JP4424491B2 - Catalyst paste for polymer electrolyte fuel cell - Google Patents
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Description
本発明は、固体高分子型燃料電池用触媒ペーストに関するものである。 The present invention relates to a solid polymer fuel cell catalyst paste.
固体高分子型燃料電池では、プロトン伝導性高分子電解質膜の両面に触媒層を配置し、その両面にカーボンペーパーやカーボンクロスなどの多孔質電極基材が配置された構造をしている。これらは一体化されており、電極・膜接合体(以下、単に接合体という)が形成されている。 The polymer electrolyte fuel cell has a structure in which a catalyst layer is disposed on both sides of a proton conductive polymer electrolyte membrane, and a porous electrode substrate such as carbon paper or carbon cloth is disposed on both sides. These are integrated, and an electrode / membrane assembly (hereinafter simply referred to as a joined body) is formed.
従来、プロトン伝導性高分子電解質膜としては、フッ素樹脂系のパーフルオロスルホン酸膜「ナフィオン(デュポン社登録商標)」等が一般に用いられてきた。しかし、メタノールを燃料に用いるダイレクトメタノール型燃料電池においては、ナフィオンのメタノール透過性が大きいことから、メタノールのクロスオーバーにより出力が低下する問題があった。電解質膜のメタノール透過度を小さくするため、ナフィオン膜の改質(例えば、非特許文献1:L.J.Hobson et al.,Journal of Material Chemistry 12(6),1650,2002)や、炭化水素系材料(例えば、非特許文献2:B.Yang and A.Manthiram,Electrochemical and Solid−State Letters,6(11),A229,2003)やフッ素系樹脂フィルムにスチレンを放射線グラフトした膜(例えば、非特許文献3:T.Hatanaka et al.,Fuel 81(17),2173,2002)など、パーフルオロスルホン酸系以外の電解質膜が検討されている。 Conventionally, as a proton conductive polymer electrolyte membrane, a fluororesin-based perfluorosulfonic acid membrane “Nafion (registered trademark of DuPont)” or the like has been generally used. However, in the direct methanol fuel cell using methanol as fuel, Nafion has a large methanol permeability, so that there is a problem that the output is reduced due to the crossover of methanol. In order to reduce methanol permeability of the electrolyte membrane, modification of the Nafion membrane (for example, Non-Patent Document 1: LJ Hobson et al., Journal of Material Chemistry 12 (6), 1650, 2002), hydrocarbons Non-Patent Document 2: B. Yang and A. Manthiram, Electrochemical and Solid-State Letters, 6 (11), A229, 2003) or a film obtained by radiation grafting of styrene to a fluororesin film (for example, non-patent document 2) Patent Document 3: T. Hatanaka et al., Fuel 81 (17), 2173, 2002) and other electrolyte membranes other than perfluorosulfonic acid are being studied.
また、膜・電極接合体において、電解質膜と接触する触媒層は一般に触媒粒子とナフィオンによって構成されている。触媒層の形成方法としては、触媒粒子とナフィオン溶液を溶媒に分散させて触媒ペーストを作製し、これを電解質膜に直接塗布、あるいはポリテトラフルオロエチレンなどの基材上に触媒ペーストを塗布し、これをホットプレス法によって膜に転写する、あるいは電極基材上に触媒ペーストを塗布し触媒層を形成する方法などがとられている(例えば、非特許文献4:M.S.Wilson and S.Gottesfeld,Journal of Applied Electrochemistry 22(2),1,1992、非特許文献5:M.Uchida et al.,Journal of Electrochemical Society 142(2),463,1995など)。 In the membrane-electrode assembly, the catalyst layer that contacts the electrolyte membrane is generally composed of catalyst particles and Nafion. As a method of forming the catalyst layer, catalyst particles and a Nafion solution are dispersed in a solvent to prepare a catalyst paste, and this is applied directly to an electrolyte membrane, or a catalyst paste is applied on a substrate such as polytetrafluoroethylene, A method of transferring this to a film by a hot press method, or applying a catalyst paste on an electrode substrate to form a catalyst layer is used (for example, Non-Patent Document 4: MS Wilson and S. et al.). Gottsfeld, Journal of Applied Electrochemistry 22 (2), 1, 1992, Non-Patent Document 5: M. Uchida et al., Journal of Electrochemical Society 142 (2), 463, 195, etc.
メタノール透過性を小さくするために、炭化水素系の膜やフッ素系樹脂フィルムにスチレンを放射線グラフトした膜などが検討されていることは先に述べた。しかし、膜・電極接合体の形態とした後では、膜と電極との接合性に問題があった。電解質膜としてフッ素系樹脂フィルムにスチレンをグラフトした膜を例にとると、非特許文献6:T.Hatanaka et al.,Fuel 81(17),2173,2002に記載されているように、燃料電池として動作中あるいは動作した後に膜と電極が剥がれてしまうという問題があった。剥離が生じると、接触抵抗が増大し、燃料電池の性能が低下することを意味する。本発明者らが検討したところでは、放射線グラフト膜に電極をホットプレス法で接合した膜・電極接合体を水やメタノール水溶液に浸漬・放置しておくと、水やメタノール水によって膜が膨潤し、膜と電極が剥がれてしまう様子を確認できた。これは、放射線グラフト膜が燃料であるメタノール水溶液に対し膨潤するため、膜と電極との接合面に応力が発生するが、その応力変化に耐えるほどの接合力が得られていないため剥離が生じるものと思われる。また、膜と接触している部分は触媒層であることから、膜と触媒層との接合力が弱いために剥離が生じるものと思われる。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、膜と電極基材との接合体において、上記問題を解決し、接合性に優れた固体高分子型燃料電池用触媒ペーストを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a catalyst paste for a polymer electrolyte fuel cell that solves the above problems and has excellent bonding properties in a bonded body of a membrane and an electrode substrate. And
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、従来の触媒とナフィオンにより構成される触媒ペーストではなく、(1)触媒粒子、(2)一分子中に少なくとも1個のエチレン性不飽和基と少なくとも1個のイオン伝導性基もしくは化学反応を利用してイオン伝導性基を付与可能な前駆体基とを有するモノマー、(3)溶剤を含有する触媒ペーストを用い、この触媒ペーストから触媒層を形成することによって、接合性に優れた膜・電極接合体を得ることが可能であることを知見し、本発明をなすに至ったものである。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that (1) catalyst particles and (2) at least one in one molecule, instead of a catalyst paste composed of a conventional catalyst and Nafion. A monomer having an ethylenically unsaturated group and at least one ion-conducting group or a precursor group capable of imparting an ion-conducting group using a chemical reaction, and (3) using a catalyst paste containing a solvent, It has been found that by forming a catalyst layer from a catalyst paste, it is possible to obtain a membrane / electrode assembly excellent in bondability, and the present invention has been made.
従って、本発明は、下記固体高分子型燃料電池用触媒ペーストを提供する。
[請求項1]
(1)触媒粒子、(2)一分子中に少なくとも1個のエチレン性不飽和基と少なくとも1個のイオン伝導性基もしくは化学反応を利用してイオン伝導性基を付与可能な前駆体基とを有するモノマー、(3)溶剤、(4)上記(2)成分のエチレン性不飽和基と共重合可能な反応性基を一分子中に少なくとも2個有し、数平均分子量が400以上のオリゴマーを含有することを特徴とする固体高分子型燃料電池用触媒ペースト。
[請求項2]
上記(2)成分のイオン伝導性基がスルホン酸基であることを特徴とする請求項1記載の固体高分子型燃料電池用触媒ペースト。
[請求項3]
更にフッ素樹脂を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の固体高分子型燃料電池用触媒ペースト。
[請求項4]
上記オリゴマー(4)が、(a)ポリオール成分、(b)ポリイソシアネート成分、及び(c)水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物のウレタン化反応により得られた数平均分子量が400〜10,000のものである請求項1〜3のいずれか1項記載の固体高分子型燃料電池用触媒ペースト。
Accordingly, the present invention provides the following polymer polymer fuel cell catalyst paste.
