JP5535339B2 - 燃料電池、再生型燃料電池及び膜電極アセンブリ(mea) - Google Patents
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Description
様々な触媒が合成され、それらの活性が現場であるいは現場外で電気化学的に検査された。触媒の一部は、スキン型−1つのタイプの金属を他のタイプの金属又はそれらの合金上に堆積させて成る完全なあるいはほぼ完全な単分子層−となるように合成された。合成された触媒は、Pt、Ir、Ru、Pd、Re、Mo、Co、Crを備えた。その触媒の一部は、Vulcan XC−72カーボン粉末上に担持された。
Re原子濃度が0〜22%の範囲で、総金属充填率が11〜69%の範囲であるPtRe型触媒;
Re原子濃度が0〜10%の範囲で、総金属充填率が45〜60%の範囲であるPdRe型触媒;
Pt原子濃度が5〜95%の範囲で、総金属充填率が35〜100%の範囲であるPt/Ir触媒;及び、
室温又は2℃で実施例9にしたがって合成されたPt/Ir触媒。
(60%(w/w)Pt94Re6/XC−72合成)
0.200gのXC−72が100mlの0.4M HClに加えられた。0.519gのPtCl4及び0.840gのNaReO4が、撹拌しながら、得られたスラリーに加えられた。スラリーが1時間にわたって撹拌し続けられた。10mlのNH4OHがスラリーにごく一部だけ加えられた。溶液のpHは11〜12であった。0.524gのNaBH4が10mlのH2O中で溶解されてスラリーへ急速に一部加えられた。スラリーが1時間にわたって撹拌し続けられた。得られた触媒粉末は、遠心分離によって回収されて、8時間にわたって80℃で1M H2SO4中において処理され、塩化物イオンを検出できなくなるまで蒸留水により洗浄されて、蒸発乾燥された。
(30%(w/w)PtCr/XC−72)
1.4gのXC−72が100mlのH2O中で懸濁され、XC−72が15分間にわたって超音波分解により細かく分散された。その後、スラリーが撹拌され、1.74mlの約69%のHNO3が加えられた。0.861gのPTA H2PtOH6が別個のフラスコ内で8.26mlの4.0M HNO3に加えられた。PTA溶液は、カーボンスラリーへ移され、30分間にわたって撹拌された。ビーカーが1℃/分の速度で70℃まで加熱され、この温度が撹拌下で1時間にわたって維持された。加熱が停止された後、NH3(約30%)が10ml/分の速度で3〜3.5のpHに達するまでスラリーに加えられ、溶液が撹拌下で室温まで冷却された。0.378gのCr(NO3)3・9H2Oが、50mlの水中で溶解されてスラリーへ加えられ、超音波処理された。30分後、0.5M NH4OHを用いてスラリーのpHが約4.5に調整された。30分後、溶液の加熱が、1℃/分の速度で温度を75℃まで上昇させることにより再開された。溶液が撹拌され、アンモニアの更なる付加によってpHが制御された。75℃に達した後、溶液は、1時間にわたって撹拌下で加熱され、その後、室温まで冷却されて濾過された。得られた粉末が洗浄されて乾燥された。その後、粉末は、30分間にわたって300℃でH2流中で熱処理されるとともに、1時間にわたって850℃でAr中で熱処理された。
(30%Ru/XC−72)
カーボン上のRuがエチレングリコール中でポリオールプロセスにより合成された。0.5gの1%(w/w)Pt/XC−72と約1gのRuCl3との混合物が900mlのエチレングリコール中で3時間にわたって170℃で撹拌された。粉末は、濾過されてH2O及びアセトン中で洗浄され、100℃で真空乾燥された。粉末は、8時間にわたって80℃で0.5M H2SO4中において酸処理されて、H2O中で洗浄された。
