JP2008288145A - Fuel cell - Google Patents

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治通 中西
Yusuke Kuzushima
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve power generation performance of a fuel cell, by increasing the area of a reaction part of an electrode catalyst for an alkaline fuel cell. <P>SOLUTION: The electrode catalyst for the alkaline fuel cell is arranged, to be equipped with a metal porous body having a plurality of pores, and catalyst particles carried on the surface and in the pore of this metal porous body. In the alkaline fuel cell, this electrode catalyst is used as the electrode. That is, the alkaline fuel cell is equipped with an electrolyte membrane, having a function that permeates anions, and a pair of electrodes arranged on its both sides, in which one of the pair of the electrodes or both electrodes out of the pair of electrodes are made the electrode catalyst. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明はアルカリ型燃料電池用の電極触媒及びこれを用いた燃料電池、並びにアルカリ型燃料電池用の電極触媒の形成方法に関する。   The present invention relates to an electrode catalyst for an alkaline fuel cell, a fuel cell using the same, and a method for forming an electrode catalyst for an alkaline fuel cell.

従来、例えば、特開2004−288378号公報には、アルカリ型燃料電池の1つとして、ヒドラジンを燃料として用いる燃料電池が開示されている。具体的に、上記従来技術の燃料電池は、ヒドラジンを溶解した水酸化カリウム水溶液である電解液と、燃料極と空気極とにより構成されている。空気極は平面状に形成され、一面が空気導入口側に配置され空気に接触し、反対側の面において電解液に接触するように構成されている。一方、燃料極は、平板状に形成され電解液中に浸漬されている。また、燃料極としては、板状あるいは球体状に成形された発泡Ni等の発泡金属からなる集電材の表面に水素吸蔵合金をスパッタ等により成膜したものを燃料極として使用している。   Conventionally, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-288378 discloses a fuel cell using hydrazine as a fuel as one of alkaline fuel cells. Specifically, the above-described conventional fuel cell includes an electrolytic solution that is a potassium hydroxide aqueous solution in which hydrazine is dissolved, a fuel electrode, and an air electrode. The air electrode is formed in a planar shape, and one surface is disposed on the air inlet side and is in contact with air, and is configured to contact the electrolyte on the opposite surface. On the other hand, the fuel electrode is formed in a flat plate shape and immersed in the electrolytic solution. In addition, as the fuel electrode, a fuel electrode is used in which a hydrogen storage alloy film is formed by sputtering or the like on the surface of a current collector made of foamed metal such as foamed Ni or the like formed into a plate shape or a sphere shape.

ところで、ヒドラジンを燃料とする燃料電池においては、ヒドラジンの持つ高エネルギーを有効に引き出す燃料極が必要となる。具体的に、ヒドラジン燃料電池における燃料極では、燃料として供給されたヒドラジンを分解し、窒素ガスと水素イオンと電子とを生じさせる必要がある。このため、上記従来技術のようなヒドラジン燃料電池の燃料極では、ヒドラジン分解活性が高いこと、触媒の反応面積が大きいこと、電気抵抗が小さいこと、更に電極が崩壊しないことが要求される。   By the way, in a fuel cell using hydrazine as a fuel, a fuel electrode that effectively draws out the high energy of hydrazine is required. Specifically, at the fuel electrode in the hydrazine fuel cell, it is necessary to decompose hydrazine supplied as fuel to generate nitrogen gas, hydrogen ions, and electrons. For this reason, the fuel electrode of the hydrazine fuel cell as in the above prior art is required to have a high hydrazine decomposition activity, a large reaction area of the catalyst, a low electric resistance, and an electrode that does not collapse.

この点、金属は電気抵抗が小さく、またNi等の金属は耐アルカリ性に優れている。従って、上記従来技術によれば、燃料極の電気抵抗を低減し、腐食が少なく崩壊が起こりにくい電極とすることができるとしている。また、燃料極である発泡金属は複数の空間(気孔)を有する金属骨格からなる。従って、気孔内の表面積を含めると発泡金属全体としての表面積が広く、触媒としての反応面積が広く確保されている。また、水素吸蔵合金は、ヒドラジンに対する分解活性が高く、供給されたヒドラジンを効率良く酸化させて窒素ガスと水素イオンを生成する。従って、燃料極の分解活性が高められている。   In this respect, metals have low electrical resistance, and metals such as Ni have excellent alkali resistance. Therefore, according to the above prior art, the electric resistance of the fuel electrode can be reduced, and an electrode with less corrosion and less collapse can be obtained. Moreover, the foam metal which is a fuel electrode consists of a metal skeleton having a plurality of spaces (pores). Therefore, when the surface area in the pores is included, the surface area of the foam metal as a whole is large, and a wide reaction area as a catalyst is secured. Further, the hydrogen storage alloy has a high decomposition activity for hydrazine, and efficiently oxidizes the supplied hydrazine to generate nitrogen gas and hydrogen ions. Therefore, the decomposition activity of the fuel electrode is enhanced.

特開2004−288378号公報JP 2004-288378 A

ところで、上記従来技術は、ヒドラジン型燃料電池に関するものであり、板状または球体状に成形された燃料極を電解液中に浸漬して構成される。つまり、上記従来技術の電極反応部は、集電板に電解質が染み込むことで形成されている。従って、この燃料極の反応面積は、発泡金属の板あるいは球体の孔内部を含む全表面積に依存するものであり、発泡金属の全表面積以上の反応面積を得ることができない。また、スパッタや溶射等により成膜される水素吸蔵合金の膜は、発泡金属の孔内には及ばず、発泡金属の表面にのみ形成されると考えられる。従って、水素吸蔵合金により触媒活性の高められている部分は、結局、発泡金属の孔内を含まない表面のみに留まっている。   By the way, the above prior art relates to a hydrazine type fuel cell, and is configured by immersing a fuel electrode formed in a plate shape or a sphere shape in an electrolytic solution. That is, the electrode reaction part of the prior art is formed by the electrolyte soaking into the current collector plate. Therefore, the reaction area of the fuel electrode depends on the total surface area including the inside of the hole of the foam metal plate or sphere, and a reaction area larger than the total surface area of the foam metal cannot be obtained. Further, it is considered that the hydrogen storage alloy film formed by sputtering, thermal spraying, or the like does not extend into the hole of the foam metal but is formed only on the surface of the foam metal. Therefore, the portion where the catalytic activity is enhanced by the hydrogen storage alloy remains only on the surface not including the inside of the foam metal hole.

