JP5761015B2 - Method for producing fuel cell catalyst - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池用触媒層の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a fuel cell catalyst layer.
電解質膜をアノードとカソードとで挟持して構成される膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly、MEAとも呼ぶ)を備えた燃料電池が知られている。このような燃料電池のアノードおよびカソードは、触媒層を備えている。この触媒層において、高分子電解質の親水性官能基がそれぞれ触媒側に配向しているPFF(Proton Film flow)構造(登録商標)が、提案されている(特許文献1参照)。また、触媒層で、PFF構造をより安定させるために、触媒層中の触媒を酸性官能基(例えば、硝酸基)で修飾した構成が提案されている(特許文献2参照)。この技術では、錯体溶液(白金化合物溶液)と触媒とを撹拌した後、撹拌した溶液を濾過し、濾物(錯体溶液と触媒との混合物)を高い温度で熱処理(例えば、150℃で真空乾燥)させることによって、触媒を酸性官能基で修飾するようにしている。 2. Description of the Related Art There is known a fuel cell including a membrane electrode assembly (also referred to as a MEA) that is configured by sandwiching an electrolyte membrane between an anode and a cathode. The anode and cathode of such a fuel cell are provided with a catalyst layer. In this catalyst layer, a PFF (Proton Film flow) structure (registered trademark) in which the hydrophilic functional groups of the polymer electrolyte are oriented on the catalyst side has been proposed (see Patent Document 1). Further, in order to further stabilize the PFF structure in the catalyst layer, a configuration in which the catalyst in the catalyst layer is modified with an acidic functional group (for example, nitric acid group) has been proposed (see Patent Document 2). In this technique, after stirring the complex solution (platinum compound solution) and the catalyst, the stirred solution is filtered, and the filtrate (mixture of the complex solution and the catalyst) is heat-treated at a high temperature (for example, vacuum-dried at 150 ° C.). The catalyst is modified with an acidic functional group.
ところで、本願の発明者(本発明者とも呼ぶ)は、上述のように、濾物を熱処理した場合、濾物(錯体溶液と触媒との混合物)に残留する水(残留水とも呼ぶ)が酸化源となって、触媒が酸化することを見いだした。例えば、本発明者は、担体としてカーボンを用いた場合に、濾物の熱処理を実行すると、残留水が酸化源となって、カーボンが燃焼し、二酸化炭素が発生することを見いだした。また、本発明者は、錯体溶液として、触媒に硝酸基または亜硝酸基を付与可能な溶液(例えば、ヘキサヒドロキソ白金(IV)酸硝酸溶液)を用いた場合に、濾物の熱処理を実行すると、残留水が酸化源となって、硝酸基または亜硝酸基が酸化され、NOx(窒素酸化物)が発生することを見いだした。このように、酸化した触媒を、触媒層に用いると、触媒層での電気化学反応が低下し、その結果、燃料電池の発電効率が低下する可能性があった。 By the way, when the inventor of the present application (also referred to as the inventor) heat-treats the filtrate as described above, the water (also referred to as residual water) remaining in the filtrate (mixture of the complex solution and the catalyst) is oxidized. The source was found to oxidize the catalyst. For example, the present inventor has found that, when carbon is used as a carrier, when heat treatment of the filtrate is performed, residual water becomes an oxidizing source, carbon is burned, and carbon dioxide is generated. In addition, when the inventor uses a solution (for example, a hexahydroxoplatinum (IV) nitric acid solution) that can impart a nitrate group or a nitrite group to the catalyst as the complex solution, It has been found that residual water becomes an oxidation source, and nitrate groups or nitrite groups are oxidized to generate NOx (nitrogen oxide). Thus, when the oxidized catalyst is used for the catalyst layer, the electrochemical reaction in the catalyst layer is lowered, and as a result, the power generation efficiency of the fuel cell may be lowered.
本発明は、燃料電池用触媒層で用いられる触媒であって、酸性官能基で修飾する触媒の酸化を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the technique which can suppress the oxidation of the catalyst used by the catalyst layer for fuel cells, and modified with an acidic functional group.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[形態] 燃料電池用触媒の製造方法であって、
触媒金属粒子が担持された担体を含む触媒であって、酸性官能基で修飾した前記触媒を準備する触媒準備工程と、
前記触媒を乾燥する第1乾燥工程と、
前記第1乾燥工程で乾燥された前記触媒を粉砕する粉砕工程と、
前記粉砕工程で粉砕された前記触媒を真空下で乾燥する第2乾燥工程と、
前記第2乾燥工程後に、乾燥した前記触媒を130℃より高い温度で熱処理する熱処理工程であって、前記酸性官能基を前記触媒に定着させる作用を少なくとも有する熱処理工程と、
を備え、
前記第2乾燥工程では、90℃未満の温度で、乾燥を実行し、
前記熱処理工程は、前記第2乾燥工程と前記熱処理工程との間に前記触媒が外気に触れないように、真空下、または、不活性ガス雰囲気下で、前記第2乾燥工程と同一炉内で実行される、
燃料電池用触媒の製造方法。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[Embodiment] A method of manufacturing a catalyst for a fuel cell medium,
A catalyst preparation step for preparing a catalyst including a carrier on which catalyst metal particles are supported, the catalyst being modified with an acidic functional group; and
A first drying step of drying the catalyst;
A pulverizing step of pulverizing the catalyst dried in the first drying step;
A second drying step of drying the catalyst pulverized in the pulverization step under vacuum ;
A heat treatment step of heat-treating the dried catalyst at a temperature higher than 130 ° C. after the second drying step , the heat treatment step having at least an action of fixing the acidic functional group to the catalyst;
With
In the second drying step, drying is performed at a temperature lower than 90 ° C. ,
Before SL heat treatment step, as the catalyst between the heat treatment step and the second drying step does not touch the outside air, under vacuum or under an inert gas atmosphere, the second drying step in the same furnace Executed in
Method for producing a catalyst for a fuel cell medium.
