知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-08-29
(54)【発明の名称】ガス拡散層及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
C25B 11/032 20210101AFI20240822BHJP
B23K 26/364 20140101ALI20240822BHJP
C01B 3/02 20060101ALI20240822BHJP
C25B 1/04 20210101ALI20240822BHJP
C25B 9/00 20210101ALI20240822BHJP
C25B 11/046 20210101ALI20240822BHJP
【ＦＩ】
C25B11/032
B23K26/364
C01B3/02 H
C25B1/04
C25B9/00 A
C25B11/046
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024536350
(86)(22)【出願日】2022-09-05
(85)【翻訳文提出日】2024-02-24
(86)【国際出願番号】 CN2022116942
(87)【国際公開番号】W WO2023036067
(87)【国際公開日】2023-03-16
(31)【優先権主張番号】202111056797.3
(32)【優先日】2021-09-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】524072396
【氏名又は名称】▲ケイ▼克新能源技術（上海）有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＱＩＮＧＫＥ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ （ＳＨＡＮＧＨＡＩ） ＣＯ．， ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】Ｃ０１ Ｒｏｏｍ． ２ｒｄ Ｆｌｏｏｒ． Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ３． Ｓｈｕａｎｇｆｅｎｇ Ｚｈｉｇｕ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｎｔｒｅｐｒｅｎｅｕｒｓｈｉｐ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐａｒｋ． Ｃｈａｎｇｆｅｎｇ Ｃｏｕｎｔｙ． Ｈｅｆｅｉ， Ａｎｈｕｉ ２３１１３１ （ＣＮ）
(74)【代理人】
【識別番号】100135194
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 智雄
(72)【発明者】
【氏名】毛 学偉
(72)【発明者】
【氏名】林 衛兵
(72)【発明者】
【氏名】滕 彪
【テーマコード（参考）】
4E168
4K011
4K021
【Ｆターム（参考）】
4E168AD01
4K011AA11
4K011AA21
4K011AA52
4K011BA08
4K011DA01
4K021DB16
(57)【要約】
本発明はガス拡散層及びその製造方法を開示する。ステップＳ１、金属薄板の一方の面に横１列に並ぶ長尺状の凹溝を加工するステップと、ステップＳ２、長尺状の凹溝を有する金属薄板を切断し、所望の形状に切断するステップと、ステップＳ３、若干ブロックの切断しておいた金属薄板を重ね合わせ、隣接する金属薄板の間を密着させて強固に接続し、内部に規則的な孔隙構造を有する金属ブロックを形成するステップと、ステップＳ４、金属ブロックをその横断面に沿って切断し、切断した厚さを必要なガス拡散層の厚さに合わせて、切断した表面に規則的にマイクロポアを敷き詰めるシート構造を形成してガス拡散層とするステップと、を含む。本発明は、従来のチタン繊維フェルト板の導流効果が悪く、コンタクトの効率が高くなく、コンタクト面の抵抗が大きいという問題を解決することができる。
