JPS63190254A - 燃料電池電極用触媒 - Google Patents

燃料電池電極用触媒

Info

Publication number
JPS63190254A
JPS63190254A JP62020092A JP2009287A JPS63190254A JP S63190254 A JPS63190254 A JP S63190254A JP 62020092 A JP62020092 A JP 62020092A JP 2009287 A JP2009287 A JP 2009287A JP S63190254 A JPS63190254 A JP S63190254A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
platinum
electrode
nickel
alloy
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.)
Pending
Application number
JP62020092A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazunori Tsurumi
和則 鶴見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Original Assignee
Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tanaka Kikinzoku Kogyo KK filed Critical Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Priority to JP62020092A priority Critical patent/JPS63190254A/ja
Publication of JPS63190254A publication Critical patent/JPS63190254A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90Selection of catalytic material
    • H01M4/92Metals of platinum group
    • H01M4/925Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
    • H01M4/926Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90Selection of catalytic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90Selection of catalytic material
    • H01M4/92Metals of platinum group
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M2004/8678Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells characterised by the polarity
    • H01M2004/8684Negative electrodes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は燃料電池の電極に用いられる触媒に関するもの
である。
(従来の技術) 従来、炭素粉末担体に白金を微粒子状で担持した触媒が
テトラフロロエチレン微粒子などの結着剤と共に混練さ
れて燃料電池用電極の電気化学的反応層として用いられ
ているが、特にりん酸を電解質とする燃料電池のカソー
ド(空気極)に於いては、微粒状の白金が長時間の運転
中に次第に凝集し、粒子成長を起こして、白金の表面積
が減少し、燃料電池の起電力が低下するという問題があ
った。
燃料電池の空気極に於いては酸電解質型燃料電池を例に
とれば、電池外部から供給される空気中の酸素が白金な
どの触媒活性金属表面で外部回路を経由して燃料極より
流入する電子と電池内部の電解質を経由して燃料極側よ
り供給されるプロトンと化合し水を生成する反応が起こ
っている。即ち燃料電池の空気極に於いては酸素の還元
反応を迅速に行わせる為に白金などの触媒活性物質を存
在させてその目的を達成せしめんとするもであるが、こ
の反応速度は反応物質の供給速度が充分であれば触媒物
質表面の活性サイト数に依存する。
かくして、使用中の触媒活性金属表面積の減少防止とい
うことは燃料電池の性能の長寿命化に重大な効果をもた
らすものであり、従来の白金だけを導電性炭素粉末上に
担持した触媒では必ずしも満足したものではなかった。
(発明の目的) 本発明は、この欠点を除去するため炭素粉末上に担持さ
れた活性金属の表面積の減少を抑制し、もって燃料電池
用電極の触媒活性寿命の長期化を計らんとするものセあ
る。
(問題点を解決するための手段) 本発明の燃料電池電極用触媒は、白金とニッケルとコバ
ルトとの合金を含有して成ることを特徴とするものであ
る。
本発明において触媒中に白金とニッケルとコバルトの合
金を含ませる理由は、使用中に微粒状の白金が次第に凝
集し、粒子成長を起こして白金の表面積が減少するのを
抑制するためである。
(実施例) 2.700℃で熱処理をしてI3. E、 T法による
比表面積が166rrr/gをX線回折による面間隔d
 (002)が6,748人、結晶子サイズL c(0
02)が221人になった導電性カーボンブラック90
gを白金10gを含む41のへキサクロロ白金酸(Hz
P t Clh)溶液に加え充分に攪拌した。次に1.
25モル濃度のギ酸ナトリウム(HC○0Na)水溶液
41をこれに加えて3時間激しく攪拌しながら白金を還
元した後、濾過、洗浄をした。このものを60℃に制御
されている温風乾燥機にて乾燥しさらにN2気流中12
0℃で乾燥処理し、粉砕して白金カーボン97gを得た
これの白金含有率を化学骨、析した処9.91%であっ
た。またX線回折の測定によると白金粒径は38人であ
り、電子顕微鏡による観察では白金粒子は炭素担体上に
均一に分散していた。
この白金カーボン10gを400mfの水に分散し、水
酸化アンモニウム水溶液を滴下してP 14を8となし
充分に攪拌し分散させた後、ニッケル3gを硝酸ニッケ
ルとしてまた、コバルト1gを硝酸コバルトとして共に
含有する水溶液Loom lを攪拌しながら添加し、さ
らに希硝酸を滴下してP Hを5となした。連続して2
0分間激しく攪拌を行った後、スラリーを濾過し、60
℃で乾燥した。次いでこのケーキ状触媒を粉砕し、水素
5容蚤%を含む窒素気流中で920℃、3時間熱処理し
て白金−ニッケルーコバルト合金を導電性炭素粉末上に
担持させた触媒を9.6g得た。X線回折によって、白
金は、白金−ニッケル合金又は出合−コバルト合金とは
異なった合金になっていることが確認でき、白金−ニッ
ケルーコバルトの三元合金が生成されているものと思わ
れるが合金粒子が小さいため、合金中のニッケル、コバ
ルトの正確な割合を決定するのは困難であった。化学分
析の結果ではこの触媒中の各金属元素の比率は重量比で
白金77.5%、ニッケル1O85%、コバルト12%
であった。この白金−二ッケル−コバルト合金を担持し
た触媒とテトラフロロエチレンの重量比が6:4になる
様に混練し、撥水処理をしたカーボンシート上にこれを
塗布、焼成して電極を製造し、合金粒径をX線回折で測
定したところ48人であった。この電極を使用して大量
のりん酸を電解質とする半電池を組立7190℃、0.
8V (V、S、NIIE)の空気極として100時間
作用させた後、合金粒径をX線回折で測定したところ5
9人であった。
(従来例) 実施例で作製した白金カーボンを触媒とし、これとテト
ラフロロエチレンの重量比が6:4になる様にこの触媒
とテトラフロロエチレンディスパージョン液を混練し、
撥水化処理をしたカーボンシート上にこれを塗布、焼成
して電極を製造した。
電極に成形したものの白金粒径をX線回折で測定したと
ころ40人であった。この電極を使用して大量のりん酸
を電解質とする半電池を組立て190℃、0.8V、(
V、S、NHE)の空気極として100時間作用させた
後、電極を取り出し白金粒径をX線回折で測定したとこ
ろ80人に増大していた。
また実施例及び従来例で成形したと同じ内容の各々の電
極について電解質を100%りん酸とする半電池を組み
、触媒電極の背面から酸素を供給し、該触媒電極と対極
との間に電流を流し、同一の電解質内に該触媒電極の電
極電位を計測できる様に配置された水素基準電極に依っ
て190℃で該触媒電極が900mVの電位に保持され
る様にポテンシオスタットを用いて電位規制法による酸
素還元電流を測定した。
燃料電池の酸素還元触媒の活性度は電極電位900mV
に於いて電極中の白金1mg当りに得られる電流値(m
A)で比較できる6 従来例と同じ内容の白金を担持した触媒電極では28m
A /■、実施例と同じ内容の白金−ニッケルーコバル
ト合金を担持した触媒電極では46111A/IWであ
った。
以上のことから明らかなように実施例の導電性炭素粉末
に白金−ニッケルーコバルト合金を担持した触媒は、従
来例の導電性炭素粉末に白金を担持した触媒に比べて燃
料電池の起電力低下防止に大きな効果を与える触媒活性
金属粒子の粒径増大防止に有効であり、さらに酸素還元
電極用触媒としての初期活性も優れている。
(発明の効果) 以上の説明でtlJるように、本発明の燃料電池電極用
触媒は、触媒活性金属粒子が白金単独でなく、白金−ニ
ッケルーコバルト合金であるから、長時間使用しても凝
集し粒子成長を起こして粒子の表面積が減少するのを抑
制できるので、起電力低下が殆んどなく、またニッケル
及びコバルトの助触媒的作用により酸素還元触媒として
の初期活性も高いと云う効果がある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)燃料電池に使用される電極用触媒に於いて前記触
    媒が白金とニッケルとコバルトとの合金を含むことを特
    徴とする燃料電池電極用触媒。
  2. (2)前記触媒が導電性の炭素上に前記合金を担持して
    成ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の燃料
    電池電極用触媒。
JP62020092A 1987-01-30 1987-01-30 燃料電池電極用触媒 Pending JPS63190254A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62020092A JPS63190254A (ja) 1987-01-30 1987-01-30 燃料電池電極用触媒

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62020092A JPS63190254A (ja) 1987-01-30 1987-01-30 燃料電池電極用触媒

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63190254A true JPS63190254A (ja) 1988-08-05

Family

ID=12017466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62020092A Pending JPS63190254A (ja) 1987-01-30 1987-01-30 燃料電池電極用触媒

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63190254A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001068120A (ja) * 1999-08-26 2001-03-16 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 燃料電池用電極触媒およびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001068120A (ja) * 1999-08-26 2001-03-16 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 燃料電池用電極触媒およびその製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4316944A (en) Noble metal-chromium alloy catalysts and electrochemical cell
CA2039464C (en) Platinum containing electrocatalyst material
US4202934A (en) Noble metal/vanadium alloy catalyst and method for making
US6165635A (en) Pt/Rh/Fe alloy catalyst for fuel cells and a process for producing the same
US4937220A (en) Method to retard catalyst recrystallization
JPH01210037A (ja) 担体上における金属の合金化方法
JPWO2009104500A1 (ja) 触媒用担体、触媒およびその製造方法
CN110112430A (zh) 一种碳载铂合金粉末及其制备方法
US4513094A (en) Single-batch process to prepare noble metal vanadium alloy catalyst on a carbon based support
JPH09167620A (ja) 燃料電池用電極触媒とその製造方法、およびその触媒を用いた電極と燃料電池
JP2010507220A (ja) 燃料電池のための触媒担体
GB2242203A (en) Catalyst material comprising platinum alloy supported on carbon
JP2005508450A (ja) 改良されたロジウム電極触媒及び製造方法
JPH04141236A (ja) 白金合金触媒とその製法
JP2000003712A (ja) 高分子固体電解質型燃料電池用触媒
US4373014A (en) Process using noble metal-chromium alloy catalysts in an electrochemical cell
JP2890486B2 (ja) 液体燃料電池の燃料極用触媒及びその製造方法
RU2446009C1 (ru) Способ приготовления платино-рутениевых электрокатализаторов
JPS63190254A (ja) 燃料電池電極用触媒
JPS598273A (ja) 燐酸燃料電池の電極
JPS63190253A (ja) 燃料電池電極用触媒
JP4082800B2 (ja) 触媒の製造方法
JP2002095969A (ja) 白金−コバルト合金触媒の製造方法
JPWO2006112368A1 (ja) 燃料電池用電極触媒およびその製造方法
JP2001205086A (ja) 白金−ルテニウム合金担持触媒の製造方法