JP2006147563A - 金属触媒とその製造方法，電極の製造方法，および燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】触媒効率が改善された金属触媒とその製造方法，この金属触媒を用いた電極の製造方法，および燃料電池を提供する。
【解決手段】本発明によれば，導電性触媒物質，イオノマー及び第１溶媒を混合する第１工程と，第１工程によって得られた混合物を，支持体上にキャスティングした後に乾燥させて，導電性触媒含有膜を形成させる第２工程と，支持体から導電性触媒含有膜を分離し，上記分離させた導電性触媒含有膜を粉砕する第３工程とを含み，上記導電性触媒物質と，上記導電性触媒物質の表面上に形成されたプロトン導電性物質とを含むコーティング層を有することを特徴とする金属触媒の製造方法が提供される。この金属触媒を利用して電極を形成する場合，理想的な三相界面電極構造を形成でき，この電極を備えた燃料電池は，効率などの性能が向上する。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】本発明によれば，導電性触媒物質，イオノマー及び第１溶媒を混合する第１工程と，第１工程によって得られた混合物を，支持体上にキャスティングした後に乾燥させて，導電性触媒含有膜を形成させる第２工程と，支持体から導電性触媒含有膜を分離し，上記分離させた導電性触媒含有膜を粉砕する第３工程とを含み，上記導電性触媒物質と，上記導電性触媒物質の表面上に形成されたプロトン導電性物質とを含むコーティング層を有することを特徴とする金属触媒の製造方法が提供される。この金属触媒を利用して電極を形成する場合，理想的な三相界面電極構造を形成でき，この電極を備えた燃料電池は，効率などの性能が向上する。
【選択図】図１Ａ
Description
本発明は，金属触媒とその製造方法，この金属触媒を含む電極の製造方法，および燃料電池に関する。
燃料電池は，化石エネルギーに代わる未来の清浄エネルギー源として，大きな感心と期待とを集めている。
燃料電池は，水素と酸素との電気化学的反応から直流の電気を生産する電力生成システムであって，電解質を中心にアノード及びカソードの二つの電極が配設される膜電極複合体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＭＥＡ）と，気体を伝達させる流路板とで構成されている。このとき，電極は，炭素紙あるいは炭素布の支持層上に形成された触媒層からなる。しかし，実際には，触媒層において気体反応物が触媒へ接近することが難しく，電気化学反応によって生成されたプロトンが迅速に移動することが難しく，電極内の触媒が効果的に利用されていない。
上記カソード及びアノードは，触媒とイオノマー（ｉｏｎｏｍｅｒ）とを含有するスラリーを，支持層であるガス拡散層の上部にキャスティングした後，乾燥して触媒層を形成することによって完成される。
上記のように電極の触媒層を製作すれば，イオノマーが触媒層にドーピングまたは単純に混合されて製作される。そのため，イオノマーと触媒との分散性が低下し，触媒層内で触媒とイオノマーとの凝集現象が生じてしまう。その結果，２次気孔形成及びイオノマー不均一現象によって，未反応触媒の増加による触媒利用率の低下，燃料供給路の不足，燃料の透過性の低下などといった様々な問題点が発生し，性能が著しく低下する。加えて，電気化学反応のための三相界面の形成及び制御が難しく，触媒効率が低下するという問題点があった。
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的は，触媒効率が改善された，新規かつ改良された金属触媒とその製造方法，電極の製造方法，および燃料電池を提供することにある。
上記課題を解決するために，本発明の第１の観点によれば，導電性触媒物質，イオノマー及び第１溶媒を混合する第１工程と，上記第１工程によって得られた混合物を，支持体上にキャスティングした後に乾燥させて，導電性触媒含有膜を形成させる第２工程と，上記支持体から上記導電性触媒含有膜を分離し，上記分離させた導電性触媒含有膜を粉砕する第３工程とを含み，上記導電性触媒物質と，上記導電性触媒物質の表面上に形成されたプロトン導電性物質とを含むコーティング層を有することを特徴とする金属触媒の製造方法が提供される。
上記第３工程で粉砕された結果物を，酸で処理する工程をさらに含むこともできる。
上記酸は，リン酸であり，上記リン酸の含量は，上記イオノマー１００モルを基準として２００〜７５０モル％とすることも可能である。
上記第１溶媒は，Ｎ−メチルピロリドン，ジメチルアセトアミド，ジメチルホルムアミド，トリフルオロ酢酸からなる群より選択された何れか一つ以上であってもよい。
上記イオノマーは，ポリベンズイミダゾール，ポリエーテルケトン，ポリエーテルイミド，ポリスルホン，パーフルオロスルホン酸からなる群より選択された何れか一つ以上であってもよい。
上記イオノマーの含量は，上記導電性触媒物質１００質量部を基準として１〜５０質量部であってもよい。
上記第１工程で使用する上記第１溶媒の含量は，上記イオノマー１００質量部を基準として９００〜４０００質量部であってもよい。