【選択図】 図１
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガス拡散層の製造方法において、ステップＳ１、金属薄板の一方の面に横１列に並ぶ長尺状の凹溝を加工するステップと、
ステップＳ２、ステップＳ１で形成された長尺状の凹溝を有する金属薄板を切断し、所望の形状に切断するステップと、
ステップＳ３、若干ブロックのステップＳ２で切断しておいた金属薄板を重ね合わせ、隣接する金属薄板の間を密着させて強固に接続し、内部に規則的な孔隙構造を有する金属ブロックを形成するステップと、
ステップＳ４、ステップＳ３での金属ブロックをその横断面に沿って切断し、切断した厚さを必要なガス拡散層の厚さに合わせて、切断した表面に規則的にマイクロポアを敷き詰めるシート構造を形成してガス拡散層とするステップと、を含むことを特徴とするガス拡散層の製造方法。
【請求項2】
ステップＳ１では、ステップＳ１１、版ロールの製作：表面が滑らかな版ロール上に横１列に並ぶ溝を彫刻するステップと、
ステップＳ１２、ステップＳ１１で製作しておいた版ロールを用いて金属薄板をロールプレスし、金属薄板の一方の面に横１列に並ぶ長尺状の凹溝を加工するステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のガス拡散層の製造方法。
【請求項3】
前記の版ロール上の溝は、版ロールの軸方向又は周方向に沿って横１列に並んで配置されることを特徴とする請求項２に記載のガス拡散層の製造方法。
【請求項4】
ステップＳ１では、金属薄板表面の長尺状の凹溝は、レーザー加工又はエッチング加工或いは超音波電気彫刻加工若しくは放電加工を用いて形成されることを特徴とする請求項１に記載のガス拡散層の製造方法。
【請求項5】
前記の金属薄板は、チタン金属又はチタン合金製であることを特徴とする請求項１に記載のガス拡散層の製造方法。
【請求項6】
ステップＳ４の後に、ガス拡散層に対して表面コーティング処理を行い、前記の表面コーティング処理は、パッシベーション防腐処理及び親水性処理であることをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のガス拡散層の製造方法。
【請求項7】
ガス拡散層において、請求項１～６のいずれか１項に記載の製造方法で製造して得られることを特徴とするガス拡散層。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は水電解水素製造分野に関し、特に、ガス拡散層及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電解水素製造は、新規なエネルギー貯蔵方式であると考えられ、再生可能エネルギーを大規模に処理できる方法の一つでもあり、世界的に一致承認を取得している。電解水素製造の方式は、主に従来のアルカリ水電解水素製造と新興の固体電解質（ＳＰＥ）水電解水素製造に分けられ、ＳＰＥ水電解水素製造は、効率が高く、装置の小型化、発停が迅速であり、汚染がなく、水素生成純度が高い等の優位性を有し、したがって、変動性が極めて大きな新エネルギー発電を処理する場面には競争力がある。
ＳＰＥ電解槽の主な部品には、双極板、ガス拡散層（陰陽極）、膜電極がある。ガス拡散層の主な機能は、膜電極、導電、ガス及び液体の導流を支え守る等であり、水電解反応過程では、陽極酸素発生反応による強い酸化性が生じるため、ＳＰＥ電解槽のガス拡散層及び双極板は、チタン金属材質を用いることが多い。従来のＳＰＥ電解槽用ガス拡散層は、主にチタン繊維フェルト板を採用しており、チタン繊維フェルト板はガス拡散層として以下の問題が存在する。
