the catalyst material, catalyst particles in which a catalyst component is supported on a conductive material such as a carbon material such as carbonaceous particles or carbonaceous fibers are preferably used. The catalyst component is not particularly limited as long as it has a catalytic action for the hydrogen oxidation reaction at the fuel electrode and the oxygen reduction reaction at the oxidant electrode. For example, platinum, ruthenium, iron, nickel, manganese And an alloy of a metal such as platinum and the like.
As the ion conductive material, it can be appropriately selected from materials used as an electrolyte membrane. Specifically, fluorine-based polymers represented by perfluorosulfonic acid polymers, sulfonic acid groups, carboxylic acid groups, Examples thereof include solid polymer electrolytes such as hydrocarbon-based polymers having an ion conductive group such as a boronic acid group in the side chain.

触媒層ペーストは、上記イオン伝導性材料及び触媒材料、さらに必要に応じて撥水性高分子や結着剤等その他の材料を溶媒に混合・分散させることにより得られる。溶媒としては、エタノール、メタノール、プロパノール、プロピレングリコール等のアルコール類と水の混合物等を用いることができるが、これらに限定されない。触媒層ペースト中の各成分の濃度は、特に限定されるものではない。   The catalyst layer paste can be obtained by mixing and dispersing the above-mentioned ion conductive material and catalyst material and, if necessary, other materials such as a water repellent polymer and a binder in a solvent. As the solvent, a mixture of alcohols such as ethanol, methanol, propanol, propylene glycol and water can be used, but the solvent is not limited thereto. The concentration of each component in the catalyst layer paste is not particularly limited.

電解質膜又はガス拡散層上に触媒層を形成する方法は、一般的に行われている方法でよく、例えば、電解質膜表面又は第一のガス拡散層上に、触媒層ペーストを直接塗布・乾燥することによって形成してもよいし、或いは、触媒層ペーストをポリテトラフルオロエチレン等の基材上に塗布・乾燥して形成した触媒層用シートを電解質膜又はガス拡散層の第一のガス拡散層側に転写することでも形成できる。触媒層の膜厚は、特に限定されないが、5〜50μm程度とすればよい。   The method for forming the catalyst layer on the electrolyte membrane or the gas diffusion layer may be a commonly used method. For example, the catalyst layer paste is directly applied and dried on the electrolyte membrane surface or the first gas diffusion layer. Or a catalyst layer sheet formed by applying and drying a catalyst layer paste on a substrate such as polytetrafluoroethylene to form a first gas diffusion layer in an electrolyte membrane or a gas diffusion layer. It can also be formed by transferring to the layer side. Although the film thickness of a catalyst layer is not specifically limited, What is necessary is just to be about 5-50 micrometers.

電解質膜としては特に限定されず、電解質膜内のイオン伝導性に水分の存在が必要となる電解質膜であれば本発明を適用することができる。具体的には、例えば、パーフルオロスルホン酸ポリマーに代表されるフッ素系ポリマーやスルホン酸基、カルボン酸基、ボロン酸基等のイオン伝導性基を側鎖に有する炭化水素系ポリマー等の固体高分子電解質膜が挙げられる。電解質膜の膜厚は、特に限定されず、15〜60μm程度とすればよい。   The electrolyte membrane is not particularly limited, and the present invention can be applied to any electrolyte membrane that requires the presence of moisture for ionic conductivity in the electrolyte membrane. Specifically, for example, fluoropolymers represented by perfluorosulfonic acid polymers and solid polymers such as hydrocarbon polymers having ion conductive groups such as sulfonic acid groups, carboxylic acid groups, and boronic acid groups in the side chain. Examples thereof include molecular electrolyte membranes. The film thickness of the electrolyte membrane is not particularly limited, and may be about 15 to 60 μm.

