粘度测定系统以及粘度测定方法技术方案

本发明专利技术提供一种粘度测定系统以及粘度测定方法。粘度测定系统(10)具有罐(12)、流通路径(14)、外力施加部(16)和泵(18)。粘度测定系统(10)具有第1压力检测部(56)和第2压力检测部(58)，其中，第1压力检测部(56)检测电极油墨的压力；第2压力检测部(58)在比第1压力检测部(56)靠下游侧的位置检测电极油墨的压力。检测处理部(72)根据第1压力检测部(56)和第2压力检测部(58)分别检测出的压力来计算电极油墨的粘度。据此，能够测定流通的电极油墨的总量的粘度。的粘度。的粘度。

【技术实现步骤摘要】
粘度测定系统以及粘度测定方法


[0001]本专利技术涉及一种用于测定电极油墨的粘度的粘度测定系统以及粘度测定方法。

技术介绍

[0002]构成燃料电池的电极(阳极电极、阴极电极)通过层叠催化剂层和气体扩散层而构成。通过将电极油墨(催化剂油墨)涂布于基材来制造催化剂层。电极油墨的粘度对制造时的成品率等产生影响。因此，对于电极的制造来说，识别电极油墨的粘度是重要的事情。例如，在国际公开第2016/098446号中公开了一种技术，其通过旋转流变仪来测定被印刷在燃料电池的隔板(separator)上的导电油墨的粘弹性。