１、チタン繊維フェルト板は、チタン繊維を用いて重ね接続した後焼結してなるものであり、内部空隙が乱れ、流体への導流効果が劣る。
２、チタン繊維フェルト板の表面のミクロ構造も乱雑になる状態を呈し、膜電極と接触する界面では、コンタクト効率が高くなく、コンタクト面の抵抗が大きく、電解水反応の効率に影響を及ぼす。
上記の問題を解決するために、表面が平坦であり、かつ規則的な孔隙を有する新しいガス拡散層により、コンタクト効率及び導流効率の要求を満たす必要がある。
ＳＰＥ電解槽の主な部品には、双極板、ガス拡散層（陰陽極）、膜電極がある。ガス拡散層の主な機能は、膜電極、導電、ガス及び液体の導流を支え守る等であり、水電解反応過程では、陽極酸素発生反応による強い酸化性が生じるため、ＳＰＥ電解槽のガス拡散層及び双極板は、チタン金属材質を用いることが多い。従来のＳＰＥ電解槽用ガス拡散層は、主にチタン繊維フェルト板を採用しており、チタン繊維フェルト板はガス拡散層として以下の問題が存在する。
１、チタン繊維フェルト板は、チタン繊維を用いて重ね接続した後焼結してなるものであり、内部空隙が乱れ、流体への導流効果が劣る。
２、チタン繊維フェルト板の表面のミクロ構造も乱雑になる状態を呈し、膜電極と接触する界面では、コンタクト効率が高くなく、コンタクト面の抵抗が大きく、電解水反応の効率に影響を及ぼす。
上記の問題を解決するために、表面が平坦であり、かつ規則的な孔隙を有する新しいガス拡散層により、コンタクト効率及び導流効率の要求を満たす必要がある。
【発明の概要】
【0003】
本発明はガス拡散層及びその製造方法を提供し、従来のチタン繊維フェルト板の導流効果が悪く、コンタクト効率が高くなく、コンタクト面の抵抗が大きいという問題を解決することができる。
上記の目的を実現するために、第一の側面によれば、本願の実施例では、次のような技術手段を提供し、ガス拡散層の製造方法において、
ステップＳ１、金属薄板の一方の面に横１列に並ぶ長尺状の凹溝を加工するステップと、
ステップＳ２、ステップＳ１で形成された長尺状の凹溝を有する金属薄板を切断し、所望の形状に切断するステップと、
ステップＳ３、若干ブロックのステップＳ２で切断しておいた金属薄板を重ね合わせ、隣接する金属薄板の間を密着させて強固に接続し、内部に規則的な孔隙構造を有する金属ブロックを形成するステップと、
ステップＳ４、ステップＳ３での金属ブロックをその横断面に沿って切断し、切断した厚さを必要なガス拡散層の厚さに合わせて、切断した表面に規則的にマイクロポアを敷き詰めるシート構造を形成してガス拡散層とするステップと、を含む。
好ましくは、その中で、ステップＳ１では、
ステップＳ１１、版ロール製作：表面が滑らかな版ロール上に横１列に並ぶ溝を彫刻するステップと、
ステップＳ１２、ステップＳ１１で製作しておいた版ロールを用いて金属薄板をロールプレスし、金属薄板の一方の面に横１列に並ぶ長尺状の凹溝を加工するステップと、を含む。
好ましくは、前記の版ロール上の溝は、版ロールの軸方向又は周方向に沿って横１列に並んで配置される。
好ましくは、ステップＳ１では、金属薄板表面の長尺状の凹溝は、レーザー加工又はエッチング加工或いは超音波電気彫刻加工若しくは放電加工を用いて形成される。
好ましくは、前記の金属薄板は、チタン金属又はチタン合金製である。
好ましくは、ステップＳ４の後に、ガス拡散層に対して表面コーティング処理を行い、前記の表面コーティング処理は、パッシベーション防腐処理及び親水性処理であることをさらに含む。
第二の側面によれば、本願の実施例では、ガス拡散層において、ガス拡散層は、第一の側面における前記製造方法で製造して得られる。
従来技術に比べて、本発明は次のような効果を奏する。