[Claim 1]
(1) catalyst particles, (2) at least one ethylenically unsaturated group and at least one ion-conducting group or precursor group capable of imparting an ion-conducting group using a chemical reaction in one molecule; (3) Solvent , (4) Oligomer having at least two reactive groups copolymerizable with the ethylenically unsaturated group of component (2) above, and having a number average molecular weight of 400 or more A catalyst paste for a polymer electrolyte fuel cell, comprising:
[Claim 2]
2. The solid polymer fuel cell catalyst paste according to claim 1, wherein the ion conductive group of the component (2) is a sulfonic acid group.
[Claim 3 ]
The catalyst paste for a polymer electrolyte fuel cell according to claim 1 or 2, further comprising a fluororesin.
[Claim 4]
The oligomer (4) has a number average molecular weight of 400 to 10,000 obtained by urethanization reaction of (a) a polyol component, (b) a polyisocyanate component, and (c) a (meth) acrylate compound having a hydroxyl group. The catalyst paste for a polymer electrolyte fuel cell according to any one of claims 1 to 3.
本発明の固体高分子型燃料電池用触媒ペーストを使用すれば、電解質膜と電極基材との接合性、特にメタノール透過性をナフィオンなどパーフルオロスルホン酸系の膜より小さくした炭化水素系の電解質膜に対する接合性を改善することができる。そのため、本発明の触媒ペーストを用いた膜・電極接合体を使用することにより、メタノール透過性が小さく、且つ、信頼性の高いダイレクトメタノール型燃料電池を製造することができる。 By using the catalyst paste for a polymer electrolyte fuel cell of the present invention, a hydrocarbon electrolyte in which the bonding property between the electrolyte membrane and the electrode substrate, particularly methanol permeability is smaller than that of a perfluorosulfonic acid membrane such as Nafion Bondability to the film can be improved. Therefore, by using the membrane-electrode assembly using the catalyst paste of the present invention, a direct methanol fuel cell with low methanol permeability and high reliability can be produced.
以下に本発明を詳しく説明する。
本発明の触媒ペーストは、(1)触媒粒子、(2)一分子中に少なくとも1個のエチレン性不飽和基と少なくとも1個のイオン伝導性基もしくは化学反応を利用してイオン伝導性基を付与可能な前駆体基とを有するモノマー、(3)溶剤を含有するものである。
The present invention is described in detail below.
The catalyst paste of the present invention comprises (1) catalyst particles, (2) at least one ethylenically unsaturated group and at least one ion-conducting group or chemical reaction in one molecule. A monomer having an assignable precursor group, and (3) a solvent.
(1)成分の触媒粒子としては、例えば、白金、白金合金等が挙げられる。白金合金としては、例えば、白金とルテニウム、パラジウム、ロジウム、イリジウム、オスミウム、モリブデン、錫、コバルト、ニッケル、鉄、クロム等から選ばれる少なくとも1種の金属との合金等が挙げられる。この場合、白金合金としては、白金を5質量%以上、特に10質量%以上含有するものが好ましい。 Examples of the component (1) catalyst particles include platinum and platinum alloys. Examples of platinum alloys include alloys of platinum and at least one metal selected from ruthenium, palladium, rhodium, iridium, osmium, molybdenum, tin, cobalt, nickel, iron, chromium, and the like. In this case, the platinum alloy is preferably one containing 5% by mass or more, particularly 10% by mass or more of platinum.
上記白金、白金合金等は、微粒子の状態でもよいし、カーボンブラックやカーボンナノチューブ等の電気伝導性のある担体に担持した状態でもよい。あるいは担持した状態のものと未担持の状態のものを混合してもかまわない。 The platinum, platinum alloy or the like may be in the form of fine particles, or may be supported on an electrically conductive carrier such as carbon black or carbon nanotube. Alternatively, a supported state and an unsupported state may be mixed.
(2)成分の少なくとも1個のエチレン性不飽和基と少なくとも1個のイオン伝導性基もしくは化学反応を利用してイオン伝導性基を付与可能な前駆体基とを有するモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸などのカルボン酸基含有モノマー、アクリルアミドスルホン酸、スチレンスルホン酸、アリルベンゼンスルホン酸、アリルオキシベンゼンスルホン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、フルオロビニルスルホン酸、パーフルオロビニルエーテルスルホン酸などのスルホン酸基含有モノマー及びそのアルカリ金属塩、メタクリロキシエチルフォスフェート等のリン酸基含有モノマー、また、イオン伝導性の官能基を有さない化合物(化学反応を利用してイオン伝導性を付与可能な化合物)として、グリシジル(メタ)アクリレートモノマーなどが例示され、分子量1,000未満のモノマーが触媒層中のイオン伝導性を高くするために望ましい。 (2) As a monomer having at least one ethylenically unsaturated group and at least one ion conductive group or a precursor group capable of imparting an ion conductive group using a chemical reaction, for example, Carboxylic acid group-containing monomers such as (meth) acrylic acid, acrylamide sulfonic acid, styrene sulfonic acid, allylbenzene sulfonic acid, allyloxybenzene sulfonic acid, vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, fluorovinyl sulfonic acid, perfluorovinyl ether sulfonic acid Phosphonic acid group-containing monomers such as sulfonic acid group and its alkali metal salts, phosphate group-containing monomers such as methacryloxyethyl phosphate, and compounds that do not have ion-conducting functional groups (use chemical reactions to improve ion conductivity) Glycidyl (meth) acrylic compound Such Tomonoma are exemplified monomers having a molecular weight of less than 1,000 is preferable in order to increase the ionic conductivity of the catalyst layer.
上記イオン伝導性基としては、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基などが挙げられるが、スルホン酸基であることが好ましく、また化学反応によりイオン伝導性基に転換される前駆体基としては、アシルオキシ基、エステル基(−COOR:Rは一価炭化水素基)、酸イミド基、ハロゲン化スルホニル基、グリシジル基等が挙げられる。この前駆体基は、例えば、水酸化ナトリウム、メタノール又は亜硫酸ナトリウムと化学反応してカルボン酸基又はスルホン酸基を形成するものである。これらの化合物は、単独で又は2種以上混合して用いることができる。 Examples of the ion conductive group include a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group. A sulfonic acid group is preferable, and a precursor group that is converted into an ion conductive group by a chemical reaction is used. Includes an acyloxy group, an ester group (—COOR: R is a monovalent hydrocarbon group), an acid imide group, a halogenated sulfonyl group, a glycidyl group, and the like. This precursor group is one that chemically reacts with, for example, sodium hydroxide, methanol or sodium sulfite to form a carboxylic acid group or a sulfonic acid group. These compounds can be used alone or in admixture of two or more.
(3)成分の溶剤としては、イオン伝導性モノマーを均一に溶解するものが好ましく、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、エチレングリコール、グリセロール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素、n−ヘプタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族乃至脂環式炭化水素、水、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの極性溶剤が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を混合して用いることができる。これらの中でも極性溶剤がより好ましい。 (3) The solvent of the component is preferably a solvent that uniformly dissolves the ion conductive monomer. For example, alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, ethylene glycol, and glycerol, acetone, and methyl ethyl ketone Such as ketones, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene, aliphatic or alicyclic such as n-heptane, n-hexane and cyclohexane Examples thereof include polar solvents such as hydrocarbon, water, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, formamide, N-methylformamide, N-methylpyrrolidone, ethylene carbonate, and propylene carbonate. These can be used alone or in admixture of two or more. Among these, polar solvents are more preferable.
本発明の触媒ペーストは、(1)触媒粒子、(2)一分子中に少なくとも1個のエチレン性不飽和基と少なくとも1個のイオン伝導性基もしくは化学反応を利用してイオン伝導性基を付与可能な前駆体基とを有するモノマー、(3)溶剤を含有しているが、触媒層の性能を高めるために他の成分を導入することが可能である。 The catalyst paste of the present invention comprises (1) catalyst particles, (2) at least one ethylenically unsaturated group and at least one ion-conducting group or chemical reaction in one molecule. A monomer having an assignable precursor group and (3) a solvent are contained, but other components can be introduced to improve the performance of the catalyst layer.
