[发明专利]膜电极组件的制造方法、燃料电池的制造方法、膜电极组件和燃料电池有效

专利信息
申请号: 200880019282.2 申请日: 2008-06-06
公开(公告)号: CN101682050A 公开(公告)日: 2010-03-24
发明(设计)人: 山田和弘;宫崎和也 申请(专利权)人: 佳能株式会社
主分类号: H01M8/02 分类号: H01M8/02;H01M8/10
代理公司: 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 代理人: 罗银燕
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 电极 组件 制造 方法 燃料电池
【权利要求书】:

1.一种膜电极组件的制造方法,所述膜电极组件包含在高分子电 解质膜的两侧形成的催化剂层,所述催化剂层中的至少一个具有树枝 形状,所述制造方法包括:

通过气相沉积在片材的表面上形成包含催化剂和催化剂前体之一 的第一层;

在所述第一层中形成通孔;

通过气相沉积在具有所述通孔的所述第一层的表面上形成包含催 化剂和催化剂前体之一的第二层;

使高分子电解质膜与所述第二层的表面接合;以及

使所述片材从所述第一层剥离。

2.根据权利要求1的膜电极组件的制造方法,其中,在所述第一 层中形成通孔包括:形成通孔,使得所述第一层的与所述片材接触的 表面的开口率为大于等于8%且小于等于40%。

3.根据权利要求1的膜电极组件的制造方法,其中,在所述第一 层中形成通孔包括:形成通孔,使得在形成所述通孔之后,所述第一 层中的催化剂和催化剂前体之一对于每1cm2的所述片材的表面积保 留50μg或更多。

4.根据权利要求1的膜电极组件的制造方法,还包括:在形成第 一层之前,在所述片材的表面上形成凹凸,

其中,在所述凹凸的表面上形成所述第一层。

5.根据权利要求4的膜电极组件的制造方法,其中,在所述片材 的表面上形成凹凸包括在所述片材的表面上形成条状形状的凹凸。

6.根据权利要求4的膜电极组件的制造方法,其中,在所述片材 的表面上形成凹凸包括摩擦和研磨之一。

7.根据权利要求4的膜电极组件的制造方法,其中,使高分子电 解质膜与所述第二层的表面接合包括:使在所述凹凸的凹陷部分上形 成的所述第二层的至少一部分和在所述凹凸的凸起部分上形成的所述 第二层与所述高分子电解质膜接合。

8.根据权利要求1的膜电极组件的制造方法,其中,通过干蚀刻 形成所述通孔。

9.根据权利要求1的膜电极组件的制造方法,还包括还原PtOx, 其中x≥2,

其中,所述第一层包含铂和铂氧化物之一,并且,所述第二层包 含PtOx。

10.根据权利要求9的膜电极组件的制造方法,其中,通过还原 PtOx形成所述具有树枝形状的催化剂层。

11.一种燃料电池的制造方法,包括:

通过根据权利要求1的膜电极组件的制造方法来制造膜电极组 件;以及

在所述膜电极组件的两侧形成气体扩散层。

12.一种根据权利要求1的膜电极组件的制造方法所制造的膜电 极组件,包括:

在高分子电解质膜的两侧形成的催化剂层,所述催化剂层中的至 少一个具有树枝形状,

其中,具有所述树枝形状的催化剂层中的每一个包含宏观裂纹和 通孔,并且,具有所述树枝形状的催化剂层的被所述宏观裂纹包围的 区域中的所述通孔的与所述高分子电解质膜相对的表面中的开口率为 大于等于8%且小于等于40%,

其中,所述通孔在所述具有所述树枝形状的催化剂层中的包含催 化剂和催化剂前体之一的第一层中形成。

13.根据权利要求12的膜电极组件,其中,被所述宏观裂纹包围 的区域的对应于圆的直径的加权平均值为35μm或更小,并且,对应 于所述圆的所述直径的标准偏差为所述加权平均值的50%或更小。

14.一种燃料电池,包括:

根据权利要求12的膜电极组件;和

存在于所述膜电极组件的两侧的气体扩散层。

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