JPS6153831B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6153831B2 JPS6153831B2 JP56101347A JP10134781A JPS6153831B2 JP S6153831 B2 JPS6153831 B2 JP S6153831B2 JP 56101347 A JP56101347 A JP 56101347A JP 10134781 A JP10134781 A JP 10134781A JP S6153831 B2 JPS6153831 B2 JP S6153831B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- nickel
- powder
- sintered
- carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
-
- 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
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Description
〔発明の属する技術分野〕
本発明は炭素触媒層と焼結ニツケル層とを積層
してなる燃料電池電極の製造方法に関する。 〔従来技術とその問題点〕 このような電極は活性炭，カーボンブラツクあ
るいは黒鉛からなる炭素触媒層に接触する燃料ま
たは酸化剤のガスが電解液側に吹き抜けるのを防
止するため、液側層として電解液に濡れやすい多
孔性焼結ニツケル層を有しており、反応が進行す
る三相界面（ガス，電解液，触媒が互に接触し合
う面）が触媒層内に固定されるようにしている。
炭素触媒層と焼結ニツケル層との結着は触媒層内
に、例えばポリ四弗化エチレン樹脂を混合しニツ
ケル層と一緒にホツトプレスすることにより行う
が、この場合結着剤の含量を多くすると触媒表面
の多くが結着剤で覆われ、触媒性能が低下する。
一方結着剤含量を少なくすると、長時間の放電後
に層間の剥離が生じ、電極性能が低下する。 〔発明の目的〕 本発明はこれに対し結着剤を多く用いないで炭
素触媒層と焼結ニツケル層とを強固に結着させる
燃料電池電極の製造方法を提供することを目的と
する。 〔発明の要旨〕 この目的は本発明によれば、ニツケル粉末と樹
脂を混合した層と、焼結温度がニツケルより高い
粉体と樹脂を混合した層とを積層して加圧した
後、ニツケルの焼結温度より高く前記粒体の焼結
温度より低い温度で焼結し、付着した粒体を除去
して表面に粒体痕の凹凸を有する焼結ニツケル層
をつくり、該ニツケル層の凹凸面に結着剤を含む
炭素触媒層を重ねて高温にて加圧成型することに
より達成される。 〔発明の実施例〕 以下実施例および図を引用して本発明について
説明する。 〈実施例〉 ニツケル粉末とポリビニルアセテート樹脂とを
混練し、0.3mm厚のシートに成形する。また焼結
温度がニツケルより高い粒体として炭素粉末を用
い、この炭素粉末とポリビニルアセテート樹脂と
を混練し、同様に0.3mm厚のシートに成形する。
次いで両シートを重ねて再び0.3mm厚のシートに
成形する。このシートを900℃で１時間、水素気
流中で熱処理すると、シート中の樹脂分は分解揮
発し、ニツケル粉末層は焼結する。しかし炭素粉
末層はこの温度では焼結しないので、粉末が凝集
した二次粒子のままの層として弱く焼結ニツケル
層に付着している。したがつて、この焼結ニツケ
ル層の表面を洗浄しながら付着炭素粉末の二次粒
子をブラシでこすり落とせば、炭素粉末の二次粒
子は粉砕して焼結ニツケル層より取り除かれる。
一方、焼結ニツケル層の炭素粉末と接触していた
面は炭素粉末の二次粒子の粗さに対応した多数の
粒体痕による凹凸が形成され、この凹凸の断面
は、ニツケル粉末の二次粒子が炭素粉末の二次粒
子と境界面で複雑にからみあつて焼結した後に、
二次粒子が粉砕して取り除かれる結果、ホツク
（HOOK）状となつている。ここでホツク状と
は、凸部の先端が横方向に突出して凹部の開口部
を狭めた形状をいう。 なお、焼結板を製造する上記工程において、ニ
ツケル層と炭素層とを交互に幾層も積重ねロール
によつて薄くすると共に各ニツケル層に炭素粉末
を食い込ませて、同時に複数のニツケル粉末層を
作ることは作業の効率上有利である。また炭素粉
末の代りにシリカ粉末、アルミナ粉末などの無機
粉末、あるいはニツケル焼結温度より高い焼結温
度を持つ金属粉末を利用することもできる。 第１図に示すように、このようにして得た焼結
ニツケル層１の凹凸を有する面に炭素触媒層２を
重ねる。炭素触媒層２は、例えば銀20部を添加し
た活性炭粉末に結着剤としてポリ四弗化エチレン
