JP2000243406A - 燃料電池用の電極およびその製造方法並びに燃料電池 - Google Patents
燃料電池用の電極およびその製造方法並びに燃料電池Info
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 カソード反応を促進して燃料電池から高出力
を取り出す。 【解決手段】 カソード３０を白金粒子３３と二酸化チ
タン粒子３４とを担持するカーボン粒子３２により形成
し、電解質膜２２とアノード２４とにより燃料電池の単
位セルを構成する。アノード２４とカソード３０とにそ
れぞれ水素と酸素とを含有する燃料を供給して発電する
際に、カソード３０に波長が４１０ｎｍ以下の紫外線を
照射する。二酸化チタンは、紫外線を照射することによ
りカソード反応（２Ｈ+＋２ｅ-＋（１／２）Ｏ2→Ｈ
2Ｏ）に対して白金の助触媒として活性化し、カソード
反応を促進する。この結果、燃料電池から高出力を取り
出すことができる。
を取り出す。 【解決手段】 カソード３０を白金粒子３３と二酸化チ
タン粒子３４とを担持するカーボン粒子３２により形成
し、電解質膜２２とアノード２４とにより燃料電池の単
位セルを構成する。アノード２４とカソード３０とにそ
れぞれ水素と酸素とを含有する燃料を供給して発電する
際に、カソード３０に波長が４１０ｎｍ以下の紫外線を
照射する。二酸化チタンは、紫外線を照射することによ
りカソード反応（２Ｈ+＋２ｅ-＋（１／２）Ｏ2→Ｈ
2Ｏ）に対して白金の助触媒として活性化し、カソード
反応を促進する。この結果、燃料電池から高出力を取り
出すことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池用の電極
およびその製造方法並びに燃料電池に関し、詳しくは、
水素と酸素とを燃料として発電する燃料電池に用いられ
る電極およびその製造方法並びに水素と酸素とを燃料と
して発電する燃料電池に関する。
およびその製造方法並びに燃料電池に関し、詳しくは、
水素と酸素とを燃料として発電する燃料電池に用いられ
る電極およびその製造方法並びに水素と酸素とを燃料と
して発電する燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の燃料電池用の電極として
は、白金または白金グラファイトからなる電極基体表面
に二酸化イリジウム（ＩｒＯ2）からなる電極活性化物
質層を備える酸素反応用の電極が提案されている（特許
第２５２０２６６号など）。この電極は、イリジウムが
酸素分子の吸着能に優れていることや二酸化イリジウム
が構造変化や反応による組成変化に極めて強いこと、更
に４価のイリジウムイオンが強い電子受容性をもつこと
に基づき、電極表面に二酸化イリジウムの層を持つこと
により、次式（１）および式（２）に示す燃料電池の電
極反応のうち式（２）の平衡状態における酸素平衡電位
を理論値に近いものとして燃料電池の起電力を高めるこ
とができるとされている。
は、白金または白金グラファイトからなる電極基体表面
に二酸化イリジウム（ＩｒＯ2）からなる電極活性化物
質層を備える酸素反応用の電極が提案されている（特許
第２５２０２６６号など）。この電極は、イリジウムが
酸素分子の吸着能に優れていることや二酸化イリジウム
が構造変化や反応による組成変化に極めて強いこと、更
に４価のイリジウムイオンが強い電子受容性をもつこと
に基づき、電極表面に二酸化イリジウムの層を持つこと
により、次式（１）および式（２）に示す燃料電池の電
極反応のうち式（２）の平衡状態における酸素平衡電位
を理論値に近いものとして燃料電池の起電力を高めるこ
とができるとされている。
【０００３】 アノード反応（燃料極） Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ- （１） カソード反応（酸素極） ２Ｈ+＋２ｅ-＋（１／２）Ｏ2→Ｈ2Ｏ （２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た電極では、燃料電池から高出力を取り出すことができ
ないといった問題があった。二酸化イリジウムは酸素分
子の吸着能を高めるが、それ自体が上述の式（２）の反
