JP2002134122A - Fuel electrode material for methanol fuel cell, methanol fuel cell, and manufacturing method of them - Google Patents
Fuel electrode material for methanol fuel cell, methanol fuel cell, and manufacturing method of themInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、直接型メタノール
燃料電池用のメタノール燃料極（アノード極）材料に関
する。特に、比較的安価で高活性を示すメタノール燃料
極（アノード極）材料用の触媒に関する。また、本発明
は、これらの材料又は触媒の製造方法、並びに燃料電池
及びその製造方法に関する。The present invention relates to a methanol fuel electrode (anode) material for a direct methanol fuel cell. In particular, it relates to a catalyst for a methanol fuel electrode (anode electrode) material which is relatively inexpensive and exhibits high activity. The present invention also relates to a method for producing these materials or catalysts, and a fuel cell and a method for producing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】地球温暖化問題を引き起こしている二酸
化炭素の排出を削減する技術として、燃料電池が注目さ
れている。燃料電池は、使用される電解質の違いによ
り、いくつかの種類に分類でき、リン酸型（ＡＦＣ）、
溶融炭酸塩型（ＭＣＦＣ）、固体高分子型（ＰＥＦ
Ｃ）、及び固体酸化物型（ＳＯＦＣ）などがある。この
中で、ＰＥＦＣは、常温〜１００℃での低温で運転可能
であるため、その利用が期待されているが、水素を直
接、その燃料とするＰＥＦＣは、水素の貯蔵方法の点及
びエネルギーの体積密度が小さい点に問題がある。2. Description of the Related Art Fuel cells have attracted attention as a technology for reducing the emission of carbon dioxide causing global warming. Fuel cells can be classified into several types depending on the type of electrolyte used. Phosphoric acid type (AFC),
Molten carbonate type (MCFC), solid polymer type (PEF)
C), and solid oxide type (SOFC). Among them, PEFC can be operated at a low temperature of room temperature to 100 ° C., and therefore its use is expected. However, PEFC using hydrogen directly as its fuel is difficult in terms of hydrogen storage method and energy. There is a problem in that the volume density is small.
【０００３】一方、液体燃料であるメタノールから改質
した水素を用いる方法は、水素を直接用いる方法で生じ
る問題点が抑えられ、有力な方法である。メタノールを
用いる方法のうち、メタノールを直接電極上で反応させ
る直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ、Direct Metha
nol Fuel Cell）が特に注目されている。即ち、ＤＭＦ
Ｃは、改質器が不要であり、小型、軽量化が可能である
ため、自動車用電力源、携帯電話などの携帯用電源とし
て期待されている。[0003] On the other hand, the method using hydrogen reformed from methanol as a liquid fuel is an effective method because the problems caused by the method using hydrogen directly are suppressed. Among the methods using methanol, direct methanol fuel cells (DMFC, Direct Metha
nol Fuel Cell) has received special attention. That is, DMF
Since C does not require a reformer and can be reduced in size and weight, it is expected as a power source for automobiles and a portable power source such as a mobile phone.
【０００４】ＤＭＦＣの電極反応は、次のようになる。
即ち、メタノール燃料極（アノード極）ではＣＨ３ＯＨ
＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋６Ｈ＋＋６ｅ−、空気極（カソード
極）ではＯ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏである。上記
メタノール燃料極では、触媒、特にＰｔを用いた触媒に
より、その反応を促進している。Ｐｔは、メタノールの
解離吸着過程に対する活性は高いが、メタノール酸化過
程で生成するＣＯ及び／又はＣＨＯなどの中間生成物の
酸化活性は低い。[0004] The electrode reaction of the DMFC is as follows.
That is, CH 3 OH is used at the methanol fuel electrode (anode electrode).
+ H 2 O → CO 2 + 6H + + 6e − , and O 2 + 4H + + 4e − → 2H 2 O at the air electrode (cathode electrode). At the methanol fuel electrode, the reaction is promoted by a catalyst, particularly a catalyst using Pt. Pt has high activity in the process of dissociation and adsorption of methanol, but has low oxidation activity of intermediate products such as CO and / or CHO generated in the process of methanol oxidation.
【０００５】そのため、中間生成物の酸化除去を促進す
るために、ａ）Ｐｔと他の金属、例えばＲｕ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ及び／又はＳｎとの合金；並びにｂ）酸化物、例えば
ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５又はＷＯ
３などにＰｔを担持した二元触媒；などが試されてい
る。これらの中で、Ｐｔ−Ｒｕ触媒は、Ｒｕが水の吸着
を促進しＯＨが生成されるため、最も高い活性を有して
いる。[0005] Therefore, a) Pt and other metals such as Ru, Os, I
alloy of r and / or Sn; and b) oxide, for example ZrO 2, TiO 2, Nb 2 O 5, Ta 2 O 5 or WO
For example, binary catalysts supporting Pt on 3 or the like have been tried. Among these, the Pt-Ru catalyst has the highest activity because Ru promotes water adsorption and OH is generated.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現段階
において、最も高い活性を示すＰｔ−Ｒｕ触媒でさえ、
実用化に十分な性能が得られていない。また、Ｐｔ及び
Ｒｕは、双方共に高価である。However, at this stage, even the most active Pt-Ru catalyst at this stage,
Performance sufficient for practical use has not been obtained. Pt and Ru are both expensive.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の目的
は、上記課題を解決することにある。具体的には、本発
明の目的は、非常に安価なメタノール燃料極用触媒、該
触媒を有するメタノール燃料極、及び／又は該触媒を有
する直接型メタノール燃料電池を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems. Specifically, an object of the present invention is to provide a very inexpensive catalyst for a methanol fuel electrode, a methanol fuel electrode having the catalyst, and / or a direct methanol fuel cell having the catalyst.
【０００８】また、本発明の目的は、上記目的に加え
て、又は上記目的の他に、Ｐｔ−Ｒｕ触媒と同程度か又
はそれ以上の性能を有するメタノール燃料極用触媒もし
くは材料、該触媒もしくは材料を有するメタノール燃料
極、及び／又は該触媒もしくは材料を有する直接型メタ
ノール燃料電池を提供することにある。さらに、本発明
の目的は、上記目的に加えて、又は上記目的の他に、上
記触媒もしくは材料の製造方法、及び燃料電池の製造方
法を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a methanol fuel electrode catalyst or material having the same or better performance as a Pt-Ru catalyst, in addition to or in addition to the above objects, It is an object of the present invention to provide a methanol fuel electrode having a material and / or a direct methanol fuel cell having the catalyst or the material. It is a further object of the present invention to provide a method for producing the above catalyst or material, and a method for producing a fuel cell, in addition to or in addition to the above objects.
【０００９】本発明者らは、鋭意検討の結果、プロトン
伝導性及び酸化力の双方、並びに還元雰囲気下での電子
伝導性を兼ね備えるヘテロポリ酸を用いることにより、
上記課題を解決できることを見出した。即ち、以下の発
明を見出した。As a result of intensive studies, the present inventors have found that by using a heteropolyacid having both proton conductivity and oxidizing power and electron conductivity in a reducing atmosphere,
It has been found that the above problem can be solved. That is, the following invention was found.
【００１０】＜１＞ ヘテロポリ酸と第１の金属及び／
又は炭素とを有してなる直接型メタノール燃料電池用メ
タノール燃料極材料。 ＜２＞ 上記＜１＞において、材料は、ヘテロポリ酸と
第１の金属と炭素とを有してなるのがよい。<1> Heteropolyacid and first metal and / or
Or a methanol fuel electrode material for direct methanol fuel cells, comprising carbon. <2> In the above item <1>, the material may include a heteropoly acid, a first metal, and carbon.
【００１１】＜３＞ 上記＜１＞又は＜２＞において、
第１の金属が、白金、ルテニウム、白金及びルテニウム
の合金、ニッケル、銅、鉄、マンガン、コバルト、パラ
ジウム、並びにセシウムからなる群から選ばれるのがよ
い。 ＜４＞ 上記＜１＞又は＜２＞において、ヘテロポリ酸
は、その構成元素がリン、ケイ素及びゲルマニウムから
なる群から選ばれる第１の元素；第２の元素；水素；並
びに酸素を有してなるのがよい。<3> In the above item <1> or <2>,
The first metal may be selected from the group consisting of platinum, ruthenium, alloys of platinum and ruthenium, nickel, copper, iron, manganese, cobalt, palladium, and cesium. <4> In the above item <1> or <2>, the heteropolyacid has a first element selected from the group consisting of phosphorus, silicon and germanium; a second element; hydrogen; and oxygen. Good to be.
