JP2003320249A - 金属担持触媒並びにその製造方法及びこれを利用する固体高分子電解質型燃料電池 - Google Patents
金属担持触媒並びにその製造方法及びこれを利用する固体高分子電解質型燃料電池Info
- Publication number
- JP2003320249A JP2003320249A JP2002129630A JP2002129630A JP2003320249A JP 2003320249 A JP2003320249 A JP 2003320249A JP 2002129630 A JP2002129630 A JP 2002129630A JP 2002129630 A JP2002129630 A JP 2002129630A JP 2003320249 A JP2003320249 A JP 2003320249A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- supported catalyst
- reducing agent
- carrier
- solvent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 活性金属を微細化および高分散化して高い活
性を発現できる金属担持触媒並びにその製造方法及び固
体高分子電解質型燃料電池を提供する。 【解決手段】 溶媒であるイオン交換水と還元剤である
エタノールとの混合溶液に担体であるケッチェンカーボ
ンを加えて分散させ、沸騰させて溶存酸素を十分に除去
した後、金属塩であるジニトロジアミン白金塩を添加し
て、加熱還流させることにより、Ｐｔイオンを還元し
て、Ｐｔコロイドをケッチェンカーボンに担持させた
後、冷却（室温）して濾過、洗浄、乾燥して、金属担持
触媒を製造する。
性を発現できる金属担持触媒並びにその製造方法及び固
体高分子電解質型燃料電池を提供する。 【解決手段】 溶媒であるイオン交換水と還元剤である
エタノールとの混合溶液に担体であるケッチェンカーボ
ンを加えて分散させ、沸騰させて溶存酸素を十分に除去
した後、金属塩であるジニトロジアミン白金塩を添加し
て、加熱還流させることにより、Ｐｔイオンを還元し
て、Ｐｔコロイドをケッチェンカーボンに担持させた
後、冷却（室温）して濾過、洗浄、乾燥して、金属担持
触媒を製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属担持触媒並び
にその製造方法及びこれを利用する固体高分子電解質型
燃料電池に関する。
にその製造方法及びこれを利用する固体高分子電解質型
燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体高分子電解質型燃料電池は、小型で
高い電流密度を取り出せることから、電気自動車、分散
電源、宇宙用電源等への利用が考えられている。この固
体高分子電解質型燃料電池の電極には、炭素からなる担
体に白金を主体とする活性金属を担持させた金属担持触
媒が使用されている。この金属担持触媒は、その性能が
活性金属の分散度に依存すると共に、同一担持量であれ
ば、表面積が大きいほど高くなる特性を有している。こ
のような金属担持触媒は、含浸法や吸着法を始めとし
て、金属コロイドをカーボンに担持させることにより、
製造されている。
高い電流密度を取り出せることから、電気自動車、分散
電源、宇宙用電源等への利用が考えられている。この固
体高分子電解質型燃料電池の電極には、炭素からなる担
体に白金を主体とする活性金属を担持させた金属担持触
媒が使用されている。この金属担持触媒は、その性能が
活性金属の分散度に依存すると共に、同一担持量であれ
ば、表面積が大きいほど高くなる特性を有している。こ
のような金属担持触媒は、含浸法や吸着法を始めとし
て、金属コロイドをカーボンに担持させることにより、
製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の金属担持触媒の製造方法においては、以
下のような問題があった。
たような従来の金属担持触媒の製造方法においては、以
下のような問題があった。
【０００４】（１）含浸法においては、活性金属が凝集
しやすいため、活性金属の粒子径が大きくなって、活性
金属の表面積が小さくなりやすく、活性を十分に発現し
にくくなってしまう。
しやすいため、活性金属の粒子径が大きくなって、活性
金属の表面積が小さくなりやすく、活性を十分に発現し
にくくなってしまう。
【０００５】（２）吸着法においては、不活性雰囲気ま
たは還元性雰囲気中で高温加熱処理（２５０〜３００
℃）するため、活性金属がシンタリングしやすく、上述
と同様に、活性金属の粒子径が大きくなって、活性を十
分に発現しにくくなってしまう。
たは還元性雰囲気中で高温加熱処理（２５０〜３００
℃）するため、活性金属がシンタリングしやすく、上述
と同様に、活性金属の粒子径が大きくなって、活性を十
分に発現しにくくなってしまう。
【０００６】（３）金属コロイドをカーボンに担持させ
る方法においては、例えば、白金水溶液に還元剤として
ヒドラジンやチオ硫酸塩を添加することにより、白金コ
ロイドを製造するようにしている。このとき、ヒドラジ
ンやチオ硫酸塩は、還元力が強いため、白金コロイドの
粒子の成長速度が速く、白金コロイドの粒径が大きくな
り、上述と同様に、活性金属の表面積が小さくなってし
まい、活性を十分に発現しにくくなってしまう。さら
に、チオ硫酸塩を用いると、硫黄や硫黄化合物が残存し
易いため、触媒の活性の低下を助長してしまう可能性が
ある。
る方法においては、例えば、白金水溶液に還元剤として
ヒドラジンやチオ硫酸塩を添加することにより、白金コ
ロイドを製造するようにしている。このとき、ヒドラジ
ンやチオ硫酸塩は、還元力が強いため、白金コロイドの
粒子の成長速度が速く、白金コロイドの粒径が大きくな
り、上述と同様に、活性金属の表面積が小さくなってし
まい、活性を十分に発現しにくくなってしまう。さら
に、チオ硫酸塩を用いると、硫黄や硫黄化合物が残存し
易いため、触媒の活性の低下を助長してしまう可能性が
ある。
【０００７】このようなことから、本発明は、活性金属
を微細化および高分散化して高い活性を発現できる金属
担持触媒並びにその製造方法及びこれを利用する固体高
分子電解質型燃料電池を提供することを目的とする。
を微細化および高分散化して高い活性を発現できる金属
担持触媒並びにその製造方法及びこれを利用する固体高
分子電解質型燃料電池を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、第一番目の発明による金属担持触媒は、金属塩
または金属錯体と有機酸からなる還元剤とを担体存在下
の溶媒中で混合することにより当該担体に金属コロイド
を担持させたものであることを特徴とする。
ための、第一番目の発明による金属担持触媒は、金属塩
または金属錯体と有機酸からなる還元剤とを担体存在下
の溶媒中で混合することにより当該担体に金属コロイド
を担持させたものであることを特徴とする。
【０００９】第二番目の発明による金属担持触媒は、第
一番目の発明において、前記溶媒が、溶存酸素を除去さ
れたものであることを特徴とする。
一番目の発明において、前記溶媒が、溶存酸素を除去さ
れたものであることを特徴とする。
【００１０】第三番目の発明による金属担持触媒は、第
一番目または第二番目の発明において、前記還元剤が、
アルコール類、フェノール類、クエン酸類、ケトン類、
アルデヒド類、カルボン酸類およびエーテル類から選ば
れる少なくとも一種類の有機酸からなることを特徴とす
る。
一番目または第二番目の発明において、前記還元剤が、
