燃料電池セルユニットとその製造方法

Inventor： , , ,
Applicant, Patent owner：
Agent (1)：中島司朗
Gazette classification：公開公報
Application number (International application number)：2000261919
Publication number (International publication number)：2002075406
Application date： Aug. 30, 2000
Publication date： Mar. 15, 2002
Summary：

【要約】【課題】プロトン伝導性ゲルを電解質に用いた燃料電池において、良好な性能の電解質膜の形成を可能とすることによって、従来よりも優れた発電効率を有する燃料電池とその製造方法を提供する。【解決手段】繊維材料などからなる多孔性シートにプロトン伝導性材料を含む溶液を浸透させ、カーボン粉末を充填してなるガス拡散層13、14側へ前記溶液の溶媒を浸透揮発させることにより、多孔性シート中で電解質ゲルを生成する。これにより電解質膜10を得る。

Claim (excerpt)：

電解質膜の主面両側に、それぞれ触媒層とガス拡散層をこの順に配したセル構造を有する燃料電池セルユニットであって、前記電解質膜は、多孔性シートに、プロトン伝導性材料より生成するゲル粒子からなる電解質ゲルが保持されてなり、前記触媒層またはガス拡散層の少なくともいずれか一方が、前記ゲル粒子よりも小さい寸法の気孔を有することを特徴とする請求項1記載の燃料電池セルユニット。【請求項2】前記プロトン伝導性材料は、SiO2、Al2O3、TiO2、V2O5、ZrO2の中から選ばれた材料と、リン酸、過塩素酸、ホウ酸、ケイ酸の中から選ばれた材料とを含んでなることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池セルユニット。【請求項3】前記多孔性シートは、電解質ゲルよりも強度の高いプロトン伝導性材料からなることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池。【請求項4】プロトン伝導性材料を含む溶液を多孔性基体上に展開して電解質ゲル膜を生成することを特徴とする燃料電池用の電解質ゲルの製造方法。【請求項5】前記多孔性基体は、前記プロトン伝導性材料を含む溶液から生成するゲル粒子よりも小さい寸法の気孔を有することを特徴とする請求項4に記載の電解質ゲルの製造方法。【請求項6】触媒層とガス拡散層を積層する積層ステップと、プロトン伝導性材料を含む溶液を前記触媒層上に展開して電解質ゲル膜を生成する電解質ゲル膜生成ステップとを有し、前記積層ステップにおいて、触媒層とガス拡散層の少なくともいずれかに、前記プロトン伝導性材料から生成するゲル粒子よりも小さい気孔を有する材料を用い、前記電解質ゲル膜生成ステップにおいて、電解質ゲル膜を生成したのち、当該電解質ゲル膜上に、さらに触媒層とガス拡散層とをこの順に積層してセルユニットを構成することを特徴とする燃料電池セルユニットの製造方法。【請求項7】多孔性シートを2枚の触媒層の間に挟み、さらに各触媒層の外側にガス拡散層を積層するとともに、前記多孔性シートにプロトン伝導性材料を含む溶液を含浸させ、電解質ゲルを前記多孔性シートに保持させるように生成してセルユニットを構成することを特徴とする燃料電池セルユニットの製造方法。【請求項8】前記ガス拡散層と前記触媒層の少なくとも一方は、前記プロトン伝導性材料を含む溶液から生成するゲル粒子よりも小さい寸法の気孔を有することを特徴とする請求項7に記載の燃料電池セルユニットの製造方法。【請求項9】基材にカーボン粉末を充填してなるガス拡散層を用い、多孔性シートに含浸させたプロトン伝導性材料を含む溶液の溶媒を前記ガス拡散層に浸透揮発させることを特徴とする請求項7に記載の燃料電池セルユニットの製造方法。【請求項10】前記プロトン伝導性材料は、SiO2、Al2O3、TiO2、V2O5、ZrO2の中から選ばれた材料と、リン酸、過塩素酸、ホウ酸、ケイ酸の中から選ばれた材料とを含んでなることを特徴とする請求項6または7に記載の燃料電池セルユニットの製造方法。

F-Term (6)：

5H026AA06 , 5H026BB03 , 5H026BB04 , 5H026CC03 , 5H026CX05 , 5H026EE12

Patent cited by the Patent：

Cited by examiner (3)

特開平4-121968
電解質膜の形成方法
Gazette classification：公開公報 Application number：特願平5-290757 Applicant：三菱重工業株式会社
固体高分子型燃料電池、その製造方法及び装置
Gazette classification：公開公報 Application number：特願平7-353457 Applicant：東京瓦斯株式会社

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