JP2011003492A - 燃料電池用電極触媒、その製造方法、及びそれを用いた固体高分子型燃料電池 - Google Patents
燃料電池用電極触媒、その製造方法、及びそれを用いた固体高分子型燃料電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011003492A JP2011003492A JP2009147429A JP2009147429A JP2011003492A JP 2011003492 A JP2011003492 A JP 2011003492A JP 2009147429 A JP2009147429 A JP 2009147429A JP 2009147429 A JP2009147429 A JP 2009147429A JP 2011003492 A JP2011003492 A JP 2011003492A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- platinum
- fuel cell
- acid
- carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 151
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title abstract 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 title abstract 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 93
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 38
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 15
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 claims description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 claims description 10
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 9
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 8
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 41
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 33
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 22
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 18
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 16
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 10
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000011276 addition treatment Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000010411 electrocatalyst Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M methyl orange Chemical compound [Na+].C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M 0.000 description 1
- 229940012189 methyl orange Drugs 0.000 description 1
- UYXRCZUOJAYSQR-UHFFFAOYSA-N nitric acid;platinum Chemical compound [Pt].O[N+]([O-])=O UYXRCZUOJAYSQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 1
- 229940079827 sodium hydrogen sulfite Drugs 0.000 description 1
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/92—Metals of platinum group
- H01M4/925—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
- H01M4/926—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/8663—Selection of inactive substances as ingredients for catalytic active masses, e.g. binders, fillers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8803—Supports for the deposition of the catalytic active composition
- H01M4/881—Electrolytic membranes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8825—Methods for deposition of the catalytic active composition
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8825—Methods for deposition of the catalytic active composition