アルコール類、フェノール類、クエン酸類、ケトン類、
アルデヒド類、カルボン酸類およびエーテル類から選ば
れる少なくとも一種類の有機酸からなることを特徴とす
る。
【００１１】また、前述した課題を解決するための、第
四番目の発明による金属担持触媒の製造方法は、金属塩
または金属錯体と有機酸からなる還元剤とを担体存在下
の溶媒中で混合する金属触媒担持工程を行うことを特徴
とする。
四番目の発明による金属担持触媒の製造方法は、金属塩
または金属錯体と有機酸からなる還元剤とを担体存在下
の溶媒中で混合する金属触媒担持工程を行うことを特徴
とする。
【００１２】第五番目の発明による金属担持触媒の製造
方法は、第四番目の発明において、前記金属触媒担持工
程が、前記還元剤を前記担体存在下の前記溶媒中で混合
した後に、前記金属塩または前記金属錯体を混合するこ
とを特徴とする。
方法は、第四番目の発明において、前記金属触媒担持工
程が、前記還元剤を前記担体存在下の前記溶媒中で混合
した後に、前記金属塩または前記金属錯体を混合するこ
とを特徴とする。
【００１３】第六番目の発明による金属担持触媒の製造
方法は、第四番目または第五番目の発明において、前記
溶媒が、溶存酸素を除去されていることを特徴とする。
方法は、第四番目または第五番目の発明において、前記
溶媒が、溶存酸素を除去されていることを特徴とする。
【００１４】第七番目の発明による金属担持触媒の製造
方法は、第四番目から第六番目の発明のいずれかにおい
て、前記金属触媒担持工程が、３０〜１１０℃の温度範
囲で行われることを特徴とする。
方法は、第四番目から第六番目の発明のいずれかにおい
て、前記金属触媒担持工程が、３０〜１１０℃の温度範
囲で行われることを特徴とする。
【００１５】第八番目の発明による金属担持触媒の製造
方法は、第四番目から第七番目の発明のいずれかにおい
て、前記還元剤が、アルコール類、フェノール類、クエ
ン酸類、ケトン類、アルデヒド類、カルボン酸類および
エーテル類から選ばれる少なくとも一種類の有機酸から
なることを特徴とする。
方法は、第四番目から第七番目の発明のいずれかにおい
て、前記還元剤が、アルコール類、フェノール類、クエ
ン酸類、ケトン類、アルデヒド類、カルボン酸類および
エーテル類から選ばれる少なくとも一種類の有機酸から
なることを特徴とする。
【００１６】また、前述した課題を解決するための、第
九番目の発明による固体高分子電解質型燃料電池は、第
一番目から第三番目の発明のいずれかの金属担持触媒を
含んだ電極を有することを特徴とする。
九番目の発明による固体高分子電解質型燃料電池は、第
一番目から第三番目の発明のいずれかの金属担持触媒を
含んだ電極を有することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明による金属担持触媒並びに
その製造方法及びこれを利用する固体高分子電解質型燃
料電池の実施の形態を以下に説明するが、本発明は、以
下の実施の形態に限定されるものではない。
その製造方法及びこれを利用する固体高分子電解質型燃
料電池の実施の形態を以下に説明するが、本発明は、以
下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１８】本実施の形態にかかる金属担持触媒の製造
方法は、担体存在下の溶媒中で金属塩または金属錯体と
有機酸からなる還元剤とを混合する金属触媒担持工程を
行うことにより、金属担持触媒を製造する。これによ
り、金属塩または金属錯体が還元剤や担体の表面により
還元されて生成した金属コロイドを即時に担体に吸着担
持させることができる。このため、金属コロイドを大き
な粒径にすることなく微細な粒径（約１〜３ｎｍ）で担
体に担持させることができる。
方法は、担体存在下の溶媒中で金属塩または金属錯体と
有機酸からなる還元剤とを混合する金属触媒担持工程を
行うことにより、金属担持触媒を製造する。これによ
り、金属塩または金属錯体が還元剤や担体の表面により
還元されて生成した金属コロイドを即時に担体に吸着担
持させることができる。このため、金属コロイドを大き
な粒径にすることなく微細な粒径（約１〜３ｎｍ）で担
体に担持させることができる。
【００１９】ここで、担体存在下の溶媒中で金属塩また
は金属錯体と還元剤とを混合する際の添加順序は特に限
定されず、例えば、金属塩または金属錯体を溶媒に添加
して溶解した溶液に担体および還元剤を添加して混合し
たり、溶媒に還元剤を添加した溶液に担体および金属塩
または金属錯体を添加して混合したり、溶媒に担体を添
加して分散させた後に、金属塩または金属錯体と還元剤
とを同時に添加するようにすることも可能である。
は金属錯体と還元剤とを混合する際の添加順序は特に限
定されず、例えば、金属塩または金属錯体を溶媒に添加
して溶解した溶液に担体および還元剤を添加して混合し
たり、溶媒に還元剤を添加した溶液に担体および金属塩
または金属錯体を添加して混合したり、溶媒に担体を添
加して分散させた後に、金属塩または金属錯体と還元剤
とを同時に添加するようにすることも可能である。
【００２０】しかしながら、還元剤を担体存在下の前記
溶媒中で混合した後に、金属塩または金属錯体を混合す
るようにすれば、還元剤が分散した担体の表面全体で還
元剤により還元され、生成した金属コロイドを担体に即
時に担持させることができるようになり、金属塩または
金属錯体を余計に加熱することなく金属コロイドの微細
化および分散性をさらに向上させることができるので、
より好ましい結果を得ることができる。
溶媒中で混合した後に、金属塩または金属錯体を混合す
るようにすれば、還元剤が分散した担体の表面全体で還
元剤により還元され、生成した金属コロイドを担体に即
時に担持させることができるようになり、金属塩または
金属錯体を余計に加熱することなく金属コロイドの微細
化および分散性をさらに向上させることができるので、
より好ましい結果を得ることができる。
【００２１】なお、金属塩または金属錯体を担体存在下
の前記溶媒中で混合した後、濾過して残留物を乾燥して
から、当該残留物を還元剤と混合するようにすることも
可能である。
の前記溶媒中で混合した後、濾過して残留物を乾燥して
から、当該残留物を還元剤と混合するようにすることも
可能である。
【００２２】また、前記溶媒は、沸騰させて溶存酸素を
除去しておくと好ましい。なぜなら、前記溶媒中に溶存
酸素が含まれていると、酸化物が生成して、当該酸化物
により、金属コロイドが凝集しやすくなり、金属コロイ
ドの粒径が大きくなってしまうおそれがあるからであ
る。
除去しておくと好ましい。なぜなら、前記溶媒中に溶存
酸素が含まれていると、酸化物が生成して、当該酸化物
により、金属コロイドが凝集しやすくなり、金属コロイ
ドの粒径が大きくなってしまうおそれがあるからであ
る。
【００２３】また、前記金属触媒担持工程を３０〜１１
０℃（より好ましくは４０〜１１０℃）の温度範囲で行
うと、金属コロイドの生成反応速度を適切に保ちなが
ら、すなわち、還元による結晶成長を抑制しながら、金
属コロイドの生成を効率よく行うことができるので好ま
しい。
０℃（より好ましくは４０〜１１０℃）の温度範囲で行
うと、金属コロイドの生成反応速度を適切に保ちなが
ら、すなわち、還元による結晶成長を抑制しながら、金
属コロイドの生成を効率よく行うことができるので好ま
しい。
【００２４】前記金属触媒担持工程を終えたら、濾過し
て、濾過残物を洗浄して乾燥することにより、金属担持
触媒を取り出すことができる。
て、濾過残物を洗浄して乾燥することにより、金属担持
触媒を取り出すことができる。
【００２５】ここで、担体への金属コロイドの担持を確
実に行うため、前記金属触媒担持工程を終えた後、室温
