JP2016091873A5 - - Google Patents
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Description
ステップＳ１００で用意される電解質膜は、後述する電極触媒層に含まれるアイオノマーと同様に、末端基にスルホン酸基を有するアイオノマーにより形成されたプロトン伝導性のイオン交換樹脂膜である。本例では、「Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）」を用いて形成されたＮａｆｉｏｎ膜が用いられる。
触媒担持粒子は、例えば、以下のようにして作製することができる。触媒金属を担持するための導電性の担持用粒子を、触媒金属の溶液中に分散せて、含浸法や共沈法、イオン交換法等を行なうことによって触媒担持粒子を作製することができる。なお、担持用粒子としては、種々のカーボン粒子（カーボン粉末）を選択可能であり、例えば、カーボンブラックやカーボンナノチューブを用いることができる。触媒金属としては、白金や白金化合物（例えば、白金コバルト合金や白金ニッケル合金等）を用いることができる。電極触媒層用のアイオノマーとしては、末端基にスルホン酸基を有するプロトン伝導性の電解質材料が用いられる。本例では、電解質膜と同様に、Ｎａｆｉｏｎが用いられる。但し、これに限定されるものではなく、種々の一般的な手法を用いて触媒担持粒子を作製することができる。
Claims (7)
- 膜電極接合体の製造方法であって、
触媒金属を担持した触媒担持粒子と、溶媒と、スルホン酸基を有するプロトン伝導性の電解質であるアイオノマーとを含む触媒インクを電解質膜の面上に塗布する工程と、
前記触媒インクを所定の温度で乾燥させることによって電極触媒層を形成する乾燥工程と、を備え、
前記触媒インクは、沸点が異なる複数種類の溶媒を含んでおり、
前記所定の温度は、各溶媒のうち、沸点が最も低い溶媒の沸点未満に設定される
ことを特徴とする膜電極接合体の製造方法。 - 請求項１に記載の膜電極接合体の製造方法であって、
前記触媒インクは、沸点が異なる少なくとも２種類の溶媒を含んでおり、
前記乾燥工程は、
前記２種類の溶媒のうち、沸点が低い一方の溶媒の沸点未満の第１の乾燥温度で前記触媒インクの乾燥を行なう第１の乾燥工程と、
前記第１の乾燥工程後に実施され、前記第１の乾燥温度よりも高く、他方の溶媒の沸点未満の第２の乾燥温度で前記触媒インクの乾燥を行なう第２の乾燥工程と、
を備えることを特徴とする膜電極接合体の製造方法。 - 請求項１または請求項２に記載の膜電極接合体の製造方法であって、さらに、
前記乾燥工程後に、前記電極触媒層に含まれる硫酸イオンの量を測定し、測定した硫酸イオンの量が予め定めた既定値以下である電極触媒層を良品とする工程を備えることを特徴とする膜電極接合体の製造方法。 - 請求項３に記載の膜電極接合体の製造方法であって、
前記既定値は、予め、未使用状態の電極触媒層に含まれる硫酸イオンと、その電極触媒層を用いた燃料電池の出力電流密度との関係を求め、求めた関係から得られる出力電流密度の変曲点に対応する硫酸イオンの値であることを特徴とする膜電極接合体の製造方法。 - 請求項３または請求項４に記載の膜電極接合体の製造方法であって、
前記既定値は０．３３μｇ／ｃｍ２であることを特徴とする膜電極接合体の製造方法。 - 電解質膜の面上に電極触媒層が形成された膜電極接合体であって、
前記電極触媒層は、
触媒金属を担持した触媒担持粒子とスルホン酸基を有するプロトン伝導性の電解質であるアイオノマーとを有し、
未使用状態において含まれる硫酸イオンが予め定めた既定値以下であり、
前記既定値は、予め求められた、未使用状態の電極触媒層に含まれる硫酸イオンと、その電極触媒層を用いた燃料電池の出力電流密度との関係から得られる出力電流密度の変曲点に対応する硫酸イオンの値である
ことを特徴とする膜電極接合体。 - 請求項６に記載の膜電極接合体であって、
前記既定値は０．３３μｇ／ｃｍ２であることを特徴とする膜電極接合体。
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