上記のようにして得られた膜−電極接合体は、一般的な方法によりセパレータで挟持することによって燃料電池セルとし、燃料電池セルを複数積層することによって燃料電池が得られる。本発明によれば、電解質膜及び触媒層を適度な湿潤状態に保持し、且つ、反応ガスを触媒層に隈なく供給することができるため、発電性能の高い燃料電池を提供することが可能である。   The membrane-electrode assembly obtained as described above is used as a fuel cell by being sandwiched between separators by a general method, and a fuel cell is obtained by stacking a plurality of fuel cells. According to the present invention, the electrolyte membrane and the catalyst layer can be maintained in an appropriate wet state, and the reaction gas can be supplied to the catalyst layer without any problem, so that it is possible to provide a fuel cell with high power generation performance. is there.

(実施例1)
<炭素繊維のフッ素処理>
炭素繊維(VGCF)を反応炉内に入れ、反応炉内の雰囲気をアルゴンガスで置換した。その後、アルゴンガスを流しながら、400℃まで昇温し、フッ素ガスを供給して1時間保持し、炭素繊維のフッ素処理を行った。続いてフッ素ガスを止めて、アルゴンガスを供給しつつ冷却を行い、室温付近になった後に、フッ素処理された炭素繊維を反応炉内から取り出した。尚、フッ素処理の度合いは、フッ素ガス濃度、処理時間、処理温度により調節した。
フッ素処理された炭素繊維は、φ10mmの円筒状容器に10g入れて、上部より500kg/cmの圧力をかけてペレットを作製し、このペレットの水の接触角を、接触角計を用いて下記の条件で測定した。
Example 1
<Fluorine treatment of carbon fiber>
Carbon fiber (VGCF) was placed in the reaction furnace, and the atmosphere in the reaction furnace was replaced with argon gas. Then, while flowing argon gas, it heated up to 400 degreeC, supplied fluorine gas, hold | maintained for 1 hour, and performed the fluorine treatment of carbon fiber. Subsequently, the fluorine gas was stopped, cooling was performed while supplying argon gas, and after the temperature became close to room temperature, the fluorine-treated carbon fiber was taken out from the reactor. The degree of fluorine treatment was adjusted by the fluorine gas concentration, treatment time, and treatment temperature.
Fluorine-treated carbon fiber is put in 10 g in a φ10 mm cylindrical container, and a pellet is produced by applying a pressure of 500 kg / cm 2 from the top. The contact angle of water of the pellet is measured using a contact angle meter as follows. It measured on condition of this.

液滴量:2μL
滴下後から測定までの時間:1秒
温度:25℃
Drop volume: 2 μL
Time from dropping to measurement: 1 second Temperature: 25 ° C

<燃料電池用セルの製造>
白金を担持したカーボン粒子0.5gと、パーフルオロスルホン酸樹脂溶液(商品名ナフィオン、DuPont製)0.15gと、プロピレングリコール5mlと、水3mlとを混合、超音波ホモジナイザー及び攪拌機により分散させて、触媒ペーストを調製した。次に、パーフルオロスルホン酸樹脂膜(商品名ナフィオン、DuPont製)の両面に、得られた触媒ペーストをスクリーン印刷により塗布して触媒層を形成し、触媒層−電解質膜−触媒層接合体を得た。この時、白金量を0.3mg/cmとした。
<Manufacture of fuel cell>
Mixing 0.5 g of carbon particles carrying platinum, 0.15 g of a perfluorosulfonic acid resin solution (trade name Nafion, manufactured by DuPont), 5 ml of propylene glycol, and 3 ml of water, and dispersing them with an ultrasonic homogenizer and a stirrer. A catalyst paste was prepared. Next, the obtained catalyst paste is applied to both surfaces of a perfluorosulfonic acid resin membrane (trade name Nafion, manufactured by DuPont) by screen printing to form a catalyst layer, and the catalyst layer-electrolyte membrane-catalyst layer assembly is formed. Obtained. At this time, the amount of platinum was 0.3 mg / cm 2 .