更に、上記従来技術は、燃料をヒドラジンとし、電解液中に燃料極の集電板を浸漬させて構成されるアルカリ電池に適用される。しかし、アルカリ型燃料電池は、これに限るものではなく、例えば、陰イオンを透過する電解質膜の両側に、複数の触媒粒子を担持させてなる担持体を電解質膜に混合したものを塗布して電極触媒とした構成を有する燃料電池がある。このような燃料電池においても、触媒の反応部の面積をより増大させた電極触媒の開発が期待される。   Further, the above-described conventional technology is applied to an alkaline battery configured by hydrazine as a fuel and dipping a current collector plate of a fuel electrode in an electrolytic solution. However, the alkaline fuel cell is not limited to this, for example, by applying a mixture obtained by mixing a carrier made of a plurality of catalyst particles to the electrolyte membrane on both sides of the electrolyte membrane that transmits anions. There is a fuel cell having a configuration as an electrode catalyst. Also in such a fuel cell, development of an electrode catalyst in which the area of the reaction part of the catalyst is further increased is expected.

従って、この発明は、上記の課題を解決することを目的として、反応面積を増大し、燃料を効率良く利用できるように改良したアルカリ型燃料電池用の電極触媒及びこれを用いたアルカリ型燃料電池並びに、この製造方法を提供するものである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrode catalyst for an alkaline fuel cell and an alkaline fuel cell using the same, which has been improved so that the reaction area can be increased and fuel can be used efficiently in order to solve the above-mentioned problems. In addition, this manufacturing method is provided.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、アルカリ型燃料電池用の電極触媒であって 複数の孔を有する金属多孔体と、
前記金属多孔体の表面及び孔内に担持された触媒粒子と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is an electrode catalyst for an alkaline fuel cell, and a porous metal body having a plurality of holes,
Catalyst particles carried on the surface and pores of the porous metal body,
It is characterized by providing.

第2の発明は、第1の発明において、前記金属多孔体は、Fe,Co,Ni,Cu及びRuからなる金属群のいずれか1以上の金属からなることを特徴とする。   According to a second aspect, in the first aspect, the metal porous body is made of one or more metals of a metal group consisting of Fe, Co, Ni, Cu, and Ru.

第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記触媒粒子は、Fe,Co及びNiからなる粒子又はNi粒子であることを特徴とする。   According to a third invention, in the first or second invention, the catalyst particles are particles made of Fe, Co, and Ni or Ni particles.

第4の発明は、アルカリ型燃料電池であって、
陰イオンを透過させる機能を有する電解質膜と、
前記電解質膜の両側に配置された一対の電極と、を備え、
前記一対の電極のうち、少なくとも一方は、第1から第3のいずれかの電極触媒であることを特徴とする。
A fourth invention is an alkaline fuel cell,
An electrolyte membrane having a function of transmitting anions,
A pair of electrodes disposed on both sides of the electrolyte membrane,
At least one of the pair of electrodes is any one of first to third electrode catalysts.

第5の発明は、アルカリ型燃料電池用の電極触媒の作製方法であって、
金属多孔体の材料となる第1金属と、Al,Sn,Zn及びPbからなる金属群のうちいずれかの第2金属との合金から、アルカリ溶液を用いて該第2金属を溶解させて金属多孔体を製造し、
触媒粒子となる第3金属の酢酸塩を酢酸溶液に溶解した混合溶液に、前記金属多孔体を添加し、
前記金属多孔体を添加した前記混合溶液を真空脱気し、
前記真空脱気後の前記混合溶液から前記金属多孔体を取り出し、
前記金属多孔体を加熱することを特徴とする。
The fifth invention is a method for producing an electrode catalyst for an alkaline fuel cell,
A metal obtained by dissolving the second metal from an alloy of the first metal, which is a material of the porous metal body, and any second metal of the metal group consisting of Al, Sn, Zn, and Pb using an alkaline solution. Producing porous bodies,
The metal porous body is added to a mixed solution in which an acetate of a third metal serving as catalyst particles is dissolved in an acetic acid solution,
The mixed solution to which the metal porous body is added is vacuum degassed,
The metal porous body is taken out from the mixed solution after the vacuum degassing,
The porous metal body is heated.

第6の発明は、第5の発明において、
前記金属多孔体は、Fe,Co,Ni,Cu及びRuからなる金属群のうちいずれか1以上の金属からなることを特徴とする。
According to a sixth invention, in the fifth invention,
The porous metal body is characterized by being made of one or more metals selected from the group consisting of Fe, Co, Ni, Cu and Ru.

第7の発明は、第5又は第6の発明において、前記第3金属は、Fe,Co及びNiからなる金属群のうちいずれか1以上の金属であることを特徴とする。   A seventh invention is characterized in that, in the fifth or sixth invention, the third metal is any one or more metals selected from the group consisting of Fe, Co and Ni.

第1の発明によれば、アルカリ型燃料電池用の電極触媒は、複数の孔を有する金属多孔体と、金属多孔体の表面及び孔内に担持された触媒粒子とを有する。これにより、燃料電池の各電極触媒における反応を金属多孔体の孔内においても促すことができ、触媒の反応部の面積を増大させることができる。従って燃料電池の発電性能を向上させることができる。   According to the first invention, an electrode catalyst for an alkaline fuel cell includes a metal porous body having a plurality of pores, and catalyst particles carried on the surface of the metal porous body and in the pores. Thereby, the reaction in each electrode catalyst of the fuel cell can be promoted also in the pores of the metal porous body, and the area of the reaction part of the catalyst can be increased. Therefore, the power generation performance of the fuel cell can be improved.

第2の発明によれば、金属多孔体は、Fe,Co,Ni,Cu及びRuからなる金属群のいずれか1以上の金属からなる。これらの金属を触媒の担体として用いることにより、電極の電気抵抗を低減することができる。また、これらの金属は耐アルカリ性が高いため、アルカリ型燃料電池において電極触媒として用いた場合にも腐食や崩壊が起こりにくく、電極として好適である。   According to the second invention, the porous metal body is made of one or more metals in the metal group consisting of Fe, Co, Ni, Cu, and Ru. By using these metals as the catalyst carrier, the electrical resistance of the electrode can be reduced. Moreover, since these metals have high alkali resistance, they are less likely to corrode or collapse when used as electrode catalysts in alkaline fuel cells, and are suitable as electrodes.

