JPS6319982B2 - - Google Patents
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- JPS6319982B2 JPS6319982B2 JP56011009A JP1100981A JPS6319982B2 JP S6319982 B2 JPS6319982 B2 JP S6319982B2 JP 56011009 A JP56011009 A JP 56011009A JP 1100981 A JP1100981 A JP 1100981A JP S6319982 B2 JPS6319982 B2 JP S6319982B2
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- intercalation compound
- catalyst layer
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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
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- 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
【発明の詳細な説明】
本発明は燃料電池用ガス拡散電極に関するもの
である。
である。
一般にガス拡散電極は、防水処理を施したカー
ボンペーパー（拡散層）上に触媒金属を含む黒鉛
を塗着するか予めシート状に成形して貼着し、拡
散層と触媒層の二重層に構成される。
ボンペーパー（拡散層）上に触媒金属を含む黒鉛
を塗着するか予めシート状に成形して貼着し、拡
散層と触媒層の二重層に構成される。
酸性燃料電池は、陰陽のガス電極と電解液保持
マトリツクスとよりなる単位セル間に炭素質ガス
分離板を介し多数積層して使用されるが、触媒層
の電気抵抗による電圧降下が無視できなくなる。
マトリツクスとよりなる単位セル間に炭素質ガス
分離板を介し多数積層して使用されるが、触媒層
の電気抵抗による電圧降下が無視できなくなる。
本発明は、かかる点に鑑み、触媒層の基体とし
て通常用いられている黒鉛の代りに、黒鉛の層間
に酸を浸入させた黒鉛層間化合物を用いることに
より電気伝導性を改善することを目的とする。
て通常用いられている黒鉛の代りに、黒鉛の層間
に酸を浸入させた黒鉛層間化合物を用いることに
より電気伝導性を改善することを目的とする。
黒鉛の結晶は炭素原子の六角板状面が層状に積
重なつた構造を持ち、各層面内の結合は強いが層
間の結合は弱く、多くの化学種が層間に入り、黒
鉛層間化合物を形成する。層間に侵入可能な化学
種としてアルカリ金属（Li、Na、Ｋ等）、金属ハ
ロゲン化物（AlCl3、MgCl2等）、酸（HNO3、
H2SO4、等）があるが、アルカリ金属・金属ハ
ロゲン化合物等の層間化合物は酸性電解液による
腐蝕のため使用できないので、酸を使用した。こ
れら層間化合物は黒鉛の平面構造は保たれたまゝ
であるが、黒鉛に比し電気伝導度は良くなる。
重なつた構造を持ち、各層面内の結合は強いが層
間の結合は弱く、多くの化学種が層間に入り、黒
鉛層間化合物を形成する。層間に侵入可能な化学
種としてアルカリ金属（Li、Na、Ｋ等）、金属ハ
ロゲン化物（AlCl3、MgCl2等）、酸（HNO3、
H2SO4、等）があるが、アルカリ金属・金属ハ
ロゲン化合物等の層間化合物は酸性電解液による
腐蝕のため使用できないので、酸を使用した。こ
れら層間化合物は黒鉛の平面構造は保たれたまゝ
であるが、黒鉛に比し電気伝導度は良くなる。
本発明によるガス拡散電極の作成例を説明す
る。化学種として硫酸を用いた黒鉛層間化合物の
場合、黒鉛と濃硫酸を乾燥雰囲気中で混合し、不
活性ガス中で300℃、５時間反応させた。この生
成物を粉砕し400メツシユパスの黒鉛層間化合物
微粉末を得る。次にこの微粉末50ｇに対し塩化白
金酸13ｇを水100c.c.に溶解した溶液を混合し、
過後真空乾燥を行い、ついで水素ガス中300〜350
℃で１時間還元して粒子表面に白金黒を付着させ
る。この処理済層間化合物粉末とフツ素樹脂粉末
とを重量比１：１で混合し、ケロシンを適量加え
てペースト状とした。これをローラーにかけてシ
ートとし、このシートを自然乾燥しケロシンを蒸
発させた。この触媒層シートを予め防水処理した
カーボンペーパー上に添着し加圧後加熱して二重
層電極とした。
る。化学種として硫酸を用いた黒鉛層間化合物の
場合、黒鉛と濃硫酸を乾燥雰囲気中で混合し、不
活性ガス中で300℃、５時間反応させた。この生
成物を粉砕し400メツシユパスの黒鉛層間化合物
微粉末を得る。次にこの微粉末50ｇに対し塩化白
金酸13ｇを水100c.c.に溶解した溶液を混合し、
過後真空乾燥を行い、ついで水素ガス中300〜350
℃で１時間還元して粒子表面に白金黒を付着させ
る。この処理済層間化合物粉末とフツ素樹脂粉末
とを重量比１：１で混合し、ケロシンを適量加え
てペースト状とした。これをローラーにかけてシ
ートとし、このシートを自然乾燥しケロシンを蒸
発させた。この触媒層シートを予め防水処理した
カーボンペーパー上に添着し加圧後加熱して二重
層電極とした。
又酸として燐酸を用いる場合、黒鉛と乾燥した
燐酸を乾燥雰囲気中で混合し、不活性ガス中で
400℃、24時間反応させた。この生成物を粉砕し
て400メツシユパスの黒鉛層間化合物の微粉末を
得る。この微粉末に微量の白金黒微粉末と結着剤
とを加えてペースト状とし、これを予め防水処理
したカーボンペーパー上に塗着する。
燐酸を乾燥雰囲気中で混合し、不活性ガス中で
400℃、24時間反応させた。この生成物を粉砕し
て400メツシユパスの黒鉛層間化合物の微粉末を
得る。この微粉末に微量の白金黒微粉末と結着剤
とを加えてペースト状とし、これを予め防水処理
したカーボンペーパー上に塗着する。
第１図はマトリツクス型燃料電池の要部断面図
を示し、Ｎ，Ｐは陰・陽のガス電極で、１は本発
明による黒鉛層間化合物を基体とする触媒層、２
は防水カーボンペーパーよりなる拡散層である。
又Ｅは燐酸電解液を保持するマトリツクス、Ｓは
水素及び酸素の各ガス供給通路３，４を形成した
カーボン製のガス分離板である。
を示し、Ｎ，Ｐは陰・陽のガス電極で、１は本発
明による黒鉛層間化合物を基体とする触媒層、２
は防水カーボンペーパーよりなる拡散層である。
