JP2010238546A - 微粒子担持金属酸化物触媒及びその製造方法並びに燃料電池用電極 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導電性の金属酸化物粒子にペロブスカイト型複合金属酸化物微粒子が担持されており、該ペロブスカイト型複合金属酸化物微粒子は、その結晶格子中に貴金属元素が含まれている。
【選択図】図2
Description
すなわち、ペロブスカイト型複合酸化物微粒子を構成する金属、及び貴金属の錯イオンを含む溶液を調製する(錯イオン調製工程)。そして、導電性の金属酸化物粒子を加えて混合・分散するする(混合工程)。導電性の金属酸化物粒子としては、特に限定されるものではないが、比表面積の大きなSnO2、CuO及びZnOを好適に用いることができる。
層状ペロブスカイト型複合金属酸化物担持金属酸化物粒子は特許文献2の実施例に記載の方法と同様の方法で合成することができる。
<La(Fe0.95 Pt0.05)O3を担持させた酸化スズ粒子の製造>
(錯イオン調製工程)
塩化ランタン七水和物3.71g及び塩化鉄六水和物2.57gを水100mlに溶解し、ランタンイオン及び鉄イオンに対して当量のクエン酸を加え、ランタン及び鉄のクエン酸錯イオンを含む水溶液を調整する。
次に、酸化スズ粉末10gを、上記クエン酸錯イオンを含む水溶液に加え、超音波を付与しながら2時間攪拌した後、約10時間放置する。
混合物をろ過洗浄した後、90°Cで乾燥させ、ランタン及び鉄の化合物を担持した酸化スズ粒子(粉末)を得る。さらに、これを窒素中600°Cで加熱処理し、LaFeO3担持酸化スズ粒子を得る。
次に、塩化白金酸六水和物0.26gをエタノール50mlに溶解し、白金イオンを含むエタノール溶液を調整した。このエタノール溶液を、先に得られたLaFeO3担持酸化スズ粒子(粉末)に含浸させ、60°Cで乾燥させた後、窒素中550°Cで加熱処理し、白金元素を含むLa(Fe0.95 Pt0.05)O3担持スズ粒子を得る。
上記のようにして得られたLa(Fe0.95 Pt0.05)O3担持スズ粒子に、ナフィオン(登録商標)をイソプロピルアルコールに溶かした5質量%溶液を加え公転式遠心攪拌機を行い、電極作製用ペーストを得ることができる。
上記電極作製用ペーストを用いて燃料電池単層セルを作製することができる。すなわち、まず電極作製用ペーストをカーボンクロスの表面にPt担持量が0.4mg/cm2となるように印刷して、乾燥して拡散層を得る。なお、拡散層の上に印刷して触媒層を形成する代わりに、ポリテトラフルオロエチレン製のシート上に上記電極作製用ペーストで印刷し、乾燥後、剥離させて自立した触媒層膜を作製し、これを拡散層と熱圧着させて触媒層を形成してもよい。
2…ペロブスカイト型複合金属酸化物微粒子
11…固体高分子電解質膜
12…空気極側触媒層
13…燃料極側触媒層
14…空気極側ガス拡散層
15…燃料極側ガス拡散層
10…膜電極接合体
Claims (5)
- 導電性の金属酸化物粒子にペロブスカイト型複合金属酸化物微粒子が担持されており、
該ペロブスカイト型複合金属酸化物微粒子は、その結晶格子中に貴金属元素が含まれていることを特徴とする微粒子担持金属酸化物触媒。 - 前記ペロブスカイト型複合金属酸化物微粒子は層状ペロブスカイトからなることを特徴とする請求項1記載の微粒子担持金属酸化物触媒。
- 前記導電性の金属酸化物粒子は、SnO2、金属ドープしたTiO2、CuO及びZnOのいずれかであることを特徴とする請求項1又は2記載の微粒子担持金属酸化物触媒。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載した微粒子担持金属酸化物触媒を製造方法であって、
ペロブスカイト型複合酸化物微粒子を構成する金属、及び貴金属の錯イオンを含む溶液を調整する錯イオン調製工程と、
該溶液と導電性の金属酸化物粒子とを混合する混合工程と、
該混合工程で得られた混合液を蒸発乾固及び加熱してペロブスカイト型結晶を成長させる結晶化工程と、
を有することを特徴とする微粒子担持金属酸化物触媒の製造方法。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の微粒子担持金属酸化物触媒を電極用触媒に用いてなる燃料電池用電極。
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