RU2705222C1 - Каталитический слой для топливного элемента и способ его получения - Google Patents

Каталитический слой для топливного элемента и способ его получения Download PDF

Info

Publication number
RU2705222C1
RU2705222C1 RU2019113531A RU2019113531A RU2705222C1 RU 2705222 C1 RU2705222 C1 RU 2705222C1 RU 2019113531 A RU2019113531 A RU 2019113531A RU 2019113531 A RU2019113531 A RU 2019113531A RU 2705222 C1 RU2705222 C1 RU 2705222C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbon carrier
ionomer
carbon
catalytic layer
metal catalyst
Prior art date
Application number
RU2019113531A
Other languages
English (en)
Inventor
Тацуя АРАИ
Original Assignee
Тойота Дзидося Кабусики Кайся
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 Тойота Дзидося Кабусики Кайся filed Critical Тойота Дзидося Кабусики Кайся
Application granted granted Critical
Publication of RU2705222C1 publication Critical patent/RU2705222C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • H01M4/925—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
    • H01M4/926—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8605—Porous electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8647—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells consisting of more than one material, e.g. consisting of composites
    • H01M4/8657—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells consisting of more than one material, e.g. consisting of composites layered
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8663—Selection of inactive substances as ingredients for catalytic active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/8668—Binders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8663—Selection of inactive substances as ingredients for catalytic active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/8673—Electrically conductive fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8803—Supports for the deposition of the catalytic active composition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8817—Treatment of supports before application of the catalytic active composition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8825—Methods for deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/8828—Coating with slurry or ink
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H01M4/8892—Impregnation or coating of the catalyst layer, e.g. by an ionomer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9075—Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers
    • H01M4/9083—Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • H01M4/921—Alloys or mixtures with metallic elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/96—Carbon-based electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Изобретение относится к каталитическому слою для топливных элементов и способу его получения. Согласно изобретению каталитический слой для топливного элемента содержит углеродный носитель с порами, металлический катализатор, нанесенный на углеродный носитель, и иономер, покрывающий углеродный носитель, в котором длина кристаллов углеродного носителя составляет не менее 6 нм, и покрытие металлического катализатора иономером составляет 55-65%; и способ получения каталитического слоя для топливного элемента содержит термообработку углеродного носителя с порами в атмосфере инертного газа так, чтобы длина кристалла углеродного носителя становилась не менее 6 нм, термообработку термообработанного углеродного носителя в атмосфере кислорода, чтобы активировать углеродный носитель, позволяя активированному углеродному носителю нанести металлический катализатор, смешивание углеродного носителя с нанесенным металлическим катализатором и иономером, чтобы покрыть углеродный носитель иономером, и формирование каталитического слоя для топливного элемента с использованием углеродного носителя, покрытого иономером. Техническим результатом является улучшенные характеристики топливного элемента. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл., 6 пр.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Данное изобретение относится к каталитическому слою для топливных элементов и способу его получения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Топливные элементы преобразуют химическую энергию непосредственно в электрическую энергию, подавая топливный газ (газообразный водород) и газ-окислитель (газообразный кислород) на два электрически соединенных электрода, и электрохимически окисляя топливо. Такие топливные элементы обычно изготовлены путем наслоения множества единичных элементов с мембранно-электродным узлом, имеющим базовую структуру, в которой электролитическая мембрана размещена между парой электродов. Среди таких топливных элементов, поскольку топливные элементы с твердым полимерным электролитом, в которых в качестве электролитической мембраны используется полимерный электролит, обладают такими преимуществами, как легкость миниатюризации и работа при низких температурах, топливные элементы с твердым полимерным электролитом являются объектом внимания, в частности, в качестве портативных и мобильных источников энергии.
[0003] В топливных элементах с твердым полимерным электролитом реакция согласно следующей формуле (1) протекает на аноде (топливном электроде), на который подается водород.
H2 → 2H+ + 2e- ... (1)
[0004] Электроны (e-), образующиеся по вышеуказанной формуле (1), достигают 25 катода (окислительный электрод) после работы с внешней нагрузкой через внешнюю цепь. И наоборот, протоны (H+), образующиеся в вышеуказанной формуле (1), перемещаются от стороны анода к стороне катода в мембране из твердого полимерного электролита путем электроосмоса в состоянии, гидратированном водой.
[0005] Реакция согласно следующей формуле (2) протекает на катоде.
2H+ + 1/2O2 + 2e- → H2O ... (2)
[0006] Таким образом, во всей батарее протекает химическая реакция, показанная в следующей формуле (3), и электродвижущая сила образуется для выполнения электрической работы на внешней нагрузке.
H2 + 1/2O2 → H2O ... (3)
[0007] Как анод, так и катод обычно выполнены со структурой, в которой каталитический слой и газодиффузионный слой нанесены слоями в этом порядке со стороны электролитической мембраны. Как правило, несущий катализатор носитель, в котором металлический катализатор, такой как платина или платиновый сплав, для активизации вышеуказанной электродной реакции, наносится на имеющий мелкие поры носитель, такой как углерод, и иономер для активизации протонной проводимости включен в состав каталитического слоя.