応を促進するものではないから、燃料電池から高出力を
取り出さないときには燃料電池の起電力を理論値に近づ
けることができても、燃料電池から高出力を取り出そう
とすると燃料電池の放電電圧が低くなって高出力を取り
出すことができない。
た電極では、燃料電池から高出力を取り出すことができ
ないといった問題があった。二酸化イリジウムは酸素分
子の吸着能を高めるが、それ自体が上述の式（２）の反
応を促進するものではないから、燃料電池から高出力を
取り出さないときには燃料電池の起電力を理論値に近づ
けることができても、燃料電池から高出力を取り出そう
とすると燃料電池の放電電圧が低くなって高出力を取り
出すことができない。
【０００５】本発明の燃料電池用の電極は、上述の式
（２）のカソード反応を促進する電極を提供することを
目的の一つとし、燃料電池から高出力を取り出すことが
可能な電極を提供することを目的の一つとする。また、
本発明の燃料電池用の電極の製造方法は、上述の式
（２）のカソード反応を促進する電極の製造方法を提供
することを目的とする。本発明の燃料電池は、高出力を
取り出すことを目的の一つとする。
（２）のカソード反応を促進する電極を提供することを
目的の一つとし、燃料電池から高出力を取り出すことが
可能な電極を提供することを目的の一つとする。また、
本発明の燃料電池用の電極の製造方法は、上述の式
（２）のカソード反応を促進する電極の製造方法を提供
することを目的とする。本発明の燃料電池は、高出力を
取り出すことを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の燃料電池用の電極およびその製造方法並びに燃料
電池は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために
以下の手段を採った。
発明の燃料電池用の電極およびその製造方法並びに燃料
電池は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために
以下の手段を採った。
【０００７】本発明の燃料電池用の電極は、水素と酸素
とを燃料として発電する燃料電池に用いられる電極であ
って、貴金属系の金属からなる触媒と、光を照射するこ
とにより活性化する光触媒とを備えることを要旨とす
る。
とを燃料として発電する燃料電池に用いられる電極であ
って、貴金属系の金属からなる触媒と、光を照射するこ
とにより活性化する光触媒とを備えることを要旨とす
る。
【０００８】この本発明の燃料電池用の電極では、光を
照射することにより活性化する光触媒が上述の式（２）
のカソード反応の助触媒として作用することにより、こ
のカソード反応を促進することができる。なお、「貴金
属系の金属」には、白金などの貴金属が含まれることは
勿論、白金などの貴金属と他の金属との合金も含まれ
る。
照射することにより活性化する光触媒が上述の式（２）
のカソード反応の助触媒として作用することにより、こ
のカソード反応を促進することができる。なお、「貴金
属系の金属」には、白金などの貴金属が含まれることは
勿論、白金などの貴金属と他の金属との合金も含まれ
る。
【０００９】こうした本発明の燃料電池用の電極におい
て、前記光触媒は、二酸化チタン（ＴｉＯ2）であるも
のとすることもできる。この態様の本発明の燃料電池用
の電極において、前記光は紫外線であるものとすること
もできる。
て、前記光触媒は、二酸化チタン（ＴｉＯ2）であるも
のとすることもできる。この態様の本発明の燃料電池用
の電極において、前記光は紫外線であるものとすること
もできる。
【００１０】本発明の燃料電池用の電極の製造方法は、
水素と酸素とを燃料として発電する燃料電池に用いられ
る電極の製造方法であって、貴金属系の金属を担体に担
持させる貴金属系金属担持工程と、光を照射することに
より活性化する光触媒を前記担体に担持させる光触媒担
持工程とを備えることを要旨とする。
水素と酸素とを燃料として発電する燃料電池に用いられ
る電極の製造方法であって、貴金属系の金属を担体に担
持させる貴金属系金属担持工程と、光を照射することに
より活性化する光触媒を前記担体に担持させる光触媒担