上記導電性触媒物質は，Ｐｔ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｔｉ，Ｃｒ，上記元素を少なくとも２種類以上含む混合物，上記元素を少なくとも２種類以上含む合金，及び上記元素が担持されたカーボンであってもよい。
上記導電性触媒物質は，Ｐｔが担持されたカーボン（Ｐｔ／Ｃ）であり，上記プロトン伝導性物質は，リン酸ドーピング処理されたポリベンズイミダゾールであってもよい。
上記課題を解決するために，本発明の第２の観点によれば，上記のいずれかの方法で製造された金属触媒が提供される。
上記課題を解決するために，本発明の第３の観点によれば，導電性触媒物質及び該導電性触媒物質の表面上に形成されたプロトン伝導性物質コーティング層を有する金属触媒を，疎水性バインダー及び第２溶媒と混合して触媒層形成用組成物を得る第１工程と；上記触媒層形成用組成物を，電極支持体上にコーティングした後に乾燥させる第２工程と；を含む電極の製造方法が提供される。
上記第２工程によって得られた結果物を，酸で処理する工程をさらに含むことも可能である。
上記酸は，リン酸であり，上記リン酸の含量は，プロトン伝導性物質１００モルを基準として２００〜７５０モル％であってもよい。
上記疎水性バインダーは，ポリテトラフルオロエチレン，フッ素化されたエチレンプロピレンであり，上記疎水性バインダーの含量は，金属触媒１００質量部を基準として１〜４０質量部であってもよい。
上記乾燥時に，上記触媒層形成用組成物を６０〜１５０℃で乾燥してもよい。
上記課題を解決するために，本発明の第４の観点によれば，上記のいずれかの方法で製造された電極を備える燃料電池が提供される。
本発明によれば，導電性触媒物質の表面にプロトン伝導性物質が均一にコーティングされ，電気化学反応のための三相界面の形成及び制御を容易にし，触媒粒子上に形成された薄いプロトン伝導性物質からなるコーティング層を通して気体反応物の触媒への接近を助け，電気化学反応で生成されたプロトンイオンを効果的に伝達することが可能な金属触媒が提供される。このような触媒を利用して電極を形成する場合，理想的な３相界面電極構造を形成でき，このような電極を備えた燃料電池は，効率などの性能が向上する。
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
本発明の第１の実施形態に係る金属触媒は，導電性触媒物質とこの導電性触媒物質の表面上に形成されたプロトン伝導性物質とからなるコーティング層を有する。上記プロトン伝導性物質は，例えば，ポリベンズイミダゾール，ポリエーテルケトン，ポリエーテルイミド，ポリスルホン，パーフルオロスルホン酸からなる群より選択された一つ以上のイオノマーであるか，または上記イオノマーが酸ドーピング処理されたものであってもよい。
本実施形態は，導電性触媒の表面にプロトン伝導の容易な物質，例えば，ポリベンズイミダゾールにリン酸が少量ドーピングされたものを薄く先にコーティングした後，これを疎水性バインダーと混合し，これを電極支持体上にコーティングして電極を形成することによって，電気化学反応のための３相界面形成を容易にすると同時に，薄い触媒上のコーティング層を通じた気体反応物の接近を助け，電気化学反応で生成されたプロトンイオンを効果的に伝達する。
上記酸は，上記のリン酸に特別に制限されるわけでなく，任意の酸を使用することができる。
上記導電性触媒物質としては，例えばＰｔ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｔｉ，Ｃｒ，これらの元素を少なくとも２種類以上含む混合物，これらの元素を少なくとも２種類以上含む合金，及び上記元素が担持されたカーボン物質を使用することができる。
望ましくは，上記導電性触媒物質は，例えば，Ｐｔが担持されたカーボン（Ｐｔ／Ｃ）であり，上記プロトン伝導性物質は，例えばリン酸ドーピング処理されたポリベンズイミダゾールであることが好ましい。
本実施形態に係る金属触媒において，上記プロトン伝導性物質は，例えば導電性触媒物質１００質量部を基準として１〜５０質量部，特に，３〜１０質量部であることが望ましい。もし，プロトン伝導性物質の含量が１質量部未満であれば，触媒層内において，三相界面の形成に必要なポリベンズイミダゾールのようなプロトン伝導性物質の含量が足りなくなり，触媒の効率低下をもたらす。また，５０質量部を超えれば，導電性触媒上にプロトン伝導性物質からなるコーティング層が厚く形成され，気体反応物の触媒への拡散を遅延させてしまい，望ましくない。
図１Ａは，本実施形態に係る金属触媒の構造を概略的に説明した概略図である。
図１Ａを参照して，本実施形態に係る金属触媒の構造を説明するが，導電性触媒として，例えばカーボンに担持された白金（Ｐｔ／Ｃ）触媒，プロトン伝導性物質として，例えばポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）を例として，以下の説明を行う。
金属触媒１００は，カーボン１１０の上部にＰＢＩ１２０がコーティングされており，カーボン１１０の表面上部には，Ｐｔ粒子１３０が存在し，図示されていないが，Ｐｔ粒子１３０の表面にも，ＰＢＩが多孔性を有しつつ，薄くコーティングされている。
