JP2010192160A - Solid alkaline fuel cell, and electrolyte membrane with fixing member and electrode with fixing member for use in the solid alkaline fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体アルカリ形燃料電池、並びに、これに用いられる固定部材付き電解質膜及び固定部材付き電極に関するものである。 The present invention relates to a solid alkaline fuel cell, and an electrolyte membrane with a fixing member and an electrode with a fixing member used for the same.
固体高分子形燃料電池は、他の燃料電池に比べ、軽量化、高出力密度化等を達成できる観点から、さまざまな研究がなされている。固体高分子形燃料電池は、一般的には、電解質膜としてイオン伝導性高分子電解質膜を用い、その両面に触媒層及び電極基材をそれぞれ順に配置し、更にこれをセパレータで挟んだ構造をしている。 Various studies have been made on polymer electrolyte fuel cells from the viewpoint of achieving weight reduction, higher power density, and the like than other fuel cells. In general, a polymer electrolyte fuel cell uses an ion conductive polymer electrolyte membrane as an electrolyte membrane, and a catalyst layer and an electrode base material are sequentially arranged on both sides of the membrane and further sandwiched between separators. is doing.
この固体高分子形燃料電池は、通常、カチオン(H+)を通過させるカチオン伝導性高分子電解質膜を使用する。しかし、近年、高分子電解質膜として、アニオン(OH−)を通過させるアニオン伝導性高分子電解質膜を使用した固体アルカリ形燃料電池(「アニオン伝導性固体高分子形燃料電池」とも呼ばれている。)が提案されている(特許文献1)。 This polymer electrolyte fuel cell normally uses a cation conductive polymer electrolyte membrane that allows cations (H + ) to pass therethrough. However, in recent years, a solid alkaline fuel cell using an anion conductive polymer electrolyte membrane that allows anion (OH − ) to pass therethrough as a polymer electrolyte membrane (also called “anion conductive solid polymer fuel cell”). Has been proposed (Patent Document 1).
この固体アルカリ形燃料電池を組み立てる方法として、引用文献2には、電解質膜と、アノード電極、及びカソード電極のそれぞれに枠体を取り付け、これらを積層させて各枠体を熱プレスによって一体化する方法が開示されている。
As a method of assembling this solid alkaline fuel cell, in
燃料電池は、その発電効率を高めるためには、電解質膜を挟んだ各電極の位置を互いに一致させることが好ましいが、上述したような燃料電池の組み立て方法では、各電極の位置を合わせることが困難であり、また、熱プレスする際に各電極がずれてしまうなどといったような問題があった。そこで、本発明は、位置精度を向上させることのできる固体アルカリ形燃料電池を提供することを課題とする。 In order to increase the power generation efficiency of the fuel cell, it is preferable to align the positions of the electrodes with the electrolyte membrane interposed therebetween. However, in the fuel cell assembly method as described above, the positions of the electrodes can be aligned. There is a problem that each electrode is displaced during hot pressing. Then, this invention makes it a subject to provide the solid alkaline fuel cell which can improve a positional accuracy.
本発明に係る固体アルカリ形燃料電池は、電解質膜と、前記電解質膜に取り付けられ、被嵌合部を有する第1の固定部材と、前記電解質膜の一方面上に積層されたカソード電極と、前記カソード電極に取り付けられ、前記カソード電極を前記電解質膜の一方面上に積層した際に前記第1の固定部材の被嵌合部と嵌合する嵌合部を有する第2の固定部材と、前記電解質膜の他方面上に積層されたアノード電極と、前記アノード電極に取り付けられ、前記アノード電極を前記電解質膜の他方面上に積層した際に前記第1の固定部材の被嵌合部と嵌合する嵌合部を有する第3の固定部材と、を備えている。 A solid alkaline fuel cell according to the present invention includes an electrolyte membrane, a first fixing member attached to the electrolyte membrane and having a fitted portion, a cathode electrode laminated on one surface of the electrolyte membrane, A second fixing member attached to the cathode electrode, and having a fitting portion that fits with a fitted portion of the first fixing member when the cathode electrode is laminated on one surface of the electrolyte membrane; An anode electrode laminated on the other surface of the electrolyte membrane, and a fitting portion of the first fixing member attached to the anode electrode when the anode electrode is laminated on the other surface of the electrolyte membrane; A third fixing member having a fitting portion to be fitted.
この固体アルカリ形燃料電池によれば、第2及び第3の固定部材は、嵌合部が第1の固定部材の被嵌合部に嵌合することで第1の固定部材と固定されるため、第1の固定部材に対して常に一定の位置で固定される。このため、第2の固定部材や第3の固定部材が取り付けられたカソード電極やアノード電極は、電解質膜に対して常に一定の位置で積層される。この結果、電解質膜に対するカソード電極及びアノード電極の位置精度を向上させることができる。 According to this solid alkaline fuel cell, the second and third fixing members are fixed to the first fixing member by fitting the fitting portion to the fitted portion of the first fixing member. The first fixing member is always fixed at a fixed position. For this reason, the cathode electrode and the anode electrode to which the second fixing member and the third fixing member are attached are always laminated at a certain position with respect to the electrolyte membrane. As a result, the positional accuracy of the cathode electrode and the anode electrode with respect to the electrolyte membrane can be improved.
上記固体アルカリ形燃料電池は、種々の構成をとることができるが、例えば、第1の固定部材は、中央に開口部を有する枠状であって電解質膜の外周縁部に取り付けられており、前記被嵌合部として両面に環状凹部が形成されており、第2及び第3の固定部材は、嵌合部として環状凹部に嵌合する環状凸部が形成することが好ましい。この構成によれば、一方の電極に供給した燃料ガス又は酸化剤ガスが他方の電極側へ漏出することを、互いに嵌合する環状凸部及び環状凹部によって防止することができ、固体アルカリ形燃料電池のシール性を向上させることができる。 The solid alkaline fuel cell can take various configurations.For example, the first fixing member is a frame having an opening at the center and is attached to the outer peripheral edge of the electrolyte membrane. It is preferable that an annular concave portion is formed on both surfaces as the fitted portion, and the second and third fixing members are formed as an annular convex portion that fits into the annular concave portion as the fitting portion. According to this configuration, the fuel gas or the oxidant gas supplied to one electrode can be prevented from leaking to the other electrode side by the annular convex portion and the annular concave portion that are fitted to each other, and the solid alkaline fuel The sealing property of the battery can be improved.
