JP3111408B1 - 固体高分子型燃料電池における活性固体高分子電解質膜 - Google Patents
固体高分子型燃料電池における活性固体高分子電解質膜Info
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Abstract
【要約】
【課題】 発電性能を向上させることのできる活性固体
高分子電解質膜を提供する。 【解決手段】 固体高分子型燃料電池における活性固体
高分子電解質膜２は，固体高分子電解質膜７と，それの
表面８にそれぞれイオン交換により担持され，且つその
表面８全体に亘り均一に分散する複数の貴金属触媒粒子
９とより構成される。
高分子電解質膜を提供する。 【解決手段】 固体高分子型燃料電池における活性固体
高分子電解質膜２は，固体高分子電解質膜７と，それの
表面８にそれぞれイオン交換により担持され，且つその
表面８全体に亘り均一に分散する複数の貴金属触媒粒子
９とより構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，固体高分子型燃料
電池における活性固体高分子電解質膜に関する。
電池における活性固体高分子電解質膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，この種の活性固体高分子電解質膜
としては，固体高分子電解質膜の表面にスパッタ法によ
って貴金属触媒を担持させたものが知られている。
としては，固体高分子電解質膜の表面にスパッタ法によ
って貴金属触媒を担持させたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の貴
金属触媒は層状に形成されているため，生成された水素
イオンの固体高分子電解質膜への伝導性およびその電解
質膜から空気極側への伝導性がそれぞれ比較的低く，ま
た貴金属触媒−固体高分子電解質膜−燃料ガス（水素お
よび空気）の三者が接触する界面，つまり三相界面が少
ない，ということもあって，その電解質膜における貴金
属担持量が多いにも拘らず燃料電池の発電性能が低い，
という問題があった。
金属触媒は層状に形成されているため，生成された水素
イオンの固体高分子電解質膜への伝導性およびその電解
質膜から空気極側への伝導性がそれぞれ比較的低く，ま
た貴金属触媒−固体高分子電解質膜−燃料ガス（水素お
よび空気）の三者が接触する界面，つまり三相界面が少
ない，ということもあって，その電解質膜における貴金
属担持量が多いにも拘らず燃料電池の発電性能が低い，
という問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は，少ない貴金属
担持量にて燃料電池の発電性能を向上させることが可能
な前記活性固体高分子電解質膜を提供することを目的と
する。
担持量にて燃料電池の発電性能を向上させることが可能
な前記活性固体高分子電解質膜を提供することを目的と
する。
【０００５】前記目的を達成するため本発明によれば，
固体高分子電解質膜と，それの表面にイオン交換により
担持され，且つその表面全体に亘り均一に分散する複数
の貴金属触媒粒子とより構成され，その貴金属触媒粒子
の担持量ＣＡは０．０１５mg／cm 2 ≦ＣＡ≦０．３２mg
／cm 2 である，固体高分子型燃料電池における活性固体
高分子電解質膜が提供される。
固体高分子電解質膜と，それの表面にイオン交換により
担持され，且つその表面全体に亘り均一に分散する複数
の貴金属触媒粒子とより構成され，その貴金属触媒粒子
の担持量ＣＡは０．０１５mg／cm 2 ≦ＣＡ≦０．３２mg
／cm 2 である，固体高分子型燃料電池における活性固体
高分子電解質膜が提供される。
【０００６】前記のように構成すると，貴金属触媒粒子
は前記電解質膜の表面上に点在することになるので，生
成された水素イオンの前記電解質膜への伝導性およびそ
の電解質膜から空気極側への伝導性がそれぞれ高く，ま
た水素イオンと酸素との会合性も良好となる。その上，
貴金属触媒粒子−固体高分子電解質膜−燃料ガスの三者
が接触する三相界面も多く存在する。これにより前記電
解質膜における貴金属担持量を少なくし，しかも燃料電
池の発電効率を向上させることが可能となる。
は前記電解質膜の表面上に点在することになるので，生
成された水素イオンの前記電解質膜への伝導性およびそ
の電解質膜から空気極側への伝導性がそれぞれ高く，ま
た水素イオンと酸素との会合性も良好となる。その上，
貴金属触媒粒子−固体高分子電解質膜−燃料ガスの三者
が接触する三相界面も多く存在する。これにより前記電
解質膜における貴金属担持量を少なくし，しかも燃料電
池の発電効率を向上させることが可能となる。
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【発明の実施の形態】図１において，固体高分子型燃料
電池を構成するセル１は，活性固体高分子電解質膜（以
下，本欄において活性電解質膜と言う）２と，その両側
にそれぞれ密着する空気極３および燃料極４と，それら
両極３，４にそれぞれ密着する一対のセパレータ５，６
とよりなる。
電池を構成するセル１は，活性固体高分子電解質膜（以
下，本欄において活性電解質膜と言う）２と，その両側
にそれぞれ密着する空気極３および燃料極４と，それら
両極３，４にそれぞれ密着する一対のセパレータ５，６
とよりなる。
【００１２】活性電解質膜２は，厚さｔが５μｍ≦ｔ≦
２００μｍの固体高分子電解質膜（以下，本欄において
電解質膜と言う）７と，それの表面（主として二平面）
にイオン交換により担持され，且つその表面８全体に亘
り均一に分散する複数の貴金属触媒粒子９とより構成さ
れる。その貴金属触媒粒子９の担持量ＣＡは０．０１５
mg／cm 2 ≦ＣＡ≦０．３２mg／cm 2 である。図２，３に
示すように，各貴金属触媒粒子９は円柱状をなす２次粒
子であって，Ｘ線回折による結晶子径ｄ1 がｄ1 ≦６nm
である１次粒子が結合凝集したものである。貴金属触媒
粒子９の粒径ｄ2 はｄ2 ≦３００nmであり，また高さｈ
はｈ≦２００nmである。
２００μｍの固体高分子電解質膜（以下，本欄において
電解質膜と言う）７と，それの表面（主として二平面）
にイオン交換により担持され，且つその表面８全体に亘
り均一に分散する複数の貴金属触媒粒子９とより構成さ
れる。その貴金属触媒粒子９の担持量ＣＡは０．０１５
mg／cm 2 ≦ＣＡ≦０．３２mg／cm 2 である。図２，３に
示すように，各貴金属触媒粒子９は円柱状をなす２次粒
子であって，Ｘ線回折による結晶子径ｄ1 がｄ1 ≦６nm
である１次粒子が結合凝集したものである。貴金属触媒
粒子９の粒径ｄ2 はｄ2 ≦３００nmであり，また高さｈ
はｈ≦２００nmである。
【００１３】さらに電解質膜７の表面８に存在する全貴
金属触媒粒子９によるその表面８の被覆率ｚはｚ＜９５
％に設定される。この場合，ｚ≧９５％では水素イオン
の電解質膜７への伝導性等が低下する。
金属触媒粒子９によるその表面８の被覆率ｚはｚ＜９５
％に設定される。この場合，ｚ≧９５％では水素イオン
の電解質膜７への伝導性等が低下する。
【００１４】前記被覆率ｚは次のような方法で求めた。
即ち，電解質膜７の表面８，実施例では一方の平面を５
箇所に亘り，電子顕微鏡（ＳＥＭ）により10,000〜50,0
00倍にて撮影し，次いで，各ＳＥＭ像を画像解析により
貴金属触媒粒子部と平面部とに分け，全貴金属触媒粒子
９の面積をｘとし，また平面部の面積をｙ（ｘを含む）
として，ｚ1 ＝（ｘ／ｙ）×１００（％）を求め，その
後，撮影箇所数に応じた平均値ｚを算出した。
即ち，電解質膜７の表面８，実施例では一方の平面を５
箇所に亘り，電子顕微鏡（ＳＥＭ）により10,000〜50,0
00倍にて撮影し，次いで，各ＳＥＭ像を画像解析により
貴金属触媒粒子部と平面部とに分け，全貴金属触媒粒子
９の面積をｘとし，また平面部の面積をｙ（ｘを含む）
として，ｚ1 ＝（ｘ／ｙ）×１００（％）を求め，その
後，撮影箇所数に応じた平均値ｚを算出した。
【００１５】電解質膜７としてはフッ素樹脂系イオン交
換膜，例えば旭硝子社製，商標名フレミオン（Flemio
n)；デュポン社製，商標名ナフイオン（Nafion) 等が用
いられる。また貴金属触媒粒子９には例えばＰｔ粒子が
該当する。
換膜，例えば旭硝子社製，商標名フレミオン（Flemio
n)；デュポン社製，商標名ナフイオン（Nafion) 等が用
いられる。また貴金属触媒粒子９には例えばＰｔ粒子が
該当する。
【００１６】空気極３および燃料極４は，それぞれ多孔
質炭素板１０と，それの一面に塗布形成された補助触媒
層１１とよりなり，その補助触媒層１１が電解質膜７の
表面８に対向して各貴金属触媒素子９に密着する。各補
助触媒層１１は，カーボンブラック粒子の表面にＰｔ粒
子を担持させたものと，高分子電解質であるフッ素樹脂
系イオン交換体（商標名フレミオン）とよりなる。両極
３，４の多孔質炭素板１０は負荷１２，例えば車両用直
流電動装置に接続される。
質炭素板１０と，それの一面に塗布形成された補助触媒
層１１とよりなり，その補助触媒層１１が電解質膜７の
表面８に対向して各貴金属触媒素子９に密着する。各補
助触媒層１１は，カーボンブラック粒子の表面にＰｔ粒
子を担持させたものと，高分子電解質であるフッ素樹脂
系イオン交換体（商標名フレミオン）とよりなる。両極
３，４の多孔質炭素板１０は負荷１２，例えば車両用直
流電動装置に接続される。
【００１７】各セパレータ５，６は，同一の形態を有す
るように黒鉛化炭素より構成され，空気極３側のセパレ
ータ５に存する複数の溝１３に空気が，また燃料極４側
のセパレータ６に在って前記溝１３と交差する関係の複
数の溝１４に水素がそれぞれ供給される。
るように黒鉛化炭素より構成され，空気極３側のセパレ
ータ５に存する複数の溝１３に空気が，また燃料極４側
のセパレータ６に在って前記溝１３と交差する関係の複
数の溝１４に水素がそれぞれ供給される。
【００１８】前記活性電解質膜２の製造に当っては，Ｐ
ｔ錯体溶液中に電解質膜７を浸漬してイオン交換を行わ
せる工程と，その電解質膜７を純水により洗浄する工程
と，電解質膜７に還元処理を施す工程と，電解質膜７を
純水により洗浄する工程と，電解質膜７を乾燥する工程
と，を順次行う。
ｔ錯体溶液中に電解質膜７を浸漬してイオン交換を行わ
せる工程と，その電解質膜７を純水により洗浄する工程
と，電解質膜７に還元処理を施す工程と，電解質膜７を
純水により洗浄する工程と，電解質膜７を乾燥する工程
と，を順次行う。
【００１９】前記のようなイオン交換を行うと，電解質
膜７の表面８に存する複数のイオン交換点にはＰｔ錯イ
オンが吸着する。１回目の洗浄工程では，電解質膜７内
に存在するフリーのＰｔ錯イオンが除去される。還元工
程では，Ｐｔ錯イオンのＰｔ原子に結合していた原子団
が除去される。２回目の洗浄工程では電解質膜７より還
元性成分が除去され，次の乾燥工程を経て活性電解質膜
２が得られる。
膜７の表面８に存する複数のイオン交換点にはＰｔ錯イ
オンが吸着する。１回目の洗浄工程では，電解質膜７内
に存在するフリーのＰｔ錯イオンが除去される。還元工
程では，Ｐｔ錯イオンのＰｔ原子に結合していた原子団
が除去される。２回目の洗浄工程では電解質膜７より還
元性成分が除去され，次の乾燥工程を経て活性電解質膜
２が得られる。
【００２０】なお，１回目の洗浄を行わずに還元処理を
行うと，前記電解質膜７内にＰｔ原子がフリー状態で残
存することになるが，そのＰｔ原子は，概して水素イオ
ンの発生には寄与しないので，高価なＰｔを無駄にする
ことになる。また２回目の洗浄を行わないと，還元性成
分の残存によって水素のイオン化が妨げられるので発電
性能が低下する。
行うと，前記電解質膜７内にＰｔ原子がフリー状態で残
存することになるが，そのＰｔ原子は，概して水素イオ
ンの発生には寄与しないので，高価なＰｔを無駄にする
ことになる。また２回目の洗浄を行わないと，還元性成
分の残存によって水素のイオン化が妨げられるので発電
性能が低下する。
【００２１】以下，具体例について説明する。
【００２２】次のような諸工程を経て活性電解質膜２の
実施例１を得た。
実施例１を得た。
【００２３】（ａ） 狙いとするＰｔ担持量（０．１５
mg／cm2 ）に対して１．５倍量のＰｔを［Ｐｔ（Ｎ
Ｈ3 ）4 ］2+の形態で含むカチオン性Ｐｔ錯体溶液を調
製した。
mg／cm2 ）に対して１．５倍量のＰｔを［Ｐｔ（Ｎ
Ｈ3 ）4 ］2+の形態で含むカチオン性Ｐｔ錯体溶液を調
製した。
【００２４】（ｂ） イオン交換を行うべく，Ｐｔ錯体
溶液中に縦，横７０mmの電解質膜（商標名フレミオン）
７を浸漬し，次いで前記溶液を６０℃に加熱して，その
温度下で１２時間攪拌した。
溶液中に縦，横７０mmの電解質膜（商標名フレミオン）
７を浸漬し，次いで前記溶液を６０℃に加熱して，その
温度下で１２時間攪拌した。
【００２５】（ｃ） 洗浄を行うべく，電解質膜７を純
水中に浸漬し，次いで純水を５０℃に加熱して，その温
度下で２時間攪拌した。
水中に浸漬し，次いで純水を５０℃に加熱して，その温
度下で２時間攪拌した。
【００２６】（ｄ） 還元処理を行うべく，電解質膜７
を入れた容器から前記洗浄後の水を捨て，その容器に新
たな純水を加えてその純水に電解質膜７を浸漬した。ま
た狙いとするＰｔ担持量の１０倍モルの還元性混合液，
即ち，水素化ホウ素ナトリウムと炭酸ナトリウムとを含
む混合液を調製した。次いで，電解質膜７を浸漬した純
水を５０℃に加熱して，その温度下にある純水に，前記
還元性混合液の全量を３０分間に亘って滴下した。その
後，約１．５時間放置し，溶液中からガス（主として水
素）が発生しなくなったときを反応終了と見做した。
を入れた容器から前記洗浄後の水を捨て，その容器に新
たな純水を加えてその純水に電解質膜７を浸漬した。ま
た狙いとするＰｔ担持量の１０倍モルの還元性混合液，
即ち，水素化ホウ素ナトリウムと炭酸ナトリウムとを含
む混合液を調製した。次いで，電解質膜７を浸漬した純
水を５０℃に加熱して，その温度下にある純水に，前記
還元性混合液の全量を３０分間に亘って滴下した。その
後，約１．５時間放置し，溶液中からガス（主として水
素）が発生しなくなったときを反応終了と見做した。
【００２７】（ｅ） Ｎａ成分除去の洗浄を行うべく，
電解質膜７を純水中に浸漬し，次いで純水を５０℃に加
熱して，その温度下で２時間攪拌した。
電解質膜７を純水中に浸漬し，次いで純水を５０℃に加
熱して，その温度下で２時間攪拌した。
【００２８】（ｆ） 電解質膜７を，６０℃の乾燥器内
に４時間保持して乾燥した。
に４時間保持して乾燥した。
【００２９】前記同様のカチオン性Ｐｔ錯体溶液におけ
る溶媒量を実施例１の場合の３分の２にした，というこ
と以外は実施例１の場合と同一条件で活性電解質膜２の
実施例２を得た。
る溶媒量を実施例１の場合の３分の２にした，というこ
と以外は実施例１の場合と同一条件で活性電解質膜２の
実施例２を得た。
【００３０】狙いとするＰｔ担持量（０．１５mg／c
m2 ）に対して３倍量のＰｔを含む前記同様のカチオン
性Ｐｔ錯体溶液を用いた，ということ以外は実施例１の
場合と同一条件で活性電解質膜２の実施例３を得た。
m2 ）に対して３倍量のＰｔを含む前記同様のカチオン
性Ｐｔ錯体溶液を用いた，ということ以外は実施例１の
場合と同一条件で活性電解質膜２の実施例３を得た。
【００３１】狙いとするＰｔ担持量（０．１５mg／c
m2 ）に対して０．５倍量のＰｔを含む前記同様のカチ
オン性Ｐｔ錯体溶液を用いた，ということ以外は実施例
１の場合と同一条件で活性電解質膜２の実施例４を得
た。
m2 ）に対して０．５倍量のＰｔを含む前記同様のカチ
オン性Ｐｔ錯体溶液を用いた，ということ以外は実施例
１の場合と同一条件で活性電解質膜２の実施例４を得
た。
【００３２】狙いとするＰｔ担持量（０．１５mg／c
m2 ）に対して０．１倍量のＰｔを含む前記同様のカチ
オン性Ｐｔ錯体溶液を用いた，ということ以外は実施例
１の場合と同一条件で活性電解質膜２の実施例５を得
た。
m2 ）に対して０．１倍量のＰｔを含む前記同様のカチ
オン性Ｐｔ錯体溶液を用いた，ということ以外は実施例
１の場合と同一条件で活性電解質膜２の実施例５を得
た。
【００３３】狙いとするＰｔ担持量（０．１５mg／c
m2 ）に対して１０倍量のＰｔを含む前記同様のカチオ
ン性Ｐｔ錯体溶液を用いた，ということ以外は実施例１
の場合と同一条件で活性電解質膜２の比較例１を得た。
m2 ）に対して１０倍量のＰｔを含む前記同様のカチオ
ン性Ｐｔ錯体溶液を用いた，ということ以外は実施例１
の場合と同一条件で活性電解質膜２の比較例１を得た。
【００３４】実施例１と同様の電解質膜（商標名フレミ
オン）７の表面にスパッタ法によりＰｔ触媒層を形成し
た。この活性電解質膜２を比較例２とする。
オン）７の表面にスパッタ法によりＰｔ触媒層を形成し
た。この活性電解質膜２を比較例２とする。
【００３５】またカーボンブラック粒子表面にＰｔ粒子
を担持させたものと，高分子電解質であるフッ素樹脂系
イオン交換体（商標名フレミオン）との混合物を多孔質
炭素板１０の一面に塗布して補助触媒層１１を形成す
る，といった方法で空気極３と燃料極４とを製作した。
この場合，カーボンブラック粒子とＰｔ粒子との重量比
は１対１である。
を担持させたものと，高分子電解質であるフッ素樹脂系
イオン交換体（商標名フレミオン）との混合物を多孔質
炭素板１０の一面に塗布して補助触媒層１１を形成す
る，といった方法で空気極３と燃料極４とを製作した。
この場合，カーボンブラック粒子とＰｔ粒子との重量比
は１対１である。
【００３６】表１は補助触媒層１１の例１〜３の構成を
示す。表中，Ｃはカーボンブラック粒子，ＰＥは高分子
電解質を意味する。
示す。表中，Ｃはカーボンブラック粒子，ＰＥは高分子
電解質を意味する。
【００３７】
【表１】
【００３８】例３はカーボンブラックのみからなる層で
あって，補助触媒層１１ではないが便宜上，掲載したも
のであり，また高分子電解質の代りにＰＴＦＥ（ポリテ
トラフルオロエチレン）が用いられている。
あって，補助触媒層１１ではないが便宜上，掲載したも
のであり，また高分子電解質の代りにＰＴＦＥ（ポリテ
トラフルオロエチレン）が用いられている。
【００３９】表２は，活性電解質膜２の実施例１〜６お
よび比較例１〜３の構成と，燃料電池における補助触媒
層１１との組合せを示す。
よび比較例１〜３の構成と，燃料電池における補助触媒
層１１との組合せを示す。
【００４０】
【表２】
【００４１】実施例６の活性電解質膜２は実施例１と同
じであり，また比較例２におけるＰｔ触媒は層状をな
し，したがって高さｈにおける数値は層厚さを示す。さ
らに比較例３の電解質膜７は，前記のようなイオン交換
を施されていない膜そのものである。
じであり，また比較例２におけるＰｔ触媒は層状をな
し，したがって高さｈにおける数値は層厚さを示す。さ
らに比較例３の電解質膜７は，前記のようなイオン交換
を施されていない膜そのものである。
【００４２】次に各燃料電池を運転して，その電流密度
と端子電圧との関係を調べたところ，表３の結果を得
た。表３において，実施例１〜６および比較例１〜３と
は，表２の活性電解質膜２等の実施例１〜６および比較
例１〜３をそれぞれ用いた燃料電池を意味する。
と端子電圧との関係を調べたところ，表３の結果を得
た。表３において，実施例１〜６および比較例１〜３と
は，表２の活性電解質膜２等の実施例１〜６および比較
例１〜３をそれぞれ用いた燃料電池を意味する。
【００４３】
【表３】
【００４４】図４は表３をグラフ化したものである。こ
の図から，実施例１〜６を用いた燃料電池は，比較例
１，２を用いた燃料電池に比べて発電性能が優れている
ことが判る。また実施例１，２を用いた場合は，それら
よりもＰｔ粒子９の担持量が高い実施例３を用いた場合
よりも好結果が得られている。これは、主として被覆率
ｚの相違に起因するものであり，したがって被覆率ｚ
は，好ましくはｚ≦８０％である。また電解質膜７にお
けるＰｔ粒子９の担持量ＣＡは０．０５mg／cm2 ≦ＣＡ
≦０．２５mg／cm2 であることが望ましい。
の図から，実施例１〜６を用いた燃料電池は，比較例
１，２を用いた燃料電池に比べて発電性能が優れている
ことが判る。また実施例１，２を用いた場合は，それら
よりもＰｔ粒子９の担持量が高い実施例３を用いた場合
よりも好結果が得られている。これは、主として被覆率
ｚの相違に起因するものであり，したがって被覆率ｚ
は，好ましくはｚ≦８０％である。また電解質膜７にお
けるＰｔ粒子９の担持量ＣＡは０．０５mg／cm2 ≦ＣＡ
≦０．２５mg／cm2 であることが望ましい。
【００４５】比較例１はＰｔ粒子の担持量は高いが被覆
率Ｚが１００％であることからスパッタ法適用の比較例
２と略同様の傾向を示す。
率Ｚが１００％であることからスパッタ法適用の比較例
２と略同様の傾向を示す。
【００４６】また活性電解質膜２を持っているが補助触
媒層１１を持たない実施例６を用いた燃料電池と，補助
触媒層１１を持っているが活性電解質膜２を持たない比
較例３を用いた燃料電池とを比較すると，Ｐｔ粒子の担
持量に関し比較例３は実施例６の約３倍であるにも拘ら
ず両燃料電池の発電性能は略同じである。この事実か
ら，電解質膜７の表面８にＰｔ粒子９を直接担持させる
ことの有意性が明らかである。
媒層１１を持たない実施例６を用いた燃料電池と，補助
触媒層１１を持っているが活性電解質膜２を持たない比
較例３を用いた燃料電池とを比較すると，Ｐｔ粒子の担
持量に関し比較例３は実施例６の約３倍であるにも拘ら
ず両燃料電池の発電性能は略同じである。この事実か
ら，電解質膜７の表面８にＰｔ粒子９を直接担持させる
ことの有意性が明らかである。
【００４７】さらに実施例４，５におけるＰｔ粒子９の
担持量は，それぞれ実施例６のそれの約０．３，０．１
倍であるが，それらを用いた燃料電池の発電性性能は，
補助触媒層１１の助勢により実施例６を用いた燃料電池
のそれに略等しくなっていることが判る。
担持量は，それぞれ実施例６のそれの約０．３，０．１
倍であるが，それらを用いた燃料電池の発電性性能は，
補助触媒層１１の助勢により実施例６を用いた燃料電池
のそれに略等しくなっていることが判る。
【００４８】図５は，実施例１，２および比較例３を別
々に用いた３種の燃料電池において，電流密度が０．６
Ａ／cm2 のときの端子電圧を比較したものである。本図
からも，電解質膜７の表面８にＰｔ粒子９を直接担持さ
せることの有意性が判る。
々に用いた３種の燃料電池において，電流密度が０．６
Ａ／cm2 のときの端子電圧を比較したものである。本図
からも，電解質膜７の表面８にＰｔ粒子９を直接担持さ
せることの有意性が判る。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば，前記のように構成する
ことによって固体高分子型燃料電池の発電性能を向上さ
せることが可能な活性固体高分子電解質膜を提供するこ
とができる。
ことによって固体高分子型燃料電池の発電性能を向上さ
せることが可能な活性固体高分子電解質膜を提供するこ
とができる。
【００５０】
【図１】固体高分子型燃料電池を構成するセルの概略側
面図である。
面図である。
【図２】活性固体高分子電解質膜の概略側面図である。
【図３】図２の３矢視図である。
【図４】各種固体高分子型燃料電池における電流密度と
端子電圧との関係を示すグラフである。
端子電圧との関係を示すグラフである。
【図５】実施例１，2 ，比較例３を用いた固体高分子型
燃料電池の電流密度０．６Ａ／cm2 における端子電圧を
示すグラフである。
燃料電池の電流密度０．６Ａ／cm2 における端子電圧を
示すグラフである。
１………セル ２………活性固体高分子電解質膜 ７………固体高分子電解質膜 ８………表面 ９………貴金属触媒粒子 １１……補助触媒層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−87882（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−8285（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−330979（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 8/02 H01M 4/88 C25B 11/20
Claims (3)
- 【請求項１】 固体高分子電解質膜（７）と，それの表
面（８）にイオン交換により担持され，且つその表面
（８）全体に亘り均一に分散する複数の貴金属触媒粒子
（９）とより構成され，その貴金属触媒粒子（９）の担
持量ＣＡは０．０１５mg／cm 2 ≦ＣＡ≦０．３２mg／cm
2 であることを特徴とする，固体高分子型燃料電池にお
ける活性固体高分子電解質膜。 - 【請求項２】 前記貴金属触媒粒子（９）は，粒径ｄ 2
がｄ 2 ≦３００nmであり，また高さｈがｈ≦２００nmで
ある円柱状をなす２次粒子である，請求項１記載の固体
高分子型燃料電池における活性固体高分子電解質膜。 - 【請求項３】 前記固体高分子電解質膜（７）の表面
（８）に存在する全貴金属触媒粒子（９）による前記表
面（８）の被覆率ｚがｚ＜９５％である，請求項１また
は２記載の固体高分子型燃料電池における活性固体高分
子電解質膜。
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| CA002312446A CA2312446C (en) | 1999-06-21 | 2000-06-20 | Active solid polymer electrolyte membrane in solid polymer type fuel cell and process for the production thereof |
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| DE10030450A DE10030450B4 (de) | 1999-06-21 | 2000-06-21 | Aktive Festpolymerelektrolytmembran in einer Brennstoffzelle vom Festpolymertyp und Verfahren zu deren Herstellung, sowie deren Verwendung in einer Brennstoffzelle vom Festpolymertyp |
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| JP11174641A JP3111408B1 (ja) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | 固体高分子型燃料電池における活性固体高分子電解質膜 |
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| JP3111408B1 true JP3111408B1 (ja) | 2000-11-20 |
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| JP11174641A Expired - Fee Related JP3111408B1 (ja) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | 固体高分子型燃料電池における活性固体高分子電解質膜 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6448354B1 (en) | 2000-10-23 | 2002-09-10 | Mitsubishi Gas Chemical | Methyl methacrylate syrup and production thereof |
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-
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- 1999-06-21 JP JP11174641A patent/JP3111408B1/ja not_active Expired - Fee Related
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