JP2012164608A - ELECTRODE CATALYST CONTAINING Fe, Co, AND Ni, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME - Google Patents

ELECTRODE CATALYST CONTAINING Fe, Co, AND Ni, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode catalyst achieving high electromotive force and sufficient electric current density for a fuel cell using ammonia as fuel.SOLUTION: An electrode catalyst comprises an alloy material containing an alloy portion containing Fe, Co, and Ni, and a Fe portion which is not a component of the alloy portion.

Description

本発明は、Fe、Co及びNiを含む電極触媒及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an electrode catalyst containing Fe, Co and Ni and a method for producing the same.

燃料電池は、従来の発電技術と比較して高いエネルギー効率を達成し得ることから、環境負荷の少ない電力発生源としてその実用化が期待されている。これまでにも実用化に向けた様々な取り組みがなされ、特に燃料電池の電極に用いられる触媒の開発が注目されている。   Since fuel cells can achieve higher energy efficiency than conventional power generation technologies, their practical application is expected as a power generation source with a low environmental load. Various efforts have been made for practical use so far, and the development of a catalyst used for an electrode of a fuel cell has been attracting attention.

ここで、例えば特許文献1には、メタノールやエタノールを燃料とする燃料電池のアノード触媒として、鉄−コバルト−ニッケル触媒が用いられることが記載されている。   Here, for example, Patent Document 1 describes that an iron-cobalt-nickel catalyst is used as an anode catalyst of a fuel cell using methanol or ethanol as a fuel.

特表2008−527658号公報Special table 2008-527658

上述の燃料電池の一つとして、アンモニアを燃料とする燃料電池があり、アンモニアは容易に液化できるなどの利点を有している。しかし、アンモニアを燃料とする燃料電池(以下、「アンモニア燃料電池」という場合がある)に、例えば特許文献1に記載された鉄−コバルト−ニッケル触媒を電極触媒として用いると、十分な電流密度を得ることができないという問題があった。   As one of the fuel cells described above, there is a fuel cell using ammonia as a fuel, which has an advantage that ammonia can be easily liquefied. However, for example, when an iron-cobalt-nickel catalyst described in Patent Document 1 is used as an electrode catalyst in a fuel cell using ammonia as a fuel (hereinafter sometimes referred to as “ammonia fuel cell”), a sufficient current density can be obtained. There was a problem that could not be obtained.

そこで本発明は、アンモニアを燃料とする燃料電池に適用した場合に、高い起電力及び十分な電流密度を得ることができる電極触媒及びその製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an electrode catalyst capable of obtaining a high electromotive force and a sufficient current density when applied to a fuel cell using ammonia as a fuel, and a method for producing the electrode catalyst.

本発明者らは、Fe、Co及びNiを含む電極触媒について鋭意検討したところ、特定のFe、Co及びNiを含む電極触媒をアンモニア燃料電池に用いることによって、高い起電力及び十分な電流密度を得ることができることを見出した。また、この特定のFe、Co及びNiを含む電極触媒を製造する方法も見出し、以下の発明を完成させるに至った。   The present inventors diligently studied an electrode catalyst containing Fe, Co, and Ni. By using an electrode catalyst containing specific Fe, Co, and Ni in an ammonia fuel cell, a high electromotive force and a sufficient current density were obtained. Found that can be obtained. Also, a method for producing an electrode catalyst containing this specific Fe, Co, and Ni has been found, and the following invention has been completed.

本発明は、Fe、Co及びNiを含む合金部分と、当該合金部分を形成していないFe部分と、を含む合金材料を有する電極触媒を提供する。このように、Fe、Co及びNiを含む合金部分と、当該合金部分を形成していないFe部分と、を含む合金材料を有する電極触媒は、燃料電池に用いられた場合に、高い起電力及び十分な電流密度を得ることができる。   The present invention provides an electrocatalyst having an alloy material including an alloy part containing Fe, Co, and Ni and an Fe part that does not form the alloy part. Thus, an electrocatalyst having an alloy material containing an alloy part containing Fe, Co, and Ni and an Fe part not forming the alloy part has a high electromotive force and a high electromotive force when used in a fuel cell. A sufficient current density can be obtained.

本発明において、上記電極触媒はX線回折を行ったとき、回折角2θにおいて、Fe(上記合金部分におけるFeと、上記Fe部分)に由来する2つのピークを発現することが好ましい。このような特性を示す電極触媒は、燃料電池に用いられた場合に高い起電力及び十分な電流密度を得ることができる。   In the present invention, when the electrode catalyst performs X-ray diffraction, it preferably exhibits two peaks derived from Fe (Fe in the alloy part and Fe part) at a diffraction angle 2θ. An electrode catalyst exhibiting such characteristics can obtain a high electromotive force and a sufficient current density when used in a fuel cell.

また、本発明において、上記電極触媒は、炭素材料に上記合金材料を担持したものであることが好ましい。炭素材料に上記合金材料を担持させることによって、電極触媒として取り扱いが容易となる。   In the present invention, the electrode catalyst is preferably a carbon material carrying the alloy material. By supporting the above alloy material on the carbon material, handling as an electrode catalyst becomes easy.

本発明は、炭素材料を、Fe、Co及びNiを含む水溶液に含侵させ、触媒前駆体を得る工程と、触媒前駆体を水素雰囲気下において焼成する第1の焼成工程と、第1の焼成工程後の触媒前駆体を水素雰囲気下において第1の焼成工程よりも低温で焼成する第2の焼成工程と、を備える電極触媒の製造方法を提供する。第1の焼成工程と、第1の焼成工程よりも低温で焼成する第2の焼成工程を備える上記製造方法により、Fe、Co及びNiを含む合金部分と、当該合金部分を形成していないFe部分と、を含む合金材料を有する電極触媒を製造することができる。   The present invention includes impregnating a carbon material with an aqueous solution containing Fe, Co, and Ni to obtain a catalyst precursor, a first firing step of firing the catalyst precursor in a hydrogen atmosphere, and a first firing And a second firing step of firing the catalyst precursor after the step at a lower temperature than the first firing step in a hydrogen atmosphere. By the said manufacturing method provided with the 1st baking process and the 2nd baking process baked at low temperature rather than a 1st baking process, Fe part which has not formed the alloy part containing Fe, Co, and Ni And an electrode catalyst having an alloy material including the portion.

