KR20120039060A - 전기화학 반응용 촉매 - Google Patents

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바스프 에스이
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Abstract

본 발명은 전기화학 반응용 불균일 촉매로서 사용하기 위한 지지체 및 촉매 활성 물질을 포함하는 촉매로서, 지지체는 BET 표면적이 50 ㎡/g 미만인 탄소 지지체인 촉매에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 연료 전지에서 전극 촉매로서의 촉매의 용도에 관한 것이다.

Description

전기화학 반응용 촉매{CATALYST FOR ELECTROCHEMICAL REACTIONS}
본 발명은 전기화학 반응용 불균일 촉매로서 사용하기 위한 지지체 및 촉매 활성 물질을 포함하는 촉매에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 촉매의 용도에 관한 것이다.
백금족 금속 또는 백금족 금속의 합금 촉매를 전기화학 반응용 촉매로서 일반적으로 사용한다. 합금 성분으로서, 일반적으로 니켈, 코발트, 바나듐, 철, 티탄, 구리, 루테늄, 팔라듐 등과 같은 전이 금속을 각각의 경우에 개별적으로 또는 1종 이상의 추가의 금속과의 조합으로 사용한다. 이러한 촉매를 특히 연료 전지에서 사용한다. 애노드 측 상 및 캐소드 측 상 둘 다에서 촉매를 사용한다. 특히 캐소드 측 상에서, 부식에 또한 안정한 활성 촉매를 사용하는 것이 필요하다. 활성 촉매로서 일반적으로 합금 촉매를 사용한다.
높은 촉매 표면적을 얻기 위해, 촉매는 일반적으로 지지된다. 지지체로서 일반적으로 탄소를 사용한다. 일반적으로 사용되는 탄소 지지체는 촉매 나노입자의 미세한 분포가 가능하게 하는 높은 비표면적을 갖는다. BET 표면적은 일반적으로 100 ㎡/g 초과이다. 그러나, BET 표면적이 약 250 ㎡/g인 Vulcan XC72 또는 BET 표면적이 약 850 ㎡/g인 Ketjen Black EC-300J와 같은 탄소 지지체의 단점은 이들이 매우 빨리 부식된다는 것이다. 1.1 V의 전위에서, Vulcan XC72의 탄소의 약 60%가 부식하여 15 시간 동안의 산화의 결과로서 이산화탄소를 형성한다. BET 표면적이 약 60 ㎡/g인 DenkaBlack과 같은 비표면적이 작은 카본 블랙의 경우, 카본 블랙의 흑연 함량이 더 높으므로, 지지체의 부식 안정성은 더 높다. 부식 손실은 1.1 V에서 15 시간 후 탄소의 겨우 3%이다. 표면적이 더 낮은 탄소 지지체 상의 촉매 입자는 일반적으로 다소 더 크고 서로 가깝다. 그러나, 지지체에 도포된 촉매 활성 물질의 양의 적은 부분만을 촉매로 이용할 수 있으므로, 이는 흔히 성능을 감소시킨다.
고표면적 카본 블랙과 비교하여 저표면적 카본 블랙에서 이용 가능한 핵 형성 부위가 더 적고 결정 성장이 기존 핵에서 우선적으로 진행되므로, 일반적으로 저표면적 카본 블랙 상에서 미세하게 분산된 촉매 입자의 생성이 더 어려운 것으로 추측된다. 더 큰 촉매 입자가 더 낮은 촉매 표면적을 가지므로, 전기화학 반응은 더 낮은 전환율로 진행된다. 입자가 저표면적 카본 블랙에서 함께 더 가까워지므로, 이들은 또한 조작 동안 더 빨리 응집하여 촉매 표면적의 추가의 손실을 겪을 수 있다. 이러한 이유로, 고표면적 지지체, 즉 BET 표면적이 100 ㎡/g 초과인 지지체, 예를 들면 BET 표면적이 약 250 ㎡/g인 Vulcan XC72 또는 BET 표면적이 약 850 ㎡/g인 Ketjen Black EC-300J를 사용하여 활성 촉매를 일반적으로 제조한다.
