專利名稱：燃料電池用催化劑層的制造裝置、燃料電池用催化劑層的制造方法、高分子電解質(zhì)溶液以 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池用催化劑層的制造裝置、燃料電池用催化劑層的制造方法、 高分子電解質(zhì)溶液以及高分子電解質(zhì)溶液的制造方法。
背景技術(shù)：
過去，已有采用專利文獻(xiàn)1所示的膜電極結(jié)合體(MEA =MembranceElectrode Assembly)90的燃料電池系統(tǒng)。如圖4所示，該MBA90具有由Nafion(注冊商標(biāo)，(杜邦公司制)等的固體高分子膜構(gòu)成的電解質(zhì)膜91、與該電解質(zhì)膜91的一面接觸并供給空氣的陰極93、和與該電解質(zhì)膜91的另一面接觸并供給氫氣等燃料的陽極92。陰極93由碳布、碳紙、碳?xì)值染哂袣怏w透過性能的基材93b、和在該基材93b的一面上形成的陰極催化劑層93a構(gòu)成。陰極93上除陰極催化劑層93a以外的部分是基材93b， 這里在非電解質(zhì)側(cè)，形成向陰極催化劑層93a擴(kuò)散空氣的陰極擴(kuò)散層。還有，陽極92由上述的基材92b、和在該基材的一面上形成的陽極催化劑層9 構(gòu)成。陽極92上除陽極催化劑層9 以外的部分也是基材92b，這里在非電解質(zhì)側(cè)，形成向陽極催化劑層932擴(kuò)散燃料的陽極擴(kuò)散層。如圖5所示，陰極催化劑層93a和陽極催化劑層92包括在由碳黑構(gòu)成的載體81a 上載置鉬(Pt)等催化劑金屬微粒81b的無數(shù)的催化劑18、和與各催化劑81相互結(jié)合同時與圖中未表示的基材結(jié)合的高分子電解質(zhì)82。作為高分子電解質(zhì)82，采用與電解質(zhì)膜91 相同的物質(zhì)。通過利用圖中未表示的隔板夾持該MEA90，構(gòu)成最小發(fā)電單位的燃料電池的單元， 將許多這種單元疊放在一起，構(gòu)成燃料電池堆。利用空氣供給機(jī)構(gòu)，向陰極催化劑層93a供給空氣，利用氫氣供給機(jī)構(gòu)，向陽極催化劑層9 供給氫氣。這樣，形成燃料電池系統(tǒng)。在該MEA90中，通過陽極催化劑層9 中的電化學(xué)反應(yīng)，從燃料中生成氫離子(H+ ； 質(zhì)子)和電子。然后，質(zhì)子與水分子一起，以迅0+的形式，在電解質(zhì)膜91的內(nèi)部朝著陰極催化劑層93a移動。還有，電子通過與燃料電池系統(tǒng)連接的負(fù)荷，流到陰極催化劑層93a。另一方面，在陰極催化劑層93a，空氣中含有的氧與質(zhì)子、質(zhì)子和電子在一起，生成水。通過連續(xù)產(chǎn)生這種電化學(xué)反應(yīng)，燃料電池系統(tǒng)能夠連續(xù)產(chǎn)生電動勢。[專利文獻(xiàn)1]日本專利特開2009-104905號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，上述過去的MEA90在低加濕狀態(tài)下，由于電解質(zhì)膜和各催化劑層的高分子電解質(zhì)的干燥，導(dǎo)致性能的降低。還有，該MEA90在高加濕狀態(tài)下，水滯留導(dǎo)致的氣體供給障礙(水淹)會導(dǎo)致性能的降低。因此，具有該MEA90的燃料電池在上述各環(huán)境下存在發(fā)電能力下降的問題。
本發(fā)明考慮到上述過去的實(shí)際問題，目的在于獲得平滑進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的燃料電池用催化劑層。還有，本發(fā)明的目的在于提供能夠獲得該燃料電池用催化劑層的高分子電解質(zhì)溶液、和該高分子電解質(zhì)溶液的制造方法。本發(fā)明的燃料電池用催化劑層的制造裝置的特征在于，作為利用催化劑漿料形成催化劑層的燃料電池用催化劑層的制造裝置，具有將在溶劑中溶解了具有包含親水性官能基的側(cè)鏈的高分子電解質(zhì)而成的預(yù)備溶液中的水濃度減到規(guī)定值以下、從而獲得高分子電解質(zhì)溶液的除水機(jī)構(gòu)、和將由催化劑和水混合而成的預(yù)備漿料、與該高分子電解質(zhì)溶液進(jìn)行混合、從而獲得上述催化劑漿料的攪拌機(jī)構(gòu)(權(quán)利要求1)。