又Ｅは燐酸電解液を保持するマトリツクス、Ｓは
水素及び酸素の各ガス供給通路３，４を形成した
カーボン製のガス分離板である。
第２図、第３図は３セル積層電池について電流
密度と電圧との関係を示す放電特性図で、第２図
は硫酸を侵入させた黒鉛層間化物、第３図は燐酸
を侵入させた黒鉛層間化合物を夫々用いた場合で
ある。又比較のため従来の黒鉛を用いた場合を点
線で示した。
密度と電圧との関係を示す放電特性図で、第２図
は硫酸を侵入させた黒鉛層間化物、第３図は燐酸
を侵入させた黒鉛層間化合物を夫々用いた場合で
ある。又比較のため従来の黒鉛を用いた場合を点
線で示した。
これら特性図に見られるように本発明による電
池は従来電池に比し特性が向上したが、これは触
媒層の電気伝導度が改善されたためである。本発
明触媒層の抵抗値は黒鉛層間化合物の層間侵入種
として硫酸及び燐酸を使用したものは夫々４×
10-4Ω−cm、及び６×10-4Ω−cmであるに対し、
従来の黒鉛使用触媒層は１〜３×10-3Ωcmであつ
た。そのため積層セル数が増加すればする程抵抗
損失に差が生じる。
池は従来電池に比し特性が向上したが、これは触
媒層の電気伝導度が改善されたためである。本発
明触媒層の抵抗値は黒鉛層間化合物の層間侵入種
として硫酸及び燐酸を使用したものは夫々４×
10-4Ω−cm、及び６×10-4Ω−cmであるに対し、
従来の黒鉛使用触媒層は１〜３×10-3Ωcmであつ
た。そのため積層セル数が増加すればする程抵抗
損失に差が生じる。
上述の如く本発明によればガス電極触媒層の基
体として黒鉛の代りに、硫酸や燐酸などの酸を層
間侵入種とした黒鉛層間化合物を用いることによ
り、触媒層の電気伝導性を改善し、分極特性の良
好なガス拡散電極を提供して電池性能の向上が達
成される。
体として黒鉛の代りに、硫酸や燐酸などの酸を層
間侵入種とした黒鉛層間化合物を用いることによ
り、触媒層の電気伝導性を改善し、分極特性の良
好なガス拡散電極を提供して電池性能の向上が達
成される。
第１図は本発明電極を備えるマトリツクス型燃
料電池の要部断面図、第２図、第３図は同上電池
の放電特性比較図である。 Ｎ，Ｐ……陰・陽ガス拡散電極、１……触媒
層、２……拡散層、Ｅ……電解質マトリツクス、
Ｓ……ガス分離板。
料電池の要部断面図、第２図、第３図は同上電池
の放電特性比較図である。 Ｎ，Ｐ……陰・陽ガス拡散電極、１……触媒
層、２……拡散層、Ｅ……電解質マトリツクス、
Ｓ……ガス分離板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 触媒層の基体として黒鉛の層間に酸を侵入さ
せた黒鉛層間化合物を用いることを特徴とする燃
料電池のガス拡散電極。 ２ 前記黒鉛層間化合物は触媒を付着した粒子と
して結着されていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の燃料電池のガス拡散電極。 ３ 前記黒鉛層間化合物は、触媒粒子と混合して
結着されていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の燃料電池のガス拡散電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56011009A JPS57124864A (en) | 1981-01-28 | 1981-01-28 | Gas diffusion electrode of fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56011009A JPS57124864A (en) | 1981-01-28 | 1981-01-28 | Gas diffusion electrode of fuel cell |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57124864A JPS57124864A (en) | 1982-08-03 |
| JPS6319982B2 true JPS6319982B2 (ja) | 1988-04-26 |
Family
ID=11766115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56011009A Granted JPS57124864A (en) | 1981-01-28 | 1981-01-28 | Gas diffusion electrode of fuel cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57124864A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60151968A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-10 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池用電極の製造方法 |
| JPS60208057A (ja) * | 1984-04-02 | 1985-10-19 | Hitachi Ltd | 燃料電池の製造方法 |
| JPS6199272A (ja) * | 1984-10-22 | 1986-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池用電極基材処理方法 |
| JPS63139012A (ja) * | 1986-11-29 | 1988-06-10 | Koa Sekiyu Kk | 電池用黒鉛材の製造方法 |
| AU6021700A (en) | 1999-07-21 | 2001-02-05 | Kanebo Limited | Cosmetic material sheet and method for manufacture of the sheet and apparatus for use in the manufacture |
-
1981
- 1981-01-28 JP JP56011009A patent/JPS57124864A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57124864A (en) | 1982-08-03 |
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