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公開番号2024061124
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-07
出願番号2022168853
出願日2022-10-21
発明の名称膜電極接合体の製造方法
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 4/88 20060101AFI20240425BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、簡便な方法で、触媒層におけるクラックの発生を抑制した良好な膜電極接合体の製造方法を提供する。
【解決手段】本開示における、燃料電池に用いられる膜電極接合体の製造方法は、触媒インク生成工程と、電解質膜準備工程と、触媒層形成工程と、を含む。触媒インク生成工程では、触媒が担持された導電性の粒子である触媒担持導電性粒子と、第1溶媒と、第2溶媒中に電解質を分散した電解質溶液とを混合して、触媒インクを生成する。電解質膜準備工程では、主面が貧溶媒と接触している電解質膜を準備する。触媒層形成工程では、触媒インク生成工程で生成された触媒インクを、電解質膜準備工程で準備された電解質膜の貧溶媒と接触させた主面に塗布し乾燥させて、電解質膜の主面上に触媒層を形成する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池に用いられる膜電極接合体の製造方法であって、
触媒が担持された導電性の粒子である触媒担持導電性粒子と、第１溶媒と、第２溶媒中に電解質を分散した電解質溶液とを混合して、触媒インクを生成する触媒インク生成工程と、
主面が貧溶媒と接触している電解質膜を準備する電解質膜準備工程と、
前記触媒インク生成工程で生成された前記触媒インクを、前記電解質膜準備工程で準備された前記電解質膜の前記貧溶媒と接触させた前記主面に塗布し乾燥させて、前記電解質膜の前記主面上に触媒層を形成する触媒層形成工程と、を含む、
膜電極接合体の製造方法。
続きを表示（約 250 文字）【請求項２】
前記貧溶媒は、無極性溶媒である、
請求項１に記載の膜電極接合体の製造方法。
【請求項３】
前記第１溶媒および前記第２溶媒は、前記電解質膜の前記貧溶媒である無極性溶媒を含む、
請求項１または２に記載の膜電極接合体の製造方法。
【請求項４】
前記触媒層形成工程は、前記触媒インクを塗布した前記電解質膜を、前記第１溶媒および前記第２溶媒の沸点以上の温度で加熱する工程を含む、
請求項１または２に記載の膜電極接合体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃料電池に用いられる膜電極接合体の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、燃料電池に用いられる膜電極接合体の製造方法を開示する。この膜電極接合体の製造方法は、水と有機溶媒とを混合した混合溶媒と、触媒担持導電性粒子と、アイオノマーとを混合した触媒インクを、電解質膜に塗布して触媒層を形成する工程を有する。
【０００３】
触媒層を形成する工程を実行する前には、予め、触媒インクに含まれる混合溶媒の水比率を変更しながら電解質膜に対する混合溶媒の吸収量を実験的に評価し、該評価データに基づき、触媒インクに含まれる混合溶媒の水比率の調整が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１３－８９４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、予め、触媒インクに含まれる溶媒を調整する工程を要することなく、簡便な方法で、触媒インクに含まれる溶媒の電解質膜への吸収を抑え、触媒層におけるクラックの発生を抑制した良好な膜電極接合体の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の膜電極接合体の製造方法は、燃料電池に用いられる膜電極接合体の製造方法であって、触媒インク生成工程と、電解質膜準備工程と、触媒層形成工程と、を含む。
【０００７】
触媒インク生成工程は、触媒が担持された導電性の粒子である触媒担持導電性粒子と、第１溶媒と、第２溶媒中に電解質を分散した電解質溶液とを混合して、触媒インクを生成する工程である。
【０００８】
電解質膜準備工程は、主面が貧溶媒と接触している電解質膜を準備する工程である。
【０００９】
触媒層形成工程は、触媒インク生成工程で生成された触媒インクを、電解質膜準備工程で準備された電解質膜の貧溶媒と接触させた主面に塗布し乾燥させて、電解質膜の主面上に触媒層を形成する工程である。
【発明の効果】
【００１０】
本開示における膜電極接合体の製造方法によると、触媒インクは、貧溶媒によって、電解質膜との接触が抑制されるので、予め、触媒インクに含まれる溶媒を調整する工程を要することなく、触媒インクに含まれる溶媒の電解質膜への吸収を抑えることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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