- H01M4/8842—Coating using a catalyst salt precursor in solution followed by evaporation and reduction of the precursor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/92—Metals of platinum group
- H01M4/921—Alloys or mixtures with metallic elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
- H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【解決手段】カーボン担体上に担持された白金触媒又は白金合金触媒からなる燃料電池用電極触媒であって、該カーボン担体上に0.7mmol/g触媒以上の酸が残存することを特徴とする燃料電池用電極触媒。
【選択図】図1
Description
なお、評価用単セル作製法、触媒性能評価法、及び触媒酸定量化は以下の通りである。
得られた触媒粉末を用いて、以下のようにして固体高分子型燃料電池用の単セルを形成した。触媒粉末を有機溶媒に分散させ、この分散液をテフロンシートへ塗布して触媒層を形成した。電極面積1cm2あたりのPt触媒の量は0.4mgであった。これらの触媒粉末から形成した電極をそれぞれ高分子電解質膜を介してホットプレスにより貼り合わせ、その両側に拡散層を設置して単セル電極を形成した。
触媒性能を比較するため、初期電圧測定を以下に示すように実施した。単セルの温度を80℃に設定し、カソート側の電極に60℃に加熱したバブラを通過させた加湿空気を2.0L/min、アノード側の電極に60℃に加熱したバブラを通過させた加湿水素を0.5L/minで供給し、電流電圧特性を測定した。各触媒の性能比較は、電流密度0.2A/cm2及び1.0A/cm2の電圧値で比較した。
触媒0.5gを0.1N水酸化ナトリウム20mlに加え、20min超音波攪拌をした後、ろ過した。ろ液5mlに指示薬であるメチルオレンジ0.05mlを攪拌しながら加え、0.05N塩酸で滴定した。
市販品KetjenEC(ケッチェンブラックインターナショナル製)4.2gと白金5.0gを純水0.5Lに加え分散させた。これに0.1Nアンモニア約100mLを添加してPHを約10とし、水酸化物を形成させ、カーボン上に析出させた。この分散液をろ過し、得られた粉末を100℃で10時間真空乾燥させた。次に水素ガス中で400℃、2hr保持して還元処理した後、窒素ガス中で1000℃、10hr保持して触媒粉末を得た。得られた触媒を0.5N硝酸1Lに投入し、80℃に加温し、30min攪拌した。ろ過により触媒を分離し、80℃の送風乾燥機中で15hr以上乾燥し、触媒粉末を得た。
触媒の酸量を測定した結果、1.156mmol/g−catであった。
酸処理工程を行った後、60℃の真空乾燥機中で15Hr以上乾燥した以外は実施例1と同様に触媒調製を実施し、触媒粉末を得た。なお、触媒酸量は1.156mmol/g−catであった。
酸処理工程を行わない以外は実施例1と同様に触媒調製を実施し、触媒粉末を得た。なお、触媒酸量は0.52mmol/g−catであった。
酸処理工程を行った後、触媒を純水1Lでろ過・洗浄し、洗浄排液の導電率が20μS/cm以下になるまで繰り返し行った以外は実施例1と同様に触媒調製を実施し、触媒粉末を得た。なお、触媒酸量は0.628mmol/g−catであった。
酸処理工程を行った後、触媒を純水1Lでろ過・洗浄を1回行った以外は実施例1と同様に触媒調製を実施し、触媒粉末を得た。なお、触媒酸量は1.196mmol/g−cat.であった。
市販の高比表面積カーボン粉末4.71gを純水0.5Lに加え分散させた。この分散液に、白金4.71gを含むヘキサヒドロキソ白金硝酸溶液、コバルト0.592gを含む硝酸コバルト水溶液の順にそれぞれ滴下し、十分にカーボンとなじませた。これに0.01Nアンモニア約5mLを添加してPHを約9とし、それぞれ水酸化物を形成させカーボン上に析出させた。この分散液をろ過排液の導電率が50μS/cm以下になるまで繰返しろ過洗浄して得られた粉末を100℃で10時間真空乾燥させた。次に水素ガス中で500℃で2hr保持して還元処理した後、窒素ガス中で700℃で0.5hr保持し、600℃で6h保持することで合金化した。
還元処理後、窒素ガス中で700℃で0.5hr保持し、600℃で12h保持することで合金化した以外は比較例4と同様にして触媒粉末を得た。
還元処理後、窒素ガス中で700℃で0.5hr保持し、600℃で18h保持することで合金化した以外は比較例4と同様にして触媒粉末を得た。
還元処理後、窒素ガス中で700℃で6.5hr保持することで合金化した以外は比較例4と同様にして触媒粉末を得た。
還元処理後、窒素ガス中で800℃で6.5hr保持することで合金化した以外は比較例4と同様にして触媒粉末を得た。
還元処理後、窒素ガス中で700℃で0.5hr保持することで合金化した以外は比較例4と同様にして触媒粉末を得た。
還元処理後、窒素ガス中で700℃で0.5hr保持することで合金化した。さらにこの触媒粉末を0.5N硝酸0.5Lに投入し、80℃に加温し30min撹拌することで未合金コバルトを酸洗浄除去した。その後ろ過により触媒を分離し、純水洗浄をせずに100℃の真空乾燥機中で12Hr以上乾燥した以外は比較例4と同様にして触媒粉末を得た。
還元処理後、窒素ガス中で700℃で0.5hr保持することで合金化した。さらにこの触媒粉末を0.5N硝酸0.5Lに投入し、80℃に加温し30min撹拌することで未合金コバルトを酸洗浄除去した。その後ろ過により触媒を分離し、純水洗浄をせずに80℃の送風乾燥機中で12Hr以上乾燥した以外は比較例4と同様にして触媒粉末を得た。
合金化処理後、2N硝酸0.5Lに投入し、80℃に加温し30min撹拌することで未合金コバルトを酸洗浄除去した。その後ろ過により触媒を分離し、純水洗浄をせずに100℃の真空乾燥機中で12Hr以上乾燥した以外は比較例4と同様にして触媒粉末を得た。
合金化処理後、2N硝酸0.5Lに投入し、80℃に加温し30min撹拌することで未合金コバルトを酸洗浄除去した。その後触媒を純水1Lでろ過洗浄し、洗浄排液の導電率が20μS/cm以下になるまで繰り返し行った。ろ過により触媒を分離し、さらに0.5N硝酸0.5Lに投入し室温で30min撹拌した後、ろ過により触媒を分離し、純水洗浄をせずに100℃の真空乾燥機中で12Hr以上乾燥した以外は比較例4と同様にして触媒粉末を得た。