根據(jù)發(fā)明者的知識，對于陰極催化劑層93a或陽極催化劑層92a，在催化劑81與高分子電解質(zhì)82的層之間，利用高分子電解質(zhì)82的側(cè)鏈101末端的親水性官能基，形成親水層83，從而能夠平滑地進(jìn)行質(zhì)子和同伴水的移動、以及生成水的逆擴(kuò)散和排出。然后，該親水層83朝著一個方向連續(xù)平整地形成催化劑層，即使在低加濕狀態(tài)下，也能夠在親水層83 中保持陰極93中生成的生成水，防止其逆擴(kuò)散到陽極92。因此，能夠防止電解質(zhì)膜11和各催化劑層的高分子電解質(zhì)82的干燥，維持高性能。還有，即使在過加濕狀態(tài)下，也能夠同樣經(jīng)由親水層83將生成水派出，從而可以防止性能降低。這里，發(fā)明者為了平整地形成親水層83，針對高分子電解質(zhì)溶液中的高分子電解質(zhì)82的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)了如下的規(guī)律。S卩，如圖8(A)、(B)所示，高分子電解質(zhì)82具有疏水性的主鏈100和含有親水性官能基的側(cè)鏈101。親水基官能基由例如砜基(S03_)構(gòu)成。然后，將催化劑81與水混合作為預(yù)備漿料，將預(yù)備漿料與高分子電解質(zhì)溶液混合作為催化劑漿料， 親水性官能基被吸附在催化劑81上的水所吸引，從而在陰極催化劑層93a或陽極催化劑層 9 上形成親水層83。發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，如果減少高分子電解質(zhì)溶液中的水濃度，即使高分子電解質(zhì)溶液中的高分子電解質(zhì)82的濃度相同，高分子電解質(zhì)溶液的粘度也會增高。還有，發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，如果增大高分子電解質(zhì)溶液中的水濃度，高分子電解質(zhì)溶液的粘度就會降低。因此，發(fā)明者認(rèn)為，當(dāng)高分子電解質(zhì)溶液中的水濃度較高時，水吸附在高分子電解質(zhì)82的側(cè)鏈101上，如圖 8(A)所示，在高分子電解質(zhì)溶液中，高分子電解質(zhì)82呈凝聚狀態(tài)，從而使得高分子電解質(zhì)溶液的粘度降低。當(dāng)高分子電解質(zhì)溶液中的水濃度較低時，由于高分子電解質(zhì)溶液中的有機(jī)溶劑的作用，如圖8 (B)所示，在高分子電解質(zhì)溶液中，高分子電解質(zhì)82散開，從而使得高分子電解質(zhì)溶液的粘度增高。如果混合含有正在凝聚的高分子電解質(zhì)82的高分子電解質(zhì)溶液，制備例如陰極催化劑層93a，則在該陰極催化劑層93a中，可以認(rèn)為出現(xiàn)圖9所示的狀態(tài)。即，在該陰極催化劑層93a中，由于高分子電解質(zhì)82正在凝聚，側(cè)鏈101朝著多個方向延伸。由于該側(cè)鏈101與陰極催化劑層93a中的水吸附在一起，因此在陰極催化劑層93a中，親水層83會分散形成。這樣，在該陰極催化劑層93a中，在高分子電解質(zhì)82凝聚的地方，由于陰極催化劑層93a中的離子阻抗，質(zhì)子和水難以在陰極催化劑層93a中移動。所以，zai低加濕狀態(tài)下，由于電解質(zhì)膜11和各催化劑層中的高分子電解質(zhì)82的干燥，引起性能降低，在過加濕狀態(tài)下，由于水淹引起性能降低。發(fā)明者為了解決上述問題，經(jīng)過努力研究，發(fā)明了本發(fā)明的電池用催化劑層的制造裝置。即，利用該制造裝置所具有的除水機(jī)構(gòu)，使所獲得的高分子電解質(zhì)溶液中的水濃度低于規(guī)定值，從而提高粘度，且在高分子電解質(zhì)溶液中，高分子電解質(zhì)82的側(cè)鏈101難以吸附水。這樣，該高分子電解質(zhì)溶液呈現(xiàn)圖1所示的狀態(tài)，即，高分子電解質(zhì)溶液中，高分子電解質(zhì)82處于分離狀態(tài)。