JPS6283040A - 白金・バナジウム合金触媒の調製方法 - Google Patents
白金・バナジウム合金触媒の調製方法Info
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- JPS6283040A JPS6283040A JP60224318A JP22431885A JPS6283040A JP S6283040 A JPS6283040 A JP S6283040A JP 60224318 A JP60224318 A JP 60224318A JP 22431885 A JP22431885 A JP 22431885A JP S6283040 A JPS6283040 A JP S6283040A
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- platinum
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- H01M4/925—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
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- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は電気化学セル、特にリン酸形燃料電池に使用
するカソード触媒の調製方法に関する。
するカソード触媒の調製方法に関する。
燃料電池は触媒を含むカソードと、同じく触媒を含むア
ノードを電解質層を介してその両側に配し、カソード及
びアノードに外部から各々酸化剤及び燃料を連続的に供
給し、各々の電極の触媒上で酸化剤及び燃料を電気化学
的に反応させ、その結果として、系外に連続的に電気エ
ネルギーを取り出す一棟の発電装置である。この燃料電
池において、供給された燃料の持つエネルギーをよりよ
く、電気エネルギーに変換するために用いられるのが触
媒である。時に、リン酸型の燃料電池においてはカソー
ドの効率が悪く（分極が大きく）、従来よりカソードに
使用する触媒の研究がなされてきた。
ノードを電解質層を介してその両側に配し、カソード及
びアノードに外部から各々酸化剤及び燃料を連続的に供
給し、各々の電極の触媒上で酸化剤及び燃料を電気化学
的に反応させ、その結果として、系外に連続的に電気エ
ネルギーを取り出す一棟の発電装置である。この燃料電
池において、供給された燃料の持つエネルギーをよりよ
く、電気エネルギーに変換するために用いられるのが触
媒である。時に、リン酸型の燃料電池においてはカソー
ドの効率が悪く（分極が大きく）、従来よりカソードに
使用する触媒の研究がなされてきた。
リン酸型燃料！池に使用されてきたカソード触媒として
は、従来より担体に担持された白金が使用されている。
は、従来より担体に担持された白金が使用されている。
ところが、白金単独を触媒として使用した場合には、そ
の特性（触媒作用）が充分とは言えず、また使用途中に
おいて担体上に担持された白金微粒子が、シンタリング
（融点以下の温度ｊこおいて、その結晶が大きくなる現
象。焼結ともいう）を起こし、その結果として触媒作用
を示す白金の表面積が減少し、特性が低下するという特
性及び触媒寿命の画点より問題があった。
の特性（触媒作用）が充分とは言えず、また使用途中に
おいて担体上に担持された白金微粒子が、シンタリング
（融点以下の温度ｊこおいて、その結晶が大きくなる現
象。焼結ともいう）を起こし、その結果として触媒作用
を示す白金の表面積が減少し、特性が低下するという特
性及び触媒寿命の画点より問題があった。
そこでこれ等の問題点を解決すべく、従来より白金と第
二成分あるいは複数の成分の合金触媒が、リン酸型燃料
電池のカソード触媒として研究されている。これ等の合
金触媒のうちで、特に白金・バナジウム合金触媒はリン
酸型燃料電池におけるカソード触媒として高い活性を示
す一方、寿命的にも白金単独の触媒と比較して優れてい
る触媒として注目されている。
二成分あるいは複数の成分の合金触媒が、リン酸型燃料
電池のカソード触媒として研究されている。これ等の合
金触媒のうちで、特に白金・バナジウム合金触媒はリン
酸型燃料電池におけるカソード触媒として高い活性を示
す一方、寿命的にも白金単独の触媒と比較して優れてい
る触媒として注目されている。
白金−バナジウム合金触媒の調製法としては、例えば特
開昭５５−２４９８９に開示されている様に、五酸化バ
ナジウムをアルカリ水溶液に溶解した後に、亜ニチオン
酸ナトリウムを用いてバナジウム錯体を形成し、これを
既に白金と担持しである触媒と接触させ、担持させた後