技术实现思路

[0003]但是，电极油墨的粘度也会因制造时电极油墨流动时的外力而发生变化。即使取样少量电极油墨并通过旋转流变仪来测定粘度，也无法掌握制造时流动的电极油墨的状态。即，在现有技术中，无法掌握在制造时流通的电极油墨的总量的粘度。
[0004]本专利技术的目的在于解决上述技术问题。
[0005]本专利技术的第1方式所涉及的粘度测定系统具有罐、流通路径、外力施加部、泵、第1压力检测部、第2压力检测部和检测处理部，其中，所述罐储存电极油墨；所述流通路径与所述罐连接，且所述电极油墨能在所述流通路径中流通；所述外力施加部被设置于所述流通路径，用于对所述电极油墨施加外力；所述泵被设置于所述流通路径，其能控制所述电极油墨的流速或流量；所述第1压力检测部被设置于所述流通路径，用于检测在所述流通路径中流通的所述电极油墨的压力；所述第2压力检测部在所述流通路径中被设置于比所述第1压力检测部靠下游侧的部分，用于检测在所述流通路径中流通的所述电极油墨的压力；所述检测处理部根据所述第1压力检测部检测出的所述压力和所述第2压力检测部检测出的所述压力来计算所述电极油墨的粘度。
[0006]本专利技术的第2方式是一种粘度测定方法，用于测定电极油墨的粘度，其中包括以下步骤：将所述电极油墨储存于罐，通过被设置于与所述罐连接的流通路径的泵来使所述电极油墨在所述流通路径中流通，通过被设置于所述流通路径的外力施加部来对所述电极油墨施加外力，通过被设置于所述流通路径的第1压力检测部来检测在所述流通路径中流通的所述电极油墨的压力，通过在所述流通路径中被设置于比所述第1压力检测部靠下游侧的部分的第2压力检测部来检测在该流通路径中流通的所述电极油墨的压力，根据所述第1压力检测部检测出的所述压力和所述第2压力检测部检测出的所述压力来计算所述电极油墨的粘度。
[0007]根据上述粘度测定系统和粘度测定方法，能够测定流通的电极油墨的总量的粘度。
[0008]通过参照附图对以下实施方式所做的说明，上述的目的、特征及优点应易于被理解。
附图说明
[0009]图1是概略地表示本专利技术的第1实施方式所涉及的粘度测定系统的整体结构的说明图。图2A是表示外力施加部的剪切力调整机构的剖视图。图2B是表示外力施加部的温度调整机构的剖视图。图3是表示状态检测部的结构的侧视图。图4是说明基于压力损失测定电极油墨的粘度的原理的说明图。图5是表示由图1的粘度测定系统进行的粘度测定方法的流程图。图6是例示施加外力时的电极油墨的粘度随时间变化的曲线图。图7是概略地表示第2实施方式所涉及的粘度测定系统的整体结构的说明图。图8是概略地表示第3实施方式所涉及的粘度测定系统的整体结构的说明图。
具体实施方式
[0010]〔第1实施方式〕如图1所示，本专利技术的第1实施方式所涉及的粘度测定系统10与用于制造燃料电池的电极的电极制造装置分开而构成为独立的装置。粘度测定系统10相对于电极制造装置处于脱线(off
‑
line)状态。粘度测定系统10具有独立于电极制造装置的闭环结构。该粘度测定系统10通过再现在电极制造装置中产生的外力，来测定在系统内流动的电极油墨的粘性，据此来对实际适用于电极制造装置时的电极油墨的状态进行仿真。
[0011]电极油墨例如为燃料电池电极用催化剂油墨。燃料电池电极用催化剂油墨例如包含担载着催化剂的催化剂载体、具有质子传导性的离聚物和使催化剂载体及离聚物分散的分散溶剂。催化剂载体可以适用担载着铂(Pt)粒子的导电性的碳(包括碳纤维)或陶瓷。离聚物是疏水性的主链的一部分被亲水性的离子基(羧酸、磺酸等的盐)取代的物质，可以适用全氟磺酸聚合物等氟类电解聚合物、或非氟类电解聚合物。离聚物是电解聚合物或电解质溶液。分散溶剂可以使用水或乙醇。
[0012]在制造电极油墨时，将催化剂载体、离聚物和分散溶剂以适当的比例混合，得到它们的混合物。例如，利用珠磨机、搅拌器等破碎机构将混合物破碎、混炼、搅拌。据此，调制催化剂载体和离聚物在分散溶剂内分散的电极油墨。调制得到的电极油墨成为膏状。以下，将调制该电极油墨的制造工序称为混炼工序。
[0013]另外，在制造燃料电池的电极时，在输送基材的过程中，利用模头(die head)等将通过混炼工序调制得到的电极油墨以达到一定厚度的方式涂布于基材。据此，生成燃料电池的电极(阳极电极或阴极电极)的催化剂层。基材例如为高分子浆料或电解质膜。以下，将生成该催化剂层的制造工序称为涂布工序。
[0014]粘度测定系统10模拟在制造电极油墨时或制造燃料电池时(使用电极油墨时)所使用的装置。具体而言，粘度测定系统10具有：罐12，其储存电极油墨；流通路径14，其与罐12连接；外力施加部16，其对电极油墨施加外力；泵18，其能够控制电极油墨的流速或流量；和状态检测部20，其检测在流通路径14中流通的电极油墨的状态。流通路径14使电极油墨流通。外力施加部16和泵18被设置于流通路径14。粘度测定系统10还具有信息处理装置22。信息处理装置22控制外力施加部16和泵18的动作，并且处理状态检测部20的信号。
[0015]罐12形成为具有能够储存电极油墨的储存空间12a的圆筒状。在罐12的上端设有开口。从该开口向储存空间12a投入电极油墨。也可以向罐12中投入调制前或调制中的电极油墨的电极材料。电极材料例如为催化剂载体、离聚物或分散溶剂。
[0016]流通路径14形成循环回路，该循环回路使电极油墨在包括罐12、泵18、外力施加部16和状态检测部20的闭环内循环。以下，将流通路径14中的从罐12到状态检测部20的路径也称为供给路径24。将流通路径14中的从状态检测部20到罐12的路径也称为返回路径26。在供给路径24上，从罐12朝向电极油墨的流通方向下游侧依次设置有外力施加部16、泵18、状态检测部20。返回路径26从状态检测部20开始延伸，并与罐12的上端连接。此外，流通路径14也可以是不具有返回路径26而不使电极油墨循环的结构。
[0017]流通路径14在内部具有流路14a，电极油墨能够在流路14a中流通。流通路径14由金属制或树脂制的多个配管28构成。优选在构成流路14a的配管28的内表面实施适当的涂层，以抑制摩擦引起的电效应。
[0018]外力施加部16是向电极油墨施加与在上述的混炼工序(还参照图7)或涂布工序(还参照图8)中受到的外力大致相同的外力的装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粘度测定系统(10、10A、10B)，其特征在于，具有罐(12)、流通路径(14)、外力施加部(16)、泵(18)、第1压力检测部(56)、第2压力检测部(58)和检测处理部(72)，其中，所述罐(12)用于储存电极油墨；所述流通路径(14)与所述罐连接，且所述电极油墨能在所述流通路径(14)中流通；所述外力施加部(16)被设置于所述流通路径，用于对所述电极油墨施加外力；所述泵(18)被设置于所述流通路径，其能控制所述电极油墨的流速或流量；所述第1压力检测部(56)被设置于所述流通路径，用于检测在所述流通路径中流通的所述电极油墨的压力；所述第2压力检测部(58)在所述流通路径中被设置于比所述第1压力检测部靠下游侧的部分，用于检测在所述流通路径中流通的所述电极油墨的压力；所述检测处理部(72)根据所述第1压力检测部检测出的所述压力和所述第2压力检测部检测出的所述压力来计算所述电极油墨的粘度。2.根据权利要求1所述的粘度测定系统，其特征在于，所述第1压力检测部在所述流通路径中被设置于比所述外力施加部靠下游侧的部分，所述外力施加部具有剪切力施加部和温度调整部，其中，所述剪切力施加部对所述电极油墨施加剪切力，所述温度调整部对所述电极油墨进行加热或冷却。3.根据权利要求1或2所述的粘度测定系统，其特征在于，所述流通路径在所述第1压力检测部与所述第2压力检测部之间具有圆筒状的测定用配管(50)，所述测定用配管形成为比所述流通路径中的所述测定用配管以外的部分细，所述第1压力检测部检测所述测定用配管的入口或该入口附近的所述电极油墨的压力，所述第2压力检测部检测所述测定用配管的出口或该出口附近的所述电极油墨的压力。4.根据权利要求1或2所述的粘度测定系统，其特征在于，具有温度检测部，该温度检测部检测在所述流通路径中的比所述外力施加部靠下游侧的部分中流动的所述电极油墨的温度，所述检测处理部根据所述温度检测部检测出的所述温度来计算所述电极油墨的粘度。5.根据权利要求1所述的粘度测定系统，其特征在于，所述外力施加部是对所述电极油墨的电极材料进行破碎的破碎部(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：豆田和俊，长久晋辅，室本信义，田所宏太郎，白石惠一，国生毅，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：