また、カソード電極及びアノード電極は、多孔質体と、多孔質体の一方面上に形成された触媒層とを有し、触媒層が電解質膜と接触するように電解質膜上に積層され、第2及び第3の固定部材のうち少なくとも一方は、カソード電極またはアノード電極よりも一回り大きく形成され多孔質体の他方面上に接合した天板部を有しており、嵌合部が天板部の外周縁部に形成され、天板部は、多孔質体の他方面が露出するよう複数の貫通孔が形成されていることが好ましい。この構成によれば、天板部に設けられた貫通孔によって燃料ガスや酸化剤ガスを各電極へ供給できるとともに、固体アルカリ形燃料電池の取扱時に各電極に直接触れてしまうことを天板部によって防止でき、ひいては各電極の破損等を防ぐことができる。 The cathode electrode and the anode electrode have a porous body and a catalyst layer formed on one surface of the porous body, and are laminated on the electrolyte membrane so that the catalyst layer is in contact with the electrolyte membrane. At least one of the second and third fixing members has a top plate portion that is formed slightly larger than the cathode electrode or the anode electrode and joined to the other surface of the porous body, and the fitting portion is a top plate. It is preferable that a plurality of through-holes are formed in the top plate portion so that the other surface of the porous body is exposed. According to this configuration, it is possible to supply fuel gas and oxidant gas to each electrode through the through holes provided in the top plate portion, and to directly touch each electrode when handling the solid alkaline fuel cell. By doing so, it is possible to prevent breakage of each electrode.
また、カソード電極に電気的に接続される第1の集電部と、アノード電極に電気的に接続される第2の集電部と、をさらに備えていることが好ましい。 Moreover, it is preferable to further include a first current collector that is electrically connected to the cathode electrode and a second current collector that is electrically connected to the anode electrode.
また、第1の固定部材及び第2の固定部材は、互いに嵌合した際にカソード電極の側面を気密に覆い、第1の固定部材及び第3の固定部材は、互いに嵌合した際にアノード電極の側面を気密に覆うように構成されていることが好ましい。この構成によれば、各電極に供給する燃料ガス及び酸化剤ガスが外部へ漏出することを防止することができる。 The first fixing member and the second fixing member airtightly cover the side surface of the cathode electrode when fitted together, and the first fixing member and the third fixing member are anodes when fitted together. It is preferable that the side surface of the electrode is airtightly covered. According to this configuration, the fuel gas and oxidant gas supplied to each electrode can be prevented from leaking to the outside.
また、本発明に係る固定部材付き電解質膜は、嵌合部を有する固定部材付き電極が積層される、固体アルカリ形燃料電池用の固定部材付き電解質膜であって、電解質膜と、前記電解質膜に取り付けられ、固定部材付き電極の嵌合部と嵌合する被嵌合部を有する固定部材と、を備えている。 An electrolyte membrane with a fixing member according to the present invention is an electrolyte membrane with a fixing member for a solid alkaline fuel cell, in which an electrode with a fixing member having a fitting portion is laminated, and the electrolyte membrane and the electrolyte membrane And a fixing member having a fitted portion to be fitted to the fitting portion of the electrode with the fixing member.
また、本発明に係る固定部材付き電極は、被嵌合部を有する固定部材付き電解質膜に積層される、固体アルカリ形燃料電池用の固定部材付き電極であって、電極と、前記電極に取り付けられ、固定部材付き電解質膜の被嵌合部と嵌合する嵌合部を有する固定部材と、を備えている。 An electrode with a fixing member according to the present invention is an electrode with a fixing member for a solid alkaline fuel cell, which is laminated on an electrolyte membrane with a fixing member having a fitted portion, and is attached to the electrode. And a fixing member having a fitting portion to be fitted to the fitted portion of the electrolyte membrane with the fixing member.
また、本発明に係る他の固体アルカリ形燃料電池は、電解質膜の両面に触媒層が形成された膜触媒層接合体と、前記膜触媒層接合体に取り付けられ、被嵌合部を有する第1の固定部材と、前記膜触媒層の一方面上に積層されたカソード電極用の多孔質体と、前記カソード電極用の多孔質体に取り付けられ、前記カソード電極用の多孔質体を前記膜触媒層接合体の一方面上に積層した際に前記第1の固定部材の被嵌合部と嵌合する嵌合部を有する第2の固定部材と、前記膜触媒層の他方面上に積層されたアノード電極用の多孔質体と、前記アノード電極用の多孔質体に取り付けられ、前記アノード電極用の多孔質体を前記膜触媒層接合体の他方面上に積層した際に前記第1の固定部材の被嵌合部と嵌合する嵌合部を有する第3の固定部材と、を備えている。 In addition, another solid alkaline fuel cell according to the present invention includes a membrane catalyst layer assembly in which catalyst layers are formed on both surfaces of an electrolyte membrane, and a membrane catalyst layer assembly that is attached to the membrane catalyst layer assembly and has a fitted portion. A cathode member porous body laminated on one surface of the membrane catalyst layer, and the cathode electrode porous body, and the cathode electrode porous body is attached to the membrane. A second fixing member having a fitting portion that fits with a fitted portion of the first fixing member when laminated on one surface of the catalyst layer assembly, and laminated on the other surface of the membrane catalyst layer When the anode electrode porous body is attached to the anode electrode porous body, and the anode electrode porous body is laminated on the other surface of the membrane catalyst layer assembly, the first electrode And a third fixing member having a fitting portion to be fitted to the fitted portion of the fixing member. It is.