続いて、カーボンブラック3.6g、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)ディスパージョン溶液(PTFE濃度:60重量%)4g、予めフッ素処理した炭素繊維(水の接触角116°)0.36g(カーボンブラックに対して10重量%)、水60ml、プロピレングリコール60mlを混合したペーストを、第二のガス拡散層となるカーボンペーパー(厚み200μm、東レ製)にスクリーン印刷により塗布し、第一のガス拡散層を形成した。その後、この第一のガス拡散層を形成したカーボンペーパーを乾燥(25℃、120分)、焼成(350℃、60分)し、ガス拡散層シートを得た。
上記にて得られた触媒層−電解質膜−触媒層接合体の両面の触媒層上に、得られたガス拡散層シートをホットプレス(130℃、3MPa)により接合した。さらに、ガス拡散層の外側にセパレーターを設け、燃料電池用セルを得た。
Subsequently, 3.6 g of carbon black, 4 g of a polytetrafluoroethylene (PTFE) dispersion solution (PTFE concentration: 60% by weight), 0.36 g of carbon fiber (water contact angle 116 °) pre-fluorinated (to carbon black) 10% by weight), 60 ml of water and 60 ml of propylene glycol were mixed and applied to a carbon paper (thickness: 200 μm, manufactured by Toray) as a second gas diffusion layer by screen printing, and the first gas diffusion layer was applied. Formed. Thereafter, the carbon paper on which the first gas diffusion layer was formed was dried (25 ° C., 120 minutes) and fired (350 ° C., 60 minutes) to obtain a gas diffusion layer sheet.
The obtained gas diffusion layer sheet was bonded by hot pressing (130 ° C., 3 MPa) on the catalyst layers on both sides of the catalyst layer-electrolyte membrane-catalyst layer assembly obtained above. Further, a separator was provided outside the gas diffusion layer to obtain a fuel cell.

(実施例2)
カーボンブラックを3g、予めフッ素処理した炭素繊維として水の接触角が132°のものを0.9g(カーボンブラックに対して30重量%)用いた以外は、実施例1と同様にして、燃料電池用セルを得た。
(Example 2)
A fuel cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that 3 g of carbon black and 0.9 g of carbon fiber having a water contact angle of 132 ° as a prefluorinated carbon fiber (30 wt% with respect to carbon black) were used. A cell was obtained.

(実施例3)
カーボンブラックを2.6g、予めフッ素処理した炭素繊維として水の接触角が142°のものを1.3g(カーボンブラックに対して50重量%)用いた以外は、実施例1と同様にして、燃料電池用セルを得た。
(Example 3)
Except for using 2.6 g of carbon black and 1.3 g of carbon fiber having a water contact angle of 142 ° as a pre-fluorinated carbon fiber (50% by weight based on carbon black), the same as in Example 1, A fuel cell was obtained.

(比較例1)
カーボンブラックを2.6g、予めフッ素処理した炭素繊維の代わりにフッ素処理を施していない水の接触角が103°の炭素繊維を1.3g(カーボンブラックに対して50重量%)用いた以外は、実施例1と同様にして、燃料電池用セルを得た。
(Comparative Example 1)
Other than using 2.6 g of carbon black and 1.3 g of carbon fiber having a contact angle of 103 ° water with no fluorine treatment (50 wt% with respect to carbon black) instead of carbon fiber pre-fluorinated. In the same manner as in Example 1, a fuel cell was obtained.

(比較例2)
カーボンブラックを3.7g、予めフッ素処理した炭素繊維として水の接触角が153°のものを0.3g(カーボンブラックに対して8重量%)用いた以外は、実施例1と同様にして、燃料電池用セルを得た。
(Comparative Example 2)
In the same manner as in Example 1, except that 3.7 g of carbon black and 0.3 g (8% by weight with respect to carbon black) of a pre-fluorinated carbon fiber having a water contact angle of 153 ° were used. A fuel cell was obtained.

