JP2890486B2 - 液体燃料電池の燃料極用触媒及びその製造方法 - Google Patents
液体燃料電池の燃料極用触媒及びその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は液体燃料としてメタノール、ヒドラジン、ホ
ルマリン、ギ酸などの還元剤を用い、空気や酸素を酸化
剤とする液体燃料電池の燃料極用触媒及びその製造方法
に関するものであり、特にメタノール燃料電池の燃料極
用触媒及びその製造方法に関するものである。
ルマリン、ギ酸などの還元剤を用い、空気や酸素を酸化
剤とする液体燃料電池の燃料極用触媒及びその製造方法
に関するものであり、特にメタノール燃料電池の燃料極
用触媒及びその製造方法に関するものである。
従来の技術 常温型液体燃料電池には電解液として苛性カリ水溶液
を用いるアルカリ型と硫酸水溶液を用いる酸性型とがあ
るが、経済性を考慮すると酸化剤として空気を用いるの
が一般的であるため、空気を用いても電解液の変質しな
い酸性型液体燃料電池が多く研究されている。この種の
燃料電池の特性向上には、電極に用いる貴金属触媒の形
態及びその製造方法が関与するところが大きく、特に炭
素粒子上に貴金属粒子を高分散状態で担持させることが
重要な技術とされている。従って、貴金属触媒の担持方
法に関しても多くの研究がなされている。例えば、白金
化合物の水溶液に還元剤を加えた後、過酸化水素の共存
下で水溶性ルテニウム化合物を加え、同時に水素ガス導
入を行うこと、または最終段階において水素ガス還元を
行うことにより、白金−ルテニウムの二元クラスター触
媒を形成させることが提案されていた。またこのとき、
触媒の原子組成がRu/Pt＝１のとき高活性を示すことが
提案されていた（特開昭63−97232号公報）。このよう
な従来の方法は、いずれも、触媒粒子を還元し、金属状
態の触媒としていた。
を用いるアルカリ型と硫酸水溶液を用いる酸性型とがあ
るが、経済性を考慮すると酸化剤として空気を用いるの
が一般的であるため、空気を用いても電解液の変質しな
い酸性型液体燃料電池が多く研究されている。この種の
燃料電池の特性向上には、電極に用いる貴金属触媒の形
態及びその製造方法が関与するところが大きく、特に炭
素粒子上に貴金属粒子を高分散状態で担持させることが
重要な技術とされている。従って、貴金属触媒の担持方
法に関しても多くの研究がなされている。例えば、白金
化合物の水溶液に還元剤を加えた後、過酸化水素の共存
下で水溶性ルテニウム化合物を加え、同時に水素ガス導
入を行うこと、または最終段階において水素ガス還元を
行うことにより、白金−ルテニウムの二元クラスター触
媒を形成させることが提案されていた。またこのとき、
触媒の原子組成がRu/Pt＝１のとき高活性を示すことが
提案されていた（特開昭63−97232号公報）。このよう
な従来の方法は、いずれも、触媒粒子を還元し、金属状
態の触媒としていた。
発明が解決しようとする課題 このような従来の製造方法では、金属状態の触媒とす
るために、空気や酸素を酸化剤とする空気極や酸素極用
の触媒としては、比較的よい分極特性が得られている
が、メタノールなどの燃料極としては十分な分極特性が
得られていないという欠点を有していた。また、製造工
程中で水素ガスを用いるので、安全性の面でも問題点を
有していた。
るために、空気や酸素を酸化剤とする空気極や酸素極用
の触媒としては、比較的よい分極特性が得られている
が、メタノールなどの燃料極としては十分な分極特性が
得られていないという欠点を有していた。また、製造工
