JP2018012626A - 多孔質炭素材料、固体高分子形燃料電池用触媒および固体高分子形燃料電池ならびに多孔質炭素材料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上記のような知見に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
粉末X線回折スペクトルにおいて、回折角(2θ:°)25.5〜26°の領域および26.5°を含む領域に、それぞれピークが検出され、
前記25.5〜26°の領域のピークP1の強度IP1に対する前記26.5°を含む領域のピークP2の強度IP2の比IP2/IP1が、0.80以上5.5以下であり、
白金粒子を細孔内部に担持した場合における細孔内酸化開始温度が、350℃以上450℃以下である、多孔質炭素材料。
(2) 前記ピークP2の半値幅が、0.10°以上0.70°以下である、(1)に記載の多孔質炭素材料。
(3) 前記ピークP1の半値幅が、0.20°以上0.70°以下である、(1)または(2)に記載の多孔質炭素材料。
(4) 細孔径2nm以上10nm未満の細孔容量が、0.40ml/g以上1.2ml/g以下である、(1)〜(3)のいずれか一項に記載の多孔質炭素材料。
(5) ラマン分光法により測定されるGバンドの半値幅ΔGが、45cm−1以上65cm−1以下である、(1)〜(4)のいずれか一項に記載の多孔質炭素材料。
(6) (1)〜(5)のいずれか一項に記載の多孔質炭素材料を含む、固体高分子形燃料電池用触媒。
(7) アノードおよびカソードを有し、
前記カソードおよび前記アノードの少なくとも一方は、(6)に記載の固体高分子形燃料電池用触媒を含む、固体高分子形燃料電池。
(8) 黒鉛化促進作用を有する金属粒子を多孔質炭素材料の細孔内部に担持させる担持工程と、
前記細孔内部に前記金属粒子を担持した前記多孔質炭素材料を、不活性雰囲気下、1200℃以上2200℃以下で焼成する焼成工程と、を有する多孔質炭素材料の製造方法。
<本発明らによる本発明の着想の経緯>
まず、本発明の構成の具体的な説明に先立ち、本発明らによる本発明の着想の経緯について説明する。一般に、比表面積が1000m2/gを超えるような多孔質炭素材料は、多孔質炭素材料の体積に対し細孔容積が数割以上を占め、嵩密度が低い。そして、このような高比表面積の多孔質炭素材料は、主に非晶質の炭素によって構成されている。
次に、本発明の一実施形態に係る多孔質炭素材料について説明する。本実施形態にかかる多孔質炭素材料は、主に炭素材料によって構成され、多数の細孔を有する、多孔質材料である。また、多孔質炭素材料は、当該炭素材料の表面上に白金等の触媒成分(特に、触媒金属粒子)を担持することのできる担体であることができる。言い換えると、本実施形態に係る多孔質炭素材料は、炭素系触媒担体であり得る。
粉末X線回折スペクトルにおいて、回折角(2θ:°)25.5〜26°の領域および26.5°を含む領域に、それぞれピークが検出され、
25.5〜26°の領域のピークP1の強度IP1に対する26.5°を含む領域のピークP2の強度IP2の比IP2/IP1が、0.80以上5.5以下であり、
白金粒子を細孔内部に担持した場合における細孔内酸化開始温度が、350℃以上450℃以下である。
以下、本実施形態に係る多孔質炭素材料の各構成について説明する。
また、上記比IP2/IP1が0.80未満であると、多孔質炭素材料の結晶構造部分が少なくなり、多孔質炭素材料の耐久性が劣るものとなる。
例えば、多孔質炭素材料は、炭素を含む棒状体または環状体が枝分かれした三次元構造を有する樹状の炭素メソポーラス構造体を有することができる。より具体的には、炭素メソポーラス構造体は、棒状体または環状体が3次元的に延在するとともに相互に結合してネットワークを構成し、いわゆるデンドライト状の3次元的な構造を有している。