下でさらに所定時間混合攪拌して、担体に金属コロイド
を吸着させてから、濾過して、洗浄、乾燥させるように
したり（液相吸着法）、前記金属触媒担持工程を終えた
後、攪拌しながら加熱して液状物を蒸発させて、固体分
を乾固させるようにする（蒸発乾固法）ことも可能であ
る。
実に行うため、前記金属触媒担持工程を終えた後、室温
下でさらに所定時間混合攪拌して、担体に金属コロイド
を吸着させてから、濾過して、洗浄、乾燥させるように
したり（液相吸着法）、前記金属触媒担持工程を終えた
後、攪拌しながら加熱して液状物を蒸発させて、固体分
を乾固させるようにする（蒸発乾固法）ことも可能であ
る。
【００２６】前記担体は、特に限定されることはなく、
目的とする触媒の組成に応じたものが使用される。具体
的には、例えば、多孔質物質（アルミナ、シリカ等）や
炭素系材料等を挙げることができる。ここで、炭素系材
料としては、黒鉛、カーボンブラック、導電性を有する
活性炭または活性炭素繊維、カーボンナノチューブ、カ
ーボンナノファイバ等を挙げることができる。
目的とする触媒の組成に応じたものが使用される。具体
的には、例えば、多孔質物質（アルミナ、シリカ等）や
炭素系材料等を挙げることができる。ここで、炭素系材
料としては、黒鉛、カーボンブラック、導電性を有する
活性炭または活性炭素繊維、カーボンナノチューブ、カ
ーボンナノファイバ等を挙げることができる。
【００２７】前記還元剤としては、アルコール類（例え
ばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール
等）、フェノール類（例えばヒドロキノン等）、クエン
酸類（例えばクエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、
クエン酸アンモニウム等）、アルデヒド類（例えばアセ
トアルデヒド等）、ケトン類（例えばアセトン、メチル
エチルケトン等）、カルボン酸類（例えば蟻酸、酢酸、
フマル酸、りんご酸、アスパラギン酸、琥珀酸等）およ
びエーテル類（例えばジメチルエーテル等）から選ばれ
る少なくとも一種類の有機酸からなることが好ましい。
ばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール
等）、フェノール類（例えばヒドロキノン等）、クエン
酸類（例えばクエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、
クエン酸アンモニウム等）、アルデヒド類（例えばアセ
トアルデヒド等）、ケトン類（例えばアセトン、メチル
エチルケトン等）、カルボン酸類（例えば蟻酸、酢酸、
フマル酸、りんご酸、アスパラギン酸、琥珀酸等）およ
びエーテル類（例えばジメチルエーテル等）から選ばれ
る少なくとも一種類の有機酸からなることが好ましい。
【００２８】前記金属コロイドは、特に限定されること
はなく、目的とする触媒の組成に応じたものにすればよ
い。例えば、固体高分子電解質型燃料電池用の電極の触
媒の場合には、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃｏ，
Ｓｎ，Ｃｕ，Ｆｅの金属コロイドが好ましく、特に、Ｐ
ｔコロイドがより好ましい。
はなく、目的とする触媒の組成に応じたものにすればよ
い。例えば、固体高分子電解質型燃料電池用の電極の触
媒の場合には、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃｏ，
Ｓｎ，Ｃｕ，Ｆｅの金属コロイドが好ましく、特に、Ｐ
ｔコロイドがより好ましい。
【００２９】前記金属塩としては、金属塩素化物（例え
ば塩化白金酸等）、金属硝酸塩化物等を挙げることがで
きる。
ば塩化白金酸等）、金属硝酸塩化物等を挙げることがで
きる。
【００３０】前記金属錯体としては、白金錯体（例えば
ジニトロジアミン白金塩等）等が挙げられる。
ジニトロジアミン白金塩等）等が挙げられる。
【００３１】前記溶媒としては、水または有機溶媒を使
用することができるが、特に、水や、エタノール等のア
ルコール系有機溶剤等のような親水性の溶媒を使用すれ
ば、金属塩や金属錯体や還元剤に対する溶解性が高くな
ることから、より好ましい結果が得られる。
用することができるが、特に、水や、エタノール等のア
ルコール系有機溶剤等のような親水性の溶媒を使用すれ
ば、金属塩や金属錯体や還元剤に対する溶解性が高くな
ることから、より好ましい結果が得られる。
【００３２】このように、本実施の形態によれば、担体
存在下の溶媒中で金属塩または金属錯体と有機酸とを混
合するので、金属コロイドの粒子結晶の成長を抑制する
ことができると共に、金属コロイドの微細化および分散
化を向上させることができる。
存在下の溶媒中で金属塩または金属錯体と有機酸とを混
合するので、金属コロイドの粒子結晶の成長を抑制する
ことができると共に、金属コロイドの微細化および分散
化を向上させることができる。
【００３３】すなわち、有機酸からなる還元剤は、従来
法で使用されているヒドラジンやチオ硫酸塩に比べて還
元力が弱いため、金属イオンの還元（例えば白金イオン
ではＰｔ4+→Ｐｔ0 ）を緩やかに進行させることがで
き、還元による金属コロイドの粒子結晶の成長を抑制す
ることができるのである。
法で使用されているヒドラジンやチオ硫酸塩に比べて還
元力が弱いため、金属イオンの還元（例えば白金イオン
ではＰｔ4+→Ｐｔ0 ）を緩やかに進行させることがで
き、還元による金属コロイドの粒子結晶の成長を抑制す
ることができるのである。
【００３４】さらに、ヒドラジンやチオ硫酸塩を還元剤
に使用する従来法では、生成した金属コロイドが凝集し
やすいため、界面活性剤等の保護コロイドを添加する必
要があるものの、本実施の形態においては、保護コロイ
ドを添加しなくても、金属コロイドが微粒子状を維持す
ることができる。
に使用する従来法では、生成した金属コロイドが凝集し
やすいため、界面活性剤等の保護コロイドを添加する必
要があるものの、本実施の形態においては、保護コロイ
ドを添加しなくても、金属コロイドが微粒子状を維持す
ることができる。
【００３５】したがって、本実施の形態によれば、金属
コロイドの粒子を微細化および高分散化させて担体に担
持させることができるので、活性金属の粒子の表面積を
大きくすることができ、触媒活性を向上させることがで
きる。そのため、少量の活性金属であっても、高い活性
を得ることができる。
コロイドの粒子を微細化および高分散化させて担体に担
持させることができるので、活性金属の粒子の表面積を
大きくすることができ、触媒活性を向上させることがで
きる。そのため、少量の活性金属であっても、高い活性
を得ることができる。
【００３６】次に、本実施の形態にかかる固体高分子電
解質型燃料電池について説明する。
解質型燃料電池について説明する。
【００３７】本実施の形態にかかる固体高分子電解質型
燃料電池は、上述した金属担持触媒を含んだ電極を有し
ている。
燃料電池は、上述した金属担持触媒を含んだ電極を有し
ている。
【００３８】このような固体高分子電解質型燃料電池
は、上記金属担持触媒と固体高分子電解質液とをエタノ
ール等の溶剤に添加して攪拌することにより、アノード
極用スラリおよびカソード極用スラリを作製し、固体高
分子電解膜の一方の面にアノード極用スラリを塗布し、
他方の面にカソード極用スラリを塗布してセルを作成し
た後、当該セルの両面にカーボンクロス等の集電体を貼
り付け、セパレータを介して各集電体を積層することに
より製造される。
は、上記金属担持触媒と固体高分子電解質液とをエタノ
ール等の溶剤に添加して攪拌することにより、アノード
