燃料电池制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种能够实现缩短制作气体扩散层的作业时间的燃料电池，以及提供一种能够维持或提高固体高分子型燃料电池的电池性能，并缩短制造气体扩散层的作业时间的燃料电池。具备电解质层（１２）、第１电极（１４、２０）、以及第２电极（２２、２８）的固体高分子型燃料电池（１０）的特征在于，第１电极具备：具有催化剂作用的催化剂层（１４）、具有导电性的基材（１８）、以及具有导电性同时对催化剂层与基材之间的水的移动进行管理的水管理层（１６）。在具备导电性的基材（１８）和水管理层（１６）的气体扩散层（２０）中，该水管理层含有作为导电性物质与防水物质的第１氟树脂以及具有粘结性且平均分子量比第１氟树脂大的第２氟树脂，该水管理层（１６）以每单位面积给定重量的方式形成在基材（１８）中，制造使用该气体扩散层的燃料电池（１０）。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池
本专利技术涉及一种燃料电池，详细地说是一种能够提高固体高分子型燃料电池的气体扩散层的生产性的燃料电池。另外，本专利技术还涉及一种能够维持或提高固体高分子型燃料电池的电池性能，提高气体扩散层的生产性的燃料电池。
技术介绍
现在虽然到了IT与生物等新技术在世界规模展开的时代，但该状况下，能源产业是最大的骨干产业这一点并没有变。最近，伴随着以防止地球变暖为代表的环境意识的浸透，对所谓的新能源的期待也在增高。新能源除了环境性之外，还能够靠近电能需求点以分散型进行生成，因此还具有送电损失方面与供电的安全性方面的优点。另外，新能源的开发还具有创造新的周边产业的副效果。对新能源的致力，以约30年前的石油危机为契机开始正式化，现在，太阳能发电等可再生能源、废弃物发电等回收能源、燃料电池等高效能源、以及以清洁能源为代表的新领域能源等能源，分别处于面向实用化的开发阶段。其中，燃料电池是业界最关注的能源之一。燃料电池让天然气或甲醇等与水蒸气进行反应所产生的氢气，与大气中的氧气进行化学反应，同时产生电能与热，发电的副产品只有水，在低输出区也能够获得高效率，且发电不受天气的影响而很稳定。特别是固体高分子型燃料电池，在以居住用为代表的固定型，以及车载或携带用等用途中，被看作下一代的一种标准电源。在该固体高分子型燃料电池的正式普及之前，进行了电池性能的提高、燃料电池的长寿化、燃料电池的低成本化等各种研究。特别是为了促进普及，需要降低用户的经济负担，燃料电池的低成本化是非常重要的问题。但是，作为
技术介绍
所列举出的专利文献1这样的扩散层，虽然电池-->性能优异，但制造较费时间，生产性中存在问题。专利文献1：特开2004-185905号公报。
技术实现思路
本专利技术鉴于以上问题，目的在于提供一种能够提高气体扩散层的生产性，也即能够缩短制造气体扩散层的作业时间的燃料电池。本专利技术的目的还在于，提供一种能够实现电池性能的维持或提高，同时，能够实现气体扩散层的生产性提高，也即能够缩短制造气体扩散层的作业时间的燃料电池。为了实现上述目的，专利技术之一所述的气体扩散层料浆，其特征在于，含有：具有导电性的导电物质、具有防水性的防水性物质、以及具有粘结性的粘结性物质。这里，粘结性是指能够将没有粘性的物质或容易破碎的物质连接起来，使其成为具有粘性的物质(状态)的性质。通过这样，能够制作出具有给定的防水性，以及适于作业的粘性的气体扩散层料浆。专利技术之二所述的专利技术是一种如专利技术之一所述的气体扩散层料浆，其特征在于，上述防水性物质是第1氟树脂，上述粘结性物质是平均分子量比上述第1氟树脂大的第2氟树脂。专利技术之三所述的专利技术是一种如专利技术之二所述的气体扩散层料浆，其特征在于，上述第1氟树脂是聚四氟乙烯。通过这样，由于将第1氟树脂以及平均分子量比第1氟树脂大的第2氟树脂混合起来，因此通过设定其混合比就能够容易地调整给定的防水性与粘性。另外，材料的获取也较容易。专利技术之四所述的气体扩散层，其特征在于，具备：具有导电性的基材，以及形成在上述基材的一方主面中，具有导电性同时对水的移动进行管理的水管理层；专利技术之五所述的专利技术，是一种如专利技术之四所述的气体扩散层料浆，其特征在于：上述水管理层，含有具有导电性的导电性物质，与具有防水性的防水性物质。通过这样，能够防止气体扩散层淤水(溢流)，特别是水管理层中，内部使反应流体等气体与生成水等液体不会滞留而能够流通。专利技术之六所述的专利技术，是一种如专利技术之四或五所述的气体扩散层，其特征在于：上述基材，含有具有防水性与固着性的第3氟树脂。这里，固-->着性是指将某物牢固粘在另一物上的性质。通过这样，基材的部分中也能够防止溢流，并且能够将水管理层牢固固定在基材上。专利技术之七所述的气体扩散层，其特征在于，至少包括：具有防水性的上述第1氟树脂，与具有粘结性的上述第2氟树脂；专利技术之八所述的专利技术，是一种如专利技术之七所述的气体扩散层，其特征在于：还含有具有防水性与固着性的上述第3氟树脂。通过这样，在气体扩散层中不但能够防止溢流，通过使用多种性质不同的氟树脂，还能够提高作业性、使用本专利技术的气体扩散层的燃料电池的初期性能，或耐久性。