持工程とを備えることを要旨とする。
【００１１】この本発明の燃料電池用の電極の製造方法
では、貴金属系の金属と光を照射することにより活性化
する光触媒とを担持する電極を製造することができる。
ここで、光触媒担持工程は、貴金属系金属担持工程の前
に行なってもよく、貴金属系金属担持工程の後に行なっ
てもよい。また、貴金属系金属担持工程と光触媒担持工
程とは、電極の形状に形成された担体に対して行なって
もよく、電極の形状に形成されていない担体に対して行
なってもよい。なお、「貴金属系の金属」の意味は、本
発明の燃料電池用の電極における「貴金属系の金属」の
意味と同様である。
では、貴金属系の金属と光を照射することにより活性化
する光触媒とを担持する電極を製造することができる。
ここで、光触媒担持工程は、貴金属系金属担持工程の前
に行なってもよく、貴金属系金属担持工程の後に行なっ
てもよい。また、貴金属系金属担持工程と光触媒担持工
程とは、電極の形状に形成された担体に対して行なって
もよく、電極の形状に形成されていない担体に対して行
なってもよい。なお、「貴金属系の金属」の意味は、本
発明の燃料電池用の電極における「貴金属系の金属」の
意味と同様である。
【００１２】本発明の燃料電池は、水素と酸素とを燃料
として発電する燃料電池であって、前記酸素が供給され
る酸素側電極として本発明の燃料電池用の電極を備える
ことを要旨とする。
として発電する燃料電池であって、前記酸素が供給され
る酸素側電極として本発明の燃料電池用の電極を備える
ことを要旨とする。
【００１３】この本発明の燃料電池では、本発明の燃料
電池用の電極を備えることにより、上述の式（２）のカ
ソード反応が促進されるから、燃料電池から高出力を取
り出すことができる。
電池用の電極を備えることにより、上述の式（２）のカ
ソード反応が促進されるから、燃料電池から高出力を取
り出すことができる。
【００１４】こうした本発明の燃料電池において、前記
酸素側電極に光を照射する光照射手段を備えるものとす
ることもできる。こうすれば、光照射手段で酸素側電極
に光を照射することにより、光触媒を十分に作用させる
ことができる。この結果、燃料電池から高出力を取り出
すことができる。
酸素側電極に光を照射する光照射手段を備えるものとす
ることもできる。こうすれば、光照射手段で酸素側電極
に光を照射することにより、光触媒を十分に作用させる
ことができる。この結果、燃料電池から高出力を取り出
すことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図１は本発明の一実施例である燃
料電池２０の単位セル２１の構成の概略を示す構成図で
あり、図２は単位セル２１を構成する電解質膜２２，ア
ノード２４およびカソード３０を模式的に拡大して示す
模式図である。図１に示すように、単位セル２１は、電
解質膜２２と、この電解質膜２２を挟持する二つの電極
としてのアノード２４およびカソード３０と、アノード
２４やカソード３０に燃料としての水素を含有する燃料
ガスや酸素を含有する酸化ガスを供給するガス拡散電極
３６，３８と、単位セル２１の隔壁をなすと共に燃料ガ
スや酸化ガスの供給流路４３，４５を形成するセパレー
タ４０と、カソード３０に紫外線を照射する紫外線照射
部材４７とを備える。なお、燃料電池２０は、この単位
セル２１を複数積層して構成されている。
例を用いて説明する。図１は本発明の一実施例である燃
料電池２０の単位セル２１の構成の概略を示す構成図で
あり、図２は単位セル２１を構成する電解質膜２２，ア
ノード２４およびカソード３０を模式的に拡大して示す
模式図である。図１に示すように、単位セル２１は、電
解質膜２２と、この電解質膜２２を挟持する二つの電極
としてのアノード２４およびカソード３０と、アノード
２４やカソード３０に燃料としての水素を含有する燃料
ガスや酸素を含有する酸化ガスを供給するガス拡散電極
３６，３８と、単位セル２１の隔壁をなすと共に燃料ガ
スや酸化ガスの供給流路４３，４５を形成するセパレー
タ４０と、カソード３０に紫外線を照射する紫外線照射
部材４７とを備える。なお、燃料電池２０は、この単位
セル２１を複数積層して構成されている。