因此，在利用攪拌機(jī)構(gòu)與預(yù)備漿料混合所得的催化劑漿料中，以及在利用該催化劑漿料獲得的燃料電池用催化劑層中，高分子電解質(zhì)82的親水性官能基、例如砜基與預(yù)備漿料中的水吸附在一起。這樣，如圖6所示，在該燃料電池用催化劑層中，在催化劑81的表面，整齊地形成高分子電解質(zhì)82的親水層83。如上所述，砜基吸附預(yù)備漿料中的水后，高分子電解質(zhì)82的側(cè)鏈101的親水性官能基朝向催化劑81側(cè)(PFF結(jié)構(gòu))，從而在燃料電池催化劑層的催化劑81上形成親水層83。因此，利用該制造裝置獲得的燃料電池用催化劑層中，如圖5所示，質(zhì)子和水容易移動，電化學(xué)反應(yīng)能夠平滑地進(jìn)行。所以，采用具有該燃料電池用催化劑層的MEA90中，即使在低加濕狀態(tài)或過加濕狀態(tài)，都能提高發(fā)電能力。所以，利用本發(fā)明的燃料電池用催化劑層的制造裝置，能夠獲得平滑進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的燃料電池用催化劑層。在本發(fā)明的燃料電池用催化劑層的制造裝置中，希望除水機(jī)構(gòu)為煎水型(權(quán)利要求2)。此時，容易將預(yù)備溶液的水濃度降低到規(guī)定值以下，容易獲得本發(fā)明的高分子電解質(zhì)溶液。本發(fā)明的高分子電解質(zhì)溶液由在溶劑中溶解了具有包含親水性官能基的側(cè)鏈的高分子電解質(zhì)而成，水濃度小于10% (權(quán)利要求3)。由于本發(fā)明的高分子電解質(zhì)溶液的水濃度小于10%，在圖1所示的狀態(tài)、即高分子電解質(zhì)溶液中，高分子電解質(zhì)82處于分離狀態(tài)。在這樣分離狀態(tài)的高分子電解質(zhì)82中， 主鏈100向一個方向延伸。因此，在混合有該高分子電解質(zhì)溶液的燃料電池用催化劑層中， 親水性官能基沿一個方向吸附水，燃料電池用催化劑層中的親水層83朝著一個方向呈連續(xù)狀態(tài)。因此，利用這種燃料電池用催化劑層的制造裝置，質(zhì)子和水容易移動，電化學(xué)反應(yīng)能夠平滑地進(jìn)行。所以，本發(fā)明的高分子電解質(zhì)溶液適合用作構(gòu)成燃料電池用催化劑層的高分子電解質(zhì)溶液。根據(jù)發(fā)明者的試驗(yàn)結(jié)果，希望高分子電解質(zhì)溶液的水濃度小于5% (權(quán)利要求4)。 此時，由于高分子電解質(zhì)溶液的水濃度更小，高分子電解質(zhì)溶液的高分子電解質(zhì)82處于更加分離的狀態(tài)，容易實(shí)現(xiàn)圖1所示的狀態(tài)。希望溶劑至少含有第2級酒精和第3級酒精的至少一種(權(quán)利要求幻。根據(jù)發(fā)明者的試驗(yàn)結(jié)果，如果試劑含有如甲醇或乙醇那樣的第1級酒精，即使降低水分濃度，也不能增大高分子電解質(zhì)溶液的粘度。如果試劑含有如異丙醇(IPA)那樣的第2級酒精或叔丁醇 (TBA)那樣的第3級酒精，高分子電解質(zhì)溶液的高分子電解質(zhì)82處于更加分離的狀態(tài)。還有，根據(jù)發(fā)明者的試驗(yàn)結(jié)果，如果試劑含有第2級酒精和第3級酒精，高分子電解質(zhì)溶液的高分子電解質(zhì)82處于進(jìn)一步分離的狀態(tài)。本發(fā)明的高分子電解質(zhì)溶液的制造方法的特征在于，具有在溶劑中溶解具有包含親水性官能基的側(cè)鏈的高分子電解質(zhì)從而準(zhǔn)備預(yù)備溶液的預(yù)備溶液準(zhǔn)備工程、和從該預(yù)備溶液中將水濃度至少減小到10%以下、從而獲得高分子電解質(zhì)溶液的溶液調(diào)制工程(權(quán)利要求6)。利用本發(fā)明的高分子電解質(zhì)溶液的制造方法，能夠穩(wěn)定地制造具有上述特征的高分子電解質(zhì)溶液。