为了实现上述目的，专利技术之九中所述的气体扩散层，在具有：具有导电性的基材，以及形成在上述基材的一方主面中，含有导电性物质与防水性物质的水管理层的气体扩散层中，其特征在于：上述水管理层以1.92mg/cm2～2.24mg/cm2形成在上述基材中。通过这样，能够防止在水管理层中淤水(溢流)，提高使用本专利技术的气体扩散层的燃料电池的初期性能以及耐久性能。专利技术之十所述的专利技术，是一种如专利技术之九所述的气体扩散层，其特征在于：上述水管理层，含有第1氟树脂作为上述防水物质，以及具有粘结性且平均分子量比上述第1氟树脂大的第2氟树脂。这里，粘结性是指能够将没有粘性的物质或容易破碎的物质连接起来，使其成为具有粘性的物质(状态)的性质。通过这样，除了防止水管理层中的溢流的作用之外，在水管理层的制作工序中还能够调整适于作业的粘性，使得水管理层具有必要的防水性与固着性(用来将水管理层牢固固定在基材上的性质)。专利技术之十一所述的专利技术，是一种如专利技术之九或十述的气体扩散层，其特征在于：上述基材，含有具有防水性与固着性的第3氟树脂。这里，固着性是指将某物牢固粘在另一物上的性质。通过这样，基材的部分中也能够防止滞留，并且能够将水管理层牢固固定在基材上。本专利技术的专利技术之十二所述的固体高分子型燃料电池，在这种具有电解质层，与设置在上述电解质层的一方的面中的第1电极，以及设置在上述电解质层的另一方面中的第2电极的固体高分子型燃料电池中，其特征在于：上述第1电极具备：具有催化剂作用的催化剂层、具有导电性的基材、以及具有导电性同时对上述催化剂层与上述基材之间的水的移动进行管-->理的水管理层。通过这样，能够让向催化剂层的反应流体的供给与来自催化剂层的生成水的排出流通而不会滞留。专利技术之十三中所述的固体高分子型燃料电池，在这种具有电解质层，与设置在上述电解质层的一方的面中的第1电极，以及设置在上述电解质层的另一方面中的第2电极的固体高分子型燃料电池中，其特征在于：上述第1电极具有：具有催化剂作用的催化剂层，以及专利技术之四～八中任一项所述的气体扩散层。通过这样，能够让向催化剂层的反应流体的供给与来自催化剂层的生成水的排出流通而不会滞留，此外，通过使用作业性良好的气体扩散层，还能够提高固体高分子型燃料电池的生产性。专利技术之十四所述的固体高分子型燃料电池，在这种具有电解质层，与设置在上述电解质层的一方的面中的第1电极，以及设置在上述电解质层的另一方面中的第2电极的固体高分子型燃料电池中，其特征在于：上述第1电极具有：具有催化剂作用的第1催化剂层，以及使用专利技术之九～十一中任一项所述的气体扩散层的第1气体扩散层。通过这样，能够实现电池性能的维持或提高，同时还能够提高气体扩散层的生产性。专利技术之十五所述的专利技术，是一种如专利技术之十四所述的固体高分子燃料电池，其特征在于：上述第2电极具有：具有催化剂作用的第2催化剂层，以及具有上述基材与上述水管理层的第2气体扩散层；形成在上述第1气体扩散层中的上述水管理层，比形成在上述第2气体扩散层中的上述水管理层每单位面积的重量大。通过这样，第1气体扩散层中能够平衡地进行对第1催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体扩散层料浆，含有：具有导电性的导电性物质、具有防水性的防水性物质、以及具有粘结性的粘结性物质。

【技术特征摘要】
JP 2005-3-28 2005-092502;JP 2005-3-28 2005-0925031.一种气体扩散层料浆，含有：具有导电性的导电性物质、具有防水性的防水性物质、以及具有粘结性的粘结性物质。2.如权利要求1所述的气体扩散层料浆，其特征在于，所述防水性物质是第1氟树脂，所述粘结性物质是平均分子量比所述第1氟树脂大的第2氟树脂。3.如权利要求2所述的气体扩散层料浆，其特征在于，所述第1氟树脂是聚四氟乙烯。4.一种气体扩散层，具备：具有导电性的基材，以及形成在所述基材的一方主面中，具有导电性同时对水的移动进行管理的水管理层。5.如权利要求4所述的气体扩散层，其特征在于，所述水管理层，含有具有导电性的导电性物质，与具有防水性的防水性物质。6.如权利要求4或5所述的气体扩散层，其特征在于，所述基材，含有具有防水性与固着性的第3氟树脂。7.一种气体扩散层，至少含有：具有防水性的所述第1氟树脂，与具有粘结性的所述第2氟树脂。8.如权利要求7所述的气体扩散层，其特征在于，还含有具有防水性与固着性的所述第3氟树脂。9.一种气体扩散层，具备具有导电性的基材和水管理层，该水管理层形成在所述基材的一方主面中，含有导电性物质与防水性物质，所述水管理层以1.92mg/cm2～2.24mg/cm2形成在所述基材中。10.如权利要求9所述的气体扩散层，其特征在于，所述水管理层，含有第1氟树脂和第2氟树脂，该第1氟树脂作为所述防水物质，该第2氟树脂具有粘结性且平均分子量比所述第1氟树脂大。11.如权利要求9或10所述的气体扩散层，其特征在于，所述基材，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高见洋史，门胁正天，宫井惠吾，坂本滋，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]