【００１２】＜５＞ 上記＜４＞において、第２の元素
が、モリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ及
びタンタルからなる群から選ばれるのがよい。 ＜６＞ 上記＜４＞又は＜５＞において、ヘテロポリ酸
は、前記水素の一部を第３の元素で置換してなり、且つ
該第３の元素が白金、ニッケル、銅、鉄、セシウム、マ
ンガン、コバルト及びパラジウムからなる群から選ばれ
る１種以上であるのがよい。<5> In the above item <4>, the second element may be selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, vanadium, niobium and tantalum. <6> In the above item <4> or <5>, the heteropolyacid is obtained by substituting a part of the hydrogen with a third element, and the third element is formed of platinum, nickel, copper, iron, cesium, One or more selected from the group consisting of manganese, cobalt and palladium is preferred.
【００１３】＜７＞ 上記＜６＞において、第３の元素
が２種以上であり、２種以上のうちの第１の種が白金、
ニッケル、銅及び鉄からなる群から選ばれ、第２の種が
セシウムであるのがよい。 ＜８＞ 上記＜１＞〜＜７＞のいずれかにおいて、ヘテ
ロポリ酸が、ＨｌＰＭ ｍＯｎ（式中、Ｍは第２の金属を
示し、ｌ、ｍ及びｎは１以上の整数である）であるのが
よい。<7> In the above item <6>, the third element
Are two or more, and the first of the two or more is platinum,
Selected from the group consisting of nickel, copper and iron, wherein the second species is
It is preferably cesium. <8> In any one of the above items <1> to <7>,
Ropolyacid is HlPM mOn(Wherein M represents the second metal
And l, m and n are integers of 1 or more)
Good.
【００１４】＜９＞ 上記＜１＞〜＜８＞のいずれかに
おいて、ヘテロポリ酸が、ＨｑＰＷ ｒＯｓ（式中、ｑ、
ｒ及びｓは１以上の整数である）であるのがよい。 ＜１０＞ 上記＜１＞〜＜９＞のいずれかにおいて、ヘ
テロポリ酸が、Ｈ３ＰＷ１２Ｏ４０であるのがよい。<9> Any one of the above items <1> to <8>
Where the heteropolyacid is HqPW rOs(Where q,
r and s are integers of 1 or more). <10> In any one of the above items <1> to <9>,
Telopolyacid is H3PW12O40It is good.
【００１５】＜１１＞ カソード極、アノード極、及び
該両極に挟まれた電解質を有してなる燃料電池であっ
て、前記アノード極がヘテロポリ酸と第１の金属及び／
又は炭素とを有することを特徴とする燃料電池。 ＜１２＞ 上記＜１１＞において、電解質は、ヘテロポ
リ酸と第１の金属と炭素とを有するのがよい。<11> A fuel cell comprising a cathode electrode, an anode electrode, and an electrolyte sandwiched between both electrodes, wherein the anode electrode comprises a heteropolyacid, a first metal and / or
Or a fuel cell comprising carbon. <12> In the above item <11>, the electrolyte may include a heteropolyacid, a first metal, and carbon.
【００１６】＜１３＞ 上記＜１１＞又は＜１２＞にお
いて、第１の金属が、白金、ルテニウム、白金及びルテ
ニウムの合金、ニッケル、銅、鉄、マンガン、コバル
ト、パラジウム、並びにセシウムからなる群から選ばれ
るのがよい。 ＜１４＞ 上記＜１１＞〜＜１３＞のいずれかにおい
て、ヘテロポリ酸は、その構成元素がリン、ケイ素及び
ゲルマニウムからなる群から選ばれる第１の元素；第２
の元素；水素；並びに酸素を有してなるのがよい。<13> In the above item <11> or <12>, the first metal is selected from the group consisting of platinum, ruthenium, an alloy of platinum and ruthenium, nickel, copper, iron, manganese, cobalt, palladium and cesium. It is better to be chosen. <14> In any one of the above items <11> to <13>, the heteropolyacid may be a first element whose constituent element is selected from the group consisting of phosphorus, silicon and germanium;
Element; hydrogen; and oxygen.
【００１７】＜１５＞ 上記＜１４＞において、第２の
元素が、モリブデン、タングステン、バナジウム、ニオ
ブ及びタンタルからなる群から選ばれるのがよい。 ＜１６＞ 上記＜１４＞又は＜１５＞において、ヘテロ
ポリ酸は、前記水素の一部を第３の元素で置換してな
り、且つ該第３の元素が白金、ニッケル、銅、鉄、セシ
ウム、マンガン、コバルト及びパラジウムからなる群か
ら選ばれる１種以上であるのがよい。<15> In the above item <14>, the second element may be selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, vanadium, niobium and tantalum. <16> In the above item <14> or <15>, the heteropolyacid is obtained by substituting a part of the hydrogen with a third element, and the third element is formed of platinum, nickel, copper, iron, cesium, One or more selected from the group consisting of manganese, cobalt and palladium is preferred.
【００１８】＜１７＞ 上記＜１６＞において、第３の
元素が２種以上であり、２種以上のうちの第１の種が白
金、ニッケル、銅及び鉄からなる群から選ばれ、第２の
種がセシウムであるのがよい。 ＜１８＞ 上記＜１１＞〜＜１７＞のいずれかにおい
て、ヘテロポリ酸が、Ｈ ｌＰＭｍＯｎ（式中、Ｍは第２
の金属を示し、ｌ、ｍ及びｎは１以上の整数である）で
あるのがよい。<17> In the above item <16>, the third
Two or more elements, the first of which is white
A second selected from the group consisting of gold, nickel, copper and iron
Preferably, the species is cesium. <18> Any of the above <11> to <17>
And the heteropolyacid is H lPMmOn(Where M is the second
Wherein l, m and n are integers of 1 or more)
There should be.
【００１９】＜１９＞ 上記＜１１＞〜＜１８＞のいず
れかにおいて、ヘテロポリ酸が、Ｈ ｑＰＷｒＯｓ（式
中、ｑ、ｒ及びｓは１以上の整数である）であるのがよ
い。 ＜２０＞ 上記＜１１＞〜＜１９＞のいずれかにおい
て、ヘテロポリ酸が、Ｈ ３ＰＷ１２Ｏ４０であるのがよ
い。 ＜２１＞ 上記＜１１＞〜＜２０＞のいずれかにおい
て、燃料電池が、直接型メタノール固体高分子燃料電池
であるのがよい。<19> Any of the above <11> to <18>
Wherein the heteropolyacid is H qPWrOs(formula
Wherein q, r and s are integers of 1 or more.
No. <20> Any of the above <11> to <19>
And the heteropolyacid is H 3PW12O40It is
No. <21> Any of the above <11> to <20>
The fuel cell is a direct methanol solid polymer fuel cell
It is good.
【００２０】＜２２＞ ヘテロポリ酸と第１の金属及び
／又は炭素とを有してなる直接型メタノール燃料電池用
メタノール燃料極材料の製造方法であって、ヘテロポリ
酸−溶解性溶媒に前記ヘテロポリ酸を溶解して溶液を得
る工程、該溶液に第１の金属及び／又は炭素を均一に懸
濁して懸濁液を得る工程、及び該懸濁液を乾燥して前記
材料を得る工程を有する、上記方法。<22> A method for producing a methanol fuel electrode material for a direct methanol fuel cell comprising a heteropolyacid and a first metal and / or carbon, wherein the heteropolyacid-soluble solvent contains the heteropolyacid. Dissolving the solution to obtain a solution, uniformly suspending the first metal and / or carbon in the solution to obtain a suspension, and drying the suspension to obtain the material. The above method.