極用スラリおよびカソード極用スラリを作製し、固体高
分子電解膜の一方の面にアノード極用スラリを塗布し、
他方の面にカソード極用スラリを塗布してセルを作成し
た後、当該セルの両面にカーボンクロス等の集電体を貼
り付け、セパレータを介して各集電体を積層することに
より製造される。
【００３９】このような固体高分子電解質型燃料電池に
よれば、電極に上記金属担持触媒が含有されているの
で、高い発電性能を発現することができる。
よれば、電極に上記金属担持触媒が含有されているの
で、高い発電性能を発現することができる。
【００４０】なお、担体に対する金属コロイドの担持量
は、１０％以上にすることが好ましい。担持量を１０％
以上にすることによって、燃料電池をより高性能にする
ことができる。
は、１０％以上にすることが好ましい。担持量を１０％
以上にすることによって、燃料電池をより高性能にする
ことができる。
【００４１】また、前記カソード電極および前記アノー
ド電極の組成は、燃料ガスに水素を用いる場合には同一
にすることができる。
ド電極の組成は、燃料ガスに水素を用いる場合には同一
にすることができる。
【００４２】また、前記アノード極および前記カソード
極の少なくとも一方に上記金属担持触媒が使用されてい
れば、十分に効果を発現することができる。
極の少なくとも一方に上記金属担持触媒が使用されてい
れば、十分に効果を発現することができる。
【００４３】なお、本実施の形態では、固体高分子電解
質型燃料電池の電極に金属担持触媒を利用した場合につ
いて説明したが、これに限らず、例えば、石油化学、石
油精製、環境関連製品等の各種分野で利用されている金
属担持触媒であれば、上述と同様に適用可能である。
質型燃料電池の電極に金属担持触媒を利用した場合につ
いて説明したが、これに限らず、例えば、石油化学、石
油精製、環境関連製品等の各種分野で利用されている金
属担持触媒であれば、上述と同様に適用可能である。
【００４４】
【実施例】本発明による金属担持触媒および金属担持触
媒の製造方法の効果を確認するため、以下のような確認
実験を行った。
媒の製造方法の効果を確認するため、以下のような確認
実験を行った。
【００４５】［金属担持触媒の製造］
＜実施例Ａ１＞溶媒であるイオン交換水と還元剤である
エタノールとの混合溶液（１リットル）に担体であるケ
ッチェンカーボン（表面積：８００ｍ2 ／ｇ）を加えて
（１ｇ）分散させ、沸騰させて溶存酸素を十分に除去し
た後、金属塩であるジニトロジアミン白金塩を添加して
（Ｐｔ：２ｍｍｏ１／リットル）、加熱還流（約１００
℃×１時間）させることにより、Ｐｔイオンを還元し
て、Ｐｔコロイドをケッチェンカーボンに担持させた
後、冷却（室温）して濾過、洗浄、乾燥して、金属担持
触媒（白金担持量４０％）を製造した。
エタノールとの混合溶液（１リットル）に担体であるケ
ッチェンカーボン（表面積：８００ｍ2 ／ｇ）を加えて
（１ｇ）分散させ、沸騰させて溶存酸素を十分に除去し
た後、金属塩であるジニトロジアミン白金塩を添加して
（Ｐｔ：２ｍｍｏ１／リットル）、加熱還流（約１００
℃×１時間）させることにより、Ｐｔイオンを還元し
て、Ｐｔコロイドをケッチェンカーボンに担持させた
後、冷却（室温）して濾過、洗浄、乾燥して、金属担持
触媒（白金担持量４０％）を製造した。
【００４６】＜実施例Ａ２＞上記実施例Ａ１におけるジ
ニトロジアミン白金に代えて、塩化白金酸を用いること
により、金属担持触媒を製造した。
ニトロジアミン白金に代えて、塩化白金酸を用いること
により、金属担持触媒を製造した。
【００４７】＜実施例Ａ３＞上記実施例Ａ１におけるジ
ニトロジアミン白金に代えて、テトラアンミンジクロロ
白金を用いることにより、金属担持触媒を製造した。
ニトロジアミン白金に代えて、テトラアンミンジクロロ
白金を用いることにより、金属担持触媒を製造した。
【００４８】＜実施例Ａ４＞上記実施例Ａ１におけるジ
ニトロジアミン白金に代えて、テトラアンミン白金水酸
塩を用いることにより、金属担持触媒を製造した。
ニトロジアミン白金に代えて、テトラアンミン白金水酸
塩を用いることにより、金属担持触媒を製造した。
【００４９】＜実施例Ａ５＞イオン交換水（１リット
ル）に還元剤であるクエン酸（Ｃ6 Ｈ8 Ｏ7 ・Ｈ2 Ｏ）
を加えた混合溶液（５ｍｍｏ１／リットル）にケッチェ
ンカーボン（表面積：８００ｍ2 ／ｇ）を加えて（１
ｇ）分散させ、沸騰させて溶存酸素を十分に除去した
後、金属塩である塩化白金酸を添加して（Ｐｔ：２ｍｍ
ｏ１／リットル）、加熱還流（約１００℃×１時間）さ
せることにより、Ｐｔイオンを還元して、Ｐｔコロイド
をケッチェンカーボンに担持させた後、冷却（室温）し
て濾過、洗浄、乾燥して、金属担持触媒（白金担持量４
０％）を製造した。
ル）に還元剤であるクエン酸（Ｃ6 Ｈ8 Ｏ7 ・Ｈ2 Ｏ）
を加えた混合溶液（５ｍｍｏ１／リットル）にケッチェ
ンカーボン（表面積：８００ｍ2 ／ｇ）を加えて（１
ｇ）分散させ、沸騰させて溶存酸素を十分に除去した
後、金属塩である塩化白金酸を添加して（Ｐｔ：２ｍｍ
ｏ１／リットル）、加熱還流（約１００℃×１時間）さ
せることにより、Ｐｔイオンを還元して、Ｐｔコロイド
をケッチェンカーボンに担持させた後、冷却（室温）し
て濾過、洗浄、乾燥して、金属担持触媒（白金担持量４
０％）を製造した。
【００５０】＜実施例Ａ６＞イオン交換水（１リット
ル）に金属塩である塩化白金酸を加えて、ケッチェンカ
ーボン（表面積：８００ｍ2 ／ｇ）を加えて（１ｇ）超
音波分散させ、沸騰させて溶存酸素を十分に除去した混
合溶液（Ｐｔ：２ｍｍｏ１／リットル）を作製する。こ
の段階で、塩化白金酸は、一部がケッチェンカーボンに
吸着担持され、残りが溶液中に溶解している。次に、ク
エン酸ナトリウム（Ｃ6 Ｈ5 Ｏ7 Ｎａ3・１１／２Ｈ2
Ｏ）を添加して（５ｍｍｏ１／リットル）、加熱還流
（約１００℃×１時間）させることにより、Ｐｔイオン
を還元して、Ｐｔコロイドをケッチェンカーボンに担持
させた後、冷却（室温）して濾過、洗浄、乾燥して、金
属担持触媒（白金担持量４０％）を製造した。
ル）に金属塩である塩化白金酸を加えて、ケッチェンカ
ーボン（表面積：８００ｍ2 ／ｇ）を加えて（１ｇ）超
音波分散させ、沸騰させて溶存酸素を十分に除去した混
合溶液（Ｐｔ：２ｍｍｏ１／リットル）を作製する。こ
の段階で、塩化白金酸は、一部がケッチェンカーボンに
吸着担持され、残りが溶液中に溶解している。次に、ク
エン酸ナトリウム（Ｃ6 Ｈ5 Ｏ7 Ｎａ3・１１／２Ｈ2
Ｏ）を添加して（５ｍｍｏ１／リットル）、加熱還流
（約１００℃×１時間）させることにより、Ｐｔイオン
を還元して、Ｐｔコロイドをケッチェンカーボンに担持
させた後、冷却（室温）して濾過、洗浄、乾燥して、金
属担持触媒（白金担持量４０％）を製造した。
【００５１】＜比較例Ａ１＞イオン交換水とエタノール
との混合溶液（１リットル）を沸騰させて溶存酸素を十
分に除去した後、ジニトロジアミン白金塩を添加して
（Ｐｔ：２ｍｍｏ１／リットル）加熱還流させて（約１
００℃×１時間）Ｐｔイオンを還元したら、室温まで冷
却することにより、金属コロイド溶液を作製した。この
金属コロイド溶液（１リットル）にケッチェンカーボン
（表面積：８００ｍ2 ／ｇ）を加えて（１ｇ）室温で攪
拌した後、濾過して、濾過残物を洗浄して乾燥すること
により、金属担持触媒（白金担持量４０％）を製造し
た。
との混合溶液（１リットル）を沸騰させて溶存酸素を十
分に除去した後、ジニトロジアミン白金塩を添加して
（Ｐｔ：２ｍｍｏ１／リットル）加熱還流させて（約１
００℃×１時間）Ｐｔイオンを還元したら、室温まで冷
却することにより、金属コロイド溶液を作製した。この
金属コロイド溶液（１リットル）にケッチェンカーボン