【００１６】電解質膜２２は、高分子材料、例えばフッ
素系樹脂により形成されたイオン交換膜であり、湿潤状
態で良好なプロトン導電性を示す。実施例では、電解質
膜２２としてＤｕＰｏｎｔ社製のＮａｆｉｏｎ １２２
を用いた。
素系樹脂により形成されたイオン交換膜であり、湿潤状
態で良好なプロトン導電性を示す。実施例では、電解質
膜２２としてＤｕＰｏｎｔ社製のＮａｆｉｏｎ １２２
を用いた。
【００１７】アノード２４は、図２に示すように、粒径
が１０〜２００ｎｍの白金粒子２７と同じく粒径が１０
〜２００ｎｍのルテニウム粒子２８とを担持するカーボ
ン粒子２６により構成されており、電解質膜２２と一体
のものとして形成されている。
が１０〜２００ｎｍの白金粒子２７と同じく粒径が１０
〜２００ｎｍのルテニウム粒子２８とを担持するカーボ
ン粒子２６により構成されており、電解質膜２２と一体
のものとして形成されている。
【００１８】カソード３０は、粒径が１０〜２００ｎｍ
の白金粒子３３と同じく粒径が１０〜２００ｎｍの光触
媒としての二酸化チタン粒子３４とを担持するカーボン
粒子３２により構成されており、電解質膜２２と一体の
ものとして形成されている。二酸化チタンは、波長が４
１０ｎｍ以下の紫外線を照射することにより前述の式
（２）のカソード反応に対して助触媒として活性化し、
カソード反応を促進する。なお、実施例では、カーボン
粒子３２に対して白金粒子３３を６０ｗｔ％担持すると
共にカーボン粒子３２に対して二酸化チタン粒子３４を
１５ｗｔ％担持した。単位面積あたりの質量に換算する
と、白金が０．５ｍｇ／ｃｍ2で二酸化チタンが０．１
〜０．２ｍｇ／ｃｍ2となるようにした。
の白金粒子３３と同じく粒径が１０〜２００ｎｍの光触
媒としての二酸化チタン粒子３４とを担持するカーボン
粒子３２により構成されており、電解質膜２２と一体の
ものとして形成されている。二酸化チタンは、波長が４
１０ｎｍ以下の紫外線を照射することにより前述の式
（２）のカソード反応に対して助触媒として活性化し、
カソード反応を促進する。なお、実施例では、カーボン
粒子３２に対して白金粒子３３を６０ｗｔ％担持すると
共にカーボン粒子３２に対して二酸化チタン粒子３４を
１５ｗｔ％担持した。単位面積あたりの質量に換算する
と、白金が０．５ｍｇ／ｃｍ2で二酸化チタンが０．１
〜０．２ｍｇ／ｃｍ2となるようにした。
【００１９】ガス拡散電極３６，３８は、ガス透過性の
カーボンクロスにより形成されている。ガス拡散電極３
８は、光を照射すると、カーボン繊維の隙間から照射し
た光または反射光の一部がカソード３０に到達するよう
になっている。
カーボンクロスにより形成されている。ガス拡散電極３
８は、光を照射すると、カーボン繊維の隙間から照射し
た光または反射光の一部がカソード３０に到達するよう
になっている。
【００２０】セパレータ４０は、カーボンを圧縮して緻
密化しガス不透過とした緻密質カーボンにより形成され
ており、その一方の面にはガス拡散電極３６とにより燃
料ガスの供給流路４３を形成する複数のリブ４２が形成
されており、他方の面には同じくガス拡散電極３８とに
より酸化ガスの供給流路４５を形成する複数のリブ４４
が形成されている。燃料ガスや酸化ガスは、セパレータ
４０とガス拡散電極３６，３８とにより形成される供給
流路４３，４５からガス拡散電極３６，３８を介してア
ノード２４やカソード３０全体に供給される。なお、セ
パレータ４０のガス拡散電極３８と当接する面のリブ４
４の付け根付近には、紫外線照射部材４７を設置する溝
４６が形成されている。
密化しガス不透過とした緻密質カーボンにより形成され
ており、その一方の面にはガス拡散電極３６とにより燃
料ガスの供給流路４３を形成する複数のリブ４２が形成
されており、他方の面には同じくガス拡散電極３８とに
より酸化ガスの供給流路４５を形成する複数のリブ４４
が形成されている。燃料ガスや酸化ガスは、セパレータ
４０とガス拡散電極３６，３８とにより形成される供給
流路４３，４５からガス拡散電極３６，３８を介してア
ノード２４やカソード３０全体に供給される。なお、セ
パレータ４０のガス拡散電極３８と当接する面のリブ４
４の付け根付近には、紫外線照射部材４７を設置する溝
４６が形成されている。