例えば、触媒層を柔軟にし、また、EW値(交換容量重量)を調整する目的で、(4)成分として、上記(2)成分のエチレン性不飽和基と共重合可能な反応性基を一分子中に少なくとも2個有するオリゴマーを加えることも可能である。そうしたオリゴマーとしては、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、パーフルオロアルキルエーテル構造を有するジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリブチレングリコール、フルオロエチレングリコール、パーフルオロアルキルエーテル構造を有するジオールのジウレタン(メタ)アクリレートなどのポリエーテルポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート、(メタ)アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン、ビニル基含有オルガノポリシロキサン、アルコキシ基含有オルガノポリシロキサンなどが例示される。オリゴマーの数平均分子量は400以上のものが、硬化性をよくするために望ましい。 For example, for the purpose of making the catalyst layer flexible and adjusting the EW value (exchange capacity weight), as the component (4), one reactive group copolymerizable with the ethylenically unsaturated group of the component (2) is used. It is also possible to add oligomers having at least two in the molecule. Such oligomers include polyethylene glycol di (meth) acrylate, di (meth) acrylate having a perfluoroalkyl ether structure, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, polybutylene glycol, fluoroethylene glycol, perfluoroalkyl ether structure. Examples include polyether polyacrylates such as diurethane (meth) acrylates of diols having polyesters, polyester polyacrylates, (meth) acryloxy group-containing organopolysiloxanes, vinyl group-containing organopolysiloxanes, alkoxy group-containing organopolysiloxanes, and the like. The number average molecular weight of the oligomer is preferably 400 or more in order to improve the curability.
ここで、上記反応性基としては、エチレン性不飽和基が挙げられ、これは、上記(2)成分のエチレン性不飽和基とラジカル重合して、分子量を増大し、EW値を増加させるものである。 Here, examples of the reactive group include an ethylenically unsaturated group, which radically polymerizes with the ethylenically unsaturated group of component (2) to increase the molecular weight and increase the EW value. It is.
上記(4)成分のオリゴマーの製造法は特に制限されないが、ジウレタン(メタ)アクリレート等のポリウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの場合は、ポリオールとジイソシアネートをOH/NCO<1で反応させ、更に残存イソシアネート基と反応する官能基(例えばヒドロキシル基)とアクリル基を有する化合物を反応させたものであることが好ましい。 The method for producing the oligomer of component (4) is not particularly limited. However, in the case of a polyurethane (meth) acrylate oligomer such as diurethane (meth) acrylate, the polyol and diisocyanate are reacted at OH / NCO <1, and the remaining isocyanate group is further reacted. It is preferable that a functional group (for example, a hydroxyl group) that reacts with a compound having an acrylic group is reacted.
ポリウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーにつき、更に詳述すると、これは(a)ポリオール成分、(b)ポリイソシアネート成分、及び(c)水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物のウレタン化反応により得ることができる。ポリウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの数平均分子量は、例えば、400〜10,000、好ましくは400〜5,000程度の範囲から選択できる。 The polyurethane (meth) acrylate oligomer will be described in more detail. This can be obtained by a urethanization reaction of (a) a polyol component, (b) a polyisocyanate component, and (c) a (meth) acrylate compound having a hydroxyl group. The number average molecular weight of the polyurethane (meth) acrylate oligomer can be selected, for example, from the range of about 400 to 10,000, preferably about 400 to 5,000.
(a)ポリオール成分
ポリオール成分としては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、アルキルジオールなどが挙げられ、これらはフッ素化されたものも有効に用いられる。
(ポリエーテルポリオール)
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、アルキレンオキシド(例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン、3−メチル−テトラヒドロフランなどのC2-5アルキレンオキシド)の単独重合体又は共重合体、脂肪族C12-40ポリオール(例えば、1,2−ヒドロキシステアリルアルコール、水添ダイマージオールなど)を開始剤とした上記アルキレンオキシド単独重合体又は共重合体、ビスフェノールAのアルキレンオキシド(例えば、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフランなど)付加体、水添ビスフェノールAのアルキレンオキシド(例えば、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフランなど)付加体などが挙げられる。また、これらのフッ素化化合物も好適に用いられる。これらのポリエーテルポリオールは、単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
(A) Polyol component Examples of the polyol component include polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols, alkyl diols, etc., and fluorinated ones are also effectively used.
(Polyether polyol)
Examples of the polyether polyol include homopolymers or copolymers of alkylene oxides (for example, C 2-5 alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, tetrahydrofuran, and 3-methyl-tetrahydrofuran), and aliphatic C 12. -40 polyols (for example, 1,2-hydroxystearyl alcohol, hydrogenated dimer diol, etc.) and the above alkylene oxide homopolymers or copolymers, alkylene oxides of bisphenol A (for example, propylene oxide, butylene oxide, Tetrahydrofuran, etc.) adducts, and hydrogenated bisphenol A alkylene oxide (eg, propylene oxide, butylene oxide, tetrahydrofuran, etc.) adducts. These fluorinated compounds are also preferably used. These polyether polyols can be used alone or in combination of two or more.
好ましいポリエーテルポリオールは、C2-4アルキレンオキシド、特にC3-4アルキレンオキシド(プロピレンオキシドやテトラヒドロフラン)の単独重合体又は共重合体(ポリオキシプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、プロピレンオキシドとテトラヒドロフランとの共重合体)が挙げられる。また、これらのフッ素化化合物も好ましい。ポリエーテルポリオールの数平均分子量は、例えば、200〜10,000程度の範囲から選択できる。 Preferred polyether polyols are C 2-4 alkylene oxides, in particular homopolymers or copolymers of C 3-4 alkylene oxides (propylene oxide and tetrahydrofuran) (polyoxypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, propylene oxide and tetrahydrofuran). And a copolymer thereof. These fluorinated compounds are also preferred. The number average molecular weight of the polyether polyol can be selected from the range of about 200 to 10,000, for example.
これらの市販品としては、例えば、(1)ポリエチレングリコールとして、三洋化成工業(株)製の「PEG600」、「PEG1000」、「PEG2000」、(2)ポリオキシプロピレングリコールとして、武田薬品工業(株)製の「タケラックP−21」、「タケラックP−22」、「タケラックP−23」、(3)ポリテトラメチレンエーテルグリコールとして、保土谷化学工業(株)製の「PTG650」、「PTG850」、「PTG1000」、「PTG2000」、「PTG4000」、(4)プロピレンオキサイドとエチレンオキシドの共重合体として三井東圧化学(株)製の「ED−28」、旭硝子(株)製の「エクセノール510」、(5)テトラヒドロフランとプロピレンオキサイドの共重合体として、保土谷化学工業(株)製の「PPTG1000」、「PPTG2000」、「PPTG4000」、(6)テトラヒドロフランとエチレンオキサイドの共重合体として、日本油脂(株)製の「ユニセーフDC−1100」、「ユニセーフDC−1800」、(7)ビスフェノールAのエチレンオキサイドの付加体として、日本油脂(株)製の「ユニオールDA−400」、「ユニオールDA−700」、(8)ビスフェノールAのプロピレンオキサイドの付加体として、日本油脂(株)製の「ユニオールDB−400」、(9)パーフルオロポリエーテルポリオールとして、エクスフロアー社製「パーフルオロトリエチレングリコール」、「パーフルオロテトラエチレングリコール」、Ausimont社製「Fomblin Z DOL」等を挙げることができる。 As these commercially available products, for example, (1) polyethylene glycol, “PEG600”, “PEG1000”, “PEG2000” manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd. (2) polyoxypropylene glycol, Takeda Pharmaceutical Co., Ltd. ) “Takelac P-21”, “Takelac P-22”, “Takelac P-23”, (3) “PTG650”, “PTG850” manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd. as polytetramethylene ether glycol , "PTG1000", "PTG2000", "PTG4000", (4) "ED-28" manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd. as a copolymer of propylene oxide and ethylene oxide, "Exenol 510" manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. (5) As a copolymer of tetrahydrofuran and propylene oxide, Hodogaya "PPTG1000", "PPTG2000", "PPTG4000" manufactured by Kogyo Co., Ltd. (6) "Unisafe DC-1100", "Unisafe DC-1800" manufactured by NOF Corporation as a copolymer of tetrahydrofuran and ethylene oxide (7) As an adduct of ethylene oxide of bisphenol A, “Uniol DA-400” and “Uniol DA-700” manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd. (8) As an adduct of propylene oxide of bisphenol A, Japan “Uniol DB-400” manufactured by Yushi Co., Ltd. (9) As perfluoropolyether polyol, “Perfluorotriethylene glycol”, “Perfluorotetraethylene glycol” manufactured by Exfloor, “Fomblin Z DOL” manufactured by Ausimont ” Door can be.