（表面積：８００ｍ2 ／ｇ）を加えて（１ｇ）室温で攪
拌した後、濾過して、濾過残物を洗浄して乾燥すること
により、金属担持触媒（白金担持量４０％）を製造し
た。
【００５２】＜比較例Ａ２＞イオン交換水（１リット
ル）にクエン酸（Ｃ6 Ｈ8 Ｏ7 ・Ｈ2 Ｏ）を加えた混合
溶液（５ｍｍｏ１／リットル）を沸騰させて溶存酸素を
十分に除去した後、塩化白金酸を添加して（Ｐｔ：２ｍ
ｍｏ１／リットル）加熱還流させて（約１００℃×１時
間）Ｐｔイオンを還元したら、室温まで冷却することに
より、金属コロイド溶液を作製した。以下、比較例Ａ１
と同様な操作を行うことにより、金属担持触媒（白金担
持量４０％）を製造した。
ル）にクエン酸（Ｃ6 Ｈ8 Ｏ7 ・Ｈ2 Ｏ）を加えた混合
溶液（５ｍｍｏ１／リットル）を沸騰させて溶存酸素を
十分に除去した後、塩化白金酸を添加して（Ｐｔ：２ｍ
ｍｏ１／リットル）加熱還流させて（約１００℃×１時
間）Ｐｔイオンを還元したら、室温まで冷却することに
より、金属コロイド溶液を作製した。以下、比較例Ａ１
と同様な操作を行うことにより、金属担持触媒（白金担
持量４０％）を製造した。
【００５３】［金属担持触媒の評価］上記実施例Ａ１〜
Ａ６および上記比較例Ａ１，Ａ２の金属担持触媒につい
て、透過型電子顕微鏡を用いて活性金属の平均粒径を測
定すると共に、Ｘ線回折法やＸ線光電子分光法により活
性金属の電価状態を調べた。その結果を下記の表１に示
す。
Ａ６および上記比較例Ａ１，Ａ２の金属担持触媒につい
て、透過型電子顕微鏡を用いて活性金属の平均粒径を測
定すると共に、Ｘ線回折法やＸ線光電子分光法により活
性金属の電価状態を調べた。その結果を下記の表１に示
す。
【００５４】
【表１】
【００５５】表１からわかるように、前述した実施の形
態に基づいた実施例Ａ１〜Ａ６においては、従来法に基
づいた比較例Ａ１，Ａ２に比べて、活性金属の粒径を明
らかに小さくできることが確認できた。また、比較例Ａ
１，Ａ２は、活性金属（Ｐｔ）の還元が不十分であった
のに対し、実施例Ａ１〜Ａ６は、活性金属（Ｐｔ）がゼ
ロ価であることが確認できた。
態に基づいた実施例Ａ１〜Ａ６においては、従来法に基
づいた比較例Ａ１，Ａ２に比べて、活性金属の粒径を明
らかに小さくできることが確認できた。また、比較例Ａ
１，Ａ２は、活性金属（Ｐｔ）の還元が不十分であった
のに対し、実施例Ａ１〜Ａ６は、活性金属（Ｐｔ）がゼ
ロ価であることが確認できた。
【００５６】［固体高分子電解質型燃料電池の製造］
＜実施例Ｂ１＞前記実施例Ａ１で製造した金属担持触媒
にエタノールおよび高分子電解質溶液であるナフィオン
溶液を添加して超音波攪拌することにより、電極用スラ
リを作製した。次に、固体高分子電解質膜（例えばデュ
ポン社製のナフィオン膜（商品名），膜厚：５０μｍ）
の一方の面および他方の面に上記スラリを塗布してアノ
ード極およびカソード極を形成した。このとき、各電極
中のＰｔ量は０．５ｍｇ／ｃｍ2 、ナフィオン液の量は
０．４ｍｇ／ｃｍ2 であった。アノード極及びカソード
極をそれぞれカーボンクロス（例えばゴア社製のゴアク
ロス（商品名））を介して一対のセパレータで挟むこと
により、固体高分子電解質型燃料電池の単位セル（５ｃ
ｍ四方）を作製した。
にエタノールおよび高分子電解質溶液であるナフィオン
溶液を添加して超音波攪拌することにより、電極用スラ
リを作製した。次に、固体高分子電解質膜（例えばデュ
ポン社製のナフィオン膜（商品名），膜厚：５０μｍ）
の一方の面および他方の面に上記スラリを塗布してアノ
ード極およびカソード極を形成した。このとき、各電極
中のＰｔ量は０．５ｍｇ／ｃｍ2 、ナフィオン液の量は
０．４ｍｇ／ｃｍ2 であった。アノード極及びカソード
極をそれぞれカーボンクロス（例えばゴア社製のゴアク
ロス（商品名））を介して一対のセパレータで挟むこと
により、固体高分子電解質型燃料電池の単位セル（５ｃ
ｍ四方）を作製した。
【００５７】＜実施例Ｂ２＞上記実施例Ｂ１において、
前記実施例Ａ１で製造した金属担持触媒に代えて、前記
実施例Ａ２で製造した金属担持触媒を使用して、固体高
分子電解質型燃料電池の単位セルを作製した。
前記実施例Ａ１で製造した金属担持触媒に代えて、前記
実施例Ａ２で製造した金属担持触媒を使用して、固体高
分子電解質型燃料電池の単位セルを作製した。
【００５８】＜実施例Ｂ３＞上記実施例Ｂ１において、
前記実施例Ａ１で製造した金属担持触媒に代えて、前記
実施例Ａ５で製造した金属担持触媒を使用して、固体高
分子電解質型燃料電池の単位セルを作製した。
前記実施例Ａ１で製造した金属担持触媒に代えて、前記
実施例Ａ５で製造した金属担持触媒を使用して、固体高
分子電解質型燃料電池の単位セルを作製した。
【００５９】＜実施例Ｂ４＞上記実施例Ｂ１において、
前記実施例Ａ１で製造した金属担持触媒に代えて、前記
実施例Ａ６で製造した金属担持触媒を使用して、固体高
分子電解質型燃料電池の単位セルを作製した。
前記実施例Ａ１で製造した金属担持触媒に代えて、前記
実施例Ａ６で製造した金属担持触媒を使用して、固体高
分子電解質型燃料電池の単位セルを作製した。
【００６０】＜比較例Ｂ１＞上記実施例Ｂ１において、
前記実施例Ａ１で製造した金属担持触媒に代えて、前記
比較例Ａ１で製造した金属担持触媒を使用して、固体高
分子電解質型燃料電池の単位セルを作製した。
前記実施例Ａ１で製造した金属担持触媒に代えて、前記
比較例Ａ１で製造した金属担持触媒を使用して、固体高
分子電解質型燃料電池の単位セルを作製した。
【００６１】＜比較例Ｂ２＞上記実施例Ｂ１において、
前記実施例Ａ１で製造した金属担持触媒に代えて、前記
比較例Ａ２で製造した金属担持触媒を使用して、固体高
分子電解質型燃料電池の単位セルを作製した。
前記実施例Ａ１で製造した金属担持触媒に代えて、前記
比較例Ａ２で製造した金属担持触媒を使用して、固体高
分子電解質型燃料電池の単位セルを作製した。
【００６２】［固体高分子電解質型燃料電池の評価］上
記実施例Ｂ１〜Ｂ４および上記比較例Ｂ１，Ｂ２の固体
高分子電解質型燃料電池の単位セルを用いて発電試験を
行った。その結果を下記の表２に示す。なお、試験条件
は下記の通りである。
記実施例Ｂ１〜Ｂ４および上記比較例Ｂ１，Ｂ２の固体
高分子電解質型燃料電池の単位セルを用いて発電試験を
行った。その結果を下記の表２に示す。なお、試験条件
は下記の通りである。
【００６３】・燃料ガス：Ｈ2 （１００％）
・水素利用率：８０％
・酸化ガス：空気
・酸素利用率：４０％
・ガス圧力：２ａｔａ
・ガス温度：８０℃
【００６４】
【表２】
【００６５】表２からわかるように、実施例Ｂ１〜Ｂ４
においては、比較例Ｂ１，Ｂ２に比べて、高電圧を得ら
れることが確認できた。
においては、比較例Ｂ１，Ｂ２に比べて、高電圧を得ら
れることが確認できた。
【００６６】
【発明の効果】第一番目の発明による金属担持触媒は、
担体存在下の溶媒中で金属塩または金属錯体と有機酸か
らなる還元剤とを混合することにより当該担体に金属コ
ロイドを担持させたものであることから、金属塩または
金属錯体が還元剤や担体の表面により還元されて生成し
た金属コロイドが即時に担体に吸着担持されて、金属コ
ロイドの粒子が微細化および高分散化して担体に担持さ
れているので、活性金属の粒子の表面積が大きく、触媒
活性が高くなる。そのため、少量の活性金属であって
も、高い活性を得ることができる。
担体存在下の溶媒中で金属塩または金属錯体と有機酸か
らなる還元剤とを混合することにより当該担体に金属コ
ロイドを担持させたものであることから、金属塩または
金属錯体が還元剤や担体の表面により還元されて生成し
た金属コロイドが即時に担体に吸着担持されて、金属コ
