JP2012000612A - 白金コロイド担持カーボン - Google Patents
白金コロイド担持カーボン Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012000612A JP2012000612A JP2011173059A JP2011173059A JP2012000612A JP 2012000612 A JP2012000612 A JP 2012000612A JP 2011173059 A JP2011173059 A JP 2011173059A JP 2011173059 A JP2011173059 A JP 2011173059A JP 2012000612 A JP2012000612 A JP 2012000612A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- platinum
- platinum colloid
- colloid
- ions
- 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.)
- Pending
Links
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 447
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 215
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 181
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 179
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 claims abstract description 95
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 45
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 41
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 14
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 75
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 69
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 25
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 35
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 26
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 20
- 150000003057 platinum Chemical class 0.000 description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 19
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 18
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 15
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 14
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 13
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 12
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 10
- 150000002344 gold compounds Chemical class 0.000 description 10
- 150000003058 platinum compounds Chemical class 0.000 description 10
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 9
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 9
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 8
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 5
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- IXSUHTFXKKBBJP-UHFFFAOYSA-L azanide;platinum(2+);dinitrite Chemical compound [NH2-].[NH2-].[Pt+2].[O-]N=O.[O-]N=O IXSUHTFXKKBBJP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N 2-methoxyethyl acetate Chemical compound COCCOC(C)=O XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002845 Pt–Ni Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002848 Pt–Ru Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 229940045985 antineoplastic platinum compound Drugs 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001246 colloidal dispersion Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Chemical compound CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-hydroxypropanoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)O LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-M hexanoate Chemical compound CCCCCC([O-])=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- HJOVHMDZYOCNQW-UHFFFAOYSA-N isophorone Chemical compound CC1=CC(=O)CC(C)(C)C1 HJOVHMDZYOCNQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- XTFKWYDMKGAZKK-UHFFFAOYSA-N potassium;gold(1+);dicyanide Chemical compound [K+].[Au+].N#[C-].N#[C-] XTFKWYDMKGAZKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 239000003223 protective agent Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- VMDSWYDTKFSTQH-UHFFFAOYSA-N sodium;gold(1+);dicyanide Chemical compound [Na+].[Au+].N#[C-].N#[C-] VMDSWYDTKFSTQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZWZLRIBPAZENFK-UHFFFAOYSA-J sodium;gold(3+);disulfite Chemical compound [Na+].[Au+3].[O-]S([O-])=O.[O-]S([O-])=O ZWZLRIBPAZENFK-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KNKRKFALVUDBJE-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichloropropane Chemical compound CC(Cl)CCl KNKRKFALVUDBJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NQBXSWAWVZHKBZ-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOC(C)=O NQBXSWAWVZHKBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940093475 2-ethoxyethanol Drugs 0.000 description 1
- SVONRAPFKPVNKG-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethyl acetate Chemical compound CCOCCOC(C)=O SVONRAPFKPVNKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RHLVCLIPMVJYKS-UHFFFAOYSA-N 3-octanone Chemical compound CCCCCC(=O)CC RHLVCLIPMVJYKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZXVONLUNISGICL-UHFFFAOYSA-N 4,6-dinitro-o-cresol Chemical group CC1=CC([N+]([O-])=O)=CC([N+]([O-])=O)=C1O ZXVONLUNISGICL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUDQDWGNQVEFAC-UHFFFAOYSA-N Dihydropyran Chemical compound C1COC=CC1 BUDQDWGNQVEFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl ether Chemical compound CC(C)OC(C)C ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N Isooctane Chemical compound CC(C)CC(C)(C)C NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WPPOGHDFAVQKLN-UHFFFAOYSA-N N-Octyl-2-pyrrolidone Chemical compound CCCCCCCCN1CCCC1=O WPPOGHDFAVQKLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910002839 Pt-Mo Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018883 Pt—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- KYHBHUGWTQLYOZ-UHFFFAOYSA-N [N+](=O)([O-])[Pt]([N+](=O)[O-])([N+](=O)[O-])[N+](=O)[O-].[K] Chemical compound [N+](=O)([O-])[Pt]([N+](=O)[O-])([N+](=O)[O-])[N+](=O)[O-].[K] KYHBHUGWTQLYOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZGIMJFKTMVSZAG-UHFFFAOYSA-J [Na][Pt](Cl)(Cl)(Cl)Cl Chemical compound [Na][Pt](Cl)(Cl)(Cl)Cl ZGIMJFKTMVSZAG-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- OKPZIQOBDZDBRW-UHFFFAOYSA-N [Pt].[K] Chemical compound [Pt].[K] OKPZIQOBDZDBRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000003172 aldehyde group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical group 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940072049 amyl acetate Drugs 0.000 description 1
- PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N anhydrous amyl acetate Natural products CCCCCOC(C)=O PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- XKUTVNLXHINPAP-UHFFFAOYSA-N azane platinum Chemical compound N.[Pt] XKUTVNLXHINPAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N dimethyl-hexane Natural products CCCCCC(C)C JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 229940116333 ethyl lactate Drugs 0.000 description 1
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 1
- MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-M heptanoate Chemical compound CCCCCCC([O-])=O MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004687 hexahydrates Chemical class 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- GJRQTCIYDGXPES-UHFFFAOYSA-N iso-butyl acetate Natural products CC(C)COC(C)=O GJRQTCIYDGXPES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FGKJLKRYENPLQH-UHFFFAOYSA-M isocaproate Chemical compound CC(C)CCC([O-])=O FGKJLKRYENPLQH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OQAGVSWESNCJJT-UHFFFAOYSA-N isovaleric acid methyl ester Natural products COC(=O)CC(C)C OQAGVSWESNCJJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 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
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- ACDVNLCTXBOVNW-UHFFFAOYSA-L platinum(2+);dichloride;hydrate Chemical compound O.Cl[Pt]Cl ACDVNLCTXBOVNW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- DJXYWDRBAAVVSG-UHFFFAOYSA-J potassium;tetrachloroplatinum Chemical compound [K].Cl[Pt](Cl)(Cl)Cl DJXYWDRBAAVVSG-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 150000004040 pyrrolidinones Chemical class 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 description 1
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K trisodium citrate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229940038773 trisodium citrate Drugs 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Catalysts (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【解決手段】本発明の白金コロイド担持カーボンの製造方法は、PtイオンまたはAuイオンの存在下、平均粒子径1〜100nmの白金コロイドをカーボン担体に担持させることを特徴とする。
【選択図】なし
Description
れている。この燃料電池について、家庭や事業所などの固定設備、自動車や携帯電話のバッテリーなどの移動設備などでの使用を目的に本格的な開発研究が行われている。
このような燃料電池の発電メカニズムは以下の通りである。上記炭化水素系燃料が、まず、水蒸気改質や部分酸化などの反応により、水素ガスおよびCOガスに変換され、COガスを除去して水素ガスを得る。この水素ガスは、アノードに供給され、アノードの金属触媒によってプロトン(水素イオン)と電子に解離される。この電子は回路を通じて仕事をしながらカソードに流れ、プロトン(水素イオン)は電解質膜を拡散してカソードに流れ、カソードにてこの電子と水素イオンとカソードに供給される酸素とから水が形成されて電解質膜に拡散する。すなわち、酸素と燃料に由来する水素とを供給して水を生成する過程で電流を取り出すメカニズムである。
の還元剤を混合して白金コロイド粒子を生成させ、そこに炭素粒子を加えて炭素粒子表面に白金コロイド粒子を付着させる方法や、白金錯体の水浴液に炭素粒子を加えてから還元剤を添加し、炭素粒子表面に白金コロイド粒子を生成させる沈殿法が知られていた。上記担体である炭素粒子の粒径は、カーボンブラックで0.1〜0.01μm、大きな粒子である粉末活性炭でも100μm以下である。また、表面に付着する白金コロイド粒子の粒径は、大きくても0、02μm、製造法によっては0.003〜0.005μmである。
水素原子又はアルカリ金属原子を示す。)の存在下で白金コロイド粒子又は白金合金コロイド粒子のゾルを生成した後、該ゾルをカーボン担体と混合し、乾燥して溶媒を除去することを特徴とする固体高分子型燃料電池用電極触媒の製造方法が提案されており、この製造方法により得られる電極触媒は、白金又は白金合金触媒の分散性が高く、触媒、電解質及び燃料ガスの存在する三相界面が拡大されているので、初期の活性に優れるとともに長期にわたって安定して高い出力を得られる固体高分子電解質型燃料電池を提供できる旨の記載がある。この製造方法も基本的には、前記の沈殿法を利用したものである。
ックに貴金属を担持させる工程と、前記溶媒の中に還元剤を添加し、イオン交換高分子が付着した貴金属担持カーボンブラックを形成する工程とを具備することを特徴とする固体高分子型燃料電池用電極材料の製造方法が提案されている。この製造方法によると、貴金属の表面全体にイオン交換高分子が担持されたカーボンブラックが得られ、貴金属とイオン交換高分子との接触面積が従来と比べて大きくなり、これを反応層として燃料電池に用いた場合、貴金属とイオン交換高分子と酸素(又は水素)との3相界面増加による電池性能が向上する旨の記載がある。
また、本発明に係る燃料電池は、カソード電極及びアノード電極のうち少なくとも一方の電極が、上記燃料電池用触媒を含むことを特徴とする。
本発明の白金コロイド担持カーボンは、PtイオンまたはAuイオンの存在下、平均粒子径1〜100nmの白金コロイドをカーボン担体に担持させることにより製造することができる。
また、上記カーボン担体の形状は特に限定されるものではない。カーボン担体の平均粒子径は担持される白金コロイドの平均粒子径と同等またはそれ以上であれば特に限定されないが、たとえば、0.01〜10μmが好ましく、0.01〜0.1μmがより好ましい。また、カーボン担体の平均粒子径は白金コロイドの平均粒子径の10倍以上が好ましい。粒子径が前記範囲のカーボン担体は容易に得ることができ、また、本発明の製造方法により、容易に白金コロイドを表面に均一に担持させることができる。なお、二次粒子径が上記範囲にあれば、カーボン担体は凝集した状態でも使用することができるが、できる限り単分散していることが好ましい。
上記Ptイオンは、その価数が特に限定されず、Pt2+、Pt4+、Pt6+のいずれでもよい。
水;
メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、メチルイソカルビノールなどのアルコール類;
アセトン、2−ブタノン、エチルアミルケトン、ジアセトンアルコール、イソホロン、シクロヘキサノンなどのケトン類;
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどのアミド類;
ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、3,4−ジヒドロ−2H−ピランなどのエーテル類;
2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、エチレングリコールジメチルエーテルなどのグリコールエーテル類;
2−メトキシエチルアセテート、2−エトキシエチルアセテート、2−ブトキシエチルアセテートなどのグリコールエーテルアセテート類;
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、乳酸エチル、エチレンカーボネートなどのエステル類;
ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;
ヘキサン、ヘプタン、iso−オクタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素類;
塩化メチレン、1,2−ジクロルエタン、ジクロロプロパン、クロルベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類;
ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類;
N−メチル−2−ピロリドン、N−オクチル−2−ピロリドンなどのピロリドン類
などを挙げることができる。
上記混合操作後、必要に応じて、白金コロイド担持カーボンを含む懸濁液を水で希釈してもよい。通常、白金コロイド担持カーボン100重量部に対して、最大で250,00
0重量部程度の水で希釈することができる。
[実施例]
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、この実施例により何ら限定されるものではない。なお、実施例中の「%」は、特に断りのない限り、「重量%」を意味する。
[調製例1]
塩化白金酸六水和物25g(白金金属換算で9g)を純水16,000gに溶解して得
た金属塩水溶液に、錯化安定剤として濃度1.0重量%のクエン酸3ナトリウム水溶液1,660gと還元剤として濃度0.1重量%の水素化ホウ素ナトリウム水溶液140gとを加え、窒素雰囲気下、20℃で攪拌混合して、水に白金微粒子が分散してなる白金コロイド溶液を得た。この白金コロイド溶液を限外濾過膜法洗浄により精製した後、濃度を調整し、白金金属換算で濃度0.42重量%の白金コロイド溶液を得た。この白金コロイドの平均粒子径は3nmであった。
110℃で20時間乾燥した試料をガラスセルに所定量採取し、脱気装置(カウンタークローム社製AUTOSORB6)にて110℃で真空脱気を行ない、吸着等温線を求めた。この吸着等温線から比表面積および細孔容積を求めた。
Pt:白金コロイド担持カーボン中の白金含有量を誘導結合プラズマ発光分光分析装置
(セイコー(株)製、SPS 1200A)により測定した。
白金コロイド担持カーボン中の白金コロイドの分散性は、透過型電子顕微鏡により観察し、下記基準で評価した。
5:白金コロイドの凝集は見られず、一次粒子径相当の大きさの白金コロイド粒子がカーボン担体表面全体に高分散で担持された状態。
4:カーボン担体表面の一部で一次粒子が最大2個結合した大きさに相当する白金コロイド粒子が見られたが、カーボン担体表面の大部分では、一次粒子径相当の大きさ
の白金コロイド粒子が高分散で担持された状態。
3:カーボン担体表面の一部で一次粒子が最大3個結合した大きさに相当する白金コロイド粒子が見られたが、カーボン担体表面の大部分では、一次粒子径相当の大きさ
の白金コロイド粒子が高分散で担持された状態
2:カーボン担体表面の一部で一次粒子が最大4個結合した大きさに相当する白金コロイド粒子が見られたが、カーボン担体表面の大部分では、一次粒子径相当の大きさ
の白金コロイド粒子が高分散で担持された状態。
1:カーボン担体表面に白金コロイド粒子が全く担持されていない状態、または一次粒子径相当の大きさの白金コロイド粒子が見当たらず、一次粒子が2個以上結合した大きさに相当する白金コロイド粒子のみがカーボン担体表面に担持された状態。
[比較例1]
実施例1と同様にしてカーボンブラック懸濁液(Auイオンを含まず)を調製した。このカーボンブラック懸濁液に、調製例1で得た白金コロイド溶液(白金コロイド平均粒子径:3nm)47g(白金固形分で0.2g)を添加した。白金コロイド添加後の混合懸濁液のpHは2.35であった。この混合懸濁液を20℃で40分間攪拌した後、遠心分離機で固液分離し、更に水を500g加えて3分間洗浄した。遠心分離および洗浄操作を3回繰り返して懸濁液中に残存している白金コロイド、Clイオン、Auイオン等を除去した後、得られた固形物を90℃で乾燥させて白金コロイド担持カーボンを得た。この白金コロイド担持カーボンの分析結果等を表1および表2に示す。
Claims (4)
- 比表面積が100〜1000m2/gのカーボン担体に白金コロイドを担持させた白金コロイド担持カーボンであって、
前記カーボン担体の比表面積に対する前記白金コロイド担持カーボンの比表面積の低下率が48〜80%であり、かつ、前記カーボン担体の平均細孔容積に対する前記白金コロイド担持カーボンの平均細孔容積の低下率が35〜70%であることを特徴とする白金コロイド担持カーボン。 - 前記白金コロイド担持カーボンが、白金を20〜50重量%含有することを特徴とする請求項1に記載の白金コロイド担持カーボン。
- 請求項1または2に記載の白金コロイド担持カーボンからなる燃料電池用触媒。
- カソード電極及びアノード電極のうち少なくとも一方の電極が請求項3に記載の燃料電池用触媒を含むことを特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011173059A JP2012000612A (ja) | 2011-08-08 | 2011-08-08 | 白金コロイド担持カーボン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011173059A JP2012000612A (ja) | 2011-08-08 | 2011-08-08 | 白金コロイド担持カーボン |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005314933A Division JP4954530B2 (ja) | 2005-10-28 | 2005-10-28 | 白金コロイド担持カーボンおよびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012000612A true JP2012000612A (ja) | 2012-01-05 |
Family
ID=45533232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011173059A Pending JP2012000612A (ja) | 2011-08-08 | 2011-08-08 | 白金コロイド担持カーボン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012000612A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014171969A (ja) * | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Toyoda Gosei Co Ltd | 微粒子担持体の製造方法 |
JP2017122225A (ja) * | 2017-01-25 | 2017-07-13 | デンカ株式会社 | 窒素含有カーボンブラック及びそれを用いた燃料電池用触媒 |
US10326147B2 (en) | 2013-04-18 | 2019-06-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst for fuel cells and method for producing the same |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08117598A (ja) * | 1994-10-19 | 1996-05-14 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 高分子固体電解質型燃料電池用触媒 |
JP2001325964A (ja) * | 2000-05-19 | 2001-11-22 | Ne Chemcat Corp | 固体高分子電解質型燃料電池用電極触媒 |
JP2004349171A (ja) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Cataler Corp | 固体高分子型燃料電池用触媒層 |
WO2004114444A1 (ja) * | 2003-06-24 | 2004-12-29 | Asahi Glass Company, Limited | 固体高分子型燃料電池用膜電極接合体及びその製造方法 |
JP2005135900A (ja) * | 2003-10-06 | 2005-05-26 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用電極触媒およびその製造方法 |
-
2011
- 2011-08-08 JP JP2011173059A patent/JP2012000612A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08117598A (ja) * | 1994-10-19 | 1996-05-14 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 高分子固体電解質型燃料電池用触媒 |
JP2001325964A (ja) * | 2000-05-19 | 2001-11-22 | Ne Chemcat Corp | 固体高分子電解質型燃料電池用電極触媒 |
JP2004349171A (ja) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Cataler Corp | 固体高分子型燃料電池用触媒層 |
WO2004114444A1 (ja) * | 2003-06-24 | 2004-12-29 | Asahi Glass Company, Limited | 固体高分子型燃料電池用膜電極接合体及びその製造方法 |
JP2005135900A (ja) * | 2003-10-06 | 2005-05-26 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用電極触媒およびその製造方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014171969A (ja) * | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Toyoda Gosei Co Ltd | 微粒子担持体の製造方法 |
US10326147B2 (en) | 2013-04-18 | 2019-06-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst for fuel cells and method for producing the same |
JP2017122225A (ja) * | 2017-01-25 | 2017-07-13 | デンカ株式会社 | 窒素含有カーボンブラック及びそれを用いた燃料電池用触媒 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4954530B2 (ja) | 白金コロイド担持カーボンおよびその製造方法 | |
JP5322110B2 (ja) | 燃料電池用カソード電極材料の製造方法及び燃料電池用カソード電極材料並びに該カソード電極材料を用いた燃料電池 | |
JP4463522B2 (ja) | 電極の触媒用微粒子および該電極触媒用微粒子分散液、該電極触媒用微粒子分散液の製造方法 | |
KR100670267B1 (ko) | 연료전지용 백금/루테늄 합금촉매 | |
JP5456797B2 (ja) | 燃料電池用電極触媒 | |
KR20080067554A (ko) | 백금/루테늄 합금 담지 촉매, 그 제조방법 및 이를 이용한연료전지 | |
JP4764866B2 (ja) | 触媒担体、触媒、触媒担体の製造方法、および触媒の製造方法 | |
JP6141547B2 (ja) | 触媒担体、その製造方法およびその用途 | |
JP4759507B2 (ja) | 燃料電池用電極触媒,これを用いた燃料電池 | |
JP2008041498A (ja) | 固体高分子形燃料電池用触媒担持体の製造方法および固体高分子形燃料電池 | |
JP2008114217A (ja) | カーボン基体上に担持された貴金属粒子を含む触媒とその製造方法 | |
JP2012000612A (ja) | 白金コロイド担持カーボン | |
CN110277564B (zh) | 一种直接液体燃料电池阳极催化剂及其制备方法 | |
JP6956851B2 (ja) | 燃料電池用電極触媒及びそれを用いた燃料電池 | |
TWI288027B (en) | Manufacturing method of platinum alloy electrochemical catalyst carried by carbon nanotube | |
JP2022138872A (ja) | 燃料電池用電極触媒、その選定方法及びそれを備える燃料電池 | |
JP2005251455A (ja) | 燃料電池用触媒およびその製造方法、電極、ならびに直接メタノール型燃料電池 | |
JPWO2009051111A1 (ja) | 燃料電池用担持触媒及び燃料電池 | |
JP2009164142A (ja) | カーボン基体上に担持された貴金属粒子を含む燃料電池用触媒の製造方法 | |
JPWO2006112368A1 (ja) | 燃料電池用電極触媒およびその製造方法 | |
JP6165359B2 (ja) | 触媒担体及びその製造方法 | |
JP5948452B2 (ja) | 燃料電池用担持触媒の製造方法 | |
JP4532020B2 (ja) | 液体燃料直接供給型燃料電池に用いる燃料極とその製造方法 | |
CN108270020A (zh) | 一种Pt单原子催化剂的制备方法和应用 | |
JP2005190726A (ja) | 触媒担持電極、燃料電池用meaおよび燃料電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20120228 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120924 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130806 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140610 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20141104 |