JP2000106194A - 燃料電池用触媒組成物及びその製造方法 - Google Patents
燃料電池用触媒組成物及びその製造方法Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池における触媒においてガス流路の閉
塞を防止してガスの拡散性を高め安定した電力の取り出
しを可能とする。 【解決手段】 連続気孔を持つ撥水性に優れたポーラス
ポリマー１と、カーボン−白金触媒２とを少量のイソプ
ロパノールとともに混合、混練し、このスラリーにＰＴ
ＦＥ３の懸濁スラリーを所定量加え、混合分散させ、こ
のペーストを、多孔性電極基板上に塗布し、乾燥、プレ
ス成形した後、加熱処理する。
塞を防止してガスの拡散性を高め安定した電力の取り出
しを可能とする。 【解決手段】 連続気孔を持つ撥水性に優れたポーラス
ポリマー１と、カーボン−白金触媒２とを少量のイソプ
ロパノールとともに混合、混練し、このスラリーにＰＴ
ＦＥ３の懸濁スラリーを所定量加え、混合分散させ、こ
のペーストを、多孔性電極基板上に塗布し、乾燥、プレ
ス成形した後、加熱処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、燃料電池の電極
として用いられる燃料電池用触媒組成物及びその製造方
法に関するものである。
として用いられる燃料電池用触媒組成物及びその製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、燃料電池は、化学エネル
ギーを直接電気エネルギーに変換して取り出すことがで
きる一種の発電装置であり、その発電効率は、４０〜５
０％程度にも達し、しかも、公害の原因でもあるＮＯx
やＳＯx等の発生が極めて少なく、クリーンなエネルギ
ーを取り出すことができる点で注目を集めている。一般
に、この燃料電池は、電解質を挟んで設けられた一対の
電極を有し、これら電極の内の一方の背面に水素等の燃
料ガスを接触させて燃料極を構成し、他方の背面に酸素
等の酸化剤を接触させて酸化剤極を構成したもので、電
気化学反応によって発生する電気エネルギーを電極間か
ら取り出すようにしたものである。
ギーを直接電気エネルギーに変換して取り出すことがで
きる一種の発電装置であり、その発電効率は、４０〜５
０％程度にも達し、しかも、公害の原因でもあるＮＯx
やＳＯx等の発生が極めて少なく、クリーンなエネルギ
ーを取り出すことができる点で注目を集めている。一般
に、この燃料電池は、電解質を挟んで設けられた一対の
電極を有し、これら電極の内の一方の背面に水素等の燃
料ガスを接触させて燃料極を構成し、他方の背面に酸素
等の酸化剤を接触させて酸化剤極を構成したもので、電
気化学反応によって発生する電気エネルギーを電極間か
ら取り出すようにしたものである。
【０００３】この種の燃料電池の電極としては、電極基
板に、カーボン微粒子に白金を担持させた触媒（以下、
カーボン−白金触媒と記す）を有する触媒層が一体に設
けられたものが用いられている。
板に、カーボン微粒子に白金を担持させた触媒（以下、
カーボン−白金触媒と記す）を有する触媒層が一体に設
けられたものが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の燃料
電池において、反応を効率良く進めるためには、気体、
液体、固体が接触する良好な三相界面が必要とされる
が、触媒成分であるカーボン−白金のみの触媒層では、
電解質として用いられる電解液による「ぬれ」が生じ、
白金表面が液体（電解液）で覆われて水素ガスとの接触
が妨げられてしまい、触媒活性が、ぬれの面積の増大と
ともに低下してしまう。
電池において、反応を効率良く進めるためには、気体、
液体、固体が接触する良好な三相界面が必要とされる
が、触媒成分であるカーボン−白金のみの触媒層では、
電解質として用いられる電解液による「ぬれ」が生じ、
白金表面が液体（電解液）で覆われて水素ガスとの接触
が妨げられてしまい、触媒活性が、ぬれの面積の増大と
ともに低下してしまう。
【０００５】このため、初期の燃料電池では、電極への