ロイドの粒子が微細化および高分散化して担体に担持さ
れているので、活性金属の粒子の表面積が大きく、触媒
活性が高くなる。そのため、少量の活性金属であって
も、高い活性を得ることができる。
【００６７】第二番目の発明による金属担持触媒は、第
一番目の発明において、前記溶媒が、溶存酸素を除去さ
れたものであることから、酸化物の生成が抑制され、当
該酸化物による金属コロイドの凝集が抑制されているの
で、より確実に触媒活性が高くなる。
一番目の発明において、前記溶媒が、溶存酸素を除去さ
れたものであることから、酸化物の生成が抑制され、当
該酸化物による金属コロイドの凝集が抑制されているの
で、より確実に触媒活性が高くなる。
【００６８】第三番目の発明による金属担持触媒は、第
一番目または第二番目の発明において、前記還元剤が、
アルコール類、フェノール類、クエン酸類、ケトン類、
アルデヒド類、カルボン酸類およびエーテル類から選ば
れる少なくとも一種類の有機酸からなるので、上述した
効果を確実に得ることができる。
一番目または第二番目の発明において、前記還元剤が、
アルコール類、フェノール類、クエン酸類、ケトン類、
アルデヒド類、カルボン酸類およびエーテル類から選ば
れる少なくとも一種類の有機酸からなるので、上述した
効果を確実に得ることができる。
【００６９】第四番目の発明による金属担持触媒の製造
方法は、担体存在下の溶媒中で金属塩または金属錯体と
有機酸からなる還元剤とを混合する金属触媒担持工程を
行うことから、金属塩または金属錯体が還元剤や担体の
表面により還元されて生成した金属コロイドを即時に担
体に吸着担持することができるので、金属コロイドの粒
子を微細化および高分散化させて担体に担持させること
ができ、活性金属の粒子の表面積を大きくして、触媒活
性を向上させることができる。そのため、少量の活性金
属であっても、高い活性を得ることができる。
方法は、担体存在下の溶媒中で金属塩または金属錯体と
有機酸からなる還元剤とを混合する金属触媒担持工程を
行うことから、金属塩または金属錯体が還元剤や担体の
表面により還元されて生成した金属コロイドを即時に担
体に吸着担持することができるので、金属コロイドの粒
子を微細化および高分散化させて担体に担持させること
ができ、活性金属の粒子の表面積を大きくして、触媒活
性を向上させることができる。そのため、少量の活性金
属であっても、高い活性を得ることができる。
【００７０】第五番目の発明による金属担持触媒の製造
方法は、第四番目の発明において、前記金属触媒担持工
程が、前記還元剤を前記担体存在下の前記溶媒中で混合
した後に、前記金属塩または前記金属錯体を混合するこ
とから、還元剤を担体の表面に先に分散保持させてから
担体の表面で還元剤により還元して、生成した金属コロ
イドを担体に即時に担持させることができるようになる
ので、金属コロイドの微細化および分散性をさらに向上
させることができる。
方法は、第四番目の発明において、前記金属触媒担持工
程が、前記還元剤を前記担体存在下の前記溶媒中で混合
した後に、前記金属塩または前記金属錯体を混合するこ
とから、還元剤を担体の表面に先に分散保持させてから
担体の表面で還元剤により還元して、生成した金属コロ
イドを担体に即時に担持させることができるようになる
ので、金属コロイドの微細化および分散性をさらに向上
させることができる。
【００７１】第六番目の発明による金属担持触媒の製造
方法は、第四番目または第五番目の発明において、前記
溶媒が、溶存酸素を除去されていることから、酸化物の
生成を抑制することができ、当該酸化物による金属コロ
イドの凝集を抑制することができるので、より確実に触
媒活性を高くすることができる。
方法は、第四番目または第五番目の発明において、前記
溶媒が、溶存酸素を除去されていることから、酸化物の
生成を抑制することができ、当該酸化物による金属コロ
イドの凝集を抑制することができるので、より確実に触
媒活性を高くすることができる。
【００７２】第七番目の発明による金属担持触媒の製造
方法は、第四番目から第六番目の発明のいずれかにおい
て、前記金属触媒担持工程が、３０〜１１０℃の温度範
囲で行われるので、金属コロイドの生成反応速度を適切
に保ちながら、すなわち、還元による結晶成長を抑制し
ながら、金属コロイドの生成を効率よく行うことができ
る。
方法は、第四番目から第六番目の発明のいずれかにおい
て、前記金属触媒担持工程が、３０〜１１０℃の温度範
囲で行われるので、金属コロイドの生成反応速度を適切
に保ちながら、すなわち、還元による結晶成長を抑制し
ながら、金属コロイドの生成を効率よく行うことができ
る。
【００７３】第八番目の発明による金属担持触媒の製造
方法は、第四番目から第七番目の発明のいずれかにおい
て、前記還元剤が、アルコール類、フェノール類、クエ
ン酸類、ケトン類、アルデヒド類、カルボン酸類および
エーテル類から選ばれる少なくとも一種類の有機酸から
なるので、上述した効果を確実に得ることができる。
方法は、第四番目から第七番目の発明のいずれかにおい
て、前記還元剤が、アルコール類、フェノール類、クエ
ン酸類、ケトン類、アルデヒド類、カルボン酸類および
エーテル類から選ばれる少なくとも一種類の有機酸から
なるので、上述した効果を確実に得ることができる。
【００７４】第九番目の発明による固体高分子電解質型
燃料電池は、第一番目から第三番目の発明のいずれかの
金属担持触媒を含んだ電極を有するので、高い発電性能
を発現することができる。
燃料電池は、第一番目から第三番目の発明のいずれかの
金属担持触媒を含んだ電極を有するので、高い発電性能
を発現することができる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 田浦 昌純
神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１
三菱重工業株式会社先進技術研究センタ
ー内
(72)発明者 澤田 明宏
神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１
三菱重工業株式会社先進技術研究センタ
ー内
(72)発明者 弦巻 茂
神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１
三菱重工業株式会社先進技術研究センタ
ー内
(72)発明者 山田 昭彦
神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１
三菱重工業株式会社先進技術研究センタ
ー内
(72)発明者 野島 繁
広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号
三菱重工業株式会社広島研究所内
(72)発明者 渡辺 悟
広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号
三菱重工業株式会社広島研究所内
Ｆターム(参考） 4G069 AA03 AA08 BA08B BC75B
CC32 FB14 FB15
5H018 AA06 BB12 BB17 EE02 EE03
EE08
5H026 AA06 BB08 BB10 EE02 EE05
Claims (9)
- 【請求項１】 金属塩または金属錯体と有機酸からなる
還元剤とを担体存在下の溶媒中で混合することにより当
該担体に金属コロイドを担持させたものであることを特
徴とする金属担持触媒。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記溶媒が、溶存酸素を除去されたものであることを特