程中で水素ガスを用いるので、安全性の面でも問題点を
有していた。
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、製造工
程が簡単で、安全性が高く、メタノールなどの液体燃料
に対して高い触媒活性を示す液体燃料電池用触媒及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。
程が簡単で、安全性が高く、メタノールなどの液体燃料
に対して高い触媒活性を示す液体燃料電池用触媒及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明は、液体燃料電池用
燃料極の炭素微粒子上に高分散させた白金−ルテニウム
触媒であって、少なくとも白金及びルテニウムが酸化物
を形成し、その原子組成比が１＜Ru/Pt＜２の範囲にあ
る液体燃料電池の燃料極用触媒の構成を有している。
燃料極の炭素微粒子上に高分散させた白金−ルテニウム
触媒であって、少なくとも白金及びルテニウムが酸化物
を形成し、その原子組成比が１＜Ru/Pt＜２の範囲にあ
る液体燃料電池の燃料極用触媒の構成を有している。
本発明はまた、白金化合物の水溶液に還元剤と凝集防
止剤を加え、さらに前記凝集防止剤の存在下で水溶性ル
テニウム化合物を加え、白金とルテニウムのコロイド状
分散液を形成させる工程と、前記コロイド状分散液と懸
濁状態に高分散させた炭素微粉末とを混合し、炭素微粉
末上に白金とルテニウムの二元触媒粒子を担持させる工
程と、白金−ルテニウム触媒を担持した炭素微粉末を酸
化雰囲気、または不活性雰囲気中で熱処理する工程から
なり、白金とルテニウムの単体及び合金の酸化物触媒を
炭素微粉末上に形成させる製造方法である。
止剤を加え、さらに前記凝集防止剤の存在下で水溶性ル
テニウム化合物を加え、白金とルテニウムのコロイド状
分散液を形成させる工程と、前記コロイド状分散液と懸
濁状態に高分散させた炭素微粉末とを混合し、炭素微粉
末上に白金とルテニウムの二元触媒粒子を担持させる工
程と、白金−ルテニウム触媒を担持した炭素微粉末を酸
化雰囲気、または不活性雰囲気中で熱処理する工程から
なり、白金とルテニウムの単体及び合金の酸化物触媒を
炭素微粉末上に形成させる製造方法である。
作用 このような触媒、及びその製造方法により、製造工程
の中で水素ガスを用いないで、還元剤と凝集防止剤によ
って形成される白金とルテニウムのコロイド分散系と、
懸濁状態の炭素微粉末とを接触させて、触媒を高分散の
状態で炭素微粉末上に担持させることができる。また、
その後白金−ルテニウム触媒を担持した炭素微粉末を酸
化雰囲気、または不活性雰囲気中で熱処理し、白金とル
テニウムの単体及び合金の酸化物触媒を形成させること
によって、メタノールなどの液体燃料に対する触媒活性
及び耐久性を向上させることができる。さらに、触媒の
原子組成を１＜Ru/Pt＜２の範囲にすることによって、
メタノールなどの液体燃料の電極酸化反応に対する触媒
能力の最適化ができる。
の中で水素ガスを用いないで、還元剤と凝集防止剤によ
って形成される白金とルテニウムのコロイド分散系と、
懸濁状態の炭素微粉末とを接触させて、触媒を高分散の
状態で炭素微粉末上に担持させることができる。また、
その後白金−ルテニウム触媒を担持した炭素微粉末を酸
化雰囲気、または不活性雰囲気中で熱処理し、白金とル
テニウムの単体及び合金の酸化物触媒を形成させること
によって、メタノールなどの液体燃料に対する触媒活性
及び耐久性を向上させることができる。さらに、触媒の
原子組成を１＜Ru/Pt＜２の範囲にすることによって、