탄소 지지체 및 이 위에 제조된 촉매의 표면 특성은 또한 전극이 생성되는 잉크를 형성하기 위한 가공성에 실질적인 영향을 미친다. 매우 낮은 표면적 지지체 상의 촉매는 일반적으로 안정한 방식으로 분산시키기 더 어렵고, 이는 가공을 더 어렵게 만들 수 있다. 예를 들면, BET 표면적이 약 60 ㎡/g인 DenkaBlack을 사용시에 이는 명확하다.
현재 일반적으로 사용되는 흑색인 지지체 물질로 인해, 제조된 촉매 및 궁극적으로 촉매가 사용되는 전극도 흑색이다. 이는 애노드 및 캐소드를 육안상 구별할 수 없게 한다. 이는 기술적으로 연료 전지의 구축에서 문제점을 야기할 수 있다. 따라서, 애노드 및 캐소드를 색 부호화하는 것이 유리하다. 첨가제 성분의 첨가 또는 표면 후처리에 의한 색 부호화는 예를 들면 W0 제2004/091024호에 기재되어 있다. 그러나, 색 부호화의 단점은 추가의 물질이 첨가되어야 한다는 것이다. 이는 때때로 촉매 활성에 불리한 효과를 미칠 수 있다.
본 발명의 목적은 선행 기술로부터 공지된 촉매보다 우수한 내부식성을 갖는 전기화학 반응용 촉매를 제공하는 것이다.
상기 목적은 전기화학 반응용 불균일 촉매로서 사용하기 위한 지지체 및 촉매 활성 물질을 포함하는 촉매로서, 지지체가 BET 표면적이 50 ㎡/g 미만인 탄소 지지체인 촉매에 의해 성취된다.
BET 표면적이 50 ㎡/g 미만인 탄소 지지체의 사용의 이점은 부식 안정성이 선행 기술로부터 공지된 지지체와 비교하여 현저히 개선된다는 것이다. 또한, 촉매의 출력 밀도가 더 낮은 표면적에도 불구하고 감소하지 않는다는 것을 놀랍게도 발견하였다.
본 발명의 촉매의 추가의 이점은, 선행 기술로부터 공지된 촉매와 달리, 이것이 흑색이 아니고 대신 회색이라는 것이다. 이것은 촉매가 상이한 지지체의 사용에 의해 순수히 색 부호화될 수 있게 한다. 따라서, 예를 들면, 선행 기술로부터 공지된 탄소 지지체 상에 지지된 촉매를 애노드 촉매로서 사용할 수 있는데, 왜냐하면 이것은 캐소드 촉매로서 부식 안정해야 할 필요가 없기 때문이다. 그래서, 본 발명의 촉매를 캐소드 촉매로서 사용한다. 상이한 색상은 애노드 촉매 및 캐소드 촉매의 명확한 배정을 가능하게 하여, 촉매를 혼동할 위험을 감소시키거나 심지어 제거할 수 있다. 카본 블랙을 연료 전지에서 전기촉매용 지지체로서 사용할 때, 색상은 연료 전지의 성능을 개선하지는 않지만, 기술적으로 애노드 및 캐소드의 구별을 간단하게 하여, 예를 들면 제조 공정 또는 어셈블리의 추가의 자동화가 가능하게 한다.
일반적으로 N2 흡착에 의해 BET 표면적을 측정한다. 그러나, 대안으로서, 또한 예를 들면 요오드 흡착에 의해 전체 표면적을 측정할 수 있는데, 왜냐하면 2개의 값이 일반적으로 매우 비슷하기 때문이다. 본 발명의 촉매는 BET 표면적이 50 ㎡/g 미만이다. BET 표면적은 바람직하게는 20 내지 30 ㎡/g 범위이다.