[適用例1]
燃料電池用触媒層の製造方法であって、
触媒金属粒子が担持された担体を含む触媒であって、酸性官能基で修飾した前記触媒を準備する触媒準備工程と、
前記触媒を粉砕する粉砕工程と、
前記粉砕工程で粉砕された前記触媒を乾燥する乾燥工程と、
前記乾燥工程後に、乾燥した前記触媒を熱処理する熱処理工程であって、前記酸性官能基を前記触媒に定着させる作用を少なくとも有する熱処理工程と、
を備え、
前記乾燥工程は、
前記粉砕工程で粉砕された前記触媒を乾燥する場合には、前記熱処理よりも低い温度で、乾燥を実行する、
燃料電池用触媒層の製造方法。
[Application Example 1]
A method for producing a catalyst layer for a fuel cell, comprising:
A catalyst preparation step for preparing a catalyst including a carrier on which catalyst metal particles are supported, the catalyst being modified with an acidic functional group; and
A crushing step of crushing the catalyst;
A drying step of drying the catalyst pulverized in the pulverization step;
A heat treatment step of heat-treating the dried catalyst after the drying step, the heat treatment step having at least an action of fixing the acidic functional group to the catalyst;
With
The drying step
When drying the catalyst pulverized in the pulverization step, the drying is performed at a temperature lower than the heat treatment.
Manufacturing method of catalyst layer for fuel cell.
上記構成によれば、乾燥工程で、熱処理工程での熱処理よりも低い温度で、触媒の乾燥を実行するので、触媒に付着した水が酸化源となることを抑制しつつ、触媒を乾燥することができる。そして、酸性官能基を触媒に定着させる作用を少なくとも有する熱処理工程前に、触媒を乾燥する乾燥工程を実行するので、酸化源になり得る水の多くが除去された状態で、熱処理工程を実行することができ、上記乾燥工程を経ずに熱処理工程を実行する場合と比較して、触媒の酸化を抑制することができる。また、粉砕工程で、酸性官能基で修飾した触媒を粉砕して、触媒の表面積を拡大するようにしている。このようにすれば、粉砕工程後の乾燥工程で、触媒に付着する水を効率良く除去することができ、触媒の酸化をより抑制することが可能となる。 According to the above configuration, since the drying of the catalyst is performed at a lower temperature than the heat treatment in the heat treatment step, the catalyst is dried while suppressing water adhering to the catalyst from becoming an oxidation source. Can do. And since the drying process which dries a catalyst is performed before the heat treatment process which has the effect | action which fixes an acidic functional group to a catalyst, the heat treatment process is performed in the state from which much of the water which can become an oxidation source was removed. As compared with the case where the heat treatment step is performed without passing through the drying step, the oxidation of the catalyst can be suppressed. In the pulverization step, the catalyst modified with an acidic functional group is pulverized to increase the surface area of the catalyst. If it does in this way, the water adhering to a catalyst can be efficiently removed by the drying process after a grinding | pulverization process, and it becomes possible to suppress the oxidation of a catalyst more.
[適用例2]
適用例1に記載の燃料電池用触媒層の製造方法であって、
前記乾燥工程と前記熱処理工程とは、同一炉で実行される、
燃料電池用触媒層の製造方法。
[Application Example 2]
A method for producing a fuel cell catalyst layer according to Application Example 1,
The drying step and the heat treatment step are performed in the same furnace.
Manufacturing method of catalyst layer for fuel cell.
上記構成によれば、乾燥工程と、熱処理工程とが、同一炉で実行されるので、乾燥工程で乾燥させた触媒が外気に触れることなく、熱処理工程で熱処理を実行することができる。従って、乾燥工程で乾燥させた触媒が外気に触れることで湿ることを抑制することができ、熱処理工程での触媒の酸化をより抑制することができる。 According to the above configuration, since the drying step and the heat treatment step are performed in the same furnace, the heat treatment can be performed in the heat treatment step without the catalyst dried in the drying step being exposed to the outside air. Therefore, the catalyst dried in the drying step can be prevented from getting wet by touching the outside air, and the oxidation of the catalyst in the heat treatment step can be further suppressed.
[適用例3]
適用例1または適用例2に記載の燃料電池用触媒層の製造方法であって、
前記触媒を修飾する酸性官能基は、硝酸基または亜硝酸基であり、
前記乾燥工程での前記触媒の乾燥は、
前記触媒から、窒素酸化物が発生しない温度で実行される、
燃料電池用触媒層の製造方法。
[Application Example 3]
A method for producing a fuel cell catalyst layer according to Application Example 1 or Application Example 2,
The acidic functional group for modifying the catalyst is a nitrate group or a nitrite group,
The drying of the catalyst in the drying step is
Carried out at a temperature at which nitrogen oxides are not generated from the catalyst,
Manufacturing method of catalyst layer for fuel cell.
上記構成によれば、乾燥工程での触媒の乾燥は、窒素酸化物が発生しない温度で実行される。従って、乾燥工程で、触媒を修飾する酸性官能基としての硝酸基または亜硝酸基の多くを失うことなく触媒を乾燥することができる。その結果、熱処理工程で、触媒に多くの硝酸基または亜硝酸基を定着することが可能となる。 According to the said structure, drying of the catalyst in a drying process is performed at the temperature which a nitrogen oxide does not generate | occur | produce. Therefore, in the drying step, the catalyst can be dried without losing much of the nitrate group or nitrite group as the acidic functional group for modifying the catalyst. As a result, it is possible to fix a large number of nitrate groups or nitrite groups on the catalyst in the heat treatment step.
[適用例4]
適用例3に記載の燃料電池用触媒層の製造方法であって、
前記乾燥工程での前記触媒の乾燥は、
90℃未満の温度で実行される、
燃料電池用触媒層の製造方法。
[Application Example 4]
A method for producing a fuel cell catalyst layer according to Application Example 3,
The drying of the catalyst in the drying step is
Carried out at a temperature below 90 ° C.,
Manufacturing method of catalyst layer for fuel cell.
上記構成によれば、乾燥工程での触媒の乾燥は、90℃未満の温度で実行される。従って、乾燥工程で触媒を修飾する酸性官能基としての硝酸基または亜硝酸基の多くを失うことなく触媒を乾燥することができる。その結果、熱処理工程で、触媒に多くの硝酸基または亜硝酸基を定着することが可能となる。 According to the said structure, drying of the catalyst in a drying process is performed at the temperature below 90 degreeC. Therefore, the catalyst can be dried without losing much of the nitrate group or nitrite group as the acidic functional group that modifies the catalyst in the drying step. As a result, it is possible to fix a large number of nitrate groups or nitrite groups on the catalyst in the heat treatment step.