【００２１】＜２３＞ 上記＜２２＞において、材料
は、ヘテロポリ酸と第１の金属と炭素とを有してなるの
がよい。 ＜２４＞ 上記＜２２＞又は＜２３＞において、第１の
金属が、白金、ルテニウム、白金及びルテニウムの合
金、ニッケル、銅、鉄、マンガン、コバルト、パラジウ
ム、並びにセシウムからなる群から選ばれるのがよい。<23> In the above item <22>, the material may include a heteropolyacid, a first metal, and carbon. <24> In the above item <22> or <23>, the first metal is selected from the group consisting of platinum, ruthenium, an alloy of platinum and ruthenium, nickel, copper, iron, manganese, cobalt, palladium, and cesium. Is good.
【００２２】＜２５＞ 上記＜２２＞〜＜２４＞のいず
れかにおいて、ヘテロポリ酸は、その構成元素がリン、
ケイ素及びゲルマニウムからなる群から選ばれる第１の
元素；第２の元素；水素；並びに酸素を有してなるのが
よい。＜２６＞ 上記＜２５＞において、第２の元素
が、モリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ及
びタンタルからなる群から選ばれるのがよい。<25> In any one of the above items <22> to <24>, the heteropolyacid may contain phosphorus,
It is preferable to include a first element selected from the group consisting of silicon and germanium; a second element; hydrogen; and oxygen. <26> In the above item <25>, the second element may be selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, vanadium, niobium, and tantalum.
【００２３】＜２７＞ 上記＜２５＞又は＜２６＞にお
いて、ヘテロポリ酸は、前記水素の一部を第３の元素で
置換してなり、且つ該第３の元素が白金、ニッケル、
銅、鉄、セシウム、マンガン、コバルト及びパラジウム
からなる群から選ばれる１種以上であるのがよい。 ＜２８＞ 上記＜２７＞において、第３の元素が２種以
上であり、２種以上のうちの第１の種が白金、ニッケ
ル、銅及び鉄からなる群から選ばれ、第２の種がセシウ
ムであるのがよい。<27> In the above item <25> or <26>, the heteropolyacid may be obtained by substituting a part of the hydrogen with a third element, wherein the third element is platinum, nickel,
It is preferably at least one selected from the group consisting of copper, iron, cesium, manganese, cobalt and palladium. <28> In the above item <27>, the third element is two or more kinds, and the first kind is selected from the group consisting of platinum, nickel, copper and iron, and the second kind is two or more kinds. It is preferably cesium.
【００２４】＜２９＞ 上記＜２２＞〜＜２８＞のいず
れかにおいて、ヘテロポリ酸が、Ｈ ｌＰＭｍＯｎ（式
中、Ｍは第２の金属を示し、ｌ、ｍ及びｎは１以上の整
数である）であるのがよい。 ＜３０＞ 上記＜２２＞〜＜２９＞のいずれかにおい
て、ヘテロポリ酸が、Ｈ ｑＰＷｒＯｓ（式中、ｑ、ｒ及
びｓは１以上の整数である）であるのがよい。 ＜３１＞ 上記＜２２＞〜＜３０＞のいずれかにおい
て、ヘテロポリ酸が、Ｈ ３ＰＷ１２Ｏ４０であるのがよ
い。<29> Any of the above <22> to <28>
Wherein the heteropolyacid is H lPMmOn(formula
In the formula, M represents a second metal, and l, m, and n represent one or more integers.
Number). <30> Any of the above <22> to <29>
And the heteropolyacid is H qPWrOs(Where q, r and
And s is an integer of 1 or more). <31> any of the above <22> to <30>
And the heteropolyacid is H 3PW12O40It is
No.
【００２５】＜３２＞ カソード極、アノード極、及び
該両極に挟まれた電解質を有してなる燃料電池であって
前記アノード極がヘテロポリ酸と第１の金属及び／又は
炭素とを有する燃料電池の製造方法であって、ヘテロポ
リ酸−溶解性溶媒に前記ヘテロポリ酸を溶解して溶液を
得る工程、該溶液に第１の金属及び／又は炭素を均一に
懸濁して懸濁液を得る工程、該懸濁液を支持体に塗布し
て乾燥して前記カソード極を得る工程、及び前記電解質
を挟むようにして該カソード極と前記アノード極とを密
着させる工程を有する、上記方法。<32> A fuel cell comprising a cathode electrode, an anode electrode, and an electrolyte sandwiched between both electrodes, wherein the anode electrode comprises a heteropolyacid and a first metal and / or carbon. A method of dissolving the heteropolyacid in a heteropolyacid-soluble solvent to obtain a solution, a step of uniformly suspending the first metal and / or carbon in the solution to obtain a suspension, The above method, comprising a step of applying the suspension to a support and drying to obtain the cathode, and a step of bringing the cathode and the anode into close contact with the electrolyte therebetween.
【００２６】＜３３＞ 上記＜３２＞において、カソー
ド極は、ヘテロポリ酸と第１の金属と炭素とを有するの
がよい。 ＜３４＞ 上記＜３２＞又は＜３３＞において、第１の
金属が、白金、ルテニウム、白金及びルテニウムの合
金、ニッケル、銅、鉄、マンガン、コバルト、パラジウ
ム、並びにセシウムからなる群から選ばれるのがよい。<33> In the above item <32>, the cathode may preferably contain a heteropolyacid, a first metal and carbon. <34> In the above item <32> or <33>, the first metal is selected from the group consisting of platinum, ruthenium, an alloy of platinum and ruthenium, nickel, copper, iron, manganese, cobalt, palladium, and cesium. Is good.
【００２７】＜３５＞ 上記＜３２＞〜＜３４＞のいず
れかにおいて、ヘテロポリ酸は、その構成元素がリン、
ケイ素及びゲルマニウムからなる群から選ばれる第１の
元素；第２の元素；水素；並びに酸素を有してなるのが
よい。 ＜３６＞ 上記＜３５＞において、第２の金属が、元素
が、モリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ及
びタンタルからなる群から選ばれるのがよい。<35> In any one of the above items <32> to <34>, the heteropolyacid may contain phosphorus,
It is preferable to include a first element selected from the group consisting of silicon and germanium; a second element; hydrogen; and oxygen. <36> In the above item <35>, the second metal may be selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, vanadium, niobium, and tantalum.
【００２８】＜３７＞ 上記＜３５＞又は＜３６＞にお
いて、ヘテロポリ酸は、前記水素の一部を第３の元素で
置換してなり、且つ該第３の元素が白金、ニッケル、
銅、鉄、セシウム、マンガン、コバルト及びパラジウム
からなる群から選ばれる１種以上であるのがよい。 ＜３８＞ 上記＜３７＞において、第３の元素が２種以
上であり、２種以上のうちの第１の種が白金、ニッケ
ル、銅及び鉄からなる群から選ばれ、第２の種がセシウ
ムであるのがよい。<37> In the above item <35> or <36>, the heteropoly acid may be obtained by substituting a part of the hydrogen with a third element, wherein the third element is platinum, nickel,
It is preferably at least one selected from the group consisting of copper, iron, cesium, manganese, cobalt and palladium. <38> In the above item <37>, the third element is two or more, and the first element is selected from the group consisting of platinum, nickel, copper and iron, and the second element is the second element. It is preferably cesium.
【００２９】＜３９＞ 上記＜３２＞〜＜３８＞のいず
れかにおいて、ヘテロポリ酸が、Ｈ ｌＰＭｍＯｎ（式
中、Ｍは第２の金属を示し、ｌ、ｍ及びｎは１以上の整
数である）であるのがよい。 ＜４０＞ 上記＜３２＞〜＜３９＞のいずれかにおい
て、ヘテロポリ酸が、Ｈ ｑＰＷｒＯｓ（式中、ｑ、ｒ及
びｓは１以上の整数である）であるのがよい。 ＜４１＞ 上記＜３２＞〜＜４０＞のいずれかにおい
て、ヘテロポリ酸が、Ｈ ３ＰＷ１２Ｏ４０であるのがよ
い。<39> Any of the above <32> to <38>
Wherein the heteropolyacid is H lPMmOn(formula
In the formula, M represents a second metal, and l, m, and n represent one or more integers.
Number). <40> Any of the above <32> to <39>
And the heteropolyacid is H qPWrOs(Where q, r and
And s is an integer of 1 or more). <41> Any of the above <32> to <40>
And the heteropolyacid is H 3PW12O40It is
No.