[0008] В области топливных элементов с такой конфигурацией были предприняты попытки улучшить характеристики топливных элементов, сконцентрировав внимание на каталитическом слое катализатора. Например, в патентной публикации Японии № 2017-130446 (Kokai), не прошедшей экспертизу, раскрыто, что кислородная активационная обработка выполняется после того, как углеродный носитель графитизируется при температуре 1800°C, чтобы увеличить долговечность носителя катализатора в каталитическом слое. Кроме того, в WO 2016/133132 раскрыта термообработка при температуре 1600-2500°С в атмосфере инертного газа после активации углеродного носителя.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Проблемы, которые должно решить данное изобретение
[0009] Однако в углеродном носителе, описанном в примерах в патентной публикации Японии № 2017-130446 (Kokai), не прошедшей экспертизу, поскольку температура обработки графита составляет всего 1800°C, углеродный носитель обладает низкой степенью кристалличности, а активационная обработка вызывает затопление при высокой влажности топливного элемента, особенно при высокой влажности и высокой нагрузке, что может снизить эффективность выработки электроэнергии. Вероятно, это связано с тем, что, когда температура графитизирующей обработки является низкой, внутренние поверхности пор углеродного носителя могут легко становиться гидрофильными во время активационной обработки, и, в результате, избыток иономера попадает на внутреннюю поверхность пор углеродного носителя, и из-за этого иономерное покрытие становится чрезмерным. Более того, в углеродном носителе, раскрытом в WO 2016/133132, поскольку графитизирующая обработка проводится после кислородной активации, активация выполняется в состоянии, в котором степень кристаллизации является низкой, и, как следствие, существует риск того, что структура пор углерода может быть разрушена.
[0010] Данное изобретение было разработано с учетом вышеуказанных обстоятельств и ставит перед собой цель обеспечить каталитический слой для топливных элементов, в котором покрытие иономером по отношению к металлическому катализатору, наносимое на углеродный носитель, регулируется так, чтобы предотвратить снижение эффективности, в частности при высокой влажности и высокой нагрузке, при этом сохраняя эффективность при низкой влажности.
Отличительные признаки для решения этих проблем
[0011] Данное изобретение может достичь вышеуказанной цели следующими средствами.
[0012] <1> Каталитический слой для топливного элемента, содержащий углеродный носитель с порами, металлический катализатор, нанесенный на углеродный носитель и иономер, покрывающий углеродный носитель, в котором
длина кристалла углеродного носителя составляет не менее 6 нм, и покрытие металлического катализатора иономером составляет 55-65%.
<2> Каталитический слой по <1>, в котором углеродный носитель представляет собой углеродный носитель с дырочной связью, в котором поры сообщаются друг с другом.
<3> Каталитический слой по <1> или <2>, в котором средний диаметр пор углеродного носителя составляет 1-20 нм.
<4> Каталитический слой по любому из <1>-<3>, в котором диаметр первичных частиц углеродного носителя составляет 200-700 нм.
<5> Способ получения каталитического слоя для топливного элемента, содержащий:
термообработку углеродного носителя, имеющего поры в атмосфере инертного газа так, чтобы длина кристалла углеродного носителя становилась не менее 6 нм,
термообработку термообработанного углеродного носителя в атмосфере кислорода для активации углеродного носителя,
обеспечение возможности нанесения металлического катализатора на активированный углеродный носитель,
смешивание углеродного носителя, на который помещен металлический катализатор, и иономера для покрытия углеродного носителя иономером, и
формирование каталитического слоя для топливного элемента с использованием углеродного носителя, покрытого иономером.
<6> Способ по <5>, в котором температура термообработки в атмосфере инертного газа составляет 2000-2300°C.
<7> Способ по <5> или <6>, в котором углеродный носитель представляет собой углеродный носитель с дырочной связью, в котором поры сообщаются друг с другом.
<8> Способ по любому из <5>-<7>, в котором средний диаметр пор углеродного носителя составляет 1-20 нм.
<9> Способ по любому из п. <5>-<8>, в котором диаметр первичных частиц углеродного носителя составляет 200-700 нм.
Технический эффект изобретения
[0013] В соответствии с топливным элементом с каталитическими слоями согласно данному изобретению, за счет установления длины кристалла углеродного носителя на соответствующую длину, появляется возможность контролировать степень гидрофильности пор углеродного носителя, тем самым регулируя покрытие металлического катализатора иономером, таком образом предотвращая снижение эффективности при высокой влажности, особенно при высокой влажности и высокой нагрузке, при этом поддерживая эффективность при низкой влажности.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0014] ФИГ. 1 представляет собой график, на котором показана линия дифракции рентгеновских лучей, используемая для измерения длины кристалла.