(比較例3)
カーボンブラックを3.7g、予めフッ素処理した炭素繊維として水の接触角が122°のものを0.3g(カーボンブラックに対して8重量%)用いた以外は、実施例1と同様にして、燃料電池用セルを得た。
(Comparative Example 3)
In the same manner as in Example 1, except that 3.7 g of carbon black and 0.3 g of carbon fiber having a water contact angle of 122 ° (8 wt% with respect to carbon black) as a pre-fluorinated carbon fiber were used. A fuel cell was obtained.

(比較例4)
カーボンブラックを2.5g、フッ素処理した炭素繊維として水の接触角が155°のものを1.4g(カーボンブラックに対して56重量%)用いた以外は、実施例1と同様にして、燃料電池用セルを得た。
(Comparative Example 4)
Fuel was obtained in the same manner as in Example 1, except that 2.5 g of carbon black and 1.4 g of fluorine-treated carbon fiber having a water contact angle of 155 ° (56 wt% with respect to carbon black) were used. A battery cell was obtained.

(比較例5)
カーボン粒子を3.7g、フッ素処理した炭素繊維の代わりにフッ素処理を施していない水の接触角が103°の炭素繊維を0.3g(カーボンブラックに対して8重量%)用いた以外は、実施例1と同様にして、燃料電池用セルを得た。
(Comparative Example 5)
Other than using 3.7 g of carbon particles and 0.3 g (8 wt% with respect to carbon black) of carbon fibers having a contact angle of 103 ° water with no fluorine treatment instead of carbon fibers subjected to fluorine treatment, In the same manner as in Example 1, a fuel cell was obtained.

実施例1〜3及び比較例1〜5について、炭素繊維(繊維物)の水の接触角、カーボンブラック(導電性粉粒体)に対する炭素繊維の混入率(炭素繊維量/カーボンブラック量×100)を、表1に示した。   About Examples 1-3 and Comparative Examples 1-5, the contact angle of water of carbon fibers (fibers), the mixing ratio of carbon fibers to carbon black (conductive particles) (carbon fiber amount / carbon black amount × 100 ) Is shown in Table 1.

Figure 0004872202
Figure 0004872202

[発電性能評価]
得られた実施例1〜3及び比較例1〜5の燃料電池セルを用いて、以下の条件の下、I−V試験を行った。1.5A/cm時の電圧(V)、0.1A/cm時の抵抗(mΩ)を表1に示す。
[Power generation performance evaluation]
Using the obtained fuel cells of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5, an IV test was performed under the following conditions. 1.5A / cm 2 at the voltage (V), and the resistance of at 0.1 A / cm 2 and (milliohms) shown in Table 1.

<試験条件>
セル温度:80℃
湿度:100%
燃料(水素ガス):500mL/min
酸化剤(空気):1000mL/min
<Test conditions>
Cell temperature: 80 ° C
Humidity: 100%
Fuel (hydrogen gas): 500 mL / min
Oxidizing agent (air): 1000 mL / min

表1から解るように、予めフッ素処理を施した炭素繊維を、カーボンブラックに対して10〜50重量%混入した第一のガス拡散層を有する実施例1〜3の燃料電池は、比較例1〜5の燃料電池と比べて高い電圧を示した。すなわち、フッ素処理(疎水処理)を施していない炭素繊維を用いた比較例1及び比較例5は、炭素繊維の混入量に関わらず、実施例と比較して電圧が低かった。これは、炭素繊維に疎水処理が施されていないので、炭素繊維とカーボンブラックにより形成された細孔内の排水性が不十分だったためと考えられる。   As can be seen from Table 1, the fuel cells of Examples 1 to 3 having a first gas diffusion layer in which carbon fiber pre-fluorinated was mixed with 10 to 50% by weight with respect to carbon black were compared with Comparative Example 1. High voltage was shown compared with ˜5 fuel cells. That is, in Comparative Example 1 and Comparative Example 5 using carbon fibers not subjected to fluorine treatment (hydrophobic treatment), the voltage was lower than that in Examples, regardless of the amount of carbon fiber mixed. This is presumably because the carbon fiber was not subjected to a hydrophobic treatment, so that the drainage in the pores formed by the carbon fiber and carbon black was insufficient.