に熱処理を行う方法がある。ところがこの方法において
は、工程が複雑である上に所定の担持量が担体上に担持
出来ないという欠点があった。
開昭５５−２４９８９に開示されている様に、五酸化バ
ナジウムをアルカリ水溶液に溶解した後に、亜ニチオン
酸ナトリウムを用いてバナジウム錯体を形成し、これを
既に白金と担持しである触媒と接触させ、担持させた後
に熱処理を行う方法がある。ところがこの方法において
は、工程が複雑である上に所定の担持量が担体上に担持
出来ないという欠点があった。
また他の方法としては、ＥＰＲＩＲＥＰＯＲＴＩ２００
−５に開示されている如く、三塩化バナジウムを水−ア
ルコール水溶液に溶解し、これを既に白金と担持しであ
る触媒と接触させた後に、系のＰＨを調整し、バナジウ
ムを水酸化物として白金担持触媒上に沈殿させ、これを
乾燥の後に熱処理し、バナジウムの水酸化物を分解する
と同時に白金との間で合金を作る方法がある。ところが
、この系においては系の中にアルコールが含有されてい
るためｌこ、触媒調製段階において触媒が発火する等の
問題があり、必ずしも安全に触媒が調製出来ないという
欠点があった。
−５に開示されている如く、三塩化バナジウムを水−ア
ルコール水溶液に溶解し、これを既に白金と担持しであ
る触媒と接触させた後に、系のＰＨを調整し、バナジウ
ムを水酸化物として白金担持触媒上に沈殿させ、これを
乾燥の後に熱処理し、バナジウムの水酸化物を分解する
と同時に白金との間で合金を作る方法がある。ところが
、この系においては系の中にアルコールが含有されてい
るためｌこ、触媒調製段階において触媒が発火する等の
問題があり、必ずしも安全に触媒が調製出来ないという
欠点があった。
この発明は、白金−バナジウム合金触媒を簡単な工程で
、しかも安全に調製する調製方法を提供することを目的
とする。
、しかも安全に調製する調製方法を提供することを目的
とする。
この発明はバナジウムの塩化物を水溶液とし、この液の
ＰＨをアルカリ側にした後に還元剤（例えば蟻酸水溶液
）を用いてこれを還元し、予め白金を担持しである白金
触蝶上、あるいはバナジウム塩の還元時に白金を同時ｌ
こ還元することにより担体上に白金とバナジウムの混合
物を析出させ、これを熱処理することによって担体に担
持された白金−バナジウム合金触媒が調製出来るように
したものである。
ＰＨをアルカリ側にした後に還元剤（例えば蟻酸水溶液
）を用いてこれを還元し、予め白金を担持しである白金
触蝶上、あるいはバナジウム塩の還元時に白金を同時ｌ
こ還元することにより担体上に白金とバナジウムの混合
物を析出させ、これを熱処理することによって担体に担
持された白金−バナジウム合金触媒が調製出来るように
したものである。
〔実施例１〕
約１０ｗｔ％の白金含有量を有する白金担持触媒１０ｆ
を脱イオン水８００ 〃１．．ｌに分散させた。一方、
三塩化バナジウム０．８１ｙを脱イオン水２００ｙ＝ｌ
に溶解した。次に、この三塩化バナジウム水浴液を先の
白金担持触媒の分散液と充分に接触させた。この後、０
、ＩＭの炭酸ナトリウム水溶液２０６−１を添加し、系
のＰＨを約９にした。この後、０．１Ｍの蟻酸水溶液２
０６ｍ−１を撹拌している白金担持触媒の分散液中に約
１５分かけて滴下した。この後に系の温度をω°Ｃに昇
温し、この温度で撹拌しながら２時間保持した。反応完
了後、反応液を室温まで冷却の後に濾別し、ケーキを６
０ ’Ｏの脱イオン水３００ｒｒＬｌで５回洗浄した。
を脱イオン水８００ 〃１．．ｌに分散させた。一方、
三塩化バナジウム０．８１ｙを脱イオン水２００ｙ＝ｌ
に溶解した。次に、この三塩化バナジウム水浴液を先の
白金担持触媒の分散液と充分に接触させた。この後、０
、ＩＭの炭酸ナトリウム水溶液２０６−１を添加し、系
のＰＨを約９にした。この後、０．１Ｍの蟻酸水溶液２
０６ｍ−１を撹拌している白金担持触媒の分散液中に約
１５分かけて滴下した。この後に系の温度をω°Ｃに昇
温し、この温度で撹拌しながら２時間保持した。反応完
了後、反応液を室温まで冷却の後に濾別し、ケーキを６
０ ’Ｏの脱イオン水３００ｒｒＬｌで５回洗浄した。
洗浄後、ケーキを約１２０’Ｏの空気中で１０時間乾燥
した。乾燥完了品（含水率０．１％以下）を粉砕して熱
処理炉内に設置し、加分間Ｎ２ガスでパージの後に、Ｎ
２パージをした状態で炉の温度を３時間かけて９００℃
に昇温した。この温度で２時間保持した後に室温まで冷
却した。出来上がった触媒について評価した結果、白金
担持ｉ’ｊ１９．２９％、バナジウム担持量０．６４％
であった。
した。乾燥完了品（含水率０．１％以下）を粉砕して熱
処理炉内に設置し、加分間Ｎ２ガスでパージの後に、Ｎ
２パージをした状態で炉の温度を３時間かけて９００℃