この固体アルカリ形燃料電池によれば、第2及び第3の固定部材は、嵌合部が第1の固定部材の被嵌合部に嵌合することで第1の固定部材と固定されるため、第1の固定部材に対して常に一定の位置で固定される。このため、第2の固定部材や第3の固定部材が取り付けられたカソード電極用の多孔質やアノード電極用の多孔質は、第1の固定部材が取り付けられた膜触媒層接合体に対して常に一定の位置で積層される。この結果、膜触媒層接合体に対するカソード電極用の多孔質体及びアノード電極用の多孔質体の位置精度を向上させることができる。 According to this solid alkaline fuel cell, the second and third fixing members are fixed to the first fixing member by fitting the fitting portion to the fitted portion of the first fixing member. The first fixing member is always fixed at a fixed position. For this reason, the porous for the cathode electrode and the porous for the anode electrode to which the second fixing member and the third fixing member are attached are compared with the membrane-catalyst layer assembly to which the first fixing member is attached. It is always laminated at a certain position. As a result, it is possible to improve the positional accuracy of the porous body for the cathode electrode and the porous body for the anode electrode with respect to the membrane catalyst layer assembly.
本発明によれば、位置精度を向上させることのできる固体アルカリ形燃料電池を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the solid alkaline fuel cell which can improve a positional accuracy can be provided.
以下、本発明に係る固体アルカリ形燃料電池の実施形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of a solid alkaline fuel cell according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、固体アルカリ形燃料電池1は、第1の固定部材2が取り付けられた電解質膜3と、第2の固定部材4が取り付けられたカソード電極5と、第3の固定部材6が取り付けられたアノード電極7と、を備えている。
As shown in FIG. 1, a solid
図2及び図3に示すように、電解質膜3は、平面視矩形状であり、厚さは、後述する多孔質体の種類や触媒層の厚さ等を考慮して適宜決定するが、通常、20〜200μm程度、好ましくは25〜75μm程度である。この電解質膜3の外周縁部には、第1の固定部材2が一体的に取り付けられている。第1の固定部材2は、略枠状であって中央に開口部21を有しており、上面及び下面には環状凹部(被嵌合部)22が形成されている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the
図4〜図6に示すように、カソード電極5は、平面視矩形状で導電性を有する多孔質体51と、多孔質体51の下面に形成された触媒層52とを有している。多孔質体51の厚さは、100〜500μm程度とすることが好ましく、200〜400μm程度とすることがより好ましい。また、触媒層52の厚さは、多孔質体51の種類や電解質膜3の厚さ等を考慮して適宜決定すればよいが、通常10μm〜200μm程度、好ましくは10μm〜100μm程度、より好ましくは15μm〜50μm程度がよい。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
このように多孔質体51及び触媒層52から構成されたカソード電極5には、第2の固定部材4が取り付けられている。第2の固定部材4は、多孔質体51よりも一回り大きく形成された平面視矩形状の天板部41を有しており、この天板部41の下面と多孔質体51の上面とが接合することで、第2の固定部材4がカソード電極5に取り付けられている。また、天板部41には複数の貫通孔43が形成されており、この貫通孔43によってカソード電極5に酸化剤ガスを供給することができる。この貫通孔43は、特に限定されるものではないが、例えば、ドリルやパンチ、レザー刃、トムソン刃、レーザー加工などによって、形成することができる。また、貫通孔43の開口率(天板部41のカソード電極5に対応する部分に形成された貫通孔43の開口面積の総和をカソード電極5の面積で割ったもの)は、特に限定されるものではないが、45〜98%とすることが好ましい。天板部41の外周縁には、下方に延びる環状凸部(嵌合部)42が形成されている。この環状凸部42と上述した第1の固定部材2の環状凹部22とが嵌合することによって、第1の固定部材2と第2の固定部材4とが気密に一体化する。環状凸部42と環状凹部22の幅と深さは、特に限定されるものではないが、環状凸部42の凸部の幅は、0.3〜15mmが好ましく、また、環状凹部22の凹部の幅は、環状凸部42の凸部の幅よりも0.5〜3mm大きく形成されているほうが好ましい。環状凹部22の幅を環状凸部42よりも0.5mm以上大きく形成することで環状凸部42を環状凹部22にスムーズに嵌合させることができ、また、環状凹部22の幅を環状凸部42の幅より3mm以上大きくしないことで機密性を十分に保つことができる。深さを0.3mm以上とすることで、機密性を十分に保つことができる。また、嵌合部にツメを形成することで、機密性をあげることができる。なお、天板部41の厚さは、0.5mm〜10mm程度とすることが好ましく、1mm〜5mmとすることがより好ましい。
Thus, the second fixing
図7に示すように、アノード電極7は、カソード電極5と同じ構成をしており、平面視矩形状で導電性を有する多孔質体71と、多孔質体71の上面に形成された触媒層72とを有している。多孔質体71の厚さは、200μm〜2mm程度、好ましくは300〜600μm程度である。また、触媒層72の好ましい厚さの範囲は上記カソード電極5の触媒層52と同じである。アノード電極7には第3の固定部材6が取り付けられているが、この第3の固定部材6も、複数の貫通孔63が形成された天板部61と、環状凸部(嵌合部)62を有しており、上記第2の固定部材4と同じ構成となっている。
As shown in FIG. 7, the
次に、上述した固体アルカリ形燃料電池を構成する各部材の材料について説明する。 Next, the material of each member constituting the solid alkaline fuel cell described above will be described.