지지체의 낮은 BET 표면적으로 인해, 카본 블랙의 흑연 함량은 비교적 높다. 따라서, 예를 들면, 흑연은 BET 표면적이 10 ㎡/g 미만이다. 낮은 표면적은 산화 부식에 대한 지지체의 안정성을 개선한다. 이는 캐소드 물질로서 사용하기에 특히 중요하다.
지지체의 외부 표면적은 예를 들면 CTAB 값을 특징으로 할 수 있다. CTAB 값을 세틸트리메틸암모늄 브로마이드(CTAB)의 흡착에 의해 측정한다. 본 발명에 따르면, 탄소 지지체는 CTAB 표면적이 50 ㎡/g 미만이다. CTAB 표면적은 바람직하게는 20?30 ㎡/g 범위이다.
본 발명의 촉매는 바람직하게는 BET 표면적 대 CTAB 표면적의 비가 1 내지 1.1 범위이다. 1에 가까운 값의 비는 적은 또는 매우 작은 기공을 갖는 비교적 압축된 카본 블랙의 특징을 나타낸다.
촉매는 추가로 오일 흡착수(OAN; oil adsorption number)를 특징으로 할 수 있다. 오일 흡착수를 예를 들면 디부틸 프탈레이트(DBP)의 흡착에 의해 측정한다. 대안으로서, 파라핀 오일의 흡착도 가능하다. 오일 흡착수는 카본 블랙에 의한 액체의 흡수의 측정치이다. 오일 흡착수를 ㎖(DBP)/100 g(카본 블랙)으로 기록한다. 본 발명의 촉매의 경우, 탄소 지지체에 의한 액체의 흡수는 바람직하게는 100 내지 140 ㎖/100 g 범위이다. 액체의 흡수를 DBP의 흡착에 의해 결정한다.
본 발명의 촉매의 추가의 특징은 톨루엔에 의해 추출될 수 있는 물질의 비율이고, 이것은 카본 블랙의 오염의 측정치이다. 촉매의 가공성 및 가능한 위치 선정과 관련하여, 톨루엔에 의해 추출될 수 있는 물질의 비율은 1% 미만, 바람직하게는 0.1% 미만이다.
본 발명의 촉매에 사용되는 탄소 지지체는 전기촉매용 지지체로서 사용되는 선행 기술로부터 공지된 카본 블랙보다 상당히 밝은 색상을 갖는다. 더 밝은 색상은 애노드 및 캐소드를 더 쉽게 구별할 수 있게 하고, 이는 예를 들면 연료 전지의 제조 공정 또는 어셈블리 공정의 자동화가 가능하게 한다. 비색 측정에 의해 색상을 정량화할 수 있다. 이 목적을 위해, 예를 들면 재방출(remission) 측정을 수행한다. 여기서, 흡수되지 않는 광 및 지지체로부터 재방출된 광 둘 다를 예를 들면 400 내지 900 ㎚ 범위의 파장의 함수로서 측정한다. 대안으로서, 근적외선 범위 또는 적외선 범위에로의 측정이 또한 가능하다.
DenkaBlack, Vulcan XC72 또는 Ketien Black EC-300J와 같은 선행 기술로부터 공지된 탄소 지지체로부터 제조되거나, 이 위에 실질적으로 모든 광을 흡수하는 촉매는 측정된 재방출 값이 약 2.5% 미만이다. 반대로, 본 발명의 촉매는 2.5% 초과, 바람직하게는 3.5% 초과의 재방출 값을 갖는다. 약 30 중량% 미만의 촉매 로딩에서, 4% 이상의 재방출 값이 측정된다. 그 값은 일반적으로 약 5% 이하이지만, 또한 5%를 초과할 수 있다.
