JP5740680B2 - 直接液体燃料型燃料電池 - Google Patents
直接液体燃料型燃料電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5740680B2 JP5740680B2 JP2011115931A JP2011115931A JP5740680B2 JP 5740680 B2 JP5740680 B2 JP 5740680B2 JP 2011115931 A JP2011115931 A JP 2011115931A JP 2011115931 A JP2011115931 A JP 2011115931A JP 5740680 B2 JP5740680 B2 JP 5740680B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gold
- nickel
- fuel cell
- borane
- catalyst
- 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
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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Description
項1.正極、負極、および該正極と該負極との間に配置された電解質膜を含む固体高分子形燃料電池であって、
該電解質膜が陰イオン交換膜であり、
該負極用触媒が、表面の少なくとも一部が金により置換されたニッケルであり、
該負極に供給される燃料が、化学式:RnNH3−nBmH2m+1 (式中、Rは一価の炭化水素基であり、nは0〜3の整数であり、mは1又は3である。但し、2個又は3個のRが相互に結合して、窒素原子と共に含窒素環状構造を形成しても良い。)で表されるアミンボラン化合物の水溶液である
直接液体燃料型燃料電池。
項2.負極用触媒が、金とニッケルの合計量を基準として、金を0.1〜5モル%含むものである、上記項1に記載の直接液体燃料型燃料電池。
項3.負極触媒が、表面の少なくとも一部が金により置換されたニッケルが担体に担持されたものである、上記項1又は2に記載の直接液体燃料型燃料電池。
項4.負極触媒が、ニッケル又はニッケルを担持した担体を分散した水溶液中に金化合物を含む水溶液を添加して、該ニッケルの表面に金を析出させる方法で得られたものである、上記項1〜3のいずれかに記載の直接液体燃料型燃料電池。
項5.アミンボラン化合物が、アンモニアボラン、ジメチルアミンボラン、ジエチルアミンボラン、トリメチルアミンボラン、トリエチルアミンボラン、t-ブチルアミンボラン、アンモニアトリボラン、モルホリンボラン及びピリジンボランからなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物である上記項1〜4のいずれかに記載の燃料電池。
項6.化学式:RnNH3−nBmH2m+1 (式中、Rは一価の炭化水素基であり、nは0〜3の整数であり、mは1又は3である。但し、2個又は3個のRが相互に結合して、窒素原子と共に含窒素環状構造を形成しても良い。)で表されるアミンボラン化合物を燃料とする燃料電池の負極用触媒であって、表面の少なくとも一部が金により置換されたニッケルを有効成分とすることを特徴とする負極用触媒。
項7. 表面の少なくとも一部が金により置換されたニッケルが、金とニッケルの合計量を基準として、金を0.1〜5モル%含むものである上記項6に記載の負極用触媒。
(1)燃料
本発明の燃料電池は、化学式:RnNH3−nBmH2m+1 (式中、Rは一価の炭化水素基であり、nは0〜3の整数であり、mは1又は3である。但し、2個又は3個のRが相互に結合して、窒素原子と共に含窒素環状構造を形成しても良い。)で表されるアミンボラン化合物の水溶液を燃料として用いるものである。
本発明の燃料電池では、電解質膜として陰イオン交換膜を用いる。陰イオン交換膜を電解質膜とすることによって、前述した負極反応によって発生するOH-イオンが伝導イオンとなり、高電流、高電圧の優れた性能の燃料電池とすることができる。
本発明の燃料電池では、負極用触媒として、ニッケル金属を主体として、その表面の少なくとも一部が金により置換された金含有ニッケルを用いる。本発明では、この様なニッケル金属を主体とする触媒を用いる場合であっても、固体電解質膜として塩基性の陰イオン交換膜を用いることによって、金属ニッケルの腐食や劣化を生じることなく、長期間安定して使用することができる。
本発明の燃料電池の構造は、電解質膜として陰イオン交換膜を用い、負極用触媒として金含有ニッケルを用いること以外は、公知の固体高分子形燃料電池と同様とすればよい。
(i)負極触媒(Ni担持触媒)の調製
カーボンブラック(バルカンXC72R:キャボット社製)200 mgを200 mlの水に入れ、12時間超音波処理を行って均一に分散させた後、3.235 g のNH3BH3 と 3.145 g のNaBH4を加え、スターラーでよく攪拌した。
主鎖が炭化水素系重合体からなり側鎖末端に四級アンモニウム基を含む陰イオン交換型高分子電解質をテトラヒドロフランと1-プロパノールからなる混合溶媒に溶解した溶液中に、上記方法で得た負極触媒を加えて混合して負極用触媒インクを得た。
比較例1において、2.025 g のNiCl2・6H2Oを3.35 gのHAuCl4・3H2Oに変更すること以外は、比較例1と同様にして、カーボンブラック上にAu微粒子が担持された触媒を得た。
カーボンブラック(バルカンXC72R:キャボット社製)200 mgを200 mlの水に入れ、12時間超音波処理を行って均一に分散させた後、3.235 g のNH3BH3 と 3.145 g のNaBH4を加え、スターラーでよく攪拌した。
実施例1に記載した負極触媒の作製方法において、HAuCl4・3H2Oの使用量を変化させる以外は、実施例1と同様にして、Auの含有率が2.4モル%以下の範囲でAu含有率が異なる金含有ニッケル触媒を作製した。