全く新しい製造方法を用い、製造方法の効率が高く、表面が平坦であり、かつ規則的に配列した導流貫通孔を有するガス拡散層を製造し、膜電極とのコンタクトがより十分であり、コンタクト面の抵抗を低減し、電解効率を高めることができる。ガスと液体の導流効率を最大限に向上させることができる。したがって、本願は、従来のＳＰＥ電解槽用ガス拡散層の非規則的な内部孔隙構造に対する一回の重要な革新であり、ガス拡散層の流体への導流効果を大いに高めると共に、ガス拡散層と膜電極のコンタクト効率を高めることもできる。
上記の目的を実現するために、第一の側面によれば、本願の実施例では、次のような技術手段を提供し、ガス拡散層の製造方法において、
ステップＳ１、金属薄板の一方の面に横１列に並ぶ長尺状の凹溝を加工するステップと、
ステップＳ２、ステップＳ１で形成された長尺状の凹溝を有する金属薄板を切断し、所望の形状に切断するステップと、
ステップＳ３、若干ブロックのステップＳ２で切断しておいた金属薄板を重ね合わせ、隣接する金属薄板の間を密着させて強固に接続し、内部に規則的な孔隙構造を有する金属ブロックを形成するステップと、
ステップＳ４、ステップＳ３での金属ブロックをその横断面に沿って切断し、切断した厚さを必要なガス拡散層の厚さに合わせて、切断した表面に規則的にマイクロポアを敷き詰めるシート構造を形成してガス拡散層とするステップと、を含む。
好ましくは、その中で、ステップＳ１では、
ステップＳ１１、版ロール製作：表面が滑らかな版ロール上に横１列に並ぶ溝を彫刻するステップと、
ステップＳ１２、ステップＳ１１で製作しておいた版ロールを用いて金属薄板をロールプレスし、金属薄板の一方の面に横１列に並ぶ長尺状の凹溝を加工するステップと、を含む。
好ましくは、前記の版ロール上の溝は、版ロールの軸方向又は周方向に沿って横１列に並んで配置される。
好ましくは、ステップＳ１では、金属薄板表面の長尺状の凹溝は、レーザー加工又はエッチング加工或いは超音波電気彫刻加工若しくは放電加工を用いて形成される。
好ましくは、前記の金属薄板は、チタン金属又はチタン合金製である。
好ましくは、ステップＳ４の後に、ガス拡散層に対して表面コーティング処理を行い、前記の表面コーティング処理は、パッシベーション防腐処理及び親水性処理であることをさらに含む。
第二の側面によれば、本願の実施例では、ガス拡散層において、ガス拡散層は、第一の側面における前記製造方法で製造して得られる。
従来技術に比べて、本発明は次のような効果を奏する。
全く新しい製造方法を用い、製造方法の効率が高く、表面が平坦であり、かつ規則的に配列した導流貫通孔を有するガス拡散層を製造し、膜電極とのコンタクトがより十分であり、コンタクト面の抵抗を低減し、電解効率を高めることができる。ガスと液体の導流効率を最大限に向上させることができる。したがって、本願は、従来のＳＰＥ電解槽用ガス拡散層の非規則的な内部孔隙構造に対する一回の重要な革新であり、ガス拡散層の流体への導流効果を大いに高めると共に、ガス拡散層と膜電極のコンタクト効率を高めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【0004】
図１は本発明の製造方法のフローチャートである。
図２は本発明の製造方法におけるステップＳ３での金属薄板の重ね合わせを示す図である。
図３は本発明の製造方法におけるステップＳ３で形成された金属ブロックを示す図である。
図４は本発明のガス拡散層の一実施形態の概略構成図である。
図５は本発明のガス拡散層の別の実施形態の概略構成図である。
図２は本発明の製造方法におけるステップＳ３での金属薄板の重ね合わせを示す図である。
図３は本発明の製造方法におけるステップＳ３で形成された金属ブロックを示す図である。
図４は本発明のガス拡散層の一実施形態の概略構成図である。
図５は本発明のガス拡散層の別の実施形態の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0005】