색상 값 및 색상차를 측정된 재방출 곡선으로부터 결정할 수 있다. 여기서, 곡선을 파장 범위에 걸쳐 스펙트럼 함수에 따라 적분하여 색상의 색조 및 이의 명도를 기술하는 3가지 색 좌표를 생성한다. 흔히 사용되는 좌표 시스템은 CIE L*a*b* 시스템이다. 여기서, L*은 명도이다. 본 발명의 촉매는 선행 기술로부터 공지된 촉매보다 상당히 더 높은 명도 값를 갖는다. 따라서, 선행 기술로부터 공지된 촉매에 대한 L* 값은 예를 들면 32 내지 34 범위이고, 본 발명의 촉매에 대한 값은 35.3 내지 36.5 범위이다.
비교용 샘플과 표준품 사이의 색상차를 일반적으로 ΔE*로서 보고한다. 여기서,
ΔE*2 = ΔL*2 + Δa*2 + Δb*2
[여기서, ΔL* = L* comp - L* ref, Δa* = a* comp - a* ref, Δb* = b* comp - b* ref]. 여기서, comp 색인은 비교용 샘플에 대한 값을 나타내고 ref 색인은 표준품을 나타낸다.
ΔE*가 5 초과의 값을 가질 때, 이것은 비교용 샘플 및 표준품이 상이한 색상을 갖는다는 것을 의미한다. 1 초과의 ΔE*에 대한 값은 감지 가능한 색상차를 나타내고, 0.5 미만의 ΔE*에 대한 값은 샘플이 색상차가 없거나, 실제로 없다는 것을 의미한다. 선행 기술로부터 공지된 촉매와 본 발명의 촉매 사이의 차이는 때때로 실질적으로 상이한 색상에 해당하는 값을 갖는다. 일반적으로, 선행 기술로부터 공지된 촉매와 본 발명의 촉매 사이의 색상차는 ΔE* > 2이다. ΔE*에 대한 값은 일반적으로 약 3이다.
사용된 촉매 활성 물질은 예를 들면 백금족 금속, 전이 금속 또는 이들 금속의 합금을 포함한다. 촉매 활성 물질은 바람직하게는 백금 및 팔라듐 및 이들 금속의 합금 및 하나 이상의 이들 금속을 포함하는 합금 중에서 선택된다. 촉매 활성 물질은 매우 특히 바람직하게는 백금 또는 백금 함유 합금이다. 적합한 합금 금속은 예를 들면, 니켈, 코발트, 철, 바나듐, 티탄, 루테늄 및 구리, 특히 니켈 및 코발트이다. 합금을 사용할 때, 백금-니켈 합금 또는 백금-코발트 합금이 특히 바람직하다. 합금을 촉매 활성 물질로서 사용할 때, 합금 중 백금족 금속의 비율은 바람직하게는 40 내지 80 원자% 범위, 더 바람직하게는 50 내지 80 원자% 범위, 특히 50 내지 80 원자% 범위이다.
촉매용 지지체로서, 카본 블랙을 사용하는 것이 바람직하다. 카본 블랙을 당업자에게 공지된 임의의 공정에 의해 제조할 수 있다. 통상 사용되는 카본 블랙은 예를 들면 퍼네스 블랙, 플레임 블랙, 아세틸렌 블랙 또는 당업자에게 공지된 임의의 다른 카본 블랙이다.
본 발명의 촉매를 예를 들면 전극 촉매, 바람직하게는 캐소드 촉매로서 사용한다. 촉매는 연료 전지에서 전극 촉매로서, 특히 캐소드 촉매로서 사용하기에 특히 적합하다.
[실시예]
실시예 1
지지체의 부식 안정성의 비교
지지체의 부식 안정성을 연료 전지 어셈블리에서 시험하고, 여기서 촉매 대신에 지지체만을 캐소드 측 상에 설치하고 질소를 운반 가스로서 공기 스트림 대신에 도입하였다. 지지체의 부식은 이산화탄소를 형성하는 탄소와 운반 가스의 물과의 반응에 의해 야기되었다. 반응 속도는 일반적으로 매우 낮았다. 그러나, 전위가 증가하면서, 특히 표준 수소 전극(SHE)에 비해 0.9 V 초과의 전위에서, 이산화탄소의 방출이 특히 고온에서 가속되었다.
