膜电极接合体和水电解装置的制作方法

本发明涉及膜电极接合体和水电解装置。

背景技术：

1、在燃料电池或水电解装置等电化学领域中，通常使用在电解质膜的两面分别配置阳极电极和阴极电极的所谓膜电极接合体(mea)。

2、在燃料电池或水电解装置所使用的电池单元中，一般配置有用于使水或气体流通的流路形成构件。流路形成构件是形成有槽的隔板，另外，可以是配置在电极内的多孔质构件。例如，已知在水电解装置中，为了在电极内设置用于使作为原料的水和通过电解生成的氧气或氢气流通的流路，使用金属网或膨胀金属等网状金属构件(例如参照专利文献1～2)。

3、在上述专利文献中，公开了在金属网或膨胀金属等网状金属构件与电解质膜之间，设置碳多孔质层、钛纤维烧结层、钛粉末烧结部作为多孔质基材。

4、在先技术文献

5、专利文献1：日本特开平11-256380号公报

6、专利文献2：日本特开2001-279479号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、但是，明确了在电池单元内配置有流路形成构件的情况下，存在构成膜电极接合体的电解质膜容易劣化的倾向。

3、因此，本发明的课题在于提供一种电解质膜的劣化得到抑制、耐久性提高了的膜电极接合体。

4、用于解决课题的手段

5、本发明人等查明了现有技术中的上述课题的原因是由于流路形成构件的表面凹凸形状而在电解质膜上局部施加较大的压力，从而完成了本发明。

6、即、本发明涉及一种膜电极接合体，是在电解质膜的一侧的面具备阳极电极、在另一侧的面具备阴极电极的膜电极接合体，其特征在于，所述阳极电极包含多孔质基材(a)，所述阴极电极包含多孔质基材(b)，所述多孔质基材(a)和所述多孔质基材(b)的合计厚度超过1,000μm。

7、另外，本发明涉及一种使用本发明的膜电极接合体而得到的水电解装置。

8、发明的效果

9、根据本发明，不会对电解质膜局部施加较大的压力，因此能够提供电解质膜的劣化得到抑制、耐久性提高了的膜电极接合体。

技术特征：

1.一种膜电极接合体，是在电解质膜的一侧的面具备阳极电极、在另一侧的面具备阴极电极的膜电极接合体，其特征在于，所述阳极电极包含多孔质基材a，所述阴极电极包含多孔质基材b，所述多孔质基材a和所述多孔质基材b的合计厚度超过1,000μm。

2.根据权利要求1所述的膜电极接合体，所述多孔质基材a的厚度超过400μm，所述多孔质基材b的厚度超过500μm。

3.根据权利要求1或2所述的膜电极接合体，所述多孔质基材a包含金属多孔质基材，所述多孔质基材b包含金属多孔质基材和/或碳多孔质基材。

4.根据权利要求3所述的膜电极接合体，所述金属多孔质基材的金属是选自钛、铝、镍、不锈钢以及以这些金属中的至少一种金属为主要成分的合金中的至少一种。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的膜电极接合体，所述阳极电极在所述多孔质基材a的与所述电解质膜相反的一侧具有网状构件。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的膜电极接合体，所述阴极电极在多孔质基材b的与所述电解质膜相反的一侧具有网状构件。

7.根据权利要求5或6所述的膜电极接合体，所述网状构件是网状金属构件。

8.根据权利要求7所述的膜电极接合体，构成所述网状金属构件的金属是选自钛、镍、铝、不锈钢以及以这些金属中的至少一种金属为主要成分的合金中的至少一种。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的膜电极接合体，所述电解质膜包含烃系高分子电解质。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的膜电极接合体，所述电解质膜包含多孔质增强材料。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的膜电极接合体，所述电解质膜是附带催化剂层的电解质膜。

12.根据权利要求11所述的膜电极接合体，所述附带催化剂层的电解质膜在所述电解质膜的阳极电极侧具有阳极催化剂层，在所述电解质膜的阴极电极侧具有阴极催化剂层。

13.根据权利要求12所述的膜电极接合体，所述阳极催化剂层含有氧化铱和氟系高分子电解质，所述阴极催化剂层含有担载铂的碳粒子和氟系高分子电解质。

14.根据权利要求1～13中任一项所述的膜电极接合体，用于水电解装置。

15.一种水电解装置，是使用权利要求1～14中任一项所述的膜电极接合体而得到的。

技术总结本发明的课题是提供一种电解质膜的劣化得到抑制、耐久性提高了的电极接合体。本发明涉及一种膜电极接合体，其是在电解质膜的一侧的面具备阳极电极、在另一侧的面具备阴极电极的膜电极接合体，其特征在于，所述阳极电极包含多孔质基材(A)，所述阴极电极包含多孔质基材(B)，所述多孔质基材(A)和所述多孔质基材(B)的合计厚度超过1,000μm。技术研发人员：南林健太,出原大辅,小西贵,白井秀典受保护的技术使用者：东丽株式会社技术研发日：技术公布日：2024/6/2