徴とする金属担持触媒。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２において、 前記還元剤が、アルコール類、フェノール類、クエン酸
類、ケトン類、アルデヒド類、カルボン酸類およびエー
テル類から選ばれる少なくとも一種類の有機酸からなる
ことを特徴とする金属担持触媒。 - 【請求項４】 金属塩または金属錯体と有機酸からなる
還元剤とを担体存在下の溶媒中で混合する金属触媒担持
工程を行うことを特徴とする金属担持触媒の製造方法。 - 【請求項５】 請求項４において、 前記金属触媒担持工程が、前記還元剤を前記担体存在下
の前記溶媒中で混合した後に、前記金属塩または前記金
属錯体を混合することを特徴とする金属担持触媒の製造
方法。 - 【請求項６】 請求項４または請求項５において、 前記溶媒が、溶存酸素を除去されていることを特徴とす
る金属担持触媒の製造方法。 - 【請求項７】 請求項４から請求項６のいずれかにおい
て、 前記金属触媒担持工程が、３０〜１１０℃の温度範囲で
行われることを特徴とする金属担持触媒の製造方法。 - 【請求項８】 請求項４から請求項７のいずれかにおい
て、 前記還元剤が、アルコール類、フェノール類、クエン酸
類、ケトン類、アルデヒド類、カルボン酸類およびエー
テル類から選ばれる少なくとも一種類の有機酸からなる
ことを特徴とする金属担持触媒の製造方法。 - 【請求項９】 請求項１から請求項３のいずれかの金属
担持触媒を含んだ電極を有することを特徴とする固体高
分子電解質型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002129630A JP2003320249A (ja) | 2002-05-01 | 2002-05-01 | 金属担持触媒並びにその製造方法及びこれを利用する固体高分子電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002129630A JP2003320249A (ja) | 2002-05-01 | 2002-05-01 | 金属担持触媒並びにその製造方法及びこれを利用する固体高分子電解質型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003320249A true JP2003320249A (ja) | 2003-11-11 |
Family
ID=29542984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002129630A Withdrawn JP2003320249A (ja) | 2002-05-01 | 2002-05-01 | 金属担持触媒並びにその製造方法及びこれを利用する固体高分子電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003320249A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005166409A (ja) * | 2003-12-02 | 2005-06-23 | Nissan Motor Co Ltd | 電極触媒、触媒担持電極、燃料電池用ｍｅａおよび燃料電池 |
| JP2005235552A (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Fujitsu Ltd | 直接メタノール型燃料電池 |
| JP2006218346A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Honda Motor Co Ltd | 水素吸着材及びその製造方法 |
| JP2006231266A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Tohoku Techno Arch Co Ltd | 分散安定化された触媒ナノ粒子含有液 |
| JP2007123108A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | 白金コロイド担持カーボンおよびその製造方法 |
| JP2007522921A (ja) * | 2004-01-06 | 2007-08-16 | アイシー・イノベーションズ・リミテッド | ナノ多孔性／メゾ多孔性パラジウム触媒 |
| WO2007108497A1 (en) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Cataler Corporation | Fuel cell electrode catalyst with improved noble metal utilization efficiency, method for manufacturing the same, and solid polymer fuel cell comprising the same |
| JP2008161857A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-07-17 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | 金属含有コロイド粒子担持担体およびその製造方法 |
| JP2016507869A (ja) * | 2013-01-08 | 2016-03-10 | アウディ アクチェンゲゼルシャフトＡｕｄｉ Ａｇ | 燃料電池の触媒処理 |
| CN114122435A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-01 | 浙江天能氢能源科技有限公司 | 一种燃料电池负载型催化剂及制备方法 |
| CN114171749A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-11 | 浙江天能氢能源科技有限公司 | 一种Pt/C催化剂及其制备方法和应用 |
-
2002
- 2002-05-01 JP JP2002129630A patent/JP2003320249A/ja not_active Withdrawn
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005166409A (ja) * | 2003-12-02 | 2005-06-23 | Nissan Motor Co Ltd | 電極触媒、触媒担持電極、燃料電池用ｍｅａおよび燃料電池 |
| JP4539086B2 (ja) * | 2003-12-02 | 2010-09-08 | 日産自動車株式会社 | 電極触媒、触媒担持電極、燃料電池用ｍｅａおよび燃料電池 |
| JP2007522921A (ja) * | 2004-01-06 | 2007-08-16 | アイシー・イノベーションズ・リミテッド | ナノ多孔性／メゾ多孔性パラジウム触媒 |
| JP2005235552A (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Fujitsu Ltd | 直接メタノール型燃料電池 |
| JP2006218346A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Honda Motor Co Ltd | 水素吸着材及びその製造方法 |
| JP2006231266A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Tohoku Techno Arch Co Ltd | 分散安定化された触媒ナノ粒子含有液 |