제1 실험 측정을 위해, 연료 전지를 180℃의 온도 및 1.1 V의 전위에서 조작하였다. 방출된 이산화탄소를 측정하고 지지체 질량에서의 손실로 전환하였다. Vulcan XC72와 같은 표준 탄소 지지체가 부식의 결과로 이산화탄소 형태로 오직 1 시간 후 이의 중량의 7%, 5 시간 후 이의 중량의 27% 및 15 시간 후 이의 중량의 57%를 손실하는 것으로 밝혀졌다. 부식에 더 안정한 것으로 공지된 DenkaBlack는 1 시간 후 이의 탄소의 1%, 5 시간 후 3% 및 15 시간 후 7%를 손실하였다.
본 발명에 따른 카본 블랙 지지체(R1)는 30 ㎡/g의 BET 표면적, 29 ㎡/g의 CTAB 표면적, 121 ㎖/100 g의 오일 흡착수 및 0.04%의 추출 가능 함량을 가졌다. 본 발명에 따른 카본 블랙 지지체(R1)는 1 시간 후 이의 탄소의 오직 0.2%, 5 시간 후 0.4% 및 15 시간의 전체 시간 후 1.8%를 손실하였다.
이는 지지체의 1%의 부식이 (각각의 경우 1.1 V의 인가 전위에서) Vulcan XC72의 경우 수 분이 걸리고, DenkaBlack을 사용할 때 약 1 시간이 걸리고, 본 발명에 따른 지지체를 사용할 때 약 12 시간이 걸린다는 것을 의미한다.
제2 측정을 임의의 연속 가속 시효 거동을 결정하기 위해 1.2 V에서 유사하게 수행하였다. 결과는 정량적으로 유사하였고 표 1에 요약되어 있다.
Figure pct00001
실시예 2
본 발명에 따른 카본 블랙 R1 상의 백금 촉매(30 중량%의 Pt )의 제조
본 발명에 따른 탄소 블랙 R1 7.0 g을 물 500 ㎖ 중에 분산시키고 8000 rpm에서 15 분 동안 Ultra-Turrax에 의해 균질화하였다. 질산백금 5.13을 물 100 ㎖ 중에 용해하고 카본 블랙 분산액에 천천히 첨가하였다. 그 후, 물 200 ㎖ 및 에탄올 800 ㎖를 혼합물에 첨가하고 혼합물을 6 시간 동안 환류시켰다. 밤새 냉각한 후, 현탁액을 여과시키고, 고체를 열수 2 ℓ로 질산이 없도록 세척하고 감압 하에 건조하였다. 이러한 방식으로 제조된 백금 로딩은 27.1%이었고, XRD에서의 평균 결정자 크기는 3.4 ㎚이었다.
실시예 3
본 발명에 따른 카본 블랙 R1 상의 백금-니켈 촉매(20 중량%의 Pt, 5 중량%의 Ni)의 제조
제1 단계에서, 백금 촉매를 실시예 2에 기재된 것과 유사한 방법에 의해 제조하였다. 전체 24.0 g의 본 발명에 따른 카본 블랙 R1, 10.26 g의 질산백금 및 실시예 1과 비교하여 전체 2배량의 용매를 뱃치에 사용하였다. 백금 로딩은 19.6%이었고, XRD에서의 평균 결정자 크기는 3.0 ㎚이었다.
