JP6631462B2 - 燃料電池およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態について説明する。図1に示す燃料電池セル100は、燃料ガス(水素)と酸化剤ガス(空気中の酸素)との電気化学反応を利用して電気エネルギーを出力する。燃料電池セル100を基本単位とし、複数枚積層したスタック構造として使用することができる。
(カソード極側) 2H++1/2O2+2e-→H2O
この際、アノード極120では、水素が触媒反応によって電子(e-)とプロトン(H+)に電離され、プロトン(H+)は電解質膜110を移動する。一方、カソード極130では、アノード極120側から移動してきたプロトン(H+)、外部から流通してきた電子、および空気中の酸素(O2)が反応して、水が生成される。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本第2実施形態では、上記第1実施形態に対し、カソード側触媒層131で用いられるバインダの種類およびPt触媒の酸化処理の内容が異なっている。以下、上記第1実施形態と同様の部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本第3実施形態では、上記第2実施形態に対し、カソード側触媒層131で用いられる親水性バインダの種類が異なっている。以下、上記各実施形態と同様の部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。
110 電解質膜
120 アノード極
130 カソード極
131 カソード側触媒層
Claims (7)
- アノード極(120)と、カソード極(130)と、これらに挟まれた電解質(110)とを備え、100℃以上の動作温度で前記電解質を加湿することなく運転する燃料電池の製造方法であって、
前記カソード極は、少なくともPt触媒および疎水性バインダを含んだ触媒層(131)を有しており、
前記燃料電池の運転前に、前記アノード極に水素を供給しながら前記カソード極に加湿空気を所定時間供給し、前記Pt触媒を酸化させる酸化処理を行う燃料電池の製造方法。 - 前記酸化処理は、前記燃料電池の温度を100℃以上にして行われる請求項1に記載の燃料電池の製造方法。
- 前記酸化処理の後、前記Pt触媒におけるPt2+の存在割合が15at%以上となっている請求項1または2に記載の燃料電池の製造方法。
- アノード極(120)と、カソード極(130)と、これらに挟まれた電解質(110)とを備え、100℃以上の動作温度で前記電解質を加湿することなく運転する燃料電池であって、
前記カソード極は、少なくともPt触媒および疎水性バインダを含んだ触媒層(131)を有しており、
前記Pt触媒におけるPt2+の存在割合が15at%以上である燃料電池。 - アノード極(120)と、カソード極(130)と、これらに挟まれた電解質(110)とを備え、100℃以上の動作温度で前記電解質を加湿することなく運転する燃料電池の製造方法であって、
前記カソード極は、少なくともPt触媒および親水性バインダを含んだ触媒層(131)を有しており、
前記燃料電池の運転前に、前記燃料電池の温度を100℃以上にして前記アノード極に水素を供給しながら前記カソード極に乾燥空気を所定時間供給し、前記Pt触媒を酸化させる酸化処理を行う燃料電池の製造方法。 - 前記親水性バインダは、スチレンブタジエンゴムおよびカルボキシメチルセルロースの混合物である請求項5に記載の燃料電池の製造方法。
- 前記親水性バインダは、エチルセルロースである請求項5に記載の燃料電池の製造方法。
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