合金化処理後、2N硝酸0.5Lに投入し、80℃に加温し30min撹拌することで未合金コバルトを酸洗浄除去した。その後触媒を純水1Lでろ過洗浄し、洗浄排液の導電率が20μS/cm以下になるまで繰り返し行った。ろ過により触媒を分離し、さらに0.5N硝酸0.5Lに投入し室温で30min撹拌した後、ろ過により触媒を分離し、純水洗浄をせずに80℃の送風乾燥機中で12Hr以上乾燥した以外は比較例4と同様にして触媒粉末を得た。
還元処理後、窒素ガス中で700℃で0.5hr保持することで合金化した。さらにこの触媒粉末を0.5N硝酸0.5Lに投入し、80℃に加温し48hr撹拌することで未合金コバルトを酸洗浄除去した以外は比較例4と同様にして触媒粉末を得た。
還元処理後、窒素ガス中で800℃で0.5hr保持することで合金化した以外は比較例4と同様にして触媒粉末を得た。
還元処理後、窒素ガス中で700℃で0.05hr保持することで合金化した以外は比較例4と同様にして触媒粉末を得た。
還元処理後、窒素ガス中で800℃で0.5hr保持することで合金化した。さらにこの触媒粉末を0.5N硝酸0.5Lに投入し、80℃に加温し48hr撹拌することで未合金コバルトを酸洗浄除去した以外は比較例4と同様にして触媒粉末を得た。
還元処理後、窒素ガス中で800℃で0.5hr保持することで合金化した。さらにこの触媒粉末を0.05N硝酸0.5Lに投入し、80℃に加温し48hr撹拌することで未合金コバルトを酸洗浄除去した以外は比較例4と同様にして触媒粉末を得た。
Claims (6)
- カーボン担体上に担持された白金触媒又は白金合金触媒からなる燃料電池用電極触媒であって、該カーボン担体上に0.7mmol/g触媒以上の酸が残存することを特徴とする燃料電池用電極触媒。
- 前記白金合金触媒が、白金と、ルテニウム(Ru)、モリブデン(Mo)、オスミウム(Os)、コバルト(Co)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、タングステン(W)、パラジウム(Pd)、レニウム(Re)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)から選択される1種以上との合金であることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用電極触媒。
- カーボン担体上に担持された白金触媒又は白金合金触媒からなる燃料電池用電極触媒の製造方法であって、カーボン担体上に白金触媒又は白金合金触媒を担持する工程と、白金又は白金合金担持カーボンに対して酸処理を行い、該カーボン担体上に0.7mmol/g触媒以上の酸を残存させることを特徴とする燃料電池用電極触媒の製造方法。
- 前記白金又は白金合金担持カーボンに対して酸処理を行った後に、該白金又は白金合金担持カーボンを洗浄することを特徴とする請求項3に記載の燃料電池用電極触媒の製造方法。
- 前記白金合金触媒が、白金と、ルテニウム(Ru)、モリブデン(Mo)、オスミウム(Os)、コバルト(Co)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、タングステン(W)、パラジウム(Pd)、レニウム(Re)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)から選択される1種以上との合金であることを特徴とする請求項3又は4に記載の燃料電池用電極触媒の製造方法。
- 請求項1又は2のいずれかに記載の燃料電池用電極触媒を備えた固体高分子型燃料電池。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009147429A JP5270468B2 (ja) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | 燃料電池用電極触媒、その製造方法、及びそれを用いた固体高分子型燃料電池 |
US13/379,713 US20120107724A1 (en) | 2009-06-22 | 2010-05-04 | Electrode catalyst for fuel cell, method for producing the same, and polymer electrolyte fuel cell using the same |
EP10720960.3A EP2446495B1 (en) | 2009-06-22 | 2010-05-04 | Electrode catalyst for fuel cell, method for producing the same, and polymer electrolyte fuel cell using the same |
PCT/IB2010/001019 WO2010150058A1 (en) | 2009-06-22 | 2010-05-04 | Electrode catalyst for fuel cell, method for producing the same, and polymer electrolyte fuel cell using the same |
CN201080027971.5A CN102804467B (zh) | 2009-06-22 | 2010-05-04 | 用于燃料电池的电极催化剂,其生产方法和使用其的聚合物电解质燃料电池 |
US15/212,787 US10263260B2 (en) | 2009-06-22 | 2016-07-18 | Electrode catalyst for fuel cell, method for producing the same, and polymer electrolyte fuel cell using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009147429A JP5270468B2 (ja) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | 燃料電池用電極触媒、その製造方法、及びそれを用いた固体高分子型燃料電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011003492A true JP2011003492A (ja) | 2011-01-06 |
JP5270468B2 JP5270468B2 (ja) | 2013-08-21 |
Family
ID=42288633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009147429A Active JP5270468B2 (ja) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | 燃料電池用電極触媒、その製造方法、及びそれを用いた固体高分子型燃料電池 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20120107724A1 (ja) |
EP (1) | EP2446495B1 (ja) |
JP (1) | JP5270468B2 (ja) |
CN (1) | CN102804467B (ja) |
WO (1) | WO2010150058A1 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130141272A (ko) * | 2012-06-15 | 2013-12-26 | 한라비스테온공조 주식회사 | 전동 압축기 |
KR20160036639A (ko) | 2014-03-28 | 2016-04-04 | 엔.이. 켐캣 가부시키가이샤 | 전극용 촉매, 가스 확산 전극 형성용 조성물, 가스 확산 전극, 막·전극 접합체, 연료 전지 스택 |
KR20160038060A (ko) | 2014-03-28 | 2016-04-06 | 엔.이. 켐캣 가부시키가이샤 | 전극용 촉매, 가스 확산 전극 형성용 조성물, 가스 확산 전극, 막·전극 접합체, 연료 전지 스택 |
US10115992B2 (en) | 2015-09-18 | 2018-10-30 | N.E. Chemcat Corporation | Electrode catalyst, gas diffusion electrode-forming composition, gas diffusion electrode, membrane electrode assembly, and fuel cell stack |
US10950869B2 (en) | 2014-10-24 | 2021-03-16 | Cataler Corporation | Fuel cell electrode catalyst and method for producing the same |
WO2022124080A1 (ja) | 2020-12-10 | 2022-06-16 | 株式会社キャタラー | 燃料電池用触媒及びその製造方法 |
WO2023113410A1 (ko) * | 2021-12-13 | 2023-06-22 | 희성촉매 주식회사 | 연료전지용 촉매 및 이의 제조 방법 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5270468B2 (ja) | 2009-06-22 | 2013-08-21 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用電極触媒、その製造方法、及びそれを用いた固体高分子型燃料電池 |
JP5561200B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2014-07-30 | 株式会社エクォス・リサーチ | 触媒の製造方法及び触媒を用いた燃料電池用反応層の特性制御方法 |
CN104471766A (zh) * | 2012-07-11 | 2015-03-25 | 昭和电工株式会社 | 燃料电池的运行方法和发电装置 |
GB201302016D0 (en) * | 2013-02-05 | 2013-03-20 | Johnson Matthey Fuel Cells Ltd | Catalyst |
JP6347259B2 (ja) * | 2016-01-15 | 2018-06-27 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用触媒層の製造方法 |
CN109411772A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-03-01 | 无锡威孚高科技集团股份有限公司 | 一种用于质子交换膜燃料电池催化剂的处理方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004079420A (ja) * | 2002-08-21 | 2004-03-11 | Canon Inc | 導電性炭素、これを用いた燃料電池用の電極触媒、燃料電池セルおよび燃料電池 |
JP2006114229A (ja) * | 2004-10-12 | 2006-04-27 | Konica Minolta Holdings Inc | 燃料電池用電極及びそれを用いた燃料電池並びに燃料電池用電極触媒の製造方法 |
JP2008123744A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用触媒層の製造方法及び燃料電池 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4721539B2 (ja) | 2001-03-26 | 2011-07-13 | パナソニック株式会社 | 燃料電池用電極触媒およびその製造方法 |
JP2003317726A (ja) | 2002-04-26 | 2003-11-07 | Nissan Motor Co Ltd | 触媒微粒子担持カーボンの製造方法及び得られたカーボンを用いた電極 |
JP4239489B2 (ja) * | 2002-06-25 | 2009-03-18 | 東洋紡績株式会社 | 活性炭担体、触媒担持活性炭およびそれらの製造方法 |
US7220693B1 (en) * | 2002-06-27 | 2007-05-22 | H Power Corporation | Fuel cell catalyst electrodes |
JP4087651B2 (ja) * | 2002-07-15 | 2008-05-21 | エヌ・イーケムキャット株式会社 | 固体高分子電解質型燃料電池用電極触媒 |
JP2005025947A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電極触媒およびその製造方法並びにそれを用いた固体高分子型燃料電池 |