上記製造方法において、第1の焼成工程における温度が900〜1300℃であり、第2の焼成工程における温度が400〜600℃であることが好ましい。焼成温度を当該範囲にすることによって、Fe、Co及びNiを含む合金部分と、当該合金部分を形成していないFe部分と、を含む合金材料を有する電極触媒をより短時間で製造することができる。   In the said manufacturing method, it is preferable that the temperature in a 1st baking process is 900-1300 degreeC, and the temperature in a 2nd baking process is 400-600 degreeC. By making the firing temperature within this range, an electrode catalyst having an alloy material containing an alloy part containing Fe, Co, and Ni and an Fe part not forming the alloy part can be manufactured in a shorter time. it can.

本発明により、アンモニアを燃料とする燃料電池に適用した場合に、高い起電力及び十分な電流密度を得ることができる電極触媒及びその製造方法を提供することができる。   According to the present invention, when applied to a fuel cell using ammonia as a fuel, an electrode catalyst capable of obtaining a high electromotive force and a sufficient current density and a method for producing the same can be provided.

実施例1及び比較例1の電極触媒のXRDパターン(2〜80°)を示す図である。It is a figure which shows the XRD pattern (2-80 degrees) of the electrode catalyst of Example 1 and Comparative Example 1. 図1の一部を拡大したXRDパターン(40〜50°)を示す図である。It is a figure which shows the XRD pattern (40-50 degrees) which expanded a part of FIG. 実施例1の電極触媒を用いた評価装置(燃料電池)を示す模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an evaluation apparatus (fuel cell) using an electrode catalyst of Example 1. FIG. 実施例2及び比較例2の燃料電池の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the fuel cell of Example 2 and Comparative Example 2. 実施例3の電極触媒のSEM画像である。3 is a SEM image of the electrode catalyst of Example 3. 実施例3の電極触媒のTEM画像である。3 is a TEM image of an electrode catalyst of Example 3.

以下、場合により図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as the case may be.

<Fe、Co及びNiを含む電極触媒>
本発明の電極触媒は、Fe、Co及びNiを含む合金部分と、当該合金部分を形成していないFe部分と、を含む合金材料を有する。Fe、Co及びNiを含む合金部分とは、例えば、Fe、Co及びNiが三元系の合金をなすものをいう。Fe、Co及びNiを含む合金部分は、当該合金部分としての機能を害さない範囲で他の金属などの成分を含んでもよい。また、当該合金部分を形成していないFe部分とは、Fe、Co及びNiの三元系合金から一部のFeが析出したものをいう。この合金部分を形成していないFe部分は、例えば、Fe、Co及びNiを含む合金部分の領域外に存在しており、合金部分の領域の表面にFe部分が析出したものも好ましい。合金材料は、Fe、Co及びNiを含む合金部分と、当該合金部分を形成していないFe部分を含むが、当該合金材料としての機能を害さない範囲で他の金属などの成分を含んでもよい。
<Electrocatalyst containing Fe, Co and Ni>
The electrode catalyst of the present invention has an alloy material including an alloy part containing Fe, Co, and Ni and an Fe part not forming the alloy part. The alloy part containing Fe, Co, and Ni refers to, for example, one in which Fe, Co, and Ni form a ternary alloy. The alloy part containing Fe, Co, and Ni may contain components such as other metals as long as the function as the alloy part is not impaired. Further, the Fe part not forming the alloy part means a part of Fe precipitated from a ternary alloy of Fe, Co and Ni. The Fe part that does not form this alloy part exists outside the region of the alloy part containing, for example, Fe, Co, and Ni, and it is also preferable that the Fe part is deposited on the surface of the alloy part region. The alloy material includes an alloy part containing Fe, Co, and Ni and an Fe part that does not form the alloy part, but may contain components such as other metals as long as the function as the alloy material is not impaired. .

合金材料が、Feを含む合金部分と、当該合金を形成していないFe部分を含むことは、合金材料をX線回折(回折角2θ)を用いて構造解析したときに、Feに由来する2つのピークが発現することで確認できる。すなわち、本発明の電極触媒は、X線回折(回折角2θ)を用いて構造解析すると、43〜45°の範囲において、Feに由来する2つのピークを発現する。2つのピークは、合金部分に含まれるFeを示す第1のピークと、当該合金部分を形成していないFe部分を示す第2のピークとからなる。第1のピークと第2のピークとは、それらの裾部において必ずしも明確に2つに分離していない場合もあるが、両ピークの最も高い部分同士が、少なくとも0.5〜1°、好ましくは0.8〜1°、より好ましくは0.9〜1°離れていれば、Feに由来する2つのピークが発現していると見なすことができる。また、第2のピークの強度は、第1のピークの強度の30〜50%であればよい。この割合は、好ましくは35〜50%であり、より好ましくは40〜50%である。本発明者らは本電極触媒の上記構造が、アンモニア燃料電池に適用された場合に、高い起電力と十分な電流密度を可能としているものと推察している。   The fact that the alloy material includes an alloy portion containing Fe and an Fe portion not forming the alloy is derived from Fe when the alloy material is structurally analyzed using X-ray diffraction (diffraction angle 2θ). This can be confirmed by the appearance of two peaks. That is, the structure of the electrode catalyst of the present invention using X-ray diffraction (diffraction angle 2θ) reveals two peaks derived from Fe in the range of 43 to 45 °. The two peaks are composed of a first peak indicating Fe contained in the alloy part and a second peak indicating Fe part not forming the alloy part. The first peak and the second peak may not necessarily be clearly separated into two at their skirts, but the highest portions of both peaks are at least 0.5 to 1 °, preferably Is 0.8 to 1 °, more preferably 0.9 to 1 °, it can be considered that two peaks derived from Fe are expressed. The intensity of the second peak may be 30 to 50% of the intensity of the first peak. This proportion is preferably 35 to 50%, more preferably 40 to 50%. The present inventors presume that the above-described structure of the electrode catalyst enables a high electromotive force and a sufficient current density when applied to an ammonia fuel cell.

上記電極触媒は炭素材料に、上記合金材料を担持したものであることが好ましい。ここで、炭素材料としては炭素の含有割合が高い材料が好ましく、例えばカーボンブラックを用いることができる。   The electrode catalyst is preferably a carbon material carrying the alloy material. Here, as the carbon material, a material having a high carbon content is preferable. For example, carbon black can be used.