樹脂20部を混ぜシート状に成形したもので、ニツ
ケル層１との積層体を350℃で加圧成形して、電
極３を得る。 このようにして作成された電極は、焼結ニツケ
ル層の粒体痕の凹凸に炭素触媒層の粉末がくい込
み、いわゆるくさび効果によりその境界で強固な
結合が得られる。第１表に、この実施例で得られ
た電極体と平滑面を有する焼結ニツケル層に実施
例と同量の結着剤を含む炭素触媒層を結着した電
極との結着強度を比較して示す。これより本発明
の実施例によるものがまさつていることが分る。
してなる燃料電池電極の製造方法に関する。 〔従来技術とその問題点〕 このような電極は活性炭，カーボンブラツクあ
るいは黒鉛からなる炭素触媒層に接触する燃料ま
たは酸化剤のガスが電解液側に吹き抜けるのを防
止するため、液側層として電解液に濡れやすい多
孔性焼結ニツケル層を有しており、反応が進行す
る三相界面（ガス，電解液，触媒が互に接触し合
う面）が触媒層内に固定されるようにしている。
炭素触媒層と焼結ニツケル層との結着は触媒層内
に、例えばポリ四弗化エチレン樹脂を混合しニツ
ケル層と一緒にホツトプレスすることにより行う
が、この場合結着剤の含量を多くすると触媒表面
の多くが結着剤で覆われ、触媒性能が低下する。
一方結着剤含量を少なくすると、長時間の放電後
に層間の剥離が生じ、電極性能が低下する。 〔発明の目的〕 本発明はこれに対し結着剤を多く用いないで炭
素触媒層と焼結ニツケル層とを強固に結着させる
燃料電池電極の製造方法を提供することを目的と
する。 〔発明の要旨〕 この目的は本発明によれば、ニツケル粉末と樹
脂を混合した層と、焼結温度がニツケルより高い
粉体と樹脂を混合した層とを積層して加圧した
後、ニツケルの焼結温度より高く前記粒体の焼結
温度より低い温度で焼結し、付着した粒体を除去
して表面に粒体痕の凹凸を有する焼結ニツケル層
をつくり、該ニツケル層の凹凸面に結着剤を含む
炭素触媒層を重ねて高温にて加圧成型することに
より達成される。 〔発明の実施例〕 以下実施例および図を引用して本発明について
説明する。 〈実施例〉 ニツケル粉末とポリビニルアセテート樹脂とを
混練し、0.3mm厚のシートに成形する。また焼結
温度がニツケルより高い粒体として炭素粉末を用
い、この炭素粉末とポリビニルアセテート樹脂と
を混練し、同様に0.3mm厚のシートに成形する。
次いで両シートを重ねて再び0.3mm厚のシートに
成形する。このシートを900℃で１時間、水素気
流中で熱処理すると、シート中の樹脂分は分解揮
発し、ニツケル粉末層は焼結する。しかし炭素粉
末層はこの温度では焼結しないので、粉末が凝集
した二次粒子のままの層として弱く焼結ニツケル
層に付着している。したがつて、この焼結ニツケ
ル層の表面を洗浄しながら付着炭素粉末の二次粒
子をブラシでこすり落とせば、炭素粉末の二次粒
子は粉砕して焼結ニツケル層より取り除かれる。
一方、焼結ニツケル層の炭素粉末と接触していた
面は炭素粉末の二次粒子の粗さに対応した多数の
粒体痕による凹凸が形成され、この凹凸の断面
は、ニツケル粉末の二次粒子が炭素粉末の二次粒
子と境界面で複雑にからみあつて焼結した後に、
二次粒子が粉砕して取り除かれる結果、ホツク
（HOOK）状となつている。ここでホツク状と
は、凸部の先端が横方向に突出して凹部の開口部
を狭めた形状をいう。 なお、焼結板を製造する上記工程において、ニ
ツケル層と炭素層とを交互に幾層も積重ねロール
によつて薄くすると共に各ニツケル層に炭素粉末
を食い込ませて、同時に複数のニツケル粉末層を
作ることは作業の効率上有利である。また炭素粉
末の代りにシリカ粉末、アルミナ粉末などの無機
粉末、あるいはニツケル焼結温度より高い焼結温
度を持つ金属粉末を利用することもできる。 第１図に示すように、このようにして得た焼結
ニツケル層１の凹凸を有する面に炭素触媒層２を
重ねる。炭素触媒層２は、例えば銀20部を添加し
た活性炭粉末に結着剤としてポリ四弗化エチレン
樹脂20部を混ぜシート状に成形したもので、ニツ
ケル層１との積層体を350℃で加圧成形して、電
極３を得る。 このようにして作成された電極は、焼結ニツケ
ル層の粒体痕の凹凸に炭素触媒層の粉末がくい込
み、いわゆるくさび効果によりその境界で強固な
結合が得られる。第１表に、この実施例で得られ
た電極体と平滑面を有する焼結ニツケル層に実施
例と同量の結着剤を含む炭素触媒層を結着した電
極との結着強度を比較して示す。これより本発明
の実施例によるものがまさつていることが分る。
以上述べたように本発明は予め表面に粒体痕の
凹凸を有する焼結ニツケル層を作成し、その凹凸
面において炭素触媒層を結着させるようにしたた
め、凹部内に触媒層の粉末が食い込み、くさび効
果によつてニツケル層と触媒層との強固な結着を