に昇温した。この温度で２時間保持した後に室温まで冷
却した。出来上がった触媒について評価した結果、白金
担持ｉ’ｊ１９．２９％、バナジウム担持量０．６４％
であった。
〔実施例２〕
三塩化バナジウム０．８１ｇを５００−＝Ｊｌ！の脱イ
オン水に溶解した。次にこれを９１のアセチレンブラッ
りに添加し、アセチレンブラックと三塩化バナジウムが
充分接触するように撹拌した。この後−こ、０．１Ｍの
炭酸ナトリウム水浴液を添加し、系のＰＨをアルカリ側
にした後に０．１ Ｍ蟻酸水溶液２０６ｒｒＬｌを約１
５分かけて撹拌しである分散液中に添加した。添加完了
後系の温度を約５５°Ｃに昇温し、この＠度で約２時間
保持した。この後に冷却し濾別した。得られたケーキを
脱イオン水５００ＷＬｌに分散し、これに１１の白金を
有する塩化白金酸を添加し、白金塩がアセチレンブラッ
ク及びバナジウムに充分接触するように撹拌した。この
後に（資）％過酸化水素水１１ｎＬｌを添加し、撹拌の
後に０．１Ｍ炭酸ナトリウム水浴液を添加し、系のＰＨ
を９．５ｔこした。
オン水に溶解した。次にこれを９１のアセチレンブラッ
りに添加し、アセチレンブラックと三塩化バナジウムが
充分接触するように撹拌した。この後−こ、０．１Ｍの
炭酸ナトリウム水浴液を添加し、系のＰＨをアルカリ側
にした後に０．１ Ｍ蟻酸水溶液２０６ｒｒＬｌを約１
５分かけて撹拌しである分散液中に添加した。添加完了
後系の温度を約５５°Ｃに昇温し、この＠度で約２時間
保持した。この後に冷却し濾別した。得られたケーキを
脱イオン水５００ＷＬｌに分散し、これに１１の白金を
有する塩化白金酸を添加し、白金塩がアセチレンブラッ
ク及びバナジウムに充分接触するように撹拌した。この
後に（資）％過酸化水素水１１ｎＬｌを添加し、撹拌の
後に０．１Ｍ炭酸ナトリウム水浴液を添加し、系のＰＨ
を９．５ｔこした。
その後、０．１Ｍ繕酪酸水溶液２１３ｒｒＬｌ１５分か
けて添加した。添加完了後系をω゛Ｃに昇温し、この温
度で約２時間保持した。その後室温まで冷却し、濾別し
た後にケーキを脱イオン水で洗浄した。得られたケーキ
を１１０”Ｏ空気雰囲気で約１０時間乾燥し粉砕した後
に、９００℃、Ｎ２雰囲気で２時間処理して触媒を得た
。計画の結果、白金担持量９．７％。
けて添加した。添加完了後系をω゛Ｃに昇温し、この温
度で約２時間保持した。その後室温まで冷却し、濾別し
た後にケーキを脱イオン水で洗浄した。得られたケーキ
を１１０”Ｏ空気雰囲気で約１０時間乾燥し粉砕した後
に、９００℃、Ｎ２雰囲気で２時間処理して触媒を得た
。計画の結果、白金担持量９．７％。
バナジウム担持量０，６２％であった。
〔実施例３〕
実施例１において熱処理をＨｅス囲気で行った。
〔実施例４〕
白金として、１ｆを含む塩化白金酸を５００ｆの脱イオ
ン水に溶解した後に、これにｏ、ｓｔｇの三塩化バナジ
ウムを添加し溶解した。これを９ｇのアセチレンブラッ
クに添加し、アセチレンブラックが充分に白金塩及びバ
ナジウム塩と接触するように攪拌した。この後に、０．
１Ｍ炭酸ナトリウム水浴液を添加し、系のＰＨを９．８
にした。次に、これに０．１Ｍ＠酸水溶液４００−１を
約加分かけて添加し、その後約（９）分撹拌を続けた。
ン水に溶解した後に、これにｏ、ｓｔｇの三塩化バナジ
ウムを添加し溶解した。これを９ｇのアセチレンブラッ
クに添加し、アセチレンブラックが充分に白金塩及びバ
ナジウム塩と接触するように攪拌した。この後に、０．
１Ｍ炭酸ナトリウム水浴液を添加し、系のＰＨを９．８
にした。次に、これに０．１Ｍ＠酸水溶液４００−１を
約加分かけて添加し、その後約（９）分撹拌を続けた。
その後糸の温度を５５ ’Ｏまで昇温し、この温度で約
２時間撹拌保持した。反応完了後室温まで冷却し、濾別
、洗浄した。洗浄後、ケーキを１２０℃空気雰囲気で、
含水率が０．１％以下になるまで乾燥した。乾燥後、ケ
ーキを粉砕し９０θ’Ｑ Ｎｔ雰囲気で熱処理した。得
られた触媒を分析した結果、白金担持量９．６％、バナ
ジウム担持量０，６％であった。
２時間撹拌保持した。反応完了後室温まで冷却し、濾別
、洗浄した。洗浄後、ケーキを１２０℃空気雰囲気で、
含水率が０．１％以下になるまで乾燥した。乾燥後、ケ
ーキを粉砕し９０θ’Ｑ Ｎｔ雰囲気で熱処理した。得
られた触媒を分析した結果、白金担持量９．６％、バナ
ジウム担持量０，６％であった。
〔比較例１〕
実施例１から実施例４で調製した触媒と、比較のために
実施例１で用いた７９ｗｔ％白金担持触媒を各々電極に
調製し、１００％リン酸中、１９０℃での半電池試験を
行った。その結果を第１表に示す。
実施例１で用いた７９ｗｔ％白金担持触媒を各々電極に
調製し、１００％リン酸中、１９０℃での半電池試験を
行った。その結果を第１表に示す。