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、燃料電池用触媒層の製造方法の他、例えば、燃料電池の製造方法、膜電極接合体の製造方法など他の製造方法の態様で実現することが可能である。また、燃料電池用触媒層や燃料電池などの装置発明の態様で実現することが可能である。 The present invention can be realized in various forms. In addition to a method for manufacturing a fuel cell catalyst layer, for example, a method for manufacturing a fuel cell, a method for manufacturing a membrane electrode assembly, and the like. It can be realized in a manner. In addition, the present invention can be realized in an aspect of an apparatus invention such as a fuel cell catalyst layer or a fuel cell.
次に、この発明の実施の形態を実施例に基づいて図1〜図6を参照しながら説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to FIGS.
A.実施例:
A1.燃料電池の構成:
図1は、一実施例としての燃料電池の製造方法で製造された燃料電池100の概略断面図である。図1に示すように、燃料電池100は、電解質膜10と、カソード側触媒層20と、アノード側触媒層30と、ガス拡散層40、50と、セパレータ60、70とを備えている。電解質膜10は、プロトン導電性の高分子材料から形成され、例えば、ナフィオン(ディポン社の登録商標)等のフッ素系樹脂や、炭化水素系樹脂を用いることができる。カソード側触媒層20は、酸化ガス(例えば、空気(酸素))が供給されることで、電気化学反応を生じ、水(H2O)を生成する。アノード側触媒層30は、燃料ガス(例えば、水素)が供給されることで、電気化学反応を生じ、プロトンを生成する。カソード側触媒層20およびアノード側触媒層30の構成についての詳細は、後述する。ガス拡散層40、50は、導電性とガス拡散性を有する材料で形成され、例えば、カーボンペーパー、カーボンクロス、カーボンフェルト、金属メッシュ、エキスパンドメタル、および、パンチングメタルを用いることができる。ガス拡散層40,50の触媒層側とは反対の表面には、撥水処理(例えば、PTFE(polytetrafluoroethylene)加工)を施すようにしてもよい。セパレータ60、70は、ガス不透過な導電性部材で形成され、外部から供給される反応ガス(燃料ガス、酸化ガス)をガス拡散層へ供給するためのガス供給流路を備える。なお、燃料電池100を複数積層することで、燃料電池スタックが構成される。
A. Example:
A1. Fuel cell configuration:
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a
A2.発明者の発見事項:
図2は、硝酸基または亜硝酸基で修飾された触媒を熱処理した場合の試験結果を示す図である。詳しくは、図2は、硝酸基または亜硝酸基で修飾された触媒を熱処理した場合における熱処理温度と発生ガスの関係を示す図である。この試験は、加熱装置と、質量分析装置とを備える加熱発生ガスの質量分析(Temperature Programmed Desorption Mass Spectrometry)装置を用いて行った。加熱装置は、測定サンプルの温度制御(昇温速度、保持温度、時間)を精密に行う装置であり、「TRC製 特殊加熱装置 Small-4」を用いた。また、質量分析装置は、測定サンプルから発生したガスの質量分析を行う装置であり、「島津製作所製 ガスクロマトグラフ質量分析装置 QP2010(7)」を用いた。また、この試験は、以下のような条件で行った。すなわち、触媒は、硝酸基または亜硝酸基で修飾されていると共に、水(H2O)が付着した状態のものを用いた。また、触媒は、担体としてカーボンを含むものを用いた。さらに、触媒は、ヘリウムガスフロー中に配設した。また、熱処理温度HTを、室温(25℃程度)から5℃/minで上昇させ、150℃に達すると、120分間150℃に保った。そして、熱処理温度HTを、150℃に達してから120分経過後、再び、5℃/minで上昇させた。
A2. Inventor's findings:
FIG. 2 is a diagram showing test results when a catalyst modified with a nitrate group or a nitrite group is heat-treated. Specifically, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the heat treatment temperature and the generated gas when a catalyst modified with a nitrate group or a nitrite group is heat treated. This test was conducted using a temperature-programmed desorption mass spectrometry (Temperature Programmed Desorption Mass Spectrometry) apparatus equipped with a heating apparatus and a mass spectrometer. The heating device precisely controls the temperature of the measurement sample (temperature increase rate, holding temperature, time), and “TRC special heating device Small-4” was used. The mass spectrometer is an apparatus for performing mass analysis of gas generated from a measurement sample, and “Gas Chromatograph Mass Spectrometer QP2010 (7) manufactured by Shimadzu Corporation” was used. Further, this test was performed under the following conditions. That is, the catalyst was modified with a nitrate group or a nitrite group, and a catalyst with water (H 2 O) attached thereto was used. The catalyst used contained carbon as a carrier. In addition, the catalyst was disposed in the helium gas flow. Further, the heat treatment temperature HT was increased from room temperature (about 25 ° C.) at 5 ° C./min, and when it reached 150 ° C., it was maintained at 150 ° C. for 120 minutes. The heat treatment temperature HT was increased again at 5 ° C./min after 120 minutes had passed after reaching 150 ° C.
図2では、熱処理温度HT(℃)は、右側の縦軸に対応し、発生ガスの発生速度(wtppm/sec)は、左側の縦軸に対応する。図2の横軸は、時間(min)に対応する。図2には、発生するガスとして、水蒸気(H2O)と、二酸化炭素(CO2)と、一酸化窒素(NO)とが示されている。 In FIG. 2, the heat treatment temperature HT (° C.) corresponds to the right vertical axis, and the generation rate of generated gas (wtppm / sec) corresponds to the left vertical axis. The horizontal axis in FIG. 2 corresponds to time (min). In FIG. 2, water vapor (H 2 O), carbon dioxide (CO 2 ), and nitric oxide (NO) are shown as generated gases.
図2に示すように、上記試験では、熱処理による昇温開始と共に、水蒸気(H2O)が発生し、45℃になると、二酸化炭素(CO2)が発生し、90℃になると、一酸化窒素(NO)が発生した。そして、図2に示すように、150℃一定になると、水蒸気(H2O)の発生が減少し、それと共に、二酸化炭素(CO2)、および、一酸化窒素(NO)の発生も減少した。以上の結果を踏まえて、本発明者は、触媒に付着する水が酸化源となって、触媒中のカーボンが燃焼し、二酸化炭素(CO2)が発生することを見いだした。また、本発明者は、触媒に付着する水が酸化源となって、硝酸基または亜硝酸基が酸化され、窒素酸化物(ここでは、主に一酸化窒素(NO))が発生することを見いだした。すなわち、本発明者は、触媒に付着する水が酸化源となって、触媒が酸化することを見いだした。 As shown in FIG. 2, in the above test, water vapor (H 2 O) is generated at the start of temperature rise by heat treatment, and when it reaches 45 ° C., carbon dioxide (CO 2 ) is generated, and when it reaches 90 ° C., monoxide is oxidized. Nitrogen (NO) was generated. As shown in FIG. 2, when the temperature is constant at 150 ° C., the generation of water vapor (H 2 O) is reduced, and the generation of carbon dioxide (CO 2 ) and nitrogen monoxide (NO) is also reduced. . Based on the above results, the present inventor has found that water adhering to the catalyst serves as an oxidation source, carbon in the catalyst burns, and carbon dioxide (CO 2 ) is generated. In addition, the present inventor has found that water adhering to the catalyst becomes an oxidation source, and nitric acid groups or nitrous acid groups are oxidized to generate nitrogen oxides (here, mainly nitric oxide (NO)). I found it. That is, the present inventor has found that water adhering to the catalyst becomes an oxidation source and the catalyst is oxidized.