予めフッ素処理を施した炭素繊維をカーボンブラックに対して10重量%未満(8重量%)混入した比較例2及び比較例3もまた、炭素繊維の疎水性の高さに関わらず、実施例と比較して電圧が低かった。これは、炭素繊維に疎水処理が施されているものの、カーボンブラックに対する混入量が少なすぎるので、疎水処理した炭素繊維を混入した効果が発揮されなかったためと考えられる。
また、予めフッ素処理を施した炭素繊維をカーボンブラックに対して50重量%より多く(56重量%)混入した比較例4は、ガス拡散層の導電性が低下したため、著しい電圧の低下及び抵抗の上昇が見られた。
Comparative Example 2 and Comparative Example 3 in which carbon fibers pre-fluorinated were mixed with carbon black in an amount of less than 10% by weight (8% by weight) are also the same as in Examples, regardless of the hydrophobicity of carbon fibers. The voltage was low compared. This is presumably because although the carbon fiber was subjected to hydrophobic treatment, the amount of carbon black mixed therein was too small, so that the effect of mixing the hydrophobic treated carbon fiber was not exhibited.
Further, in Comparative Example 4 in which carbon fiber pre-fluorinated was mixed in an amount of more than 50% by weight (56% by weight) with respect to the carbon black, the conductivity of the gas diffusion layer was lowered, so that the voltage drop and the resistance were significantly reduced. An increase was seen.

本発明を適用した固体高分子型燃料電池の一構成例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed one structural example of the polymer electrolyte fuel cell to which this invention is applied. 本発明の第一のガス拡散層内に形成される細孔の概念図である。It is a conceptual diagram of the pore formed in the 1st gas diffusion layer of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…プロトン伝導性固体高分子電解質膜
2…触媒層
3…第一のガス拡散層
4…第二のガス拡散層
5…ガス拡散層
6…電極
7…ガス流路
8…セパレータ
9…疎水処理された繊維物
10…導電性粉粒体
11…細孔(繊維物と導電性粉粒体により形成される)
12…細孔(導電性粉粒体間で形成される)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Proton conductive solid polymer electrolyte membrane 2 ... Catalyst layer 3 ... 1st gas diffusion layer 4 ... 2nd gas diffusion layer 5 ... Gas diffusion layer 6 ... Electrode 7 ... Gas flow path 8 ... Separator 9 ... Hydrophobic treatment Fiber material 10 ... Conductive powder 11 ... Pore (formed by fiber and conductive powder)
12 ... pores (formed between conductive particles)

Claims (2)

