JP2010531226A5

JP2010531226A5 -

Info

Publication number: JP2010531226A5
Application number: JP2010514066A
Authority: JP
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2013-06-06

Description

例えば、幾つかのナノ粒子は、塩基性媒体の水に対して可溶性であり、上記媒体が酸性になると沈殿する。従って、本発明の状況においては、酸性にｐＨが調整された水に構造材料を分散する一方、ナノ粒子が塩基性媒体の水に添加されることが可能となる。明らかに、２つの各媒体の混合溶媒においてナノ粒子が不溶性となるｐＨとなるよう、媒体のｐＨが選択されている。それゆえ、構造材料の塩基性媒体への分散液を用いることで、上記分散液中において上記触媒を溶解し、上記分散液の混合液のｐＨを徐々に酸性化することにより、上記カーボン構造材料と上記触媒との制御された組み合わせが可能となる。

この２７ｃｍ²電極から、３．１４ｃｍ ²の面積を有する円形の電極が数個切り出される。これら数個の電極は、酸素の還元に関して試験され、図３５に示されるものと同様の電気化学的応答を得た。還元ピークは、電位が０．４５Ｖの時に観察され、ピーク電流は、−１．８０ｍＡ／ｃｍ²である。

Claims

触媒と結合されたカーボン構造材料を含む触媒複合体を調製する方法であって、
カーボン構造材料を含む第１の溶媒の溶液と、上記触媒を含む第２の溶媒の溶液との混合物を調製する工程と、
得られた上記混合物を、上記カーボン構造材料上に上記触媒がデポジットするまで、攪拌する工程とを含み、
上記触媒および上記カーボン構造材料は、上記第１の溶媒および上記第２の溶媒の混合溶媒に対して不溶性であることを特徴とする方法。
上記触媒が、上記デポジットの間に、上記カーボン構造材料上にデポジットされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
上記カーボン構造材料は、カーボンナノチューブを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
上記カーボン構造材料は、カーボンブラックを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
上記カーボン構造材料は、カーボン繊維を含むことを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の方法。
上記カーボン構造材料は、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、および、カーボン繊維の少なくとも１つのミックスを含むことを特徴とする請求項３ないし５の何れか少なくとも２項に記載の方法。
上記触媒は、金属粒子を含むことを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の方法。
上記金属粒子は、少なくとも１種類のプラチノイドを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
上記粒子は、ナノメートルサイズであり、上記プラチノイドの有機コーティング（Ｐｔ−０、Ｐｔ−１、Ｐｔ−２、Ｐｔ−３）を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
上記第１の溶媒が、イソプロパノール、メタノール、エタノール、エチレングリコールのようなグリコール、および、その混合液の少なくとも１つから選択された水酸基を有する溶媒であることを特徴とする請求項１ないし９の何れか１項に記載の方法。
上記第２の溶媒が、ジクロロメタン、ジメチルスルホキシド、クロロホルム、および、これらの溶媒の混合液の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１ないし１０の何れか１項に記載の方法。
上記触媒は、上記第１の溶媒に対して不溶性であることを特徴とする請求項１ないし１１の何れか１項に記載の方法。
上記第１の溶媒、および、上記混合溶媒における上記触媒の溶解度は、１０^-9ｍｏｌ／Ｌよりも低いことを特徴とする請求項１ないし１２の何れか１項に記載の方法。