第3の発明によれば、触媒粒子として、Fe,Co及びNiからなる粒子又はNi粒子が用いられる。これらの触媒は、耐アルカリ性が高く、腐食が起こりにくいため、アルカリ型燃料電池の電極触媒として好適である。また従来の白金を触媒粒子として用いる場合に比べて、電極触媒のコストダウンを図ることができる。更に、Fe-Co-Ni粒子を用いる場合には、アルコール等のC-C結合を有する燃料が供給された場合に、C-C結合を切断することができるため、より触媒活性の高い電極として用いることができる。   According to the third aspect of the invention, particles made of Fe, Co, and Ni or Ni particles are used as the catalyst particles. These catalysts are suitable as electrode catalysts for alkaline fuel cells because of their high alkali resistance and resistance to corrosion. Further, the cost of the electrode catalyst can be reduced as compared with the case where conventional platinum is used as the catalyst particles. Furthermore, when Fe—Co—Ni particles are used, when a fuel having a CC bond such as alcohol is supplied, the CC bond can be cut, so that it can be used as an electrode having higher catalytic activity. .

第4の発明によれば、電極触媒は、陰イオン交換膜の両側、あるいは一方の面に電極として配置される。これにより、上記の効果を有するアルカリ型燃料電池とすることができ、アルカリ型燃料電池の発電性能を高めることができる。   According to the fourth invention, the electrode catalyst is disposed as an electrode on both sides or one surface of the anion exchange membrane. Thereby, it can be set as the alkaline fuel cell which has said effect, and can improve the electric power generation performance of an alkaline fuel cell.

第5の発明によれば、複数の孔を有する金属多孔体の、表面及び孔内部にまで触媒粒子を担持させた電極触媒を作製することができる。従って、反応部の面積の大きい電極触媒を得ることができる。   According to the fifth invention, it is possible to produce an electrode catalyst in which catalyst particles are supported on the surface and inside of a hole of a porous metal body having a plurality of holes. Accordingly, an electrode catalyst having a large reaction area can be obtained.

第6の発明によれば、金属多孔体は、Fe,Co,Ni,Cu及びRuからなる金属群のいずれか1以上の金属からなる。これらの金属を触媒の担体として用いることにより、電極の電気抵抗を低減することができる。また、これらの金属は耐アルカリ性が高いため、アルカリ型燃料電池において電極触媒として用いた場合にも腐食や崩壊が起こりにくく、電極として好適である。   According to the sixth invention, the porous metal body is made of one or more metals in the metal group consisting of Fe, Co, Ni, Cu, and Ru. By using these metals as the catalyst carrier, the electrical resistance of the electrode can be reduced. Moreover, since these metals have high alkali resistance, they are less likely to corrode or collapse when used as electrode catalysts in alkaline fuel cells, and are suitable as electrodes.

第7の発明によれば、触媒粒子として、Fe,Co及びNiからなる粒子又はNi粒子が用いられる。これらの触媒は、耐アルカリ性が高く腐食が起こりにくいため、アルカリ型燃料電池の触媒として好適である。また従来の白金を触媒粒子として用いる場合に比べて、電極触媒のコストダウンを図ることができる。更に、Fe-Co-Ni粒子を用いる場合には、アルコール等のC-C結合を有する燃料が供給された場合に、C-C結合を切断することができるため、より触媒活性の高い電極として用いることができる。   According to the seventh aspect of the invention, particles made of Fe, Co and Ni or Ni particles are used as the catalyst particles. Since these catalysts have high alkali resistance and are unlikely to corrode, they are suitable as catalysts for alkaline fuel cells. Further, the cost of the electrode catalyst can be reduced as compared with the case where conventional platinum is used as the catalyst particles. Furthermore, when Fe—Co—Ni particles are used, when a fuel having a CC bond such as alcohol is supplied, the CC bond can be cut, so that it can be used as an electrode having higher catalytic activity. .

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

実施の形態.
図1は、この発明の実施の形態の燃料電池の構成について説明するための図である。図1に示す燃料電池はアルカリ型燃料電池である。燃料電池はアニオン交換膜10(電解質膜)を有している。アニオン交換膜10の両側には一対の電極として、アノード極20及びカソード極30が配置されている。アノード極20及びカソード極30の両外側には集電板40が配置されている。アノード極20側の集電板40の一面側には燃料経路50が接続され、燃料経路50には燃料供給源(図示せず)が接続されている。燃料供給源から、燃料経路50及び集電板40を介してアノード極20に燃料が供給され、アノード極20から未反応の燃料等が排出される。一方、カソード極30側の集電板40の一面側には酸素経路60が接続されている。酸素経路60及び集電板40を介して、カソード極30に大気が供給され、カソード極30から未反応の酸素を含む大気オフガスが排出される。
Embodiment.
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a fuel cell according to an embodiment of the present invention. The fuel cell shown in FIG. 1 is an alkaline fuel cell. The fuel cell has an anion exchange membrane 10 (electrolyte membrane). On both sides of the anion exchange membrane 10, an anode 20 and a cathode 30 are arranged as a pair of electrodes. A current collector plate 40 is disposed on both outer sides of the anode electrode 20 and the cathode electrode 30. A fuel path 50 is connected to one surface side of the current collector plate 40 on the anode electrode 20 side, and a fuel supply source (not shown) is connected to the fuel path 50. Fuel is supplied from the fuel supply source to the anode electrode 20 through the fuel path 50 and the current collector plate 40, and unreacted fuel and the like are discharged from the anode electrode 20. On the other hand, an oxygen path 60 is connected to one surface side of the current collector plate 40 on the cathode electrode 30 side. The atmosphere is supplied to the cathode electrode 30 through the oxygen path 60 and the current collector plate 40, and the atmospheric off gas containing unreacted oxygen is discharged from the cathode electrode 30.

燃料電池の発電の際にはアノード極20には燃料として、例えばエタノール等の水素を含む燃料が供給される。一方、カソード極30には大気(又は酸素)が供給される。アノード極20に燃料が供給されると、アノード極20の電極触媒の機能により燃料中の水素原子と、アニオン交換膜10を通過した水酸化物イオンとが反応して水が生成されると共に、電子が放出される。アノード極20での反応は、燃料として純水素が供給される場合には、次式(1)のようになり、エタノールが供給される場合には、次式(2)のようになる。
+2OH → 2HO+2e ・・・・(1)
CHCHOH+12OH → 2CO+9HO+12e ・・・(2)
At the time of power generation by the fuel cell, a fuel containing hydrogen such as ethanol is supplied to the anode 20 as a fuel. On the other hand, the cathode 30 is supplied with air (or oxygen). When fuel is supplied to the anode electrode 20, the hydrogen catalyst in the fuel reacts with the hydroxide ions that have passed through the anion exchange membrane 10 by the function of the electrode catalyst of the anode electrode 20, and water is generated. Electrons are emitted. The reaction at the anode electrode 20 is expressed by the following equation (1) when pure hydrogen is supplied as the fuel, and is expressed by the following equation (2) when ethanol is supplied.
H 2 + 2OH → 2H 2 O + 2e (1)
CH 3 CH 2 OH + 12OH → 2CO 2 + 9H 2 O + 12e (2)