以上のような本発明者の発見に基づいて、本発明者は、燃料電池100の新しい製造方法を考え出した。以下に、その燃料電池の製造方法を説明する。
Based on the above discovery of the present inventor, the present inventor has devised a new method for manufacturing the
A3.燃料電池の製造方法:
図3は、一実施例としての燃料電池の製造方法を説明するためのフローチャートである。本実施例における燃料電池100の製造方法では、まず、プレペーストの製造を行う(ステップS100)。プレペーストは、触媒と水とを含む。プレペーストの製造工程についての詳細は、後述する。
A3. Manufacturing method of fuel cell:
FIG. 3 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a fuel cell as one embodiment. In the method for manufacturing the
続いて、高分子電解質とアルコール(例えば、エタノール)とを用意し、ステップS100で製造したプレペーストと、高分子電解質と、アルコールと、を混合し、触媒ペーストを製造する(ステップS200)。具体的には、自転/公転式の遠心攪拌機内に、プレペーストと、高分子電解質と、アルコールとの混合溶液を収容し、遠心攪拌を実行することで触媒ペーストを製造する。自転/公転式の遠心攪拌機としては、例えば、ハイブリッドミキサを用いることができる。 Subsequently, a polymer electrolyte and an alcohol (for example, ethanol) are prepared, and the pre-paste produced in step S100, the polymer electrolyte, and the alcohol are mixed to produce a catalyst paste (step S200). Specifically, a catalyst paste is manufactured by storing a mixed solution of a pre-paste, a polymer electrolyte, and alcohol in a rotation / revolution centrifugal stirrer and performing centrifugal stirring. As the rotation / revolution centrifugal agitator, for example, a hybrid mixer can be used.
次に、ステップ200で製造した触媒ペーストを用いて、触媒層を製造する(ステップS300)。具体的には、ガス拡散層を形成するガス拡散基材に、触媒ペーストを塗布してガス拡散基材上に触媒層を形成する。この塗布方法としては、例えば、スクリーン印刷、ドクターブレード法、および、スプレー塗布法などを用いることができる。このようにして、ガス拡散層40上に形成されたカソード側触媒層20と、ガス拡散層50上に形成されたアノード側触媒層30とを製造することができる。各触媒層は、高分子電解質と、後述する処理済み触媒とを含む。
Next, a catalyst layer is manufactured using the catalyst paste manufactured in step 200 (step S300). Specifically, a catalyst paste is applied to the gas diffusion base material that forms the gas diffusion layer to form the catalyst layer on the gas diffusion base material. As this coating method, for example, screen printing, doctor blade method, spray coating method, or the like can be used. In this way, the cathode
続いて、電解質膜10を、ステップ300で製造されたカソード側触媒層20(ガス拡散層40)と、ステップ300で製造されたアノード側触媒層30(ガス拡散層50)とで挟持することで、MEAを製造する(ステップS400)。
Subsequently, the
そして、ステップS400で製造されたMEAをセパレータ60、70で挟持し(ステップS500)、燃料電池100が完成する。
Then, the MEA manufactured in step S400 is sandwiched between the
A4.プレペーストの製造工程:
図4は、一実施例としてのプレペーストの製造工程を説明するためのフローチャートである。図5は、本実施例におけるプレペーストを製造するためのプレペースト製造装置1000の機能ブロックを示す図である。
A4. Pre-paste manufacturing process:
FIG. 4 is a flowchart for explaining a pre-paste manufacturing process as an embodiment. FIG. 5 is a diagram showing functional blocks of the
プレペースト製造装置1000は、図5に示すように、触媒収容部1010と、水収容部1020と、白金化合物溶液収容部1030と、粉砕部1040と、攪拌部1050と、濾過部1060と、乾燥部1070と、遠心攪拌部1080と、を備えている。
As shown in FIG. 5, the
本実施例のプレペースト製造工程おいて、図4に示すように、まず、ステップ110の工程では、触媒を触媒収容部1010に、白金化合物溶液を白金化合物溶液収容部1030に、水を水収容部1020に、それぞれ準備する。
In the pre-paste manufacturing process of the present embodiment, as shown in FIG. 4, first, in the step 110, the catalyst is stored in the
触媒は、触媒金属粒子を担持させた担体を含む。触媒金属粒子としては、例えば、白金、パラジウム、ルテニウム、コバルト等、もしくは、これらを含む合金を用いることができる。担体は、複数の細孔を有しており、例えば、カーボン、酸化スズ、チタン酸化合物等から構成される。カーボンの担体は、例えば、アセチレンブラック(例えば、デンカブラック)、ケッチェンブラック(例えば、ケッチェンブラックEC600JD)、バルカン XC72、ブラックパール2000、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)から構成される。 The catalyst includes a support on which catalytic metal particles are supported. As the catalyst metal particles, for example, platinum, palladium, ruthenium, cobalt, or an alloy containing these can be used. The carrier has a plurality of pores and is made of, for example, carbon, tin oxide, titanate compound, or the like. The carbon support is composed of, for example, acetylene black (for example, Denka black), ketjen black (for example, ketjen black EC600JD), Vulcan XC72, black pearl 2000, and diamond-like carbon (DLC).