電解質膜と、当該電解質膜の両面に一対の電極とを備え、前記電極のうち少なくとも1つが、前記電解質膜側から順に触媒層とガス拡散層とを有する燃料電池であって、前記ガス拡散層は、前記触媒層側から順に、少なくとも第一のガス拡散層及び第二のガス拡散層を含む積層構造を有し、前記第一のガス拡散層は、撥水性樹脂、疎水処理が施されていない導電性粉粒体、及び、当該第一のガス拡散層形成前に予め疎水処理された繊維物を含み、
下記測定方法により測定された、前記予め疎水処理された繊維物の水の接触角が110°以上であり、
前記予め疎水処理された繊維物の繊維径が5〜600nm、且つ、アスペクト比が10〜500であり、
前記予め疎水処理された繊維物が前記導電性粉粒体に対して10〜50重量%含有されていることを特徴とする燃料電池。
測定方法:前記予め疎水処理された繊維物に500kg/cmの圧力をかけてプレス成形体を作製する工程、及び、当該プレス成形体上に2μlの水を滴下し、接触角計により、滴下1秒後の水の接触角を測定する工程を有する方法。
A fuel cell comprising an electrolyte membrane and a pair of electrodes on both surfaces of the electrolyte membrane, wherein at least one of the electrodes includes a catalyst layer and a gas diffusion layer in order from the electrolyte membrane side, wherein the gas diffusion layer Has a laminated structure including at least a first gas diffusion layer and a second gas diffusion layer in order from the catalyst layer side, and the first gas diffusion layer is subjected to a water repellent resin and a hydrophobic treatment. no conductive powder particles, and includes a pre-hydrophobic treated fibers product before the first gas diffusion layer formation,
The water contact angle of the previously hydrophobized fiber material measured by the following measurement method is 110 ° or more,
The fiber diameter of the previously hydrophobized fiber is 5 to 600 nm, and the aspect ratio is 10 to 500,
The fuel cell according to claim 1, wherein the fibrous material subjected to hydrophobic treatment in advance is contained in an amount of 10 to 50% by weight based on the conductive powder.
Measurement method: A step of producing a press-molded body by applying a pressure of 500 kg / cm 2 to the previously hydrophobized fiber material, and 2 μl of water are dropped on the press-molded body, and dropped by a contact angle meter. The method which has the process of measuring the contact angle of water after 1 second.
フッ素ガス処理、フッ素系樹脂コート処理及び炭化水素系樹脂コート処理からなる群から選ばれる方法により疎水処理され、且つ、繊維径が5〜600nm、且つ、アスペクト比が10〜500である繊維物を予め準備する工程、少なくとも撥水性樹脂と疎水処理が施されていない導電性粉粒体と前記予め疎水処理された繊維物とを含む第一のガス拡散層用ペーストを、第二のガス拡散層となる層を含むガス拡散層基体の少なくとも触媒層と面する面に塗布する工程、第一のガス拡散層用ペーストを塗布したガス拡散層基体を乾燥及び/又は焼成する工程を含む、燃料電池の製造方法。 A fiber material that is hydrophobically treated by a method selected from the group consisting of fluorine gas treatment, fluorine resin coating treatment, and hydrocarbon resin coating treatment , and has a fiber diameter of 5 to 600 nm and an aspect ratio of 10 to 500. A step of preparing in advance, a first gas diffusion layer paste comprising at least a water-repellent resin, a conductive granular material that has not been subjected to a hydrophobic treatment, and the fiber material that has been subjected to a hydrophobic treatment in advance; A fuel cell comprising: a step of applying to at least a surface facing the catalyst layer of a gas diffusion layer substrate including a layer to be formed; and a step of drying and / or firing the gas diffusion layer substrate coated with the first gas diffusion layer paste. Manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5217256B2 (en) * 2007-06-06 2013-06-19 大日本印刷株式会社 Conductive porous sheet and method for producing the same
JP2009170204A (en) * 2008-01-15 2009-07-30 Toshiba Corp Membrane electrode assembly and fuel cell
JP2009211953A (en) * 2008-03-04 2009-09-17 Sanyo Electric Co Ltd Electrode base, electrode, membrane electrode assembly, fuel cell, and manufacturing method of electrode base material
WO2011125094A1 (en) * 2010-04-02 2011-10-13 株式会社 東芝 Fuel cell
JP5578134B2 (en) * 2011-05-06 2014-08-27 トヨタ自動車株式会社 Manufacturing method of fuel cell

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11135133A (en) * 1997-08-28 1999-05-21 Fuji Electric Co Ltd Solid polymer electrolyte fuel cell
JP2001057215A (en) * 1999-08-18 2001-02-27 Toshiba Corp Solid polymer membrane fuel cell and method for forming gas diffusion layer thereof
JP3960973B2 (en) * 2001-01-16 2007-08-15 昭和電工株式会社 Battery catalyst composition, gas diffusion layer, and fuel cell including these
JP2003109611A (en) * 2001-09-27 2003-04-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method for producing gas diffusion electrode for polymer electrolyte fuel cell
JP4147321B2 (en) * 2001-11-14 2008-09-10 本田技研工業株式会社 Electrode for polymer electrolyte fuel cell

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