(ポリエステルポリオール)
ポリエステルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,5−ペンタグリコ−ル、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールの如きジオール化合物とε−カプロラクタム又はβ−メチル−δ−バレロラクトンとの付加物;上記ジオール化合物とコハク酸、アジピン酸、フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸の如き二塩基酸との反応生成物;上記ジオール化合物と上記二塩基酸とε−カプロラクタム又はβ−メチル−δ−バレロラクトンとの三成分の反応生成物等を挙げることができる。
(Polyester polyol)
Examples of the polyester polyol include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,5-pentaglycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, and neopentyl glycol. Adducts of diol compounds with ε-caprolactam or β-methyl-δ-valerolactone; reaction products of the diol compounds with dibasic acids such as succinic acid, adipic acid, phthalic acid, hexahydrophthalic acid and tetrahydrophthalic acid A ternary reaction product of the diol compound, the dibasic acid, and ε-caprolactam or β-methyl-δ-valerolactone.
(ポリカーボネートポリオール)
ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−オクタンジオール、1,4−ビス−(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、2−メチルプロパンジオール、ジプロピレングリコール、ジブチレングリコール、ビスフェノールAのようなジオール化合物あるいはこれらジオール化合物とエチレンオキサイド2〜6モル付加反応物、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の短鎖ジアルキルカーボネートとの反応生成物からなるポリカーボネートポリオールが挙げられる。
更に、これらポリカーボネートポリオールのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ε−カプロラクタム又はβ−メチル−δ−バレロラクトン付加反応物であるポリエステルジオール等も用いることができる。
ポリカーボネートポリオールの市販品としては、住友バイエル社製の「デスモフェン2020E」、日本ポリウレタン社製の「DN−980」、「DN−981」、「DN−982」及び「DN−983」等が挙げられる。
(Polycarbonate polyol)
Examples of the polycarbonate polyol include 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,4-butanediol, 1,5-octanediol, 1,4-bis- ( Hydroxymethyl) cyclohexane, 2-methylpropanediol, dipropylene glycol, dibutylene glycol, diol compounds such as bisphenol A or short chain chains of these diol compounds and 2 to 6 mol addition products of ethylene oxide, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, etc. The polycarbonate polyol which consists of a reaction product with a dialkyl carbonate is mentioned.
Furthermore, the polyester diol etc. which are ethylene oxide, propylene oxide, (epsilon) -caprolactam, or (beta) -methyl-delta-valerolactone addition reaction product of these polycarbonate polyols can also be used.
Examples of commercially available polycarbonate polyols include “Desmophen 2020E” manufactured by Sumitomo Bayer, “DN-980”, “DN-981”, “DN-982”, “DN-983” manufactured by Nippon Polyurethane. .
(アルキルジオール)
アルキルジオールとしては、例えば、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−オクタンジオール、1,4−ジヒドロキシシクロヘキサン、1,4−ビス−(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、2−メチルプロパンジオール、トリシクロデカンジメタノール、1,4−ビス−(ヒドロキシメチル)ベンゼン、ビスフェノールA、及び炭素数6〜12のパーフルオロアルキルジオール等が挙げられる。
これらのポリオールの中で、本発明の樹脂の物性のバランス、耐久性の面から、ポリエーテルポリオール、アルキルジオールが好ましい。
(Alkyl diol)
Examples of the alkyl diol include 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,4-butanediol, 1,5-octanediol, 1,4-dihydroxycyclohexane, 1,4-bis- (hydroxymethyl) cyclohexane, 2-methylpropanediol, tricyclodecane dimethanol, 1,4-bis- (hydroxymethyl) benzene, bisphenol A, and perfluoroalkyldiol having 6 to 12 carbon atoms Etc.
Among these polyols, polyether polyols and alkyl diols are preferable from the viewpoint of balance of physical properties and durability of the resin of the present invention.
(b)ポリイソシアネート成分
ポリイソシアネート成分としては、例えば、トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、水添4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、トランスシクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、リジンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、l,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート、1,4−ビス[イソシアネートメチル]シクロヘキサン、メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート(1,3−シクロペンテンジイソシアネート)等のジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、1,8−ジイソシアネート−4−イソシアネートメチルオクタン、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,3,5−トリイソシアネートシクロヘキサン、1,3,5−トリメチルイソシアネートシクロヘキサン、2−[3−イソシアネートプロピル]−2,5−ジ[イソシアネートメチル]−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2−[3−イソシアネートプロピル]−2,6−ジ[イソシアネートメチル]−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、3−[3−イソシアネートプロピル]−2,5−ジ[イソシアネートメチル]−ビシクロ[2,2,1]へプタン、5−[2−イソシアネートエチル]−2−イソシアネートメチル−3−[3−イソシアネートプロピル]−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、6−[2−イソシアネートエチル]−2−イソシアネートメチル−3−[3−イソシアネートプロピル]−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、5−[2−イソシアネートエチル]−2−イソシアネートメチル−2−[3−イソシアネートプロピル]−ビシクロ[2,2,1]へプタン、6−[2−イソシアネートエチル]−2−イソシアネートメチル−2−[3−イソシアネートプロピル]−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン等のポリイソシアネートが使用される。これらのジイソシアネートは単独で用いても、2種以上併用してもよい。
中でも、合成反応の容易性及び硬化膜特性のバランスから、2,4−トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートが好ましい。
(B) Polyisocyanate component Examples of the polyisocyanate component include tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, Isophorone diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, tolidine diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, transcyclohexane-1, 4-diisocyanate, lysine diisocyanate, tetramethylxylene diisocyanate, l, 4-cyclohe San diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate, 1,4-bis [isocyanate methyl] cyclohexane, methyl-2,4-cyclohexane diisocyanate, methyl-2,6-cyclohexane diisocyanate, norbornene diisocyanate (1,3-cyclopentene diisocyanate), etc. Diisocyanate, lysine ester triisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 1,8-diisocyanate-4-isocyanate methyloctane, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, bicycloheptane triisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate 1,3,5-triisocyanatecyclohexane, 1,3,5-trimethylisocyanatecyclohexane, 2 [3-isocyanatopropyl] -2,5-di [isocyanatomethyl] -bicyclo [2,2,1] heptane, 2- [3-isocyanatopropyl] -2,6-di [isocyanatomethyl] -bicyclo [2, 2,1] heptane, 3- [3-isocyanatopropyl] -2,5-di [isocyanatomethyl] -bicyclo [2,2,1] heptane, 5- [2-isocyanatoethyl] -2-isocyanatomethyl- 3- [3-Isocyanatopropyl] -bicyclo [2,2,1] heptane, 6- [2-isocyanatoethyl] -2-isocyanatomethyl-3- [3-isocyanatopropyl] -bicyclo [2,2,1] Heptane, 5- [2-isocyanatoethyl] -2-isocyanatomethyl-2- [3-isocyanatopropyl] -bicycl (B) Polyisocyanates such as [2,2,1] heptane, 6- [2-isocyanatoethyl] -2-isocyanatomethyl-2- [3-isocyanatopropyl] -bicyclo [2,2,1] heptane are used. The These diisocyanates may be used alone or in combination of two or more.
Among these, 2,4-tolylene diisocyanate and isophorone diisocyanate are preferable from the viewpoint of the ease of the synthesis reaction and the cured film characteristics.
