导电多孔体、固体高分子型燃料电池及导电多孔体的制备方法技术

本发明专利技术的课题在于提供一种导电多孔体、固体高分子型燃料电池、及导电多孔体的制备方法，所述导电多孔体比表面积大，且难以因压力而破损，可适用于各种用途。本发明专利技术的导电多孔体为具有第一导电材料与连接第一导电材料之间的第二导电材料的纤维状物聚集的导电多孔体，所述导电多孔体的比表面积为100m2/g以上，且经2MPa加压后的厚度的保持率为60％以上。该导电多孔体可以对含有第一导电材料和可碳化有机材料的纺丝溶液进行纺丝，并在形成前体纤维聚集的前体纤维多孔体之后，使所述可碳化有机材料碳化形成第二导电材料而制备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种导电多孔体、固体高分子型燃料电池及导电多孔体的制备方法。
技术介绍
以往，正在研究利用其导电性和多孔性，将导电多孔体用作燃料电池用的气体扩散电极用基材、双电层电容器的电极、或者锂离子充电电池的电极。例如，国际公开第2011/089754号(专利文献1)公开一种比表面积为1～50m2/g的碳纤维制无纺布，但由于比表面积小，在各种用途中不能发挥充分的性能。例如，在作为双电层电容器的电极而使用的情况下，其不能增大静电电容。此外，特表2010-530929号公报(专利文献2)公开一种制作碳纤维的方法，其具有如下工序：挤压使碳纳米管(CNT)与含有丙烯腈的聚合物接触的聚合物-CNT原液(dope)，形成聚合物-CNT纤维前驱体，对此聚合物-CNT纤维前驱体进行拉伸、稳定化及碳化。然而，由于以这样的方法而制作的碳纤维抗压力弱，难以适用于各种用途。例如，在将由这样的碳纤维所构成的无纺布作为燃料电池用气体扩散电极用基材而使用的情况下，通常通过热压机来制作膜-电极接合体，但由于因热压机的压力而破损，难以适用于实际当中。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2011/089754号专利文献2:特表2010-530929号公报
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题本专利技术是在这样的情况下而完成的，其目的在于提供一种比表面积大，且难以因压力而破损，可适用于各种用途的导电多孔体、固体高分子型燃料电池、及导电多孔体的制备方法。解决技术问题的技术手段本专利技术涉及以下内容：[1]一种导电多孔体，其特征在于，其为具有第一导电材料、连接第一导电材料之间的第二导电材料的纤维状物聚集的导电多孔体，所述导电多孔体的比表面积为100m2/g以上，且经2MPa加压后的厚度的保持率为60％以上。[2]根据[1]所述的导电多孔体，其特征在于，第一导电材料由选自富勒烯、碳纳米管、碳纳米角、石墨、气相生长碳纤维、碳黑、金属、及金属氧化物所构成的组中的一种以上所构成。[3]根据[1]或[2]所述的导电多孔体，其特征在于，第二导电材料为有机材料碳化的材料。[4]根据[1]～[3]中任意一项所述的导电多孔体，其特征在于，其空隙率为70％以上。[5]根据[1]～[4]中任意一项所述的导电多孔体，其特征在于，其作为电极用基材使用。[6]一种固体高分子型燃料电池，其特征在于，具备作为气体扩散电极用基材的[1]～[5]中任意一项所述的导电多孔体。[7]一种导电多孔体的制备方法，其特征在于，对含有第一导电材料和可碳化有机材料的纺丝溶液进行纺丝，并形成前体纤维聚集的前体纤维多孔体后，使所述可碳化有机材料碳化作为第二导电材料，形成比表面积为100m2/g以上、且经2MPa加压后的厚度的保持率为60％以上的、以第二导电材料连接第一导电材料之间的纤维状物聚集的导电多孔体。专利技术效果所述[1]的导电多孔体，由于表面积高达比表面积为100m2/g以上，因此在各种用途中可以发挥充分的性能。此外，其经2MPa加压后的厚度的保持率为60％以上，不因压力而破损，可以保持厚度，因此可以充分利用导电多孔体的多孔性。此外，其为具有第一导电材料、连接第一导电材料之间的第二导电材料的纤维状物聚集的导电多孔体，因此导电性优异。所述[2]的导电多孔体由富勒烯、碳纳米管、碳纳米角、石墨、气相生长碳纤维、碳黑、金属、金属氧化物等导电性优异的第一导电材料所构成，因此其为导电性优异的导电多孔体。所述[3]的导电多孔体为有机材料碳化的第二导电材料，因此与第一导电材料的密合性优异，导电性优异。所述[4]的导电多孔体空隙多达空隙率为70％以上，因此可以有效的活用导电多孔体的空隙。所述[5]的导电多孔体作为电极用基材而使用，因此可以发挥优异的电极性能。例如，在作为双电层电容器的电极使用的情况下，可以作为静电电容大的双电层电容器。