【００２１】紫外線照射部材４７は、光ファイバーケー
ブルより形成された基幹ケーブル４８と、基幹ケーブル
４８から分岐してガス拡散電極３８に光を照射する光照
射部４９とを備える。基幹ケーブル４８には、図示しな
い紫外線供給部から波長が４０ｎｍ以下の光（紫外線）
が供給されており、光照射部４９からガス拡散電極３８
に紫外線を照射できるようになっている。前述したよう
に、ガス拡散電極３８は、光照射部４９から照射された
紫外線やその反射光の一部をカソード３０に透過するか
ら、光照射部４９から紫外線をガス拡散電極３８に対し
て照射すれば、照射した紫外線の一部がカソード３０に
到達し、カソード３０の二酸化チタン粒子３４を活性化
させる。
ブルより形成された基幹ケーブル４８と、基幹ケーブル
４８から分岐してガス拡散電極３８に光を照射する光照
射部４９とを備える。基幹ケーブル４８には、図示しな
い紫外線供給部から波長が４０ｎｍ以下の光（紫外線）
が供給されており、光照射部４９からガス拡散電極３８
に紫外線を照射できるようになっている。前述したよう
に、ガス拡散電極３８は、光照射部４９から照射された
紫外線やその反射光の一部をカソード３０に透過するか
ら、光照射部４９から紫外線をガス拡散電極３８に対し
て照射すれば、照射した紫外線の一部がカソード３０に
到達し、カソード３０の二酸化チタン粒子３４を活性化
させる。
【００２２】次に、本発明の一実施例としてのカソード
３０の製造の様子ついて説明する。図３は、電極として
のカソード３０の製造工程の一例を示す製造工程図であ
る。カソード３０の製造は、カーボン粒子３２へ白金粒
子３３を担持させる白金担持工程（工程Ｓ１０）と、カ
ーボン粒子３２へ二酸化チタン粒子３４を担持させる二
酸化チタン担持工程（工程Ｓ１２）と、カーボン粒子３
２を電極の形状に形成する電極形成工程（工程Ｓ２０）
とからなる。ここで、白金担持工程と二酸化チタン担持
工程は、いずれを先に行なってもよい。白金担持工程に
ついては周知であるから、その詳細な説明は省略する。
３０の製造の様子ついて説明する。図３は、電極として
のカソード３０の製造工程の一例を示す製造工程図であ
る。カソード３０の製造は、カーボン粒子３２へ白金粒
子３３を担持させる白金担持工程（工程Ｓ１０）と、カ
ーボン粒子３２へ二酸化チタン粒子３４を担持させる二
酸化チタン担持工程（工程Ｓ１２）と、カーボン粒子３
２を電極の形状に形成する電極形成工程（工程Ｓ２０）
とからなる。ここで、白金担持工程と二酸化チタン担持
工程は、いずれを先に行なってもよい。白金担持工程に
ついては周知であるから、その詳細な説明は省略する。
【００２３】二酸化チタン担持工程は、まず、硫酸チタ
ンの水溶液にカーボン粒子３２を浸漬して十分に分散す
る（工程Ｓ１４）。実施例では、超音波を照射してカー
ボン粒子３２を分散した。続いて、ｐＨ調整を行なって
カーボン粒子３２の表面に水酸化チタンを島状に析出さ
せる（工程Ｓ１６）。実施例では、ｐＨ調整は、水酸化
ナトリウムなどのアルカリ剤を用いて行なった。次に、
水酸化チタンが島状に析出したカーボン粒子３２を焼成
して水酸化チタンを酸化して二酸化チタン粒子３４とす
る。
ンの水溶液にカーボン粒子３２を浸漬して十分に分散す
る（工程Ｓ１４）。実施例では、超音波を照射してカー
ボン粒子３２を分散した。続いて、ｐＨ調整を行なって
カーボン粒子３２の表面に水酸化チタンを島状に析出さ
せる（工程Ｓ１６）。実施例では、ｐＨ調整は、水酸化
ナトリウムなどのアルカリ剤を用いて行なった。次に、
水酸化チタンが島状に析出したカーボン粒子３２を焼成
して水酸化チタンを酸化して二酸化チタン粒子３４とす
る。
【００２４】電極形成工程は、白金粒子３３と二酸化チ
タン粒子３４とを担持するカーボン粒子３２を電解質膜
２２の一方の面に塗布することにより行なう。実施例で
は、白金粒子３３と二酸化チタン粒子３４とを担持する
カーボン粒子３２をアルコールを溶媒としてインクを調
整し、調整したインクを電解質膜２２に塗布してカソー
ド３０を形成した。
タン粒子３４とを担持するカーボン粒子３２を電解質膜
２２の一方の面に塗布することにより行なう。実施例で
は、白金粒子３３と二酸化チタン粒子３４とを担持する
