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公開番号2025112172
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-31
出願番号2024006312
出願日2024-01-18
発明の名称電極インクの塗工方法
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人
主分類B05D 1/38 20060101AFI20250724BHJP(霧化または噴霧一般;液体または他の流動性材料の表面への適用一般)
要約【課題】電極層の形成が容易な電極インクの塗工方法を提供すること。
【解決手段】多孔質のガス拡散層4に電極層2を形成する電極インクの塗工方法は、ガス拡散層4の下面を加熱手段5で加熱する加熱工程S1と、ガス拡散層4の上に電極インク20を塗工する塗工工程S2と、塗工工程S2で塗工した電極インク20を乾燥させる乾燥工程S3と、塗工工程S2と、乾燥工程S3と、を繰り返し行う繰り返し工程S4と、を有する。繰り返し工程S4は、ガス拡散層4の表面が、電極インク20で覆われた状態となるまで行われることが好ましい。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
多孔質のガス拡散層に電極層を形成する電極インクの塗工方法であって、
前記ガス拡散層の下面を加熱手段で加熱する加熱工程と、
前記ガス拡散層の上に前記電極インクを塗工する塗工工程と、
前記塗工工程で塗工した前記電極インクを乾燥させる乾燥工程と、
前記塗工工程と、前記乾燥工程と、を繰り返し行う繰り返し工程と、を有する電極インクの塗工方法。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記繰り返し工程は、前記ガス拡散層の表面が、前記電極インクで覆われた状態となるまで行われる、請求項１に記載の電極インクの塗工方法。
【請求項３】
前記加熱工程を、昇温可能な板状の前記加熱手段の上に前記ガス拡散層を載せて行う、請求項１又は２に記載の電極インクの塗工方法。
【請求項４】
固体高分子電解質膜の両面に電極層が配置され、前記電極層の外側にガス拡散層が形成されたガス拡散電極を有する電解質膜・電極構造体であって、
前記ガス拡散層は、多孔質性のシート状部材で構成され、
前記電極層は、前記ガス拡散層の内部に電極インクが染み込んで乾燥された電極内側層と、前記ガス拡散層の表面に前記電極インクが配置された電極外側層と、を有する、電解質膜・電極構造体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極インクの塗工方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、固体高分子電解質膜の両側にアノード電極層とカソード電極層を配置して接合させた触媒層付電解質膜（ＣＣＭ）を、水電解等に用いることが知られている。触媒層付電解質膜の製造の際、固体高分子電解質膜を構成する基材に電極層を構成する電極インクを塗布して乾燥させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許４９９３９１５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
固体高分子電解質膜に電極層を接合させた触媒層付電解質膜を水電解に用いると、電解中に電極層が剥離する場合がある。そこで、固体高分子電解質膜の外側に配置させたガス拡散電極（ＧＤＥ）の拡散層に電極層を形成することが考えられる。しかし、拡散層側に電極層を塗工しようとすると、拡散層が多孔質体で構成されるため、電極インクが深く染み込んでしまって電極層を形成しにくいという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）本発明は、多孔質のガス拡散層（例えば、ガス拡散層４）に電極層（例えば、電極層２）を形成する電極インク（例えば、電極インク２０）の塗工方法であって、前記ガス拡散層の下面を加熱手段（例えば、加熱手段５）で加熱する加熱工程（例えば、加熱工程Ｓ１）と、前記ガス拡散層の上に前記電極インクを塗工する塗工工程（例えば、塗工工程Ｓ２）と、前記塗工工程で塗工した前記電極インクを乾燥させる乾燥工程（例えば、乾燥工程Ｓ３）と、前記塗工工程と、前記乾燥工程と、を繰り返し行う繰り返し工程（例えば、繰り返し工程Ｓ４）と、を有する電極インクの塗工方法に関する。
【０００６】
（２）前記繰り返し工程は、前記ガス拡散層の表面が、前記電極インクで覆われた状態となるまで行われることが好ましい。
【０００７】
（３）前記加熱工程は、昇温可能な板状の前記加熱手段の上に前記ガス拡散層を載せて行うことが好ましい。
【０００８】
（４）本発明は、固体高分子電解質膜（例えば、固体高分子電解質膜３）の両面に電極層（例えば、電極層２）が配置され、前記電極層の外側にガス拡散層（例えば、ガス拡散層４）が形成されたガス拡散電極（例えば、ガス拡散電極１０）を有する電解質膜・電極構造体（例えば、電解質膜・電極構造体１）であって、前記ガス拡散層は、多孔質性のシート状部材（例えば、シート状部材４０）で構成され、前記電極層は、前記ガス拡散層の内部に電極インク（例えば、電極インク２０）が染み込んで乾燥された電極内側層（例えば、電極内側層２ａ）と、前記ガス拡散層の表面に前記電極インクが配置された電極外側層（例えば、電極外側層２ｂ）と、を有する、電解質膜・電極構造体に関する。
【発明の効果】
【０００９】
上記（１）によれば、ガス拡散層を下面から加熱した状態で電極インクを塗工するので、電極インクがガス拡散層の下面まで到達する前に乾燥し、ガス拡散層の内部に留まる。そして、その状態から塗工と乾燥とを繰り返し行うことで、電極インクをガス拡散層の表面に早く塗工することが可能になる。また、電極層の一部がガス拡散層の内部でガス拡散層と一体に結合しているため、水電解を行うときに水溶液の中がガス拡散層と一体化した電極層の一部がアンカー効果を奏し、電極層２の剥離が抑制される。
【００１０】
上記（２）によれば、ガス拡散層の表面が、電極インクで覆われた状態となるまで塗工工程と乾燥工程とを繰り返すことによって、電極層をガス拡散層から剥離しにくくなるように確実に結合させ、ガス拡散層に電極層を塗工することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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