ФИГ. 2 представляет собой диаграмму вольтамперометрии, используемую для измерения иономерного покрытия.
ФИГ. 3(a) - это вид, поясняющий концепцию иономерного покрытия.
ФИГ. 3 (b) - это вид, поясняющий концепцию иономерного покрытия.
ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0015] Варианты осуществления данного изобретения будут подробно раскрыты далее. Следует отметить, что данное изобретение не ограничено следующими вариантами осуществления, и различные модификации могут быть осуществлены в пределах сущности данного изобретения.
[0016] <Каталитический слой для топливных элементов>
Каталитический слой для топливных элементов согласно данному изобретению содержит углеродный носитель, имеющий поры, металлический катализатор, нанесенный на углеродный носитель, и иономер, покрывающий углеродный носитель, при этом длина кристалла углеродного носителя составляет 6 нм или более, и покрытие металлического катализатора иономером составляет 55-65%.
[0017] Поскольку несущий катализатор носитель, в котором металлический катализатор, такой как Pt или частицы сплава Pt, переносится в углеродный носитель с мелкими порами, способен переносить металлический катализатор в порах углеродного носителя, металлический катализатор не проходит между первичными частицами углеродного носителя, и поскольку газ легко диффундирует внутрь агломератов частиц носителя, коэффициент использования металлического катализатора является высоким. Таким образом, топливный элемент, оснащенный каталитическим слоем, содержащим такой несущий катализатор носитель, демонстрирует превосходную эффективность выработки энергии.
[0018] Дополнительно к углеродному носителю, несущему такой металлический катализатор, состав, проводящий протоны, называемый иономером, как правило, включен в состав такого каталитического слоя. Этот иономер служит в качестве адгезива между электролитической мембраной и каталитическим слоем и проводником протонов, образующихся в каталитическом слое.
[0019] Этот иономер проникает в поры углеродного носителя, несущего металлический катализатор в каталитическом слое. Когда количество иономера в порах становится чрезмерным, затопление усиливается внутри пор во время высокой влажности и гипервысокой влажности, и существует проблема, заключающаяся в том, что эффективность топливного элемента при высокой влажности и гипервысокой влажности снижается.
[0020] И наоборот, когда количество иономера в порах недостаточное, диффузия протонов внутрь носителя затруднена во время низкой влажности, и возникает проблема, что эффективность топливного элемента при низкой влажности снижается.
[0021] Авторы данного изобретения обнаружили, что, когда степень гидрофилизации углеродного носителя установлена в пределах соответствующего диапазона за счет установления длины кристаллов углеродного носителя на предварительно заданную длину перед дисперсией иономера, поверхность углеродного носителя может быть покрыта иономером в установленном соотношении, за счет чего может быть достигнуто надлежащее иономерное покрытие металлического катализатора, и, в результате, может быть улучшена эффективность выработки электроэнергии топливным элементом.
[0022] (Углеродный носитель)
Поскольку углеродный носитель содержит поры, в качестве углеродного носителя могут использоваться, например, углеродные частицы, такие как Ketjen Black (торговое наименование; Ketjen Black International, Ltd.), Vulcan (торговое наименование; Cabot Corp.), Norit (торговое наименование; Norit Corp.), Black Pearl (торговое наименование; Cabot Corp.) или Acetylene Black (торговое наименование; Chevron Corp.), углеродное волокно, такое как углеродные нанотрубки, углеродные «нанорога», углеродные наностенки или углеродные нановолокна, или проводящий углеродный материал, такой как углеродный сплав.
[0023] Углеродный носитель в предпочтительном варианте представляет собой углеродный носитель с дырочной связью, в которой поры сообщаются между собой. Кроме того, средний диаметр пор углеродного носителя особым образом не ограничен и может составлять 1 нм или более, 2 нм или более, 20 нм или менее, 10 нм или менее. Диаметр первичных частиц углеродного носителя особым образом не ограничен и может составлять 200 нм или более, 300 нм или более, 400 нм или более, и может составлять 700 нм или менее, 600 нм или менее.
[0024] Средний диаметр пор и диаметр первичных частиц представляют собой значения, измеренные обычными способами в соответствующей области техники. Например, средний диаметр пор может быть измерен методом ртутной порозиметрии ртутным порозиметром. Кроме того, диаметр первичных частиц может быть определен посредством расчета диаметра (эквивалентный круговой диаметр) определенной отдельной частицы на снимке, полученном методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) или сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) с соответствующим увеличением (например, 50 000-1 000 000-кратном), когда частицу принимают за круг, выполняют расчет диаметра частицы посредством наблюдений ПЭМ или СЭМ, как указано выше, для 200-300 частиц одинакового типа, и устанавливают средний размер частиц как среднее число для этих частиц.