本実施例における白金化合物溶液とは、白金化合物を含む溶液であって、後述するステップS140の濾過工程において、触媒を修飾する酸性官能基として、硝酸基または亜硝酸基を付与可能な溶液のことである。このような白金化合物溶液とは、NO3 -を親水性イオンとするジニトロジアンミン白金(II)硝酸溶液(cis−[Pt(NH3)2(NO2)2]/HNO3 sol.)、ヘキサヒドロキソ白金(IV)酸硝酸溶液((H2Pt(OH)6)/HNO3 sol.)、SO4 2-を親水性イオンとするヘキサヒドロキソ白金(IV)酸硫酸溶液((H2Pt(OH)6)/H2SO4 sol.)、NH4 +を親水性イオンとするテトラアンミン白金(II)水酸化物水溶液([Pt(NH3)4(OH)2]/H2O sln.)等を用いることができる。 The platinum compound solution in this example is a solution containing a platinum compound, and a solution capable of adding a nitrate group or a nitrite group as an acidic functional group for modifying the catalyst in the filtration step of Step S140 described later. It is. Such a platinum compound solution is a dinitrodiammine platinum (II) nitric acid solution (cis- [Pt (NH 3 ) 2 (NO 2 ) 2 ] / HNO 3 sol.) Having NO 3 − as a hydrophilic ion, hexa hydroxo Pt (IV) acid nitric acid solution ((H 2 Pt (OH) 6) / HNO 3 sol.), hexahydroxoplatinate and SO 4 2-hydrophilic ion source platinum (IV) acid sulfate solution ((H 2 Pt ( OH) 6) / H 2 SO 4 sol.), tetraammineplatinum (II) hydroxide aqueous solution of NH 4 + and hydrophilic ion ([Pt (NH 3) 4 (OH) 2] / H 2 O sln. ) Etc. can be used.
続いて、ステップS120の工程では、粉砕部1040を用いて、準備した触媒を粉砕する。この粉砕部1040としては、例えば、ブレードミル、乾式ビーズミル、乾式ジェットミル等を用いることができる。
Subsequently, in the step S120, the prepared catalyst is pulverized using the
次に、ステップS130の工程では、粉砕した触媒、白金化合物溶液、および、水とを、攪拌部1050に投入し、攪拌を行い、第1混合液を生成する。そして、その後、第1混合液を静置する。攪拌部1050としては、例えば、スターラを用いることができる。また、攪拌時間としては、例えば、5時間とすることができる。静置時間としては、例えば、12時間とすることができる。
Next, in step S130, the pulverized catalyst, platinum compound solution, and water are charged into the
次に、ステップS140の工程では、濾過部1060を用いて、第1混合液を濾過し、触媒と、硝酸基または亜硝酸基とを少なくとも含む濾物を得る。濾過部1060としては、例えば、吸引濾過装置を用いることができる。
Next, in the process of step S140, the first mixed solution is filtered using the
続いて、ステップS150の工程では、乾燥部1070を用いて、濾物の第1真空乾燥を行う。第1真空乾燥の乾燥温度としては、例えば、60℃とすることができる。また、第1真空乾燥の乾燥時間としては、3時間とすることができる。乾燥部1070は、炉を備え、炉内部を真空状態にして乾燥させる真空乾燥装置である。
Subsequently, in the process of step S150, the first vacuum drying of the filtrate is performed using the
次に、ステップS160の工程では、粉砕部1040を用いて、ステップS150の工程で乾燥させた濾物の乾式粉砕を行う(乾式粉砕工程)。 Next, in the process of step S160, dry crushing of the residue dried in the process of step S150 is performed using the crushing unit 1040 (dry crushing process).
続いて、ステップS170の工程では、乾燥部1070を用いて、ステップS160の工程で粉砕された濾物の第2真空乾燥を行う(第2真空乾燥工程)。第2真空乾燥の乾燥温度としては、比較的低い温度(後述の第3乾燥の乾燥温度よりも低い温度)で行い、例えば、上記試験(図2参照)で一酸化窒素(NO)が発生しない温度、すなわち、90℃よりも低い温度が好ましく、60℃〜80℃がさらに好ましい。また、第2真空乾燥の乾燥時間としては、例えば、7時間とすることができる。
Subsequently, in the step S170, the
次に、ステップS180の工程では、ステップS170の工程と同じ乾燥部1070(炉)を用いて、第2真空乾燥を行った濾物の第3乾燥を行う(第3乾燥工程)。第3乾燥の雰囲気としては、第2真空乾燥と同様に真空でも良いし、不活性ガス(例えば、窒素ガス)中でもよい。第3乾燥の乾燥温度としては、比較的高い温度(第2真空乾燥の乾燥温度よりも高い温度)で行い、例えば、130℃〜150℃とすることができる。また、第3乾燥の乾燥時間としては、例えば、1〜2時間とすることができる。この第3乾燥は、比較的高い温度での乾燥(すなわち、熱処理)を行うことによって、触媒(担体内の細孔を含む)に付着した硝酸基または亜硝酸基を触媒に定着させる作用を少なくとも有する。このように硝酸基または亜硝酸基が定着した触媒を、処理済み触媒とも呼ぶ。 Next, in the process of step S180, the 3rd drying of the filtered material which performed the 2nd vacuum drying is performed using the same drying part 1070 (furnace) as the process of step S170 (3rd drying process). The atmosphere for the third drying may be a vacuum as in the second vacuum drying, or may be an inert gas (for example, nitrogen gas). The drying temperature for the third drying is a relatively high temperature (a temperature higher than the drying temperature for the second vacuum drying), and can be, for example, 130 ° C to 150 ° C. Moreover, as drying time of 3rd drying, it can be set as 1 to 2 hours, for example. This third drying has at least an action of fixing nitrate or nitrite groups attached to the catalyst (including pores in the support) to the catalyst by performing drying at a relatively high temperature (that is, heat treatment). Have. A catalyst in which nitrate groups or nitrite groups are fixed in this way is also called a treated catalyst.