電解質膜3はアニオン伝導性高分子電解質膜を使用するが、このアニオン伝導性高分子電解質膜として、例えば、炭化水素系又はフッ素樹脂系のいずれかを用いることができる。電解質膜3に高濃度のアルカリ水溶液を含浸させる場合は、耐アルカリ性の観点から、フッ素樹脂系電解質膜を使用することが好ましい。なお、耐アルカリ性のフッ素樹脂系電解質膜を用いることにより、アニオン伝導性を向上させることができる。低濃度のアルカリ水溶液を使用する場合、又はアルカリ水溶液を使用しない場合は、低コスト化の観点から、炭化水素系電解質膜を用いることが好ましい。なお、アルカリ水溶液としては、例えば、KOH溶液、NaOH溶液などを挙げることができる。また、上記高濃度とは、使用するアルカリ水溶液の種類等によって適宜変更するが、本説明では、2モル/l程度以上をいい、低濃度とは、2モル/l程度以下をいう。フッ素樹脂系電解質膜の具体例としては、例えば東ソー(株)製のトスフレックス(登録商標)IE−SF34等が挙げられる。炭化水素系電解質膜の具体例としては、例えば、旭化成(株)製のアシプレックス(登録商標)A−201、211,221や、トクヤマ(株)製のネオセプタ(登録商標)AM−1、AHA等が挙げられる。
The
カソード電極5に用いられる多孔質体51としては、例えば、カーボンペーパやカーボンクロス、カーボン繊維からなる不織布等を使用することができる。このカソード電極5に用いられる多孔質体51の気孔率は、75〜98%程度とすることが好ましく、80〜95%程度とすることがより好ましい。
As the
アノード電極7に用いられる多孔質体71は、金属製のものを用いることが好ましい。このような金属製の多孔質体71としては、例えば、発泡ニッケルやクロム含有発泡ニッケル、発泡チタン、発泡銀等を挙げることができる。このアノード電極7用の多孔質体71の気孔率は、75〜98%程度とすることが好ましく、80〜95%程度とすることがより好ましい。また、多孔質体71の気孔の最大径である呼び口径は30〜700μm程度、好ましくは50〜300μm程度である。
The
カソード電極5及びアノード電極7に用いられる触媒層52,72は、触媒及びアニオン伝導性高分子電解質を含有する。触媒及びアニオン伝導性高分子電解質の含有量(重量比)は特に限定されるものではないが、好ましくは、触媒:アニオン伝導性高分子電解質=5:1〜1:4程度、より好ましくは、3:1〜1:3程度である。なお、カソード電極5に用いる触媒層52とアノード電極7に用いる触媒層72とは同一成分であってもよく、異なる成分であってもよい。
The catalyst layers 52 and 72 used for the
上記触媒層52,72に含有される触媒は、通常、触媒金属微粒子が担体に担持されてなるものであり、公知又は市販のものを使用することができる。 The catalyst contained in the catalyst layers 52 and 72 is usually formed by supporting catalyst metal fine particles on a carrier, and a known or commercially available catalyst can be used.
触媒金属微粒子は、例えば白金、鉄、コバルト、ニッケル、パラジウム、銀、ルテニウム、イリジウム、モリブデン、マンガンが挙げられ、これら2種以上の合金であってもよい。触媒金属微粒子が2種以上からなる合金である場合は、白金、鉄、コバルト、ニッケルのうち少なくとも2種以上含有することが好ましい。このような合金の例としては、例えば、白金−鉄合金、白金−コバルト合金、鉄−コバルト合金、コバルト−ニッケル合金、鉄−ニッケル合金等のほか、鉄−コバルト−ニッケル合金が挙げられる。これらの金属の各比率は限定的でなく、幅広い範囲から適宜選択できる。また、触媒金属微粒子の粒径は限定的でないが、通常0.05〜20nm程度、好ましくは0.1〜10nm程度、最も好ましくは0.3〜5nm程度である。なお、触媒金属微粒子の粒径は、例えば、X線回折における触媒成分の回折ピークの半値幅により求められる結晶粒子径、又は透過型電子顕微鏡像により調べられる触媒成分の粒子径によって測定することができる。 Examples of the catalyst metal fine particles include platinum, iron, cobalt, nickel, palladium, silver, ruthenium, iridium, molybdenum, and manganese, and these two or more kinds of alloys may be used. When the catalyst metal fine particles are an alloy composed of two or more kinds, it is preferable to contain at least two kinds of platinum, iron, cobalt, and nickel. Examples of such alloys include platinum-iron alloys, platinum-cobalt alloys, iron-cobalt alloys, cobalt-nickel alloys, iron-nickel alloys, and the like, as well as iron-cobalt-nickel alloys. Each ratio of these metals is not limited and can be appropriately selected from a wide range. The particle diameter of the catalytic metal fine particles is not limited, but is usually about 0.05 to 20 nm, preferably about 0.1 to 10 nm, and most preferably about 0.3 to 5 nm. The particle diameter of the catalyst metal fine particles can be measured by, for example, the crystal particle diameter obtained from the half-value width of the diffraction peak of the catalyst component in X-ray diffraction, or the particle diameter of the catalyst component examined by a transmission electron microscope image. it can.
触媒金属微粒子が担持される担体は限定的でなく、公知又は市販のものが使用でき、例えば、アルミナ粒子、シリカ粒子、炭素粒子等が挙げられる。耐食性及び導電性の観点から、炭素粒子(特に導電性炭素粒子)が好ましい。この導電性炭素粒子としては、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラックのほか、黒鉛、活性炭、カーボン繊維、カーボンナノチューブ、カーボンナノワイヤー等が挙げられ、これらを1種又は2種以上使用してもよい。炭素粒子の比表面積は限定されないが、通常10〜1500m2/g程度、好ましくは10〜500m2/g程度である。粒径は、一般的には平均一次粒子径として0.01〜1μm程度、好ましくは0.01〜0.2μm程度とすることが好ましい。なお、導電性炭素粒子の粒径は、例えば、レーザ回折装置による粒度分布計や透過型電子顕微鏡像により調べられる導電性炭素の粒子径によって測定することができる。
触媒金属微粒子の担持量は、触媒金属微粒子及び担体の種類等によって適宜決定されるが、担体100重量部に対して、通常、1〜80重量部程度、好ましくは3〜50重量部程度とすればよい。
The carrier on which the catalyst metal fine particles are supported is not limited, and a known or commercially available carrier can be used, and examples thereof include alumina particles, silica particles, and carbon particles. From the viewpoint of corrosion resistance and conductivity, carbon particles (particularly conductive carbon particles) are preferred. Examples of the conductive carbon particles include carbon black such as acetylene black, furnace black, channel black, ketjen black, graphite, activated carbon, carbon fiber, carbon nanotube, carbon nanowire, and the like. You may use a seed | species or 2 or more types. The specific surface area of the carbon particles is not limited, but is usually about 10 to 1500 m 2 / g, preferably about 10 to 500 m 2 / g. The particle size is generally about 0.01 to 1 μm, preferably about 0.01 to 0.2 μm, as the average primary particle size. The particle size of the conductive carbon particles can be measured by, for example, the particle size of the conductive carbon examined by a particle size distribution meter using a laser diffraction apparatus or a transmission electron microscope image.
The amount of the catalyst metal fine particles supported is appropriately determined depending on the type of the catalyst metal fine particles and the carrier, but is usually about 1 to 80 parts by weight, preferably about 3 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the carrier. That's fine.
また、触媒層52,72に含有されるアニオン伝導性高分子電解質は、アニオンとして水酸基イオン(OH−イオン)を伝導できる電解質であればよく、公知又は市販のものを使用でき、例えば、炭化水素系及びフッ素樹脂系のいずれの電解質を用いることができる。炭化水素系の電解質としては、例えば、芳香族ポリエーテルスルホン酸と芳香族ポリチオエーテルスルホン酸との共重合体のクロロメチル化物をアミノ化して得られる電解質等が挙げられる。また、フッ素樹脂系の電解質としては、例えば、スルホン酸基を有するパーフルオロカーボンポリマーの末端をジアミンで処理し4級化したポリマーや、ポリクロロメチルスルチレンの4級化物等のポリマー等が挙げられ、特に、溶媒可溶性のものが好ましい。 The anion conductive polymer electrolyte contained in the catalyst layers 52 and 72 may be any electrolyte that can conduct hydroxyl ion (OH - ion) as an anion, and any known or commercially available one can be used. Any electrolyte of the type and fluororesin type can be used. Examples of the hydrocarbon electrolyte include an electrolyte obtained by aminating a chloromethylated product of a copolymer of aromatic polyether sulfonic acid and aromatic polythioether sulfonic acid. Examples of the fluororesin-based electrolyte include a polymer obtained by treating the terminal of a perfluorocarbon polymer having a sulfonic acid group with a diamine and quaternizing it, a polymer such as a quaternized product of polychloromethylsulfylene, and the like. In particular, a solvent-soluble one is preferable.
上記電解質は、例えば特開2003−86193号公報、特開2000−331693号公報で開示されたものを使用すればよい。より具体的に説明すると、クロロメチル化は、芳香族ポリエーテルスルホン酸と芳香族ポリチオエーテルスルホン酸との共重合体にクロロメチル化剤を反応させて行う。クロロメチル化剤としては、例えば、(クロロメトキシ)メタン、1,4−ビス(クロロメトキシ)ブタン、1−クロロメトキシ−4−クロロブタン、ホルムアルデヒド−塩化水素、パラホルムアルデヒド−塩化水素等が使用できる。このようにして得られたクロロメチル化物を、アミン化合物と反応させてアニオン交換基を導入する。アミン化合物としては、例えば、モノアミン、1分子中に2個以上のアミノ基を有するポリアミン化合物等が使用できる。具体的にはアンモニアの他、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン等のモノアルキルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン等のジアルキルアミン、アニリン、N−メチルアニリン等の芳香族アミン、ピロリジン、ピペラジン、モルホリン等の複素環アミン等のモノアミンや、m−フェニレンジアミン、ピリダジン、ピリミジン等のポリアミン化合物が使用できる。これらアニオン伝導性高分子電解質は通常アルコール、エーテル等の有機溶剤又は有機溶剤と水との混合溶剤に5〜30重量%の濃度で分散されている。 What is necessary is just to use what was disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-86193 and Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-331693, for example. More specifically, chloromethylation is carried out by reacting a copolymer of aromatic polyether sulfonic acid and aromatic polythioether sulfonic acid with a chloromethylating agent. As the chloromethylating agent, for example, (chloromethoxy) methane, 1,4-bis (chloromethoxy) butane, 1-chloromethoxy-4-chlorobutane, formaldehyde-hydrogen chloride, paraformaldehyde-hydrogen chloride and the like can be used. The chloromethylated product thus obtained is reacted with an amine compound to introduce an anion exchange group. As the amine compound, for example, a monoamine, a polyamine compound having two or more amino groups in one molecule, and the like can be used. Specifically, in addition to ammonia, monoalkylamines such as methylamine, ethylamine, propylamine and butylamine, dialkylamines such as dimethylamine and diethylamine, aromatic amines such as aniline and N-methylaniline, pyrrolidine, piperazine and morpholine Monoamines such as heterocyclic amines, and polyamine compounds such as m-phenylenediamine, pyridazine, and pyrimidine can be used. These anion conductive polymer electrolytes are usually dispersed at a concentration of 5 to 30% by weight in an organic solvent such as alcohol or ether or a mixed solvent of an organic solvent and water.
また、触媒層52,72は、上述した触媒及びアニオン伝導性高分子電解質に加えてさらに、フッ素系樹脂を含有してもよい。このフッ素系樹脂を含有することにより、上記成分の結着性が向上し、より強固な触媒層となると同時に撥水性を付与することができる。このフッ素系樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体等が挙げられる。これらの中でも、より結着性及び撥水性が良好な点から、ポリテトラフルオロエチレンが好ましい。フッ素系樹脂を含有する場合の含有量は、触媒100重量部に対して、通常5〜25重量部程度、好ましくは10〜15重量部程度である。 Moreover, the catalyst layers 52 and 72 may further contain a fluorine-based resin in addition to the above-described catalyst and anion conductive polymer electrolyte. By containing this fluororesin, the binding property of the above components is improved, and a stronger catalyst layer can be provided and at the same time water repellency can be imparted. Examples of the fluororesin include polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, and the like. Among these, polytetrafluoroethylene is preferable from the viewpoint of better binding and water repellency. The content of the fluororesin is usually about 5 to 25 parts by weight, preferably about 10 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the catalyst.
第1〜第3の固定部材2,4,6は、公知又は市販品の熱硬化性樹脂を用いることができる。例えば、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂(PE)、高密度ポリエチレン樹脂(HDPE)、中密度ポリエチレン樹脂(MDPE)、低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)、ポリプロピレン樹脂(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリ酢酸ビニル(PVAc)、ABS樹脂(アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂)、AS樹脂、アクリル樹脂(PMMA)等を使用することができる。
For the first to
次に上述した固体アルカリ形燃料電池の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the above-described solid alkaline fuel cell will be described.
まず、電解質膜3に第1の固定部材2を取り付ける。この取り付け方法は、種々の方法を採用することができるが、例えば、電解質膜3を金型内に配置し、金型内に射出成形によって上述した樹脂を充填して第1の固定部材2を成形することによって電解質膜3に第1の固定部材2を取り付けることができる。また、その他にも、トランスファー成形やインサート成形、モールド成形、二色成形などの公知の技術で電解質膜3に第1の固定部材2を取り付けることができる。
First, the first fixing
次に、カソード電極5に第2の固定部材4を、また、アノード電極7に第3の固定部材6を取り付ける。この各電極5,7への固定部材4,6の取り付けは、まず、上述した電解質膜3に第1の固定部材2を取り付ける方法と同様の方法で、多孔質体51に第2の固定部材4を、また、多孔質体71に第3の固定部材6を取り付ける。そして、各固定部材4,6が取り付けられた各多孔質体51、71に、触媒層52、72を形成する。
Next, the second fixing
多孔質体51,71に触媒層52,72を形成する方法は、例えば、上述した触媒及びアニオン伝導性高分子電解質を粘度調整用の溶剤に分散させて触媒層形成用ペースト組成物を調整し、これを多孔質体51,71に塗布して乾燥して多孔質体51,71上に触媒層52,72を形成する。なお、触媒層形成用ペースト組成物の塗布方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、ナイフコーターや、バーコーター、スプレー、ディップコーター、スピンコーター、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーター、スクリーン印刷などの一般的な方法を挙げることができる。また、触媒層形成用ペースト組成物を塗布した後の乾燥温度は、通常40〜100℃程度、好ましくは60〜80℃程度であり、乾燥時間は、乾燥温度にもよるが、通常5分〜2時間程度、好ましくは30分〜1時間程度である。また、粘度調整用の溶剤は、特に限定されるものではなく、広い範囲内で適宜選択される。例えば、各種アルコールや、各種エーテル、各種ジアルキルスルホキシド、水、又はこれらの混合物を使用することができる。これら溶剤の中でも、アルコールが好ましく、アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、tert−ブタノール等の炭素数1〜4の一価アルコール及びプロピレングリコール、ジエチレングリコール等の多価アルコールが挙げられる。また、触媒層形成用ペースト組成物の配合割合は広い範囲内で適宜選択することができるが、例えば、触媒1重量部に対して、アニオン伝導性高分子電解質(固形分)1〜3重量部、粘度調整用の溶剤1〜100重量部程度とすることができる。
The method for forming the catalyst layers 52 and 72 on the
以上のように形成した第1の固定部材2付き電解質膜3を準備し、図8に示すように、電解質膜3の上方に第2の固定部材4付きカソード電極5を配置し、電解質膜3の下方に第3の固定部材6付きアノード電極7を配置する。そして、第2及び第3の固定部材4,6の環状凸部42,62を第1の固定部材2の環状凹部22に嵌合させることで、第1の固定部材2に第2及び第3の固定部材4,6を固定する。これにより、電解質膜3、カソード電極5、及びアノード電極7が一体となる。なお、このとき、電解質膜3に各触媒層52,72が接触した状態となっている。
The
なお、第1の固定部材2と、第2及び第3の固定部材4,6とのシール性を向上させるために、接着剤等を使用して、第2及び第3の固定部材4,6の環状凸部42,62を第1の固定部材2の環状凹部22に接着させてもよい。この場合、環状凹部22の壁面もしくは環状凸部42,62の壁面、またはその両方に接着剤を、公知の塗布方法により塗布すればよく、塗布法としては、刷毛塗り、スプレー、ディスペンサー、インクジェット等が利用できる。また、上記接着に用いる接着剤は公知の接着剤を広く使用することができる。例えば、酢酸ビニールエマルジョン接着剤、ニトリルゴム系接着剤、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、シアノアクリル系接着剤、塩化ビニール系接着剤、シリコーンゴム系接着剤、ホットボンド・ホットメルト等が利用できる。接着剤を塗布後、環状凹部22と環状凸部42,62を嵌合させ固定する、もしくは接着剤を塗布後に熱プレスにより接着剤を熱溶融させることにより固定する、ことによりシール性を高めることがきる。
In addition, in order to improve the sealing performance between the first fixing
このように作製した固体アルカリ形燃料電池1は、カソード電極5に酸素や空気等の酸化剤ガスを供給し、アノード電極7に水素等の燃料ガス又は液体燃料などを供給することで、発電が行われる。なお、液体燃料としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノールなどの一価アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール等の多価アルコール等のアルコール又はこれらアルコールを混合する水溶液等を挙げることができる。液体燃料の場合は、アルカリ水溶液を添加することができる。アルカリ水溶液を添加する場合は、添加後のpHが通常9〜14程度となるように添加すればよい。このようなアルカリとしては、具体的には、KOH溶液、NaOH溶液等を使用すればよい。また、液体燃料を使用する場合は、図9に示すように、液体燃料をアノード電極7に効率的に供給するために、燃料吸い上げ材8を使用することができる。この燃料吸い上げ材8は、液体燃料内に配置されるとともに燃料吸い上げ材8の上面が第3の固定部材6の下面に接触するように配置される。燃料吸い上げ材8の材質としては、例えば、発泡ウレタン等のスポンジや、発泡ポリプロピレン等の高分子多孔質体が挙げられる。
The solid
以上、本実施形態によれば、各固定部材2,4,6に形成された環状凹部22と環状凸部42,62とを嵌合させることで電解質膜3と各電極5,7とを一体化させるため、各電極5,7の位置精度を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、図10に示すように、各電極5,7に電気的に接続されるとともに第2及び第3の固定部材4,6を貫通して外部へと延びる集電部9を第2及び第3の固定部材4,6に取り付けることもできる。この集電部9の材質として、好ましくは、アルミニウム、ニッケル、銅、銀、金、白金等を挙げることができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention. For example, as shown in FIG. 10, the current collector 9 is electrically connected to the
また、図11に示すように、電解質膜3の両面に触媒層52,72が形成された膜触媒層接合体10に第1の固定部材2を取り付け、多孔質体51,71のみに第2及び第3の固定部材4,6を取り付けるような構成とすることもできる。
In addition, as shown in FIG. 11, the first fixing
また、上記実施形態では、金型内に樹脂を充填させることで電解質膜3へ第1の固定部材2を取り付けていたが、第1の固定部材2の電解質膜3へ取り付ける方法は特にこれに限定されるものではなく、例えば、上下に2分割された第1の固定部材2を用意し、この第1の固定部材2によって電解質膜3を挟んで取り付けることもできる。
Moreover, in the said embodiment, although the
実施例を用いて本発明をさらに詳述する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in further detail using examples. In addition, this invention is not limited to the following Example.