(44%(w/w)(Pt30/Ru70)/XC−72)
触媒が本明細書中に記載される方法によって合成され(実施例1)、一方、PtCl4からのPtが酸性媒体中でNaBH4還元によってRu/XC−72上に堆積された(実施例3)。
(80%(Pt11/Ir36/Ru53)/XC−72)
触媒が本明細書中に記載される方法によって合成され(実施例1)、一方、IrCl3からのIrが酸性媒体中でNaBH4によってRu/XC−72上に堆積された(実施例3によって合成された)。5M HClの付加によってIr堆積溶液pHが1に至った後、Ptに関して堆積処理(実施例1)が繰り返された。
(60%(w/w)Pt98Re2/XC−72合成)
0.200gのXC−72が100mlの0.4M HClに加えられた。0.519gのPdCl2及び1.54gのNaReO4が、撹拌しながら、得られたスラリーに加えられた。スラリーが1時間にわたって撹拌し続けられた。10mlのNH4OHがスラリーにごく一部だけ加えられた。溶液のpHは11〜12であった。0.375gのNaBH4が10mlのH2O中で溶解されてスラリーへ急速に一部加えられた。スラリーが1時間にわたって撹拌し続けられた。得られた触媒粉末は、遠心分離によって回収されて、8時間にわたって80℃で1M H2SO4中において処理され、塩化物イオンを検出できなくなるまで蒸留水により洗浄されて、蒸発乾燥された。
(36%(w/w)Ir/XC−72)
0.32gのXC−72が100mlの0.4M HClに加えられた。0.33gのIrCl3が、攪拌しながら得られたスラリーに加えられた。スラリーが1時間にわたって撹拌し続けられた。6mlのNH4OHがスラリーにごく一部だけ加えられた。溶液のpHは11〜12であった。0.15gのNaBH4が10mlのH2O中で溶解されてスラリーへ急速に一部加えられた。スラリーが1時間にわたって撹拌し続けられた。得られた触媒粉末は、遠心分離によって回収され、塩化物イオンを検出できなくなるまで蒸留水により洗浄されて、蒸発乾燥された。
(Pt15/It85)
3.4gのIrが1Lの0.4M HClに加えられた。1.036gのPtCl4が、撹拌しながら、得られたスラリーに加えられた。スラリーが1時間にわたって撹拌し続けられた。60mlのNH4OHがスラリーにごく一部だけ加えられた。溶液のpHは11〜12であった。0.464gのNaBH4が60mlのH2O中で溶解されてスラリーへ急速に一部加えられた。スラリーが1時間にわたって撹拌し続けられた。得られた触媒粉末は、濾過によって回収されて、8時間にわたって80℃で0.5M H2SO4中において処理され、塩化物イオンを検出できなくなるまで蒸留水により洗浄されて、蒸発乾燥された。
(40%(w/w)(Pt15/Ir85)/XC−72)
実施例7から得られた0.18gのIr/XC−72が100mlの0.4M HClに加えられた。0.02gのPtCl4が、撹拌しながら、得られたスラリーに加えられた。スラリーが1時間にわたって撹拌し続けられた。6mlのNH4OHがスラリーにごく一部だけ加えられた。溶液のpHは11〜12であった。0.01gのNaBH4が10mlのH2O中で溶解されてスラリーへ急速に一部加えられた。スラリーが1時間にわたって撹拌し続けられた。得られた触媒粉末は、遠心分離によって回収されて、8時間にわたって80℃で1M H2SO4中において処理され、塩化物イオンを検出できなくなるまで蒸留水により洗浄されて、蒸発乾燥された。