そして，図示されてはいないが上記ＰＢＩにリン酸のような酸をドーピングすれば，ＰＢＩのＮ−Ｈ部位にＨ３ＰＯ４が水素結合されて，プロトン伝導経路が形成される。ここで，カーボン１１０は，電子移動経路となり，プロトンは，リン酸を通して伝導される。
図１Ｂは，通常の金属触媒の構造を概略的に説明する概略図である。
図１Ｂを参照すれば，通常の金属触媒１０は，カーボン１１の表面にＰｔ粒子１３が存在し，上記カーボン１１の表面近くにＰＢＩ１２が存在する。このような構造を有する場合，ＰＢＩとＰｔ／Ｃとの分散性が低下し，電気化学反応のための三相界面の確保が難しくなって触媒の効率が低下する。
以下，本実施形態に係る金属触媒の製造方法，および，その方法によって製造された金属触媒を利用した電極の製造方法を説明する。
図２は，本実施形態に係る金属触媒及びこの金属触媒を利用した電極の製造工程を説明するための流れ図である。
まず，導電性触媒物質とイオノマーとを第１溶媒に混合した後，この第１溶媒を，均一に混合されるように攪拌する。
次いで，上記混合物を支持体上にキャスティングした後，乾燥させる。ここで，乾燥時の温度は，例えば８０〜１２０℃である。
上記支持体は，特別に制限されているわけではないが，例えば，テフロン（登録商標）
シート，マイラーフィルム，ガラス基板，ポリエチレンテレフタレートシートを使用することができる。
シート，マイラーフィルム，ガラス基板，ポリエチレンテレフタレートシートを使用することができる。
上記結果物を支持体から分離し，導電性触媒を含有する膜状にして，この膜を粉砕し，ふるい分けを実施して，所定の粒度を有する粉末のみを選別する。ここで，望ましい粒度範囲は，例えば５０μｍ以上７０μｍ以下である。
上記過程以後には，必要に応じて，酸で処理する過程を行うこともできる。このような過程により，金属触媒にプロトン伝導性が付与される。このとき，酸としては，例えばリン酸を使用することができる。そして，酸の含量は，イオノマー１００モルを基準として例えば２００〜１０００モル％，望ましくは，２００〜７５０モル％である。
上記イオノマーの例としては，例えばポリベンズイミダゾール，ポリエーテルケトン，ポリエーテルイミド，ポリスルホン，パーフルオロスルホン酸があり，その含量は，導電性触媒物質１００質量部を基準として例えば１〜５０質量部である。
上記第１溶媒は，導電性触媒及びイオノマーを分散または溶解させる役割を果たし，第１溶媒の具体的な例としては，例えばＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ），ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ），ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ），トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）がある。ここで，上記第１溶媒の含量は，イオノマー１００質量部を基準として例えば９００〜４０００質量部である。もし，第１溶媒の含量が上記範囲未満であれば，プロトン伝導性物質を十分に溶解することができず，導電性触媒物質を均一に分散できない。また，上記範囲を超過して使われれば，乾燥過程が長くなってしまう。
上記のような過程を経ることで，最終的に導電性触媒の表面にプロトン伝導性物質からなるコーティング層を有する金属触媒が得られる。上記コーティング層は，不連続的または連続的な膜形態を有することができる。
上記のような金属触媒，疎水性バインダー及び第２溶媒を混合し，この第２溶媒を電極支持体である電極支持体上にキャスティングした後乾燥すれば，電極が得られる。ここで，上記電極支持体としては，例えば炭素紙または炭素布を使用することができる。
上記疎水性バインダーの例として，例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰｏｌｙＴｅｔｒａＦｌｕｏｒｏＥｔｈｙｌｅｎｅ：ＰＴＦＥ），フッ素化されたエチレンプロピレン（Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ：ＦＥＰ）を挙げることが出来る。この疎水性バインダーの含量は，金属触媒１００質量部を基準として，例えば１〜４０質量部であることが望ましい。もし，疎水性バインダーの含量が上記範囲をはずれれば，充分な電極のプロトン伝導度及び電気伝導度を得ることができず，望ましくない。
上記第２溶媒は，疎水性バインダーによって変わるが，プロトン伝導性物質を溶解させずに疎水性バインダーを溶解または分散させるものならば，何れも使用可能である。上記第２溶媒の非制限的な例としては，例えばフッ素系有機溶媒を使用することができる。そして，その含量は，金属触媒１００質量部を基準として，例えば５００〜１０,０００質量部である。
上記乾燥過程を実施するための条件は，特別に限定されないが，６０〜１５０℃で一般乾燥することが可能である。もし，一般乾燥時，上記温度範囲外であれば，乾燥が充分行われないか，またはカーボン担体が酸化されてしまい，望ましくない。
次いで，必要に応じて，上記過程によって得られた電極に，ン酸のような酸をドーピングする過程を経ることができる。ここで，酸の含量は，電極内プロトン伝導性物質１００モルを基準として，例えば２００〜１０００モル％，望ましくは，２００〜７５０モル％を使用することができる。