(実施例1)
電解質膜3、カソード電極5、及びアノード電極7に固定部材を成形するための金型を作製した。電極用の金型は、第2及び第3の固定部材が65×65mm、厚さ3.5mmになるように調節した。金型には、電極を過度に潰さないように入れ子構造を設け、電極の厚さを比較的自由に調整できるようにした。
Example 1
A mold for forming a fixing member on the
電解質膜3に形成する第1の固定部材2は、図2に示すような形状であって第2及び第3の固定部材4,6と嵌合できるよう、金型を用いて作製した。
The
電解質膜3として65×65mmのアニオン製電解質膜(トクヤマ社製、A−006,厚さ30μm)、カソード電極5の多孔質体51として50×50mmのカーボンクロス(E−TEK社製、LT−1200W、厚さ300μm)、アノード電極7の多孔質体71として、50×50mmの発泡ニッケル(三菱マテリアル社製、厚さ500μm、呼び口径150μm)を用い、それぞれ、射出成形機(住友重工製、SE−100D)に取り付けた上記金型にセットした。
65 × 65 mm anion electrolyte membrane (A-006, thickness 30 μm) as
各固定部材用の樹脂(ポリプラスチック製、ベクトラ、D408)を熱風乾燥機にて140℃、4時間乾燥させた。そして乾燥した樹脂を上記射出成形機のホッパーに入れ、樹脂を330℃に加熱した。金型の温度が55℃に到達した後、自動移載機(ユーシン精機製)を用いて、4本のゲートが各樹脂導入位置に整合するよう金型内の所定の位置に電解質膜3や各電極5,7を配置した。部材固定用の吸引機構を作動させて金型内の電解質膜3や各電極5,7を固定し、そのまま型締めした。樹脂を250mm/秒の速度で射出し、冷却後、上記自動移載機で固定部材付きの電解質膜3及び各多孔質体51,71を取り出した。
The resin for each fixing member (polyplastic, Vectra, D408) was dried with a hot air dryer at 140 ° C. for 4 hours. The dried resin was placed in the hopper of the injection molding machine, and the resin was heated to 330 ° C. After the temperature of the mold reaches 55 ° C., using an automatic transfer machine (manufactured by Yushin Seiki), the
次に、各固定部材が取り付けられた多孔質体51,71に、触媒層52,72を形成した。電解質バインダーとしては、芳香族ポリエーテルスルホン酸と芳香族ポリチオエーテルスルホン酸との共重合体のクロロメチル化物をアミノ化することにより、5wt%アニオン(水酸基イオン)伝導性高分子電解質100gを得た。
Next, catalyst layers 52 and 72 were formed on the
アノード電極7用の多孔質体71には、スプレー法によりアノード触媒層72として白金担持カーボン触媒(田中貴金属工業製、TEC10E50E)と水、エタノールからなる触媒分散液を4mg/cm2となるように吹き付け、アノード触媒層72を形成した。
In the
また、カソード触媒層52として、上記で作製した触媒分散液を4mg/cm2となるように、多孔質体51に吹き付けてカソード触媒層52を形成した。
Moreover, as the
以上のように作製した固定部材4,6付きのカソード電極5,アノード電極7を、図8に示すように、触媒層52,72同士が電解質膜3を介して対面するように配置し、層構成がカソード電極5/電解質膜3/アノード電極7となるよう、エポキシ樹脂を用いてプレスしながら一体化し、固体アルカリ形燃料電池1を作製した。
The
(比較例1)
電解質膜3,カソード電極5,アノード電極7の外周縁部のみに凹部や凸部が形成されていない平坦な固定部材を形成し、層構成がカソード電極5/電解質膜3/アノード電極7となるように、エポキシ樹脂を用いてプレスしながら一体化した。
(Comparative Example 1)
A flat fixing member having no concave portion or convex portion is formed only on the outer peripheral edge portion of the
(評価方法)
得られた実施例1の成型品を島津製作所製のマイクロフォーカスX線CT装置(SMX-130CT-SV3)を用いて、X線による透過画像により目視にて位置ズレが無いことを確認した。一方、比較例1は位置ズレがあった。
(Evaluation methods)
The obtained molded product of Example 1 was confirmed by visual observation using a transmission image by X-ray using a microfocus X-ray CT apparatus (SMX-130CT-SV3) manufactured by Shimadzu Corporation. On the other hand, Comparative Example 1 had a positional shift.