カーボン粒子３２をアルコールを溶媒としてインクを調
整し、調整したインクを電解質膜２２に塗布してカソー
ド３０を形成した。
【００２５】次に、こうして製造されたカソード３０を
用いた燃料電池２０の性能について説明する。図４は、
実施例の単位セル２１の性能を例示するグラフである。
図中、曲線Ａは実施例の単位セル２１の性能を示し、曲
線Ｂは比較例としてカソードに白金だけを担持した単位
セルの性能を示す。図示するように、実施例の単位セル
２１は、比較例の単位セルに比して高い性能を示し、単
位セル２１から高出力を取り出すことができる。
用いた燃料電池２０の性能について説明する。図４は、
実施例の単位セル２１の性能を例示するグラフである。
図中、曲線Ａは実施例の単位セル２１の性能を示し、曲
線Ｂは比較例としてカソードに白金だけを担持した単位
セルの性能を示す。図示するように、実施例の単位セル
２１は、比較例の単位セルに比して高い性能を示し、単
位セル２１から高出力を取り出すことができる。
【００２６】以上説明した実施例のカソード３０によれ
ば、光触媒としての二酸化チタンを担持することによ
り、前述の式（２）のカソード反応を促進することがで
きる。この結果、カーボン粒子３２に担持する白金の量
を低減できるから、カソード３０の製造コストを低減で
きる。実施例の燃料電池２０は、光触媒としての二酸化
チタンを担持するカソード３０を備えることにより、燃
料電池２０から高出力を取り出すことができる。また、
実施例の電極の製造方法によれば、白金と二酸化チタン
を担持する電極を製造することができる。
ば、光触媒としての二酸化チタンを担持することによ
り、前述の式（２）のカソード反応を促進することがで
きる。この結果、カーボン粒子３２に担持する白金の量
を低減できるから、カソード３０の製造コストを低減で
きる。実施例の燃料電池２０は、光触媒としての二酸化
チタンを担持するカソード３０を備えることにより、燃
料電池２０から高出力を取り出すことができる。また、
実施例の電極の製造方法によれば、白金と二酸化チタン
を担持する電極を製造することができる。
【００２７】実施例のカソード３０では、白金粒子３３
と二酸化チタン粒子３４とを担持するカーボン粒子３２
により成形したが、白金と二酸化チタンとを担持してい
ればよいから、例えば、カーボンクロスに白金と二酸化
チタンと担持させてカソードを形成するものとしてもよ
い。こうすれば、カソードがガス拡散電極を兼ねること
になるから、紫外線照射はカソードに直接行なうことが
できる。なお、この場合、電極の製造工程における電極
形成工程は、白金担持工程や二酸化チタン担持工程の前
に行なってもよく、両工程の間に行なっても差し支えな
い。
と二酸化チタン粒子３４とを担持するカーボン粒子３２
により成形したが、白金と二酸化チタンとを担持してい
ればよいから、例えば、カーボンクロスに白金と二酸化
チタンと担持させてカソードを形成するものとしてもよ
い。こうすれば、カソードがガス拡散電極を兼ねること
になるから、紫外線照射はカソードに直接行なうことが
できる。なお、この場合、電極の製造工程における電極
形成工程は、白金担持工程や二酸化チタン担持工程の前
に行なってもよく、両工程の間に行なっても差し支えな
い。
【００２８】実施例の燃料電池２０では、紫外線をカソ
ード３０に照射するのに光ファイバーケーブルを用いた
が、他の手法により照射するものとしてもよい。例え
ば、セパレータ４０のガス拡散電極３８と当接する面の
一部を光透過性の部材により形成し、この部材に外部か
ら紫外線を照射するものとしたり、紫外線を発光する微
粒子などを酸化ガスに混入するものとしたりしてもよ
い。
ード３０に照射するのに光ファイバーケーブルを用いた
が、他の手法により照射するものとしてもよい。例え
ば、セパレータ４０のガス拡散電極３８と当接する面の
一部を光透過性の部材により形成し、この部材に外部か
ら紫外線を照射するものとしたり、紫外線を発光する微
粒子などを酸化ガスに混入するものとしたりしてもよ
い。
【００２９】実施例の燃料電池２０では、固体高分子型
燃料電池として構成したが、他の燃料電池、例えばリン
酸型燃料電池として構成してもよい。