パラフィン含浸にて撥水化処理を行って「ぬれ」の防止
を図り、また、現在では、より撥水性の高いフッ素系結
着剤（ポリテトラフルオロエチレン：以下ＰＴＦＥと記
す）微粒子をカーボン−白金触媒と混合させ、加熱処理
にて粒子を結着させ、ＰＴＦＥ材質のもつ強い撥水作用
により、「ぬれ」の防止を図っている。つまり、ＰＴＦ
Ｅは、粒子間を結着させる作用と、撥水性の作用による
触媒白金表面上への電解液の凝縮の防止の二つの重要な
働きを持っている。
パラフィン含浸にて撥水化処理を行って「ぬれ」の防止
を図り、また、現在では、より撥水性の高いフッ素系結
着剤（ポリテトラフルオロエチレン：以下ＰＴＦＥと記
す）微粒子をカーボン−白金触媒と混合させ、加熱処理
にて粒子を結着させ、ＰＴＦＥ材質のもつ強い撥水作用
により、「ぬれ」の防止を図っている。つまり、ＰＴＦ
Ｅは、粒子間を結着させる作用と、撥水性の作用による
触媒白金表面上への電解液の凝縮の防止の二つの重要な
働きを持っている。
【０００６】ところが、使用するＰＴＦＥは、いずれも
ノンポーラスであり、それ故にＰＴＦＥの内部ではガス
が拡散せず、したがって、ガス流路がノンポーラスであ
るＰＴＦＥによって閉塞され、ガスの拡散の速度差が生
じ、白金表面上での反応に不均一さを生じさせてしまう
恐れがあった。
ノンポーラスであり、それ故にＰＴＦＥの内部ではガス
が拡散せず、したがって、ガス流路がノンポーラスであ
るＰＴＦＥによって閉塞され、ガスの拡散の速度差が生
じ、白金表面上での反応に不均一さを生じさせてしまう
恐れがあった。
【０００７】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、電極触媒層内においてガス流路の閉塞を防止する
ことにより、ガスの拡散性が高められた燃料電池用触媒
組成物及びその製造方法を提供することを目的としてい
る。
ので、電極触媒層内においてガス流路の閉塞を防止する
ことにより、ガスの拡散性が高められた燃料電池用触媒
組成物及びその製造方法を提供することを目的としてい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の燃料電池用触媒組成物は、電解質を
挟んで設けられた電極の背面にガスを接触させることに
より、電解質とガスとの電気化学反応によって電気エネ
ルギーを発生させる燃料電池の前記電極に設けられる燃
料電池用触媒組成物であって、貴金属触媒を担持したカ
ーボン粉末と、フッ素系樹脂からなる結着剤と、連続気
孔を有したポーラスポリマーとを具備することを特徴と
している。
に、請求項１記載の燃料電池用触媒組成物は、電解質を
挟んで設けられた電極の背面にガスを接触させることに
より、電解質とガスとの電気化学反応によって電気エネ
ルギーを発生させる燃料電池の前記電極に設けられる燃
料電池用触媒組成物であって、貴金属触媒を担持したカ
ーボン粉末と、フッ素系樹脂からなる結着剤と、連続気
孔を有したポーラスポリマーとを具備することを特徴と
している。
【０００９】請求項２記載の燃料電池用触媒組成物は、
請求項１記載の燃料電池用触媒組成物において、前記ポ
ーラスポリマーが、ジビニルベンゼン重合体、スチレン
−ジビニルベンゼン共重合体、アルキルスチレン−ジビ
ニルベンゼン共重合体またはフッ化スチレン−ジビニル
ベンゼン共重合体であることを特徴としている。
請求項１記載の燃料電池用触媒組成物において、前記ポ
ーラスポリマーが、ジビニルベンゼン重合体、スチレン
−ジビニルベンゼン共重合体、アルキルスチレン−ジビ
ニルベンゼン共重合体またはフッ化スチレン−ジビニル
ベンゼン共重合体であることを特徴としている。
【００１０】そして、請求項１または請求項２記載の燃
料電池用触媒組成物によれば、連続気孔をもつ撥水性に
優れたポーラスポリマーを分散させたことにより、ガス
流路が閉塞されることなく、良好な撥水性が得られ、こ
れにより、貴金属触媒の表面が電解質によって覆われて
ガスとの接触が妨げられる、いわゆる「ぬれ」の発生が
防止される。つまり、ガスの拡散性が高められ、触媒が
常に効率よくかつ均一に活性化し、能率良く電力の取り
出しが行われる。