[0025] В данном изобретении длина кристалла углеродного носителя может составлять 6 нм или более, 8 нм или более, 10 нм или более, 12 нм или более, 14 нм или более, 16 нм или более, 18 нм или более. Кроме того, длина кристалла углеродного носителя может составлять 20 нм или менее. Посредством такой регулировки длины кристалла углеродного носителя возможна регулировка доли гидрофильных пор среди пор углеродного носителя и, в результате, покрытия металлического катализатора иономером, т. е. иономерное покрытие может регулироваться.
[0026] В данном изобретении доля гидрофильных пор среди пор углеродного носителя может составлять 60-65%.
[0027] Кроме того, в данном изобретении иономерное покрытие может составлять 55% или более, 56% или более, 57% или более, или 58% или более, и может составлять 65% или менее, 64% или менее, 63% или менее, 62% или менее, 61% или менее.
[0028] Способы измерения длины кристаллов, доли гидрофильных пор и иономерного покрытия будут раскрыты далее.
[0029] (Металлический катализатор)
Металлический катализатор может содержать, по меньшей мере, один, выбранный из группы, состоящей из платины и платинового сплава. Примеры платиновых сплавов включают в себя сплавы металлического материала, выбранного из группы, состоящей из олова, молибдена, кобальта, иридия, рутения, родия, никеля и золота, с платиной. Один или два, или более металлов могут быть использованы в качестве металла, отличного от платины, образующего платиновый сплав. Чтобы получить хорошую каталитическую активность и долговечность, относительное содержание платины может составлять 90% масс. или более, когда общая масса сплава принята за 100% масс.
[0030] Средний диаметр частицы металлического катализатора конкретно не ограничен, и может составлять 3 нм или более, 3,5 нм или более, 10 нм или менее, 5 нм или менее. Этот диаметр частиц может быть измерен таким же образом, как диаметр частиц углеродного носителя.
[0031] Нанесенное количество металлического катализатора может быть выбрано так, что доля металлического катализатора составляет 1-99% масс., 10-90% масс., или 30-70% масс. по отношению к углеродному носителю.
[0032] (Иономер)
Иономер может обладать протонной проводимостью и может представлять собой, например, смолу на основе перфторсульфоновой кислоты, такую как нафион. Содержание иономера в каталитическом слое может быть соответствующим образом выбрано относительно количества углеродного носителя. Весовое соотношение углеродного носителя и иономера (углеродный носитель: иономер) может составлять от 1,0:0,5 до 1,0:1,2, от 1,0:0,6 до 1,0:1,0, от 1,0:0,7 до 1,0:0,9 или 1,0:0,75.
[0033] (Способ измерения длины кристалла)
В данном изобретении длина кристалла углеродного носителя составляет 6 нм или более. Эта длина кристалла подразумевает значение, рассчитанное методом Шеррера с использованием дифракции рентгеновских лучей, и включает в себя следующие процедуры.
1. Во-первых, выполняют измерение углеродного носителя методом дифракции рентгеновских лучей.
2. Измеренная дифракционная линия корректируется на коэффициент Лоренца, коэффициент поляризации и коэффициент рассеяния с использованием стандартного кремния.
3. Скорректированная дифракционная линия сглаживается методом Савицкого-Голея.
4. Базовая линия при 2θ = 29° вычитается из пика плато 002 графика на дифракционной линии (ФИГ. 1).
5. Промежуточное значение ширины пика на 2/3 высоты от базовой линии устанавливается на угол дифракции (2θ), а ширина пика на 1/2 высоты устанавливается, как полная ширина на уровне половинной амплитуды (FWHM).
6. Длина кристалла (Lc) рассчитывается по следующей формуле Шеррера:
Lc = K × λ / β ×cosθ
(где K – это коэффициент формы (0,9), постоянная Шеррера, β – это полная ширина на уровне половинной амплитуды (радианы), распространение дифракционной линии в зависимости от размера кристаллита, λ – это длина волны используемой рентгеновской трубки (CuKα: 1,5418 ангстрем), и θ – это угол дифракции (радианы))
[0034] В частности, угол дифракции 2θ, соответствующий плато 002 графика 20 углерода, составляет 25,8°. При пересчете в радианы – (25,8/2) × (π/180) = 0,2250 рад.
[0035] Значение β полной ширины на уровне половинной амплитуды (FWHM) пика плато 002 графика в дифракционной линии составляет 0,6°, а длина кристалла (Lc) может быть рассчитана следующим образом:
Lc = 0,9 × 1,5418/{(0,6 – 0,16) × (π/180) × cos(0,2250)} = 115 ангстрем = 11,5 нм
[0036] (Метод измерения доли гидрофильных пор)
Доля гидрофильных пор среди пор углеродного носителя рассчитывается по следующей методике.
[0037] Доля гидрофильных пор вычисляется по следующей формуле (4) согласно методу контактной порозиметрии.
доля гидрофильных пор (%) = объем гидрофильных пор / общий объем пор × 100 ...(4)
[0038] В целом объем пор пористого тела измеряется методом контактной порозиметрии (Ю. М. Вольфкович и соавт., «Коллоиды и поверхности», A187-188 (2001), с. 349-365) с использованием ртути. В этой методике прикладывается давление для введения ртути в поры вещества, а удельную площадь поверхности и распределение пор получают в зависимости от давления и количества введенной ртути.
[0039] В данном изобретении объем гидрофильных пор (вода) и общий объем пор (октан) измеряют с использованием воды и октана вместо ртути, а доля гидрофильных пор может быть рассчитана на основе значений этих объемов согласно вышеуказанной формуле (4).
[0040] (Метод измерения иономерного покрытия)
В данном изобретении покрытие металлического катализатора иономером составляет 55-65%. Это иономерное покрытие рассчитывается по следующей методике.
[0041] Создан топливный элемент, обладающий структурой, в которой между парой каталитических слоев размещена электролитическая мембрана, водород подается на один каталитический слой этого топливного элемента, и циклическая вольтамперометрия этого топливного элемента выполняется с другим оцениваемым каталитическим слоем, погруженным во фторсодержащий растворитель (Fluorinert (FC-3283) производства 3M Corporation). ФИГ. 2 представляет собой график, на котором показана выполненная циклическая вольтамперометрия, и измерена площадь электрохимической поверхности
(ECSA), как показано в заштрихованной области (A) на ФИГ. 2. Далее, вместо фторсодержащего растворителя используется вода, и измеряется площадь электрохимической поверхности (ECSA) аналогичным образом, как показано в заштрихованной области (B) на ФИГ. 2.
[0042] Когда используется фторсодержащий растворитель 6, среди частиц металлического катализатора 2а, 2b на углеродном носителе 1 протоны (Н+) достигают только частиц 2а металлического катализатора, покрытых иономером 3, в результате чего только частицы 2а металлического катализатора могут участвовать в реакции батареи, как показано на ФИГ. 3(а). И наоборот, когда используется вода 8, среди частиц 2а, 2b металлического катализатора на углеродном носителе 1 протоны (H+) достигают не только частиц 2а металлического катализатора, покрытых иономером 3, но также и 2b через воду 8, как показано на ФИГ. 3(b).
[0043] Таким образом, иономерное покрытие каталитического слоя для топливных элементов может быть вычислено, как отношение этих значений ECSA, как показано в следующей формуле.
иономерное покрытие = (ECSA, измеренное с использованием фторсодержащего растворителя) / (ECSA, измеренное с использованием воды)
[0044] <Способ получения каталитического слоя для топливных элементов>
Способ получения каталитического слоя для топливных элементов согласно данному изобретению содержит:
термообработку углеродного носителя, имеющего поры, в атмосфере инертного газа так, чтобы длина кристалла углеродного носителя становилась 6 нм или более,
термообработку термообработанного углеродного носителя в атмосфере кислорода для активации углеродного носителя,
обеспечение возможности нанесения металлического катализатора на активированный углеродный носитель,
смешивание углеродного носителя, на который помещен металлический катализатор, и иономера для покрытия углеродного носителя иономером, и
формирование каталитического слоя для топливного элемента с использованием углеродного носителя, покрытого иономером.
[0045] (Этап термообработки)
В способе согласно данному изобретению, во-первых, углеродный носитель в качестве исходного материала подвергается термообработке в атмосфере инертного газа. Углеродный носитель графитизируется в результате этой термообработки, и кристаллиты углеродного материала, составляющего углеродный носитель, значительно увеличиваются в размере. Эта термообработка выполняется таким образом, чтобы длина кристаллов углеродного носителя стала равной 6 нм или более. Температура нагрева при этой термообработке может составлять 2000 °C или более, 2042 °C или более, 2050 °C или более, 2100 ° C или более, 2150 °C или более, 2200 °C или более, 2250 °C или более, и может составлять 2400 °C или менее, 2350 °C или менее, 2300 °C или менее. Примеры инертного газа включают в себя азот и аргон.
[0046] (Этап активации)
Затем термообработанный углеродный носитель активируют в атмосфере кислорода. Этот этап активации выполняется посредством нагрева в атмосфере кислорода. «В атмосфере кислорода» означает атмосферу, содержащую кислородсодержащий газ, например воздух, сухой воздух или чистый кислород. Температура нагрева может составлять 1900 °C или более, 1950 °C или более, 2100 °C или более, и может составлять 2300 °C или менее, 2200 °C или менее, 2150 °C или менее.
[0047] (Этап нанесения металлического катализатора)
Далее, обеспечивают возможность нанесения металлического катализатора на активированный углеродный носитель. Любой обычно используемый способ может быть применен в качестве способа обеспечения
возможности нанесения на углеродный носитель металлического катализатора. Например, может быть применен способ, содержащий смешивание металлического катализатора с раствором диспергированного носителя, в котором диспергирован углеродный носитель, с последующей фильтрацией, промывкой, повторным растворением в этаноле и т. п., и с последующей сушкой вакуумным насосом и т. п.