燃料電池として構成したが、他の燃料電池、例えばリン
酸型燃料電池として構成してもよい。
【００３０】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
【図１】 本発明の一実施例である燃料電池２０の単位
セル２１の構成の概略を示す構成図である。
セル２１の構成の概略を示す構成図である。
【図２】 実施例の単位セル２１を構成する電解質膜２
２，アノード２４およびカソード３０を模式的に拡大し
て示す模式図である。
２，アノード２４およびカソード３０を模式的に拡大し
て示す模式図である。
【図３】 実施例の電極としてのカソード３０の製造工
程の一例を示す製造工程図である。
程の一例を示す製造工程図である。
【図４】 実施例の単位セル２１の性能と従来例の単位
セルの性能を例示するグラフである。
セルの性能を例示するグラフである。
２０ 燃料電池、２１ 単位セル、２２ 電解質膜、２
４ アノード、２６カーボン粒子、２７ 白金粒子、２
８ ルテニウム粒子、３０ カソード、３２カーボン粒
子、３３ 白金粒子、３４ 二酸化チタン粒子、３６，
３８ ガス拡散電極、４０ セパレータ、４２，４４
リブ、４３，４５ 供給流路、４６溝、４７ 紫外線照
射部材、４８ 基幹ケーブル、４９ 光照射部。
４ アノード、２６カーボン粒子、２７ 白金粒子、２
８ ルテニウム粒子、３０ カソード、３２カーボン粒
子、３３ 白金粒子、３４ 二酸化チタン粒子、３６，
３８ ガス拡散電極、４０ セパレータ、４２，４４
リブ、４３，４５ 供給流路、４６溝、４７ 紫外線照
射部材、４８ 基幹ケーブル、４９ 光照射部。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H018 AA02 AS01 AS03 BB01 BB05 BB17 EE03 EE05 EE12 5H026 AA02 BB01 BB03 BB10 CC03 CC04 CX04 EE02 EE05 EE12
Claims (7)
- 【請求項１】 水素と酸素とを燃料として発電する燃料
電池に用いられる電極であって、 貴金属系の金属からなる触媒と、 光を照射することにより活性化する光触媒とを備える電
極。 - 【請求項２】 前記光触媒は、二酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ2）である請求項１記載の電極。 - 【請求項３】 前記光は紫外線である請求項２記載の電
極。 - 【請求項４】 前記貴金属系の金属は白金系の金属であ
る請求項１ないし３いずれか記載の電極。 - 【請求項５】 水素と酸素とを燃料として発電する燃料
電池に用いられる電極の製造方法であって、 貴金属系の金属を担体に担持させる貴金属系金属担持工
程と、 光を照射することにより活性化する光触媒を前記担体に
担持させる光触媒担持工程とを備える電極の製造方法。 - 【請求項６】 水素と酸素とを燃料として発電する燃料
電池であって、 前記酸素が供給される酸素側電極として請求項１ないし
３いずれか記載の電極を備える燃料電池。 - 【請求項７】 前記酸素側電極に光を照射する光照射手
段を備える請求項４記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11042832A JP2000243406A (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 燃料電池用の電極およびその製造方法並びに燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11042832A JP2000243406A (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 燃料電池用の電極およびその製造方法並びに燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000243406A true JP2000243406A (ja) | 2000-09-08 |
Family