次に、本発明の多孔質炭素材料の製造方法を、好適な実施形態を参照しつつ説明する。
本発明の多孔質炭素材料の製造方法は、黒鉛化促進作用を有する金属粒子(黒鉛化促進粒子)を多孔質炭素材料の細孔内部に担持させる担持工程と、
前記細孔内部に前記金属粒子を担持した前記多孔質炭素材料を、不活性雰囲気下、1200℃以上2200℃以下で焼成する焼成工程と、を有する。
まず、本発明の多孔質炭素材料の製造方法の第1の実施形態について説明する。
本実施形態においては、原料としての多孔質炭素材料の細孔内部に黒鉛化促進粒子を担持させ、その後、当該多孔質炭素材料を、不活性雰囲気下、かつ1200℃以上2200℃以下で焼成する。本実施形態に係る方法では、従来存在する炭素材料を黒鉛化促進粒子により改質することができる。
前記金属錯体および/または金属塩を還元し、多孔質炭素材料の細孔内に金属粒子を析出させる析出工程と、
多孔質炭素材料を、不活性雰囲気下、かつ1200℃以上2200℃以下で焼成する焼成工程と、
前記金属粒子由来の金属成分の少なくとも一部を前記多孔質炭素材料から除去する、金属成分除去工程と、を有する。
まず、吸着工程においては、液性媒体中において多孔質炭素材料に金属錯体および/または金属塩を吸着させる。具体的には、例えば、多孔質炭素材料を液性媒体中に分散させておき、これに対して金属錯体および/または金属塩を添加し、撹拌することにより行うことができる。
また、以上の処理における分散液の温度は、特に限定されず、例えば1〜100℃、好ましくは5〜50℃、より好ましくは常温であることができる。
次に、金属錯体および/または金属塩を還元し、多孔質の炭素材料の細孔内に黒鉛化促進粒子としての金属粒子を析出させる。金属錯体および金属塩の還元は、いかなる方法によって行われてもよいが、例えば還元性を有する気体(還元ガス)を多孔質の炭素材料に接触させることにより行うことができる。
1時間以上12時間以下、好ましくは1時間以上8時間以下とすることができる。これにより、還元時間を適切なものとすることができ、黒鉛化促進粒子としての金属粒子を十分に析出させることができるとともに、黒鉛化促進粒子が過度に大きくなった結果、黒鉛化促進粒子の分布が粗になって細孔内の結晶化の促進に斑が出ることを防止することができる。
次に、多孔質炭素材料を、不活性雰囲気下、かつ1200℃以上2200℃以下で焼成する。多孔質炭素材料は、上述した吸着工程および析出工程により、その細孔内部に黒鉛化促進粒子が析出している。この状態で焼成を行うことにより、黒鉛化促進粒子の結晶化促進作用によって細孔の表面が優先的に結晶化される。一方で、黒鉛化促進粒子が付着していない多孔質炭素材料の部分、例えば骨格部分は、細孔表面と比較して結晶化の速度が遅くなる。したがって、焼成処理後に得られる多孔質炭素材料は、骨格部分において乱層構造が維持されるとともに、細孔内部が結晶化されたものとなり、上述したIP2/IP1の範囲および細孔内酸化開始温度の範囲を満足するものとなる。
次に、黒鉛化促進粒子由来の金属成分の少なくとも一部を除去する。これにより改質された多孔質炭素材料が得られる。
また、本工程における処理時間は、特に限定されないが、例えば0.5時間以上10時間以下、好ましくは1時間以上8時間以下である。
次に、本発明の第2の実施形態に係る多孔質炭素材料の製造方法について説明する。本実施形態に係る多孔質炭素材料の製造方法は、金属アセチリドを得る金属アセチリド形成工程と、
金属アセチリドを加熱することにより分解させ、複合材料を得る分解工程と、
複合材料を、不活性雰囲気下、かつ1200℃以上2200℃以下で焼成する、焼成工程と、
前記複合材料から前記金属アセチリド由来の金属成分の少なくとも一部を除去する、金属成分除去工程と、を有する。