合成された触媒の一部の特性測定の結果が図3にまとめられている。EDS及びXPSの両方からのデータは、触媒の構造組成−バルクを成す金属及び表面上の金属の濃度−の評価を可能にする。粒子の外層がコアとは異なる金属から成るスキン型又はコアシェル合金触媒は、PEMFCにおいて最も活性な触媒であることで知られている。XRDは、合成された触媒の粒度の評価を可能にする。所望の粒度は2〜5nmの範囲内であり、一方、粒度が更に高いと、表面積が小さくなり、触媒上の反応部位の大きさが減少し、また、更に小さい粒度は大部分が非晶質触媒構造で見出されるが、望ましい構造はコアシェル順序型である。CV測定は触媒のECSAの計算を可能にし、一方、前述したように、触媒の表面が大きければ大きいほど、触媒部位の大きさが大きくなり、それにより、触媒活性が高まる。反応抵抗はCVによって測定され、また、反応抵抗は、触媒活性のための指標である反応の交換電流密度に反比例する(数1)−交換電流密度が高ければ高いほど−反応の抵抗が低くなり−触媒が更に活性になる。
Eeq−平衡電位
R−理想気体定数
T−温度
i0−交換電流密度
n−モル数
F−ファラデー数
i−電流密度
Rreaction−反応抵抗
PtRe及びPtReM(M=遷移金属)の粒度は2.7〜5.4nmの範囲内であり、PdRe及びPdReMの粒度は26〜53nmの範囲内であり、Pt/Ir及びPtM/Irの粒度は共通の相の2.2〜3.2nmの範囲内であり、Ptだけでは2.1〜2.4nm、Irだけでは4.6〜4.9nmである。カーボン担持Pt/Ir触媒の粒度は2.2〜2.7nmの範囲内である。
XPS分析によれば、触媒表面上のPt濃度は、例えば触媒PtRe/XC−72、PtRe/Ir、PtRe/Irにおいては、バルクの場合よりも高く、このことは、スキン状の触媒が形成される一方で、外側触媒シェルが主にPtを備えることを意味する。これは、表面上のPt存在度を表わす、Pt−O酸化電位とIr−O酸化電位との間にOads脱離ピークが位置されることを示すPt/Irのサイクリックボルタモグラムによっても裏付けられる。一部の触媒は、コア金属/合金上にPtのサブ単分子層を有していた。ある場合には、このサブ単分子層構造は、同様のPt合金又は全Pt単分子層触媒よりも良好な活性(mgPt当たり)を与える。スキン型触媒は、HTBFCsにおけるHERs及びHORsにおいて非常に活性で且つ安定であることが分かった。
PtRe及びPtReM(M=遷移金属)の反応抵抗は、0.046〜0.067Ω・mg(TM)(TMは全金属含有量を表わす)の範囲内であり、PdRe及びPdReMの反応抵抗は15Ω・mg(TM)の範囲内であり、また、Pt/Ir及びPtM/Irの反応抵抗は0.06〜0.09Ω・mg(TM)の範囲内である。カーボン担持Pt/Ir触媒は、0.016〜0.035Ω・mg(TM)の範囲内の最も低いRreactionを有する。
合成された触媒は、ガス電極で使用され、幾つかの実施形態では溶液電極で使用された。
(水素側GDLインク)
250mLビーカー内で、2grのPVDFと120mlのシクロペンタノン(CP)とを磁気撹拌器を介して混合する。透明な溶液が得られるまで40℃まで加熱し、その後、加熱を終了して、溶液を室温まで冷却させたままにする。6gのXC−72R及び20〜30mlのCPを加えて、0.5〜1時間にわたって撹拌する。撹拌器を除去して、約1時間にわたってインクを均質化処理状態下におく。300μmK−Barを使用してGDLインクの2つの層をカーボン担持体(布)上に塗布し、その後、各層を130℃で1時間にわたって硬化する必要がある。
(水素側触媒インク)