(c)水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物
水酸基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート[例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレートなどのヒドロキシ−C2-10アルキル(メタ)アクリレートなど]、2−ヒドロキシ−3−フェニルオキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリロイルフォスフェート、4−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキサン−1,4−ジメタノールモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートなどが挙げられ、更にグリシジル基又はエポキシ基含有化合物(例えば、アルキルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレートなど)と(メタ)アクリル酸との付加反応により生成する化合物も挙げられる。これらの水酸基含有(メタ)アクリレートは、単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。好ましい水酸基含有(メタ)アクリレートは、ヒドロキシC2-4アルキル(メタ)アクリレート、特に2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどである。
(C) (Meth) acrylate compound having a hydroxyl group Examples of the (meth) acrylate having a hydroxyl group include hydroxyalkyl (meth) acrylate [for example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, pentanediol mono (meth) acrylate, hexanediol mono (meth) acrylate, neopentyl glycol mono (meth) hydroxy -C 2-10 alkyl, such as acrylates (meth) acrylate, etc.], 2-hydroxy-3-phenyloxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxyalkyl (meth) acryloyl phosphate Fe 4-hydroxycyclohexyl (meth) acrylate, cyclohexane-1,4-dimethanol mono (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, and the like, and glycidyl group or The compound produced | generated by the addition reaction of an epoxy group containing compound (For example, alkyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, glycidyl (meth) acrylate, etc.) and (meth) acrylic acid is also mentioned. These hydroxyl group-containing (meth) acrylates can be used alone or in combination of two or more. Preferred hydroxyl group-containing (meth) acrylates are hydroxy C 2-4 alkyl (meth) acrylates, particularly 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate and the like.
なお、ポリウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、前記成分を反応させることにより調製することができ、ポリウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを構成する各成分の割合は、例えば、ポリイソシアネートのイソシアネート基1モルに対して、ポリオール成分の水酸基0.1〜0.8モル、好ましくは0.2〜0.7モル、特に0.2〜0.5モル程度、水酸基含有(メタ)アクリレート0.2〜0.9モル、好ましくは0.3〜0.8モル、特に0.5〜0.8モル程度である。 The polyurethane (meth) acrylate oligomer can be prepared by reacting the above components, and the ratio of each component constituting the polyurethane (meth) acrylate oligomer is, for example, with respect to 1 mol of the isocyanate group of the polyisocyanate. 0.1 to 0.8 mol of a hydroxyl group of the polyol component, preferably 0.2 to 0.7 mol, particularly about 0.2 to 0.5 mol, and 0.2 to 0.9 mol of a hydroxyl group-containing (meth) acrylate. , Preferably 0.3 to 0.8 mol, particularly about 0.5 to 0.8 mol.
また、前記成分の反応方法は、特に限定されず、各成分を一括混合して反応させてもよく、ポリイソシアネートと、ポリオール成分及び水酸基含有(メタ)アクリレートのうち何れか一方の成分とを反応させた後、他方の成分を反応させてもよい。 Moreover, the reaction method of the said component is not specifically limited, Each component may be mixed and made to react, and polyisocyanate will react with any one component among a polyol component and a hydroxyl-containing (meth) acrylate. Then, the other component may be reacted.
これらウレタン化反応の触媒としては、例えば、スタナスオクトエート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸鉛などの有機金属系ウレタン化触媒や、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジアザビシクロウンデセンなどのアミン系触媒が使用できるが、その他公知のウレタン化触媒も使用できる。 Examples of catalysts for these urethanization reactions include organometallic urethanization catalysts such as stannous octoate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, cobalt naphthenate, lead naphthenate, and the like, for example, triethylamine, triethylenediamine, diaza An amine-based catalyst such as bicycloundecene can be used, but other known urethanization catalysts can also be used.
また、触媒層中の多孔性を増し、水の移動を容易にするため、(5)成分として、フッ素樹脂を加えることも可能である。フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー(FEP)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー(PFA)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー(ETFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、三フッ化エチレン−エチレンコポリマー(ECTFE)などが挙げられ、これらを単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、これらフッ素樹脂としては、数平均分子量100,000〜600,000程度の市販品を用いることができる。 Moreover, in order to increase the porosity in the catalyst layer and facilitate the movement of water, it is also possible to add a fluororesin as the component (5). Examples of fluororesins include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), ethylene-tetra Fluoroethylene copolymer (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluoride (PVF), trifluoroethylene-ethylene copolymer (ECTFE), and the like can be used alone or in combination of two or more. it can. In addition, as these fluororesins, the commercial item about number average molecular weight 100,000-600,000 can be used.
なお、本発明において、上記(5)成分の数平均分子量は、より好ましくは400〜2,000、更に好ましくは800〜1,000である。この場合、この数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算値である。 In the present invention, the number average molecular weight of the component (5) is more preferably 400 to 2,000, and still more preferably 800 to 1,000. In this case, this number average molecular weight is a polystyrene conversion value by gel permeation chromatography.
本発明の触媒ペーストに含まれる上記(1)〜(3)成分及び(4)成分のオリゴマー、(5)成分のフッ素樹脂成分の割合は、限定されるものではなく、広い範囲内で適宜選択することができるが、(2)成分は、(1)成分100質量部に対し、5〜500質量部、特に5〜200質量部、(3)成分は、(3)成分を除いた成分の総和100質量部に対し、0〜10,000質量部、特に5〜5,000質量部、(4)成分は、(2)成分100質量部に対し、10〜400質量部、特に20〜100質量部、(5)成分は、(2)成分100質量部に対し、10〜400質量部、特に40〜130質量部の使用量とすることが好ましい。 The proportions of the above-mentioned (1) to (3) and (4) component oligomers and (5) component fluororesin component contained in the catalyst paste of the present invention are not limited and are appropriately selected within a wide range. The component (2) is 5 to 500 parts by mass, particularly 5 to 200 parts by mass, and the component (3) is the component excluding the component (3) with respect to 100 parts by mass of the component (1). 0 to 10,000 parts by mass, particularly 5 to 5,000 parts by mass, and (4) component is 10 to 400 parts by mass, particularly 20 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (100). It is preferable that a mass part and (5) component shall be the usage-amount of 10-400 mass parts with respect to 100 mass parts of (2) component, especially 40-130 mass parts.
本発明の触媒ペーストから触媒層を形成するには、電解質膜又は多孔質電極基材上に触媒ペーストを塗布し、ペースト中の(1)成分、及び(4)成分を加えた場合は(1)成分と(4)成分を硬化させた後、(3)成分の溶剤を除去する。 In order to form a catalyst layer from the catalyst paste of the present invention, when the catalyst paste is applied on an electrolyte membrane or a porous electrode substrate, and the component (1) and (4) in the paste are added (1 ) Component and (4) component are cured, and then the solvent of component (3) is removed.
本発明の触媒ペースト塗布方法としては、アプリケーター、バーコーター、スピンコーター、ナイフコーター、ディップコーター、スプレーなど公知の方法を使用することができる。 As a method for applying the catalyst paste of the present invention, known methods such as an applicator, a bar coater, a spin coater, a knife coater, a dip coater, and a spray can be used.
触媒ペースト塗布後の硬化方法としては、加熱、紫外線もしくは電子線の照射で行うことができる。
加熱による硬化は、触媒ペーストを塗布したものを80℃以上、望ましくは100℃以上になるように加熱する。この場合、温度の上限は適宜選択されるが、硬化性樹脂の耐熱性の点から、200℃以下、特に180℃以下が好ましい。80℃より低い温度であると硬化が不十分になるおそれがあり、また200℃を超えるとイオン伝導性基の分解のおそれがある。なお、加熱時間は加熱温度によって異なるが、通常1分〜2時間、特に3分〜30分である。硬化を促進するため、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、過硫酸アンモニウムなどの熱重合開始剤を触媒ペースト中に加えておいてもよい。
As a curing method after applying the catalyst paste, it can be performed by heating, irradiation with ultraviolet rays or electron beams.
In the curing by heating, the catalyst paste applied is heated to 80 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or higher. In this case, the upper limit of the temperature is appropriately selected, but from the viewpoint of heat resistance of the curable resin, 200 ° C. or less, particularly 180 ° C. or less is preferable. If the temperature is lower than 80 ° C, curing may be insufficient, and if it exceeds 200 ° C, the ion conductive group may be decomposed. The heating time varies depending on the heating temperature, but is usually 1 minute to 2 hours, particularly 3 minutes to 30 minutes. In order to accelerate curing, a thermal polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, or ammonium persulfate may be added to the catalyst paste.