Claims (5)
- 正極、負極、および該正極と該負極との間に配置された電解質膜を含む固体高分子形燃料電池であって、
該電解質膜が陰イオン交換膜であり、
該負極用触媒が、表面の少なくとも一部が金により置換されたニッケルであり、且つ、金とニッケルの合計量を基準として、金を0.1〜5モル%含み、
該負極に供給される燃料が、化学式:RnNH3−nBmH2m+1 (式中、Rは一価の炭化水素基であり、nは0〜3の整数であり、mは1又は3である。但し、2個又は3個のRが相互に結合して、窒素原子と共に含窒素環状構造を形成しても良い。)で表されるアミンボラン化合物の水溶液である
直接液体燃料型燃料電池。 - 負極触媒が、表面の少なくとも一部が金により置換されたニッケルが担体に担持されたものである、請求項1に記載の直接液体燃料型燃料電池。
- 負極触媒が、ニッケル又はニッケルを担持した担体を分散した水溶液中に金化合物を含む水溶液を添加して、該ニッケルの表面に金を析出させる方法で得られたものである、請求項1又は2に記載の直接液体燃料型燃料電池。
- アミンボラン化合物が、アンモニアボラン、ジメチルアミンボラン、ジエチルアミンボラン、トリメチルアミンボラン、トリエチルアミンボラン、t-ブチルアミンボラン、アンモニアトリボラン、モルホリンボラン及びピリジンボランからなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物である請求項1〜3のいずれかに記載の燃料電池。
- 化学式:RnNH3−nBmH2m+1 (式中、Rは一価の炭化水素基であり、nは0〜3の整数であり、mは1又は3である。但し、2個又は3個のRが相互に結合して、窒素原子と共に含窒素環状構造を形成しても良い。)で表されるアミンボラン化合物を燃料とする燃料電池の負極用触媒であって、表面の少なくとも一部が金により置換されたニッケルを有効成分とし、
表面の少なくとも一部が金により置換されたニッケルが、金とニッケルの合計量を基準として、金を0.1〜5モル%含むものであることを特徴とする負極用触媒。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011115931A JP5740680B2 (ja) | 2011-05-24 | 2011-05-24 | 直接液体燃料型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011115931A JP5740680B2 (ja) | 2011-05-24 | 2011-05-24 | 直接液体燃料型燃料電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012243724A JP2012243724A (ja) | 2012-12-10 |
JP5740680B2 true JP5740680B2 (ja) | 2015-06-24 |
Family
ID=47465176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011115931A Expired - Fee Related JP5740680B2 (ja) | 2011-05-24 | 2011-05-24 | 直接液体燃料型燃料電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5740680B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6581343B2 (ja) * | 2014-10-21 | 2019-09-25 | ダイハツ工業株式会社 | 燃料電池および燃料電池の製造方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008153192A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-07-03 | Hitachi Maxell Ltd | 貴金属含有触媒、その製造方法、膜・電極構造体、燃料電池および燃料電池発電システム |
JP5229872B2 (ja) * | 2008-01-24 | 2013-07-03 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 燃料電池 |
-
2011
- 2011-05-24 JP JP2011115931A patent/JP5740680B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012243724A (ja) | 2012-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sarkar et al. | Strategic modulation of target-specific isolated Fe, Co single-atom active sites for oxygen electrocatalysis impacting high power Zn–air battery | |
Wu et al. | Ultrafine Pt nanoparticles and amorphous nickel supported on 3D mesoporous carbon derived from Cu-metal–organic framework for efficient methanol oxidation and nitrophenol reduction | |
Bu et al. | Three-dimensional Pd3Pb nanosheet assemblies: high-performance non-Pt electrocatalysts for bifunctional fuel cell reactions | |