<Fe、Co及びNiを含む電極触媒の製造方法>
本発明の電極触媒は、触媒前駆体を得る工程、第1の焼成工程及び第2の焼成工程により製造することができる。
<Method for Producing Electrocatalyst Containing Fe, Co and Ni>
The electrode catalyst of the present invention can be produced by a step of obtaining a catalyst precursor, a first firing step, and a second firing step.

[触媒前駆体を得る工程]
本工程においては、Fe、Co及びNiを含む水溶液に炭素材料を含侵させ、触媒前駆体を得る。Fe、Co及びNiを含む水溶液とは、Fe、Co及びNiを所定の割合で含有している水溶液であればよく、Fe、Co及びNiの塩を水に溶解させた水溶液が好ましい。Feの塩としては例えばFe(NO・9HO、Coの塩としては例えばCo(NO・6HO、Niの塩としては例えばNi(NO・6HOが挙げられる。
[Step of obtaining catalyst precursor]
In this step, a carbon precursor is impregnated in an aqueous solution containing Fe, Co and Ni to obtain a catalyst precursor. The aqueous solution containing Fe, Co, and Ni may be an aqueous solution containing Fe, Co, and Ni at a predetermined ratio, and an aqueous solution in which a salt of Fe, Co, and Ni is dissolved in water is preferable. Examples of the Fe salt include Fe (NO 3 ) 3 · 9H 2 O, examples of the Co salt include Co (NO 3 ) 2 · 6H 2 O, and examples of the Ni salt include Ni (NO 3 ) 2 · 6H 2 O Is mentioned.

Fe、Co及びNiを含む水溶液におけるFe、Co及びNiの割合は、Feを1としたときに、Coが0.3〜3、Niが0.3〜3であることが好ましく、Coが0.5〜2、Niが0.5〜2であることがより好ましく、Coが0.8〜1.2、Niが0.8〜1.2であることがさらに好ましく、Coが0.9〜1.1、Niが0.9〜1.1であることが特に好ましい。最も好ましくは、Fe:Co:Niが1:1:1の割合である。   The ratio of Fe, Co, and Ni in the aqueous solution containing Fe, Co, and Ni is preferably 0.3 to 3 for Co and 0.3 to 3 for Ni when Fe is 1, and 0 to Co. More preferably, Ni is 0.5-2, Co is 0.8-1.2, Ni is 0.8-1.2, and Co is 0.9. -1.1 and Ni are particularly preferably 0.9 to 1.1. Most preferably, the ratio of Fe: Co: Ni is 1: 1: 1.

Fe、Co及びNiを含む水溶液に含侵させる炭素材料としては、炭素の含有割合が高い材料が好ましく、例えばカーボンブラックを用いることができる。カーボンブラックの重量は触媒量が30〜80重量%になるように調製することが好ましく、より好ましくは40〜70重量%であり、さらに好ましくは50〜60重量%である。また、Fe、Co及びNiを含む水溶液に含侵させた炭素材料(触媒前駆体)の水分を蒸発させ、乾燥させる工程を有することが好ましい。   As the carbon material impregnated with the aqueous solution containing Fe, Co, and Ni, a material having a high carbon content is preferable, and for example, carbon black can be used. The weight of the carbon black is preferably adjusted so that the catalyst amount is 30 to 80% by weight, more preferably 40 to 70% by weight, and still more preferably 50 to 60% by weight. Moreover, it is preferable to have the process of evaporating the water | moisture content of the carbon material (catalyst precursor) impregnated with the aqueous solution containing Fe, Co, and Ni, and drying it.

[第1の焼成工程]
第1の焼成工程においては、上記工程で得られた触媒前駆体を水素雰囲気下において焼成する。第1の焼成工程における温度は、900〜1300℃であることが好ましい。900〜1300℃で焼成することによって、Fe、Co及びNiを含む合金を生成し易くなる。焼成温度は、より好ましくは1050〜1300℃であり、特に好ましくは1200〜1300℃である。急速に1200〜1300oC程度の高温にすることで、高分散で粒子径の小さい合金を形成することができる。
[First firing step]
In the first firing step, the catalyst precursor obtained in the above step is fired in a hydrogen atmosphere. The temperature in the first baking step is preferably 900 to 1300 ° C. By firing at 900 to 1300 ° C., an alloy containing Fe, Co, and Ni is easily generated. The firing temperature is more preferably 1050 to 1300 ° C, particularly preferably 1200 to 1300 ° C. By rapidly raising the temperature to about 1200 to 1300 ° C., an alloy having a high dispersion and a small particle size can be formed.

第1の焼成工程における焼成時間は、1〜120分であることが好ましく、より好ましくは1〜60分であり、さらに好ましくは1〜30分であり、特に好ましくは1〜10分であり、最も好ましくは1〜3分である。   The firing time in the first firing step is preferably 1 to 120 minutes, more preferably 1 to 60 minutes, still more preferably 1 to 30 minutes, and particularly preferably 1 to 10 minutes, Most preferably, it is 1 to 3 minutes.

[第2の焼成工程]
第2の焼成工程においては、上記第1の焼成工程後の触媒前駆体(Fe、Co及びNiを含む合金)を水素雰囲気下においてさらに焼成する。ここで、第2の焼成工程における温度は、上記第1の焼成工程よりも低温であり、第1の焼成温度よりも400〜800℃低温であると好ましく、600〜700℃低温であることがより好ましい。さらに好ましくは500℃程度であるとよい。第1の焼成温度よりも低温でFe、Co及びNiを含む合金(第1の焼成工程後の触媒前駆体)を焼成することによって、合金部分からFeを析出させ、当該合金部分を形成していないFe部分を含む合金材料が得られ易くなる。より具体的には、第2の焼成工程における温度は、400〜600℃であることが好ましい。この焼成温度は、より好ましくは450〜550℃であり、さらに好ましくは480〜520℃である。特に500℃前後で焼成することにより、合金部分からFeがより析出しやすくなる。
[Second firing step]
In the second firing step, the catalyst precursor (an alloy containing Fe, Co, and Ni) after the first firing step is further fired in a hydrogen atmosphere. Here, the temperature in the second baking step is lower than that in the first baking step, preferably 400 to 800 ° C. lower than the first baking temperature, and 600 to 700 ° C. lower. More preferred. More preferably, it is good about 500 degreeC. By firing an alloy containing Fe, Co and Ni (catalyst precursor after the first firing step) at a temperature lower than the first firing temperature, Fe is precipitated from the alloy portion to form the alloy portion. It becomes easy to obtain an alloy material containing no Fe part. More specifically, the temperature in the second baking step is preferably 400 to 600 ° C. This firing temperature is more preferably 450 to 550 ° C, and further preferably 480 to 520 ° C. In particular, by firing at around 500 ° C., Fe is more likely to precipitate from the alloy part.