니켈과의 합금을 제2 단계에서 수행하였다. 이 목적을 위해, 백금 촉매 18.0 g을 니켈 아세틸아세토네이트 9.70 g과 혼합하고, 회전 관에 위치시키고, 약 30 분 동안 질소로 플러쉬 처리하였다. 그 후, 혼합물을 질소 하에 110℃로 가열하고 2 시간 동안 이 온도에서 유지시켰다. 그 후, H2/N2 혼합물(질소 중 5 용적%의 수소)에 대해 가스 분위기를 변경하고, 로 온도를 210℃로 증가시키고 4 시간 동안 유지시켰다. 그 후, 온도를 600℃로 증가시키고 3 시간 동안 유지시켰다. 그 후, 노를 질소로 다시 플러쉬 처리하고 냉각하였다. 비합금 니켈을 제거하기 위해, 촉매를 0.5 M 황산 2 ℓ와 90℃에서 1 시간 가열하고, 여과하고, 2.5 ℓ 열수로 세척하고, 마지막으로 건조하였다. 금속 로딩은 18.2%의 Pt 및 5.0%의 Ni이었다. XRD에서의 평균 결정자 크기는 3.742 Å의 격자 상수로 3.4 ㎚이었다.
비교예 1
Vulcan XC72 상의 백금 촉매( Pt 의 30 중량%)의 제조
실시예 2에 기재된 방법에 의하지만 본 발명에 따른 카본 블랙 R1 대신에 Vulcan XC72 카본 블랙을 사용하여 백금 촉매를 제조하였다. Vulcan XC72 상의 생성된 촉매의 백금 로딩은 27.7%이었고, XRD에서의 평균 결정자 크기는 1.9 ㎚이었다.
비교예 2
(50% 압축된) DenkaBlack 상의 백금 촉매(30 중량%의 Pt )의 제조
실시예 2에 기재된 것과 유사한 방법에 의하지만 본 발명에 따른 카본 블랙 R1 대신에 DenkaBlack을 사용하여 백금 촉매를 제조하였다. 이러한 방식으로 생성된 촉매의 백금 로딩은 27.7%이고, XRD에서의 평균 결정자 크기는 3.7 ㎚이었다.
실시예 4
회전 디스크 전극에 의한 산소 환원 반응에서의 질량 특이적 활성의 결정
회전 디스크 전극에 의한 측정을 산소로 포화된 1 M HClO4 중에서 수행하였다. 시험하고자 하는 촉매를 면적이 1 ㎠인 유리체 탄소 전극에 도포하였다. 로딩은 약 15?20 ㎍의 Pt이었다. 가역적 수소 전극에 대한 50 mV/s와 950 mV 사이의 5회 사이클을 5 mV/s 및 1600 rpm의 속도에서 수행하고 900 mV에서 평가하였다. 생성물 비 및 900 mV에서의 한계 확산 전류와 반응 전류 사이의 차이를 형성하고 백금의 양으로 정규화하였다. 이는 900 mV에서 질량 특이적 활성을 제공하였다.
비교예 1의 Vulcan 지지 촉매의 경우 130 mA/㎎의 Pt의 활성, 비교예 2의 DenkaBlack 지지 촉매의 경우 112 mA/㎎의 Pt의 활성 및 실시예 2의 본 발명에 따른 촉매의 경우 122 mA/㎎의 Pt의 활성을 측정하였다. 이는 지지체의 상당히 낮은 표면적에도 불구하고 실제로 활성 감소가 발견되지 않았다는 것을 보여준다. 실시예 3의 합금 촉매는 237 mA/㎎의 Pt의 활성을 나타냈다.