以下、本発明実施例中の図を参照しながら、本発明実施例中の技術手段についてはっきりと、完全に記載する。
本発明は上記の目的を達成するために、従来のチタン繊維フェルト板の導流効果が悪く、コンタクト効率が高くなく、コンタクト面の抵抗が大きいという問題を解決する。本発明は次のような技術手段を提供する。
本発明は上記の目的を達成するために、従来のチタン繊維フェルト板の導流効果が悪く、コンタクト効率が高くなく、コンタクト面の抵抗が大きいという問題を解決する。本発明は次のような技術手段を提供する。
【実施例1】
【0006】
図１に示すように、ガス拡散層の製造方法において、
ステップＳ１、金属薄板の一方の面に横１列に並ぶ長尺状の凹溝を加工し、長尺状の凹溝はガス拡散層上のマイクロポアを形成するために用いられ、ガス拡散層には１つの重要な指標、即ち孔隙率があり、つまり、マイクロポアの面積がガス拡散層の面積を占める比率であり、長尺状の凹溝の寸法及び金属薄板の厚さのいずれもガス拡散層の孔隙率に影響を与えることになり、長尺状の凹溝の深さをａ、長尺状の凹溝の幅をｂ、隣接する長尺状の凹溝の間の距離をｃ、金属薄板の総厚をｄとし、この４つのパラメータの割合を設置することにより、一定の孔隙率のガス拡散層を得ることができ、例えば、ａ：ｂ：ｃ：ｄ＝１：１：１：２であると、ガス拡散層最終の孔隙率が２５％になる。４つのパラメータをａ：ｂ：ｃ：ｄ＝１：２：２：４に設置してもよく、すると、ガス拡散層は最終の孔隙率が１２.５％になる。さらに、４つのパラメータをａ：ｂ：ｃ：ｄ＝１：１：２：２に設置すると、ガス拡散層は最終の孔隙率が１２.５％になる。
本実施例では、長尺状の凹溝の断面形状は、多種の選択を有し、好ましくは、長方形又は正方形に設計してもよく、半円形又は三角形或いは台形等を呈する形状に設計してもよい。当業者はガス拡散層の具体的な使用要求に応じて異なる長尺状の凹溝の形状を選択することができる。
本実施例では、長尺状の凹溝の成形方式において、本願は効率が高い成形方式を提供し、具体的には、先ず、表面が滑らかな版ロール上に横１列に並ぶ溝を彫刻し、それから、製作しておいた版ロールを用いて金属薄板をロールプレスし、金属薄板の一方の面に横１列に並ぶ長尺状の凹溝を加工する。ここで、版ロール上の溝は、長尺状の凹溝間の梁を成形するためのものであり、プレスロール機に表面に模様を彫刻する版ロールを取り付けることにより、金属薄板をロールプレスすると、一回に数多くの長尺状の凹溝の成形を完成することができる。
ここで、前記の版ロール上の溝は、版ロールの軸方向又は周方向に沿って横１列に並んで配置され、いずれもロールプレスにより長尺状凹溝の成形を完成することができる。
勿論、実際の使用過程において、金属薄板上の長尺状の凹溝の成形方式については、まだレーザー加工又はエッチング加工或いは超音波電気彫刻加工若しくは放電加工のような多くの種類があり、当業者は必要に応じて自分で選択することができる。
本実施例では、前記の金属薄板は、チタン金属又はチタン合金製であることが好ましい。当業者は他の防腐性が良い金属材料又は合金材料を用いてもよい。
ステップＳ２、ステップＳ１で形成された長尺状の凹溝を有する金属薄板を切断し、所望の形状に切断する。例えば、２００ｍｍ×５００ｍｍを呈する長方形に切断してもよく、切断の方式も数多くあり、例えば、エッジトリマーで打ち抜いてもよいし、ワイヤカットを用いてもよい。
ステップＳ３、図２～図３に示すように、若干ブロックのステップＳ２で切断しておいた金属薄板を重ね合わせ、金属薄板を重ね合わせる数はガス拡散層の要求に応じて調整することができる。隣接する金属薄板の間を密着させて強固に接続し、具体的に言うと、つまり、下層に位置する金属薄板に長尺状の凹溝が形成された梁と上層に位置する金属薄板の滑らかな裏面とを密着させ、高温溶接工程を用いて、金属薄板の間を強固に一緒に接続することができる。内部に規則的な孔隙構造を有する金属ブロック、例えば、寸法が２００ｍｍ×５００ｍｍ×５００ｍｍである金属ブロックを形成する。勿論、実際の使用過程において、他の方式、例えば、超音波溶接、抵抗溶接、レーザー溶接を用いて金属薄板を接続してもよい。