紫外線による硬化は、10mJ/cm2以上の照射線量を照射すればよく、望ましくは10〜1,000mJ/cm2、更に望ましい照射線量は50〜1,000mJ/cm2である。10mJ/cm2未満であると、硬化性樹脂の硬化が不十分になるおそれがあり、1,000mJ/cm2を超えるとエネルギーが無駄になると共に生産効率も低下するため、経済的でない。熱硬化の場合と同様、硬化を促進するため、ベンゾフェノンなどの光重合開始剤を併用してもよい。 Curing by ultraviolet rays, may be irradiated with 10 mJ / cm 2 or more radiation dose, preferably 10~1,000mJ / cm 2, the irradiation dose more desirable is 50~1,000mJ / cm 2. If it is less than 10 mJ / cm 2 , the curing of the curable resin may be insufficient, and if it exceeds 1,000 mJ / cm 2 , energy is wasted and production efficiency is reduced, which is not economical. As in the case of heat curing, a photopolymerization initiator such as benzophenone may be used in combination in order to accelerate curing.
電子線による硬化は、吸収線量が5kGy以上になるように照射すればよく、望ましくは5〜1,000kGy、更に望ましい吸収線量は10〜500kGyである。5kGy未満であると、硬化が不十分になるおそれがあり、1,000kGyを超えると、硬化性樹脂の分解が生じるおそれがある。 Curing with an electron beam may be performed so that the absorbed dose is 5 kGy or more, preferably 5 to 1,000 kGy, and more preferably 10 to 500 kGy. If it is less than 5 kGy, curing may be insufficient, and if it exceeds 1,000 kGy, the curable resin may be decomposed.
紫外線や電子線を照射する際の温度は室温付近でよいが、触媒ペーストの粘度を塗布し易いように調整したり、塗布厚や塗工面の状態を一定にするため、予め触媒ペーストの温度又は照射雰囲気の温度を一定に調整したほうがよい。この場合、ペースト又は照射雰囲気の温度は25〜60℃で、定温が望ましい。 The temperature at the time of irradiation with ultraviolet rays or an electron beam may be around room temperature, but in order to adjust the viscosity of the catalyst paste so that it can be easily applied, or to make the coating thickness and the state of the coating surface constant, It is better to adjust the temperature of the irradiation atmosphere to be constant. In this case, the temperature of the paste or irradiation atmosphere is 25 to 60 ° C., and a constant temperature is desirable.
触媒ペーストには、白金又は白金合金の微粒子及び/又はそれをカーボンブラック上に担持した触媒が含まれるため紫外線を通しにくい。所望の触媒量を搭載しようとすると、触媒ペーストの塗布厚は厚くなり、紫外線が十分内部に届かない可能性がある。そのため硬化方法としては、加熱による硬化又は電子線による硬化が好ましい。 Since the catalyst paste contains platinum or platinum alloy fine particles and / or a catalyst in which the catalyst paste is supported on carbon black, it is difficult to transmit ultraviolet rays. If an attempt is made to load a desired amount of catalyst, the coating thickness of the catalyst paste becomes thick, and there is a possibility that ultraviolet rays do not reach the inside sufficiently. Therefore, as a curing method, curing by heating or curing by an electron beam is preferable.
触媒ペーストを硬化する雰囲気としては、ラジカル重合を容易に進行させるため、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気が好ましく、該ガス中の酸素濃度は500ppm以下が好ましく、200ppm以下が更に好ましい。 The atmosphere for curing the catalyst paste is preferably an inert gas atmosphere such as nitrogen, helium or argon in order to facilitate radical polymerization, and the oxygen concentration in the gas is preferably 500 ppm or less, and more preferably 200 ppm or less.
硬化した触媒ペースト、特に紫外線や電子線照射によって硬化した触媒ペースト中には溶剤が残存しているが、これはアニールすることによって除去可能である。アニールする温度の上限としては、使用する溶剤の沸点や蒸気圧によって適宜選択されるが、硬化した樹脂の耐熱性の点から、200℃以下、特に180℃以下が好ましい。硬化して得た触媒層は、電解質膜と電極基材とをホットプレス法で一体化する際には高温に保持されること、又は、一体化後に洗浄することが可能であることより、溶剤は完全に除去されていなくてもかまわない。 The solvent remains in the cured catalyst paste, particularly in the catalyst paste cured by ultraviolet rays or electron beam irradiation, but this can be removed by annealing. The upper limit of the annealing temperature is appropriately selected depending on the boiling point and vapor pressure of the solvent to be used, but is preferably 200 ° C. or less, particularly 180 ° C. or less from the viewpoint of the heat resistance of the cured resin. The catalyst layer obtained by curing is kept at a high temperature when the electrolyte membrane and the electrode substrate are integrated by a hot press method, or can be washed after integration, so that May not have been completely removed.
触媒層は、電解質膜及び電極基材の少なくとも一方に形成されるが、電解質膜の両面を電極基材で挟み、ホットプレスすることで膜・電極接合体を得ることができる。ホットプレス時の温度は、使用する電解質膜、又は触媒ペースト中の(2)成分、オリゴマー、フッ素樹脂の種類や配合比によって適宜選択されるが、望ましい温度範囲は50〜200℃、より望ましくは80〜180℃である。50℃未満であると接合が不十分であるおそれがあり、200℃を超えると電解質膜又は触媒層中の樹脂成分が劣化するおそれがある。加圧レベルに関しては、電解質膜及び/又は触媒ペースト中の(2)成分、オリゴマー、フッ素樹脂の種類や配合比、多孔質電極基材の種類によって適宜選択されるが、望ましい加圧範囲は1〜100kgf/cm2、より望ましくは10〜100kgf/cm2である。1kgf/cm2未満であると接合が不十分であるおそれがあり、100kgf/cm2を超えると触媒層や電極基材の空孔度が減少し、性能が劣化するおそれがある。 The catalyst layer is formed on at least one of the electrolyte membrane and the electrode substrate, and the membrane / electrode assembly can be obtained by sandwiching both surfaces of the electrolyte membrane with the electrode substrate and hot pressing. The temperature at the time of hot pressing is appropriately selected depending on the type and blending ratio of the component (2), oligomer, and fluororesin in the electrolyte membrane or catalyst paste to be used, but the desirable temperature range is 50 to 200 ° C., more desirably 80-180 ° C. If it is less than 50 ° C, bonding may be insufficient, and if it exceeds 200 ° C, the resin component in the electrolyte membrane or the catalyst layer may be deteriorated. The pressure level is appropriately selected depending on the type and blending ratio of component (2), oligomer, and fluororesin in the electrolyte membrane and / or catalyst paste, and the type of porous electrode substrate. ˜100 kgf / cm 2 , more desirably 10 to 100 kgf / cm 2 . If it is less than 1 kgf / cm 2 , the bonding may be insufficient, and if it exceeds 100 kgf / cm 2 , the porosity of the catalyst layer and the electrode substrate may decrease, and the performance may deteriorate.
このようにして、図1に示すような電極・膜接合体が得られる。ここで、図1において、1はカーボンペーパー、カーボンクロス等からなる多孔質電極基材2と触媒層3とからなる空気極、4はカーボンペーパー、カーボンクロス等からなる多孔質電極基材5と触媒層6とからなる燃料極、7はプロトン伝導性高分子電解質膜である。なおこの場合、触媒層3と多孔質電極基材2との間、及び触媒層6と多孔質電極基材5との間にそれぞれ撥水層を介在させることができる。
In this way, an electrode / membrane assembly as shown in FIG. 1 is obtained. Here, in FIG. 1, 1 is an air electrode composed of a porous electrode substrate 2 made of carbon paper, carbon cloth, etc. and a
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example.
[合成例1] 電解質膜の合成
使用する電解質膜として、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー(ETFE)フィルムにスチレンを放射線グラフトし、スルホン化した膜を作製した。
[Synthesis Example 1] Synthesis of Electrolyte Membrane As an electrolyte membrane to be used, a sulfonated membrane was produced by radiation-grafting styrene on an ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE) film.