これより明らかな様に各実施例で調製した触媒は、いず
れも比較例１より優れていることが判った。
れも比較例１より優れていることが判った。
以上の説明から明らかなようにこの発明によれば、バナ
ジウムの添加に際して水をその分散媒として使用したた
めに、調製にあたり触媒の発火等の危険性がなく、安全
に触媒の調製が行える。また、他の効果としては、実施
例４に示した様に、担体上に白金とバナジウムの両金属
を同時に付加する事が出来、触媒調製における工程が短
縮できるなどの効果が得られる。
ジウムの添加に際して水をその分散媒として使用したた
めに、調製にあたり触媒の発火等の危険性がなく、安全
に触媒の調製が行える。また、他の効果としては、実施
例４に示した様に、担体上に白金とバナジウムの両金属
を同時に付加する事が出来、触媒調製における工程が短
縮できるなどの効果が得られる。
Ｘイ・、 。
“−７ぶ−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）バナジウムの塩化物水溶液のＰＨをアルカリ側にし
た後に、還元剤を用いて、バナジウム塩を還元すること
により白金・バナジウム混合物を作り、これを熱処理す
ることを特徴とする白金・バナジウム合金触媒の調製方
法。 ２）特許請求の範囲第１項記載の方法において、バナジ
ウムの塩化物は三塩化バナジウムであることを特徴とす
る白金・バナジウム合金触媒の調製方法。 ３）特許請求の範囲第１項記載の方法において、バナジ
ウムの添加量は触媒全体重量の０．１〜１０％、好まし
くは０．２５％〜２％であることを特徴とする白金・バ
ナジウム合金触媒の調製方法。 ４）特許請求の範囲第１項記載の方法において、熱処理
温度は８００℃〜９５０℃であることを特徴とする白金
・バナジウム合金触媒の調製方法。 ５）特許請求の範囲第１項記載の方法において、還元剤
は蟻酸、蟻酸ナトリウムあるいはホルムアルデヒドであ
ることを特徴とする白金・バナジウム合金触媒の調製方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60224318A JPS6283040A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | 白金・バナジウム合金触媒の調製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60224318A JPS6283040A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | 白金・バナジウム合金触媒の調製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6283040A true JPS6283040A (ja) | 1987-04-16 |
Family
ID=16811869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60224318A Pending JPS6283040A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | 白金・バナジウム合金触媒の調製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6283040A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006210181A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 燃料電池用電極触媒層の製造方法及び該電極触媒層を有する燃料電池 |
| JP2013126651A (ja) * | 2011-11-17 | 2013-06-27 | Nippon Shokubai Co Ltd | 電極用触媒及びその製造方法 |
-
1985
- 1985-10-08 JP JP60224318A patent/JPS6283040A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006210181A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 燃料電池用電極触媒層の製造方法及び該電極触媒層を有する燃料電池 |
| JP2013126651A (ja) * | 2011-11-17 | 2013-06-27 | Nippon Shokubai Co Ltd | 電極用触媒及びその製造方法 |
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