一方、カソード極30に大気が供給されると、大気中の酸素分子はカソード極30の電極触媒の機能により、いくつかの段階を経て、電極から電子を受け取って水酸化物イオンが生成される。水酸化物イオンはアニオン交換膜10を通過してアノード極10側に移動する。カソード極30での反応は、次式(3)のようになる。
1/2O+HO+2e → 2OH ・・・・(3)
On the other hand, when the atmosphere is supplied to the cathode 30, oxygen molecules in the atmosphere receive electrons from the electrode through several stages due to the function of the electrode catalyst of the cathode 30 to generate hydroxide ions. . The hydroxide ions pass through the anion exchange membrane 10 and move to the anode electrode 10 side. The reaction at the cathode electrode 30 is represented by the following equation (3).
1/2 O 2 + H 2 O + 2e → 2OH (3)

以上のようなアノード極20側とカソード極30側における反応をまとめると、燃料電池全体では次式(4)のように水の生成反応が起き、このときの電子が両極側の集電板40を介して移動することになる。
+1/2O → HO ・・・・(4)
When the reactions on the anode electrode 20 side and the cathode electrode 30 side as described above are summarized, a water generation reaction occurs as shown in the following formula (4) in the entire fuel cell, and the electrons at this time are collected on the current collector plate 40 on both electrode sides. Will move through.
H 2 + 1 / 2O 2 → H 2 O (4)

このようなアルカリ型の燃料電池において、アニオン交換膜10は、カソード極30の電極触媒で生成される水酸化物イオン(OH-)をアノード極20に移動させることができる媒体であれば特に限定されない。具体的にアニオン交換膜10としては、例えば、1〜3級アミノ基、4級アンモニウム基、ピリジル基、イミダゾール基、4級ビリジウム基、4級イミダゾリウム基などのアニオン交換基を有する固体高分子膜(アニオン交換樹脂)があげられる。また、固体高分子の膜としては、例えば、炭化水素系及びフッ素系樹脂などがあげられる。 In such an alkaline fuel cell, the anion exchange membrane 10 is not particularly limited as long as it is a medium capable of moving hydroxide ions (OH ) generated by the electrode catalyst of the cathode electrode 30 to the anode electrode 20. Not. Specifically, as the anion exchange membrane 10, for example, a solid polymer having an anion exchange group such as a primary to tertiary amino group, a quaternary ammonium group, a pyridyl group, an imidazole group, a quaternary bilidium group, and a quaternary imidazolium group. Examples include membranes (anion exchange resins). Examples of the solid polymer film include hydrocarbon-based and fluorine-based resins.

アノード極20及びカソード極30は同一の構造を有している。具体的に両極は、それぞれ少なくとも電極触媒を有している。アノード極20の電極触媒は、上記(1)又は(2)式のように、供給された燃料中から水素原子を取り出し、アニオン交換膜10を通過した水酸化物イオンと反応させて水(H2O)を生成すると共に、集電板40に電子(e-)を放出する触媒としての機能を有している。一方、カソード極30の電極触媒は、上記(3)式のように、集電板40から電子(e-)を受け取って、酸素(O2)と水(H2O)とから水酸化イオンを生成させる触媒作用を有している。 The anode electrode 20 and the cathode electrode 30 have the same structure. Specifically, both electrodes each have at least an electrode catalyst. The electrode catalyst of the anode electrode 20 takes out hydrogen atoms from the supplied fuel as shown in the above formula (1) or (2), and reacts with hydroxide ions that have passed through the anion exchange membrane 10 to produce water (H 2 O) and a function as a catalyst for releasing electrons (e ) to the current collector plate 40. On the other hand, the electrode catalyst of the cathode electrode 30 receives electrons (e ) from the current collector plate 40 as shown in the above formula (3), and hydroxide ions from oxygen (O 2 ) and water (H 2 O). Has a catalytic action to produce

ところで、燃料電池の発電性能を向上させるためには、アノード極20における(1)又は(2)式の燃料の分解と、カソード極30における(3)式の酸素からの水酸化物イオン(OH-)の生成とが効率良く進行することが重要となる。このため、各電極における触媒の反応面積を増大させることが有効となる。実施の形態の燃料電池においては、各電極における反応面積を増大させるため、下記の電極触媒を採用する。 By the way, in order to improve the power generation performance of the fuel cell, the decomposition of the fuel of the formula (1) or (2) in the anode electrode 20 and the hydroxide ion (OH) from the oxygen of the formula (3) in the cathode electrode 30 -) generation and it is important to proceed efficiently for. For this reason, it is effective to increase the reaction area of the catalyst at each electrode. In the fuel cell of the embodiment, the following electrode catalyst is employed to increase the reaction area at each electrode.

図2は、図1の点線(A)で囲むアノード極20の一部分を拡大した図である。図2にはアノード極20の電極触媒を拡大して表しているが、上記のようにカソード極30の電極触媒も同様の構成を有している。図2に示すように、電極触媒22は、担体に触媒粒子を担持した担持体であり、燃料電池におけるアノード極20及びカソード極30は、この担持体がアニオン交換膜10と同様の成分を溶解させた電解質溶液12に混合されて、アニオン交換膜10に塗布されることにより形成されている。   FIG. 2 is an enlarged view of a part of the anode 20 surrounded by a dotted line (A) in FIG. Although the electrode catalyst of the anode electrode 20 is shown in an enlarged manner in FIG. 2, the electrode catalyst of the cathode electrode 30 has the same configuration as described above. As shown in FIG. 2, the electrode catalyst 22 is a support having catalyst particles supported on a carrier, and the anode 20 and the cathode 30 in the fuel cell dissolve the same components as the anion exchange membrane 10. It is formed by being mixed with the electrolyte solution 12 and applied to the anion exchange membrane 10.

電極触媒22の担体はNi多孔体粉末24(金属多孔体)により構成されている。Ni多孔体粉末24は数μm〜数十μmの粒子であり、粉末中に複数の細孔26を有している。Ni多孔体中の細孔26の比率は80[Vol.%]〜96[Vol.%]である。   The carrier of the electrode catalyst 22 is composed of Ni porous powder 24 (metal porous body). The Ni porous body powder 24 is a particle of several μm to several tens of μm, and has a plurality of pores 26 in the powder. The ratio of the pores 26 in the Ni porous body is 80 [Vol.%] To 96 [Vol.%].