そして、ステップS190の工程では、ステップS180の工程で生成された処理済み触媒と、水収容部1020の水とを、遠心攪拌部1080に投入し、遠心撹拌を行い、プレペーストを製造する。遠心攪拌部1080としては、ハイブリッドミキサを用いることができる。遠心攪拌部1080に投入する水の量は、例えば、処理済み触媒1gに対して、20gとすることができる。
And in the process of step S190, the processed catalyst produced | generated by the process of step S180 and the water of the water
以上のように、本実施例の燃料電池の製造方法では、プレペースト製造工程(図4)において、ステップS170の第2真空乾燥工程で、ステップS180の第3乾燥工程での熱処理よりも低い温度で、触媒の乾燥を実行するので、触媒に付着した水が酸化源となることを抑制しつつ、触媒を乾燥することができる。そして、硝酸基または亜硝酸基を触媒に定着させる作用を少なくとも有する第3乾燥工程(熱処理)前に、触媒を乾燥する第2真空乾燥工程を実行するので、酸化源になり得る水の多くが除去された状態で、第3乾燥工程(熱処理)を実行することができ、上記第2真空乾燥工程を経ずに第3乾燥工程(熱処理)を実行する場合と比較して、触媒の酸化(すなわち、担体(例えば、カーボン)の酸化、または、硝酸基または亜硝酸基の酸化)を抑制することができる。また、ステップS160の乾式粉砕工程で、硝酸基または亜硝酸基で修飾した触媒を粉砕して、触媒の表面積を拡大するようにしている。このようにすれば、乾式粉砕工程後の第2真空乾燥工程で、触媒に付着する水を効率良く除去することができ、触媒の酸化をより抑制することが可能となる。 As described above, in the fuel cell manufacturing method of the present embodiment, in the pre-paste manufacturing process (FIG. 4), the temperature is lower in the second vacuum drying process in step S170 than in the heat treatment in the third drying process in step S180. Thus, since the catalyst is dried, the catalyst can be dried while suppressing the water adhering to the catalyst from becoming an oxidation source. And since the 2nd vacuum drying process which dries a catalyst is performed before the 3rd drying process (heat processing) which has the effect | action which fixes a nitrate group or a nitrite group to a catalyst, much of the water which can become an oxidation source In the removed state, the third drying step (heat treatment) can be performed. Compared with the case where the third drying step (heat treatment) is performed without passing through the second vacuum drying step, the oxidation of the catalyst ( That is, oxidation of the carrier (for example, carbon) or oxidation of a nitrate group or a nitrite group can be suppressed. Further, in the dry pulverization step of step S160, the catalyst modified with a nitrate group or a nitrite group is pulverized to increase the surface area of the catalyst. If it does in this way, the water adhering to a catalyst can be efficiently removed by the 2nd vacuum drying process after a dry-type grinding | pulverization process, and it becomes possible to suppress the oxidation of a catalyst more.
また、本実施例の燃料電池の製造方法では、プレペースト製造工程(図4)において、硝酸基または亜硝酸基で触媒(担体内の細孔を含む)を修飾することができる。従って、燃料電池の触媒層において、触媒と高分子電解質との間に、好適な親水層を形成することができる。その結果、燃料電池の触媒層において、安定したPFF構造を形成することができ、燃料電池の発電効率を向上させることができる。 In the fuel cell manufacturing method of the present embodiment, the catalyst (including the pores in the support) can be modified with a nitrate group or a nitrite group in the pre-paste manufacturing step (FIG. 4). Therefore, in the catalyst layer of the fuel cell, a suitable hydrophilic layer can be formed between the catalyst and the polymer electrolyte. As a result, a stable PFF structure can be formed in the catalyst layer of the fuel cell, and the power generation efficiency of the fuel cell can be improved.
本実施例の燃料電池の製造方法では、プレペースト製造工程(図4)において、ステップS170の第2真空乾燥工程と、ステップS180の第3乾燥工程(熱処理)とが、同一の乾燥部1070、すなわち、同一炉で実行される。このようにすれば、第2真空乾燥工程で乾燥させた触媒が外気に触れることなく、第3乾燥工程(熱処理)を実行することができる。従って、第2真空乾燥工程で乾燥させた触媒が外気に触れることで湿ることを抑制することができ、第3乾燥工程(熱処理)での触媒の酸化をより抑制することができる。
In the fuel cell manufacturing method of the present embodiment, in the pre-paste manufacturing process (FIG. 4), the second vacuum drying process in step S170 and the third drying process (heat treatment) in step S180 are the
本実施例の燃料電池の製造方法では、プレペースト製造工程(図4)において、ステップS170の第2真空乾燥工程での触媒の乾燥は、上記試験(図2参照)で一酸化窒素(NO)が発生しない温度で実行される。従って、第2真空乾燥工程で、触媒を修飾する硝酸基または亜硝酸基の多くを失うことなく触媒を乾燥することができる。その結果、第3乾燥工程(熱処理)で、触媒に多くの硝酸基または亜硝酸基を定着することが可能となる。 In the fuel cell manufacturing method of the present embodiment, in the pre-paste manufacturing process (FIG. 4), the drying of the catalyst in the second vacuum drying process of step S170 is performed by nitrogen monoxide (NO) in the above test (see FIG. 2). It is executed at a temperature that does not occur. Therefore, in the second vacuum drying step, the catalyst can be dried without losing much of the nitrate group or nitrite group that modifies the catalyst. As a result, it is possible to fix a large number of nitrate groups or nitrite groups on the catalyst in the third drying step (heat treatment).
本実施例の燃料電池の製造方法では、プレペースト製造工程(図4)において、ステップS170の第2真空乾燥工程での触媒の乾燥は、上記試験(図2参照)で一酸化窒素(NO)が発生しない温度である90℃未満の温度で実行される。従って、第2真空乾燥工程で、触媒を修飾する硝酸基または亜硝酸基の多くを失うことなく触媒を乾燥することができる。その結果、第3乾燥工程(熱処理)で、触媒に多くの硝酸基または亜硝酸基を定着することが可能となる。 In the fuel cell manufacturing method of the present embodiment, in the pre-paste manufacturing process (FIG. 4), the drying of the catalyst in the second vacuum drying process of step S170 is performed by nitrogen monoxide (NO) in the above test (see FIG. 2). It is performed at a temperature below 90 ° C., which is a temperature at which no occurrence occurs. Therefore, in the second vacuum drying step, the catalyst can be dried without losing much of the nitrate group or nitrite group that modifies the catalyst. As a result, it is possible to fix a large number of nitrate groups or nitrite groups on the catalyst in the third drying step (heat treatment).
なお、本実施例におけるプレペースト製造工程(図4)のステップS140またはステップ150の工程が、触媒準備工程の例であり、ステップS160の工程が、粉砕工程の例であり、ステップS170の工程が、乾燥工程の例であり、ステップS180の工程が、熱処理工程の例である。 In addition, the process of step S140 or step 150 of the pre-paste manufacturing process (FIG. 4) in the present embodiment is an example of a catalyst preparation process, the process of step S160 is an example of a pulverization process, and the process of step S170 is This is an example of a drying process, and the process of step S180 is an example of a heat treatment process.