メタノールなどの液体燃料の電極酸化反応に対する触媒
能力の最適化ができる。
実施例 以下、実施例によりさらに詳しく説明する。
（実施例１） 第１図に本発明の液体燃料電池の燃料極用触媒の製造
方法を示した。以下にその製造工程を説明する。まず、
市販の炭素微粉末（アセチレンブラック，カーボンブラ
ック，活性炭など）を硝酸処理や水蒸気処理などで親水
処理をした後、この炭素微粉末を触媒担持用炭素微粉末
単体とした。ついで、塩化白金酸（H2PtCl6）1gの水溶
液300mlに、還元剤として亜硫酸水素ナトリウム（NaHSO
3）10gを加え、可溶性無色還元中間体を生成させる。つ
いでpH＝３〜６にpH調製し、水で１に希釈した後、コ
ロイド凝集防止剤として30％の過酸化水素水（H2O2）15
0mlを加える。これによりpHが低下するので、水酸化ナ
トリウム（NaOH）でpH＝３〜６に再調整する。その後、
超音波分散機をかけた状態で塩化ルテニウム水溶液（Ru
Cl3）100mlを滴下する。ついでpH＝３〜６にpH調製し、
この白金とルテニウムを含む水溶液に、超音波分散機で
高分散した懸濁状の炭素微粉末（例えばキャボット社製
BP−2000カーボンブラック）5gを添加し一晩激しく撹は
んする。これを、ろ過、水洗洗浄し、乾燥の後微粉化し
て白金−ルテニウム触媒を担持した炭素微粉末を得た。
次に、この触媒担持炭素微粉末に空気中で、200℃〜450
℃の温度で３〜30分の熱処理を加えた。ルテニウムの担
持量は白金に対して原子比で１＜Pu/Pt＜２となるよう
にした。
方法を示した。以下にその製造工程を説明する。まず、
市販の炭素微粉末（アセチレンブラック，カーボンブラ
ック，活性炭など）を硝酸処理や水蒸気処理などで親水
処理をした後、この炭素微粉末を触媒担持用炭素微粉末
単体とした。ついで、塩化白金酸（H2PtCl6）1gの水溶
液300mlに、還元剤として亜硫酸水素ナトリウム（NaHSO
3）10gを加え、可溶性無色還元中間体を生成させる。つ
いでpH＝３〜６にpH調製し、水で１に希釈した後、コ
ロイド凝集防止剤として30％の過酸化水素水（H2O2）15
0mlを加える。これによりpHが低下するので、水酸化ナ
トリウム（NaOH）でpH＝３〜６に再調整する。その後、
超音波分散機をかけた状態で塩化ルテニウム水溶液（Ru
Cl3）100mlを滴下する。ついでpH＝３〜６にpH調製し、
この白金とルテニウムを含む水溶液に、超音波分散機で
高分散した懸濁状の炭素微粉末（例えばキャボット社製
BP−2000カーボンブラック）5gを添加し一晩激しく撹は
んする。これを、ろ過、水洗洗浄し、乾燥の後微粉化し
て白金−ルテニウム触媒を担持した炭素微粉末を得た。
次に、この触媒担持炭素微粉末に空気中で、200℃〜450
℃の温度で３〜30分の熱処理を加えた。ルテニウムの担
持量は白金に対して原子比で１＜Pu/Pt＜２となるよう
にした。
過酸化水素を導入する過程までは、次の反応が進行し
ていると考えられる。
ていると考えられる。
H2PtCl6＋3NaHSO3＋2H2O ＝H3Pt（SO3）2OH＋Na2SO4 ＋NaCl＋5HCl ……（１） H3Pt（SO3）2OH＋3H2O2 ＝PtO2＋3H2O＋2H2SO4 ……（２） 最初にpH＝３〜６に調整するのは、反応式（１）を完
了させるためである。次の過程で、過酸化水素は最終的
に10倍量加える。過酸化水素で白金錯体中の亜硫酸と過
剰の亜硫酸水素ナトリウムを硫酸へ酸化する。ここで再
びpH＝３〜６に調整する。
了させるためである。次の過程で、過酸化水素は最終的