本工程においては、まず、イオン化した金属の水溶液(「金属水溶液」という)に対しアセチレン系ガスを接触させることにより、金属アセチリドを生成させる。
式(1) M-C≡C-M
式(2) M-C≡C-R
上記式(1)および式(2)中、Rは、H、フェニル基またはアルキル基であり、Mは、金属原子である。
次に、得られた金属アセチリドを加熱することにより分解させ、複合材料を得る。金属アセチリドを加熱することにより、金属アセチリドがナノスケールにて爆発し、金属相と炭素相とに相分離し、その際、金属はナノサイズの粒子を形成し、または反応熱によりガス化して表面部分に噴出する。炭素相は、アセチレン分子等のアセチレン系化合物が3個集まってベンゼン環を形成しやすいために、芳香族性の高い構造を有する。また、金属がナノ粒子を形成するため、金属を除去した炭素相は、多孔質の構造体となる。さらに、金属は、後述する焼成工程において黒鉛化促進粒子として作用する。
次に、得られた複合材料を、不活性雰囲気下、かつ1200℃以上2200℃以下で焼成する。これにより複合材料において、炭素が乱層構造および結晶部分を含む構造を形成する。また、複合材料は、上述した吸着工程および析出工程により、その細孔内表面に金属粒子(黒鉛化促進粒子)が噴出している。この状態で焼成を行うことにより、黒鉛化促進粒子の黒鉛化促進作用によって細孔の表面が優先的に結晶化(黒鉛化)される。この結晶化の機構は、上述した第1の実施形態とほぼ同様である。
したがって、多孔質炭素材料の形成を考慮すると、焼成温度は、好ましくは1300〜2100℃、より好ましくは1400〜2000℃とすることができる。また、同様に、焼成時間は、好ましくは1〜8時間、より好ましくは2〜6時間とすることができる。
次に、金属アセチリド由来の金属成分の少なくとも一部を複合材料より除去する。これにより多孔質炭素材料が得られる。本工程は、上述した第1の実施形態と同様に行うことができる。
本実施形態に係る多孔質炭素材料は、例えば図1に示す固体高分子形燃料電池1に適用可能である。固体高分子形燃料電池1は、セパレータ10、20、ガス拡散層30、40、触媒層50、60、及び電解質膜70を備える。
H2→2H++2e− (E0=0V)
O2+4H++4e−→2H2O (E0=1.23V)
固体高分子形燃料電池1の製造方法は特に制限されず、従来と同様の製造方法であればよい。
(実施例1)
(i)吸着工程
まず、原料の多孔質炭素材料としてのEC600JD(ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ社製):1gを水中に分散させ、5g/Lの濃度のEC600JD水分散液を得た。
次に、得られた多孔質炭素材料を坩堝に入れ、水素比率1%(分圧)のガス(キャリアーガス:アルゴン)を流通させながら200℃で、2時間保持し、多孔質炭素材料の細孔内に銀粒子を析出させた。これにより、銀の担持量が20質量%の多孔質炭素材料を得た。
次に、多孔質炭素材料を収納した坩堝を、オーブンに入れ、1200℃で、3時間焼成を行った。なお、オーブンの坩堝周辺の雰囲気は、アルゴンであった。
次に、多孔質炭素材料から銀を除去した。銀の除去は、硝酸により行った。即ち、濃硝酸に焼成工程後の炭素材料を分散し、マグネティックスターラで撹拌しながら、オイルバス温度60℃で3時間処理することにより行った。これにより、実施例1に係る多孔質炭素材料を得た。
焼成工程の温度条件を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして多孔質炭素材料を製造した。
多孔質炭素材料に担持させる金属の量を表1に示すように変更し、焼成時の温度を1600℃とした以外は、実施例1と同様にして多孔質炭素材料を製造した。