A5.試験:
本発明者は、本実施例におけるプレペースト製造工程(図4)で製造した処理済み触媒の有効性を証明するために、以下に示すような試験を行った。この試験について以下に説明する。
A5. test:
The present inventor conducted the following tests in order to prove the effectiveness of the treated catalyst produced in the pre-paste production process (FIG. 4) in this example. This test will be described below.
図6は、本実施例におけるプレペースト製造工程で製造した処理済み触媒(実施例の処理済み触媒とも呼ぶ)と、比較例の処理済み触媒との窒素化合物(硝酸基、および、亜硝酸基)の含有比率を示す図である。図6では、比較例の処理済み触媒に含まれる窒素化合物(硝酸基、および、亜硝酸基)の量を1とした場合における、実施例の処理済み触媒に含まれる窒素化合物(硝酸基、および、亜硝酸基)の量を示している。すなわち、比較例の処理済み触媒に含まれる窒素化合物に対する実施例の処理済み触媒に含まれる窒素化合物の比率を示している。実施例の処理済み触媒は、上記プレペースト製造工程(図4)において、ステップS170の第2真空乾燥工程で、60℃で7時間の真空乾燥を行い、ステップS180の第3乾燥工程(熱処理)を経て生成された触媒である。一方、比較例の処理済み触媒は、上記プレペースト製造工程(図4)において、ステップS160の乾式粉砕工程の後、ステップS170の第2真空乾燥工程を実施せずに、ステップS180の第3乾燥工程(熱処理)を経て生成された触媒である。実施例の処理済み触媒と、比較例の処理済み触媒の製造方法は、上記以外の点は、同様である。なお、ステップS180の第3乾燥工程では、130℃で1時間の真空乾燥を行った。 FIG. 6 shows a nitrogen compound (nitrate group and nitrite group) of the treated catalyst produced in the pre-paste production process in this example (also called the treated catalyst in the example) and the treated catalyst in the comparative example. It is a figure which shows the content ratio of. In FIG. 6, when the amount of the nitrogen compound (nitrate group and nitrite group) contained in the treated catalyst of the comparative example is 1, the nitrogen compound contained in the treated catalyst of the example (nitrate group and , Nitrite groups). That is, the ratio of the nitrogen compound contained in the treated catalyst of the example to the nitrogen compound contained in the treated catalyst of the comparative example is shown. In the pre-paste manufacturing process (FIG. 4), the treated catalyst of the example was subjected to vacuum drying at 60 ° C. for 7 hours in the second vacuum drying process in step S170, and the third drying process (heat treatment) in step S180. It is the catalyst produced | generated via. On the other hand, in the pre-paste manufacturing process (FIG. 4), the treated catalyst of the comparative example is not subjected to the second vacuum drying process of step S170 after the dry pulverization process of step S160, but the third drying of step S180. It is the catalyst produced | generated through the process (heat processing). The methods for producing the treated catalyst of the example and the treated catalyst of the comparative example are the same except for the above. In the third drying process in step S180, vacuum drying was performed at 130 ° C. for 1 hour.
試験では、実施例の処理済み触媒および比較例の処理済み触媒の窒素化合物の含有量の測定を、微量窒素分析装置を用いて行った。この微量窒素分析装置は、触媒を酸素とアルゴン(Ar)との混合ガス中で90℃まで加熱し、発生ガス中の一酸化窒素(NO)を化学発光法で測定する装置であり、「三菱化学製 微量窒素分析装置 ND−100型」を用いた。 In the test, the nitrogen compound content of the treated catalyst of the example and the treated catalyst of the comparative example was measured using a trace nitrogen analyzer. This trace nitrogen analyzer is a device that heats a catalyst to 90 ° C. in a mixed gas of oxygen and argon (Ar), and measures nitrogen monoxide (NO) in the generated gas by a chemiluminescence method. Chemical trace nitrogen analyzer ND-100 "was used.
図6の試験結果に示すように、実施例の処理済み触媒における窒素酸化物の含有量は、比較例の処理済み触媒における窒素酸化物の含有量と比較して、1.3倍程度多いことがわかる。この結果から、上記実施例のように、上記プレペースト製造工程(図4)における第3乾燥工程(熱処理)を実行する前に、第3乾燥工程での熱処理よりも低い温度で触媒の乾燥を行う第2真空乾燥工程を実行することによって、触媒の酸化(すなわち、硝酸基または亜硝酸基の酸化)を抑制することができることが実証された。 As shown in the test results of FIG. 6, the nitrogen oxide content in the treated catalyst of the example is about 1.3 times higher than the nitrogen oxide content in the treated catalyst of the comparative example. I understand. From this result, the catalyst is dried at a temperature lower than the heat treatment in the third drying step before the third drying step (heat treatment) in the pre-paste manufacturing step (FIG. 4) as in the above example. It has been demonstrated that the oxidation of the catalyst (that is, oxidation of nitrate group or nitrite group) can be suppressed by performing the second vacuum drying step.
B.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や適用例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
B. Variation:
The present invention is not limited to the above-described embodiments and application examples, and can be carried out in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.