ステップＳ４、ステップＳ３での金属ブロックをその横断面に沿って切断し、切断した厚さを必要なガス拡散層の厚さ、例えば、０.５ｍｍに合わせて、切断した表面に規則的にマイクロポアを敷き詰めるシート構造を形成してガス拡散層とする。２００ｍｍ×５００ｍｍ×５００ｍｍの金属ブロックで切断すると、数百枚の規格が５００ｍｍ×５００ｍｍ×０.５ｍｍであるガス拡散層を得ることができ、成形されたガス拡散層は、マイクロポアの密度が１平方メートル当たり数百万個から数十億個までに達することができ、流体に対する導流効果に優れる。
ステップＳ４の後に、ステップＳ５をさらに増やしてもよい。具体的には、ガス拡散層に対して表面コーティング処理を行い、該表面コーティング処理は、主にパッシベーション防腐処理及び親水性処理である。
ステップＳ１、金属薄板の一方の面に横１列に並ぶ長尺状の凹溝を加工し、長尺状の凹溝はガス拡散層上のマイクロポアを形成するために用いられ、ガス拡散層には１つの重要な指標、即ち孔隙率があり、つまり、マイクロポアの面積がガス拡散層の面積を占める比率であり、長尺状の凹溝の寸法及び金属薄板の厚さのいずれもガス拡散層の孔隙率に影響を与えることになり、長尺状の凹溝の深さをａ、長尺状の凹溝の幅をｂ、隣接する長尺状の凹溝の間の距離をｃ、金属薄板の総厚をｄとし、この４つのパラメータの割合を設置することにより、一定の孔隙率のガス拡散層を得ることができ、例えば、ａ：ｂ：ｃ：ｄ＝１：１：１：２であると、ガス拡散層最終の孔隙率が２５％になる。４つのパラメータをａ：ｂ：ｃ：ｄ＝１：２：２：４に設置してもよく、すると、ガス拡散層は最終の孔隙率が１２.５％になる。さらに、４つのパラメータをａ：ｂ：ｃ：ｄ＝１：１：２：２に設置すると、ガス拡散層は最終の孔隙率が１２.５％になる。
本実施例では、長尺状の凹溝の断面形状は、多種の選択を有し、好ましくは、長方形又は正方形に設計してもよく、半円形又は三角形或いは台形等を呈する形状に設計してもよい。当業者はガス拡散層の具体的な使用要求に応じて異なる長尺状の凹溝の形状を選択することができる。
本実施例では、長尺状の凹溝の成形方式において、本願は効率が高い成形方式を提供し、具体的には、先ず、表面が滑らかな版ロール上に横１列に並ぶ溝を彫刻し、それから、製作しておいた版ロールを用いて金属薄板をロールプレスし、金属薄板の一方の面に横１列に並ぶ長尺状の凹溝を加工する。ここで、版ロール上の溝は、長尺状の凹溝間の梁を成形するためのものであり、プレスロール機に表面に模様を彫刻する版ロールを取り付けることにより、金属薄板をロールプレスすると、一回に数多くの長尺状の凹溝の成形を完成することができる。
ここで、前記の版ロール上の溝は、版ロールの軸方向又は周方向に沿って横１列に並んで配置され、いずれもロールプレスにより長尺状凹溝の成形を完成することができる。
勿論、実際の使用過程において、金属薄板上の長尺状の凹溝の成形方式については、まだレーザー加工又はエッチング加工或いは超音波電気彫刻加工若しくは放電加工のような多くの種類があり、当業者は必要に応じて自分で選択することができる。
本実施例では、前記の金属薄板は、チタン金属又はチタン合金製であることが好ましい。当業者は他の防腐性が良い金属材料又は合金材料を用いてもよい。
ステップＳ２、ステップＳ１で形成された長尺状の凹溝を有する金属薄板を切断し、所望の形状に切断する。例えば、２００ｍｍ×５００ｍｍを呈する長方形に切断してもよく、切断の方式も数多くあり、例えば、エッジトリマーで打ち抜いてもよいし、ワイヤカットを用いてもよい。