50mLバイアル瓶内で、2.5グラムの触媒及び0.625グラムのカーボン粉末と、4mLの水、8mLのイソプロピルアルコール、及び、2mLのナフィオン5%溶液とを1時間にわたって混合する。0.8mLのグリセロールを加えて、15分間にわたって撹拌した後、0.350mLのテトラブチルアンモニウム水酸化物(TBA−OH)を加える。更なる撹拌時間の後、他の0.8mLグリセロールが加えられ、溶液が一晩中(少なくとも16時間)にわたって混合されたままにされる。結果として得られるインクが、ドクターブレード法で100μmギャップK−Barを使用して(実施例1のように)GDL上に塗布された。電極が1〜2時間にわたってRTで乾燥されたままにされ、その後、145℃で1時間にわたって硬化された。硬化プロセス後、電極を0.5Mの硫酸中で1時間にわたって沸騰させ、その後、更なる時間にわたってDI水中で沸騰させた後、電極を炉内において1時間にわたり105℃で乾燥させた。結果として得られる電極は、最終寸法にカットし、約2mgTM/cm2の荷重に達するまで加重した。
75wt.%Pt触媒“Johnson−Matthey”ナノ粉末、15wt.%ナフィオン、及び、10wt.%カーボン粉末を混合させることによって電極インクが形成された。インクは膜上に直接に塗布された。触媒充填は4〜7mg/cm2であった。“Water−Neutral Micro Direct−Methanol Fuel Cell(DMFC) for Portable Applications”;A.Blum、T.Duvdevani、M.Philosoph、N.Rudoy、E.Peled;Journal of Power Sources 117(2003)22−25を参照されたい。
溶液区画の電極(Br−/Br3 −反応が行われる)は、前述したように、高分子結合剤と、少量の(あるいは、全く無い)触媒粉末とを有するカーボン系懸濁液から成る。
(臭素側インク80%設計多孔率)
最初に、0.336gのPVDFを、該PVDFが溶解されるまで20mlのシクロペンタノン中で少なくとも2時間混合する。その後、3.75gのXC−72R、0.102gの触媒粉末が、7.78mLのプロピレンカーボネート及び40mLのシクロペンタノンと共に加えられる。結果として得られる懸濁液がボールミル内で1.5時間にわたって振動される。インクは、ドクターブレード機器を使用してカーボン担持体上で200μmK−Barによりコーティングされる。
(臭素側インク50%設計多孔率)
4.68gのメソフェイズカーボンマイクロビーズ(MCMB)、0.42gのPVDF、及び、0.126gの触媒と、15mLのシクロペンタノンとを50mLのバイアル瓶内で混合する。2.34mLのプロピレンカーボネートを加えて、磁気撹拌器を介して1〜2時間にわたって撹拌する。撹拌されたインクを均質器へ移動させ、凝集物が現れなくなるまで更に0.5〜1時間にわたって混合する。12μmK−Barを使用してドクターブレード機器によってカーボン担持体をコーティングする。
Pt/Ir触媒を備える溶液電極は、電極での触媒の利用を推定するためにCVによって検査された。得られたECSAは、ガラス状カーボン(表1のセクション5.2)上に堆積される同じ触媒に関して測定されたECSAに近く、このことは、HTBFCの電極の高い活性をもたらすべき電極での触媒表面のほぼ完全な利用が存在することを意味する。
MEAは、図1に示されるようにGDL及び触媒層によりコーティングされた2つの電極間での60〜130℃における10〜60kg/cm2での膜のホットプレスによって形成された。
検査媒体として、我々は7cm2FCを使用した。燃料電池ハウジングが合成グラファイトブロックから形成され、これにはフロー領域が形成され、一方がHBr溶液のためのものであり、他方が水素のためのものである。図2に描かれるように、MEAが2つのガスケット及びグラファイトブロック間に配置された。電池の外周にわたって位置される一組のボルトを備える2つのバッキングプレート間に一緒に保持された。電池には、一方側では圧縮シリンダから純粋な水素が供給され、他方側では希釈された臭化水素酸の溶液が供給された。溶液は、隔膜ポンプを使用して循環されて、約40℃まで加熱された。