실시예 5
회전 디스크 전극에 의한 촉매의 내부식성의 결정
지지체의 내산화성과 별도로, 촉매 입자의 소결이 발생할 수 있어서, 활성을 상당히 손상시킬 수 있다. 이러한 이유로, 촉매 시스템의 부식 시험을 또한 수행하였다. 이 목적을 위해, 처음에 실시예 4 하에 기재된 바대로 회전 디스크 전극에 의해 측정을 수행하였다. 그 후, 500 mV와 1300 mV 사이의 150회 전위 사이클을 50 mV/s의 속도에서 수행하고 활성을 마지막으로 다시 결정하였다. 비교예 1의 Vulcan 지지 촉매의 경우, 활성 감소는 75%이었다. 비교예 2의 DenkaBlack 지지 촉매의 경우, 활성 감소는 47%이었고, 실시예 2의 본 발명에 따른 촉매의 경우, 감소는 겨우 33%이었다. 전류-전위 곡선은 더욱 더 명확히 그 효과를 보여준다. 따라서, 산화된 Vulcan 지지 촉매의 곡선은 900 mV에서 거의 1 mA, 또는 -1 mA에서 30 mV 이동하였고, 본 발명에 따른 카본 블랙 R1 상에 지지된 촉매에 대한 곡선은 실제로 변하지 않았다. 이는 더 낮은 전위로의 이동이 -1 mA에서 겨우 8 mV라는 것을 의미한다.
실시예 6
전기촉매 층의 색상
표준 탄소 상에 지지된 촉매와 본 발명에 따른 촉매 사이의 색상차를 육안으로 확인할 수 있다. 이 차이를 또한 예를 들면 재방출 측정에 의해 정량화할 수 있다. 여기서, 비흡수 광 및 재방출 광 둘 다를 측정하였다. 표준 카본 블랙은 실제로 완전한 흡수를 특징으로 하고, Vulcan 지지 촉매는 (약 750 ㎚ 이하의) 가시광선에서 약 2.5%의 오직 매우 낮은 재방출 값을 나타냈다. 본 발명에 따른 촉매는 상당히 더 많이 재방출하고, 재방출 값은 가시광선에서 3.5% 이상, 일반적으로 약 4?4.5%이었다.
색상 값을 재방출 곡선으로부터 결정할 수 있고, 이것은 본 발명에 따른 카본 블랙 상에 지지된 촉매 및 Vulcan XC72 지지 촉매에 대해 표 2에 요약되어 있다. 본 발명에 따른 카본 블랙 R1 상에 지지된 촉매 및 본 발명에 따른 카본 블랙 R1이 Vulcan XC72와 비교하여 2 이상의 색상차를 갖는다는 것을 볼 수 있다. 30 중량% 이하의 함량을 갖는 촉매 및 순수한 카본 블랙의 경우, 색상차는 심지어 약 3이었다.
Figure pct00002
표에서, 카본 블랙 Vulcan XC72를 어떤 경우 △E*의 값을 결정하기 위한 표준품(ref)으로서 사용하고, 본 발명에 따른 카본 블랙 R1을 괄호 내의 값에 대한 표준품(ref)으로서 사용하였다.

Claims (11)

  1. 전기화학 반응용 불균일 촉매로서 사용하기 위한 지지체 및 촉매 활성 물질을 포함하는 촉매로서, 지지체는 BET 표면적이 50 ㎡/g 미만인 탄소 지지체인 촉매.
  2. 제1항에 있어서, 탄소 지지체는 CTAB 표면적이 50 ㎡/g 미만인 촉매.
  3. 제2항에 있어서, BET 표면적 대 CTAB 표면적의 비가 1 내지 1.1 범위인 촉매.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 탄소 지지체에 의한 액체의 흡수율이 100 내지 140 ㎖/100 g 범위인 촉매.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 2.5% 초과의 재방출(remission) 값을 갖는 촉매.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 탄소 지지체는 톨루엔에 의해 추출될 수 있는 물질의 비율이 1% 미만인 촉매.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 촉매 활성 물질은 백금족 금속, 전이 금속 또는 이들 금속의 합금을 포함하는 것인 촉매.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 촉매 활성 물질은 백금 또는 백금 함유 합금인 촉매.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 촉매 활성 물질은 백금족 금속을 함유하는 합금이고, 합금 내 백금족 금속의 비율이 40 내지 80 원자% 범위인 촉매.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 캐소드 촉매인 촉매.
  11. 연료 전지에서 전극 촉매로서 사용되는 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 촉매의 용도.
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