第2の焼成工程における焼成時間は、0.1〜10時間であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5時間であり、さらに好ましくは1〜5時間であり、特に好ましくは1〜4時間であり、最も好ましくは1〜3時間である。   The firing time in the second firing step is preferably 0.1 to 10 hours, more preferably 0.5 to 5 hours, still more preferably 1 to 5 hours, and particularly preferably 1 to 4 hours. Hours, most preferably 1 to 3 hours.

このように触媒前駆体を2回の工程に分けて焼成し、特に第2の焼成工程における温度を第1の焼成工程よりも低温で焼成することによって、Fe、Co及びNiを含む合金部分から一部のFe(当該合金部分を形成していないFe)が析出した、従来のFe−Co−Ni触媒には見られない構造を容易に発現させることができる。   In this way, the catalyst precursor is fired in two steps, and in particular, by firing the temperature in the second firing step at a lower temperature than the first firing step, from the alloy portion containing Fe, Co and Ni A structure which is not found in the conventional Fe—Co—Ni catalyst in which a part of Fe (Fe not forming the alloy part) is precipitated can be easily developed.

なお、上記第1の焼成工程又は第2の焼成工程においては、例えば、第1の焼成工程における合金部分の形成後に、Feをさらに添加し焼成することによっても、Fe、Co及びNiを含む合金部分と、当該合金部分を形成していないFe部分と、を含む合金材料を製造することも可能である。   In the first firing step or the second firing step, for example, an alloy containing Fe, Co, and Ni can be obtained by further adding Fe and firing after the formation of the alloy portion in the first firing step. It is also possible to produce an alloy material that includes a portion and an Fe portion that does not form the alloy portion.

<燃料電池>
本発明の電極触媒をアノード電極に用い、このアノード電極を固体電解質層の一方面に、もう一方の面にカソード電極を備えることによって、アンモニア燃料電池を構成することが可能である。
<Fuel cell>
An ammonia fuel cell can be constructed by using the electrode catalyst of the present invention as an anode electrode and providing the anode electrode on one side of the solid electrolyte layer and the cathode electrode on the other side.

アノード電極は、本電極触媒を含み、アンモニア燃料電池に用いることができるものであれば特に制限されないが、本電極触媒と層状金属酸化物を含むものが好ましく、本発明のFe−Co−Ni電極触媒と例えばNaCo焼結体を所定の割合で混合し、ペースト状にして発泡Ni上に塗布したものを使用することがより好ましい。 The anode electrode is not particularly limited as long as it includes the present electrode catalyst and can be used for an ammonia fuel cell, but preferably includes the present electrode catalyst and a layered metal oxide, and the Fe—Co—Ni electrode of the present invention. More preferably, a catalyst and, for example, a NaCo 2 O 4 sintered body are mixed at a predetermined ratio, pasted into a paste, and applied onto foamed Ni.

NaCo焼結体は、上記国際公開第2010/007949号に記載されているように、酢酸ナトリウムと酢酸コバルト四水和物を所定の比率で溶解させた溶液を乾燥させ、得られた試料の粉砕・仮焼成を行い、仮焼成後の試料を粉砕した後、ペレットに成型した状態で750〜850℃程度の温度で再度焼成を行い、その後、焼成後のペレットの粉砕・ペレット化を行って、900〜1000℃程度の温度で焼結させることにより、層状の結晶構造を有するNaCoを得ることができる。 The NaCo 2 O 4 sintered body was obtained by drying a solution in which sodium acetate and cobalt acetate tetrahydrate were dissolved in a predetermined ratio as described in the above-mentioned International Publication No. 2010/007949. After crushing and pre-baking the sample, crushing the pre-baked sample and then baking again at a temperature of about 750 to 850 ° C. in a state of being molded into pellets, and then crushing and pelletizing the pellets after baking By performing the sintering at a temperature of about 900 to 1000 ° C., NaCo 2 O 4 having a layered crystal structure can be obtained.

固体電解質層は、OHイオンが伝導できるものであれば特に制限されないが、下記一般式(1)で表される層状金属酸化物、又はNaCoを含む固体電解質をペレット状に成型したものを使用することが好ましい。
(La1−x)(Sr1−y(Co1−z10−δ (1)
[式中、AはLa以外の希土類元素であり、BはMg、Ca又はBaであり、CはTi、V、Cr又はMnであり、0≦x<1、0≦y<1、0≦z<1、δは酸素欠損量である。]
The solid electrolyte layer is not particularly limited as long as it can conduct OH ions, but a layered metal oxide represented by the following general formula (1) or a solid electrolyte containing NaCo 2 O 4 is molded into a pellet shape. It is preferable to use one.
(La 1-x A x) (Sr 1-y B y) 3 (Co 1-z C z) 3 O 10-δ (1)
[In the formula, A is a rare earth element other than La, B is Mg, Ca, or Ba, C is Ti, V, Cr, or Mn, and 0 ≦ x <1, 0 ≦ y <1, 0 ≦ z <1, δ is the amount of oxygen deficiency. ]

上記一般式(1)中、AはLaサイトに含まれる元素であり、La(ランタン)以外の希土類元素である。例えば、Sc(スカンジウム)、Y(イットリア)、Ce(セリウム)、Pr(プラセオジウム)、Nd(ネオジム)、Pm(プロメチウム)、Sm(サマリウム)、Eu(ユーロピウム)、Gd(ガドリニウム)、Tb(テルビウム)、Dy(ジスプロシウム)、Ho(ホルミウム)、Er(エルビウム)、Tm(ツリウム)、Yb(イッテルビウム)又はLu(ルテチウム)である。この中でもAは、好ましくはY、Sc、Ce、Eu、Sm、Gd、Pr、Ndであり、より好ましくはY、Eu、Sm、Gd、Ndである。また、xは0以上1未満であり、好ましくは0以上0.5以下であり、より好ましくは0以上0.1以下である。   In the general formula (1), A is an element contained in the La site and is a rare earth element other than La (lanthanum). For example, Sc (scandium), Y (yttria), Ce (cerium), Pr (praseodymium), Nd (neodymium), Pm (promethium), Sm (samarium), Eu (europium), Gd (gadolinium), Tb (terbium) ), Dy (dysprosium), Ho (holmium), Er (erbium), Tm (thulium), Yb (ytterbium) or Lu (lutetium). Among these, A is preferably Y, Sc, Ce, Eu, Sm, Gd, Pr, or Nd, and more preferably Y, Eu, Sm, Gd, or Nd. X is 0 or more and less than 1, preferably 0 or more and 0.5 or less, more preferably 0 or more and 0.1 or less.

