JP4529494B2 - 酸素還元触媒の製造方法 - Google Patents
酸素還元触媒の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4529494B2 JP4529494B2 JP2004070191A JP2004070191A JP4529494B2 JP 4529494 B2 JP4529494 B2 JP 4529494B2 JP 2004070191 A JP2004070191 A JP 2004070191A JP 2004070191 A JP2004070191 A JP 2004070191A JP 4529494 B2 JP4529494 B2 JP 4529494B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nitrogen
- carbon
- catalyst
- electrode
- carbide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims description 72
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims description 72
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 70
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 69
- 230000009467 reduction Effects 0.000 title claims description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 85
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 34
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 30
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000011305 binder pitch Substances 0.000 claims description 18
- -1 nitrogen-containing organic compound Chemical class 0.000 claims description 16
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 14
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 9
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 claims 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 117
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 79
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 67
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 53
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 52
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 23
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 20
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 20
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 20
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 15
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 10
- 230000005408 paramagnetism Effects 0.000 description 10
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 9
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 8
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 8
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 7
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 7
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 5
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 5
- 239000010416 ion conductor Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004435 EPR spectroscopy Methods 0.000 description 4
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000026 X-ray photoelectron spectrum Methods 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 3
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 3
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 2
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 238000001362 electron spin resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N fluorosulfonic acid Chemical compound OS(F)(=O)=O UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 2
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 2