上記第１の溶媒における上記カーボン構造材料の濃度は、１ｍｇ／Ｌと１０ｇ／Ｌとの間であることを特徴とする請求項１ないし１３の何れか１項に記載の方法。
上記カーボン構造材料の濃度は、１リットルあたり２０ｍｇであることを特徴とする請求項１４項に記載の方法。
上記第２の溶媒における上記触媒の濃度は、１ｍｇ／Ｌと１０ｇ／Ｌとの間であることを特徴とする請求項１ないし１５の何れか１項に記載の方法。
上記第２の溶媒における上記触媒の濃度は、０．１ｇ／Ｌと２ｇ／Ｌとの間であることを特徴とする請求項１６項に記載の方法。
上記混合物は、上記触媒を含む上記第２の溶媒より上記カーボン構造材料を含む上記第１の溶媒を多く含むことを特徴とする請求項１ないし１７の何れか１項に記載の方法。
上記触媒を含む第２の溶媒の、上記カーボン構造材料を含む第１の溶媒に対する容量比は、１対５より小さいことを特徴とする請求項１８項に記載の方法。
上記混合物を形成するために、上記触媒を含む上記第２の溶媒は、連続して少量ずつ、上記カーボン構造材料を含む上記第１の溶媒に添加されることを特徴とする請求項１ないし１９の何れか１項に記載の方法。
上記混合物は、上記カーボン構造材料上に上記触媒を略均等に分配するために、機械的な攪拌（ＡＧＭ）が施されることを特徴とする請求項１ないし２０の何れか１項に記載の方法。
上記機械的な攪拌は、上記混合物の光学的外観が、少なくとも触媒を含まない溶液の光学的外観に近く得られるまで、作動されることを特徴とする請求項２１項に記載の方法。
上記機械的な攪拌は、上記混合物における上清の光学的読取（ＬＯ）に基づいて、作動、あるいは、停止されることを特徴とする請求項２２項に記載の方法。
少なくとも上記第１の溶媒におけるカーボン構造材料に対して、超音波処理（ＵＳ）を行う工程をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし２３の何れか１項に記載の方法。
上記超音波処理は、ナノチューブの大きさを縮小するために、ナノチューブの凝集体を分離すること、および、上記ナノチューブの少なくとも一部を分断することの少なくとも一方であることを特徴とする、請求項３と組み合わせた請求項２４項に記載の方法。
少なくとも上記カーボン構造材料を含む第１の溶媒、および、上記混合物の少なくとも一方に、界面活性剤が添加されることを特徴とする請求項１ないし２５の何れか１項に記載の方法。
上記界面活性剤が、Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）であることを特徴とする請求項２６項に記載の方法。
上記混合物から、上記触媒と結合されたカーボン構造材料を含む触媒複合体を分離して抽出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし２７の何れか１項に記載の方法。
上記触媒複合体は、多孔性支持部材上での濾過、あるいは、多孔性支持部材上への噴霧によって抽出されることを特徴とする請求項２８項に記載の方法。
上記有機コーティングを除去するために、上記触媒複合体における、化学処理、または、熱処理の工程をさらに含むことを特徴とする請求項９と組み合わせた請求項２８または２９に記載の方法。
上記触媒複合体は、
・一方で、上記複合体における上記触媒の負荷容量、および、
・他方で、上記複合体における上記触媒の表面密度、に応じて調整可能な電気化学的性質を有し、
・一方で、上記混合物における懸濁液の触媒複合体の合計容積、および、
・他方で、上記カーボン材料の上記触媒に対する質量比、の少なくとも２つの各パラメータの合同制御を含むことを特徴とする請求項１ないし３０の何れか１項に記載の方法。
請求項１ないし３１の何れか１項に記載の方法を実施することにより得られる、燃料電池用の触媒複合体であって、
上記カーボン構造材料上に分配された触媒粒子を有していることを特徴とする触媒複合体。
上記混合物に対し初期に投入された触媒の少なくとも８０％を含むことを特徴とする請求項３２に記載の触媒複合体。
少なくとも０．１μｇ／ｃｍ²の触媒表面密度を有することを特徴とする請求項３２または３３に記載の触媒複合体。
電気化学的作用を有することを特徴とする請求項３２ないし３４の何れか１項に記載の触媒複合体。
燃料電池の電極であって、請求項３２ないし３５の何れか１項に記載の触媒複合体を含むことを特徴とする電極。