(i)吸着工程
まず、EC600JD:1gを水中に分散させ、5g/Lの濃度のEC600JD水分散液を得た。
次に、得られた多孔質炭素材料を坩堝に入れ、水素比率1%(分圧)のガス(キャリアーガス:アルゴン)を流通させながら200℃で、2時間保持し、多孔質炭素材料の細孔内に銅粒子を析出させた。これにより、銅の担持量が15質量%の多孔質炭素材料を得た。
次に、多孔質炭素材料を収納した坩堝を、オーブンに入れ、1200℃で、3時間焼成を行った。なお、オーブンの坩堝周辺の雰囲気は、アルゴンガスであった。
次に、多孔質炭素材料から銅を除去した。銅の除去は、0.2モル/リットルの希塩酸中に上記の焼成工程後の多孔質炭素材料を浸漬し、80℃で一晩撹拌したのちにメンブレンフィルターで濾過し、90℃で5時間真空乾燥することにより行った。これにより、実施例13に係る多孔質炭素材料を得た。
焼成工程の温度条件を表1に示すように変更した以外は、実施例13と同様にして多孔質炭素材料を製造した。
実施例1において、金属担持せずに、すなわち吸着工程と析出工程とを省略して、表1に記載の温度条件に変更した以外は、実施例1と同様にして多孔質炭素材料を製造した。
焼成工程の温度条件を表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして多孔質炭素材料を製造した。
吸着工程および析出工程に代えて、3gのEC600JDと、3gのAg粒子粉末とを混合して、EC600JDに対してAg粒子を20質量%含む混合粉末を得た。得られた混合粉末について実施例1と同様に焼成工程および金属成分除去工程を行い、多孔質炭素材料を得た。
吸着工程および析出工程に代えて、3gのエスカーボン(登録商標)(新日鉄住金化学社製、「MCND」)と、3gのAg粒子粉末とを混合して、MCNDに対してAg粒子を20質量%含む混合粉末を得た。得られた混合粉末について実施例1と同様に焼成工程および金属成分除去工程を行い、多孔質炭素材料を得た。
吸着工程および析出工程に代えて、3gのEC600と、3gのCu粒子粉末とを混合して、MCNDに対してCu粒子を20質量%含む混合粉末を得た。得られた混合粉末について、焼成温度を1600℃とした以外は実施例1と同様に焼成工程および金属成分除去工程を行い、多孔質炭素材料を得た。
吸着工程および析出工程に代えて、3gのエスカーボン(登録商標)(新日鉄住金化学社製、「MCND」)と、3gのCu粒子粉末とを混合して、MCNDに対してCu粒子を20質量%含む混合粉末を得た。得られた混合粉末について焼成温度を1600℃とした以外は実施例1と同様に焼成工程および金属成分除去工程を行い、多孔質炭素材料を得た。
(BET比表面積、細孔容量)
得られた実施例1〜18、比較例1〜10にかかる多孔質炭素材料について、BET比表面積、細孔容量を測定した。
BET比表面積については、各担体炭素材料を約50mg測り採り、90℃で真空乾燥した後、自動比表面積測定装置(日本ベル社製、BELSORP mini)を用いて、窒素ガス吸着脱離特性を測定した。この際に、吸着過程の吸着等温線をDollimore−Heal法で解析し、比表面積を算出した。
また、比表面積の算出とともに、得られた吸着過程の吸着等温線をDollimore−Heal法で解析し、細孔径2nm以上10nm未満における細孔容量を算出した。
また、実施例1〜18、比較例1〜7の多孔質炭素材料について、ラマン分光法による分析および粉末X線回折法による分析を行った。
ラマン分光法による分析では、各担体炭素材料を約3mg測り採り、ラマン分光測定装置(日本分光(株)製、NRS−3100型)を用い、励起レーザー532nm、レーザーパワー100mW(試料照射パワー:1.1mW)、顕微配置:Backscattering、スリット:100μm×100μm、対物レンズ:×100、スポット径:1μm、露光時間:30sec、観測波数:2000〜300cm−1、積算回数:6回の測定条件で測定した。各測定で得られたラマンスペクトルから、G−バンドと呼ばれる1550〜1650cm−1の範囲のピークの半値幅ΔGを得た。
粉末X線回折法では、Rigaku製の試料水平型強力X線回折装置RINT TTRIIIを用いて粉末X線回折パターンを測定した。測定は、常温で行い、0.02度ステップで1度/分で計測した。そして、得られたX線回折パターンから、回折角(2θ:°)25.5〜26.0°のピークP1と26.5°のピークP2の有無についての情報およびこれらのピークの半値幅およびピーク強度比IP2/IP1を得た。
以下のようにして、多孔質炭素材料の細孔内に白金粒子を担持させ、多孔質炭素材料の細孔内酸化開始温度を測定した。
(i)白金粒子の担持
実施例1〜18および比較例1〜10に係る多孔質炭素材料0.1gを、それぞれ200mLのナスフラスコに入れ、メタノール25mLと蒸留水25mLの混合溶液を加えて超音波ホモジナイザーで5分間処理して、十分に多孔質炭素材料を溶液に分散させた。そこへジニトロジアンミン白金錯体硝酸溶液(田中貴金属社製、50g/LのPt濃度)をPtの質量担持率が20質量%になるようにフラスコへ加え、2分間撹拌した。その後オイルバスにセットしフラスコ内の液温が70℃になるように温度調節し、マグネティックスターラを用いて撹拌しながら10時間処理した。反応後の液をメンブレンフィルターで濾過し、濾過物を300mLのビーカーに採取し、再度蒸留水150mLを加えて、撹拌する。再度、メンブレンフィルターで濾過し、濾過物を回収し、90℃、5時間真空乾燥して、白金粒子を担持した多孔質炭素材料を得た。なお、多孔質炭素材料は、20質量%の白金粒子を担持していた。また、白金粒子の粒子径は、X線回折のPt(111)ピークの半値幅より、2〜4nmであると推定された。
得られた多孔質炭素材料について、熱重量分析法により、空気流通下における重量減少を測定し、初期の質量に対して、2質量%減少した時の温度を細孔内酸化開始温度とした。なお、熱重量分析において、昇温速度は10℃/分とし、流通する気体として乾燥空気を用い、乾燥空気の流通量は、30mL/分とした。
(i) 固体高分子型燃料電池用触媒(白金担持炭素材料)の作製
実施例1〜18および比較例1〜10において調製された多孔質炭素材料を用い、次のようにして白金担持炭素材料を調製した。
なお、この白金担持炭素材料の白金担持量については、多孔質炭素材料と白金粒子の合計質量に対して50質量%となるように調整し、誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP−AES:Inductively Coupled Plasma−Atomic Emission Spectrometry)により測定して確認した。
以上のようにして調製された各実施例1〜18および比較例1〜10の白金担持炭素材料(Pt触媒)を用い、また、電解質樹脂としてDupont社製ナフィオン(登録商標:Nafion;パースルホン酸系イオン交換樹脂)を用い、Ar雰囲気下でこれらPt触媒とナフィオンとを白金触媒粒子担持炭素材料の質量に対してナフィオン固形分の質量が1.2倍の割合で配合し、軽く撹拌した後、超音波でPt触媒を解砕し、さらにエタノールを加えてPt触媒と電解質樹脂とを合わせた合計の固形分濃度が1質量%となるように調整し、Pt触媒と電解質樹脂とが混合した触媒層インク液を調製した。
上記のようにして作製した各実施例1〜18および比較例1〜10の触媒層を用いて、以下の方法で膜電極複合体(Membrane Electrode Assembly:MEA)を作製した。
上記実施例1〜18および比較例1〜10で作製したMEAについて、それぞれ燃料電池のセルに組み込み、燃料電池測定装置にセットして、次の手順で燃料電池の発電性能の評価を行った。
比較例1においては、X線回折において乱層構造および結晶構造に対応するピークP1、P2を検出することができず、また比表面積が過度に大きく、かつ細孔内酸化開始が低かった。このため、比較例1にかかる固体高分子燃料電池は、耐久性に劣っていた。比較例1についてのこのような結果は、黒鉛化促進粒子としての金属粒子を担持させずに低い温度で焼成を行った結果、十分に細孔表面の結晶構造を発達させることができなかったためであると考えられる。
(実施例19)
(i)金属アセチリド形成工程
硝酸銀を5〜20質量%の濃度で含む1〜10質量%アンモニア水溶液をフラスコに用意し、アルゴンや乾燥窒素などの不活性ガスで残留酸素を除去した後に、溶液を攪拌すると共に超音波振動子を液体に浸して振動を与えながら、アセチレンガスを150mLの溶液に対し10〜50mL/minの流速で、溶液中に約5分間バブリングした。これによって、溶液中に銀アセチリドの固形物が生じ沈殿を始めた。次いで、沈殿物をメンブレンフィルターで濾過し、ろ過の際に、沈殿物をメタノールで洗浄して若干のエタノールを加え、沈殿物中にメタノールを含浸させた。
次に、メタノールを含浸させた状態の沈殿物を径6mm程度の試験管にそれぞれ50mgずつ入れ、これを真空加熱容器に入れて60℃〜80℃の温度で12時間加熱した。次に、沈殿物を真空中で連続して160℃〜200℃の温度まで急速に加熱し、20分加熱を実施した。ここで、試験管の中ではナノスケールの爆発反応が起こり、内包された銀が噴出し、表面及び内部に多数の噴出孔を形成する。これにより、銀内包ナノ構造物としての銀と炭素とを含む複合材料を得た。なお、複合材料中における銀の含有量は約80〜95質量%、残りが炭素であった。
次に、複合材料を坩堝に収納し、当該坩堝を、筒状横型電気炉に入れ、1800℃で、約3時間焼成を行った。なお、電気炉の坩堝周辺の雰囲気は、アルゴンであった。これにより、銀が細孔内に担持され、細孔内表面が銀により改質された多孔質炭素材料を得た。
次に、多孔質炭素材料から銀を除去した。銀の除去は、濃硝酸中に焼成工程後の複合材料を分散させ、60℃で5時間処理した後、メンブレンフィルターで濾過し、再び、蒸留水に分散させ、再度、濾過し、90℃5時間、真空乾燥することにより行った。これにより、実施例19に係る多孔質炭素材料を得た。
焼成工程の温度条件を表2に示すように変更した以外は、実施例19と同様にして多孔質炭素材料を製造した。
(i)金属アセチリド形成工程
塩化第一銅を0.01質量%の濃度で含む5.5質量%アンモニア水溶液をフラスコに用意し、これを激しく攪拌しながら窒素ガスで10%に希釈したメチルアセチレンガスを用い、1Lの溶液に対し10〜200mL/minの流速で約120分間、バブリングした。これによって、溶液中に銅メチルアセチリドの固形物が生じ沈殿を始めた。次いで、生じた沈殿物をメンブレンフィルターで濾過した。メンブレンフィルター上の沈殿物はさらに洗浄する目的で、数回メタノールを用いて濾過した。
沈殿物をビーカーに入れ、これを更に容量の大きなビーカーに入れてこれにテフロン(登録商標)の板4枚を重ねて置いて蓋とした。なお、テフロンの板の厚みは、それぞれ10mmであった。また、テフロンの板には、ガス抜けのための小さな穴があけられており、テフロンの板を配置する際には、隣接するテフロンの板同士で穴が重ならないようにした。テフロンの板で蓋をしたビーカーをステンレス製真空容器に入れ、100Pa以下に減圧し。メタノールを除去した。次いで、ステンレス真空容器内に水素ガスを導入し、0.3気圧の圧力に保持した状態で、反応容器内を250℃まで30分程度かけて昇温させた。加熱開始後2〜3時間経過し圧力が急激に1気圧強まで上昇するのを確認した後に加熱を停止し冷却した。この加熱工程により銅メチルアセチリドが急速な分解反応を起こし、銅と炭素の相分離し、表面及び内部に多数の銅のナノ粒子を形成する。このようにして、ビーカー内部に銅内包ナノ構造物としての銅と炭素とを含む複合材料を得た。なお、複合材料中における銅の含有量は、80〜95質量%であった。
次に、複合材料を坩堝に収納し、当該坩堝を、横型管状電気炉に入れ、1800℃で、3〜5時間焼成を行った。なお、管状電気炉内の坩堝周辺の雰囲気は、アルゴンであった。これにより、銅が細孔内に担持され、細孔内表面が銅により改質された多孔質炭素材料を得た。
次に、多孔質炭素材料から銅を除去した。銅の除去は0.2モル/リットルの希塩酸中に上記の焼成工程後の多孔質炭素材料を浸漬し、80℃で一晩撹拌したのちにメンブレンフィルターで濾過し、90℃で5時間真空乾燥するにより行った。これにより、実施例22に係る多孔質炭素材料を得た。
焼成工程の温度条件を表2に示すように変更した以外は、実施例22と同様にして多孔質炭素材料を製造した。
得られた実施例19〜24に係る多孔質炭素材料について、実施例1〜18、比較例1〜10の多孔質炭素材料の場合と同様に、物性評価を行った。
得られた物性評価を、各実施例の製造条件とともに表4に示す。
得られた実施例19〜24に係る多孔質炭素材料について、実施例1〜18、比較例1〜10の多孔質炭素材料の場合と同様に、MEAを製造し、発電性能および耐久性を評価した。結果を表5に示す。
10、20 セパレータ
30、40 ガス拡散層
50、60 触媒層
70 電解質膜
Claims (8)
- BET法によって評価されるBET比表面積が、450m2/g以上1250m2/g以下であり、
粉末X線回折スペクトルにおいて、回折角(2θ:°)25.5〜26°の領域および26.5°を含む領域に、それぞれピークが検出され、
前記25.5〜26°の領域のピークP1の強度IP1に対する前記26.5°を含む領域のピークP2の強度IP2の比IP2/IP1が、0.80以上5.5以下であり、
白金粒子を細孔内部に担持した場合における細孔内酸化開始温度が、350℃以上450℃以下である、多孔質炭素材料。 - 前記ピークP2の半値幅が、0.10°以上0.70°以下である、請求項1に記載の多孔質炭素材料。
- 前記ピークP1の半値幅が、0.20°以上0.70°以下である、請求項1または2に記載の多孔質炭素材料。
- 細孔径2nm以上10nm未満の細孔容量が、0.40ml/g以上1.2ml/g以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の多孔質炭素材料。
- ラマン分光法により測定されるGバンドの半値幅ΔGが、45cm−1以上65cm−1以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の多孔質炭素材料。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の多孔質炭素材料を含む、固体高分子形燃料電池用触媒。
- アノードおよびカソードを有し、
前記カソードおよび前記アノードの少なくとも一方は、請求項6に記載の固体高分子形燃料電池用触媒を含む、固体高分子形燃料電池。 - 黒鉛化促進作用を有する金属粒子を多孔質炭素材料の細孔内部に担持させる担持工程と、
前記細孔内部に前記金属粒子を担持した前記多孔質炭素材料を、不活性雰囲気下、1200℃以上2200℃以下で焼成する焼成工程と、を有する多孔質炭素材料の製造方法。
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