ID=12646953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11042832A Pending JP2000243406A (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 燃料電池用の電極およびその製造方法並びに燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000243406A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002041432A1 (en) * | 2000-11-14 | 2002-05-23 | Fullerene Usa, Inc. | Fuel cell |
| WO2005060038A1 (en) * | 2003-12-18 | 2005-06-30 | The Boc Group Plc | Fuel cell |
| JP2006193392A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Tokyo Institute Of Technology | 酸化物複合材料、その製造方法、電気化学デバイス、および酸化物複合材料を含む触媒 |
| JP2009152143A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Asahi Glass Co Ltd | 固体高分子形燃料電池用膜電極接合体および固体高分子形燃料電池用膜電極接合体の製造方法 |
| US20110081600A1 (en) * | 2007-05-18 | 2011-04-07 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Carbon-titanium oxide electrocatalyst supports for oxygen reduction in pem fuel cells |
-
1999
- 1999-02-22 JP JP11042832A patent/JP2000243406A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002041432A1 (en) * | 2000-11-14 | 2002-05-23 | Fullerene Usa, Inc. | Fuel cell |
| US6706431B2 (en) | 2000-11-14 | 2004-03-16 | Fullerene Usa, Inc. | Fuel cell |
| WO2005060038A1 (en) * | 2003-12-18 | 2005-06-30 | The Boc Group Plc | Fuel cell |
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| US20110081600A1 (en) * | 2007-05-18 | 2011-04-07 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Carbon-titanium oxide electrocatalyst supports for oxygen reduction in pem fuel cells |
| US8524415B2 (en) * | 2007-05-18 | 2013-09-03 | GM Global Technology Operations LLC | Carbon-titanium oxide electrocatalyst supports for oxygen reduction in PEM fuel cells |
| JP2009152143A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Asahi Glass Co Ltd | 固体高分子形燃料電池用膜電極接合体および固体高分子形燃料電池用膜電極接合体の製造方法 |
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