1 固体アルカリ形燃料電池
2 第1の固定部材
21 開口部
22 環状凹部(被嵌合部)
3 電解質膜
4 第2の固定部材
41 天板部
42 環状凸部(嵌合部)
43 貫通孔
5 カソード電極
51、71 多孔質体
52、72 触媒層
6 第3の固定部材
61 天板部
62 環状凸部(嵌合部)
63 貫通孔
7 アノード電極
9 集電部
DESCRIPTION OF
3
43 Through-
63 Through-
Claims (8)
前記電解質膜に取り付けられ、被嵌合部を有する第1の固定部材と、
前記電解質膜の一方面上に積層されたカソード電極と、
前記カソード電極に取り付けられ、前記カソード電極を前記電解質膜の一方面上に積層した際に前記第1の固定部材の被嵌合部と嵌合する嵌合部を有する第2の固定部材と、
前記電解質膜の他方面上に積層されたアノード電極と、
前記アノード電極に取り付けられ、前記アノード電極を前記電解質膜の他方面上に積層した際に前記第1の固定部材の被嵌合部と嵌合する嵌合部を有する第3の固定部材と、
を備えた、固体アルカリ形燃料電池。 An electrolyte membrane;
A first fixing member attached to the electrolyte membrane and having a fitted portion;
A cathode electrode laminated on one surface of the electrolyte membrane;
A second fixing member attached to the cathode electrode and having a fitting portion that fits with a fitted portion of the first fixing member when the cathode electrode is laminated on one surface of the electrolyte membrane;
An anode electrode laminated on the other surface of the electrolyte membrane;
A third fixing member attached to the anode electrode, and having a fitting portion that fits with a fitted portion of the first fixing member when the anode electrode is laminated on the other surface of the electrolyte membrane;
A solid alkaline fuel cell.
前記第2及び第3の固定部材は、前記嵌合部として前記環状凹部に嵌合する環状凸部が形成されている、請求項1に記載の固体アルカリ形燃料電池。 The first fixing member has a frame shape having an opening at the center and is attached to the outer peripheral edge of the electrolyte membrane, and annular recesses are formed on both surfaces as the fitted portion,
2. The solid alkaline fuel cell according to claim 1, wherein the second and third fixing members are formed with annular convex portions that fit into the annular concave portions as the fitting portions.
前記第2及び第3の固定部材のうち少なくとも一方は、前記カソード電極またはアノード電極よりも一回り大きく形成され前記多孔質体の他方面上に接合した天板部を有しており、前記嵌合部が前記天板部の外周縁部に形成され、
前記天板部は、前記多孔質体の他方面が露出するよう複数の貫通孔が形成されている、請求項1又は2に記載の固体アルカリ形燃料電池。 The cathode electrode and the anode electrode have a porous body and a catalyst layer formed on one surface of the porous body, and are laminated on the electrolyte membrane so that the catalyst layer is in contact with the electrolyte membrane. And
At least one of the second and third fixing members has a top plate portion formed slightly larger than the cathode electrode or the anode electrode and joined to the other surface of the porous body. A joint is formed on the outer peripheral edge of the top plate,
3. The solid alkaline fuel cell according to claim 1, wherein the top plate portion has a plurality of through holes so that the other surface of the porous body is exposed.
前記アノード電極に電気的に接続される第2の集電部と、
をさらに備えた、請求項1〜3のいずれかに記載の固体アルカリ形燃料電池。 A first current collector electrically connected to the cathode electrode;
A second current collector electrically connected to the anode electrode;
The solid alkaline fuel cell according to claim 1, further comprising:
前記第1の固定部材及び第3の固定部材は、互いに嵌合した際に前記アノード電極の側面を気密に覆う、請求項1〜4のいずれかに記載の固体アルカリ形燃料電池。 The first fixing member and the second fixing member airtightly cover the side surface of the cathode electrode when fitted to each other;
5. The solid alkaline fuel cell according to claim 1, wherein the first fixing member and the third fixing member hermetically cover a side surface of the anode electrode when fitted to each other.
電解質膜と、
前記電解質膜に取り付けられ、固定部材付き電極の嵌合部と嵌合する被嵌合部を有する固定部材と、
を備えた、固定部材付き電解質膜。 An electrolyte membrane with a fixing member for a solid alkaline fuel cell, in which an electrode with a fixing member having a fitting portion is laminated,
An electrolyte membrane;
A fixing member attached to the electrolyte membrane and having a fitted portion that fits with a fitting portion of an electrode with a fixing member;
An electrolyte membrane with a fixing member.
電極と、
前記電極に取り付けられ、固定部材付き電解質膜の被嵌合部と嵌合する嵌合部を有する固定部材と、
を備えた、固定部材付き電極。 An electrode with a fixing member for a solid alkaline fuel cell, which is laminated on an electrolyte membrane with a fixing member having a fitted portion,
Electrodes,
A fixing member attached to the electrode and having a fitting portion that fits with a fitting portion of an electrolyte membrane with a fixing member;
An electrode with a fixing member.
前記膜触媒層接合体に取り付けられ、被嵌合部を有する第1の固定部材と、
前記膜触媒層の一方面上に積層されたカソード電極用の多孔質体と、
前記カソード電極用の多孔質体に取り付けられ、前記カソード電極用の多孔質体を前記膜触媒層接合体の一方面上に積層した際に前記第1の固定部材の被嵌合部と嵌合する嵌合部を有する第2の固定部材と、
前記膜触媒層の他方面上に積層されたアノード電極用の多孔質体と、
前記アノード電極用の多孔質体に取り付けられ、前記アノード電極用の多孔質体を前記膜触媒層接合体の他方面上に積層した際に前記第1の固定部材の被嵌合部と嵌合する嵌合部を有する第3の固定部材と、
を備えた、固体アルカリ形燃料電池。 A membrane-catalyst layer assembly in which catalyst layers are formed on both surfaces of the electrolyte membrane;
A first fixing member attached to the membrane catalyst layer assembly and having a fitted portion;
A porous body for a cathode electrode laminated on one surface of the membrane catalyst layer;
The cathode electrode porous body is attached to the cathode electrode porous body, and when the cathode electrode porous body is laminated on one surface of the membrane-catalyst layer assembly, the first fixing member is fitted to the fitted portion. A second fixing member having a fitting portion to be
A porous body for an anode electrode laminated on the other surface of the membrane catalyst layer;
Attached to the anode electrode porous body and fitted with the mating portion of the first fixing member when the anode electrode porous body is laminated on the other surface of the membrane-catalyst layer assembly A third fixing member having a fitting portion to be
A solid alkaline fuel cell.
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- 2009-02-16 JP JP2009032972A patent/JP2010192160A/en active Pending
Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
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