BはSrサイトに含まれる元素であり、Mg、Ca又はBaである。好ましくはBは、Ca又はBaである。また、yは0以上1未満であり、好ましくは0以上0.5以下であり、より好ましくは0以上0.1以下である。   B is an element contained in the Sr site and is Mg, Ca, or Ba. Preferably B is Ca or Ba. Moreover, y is 0 or more and less than 1, preferably 0 or more and 0.5 or less, more preferably 0 or more and 0.1 or less.

CはCoサイトに含まれる元素であり、Ti、V、Cr、Fe又はMnである。好ましくはCは、Mn、Fe又はCrであり、より好ましくはMn又はFeである。また、zは0以上1未満であり、好ましくは0以上0.5以下であり、より好ましくは0以上0.1以下である。   C is an element contained in the Co site, and is Ti, V, Cr, Fe, or Mn. Preferably C is Mn, Fe or Cr, more preferably Mn or Fe. Z is 0 or more and less than 1, preferably 0 or more and 0.5 or less, more preferably 0 or more and 0.1 or less.

また、δは酸素欠損量を示し、−0.2以上1.5以下の酸素欠損が生じる。すなわち、式(1)中の酸素の価数(原子価)は、8.5以上10.2以下となる。   Further, δ represents the amount of oxygen deficiency, and oxygen deficiency of −0.2 or more and 1.5 or less occurs. That is, the valence (valence) of oxygen in formula (1) is 8.5 or more and 10.2 or less.

上記一般式(1)で示される層状金属酸化物は、水蒸気処理が施されると当該層状金属酸化物中の酸素欠陥に水分子が水和し、水酸化物イオンの伝導性が発現すると推察される。この層状金属酸化物を含有する電解質層を採用することで、室温であっても十分に高い起電力が得ることができる。水蒸気処理は、例えば、後述する固体電解質を作成した後に、当該固体電解質を、所定の温度、相対湿度及び圧力の条件にさらすことによって実施することができる。その条件は、水酸化物イオンの伝導性が発現する範囲で適宜設定することが好ましい。例えば、温度を50〜120℃の範囲とし、相対湿度を50〜90%の範囲とし、圧力を0.1〜1MPaの範囲とし、処理時間を2〜48時間の範囲とすることが好ましい。   The layered metal oxide represented by the general formula (1) is presumed that when water vapor treatment is performed, water molecules are hydrated by oxygen defects in the layered metal oxide, and the conductivity of hydroxide ions is expressed. Is done. By adopting an electrolyte layer containing this layered metal oxide, a sufficiently high electromotive force can be obtained even at room temperature. The steam treatment can be performed, for example, by preparing a solid electrolyte described later and then exposing the solid electrolyte to conditions of a predetermined temperature, relative humidity, and pressure. The conditions are preferably set as appropriate as long as the conductivity of hydroxide ions is expressed. For example, it is preferable that the temperature is in the range of 50 to 120 ° C., the relative humidity is in the range of 50 to 90%, the pressure is in the range of 0.1 to 1 MPa, and the treatment time is in the range of 2 to 48 hours.

カソード電極としては、アンモニア燃料電池に用いることができるものであれば特に制限されないが、カーボン材料と層状金属酸化物を含むものが好ましく、例えばNaCo焼結体と、カーボンブラックを所定の割合で混合させカーボンペーパー上に塗布したものを使用することができる。 The cathode electrode is not particularly limited as long as it can be used for an ammonia fuel cell. However, the cathode electrode preferably includes a carbon material and a layered metal oxide. For example, a NaCo 2 O 4 sintered body and carbon black are used as a predetermined material. What was mixed in the ratio and apply | coated on carbon paper can be used.

上記燃料電池においては、発電する前に固体電解質層を250〜300℃に昇温させ、室温で加湿した水素を5〜10ml/分で15〜60分流し、前処理することが好ましい。これにより、固体電解質層内をOHイオンが伝導しやすくなる。また、アノード電極も同様に前処理することが好ましいが、カソード電極は同様の前処理を施さないことが好ましい。 In the fuel cell, it is preferable that the solid electrolyte layer is heated to 250 to 300 ° C. before power generation, and pretreated by flowing hydrogen humidified at room temperature at 5 to 10 ml / min for 15 to 60 minutes. Thereby, OH ions are easily conducted in the solid electrolyte layer. The anode electrode is preferably pretreated in the same manner, but the cathode electrode is preferably not subjected to the same pretreatment.

上記燃料電池で発電するには、アノード電極にアンモニアを含むガスを供給し、カソード電極に加湿した酸素を含むガスを供給することが好ましい。これにより、アンモニア燃料電池内において以下の反応が生じ、発電する。
アノード電極:NH+3OH → 1/2N+3HO+3e
カソード電極:3/4O+3/2HO+3e → 3OH
アンモニア燃料電池全体:NH+3/4O → 1/2N+3/2H
In order to generate electricity with the fuel cell, it is preferable to supply a gas containing ammonia to the anode electrode and a gas containing humidified oxygen to the cathode electrode. As a result, the following reaction occurs in the ammonia fuel cell to generate power.
Anode electrode: NH 3 + 3OH → 1 / 2N 2 + 3H 2 O + 3e
Cathode electrode: 3 / 4O 2 + 3 / 2H 2 O + 3e → 3OH
Whole ammonia fuel cell: NH 3 + 3 / 4O 2 → 1 / 2N 2 + 3 / 2H 2 O

以上のとおり、本発明により、Fe、Co及びNiを含む合金部分と、当該合金部分を形成していないFe部分と、を含む合金材料を有する電極触媒及びその製造方法を提供することができる。また、当該電極触媒を燃料電池のアノード電極に用いることによって、アンモニアを燃料する燃料電池を高い起電力及び十分な電流密度で作動させることが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an electrode catalyst having an alloy material including an alloy part containing Fe, Co, and Ni and an Fe part not forming the alloy part, and a method for manufacturing the electrode catalyst. Further, by using the electrode catalyst as an anode electrode of a fuel cell, a fuel cell fueled with ammonia can be operated with a high electromotive force and a sufficient current density.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明に係るFe、Co及びNiを含む電極触媒は、燃料電池用触媒としてだけでなく、他の反応や合成等に使用することができ、例えば、アンモニア合成に用いることも可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said embodiment. For example, the electrode catalyst containing Fe, Co and Ni according to the present invention can be used not only as a catalyst for a fuel cell but also for other reactions and synthesis, for example, for ammonia synthesis. .