に10倍量加える。過酸化水素で白金錯体中の亜硫酸と過
剰の亜硫酸水素ナトリウムを硫酸へ酸化する。ここで再
びpH＝３〜６に調整する。
上述の塩化ルテニウムを添加する工程において、次の
ような反応が進行する。
ような反応が進行する。
RuCl3＋3/2H2O2 ＝RuO2＋3HCl＋1/202 ……（３） ここで再びpH調整が必要なのは、反応式（３）を完了
させるためである。過剰な過酸化水素も、ルテニウムの
触媒作用で、ほとんど分解される。この過程で、酸化ル
テニウムはコロイド状態で存在し、白金酸化物の吸着核
の役割をして、反応を促進させている。
させるためである。過剰な過酸化水素も、ルテニウムの
触媒作用で、ほとんど分解される。この過程で、酸化ル
テニウムはコロイド状態で存在し、白金酸化物の吸着核
の役割をして、反応を促進させている。
上記の空気中で、200℃〜450℃の温度で３〜30分の熱
処理を加え、白金とルテニウムの複合酸化物を形成させ
た触媒担持炭素微粉末をＡとする。このＡとフッ素樹脂
により撥水化処理した炭素微粉末とを混合し、導電性カ
ーボンペーパーに加圧成型して電極基板を作成した。触
媒の量は白金が2mg/cm2となるようにした。熱処理は、
この電極基板を作成した後に行っても同様な効果があ
る。この電極基板にリードを取り付け、メタノール極を
形成し、そのメタノール極の単極電位を測定した。単極
電位の測定は60℃の硫酸水溶液（1.5M）とメタノール
（2M）の混合溶液中で行った。この触媒Ａを用いて作成
したメタノール極をＡ′とする。
処理を加え、白金とルテニウムの複合酸化物を形成させ
た触媒担持炭素微粉末をＡとする。このＡとフッ素樹脂
により撥水化処理した炭素微粉末とを混合し、導電性カ
ーボンペーパーに加圧成型して電極基板を作成した。触
媒の量は白金が2mg/cm2となるようにした。熱処理は、
この電極基板を作成した後に行っても同様な効果があ
る。この電極基板にリードを取り付け、メタノール極を
形成し、そのメタノール極の単極電位を測定した。単極
電位の測定は60℃の硫酸水溶液（1.5M）とメタノール
（2M）の混合溶液中で行った。この触媒Ａを用いて作成
したメタノール極をＡ′とする。
（実施例２） 実施例１において、液体燃料電池の燃料極用触媒及び
評価用の作成電極の熱処理の工程の雰囲気を、窒素中で
行う工程とした。その後は実施例１と全く同じである。
本実施例に用いた触媒担持炭素微粉末をＢとする。この
触媒Ｂを用いて作成したメタノール極をＢ′とする。
評価用の作成電極の熱処理の工程の雰囲気を、窒素中で
行う工程とした。その後は実施例１と全く同じである。
本実施例に用いた触媒担持炭素微粉末をＢとする。この
触媒Ｂを用いて作成したメタノール極をＢ′とする。
（比較例１） 実施例１において、液体燃料電池の燃料極用触媒及び
評価用の作成電極の熱処理の工程を行わない以外は実施
例１と全く同じものを用意した。本比較例による触媒担
持炭素微粉末をＣとする。この触媒Ｃを用いて作成した
メタノール極をＣ′とする。
評価用の作成電極の熱処理の工程を行わない以外は実施
例１と全く同じものを用意した。本比較例による触媒担
持炭素微粉末をＣとする。この触媒Ｃを用いて作成した
メタノール極をＣ′とする。
（比較例２） 従来の技術の項目に記載しているような水素ガスによ
る還元処理を行う製造方法以外はすべて実施例１と全く
同じ液体燃料電池の燃料極用触媒及び製造方法とした。
本比較例に用いた触媒担持炭素微粉末をＤとする。この
触媒Ｄを用いて作成したメタノール極をＤ′とする。
る還元処理を行う製造方法以外はすべて実施例１と全く
同じ液体燃料電池の燃料極用触媒及び製造方法とした。
本比較例に用いた触媒担持炭素微粉末をＤとする。この
触媒Ｄを用いて作成したメタノール極をＤ′とする。
この様にして製造した触媒担持炭素微粉末の白金及び
ルテニウムの表面状態を解析するためにＸ線光電子分光
分析（XPS分析）を行った。その測定結果を第２図及び
表１に示す。
ルテニウムの表面状態を解析するためにＸ線光電子分光
分析（XPS分析）を行った。その測定結果を第２図及び
表１に示す。
第２図において本発明の触媒製造方法による触媒Ａ及
び比較例1,2による触媒C,DのPt4fのXPSスペクトルを示
す。熱処理をしなかった触媒Ｃは、PtO2及び白金のより
低次酸化物からなる２つ以上の結合状態が存在している
と考えられる。そして空気中で熱処理を行った触媒Ａ
は、PtO2,PtO及び白金のより低次酸化物からなる３つ以
上の結合状態が存在していると考えられる。また、水素
ガス中で還元処理を行った触媒Ｄは、ほぼ単一の結合状
態と考えられ、金属白金に酸素が吸着した状態になって
いると思われる。この解析結果より、本発明による白金
触媒は２種以上の複合酸化物を形成していることがわか
った。窒素中で熱処理を行った触媒Ｂの解析結果は図示
しなかったが、その表面状態はＡとＣの中間的状態であ
った。
び比較例1,2による触媒C,DのPt4fのXPSスペクトルを示
す。熱処理をしなかった触媒Ｃは、PtO2及び白金のより
低次酸化物からなる２つ以上の結合状態が存在している
と考えられる。そして空気中で熱処理を行った触媒Ａ
は、PtO2,PtO及び白金のより低次酸化物からなる３つ以
上の結合状態が存在していると考えられる。また、水素
ガス中で還元処理を行った触媒Ｄは、ほぼ単一の結合状
態と考えられ、金属白金に酸素が吸着した状態になって
いると思われる。この解析結果より、本発明による白金
触媒は２種以上の複合酸化物を形成していることがわか
った。窒素中で熱処理を行った触媒Ｂの解析結果は図示
しなかったが、その表面状態はＡとＣの中間的状態であ
った。
次に上記のように製造したメタノール極Ａ′,B′,
C′,D′の性能を測定するために、水素標準電極と組合
せ、水素極電位（NHE）に対するメタノール極の電極電
位を測定した。その測定結果を第３図に示す。
C′,D′の性能を測定するために、水素標準電極と組合
せ、水素極電位（NHE）に対するメタノール極の電極電
位を測定した。その測定結果を第３図に示す。
第３図において、本発明の触媒製造方法によるメタノ
ール電極Ａ′,B′は、比較例のメタノール電極Ｃ′,D′
と比較して優れた電流−電圧性能を示している。メタノ
ール極Ｃ′,D′の電位0.52V,0.41V（60mA/cm2）に対し
てＡ′,B′の電位は各々0.34V,0.37V（60mA/cm2）であ
る。即ちＡ′,B′の電位はＣ′,D′の電位と比較して0.
04〜0.18V（60mA/cm2）程高性能であることがわかる。
電極Ａ′,B′の特性がＣ′,D′よりも高性能であるの
は、第２図及び表１に示したごとく触媒の表面状態に起
因していると考えられ、触媒表面が上記のような複合酸
化物を形成することにより、そのメタノール酸化活性が
向上したと思われる。
ール電極Ａ′,B′は、比較例のメタノール電極Ｃ′,D′
と比較して優れた電流−電圧性能を示している。メタノ
ール極Ｃ′,D′の電位0.52V,0.41V（60mA/cm2）に対し
てＡ′,B′の電位は各々0.34V,0.37V（60mA/cm2）であ
る。即ちＡ′,B′の電位はＣ′,D′の電位と比較して0.
04〜0.18V（60mA/cm2）程高性能であることがわかる。
電極Ａ′,B′の特性がＣ′,D′よりも高性能であるの
は、第２図及び表１に示したごとく触媒の表面状態に起
因していると考えられ、触媒表面が上記のような複合酸
化物を形成することにより、そのメタノール酸化活性が
向上したと思われる。
次に触媒の原子組成のメタノール酸化電位への影響を
調べた結果を第４図に示す。本発明の触媒A,B及び比較
例Ｄについて各々原子組成比がRu/Pt＝0.5〜2.0の範囲
の電極を作成し、各々の電流密度60mA/cm2における水素
極電位（NHE）に対するメタノール極の電極電位を測定
した。その結果、本発明によるメタノール極Ａ′及び
Ｂ′は比較電極Ｄ′とは異なる傾向を示し、原子組成比
Ru/Pt＝1.2〜1.5のとき酸化電位の極小値を示した。従
来例では、原子組成Ru/Pt＝１が白金ルテニウム触媒の
最適組成であると提案されているが、本発明の触媒及び
製造方法では触媒原子組成１＜Ru/Pt＜２の範囲である
とき高活性を示した。本発明のように複合酸化物を形成
する場合、上記に示した範囲において、触媒がメタノー
ルの酸化反応に対して最適な組成となるものと考えられ
る。
調べた結果を第４図に示す。本発明の触媒A,B及び比較
例Ｄについて各々原子組成比がRu/Pt＝0.5〜2.0の範囲
の電極を作成し、各々の電流密度60mA/cm2における水素
極電位（NHE）に対するメタノール極の電極電位を測定
した。その結果、本発明によるメタノール極Ａ′及び
Ｂ′は比較電極Ｄ′とは異なる傾向を示し、原子組成比
Ru/Pt＝1.2〜1.5のとき酸化電位の極小値を示した。従
来例では、原子組成Ru/Pt＝１が白金ルテニウム触媒の
最適組成であると提案されているが、本発明の触媒及び
製造方法では触媒原子組成１＜Ru/Pt＜２の範囲である
とき高活性を示した。本発明のように複合酸化物を形成
する場合、上記に示した範囲において、触媒がメタノー
ルの酸化反応に対して最適な組成となるものと考えられ
る。
また、触媒担持炭素微粉末を空気中で熱処理する場
合、200℃以下では熱処理効果が小さく、効果的な処理
効果を得るのに長時間を費やす問題点があり、450℃以
上では担体の炭素材料が劣化する問題点がある。従っ
て、200〜450℃の温度範囲内の熱処理が触媒特性を向上
させる上で最適である。
合、200℃以下では熱処理効果が小さく、効果的な処理
効果を得るのに長時間を費やす問題点があり、450℃以
上では担体の炭素材料が劣化する問題点がある。従っ
て、200〜450℃の温度範囲内の熱処理が触媒特性を向上
させる上で最適である。
本実施例では炭素材料の一例としてキャボット社製カ
ーボンブラック（BP−2000）を採用したが、アセチレン
ブラック、カーボンブラック、活性炭のうち少なくとも
１種以上を用いても同じ効果が期待できる。また、とく
に硝酸処理や水蒸気処理などの親水処理をした担体を用
いることが望ましい。
ーボンブラック（BP−2000）を採用したが、アセチレン
ブラック、カーボンブラック、活性炭のうち少なくとも
１種以上を用いても同じ効果が期待できる。また、とく
に硝酸処理や水蒸気処理などの親水処理をした担体を用
いることが望ましい。
本実施例では液体燃料電池用燃料極の一例としてメタ
ノール燃料極を取り上げたが、ヒドラジン、ホルマリン
燃料極に適用することも可能である。また、貴金属触媒
として塩化白金酸、塩化ルテニウムを用いたが、他の貴
金属塩を用いても、酸化還元され安い材料については同
様な効果が期待できる。さらに、実施例では電解質に硫
酸水溶液を用いていたが、このほかにもリン酸、トリフ
ルオロメタンスルホン酸などを用いた場合も有効であ
る。
ノール燃料極を取り上げたが、ヒドラジン、ホルマリン
燃料極に適用することも可能である。また、貴金属触媒
として塩化白金酸、塩化ルテニウムを用いたが、他の貴
金属塩を用いても、酸化還元され安い材料については同
様な効果が期待できる。さらに、実施例では電解質に硫
酸水溶液を用いていたが、このほかにもリン酸、トリフ
ルオロメタンスルホン酸などを用いた場合も有効であ
る。
発明の効果 以上のように本発明によれば高分散の状態で、炭素微
粒子状に白金とルテニウムの複合酸化物触媒を担持させ
ることができるので、高性能な燃料極を得ることが可能
になると共に、製造工程も簡易化され、安全性の高い優
れた液体燃料電池の燃料極用触媒及びその製造方法を提
供できるものである。
粒子状に白金とルテニウムの複合酸化物触媒を担持させ
ることができるので、高性能な燃料極を得ることが可能
になると共に、製造工程も簡易化され、安全性の高い優
れた液体燃料電池の燃料極用触媒及びその製造方法を提
供できるものである。
第１図は本発明の製造方法を工程順に説明した図、第２
図は本発明の触媒Ａ及び比較例1,2による触媒C,DのＸ線
光電子分光分析（XPS分析）のPt4fのスペクトルを示し
た図、第３図は本発明の触媒を用いたメタノール電極
Ａ′,B′と比較例のメタノール電極Ｃ′,D′の分極特性
を示した図、第４図は本発明型のメタノール電極Ａ′,
B′と従来型のメタノール電極Ｄ′の触媒の原子組成比
と電流密度60mA/cm2におけるメタノール極の電極電位と
の関係を示した図である。
図は本発明の触媒Ａ及び比較例1,2による触媒C,DのＸ線
光電子分光分析（XPS分析）のPt4fのスペクトルを示し
た図、第３図は本発明の触媒を用いたメタノール電極
Ａ′,B′と比較例のメタノール電極Ｃ′,D′の分極特性
を示した図、第４図は本発明型のメタノール電極Ａ′,
B′と従来型のメタノール電極Ｄ′の触媒の原子組成比
と電流密度60mA/cm2におけるメタノール極の電極電位と
の関係を示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−17193（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−254361（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 4/86 - 4/98
Claims (8)
- 【請求項１】液体燃料電池の燃料極に用いる炭素微粒子
上に高分散された白金とルテニウムを備えた触媒であっ
て、少なくとも白金及びルテニウムが酸化物を形成して
いることを特徴とする液体燃料電池の燃料極用触媒。 - 【請求項２】白金触媒が酸化白金（PtO）、二酸化白金
（PtO2）、白金酸素吸着物（PtOads）のうち２種以上の
複合酸化物である特許請求の範囲第１項記載の液体燃料
電池の燃料極用触媒。 - 【請求項３】ルテニウム触媒が三酸化ルテニウム（Ru
O3）、二酸化ルテニウム（RuO2）のうち１種以上の酸化
物である特許請求の範囲第１項記載の液体燃料電池の燃
料極用触媒。 - 【請求項４】白金及びルテニウムの原子組成比が１＜Ru
/Pt＜２の範囲である特許請求の範囲第１項記載の液体
燃料電池の燃料極用触媒。 - 【請求項５】白金化合物の水溶液に還元剤と凝集防止剤
を加え、さらに前記凝集防止剤の存在下で水溶性ルテニ
ウム化合物を加え、白金とルテニウムのコロイド状分散
液を形成させる工程と、前記コロイド状分散液と懸濁状
態に高分散させた炭素微粉末とを混合し、炭素微粉末上
に白金とルテニウムの二元触媒粒子を担持させる工程
と、白金とルテニウムを担持した炭素微粉末を酸化雰囲
気、または不活性雰囲気中で熱処理する工程からなり、
白金とルテニウムの単体及び合金の複合酸化物触媒を炭
素微粒子上に形成させることを特徴とする液体燃料電池
の燃料極用触媒の製造方法。 - 【請求項６】白金とルテニウムのコロイド状分散液を形
成させる工程において、還元剤と凝集防止剤が各々亜硫
酸水素ナトリウムと過酸化水素である特許請求の範囲第
５項記載の液体燃料電池の燃料極用触媒の製造方法。 - 【請求項７】白金−ルテニウム触媒を担持した炭素微粉
末を酸化雰囲気、または不活性雰囲気中で熱処理する工
程において、熱処理温度が200〜450℃である特許請求の
範囲第５項記載の液体燃料電池の燃料極用触媒の製造方
法。 - 【請求項８】白金−ルテニウム触媒を担持し、熱処理す
る工程において、白金−ルテニウム触媒を担持した炭素
微粉末に結着剤を混合し、加圧成型した後、酸化雰囲
気、または不活性雰囲気中で熱処理する特許請求の範囲
第５項記載の液体燃料電池の燃料極用触媒の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP1157811A JP2890486B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 液体燃料電池の燃料極用触媒及びその製造方法 |
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| JPH0322361A JPH0322361A (ja) | 1991-01-30 |
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-
1989
- 1989-06-20 JP JP1157811A patent/JP2890486B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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