本發(fā)明的燃料電池用催化劑層的制造方法的特征在于，作為利用催化劑漿料形成催化劑層的燃料電池用催化劑層的制造方法，具有將在溶劑中溶解了具有包含親水性官能基的側(cè)鏈的高分子電解質(zhì)而成的預(yù)備溶液中的水濃度減到10%以下、從而獲得高分子電解質(zhì)溶液的除水工程、混合催化劑和水、制造預(yù)備漿料的預(yù)備漿料調(diào)制工程、和在上述預(yù)備漿料中混合上述高分子電解質(zhì)溶液、從而獲得催化劑漿料的攪拌工程(權(quán)利要求7)。利用本發(fā)明的制造方法，在除水工程中，高分子電解質(zhì)溶液中的水濃度降低到 10%以下。因此，該高分子電解質(zhì)溶液具有上述特征。因此，利用經(jīng)過攪拌工程獲得的催化劑漿料所形成的燃料電池用催化劑層具有上述特征。所以，利用本發(fā)明的燃料電池用催化劑層的制造方法，能夠獲得平滑進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的燃料電池用催化劑層。


圖1是表示低水分濃度的高分子電解質(zhì)溶液中的高分子電解質(zhì)的狀態(tài)的模擬圖。圖2是表示實(shí)驗(yàn)例1的高分子電解質(zhì)溶液的制造工程的模擬圖。圖3是表示實(shí)施例1、2的催化劑漿料的制造工程的模擬圖。圖4是表示過去以及實(shí)施例1、2的EMA的模擬結(jié)構(gòu)圖。
圖5是過去以及實(shí)施例1、2的EMA的模擬放大截面圖。圖6是實(shí)施例1、2的EMA的VI部分的模擬放大截面圖。圖7是表示實(shí)驗(yàn)例2的電池單元的電壓與電流密度的變化的曲線。圖8是表示過去的高分子電解質(zhì)溶液中的高分子電解質(zhì)的狀態(tài)的模擬圖。圖9是過去的陰極催化劑層的模擬放大截面圖。符號說明42催化劑漿料，92a、93a催化劑層(9 陽極催化劑層，93a陰極催化劑層)，101側(cè)鏈，82高分子電解質(zhì)，41高分子電解質(zhì)溶液，81催化劑，40預(yù)備漿料實(shí)施方式以下，參照附圖，說明本發(fā)明具體化后的實(shí)施例1、2以及實(shí)驗(yàn)例1、2。(實(shí)施例1)在制造圖4所示的實(shí)施例1、2的陰極催化劑層93a和陽極催化劑層92a以及具有這些各催化劑層93a、9h的MEA90時，首先進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)例1中，準(zhǔn)備不同結(jié)構(gòu)和制造工程的6種高分子電解質(zhì)溶液，測定各高分子電解質(zhì)溶液的粘度。另外，在實(shí)施例1、2 和實(shí)驗(yàn)例1中所采用的高分子電解質(zhì)溶液均是離子交聯(lián)聚合物溶液。(樣品A的制造)制造樣品A的高分子電解質(zhì)溶液時，首先準(zhǔn)備作為預(yù)備溶液的DE2020(杜邦公司制)。在容器中取IOg的DE2020，如圖2 (A)所示，在85°C進(jìn)行煎水，蒸發(fā)DE2020中的作為溶劑的水和正丙醇(NPA)。通過該煎水，DE2020中的水和NPA的含量均減到2g。這樣，DE2020 中的水和NPA的含量換算成樣品A的高分子電解質(zhì)溶液中的濃度，相當(dāng)于5%。接著，在煎水后的DE2020中混合6. Sg的水(參照圖2(B))，利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)式離心攪拌機(jī)35，進(jìn)行3分鐘的攪拌(參照圖2(C))。另外，作為自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)式離心攪拌機(jī)35， 采用 KEYENCE Japan 公司制造的 ““^ 'J ,卜 矢寸一 HM-500，，。接著，如圖2(D)所示，在DE2020與水的混合物中，加入7.2g的NPA。然后，利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)式離心攪拌機(jī)35進(jìn)行攪拌(參照圖2(E))。接著，如圖2(F)所示，在這樣獲得的 DE2020與水與NPA的混合物中，加入20g的作為有機(jī)溶劑的IPA。然后，利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)式離心攪拌機(jī)35進(jìn)行攪拌(參照圖2(G))。