もし，金属触媒粒子にＰＢＩをコーティングする場合，このようなリン酸溶液のドーピング過程を経れば，ＰＢＩのＮ−Ｈ部位にＨ３ＰＯ４が水素結合するので，プロトン伝導経路が形成される。
以下では，本実施形態に係る燃料電池を詳細に説明する。
本実施形態に係る燃料電池は，カソード，アノード及び上記カソードとアノードとの間に介在された電解質膜を備えるが，このとき，上記カソード及びアノードのうち少なくとも一方が，前述した本実施形態に係る金属担持触媒を含有している。
本実施形態に係る燃料電池は，具体的には，例えば，リン酸型燃料電池（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ Ａｃｉｄ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：ＰＡＦＣ），水素イオン交換膜燃料電池（Ｐｒｏｔｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｍｅｍｂｒａｎｃｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：ＰＥＭＦＣ）または直接メタノール燃料電池（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：ＤＭＦＣ）として作製することが可能である。このような燃料電池の構造及び製造方法は，特別に限定されず，具体的な例が各種文献に詳細に開示されているので，ここでは，詳細な説明は省略する。
以下では，本発明を実施例を示して説明するが，本発明が下記の実施例にのみ限定されるものではない。
（実施例１）
Ｐｔ／Ｃ１.０ｇ及びＰＢＩ０.０５ｇをＮＭＰ１.４５ｍｌと共に混合し，これを常温，２５０ｒｐｍで約３時間攪拌した。この混合物をテフロン（登録商標）シートの上部にキャスティングした後，これを真空，１２０℃で１時間乾燥した。乾燥された結果物を粉砕し，ふるい分けて５０〜７０μｍの粒度を有するＰＢＩコーティングされたＰｔ／Ｃを得た。
Ｐｔ／Ｃ１.０ｇ及びＰＢＩ０.０５ｇをＮＭＰ１.４５ｍｌと共に混合し，これを常温，２５０ｒｐｍで約３時間攪拌した。この混合物をテフロン（登録商標）シートの上部にキャスティングした後，これを真空，１２０℃で１時間乾燥した。乾燥された結果物を粉砕し，ふるい分けて５０〜７０μｍの粒度を有するＰＢＩコーティングされたＰｔ／Ｃを得た。
上記ＰＢＩコーティングされたＰｔ／Ｃにリン酸０.０３２ｇ（ＰＢＩ１００モルを基準としてリン酸２００モル％を使用）を加えて，ＰＢＩにプロトン伝導性を付与した。次いで，これをサイトップ（商品名，朝日ガラス社製）及び溶媒と混合して，常温で３時間ほど攪拌し，触媒層形成用組成物をスラリー状態で得た。
上記スラリーを炭素紙上にアプリケータ（ギャップ：約１２０μｍ）を使用してコーティングした後，８０℃で３時間，そして，１２０℃で１時間乾燥して電極を完成した。
（実施例２）
リン酸の含量が０.０６４ｇ（ＰＢＩ１００モルに対してリン酸４００モル％を使用）であることを除いては，実施例１と同じ方法によって実施して電極を完成した。
リン酸の含量が０.０６４ｇ（ＰＢＩ１００モルに対してリン酸４００モル％を使用）であることを除いては，実施例１と同じ方法によって実施して電極を完成した。
（実施例３）
リン酸の含量が０.１６０ｇ（ＰＢＩ１００モルに対してリン酸１０００モル％を使用）であることを除いては，実施例１と同じ方法によって実施して電極を完成した。
リン酸の含量が０.１６０ｇ（ＰＢＩ１００モルに対してリン酸１０００モル％を使用）であることを除いては，実施例１と同じ方法によって実施して電極を完成した。
（実施例４）
リン酸の含量が０.３５２ｇ（ＰＢＩ１００モルに対してリン酸２２００モル％を使用）であることを除いては，実施例１と同じ方法によって実施して電極を完成した。
リン酸の含量が０.３５２ｇ（ＰＢＩ１００モルに対してリン酸２２００モル％を使用）であることを除いては，実施例１と同じ方法によって実施して電極を完成した。
（実施例５）
実施例５の燃料電池は，実施例１の金属触媒を含有する電極，及びＰＢＩ電解質膜で構成された。そして，燃料としては水素を，酸化剤としては空気を利用した。
実施例５の燃料電池は，実施例１の金属触媒を含有する電極，及びＰＢＩ電解質膜で構成された。そして，燃料としては水素を，酸化剤としては空気を利用した。
（実施例６〜８）
電極製造時，実施例１の金属触媒の代わりに，実施例２，３，４の金属触媒をそれぞれ使用したことを除いては，実施例５と同じ方法によって燃料電池を製作した。
電極製造時，実施例１の金属触媒の代わりに，実施例２，３，４の金属触媒をそれぞれ使用したことを除いては，実施例５と同じ方法によって燃料電池を製作した。
上記実施例５〜８によって製造された燃料電池において，単位セルの電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性を測定したが，その結果は，図３に示した通りである。図３で，リン酸２００，リン酸４００，リン酸１０００，リン酸２２００は，それぞれ実施例５〜８についてのものを表している。