得るものであり、結着剤の量を増す必要がないた
め触媒性能が損われず、長時間放電しても特性の
安定したすぐれた燃料電池電極を得ることができ
る。
凹凸を有する焼結ニツケル層を作成し、その凹凸
面において炭素触媒層を結着させるようにしたた
め、凹部内に触媒層の粉末が食い込み、くさび効
果によつてニツケル層と触媒層との強固な結着を
得るものであり、結着剤の量を増す必要がないた
め触媒性能が損われず、長時間放電しても特性の
安定したすぐれた燃料電池電極を得ることができ
る。
第１図は本発明の実施例による電極の断面図、
第２図は第１図に示す電極と従来例の電極の長時
間放電における電位の変化を示す線図である。 １……焼結ニツケル層、２……炭素触媒層。
第２図は第１図に示す電極と従来例の電極の長時
間放電における電位の変化を示す線図である。 １……焼結ニツケル層、２……炭素触媒層。
Claims (1)
- １ ニツケル粉末と樹脂を混合した層と、焼結温
度がニツケルより高い粉体と樹脂を混合した層と
を積層して加圧した後、ニツケルの焼結温度より
高く前記粒体の焼結温度より低い温度で焼結し、
付着した粒体を除去して表面に粒体痕の凹凸を有
する焼結ニツケル層をつくり、該ニツケル層の凹
凸面に結着剤を含む炭素触媒層を重ねて高温にて
加圧成型することを特徴とする燃料電池電極の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56101347A JPS585971A (ja) | 1981-07-01 | 1981-07-01 | 燃料電池電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56101347A JPS585971A (ja) | 1981-07-01 | 1981-07-01 | 燃料電池電極の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61142719A Division JPS6224567A (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | 燃料電池電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS585971A JPS585971A (ja) | 1983-01-13 |
| JPS6153831B2 true JPS6153831B2 (ja) | 1986-11-19 |
Family
ID=14298297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56101347A Granted JPS585971A (ja) | 1981-07-01 | 1981-07-01 | 燃料電池電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS585971A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63106022U (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-08 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2831061B2 (ja) * | 1989-11-28 | 1998-12-02 | 三菱重工業株式会社 | ガス拡散電極及びそれを用いた固体高分子電解質燃料電池本体 |
| US6869712B2 (en) * | 2002-03-07 | 2005-03-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Ion exchange system structure with a microtextured surface, method of manufacture, and method of use thereof |
-
1981
- 1981-07-01 JP JP56101347A patent/JPS585971A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63106022U (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-08 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS585971A (ja) | 1983-01-13 |
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