【００３０】[0030]
【発明の実施の形態】以下、本発明をより詳細に説明す
る。本発明の直接型メタノール燃料電池用メタノール燃
料極材料は、ヘテロポリ酸と第１の金属及び／又は炭素
とを有する。即ち、本発明の材料は、ヘテロポリ酸と第
１の金属とを有するか、ヘテロポリ酸と炭素とを有する
か、又はヘテロポリ酸と第１の金属と炭素とを有する。
好ましくは、本発明の材料は、ヘテロポリ酸と第１の金
属と炭素とを有するのがよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The methanol fuel electrode material for a direct methanol fuel cell of the present invention has a heteropolyacid and a first metal and / or carbon. That is, the material of the present invention has a heteropoly acid and a first metal, has a heteropoly acid and carbon, or has a heteropoly acid, a first metal and carbon.
Preferably, the material of the present invention has a heteropoly acid, a first metal and carbon.
【００３１】（ヘテロポリ酸）本発明のメタノール燃料
極材料は、ヘテロポリ酸を含有する。本明細書におい
て、ヘテロポリ酸とは、その構成元素が水素、酸素、第
１の元素及び第２の元素金属を有してなるものをいう。
第１の元素は、リン、ケイ素及びゲルマニウムからなる
群から選ばれる。特に第１の元素はリンであるのがよ
い。(Heteropolyacid) The methanol fuel electrode material of the present invention contains a heteropolyacid. In this specification, a heteropolyacid refers to a substance whose constituent elements include hydrogen, oxygen, a first element, and a second element metal.
The first element is selected from the group consisting of phosphorus, silicon and germanium. In particular, the first element is preferably phosphorus.
【００３２】また、ヘテロポリ酸中の第２の元素とし
て、モリブデン（Ｍｏ）及びタングステン（Ｗ）、バナ
ジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）及びタンタル（Ｔａ）を
挙げることができる。The second element in the heteropolyacid includes molybdenum (Mo) and tungsten (W), vanadium (V), niobium (Nb) and tantalum (Ta).
【００３３】さらに、ヘテロポリ酸の水素の一部が第３
の元素で置換されていてもよい。第３の元素は、１種で
あっても、２種であっても、３種以上であってもよい。
第３の元素は、白金、ニッケル、銅、鉄、セシウム、マ
ンガン、コバルト及びパラジウムからなる群から選ばれ
るのがよい。なお、第３の元素が２種以上である場合、
第１の種が白金、ニッケル、銅及び鉄からなる群から選
ばれ、第２の種がセシウムであるのがよい。Further, part of the hydrogen of the heteropolyacid is tertiary.
May be substituted. The third element may be one kind, two kinds, or three or more kinds.
The third element is preferably selected from the group consisting of platinum, nickel, copper, iron, cesium, manganese, cobalt and palladium. Note that when the third element is two or more types,
Preferably, the first species is selected from the group consisting of platinum, nickel, copper and iron, and the second species is cesium.
【００３４】即ち、本発明において用いることができる
ヘテロポリ酸は、ＨｌＥ１ ｍＥ２ ｍ ’Ｏｎ（式中、Ｅ１
は第１の元素を示し、Ｅ２は第２の元素を示し、ｌ、
ｍ、ｍ’及びｎは１以上の整数である）と表すことがで
きる。また、水素の一部が第３の元素で置換されている
場合、ヘテロポリ酸は、Ｈｌ’Ｅ３ ｍ”Ｅ１ ｍＥ２ ｍ’
Ｏｎ（式中、Ｅ１は第１の元素を示し、Ｅ２は第２の元
素を示し、Ｅ３は第３の元素を示し、ｌ’、ｍ、ｍ’、
ｍ”及びｎは１以上の整数である）と表すことができ
る。これらのうち、Ｅ１がリン（Ｐ）であるのがよい。
さらに、Ｅ２がタングステン（Ｗ）又はモリブデン（Ｍ
ｏ）であるのがよい。即ち、ＨｑＰＷｒＯｓ（式中、
ｑ、ｒ及びｓは１以上の整数である）、又はＨｑ’ＰＭ
ｏｒ’Ｏｓ’（式中、ｑ’、ｒ’及びｓ’は１以上の整
数である）であるのがよく、好ましくはＨｑＰＷ
ｒＯｓ、より好ましくはＨ３ＰＷ１２Ｏ４０であるのが
よい。[0034] That is, heteropoly acids which can be employed in the present invention, H l E 1 m E 2 m 'O n ( wherein, E 1
Represents a first element, E 2 represents a second element, l,
m, m 'and n are integers of 1 or more). When part of hydrogen is replaced with a third element, the heteropolyacid is H 1 ′ E 3 m ″ E 1 m E 2 m ′.
O n (wherein, E 1 represents the first element, E 2 indicates the second element, E 3 represents a third element, l ', m, m' ,
m "and n are integers of 1 or more. Of these, E 1 is preferably phosphorus (P).
Further, E 2 is tungsten (W) or molybdenum (M
o). That is, H q PW r O s (where,
q, r, and s are integers of 1 or more), or H q ′ PM
or r ′ O s ′ (wherein q ′, r ′ and s ′ are integers of 1 or more), preferably H q PW
r O s , more preferably H 3 PW 12 O 40 .
【００３５】さらに、Ｈ３ＰＷ１２Ｏ４０の水素（Ｈ）
の一部が、上述のように、第３の元素で置換されている
ものも用いることができる。例えば、Ｈ３−ｘＥ３ ｘＷ
１２Ｏ４０又はＨ３−ｘ−ｙＥ３ ｘＥ４ ｙＰＷ１２Ｏ
４０に（Ｅ３及びＥ４は、上述の第３の元素を示し、ｘ
及びｙは１以上の整数を示す）などを挙げることができ
る。なお、第１の金属を用いる場合、該第１の金属と上
記第３の元素とが同じであってもよい。Further, hydrogen (H) of H 3 PW 12 O 40
May be used in which a part of is replaced with the third element as described above. For example, H 3-x E 3 x W
12 O 40 or H 3-xy E 3 x E 4 y PW 12 O
40 shows (E 3 and E 4 represent the third element described above, and x
And y represent an integer of 1 or more). When the first metal is used, the first metal and the third element may be the same.
【００３６】（第１の金属）本発明のメタノール燃料極
材料に用いられる第１の金属は、白金（Ｐｔ）、ルテニ
ウム（Ｒｕ）、白金及びルテニウムの合金；並びにニッ
ケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍ
ｎ）、コバルト（Ｃｏ）、パラジウム（Ｐｄ）及びセシ
ウム（Ｃｓ）、並びにこれらのうちの２種以上からなる
合金からなる群から選ばれるのがよく、特に白金（Ｐ
ｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金及びルテニウムの合金
からなる群から選ばれるのがよい。即ち、第１の金属
は、１種であっても、２種であっても、３種以上であっ
てもよい。(First Metal) The first metal used for the methanol fuel electrode material of the present invention is platinum (Pt), ruthenium (Ru), an alloy of platinum and ruthenium; nickel (Ni), copper (Cu) ), Iron (Fe), manganese (M
n), cobalt (Co), palladium (Pd), and cesium (Cs), and an alloy composed of two or more of these.
t), ruthenium (Ru), platinum and an alloy of ruthenium. That is, the first metal may be one kind, two kinds, or three or more kinds.
【００３７】（その他の成分）また、本発明のメタノー
ル燃料極材料は、上記の他に、プロトン伝導性を有し且
つ電子伝導性を有する材料を有するのがよく、例えばNa
fionなどを有しているのがよい。(Other Components) The methanol fuel electrode material of the present invention preferably contains a material having proton conductivity and electron conductivity in addition to the above materials.
It is good to have fion etc.
【００３８】（各成分の量）上述した、本発明のメタノ
ール燃料極材料に用いられる各成分の量は、次のような
範囲であるのがよい。即ち、ヘテロポリ酸は、メタノー
ル燃料極材料１００重量％中、１０〜７０重量％、好ま
しくは３０〜４０重量％であるのがよい。(Amount of Each Component) The amount of each component used in the methanol fuel electrode material of the present invention is preferably in the following range. That is, the heteropolyacid is used in an amount of 10 to 70% by weight, preferably 30 to 40% by weight, based on 100% by weight of the methanol fuel electrode material.
【００３９】炭素を本発明の材料に用いる場合、該炭素
の量は、メタノール燃料極材料１００重量％中、５〜４
０重量％、好ましくは１５〜２０重量％であるのがよ
い。また、本発明の材料中のヘテロポリ酸：炭素（重量
比率）は、１：４〜１４：１、好ましくは２：１である
のがよい。When carbon is used in the material of the present invention, the amount of carbon is 5 to 4% in 100% by weight of the methanol anode material.
The content is 0% by weight, preferably 15 to 20% by weight. The ratio of heteropolyacid: carbon (weight ratio) in the material of the present invention is preferably 1: 4 to 14: 1, and more preferably 2: 1.
【００４０】第１の金属を本発明の材料に用いる場合、
該第１の金属の量は、メタノール燃料極材料１００重量
％中、５〜５０重量％、好ましくは１０〜２０重量％で
あるのがよい。また、本発明の材料中のヘテロポリ酸：
第１の金属（重量比率）は、１：５〜１４：１、好まし
くは２：１であるのがよい。When the first metal is used in the material of the present invention,
The amount of the first metal is 5 to 50% by weight, preferably 10 to 20% by weight, based on 100% by weight of the methanol fuel electrode material. Also, the heteropolyacid in the material of the present invention:
The first metal (weight ratio) is 1: 5 to 14: 1, preferably 2: 1.
【００４１】（製法）本発明のメタノール燃料極材料
は、例えば、次のように調製することができる。即ち、
ヘテロポリ酸−溶解性溶媒にヘテロポリ酸を加えて溶解
させて溶液を得る。次いで、該溶液に、炭素及び／又は
第１の金属を加えて、均一な懸濁液を得る。懸濁液から
溶媒を乾燥することにより除去して、メタノール燃料極
材料を得る。より具体的には、上記溶媒として水を用い
る。また、例えばカーボンペーパーなどの所望なメタノ
ール燃料極用支持体上に得られた懸濁液を塗布し、その
後乾燥することにより、メタノール燃料極材料を得るこ
とができる。(Production method) The methanol fuel electrode material of the present invention can be prepared, for example, as follows. That is,
Heteropolyacid-A heteropolyacid is added to and dissolved in a soluble solvent to obtain a solution. Then, carbon and / or the first metal are added to the solution to obtain a uniform suspension. The solvent is removed from the suspension by drying to obtain a methanol fuel electrode material. More specifically, water is used as the solvent. In addition, a methanol fuel electrode material can be obtained by coating the obtained suspension on a desired support for methanol fuel electrode such as carbon paper, and then drying.
【００４２】（燃料電池）本発明は、上述のメタノール
燃料極材料を有する燃料電池も提供する。燃料電池は、
上述のメタノール燃料極材料を有するアノード極、カソ
ード極、及び両極に挟まれた電解質を有してなる。(Fuel Cell) The present invention also provides a fuel cell having the above-mentioned methanol fuel electrode material. Fuel cells are
It has an anode, a cathode, and an electrolyte sandwiched between the above-mentioned methanol fuel electrode materials.
【００４３】本発明の燃料電池のアノード極は、上述の
メタノール燃料極材料を有していれば、その他の材料を
有していてもよい。このアノード極は、上述のように、
調製することができる。また、カソード極は、メタノー
ル燃料電池に所望な特性を有するものであれば、従来よ
り公知のものであっても、将来開発されるものであって
もよい。さらに、電解質は、メタノール燃料電池に所望
な特性、例えばプロトン伝導性を有するものであれば、
従来より公知のものであっても、将来開発されるもので
あってもよい。The anode of the fuel cell of the present invention may have another material as long as it has the above-mentioned methanol fuel electrode material. This anode electrode, as described above,
Can be prepared. The cathode electrode may be a conventionally known one or a cathode electrode to be developed as long as it has desired characteristics for a methanol fuel cell. Furthermore, if the electrolyte has properties desired for a methanol fuel cell, for example, proton conductivity,
It may be a conventionally known one or a one developed in the future.
【００４４】本発明の燃料電池は、上記で得られたアノ
ード極を、電解質を挟むように、カソード極と密着させ
ることにより、得ることができる。The fuel cell of the present invention can be obtained by bringing the anode obtained above into close contact with the cathode with the electrolyte interposed therebetween.
【００４５】[0045]
【実施例】以下、実施例を用いて、本発明をより具体的
に説明する。但し、本実施例は単に例示であって、本発
明を限定するものと解釈してはならない。 （実施例１）ヘテロポリ酸Ｈ３ＰＷ１２Ｏ４０、０．１
０ｇを水１．４５ｇに溶解し、Ｈ３ＰＷ１２Ｏ４０水溶
液を調製した。この水溶液にＰｔ／Ｃ（炭素０．０５ｇ
に対してＰｔ０．０５ｇを担持したもの）０．１０ｇを
入れ、均一に混合して懸濁液を得た。懸濁液を乾燥し
て、Ｈ３ＰＷ１２Ｏ４０−Ｐｔ−Ｃ触媒０．２２ｇを得
た。The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, this embodiment is merely an example and should not be construed as limiting the present invention. (Example 1) heteropolyacid H 3 PW 12 O 40, 0.1
0 g was dissolved in 1.45 g of water to prepare an aqueous solution of H 3 PW 12 O 40 . Pt / C (carbon 0.05g)
Of 0.10 g of Pt (supporting 0.05 g of Pt) was added thereto and uniformly mixed to obtain a suspension. The suspension was dried to give a H 3 PW 12 O 40 -Pt- C catalyst 0.22 g.
【００４６】得られたＨ３ＰＷ１２Ｏ４０−Ｐｔ−Ｃ触
媒０．２２ｇを、予め用意した５％Ｎａｆｉｏｎ溶液
１．９６ｃｍ３に入れて、２０分間超音波処理すること
により、触媒を十分に分散させたペーストを得た。得ら
れたペースト６０ｍｇを円形カーボンペーパー（直径１
４ｍｍ、厚さ０．３０ｍｍ）上に均一に塗布した後、１
時間乾燥して、厚さ０．４０ｍｍ、直径１４ｍｍのアノ
ード極Ａ−１を得た。The obtained H 3 PW 12 O 40 —Pt—C catalyst (0.22 g) was placed in a previously prepared 1.96 cm 3 of a 5% Nafion solution, and subjected to ultrasonic treatment for 20 minutes to sufficiently remove the catalyst. A dispersed paste was obtained. 60 mg of the obtained paste is applied to a circular carbon paper (diameter 1).
4mm, 0.30mm thick)
After drying for an hour, an anode A-1 having a thickness of 0.40 mm and a diameter of 14 mm was obtained.
【００４７】アノード極Ａ−１とは別に、カソード極Ｂ
−１及び電解質Ｃ−１を用意した。カソード極Ｂ−１
は、Ｐｔ−Ｒｕ１．０ｍｇ／ｃｍ２；カーボン１．０ｍ
ｇ／ｃｍ２；及びＮａｆｉｏｎ１．７ｍｇ／ｃｍ２から
なる、厚さ０．４ｍｍ、直径１４ｍｍの円形状であっ
た。また、電解質Ｃ−１は、膜厚８９μｍ、直径４０ｍ
ｍの円形状Ｎａｆｉｏｎであった。電解質Ｃ−１を挟む
ようにアノード極Ａ−１とカソード極Ｂ−１とを配置
し、１３０℃、６．０ＭＰａで５分間熱圧着して電極−
電解質接合体Ｘ−１を得た。Separately from the anode A-1, the cathode B
-1 and electrolyte C-1 were prepared. Cathode B-1
Is Pt-Ru 1.0 mg / cm 2 ; carbon 1.0 m
g / cm 2; consisting of and Nafion1.7mg / cm 2, and a thickness of 0.4 mm, a circular shape having a diameter of 14 mm. The electrolyte C-1 has a thickness of 89 μm and a diameter of 40 m.
m round Nafion. The anode A-1 and the cathode B-1 are arranged so as to sandwich the electrolyte C-1 and are thermocompressed at 130 ° C. and 6.0 MPa for 5 minutes to form an electrode.
Thus, an electrolyte joined body X-1 was obtained.