図３を参照すれば，電極内のプロトン伝導性物質１００モルを基準として，リン酸ドーピングレベルが２００モル％である電極を採用した燃料電池セルが，０.３Ａ／ｃｍ２において０.５４９Ｖと，最も優秀な性能を示した。特に，ガス拡散調節領域で，リン酸ドーピングレベルが高まるほど性能が低下することが分かった。
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は，燃料電池に関連した技術分野に適用可能である。
１０ 金属触媒
１１ カーボン
１２ プロトン伝導性物質
１３ 白金触媒粒子
１００ 金属触媒
１１０ カーボン
１２０ プロトン伝導性物質
１３０ 白金触媒粒子
１１ カーボン
１２ プロトン伝導性物質
１３ 白金触媒粒子
１００ 金属触媒
１１０ カーボン
１２０ プロトン伝導性物質
１３０ 白金触媒粒子
Claims (16)
- 導電性触媒物質，イオノマー及び第１溶媒を混合する第１工程と；
前記第１工程によって得られた混合物を，支持体上にキャスティングした後に乾燥させて，導電性触媒含有膜を形成させる第２工程と；
前記支持体から前記導電性触媒含有膜を分離し，前記分離させた導電性触媒含有膜を粉砕する第３工程と；
を含み，
前記導電性触媒物質と，前記導電性触媒物質の表面上に形成されたプロトン導電性物質とを含むコーティング層を有することを特徴とする，金属触媒の製造方法。 - 前記第３工程で粉砕された結果物を，酸で処理する工程をさらに含むことを特徴とする，請求項１に記載の金属触媒の製造方法。
- 前記酸は，リン酸であり，
前記リン酸の含量は，前記イオノマー１００モルを基準として２００〜７５０モル％であることを特徴とする，請求項２に記載の金属触媒の製造方法。 - 前記第１溶媒は，Ｎ−メチルピロリドン，ジメチルアセトアミド，ジメチルホルムアミド，トリフルオロ酢酸からなる群より選択された何れか一つ以上であることを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載の金属触媒の製造方法。
- 前記イオノマーは，ポリベンズイミダゾール，ポリエーテルケトン，ポリエーテルイミド，ポリスルホン，パーフルオロスルホン酸からなる群より選択された何れか一つ以上であることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の金属触媒の製造方法。
- 前記イオノマーの含量は，前記導電性触媒物質１００質量部を基準として１〜５０質量部であることを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載の金属触媒の製造方法。
- 前記第１工程で使用する前記第１溶媒の含量は，前記イオノマー１００質量部を基準として９００〜４０００質量部であることを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載の金属触媒の製造方法。
- 前記導電性触媒物質は，Ｐｔ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｔｉ，Ｃｒ，前記元素を少なくとも２種類以上含む混合物，前記元素を少なくとも２種類以上含む合金，及び前記元素が担持されたカーボンであることを特徴とする，請求項１〜７のいずれかに記載の金属触媒の製造方法。
- 前記導電性触媒物質は，Ｐｔが担持されたカーボンであり，
前記プロトン伝導性物質は，リン酸ドーピング処理されたポリベンズイミダゾールであることを特徴とする，請求項１に記載の金属触媒の製造方法。 - 請求項１〜９のいずれか１項に記載の製造方法によって製造されることを特徴とする，金属触媒。
- 導電性触媒物質及び該導電性触媒物質の表面上に形成されたプロトン伝導性物質コーティング層を有する金属触媒を，疎水性バインダー及び第２溶媒と混合して触媒層形成用組成物を製造する第１工程と；
前記触媒層形成用組成物を，電極支持体上にコーティングした後に乾燥させる第２工程と；
を含むことを特徴とする，電極の製造方法。 - 前記第２工程によって得られた結果物を，酸で処理する工程をさらに含むことを特徴とする，請求項１１に記載の電極の製造方法。
- 前記酸は，リン酸であり，
前記リン酸の含量は，前記プロトン伝導性物質１００モルを基準として２００〜７５０モル％であることを特徴とする，請求項１２に記載の電極の製造方法。 - 前記疎水性バインダーは，ポリテトラフルオロエチレン，フッ素化されたエチレンプロピレンであり，
前記疎水性バインダーの含量は，前記金属触媒１００質量部を基準として１〜４０質量部であることを特徴とする，請求項１１〜１３のいずれかに記載の電極の製造方法。 - 前記乾燥時に，前記触媒層形成用組成物を６０〜１５０℃で乾燥することを特徴とする，請求項１１〜１４のいずれかに記載の電極の製造方法。