先の節で報告された様々なタイプの触媒は、図4で提示されるように、HBr陽極を使用するRFCにおいて評価された。マイナス及びプラスの電極の両方が本明細書中に記載されるように形成された。電池は、7cm2の面積範囲で本明細書中に記載されるように構成された。電池における触媒の性能は、充電及び放電の微小分極の反応レジスタを使用して評価された。
異なる電気化学的方法及び物理的方法からの特性結果によれば、触媒合成処理は、HOR/HER反応に適したスキン型触媒を生成できる。また、そのような合成処理は、白金基材として安価な金属を使用できるようにし、一方、そのような触媒の外層は、主に、HOR/HERに対し最も活性な触媒であるPtを備える。
Claims (18)
- 陰極と、陽極と、前記陰極と前記陽極との間に配置されるナノポーラスプロトン伝導膜とを備え、前記陰極が支持体を備えるとともに、前記陰極には触媒が分散され、前記触媒が少なくとも1つの貴金属を備え、前記陽極が支持体を備えるとともに、前記陽極には触媒が分散され、前記触媒が、カーボン粉末、あるいは、カーボン粉末を伴う少なくとも1つの貴金属を備え、前記陰極に分散される触媒及び前記陽極に分散される触媒は、同じでありあるいは異なっているとともに、ハロゲンイオン又はハロゲンイオンの混合物の存在下で、再生型燃料電池における充電反応及び放電反応を触媒することができ、前記ナノポーラスプロトン伝導膜が本質的に50nmよりも小さい孔径を伴う孔を有し、及び(i)酸吸収能力を有する体積で5%〜60%の非導電性無機粉末を備え、前記粉末は本質的にナノサイズ粒子からなり、(ii)酸、酸素、及び、燃料に化学的に適合する体積で5%〜50%の高分子結合剤、及び(iii)体積で10〜90%の酸又は酸性水溶液とを備える、膜電極アセンブリ(MEA)。
- ハウジングと、それを陰極側と陽極側とに分配するように前記ハウジング内に配置される第1の表面及び第2の表面を有するナノポーラスプロトン伝導膜と、前記第1の表面を陰極側に接続するために前記第1の表面に形成される陰極と、前記第2の表面を陽極側に接続するために前記第2の表面に形成される陽極とを備え、前記陰極が支持体を備えるとともに、前記陰極には触媒が分散され、前記触媒が少なくとも1つの貴金属を備え、前記陽極が支持体を備えるとともに、前記陽極には触媒が分散され、前記触媒が、カーボン粉末、あるいは、カーボン粉末を伴う少なくとも1つの貴金属を備え、前記陰極に分散される触媒及び前記陽極に分散される触媒が、同じでありあるいは異なっているとともに、ハロゲンイオン又はハロゲンイオンの混合物の存在下で、再生型燃料電池における充電反応及び放電反応を触媒することができ、前記ナノポーラスプロトン伝導膜が本質的に50nmよりも小さい孔径を伴う孔を有し、及び(i)酸吸収能力を有する体積で5%〜60%の非導電性の無機粉末を備え、前記粉末は本質的にナノサイズ粒子からなり、(ii)酸、酸素、及び、燃料に化学的に適合する体積で5%〜50%の高分子結合剤、及び(iii)体積で10〜90%の酸又は酸性水溶液とを備える、再生型燃料電池。
- 溶液区画と、ガス区画と、前記溶液区画と前記ガス区画との間に配置される膜電極アセンブリ(MEA)とを備え、前記膜電極アセンブリ(MEA)は、陰極と、陽極と、前記陰極と前記陽極との間に配置されるナノポーラスプロトン伝導膜とを備え、前記陰極が前記ガス区画に面し、前記陽極が前記溶液区画に面し、前記陰極が支持体を備えるとともに、前記陰極には触媒が分散され、前記触媒が少なくとも1つの貴金属を備え、前記陽極が支持体を備えるとともに、前記陽極には触媒が分散され、前記触媒が、カーボン粉末、あるいは、カーボン粉末を伴う少なくとも1つの貴金属を備え、前記陰極