Wang et al. | Electrocatalytic activities of oxygen reduction reaction on Pd/C and Pd–B/C catalysts | |
US9882223B2 (en) | Catalysts and electrodes for fuel cells | |
JP4993867B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP6573265B2 (ja) | 担体−ナノ粒子複合体、これを含む触媒およびその製造方法 | |
Grigoriev et al. | On the possibility of replacement of Pt by Pd in a hydrogen electrode of PEM fuel cells | |
US20130149632A1 (en) | Electrode catalyst for a fuel cell, method of preparing the same, and membrane electrode assembly and fuel cell including the electrode catalyst | |
EP2847814B1 (en) | Anode electro-catalysts for alkaline membrane fuel cells | |
Khan et al. | Porous carbon as electrode material in direct ethanol fuel cells (DEFCs) synthesized by the direct carbonization of MOF-5 | |
CN103022518B (zh) | 燃料电池用电极催化剂、其制法、膜电极组件和燃料电池 | |
US8178462B2 (en) | Method for production of electrode catalyst for fuel cell | |
KR102416425B1 (ko) | 코발트를 함유하는 연료전지용 백금계 합금 촉매의 제조 방법 | |
US8945791B2 (en) | Oxygen side electrode for a fuel cell | |
Ipadeola et al. | Pd-nanoparticles embedded metal–organic framework-derived hierarchical porous carbon nanosheets as efficient electrocatalysts for carbon monoxide oxidation in different electrolytes | |
Kakade et al. | Enhanced methanol electrooxidation at Pt skin@ PdPt nanocrystals | |
JP5015489B2 (ja) | 燃料電池用電極触媒及び燃料電池 | |
JP2009054339A (ja) | 燃料電池用複合触媒、燃料電池用複合触媒の製造方法、燃料電池用電極触媒層の製造方法及び燃料電池 | |
Jilani et al. | Surfactant-free one-pot synthesis of homogeneous trimetallic PtNiCu nanoparticles with size control by using glycine | |
Chai et al. | Heterogeneous Ir3Sn–CeO2/C as alternative Pt-free electrocatalysts for ethanol oxidation in acidic media | |
Qiu et al. | 3D Pt/2D-NiMOF/rGO-Supported Subsized Pt Nanoparticles for Excellent CO Tolerance and Improved Methanol Oxidation in Both Alkaline and Acidic Media | |
JP5344483B2 (ja) | 直接液体燃料型燃料電池 | |
Park et al. | Crusty-structured Cu@ NiCo nanoparticles as anode catalysts in alkaline fuel cells | |
JP5740680B2 (ja) | 直接液体燃料型燃料電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131203 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141224 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150106 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150226 |
|
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: 20150331 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150403 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5740680 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
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 |