- 請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の製造方法によって製造される電極を備えることを特徴とする，燃料電池。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010198975A (ja) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Dainippon Printing Co Ltd | 再利用された電解質被覆触媒の製造方法 |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7238448B1 (en) * | 2000-04-26 | 2007-07-03 | The Gillette Company | Cathode for air assisted battery |
| KR100668354B1 (ko) | 2006-02-07 | 2007-01-12 | 삼성에스디아이 주식회사 | 금속 촉매와 이를 포함한 전극의 제조방법 |
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| KR100813515B1 (ko) * | 2006-09-11 | 2008-03-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료전지용 프로톤 전도체 및 이를 채용한 연료전지 |
| KR100818261B1 (ko) * | 2006-11-17 | 2008-03-31 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료전지용 전극 바인더, 이를 포함한 연료전지용 전극, 그제조방법 및 이를이용한 연료전지 |
| US20090264277A1 (en) * | 2007-04-17 | 2009-10-22 | Dr. Rishi Raj | Picoscale catalysts for hydrogen catalysis |
| KR100957302B1 (ko) * | 2007-09-07 | 2010-05-12 | 현대자동차주식회사 | 연료전지용 막-전극 접합체의 제조방법 |
| WO2012026916A1 (en) * | 2010-08-23 | 2012-03-01 | Utc Power Corporation | Mixed-ionomer electrode |
| US9847532B2 (en) * | 2011-11-11 | 2017-12-19 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell electrode catalyst layer, fuel cell electrode, fuel cell membrane electrode assembly and fuel cell having a proton-conductive material coated on a catalyst thereof |
| CN103840177A (zh) * | 2012-11-27 | 2014-06-04 | 李文鹏 | 一种甲酸燃料电池阳极催化材料 |
| US10361446B2 (en) | 2013-12-09 | 2019-07-23 | Council Of Scientific & Industrial Research | Process for the preparation of PBI based membrane electrode assembly (MEA) with improved fuel cell performance and stability |
| ES2868824T3 (es) * | 2016-05-02 | 2021-10-22 | Univ Fraser Simon | Dispositivos de conversión de energía que incluyen ionenos estables |
| US10306332B2 (en) * | 2016-06-14 | 2019-05-28 | DISH Technologies L.L.C. | Use of audio signals to provide interactive content to end users via smart devices |
| FI3490976T3 (fi) | 2016-07-29 | 2023-08-21 | Univ Fraser Simon | Stabiileja poly(imidatsoli)hydroksideja |
| EP3494193A4 (en) | 2016-08-04 | 2020-07-29 | Simon Fraser University | CROSS-LINKING OF HYDROXIDE-STABLE AND IONOMERIC POLYBENZIMIDAZOLIUM AND POLYIMIDAZOLIUM MEMBRANES |
| WO2018067627A1 (en) * | 2016-10-04 | 2018-04-12 | Indiana University Research And Technology Corporation | Novel ionomer/catalyst interface |