[0048] (Этап нанесения иономерного покрытия)
Затем углеродный носитель с нанесенным металлическим катализатором и иономер смешивают, чтобы покрыть углеродный носитель иономером. На этом этапе нанесения покрытия иономер может проникать во внутренние области пор углеродного носителя, и иономер может покрывать поверхность металлического катализатора, нанесенного на поверхность углеродного носителя (поверхности внутренних стенок пор углеродного носителя).
[0049] На этом этапе нанесения покрытия, чтобы покрыть углеродный носитель иономером, может быть добавлена дисперсионная среда. Дисперсионная среда конкретно не ограничена и может быть надлежащим образом выбрана в зависимости от используемого иономера. Например, может быть использован спирт, такой как метанол, этанол, пропанол или полиэтиленгликоль, N-N-диметилформамид, N,N-диэтилформамид, N,N-диметилацетамид, N,N-диэтилацетамид или их смесь с добавлением или без добавления воды.
[0050] Способ нанесения покрытия конкретным образом не ограничен. Способ нанесения покрытия может осуществляться с использованием уравнителя, шаровой мельницы, сдвигового смесителя или валковой мельницы. С точки зрения улучшения покрытия может быть использована шаровая мельница. Шаровая мельница конкретным образом не ограничена, и может быть использована планетарная шаровая мельница. Материал шаров конкретно не ограничен, и могут использоваться циркониевые или алюмооксидные шары. Диаметры шаров конкретно не ограничены и могут составлять 0,5-2 мм.
Скорость вращения стола шаровой мельницы конкретно не ограничена и может составлять 300-500 об./мин. В данном изобретении «шаровая мельница» означает обычное известное устройство для вращения шаров и материала в контейнере, и представляет собой концепцию, охватывающую бисерные мельницы.
[0051] После этапа нанесения покрытия формируется каталитический слой. Способ формирования каталитического слоя конкретным образом не ограничен. Например, после этапа нанесения покрытия, если необходимо, дисперсионную среду добавляют и наносят на поверхность субстрата, такого как углеродная бумага или мембрана из твердого электролита, с последующей сушкой для формирования мембраны. Толщина каталитического слоя для топливных элементов конкретно не ограничена и может составлять 20 мкм или менее, 10 мкм или менее, и может составлять 3 мкм или более.
[0052] Подробные сведения об углеродном носителе и катализаторе в способе получения каталитического слоя для топливных элементов, как указано выше, являются такими же, как и для каталитического слоя для топливных элементов, указанного выше, и, таким образом, их описание опущено.
ПРИМЕРЫ
[0053] <Термообработка углеродного носителя>
В качестве углеродных носителей приготовили мезопористый углерод с диаметром пор 2-10 нм. Эти углеродные носители подвергли термообработке в потоке газа аргона в течение 1 часа с поддержанием температур, указанных в таблице 1 ниже, для графитизации. Далее, длины кристаллов измерили способом, как указано выше. Результаты приведены в таблице 1 ниже.
ТАБЛИЦА 1 Температура
графитизации
(°C) 		Длина кристалла
(нм)
937,5 0,60
1640 1,00
1860 1,19
1980 5,60
2042 17,07
2100 18,00
2300 18,60

Claims (15)

1. Каталитический слой для топливного элемента, содержащий углеродный носитель с порами, металлический катализатор, нанесенный на углеродный носитель, и иономер, покрывающий углеродный носитель, в котором длина кристалла углеродного носителя составляет не менее 6 нм, и
покрытие металлического катализатора иономером составляет 55-65%.
2. Каталитический слой по п. 1, в котором углеродный носитель представляет собой углеродный носитель с дырочной связью, в котором поры сообщаются друг с другом.
3. Каталитический слой по п. 1 или 2, в котором средний диаметр пор углеродного носителя составляет от 1 до 20 нм.
4. Каталитический слой по любому из пп. 1-3, в котором диаметр первичных частиц углеродного носителя составляет от 200 до 700 нм.
5. Способ получения каталитического слоя для топливного элемента, содержащий:
термообработку углеродного носителя, имеющего поры, в атмосфере инертного газа так, чтобы длина кристалла углеродного носителя становилась не менее 6 нм,
термообработку термообработанного углеродного носителя в атмосфере кислорода для активации углеродного носителя,
обеспечение возможности нанесения металлического катализатора на активированный углеродный носитель,
смешивание углеродного носителя, на который помещен металлический катализатор, и иономера для покрытия углеродного носителя иономером, и
формирование каталитического слоя для топливного элемента с использованием углеродного носителя, покрытого иономером.
6. Способ по п. 5, в котором температура термообработки в атмосфере инертного газа составляет от 2000 до 2300°C.
7. Способ по п. 5 или 6, в котором углеродный носитель представляет собой углеродный носитель с дырочной связью, в котором поры сообщаются друг с другом.
8. Способ по любому из пп. 5-7, в котором средний диаметр пор углеродного носителя составляет 1-20 нм.