從而獲得樣品A的高分子電解質(zhì)溶液(參照圖 2(H)) 0(樣品B的制造)制造樣品B的高分子電解質(zhì)溶液時，與樣品A的高分子電解質(zhì)溶液的制造一樣，將 IOg的DE2020在85°C進(jìn)行煎水，使DE2020中的水和NPA的含量均減到2g。這樣，DE2020 中的水和NPA的含量換算成樣品B的高分子電解質(zhì)溶液中的濃度，相當(dāng)于5%。接著，在煎水后的DE2020中混合20g的IPA，利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)式離心攪拌機(jī)35，進(jìn)行3分鐘的攪拌。在這樣獲得的DE2020與IPA的混合物中，加入7. 2g的NPA，利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)式離心攪拌機(jī)35進(jìn)行攪拌。在這樣獲得的DE2020與IPA與NPA的混合物中，加入6. Sg 的水，利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)式離心攪拌機(jī)35進(jìn)行攪拌。從而獲得樣品B的高分子電解質(zhì)溶液。(樣品C的制造)制造樣品C的高分子電解質(zhì)溶液時，在IOg的DE2020中混合20g的IPA，利用自轉(zhuǎn) /公轉(zhuǎn)式離心攪拌機(jī)35，進(jìn)行3分鐘的攪拌。在這樣獲得的DE2020與IPA的混合物中，加入4. 7g的NPA，利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)式離心攪拌機(jī)35進(jìn)行攪拌。在這樣獲得的DE2020與IPA 與NPA的混合物中，加入5. 3g的水，利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)式離心攪拌機(jī)35進(jìn)行攪拌。從而獲得樣品C的高分子電解質(zhì)。在制造樣品C的高分子電解質(zhì)溶液時，沒有進(jìn)行煎水，因此DE2020 中的水含量換算成樣品C的高分子電解質(zhì)溶液中的濃度，約相當(dāng)于9%。還有，DE2020中的 NPA含量換算成樣品C的高分子電解質(zhì)溶液中的濃度，約相當(dāng)于11%。(樣品D的制造)制造樣品D的高分子電解質(zhì)溶液時，也將IOg的DE2020在85 °C進(jìn)行煎水，使 DE2020中的水和NPA的含量均減到2g。這樣，DE2020中的水和NPA的含量換算成樣品D的高分子電解質(zhì)溶液中的濃度，相當(dāng)于5%。接著，在該DE2020中混合34g的NPA，利用自轉(zhuǎn) /公轉(zhuǎn)式離心攪拌機(jī)35，進(jìn)行3分鐘的攪拌。從而獲得樣品D的高分子電解質(zhì)溶液。(樣品E的制造)制造樣品E的高分子電解質(zhì)溶液時，也將IOg的DE2020在85 °C進(jìn)行煎水，使 DE2020中的水和NPA的含量均減到2g。這樣，DE2020中的水和NPA的含量換算成樣品E的高分子電解質(zhì)溶液中的濃度，相當(dāng)于5%。接著，在該DE2020中混合34g的IPA，利用自轉(zhuǎn) /公轉(zhuǎn)式離心攪拌機(jī)35，進(jìn)行3分鐘的攪拌。從而獲得樣品E的高分子電解質(zhì)溶液。(樣品F的制造)制造樣品F的高分子電解質(zhì)溶液時，也將IOg的DE2020在85 °C進(jìn)行煎水，使 DE2020中的水和NPA的含量均減到2g。這樣，DE2020中的水和NPA的含量換算成樣品F的高分子電解質(zhì)溶液中的濃度，相當(dāng)于5%。接著，在該DE2020中混合34g的IPA TBA = 1 1的溶液，利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)式離心攪拌機(jī)35，進(jìn)行3分鐘的攪拌。從而獲得樣品F的高分子電解質(zhì)溶液。(樣品G的制造)制造樣品G的高分子電解質(zhì)溶液時，也將IOg的DE2020在85°C進(jìn)行煎水。