料電池用触媒組成物によれば、連続気孔をもつ撥水性に
優れたポーラスポリマーを分散させたことにより、ガス
流路が閉塞されることなく、良好な撥水性が得られ、こ
れにより、貴金属触媒の表面が電解質によって覆われて
ガスとの接触が妨げられる、いわゆる「ぬれ」の発生が
防止される。つまり、ガスの拡散性が高められ、触媒が
常に効率よくかつ均一に活性化し、能率良く電力の取り
出しが行われる。
【００１１】請求項３記載の燃料電池用触媒組成物の製
造方法は、電解質を挟んで設けられた電極の背面にガス
を接触させることにより、電解質とガスとの電気化学反
応によって電気エネルギーを発生させる燃料電池の前記
電極に設けられる燃料電池用触媒組成物の製造方法であ
って、連続気孔を有したポーラスポリマーと貴金属触媒
を担持したカーボン粉末とを混練し、さらにフッ素系樹
脂からなる結着剤を混合させて分散させた後、加熱処理
を施すことを特徴としている。
造方法は、電解質を挟んで設けられた電極の背面にガス
を接触させることにより、電解質とガスとの電気化学反
応によって電気エネルギーを発生させる燃料電池の前記
電極に設けられる燃料電池用触媒組成物の製造方法であ
って、連続気孔を有したポーラスポリマーと貴金属触媒
を担持したカーボン粉末とを混練し、さらにフッ素系樹
脂からなる結着剤を混合させて分散させた後、加熱処理
を施すことを特徴としている。
【００１２】請求項４記載の燃料電池用触媒組成物の製
造方法は、請求項３記載の燃料電池用触媒組成物の製造
方法において、前記ポーラスポリマーとして、ジビニル
ベンゼン重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合
体、アルキルスチレン−ジビニルベンゼン共重合体また
はフッ化スチレン−ジビニルベンゼン共重合体を用いる
ことを特徴としている。
造方法は、請求項３記載の燃料電池用触媒組成物の製造
方法において、前記ポーラスポリマーとして、ジビニル
ベンゼン重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合
体、アルキルスチレン−ジビニルベンゼン共重合体また
はフッ化スチレン−ジビニルベンゼン共重合体を用いる
ことを特徴としている。
【００１３】つまり、請求項３または請求項４記載の燃
料電池用触媒組成物の製造方法によれば、連続気孔を持
つ撥水性に優れたポーラスポリマーが分散されて、良好
な撥水性が確保された触媒組成物が製造される。そし
て、このように製造された触媒組成物を電極に用いるこ
とにより、貴金属触媒の表面が電解質によって覆われて
ガスとの接触が妨げられる、いわゆる「ぬれ」の発生が
防止される。つまりガスの拡散性が高められ、触媒が常
に効率よくかつ均一に活性化されて、能率良く電力の取
り出しが行える高性能な燃料電池とすることが可能とな
る。
料電池用触媒組成物の製造方法によれば、連続気孔を持
つ撥水性に優れたポーラスポリマーが分散されて、良好
な撥水性が確保された触媒組成物が製造される。そし
て、このように製造された触媒組成物を電極に用いるこ
とにより、貴金属触媒の表面が電解質によって覆われて
ガスとの接触が妨げられる、いわゆる「ぬれ」の発生が
防止される。つまりガスの拡散性が高められ、触媒が常
に効率よくかつ均一に活性化されて、能率良く電力の取
り出しが行える高性能な燃料電池とすることが可能とな
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の燃料
電池用触媒組成物及びその製造方法を説明する。本発明
は、ＰＴＦＥ（フッ素系樹脂からなる結着剤）のもつ撥
水性作用及び結着作用のうち撥水性作用を、連続気孔を
もつ撥水性ポーラスポリマーに代えることにより、ガス
流路の閉塞のない、ガスの拡散性に優れた燃料電池用触
媒層を製作することにある。
電池用触媒組成物及びその製造方法を説明する。本発明
は、ＰＴＦＥ（フッ素系樹脂からなる結着剤）のもつ撥
水性作用及び結着作用のうち撥水性作用を、連続気孔を
もつ撥水性ポーラスポリマーに代えることにより、ガス
流路の閉塞のない、ガスの拡散性に優れた燃料電池用触