9. Способ по любому из пп. 5-8, в котором диаметр первичных частиц углеродного носителя составляет 200-700 нм.
RU2019113531A 2018-05-11 2019-05-06 Каталитический слой для топливного элемента и способ его получения RU2705222C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018092281A JP7006497B2 (ja) 2018-05-11 2018-05-11 燃料電池用触媒層及びその製造方法
JP2018-092281 2018-05-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2705222C1 true RU2705222C1 (ru) 2019-11-06

Family

ID=66248637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019113531A RU2705222C1 (ru) 2018-05-11 2019-05-06 Каталитический слой для топливного элемента и способ его получения

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11239475B2 (ru)
EP (1) EP3567665B1 (ru)
JP (1) JP7006497B2 (ru)
KR (1) KR102246839B1 (ru)
CN (1) CN110474054B (ru)
BR (1) BR102019008473A2 (ru)
RU (1) RU2705222C1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111129508B (zh) * 2019-12-17 2021-07-02 一汽解放汽车有限公司 一种过渡金属掺杂的铂碳催化剂及其制备方法和用途
EP4082662A1 (en) * 2019-12-24 2022-11-02 Agc Inc. Catalyst layer, membrane electrode assembly for solid polymer type fuel cell, and solid polymer type fuel cell
WO2021131386A1 (ja) * 2019-12-27 2021-07-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電気化学デバイスの電極触媒及び電極触媒層、膜／電極接合体、並びに、電気化学デバイス
CN113506880B (zh) * 2021-07-12 2022-04-29 清华大学 燃料电池催化剂层微观结构生成方法、系统、设备和介质
WO2024020516A1 (en) * 2022-07-21 2024-01-25 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Bimodal nanoporous carbon supports for fuel cell applications

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA011179B1 (ru) * 2002-05-23 2009-02-27 Коламбиан Кемикалз Компани Углеродный материал с сульфированным электропроводящим привитым полимером для использования в топливных элементах
RU2395339C2 (ru) * 2008-10-21 2010-07-27 Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН) Катализатор для катода топливного элемента и способ его получения
JP2011051809A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Tohoku Univ 複合金属酸化物およびその製造方法、並びにそれを用いた電極材料、電極および固体酸化物形燃料電池
RU2559833C9 (ru) * 2010-06-29 2016-01-20 Вито Нв Газодиффузионный электрод, способ его изготовления, мембранно-электродный блок, содержащий газодиффузионный электрод, и способ изготовления мембранно-электродного блока, содержащего газодиффузионный электрод

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6493210B2 (en) * 1998-01-23 2002-12-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electrode metal material, capacitor and battery formed of the material and method of producing the material and the capacitor and battery
DE10191817B4 (de) 2000-05-08 2008-08-28 Cummins, Inc., Columbus Mehrbetriebsmodus-Motor und Betriebsverfahren
AU2001293157A1 (en) * 2000-10-06 2002-04-22 International Fuel Cells, Llc Porous carbon body for a fuel cell and method of manufacture
US6746982B2 (en) * 2001-12-27 2004-06-08 Utc Fuel Cells, Llc Porous carbon body for a fuel cell having an electronically conductive hydrophilic agent
JP2006008472A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Hitachi Powdered Metals Co Ltd ナノ構造化黒鉛、その複合材料、これらを用いた導電材料及び触媒材料
US7838165B2 (en) * 2004-07-02 2010-11-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Carbon fiber synthesizing catalyst and method of making thereof
EP1852180A4 (en) 2005-02-21 2010-10-13 Nissan Motor ELECTRODE CATALYST AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
US9029045B2 (en) * 2009-06-26 2015-05-12 Nissan Motor Co., Ltd. Gas diffusion electrode and production method for same; membrane electrode assembly and production method for same
JP5158106B2 (ja) * 2010-02-03 2013-03-06 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用触媒層構造
US20130024097A1 (en) 2010-03-26 2013-01-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Combustion control apparatus for internal combustion engine
JP5675255B2 (ja) 2010-10-08 2015-02-25 国立大学法人 宮崎大学 燃料電池用触媒の製造方法
JP5810860B2 (ja) * 2011-11-17 2015-11-11 日産自動車株式会社 燃料電池用電極触媒層
CN105163849B (zh) * 2013-04-25 2018-10-26 日产自动车株式会社 催化剂以及含有该催化剂的电极催化剂层
EP2999039B1 (en) 2013-05-16 2018-11-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrode for fuel cell and method for manufacturing same