但是， 使DE2020中的水、NPA和高分子電解質(zhì)82的含量分別約為33%。然后，對煎水后DE2020， 加入7. 2g的NPA，利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)式離心攪拌機(jī)35，進(jìn)行3分鐘的攪拌。然后，再加入6. Sg 的水，進(jìn)行攪拌，最后加入20g的IPA，進(jìn)行攪拌，從而獲得樣品G。對于這些各樣品A-G的高分子電解質(zhì)溶液，測定了 20°C的粘度。測定結(jié)果如表1 所示。另外，在表1中，以樣品A的粘度為基準(zhǔn)，表示各樣品B-G相對于樣品A的粘度比。還有，在表1中，同時表示各樣品A-G的高分子電解質(zhì)溶液中的高分子電解質(zhì)、ΙΡΑ、ΝΡΑ、Η20、 TBA的各成分比例、以及溶劑的添加順序。表 權(quán)利要求
1.一種燃料電池用催化劑層的制造裝置，其特征在于，作為利用催化劑漿料形成催化劑層的燃料電池用催化劑層的制造裝置，具有將在溶劑中溶解了具有包含親水性官能基的側(cè)鏈的高分子電解質(zhì)而成的預(yù)備溶液中的水濃度減到規(guī)定值以下、從而獲得高分子電解質(zhì)溶液的除水機(jī)構(gòu)、和將由催化劑和水混合而成的預(yù)備漿料、與該高分子電解質(zhì)溶液進(jìn)行混合、從而獲得上述催化劑漿料的攪拌機(jī)構(gòu)。
2.權(quán)利要求1所述的燃料電池用催化劑層的制造裝置，其特征在于 上述除水機(jī)構(gòu)為煎水型。
3.一種高分子電解質(zhì)溶液，其特征在于由在溶劑中溶解了具有包含親水性官能基的側(cè)鏈的高分子電解質(zhì)而成，水濃度小于 10%。
4.權(quán)利要求3所述的高分子電解質(zhì)溶液，其特征在于， 水濃度小于5%。
5.權(quán)利要求3或4所述的高分子電解質(zhì)溶液，其特征在于 上述溶劑至少含有第2級酒精和第3級酒精中的至少一種。
6.一種高分子電解質(zhì)溶液的制造方法，其特征在于具有在溶劑中溶解具有包含親水性官能基的側(cè)鏈的高分子電解質(zhì)從而準(zhǔn)備預(yù)備溶液的預(yù)備溶液準(zhǔn)備工程、和從該預(yù)備溶液中將水濃度至少減小到10%以下、從而獲得高分子電解質(zhì)溶液的溶液調(diào)制工程。
7.一種燃料電池用催化劑層的制造方法，其特征在于作為利用催化劑漿料形成催化劑層的燃料電池用催化劑層的制造方法，具有將在溶劑中溶解了具有包含親水性官能基的側(cè)鏈的高分子電解質(zhì)而成的預(yù)備溶液中的水濃度減到10%以下、從而獲得高分子電解質(zhì)溶液的除水工程、 混合催化劑和水、制造預(yù)備漿料的預(yù)備漿料調(diào)制工程、和在上述預(yù)備漿料中混合上述高分子電解質(zhì)溶液、從而獲得催化劑漿料的攪拌工程。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于獲得平滑進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的燃料電池用催化劑層。還有，本發(fā)明的目的在于提供高分子電解質(zhì)溶液、和該高分子電解質(zhì)溶液的制造方法。利用催化劑漿料42，形成實(shí)施例的陰極催化劑層93a和陽極催化劑層92a。制造催化劑漿料42時，在除水工程中，對作為預(yù)備溶液的10g的DE2020進(jìn)行煎水處理，使DE2020中的水濃度為5％。然后，混合32g的IPA，利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)式離心攪拌機(jī)35進(jìn)行攪拌，獲得高分子電解質(zhì)溶液41。在攪拌工程中，將該高分子電解質(zhì)溶液41與預(yù)備漿料40混合，獲得催化劑漿料42。接著，在基材93b、92b上涂敷該催化劑漿料42，制造作為燃料電池用催化劑層的陰極催化劑層93a和陽極催化劑層92a。
文檔編號H01M4/88GK102598377SQ201180003972
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月7日
發(fā)明者加藤英美 申請人:株式會社愛考斯研究