媒層を製作することにある。
【００１５】触媒層は、所定量のポーラスポリマービー
ズと、カーボン−白金触媒（貴金属触媒を担持したカー
ボン粉末）とを少量のイソプロパノールとともに混合、
混練し、このスラリーにＰＴＦＥ懸濁スラリーを所定量
加え、混合分散させ、このペーストを、多孔性電極基板
上に塗布し、乾燥、プレス成形した後、加熱処理するこ
とにより製作することができる。
ズと、カーボン−白金触媒（貴金属触媒を担持したカー
ボン粉末）とを少量のイソプロパノールとともに混合、
混練し、このスラリーにＰＴＦＥ懸濁スラリーを所定量
加え、混合分散させ、このペーストを、多孔性電極基板
上に塗布し、乾燥、プレス成形した後、加熱処理するこ
とにより製作することができる。
【００１６】ここで、図１に示すものは、上記のように
して製作された触媒組成物であり、符号１はポーラスポ
リマー、符号２はカーボン−白金触媒、符号３はＰＴＦ
Ｅであり、符号４は粒子間空隙である。
して製作された触媒組成物であり、符号１はポーラスポ
リマー、符号２はカーボン−白金触媒、符号３はＰＴＦ
Ｅであり、符号４は粒子間空隙である。
【００１７】そして、上記のようにして得られた触媒組
成物によれば、連続気孔をもつ撥水性に優れたポーラス
ポリマー１を分散させたことにより、ガス流路を閉塞さ
せることなく、良好な撥水性を得ることができ、これに
より、白金表面が電解液によって覆われて水素ガスとの
接触が妨げられる、いわゆる「ぬれ」の発生を防止する
ことができる。つまり、この触媒組成物を用いた燃料電
池によれば、ガスの拡散性が高められ、触媒を常に効率
よくかつ均一に活性させることができ、能率良く電力の
取り出しを行うことができる。
成物によれば、連続気孔をもつ撥水性に優れたポーラス
ポリマー１を分散させたことにより、ガス流路を閉塞さ
せることなく、良好な撥水性を得ることができ、これに
より、白金表面が電解液によって覆われて水素ガスとの
接触が妨げられる、いわゆる「ぬれ」の発生を防止する
ことができる。つまり、この触媒組成物を用いた燃料電
池によれば、ガスの拡散性が高められ、触媒を常に効率
よくかつ均一に活性させることができ、能率良く電力の
取り出しを行うことができる。
【００１８】なお、ガスの拡散性の良好な三相界面を得
るには、重量比でポーラスポリマー１を５〜４０％、触
媒成分としてのカーボン−白金２を４０〜９０％、結着
剤としてのＰＴＦＥ３を５〜２０％程度で混合し、上記
触媒層を造る。また、可能な限り、結着剤のＰＴＦＥ３
の比率を下げ、ポーラスポリマー１の比率を上げること
により、ガス拡散性に優れた触媒層ができる。
るには、重量比でポーラスポリマー１を５〜４０％、触
媒成分としてのカーボン−白金２を４０〜９０％、結着
剤としてのＰＴＦＥ３を５〜２０％程度で混合し、上記
触媒層を造る。また、可能な限り、結着剤のＰＴＦＥ３
の比率を下げ、ポーラスポリマー１の比率を上げること
により、ガス拡散性に優れた触媒層ができる。
【００１９】連続気孔をもつ撥水性ポーラスポリマー１
としては、水との接触角が９０°以上のものが望まし
く、気孔径としては平均気孔径で１００Å以上のものが
望ましい。なお、気孔径は、大きい程ガスの拡散は良く
なるが、製造上の困難さから最大１０００Å程度であ
る。また、粒子径としては、０.１〜１０μm程度の微粉
のものが望ましい。
としては、水との接触角が９０°以上のものが望まし
く、気孔径としては平均気孔径で１００Å以上のものが
望ましい。なお、気孔径は、大きい程ガスの拡散は良く
なるが、製造上の困難さから最大１０００Å程度であ
る。また、粒子径としては、０.１〜１０μm程度の微粉
のものが望ましい。
【００２０】これらの撥水性ポーラスポリマー１は、乳
化重合や懸濁重合の従来からの製造技術にて製造するこ
とができる。また、さらに粒径が細かい微粉のものが必
要な場合は、数十μmの粗粉を、必要な粒径に解砕して
使用することもできる。撥水性ポーラスポリマー１は具
体的には、ジビニルベンゼン重合体、スチレンジビニル
ベンゼン共重合体、アルキルスチレン−ジビニルベンゼ
ン共重合体、フッ化スチレン−ジビニルベンゼン共重合