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 2
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000004776 molecular orbital Methods 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100026816 DNA-dependent metalloprotease SPRTN Human genes 0.000 description 1
- 101710175461 DNA-dependent metalloprotease SPRTN Proteins 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000002772 conduction electron Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 150000002829 nitrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000172 poly(styrenesulfonic acid) Polymers 0.000 description 1
- 229920006350 polyacrylonitrile resin Polymers 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 229940005642 polystyrene sulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Description
2H2 → 4H+ + 4e- (式1)
の反応により燃料極上で酸化され、燃料極に電子を与える。生じた水素イオンH+は、PEFCであれば水素イオン伝導膜を介して、また、PAFCであれば電解液を通じて酸素極へ移動する。
O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O (式2)
のように反応し、水を生成する。このとき、酸素は、酸素極から電子を取り込み、還元される。
2H2 + O2 → 2H2O (式3)
の水素の燃焼反応が進行する。このとき、電流が酸素極から燃料極へ流れ、燃料電池から電気エネルギーを取り出すことができる。
O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O
を促進する触媒であって、炭素及び窒素を必須の構成元素とし、且つ表面における、シェイクアップ過程に関与する炭素の存在比率が窒素の存在比率によって制御された材料からなる酸素還元触媒であり、
N1s電子の結合エネルギーが398.5±0.5eVである第1の窒素原子と、前記 結合エネルギーが401±0.5eVである第2の窒素原子と、前記結合エネルギーが 403.5±0.5eVである第3の窒素原子とを含有し、
表面における原子数百分率で、前記第1の窒素原子が0.22mol%以上含まれ、前 記第2の窒素原子が0.53mol%以上含まれ、前記第3の窒素原子が0.21mol%以 上含まれている、
酸素還元触媒である。
N1s電子の結合エネルギーが398.5±0.5eVである第1の窒素原子と、前記 結合エネルギーが401±0.5eVである第2の窒素原子と、前記結合エネルギーが 403.5±0.5eVである第3の窒素原子とを含有し、
表面における原子数百分率で、前記第1の窒素原子が0.22mol%以上含まれ、前 記第2の窒素原子が0.53mol%以上含まれ、前記第3の窒素原子が0.21mol%以 上含まれている、
酸素還元触媒を得る、酸素還元触媒の製造方法に係わるものである。
図1は、窒素含有活性炭化物触媒の合成装置の概略断面図である。試料は、試料管21に入れて試料支持台22の上に置き、これら全体を電気炉23の電気炉炉心管24の内部に設置して、試料が電気炉23の加熱温度域25によって取り囲まれるように、その位置を調節する。電気炉23は、電気炉ヒーター部26への通電によって電気炉炉心管24の内部のガスを加熱し、このガスを通じて試料を所望の温度に加熱できるように構成されている。電気炉炉心管24の上部にはガス導入口27が設けられ、また、炉心管24の下部にはガス排出口28が設けられている。
C + H2O → CO + H2
によって反応する。この結果、炭化物は多孔質に変化し、その表面積が著しく増大するので、ガス吸着性能や触媒作用が著しく活性化される。
図2は、燃料電池の構成を示す概略断面図である。図3(a)は、図1の装置を少し分解して、その構成を見やすくした概略断面図であり、図3(b)は、膜−電極接合体(MEA)4の拡大断面図である。膜−電極接合体(MEA)4は、水素イオン伝導性を有する高分子電解質膜2の両面に燃料極3と酸素極1とが接合されて形成されている。
2H2 → 4H+ + 4e- (式1)
の反応により水素が酸化され、燃料極3に電子を与える。生じた水素イオンH+は水素イオン伝導膜を介して酸素極1へ移動する。ここで、燃料極3には、いわゆるダイレクトメタノール方式の場合、燃料としてメタノールを供給することも可能である。
O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O (式2)
のように反応し、水を生成する。このとき、酸素は、酸素極1から電子を取り込み、還元される。
例1
本例では、石炭系バインダーピッチとメラミンを質量比95:5ではかり取り、乳鉢を用いて粉砕して混合した粉末4gを試料管21に入れ、上記の合成装置内にセットした。焼成は高純度窒素ガス気流中で行い、温度を常温から始めて5℃/minの昇温速度で1000℃まで上昇させ、その後1時間1000℃のまま保持した。この1時間の間に水蒸気賦活も行った。水の滴下速度は0.5ml/hで、用いた水の量は0.5mlであった。この後、室温まで放冷した。粉末試料は焼成によって窒素含有炭化物粉末に変化し、水蒸気賦活により窒素含有活性炭化物に変化した。処理後、バインダーピッチの質量は約半分に減少し、メラミン分はほとんど残らなかった。本例では、約2g(1.975g)の窒素含有活性炭化物が得られた。
石炭系バインダーピッチとメラミンを質量比75:25ではかり取った以外は、例1と同様である。
石炭系バインダーピッチとメラミンを質量比50:50ではかり取った以外は、例1と同様である。
石炭系バインダーピッチとメラミンを質量比25:75ではかり取った以外は、例1と同様である。
石炭系バインダーピッチとメラミンを質量比5:95ではかり取った以外は、例1と同様である。処理後、バインダーピッチの質量は約半分に減少し、メラミン分はほとんど残らないので、本例では、0.077gの窒素含有活性炭化物が得られたのみであった。
メラミンを混合せずにバインダーピッチのみを焼成して窒素含有炭化物粉末を形成した以外は、例1と同様である。
石炭系バインダーピッチとメラミンから焼成した窒素含有炭化物粉末の代わりに、黒鉛粉末を用いた以外は、例1と同様である。
石炭系バインダーピッチとメラミンから焼成した窒素含有炭化物粉末の代わりに、アセチレンブラックを用いた以外は、例1と同様である。
表1は、例1〜5で得られた窒素含有活性炭化物及び例6〜8で生成した炭化物の表面の元素組成を、XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy:X線励起光電子分光法)測定によって定量した結果である。いずれの炭素材料においても、検出された元素は炭素、酸素及び窒素のみで、金属等の元素はいっさい含まれていなかった。なお、元素組成は、原子数百分率で表している。また、シェイクアップ炭素の比率は、炭素C1s電子のスペクトル全体に対する291.8±0.5eVにピークをもつスペクトルの割合として求めたもので、全炭素中でのシェイクアップ炭素の存在比率と見なせるものである(以下、同様。)。
XPSスペクトルの解析から、表面近傍にある窒素原子にはN1s電子の結合エネルギーが異なる3種の窒素原子N1〜N3が含まれていることがわかった。表2は、XPSスペクトルの解析から得られた、表面近傍におけるN1〜N3の原子数百分率で表した存在率(mol%)である。
図2に示した燃料電池に、例1〜5及び例6〜8等で作製された膜−電極接合体(MEA)を組み込み、燃料極に加湿した水素を流速30ml/minで供給し、酸素極には空気を流速20ml/minで供給し、例1〜5で得られた窒素含有活性炭化物触媒および例6〜8で生成した炭化物の、燃料電池の酸素極触媒としての特性を調べた。ここで、水素は酸素に比べて大過剰に加えられており、酸素の供給量も得られた出力電流に比して十分過剰である。
黒鉛をはじめとする炭素材料中には様々な結合構造を有する炭素原子が含まれ、その中には全電子数が奇数個である炭素も存在する。奇数個の電子を持つ場合、対を作らず1つの軌道を単独で占有する電子、即ち不対電子が必然的に存在する。不対電子は1/2の電子スピンを有するため、磁場中におかれると、電子スピンの向きの異なる2つのエネルギー状態にゼーマン分裂し、次の関係式1を満たす振動数νをもつ電磁波に対して共鳴吸収を示すようになる。
hν=gβH
石炭系バインダーピッチとメラミンの混合物粉末の代わりに、ポリアクリロニトリルの粉末を焼成する以外は、例1と同様である。
焼成温度を1000℃ではなく600℃にした以外は、例9と同様である。
メラミン、市販ホルマリン液及び水を質量比1:2:2に混合し、pH 9 の弱塩基性下で加熱煮沸した。その後析出した白色固形物(メラミン樹脂)を回収した。この樹脂の粉末を、石炭系バインダーピッチとメラミンの混合物粉末の代わりに焼成した以外は、例1と同様である。
以上は、電解質に高分子膜を使用した高分子電解質型燃料電池への応用例であったが、本発明の酸素還元触媒はこれに限定されるものでなく、リン酸型燃料電池へも応用できる。ここではリン酸型燃料電池へ応用した例を示す。
2…水素イオン伝導性高分子電解質膜、3…燃料極、3a…水素酸化触媒層、
3b…導電性多孔質支持体、4…膜−電極接合体(MEA)、
5、6…ガス供給部、5a、6a…ガス供給溝、7…セル上半部、
8…セル下半部、9、10…ガス供給管、11…Oリング、12…外部回路、
21…試料管、22…試料支持台、23…電気炉、24…電気炉炉心管、
25…電気炉の加熱領域、26…電気炉ヒーター部、27…ガス導入口、
28…ガス排出口、29…高純度窒素ガス、30…排出ガス、31…水導入管
Claims (1)
- 石炭系バインダーピッチからなる炭素質固体原料と、メラミン又はヒドラジンからなる窒素含有有機化合物との混合粉末を焼成する工程と、これによって得られた焼成物を水蒸気賦活する工程とによって、
N1s電子の結合エネルギーが398.5±0.5eVである第1の窒素原子と、前記 結合エネルギーが401±0.5eVである第2の窒素原子と、前記結合エネルギーが 403.5±0.5eVである第3の窒素原子とを含有し、
表面における原子数百分率で、前記第1の窒素原子が0.22mol%以上含まれ、前 記第2の窒素原子が0.53mol%以上含まれ、前記第3の窒素原子が0.21mol%以 上含まれている、
酸素還元触媒を得る、酸素還元触媒の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004070191A JP4529494B2 (ja) | 2003-04-17 | 2004-03-12 | 酸素還元触媒の製造方法 |
US10/553,241 US20060263674A1 (en) | 2003-04-17 | 2004-04-16 | Catalyst and process for producing the same, catalytic electrode and process for producing the same, membrane/electrode union, and electrochemical device |
PCT/JP2004/005492 WO2004091781A1 (ja) | 2003-04-17 | 2004-04-16 | 触媒及びその製造方法、触媒電極及びその製造方法、膜-電極接合体、並びに電気化学デバイス |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003112421 | 2003-04-17 | ||
JP2004070191A JP4529494B2 (ja) | 2003-04-17 | 2004-03-12 | 酸素還元触媒の製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008286440A Division JP5169748B2 (ja) | 2003-04-17 | 2008-11-07 | 酸素還元触媒の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004330181A JP2004330181A (ja) | 2004-11-25 |
JP4529494B2 true JP4529494B2 (ja) | 2010-08-25 |
Family
ID=33513236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004070191A Expired - Fee Related JP4529494B2 (ja) | 2003-04-17 | 2004-03-12 | 酸素還元触媒の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4529494B2 (ja) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5169748B2 (ja) * | 2003-04-17 | 2013-03-27 | ソニー株式会社 | 酸素還元触媒の製造方法 |
JP4893918B2 (ja) * | 2005-11-15 | 2012-03-07 | 株式会社豊田中央研究所 | 含窒素炭素系電極触媒 |
KR101312262B1 (ko) * | 2006-02-23 | 2013-09-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 고분자막, 그 제조방법 및 이를 채용한 연료전지 |
DE102006046880A1 (de) * | 2006-10-04 | 2008-04-10 | Carbotech Ac Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle mit hoher katalytischer Aktivität |
CA2680251A1 (en) | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Membrane-electrode assembly and fuel battery using the same |
JP2009291707A (ja) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Seizo Miyata | 炭素触媒及び炭素触媒の製造方法、燃料電池、蓄電装置、炭素触媒の使用方法 |
JP5481646B2 (ja) | 2008-06-04 | 2014-04-23 | 清蔵 宮田 | 炭素触媒、燃料電池、蓄電装置 |
JP2010063952A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-03-25 | Shinano Kenshi Co Ltd | 酸素還元反応能を有する触媒 |
JP2010221126A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Japan Carlit Co Ltd:The | 触媒担体及び触媒体ならびにこれらの製造方法 |
JP5404195B2 (ja) * | 2009-06-09 | 2014-01-29 | 国立大学法人京都大学 | 燃料電池用電極触媒の製造方法 |
KR101970027B1 (ko) | 2011-05-23 | 2019-04-17 | 데이진 가부시키가이샤 | 입자상 탄소 촉매 및 그 제조 방법 |
JP2013008650A (ja) * | 2011-06-23 | 2013-01-10 | Nagasaki Institute Of Applied Science | 燃料電池触媒坦持体および燃料電池 |
JP2013200260A (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 電気化学測定用カーボン電極及びその製造方法 |
JP6266203B2 (ja) * | 2012-11-14 | 2018-01-24 | 旭化成株式会社 | 窒素含有炭素材料、その製造方法及び燃料電池用電極 |
JP6153485B2 (ja) * | 2014-02-26 | 2017-06-28 | 帝人株式会社 | カソード電極構造体及び膜・電極接合体 |
EP3132845B1 (en) * | 2014-03-11 | 2018-11-21 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Nitrogen-containing carbon material and method for manufacturing same, and slurry, ink, and electrode for fuel cell |
JP6344714B2 (ja) * | 2014-05-15 | 2018-06-20 | 国立大学法人 名古屋工業大学 | 含窒素天然有機物を用いた空気極の製造方法 |
JP7442133B2 (ja) | 2020-04-03 | 2024-03-04 | 国立大学法人千葉大学 | ベーサル窒素を選択的に導入した含窒素炭素材料およびその製造方法 |
JPWO2022172571A1 (ja) * | 2021-02-15 | 2022-08-18 | ||
CN114807999A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-07-29 | 齐鲁工业大学 | 一种静电纺丝法制备高性能的明胶电催化剂 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05239720A (ja) * | 1992-02-21 | 1993-09-17 | Toyobo Co Ltd | 金属−ハロゲン二次電池用電極材料及び電極 |
-
2004
- 2004-03-12 JP JP2004070191A patent/JP4529494B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05239720A (ja) * | 1992-02-21 | 1993-09-17 | Toyobo Co Ltd | 金属−ハロゲン二次電池用電極材料及び電極 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004330181A (ja) | 2004-11-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4529494B2 (ja) | 酸素還元触媒の製造方法 | |
Li et al. | Nitrogen‐doped cobalt oxide nanostructures derived from cobalt–alanine complexes for high‐performance oxygen evolution reactions | |
Chen et al. | Ultrasonic plasma engineering toward facile synthesis of single-atom MN 4/N-doped carbon (M= Fe, Co) as superior oxygen electrocatalyst in rechargeable zinc–air batteries | |
Gu et al. | Dual‐sites coordination engineering of single atom catalysts for full‐temperature adaptive flexible ultralong‐life solid‐state Zn− Air batteries | |
JP4083721B2 (ja) | 高濃度炭素担持触媒、その製造方法、該触媒を利用した触媒電極及びそれを利用した燃料電池 | |
Zhao et al. | Facile one-pot synthesis of Pt/graphene-TiO2 hybrid catalyst with enhanced methanol electrooxidation performance | |
JP5481646B2 (ja) | 炭素触媒、燃料電池、蓄電装置 | |
Tran et al. | Fe–N-functionalized carbon electrocatalyst derived from a zeolitic imidazolate framework for oxygen reduction: Fe and NH 3 treatment effects | |
JP2005527687A (ja) | 燃料電池適用のためのスルホン化導電性ポリマーグラフト化炭素性材料 | |
JP2005527956A (ja) | 燃料電池適用のための導電性ポリマーグラフト炭素材料 | |
JP2005527957A (ja) | プロトン伝導性炭素性材料 | |
JP2005332807A (ja) | 燃料電池 | |
Baronia et al. | PtCo/rGO nano-anode catalyst: enhanced power density with reduced methanol crossover in direct methanol fuel cell | |
Khan et al. | Facile synthesis of mayenite electride nanoparticles encapsulated in graphitic shells like carbon nano onions: non-noble-metal electrocatalysts for oxygen reduction reaction (ORR) | |
Tran et al. | Iron Phosphide Incorporated into Iron‐Treated Heteroatoms‐Doped Porous Bio‐Carbon as Efficient Electrocatalyst for the Oxygen Reduction Reaction | |
JP2004071253A (ja) | 燃料電池用電極触媒及び燃料電池 | |
Gupta et al. | Local electrocatalytic activity of PtRu supported on nitrogen-doped carbon nanotubes towards methanol oxidation by scanning electrochemical microscopy | |
US20060263674A1 (en) | Catalyst and process for producing the same, catalytic electrode and process for producing the same, membrane/electrode union, and electrochemical device | |
Zhao et al. | sp-Hybridized nitrogen doped graphdiyne for high-performance Zn–air batteries | |
Jeyabharathi et al. | Carbon-supported palladium–polypyrrole nanocomposite for oxygen reduction and its tolerance to methanol | |
Naik et al. | Bifunctional intermetallic PdZn nanoparticle-loaded deficient TiO 2 nanosheet electrocatalyst for electrochemical water splitting | |
Li et al. | Understanding the Bifunctional Trends of Fe‐Based Binary Single‐Atom Catalysts | |
Saha et al. | Oxidised charcoal: an efficient support for NiFe layered double hydroxide to improve electrochemical oxygen evolution | |
Cao et al. | Pt/XC-72 catalysts coated with nitrogen-doped carbon (Pt/XC-72@ C–N) for methanol electro-oxidation | |
Baronia et al. | High methanol electro-oxidation using PtCo/reduced graphene oxide (rGO) anode nanocatalysts in direct methanol fuel cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060825 |
|
RD13 | Notification of appointment of power of sub attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7433 Effective date: 20070125 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081002 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081107 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20090527 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091104 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100115 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20100212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100309 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100324 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100518 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |