JP2007165041A - 燃料電池用複合炭素粒子とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の燃料電池用複合炭素粒子は両末端にイソシアネート基を有するジフェニル化合物の片端イソシアネート基が炭素粒子表面の官能基とウレタン結合し、他端イソシアネート基が反応性シリコーン系ポリマーと化学結合した炭素粒子からなることを特徴とし、その製造方法は両末端にイソシアネート基を有するジフェニル化合物を非反応性の溶媒に溶解し、その溶液中に炭素粒子を混合してジフェニル化合物の片端イソシアネート基を炭素粒子表面の官能基とウレタン結合させ、未反応のジフェニル化合物を除去した後、反応性シリコーン系ポリマーを加えてジフェニル化合物の他端イソシアネート基と化学結合させることを特徴とする。
【選択図】 なし
Description
(1)ヒドロキシル基およびカルボキシル基の生成は、オゾン、酸素、NOX 、SOX などのガス雰囲気に炭素粒子を曝す方法、低温酸素プラズマで処理する方法、オゾン水、過酸化水素水、ペルオキソ2酸あるいはその塩類、次亜ハロゲン酸塩、重クロム酸塩、過マンガン酸塩、硝酸などの酸化剤水溶液に入れて攪拌混合する方法、などの気相酸化処理や液相酸化処理する方法。
(2)アミノ基の生成は、硝酸/硫酸混合系で酸化してニトロ基を生成させ、ホルムアルデヒドなどの還元剤で還元する方法。
(3)スルホン基の生成は、濃硫酸でスルホン化する方法。
触媒を担持させる炭素粒子としてカーボンブラック(米国キャボット社製、バルカンXC72−R)を用いて、塩化白金酸水溶液に浸漬してその表面に白金化合物を担持させ、還元して白金触媒を30重量%担持させた燃料電池用触媒担持体を製造した。
比較例1の燃料電池用触媒担持体の表面にシランカップリング剤を吸着させてシランカップリング剤よりなる単分子膜を形成した。シランカップリング剤としては直鎖状のハイドロカーボン膜を持つCH3−(CH2)n−SiCl3(nは10以上で25以下の整数)を用い、1重量%の濃度で溶解したヘキサン溶液を調製してカーボンブラックを浸漬した。次いで、脱塩酸してシランカップリング剤の撥水製の膜を形成した燃料電池用触媒担持体を製造した。
ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート(MDI)を10重量%の濃度に溶解させたメチルエチルケトン溶液に、比較例1の燃料電池用触媒担持体10gを入れて、攪拌しながら40℃で2時間反応させて、ジフェニルメタン基をウレタン結合させた。その後、遠心分離により溶媒および未反応のMDIを分離した。
2 触媒電極
3 触媒電極
4 アノード
5 カソード
6 アノード側ガス拡散層
7 カソード側ガス拡散層
8 セパレータ
9 反応ガス流路
10 シール材
Claims (4)
- 両末端にイソシアネート基を有するジフェニル化合物の片端イソシアネート基が炭素粒子表面の官能基とウレタン結合し、他端イソシアネート基が反応性シリコーン系ポリマーと化学結合した炭素粒子からなることを特徴とする燃料電池用複合炭素粒子。
- 両末端にイソシアネート基を有するジフェニル化合物を非反応性の溶媒に溶解し、その溶液中に炭素粒子を混合してジフェニル化合物の片端イソシアネート基を炭素粒子表面の官能基とウレタン結合させ、未反応のジフェニル化合物を除去した後、反応性シリコーン系ポリマーを加えてジフェニル化合物の他端イソシアネート基と化学結合させることを特徴とする燃料電池用複合炭素粒子の製造方法。
- 請求項1記載の複合炭素粒子からなる燃料電池用触媒担持体。
- 請求項2記載の複合炭素粒子が触媒担持体である燃料電池用触媒担持体の製造方法。
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