JP4461088B2 - 燃料電池用電極、膜電極複合体及び燃料電池 - Google Patents
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Description
層は、下記に示す第1の組み合わせ、または第2の組み合わせのいずれかから選択される
元素Xを含有する酸化物、元素Yを含む酸化物が化学的に結合し、Hammettの酸度
関数H 0 が、−20.00<H 0 <−11.93である酸化物超強酸を含んだプロトン伝導
性無機酸化物被膜と、プロトン伝導性無機酸化物被膜によって表面の一部が覆われた酸化
還元金属触媒あるいは酸化還元金属触媒担持材とを備えることを特徴とする燃料電池用電
極を提供する。
本発明の第二に係る燃料電池用電極は、触媒層を備える燃料電池用電極であって、触媒
層は、下記に示す第1の組み合わせ、または第2の組み合わせのいずれかから選択される
元素Xを含む酸化物、及び、元素Yを含む酸化物が化学的に結合し、Hammettの酸
度関数H 0 が、−20.00<H 0 <−11.93である酸化物超強酸を含んだプロトン伝
導性無機酸化物バインダーと、プロトン伝導性無機酸化物バインダーにより結着された酸
化還元金属触媒あるいは酸化還元金属触媒担持材とを備えることを特徴とする燃料電池用
電極を提供する。
(記)
第1の組み合わせ:Ti、Zr及びSnよりなる群から選択される少なくとも一種類から
なる元素X、及び、W、Mo、Cr及びVよりなる群から選択される少なくとも一種類か
らなる元素Y
第2の組み合わせ:Hf、Ce及びNbよりなる群から選択される少なくとも一種類から
なる元素X、及び、Bよりなる群から選択される少なくとも一種類からなる元素Y
まず、本発明の第1の実施の形態に係る燃料電池用電極について説明する。
化物は、下記に示す第1の組み合わせ、または第2の組み合わせのいずれかから選択され
る元素Xを含む酸化物と、元素Yとを含む酸化物が化学的に結合し、Hammettの酸
度関数H 0 が、−20.00<H 0 <−11.93である酸化物超強酸である。
(記)
第1の組み合わせ:Ti、Zr及びSnよりなる群から選択される少なくとも一種類から
なる元素X、及び、W、Mo、Cr及びVよりなる群から選択される少なくとも一種類か
らなる元素Y
第2の組み合わせ:Hf、Ce及びNbよりなる群から選択される少なくとも一種類から
なる元素X、及び、Bよりなる群から選択される少なくとも一種類からなる元素Y
ることでプロトン伝導能を有する無機バインダーとして利用することができる。すなわち
、プロトン伝導性無機酸化物を構成する元素Xおよび元素Yを含む溶液を、目的とする組
成の酸化物Aおよび酸化物Bの混合物になるように調整し、乾燥によって酸化物Aと酸化
物Bの前駆体を析出させ,焼成によって酸化物Aと酸化物Bとの間に化学的な結合を形成
するのと同時に,酸化還元触媒材料を結着することが可能になる。元素Xおよび元素Yを
含む溶液は構成元素を含む塩化物、硝酸塩、水素酸、オキソ酸塩などの水溶液あるいは金
属アルコキシドのアルコール溶液などを原料として調整することが可能である。
溶液を熱処理することでプロトン伝導能を有する無機バインダーとして利用することがで
きる。処理温度が200℃より低いと酸化物Aと酸化物Bの間に十分な化学結合が形成さ
れず、得られる酸化物のプロトン伝導性が低くなる可能性がある。またバインダーの結着
力が弱く、成形体が脆く実用に耐えられない可能性がある。一方、処理温度が1000℃
を超える高温では、粒子同士の融合が生じて比表面積が小さくなるため、高いプロトン伝
導性を得られない恐れがある。また、体積収縮が大きく、応力により成形体を破壊する可
能性がある。熱処理温度は200℃〜1000℃とすることが好ましいが、400℃以上
700℃以下で熱処理することがより望ましい。また、200℃では温度が低いため酸化
物Aと酸化物Bの間に結合が形成しにくく長時間の熱処理を要するが、1000℃付近の
高温になると結合が形成しやすいため、短時間での熱処理で合成される。
も良い。電極の形成方法は特に限定されるものではなく、例えば、上記酸化還元金属触媒
あるいは酸化還元金属触媒担持材と、プロトン伝導性無機酸化物ハインダーとを構成する
元素を含有した溶液を水やアルコールなどの有機溶媒に混合、分散してスラリーとし、こ
のスラリーを支持体上に塗布、乾燥、焼成して触媒層を形成する。また、支持体上に上記
金属触媒あるいは酸化還元金属触媒担持材のみからなる触媒層を形成し、次いで、プロト
ン伝導性無機酸化物ハインダーを構成する元素を含有した溶液を触媒層に含浸、乾燥、焼
成して触媒層を形成することも可能である。また、上記酸化還元金属触媒あるいは酸化還
元金属触媒担持材にプロトン伝導性無機酸化物ハインダーを構成する元素を含有した溶液
を含浸、乾燥、焼成して、上記酸化還元金属触媒あるいは酸化還元金属触媒担持材の表面
にプロトン伝導性無機酸化物被膜を形成した後、プロトン伝導性無機酸化物ハインダーを
構成する元素を含有した溶液と水やアルコールなどの有機溶媒を混合、分散してスラリー
とし、このスラリーを支持体上に塗布、乾燥、焼成して触媒層を形成する。また、上記酸
化還元金属触媒あるいは酸化還元金属触媒担持材にプロトン伝導性無機酸化物ハインダー
を構成する元素を含有した溶液を含浸、乾燥、焼成して、上記酸化還元金属触媒あるいは
酸化還元金属触媒担持材の表面にプロトン伝導性無機酸化物被膜を形成した後、この触媒
のみからなる触媒層を形成し、次いで、プロトン伝導性無機酸化物ハインダーを構成する
元素を含有した溶液を触媒層に含浸、乾燥、焼成して触媒層を形成することも可能である
。
る元素を含有した溶液を乾燥、焼成することで形成される。焼成を施すことにより酸化物
の結晶性の増加などに伴う結晶構造の変化が起こり、プロトン伝導性無機酸化物被膜に応
力が生じる。プロトン伝導性無機酸化物被膜の結晶性の増加や応力によって、被膜の微粉
化や酸化還元金属触媒あるいは酸化還元金属触媒担持材との結着性の低下が起こる。そこ
で、プロトン伝導性無機酸化物被膜の構造安定剤としてY、Sc、La、Sm、Gd、M
g、Ca、Sr及びBaよりなる群から選択される少なくとも一種類からなる元素Zを含
む酸化物Cを第3の成分として含有させることが有効である。上記元素Zを含む酸化物C
はプロトン伝導性無機酸化物の構成組成として0.01mol%以下では少なくて効果が
弱い。一方、40mol%以上になるとプロトン伝導性が低くなる。したがって、0.0
1〜40mol%が好ましく、0.1〜10mol%が望ましい。
プロトン伝導性無機酸化物を構成する元素を含有した溶液と酸化還元金属触媒あるいは酸
化還元金属触媒担持材を含む触媒層スラリーに有機高分子を溶解または分散した溶液を混
合し、この触媒層スラリーを支持体上に塗布、乾燥、焼成して触媒層を形成し、改質され
た電極とする。また、プロトン伝導性無機酸化物ハインダーを構成する元素を含有した溶
液と酸化還元金属触媒あるいは酸化還元金属触媒担持材を含む触媒層スラリーを支持体上
に塗布、乾燥、焼成して触媒層を形成し、電極とした後、この電極を、有機高分子を溶解
または分散した溶液に含浸、乾燥、焼成して改質された電極とするなどがある。
本発明の第2の実施形態は、燃料極と、酸化剤極と、燃料極及び酸化剤極の間に配置される電解質膜とを具備する膜電極複合体に関する。燃料極と酸化剤極の少なくとも一方の電極は、触媒層を含み、その構成及び効果については第1の実施の形態の通りである。
次いで、本発明の第3の実施の形態に係る膜電極複合体を備えた燃料電池について、図1を参照しつつ説明する。
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液50mlに
、塩化バナジウムVCl3を0.7g溶解した蒸留水50mlを混合し、酸化物超強酸の
前駆体溶液を調整した。この溶液は、酸化バナジウムのバナジウム元素(Y)と酸化ケイ
素のシリコン元素(X)との元素比Y/Xが0.1となるように調整した。また、水、エ
タノール混合溶媒に対し、乾燥、焼成後、酸化物超強酸の固体成分が3%含まれるように
調整した。
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液50mlに
、塩化クロム6水和物CrCl3・6H2Oを1.3g溶解した蒸留水50mlを混合し
、酸化物超強酸の前駆体溶液を調整した。この溶液は、酸化クロムのクロム元素(Y)と
酸化ケイ素のシリコン元素(X)との元素比Y/Xが0.1となるように調整した。また
、水、エタノール混合溶媒に対し、乾燥、焼成後、酸化物超強酸の固体成分が3%含まれ
るように調整した。
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液60mlに
、モリブデン酸H2MoO4を0.8g溶解した2%塩酸水溶液50mlを混合し、酸化
物超強酸の前駆体溶液を調整した。この溶液は、酸化モリブデンのモリブデン元素(Y)
と酸化ケイ素のシリコン元素(X)との元素比Y/Xが0.1となるように調整した。ま
た、水、エタノール混合溶媒に対し、乾燥、焼成後、酸化物超強酸の固体成分が3%含ま
れるように調整した。
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液70mlに
、塩化タングステンWCl6を1.9g溶解したエタノール溶液50mlを混合し、酸化
物超強酸の前駆体溶液を調整した。この溶液は、酸化タングステンのタングステン元素(
Y)と酸化ケイ素のシリコン元素(X)との元素比Y/Xが0.1となるように調整した
。また、水、エタノール混合溶媒に対し、乾燥、焼成後、酸化物超強酸の固体成分が3%
含まれるように調整した。
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液50mlから、塩化チタンTiCl4を8g溶解したエタノール溶液70mlに変更した以外は参考例1と同様の操作を行った。酸化バナジウムのバナジウム元素(Y)と酸化チタンのチタン元素(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超強酸バインダーを含有したカソード電極は、厚さ50μmの触媒層からなり、Pt触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して21%だった。一方、アノード電極は、53μmの触媒層からなり、Pt−Ru触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して21%だった。
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液50mlから、塩化チタンTiCl4を8g溶解したエタノール溶液70mlに変更した以外は参考例2と同様の操作を行った。酸化クロムのクロム元素(Y)と酸化チタンのチタン元素(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超強酸バインダーを含有したカソード電極は、厚さ51μmの触媒層からなり、Pt触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して22%だった。一方、アノード電極は、52μmの触媒層からなり、Pt−Ru触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して20%だった。
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液60mlから、塩化チタンTiCl4を8g溶解したエタノール溶液80mlに変更した以外は参考例3と同様の操作を行った。酸化モリブデンのモリブデン元素(Y)と酸化チタンのチタン元素(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超強酸バインダーを含有したカソード電極は、厚さ53μmの触媒層からなり、Pt触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して20%だった。一方、アノード電極は、56μmの触媒層からなり、Pt−Ru触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して24%だった。
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液70mlから、塩化チタンTiCl4を8g溶解したエタノール溶液100mlに変更した以外は参考例4と同様の操作を行った。酸化タングステンのタングステン元素(Y)と酸化チタンのチタン元素(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超強酸バインダーを含有したカソード電極は、厚さ52μmの触媒層からなり、Pt触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して21%だった。一方、アノード電極は、52μmの触媒層からなり、Pt−Ru触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して23%だった。
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液50mlか
ら、塩化酸化ジルコニウム8水和物ZrOCl2・8H2Oを14g溶解した水溶液14
0mlに変更した以外は参考例1と同様の操作を行った。酸化バナジウムのバナジウム元
素(Y)と酸化ジルコニウムのジルコニウム元素(X)との元素比Y/Xが0.1である
酸化物超強酸バインダーを含有したカソード電極は、厚さ51μmの触媒層からなり、P
t触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して22%だった
。一方、アノード電極は、52μmの触媒層からなり、Pt−Ru触媒量4mg/cm2
で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して21%だった。
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液50mlか
ら、塩化酸化ジルコニウム8水和物ZrOCl2・8H2Oを14g溶解した水溶液14
0mlに変更した以外は参考例2と同様の操作を行った。酸化クロムのクロム元素(Y)
と酸化ジルコニウムのジルコニウム元素(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超
強酸バインダーを含有したカソード電極は、厚さ53μmの触媒層からなり、Pt触媒量
4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して20%だった。一方、
アノード電極は、54μmの触媒層からなり、Pt−Ru触媒量4mg/cm2で、酸化
物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して21%だった。
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液60mlか
ら、塩化酸化ジルコニウム8水和物ZrOCl2・8H2Oを14g溶解した水溶液15
0mlに変更した以外は参考例3と同様の操作を行った。酸化モリブデンのモリブデン元
素(Y)と酸化ジルコニウムのジルコニウム元素(X)との元素比Y/Xが0.1である
酸化物超強酸バインダーを含有したカソード電極は、厚さ51μmの触媒層からなり、P
t触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して23%だった
。一方、アノード電極は、52μmの触媒層からなり、Pt−Ru触媒量4mg/cm2
で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して22%だった。
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液70mlか
ら、塩化酸化ジルコニウム8水和物ZrOCl2・8H2Oを14g溶解した水溶液15
0mlに変更した以外は参考例4と同様の操作を行った。酸化タングステンのタングステ
ン元素(Y)と酸化ジルコニウムのジルコニウム元素(X)との元素比Y/Xが0.1で
ある酸化物超強酸バインダーを含有したカソード電極は、厚さ53μmの触媒層からなり
、Pt触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して20%だ
った。一方、アノード電極は、54μmの触媒層からなり、Pt−Ru触媒量4mg/c
m2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して23%だった。
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液50mlか
ら,塩化スズ5水和物SnCl4・5H2Oを16g溶解した水溶液190mlに変更し
た以外は参考例1と同様の操作を行った.酸化バナジウムのバナジウム元素(Y)と酸化
スズのスズ元素(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超強酸バインダーを含有し
たカソード電極は,厚さ52μmの触媒層からなり,Pt触媒量4mg/cm2で,酸化
物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して20%だった.一方、アノード電極は,51μ
mの触媒層からなり,Pt−Ru触媒量4mg/cm2で,酸化物超強酸の含有量は全触
媒層重量に対して23%だった.