| FR3057181B1 (fr) * | 2016-10-07 | 2018-10-12 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procede de preparation d'un catalyseur supporte par un materiau carbone modifie avec du polybenzimidazole |
| KR20180062091A (ko) * | 2016-11-30 | 2018-06-08 | 주식회사 엘지화학 | 막-전극 접합체 제조방법, 이로부터 제조된 막-전극 접합체 및 이를 포함한 연료전지 |
| CN117003969A (zh) | 2017-04-10 | 2023-11-07 | 西蒙弗雷泽大学 | 亚苯基聚合物、方法及其用途 |
| KR102552145B1 (ko) | 2017-12-29 | 2023-07-05 | 현대자동차주식회사 | 연료전지용 막전극접합체의 제조방법 |
| WO2019200187A1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-10-17 | Arges Christopher George | Electrochemical reactor for upgrading methane and small alkanes to longer alkanes and alkenes |
| CN111129508B (zh) * | 2019-12-17 | 2021-07-02 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种过渡金属掺杂的铂碳催化剂及其制备方法和用途 |
| KR102298989B1 (ko) * | 2020-12-07 | 2021-09-06 | 현대자동차주식회사 | 이온 전도성이 높고 물 배출이 용이한 전해질막 및 이의 제조방법 |
| KR20220165362A (ko) * | 2021-06-08 | 2022-12-15 | 현대자동차주식회사 | 튜브 형상을 갖는 촉매 복합체 및 이를 포함하는 연료전지용 촉매 슬러리 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11503262A (ja) * | 1994-11-01 | 1999-03-23 | ケース ウェスタン リザーブ ユニバーシティ | プロトン伝導性ポリマー |
| JP2002184414A (ja) * | 2000-12-15 | 2002-06-28 | Asahi Glass Co Ltd | ガス拡散電極の製造方法及び固体高分子型燃料電池の製造方法 |
| JP2002373665A (ja) * | 2001-06-13 | 2002-12-26 | Honda Motor Co Ltd | 固体高分子型燃料電池用電極の製造方法 |
| JP2004171921A (ja) * | 2002-11-20 | 2004-06-17 | Toyota Motor Corp | 燃料電池から触媒金属及びスルホン酸基を有する含フッ素ポリマーを回収する方法 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4265406A (en) * | 1979-03-30 | 1981-05-05 | Imperial Chemical Industries Limited | Comminution process |
| DE19548421B4 (de) | 1995-12-22 | 2004-06-03 | Celanese Ventures Gmbh | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Membranelektrodeneinheiten |
| US6294068B1 (en) * | 1997-06-20 | 2001-09-25 | Natural Resources Canada | Electrochemical conversion of hydrocarbons |
| KR100446607B1 (ko) | 1998-05-04 | 2004-11-06 | 삼성전자주식회사 | 수소이온교환막(pem)연료전지의촉매층형성용슬러리의제조방법및이를이용한pem연료전지의제조방법및이방법에따라제조되는pem연료전지 |
| WO2001018894A2 (en) * | 1999-09-09 | 2001-03-15 | Danish Power Systems Aps | Polymer electrolyte membrane fuel cells |
| US6749892B2 (en) * | 2000-03-22 | 2004-06-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for fabricating membrane-electrode assembly and fuel cell adopting the membrane-electrode assembly |