JP6411770B2 (ja) * 2014-04-15 2018-10-24 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用電極触媒、及び燃料電池用電極触媒の製造方法
WO2015181881A1 (ja) 2014-05-27 2015-12-03 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンの制御装置および制御方法
ES2957208T3 (es) * 2014-06-11 2024-01-15 Heraeus Deutschland Gmbh & Co Kg Catalizador portador y método para producir un material de carbono grafitizado poroso recubierto con nanopartículas metálicas
JP6496531B2 (ja) * 2014-11-25 2019-04-03 新日鐵住金株式会社 固体高分子形燃料電池用触媒
EP3261159A4 (en) 2015-02-18 2020-11-11 Nippon Steel Corporation CARBONATED MATERIAL CATALYST BRACKET, SOLID POLYMER FUEL CELL CATALYZER, SOLID POLYMER FUEL CELL, AND METHOD FOR MANUFACTURING CARBON MATERIAL CATALYST BRACKET
US10230093B2 (en) * 2015-09-25 2019-03-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing storage battery electrode
JP6347259B2 (ja) 2016-01-15 2018-06-27 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用触媒層の製造方法
JP6814339B2 (ja) 2016-01-15 2021-01-20 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 触媒担体用炭素材料、固体高分子形燃料電池用触媒層、及び固体高分子形燃料電池
JP2017147187A (ja) * 2016-02-19 2017-08-24 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用電極触媒の製造方法
KR20180036107A (ko) 2016-09-30 2018-04-09 코오롱인더스트리 주식회사 담체, 연료전지용 전극, 막-전극 접합체 및 이를 포함하는 연료전지
JP6566331B2 (ja) * 2017-04-17 2019-08-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電気化学デバイスの電極触媒層、電気化学デバイスの膜／電極接合体、電気化学デバイス、および電気化学デバイスの電極触媒層の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA011179B1 (ru) * 2002-05-23 2009-02-27 Коламбиан Кемикалз Компани Углеродный материал с сульфированным электропроводящим привитым полимером для использования в топливных элементах
RU2395339C2 (ru) * 2008-10-21 2010-07-27 Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН) Катализатор для катода топливного элемента и способ его получения
JP2011051809A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Tohoku Univ 複合金属酸化物およびその製造方法、並びにそれを用いた電極材料、電極および固体酸化物形燃料電池
RU2559833C9 (ru) * 2010-06-29 2016-01-20 Вито Нв Газодиффузионный электрод, способ его изготовления, мембранно-электродный блок, содержащий газодиффузионный электрод, и способ изготовления мембранно-электродного блока, содержащего газодиффузионный электрод

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
реферат. *
формула. *

Also Published As

Publication number Publication date
US20190348684A1 (en) 2019-11-14
KR102246839B1 (ko) 2021-04-29
EP3567665A1 (en) 2019-11-13
CN110474054B (zh) 2022-11-11
BR102019008473A2 (pt) 2019-11-26
EP3567665B1 (en) 2022-01-12
JP2019197703A (ja) 2019-11-14
CN110474054A (zh) 2019-11-19
JP7006497B2 (ja) 2022-02-10
KR20190129746A (ko) 2019-11-20
US11239475B2 (en) 2022-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2705222C1 (ru) Каталитический слой для топливного элемента и способ его получения
KR100696463B1 (ko) 고농도 탄소 담지 촉매, 그 제조방법, 상기 촉매를 이용한촉매전극 및 이를 이용한 연료전지
CA2925618C (en) Carbon powder for catalyst, catalyst, electrode catalyst layer, membrane electrode assembly, and fuel cell using the carbon powder
US7994088B2 (en) Supported catalyst, method of preparing the same, and fuel cell using the same
EP2031683B1 (en) Electrode material
US20070099069A1 (en) Catalyst for a fuel cell, a method for preparing the same, and a membrane-electrode assembly for a fuel cell including the same
JP6496531B2 (ja) 固体高分子形燃料電池用触媒
JP7151524B2 (ja) 燃料電池用触媒
JP6603396B2 (ja) 燃料電池用炭素粉末ならびに当該燃料電池用炭素粉末を用いる触媒、電極触媒層、膜電極接合体および燃料電池
KR20110037294A (ko) 연료전지용 전극 촉매, 그 제조방법 및 이를 이용한 연료전지
US11189843B2 (en) Membrane catalyst layer assembly of electrochemical device, membrane electrode assembly, electrochemical device, method for manufacturing membrane catalyst layer assembly of electrochemical device
JP6658633B2 (ja) 触媒インクの製造方法、及び、触媒複合体
JP2007242250A (ja) 固体高分子型燃料電池用電極、膜電極接合体及び固体高分子型燃料電池
Nakano et al. Carbon nanotube and carbon black supported platinum nanocomposites as oxygen reduction electrocatalysts for polymer electrolyte fuel cells
WO2022172947A1 (ja) 電極用触媒の製造方法、ガス拡散電極の製造方法、及び、膜・電極接合体の製造方法
WO2022172948A1 (ja) 電極用触媒の製造方法、ガス拡散電極の製造方法、及び、膜・電極接合体の製造方法
KR20230083433A (ko) 연료전지용 촉매, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 연료전지
趙暁静 Investigation of Fundamental Degradation Mechanism toward Developing Highly Durable Electrocatalysts for PEFC