JP2005190887A (ja) | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Nissan Motor Co Ltd | 高性能、耐久性を有する触媒層を構築するための表面構造を有する電極触媒およびその製造方法 |
US8227117B2 (en) * | 2004-03-15 | 2012-07-24 | Cabot Corporation | Modified carbon products, their use in electrocatalysts and electrode layers and similar devices and methods relating to the same |
CN100364158C (zh) * | 2004-07-16 | 2008-01-23 | 深圳市奥特迅传感技术有限公司 | 电催化剂、多孔气体扩散电极及其制备方法 |
US9346674B2 (en) * | 2004-10-28 | 2016-05-24 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Catalyst for a fuel cell, a method of preparing the same, and a fuel cell system comprising the same |
JP2006179412A (ja) | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用電極触媒層、およびこれを用いた燃料電池 |
JP2007280828A (ja) * | 2006-04-10 | 2007-10-25 | Hitachi Ltd | 燃料電池用カーボン担体、燃料電池用電極材、それを用いた膜電極接合体、燃料電池、燃料電池電源システム及び電子機器 |
JP2008108502A (ja) | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Kaneka Corp | 燃料電池用の膜電極接合体の製造方法、およびその膜電極接合体を含む燃料電池 |
US7910263B2 (en) * | 2006-10-26 | 2011-03-22 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Electrode including a heteropoly acid additive for fuel cell, membrane-electrode assembly for fuel cell including same, and fuel cell system including the same |
JP5270468B2 (ja) | 2009-06-22 | 2013-08-21 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用電極触媒、その製造方法、及びそれを用いた固体高分子型燃料電池 |
-
2009
- 2009-06-22 JP JP2009147429A patent/JP5270468B2/ja active Active
-
2010
- 2010-05-04 EP EP10720960.3A patent/EP2446495B1/en active Active
- 2010-05-04 CN CN201080027971.5A patent/CN102804467B/zh active Active
- 2010-05-04 US US13/379,713 patent/US20120107724A1/en not_active Abandoned
- 2010-05-04 WO PCT/IB2010/001019 patent/WO2010150058A1/en active Application Filing
-
2016
- 2016-07-18 US US15/212,787 patent/US10263260B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004079420A (ja) * | 2002-08-21 | 2004-03-11 | Canon Inc | 導電性炭素、これを用いた燃料電池用の電極触媒、燃料電池セルおよび燃料電池 |
JP2006114229A (ja) * | 2004-10-12 | 2006-04-27 | Konica Minolta Holdings Inc | 燃料電池用電極及びそれを用いた燃料電池並びに燃料電池用電極触媒の製造方法 |
JP2008123744A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用触媒層の製造方法及び燃料電池 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130141272A (ko) * | 2012-06-15 | 2013-12-26 | 한라비스테온공조 주식회사 | 전동 압축기 |
KR20160036639A (ko) | 2014-03-28 | 2016-04-04 | 엔.이. 켐캣 가부시키가이샤 | 전극용 촉매, 가스 확산 전극 형성용 조성물, 가스 확산 전극, 막·전극 접합체, 연료 전지 스택 |
KR20160038060A (ko) | 2014-03-28 | 2016-04-06 | 엔.이. 켐캣 가부시키가이샤 | 전극용 촉매, 가스 확산 전극 형성용 조성물, 가스 확산 전극, 막·전극 접합체, 연료 전지 스택 |
US9496561B2 (en) | 2014-03-28 | 2016-11-15 | N.E. Chemcat Corporation | Electrode catalyst, composition for forming gas diffusion electrode, gas diffusion electrode, membrane-electrode assembly, and fuel cell stack |
US10256475B2 (en) | 2014-03-28 | 2019-04-09 | N.E. Chemcat Corporation | Electrode catalyst, composition for forming gas diffusion electrode, gas diffusion electrode, membrane-electrode assembly, and fuel cell stack |
US10950869B2 (en) | 2014-10-24 | 2021-03-16 | Cataler Corporation | Fuel cell electrode catalyst and method for producing the same |
US10115992B2 (en) | 2015-09-18 | 2018-10-30 | N.E. Chemcat Corporation | Electrode catalyst, gas diffusion electrode-forming composition, gas diffusion electrode, membrane electrode assembly, and fuel cell stack |
WO2022124080A1 (ja) | 2020-12-10 | 2022-06-16 | 株式会社キャタラー | 燃料電池用触媒及びその製造方法 |
KR20230097153A (ko) | 2020-12-10 | 2023-06-30 | 가부시키가이샤 캬타라 | 연료 전지용 촉매 및 그 제조 방법 |
WO2023113410A1 (ko) * | 2021-12-13 | 2023-06-22 | 희성촉매 주식회사 | 연료전지용 촉매 및 이의 제조 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5270468B2 (ja) | 2013-08-21 |
US20120107724A1 (en) | 2012-05-03 |
US10263260B2 (en) | 2019-04-16 |
EP2446495B1 (en) | 2013-10-30 |
CN102804467B (zh) | 2016-12-28 |
US20170012295A1 (en) | 2017-01-12 |
EP2446495A1 (en) | 2012-05-02 |
WO2010150058A1 (en) | 2010-12-29 |
CN102804467A (zh) | 2012-11-28 |
WO2010150058A8 (en) | 2011-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5270468B2 (ja) | 燃料電池用電極触媒、その製造方法、及びそれを用いた固体高分子型燃料電池 | |
Antolini | Palladium in fuel cell catalysis | |
JP4571098B2 (ja) | 担持触媒、担持触媒の製造方法、担持触媒を用いた電極および燃料電池 | |
JP5209474B2 (ja) | 電極触媒、電極触媒の製造方法及び触媒粒子の粗大化を抑制する方法 | |
WO2009096356A1 (ja) | 燃料電池用電極触媒、その製造方法、及びそれを用いた固体高分子型燃料電池 | |
JP4721539B2 (ja) | 燃料電池用電極触媒およびその製造方法 | |
JP7101119B2 (ja) | 触媒 | |
JP2006511927A5 (ja) | ||
WO2017183475A1 (ja) | 電極触媒ならびに当該電極触媒を用いる膜電極接合体および燃料電池 | |
JP2007250274A (ja) | 貴金属利用効率を向上させた燃料電池用電極触媒、その製造方法、及びこれを備えた固体高分子型燃料電池 | |
JP2008243784A (ja) | 燃料電池用電極触媒の製造方法 | |
JP5158334B2 (ja) | 燃料電池用電極触媒の製造方法 | |
JP5489740B2 (ja) | 燃料電池用3元系電極触媒の製造方法、及びそれを用いた固体高分子型燃料電池 | |
JP4785757B2 (ja) | 貴金属担持電極触媒の製造方法および該製造方法により得られる貴金属担持電極触媒 | |
US20210288334A1 (en) | A bimetallic catalyst and fuel for use in a direct dimethyl ether fuel cell | |
JP6478677B2 (ja) | 燃料電池用電極 | |
JP2006127979A (ja) | 燃料電池用電極触媒及び燃料電池 | |
JP2012129059A (ja) | 燃料電池用担持触媒及び燃料電池 | |
JP4875266B2 (ja) | 燃料電池用カソード電極触媒およびその製造方法 | |
JP2020122172A (ja) | 水電気分解用積層体及びそれを用いた水電気分解装置 | |
JP5803536B2 (ja) | 電極触媒 | |
JP2002159866A (ja) | 合金触媒の調製方法及び固体高分子型燃料電池の製造方法 | |
JP2009117253A (ja) | 燃料電池用電極触媒、その製造方法、及びそれを用いた固体高分子型燃料電池 | |
JP2004335328A (ja) | 固体高分子型燃料電池用電極触媒 | |
JP2005270863A (ja) | 電極触媒の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110822 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110830 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111027 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120626 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20121107 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130509 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5270468 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |