TWI507244B - 製造纖維觸媒的方法及其纖維觸媒 - Google Patents

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Description

製造纖維觸媒的方法及其纖維觸媒
本發明係關於一種製造纖維觸媒的方法，特別是一種可用以產氫，並具備良好的反應速度的纖維觸媒的方法。
在傳統能源逐漸消耗殆盡的現代社會中，環保的新能源的發展漸漸受到重視。在新能源之中，燃料電池技術具有高效率、低噪音、無污染的優點，符合現代人對於環保的要求。燃料電池是以陽極的燃料與觸媒反應產生氫離子與電子，生成的電子經由電路通往陰極端，氫離子則穿透燃料電池內部的質子交換膜而通往陰極端；藉由上述的電子與氫離子的移動，可形成電流。
在燃料電池產生氫離子的過程裡，需要觸媒來加速產氫反應，觸媒的活性大小會影響產生氫的時間，並會影響燃料電池的整體結構的設計。傳統的燃料電池的觸媒是將可產生氫氣的金屬活性點負載於有機載體上，然而金屬活性點的重量只佔整體觸媒重量10%，而無法發生產氫反應的有 機載體占了整體觸媒的絕大部分，因此產氫效率難以提昇。另外，產氫過程是發生在觸媒、燃料與液體的三相點；在產氫反應的後期，由於產氫反應的副產物會阻礙液體流動，而導致燃料塊的後期反應速度不佳。
因此，有必要提供一種新的觸媒，其可用以產氫並具備良好的反應速度。
本發明之主要目的係在提供一種製造纖維觸媒的方法，特別是一種可用以產氫，並具備良好的反應速度的纖維觸媒的方法。
為達成上述之目的，本發明之製造纖維觸媒的方法，包括下列步驟：將纖維材料和溶劑混和，形成溶液；將溶液置入塑型容器，以形成特定形狀纖維體；對特定形狀纖維體進行定型處理；以及裁切或球磨特定形狀纖維體，以形成纖維觸媒。
在本發明之第一實施例中，製造纖維觸媒的方法更包括下列步驟：水洗特定形狀纖維體；以及將水洗後的特定形狀纖維體進行乾燥處理。
在本發明之第二實施例中，製造纖維觸媒的方法更包括下列步驟：對特定形狀纖維體進行真空乾燥處理。
在本發明之一實施例中，製造纖維觸媒的方法更包括下列步驟：將纖維觸媒、黏著劑和產氫燃料混和，其中纖維觸媒具有一第 一熔點，黏著劑具有一第二熔點；以及將混和的纖維觸媒、黏著劑和產氫燃料填入模具，並加熱至一溫度，該溫度介於該第一熔點和該第二熔點之間。
在本發明之一實施例中，製造纖維觸媒的方法更包括下列步驟：將強化纖維和纖維觸媒混和。
本發明之另一主要目的係在提供一種纖維觸媒，纖維觸媒包括複數纖維材料和複數皮層。纖維材料包括複數特定陽離子交換官能基。複數皮層包括複數金屬離子。複數金屬離子連接複數特定陽離子交換官能基。皮層覆蓋纖維材料。
1‧‧‧纖維觸媒
10‧‧‧纖維材料
20‧‧‧皮層
30‧‧‧黏著劑
40‧‧‧產氫燃料
圖1係依據本發明之第一實施例之製造纖維觸媒的方法之步驟流程圖。
圖2係依據本發明之第二實施例之製造纖維觸媒的方法之步驟流程圖。
圖3係依據本發明之實施例之纖維觸媒的示意圖。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
以下請參考圖1和圖3關於第一實施例之製造纖維觸媒的方法。圖1係依據本發明之第一實施例之製造纖維觸媒的方法之步驟流程圖；圖3係依據本發明之實施例之纖維觸媒的示意圖。
步驟101：將纖維材料和溶劑混和，形成溶液
在本發明之第一實施例中，將複數纖維材料10和一溶劑混和，攪拌形成一溶液。在第一實施例中，纖維材料10是海藻酸鈉(Sodium Alginate)，但纖維材料10並不以此為限，其亦可為其他結構中含有特定陽離子交換官能基的纖維材料10，例如纖維素(Cellulose)、半纖維素(Hemicellulose)、木質素(Ligin)、聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol)、聚丙烯腈(Polyacrylonitrile)、聚丙烯(Polypropylene)、聚乙烯(Polyethylene)、聚苯乙烯(Polystyrene)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene)、聚丙烯酸(Polyacrylic acid)、聚氯乙烯(Polyvinylchloride)、黏膠纖維(Viscose Fiber)或選自於纖維素、半纖維素、木質素、海藻酸納、甲殼素、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、聚氯乙烯、黏膠纖維所組成之群組；其中纖維材料10的來源可以是幾丁聚醣(Chitosan)、天然纖維素，或改質纖維素，但本發明之纖維材料10的來源並不以此為 限。纖維材料10的特定陽離子交換官能基可以為醋酸根(-COO-)、璜酸根(-SO32-)、磷酸根(-HnPO3(3-n)-，n=1、2)或氨基(-NH2)；但本發明之特定陽離子交換官能基的種類並不以此為限。纖維材料10的特定陽離子交換官能基可與金屬離子鍵結，將金屬離子固定於纖維上。第一實施例之溶劑為水、弱酸和乙醇等有機溶劑的組合，然而，本發明溶劑之材料並不以上述為限。
步驟102：將溶液置入塑型容器，以形成特定形狀纖維體
在本發明之第一實施例中，塑型容器是一紡嘴。當溶液置入紡嘴後，溶液會經由紡嘴的噴絲口射出而形成特定形狀纖維體。在第一實施例中，特定形狀纖維體係複數纖維絲。
步驟103：對特定形狀纖維體進行定型處理
本發明之第一實施例之定型處理是一金屬鹽類凝固浴。第一實施例之金屬鹽類凝固浴係使用氯化亞鈷溶液，但本發明之金屬鹽類凝固浴的成份並不以此為限，金屬鹽類凝固浴所使用的金屬離子亦可為金(Au)、銀(Ag)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、銠(Rh)、釕(Ru)、鋨(Os)、銥(Ir)、鎳(Ni)、鋁(Al)、鎢(W)或鉬(Mo)，其可與纖維材料10中的特定陽離子交換官能基，結合多價的金屬離子，以形成具有特殊性能的結構。當溶液置入紡嘴並由紡嘴的噴絲口形成纖維絲的特定形狀纖維 體後，使纖維絲的特定形狀纖維體立即通過金屬鹽類凝固浴。藉此，金屬鹽類凝固浴的鈷(Co2+ )的金屬離子會與特定形狀纖維體的纖維材料10的特定陽離子交換官能基之鈉離子(Na+ )進行離子交換，並在特定形狀纖維體的纖維材料10的表面固化以形成不溶於水的海藻酸鈷的皮層20(如圖3所示)，以使特定形狀纖維體的形狀固定。其中使金屬離子與特定陽離子交換官能基連接的作用力是庫倫引力、螯合作用力或共價鍵結力。藉由該作用力，金屬離子與特定陽離子交換官能基連接並形成一環狀螯合物結構，該環狀螯合物結構可提供良好的穩定功效。
步驟104：水洗特定形狀纖維體
在特定形狀纖維體通過金屬鹽類凝固浴後，將特定形狀纖維體泡入水中，以洗去未與溶液中的纖維材料10鍵結的金屬鹽類之金屬離子與其他多餘離子。
步驟105：將水洗後的特定形狀纖維體進行乾燥處理
將特定形狀纖維體移出水中，並施以加熱烘乾以去除水份。然而本發明之乾燥處理並不以加熱烘乾為限，其亦可為冷凍乾燥或風乾。
步驟106：裁切或球磨特定形狀纖維體，以形成纖維觸媒
利用球磨或裁切方式，將特定形狀纖 維體分割為特定大小，以形成複數纖維觸媒1。本發明之特定大小為長徑0.01至5mm，直徑10至100μm；然而本發明之特定形狀纖維體的大小並不以此為限，其可依照設計需求而變更特定形狀纖維體之尺寸。
步驟107：將纖維觸媒、黏著劑和產氫燃料混和，其中纖維觸媒具有一第一熔點，黏著劑具有一第二熔點，第二熔點小於第一熔點
在本發明之第一實施例中，將纖維觸媒1、黏著劑30和產氫燃料40混和。本發明之黏著劑30是熱熔粉，產氫燃料40是硼氫化鈉(Sodium Tetrahydridoborate)。纖維觸媒1具有一第一熔點，黏著劑30具有一第二熔點，且黏著劑30的第二熔點小於纖維觸媒1的第一熔點。然而，本發明之黏著劑30和產氫燃料40的種類並不以此為限。
步驟108：將混和的纖維觸媒、黏著劑和產氫燃料填入模具，並加熱至一溫度，該溫度介於第一熔點和第二熔點之間
將混和的纖維觸媒1、黏著劑30和產氫燃料40填入模具，加熱至第一熔點和第二熔點之間，使得黏著劑30熔化。如圖3所示，藉由熔化的黏著劑30，纖維觸媒1和產氫燃料40可彼此黏合。
步驟109：將強化纖維和纖維觸媒混和
將強化纖維和纖維觸媒1混和，以加 強纖維觸媒1之結構。本發明之強化纖維是嫘縈(Rayon)纖維，但本發明並不以此為限，其亦可為其他具有強化功效之纖維。
以下請參考圖2和圖3關於第二實施例之製造纖維觸媒的方法。圖2係依據本發明之第二實施例之製造纖維觸媒的方法之步驟流程圖。
步驟201：將纖維材料和溶劑混和，形成溶液
如圖2所示，將複數纖維材料10和一溶劑混和，攪拌形成一溶液。在第二實施例中，溶劑以預先加入金屬鹽類，金屬鹽類的金屬離子種類例如為鈷、金、銀、鈀、鉑、銠、釕、鋨、銥、鎳、鋁、鎢或鉬，然而本發明之金屬鹽類的金屬離子的種類並不以此為限。
步驟202：將溶液置入塑型容器，以形成特定形狀纖維體
在第二實施例中，塑型容器是一長方體容器。當溶液置入長方體形狀的塑型容器後，溶液會形成一長方體形狀的特定形狀纖維體。然而，塑型容器並不以長方體為限，其亦可為其他形狀之容器，使得溶液置入塑型容器後，形成對應形狀的特定形狀纖維體。
步驟203：對特定形狀纖維體進行定型處理
在第二實施例中，定型處理是一冷凍處理，其係將置於塑型容器內的特定形狀纖維體在0℃以下的環境之中冷凍成固態。然而，本發明之冷凍處理的溫度並不限於0℃以下。
步驟204：對特定形狀纖維體進行真空乾燥處理
在第二實施例中，在特定形狀纖維體進行冷凍處理後，在0℃以下的環境對特定形狀纖維體進行真空乾燥，以去除多餘的水份。
步驟205：裁切或球磨特定形狀纖維體，以形成纖維觸媒
將特定形狀纖維體從塑型容器移出，並利用球磨或裁切方式，將特定形狀纖維體分割為特定大小，以形成複數纖維觸媒1。本發明之特定形狀纖維體的尺寸為長徑0.01至5mm，直徑10至100μm，但本發明並不以此為限，其可依照設計需求而變更特定形狀纖維體之尺寸。
步驟206：將纖維觸媒、黏著劑和產氫燃料混和，其中纖維觸媒具有一第一熔點，黏著劑具有一第二熔點，第二熔點小於第一熔點
在本發明之第二實施例中，將纖維觸媒1、黏著劑30和產氫燃料40混和。本發明之黏著劑30是熱熔粉，產氫燃料40是硼氫化鈉(Sodium Tetrahydridoborate)。纖維觸媒1具有一第一熔點，黏著劑30具有一第二熔點，且黏著劑30的第二熔 點小於纖維觸媒1的第一熔點。然而，本發明之黏著劑30和產氫燃料40的種類並不以此為限。
步驟207：將混和的纖維觸媒、黏著劑和產氫燃料填入模具，並加熱至一溫度，該溫度介於第一熔點和第二熔點之間
將混和的纖維觸媒1、黏著劑30和產氫燃料40填入模具，加熱至第一熔點和第二熔點之間，使得黏著劑熔化。如圖3所示，藉由熔化的黏著劑30，纖維觸媒1和產氫燃料40可彼此黏合。
步驟208：將強化纖維和纖維觸媒混和
將強化纖維和纖維觸媒1混和，以加強纖維觸媒1之結構。本發明之強化纖維是嫘縈(Rayon)纖維，但本發明並不以此為限，其亦可為其他具有強化功效之纖維。
藉由上述之製造纖維觸媒1的方法，可製造出用於產氫的纖維觸媒1。依照本發明之方法製成的纖維觸媒1是以天然的纖維材料10作為基體，因此成本低廉、體積小，且其具有良好的親水性和多孔結構，可以提昇產生氫氣的反應速度。
綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵，懇請 貴審查委員明察，早日賜准專利，俾嘉惠社會，實感德便。惟應注意的是，上述 諸多實施例僅係為了便於說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
101‧‧‧將纖維材料和溶劑混和，形成溶液
102‧‧‧將溶液置入塑型容器，以形成特定形狀纖維體
103‧‧‧對特定形狀纖維體進行定型處理
104‧‧‧水洗特定形狀纖維體
105‧‧‧將水洗後的特定形狀纖維體進行乾燥處理
106‧‧‧裁切或球磨特定形狀纖維體，以形成纖維觸媒
107‧‧‧將纖維觸媒、黏著劑和產氫燃料混和，其中纖維觸媒具有一第一熔點，黏著劑具有一第二熔點，第二熔點小於第一熔點
108‧‧‧將混和的纖維觸媒、黏著劑和產氫燃料填入模具，並加熱至一溫度，該溫度介於第一熔點和第二熔點之間
109‧‧‧將強化纖維和纖維觸媒混和

Claims (20)

  1. 一種纖維觸媒，包括：複數纖維材料，包括複數特定陽離子交換官能基；以及複數皮層，包括複數金屬離子，該複數金屬離子連接該複數特定陽離子交換官能基，該皮層覆蓋該纖維材料；其中使該複數金屬離子與該複數特定陽離子交換官能基連接的一作用力是庫倫引力、螯合作用力或共價鍵結力。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之纖維觸媒，其中該複數纖維材料為纖維素(Cellulose)、半纖維素(Hemicellulose)、木質素(Ligin)、海藻酸納(Sodium Alginate)、甲殼素(Chitosan)、聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol)、聚丙烯腈(Polyacrylonitrile)、聚丙烯(Polypropylene)、聚乙烯(Polyethylene)、聚苯乙烯(Polystyrene)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene)、聚丙烯酸(Polyacrylic acid)、聚氯乙烯(Polyvinylchloride)、黏膠纖維(Viscose Fiber)或選自於纖維素、半纖維素、木質素、海藻酸納、甲殼素、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、聚氯乙烯、黏膠纖維所組成之群組。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之纖維觸媒，其中該複數纖維材料的來源是幾丁聚醣(Chitosan)、天然纖維素，或改質纖維素。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之纖維觸媒，其中該複數特定陽離子交換官能基為醋酸根(-COO-)、璜酸根(-SO32-)、磷酸根(-HnPO3(3-n)-，n=1、2)或氨基(-NH2)。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之纖維觸媒，藉由該作用力，該複數金屬離子與該複數特定陽離子交換官能基連接並形成一環狀螯合物結構。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之纖維觸媒，其中該複數金屬離子是藉由一定型處理，而連接該複數特定陽離子交換官能基。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之纖維觸媒，其中該定型處理是一金屬鹽類凝固浴。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之纖維觸媒，其中該複數金屬離子之種類為鈷、金、銀、鈀、鉑、銠、釕、鋨、銥、鎳、鋁、鎢或鉬。
  9. 一種製造纖維觸媒的方法，包括下列步驟：將複數纖維材料和一溶劑混和，形成一溶液；將該溶液置入一塑型容器，以形成至少一特定形狀纖維體；對該至少一特定形狀纖維體進行一定型處理；以及裁切或球磨該至少一特定形狀纖維體，以形成複數纖維觸媒。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之製造纖維觸媒的方法，更包括下列步驟：水洗該至少一特定形狀纖維體；以及 將水洗後的該至少一特定形狀纖維體進行一乾燥處理。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之製造纖維觸媒的方法，其中該塑型容器是一紡嘴，該至少一特定形狀纖維體是複數纖維絲。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之製造纖維觸媒的方法，其中該定型處理是一金屬鹽類凝固浴。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之製造纖維觸媒的方法，更包括下列步驟：對該至少一特定形狀纖維體進行一真空乾燥處理。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之製造纖維觸媒的方法，其中該溶劑包括複數金屬鹽。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之製造纖維觸媒的方法，其中該定型處理是一冷凍處理。
  16. 如申請專利範圍第12項或第15項所述之製造纖維觸媒的方法，更包括下列步驟：將該複數纖維觸媒、一黏著劑和一產氫燃料混和，其中該纖維觸媒具有一第一熔點，該黏著劑具有一第二熔點，該第二熔點小於該第一熔點；以及將混和的該複數纖維觸媒、該黏著劑和該產氫燃料填入一模具，並加熱至一溫度，該溫度介於該第一熔點和該第二熔點之間。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之製造纖維觸媒的方法，更包括下列步驟：將複數強化纖維和該複數纖維觸媒混和。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之製造纖維觸媒的方法，其中該纖維材料為纖維素(Cellulose)、半纖維素(Hemicellulose)、木質素(Ligin)、海藻酸納(Sodium Alginate)、甲殼素(Chitosan)、聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol)、聚丙烯腈(Polyacrylonitrile)、聚丙烯(Polypropylene)、聚乙烯(Polyethylene)、聚苯乙烯(Polystyrene)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene)、聚丙烯酸(Polyacrylic acid)、聚氯乙烯(Polyvinylchloride)、黏膠纖維(Viscose Fiber)或選自於纖維素、半纖維素、木質素、海藻酸納、甲殼素、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、聚氯乙烯、黏膠纖維所組成之群組。
  19. 如申請專利範圍第12項所述之製造纖維觸媒的方法，其中該金屬鹽類凝固浴的金屬離子之種類為鈷、金、銀、鈀、鉑、銠、釕、鋨、銥、鎳、鋁、鎢或鉬。
  20. 如申請專利範圍第14項所述之製造纖維觸媒的方法，其中該金屬鹽類的種類為鈷、金、銀、鈀、鉑、銠、釕、鋨、銥、鎳、鋁、鎢或鉬。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230120242A (ko) 2022-02-09 2023-08-17 현대자동차주식회사 전기화학 셀의 산소환원반응용 촉매의 제조방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110111948A1 (en) * 2009-11-10 2011-05-12 Hee-Yeon Kim Catalysts having metal nano-particle catalyst supported on surface-treated natural cellulose fibers and preparation method thereof
JP2012124046A (ja) * 2010-12-09 2012-06-28 Honda Motor Co Ltd 触媒被覆樹脂繊維およびそれを用いた燃料電池用電極ならびにそれらの製造方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4947279A (zh) * 1972-09-09 1974-05-07
US4268278A (en) * 1978-05-16 1981-05-19 Monsanto Company Inorganic anisotropic hollow fibers
US4280926A (en) * 1978-09-12 1981-07-28 Sakai Chemical Industry Co., Ltd. Method for producing a catalyst and a carrier therefor
US4563301A (en) * 1982-12-13 1986-01-07 Northwestern University Electrically conductive low dimensional organomacrocycle compositions, articles and fabrication methods
JPS62141121A (ja) * 1985-12-07 1987-06-24 Agency Of Ind Science & Technol ゲル状バインダー繊維とその製造方法
EP0344913B1 (en) * 1988-05-31 1997-09-24 Minnesota Mining And Manufacturing Company Alginate wound dressing of good integrity
US5197945A (en) * 1988-05-31 1993-03-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Alginate wound dressing of good integrity
US5827797A (en) * 1989-08-28 1998-10-27 Cass; Richard B. Method for producing refractory filaments
US6946013B2 (en) * 2002-10-28 2005-09-20 Geo2 Technologies, Inc. Ceramic exhaust filter
JP2004290924A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Sumitomo Chem Co Ltd 触媒繊維およびその製造方法
CN100478074C (zh) * 2003-04-11 2009-04-15 帝人株式会社 担载催化剂的纤维结构体及其制备方法
KR20050121719A (ko) * 2003-04-11 2005-12-27 데이진 가부시키가이샤 촉매 담지 섬유 구조체 및 그 제조 방법
JP4679284B2 (ja) * 2005-07-25 2011-04-27 独立行政法人理化学研究所 支持体−金属ナノ粒子複合体の製造方法、金属ナノ粒子融合体の製造方法および金属ナノ粒子融合体の表面積を調整する方法
US20100094069A1 (en) * 2006-11-11 2010-04-15 Bedard Robert L Dehydrogenation Processes Using Functional Surface Catalyst Composition
EP2086673A2 (en) * 2006-11-11 2009-08-12 Uop Llc Selective hydrogenation processes using functional surface catalyst composition
WO2008111246A1 (ja) * 2007-03-14 2008-09-18 Nissan Motor Co., Ltd. 繊維構造体及びパティキュレートフィルター型排ガス浄化触媒
US7910514B2 (en) * 2007-08-09 2011-03-22 Nissan Motor Co., Ltd. Inorganic fiber catalyst, production method thereof and catalyst structure
WO2009052274A1 (en) * 2007-10-16 2009-04-23 Aspen Products Group, Inc. Purification device and method for purifying a fluid stream
JP2009208061A (ja) * 2008-02-06 2009-09-17 Gunma Univ 炭素触媒及びこの炭素触媒を含むスラリー、炭素触媒の製造方法、ならびに、炭素触媒を用いた燃料電池、蓄電装置及び環境触媒
JP5553402B2 (ja) * 2009-11-05 2014-07-16 愛媛県 固体触媒及びその製造方法
EP2633581B1 (en) * 2010-10-27 2018-12-19 Vanderbilt University Nanofiber electrode and method of forming same
KR101314578B1 (ko) * 2010-11-29 2013-10-10 광주과학기술원 저가의 전이금속을 포함하는 나노섬유를 이용한 연료전지용 전이금속―탄소나노섬유 촉매 및 이의 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110111948A1 (en) * 2009-11-10 2011-05-12 Hee-Yeon Kim Catalysts having metal nano-particle catalyst supported on surface-treated natural cellulose fibers and preparation method thereof
JP2012124046A (ja) * 2010-12-09 2012-06-28 Honda Motor Co Ltd 触媒被覆樹脂繊維およびそれを用いた燃料電池用電極ならびにそれらの製造方法

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