サイズ6cm×6cm,厚さ50μmのETFEフィルム(サンゴバン製、商標Norton)に電子線を25℃で、吸収線量が5kGyとなるよう照射し、スチレン40質量部、ジビニルベンゼン2質量部、ヘキサン40質量部、アゾビスイソブチルニトリル0.01質量部が仕込んである500ccのセパラブルフラスコに入れ、窒素雰囲気下60℃で16時間加熱し、グラフト重合した。グラフトした量は、下記の式よりグラフト率として算出した。
グラフト率={(グラフト後フィルム質量−グラフト前質量)/グラフト前質量}×100(%)
上記吸収線量におけるグラフト率は45質量%であった。
An ETFE film (made by Saint-Gobain, trademark Norton) having a size of 6 cm × 6 cm and a thickness of 50 μm was irradiated with an electron beam at 25 ° C. so that the absorbed dose was 5 kGy, and 40 parts by mass of styrene, 2 parts by mass of divinylbenzene, and 40 parts by mass of hexane. In a 500 cc separable flask charged with 0.01 parts by weight of azobisisobutylnitrile, and heated at 60 ° C. for 16 hours in a nitrogen atmosphere to perform graft polymerization. The grafted amount was calculated as a graft ratio from the following formula.
Graft ratio = {(film mass after grafting−mass before grafting) / mass before grafting} × 100 (%)
The graft rate at the absorbed dose was 45% by mass.
グラフト後のフィルムをクロロスルホン酸30質量部と1,2−ジクロロエタン70質量部の混合液に浸漬し、50℃で1時間加熱後、90℃の1N苛性カリ水溶液中に1時間浸漬することで加水分解し、続いて90℃の2N塩酸に1時間浸漬後、純水で3回洗浄し、スルホン酸基を含有する固体高分子電解質膜(A)を得た。
作製した電解質膜(A)のイオン伝導度は室温で0.12S/cmであり、市販されているナフィオン膜のイオン伝導度約0.08S/cmより大きい膜を得た。
The grafted film is immersed in a mixed solution of 30 parts by mass of chlorosulfonic acid and 70 parts by mass of 1,2-dichloroethane, heated at 50 ° C. for 1 hour, and then immersed in a 1N caustic potash aqueous solution at 90 ° C. for 1 hour. After decomposing and subsequently immersed in 2N hydrochloric acid at 90 ° C. for 1 hour, it was washed 3 times with pure water to obtain a solid polymer electrolyte membrane (A) containing sulfonic acid groups.
The produced electrolyte membrane (A) had an ionic conductivity of 0.12 S / cm at room temperature, and a membrane having a ionic conductivity greater than about 0.08 S / cm of a commercially available Nafion membrane was obtained.
[合成例2] オリゴマーの合成
数平均分子量1,000のポリテトラメチレングリコール(保土谷化学工業製)100g、2,6−ジ−tert−ブチルヒドロキシトルエン0.05gを反応容器に入れ、窒素通気下、2,4−トリレンジイソシアネート33.7gを滴下した。滴下後、更に70℃で2時間反応させ、ジブチルチンジラウレート0.02gを添加し、雰囲気を乾燥空気とした後、2−ヒドロキシエチルアクリレート22.5gを滴下した。更に70℃で5時間反応させ、数平均分子量が1,600のポリテトラメチレングリコールウレタンアクリレートオリゴマー(B)を得た。
[Synthesis Example 2] Synthesis of oligomer 100 g of polytetramethylene glycol (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) having a number average molecular weight of 1,000 and 0.05 g of 2,6-di-tert-butylhydroxytoluene were placed in a reaction vessel, and nitrogen was introduced. Below, 33.7 g of 2,4-tolylene diisocyanate was added dropwise. After dropping, the mixture was further reacted at 70 ° C. for 2 hours, 0.02 g of dibutyltin dilaurate was added to make the atmosphere dry air, and then 22.5 g of 2-hydroxyethyl acrylate was dropped. Furthermore, it was made to react at 70 degreeC for 5 hours, and the polytetramethylene glycol urethane acrylate oligomer (B) whose number average molecular weight is 1,600 was obtained.
[参考例1]
カソード電極用ペーストは、(1)成分に50質量%白金を担持したカーボン触媒TEC10E50E(田中貴金属製)、(2)成分に2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(和光純薬製)、(3)成分にN,N−ジメチルホルムアミド(以下DMFと記す)を用いて作製した。まず、TEC10E50E 2gをDMF6gに分散させた分散液を作製した。それとは別に、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸1gをDMF4gに溶解させた溶液を作製し、これを上記分散液に加え、更に混合することによってカソード電極用ペーストを得た。
[ Reference Example 1]
The cathode electrode paste is composed of a carbon catalyst TEC10E50E (manufactured by Tanaka Kikinzoku) carrying 50% by mass of platinum as component (1), 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) as component (2), ( 3) N, N-dimethylformamide (hereinafter referred to as DMF) was used as the component. First, a dispersion liquid in which 2 g of TEC10E50E was dispersed in 6 g of DMF was prepared. Separately, a solution in which 1 g of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid was dissolved in 4 g of DMF was prepared, added to the above dispersion, and further mixed to obtain a cathode electrode paste.
アノード電極用ペーストは、(1)成分に54質量%白金+ルテニウムを担持したカーボン触媒TEC61E54(田中貴金属製)、(2)成分に2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(3)成分にDMFを用い作製した。TEC61E54 2gをDMF6gに分散させた分散液を作製し、それとは別に、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸1gをDMF4gに溶解させた溶液を作製し、これを上記分散液に加え、更に混合することによってアノード電極用ペーストを得た。 The anode electrode paste includes a carbon catalyst TEC61E54 (manufactured by Tanaka Kikinzoku) carrying 54 mass% platinum + ruthenium in component (1), 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid in component (2), and component (3). It was prepared using DMF. A dispersion in which 2 g of TEC61E54 is dispersed in 6 g of DMF is prepared. Separately, a solution in which 1 g of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid is dissolved in 4 g of DMF is prepared, and this is added to the above dispersion and further mixed. As a result, an anode electrode paste was obtained.
触媒層の形成は、上記触媒ペーストを電極側に塗布することによって実施した。多孔質電極基材としてカーボンペーパーTGP−H−060(東レ製)を用い、その上にテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー(FEP)とカーボンブラックVulcan−XC−72(Cabot製)からなる撥水ペーストを塗布し、340℃で処理することによって撥水層を形成した後、その上に各触媒ペーストをバーコーターで塗布した。塗布後、室温下で電子線を100kGy照射して触媒ペースト中の樹脂成分を硬化し、その後100℃で2時間乾燥させた。所望の触媒搭載量を得るまで、上記操作を繰り返し、カソードとしてPtの搭載量が1mg/cm2、アノードとしてPtRuの搭載量が1mg/cm2である電極を作製した。 The catalyst layer was formed by applying the catalyst paste to the electrode side. Water repellent made of carbon paper TGP-H-060 (manufactured by Toray) as a porous electrode base material, and further comprising tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP) and carbon black Vulcan-XC-72 (manufactured by Cabot) After applying the paste and forming a water-repellent layer by treating at 340 ° C., each catalyst paste was applied thereon with a bar coater. After coating, the resin component in the catalyst paste was cured by irradiation with an electron beam of 100 kGy at room temperature, and then dried at 100 ° C. for 2 hours. The above operation was repeated until a desired catalyst loading was obtained, and an electrode having a Pt loading of 1 mg / cm 2 as a cathode and a PtRu loading of 1 mg / cm 2 as an anode was produced.
各電極を5cm2サイズとした後、合成例1で作製した電解質膜(A)をアノード電極及びカソード電極で触媒層が電解質膜と接するように挟み、これを130℃,50kgf/cm2で10分間ホットプレスすることにより、膜・電極接合体を得た。 After each electrode is 5 cm 2 in size, the electrolyte membrane (A) produced in Synthesis Example 1 is sandwiched between the anode electrode and the cathode electrode so that the catalyst layer is in contact with the electrolyte membrane, and this is 10 ° C. at 130 ° C. and 50 kgf / cm 2 . A membrane-electrode assembly was obtained by hot pressing for a minute.
[実施例1]
カソード電極用ペーストは、TEC10E50E 2gをDMF6gに分散させた分散液を作製し、これとは別に、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸0.8g、及びオリゴマー(B)1.2gをDMF8gに溶解させた溶液を作製し、これを触媒の分散液に加え、更に混合することによって作製した。
[Example 1 ]
For the cathode electrode paste, a dispersion was prepared by dispersing 2 g of TEC10E50E in 6 g of DMF. Separately, 0.8 g of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and 1.2 g of oligomer (B) were added to 8 g of DMF. A dissolved solution was prepared, and this was added to the catalyst dispersion and further mixed.