体等であり、液体クロマト用充填剤として市販されてい
るものもある。
化重合や懸濁重合の従来からの製造技術にて製造するこ
とができる。また、さらに粒径が細かい微粉のものが必
要な場合は、数十μmの粗粉を、必要な粒径に解砕して
使用することもできる。撥水性ポーラスポリマー１は具
体的には、ジビニルベンゼン重合体、スチレンジビニル
ベンゼン共重合体、アルキルスチレン−ジビニルベンゼ
ン共重合体、フッ化スチレン−ジビニルベンゼン共重合
体等であり、液体クロマト用充填剤として市販されてい
るものもある。
【００２１】
【実施例】次に、実施例を説明する。 （ポーラスポリマーの製造）ポーラスポリマーのモノマ
ーとして、ＤＶＢ（ジビニルベンゼン純度５６％）を１
００部、パラフィンを８０部、トルエンを１００部それ
ぞれ用意し、これらをビーカーに採り、重合開始剤とし
て過酸化ベンゾイル１部を溶解させ、モノマー混液とす
る。
ーとして、ＤＶＢ（ジビニルベンゼン純度５６％）を１
００部、パラフィンを８０部、トルエンを１００部それ
ぞれ用意し、これらをビーカーに採り、重合開始剤とし
て過酸化ベンゾイル１部を溶解させ、モノマー混液とす
る。
【００２２】次に、温水１リットルにポリビニルアルコ
ール２０gを溶解し、この中にモノマー混液を分散懸濁
させ、次いで、高速撹拌機によって５０００rpmにて、
３時間分散させ、モノマー混液を微細液滴とする。その
後、回転数を、２００rpmに下げ、液を９０℃まで加温
し、８時間重合を行う。重合終了後、熱水によってポリ
ビニルアルコールを洗浄し、次いで、アセトン、トルエ
ンによってポリマービーズを洗浄し、その後、乾燥する
ことによりポーラスポリマービーズが得られる。
ール２０gを溶解し、この中にモノマー混液を分散懸濁
させ、次いで、高速撹拌機によって５０００rpmにて、
３時間分散させ、モノマー混液を微細液滴とする。その
後、回転数を、２００rpmに下げ、液を９０℃まで加温
し、８時間重合を行う。重合終了後、熱水によってポリ
ビニルアルコールを洗浄し、次いで、アセトン、トルエ
ンによってポリマービーズを洗浄し、その後、乾燥する
ことによりポーラスポリマービーズが得られる。
【００２３】（電極の製造）上記懸濁重合法により得ら
れ、洗浄、乾燥の終了したポーラスポリマー（スチレン
−ジビニルベンゼン共重合体、粒子平均径２.９μm、平
均気孔径１５００Å）１０g、カーボン−白金触媒３０g
を採り、イソプロパノール６０gを加えて混合し、分散
させる。これにＰＴＦＥ乳化液（ＰＴＦＥとして１０
g）を加えて混合し、ペースト状となるまで溶媒を減圧
にて蒸発させ、この触媒組成物を電極基板上に塗布し、
１２０℃で減圧乾燥した後、プレス成形し、窒素気流中
で３２０℃まで昇温、加熱処理を行い電極を造る。
れ、洗浄、乾燥の終了したポーラスポリマー（スチレン
−ジビニルベンゼン共重合体、粒子平均径２.９μm、平
均気孔径１５００Å）１０g、カーボン−白金触媒３０g
を採り、イソプロパノール６０gを加えて混合し、分散
させる。これにＰＴＦＥ乳化液（ＰＴＦＥとして１０
g）を加えて混合し、ペースト状となるまで溶媒を減圧
にて蒸発させ、この触媒組成物を電極基板上に塗布し、
１２０℃で減圧乾燥した後、プレス成形し、窒素気流中
で３２０℃まで昇温、加熱処理を行い電極を造る。
【００２４】なお、比較例として、カーボン−白金触媒
３０gを採り、これにＰＴＦＥ乳化液（ＰＴＦＥとして
２０g）を加えて良く混合し、良く分散するように界面
活性剤の働きをするイソプロパノールを少量添加し、混
合、分散した後、ペースト状となるまで溶媒を減らし上
記と同様に処理し、比較用の電極触媒を造った。白金量
は、０.５mg/cm2として同一にした。
３０gを採り、これにＰＴＦＥ乳化液（ＰＴＦＥとして
２０g）を加えて良く混合し、良く分散するように界面
活性剤の働きをするイソプロパノールを少量添加し、混
合、分散した後、ペースト状となるまで溶媒を減らし上
記と同様に処理し、比較用の電極触媒を造った。白金量
は、０.５mg/cm2として同一にした。
【００２５】図２に、本発明の触媒組成物を有する電極