第1変形例:
上記実施例のプレペースト製造工程(図4)のステップS140の濾過工程において、触媒を修飾する酸性官能基として、硝酸基または亜硝酸基を付与可能な白金化合物溶液を用いていたが、これに限られるものではない。例えば、ステップS140の濾過工程において、触媒を修飾する酸性官能基として、硝酸基、亜硝酸基、スルホン酸基、水酸基、カルボキシル基、カルボニル基、および、ハロゲン基のうちの少なくともいずれか1種を付与することができる白金化合物溶液を用いるようにしてもよい。このような白金化合物溶液としては、例えば、塩化白金(IV)酸水和物水溶液(H2PtCl6・nH2O/H2O sol.)、塩化白金(IV)酸塩酸溶液(H2PtCl6/HCl sol.)、塩化白金(IV)酸アンモニウム水溶液((NH4)2PtCl6/H2O sol.)、ジニトロジアンミン白金(II)水溶液(cis−[Pt(NH3)2(NO2)2]/H2O sol.)、ジニトロジアンミン白金(II)硝酸溶液(cis−[Pt(NH3)2(NO2)2]/HNO3 sol.)、ジニトロジアンミン白金(II)硫酸溶液(cis−[Pt(NH3)2(NO2)2]/H2SO4 sol.)、テトラクルル白金(II)酸カリウム水溶液(K2PtCl4)/H2O sol.)、塩化第1白金(II)水溶液(PtCl2/H2O sol.)、塩化第2白金(IV)水溶液(PtCl4/H2O sol.)、テトラアンミン白金(II)ジクロライド水和物水溶液([Pt(NH3)4]Cl2・H2O/H2O sol.)、テトラアンミン白金(II)水酸化物水溶液([Pt(NH3)4](OH)2/H2O sol.)、ヘキサアンミン白金(IV)ジクロライド水溶液([Pt(NH3)6]Cl2/H2O sol.)、ヘキサアンミン白金(IV)水酸化物水溶液([Pt(NH3)6](OH)2/H2O sol.)、ヘキサヒドロキソ白金(IV)酸水溶液(H2[Pt(OH)6]/H2O sol.)、ヘキサヒドロキソ白金(IV)酸硝酸溶液(H2[Pt(OH)6]/HNO3 sol.)、ヘキサヒドロキソ白金(IV)酸硫酸溶液(H2[Pt(OH)6]/H2SO4 sol.)、エタノールアミン白金溶液(H2[Pt(OH)6]/H2NCH2CH2OH sol.)等を用いることができる。
First modification:
In the filtration process of step S140 of the pre-paste manufacturing process (FIG. 4) of the above embodiment, a platinum compound solution capable of imparting a nitrate group or a nitrite group was used as the acidic functional group for modifying the catalyst. It is not limited. For example, in the filtration process of step S140, at least one of nitric acid group, nitrous acid group, sulfonic acid group, hydroxyl group, carboxyl group, carbonyl group, and halogen group is used as the acidic functional group for modifying the catalyst. You may make it use the platinum compound solution which can be provided. Examples of such a platinum compound solution include platinum chloride (IV) acid hydrate aqueous solution (H 2 PtCl 6 .nH 2 O / H 2 O sol.), Platinum chloride (IV) acid chloride solution (H 2 PtCl). 6 / HCl sol.), Platinum chloride (IV) ammonium aqueous solution ((NH 4 ) 2 PtCl 6 / H 2 O sol.), Dinitrodiammine platinum (II) aqueous solution (cis- [Pt (NH 3 ) 2 (NO 2 ) 2 ] / H 2 O sol.), Dinitrodiammine platinum (II) nitric acid solution (cis- [Pt (NH 3 ) 2 (NO 2 ) 2 ] / HNO 3 sol.), Dinitrodiammine platinum (II) sulfuric acid Solution (cis- [Pt (NH 3 ) 2 (NO 2 ) 2 ] / H 2 SO 4 sol.), Aqueous solution of potassium tetracurlplatinate (II) (K 2 PtCl 4 ) / H 2 O sol. ), Platinum (II) chloride aqueous solution (PtCl 2 / H 2 O sol.), Aqueous platinum (IV) chloride (PtCl 4 / H 2 O sol.), Tetraammineplatinum (II) dichloride hydrate aqueous solution ([Pt (NH 3 ) 4 ] Cl 2 .H 2 O / H 2 O sol.), Tetraammineplatinum (II) hydroxide aqueous solution ([Pt (NH 3 ) 4 ] (OH) 2 / H 2 O sol. .), Hexaammine platinum (IV) dichloride aqueous solution ([Pt (NH 3 ) 6 ] Cl 2 / H 2 O sol.), Hexaammine platinum (IV) hydroxide aqueous solution ([Pt (NH 3 ) 6 ] ( OH) 2 / H 2 O sol.), Hexahydroxoplatinum (IV) acid aqueous solution (H 2 [Pt (OH) 6 ] / H 2 O sol.), Hexahydroxoplatinum (IV) acid nitric acid solution (H 2 [ Pt (OH) 6] / HNO 3 sol.), hexahydro Seo platinum (IV) acid sulfuric acid solution (H 2 [Pt (OH) 6] /
10...電解質膜、20...カソード側触媒層、30...アノード側触媒層、40、50...ガス拡散層、60、70...セパレータ、100...燃料電池、1000...プレペースト製造装置、1010...触媒収容部、1020...水収容部、1030...白金化合物溶液収容部、1040...粉砕部、1050...攪拌部、1060...濾過部、1070...乾燥部、1080...遠心攪拌部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
触媒金属粒子が担持された担体を含む触媒であって、酸性官能基で修飾した前記触媒を準備する触媒準備工程と、
前記触媒を乾燥する第1乾燥工程と、
前記第1乾燥工程で乾燥された前記触媒を粉砕する粉砕工程と、
前記粉砕工程で粉砕された前記触媒を真空下で乾燥する第2乾燥工程と、
前記第2乾燥工程後に、乾燥した前記触媒を130℃より高い温度で熱処理する熱処理工程であって、前記酸性官能基を前記触媒に定着させる作用を少なくとも有する熱処理工程と、
を備え、
前記第2乾燥工程では、90℃未満の温度で、乾燥を実行し、
前記熱処理工程は、前記第2乾燥工程と前記熱処理工程との間に前記触媒が外気に触れないように、真空下、または、不活性ガス雰囲気下で、前記第2乾燥工程と同一炉内で実行される、
燃料電池用触媒の製造方法。 A method of manufacturing a catalyst for a fuel cell medium,
A catalyst preparation step for preparing a catalyst including a carrier on which catalyst metal particles are supported, the catalyst being modified with an acidic functional group; and
A first drying step of drying the catalyst;
A pulverizing step of pulverizing the catalyst dried in the first drying step;
A second drying step of drying the catalyst pulverized in the pulverization step under vacuum ;
A heat treatment step of heat-treating the dried catalyst at a temperature higher than 130 ° C. after the second drying step , the heat treatment step having at least an action of fixing the acidic functional group to the catalyst;
With
In the second drying step, drying is performed at a temperature lower than 90 ° C. ,
Before SL heat treatment step, as the catalyst between the heat treatment step and the second drying step does not touch the outside air, under vacuum or under an inert gas atmosphere, the second drying step in the same furnace Executed in
Method for producing a catalyst for a fuel cell medium.
前記触媒を修飾する酸性官能基は、硝酸基または亜硝酸基であり、
前記第2乾燥工程での前記触媒の乾燥は、
前記触媒から、窒素酸化物が発生しない温度で実行される、
燃料電池用触媒の製造方法。 A method of manufacturing a catalyze for the fuel cell according to claim 1,
The acidic functional group for modifying the catalyst is a nitrate group or a nitrite group,
The catalyst is dried in the second drying step.
Carried out at a temperature at which nitrogen oxides are not generated from the catalyst,
Method for producing a catalyst for a fuel cell medium.
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