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples.

<Fe−Co−Ni電極触媒の調製>
(実施例1)
まず、Fe:Co:Niが1:1:1になるように、Fe(NO・9HOを2.86g、Co(NO・6HOを2.08g、Ni(NO・6HOを2.08g、蒸留水10ml中に溶解させ、Fe、Co及びNiの硝酸塩水溶液を用意した。この硝酸塩水溶液に、カーボンブラック(Vulcan XC72)を、得られる合金材料が55重量%になるように1.00g、蒸留水10mlを攪拌しながら加え、水浴上で水分を蒸発させ、80℃のオーブンで一晩乾燥させた。
<Preparation of Fe-Co-Ni Electrocatalyst>
Example 1
First, 2.86 g of Fe (NO 3 ) 3 .9H 2 O, 2.08 g of Co (NO 3 ) 2 .6H 2 O, and Ni (NO) so that Fe: Co: Ni is 1: 1: 1. NO 3 ) 2 · 6H 2 O was dissolved in 2.08 g of distilled water 10 ml to prepare a nitrate aqueous solution of Fe, Co, and Ni. To this aqueous nitrate solution, carbon black (Vulcan XC72) is added with stirring to 1.00 g and distilled water 10 ml so that the obtained alloy material is 55% by weight, and the water is evaporated on a water bath. And dried overnight.

乾燥させた粉末を水素雰囲気下(H/Ar 60ml/min)、1200℃(昇温速度:100K/min)で3分間焼成した。その後、自然冷却し、焼成した粉末をさらに同様の水素雰囲気下500℃で保持し2時間焼成した。 The dried powder was fired at 1200 ° C. (temperature increase rate: 100 K / min) for 3 minutes in a hydrogen atmosphere (H 2 / Ar 60 ml / min). Thereafter, the powder was naturally cooled and fired, and the powder was further fired for 2 hours while being held at 500 ° C. in a similar hydrogen atmosphere.

(比較例1)
乾燥させた粉末を1200℃で1回焼成しただけであり、500℃での2回目の焼成を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして、Fe−Co−Ni電極触媒を調製した。
(Comparative Example 1)
An Fe—Co—Ni electrode catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the dried powder was only fired once at 1200 ° C., and the second firing was not performed at 500 ° C. .

<電極触媒の構造解析>
粉末X線回折装置(Rigaku、RINT−Ulitima+)を用いて実施例1及び比較例1の電極触媒の構造解析を行った。測定条件は以下のとおりである。
線源:CuKα、
波長λ:0.154056nm、
管電圧:40kV、
電流:20mA、
測定範囲2θ:2〜80°、
走査軸:2θ/θ、
スキャンステップ:0.02°、
スキャンスピード:2°/分、
発散スリット:1/2°、
散乱スリット:1/2°、
受光スリット:0.15mm。
<Structural analysis of electrode catalyst>
Structural analysis of the electrode catalysts of Example 1 and Comparative Example 1 was performed using a powder X-ray diffractometer (Rigaku, RINT-Ultima +). The measurement conditions are as follows.
Radiation source: CuKα
Wavelength λ: 0.154056 nm,
Tube voltage: 40 kV,
Current: 20 mA
Measurement range 2θ: 2 to 80 °,
Scanning axis: 2θ / θ,
Scan step: 0.02 °
Scanning speed: 2 ° / min,
Divergent slit: 1/2 °
Scattering slit: 1/2 °,
Light receiving slit: 0.15 mm.

実施例1及び比較例1の電極触媒のXRDパターン(2〜80°)を図1に、図1の一部を拡大したXRDパターン(40〜50°)を図2に示す。図1及び図2のとおり、1200℃で焼成し、さらに500℃で焼成した実施例1に係る回折線(a)は、43〜45°に2つのピークが発現しており、これにより、Fe、Co及びNiを含む合金部分と、当該合金部分を形成していないFe部分と、を含む合金材料を有する電極触媒であることが確認された。   FIG. 1 shows an XRD pattern (2 to 80 °) of the electrode catalyst of Example 1 and Comparative Example 1, and FIG. 2 shows an XRD pattern (40 to 50 °) obtained by enlarging a part of FIG. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the diffraction line (a) according to Example 1 baked at 1200 ° C. and further baked at 500 ° C. has two peaks at 43 to 45 °. It was confirmed that the electrode catalyst had an alloy material containing an alloy part containing Co, Ni, and an Fe part not forming the alloy part.

一方、1200℃で1回焼成しただけの比較例1に係る回折線(b)は、43〜45°に1つしかピークが発現しておらず、Fe、Co及びNiを含む合金部分はあるが、当該合金部分を形成していないFe部分を含まない合金材料を有する電極触媒であることが確認された。   On the other hand, the diffraction line (b) according to Comparative Example 1 which has only been fired once at 1200 ° C. has only one peak at 43 to 45 °, and there is an alloy portion containing Fe, Co and Ni. However, it was confirmed that this is an electrode catalyst having an alloy material that does not include an Fe portion that does not form the alloy portion.

(実施例2)
<発電試験>
実施例1で得たFe−Co−Ni電極触媒の燃料電池用電極触媒としての性能を評価するために、図3の評価装置(燃料電池)を準備した。燃料電池10は、NaCoペレットを固体電解質層1とし、一方の面上にアノード電極2を、もう一方の面上にカソード電極3を配置した。また、上記燃料電池10においては、アノード電極2及びカソード電極3の面上にPt網4を配置し、これに接続された導線5(Pt線)からの出力を測定した。また、アノード電極2側には燃料ガス供給口7、カソード電極3側には酸素ガス供給口8を設け、さらに、ガスが燃料電池10から漏れないように、それらの外側にセル本体部9を配置するとともに、セル本体部9と固体電解質層1との間にガスケット6を配置した。
(Example 2)
<Power generation test>
In order to evaluate the performance of the Fe—Co—Ni electrode catalyst obtained in Example 1 as a fuel cell electrode catalyst, the evaluation apparatus (fuel cell) shown in FIG. 3 was prepared. In the fuel cell 10, NaCo 2 O 4 pellets were used as the solid electrolyte layer 1, the anode electrode 2 was disposed on one surface, and the cathode electrode 3 was disposed on the other surface. In the fuel cell 10, the Pt net 4 was disposed on the surfaces of the anode electrode 2 and the cathode electrode 3, and the output from the conducting wire 5 (Pt line) connected thereto was measured. In addition, a fuel gas supply port 7 is provided on the anode electrode 2 side, an oxygen gas supply port 8 is provided on the cathode electrode 3 side, and a cell main body 9 is provided outside them so that gas does not leak from the fuel cell 10. While arranging, the gasket 6 was arrange | positioned between the cell main-body part 9 and the solid electrolyte layer 1. FIG.

ここで、NaCoペレットの調製について述べる。本調製においては、以下の試薬を使用したが、他のものを適宜使用してもよい。
酢酸ナトリウム(CHCOONa、関東化学 特級)
酢酸コバルト四水和物((CHCOO)Co・4HO、和光純薬 鹿特級)
ジニトロジアンミンパラジウム(Pd(NO(NH、田中貴金属)
エチレングリコール(HOCHCHOH、和光純薬 特級)
Here, preparation of NaCo 2 O 4 pellet will be described. In this preparation, the following reagents were used, but other reagents may be used as appropriate.
Sodium acetate (CH 3 COONa, Kanto Chemical Special Grade)
Cobalt acetate tetrahydrate ((CH 3 COO) 2 Co.4H 2 O, Wako Pure Chemicals Shika Special Grade)
Dinitrodiammine palladium (Pd (NO 2 ) 2 (NH 3 ) 2 , Tanaka Kikinzoku)
Ethylene glycol (HOCH 2 CH 2 OH, Wako Pure Chemical)

NaCoペレットを以下の(1)〜(5)の手順に従って調製した。なお、本実施例においては、NaCoペレットは、後述の通り、温度900℃程度の焼成過程を経て作製されるものであり、このような高温条件にあっては、Naが蒸発する。したがって、理論量のモル比(Na:Co=1:2)で原料を調製すると、生成物中に不純物(Co)が生じてしまうため、ここでは、原料中のNaとCoのモル比をNa:Co=1.6:2とした。
(1)酢酸ナトリウム5.00g(60.95mmol)と酢酸コバルト四水和物19.00g(76.28mmol)を内容積200mLのテフロン(登録商標)製のビーカーに秤取し、蒸留水40mLを用いて溶解した。
(2)上記(1)で得た溶液を80℃で撹拌しながら水分を蒸発させ、乾燥機(温度条件:80℃)に入れて、一晩乾燥させた。
(3)乾燥させた試料をメノウ乳鉢でよく粉砕し、これをアルミナるつぼに入れた。このるつぼをMuffle炉に入れ、試料を空気中にて温度750℃、保持時間5時間の条件で仮焼きした。
(4)仮焼きした試料をメノウ乳鉢で粉砕し、錠剤成型器を用いてペレット(直径:20mm、厚さ:〜3mm)に成型した(圧力:30MPa、保持時間:5分)。得られた成型体をMuffle炉内に入れ、空気中にて温度790℃、保持時間3時間の条件で本焼きした。
(5)本焼きした試料を遊星型ボールミル(FRITSCH pulverisette)に収容し、回転速度300rpm、処理時間20分の条件で粉砕した。得られた粉体を錠剤成型器に入れてペレット(直径:10mm、厚さ:1.7〜12mm)に成型した。なお、ペレットの厚さが6mm以下の場合は、圧力30MPa、保持時間5分、ペレットの厚さが12mm程度の場合は、圧力40MPa、保持時間5分の条件で成型した。得られた成型体をMuffle炉内に入れ、空気中にて温度900℃、保持時間32時間の条件で焼結させ、NaCoの焼結体を得た。
NaCo 2 O 4 pellets were prepared according to the following procedures (1) to (5). In this embodiment, the NaCo 2 O 4 pellet is produced through a firing process at a temperature of about 900 ° C. as will be described later, and Na evaporates under such a high temperature condition. Therefore, when the raw material is prepared at a theoretical molar ratio (Na: Co = 1: 2), impurities (Co 3 O 4 ) are generated in the product. Here, the moles of Na and Co in the raw material are here. The ratio was Na: Co = 1.6: 2.
(1) Weigh 5.00 g (60.95 mmol) of sodium acetate and 19.00 g (76.28 mmol) of cobalt acetate tetrahydrate in a 200 mL Teflon (registered trademark) beaker, and add 40 mL of distilled water. Used to dissolve.
(2) While stirring the solution obtained in the above (1) at 80 ° C., water was evaporated, put into a dryer (temperature condition: 80 ° C.) and dried overnight.
(3) The dried sample was pulverized well in an agate mortar and placed in an alumina crucible. The crucible was placed in a Muffle furnace, and the sample was calcined in air at a temperature of 750 ° C. and a holding time of 5 hours.
(4) The calcined sample was pulverized in an agate mortar and formed into pellets (diameter: 20 mm, thickness: ˜3 mm) using a tablet molding machine (pressure: 30 MPa, holding time: 5 minutes). The obtained molded body was placed in a Muffle furnace and baked in air at a temperature of 790 ° C. and a holding time of 3 hours.
(5) The main-baked sample was placed in a planetary ball mill (FRITSCH pulverisete) and pulverized under conditions of a rotation speed of 300 rpm and a processing time of 20 minutes. The obtained powder was put into a tablet molding machine and molded into pellets (diameter: 10 mm, thickness: 1.7-12 mm). In addition, when the thickness of the pellet was 6 mm or less, it was molded under the conditions of a pressure of 30 MPa and a holding time of 5 minutes, and when the thickness of the pellet was about 12 mm, the pressure was 40 MPa and the holding time was 5 minutes. The obtained molded body was put in a Muffle furnace and sintered in air at a temperature of 900 ° C. and a holding time of 32 hours to obtain a NaCo 2 O 4 sintered body.

また、アノード電極2としては、実施例1で調製したFe−Co−Ni/C触媒0.01gとNaCo0.01gとを粉砕・混合し、ペースト状に塗布したものを使用した。また、カソード電極3としては、カーボンペーパー(製品名:P50T、バラードマテリアルプロダクツ社製)上にカーボンブラック10mgとNaCo20mgとを塗布したものを使用した。 As the anode 2, it was used for the Fe-Co-Ni / C catalyst 0.01g and NaCo 2 O 4 0.01g prepared in Example 1 pulverized and mixed, was applied to the paste. As the cathode electrode 3, carbon paper (product name: P50T, Ballard Material Products Inc.) was used coated with carbon black 10mg and NaCo 2 O 4 20 mg on.

図3の評価装置(燃料電池)における測定は、以下の手順に従って行った。
(1)NaCoペレットを280℃に昇温させ、室温で加湿した水素を5ml/分で30分流し、前処理した。
(2)Fe−Co−Ni/C触媒とNaCoを面上に有する発泡Ni(アノード)を280℃に昇温させ、室温で加湿した水素を5ml/分で30分流し、前処理した。
(3)アノードにアンモニアとHeの混合ガスを20ml/分で供給するとともに、カソードに酸素を20ml/分で85℃加湿されたものを供給した。
(4)セル温度は80℃とした。
The measurement in the evaluation apparatus (fuel cell) in FIG. 3 was performed according to the following procedure.
(1) The NaCo 2 O 4 pellet was heated to 280 ° C., and pretreated by flowing hydrogen humidified at room temperature at 5 ml / min for 30 minutes.
(2) Ni (anode) foamed with Fe—Co—Ni / C catalyst and NaCo 2 O 4 on the surface is heated to 280 ° C., and humidified hydrogen at room temperature is allowed to flow at 5 ml / min for 30 minutes for pretreatment did.
(3) A mixed gas of ammonia and He was supplied to the anode at 20 ml / min, and oxygen that was humidified at 85 ° C. at 20 ml / min was supplied to the cathode.
(4) The cell temperature was 80 ° C.

(比較例2)
アノード電極2に用いるFe−Co−Ni/C触媒として比較例1の触媒を用いた以外は、実施例2と同様にして燃料電池を構成し、発電試験を実施した。
(Comparative Example 2)
A fuel cell was constructed in the same manner as in Example 2 except that the catalyst of Comparative Example 1 was used as the Fe—Co—Ni / C catalyst used for the anode electrode 2, and a power generation test was performed.

実施例2及び比較例2の測定結果を図4に示す。図4は、上記の測定条件で実施例2及び比較例2の燃料電池を動作させたときの、得られる電流密度(mAcm−2)の値に対する、そのときのセル電圧(V)及び電力密度(mAcm−2)の値を示すグラフである。図4中、a1及びa2はそれぞれ実施例2の燃料電池で得られたセル電圧及び電流密度の値を示し、b1及びb2はそれぞれ比較例2の燃料電池で得られたセル電圧及び電流密度の値を示す。図4のa1及びa2のとおり、本発明の電極触媒(実施例1)を用いた実施例2の燃料電池は、OCVは0.8V、電流密度は280mA/cmと高い性能を示した。一方、比較例1の電極触媒を用いた比較例2の燃料電池については、図4のb1及びb2のとおり、OCVは0.76V、電流密度は175mA/cmと実施例2に比べて低い性能を示した。 The measurement results of Example 2 and Comparative Example 2 are shown in FIG. FIG. 4 shows the cell voltage (V) and power density at that time with respect to the value of current density (mAcm −2 ) obtained when the fuel cells of Example 2 and Comparative Example 2 were operated under the above measurement conditions. It is a graph which shows the value of (mAcm <-2 >). In FIG. 4, a1 and a2 indicate the cell voltage and current density values obtained with the fuel cell of Example 2, respectively, and b1 and b2 indicate the cell voltage and current density obtained with the fuel cell of Comparative Example 2, respectively. Indicates the value. As shown in a1 and a2 of FIG. 4, the fuel cell of Example 2 using the electrode catalyst (Example 1) of the present invention exhibited high performance with an OCV of 0.8 V and a current density of 280 mA / cm 2 . On the other hand, the fuel cell of Comparative Example 2 using an electrode catalyst of Comparative Example 1, as b1 and b2 in FIG. 4, OCV is 0.76 V, the current density is lower than that of 175 mA / cm 2 Example 2 Showed performance.

(実施例3)
第1の焼成温度を900℃とした以外は実施例1と同様にして調製した電極触媒のSEM画像を図5に、TEM画像を図6に示す。
(Example 3)
FIG. 5 shows an SEM image of the electrode catalyst prepared in the same manner as in Example 1 except that the first baking temperature was 900 ° C., and FIG. 6 shows a TEM image.

1…固体電解質層、2…アノード電極、3…カソード電極、10…燃料電池。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solid electrolyte layer, 2 ... Anode electrode, 3 ... Cathode electrode, 10 ... Fuel cell.

Claims (5)

Fe、Co及びNiを含む合金部分と、前記合金部分を形成していないFe部分と、を含む合金材料を有する電極触媒。   An electrode catalyst having an alloy material including an alloy part including Fe, Co, and Ni and an Fe part not forming the alloy part. X線回折において、回折角2θでFeに由来する2つのピークを発現する、請求項1に記載の電極触媒。   The electrocatalyst according to claim 1, which expresses two peaks derived from Fe at a diffraction angle 2θ in X-ray diffraction. 炭素材料に請求項1又は2に記載の合金材料を担持した、電極触媒。   The electrode catalyst which carry | supported the alloy material of Claim 1 or 2 on the carbon material. 炭素材料を、Fe、Co及びNiを含む水溶液に含侵させ、触媒前駆体を得る工程と、
前記触媒前駆体を水素雰囲気下において焼成する第1の焼成工程と、
前記第1の焼成工程後の前記触媒前駆体を水素雰囲気下において前記第1の焼成工程よりも低温で焼成する第2の焼成工程と、を備える電極触媒の製造方法。
Impregnating a carbon material with an aqueous solution containing Fe, Co and Ni to obtain a catalyst precursor;
A first firing step of firing the catalyst precursor in a hydrogen atmosphere;
And a second firing step of firing the catalyst precursor after the first firing step at a lower temperature than the first firing step in a hydrogen atmosphere.
前記第1の焼成工程における温度が900〜1300℃であり、前記第2の焼成工程における温度が400〜600℃である、請求項4に記載の製造方法。


The manufacturing method of Claim 4 whose temperature in a said 1st baking process is 900-1300 degreeC, and whose temperature in a said 2nd baking process is 400-600 degreeC.


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