Ni多孔体粉末24には複数のFe-Co-Niからなる触媒粒子28が担持されている。触媒粒子28は、アノード極20、カソード極30のそれぞれにおいて、上記(1)、(2)又は(3)に示す反応を促進させると共に、アノード極20に供給されたエタノール等の燃料中のC-C結合を切断する機能を有し、燃料から水素を生成する反応を促進することができる。   The Ni porous body powder 24 carries a plurality of catalyst particles 28 made of Fe—Co—Ni. The catalyst particles 28 promote the reaction shown in the above (1), (2), or (3) in each of the anode electrode 20 and the cathode electrode 30, and CC in fuel such as ethanol supplied to the anode electrode 20. It has a function of breaking bonds and can promote a reaction for generating hydrogen from fuel.

ここで、触媒粒子28は、Ni多孔体粉末24の表面及び細孔26の内部に担持されている。従って、電極触媒22の反応部(三層界面)は、Ni多孔体粉末24の表面だけでなく細孔26の内部にまで形成され、反応面積が大きく確保されている。電極触媒22に燃料が供給されると、燃料は細孔26内部にまで侵入し、電極触媒22の表面及び細孔26内において触媒粒子28に接し、上記(1)、(2)又は(3)の反応が促進される。従って、より効率良く発電反応を促進することができ、燃料電池の発電性能の向上が図られている。   Here, the catalyst particles 28 are supported on the surface of the Ni porous body powder 24 and inside the pores 26. Therefore, the reaction part (three-layer interface) of the electrode catalyst 22 is formed not only on the surface of the Ni porous powder 24 but also inside the pores 26, and a large reaction area is secured. When fuel is supplied to the electrode catalyst 22, the fuel penetrates into the pores 26, contacts the catalyst particles 28 on the surface of the electrode catalyst 22 and in the pores 26, and the above (1), (2) or (3 ) Reaction is promoted. Therefore, the power generation reaction can be promoted more efficiently, and the power generation performance of the fuel cell is improved.

図3は、この発明の実施の形態における電極触媒22の形成方法について説明するための図である。図3の[工程01]において、まずNiとAlとの合金粉末が作製される。ここで、NiとAlの体積比は1:9とされる。次に作製されたNi/Al合金を、数[μm]〜数十[μm]のサイズに粉砕する[工程02]。次に、Ni/Al合金をアルカリ溶液にて処理する[工程03]。ここでアルカリ溶液は、濃度2[mol/l]程度のものを用いる。アルカリ溶液の処理によりNi/Al合金のAl部分が溶解して、Ni多孔体粉末24が作製される。   FIG. 3 is a diagram for explaining a method of forming the electrode catalyst 22 in the embodiment of the present invention. In [Step 01] in FIG. 3, first, an alloy powder of Ni and Al is produced. Here, the volume ratio of Ni and Al is 1: 9. Next, the produced Ni / Al alloy is pulverized to a size of several [μm] to several tens [μm] [step 02]. Next, the Ni / Al alloy is treated with an alkaline solution [Step 03]. Here, an alkaline solution having a concentration of about 2 [mol / l] is used. The Al portion of the Ni / Al alloy is dissolved by the treatment with the alkaline solution, and the Ni porous body powder 24 is produced.

次に、酢酸Fe、酢酸Co、酢酸Niを、それぞれ酢酸溶液に溶解させ、酢酸溶液を作製する[工程05]。ここで作製されるFe酢酸溶液、Co酢酸溶液、及びNi酢酸溶液の濃度は、それぞれ0.005[mol/l]〜10[mol/l]となるようにする。次に、Fe酢酸溶液、Co酢酸溶液及びNi酢酸溶液を混合して、混合溶液を作製する[工程06]。各溶液の体積混合比は、等量とする。なお、混合溶液の温度は60[℃]程度とする。   Next, Fe acetate, Co acetate, and Ni acetate are each dissolved in an acetic acid solution to prepare an acetic acid solution [Step 05]. The concentrations of the Fe acetic acid solution, the Co acetic acid solution, and the Ni acetic acid solution prepared here are 0.005 [mol / l] to 10 [mol / l], respectively. Next, a mixed solution is prepared by mixing the Fe acetic acid solution, the Co acetic acid solution, and the Ni acetic acid solution [Step 06]. The volume mixing ratio of each solution is equal. The temperature of the mixed solution is about 60 [° C.].

次に、工程06において作製された混合溶液中に、Ni多孔体粉末24を混合する[工程07]。ここでの混合比は、重量比で1:10〜10:1[wt.%]の範囲とするのが望ましい。より好適には、1:2〜4:1[wt.%]とする。次に、真空脱気を行う[工程08]。真空脱気の結果、細孔26内に溜まるガスが脱気され、その分、細孔26内部に多くの混合溶液が浸入することとなる。   Next, the Ni porous body powder 24 is mixed in the mixed solution prepared in Step 06 [Step 07]. The mixing ratio here is desirably in the range of 1:10 to 10: 1 [wt.%] By weight. More preferably, it is set to 1: 2 to 4: 1 [wt.%]. Next, vacuum deaeration is performed [step 08]. As a result of the vacuum degassing, the gas accumulated in the pores 26 is degassed, and a lot of the mixed solution enters into the pores 26 correspondingly.

次に、溶液中から濾過等によってNi多孔体粉末24が取り出されて、不活性ガス中で熱処理が行われる[工程09]。ここでの温度は400[℃]とする。これにより、混合溶液中のFe-Co-Ni触媒がNi多孔体粉末24表面及び細孔26内に担持された担持体である電極触媒が形成される。その後、担持体は電解質膜と同じ成分を溶解させた電解質溶液12に混合され、電極触媒22として、アニオン交換膜10表面に塗布される。これにより、アニオン交換膜10の両側に、触媒粒子28としてFe-Co-Ni触媒を担持するNi多孔体粉末24からなる電極触媒が形成される。   Next, the Ni porous body powder 24 is taken out from the solution by filtration or the like, and heat treatment is performed in an inert gas [step 09]. The temperature here is 400 [° C.]. As a result, an electrode catalyst is formed which is a support in which the Fe—Co—Ni catalyst in the mixed solution is supported on the surface of the Ni porous body powder 24 and in the pores 26. Thereafter, the carrier is mixed with the electrolyte solution 12 in which the same components as the electrolyte membrane are dissolved, and applied as the electrode catalyst 22 to the surface of the anion exchange membrane 10. As a result, an electrode catalyst made of Ni porous body powder 24 carrying Fe—Co—Ni catalyst as catalyst particles 28 is formed on both sides of the anion exchange membrane 10.

このように作製された電極触媒22を用いることにより、アノード極20及びカソード極30の反応部の面積を増大させることができる。従って、両電極触媒における反応を促進することができ、燃料電池の発電性能を向上させることができる。   By using the electrode catalyst 22 produced in this way, the area of the reaction part of the anode electrode 20 and the cathode electrode 30 can be increased. Therefore, the reaction in both electrode catalysts can be promoted, and the power generation performance of the fuel cell can be improved.

図4は、この発明の実施の形態における電極触媒を用いた燃料電池と、従来の燃料電池との電流密度と電圧との関係(I-V特性)を検証した結果を示す図である。図において横軸は電流密度[A/cm2]を表し、縦軸は電圧[V]を表している。また従来の燃料電池の電極触媒としてはFe-Co-Ni触媒をカーボンに担持させたものを用いている。図4から、この実施の形態の燃料電池の方が、従来の燃料電池に比べて発電性能が向上していることが確認される。即ち、電極触媒としてFe-Co-Ni触媒28をNi多孔体粉末24に担持させることで、発電性能を向上させることが確認される。 FIG. 4 is a diagram showing a result of verifying a relationship (IV characteristic) between a current density and a voltage of a fuel cell using an electrode catalyst according to an embodiment of the present invention and a conventional fuel cell. In the figure, the horizontal axis represents current density [A / cm 2 ], and the vertical axis represents voltage [V]. In addition, as an electrode catalyst for a conventional fuel cell, a carbon-supported Fe—Co—Ni catalyst is used. From FIG. 4, it is confirmed that the power generation performance of the fuel cell of this embodiment is improved as compared with the conventional fuel cell. That is, it is confirmed that the power generation performance is improved by supporting the Fe—Co—Ni catalyst 28 on the Ni porous powder 24 as an electrode catalyst.

なお、実施の形態においては、触媒粒子としてFe-Co-Ni触媒28を用いる場合について説明した。触媒粒子としてFe-Co-Ni触媒28を用いることにより、燃料としてエタノール等のC-C結合を有するものが供給された場合に、そのC-C結合を効率的に切断し、アノード極20における反応を促進することができる。しかし、この発明において触媒粒子はFe-Co−Niに限るものではない。例えば、触媒粒子としては、Fe、Co、Ni、あるいはPt等を用いることができる。   In the embodiment, the case where the Fe—Co—Ni catalyst 28 is used as the catalyst particle has been described. By using the Fe—Co—Ni catalyst 28 as catalyst particles, when a fuel having a CC bond such as ethanol is supplied as the fuel, the CC bond is efficiently cut and the reaction at the anode 20 is promoted. be able to. However, in this invention, the catalyst particles are not limited to Fe—Co—Ni. For example, Fe, Co, Ni, Pt, or the like can be used as the catalyst particles.

具体的に例えば、Niを用いる場合には、上記の触媒の作製の[工程05]において、酢酸溶液にNi酢酸を加えた、濃度0.005[mol/l]〜10[mol/l]の混合溶液のみを準備する。その後、[工程06]を行わずに、工程07〜工程10を行うことにより電極触媒が作製される。   Specifically, for example, when Ni is used, a mixed solution of 0.005 [mol / l] to 10 [mol / l] in which Ni acetic acid is added to the acetic acid solution in [Step 05] of the preparation of the catalyst described above. Only prepare. Then, an electrode catalyst is produced by performing Step 07 to Step 10 without performing [Step 06].

図5は、触媒粒子をNiとし、これをNi多孔体粉末に担持させた電極触媒を用いた燃料電池と、従来の燃料電池のI-V特性を比較検証した結果を示す図である。図において横軸は電流密度[A/cm2]を表し、縦軸は電圧[V]を表している。また、従来の燃料電池の電極触媒としては、カーボンにNi触媒を担持させたものを用いている。図5から、触媒粒子としてNiを用いた場合にも、Ni多孔体粉末24を担体として用いることで、従来の燃料電池と比較して発電性能が向上していることが確認される。 FIG. 5 is a diagram showing a result of comparing and verifying IV characteristics of a fuel cell using an electrode catalyst in which Ni is used as catalyst particles and supported on a Ni porous powder, and a conventional fuel cell. In the figure, the horizontal axis represents current density [A / cm 2 ], and the vertical axis represents voltage [V]. In addition, as an electrode catalyst for a conventional fuel cell, a carbon catalyst having a Ni catalyst supported thereon is used. FIG. 5 confirms that even when Ni is used as the catalyst particles, the power generation performance is improved by using the Ni porous body powder 24 as the carrier as compared with the conventional fuel cell.

なお、実施の形態では、アノード極20及びカソード極30が共に同一の構成を有する場合について説明した。しかしこの発明は、これに限るものではなく、いずれかの電極触媒に実施の形態に説明した電極触媒を用いることで、ある程度発電性能を向上させることができる。この場合、実施の形態の電極触媒を用いない電極の電極触媒としては、例えば、Fe、Co、Ni、あるいはPt等により構成されたもの、あるいは、これらの金属のいずれかをカーボン等の担体に担持させたもの、あるいは、これらの金属原子を中心金属とする有機金属錯体、あるいは、このような有機金属錯体を担体に担持させたもの等を用いることができる。また、各電極電極触媒の表面には多孔体等で構成された拡散層を配置することもできる。   In the embodiment, the case where both the anode 20 and the cathode 30 have the same configuration has been described. However, the present invention is not limited to this, and power generation performance can be improved to some extent by using the electrode catalyst described in the embodiment for any one of the electrode catalysts. In this case, as an electrode catalyst for an electrode that does not use the electrode catalyst of the embodiment, for example, one composed of Fe, Co, Ni, Pt or the like, or any of these metals as a carrier such as carbon Those supported, organometallic complexes having these metal atoms as the central metal, or those having such an organometallic complex supported on a carrier can be used. Moreover, the diffusion layer comprised with the porous body etc. can also be arrange | positioned on the surface of each electrode electrode catalyst.

また、実施の形態では触媒粒子を担持する担体(金属多孔体)としてNi多孔体粉末24を用いる場合について説明した。Ni多孔体粉末24を用いることで、反応面を増大させると共に、電極の抵抗を低減することができる。また、多孔体自体が触媒としての機能し、より電極触媒としての機能を向上させることができる。しかし、この発明において金属多孔体はこれに限るものではなく、他の金属多孔体を用いることもできる。具体的に例えば、Niに替えて、Fe,Co,Cu,Ru等の金属からなる多孔体粉末を用いることができる。   In the embodiment, the case where the Ni porous body powder 24 is used as the carrier (metal porous body) for supporting the catalyst particles has been described. By using the Ni porous body powder 24, the reaction surface can be increased and the resistance of the electrode can be reduced. Further, the porous body itself functions as a catalyst, and the function as an electrode catalyst can be further improved. However, in the present invention, the metal porous body is not limited to this, and other metal porous bodies can also be used. Specifically, for example, a porous powder made of a metal such as Fe, Co, Cu, or Ru can be used instead of Ni.

また、Ni多孔体粉末を作製する方法として、Ni/Al合金粉末を作製して、Alを溶解させるものについて説明した。しかし、この発明において金属多孔体の作製方法はこれに限るものではなく、他の方法により金属多孔体が作成されるものであってもよい。また、Ni多孔体粉末を作成する場合に、Ni/Al合金粉末に替えて、Ni/Sn、Ni/Zn、Ni/Pb等の合金粉末を作製し、Sn,Zn,Pbを溶解させることでNi多孔体粉末を作製することもできる。同様に、Fe,Co,Cu又はRu等の金属多孔体を用いる場合には、Fe/Al,Co/Al,Cu/Al,Ru/Al,Fe/Sn,Co/Sn,Cu/Sn,Ru/Sn,Fe/Zn,Co/Zn,Cu/Zn,Ru/Zn,Fe/Pb,Co/Pb,Cu/Pb,Ru/Pb等の合金粉末を作製し、それぞれSn,Zn,Pbを溶解させることで、これらの金属多孔体粉末を作成することができる。   In addition, as a method for producing the Ni porous body powder, the Ni / Al alloy powder was produced and Al was dissolved. However, the method for producing the metal porous body in the present invention is not limited to this, and the metal porous body may be produced by other methods. Also, when creating Ni porous body powder, instead of Ni / Al alloy powder, alloy powder such as Ni / Sn, Ni / Zn, Ni / Pb is prepared and Sn, Zn, Pb is dissolved. Ni porous powder can also be produced. Similarly, when using a porous metal such as Fe, Co, Cu or Ru, Fe / Al, Co / Al, Cu / Al, Ru / Al, Fe / Sn, Co / Sn, Cu / Sn, Ru / Sn, Fe / Zn, Co / Zn, Cu / Zn, Ru / Zn, Fe / Pb, Co / Pb, Cu / Pb, Ru / Pb etc. alloy powders are prepared and Sn, Zn and Pb are dissolved respectively. By making it, these metal porous body powders can be created.

また、実施の形態では、燃料電池としてアニオン交換膜を用いたアルカリ型燃料電池を用いる場合について説明した。しかし、この発明はこのような燃料電池に限るものではなく、例えばアニオン交換膜に替えて、KOH等の陰イオンを透過させる電解質を用いたアルカリ電池等であってもよい。   In the embodiment, the case where an alkaline fuel cell using an anion exchange membrane is used as the fuel cell has been described. However, the present invention is not limited to such a fuel cell, and may be, for example, an alkaline cell using an electrolyte that transmits anions such as KOH instead of an anion exchange membrane.

また、実施の形態では、アニオン交換膜10の両側にアノード極20及びカソード極30がそれぞれ配置され、集電板40を介して、それぞれに反応ガス経路50、60が設けられたものについて説明した。しかし、燃料電池はこれに限るものではなく、アニオン交換膜の両側にアノード極及びカソード極が配置された発電部が、集電板やセパレータを介して複数積層されたスタック構造を有するものであっても良い。この場合にも各電極としてこの発明の電極触媒を用いることで、発電性能の高い燃料電池を得ることができる。   In the embodiment, the anode 20 and the cathode 30 are respectively disposed on both sides of the anion exchange membrane 10, and the reaction gas paths 50 and 60 are provided through the current collector plate 40, respectively. . However, the fuel cell is not limited to this, and has a stack structure in which a plurality of power generation units in which an anode electrode and a cathode electrode are arranged on both sides of an anion exchange membrane are stacked through current collector plates and separators. May be. Also in this case, a fuel cell with high power generation performance can be obtained by using the electrode catalyst of the present invention as each electrode.

また、実施の形態では、燃料としてエタノールを用いる場合について説明した。エタノールであれば、比較的安価に入手可能な材料で効率良く発電することができるためであるが、しかし、この発明において燃料はエタノールに限るものではない。実施の形態において説明したように、イオン交換膜としてアニオン交換膜10を用いる場合の燃料としては、エタノールのほかに例えばメタン、アンモニア等を考えることができる。   In the embodiment, the case where ethanol is used as the fuel has been described. This is because ethanol can be efficiently generated with a material that is available at a relatively low cost. However, in the present invention, the fuel is not limited to ethanol. As described in the embodiment, as the fuel when the anion exchange membrane 10 is used as the ion exchange membrane, for example, methane, ammonia or the like can be considered in addition to ethanol.

以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に限定されるものではない。また、実施の形態において説明する構造や、方法におけるステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。   In the above embodiment, when referring to the number of each element, quantity, quantity, range, etc., unless otherwise specified or clearly specified in principle, the number referred to It is not limited. Further, the structures described in the embodiments, steps in the method, and the like are not necessarily essential to the present invention unless otherwise specified or clearly specified in principle.

この発明の実施の形態における燃料電池について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the fuel cell in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における燃料電池の電極触媒について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the electrode catalyst of the fuel cell in embodiment of this invention. この発明の実施の形態の電極触媒の作製方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the preparation methods of the electrode catalyst of embodiment of this invention. この発明の実施の形態の燃料電池の特性について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic of the fuel cell of embodiment of this invention. この発明の実施の形態の他の例の燃料電池の特性について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic of the fuel cell of the other example of embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 アニオン交換膜
20 アノード極
22 電極触媒
24 Ni多孔体粉末
26 細孔
28 触媒粒子
30 カソード極
40 集電板
50 燃料経路
60 酸素経路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Anion exchange membrane 20 Anode electrode 22 Electrocatalyst 24 Ni porous body powder 26 Pore 28 Catalyst particle 30 Cathode electrode 40 Current collecting plate 50 Fuel path 60 Oxygen path

Claims (7)

複数の孔を有する金属多孔体と、
前記金属多孔体の表面及び孔内に担持された触媒粒子と、
を備えることを特徴とするアルカリ型燃料電池用の電極触媒。
A porous metal body having a plurality of pores;
Catalyst particles carried on the surface and pores of the porous metal body,
An electrode catalyst for an alkaline fuel cell, comprising:
前記金属多孔体は、Fe,Co,Ni,Cu及びRuからなる金属群のいずれか1以上の金属からなることを特徴とする請求項1に記載のアルカリ型燃料電池用の電極触媒。   2. The electrode catalyst for an alkaline fuel cell according to claim 1, wherein the metal porous body is made of one or more metals selected from the group consisting of Fe, Co, Ni, Cu, and Ru. 前記触媒粒子は、Fe,Co及びNiからなる粒子又はNi粒子であることを特徴とする請求項1又は2に記載のアルカリ型燃料電池用の電極触媒。   The electrode catalyst for an alkaline fuel cell according to claim 1 or 2, wherein the catalyst particles are particles made of Fe, Co and Ni or Ni particles. 陰イオンを透過させる機能を有する電解質膜と、
前記電解質膜の両側に配置された一対の電極と、を備え、
前記一対の電極のうち、少なくとも一方は、請求項1から3のいずれかに記載の電極触媒であることを特徴とするアルカリ型燃料電池。
An electrolyte membrane having a function of transmitting anions,
A pair of electrodes disposed on both sides of the electrolyte membrane,
An alkaline fuel cell, wherein at least one of the pair of electrodes is the electrode catalyst according to any one of claims 1 to 3.
金属多孔体の材料となる第1金属と、Al,Sn,Zn及びPbからなる金属群のうちいずれかの第2金属との合金から、アルカリ溶液を用いて該第2金属を溶解させて金属多孔体を製造し、
触媒粒子となる第3金属の酢酸塩を酢酸溶液に溶解した混合溶液に、前記金属多孔体を添加し、
前記金属多孔体を添加した前記混合溶液を真空脱気し、
前記真空脱気後の前記混合溶液から前記金属多孔体を取り出し、
前記金属多孔体を加熱する、
ことを特徴とするアルカリ型燃料電池用の電極触媒の作製方法。
A metal obtained by dissolving the second metal from an alloy of the first metal, which is a material of the porous metal body, and any second metal of the metal group consisting of Al, Sn, Zn, and Pb using an alkaline solution. Producing porous bodies,
The metal porous body is added to a mixed solution in which an acetate of a third metal serving as catalyst particles is dissolved in an acetic acid solution,
The mixed solution to which the metal porous body is added is vacuum degassed,
The metal porous body is taken out from the mixed solution after the vacuum degassing,
Heating the porous metal body,
A method for producing an electrode catalyst for an alkaline fuel cell.
前記金属多孔体は、Fe,Co,Ni,Cu及びRuからなる金属群のうちいずれか1以上の金属からなることを特徴とする請求項5に記載のアルカリ型燃料電池用の電極触媒の作製方法。   The said metal porous body consists of any one or more metals in the metal group which consists of Fe, Co, Ni, Cu, and Ru, The preparation of the electrode catalyst for alkaline fuel cells of Claim 5 characterized by the above-mentioned. Method. 前記第3金属は、Fe,Co及びNiからなる金属群のうちいずれか1以上の金属であることを特徴とする請求項5又は6に記載のアルカリ型燃料電池用の電極触媒の作製方法。   The method for producing an electrode catalyst for an alkaline fuel cell according to claim 5 or 6, wherein the third metal is one or more metals selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011129329A (en) * 2009-12-17 2011-06-30 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Direct liquid fuel type fuel cell
JP2013046895A (en) * 2011-08-29 2013-03-07 Daihatsu Motor Co Ltd Hydrazine decomposition catalyst

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4831413B1 (en) * 1968-09-20 1973-09-28
JPS5937667A (en) * 1982-08-26 1984-03-01 Toshiba Corp Metal oxide-hydrogen battery
JPS6226555B2 (en) * 1981-04-24 1987-06-09 Hitachi Ltd
JP2003515237A (en) * 1999-11-18 2003-04-22 プロトン エネルギー システムズ,インク. High differential pressure electrochemical cell
JP2003535449A (en) * 2000-06-02 2003-11-25 バイエル アクチェンゲゼルシャフト Dimensionally stable gas diffusion electrode
JP2005197178A (en) * 2004-01-09 2005-07-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Electrode for fuel cell
WO2006074829A1 (en) * 2005-01-11 2006-07-20 Acta S.P.A. Membrane-electrode assemblies for fuel cell, their manufacture and use and fuel cells incorporating them
JP2006244961A (en) * 2005-03-07 2006-09-14 Daihatsu Motor Co Ltd Fuel cell
US20060286429A1 (en) * 2000-09-27 2006-12-21 Shiepe Jason K Method and apparatus for improved fluid flow within an electrochemical cell
JP2008504660A (en) * 2004-07-02 2008-02-14 ソルヴェイ(ソシエテ アノニム) Solid alkaline fuel cell with ion exchange membrane

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4831413B1 (en) * 1968-09-20 1973-09-28
JPS6226555B2 (en) * 1981-04-24 1987-06-09 Hitachi Ltd
JPS5937667A (en) * 1982-08-26 1984-03-01 Toshiba Corp Metal oxide-hydrogen battery
JP2003515237A (en) * 1999-11-18 2003-04-22 プロトン エネルギー システムズ,インク. High differential pressure electrochemical cell
JP2003535449A (en) * 2000-06-02 2003-11-25 バイエル アクチェンゲゼルシャフト Dimensionally stable gas diffusion electrode
US20060286429A1 (en) * 2000-09-27 2006-12-21 Shiepe Jason K Method and apparatus for improved fluid flow within an electrochemical cell
JP2005197178A (en) * 2004-01-09 2005-07-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Electrode for fuel cell
JP2008504660A (en) * 2004-07-02 2008-02-14 ソルヴェイ(ソシエテ アノニム) Solid alkaline fuel cell with ion exchange membrane
WO2006074829A1 (en) * 2005-01-11 2006-07-20 Acta S.P.A. Membrane-electrode assemblies for fuel cell, their manufacture and use and fuel cells incorporating them
JP2006244961A (en) * 2005-03-07 2006-09-14 Daihatsu Motor Co Ltd Fuel cell

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6012038684; Jacob S. Spendelow et al.: 'Electrocatalysis of oxygen reduction and small alcohol oxidation in alkaline media' Physical Chemistry Chemical Physics 9, 20070509, p.2654-2675 *
JPN6012038685; Koji Yamada et al.: 'Potential application of anion-exchange membrane for hydrazine fuel cell electrolyte' Electrochemistry Communications 5, 2003, p.892-896 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011129329A (en) * 2009-12-17 2011-06-30 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Direct liquid fuel type fuel cell
JP2013046895A (en) * 2011-08-29 2013-03-07 Daihatsu Motor Co Ltd Hydrazine decomposition catalyst

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