(実施例14)
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液50mlか
ら,塩化スズ5水和物SnCl4・5H2Oを16g溶解した水溶液190mlに変更し
た以外は参考例2と同様の操作を行った.酸化クロムのクロム元素(Y)と酸化スズのス
ズ元素(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超強酸バインダーを含有したカソー
ド電極は,厚さ53μmの触媒層からなり,Pt触媒量4mg/cm2で,酸化物超強酸
の含有量は全触媒層重量に対して21%だった.一方、アノード電極は,54μmの触媒
層からなり,Pt−Ru触媒量4mg/cm2で,酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量
に対して25%だった.
(実施例15)
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液60mlか
ら,塩化スズ5水和物SnCl4・5H2Oを16g溶解した水溶液200mlに変更し
た以外は参考例3と同様の操作を行った.酸化モリブデンのモリブデン元素(Y)と酸化
スズのスズ元素(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超強酸バインダーを含有し
たカソード電極は,厚さ52μmの触媒層からなり,Pt触媒量4mg/cm2で,酸化
物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して20%だった.一方、アノード電極は,51μ
mの触媒層からなり,Pt−Ru触媒量4mg/cm2で,酸化物超強酸の含有量は全触
媒層重量に対して25%だった.
(実施例16)
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液70mlか
ら,塩化スズ5水和物SnCl4・5H2Oを16g溶解した水溶液200mlに変更し
た以外は参考例4と同様の操作を行った.酸化タングステンのタングステン元素(Y)と
酸化スズのスズ元素(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超強酸バインダーを含
有したカソード電極は,厚さ55μmの触媒層からなり,Pt触媒量4mg/cm2で,
酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して21%だった.一方、アノード電極は,5
2μmの触媒層からなり,Pt−Ru触媒量4mg/cm2で,酸化物超強酸の含有量は
全触媒層重量に対して22%だった.
(実施例17)
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液50mlから
テトラ-i-プロポキシハフニウムHf(O−i−C3H7)4を25g溶解したエタノール
溶液350mlに,また,塩化バナジウムVCl3を0.7g溶解した蒸留水50mlか
らホウ酸トリメチルB(OCH3)3を0.7g溶解したエタノール溶液50mlに変更
し、加水分解を行った以外は参考例1と同様の操作を行った.酸化ホウ素のホウ素元素(
Y)と酸化ハフニウムのハフニウム元素(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超
強酸バインダーを含有したカソード電極は,厚さ52μmの触媒層からなり,Pt触媒量
4mg/cm2で,酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して20%だった.一方、
アノード電極は,53μmの触媒層からなり,Pt−Ru触媒量4mg/cm2で,酸化
物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して20%だった.
(参考例18)
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液50mlから
トリ-i-プロポキシインジウムIn(O−i−C3H7)3を18g溶解したエタノール溶
液230mlに,また,塩化バナジウムVCl3を0.7g溶解した蒸留水50mlから
ホウ酸トリメチルB(OCH3)3を0.7g溶解したエタノール溶液50mlに変更し
、加水分解を行った以外は参考例1と同様の操作を行った.酸化ホウ素のホウ素元素(Y
)と酸化インジウムのインジウム元素(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超強
酸バインダーを含有したカソード電極は,厚さ51μmの触媒層からなり,Pt触媒量4
mg/cm2で,酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して23%だった.一方、ア
ノード電極は,50μmの触媒層からなり,Pt−Ru触媒量4mg/cm2で,酸化物
超強酸の含有量は全触媒層重量に対して22%だった.
(参考例19)
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液50mlから
テトラエトキシゲルマニウムGe(OC2H5)4を17g溶解したエタノール溶液18
0mlに,また,塩化バナジウムVCl3を0.7g溶解した蒸留水50mlからホウ酸
トリメチルB(OCH3)3を0.7g溶解したエタノール溶液50mlに変更し、加水
分解を行った以外は参考例1と同様の操作を行った.酸化ホウ素のホウ素元素(Y)と酸
化ゲルマニウムのゲルマニウム元素(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超強酸
バインダーを含有したカソード電極は,厚さ53μmの触媒層からなり,Pt触媒量4m
g/cm2で,酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して24%だった.一方、アノ
ード電極は,51μmの触媒層からなり,Pt−Ru触媒量4mg/cm2で,酸化物超
強酸の含有量は全触媒層重量に対して21%だった.
(参考例20)
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液50mlか
らトリ-i-プロポキシガリウムGa(O−i−C3H7)3を17g溶解したエタノール溶
液160mlに,また,塩化バナジウムVCl3を0.7g溶解した蒸留水50mlから
ホウ酸トリメチルB(OCH3)3を0.7g溶解したエタノール溶液50mlに変更し
、加水分解を行った以外は参考例1と同様の操作を行った.酸化ホウ素のホウ素元素(Y
)と酸化ガリウムのガリウム元素(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超強酸バ
インダーを含有したカソード電極は,厚さ50μmの触媒層からなり,Pt触媒量4mg
/cm2で,酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して22%だった.一方、アノー
ド電極は,52μmの触媒層からなり,Pt−Ru触媒量4mg/cm2で,酸化物超強
酸の含有量は全触媒層重量に対して24%だった.
(実施例21)
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液50mlか
ら硝酸セリウム六水和物Ce(NO3)3・6H2Oを30g溶解したエタノール溶液3
50mlに,また,塩化バナジウムVCl3を0.7g溶解した蒸留水50mlからホウ
酸トリメチルB(OCH3)3を0.7g溶解したエタノール溶液50mlに変更し、加
水分解を行った以外は参考例1と同様の操作を行った.酸化ホウ素のホウ素元素(Y)と
酸化セリウムのセリウム元素(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超強酸バイン
ダーを含有したカソード電極は,厚さ51μmの触媒層からなり,Pt触媒量4mg/c
m2で,酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して22%だった.一方、アノード電
極は,52μmの触媒層からなり,Pt−Ru触媒量4mg/cm2で,酸化物超強酸の
含有量は全触媒層重量に対して23%だった.
(実施例22)
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液50mlか
らニオブエトキシドNb(OC2H5)5を20g溶解したエタノール溶液230mlに
,また,塩化バナジウムVCl3を0.7g溶解した蒸留水50mlからホウ酸トリメチ
ルB(OCH3)3を0.7g溶解したエタノール溶液50mlに変更し、加水分解を行
った以外は参考例1と同様の操作を行った.酸化ホウ素のホウ素元素(Y)と酸化ニオブ
のニオブ元素(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超強酸バインダーを含有した
カソード電極は,厚さ50μmの触媒層からなり,Pt触媒量4mg/cm2で,酸化物
超強酸の含有量は全触媒層重量に対して23%だった.一方、アノード電極は,54μm
の触媒層からなり,Pt−Ru触媒量4mg/cm2で,酸化物超強酸の含有量は全触媒
層重量に対して22%だった.
(比較例1)
10%Pt担持カーボンをカソード触媒として含有する電極(触媒量:Pt4mg/c
m2、E−tek社製)に5%ナフィオン溶液を含浸させたものをカソード電極として用
意した。また、10%Pt−Ru担持カーボンをアノード触媒として含有する電極(触媒
量:Pt−Ru4mg/cm2、E−tek社製)に5%ナフィオン溶液を含浸させたも
のをアノード極として用意した。
塩化バナジウムVCl3を2g溶解した蒸留水300mlに酸化チタンTiO2を7g加えた混合溶液を常に撹拌しながら80℃まで加熱し、100ml/時の蒸発速度で水を除去した。この後さらに100℃の乾燥器内で12時間保持して粉末を得た。この粉末をメノウ乳鉢で粉砕して粉末状にした後、アルミナ坩堝内において昇温速度100℃/時で600℃まで加熱し、さらに600℃を4時間保持することにより、酸化バナジウムのバナジウム元素(Y)と酸化チタンのチタン元素(X)との元素比Y/Xが0.1で、比表面積が55m2/gである酸化バナジウム担持酸化チタンを得た。この酸化バナジウム担持酸化チタンについてX線回折測定を行ったところ、回折ピークはすべて酸化チタンに帰属されるものしか観測されず、酸化バナジウムは非晶質構造を有していることを確認することができた。
ード電極およびカソード電極の触媒層をカーボンペーパーから剥離、粉砕し、プロトン伝
導性バインダーについて、m−ニトロトルエン(pKa=−11.99)、p−ニトロフ
ルオロベンゼン(pKa=−12.40)、p−ニトロクロロベンゼン(pKa=−12
.70)、m−ニトロクロロベンゼン(pKa=−13.16)、2、4−ジニトロトル
エン(pKa=−13.75)、2、4−ジニトロフルオロベンゼン(pKa=−14.
52)1,3,5−トリニトロベンゼン(pKa=−16.04)からなる酸性指示薬に
より、固体超強酸性を示すことがわかった。また,SnO2あるいは酸化物超強酸が着色
している場合、酸性指示薬の変色から固体酸性を評価することは難しい。そのような場合
、固体超強酸性はアンモニア昇温脱理法(TPD)法を用いても測定が可能である.これ
は固体酸試料にアンモニアガスを吸着させ,試料を昇温することで脱離するアンモニアの
脱離量と脱離温度を検出し,解析するものである.各プロトン伝導性膜のHammett
の酸度関数H0を下記表1に示す。
例1〜2の電極を用いて以下に説明する方法で液体燃料電池を組み立てた。この液体燃料
電池の断面模式図を図4に示す。
フィオン溶液を触媒層バインダーに使用した電極と比較しセル抵抗は大きく低下したこと
がわかる。
料電池においては、20%メタノール溶液では触媒層でのメタノールの反応が十分に起こ
らず、メタノールクロスオーバーの影響が大きく出力に影響し、また、セル抵抗が大きい
ため、最大でも2.0mW/cm2の発電量しか得ることができなかった。これに対して
、実施例5〜12、参考例1〜4の酸化物超強酸を触媒層のバインダーに使用した電極を
備えた燃料電池では、電極反応が良好に起こり、また、触媒層の抵抗も低く、セル抵抗が
低いため、良好な発電量が得られた。そのうち、酸化物担体としてSnO2を使用した実
施例13〜16の燃料電池の発電量が大きく、最も優れていたのはタングステン酸化物粒
子が担持されている実施例16であった。
を触媒層のバインダーに使用した電極を用いた単位セルについて、燃料として20%メタ
ノール水溶液を供給し、空気を流すとともに、セルの両面を40℃に加熱して10mA/
cm2の電流をとり、電池性能の時間的安定性を観測した。その結果、数時間経過後でも
出力は安定していた。
参考例1で得られたアノード電極を1%PVA溶液に複数回、含浸後、60℃、1時間
で乾燥した後、150度10分の熱処理による親水化処理を行うこと以外は参考例1と同
様の操作を行った。酸化バナジウムのバナジウム元素(Y)と酸化ケイ素のシリコン元素
(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超強酸バインダーを含有したカソード電極
は、厚さ51μmの触媒層からなり、Pt触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有
量は全触媒層重量に対して20%だった。一方、親水化アノード電極は、53μmの触媒
層からなり、Pt−Ru触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量
に対して20%、PVA含有量は電極全重量に対し5%だった。なお、使用したPVAの
平衡吸湿率は20%だった。
参考例1で得られたカソード電極を1%PTFE分散溶液に複数回、含浸後、60℃、
1時間で乾燥した後、350度、10分の熱処理による撥水化処理を行うこと意外は参考
例1と同様の操作を行った。酸化バナジウムのバナジウム元素(Y)と酸化ケイ素のシリ
コン元素(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超強酸バインダーを含有したアノ
ード電極は、厚さ52μmの触媒層からなり、Pt−Ru触媒量4mg/cm2で、酸化
物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して21%だった。一方、撥水化カソード電極は、
52μmの触媒層からなり、Pt触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触
媒層重量に対して23%、PTFE含有量は電極全重量に対し5%だった。
。
焼成温度を600度から300度に変更した以外は実施例9と同様の操作を行い、酸化バナジウムのバナジウム元素(Y)と酸化ジルコニウムのジルコニウム元素(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超強酸バインダーを含有したカソード電極は、厚さ50μmの触媒層からなり、Pt触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して22%だった。一方、アノード電極は、51μmの触媒層からなり、Pt−Ru触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して20%だった。
焼成温度を600度から800度に変更した以外は実施例9と同様の操作を行い、酸化バナジウムのバナジウム元素(Y)と酸化ジルコニウムのジルコニウム元素(X)との元素比Y/Xが0.1である酸化物超強酸バインダーを含有したカソード電極は、厚さ51μmの触媒層からなり、Pt触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して23%だった。一方、アノード電極は、52μmの触媒層からなり、Pt−Ru触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して23%だった。
酢酸イットリウム四水和物Y(CH3COO)3・4H2Oを1.5g溶解した水溶液20mlを追加し、焼成温度を600度から800度に変更した以外は実施例9と同様の操作を行い、酸化バナジウムのバナジウム元素(Y)と酸化ジルコニウムのジルコニウム元素(X)との元素比Y/Xが0.1であり、酸化バナジウムのバナジウム元素(Y)と酸化ジルコニウムのジルコニウム元素(X)と酸化イットリウムのイットリウム元素(Z)の総元素量に対する酸化イットリウムのイットリウム元素(Z)が7mol%である。この酸化物超強酸バインダーを含有したカソード電極は、厚さ52μmの触媒層からなり、Pt触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して23%だった。一方、アノード電極は、50μmの触媒層からなり、Pt−Ru触媒量4mg/cm2で、酸化物超強酸の含有量は全触媒層重量に対して20%だった。
。
テトラエトキシシラン(C2H5O)4Siを9g溶解したエタノール溶液50mlに
、塩化バナジウムVCl3を0.7g溶解した蒸留水50mlを混合し、酸化物超強酸の
前駆体溶液を調整した。この溶液は、酸化バナジウムのバナジウム元素(Y)と酸化ケイ
素のシリコン元素(X)との元素比Y/Xが0.1となるように調整した。また、水、エ
タノール混合溶媒に対し、乾燥、焼成後、酸化物超強酸の固体成分が3%含まれるように
調整した。
。
塩化バナジウムVCl3を2g溶解した蒸留水300mlに酸化ケイ素SiO2を5g
加えた混合溶液を常に撹拌しながら80℃まで加熱し、100ml/時の蒸発速度で水を
除去した。この後さらに100℃の乾燥器内で12時間保持して粉末を得た。この粉末を
メノウ乳鉢で粉砕して粉末状にした後、アルミナ坩堝内において昇温速度100℃/時で
600℃まで加熱し、さらに600℃を4時間保持することにより、酸化バナジウムのバ
ナジウム元素(X)と酸化ケイ素のシリコン元素(Y)との元素比X/Yが0.1で、比
表面積が53m2/gである酸化バナジウム担持酸化ケイ素を得た。この酸化バナジウム
担持酸化ケイ素についてX線回折測定を行ったところ、回折ピークはすべて酸化ケイ素に
帰属されるものしか観測されず、酸化バナジウムは非晶質構造を有していることを確認す
ることができた。
使用すること以外は、前述した参考例1で説明したのと同様にして燃料電池を作製した。
めセル抵抗が小さく、比較例1で得た膜電極複合体よりも参考例1および参考例29で得
た膜電極複合体は高い出力特性を示した。
Claims (10)
- 触媒層を備える燃料電池用電極であって、
前記触媒層は、下記に示す第1の組み合わせ、または第2の組み合わせのいずれかから選
択される元素Xを含む酸化物、及び、元素Yを含む酸化物が化学的に結合し、Hamme
ttの酸度関数H 0 が、−20.00<H 0 <−11.93である酸化物超強酸を含んだプ
ロトン伝導性無機酸化物被膜と、前記プロトン伝導性無機酸化物被膜によって表面の一部
が覆われた酸化還元金属触媒あるいは酸化還元金属触媒担持材とを備えることを特徴とす
る燃料電池用電極。
(記)
第1の組み合わせ:Ti、Zr及びSnよりなる群から選択される少なくとも一種類から
なる元素X、及び、W、Mo、Cr及びVよりなる群から選択される少なくとも一種類か
らなる元素Y
第2の組み合わせ:Hf、Ce及びNbよりなる群から選択される少なくとも一種類から
なる元素X、及び、Bよりなる群から選択される少なくとも一種類からなる元素Y - 触媒層を備える燃料電池用電極であって、
前記触媒層は、下記に示す第1の組み合わせ、または第2の組み合わせのいずれかから選
択される元素Xを含む酸化物、及び、元素Yを含む酸化物が化学的に結合し、Hamme
ttの酸度関数H 0 が、−20.00<H 0 <−11.93である酸化物超強酸を含んだプ
ロトン伝導性無機酸化物バインダーと、前記プロトン伝導性無機酸化物バインダーにより
結着された酸化還元金属触媒あるいは酸化還元金属触媒担持材とを備えることを特徴とす
る燃料電池用電極。
(記)
第1の組み合わせ:Ti、Zr及びSnよりなる群から選択される少なくとも一種類から
なる元素X、及び、W、Mo、Cr及びVよりなる群から選択される少なくとも一種類か
らなる元素Y
第2の組み合わせ:Hf、Ce及びNbよりなる群から選択される少なくとも一種類から
なる元素X、及び、Bよりなる群から選択される少なくとも一種類からなる元素Y - 前記触媒層の質量を100質量%としたときに、前記酸化物超強酸の質量は0.5質量
%以上60質量%以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池用電極
。 - 前記酸化物超強酸は、Y、Sc、La、Sm、Gd、Mg、Ca、Sr及びBaよりな
る群から選択される少なくとも一種類からなる元素Zを第3の成分として含有することを
特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の燃料電池用電極。 - 前記酸化物超強酸は、Y、Sc、La、Sm、Gd、Mg、Ca、Sr及びBaよりな
る群から選択される少なくとも一種類からなる元素Zを第3の成分として含有し、前記元
素Zは、プロトン伝導性無機酸化物ハインダー中に0.01mol%以上40mol%以
下含まれることを特徴とする請求項2記載の燃料電池用電極。 - 前記第1の組み合わせが選択された燃料電池用電極において、前記元素XはSn、前記
元素YはW、Mo、Cr及びVよりなる群から選択される少なくとも一種類であることを
特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の燃料電池用電極。 - 前記触媒層は、前記酸化還元触媒あるいは酸化還元金属触媒担持材と、前記元素Xと、
前記元素Yとを含有した溶液及び溶媒を混合したスラリーを支持体上に塗布した後、前記
支持体を乾燥し、焼成することにより形成された触媒層であることを特徴とする請求項1
乃至2のいずれか一項に記載の燃料電池用電極。 - 前記触媒層は、支持体上に前記酸化還元金属触媒あるいは酸化還元金属触媒担持材を含
む触媒層を形成した後、前記元素Xと、前記元素Yとを含有した溶液を前記触媒層に含浸
させ、前記溶液を含んだ前記触媒層を乾燥、焼成することにより形成した触媒層であるこ
とを特徴とする請求項1乃至2のいずれか一項に記載の燃料電池用電極。 - 燃料極と、酸化剤極と、前記燃料極及び前記酸化剤極の間に配置された電解質膜とを具
備する膜電極複合体であって、
前記燃料極及び前記酸化剤極の少なくとも一方が触媒層を含み、前記触媒層は、下記に示
す第1の組み合わせ、または第2の組み合わせのいずれかから選択される元素Xを含む酸
化物、及び、元素Yを含む酸化物が化学的に結合し、Hammettの酸度関数H 0 が、
−20.00<H 0 <−11.93である酸化物超強酸を含んだプロトン伝導性無機酸化
物被膜と、前記プロトン伝導性無機酸化物被膜によって表面の一部が覆われた酸化還元金
属触媒あるいは酸化還元金属触媒担持材とを備えることを特徴とする膜電極複合体。
(記)
第1の組み合わせ:Ti、Zr及びSnよりなる群から選択される少なくとも一種類から
なる元素X、及び、W、Mo、Cr及びVよりなる群から選択される少なくとも一種類か
らなる元素Y
第2の組み合わせ:Hf、Ce及びNbよりなる群から選択される少なくとも一種類から
なる元素X、及び、Bよりなる群から選択される少なくとも一種類からなる元素Y - 燃料極と、酸化剤極と、前記燃料極及び前記酸化剤極の間に配置された電解質膜とを具
備する燃料電池であって、
前記燃料極及び前記酸化剤極の少なくとも一方が触媒層を含み、前記触媒層は、下記に
示す第1の組み合わせ、または第2の組み合わせのいずれかから選択される元素Xを含む
酸化物、及び、元素Yを含む酸化物が化学的に結合し、Hammettの酸度関数H 0 が
、−20.00<H 0 <−11.93である酸化物を含んだプロトン伝導性無機酸化物被
膜と、前記プロトン伝導性無機酸化物膜によって表面の一部が覆われた酸化還元金属触媒
あるいは酸化還元金属触媒担持材とを備えることを特徴とする燃料電池。
(記)
第1の組み合わせ:Ti、Zr及びSnよりなる群から選択される少なくとも一種類から
なる元素X、及び、W、Mo、Cr及びVよりなる群から選択される少なくとも一種類か
らなる元素Y
第2の組み合わせ:Hf、Ce及びNbよりなる群から選択される少なくとも一種類から
なる元素X、及び、Bよりなる群から選択される少なくとも一種類からなる元素Y
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JP5158760B2 (ja) * | 2007-08-23 | 2013-03-06 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | アノード材料とその製造方法及びこのアノード材料を用いた燃料電池。 |
JP5205013B2 (ja) * | 2007-08-31 | 2013-06-05 | 株式会社東芝 | 燃料電池用アノードおよびそれを用いた燃料電池 |
JP5283913B2 (ja) * | 2008-01-28 | 2013-09-04 | 株式会社東芝 | 燃料電池に用いられるプロトン伝導性無機材料、およびそれを用いた燃料電池用アノード |
CA2719313A1 (en) * | 2008-03-24 | 2009-10-01 | Showa Denko K.K. | Catalyst and manufacturing method and use therefor |
JP5367313B2 (ja) * | 2008-06-30 | 2013-12-11 | 株式会社東芝 | 燃料電池用カソード |
JP5570878B2 (ja) * | 2010-06-07 | 2014-08-13 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 固体高分子形燃料電池用の触媒層および触媒ペースト |
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WO2014058984A2 (en) * | 2012-10-09 | 2014-04-17 | Brookhaven Science Associates, Llc | Gas diffusion electrodes and methods for fabricating and testing same |
GB201300810D0 (en) | 2013-01-16 | 2013-02-27 | Llika Technologies Ltd | Composite Materials |
GB2509917A (en) * | 2013-01-16 | 2014-07-23 | Ilika Technologies Ltd | Mixed metal oxide materials of titanium and tungsten |
GB2517394A (en) | 2013-01-16 | 2015-02-25 | Ilika Technologies Ltd | Composite materials |
GB2509916A (en) | 2013-01-16 | 2014-07-23 | Ilika Technologies Ltd | A mixed metal oxide material of tantalum and titanium |
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CN103441287B (zh) * | 2013-08-09 | 2016-06-01 | 中国科学院上海高等研究院 | 一种直接甲醇燃料电池膜电极的制备方法 |
AT13692U1 (de) * | 2013-09-02 | 2014-06-15 | Plansee Se | Chrom-haltiges Pulver oder Pulvergranulat |
CN104716351A (zh) * | 2013-12-13 | 2015-06-17 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种质子交换膜燃料电池自增湿膜电极及其制备方法 |
US11557767B2 (en) | 2018-10-03 | 2023-01-17 | University Of Ontario Institute Of Technology | Fuel cell catalyst support based on doped titanium sub oxides |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5830242A (en) * | 1995-03-15 | 1998-11-03 | Takeshi Yao | Process for producing metal oxide precipitates |
JP3427003B2 (ja) * | 1999-03-31 | 2003-07-14 | 株式会社東芝 | 燃料電池 |
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JP3576108B2 (ja) * | 2001-02-14 | 2004-10-13 | 株式会社東芝 | 電極、それを用いた燃料電池、および電極の製造方法 |
GB2394597B (en) | 2001-09-10 | 2005-01-12 | Asahi Chemical Ind | Electrode catalyst layer for fuel cell |
JP2003317737A (ja) * | 2002-04-19 | 2003-11-07 | Nec Corp | 燃料電池およびそれに用いる触媒電極、固体電解質膜 |
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