を用いた燃料電池及び比較例として製造した電極を用い
た燃料電池のそれぞれの出力電圧特性を示す。なお、図
中（Ａ）は、本発明の触媒組成物を有する電極を用いた
燃料電池の出力電圧特性であり、図中（Ｂ）は、比較例
として製造した電極を用いた燃料電池の出力電圧特性で
ある。この図からも、ポーラスポリマーを分散させた本
発明の触媒の方が、ポーラスポリマーが含まれていない
従来タイプの触媒と比較して、高い電圧を出力している
ことが明らかである。
を用いた燃料電池及び比較例として製造した電極を用い
た燃料電池のそれぞれの出力電圧特性を示す。なお、図
中（Ａ）は、本発明の触媒組成物を有する電極を用いた
燃料電池の出力電圧特性であり、図中（Ｂ）は、比較例
として製造した電極を用いた燃料電池の出力電圧特性で
ある。この図からも、ポーラスポリマーを分散させた本
発明の触媒の方が、ポーラスポリマーが含まれていない
従来タイプの触媒と比較して、高い電圧を出力している
ことが明らかである。
【００２６】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の燃料電
池用触媒組成物及びその製造方法によれば、下記の効果
を得ることができる。請求項１または請求項２記載の燃
料電池用触媒組成物によれば、連続気孔をもつ撥水性に
優れたポーラスポリマーを分散させたことにより、ガス
流路を閉塞させることなく、良好な撥水性を得ることが
でき、貴金属触媒の表面が電解質によって覆われてガス
との接触が妨げられる、いわゆる「ぬれ」の発生を防止
することができる。つまり、ガスの拡散性が高められ、
触媒を常に効率よくかつ均一に活性化させることがで
き、能率良く電力の取り出しを行うことができる。
池用触媒組成物及びその製造方法によれば、下記の効果
を得ることができる。請求項１または請求項２記載の燃
料電池用触媒組成物によれば、連続気孔をもつ撥水性に
優れたポーラスポリマーを分散させたことにより、ガス
流路を閉塞させることなく、良好な撥水性を得ることが
でき、貴金属触媒の表面が電解質によって覆われてガス
との接触が妨げられる、いわゆる「ぬれ」の発生を防止
することができる。つまり、ガスの拡散性が高められ、
触媒を常に効率よくかつ均一に活性化させることがで
き、能率良く電力の取り出しを行うことができる。
【００２７】請求項３または請求項４記載の燃料電池用
触媒組成物の製造方法によれば、連続気孔を持つ撥水性
に優れたポーラスポリマーが分散されて、良好な撥水性
が確保された触媒組成物を製造することができる。そし
て、このように製造された触媒組成物を電極に用いるこ
とにより、貴金属触媒の表面が電解質によって覆われて
ガスとの接触が妨げられる、いわゆる「ぬれ」の発生が
防止される。つまり、ガスの拡散性が高められ、触媒が
常に効率よくかつ均一に活性化されて、能率良く電力の
取り出しが行える高性能な燃料電池とすることができ
る。
触媒組成物の製造方法によれば、連続気孔を持つ撥水性
に優れたポーラスポリマーが分散されて、良好な撥水性
が確保された触媒組成物を製造することができる。そし
て、このように製造された触媒組成物を電極に用いるこ
とにより、貴金属触媒の表面が電解質によって覆われて
ガスとの接触が妨げられる、いわゆる「ぬれ」の発生が
防止される。つまり、ガスの拡散性が高められ、触媒が
常に効率よくかつ均一に活性化されて、能率良く電力の
取り出しが行える高性能な燃料電池とすることができ
る。
【図１】 本発明の実施の形態の燃料電池用触媒組成物
の構造を説明する触媒組成物の模式図である。
の構造を説明する触媒組成物の模式図である。
【図２】 本発明の燃料電池用触媒組成物及び従来タイ
プの触媒のそれぞれの出力電圧特性を示すグラフ図であ
る。
プの触媒のそれぞれの出力電圧特性を示すグラフ図であ
る。
１ ポーラスポリマー ２ カーボン−白金触媒（貴金属触媒を担持したカーボ
ン粉末） ３ ＰＴＦＥ（フッ素系樹脂からなる結着剤） ４ 粒子間空隙
ン粉末） ３ ＰＴＦＥ（フッ素系樹脂からなる結着剤） ４ 粒子間空隙
Claims (4)
- 【請求項１】 電解質を挟んで設けられた電極の背面に