に分散される触媒及び前記陽極に分散される触媒は、同じでありあるいは異なっているとともに、ハロゲンイオン又はハロゲンイオンの混合物の存在下で、再生型燃料電池における充電反応及び放電反応を触媒することができ、前記ナノポーラスプロトン伝導膜が本質的に50nmよりも小さい孔径を伴う孔を有し、及び(i)酸吸収能力を有する体積で5%〜60%の非導電性の無機粉末を備え、前記粉末は本質的にナノサイズ粒子からなり、(ii)酸、酸素、及び、燃料に化学的に適合する体積で5%〜50%の高分子結合剤、及び(iii)体積で10〜90%の酸又は酸性水溶液とを備える、再生型燃料電池。
- 前記触媒が、少なくとも1つの貴金属を備える触媒組成体であって、前記触媒組成体は、ハロゲンイオン又はハロゲンイオンの混合物の存在下で、電流を発生させるために燃料と酸化剤と間の反応を触媒することができ、前記触媒組成体が、(i)Ir、Ru、Pd、Pt、Re、及び、その混合物、並びに、その合金、(ii)Ir、Ru、Pd、Pt、ReとCr、Mo、Ta、Ni、Co、Feから選択される1つ以上の遷移金属との合金、(iii)(PtRe)/M、(PdRe)/M、及び、(PtM)/Irから選択され、Mが貴金属又は遷移金属、及び(iv)PtRe、PdRe、PtIr、PdIr、PtCr、PtRu、Pt/Ir/Ru、PtReCo、PtReMo、Ir/Ru、(PtRe)/Ir、(PtRu)/Ir、(PtReMo)/Ir、及び、(PtReCo)/Irから成るグループから選択され、前記触媒組成体は、前記膜電極アセンブリ(MEA)の一部である前記陰極と前記陽極に分散されている、請求項1に記載の膜電極アセンブリ(MEA)。
- 陰極と、陽極と、前記陰極と前記陽極との間に配置されるナノポーラスプロトン伝導膜とを備え、前記陰極が支持体を備えるとともに、前記陰極には触媒が分散され、前記触媒が少なくとも1つの貴金属を備え、前記陽極が支持体を備えるとともに、前記陽極には触媒が分散され、前記触媒が、カーボン粉末、あるいは、カーボン粉末を伴う少なくとも1つの貴金属を備え、前記陰極に分散される触媒及び前記陽極に分散される触媒は、同じでありあるいは異なっているとともに、ハロゲンイオン又はハロゲンイオンの混合物の存在下で、電流を発生させるために燃料と酸化剤と間の反応を触媒することができ、前記ナノポーラスプロトン伝導膜が本質的に50nmよりも小さい孔径を伴う孔を有し、及び(i)酸吸収能力を有する体積で5%〜60%の非導電性の無機粉末を備え、前記粉末は本質的にナノサイズ粒子からなり、(ii)酸、酸素、及び、燃料に化学的に適合する体積で5%〜50%の高分子結合剤、及び(iii)体積で10〜90%の酸又は酸性水溶液とを備える、燃料電池。
- 前記触媒が、少なくとも1つの貴金属を備える触媒組成体であって、前記触媒組成体が、ハロゲンイオン又はハロゲンイオンの混合物の存在下で、再生型燃料電池における充電反応及び放電反応を触媒することができる触媒組成体であって、前記触媒組成体が、
(i)Ir、Ru、Pd、Pt、Re、及び、その混合物、並びに、その合金、(ii)Ir、Ru、Pd、Pt、ReとCr、Mo、Ta、Ni、Co、Feから選択される1つ以上の遷移金属との合金、(iii)(PtRe)/M、(PdRe)/M、及び、(PtM)/Irから選択され、Mが貴金属又は遷移金属、及び(iv)PtRe、PdRe、PtIr、PdIr、PtCr、PtRu、Pt/Ir/Ru、PtReCo、PtReMo、Ir/Ru、(PtRe)/Ir、(PtRu)/Ir、(PtReMo)/Ir、及び、(PtReCo)/Irから成るグループから選択され、前記触媒組成体は、前記膜電極アセンブリ(MEA)の一部である前記陰極と前記陽極に分散されている、請求項1に記載の膜電極アセンブリ(MEA)。 - 前記触媒が、水素酸化還元反応、ハロゲン/ハロゲン化物酸化還元反応、及び、水素/三ハロゲン化物酸化還元反応を触媒することができる、請求項6に記載の膜電極アセンブリ(MEA)。
- 前記触媒が、水素発生反応(HER)及び水素酸化反応(HOR)を触媒することができる、請求項6に記載の膜電極アセンブリ(MEA)。
- 前記触媒が、コアシェル構造又はスキン構造を有する、請求項6に記載の膜電極アセンブリ(MEA)。
- (a)前記コア又は粒子は、
(i)Pt又はPt合金を備え、Pt合金が、Ru、Re、Pd、Irから選択される1つ以上の他の貴金属を含むか、又は、
Pt又はPt合金を備え、Pt合金が、Ru、Re、Pd、Irから選択される1つ以上の他の貴金属とMo、Co、Cr、Ni、Ta、Feから選択される1つ以上の遷移金属とを含み、あるいは、
(ii)Ptを含まない金属又はPtを含まない合金を備え、Ptを含まない金属がRu、Re、Pd、Irから選択される1つ以上の貴金属を含み、Ptを含まない合金が、Ru、Re、Pd、Irから選択される2つ以上の貴金属を含むか、又は、
Ptを含まない金属又はPtを含まない合金を備え、Ptを含まない金属がRu、Re、Pd、Irから選択される1つ以上の貴金属を含み、Ptを含まない合金が、Ru、Re、Pd、Irから選択される2つ以上の貴金属とMo、Co、Cr、Ni、Ta、Feから選択される1つ以上の遷移金属とを含み、
(b)前記シェル又は前記スキンは、(i)Pt又はIr及びその合金から選択される貴金属のサブ単分子層、原子島、及び/又は、1つ以上の層を備え、Pt合金及びIr合金が、Ru、Re、Pdから選択される1つ以上の他の貴金属を含むか、又は、
(ii)Pt又はIr及びその合金から選択される貴金属のサブ単分子層、原子島、及び/又は、1つ以上の層を備え、Pt合金及びIr合金が、Ru、Re、Pdから選択される1つ以上の他の貴金属とMo、Co、Cr、Ni、Ta、Feから選択される1つ以上の遷移金属とを含む、請求項9に記載の膜電極アセンブリ(MEA)。 - 少なくとも1つの前記貴金属がカーボン粉末上又はセラミック粉末上に担持される、請求項6に記載の膜電極アセンブリ(MEA)。
- 再生型燃料電池が水素/臭素再生型燃料電池を備える、請求項6に記載の膜電極アセンブリ(MEA)。
- 前記陰極の前記支持体が細孔表面を規定する複数の多孔質領域を備え、前記細孔表面には前記触媒が分散され、該触媒は複数の前記多孔質領域の全体にわたって非連続的に分散されるようになっており、複数の前記多孔質領域がナノ多孔性、メソ多孔性、及び/又は、マクロ多孔性である、請求項6に記載の膜電極アセンブリ(MEA)。
- 前記ナノ多孔性が2nm未満の平均孔径を備え、前記メソ多孔性が2nm〜50nmの平均孔径を備え、前記マクロ多孔性が50nmを超える平均孔径を備える、請求項13に記載の膜電極アセンブリ(MEA)。
- 前記陰極が、疎水性である、請求項6に記載の膜電極アセンブリ(MEA)。
- 前記陽極の前記支持体が細孔表面を規定する複数の多孔質領域を備え、前記細孔表面には前記触媒が分散され、該触媒は複数の前記多孔質領域の全体にわたって非連続的に分散されるようになっており、複数の前記多孔質領域がナノ多孔性、メソ多孔性、及び/又は、マクロ多孔性である、請求項6に記載の膜電極アセンブリ(MEA)。
- 前記ナノ多孔性が2nm未満の平均孔径を備え、前記メソ多孔性が2nm〜50nmの平均孔径を備え、前記マクロ多孔性が50nmを超える平均孔径を備える、請求項16に記載の膜電極アセンブリ(MEA)。
- 前記陽極が、疎水性である、請求項6に記載の膜電極アセンブリ(MEA)。
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