JP2019053901A - 電極触媒の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<原料として電極触媒の作製>
白金濃度0.8質量%のジニトロジアミン白金硝酸水溶液1000g(白金含有量:8g)に、カーボン担体を19g浸漬させ、室温(25℃)で40分間、撹拌後、還元剤として100%メタノールを100mL添加した。なお、カーボン担体として、ケッチェンブラック(登録商標)(ライオン株式会社製、KetjenBlackEC300J(平均粒子径:40nm、BET比表面積:800m2/g))を使用した。この溶液を沸点(約95℃)で7時間、撹拌、混合し、白金をカーボン担体に担持させた。そして、濾過、乾燥することにより白金粒子担持担体を得た。
得られた原料としての電極触媒(PtCo/C触媒)を、直径5mmのグラッシーカーボンディスクより構成される回転ディスク電極(RDE、幾何面積:0.19cm2)上にPtの単位面積当たりの担持量が34μg/cm2となるようにバインダ(Nafion(登録商標)、Nafionの塗布量:10μg/cm2)とともに、均一に分散担持して、電極を作製した。
得られた電極を、温度10℃の0.1mol/L過塩素酸水溶液に浸漬した後、窒素(N2)ガスの液中バブリングを30分間した。その後、窒素(N2)ガスは水溶液より上方部に供給しながら、10℃の0.1mol/L過塩素酸水溶液中において、可逆水素電極(RHE)に対して電極電位を0.0Vに60秒間保持した後、瞬時に0.5Vに電位を上げ、0.5Vを60秒間保持した後、0.0Vに瞬時に戻すというサイクルを50サイクル繰り返して、本例の電極触媒を得た。
電位サイクル処理における0.1mol/L過塩素酸水溶液の温度を5℃としたこと以外は、実施例1と同様の操作を繰り返して、本例の電極触媒を得た。
電位サイクル処理における0.1mol/L過塩素酸水溶液の温度を25℃としたこと以外は、実施例1と同様の操作を繰り返して、本例の電極触媒を得た。
電位サイクル処理における0.1mol/L過塩素酸水溶液の温度を15℃としたこと以外は、実施例1と同様の操作を繰り返して、本例の電極触媒を得た。
上記各例の性能評価用RDE電極に対して、電気化学計測装置を用い、窒素(N2)ガスで飽和した25℃の0.1mol/L過塩素酸水溶液中において、可逆水素電極(RHE)に対して0.05〜1.2Vの電位範囲で、50mV/sの走査速度でサイクリックボルタンメトリーを行った。得られたボルタモグラムの0.05〜0.4Vに現れる水素吸着ピークの面積より、各例の電極触媒の電気化学的表面積(cm2)を算出した。これをRDE電極上の白金担持量で除した値を比表面積(m2/g Pt)とした。
Claims (6)
- 触媒担体と該触媒担体に担持された触媒合金とを含み、該触媒合金が白金及び白金以外の金属元素を含有する電極触媒に、電位サイクル処理を複数回行う電極触媒の製造方法であって、
上記電位サイクル処理は、15℃未満の温度で、電解質中で上記電極触媒に白金溶解電位よりも低い上限電位を与える工程と、15℃未満の温度で、電解質中で該電極触媒に水素発生電位よりも高い下限電位を与える工程と、を含む
ことを特徴とする電極触媒の製造方法。 - 上記上限電位を、0.9Vvs.RHEとすることを特徴とする請求項1に記載の電極触媒の製造方法。
- 上記下限電位を、0.0Vvs.RHEとすることを特徴とする請求項1又は2に記載の電極触媒の製造方法。
- 上記上限電位における電位保持時間及び上記下限電位における電位保持時間を、60秒以下とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つの項に記載の電極触媒の製造方法。
- 上記白金以外の金属元素を、コバルト、ニッケル及び鉄からなる群より選ばれた少なくとも1種の金属元素とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つの項に記載の電極触媒の製造方法。
- 上記触媒合金における上記白金以外の金属元素に対する上記白金の比が、モル比で、3.0以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つの項に記載の電極触媒の製造方法。
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