ステップＳ３、図２～図３に示すように、若干ブロックのステップＳ２で切断しておいた金属薄板を重ね合わせ、金属薄板を重ね合わせる数はガス拡散層の要求に応じて調整することができる。隣接する金属薄板の間を密着させて強固に接続し、具体的に言うと、つまり、下層に位置する金属薄板に長尺状の凹溝が形成された梁と上層に位置する金属薄板の滑らかな裏面とを密着させ、高温溶接工程を用いて、金属薄板の間を強固に一緒に接続することができる。内部に規則的な孔隙構造を有する金属ブロック、例えば、寸法が２００ｍｍ×５００ｍｍ×５００ｍｍである金属ブロックを形成する。勿論、実際の使用過程において、他の方式、例えば、超音波溶接、抵抗溶接、レーザー溶接を用いて金属薄板を接続してもよい。
ステップＳ４、ステップＳ３での金属ブロックをその横断面に沿って切断し、切断した厚さを必要なガス拡散層の厚さ、例えば、０.５ｍｍに合わせて、切断した表面に規則的にマイクロポアを敷き詰めるシート構造を形成してガス拡散層とする。２００ｍｍ×５００ｍｍ×５００ｍｍの金属ブロックで切断すると、数百枚の規格が５００ｍｍ×５００ｍｍ×０.５ｍｍであるガス拡散層を得ることができ、成形されたガス拡散層は、マイクロポアの密度が１平方メートル当たり数百万個から数十億個までに達することができ、流体に対する導流効果に優れる。
ステップＳ４の後に、ステップＳ５をさらに増やしてもよい。具体的には、ガス拡散層に対して表面コーティング処理を行い、該表面コーティング処理は、主にパッシベーション防腐処理及び親水性処理である。
【実施例2】
【0007】
本願の実施例では、本願はガス拡散層を提供しており、図４に示すように、該ガス拡散層は、実施例１中の前記製造方法で製造して得られ、具体的な構造は、薄板本体を含み、前記の薄板本体上に薄板本体を貫通する若干のマイクロポアが規則的に配列されており、薄板本体の厚さは、２００～８００ミクロンであることが好ましい。図４に示すように、マイクロポアは、矩形アレイを用いて配列配置されていてもよく、図５に示すように、マイクロポアは、若干の行を呈するように配列され、隣接する行のマイクロポアは、位置ずれを呈するように配置されていてもよく、このようにマイクロポアをより均一にさせることができ、異形の薄板本体に対して面積の利用率を高めることができる。
本願は、全く新しい製造方法を用い、製造方法の効率が高く、表面が平坦であり、かつ規則的に配列した導流貫通孔を有するガス拡散層を製造し、膜電極とのコンタクトがより十分であり、コンタクト面の抵抗を低減し、電解効率を高めることができる。ガスと液体の導流効率を最大限に向上させることができる。したがって、本願は、従来のＳＰＥ電解槽用ガス拡散層の非規則的な内部孔隙構造に対する一回の重要な革新であり、ガス拡散層の流体への導流効果を大いに高めると共に、ガス拡散層と膜電極のコンタクト効率を高めることもできる。
また、本願の方法で製作されたガス拡散層は、燃料電池等の流体を十分に分散又は収集する必要がある物理化学反応の分野を含んで用いてもよいが、これに限定されるものではなく、これらの分野で使用される場合にも本願のガス拡散層の性能優位性を具体的に表現することができることを補足して説明する必要がある。
なお、本発明実施例における全ての方向性指示(例えば、上、下、左、右、前、後……)は、ある特定の姿態(図示のように)における各部材間の相対的な位置関係、運動状況等を解釈するためにのみ用いられ、その特定の姿態が変化すると、それに応じてその方向性指示も変化する。
また、本発明において、「第１」、「第２」等に関する記載は、単に説明のためのものであって、その相対的な重要性を指し示す又は暗示するものであり、若しくは指し示された技術的特徴の数を隠して明示するものであると理解すべきではない。これにより、「第１」、「第２」が限定されている特徴は、少なくとも１つの当該特徴を明示又は暗示的に含むことができる。本発明の記載において、「複数の」の意味合いは、特に明確に限定されない限り、少なくとも２つ、例えば、２つ、３つ等である。