アノード電極用ペーストは、TEC61E54 2gをDMF6gに分散させた分散液を作製し、これとは別に2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸0.8g、及びオリゴマー(B)1.2gをDMF8gに溶解させた溶液を作製し、これを触媒の分散液に加え、更に混合することによってアノード電極用ペーストを得た。 The anode paste was prepared by dispersing 2 g of TEC61E54 in 6 g of DMF. Separately, 0.8 g of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and 1.2 g of oligomer (B) were dissolved in 8 g of DMF. An anode electrode paste was obtained by preparing a solution, adding this to the catalyst dispersion, and further mixing.
触媒層の形成は、参考例1と同様に行い、カソードとしてPtの搭載量が1mg/cm2、アノードとしてPtRuの搭載量が1mg/cm2である電極を作製した。 Formation of the catalyst layer were performed in the same manner as in Reference Example 1, loadings of Pt as the cathode 1 mg / cm 2, loadings of PtRu as anode to produce an electrode which is 1 mg / cm 2.
各電極を5cm2サイズとした後、合成例1で作製した電解質膜(A)をアノード電極及びカソード電極で触媒層が電解質膜と接するように挟み、これを130℃,50kgf/cm2で10分間ホットプレスすることにより、膜・電極接合体を得た。 After each electrode is 5 cm 2 in size, the electrolyte membrane (A) produced in Synthesis Example 1 is sandwiched between the anode electrode and the cathode electrode so that the catalyst layer is in contact with the electrolyte membrane, and this is 10 ° C. at 130 ° C. and 50 kgf / cm 2 . A membrane-electrode assembly was obtained by hot pressing for a minute.
[参考例2]
フッ素樹脂を用いた触媒ペーストを作製した。
カソード電極用ペーストは、TEC10E50E 2gをDMF6gに分散させた分散液を作製し、これとは別に、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸0.8g、及びポリビニリデンフルオライド(PVDF)パウダー(Aldrich製)1.2gをDMF8gに溶解させた溶液を作製し、これを触媒の分散液に加え、更に混合することによって作製した。
[ Reference Example 2 ]
A catalyst paste using a fluororesin was prepared.
The cathode electrode paste was prepared by dispersing 2 g of TEC10E50E in 6 g of DMF. Separately, 0.8 g of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and polyvinylidene fluoride (PVDF) powder (Aldrich) were prepared. (Manufactured) A solution in which 1.2 g was dissolved in 8 g of DMF was prepared, added to the catalyst dispersion, and further mixed.
アノード電極用ペーストは、TEC61E54 2gをDMF6gに分散させた分散液を作製し、これとは別に2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸0.8g、及びPVDFパウダー1.2gをDMF8gに溶解させた溶液を作製し、これを触媒の分散液に加え、更に混合することによってアノード電極用ペーストを得た。 For the anode electrode paste, a dispersion was prepared by dispersing 2 g of TEC61E54 in 6 g of DMF. Separately, 0.8 g of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and 1.2 g of PVDF powder were dissolved in 8 g of DMF. A solution was prepared, added to the catalyst dispersion, and further mixed to obtain an anode electrode paste.
触媒層の形成は、参考例1と同様に行い、カソードとしてPtの搭載量が1mg/cm2、アノードとしてPtRuの搭載量が1mg/cm2である電極を作製した。 Formation of the catalyst layer was performed in the same manner as in Reference Example 1 to produce an electrode having a Pt loading amount of 1 mg / cm 2 as a cathode and a PtRu loading amount of 1 mg / cm 2 as an anode.
各電極を5cm2サイズとした後、合成例1で作製した電解質膜(A)をアノード電極及びカソード電極で触媒層が電解質膜と接するように挟み、これを130℃,50kgf/cm2で10分間ホットプレスすることにより、膜・電極接合体を得た。 After each electrode is 5 cm 2 in size, the electrolyte membrane (A) produced in Synthesis Example 1 is sandwiched between the anode electrode and the cathode electrode so that the catalyst layer is in contact with the electrolyte membrane, and this is 10 ° C. at 130 ° C. and 50 kgf / cm 2 . A membrane-electrode assembly was obtained by hot pressing for a minute.
[比較例1]
比較例として、触媒層が従来の触媒粒子とナフィオンより構成される膜・電極接合体を作製した。
カソード用ペーストは、触媒粒子TEC10E50E 4gを水16mlと混合した後、20質量%ナフィオン溶液を10g、イソプロパノールを20cc加え、混合することによって得た。アノード用ペーストは、触媒粒子としてTEC61E54を用い、カソードペースト作製と同様の配合量、手順で得た。
[Comparative Example 1]
As a comparative example, a membrane / electrode assembly in which the catalyst layer was composed of conventional catalyst particles and Nafion was produced.
The cathode paste was obtained by mixing 4 g of catalyst particles TEC10E50E with 16 ml of water, adding 10 g of 20% by mass Nafion solution and 20 cc of isopropanol, and mixing. The anode paste was obtained by using TEC61E54 as catalyst particles in the same amount and procedure as in the cathode paste preparation.
電極はカーボンペーパーTGP−H−060上に、FEPとカーボンブラックVulcan−XC−72からなる撥水ペーストを塗布し、340℃で処理することによって撥水層を形成した後、その上に各触媒ペーストをバーコーターで塗布し、60℃で乾燥することによって、カソード用電極、及びアノード用電極を作製した。 The electrode was formed by applying a water repellent paste composed of FEP and carbon black Vulcan-XC-72 on carbon paper TGP-H-060 and treating it at 340 ° C. The paste was applied with a bar coater and dried at 60 ° C. to prepare a cathode electrode and an anode electrode.
各電極を5cm2サイズとした後、合成例1で作製した電解質膜(A)を挟み、130℃,50kgf/cm2で10分保持することにより、膜・電極接合体を得た。 After each electrode was made 5 cm 2 in size, the electrolyte membrane (A) produced in Synthesis Example 1 was sandwiched and held at 130 ° C. and 50 kgf / cm 2 for 10 minutes to obtain a membrane / electrode assembly.
接合性の確認は、実施例1、参考例1,2と比較例1で作製した膜・電極接合体を1Mメタノール水溶液に室温下で24時間浸漬し、電解質膜から電極が剥がれるかどうかで確認した。その結果、実施例1、参考例1,2で作製した膜・電極接合体には、膜−電極間の剥離は認められなかったのに対し、比較例1で作製した膜・電極接合体は、膜と電極が剥がれ分離した。 Confirmation of bondability is confirmed by immersing the membrane / electrode assembly produced in Example 1 , Reference Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 in a 1M aqueous methanol solution at room temperature for 24 hours, and checking whether the electrode is peeled off from the electrolyte membrane. did. As a result, the membrane / electrode assembly produced in Example 1 and Reference Examples 1 and 2 showed no separation between the membrane and the electrode, whereas the membrane / electrode assembly produced in Comparative Example 1 The membrane and the electrode peeled off and separated.
電解質膜は1Mメタノール水溶液に浸漬されると、膨潤してサイズが広がろうとするため、膜と電極との界面に応力が発生するが、比較例1で作製した膜・電極接合体では、膜−電極界面における接合力が弱いため剥がれたものと思われる。実施例1、参考例1,2と比較例1とで作製した膜・電極接合体の違いは触媒層の組成のみであることから、本発明の触媒ペーストを用いることによって、接合力が向上している様子が確かめられた。
When the electrolyte membrane is immersed in a 1M aqueous methanol solution, it swells and tends to expand in size, and stress is generated at the interface between the membrane and the electrode. In the membrane / electrode assembly produced in Comparative Example 1, -It seems to have peeled off due to weak bonding force at the electrode interface. Example 1, since the difference in the membrane electrode assembly prepared in Reference Example 1 and Comparative Example 1 is only the composition of the catalyst layer, by using a catalyst paste of the present invention, the bonding strength is improved I was confirmed.
1 空気極
2 多孔質電極基材
3 触媒層
4 燃料極
5 多孔質電極基材
6 触媒層
7 プロトン伝導性高分子電解質膜
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