ガスを接触させることにより、電解質とガスとの電気化
学反応によって電気エネルギーを発生させる燃料電池の
前記電極に設けられる燃料電池用触媒組成物であって、 貴金属触媒を担持したカーボン粉末と、フッ素系樹脂か
らなる結着剤と、連続気孔を有したポーラスポリマーと
を具備することを特徴とする燃料電池用触媒組成物。 - 【請求項２】 前記ポーラスポリマーは、ジビニルベン
ゼン重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ア
ルキルスチレン−ジビニルベンゼン共重合体またはフッ
化スチレン−ジビニルベンゼン共重合体であることを特
徴とする請求項１記載の燃料電池用触媒組成物。 - 【請求項３】 電解質を挟んで設けられた電極の背面に
ガスを接触させることにより、電解質とガスとの電気化
学反応によって電気エネルギーを発生させる燃料電池の
前記電極に設けられる燃料電池用触媒組成物の製造方法
であって、 連続気孔を有したポーラスポリマーと貴金属触媒を担持
したカーボン粉末とを混練し、さらにフッ素系樹脂から
なる結着剤を混合させて分散させた後、加熱処理を施す
ことを特徴とする燃料電池用触媒組成物の製造方法。 - 【請求項４】 前記ポーラスポリマーとして、ジビニル
ベンゼン重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合
体、アルキルスチレン−ジビニルベンゼン共重合体また
はフッ化スチレン−ジビニルベンゼン共重合体を用いる
ことを特徴とする請求項３記載の燃料電池用触媒組成物
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10276172A JP2000106194A (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | 燃料電池用触媒組成物及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10276172A JP2000106194A (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | 燃料電池用触媒組成物及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000106194A true JP2000106194A (ja) | 2000-04-11 |
Family
ID=17565738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10276172A Withdrawn JP2000106194A (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | 燃料電池用触媒組成物及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000106194A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7378450B2 (en) | 2001-12-27 | 2008-05-27 | University Of Connecticut | Aerogel and metallic compositions |
-
1998
- 1998-09-29 JP JP10276172A patent/JP2000106194A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7378450B2 (en) | 2001-12-27 | 2008-05-27 | University Of Connecticut | Aerogel and metallic compositions |
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|---|---|---|---|
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