本発明において、特に明確な規定及び限定がない限り、用語「接続」、「固定」等は広義に理解されるべきであり、例えば、「固定」は、固定接続であっても、取外し可能に接続されていてもよいし、一体であってもよく、機械的に接続されていてもよいし、電気的に接続されていてもよく、直接接続されていてもよいし、中間媒体を介して間接的に接続されていてもよく、特に明確に限定されない限り、２つの素子内部の連通又は２つの素子の相互作用関係であってもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本発明における具体的な意味合いを理解することができる。
また、本発明の各実施例の間の技術的解決手段は、相互に結合することができるが、当業者であれば実現可能であり、技術的解決手段の結合が相互に矛盾しない又は実現できない場合には、そのような技術的解決手段の結合が存在せず、本発明に要求される保護範囲内ではないと考えられるべきである。
本願は、全く新しい製造方法を用い、製造方法の効率が高く、表面が平坦であり、かつ規則的に配列した導流貫通孔を有するガス拡散層を製造し、膜電極とのコンタクトがより十分であり、コンタクト面の抵抗を低減し、電解効率を高めることができる。ガスと液体の導流効率を最大限に向上させることができる。したがって、本願は、従来のＳＰＥ電解槽用ガス拡散層の非規則的な内部孔隙構造に対する一回の重要な革新であり、ガス拡散層の流体への導流効果を大いに高めると共に、ガス拡散層と膜電極のコンタクト効率を高めることもできる。
また、本願の方法で製作されたガス拡散層は、燃料電池等の流体を十分に分散又は収集する必要がある物理化学反応の分野を含んで用いてもよいが、これに限定されるものではなく、これらの分野で使用される場合にも本願のガス拡散層の性能優位性を具体的に表現することができることを補足して説明する必要がある。
なお、本発明実施例における全ての方向性指示(例えば、上、下、左、右、前、後……)は、ある特定の姿態(図示のように)における各部材間の相対的な位置関係、運動状況等を解釈するためにのみ用いられ、その特定の姿態が変化すると、それに応じてその方向性指示も変化する。
また、本発明において、「第１」、「第２」等に関する記載は、単に説明のためのものであって、その相対的な重要性を指し示す又は暗示するものであり、若しくは指し示された技術的特徴の数を隠して明示するものであると理解すべきではない。これにより、「第１」、「第２」が限定されている特徴は、少なくとも１つの当該特徴を明示又は暗示的に含むことができる。本発明の記載において、「複数の」の意味合いは、特に明確に限定されない限り、少なくとも２つ、例えば、２つ、３つ等である。
本発明において、特に明確な規定及び限定がない限り、用語「接続」、「固定」等は広義に理解されるべきであり、例えば、「固定」は、固定接続であっても、取外し可能に接続されていてもよいし、一体であってもよく、機械的に接続されていてもよいし、電気的に接続されていてもよく、直接接続されていてもよいし、中間媒体を介して間接的に接続されていてもよく、特に明確に限定されない限り、２つの素子内部の連通又は２つの素子の相互作用関係であってもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本発明における具体的な意味合いを理解することができる。
また、本発明の各実施例の間の技術的解決手段は、相互に結合することができるが、当業者であれば実現可能であり、技術的解決手段の結合が相互に矛盾しない又は実現できない場合には、そのような技術的解決手段の結合が存在せず、本発明に要求される保護範囲内ではないと考えられるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【国際調査報告】