| US6939640B2 (en) * | 2001-09-21 | 2005-09-06 | E. I. Dupont De Nemours And Company | Anode electrocatalysts for coated substrates used in fuel cells |
| JP2003190801A (ja) * | 2001-10-16 | 2003-07-08 | Nissan Motor Co Ltd | 触媒およびその製造方法 |
| US20040038801A1 (en) * | 2001-10-16 | 2004-02-26 | Hiroto Kikuchi | Catalyst using metal carrier and manufacturing method thereof |
| CN1226086C (zh) * | 2001-12-11 | 2005-11-09 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种担载型金属催化剂及其制备方法 |
| CN1186838C (zh) * | 2001-12-25 | 2005-01-26 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种质子交换膜燃料电池电极催化剂的制备方法 |
| CN1167159C (zh) * | 2002-01-04 | 2004-09-15 | 华南理工大学 | 直接甲醇燃料电池阳极非铂纳米催化剂及其制备方法 |
| US7541007B2 (en) * | 2002-12-20 | 2009-06-02 | Lehigh University | Microreactor and method of use to produce hydrogen by methanol reforming |
| KR100506091B1 (ko) * | 2003-02-19 | 2005-08-04 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료전지의 캐소드용 촉매 |
| DE602004009047T2 (de) | 2003-04-07 | 2008-06-19 | Mitsui Chemicals, Inc. | Vernetztes ionenleitendes harz und damit hergestellte ionenleitende polymermembranen, bindemittel und brennstoffzellen |
| WO2005101995A2 (en) * | 2004-04-16 | 2005-11-03 | Vacava, Llc | Customized sales software and implementation |
| KR100647296B1 (ko) * | 2004-11-16 | 2006-11-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 금속 촉매 및 이를 포함한 전극을 채용한 연료전지 |
-
2004
- 2004-11-20 KR KR1020040095537A patent/KR100612873B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2005
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-
2011
- 2011-09-29 US US13/248,503 patent/US8623572B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11503262A (ja) * | 1994-11-01 | 1999-03-23 | ケース ウェスタン リザーブ ユニバーシティ | プロトン伝導性ポリマー |
| JP2002184414A (ja) * | 2000-12-15 | 2002-06-28 | Asahi Glass Co Ltd | ガス拡散電極の製造方法及び固体高分子型燃料電池の製造方法 |
| JP2002373665A (ja) * | 2001-06-13 | 2002-12-26 | Honda Motor Co Ltd | 固体高分子型燃料電池用電極の製造方法 |
| JP2004171921A (ja) * | 2002-11-20 | 2004-06-17 | Toyota Motor Corp | 燃料電池から触媒金属及びスルホン酸基を有する含フッ素ポリマーを回収する方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010198975A (ja) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Dainippon Printing Co Ltd | 再利用された電解質被覆触媒の製造方法 |
Also Published As
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