【００４８】（比較例１）ヘテロポリ酸を含めないアノ
ード極Ａ−２を、実施例１のアノード極Ａ−１と同様
に、調製した。実施例１のカソード極Ｂ−１及び電解質
Ｃ−１と同じカソード極及び電解質を用いて、電極−電
解質接合体Ｘ−２を得た。なお、実施例１及び比較例１
で得られた電極−電解質接合体Ｘ−１及びＸ−２の成分
を以下の表１にまとめた。Comparative Example 1 An anode A-2 containing no heteropolyacid was prepared in the same manner as the anode A-1 of Example 1. An electrode-electrolyte assembly X-2 was obtained using the same cathode and electrolyte as the cathode B-1 and the electrolyte C-1 in Example 1. Example 1 and Comparative Example 1
The components of the electrode-electrolyte assemblies X-1 and X-2 obtained in Table 1 are summarized in Table 1 below.
【００４９】[0049]
【表１】 [Table 1]
【００５０】また、Ｘ−１及びＸ−２の燃料電池として
のアノード極（燃料極）過電圧及びＩ−Ｖ特性を測定し
た。測定に際し、以下の条件で行った。Further, the anode electrode (fuel electrode) overvoltage and the IV characteristics of the fuel cells X-1 and X-2 were measured. The measurement was performed under the following conditions.
【００５１】温度９０℃； アノード極（燃料極）ガス：ＣＨ３ＯＨ １０ｍｌ／
分、Ｈ２Ｏ ６０ｍｌ／分、Ａｒ ３０ｍｌ／分； カソード極（空気極）ガス：Ｏ２ １００ｍｌ／分（Ｈ
２Ｏバブリング）。Temperature: 90 ° C .; anode (fuel electrode) gas: CH 3 OH 10 ml /
Min, H 2 O 60 ml / min, Ar 30 ml / min; Cathode (air electrode) gas: O 2 100 ml / min (H
2 O bubbling).
【００５２】得られた結果を図１及び図２に示す。図１
は、Ｘ−１及びＸ−２のアノード極（燃料極）過電圧を
示すグラフであり、図２は、Ｘ−１及びＸ−２のＩ−Ｖ
特性を示すグラフである。図１から、Ｘ−１を用いた本
発明の燃料電池は、４０ｍＡ／ｃｍ２以上の高電流密度
領域において、小さくなることがわかった。即ち、Ｘ−
１を用いた本発明の燃料電池は、ヘテロポリ酸を用いる
ことにより、反応で生じたプロトンの伝導経路が増大
し、且つヘテロポリ酸のＣＯ酸化反応が促進されたた
め、上記結果を得たものと考えられる。The obtained results are shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
FIG. 2 is a graph showing the anode (fuel electrode) overvoltage of X-1 and X-2, and FIG. 2 shows the IV of X-1 and X-2.
It is a graph which shows a characteristic. From FIG. 1, it was found that the fuel cell of the present invention using X-1 became smaller in a high current density region of 40 mA / cm 2 or more. That is, X-
In the fuel cell of the present invention using No. 1, it is considered that the use of the heteropolyacid increased the conduction path of protons generated in the reaction and promoted the CO oxidation reaction of the heteropolyacid, and thus obtained the above results. Can be
【００５３】また、Ｉ−Ｖ特性より、Ｘ−１を用いた本
発明の燃料電池は、電圧降下の程度が抑えられ、高性能
の電池が得られることがわかった。Further, from the IV characteristics, it was found that the fuel cell of the present invention using X-1 can suppress the degree of the voltage drop and obtain a high-performance cell.
【００５４】[0054]
【発明の効果】本発明により、非常に安価なメタノール
燃料極用触媒、該触媒を有するメタノール燃料極、及び
／又は該触媒を有する直接型メタノール燃料電池を提供
することができる。According to the present invention, a very inexpensive catalyst for a methanol fuel electrode, a methanol fuel electrode having the catalyst, and / or a direct methanol fuel cell having the catalyst can be provided.
【００５５】また、本発明により、上記効果に加えて、
又は上記効果の他に、Ｐｔ−Ｒｕ触媒と同程度か又はそ
れ以上の性能を有するメタノール燃料極用触媒もしくは
材料、該触媒もしくは材料を有するメタノール燃料極、
及び／又は該触媒もしくは材料を有する直接型メタノー
ル燃料電池を提供することができる。さらに、本発明に
より、上記効果に加えて、又は上記効果の他に、上記触
媒もしくは材料の製造方法、及び燃料電池の製造方法を
提供することができる。According to the present invention, in addition to the above effects,
Or, in addition to the above effects, a catalyst or material for a methanol fuel electrode having the same or better performance as the Pt-Ru catalyst, a methanol fuel electrode having the catalyst or the material,
And / or a direct methanol fuel cell having the catalyst or material can be provided. Further, according to the present invention, in addition to or in addition to the above effects, a method for producing the catalyst or the material and a method for producing a fuel cell can be provided.
【図１】 実施例１及び比較例１の燃料電池のアノード
極（燃料極）過電圧を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing anode electrode (fuel electrode) overvoltages of the fuel cells of Example 1 and Comparative Example 1.
【図２】 実施例１及び比較例１の燃料電池のＩ−Ｖ特
性を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing IV characteristics of the fuel cells of Example 1 and Comparative Example 1.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 500498279 江口 浩一 京都府京都市左京区吉田本町 京都大学大 学院工学研究科物質エネルギー化学専攻 (71)出願人 500498914 高橋 宏 東京都文京区弥生２−11−16 東京大学大 学院工学系研究科化学システム工学専攻 工学部９号館 (72)発明者 大友 順一郎 東京都文京区弥生２−11−16 東京大学大 学院工学系研究科化学システム工学専攻 工学部９号館 (72)発明者 温 慶茹 東京都文京区弥生２−11−16 東京大学大 学院工学系研究科化学システム工学専攻 工学部９号館 (72)発明者 江口 浩一 京都府京都市左京区吉田本町 京都大学大 学院工学研究科物質エネルギー化学専攻 (72)発明者 高橋 宏 東京都文京区弥生２−11−16 東京大学大 学院工学系研究科化学システム工学専攻 工学部９号館 Ｆターム(参考） 4G069 AA03 AA08 AA09 BA08A BA08B BB07A BB07B BC06A BC23A BC31A BC54A BC55A BC56A BC59A BC62A BC66A BC67A BC68A BC70A BC72A BC75A BC75B BD05A BD07A BD07B CC32 DA06 EA08 FA03 FB23 5H018 AA07 AS07 EE02 EE03 EE04 EE11 5H026 AA08 EE02 EE11 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (71) Applicant 500498279 Koichi Eguchi Department of Materials and Energy Chemistry, Graduate School of Engineering, Kyoto University, Saichi-ku, Kyoto City, Kyoto Prefecture (71) Applicant 500498914 Hiroshi Takahashi 2-11 Yayoi Bunkyo-ku, Tokyo −16 Building No.9, Faculty of Engineering, Graduate School of Engineering, The University of Tokyo (72) Inventor Junichiro Otomo 2-11-16 Yayoi, Bunkyo-ku, Tokyo Building No.9, Faculty of Engineering, Graduate School of Engineering, The University of Tokyo 72) Inventor Wen Kei Bo 2-11-16 Yayoi, Bunkyo-ku, Tokyo Graduate School of Engineering, Graduate School of Engineering, The University of Tokyo Faculty of Engineering, Building 9 (72) Inventor Koichi Eguchi Yoshida-Honcho, Sakyo-ku, Kyoto-shi, Kyoto Prefecture Kyoto University Univ. Department of Materials and Energy Chemistry, Graduate School of Engineering (72) Inventor Hiroshi Takahashi Bunkyo-ku, Tokyo Student 2-11-16 Faculty of Engineering, Graduate School of Engineering, The University of Tokyo Faculty of Engineering, Bldg. 9 F-term (reference) BD07A BD07B CC32 DA06 EA08 FA03 FB23 5H018 AA07 AS07 EE02 EE03 EE04 EE11 5H026 AA08 EE02 EE11
Claims (41)
素とを有してなる直接型メタノール燃料電池用メタノー
ル燃料極材料。1. A methanol fuel electrode material for a direct methanol fuel cell, comprising a heteropoly acid and a first metal and / or carbon.
と炭素とを有してなる請求項１記載の材料。2. The material according to claim 1, wherein said material comprises a heteropolyacid, a first metal, and carbon.
白金及びルテニウムの合金、ニッケル、銅、鉄、マンガ
ン、コバルト、パラジウム、並びにセシウムからなる群
から選ばれる請求項１又は請求項２記載の材料。3. The method according to claim 1, wherein the first metal is platinum, ruthenium,
The material according to claim 1 or 2, wherein the material is selected from the group consisting of an alloy of platinum and ruthenium, nickel, copper, iron, manganese, cobalt, palladium, and cesium.
ン、ケイ素及びゲルマニウムからなる群から選ばれる第
１の元素；第２の元素；水素；並びに酸素を有してなる
請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の材料。4. The heteropolyacid according to claim 1, wherein the constituent elements include a first element selected from the group consisting of phosphorus, silicon and germanium; a second element; hydrogen; and oxygen. 4. The material according to any one of the above items 3.
ステン、バナジウム、ニオブ及びタンタルからなる群か
ら選ばれる請求項４記載の材料。5. The material according to claim 4, wherein said second element is selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, vanadium, niobium and tantalum.
第３の元素で置換してなり、且つ該第３の元素が白金、
ニッケル、銅、鉄、セシウム、マンガン、コバルト及び
パラジウムからなる群から選ばれる１種以上である請求
項４又は請求項５記載の材料。6. The heteropoly acid according to claim 1, wherein a part of the hydrogen is replaced by a third element, and the third element is platinum,
The material according to claim 4, wherein the material is at least one selected from the group consisting of nickel, copper, iron, cesium, manganese, cobalt, and palladium.
以上のうちの第１の種が白金、ニッケル、銅及び鉄から
なる群から選ばれ、第２の種がセシウムである請求項６
記載の材料。7. The third element is at least two kinds, a first kind of the two or more kinds is selected from the group consisting of platinum, nickel, copper and iron, and a second kind is cesium. Claim 6
The described material.
ｎ（式中、Ｍは第２の金属を示し、ｌ、ｍ及びｎは１以
上の整数である）である請求項１〜請求項７のいずれか
１項記載の材料。8. The method of claim 1, wherein the heteropolyacid is H 1 PM m O.
n (wherein, M represents a second metal, l, m and n are 1 or more is an integer) the composition of any one of claims 1 to 7.
ｓ（式中、ｑ、ｒ及びｓは１以上の整数である）である
請求項１〜請求項８のいずれか１項記載の材料。9. The method according to claim 8, wherein the heteropolyacid is H q PW r O.
s (wherein, q, r and s is an integer of 1 or more and is) composition of any one of claims 1 to 8 is.
４０である請求項１〜請求項９のいずれか１項記載の材
料。10. The method according to claim 10, wherein the heteropolyacid is H 3 PW 12 O.
The material according to any one of claims 1 to 9, which is 40 .
に挟まれた電解質を有してなる燃料電池であって、前記
アノード極がヘテロポリ酸と第１の金属及び／又は炭素
とを有することを特徴とする燃料電池。11. A fuel cell comprising a cathode electrode, an anode electrode, and an electrolyte sandwiched between both electrodes, wherein the anode electrode comprises a heteropolyacid and a first metal and / or carbon. Features fuel cell.
金属と炭素とを有する請求項１１記載の燃料電池。12. The fuel cell according to claim 11, wherein the electrolyte includes a heteropoly acid, a first metal, and carbon.
ム、白金及びルテニウムの合金、、ニッケル、銅、鉄、
マンガン、コバルト、パラジウム、並びにセシウムから
なる群から選ばれる請求項１１又は請求項１２記載の燃
料電池。13. The method of claim 1, wherein the first metal is platinum, ruthenium, an alloy of platinum and ruthenium, nickel, copper, iron,
13. The fuel cell according to claim 11, wherein the fuel cell is selected from the group consisting of manganese, cobalt, palladium, and cesium.
リン、ケイ素及びゲルマニウムからなる群から選ばれる
第１の元素；第２の元素；水素；並びに酸素を有してな
る請求項１１〜請求項１３のいずれか１項記載の燃料電
池。14. The heteropolyacid according to claim 11, wherein the constituent elements include a first element selected from the group consisting of phosphorus, silicon and germanium; a second element; hydrogen; and oxygen. 14. The fuel cell according to any one of 13).
グステン、バナジウム、ニオブ及びタンタルからなる群
から選ばれる請求項１２記載の燃料電池。15. The fuel cell according to claim 12, wherein said second element is selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, vanadium, niobium, and tantalum.
を第３の元素で置換してなり、且つ該第３の元素が白
金、ニッケル、銅、鉄、セシウム、マンガン、コバルト
及びパラジウムからなる群から選ばれる１種以上である
請求項１４又は請求項１５記載の材料。16. The heteropoly acid according to claim 1, wherein a part of the hydrogen is replaced by a third element, and the third element comprises platinum, nickel, copper, iron, cesium, manganese, cobalt, and palladium. 16. The material according to claim 14, which is at least one member selected from the group.
種以上のうちの第１の種が白金、ニッケル、銅及び鉄か
らなる群から選ばれ、第２の種がセシウムである請求項
１６記載の材料。17. The method according to claim 17, wherein the third element is at least two kinds,
17. The material of claim 16, wherein the first of the species is selected from the group consisting of platinum, nickel, copper, and iron, and the second species is cesium.
（式中、Ｍは第２の金属を示し、ｌ、ｍ及びｎは１以上
の整数である）である請求項１１〜請求項１７のいずれ
か１項記載の燃料電池。18. The method of claim 17, wherein the heteropoly acid, H l PM m O n
The fuel cell according to any one of claims 11 to 17, wherein M represents a second metal, and l, m, and n are integers of 1 or more.
（式中、ｑ、ｒ及びｓは１以上の整数である）である請
求項１１〜請求項１８のいずれか１項記載の燃料電池。19. The heteropolyacid, H q PW r O s
The fuel cell according to any one of claims 11 to 18, wherein q, r, and s are integers of 1 or more.
４０である請求項１１〜請求項１９のいずれか１項記載
の燃料電池。20. The method of claim 19, wherein the heteropolyacid is H 3 PW 12 O.
The fuel cell according to any one of claims 11 to 19, which is 40 .
体高分子燃料電池である請求項１１〜請求項２０のいず
れか１項記載の燃料電池。21. The fuel cell according to claim 11, wherein the fuel cell is a direct methanol solid polymer fuel cell.
炭素とを有してなる直接型メタノール燃料電池用メタノ
ール燃料極材料の製造方法であって、ヘテロポリ酸−溶
解性溶媒に前記ヘテロポリ酸を溶解して溶液を得る工
程、該溶液に第１の金属及び／又は炭素を均一に懸濁し
て懸濁液を得る工程、及び該懸濁液を乾燥して前記材料
を得る工程を有する、上記方法。22. A method for producing a methanol fuel electrode material for a direct methanol fuel cell comprising a heteropolyacid and a first metal and / or carbon, wherein the heteropolyacid is dissolved in a heteropolyacid-soluble solvent. Dissolving to obtain a solution, uniformly suspending the first metal and / or carbon in the solution to obtain a suspension, and drying the suspension to obtain the material. Method.
属と炭素とを有してなる請求項２２記載の方法。23. The method of claim 22, wherein said material comprises a heteropolyacid, a first metal, and carbon.
ム、白金及びルテニウムの合金、ニッケル、銅、鉄、マ
ンガン、コバルト、パラジウム、並びにセシウムからな
る群から選ばれる請求項２２又は請求項２３記載の方
法。24. The method according to claim 22, wherein the first metal is selected from the group consisting of platinum, ruthenium, an alloy of platinum and ruthenium, nickel, copper, iron, manganese, cobalt, palladium, and cesium. the method of.
リン、ケイ素及びゲルマニウムからなる群から選ばれる
第１の元素；第２の元素；水素；並びに酸素を有してな
る請求項２２〜請求項２４のいずれか１項記載の方法。25. The heteropolyacid comprises a first element selected from the group consisting of phosphorus, silicon and germanium; a second element; hydrogen; and oxygen. 25. The method according to any one of claims 24.
グステン、バナジウム、ニオブ及びタンタルからなる群
から選ばれる請求項２５記載の方法。26. The method of claim 25, wherein said second element is selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, vanadium, niobium and tantalum.
を第３の元素で置換してなり、且つ該第３の元素が白
金、ニッケル、銅、鉄、セシウム、マンガン、コバルト
及びパラジウムからなる群から選ばれる１種以上である
請求項２５又は請求項２６記載の材料。27. The heteropoly acid according to claim 1, wherein a part of the hydrogen is replaced by a third element, and the third element comprises platinum, nickel, copper, iron, cesium, manganese, cobalt, and palladium. 27. The material according to claim 25, wherein the material is at least one member selected from the group.
種以上のうちの第１の種が白金、ニッケル、銅及び鉄か
らなる群から選ばれ、第２の種がセシウムである請求項
２７記載の材料。28. The method according to claim 28, wherein the third element is two or more kinds.
28. The material of claim 27, wherein the first species of the species is selected from the group consisting of platinum, nickel, copper and iron, and the second species is cesium.
（式中、Ｍは第２の金属を示し、ｌ、ｍ及びｎは１以上
の整数である）である請求項２２〜請求項２８のいずれ
か１項記載の方法。29. The heteropolyacid, H l PM m O n
The method according to any one of claims 22 to 28, wherein M represents a second metal, and l, m, and n are integers of 1 or more.
（式中、ｑ、ｒ及びｓは１以上の整数である）である請
求項２２〜請求項２９のいずれか１項記載の方法。30. The method of claim 30, wherein the heteropolyacid is H q PW r O s
30. The method according to any one of claims 22 to 29, wherein q, r and s are integers of 1 or more.
４０である請求項２２〜請求項３０のいずれか１項記載
の方法。31. The method of claim 31, wherein the heteropolyacid is H 3 PW 12 O
31. The method according to any one of claims 22 to 30, wherein the number is 40 .
に挟まれた電解質を有してなる燃料電池であって前記ア
ノード極がヘテロポリ酸と第１の金属及び／又は炭素と
を有する燃料電池の製造方法であって、ヘテロポリ酸−
溶解性溶媒に前記ヘテロポリ酸を溶解して溶液を得る工
程、該溶液に第１の金属及び／又は炭素を均一に懸濁し
て懸濁液を得る工程、該懸濁液を支持体に塗布して乾燥
して前記カソード極を得る工程、及び前記電解質を挟む
ようにして該カソード極と前記アノード極とを密着させ
る工程を有する、上記方法。32. A fuel cell comprising a cathode, an anode, and an electrolyte sandwiched between both electrodes, wherein the anode comprises a heteropolyacid and a first metal and / or carbon. A production method, comprising:
Dissolving the heteropolyacid in a soluble solvent to obtain a solution, uniformly suspending the first metal and / or carbon in the solution to obtain a suspension, and applying the suspension to a support. Drying to obtain the cathode electrode, and contacting the cathode electrode with the anode electrode so as to sandwich the electrolyte.
１の金属と炭素とを有する請求項３２記載の方法。33. The method of claim 32, wherein said cathode comprises a heteropolyacid, a first metal and carbon.
ム、白金及びルテニウムの合金、ニッケル、銅、鉄、マ
ンガン、コバルト、パラジウム、並びにセシウムからな
る群から選ばれる請求項３２又は請求項３３記載の方
法。34. The method according to claim 32, wherein the first metal is selected from the group consisting of platinum, ruthenium, an alloy of platinum and ruthenium, nickel, copper, iron, manganese, cobalt, palladium, and cesium. the method of.
リン、ケイ素及びゲルマニウムからなる群から選ばれる
第１の元素；第２の元素；水素；並びに酸素を有してな
る請求項３２〜請求項３４のいずれか１項記載の方法。35. The heteropolyacid comprises a first element selected from the group consisting of phosphorus, silicon and germanium; a second element; hydrogen; and oxygen. 35. The method according to any one of claims 34.
グステン、バナジウム、ニオブ及びタンタルからなる群
から選ばれる請求項３５記載の方法。36. The method of claim 35, wherein said second element is selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, vanadium, niobium and tantalum.
を第３の元素で置換してなり、且つ該第３の元素が白
金、ニッケル、銅、鉄、セシウム、マンガン、コバルト
及びパラジウムからなる群から選ばれる１種以上である
請求項３５又は請求項３６記載の材料。37. The heteropolyacid wherein a part of the hydrogen is replaced by a third element, and the third element comprises platinum, nickel, copper, iron, cesium, manganese, cobalt and palladium. 37. The material according to claim 35, wherein the material is at least one member selected from the group.
種以上のうちの第１の種が白金、ニッケル、銅及び鉄か
らなる群から選ばれ、第２の種がセシウムである請求項
３７記載の材料。38. The third element is two or more kinds, and
38. The material of claim 37, wherein the first species of the one or more species is selected from the group consisting of platinum, nickel, copper, and iron, and the second species is cesium.
（式中、Ｍは第２の金属を示し、ｌ、ｍ及びｎは１以上
の整数である）である請求項３２〜請求項３８のいずれ
か１項記載の方法。39. The heteropolyacid, H l PM m O n
The method according to any one of claims 32 to 38, wherein M represents a second metal, and l, m, and n are integers of 1 or more.
（式中、ｑ、ｒ及びｓは１以上の整数である）である請
求項３２〜請求項３９のいずれか１項記載の方法。40. The method of claim 30, wherein the heteropolyacid is H q PW r O s
40. The method according to any one of claims 32 to 39, wherein q, r and s are integers of 1 or more.
４０である請求項３２〜請求項３９のいずれか１項記載
の方法。41. The method according to claim 41, wherein the heteropolyacid is H 3 PW 12 O.
40. The method of any one of claims 32 to 39, wherein the method is 40 .
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004045009A1 (en) * | 2002-11-13 | 2004-05-27 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Catalyst for fuel cell and electrode using the same |
| JP2006507637A (en) * | 2002-11-26 | 2006-03-02 | デ・ノラ・エレートローディ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ | Metal alloy for electrochemical oxidation reaction and its production method |
| CN1300879C (en) * | 2004-10-20 | 2007-02-14 | 华南理工大学 | Fuel cell anode catalyst using heteropolyacid as promoter and preparation method thereof |
| JP2008108735A (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Samsung Sdi Co Ltd | Electrode for fuel cell, membrane electrode assembly for fuel cell including the electrode, and fuel cell system including the membrane electrode assembly |
| JP2008218098A (en) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Sharp Corp | Fuel cell and electronic device |
| JP2012525246A (en) * | 2009-04-28 | 2012-10-22 | サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィク | Catalyst and method for electrochemical oxidation of methane |
| JP2013126651A (en) * | 2011-11-17 | 2013-06-27 | Nippon Shokubai Co Ltd | Catalyst for electrode, and method for manufacturing the same |
| US8741504B2 (en) | 2007-11-26 | 2014-06-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid catalysts and fuel cell employing the solid catalysts |
-
2000
- 2000-10-26 JP JP2000327710A patent/JP2002134122A/en active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004045009A1 (en) * | 2002-11-13 | 2004-05-27 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Catalyst for fuel cell and electrode using the same |
| JPWO2004045009A1 (en) * | 2002-11-13 | 2006-04-06 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Catalyst for fuel cell and electrode using the same |
| JP2006507637A (en) * | 2002-11-26 | 2006-03-02 | デ・ノラ・エレートローディ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ | Metal alloy for electrochemical oxidation reaction and its production method |
| CN1300879C (en) * | 2004-10-20 | 2007-02-14 | 华南理工大学 | Fuel cell anode catalyst using heteropolyacid as promoter and preparation method thereof |
| JP2008108735A (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Samsung Sdi Co Ltd | Electrode for fuel cell, membrane electrode assembly for fuel cell including the electrode, and fuel cell system including the membrane electrode assembly |
| JP2008218098A (en) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Sharp Corp | Fuel cell and electronic device |
| US8741504B2 (en) | 2007-11-26 | 2014-06-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid catalysts and fuel cell employing the solid catalysts |
| JP2012525246A (en) * | 2009-04-28 | 2012-10-22 | サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィク | Catalyst and method for electrochemical oxidation of methane |
| JP2013126651A (en) * | 2011-11-17 | 2013-06-27 | Nippon Shokubai Co Ltd | Catalyst for electrode, and method for manufacturing the same |
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