所述[6]的固体高分子型燃料电池具备作为气体扩散电极用基材的所述导电多孔体，可以保持厚度，比表面积大，因此气体的供给性及排水性优异。所述[7]的导电多孔体的制备方法可以制备表面积大且不因压力而破损、导电性优异的导电多孔体。附图说明图1为实施例1的导电性多孔片的电子显微镜照片(500倍)。图2为实施例1的导电性多孔片的电子显微镜照片(2000倍)。图3为比较例1的导电性多孔片的电子显微镜照片(500倍)。图4为比较例1的导电性多孔片的电子显微镜照片(2000倍)。图5为实施例2的导电性多孔片的电子显微镜照片(500倍)。图6为实施例2的导电性多孔片的电子显微镜照片(2000倍)。图7为比较例2的导电性多孔片的电子显微镜照片(500倍)。图8为比较例2的导电性多孔片的电子显微镜照片(2000倍)。图9为比较例3的导电性多孔片的电子显微镜照片(300倍)。图10为比较例3的导电性多孔片的电子显微镜照片(2000倍)。图11为比较例4的导电性多孔片的电子显微镜照片(500倍)。图12为比较例4的导电性多孔片的电子显微镜照片(2000倍)。图13为比较例5的前体纤维固化多孔片的照片。图14为比较例5的前体纤维固化多孔片碳化后的照片。图15为比较例6的前体纤维固化多孔片的照片。图16为比较例6的前体纤维固化多孔片碳化后的照片。图17为实施例3的导电性多孔片的电子显微镜照片(500倍)。图18为实施例3的导电性多孔片的电子显微镜照片(2000倍)。图19为实施例4的导电性多孔片的电子显微镜照片(500倍)。图20为实施例4的导电性多孔片的电子显微镜照片(2000倍)。图21为实施例5的导电性多孔片的电子显微镜照片(500倍)。图22为实施例5的导电性多孔片的电子显微镜照片(2000倍)。图23为实施例6的导电性多孔片的电子显微镜照片(500倍)。图24为实施例6的导电性多孔片的电子显微镜照片(5000倍)。图25为实施例7的导电性多孔片的电子显微镜照片(500倍)。图26为实施例7的导电性多孔片的电子显微镜照片(2000倍)。图27为实施例8的导电性多孔片的电子显微镜照片(500倍)。图28为实施例8的导电性多孔片的电子显微镜照片(2000倍)。图29为比较例7的前体纤维固化多孔片的照片。图30为比较例7的前体纤维固化多孔片碳化后的照片。具体实施方式本专利技术的导电多孔体为具有第一导电材料和连接第一导电材料之间的第二导电材料的纤维状物聚集的多孔体，通过第二导电材料连接第一导电材料之间，因此导电性优异。此外，本专利技术的“第一导电材料”是指以具备一定程度形状的导电材料，“第二导电材料”是指不定形的导电材料。通常第一导电材料比第二导电材料导电性优异。本专利技术使用的第一导电材料优选由导电性优异的材料所构成，例如，优选由选自富勒烯、碳纳米管、碳纳米角、石墨、气相生长碳纤维、碳黑、金属、及金属氧化物所构成的组中的一种或两种以上所构成。其中，碳纳米管自身导电性优异，且在纤维材料中，易于在纤维材料的长度方向取向，且为导电性优异的纤维状物，因此适宜。进一步，在第二导电材料为有机材料碳化的导电材料的情况下，即使在碳化过的情况下，在碳化时，可以抑制碳化前的前体纤维的收缩，从该角度来看，碳纳米管为适宜。此外，适宜的碳纳米管可以是单层碳纳米管，也可以是多层碳纳米管，还可以是盘绕状的碳纳米管。此第一导电材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电多孔体，其特征在于，其为具有第一导电材料、连接第一导电材料之间的第二导电材料的纤维状物聚集的导电多孔体，所述导电多孔体的比表面积为100m2/g以上、且经2MPa加压后的厚度的保持率为60％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.27 JP 2014-0649901.一种导电多孔体，其特征在于，其为具有第一导电材料、连接第一导电材料之间的第二导电材料的纤维状物聚集的导电多孔体，所述导电多孔体的比表面积为100m2/g以上、且经2MPa加压后的厚度的保持率为60％以上。2.根据权利要求1所述的导电多孔体，其特征在于，第一导电材料由选自富勒烯、碳纳米管、碳纳米角、石墨、气相生长碳纤维、碳黑、金属、及金属氧化物所构成的组中的一种以上构成。3.根据权利要求1或2所述的导电多孔体，其特征在于，第二导电材料为有机材料碳化的材料。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤达规，多罗尾隆，针谷佳织，
申请(专利权)人：日本宝翎株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP