JP4986616B2 - 燃料電池用触媒、担持電極触媒粉体、燃料電池電極、燃料電池電解質膜及び燃料電池並びに燃料電池内における電気化学的な変換方法 - Google Patents
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Description
Pt+CH3OH→Pt−CO+4H++4e− (1)
Pt+H2O→Pt−OH+H++e− (2)
Pt−CO+Pt−OH→2Pt+CO2+H++e− (3)
前述の反応で示すように、メタノールは電極の表面上に吸着され、白金によって部分的に酸化される(1)。吸着された水の加水分解からのOHは、吸着されたCOと反応して二酸化炭素とプロトンを生成する(2、3)。しかし、白金は燃料電池電極の運転電位(例えば200mV〜1.5V)でOH化学種を十分生成しない。その結果、ステップ(3)は工程中で最も遅いステップであり、CO除去の速度を制限し、それによって電極触媒の被毒が起きる。これはその低い動作温度のため、特にCO被毒に感受性の高いプロトン交換膜燃料電池に当てはまる。
本発明は、例えば、ポリ電解質膜燃料電池(例えば電極触媒)に使用するための触媒活性を有する金属含有基板に関する。詳細には、本発明は、本明細書でさらに詳細に示すように、対象の酸化および/または還元反応に触媒活性を有する、白金と、チタンと、タングステンとを含む金属含有物質に関する。
前に開示したように、本発明の触媒は白金を含む。触媒は少なくとも約5原子パーセントの白金を含むことが好ましい。白金の濃度は少なくとも約10原子パーセントであることがさらに好ましい。白金の濃度は少なくとも約15原子パーセントであることがさらに好ましい。白金の濃度は少なくとも約20原子パーセントであることがさらに好ましい。白金濃度範囲の他の端では、第1の実施形態において、白金の濃度は約60原子パーセント未満であることが一般に好ましい。白金の濃度は約50原子パーセント未満であることがさらに好ましい。白金の濃度は約45原子パーセント未満であることがさらに好ましい。したがって、白金濃度は最小白金濃度と最大白金濃度の間とすることができ、最小白金濃度は約5、10、15、20原子パーセントからなる群から選択され、最大白金濃度は約60、50、45原子パーセントからなる群から選択される。白金濃度は少なくとも5原子パーセントであり、および約60原子パーセント未満であることが好ましい。白金濃度は約10〜約50原子パーセントであることがさらに好ましい。白金濃度は約20〜約45原子パーセントであることがさらに好ましい。しかし、本発明の範囲は、ここで変更可能な様々な濃度範囲、ならびに以下で詳細に述べる濃度範囲の全てを包含することに注目すべきである。
本発明の触媒は本質的に白金、チタン、タングステンの合金からなることができる。あるいは、本発明の触媒は、白金、チタン、タングステンの合金を含むことができる。すなわち、本発明の触媒はこれらの金属の合金、および任意選択的にこれらの金属の1種または複数種を非合金の形で(例えば白金、チタン、および/またはタングステン塩、および/または酸化物、および/または炭化物)代わりに含むことができる。
本発明の他の実施形態において、触媒(例えば金属成分の合金を含む、または本質的に金属成分の合金からなる)は担持されなくてもよい、すなわち、担体粒子なしで使用できることに注目すべきである。さらに詳細には、本発明の他の実施形態において、白金、チタン、およびタングステンを含む金属触媒を、例えば、(i)電極の一方または両方の面(例えばアノード、カソード、または両方)に、および/または(ii)ポリ電解質膜の一方または両方の面に、および/または(iii)膜の裏打ち(例えばカーボン紙)などの他の表面に直接付着(例えばスパッタ)させることができる。
本発明の触媒組成物はプロトン交換膜燃料電池に使用するのに特に適している。図2および図3に示したように、全体に20で示した燃料電池は燃料電極(アノード)22および空気電極/酸化剤電極(カソード)23を備える。電極22と23の間のプロトン交換膜21が電解質として働き、通常、ペルフルオロスルホン酸系膜などの強い酸性イオン交換膜である。プロトン交換膜21、アノード22、カソード23は1つの本体に一体化して電極とプロトン交換膜の間の接触抵抗を最小にすることが好ましい。電流コレクター24および25は、それぞれアノードおよびカソードに係合する。燃料室28および空気室29はそれぞれの反応物を含み、それぞれ封止材26および27によって封止される。
上述のように、本発明の金属含有物質は、電気エネルギーを発生して有用な仕事を行うための燃料電池の触媒(例えば電極触媒)として有用である。例えば、触媒合金組成物は、電気施設電力発生設備、無停電電源装置、大気圏外宇宙船、重量トラック、自動車、自動二輪車などの輸送装置(Fujiらの米国特許第6,048,633号公報、Shinkaiらの米国特許第6,187,468号公報、Fujiらの米国特許第6,225,011号公報、Tanakaらの米国特許第6,294,280号公報参照)、住宅用電力発生装置、ワイヤレス電話、ページャー、およびサテライト電話などの携帯通信装置(Pratetらの米国特許第6,127,058号公報、Kelleyらの米国特許第6,268,077号公報参照)、ラップトップコンピュータ、個人用データアシスタント、オーディオ録音および/または再生装置、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、電子ゲーム遊戯装置などの携帯電子装置、全地球位置把握装置などの軍事および宇宙装置、ロボットの燃料電池に使用することができる。
活性度は、電極に製造されたとき、所与の電位(ボルト)での最大値または定常状態の電流(アンペア)として定義される。さらに、異なる電極触媒を比較するとき、電極の幾何形状的面積が異なるため、活性度はしばしば電流密度(A/cm2)で表される。
以下の表A〜Cに記載した触媒組成物は、Warrenらの米国特許第6,187,164号公報、Wuらの米国特許第6,045,671号公報、Strasser,P.、Gorer,S.、およびDevenney,M.、Combinatorial Electrochemical Techniques For The Discovery of New Fuel−Cell Cathode Materials、Nayayanan,S.R.、Gottesfeld,S.、およびZawodzinski,T.出版のDirect Methanol Fuel Cells、Proceedings of the Electrochemical Society、New Jersey ,2001、191ページ、Strasser,P.、Gorer,S.、およびDevenney,M.、Combinatorial Electrochemical Strategies For The Discovery of New Fuel−Cell Electrode Materials、Proceedings of the International Symposium on Fuel Cells for Vehicles、41st Battery Symposium、The Electrochemical Society of Japan、Nagoya 2000、153ページに開示された組み合わせ技術を用いて調製した。例えば、独立電極のアレイ(約1〜3mm2の面積を有する)を不活性基板(例えば、ガラス、石英、サファイア、アルミナ、プラスチック、および熱処理したシリコン)上に作製することができる。個々の電極は実質上基板の中心に配置され、基板の周辺の接触パッドにワイヤで接続した。電極、結合したワイヤ、および接触パッドは伝導性材料(例えば、チタン、金、銀、白金、銅、または他の通常用いられる電極材料)から作製した。
実施例1に記載した方法によってアレイ上に合成された表A記載の触媒組成物を、分子状酸素の水への電気化学的還元について実験計画1(詳細は以下)に従ってスクリーニングを行い、内部および/または外部白金標準に対する電極触媒活性度を求めた。さらに、実施例1に記載した方法によってアレイ上に合成された表Bおよび表C記載の触媒組成物を、分子状酸素の水への電気化学的還元について実験計画2(詳細は以下)に従ってスクリーニングを行い、内部および/または外部白金標準に対する電極触媒活性度を求めた。
(a)速度約20mV/sで、開回路電位(OCP)から約+0.3V、−0.63Vへ、および約+0.3Vへ戻る電位掃引
(b)速度約200mV/sで、OCPから約+0.3V、−0.7Vへ、および約+0.3Vへ戻る連続75回の電位掃引
(c)速度約20mV/sで、OCPから約+0.3V、−0.63Vへ、および約+0.3Vへ戻る電位掃引
を含んだ。
試験(c)で得た、内部Pt標準触媒のサイクルボルタンメトリー(CV)プロファイルの形状を、安定したCVが得られるまで予備処理を行ったPt薄膜電極から得た外部標準CVプロファイルと比較した。試験(c)が類似のサイクルボルタモグラムになれば、実験の第1グループは終了したものと考えた。試験(c)のサイクルボルタモグラムの形状が予期した標準PtCV挙動にならなければ、Pt標準触媒が望ましい標準ボルタンメトリープロファイルを示すまで試験(b)と(c)を繰り返した。このようにして、後続の実験において、Pt標準触媒が安定して良好に画定された酸素還元活性度を示すことを確実にした。次いで、電解質を酸素で約30分間パージした。酸素によるパージを継続しながら、以下の第2試験グループを行った。
(a)開回路電位(OCP)を1分間測定し、次いで電位を−0.4Vにして1分間保ち、次いで速度約10mV/sで約+0.4Vまで掃引
(b)開回路電位(OCP)を1分間測定し、次いで約5分間電流を測定しながら電位をOCPから約+0.1Vまで印加
(c)開回路電位(OCP)を1分間測定し、次いで約5分間電流を監視しながら電位をOCPから約+0.2Vまで印加
試験の第3グループは、第2試験グループの完了から約1時間後の第2試験グループの繰り返しを含んだ。待機中、電解質を連続的に攪拌し、酸素でパージした。前述の試験電圧の全ては水銀/硫酸水銀(MMS)電極による。さらに、64個の白金電極を備える外部白金標準を使用して試験を監視し、酸素還元評価の正確さと整合性を確保した。
(a)速度約20mV/sで、開回路電位(OCP)から約+0.3V、−0.63Vへ、および約+0.3Vへ戻る電位掃引
(b)速度約200mV/sで、OCPから約+0.3V、−0.7Vへ、および約+0.3Vへ戻る連続50回の電位掃引
(c)速度約20mV/sで、OCPから約+0.3V、−0.63Vへ、および約+0.3Vへ戻る電位掃引
を含んだ。
第1試験グループのステップ(c)の後、電解質を酸素で約30分間パージした。次いで、酸素飽和溶液(すなわち、試験(a))、続いてArパージ中に行う試験(すなわち、酸素を含まない溶液、試験(b))を含む、以下の第2試験グループを行った。
(a)酸素飽和溶液中で、OCPを1分間測定し、次いで電位をOCPから約−0.4Vにし、この電位を約30秒間保ち、次いで約5分間電流を測定しながら電位を約+0.1Vまで加えた。
(b)電解質をArで約30分間パージした後、速度約20mV/sで、約+0.3Vの開回路電位(OCP)から約−0.63V、および約+0.3Vへ戻る電位掃引を行った。
第3および第4試験グループは、試験完了後の第2試験グループの繰り返しを含んだ。
前述の試験電圧の全ては水銀/硫酸水銀(MMS)電極による。さらに、64個の白金電極を備える外部白金標準を使用して試験を監視し、酸素還元評価の正確さと整合性を確保した。
カーボン担体粒子上の白金−チタン−タングステン多重触媒組成物の合成(以下の表D参照)を異なる工程条件に従って試み、典型的に燃料電池に使用される状態での触媒の性能を評価した。それを行うために、担持された白金粉体(すなわち、カーボンブラック粒子に担持された白金ナノ粒子)上に触媒化合物前躯体を付着または凝結させた。カーボンブラック上に担持された白金は、New JerseyのJohnson Matthey,Inc.、およびSomerset,New JerseyのDe−Nora,N.A.、Inc.のE−Tek Div.から市場で入手可能である。それらの担持された白金粉体は広範囲の白金装填で入手可能である。この実施例で使用した担持白金粉体は、約20または約40質量パーセントの公称白金装填、約150〜約170m2/g(CO吸着による測定)の白金表面積、約350〜約400m2/gのカーボンと白金の組合わせ表面積(N2吸着による測定)、約0.5mm未満の平均粒子サイズ(分粒篩による測定)を有した。
表Dに記載し、実施例3によって形成された担持触媒をその活性度を評価するために電気化学的測定を行った。評価のために、担持触媒を当分野で通常使用される回転ディスク電極(RDE)上に塗工した(大表面積Pt/Vulcanカーボン燃料電池電極触媒のCO許容値についての回転ディスク電極測定(Rotating disk electrode measurements on the CO tolerance of a high−surface area Pt/Vulcan carbon fuel cell electrocatalyst)、Schmidtら、Journal of the Electrochemical Society(1999)、146(4)、1296〜1304、回転ディスク電極構造を用いる大表面積電極触媒の特性評価(Characterization of high−surface−area electrocatalysts using a rotating disk electrode configuration)、Schmidtら、Journal of the Electrochemical Society(1998)、145(7)、2354〜2358参照)。回転ディスク電極は、酸素還元に対するその固有の電解質活性度に関して担持触媒を評価するための比較的速く簡単なスクリーニングツールである(例えば燃料電池のカソード反応)。
(a)速度約50mV/sで、OCPから約+0.35Vへ、次いで−0.65Vへ、およびOCPへ戻る2回の連続電位掃引
(b)速度約200mV/sで、OCPから約+0.35Vへ、次いで−0.65Vへ、およびOCPへ戻る200回の連続電位掃引
(c)速度約50mV/sで、OCPから約+0.35Vへ、次いで−0.65Vへ、およびOCPへ戻る2回の連続電位掃引
を含んだ。
第2試験は、酸素で約15分間パージし、続いて電解質の酸素によるパージを継続しながら酸素還元についての電位掃引試験の実施を含んだ。詳細には、約−0.45Vから+0.35Vへの電位掃引を約5mV/sの速度で行い、電位の関数として触媒の初期活性度を評価し、幾何形状電流密度プロットを作成した。触媒を0.15Vでの拡散補正活性度を比較することによって評価した。前述の全ての試験電圧は水銀/硫酸水銀電極を参照している。また、触媒のないガラス状カーボンRDEの酸素還元測定は、電位の枠内にいかなる適切な活性度も示さなかったことに注目すべきである。
Claims (25)
- 酸化または還元反応に用いられ、白金と、チタンと、タングステンとを含む燃料電池用触媒であって、
白金が30〜50原子パーセントの濃度であり、チタンが20原子パーセント未満の濃度であり、タングステンが40〜60原子パーセントの濃度である燃料電池用触媒。 - 白金が35〜45原子パーセントの濃度であり、チタンが5〜15原子パーセントの濃度であり、タングステンが45〜55原子パーセントの濃度である請求項1に記載の触媒。
- チタンが2〜12原子パーセントの濃度である請求項1に記載の触媒。
- 酸化または還元反応に用いられ、白金と、チタンと、タングステンとを含む燃料電池用触媒であって、
白金が20〜40原子パーセントの濃度であり、チタンが25〜45原子パーセントの濃度であり、タングステンが30〜50原子パーセントの濃度である燃料電池用触媒。 - 白金が25〜35原子パーセントの濃度であり、チタンが30〜40原子パーセントの濃度であり、タングステンが35〜45原子パーセントの濃度である請求項4に記載の触媒。
- 酸化または還元反応に用いられ、白金と、チタンと、タングステンとを含む燃料電池用触媒であって、
白金が15〜45原子パーセントの濃度であり、チタンが40〜75原子パーセントの濃度であり、タングステンが5〜20原子パーセントの濃度である燃料電池用触媒。 - 白金が20〜45原子パーセントの濃度である請求項6に記載の触媒。
- 白金が20〜40原子パーセントの濃度であり、チタンが50〜65原子パーセントの濃度であり、タングステンが5〜15原子パーセントの濃度である請求項6に記載の触媒。
- 白金、チタン、およびタングステンの合金を含む請求項1〜8のいずれか一項に記載の触媒。
- 電気化学反応装置に使用するための担持電極触媒粉体であって、請求項1〜9のいずれか一項に記載の触媒と、前記触媒が表面に分散される導電性担体粒子とを含む担持電極触媒粉体。
- 前記導電性担体粒子が、カーボン担体および導電性ポリマー担体からなる群から選択される請求項10に記載の担持電極触媒粉体。
- 電極触媒粒子と、前記電極触媒粒子が表面に付着される電極基板とを含み、前記電極触媒粒子が、請求項1〜9のいずれか一項に記載の触媒を含む燃料電池電極。
- 前記電極触媒粒子が、前記触媒が表面に分散される導電性担体粒子を含む請求項12に記載の燃料電池電極。
- 前記導電性担体粒子が、カーボン担体および導電性ポリマー担体からなる群から選択される請求項13に記載の燃料電池電極。
- アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードの間のプロトン交換膜と、水素含有燃料の触媒酸化または酸素の触媒還元のための請求項1〜9のいずれか一項に記載の触媒とを備える燃料電池。
- 前記触媒が前記プロトン交換膜の表面上にあり、前記アノードと接触している請求項15に記載の燃料電池。
- 前記触媒が前記アノードの表面上にあり、前記プロトン交換膜と接触している請求項15に記載の燃料電池。
- 前記触媒が前記プロトン交換膜の表面上にあり、前記カソードと接触している請求項15に記載の燃料電池。
- 前記触媒が前記カソードの表面上にあり、前記プロトン交換膜と接触している請求項15に記載の燃料電池。
- アノードと、カソードと、その間のプロトン交換膜と、請求項1〜9のいずれか一項に記載の触媒と、前記アノードと前記カソードとを接続する導電性外部回路とを備える燃料電池内で、反応生成物および電気への水素含有燃料および酸素の電気化学的な変換方法であって、水素含有燃料または酸素を前記触媒と接触させて前記水素含有燃料を触媒酸化、または前記酸素を触媒還元するステップを含む方法。
- 前記水素含有燃料が、水素を含有する請求項20に記載の方法。
- 前記水素含有燃料が、飽和炭化水素、廃棄オフガス、含酸素炭化水素、化石燃料、およびこれらの混合物からなる群から選択される炭化水素系燃料である請求項20に記載の方法。
- 前記水素含有燃料がメタノールである請求項20に記載の方法。
- 担持されていない触媒層を表面に有する燃料電池電解質膜であって、前記担持されていない触媒層が請求項1〜9のいずれか一項に記載の触媒を含む膜。
- 担持されていない触媒層を表面に有する燃料電池電極であって、前記担持されていない触媒層が請求項1〜9のいずれか一項に記載の触媒を含む電極。
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US7718309B2 (en) | 2004-12-06 | 2010-05-18 | Honda Motor Co., Ltd. | Platinum and tungsten containing electrocatalysts |
JP4706014B2 (ja) * | 2004-12-28 | 2011-06-22 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 燃料電池用の金属セパレータとその製造方法 |
US7435504B2 (en) | 2005-08-25 | 2008-10-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Platinum, tungsten, and nickel or zirconium containing electrocatalysts |
KR100741788B1 (ko) * | 2005-11-10 | 2007-07-24 | 엘지전자 주식회사 | 연료 전지의 수성 전이 반응용 촉매 및 그 제조 방법 |
US7704628B2 (en) | 2006-05-08 | 2010-04-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Platinum, titanium, cobalt and palladium containing electrocatalysts |
US7318977B2 (en) | 2006-01-06 | 2008-01-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Platinum and titanium containing electrocatalysts |
WO2007081774A2 (en) * | 2006-01-06 | 2007-07-19 | Honda Motor Co., Ltd | Platinum and titanium containing electrocatalysts |
US7740975B2 (en) | 2006-01-06 | 2010-06-22 | Honda Motor Co., Ltd. | Platinum and titanium containing electrocatalysts |
US7691522B2 (en) | 2006-03-09 | 2010-04-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Platinum, titanium and copper, manganese and iron containing electrocatalysts |
US7871954B2 (en) * | 2006-07-10 | 2011-01-18 | Honda Motor Co., Ltd. | Synthesis of carbon supported platinum-tungsten electrocatalysts |
US7879752B2 (en) * | 2006-08-11 | 2011-02-01 | GM Global Technology Operations LLC | Electrocatalyst |
JP5305699B2 (ja) * | 2007-03-19 | 2013-10-02 | 株式会社東芝 | 触媒、触媒の製造方法、膜電極複合体及び燃料電池 |
US8500786B2 (en) * | 2007-05-15 | 2013-08-06 | Abbott Laboratories | Radiopaque markers comprising binary alloys of titanium |
US8500787B2 (en) * | 2007-05-15 | 2013-08-06 | Abbott Laboratories | Radiopaque markers and medical devices comprising binary alloys of titanium |
JP5464015B2 (ja) * | 2009-05-21 | 2014-04-09 | トヨタ自動車株式会社 | 電極触媒層の製造方法、膜電極接合体の製造方法、および燃料電池の製造方法 |
US8603400B2 (en) * | 2009-07-01 | 2013-12-10 | California Institute Of Technology | Nanostructured platinum alloys for use as catalyst materials |
US9640802B2 (en) * | 2010-10-26 | 2017-05-02 | Ford Global Technologies, Llc | Catalyst assembly and method of making the same |
US10003081B2 (en) * | 2010-10-26 | 2018-06-19 | Ford Global Technologies, Llc | Catalyst assembly and method of making the same |
JP5408209B2 (ja) | 2011-08-30 | 2014-02-05 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒製造方法、当該方法により製造される燃料電池用電極触媒、及び、触媒製造装置 |
DE102012013288A1 (de) * | 2012-07-05 | 2014-01-09 | Man Truck & Bus Ag | Katalysator, Verfahren zur Herstellung des Katalysators, Verwendung des Katalysators |
JP6242586B2 (ja) * | 2012-07-17 | 2017-12-06 | 東芝ライフスタイル株式会社 | 減酸素装置 |
US9178220B2 (en) | 2013-02-01 | 2015-11-03 | Ford Global Technologies, Llc | Catalyst assembly including an intermetallic compound of iridium and tungsten |
JP6040954B2 (ja) | 2014-04-16 | 2016-12-07 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用触媒の製造方法 |
Family Cites Families (53)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3129163A (en) * | 1960-12-23 | 1964-04-14 | Union Carbide Corp | Anode for electrolytic cell |
US3274031A (en) * | 1963-08-07 | 1966-09-20 | Gen Electric | Fuel cell electrode and methods of preparation |
US3510356A (en) | 1966-06-30 | 1970-05-05 | Leesona Corp | Electrochemical cell including electrode having pd-pt catalyst |
US3751296A (en) | 1967-02-10 | 1973-08-07 | Chemnor Ag | Electrode and coating therefor |
US3711385A (en) | 1970-09-25 | 1973-01-16 | Chemnor Corp | Electrode having platinum metal oxide coating thereon,and method of use thereof |
GB1520630A (en) | 1974-07-08 | 1978-08-09 | Johnson Matthey Co Ltd | Platinum group metal-containing alloys |
GB1552427A (en) * | 1975-11-27 | 1979-09-12 | Johnson Matthey Co Ltd | Alloys of titanium |
SE452633B (sv) | 1978-03-03 | 1987-12-07 | Johnson Matthey Co Ltd | Nickelbaslegering med gammaprimfasmatris |
GB2033925B (en) | 1978-09-25 | 1983-07-20 | Johnson Matthey Co Ltd | Nickel based superalloys |
US4261742A (en) * | 1978-09-25 | 1981-04-14 | Johnson, Matthey & Co., Limited | Platinum group metal-containing alloys |
BE895174A (fr) | 1982-11-29 | 1983-05-30 | Johnson Matthey Plc | Alliage de nickel contenant de grandes quantites de chrome |
US4560454A (en) * | 1984-05-01 | 1985-12-24 | The Standard Oil Company (Ohio) | Electrolysis of halide-containing solutions with platinum based amorphous metal alloy anodes |
EP0164200A1 (en) * | 1984-05-02 | 1985-12-11 | The Standard Oil Company | Improved electrolytic processes employing platinum based amorphouse metal alloy oxygen anodes |
US4677035A (en) | 1984-12-06 | 1987-06-30 | Avco Corp. | High strength nickel base single crystal alloys |
US5077141A (en) | 1984-12-06 | 1991-12-31 | Avco Corporation | High strength nickel base single crystal alloys having enhanced solid solution strength and methods for making same |
US4885216A (en) | 1987-04-03 | 1989-12-05 | Avco Corporation | High strength nickel base single crystal alloys |
US4781803A (en) * | 1985-02-26 | 1988-11-01 | The Standard Oil Company | Electrolytic processes employing platinum based amorphous metal alloy oxygen anodes |
JPS62107040A (ja) | 1985-11-05 | 1987-05-18 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐すき間腐食性の優れたチタン合金 |
JPH0784632B2 (ja) * | 1986-10-31 | 1995-09-13 | 住友金属工業株式会社 | 油井環境用チタン合金の耐食性改善方法 |
JPS63149356A (ja) | 1986-12-15 | 1988-06-22 | Res Inst Electric Magnetic Alloys | リ−ド片用軟質磁性合金およびその製造法ならびにリ−ドスイツチ |
JPS6421030A (en) | 1987-07-16 | 1989-01-24 | Nippon Mining Co | Titanium-base alloy material excellent in corrosion resistance |
US5074907A (en) * | 1989-08-16 | 1991-12-24 | General Electric Company | Method for developing enhanced texture in titanium alloys, and articles made thereby |
US5068161A (en) | 1990-03-30 | 1991-11-26 | Johnson Matthey Public Limited Company | Catalyst material |
JP2805994B2 (ja) | 1990-07-04 | 1998-09-30 | 三菱マテリアル株式会社 | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 |
JP2762715B2 (ja) | 1990-07-06 | 1998-06-04 | 三菱マテリアル株式会社 | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 |
JP2762717B2 (ja) | 1990-07-11 | 1998-06-04 | 三菱マテリアル株式会社 | 水素吸蔵Ni―Zr系合金 |
US5126216A (en) | 1990-11-27 | 1992-06-30 | Universite Du Quebec A Montreal | Ternary alloy electrocatalysts |
US5431750A (en) | 1991-06-27 | 1995-07-11 | Mitsubishi Materials Corporation | Nickel-base heat-resistant alloys |
JP3067416B2 (ja) | 1992-08-20 | 2000-07-17 | 三菱マテリアル株式会社 | 高温耐熱部品製造用Ni基合金粉末 |
JPH0750008A (ja) | 1993-08-05 | 1995-02-21 | Showa Denko Kk | 磁気記録媒体 |
JPH08100255A (ja) | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Mitsubishi Materials Corp | 薄膜トランジスタの薄膜形成用スパッタリングターゲット材 |
US6045671A (en) | 1994-10-18 | 2000-04-04 | Symyx Technologies, Inc. | Systems and methods for the combinatorial synthesis of novel materials |
JP3874380B2 (ja) | 1996-08-26 | 2007-01-31 | エヌ・イーケムキャット株式会社 | 空格子点型格子欠陥を有するカーボン担持白金スケルトン合金電極触媒 |
GB9622284D0 (en) | 1996-10-25 | 1996-12-18 | Johnson Matthey Plc | Improved catalyst |
EP0855449B1 (en) | 1997-01-23 | 2000-08-23 | Mitsubishi Materials Corporation | Columnar crystalline Ni-base heat-resistant alloy having high resistance to intergranular corrosion at high temperature, method of producing the alloy, large-size article, and method of producing large-size article from the alloy |
US6171721B1 (en) | 1997-09-22 | 2001-01-09 | California Institute Of Technology | Sputter-deposited fuel cell membranes and electrodes |
US6187164B1 (en) | 1997-09-30 | 2001-02-13 | Symyx Technologies, Inc. | Method for creating and testing a combinatorial array employing individually addressable electrodes |
JP4205774B2 (ja) | 1998-03-02 | 2009-01-07 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池 |
JPH11307424A (ja) | 1998-04-22 | 1999-11-05 | Hitachi Ltd | 半導体製造方法および製造装置、ならびにそれにより製造された半導体デバイス |
JP3548433B2 (ja) | 1998-09-10 | 2004-07-28 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタック |
EP1080435B1 (en) | 1998-10-19 | 2002-02-27 | Symyx Technologies, Inc. | Design of combinatorial material libraries |
US6127058A (en) | 1998-10-30 | 2000-10-03 | Motorola, Inc. | Planar fuel cell |
JP3869568B2 (ja) | 1998-11-30 | 2007-01-17 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池用電極 |
GB9826940D0 (en) | 1998-12-09 | 1999-02-03 | Johnson Matthey Plc | Electrode |
US6268077B1 (en) | 1999-03-01 | 2001-07-31 | Motorola, Inc. | Portable fuel cell power supply |
US6380126B1 (en) | 1999-08-20 | 2002-04-30 | Medis El Ltd | Class of electrocatalysts and a gas diffusion electrode based thereon for fuel cells |
US6482763B2 (en) | 1999-12-29 | 2002-11-19 | 3M Innovative Properties Company | Suboxide fuel cell catalyst for enhanced reformate tolerance |
JP3679973B2 (ja) * | 2000-04-17 | 2005-08-03 | 三菱重工業株式会社 | 単結晶Ni基耐熱合金およびタービン翼およびガスタービン |
JP2001357857A (ja) * | 2000-06-12 | 2001-12-26 | Asahi Glass Co Ltd | 固体高分子型燃料電池及びその製造方法 |
US6632299B1 (en) | 2000-09-15 | 2003-10-14 | Cannon-Muskegon Corporation | Nickel-base superalloy for high temperature, high strain application |
JP2002343403A (ja) * | 2001-05-16 | 2002-11-29 | Mitsubishi Chemicals Corp | 燃料電池の運転方法 |
JP4061575B2 (ja) | 2001-06-01 | 2008-03-19 | ソニー株式会社 | 導電性触媒粒子及びその製造方法、ガス拡散性触媒電極及び電気化学デバイス |
US7608560B2 (en) * | 2003-06-06 | 2009-10-27 | Symyx Technologies, Inc. | Platinum-titanium-tungsten fuel cell catalyst |
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