| JP2007123108A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | 白金コロイド担持カーボンおよびその製造方法 |
| WO2007108497A1 (en) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Cataler Corporation | Fuel cell electrode catalyst with improved noble metal utilization efficiency, method for manufacturing the same, and solid polymer fuel cell comprising the same |
| JP2007250274A (ja) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Cataler Corp | 貴金属利用効率を向上させた燃料電池用電極触媒、その製造方法、及びこれを備えた固体高分子型燃料電池 |
| JP2008161857A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-07-17 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | 金属含有コロイド粒子担持担体およびその製造方法 |
| JP2012096234A (ja) * | 2006-12-08 | 2012-05-24 | Jgc Catalysts & Chemicals Ltd | 金属含有コロイド粒子担持担体およびその製造方法 |
| JP2016507869A (ja) * | 2013-01-08 | 2016-03-10 | アウディ アクチェンゲゼルシャフトＡｕｄｉ Ａｇ | 燃料電池の触媒処理 |
| CN114122435A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-01 | 浙江天能氢能源科技有限公司 | 一种燃料电池负载型催化剂及制备方法 |
| CN114171749A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-11 | 浙江天能氢能源科技有限公司 | 一种Pt/C催化剂及其制备方法和应用 |
| CN114171749B (zh) * | 2021-11-30 | 2024-02-20 | 浙江天能氢能源科技有限公司 | 一种Pt/C催化剂及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105431230B (zh) | 在载体上形成贵金属纳米粒子的方法 | |
| Ramulifho et al. | Fast microwave-assisted solvothermal synthesis of metal nanoparticles (Pd, Ni, Sn) supported on sulfonated MWCNTs: Pd-based bimetallic catalysts for ethanol oxidation in alkaline medium | |
| CN112823880B (zh) | 一种高金属载量的催化剂及其制备和应用 | |
| Ahmadi et al. | Pt–Co alloy nanoparticles synthesized on sulfur-modified carbon nanotubes as electrocatalysts for methanol electrooxidation reaction | |
| Bharti et al. | Surfactant assisted synthesis of Pt-Pd/MWCNT and evaluation as cathode catalyst for proton exchange membrane fuel cell | |
| Seo et al. | A polyoxometalate-deposited Pt/CNT electrocatalyst via chemical synthesis for methanol electrooxidation | |
| KR100823094B1 (ko) | 고분자전해질 연료전지용 전기화학촉매의 제조방법 | |
| Litkohi et al. | Improved oxygen reduction reaction in PEMFCs by functionalized CNTs supported Pt–M (M= Fe, Ni, Fe–Ni) bi-and tri-metallic nanoparticles as efficient electrocatalyst | |
| JP6653875B2 (ja) | 白金触媒の製造方法及びそれを用いた燃料電池 | |
| Feng et al. | Promotion effects of CeO2 with different morphologies to Pt catalyst toward methanol electrooxidation reaction | |
| CN115036522B (zh) | 一种限域制备燃料电池用合金催化剂的方法 | |
| JP2010511997A (ja) | 高分子電解質燃料電池用電気化学触媒の製造方法 | |
| JP5665743B2 (ja) | 触媒の連続的な製造方法 | |
| JP2008251413A (ja) | 金属酸化物担持カーボンの製造方法 | |
| JP2008049336A (ja) | 金属担持触媒の製法 | |
| Lv et al. | PtCo/N-doped carbon sheets derived from a simple pyrolysis of graphene oxide/ZIF-67/H2PtCl6 composites as an efficient catalyst for methanol electro-oxidation | |
| JP5204714B2 (ja) | 合金微粒子およびその製造と利用 | |
| WO2006092910A1 (ja) | 分散安定化された触媒ナノ粒子含有液 | |
| JP2006297355A (ja) | 触媒およびその製造方法 | |
| JP5675500B2 (ja) | 電極触媒用触媒微粒子の製造方法、及び電極触媒用カーボン担持触媒微粒子の製造方法 | |
| JP4785757B2 (ja) | 貴金属担持電極触媒の製造方法および該製造方法により得られる貴金属担持電極触媒 | |
| JP2003320249A (ja) | 金属担持触媒並びにその製造方法及びこれを利用する固体高分子電解質型燃料電池 | |
| Vu et al. | A new method for synthesizing high performance few-layer graphene supported Pt electrocatalysts in methanol and ethanol oxidation | |
| JPWO2006114942A1 (ja) | カーボン粒子、白金および酸化ルテニウムを含んでなる粒子およびその製造方法 | |
| JP2015188808A (ja) | 酸化還元触媒、電極材料、電極、太陽電池、燃料電池用膜電極接合体および燃料電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050705 |