JP5596522B2 - 触媒層部材と膜電極接合体および燃料電池 - Google Patents
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Description
プロトン伝導性を有する電解質膜の膜面に電極として形成される触媒層部材であって、
導電性を備え触媒を担持済みの触媒担持担体粒子と、導電性を備え触媒を未担持の触媒未担持粒子とを、両粒子とも電解質樹脂に被膜した状態で混在して備え、
前記触媒未担持粒子を被覆する第2電解質樹脂を、前記触媒担持担体粒子を被覆する第1電解質樹脂より高い保水性を有する電解質樹脂とした
ことを要旨とする。
20…電解質膜
21…アノード
22、22A…カソード
23…ガス拡散層
24…ガス拡散層
25…ガスセパレータ
26…ガスセパレータ
30…MEA
47…単セル内燃料ガス流路
48…単セル内酸化ガス流路
50…Pt担持カーボン粒子
51…Pt未担持カーボン粒子
60…Pt触媒
71…第1電解質樹脂
72…第2電解質樹脂
72a、72b…第2電解質樹脂(第2電解質溶液)
Claims (7)
- プロトン伝導性を有する電解質膜の膜面に電極として形成される触媒層部材であって、
導電性を備え触媒を担持済みの触媒担持担体粒子と、導電性を備え触媒を未担持の触媒未担持粒子とを、前記触媒担持担体粒子が第1電解質樹脂で被覆され前記触媒未担持粒子が第2電解質樹脂で被膜された状態とし、且つ、前記第1電解質樹脂で被覆された前記触媒担持担体粒子が前記第2電解質樹脂で被覆された前記触媒未担持粒子を取り囲むようにして混在して備え、
前記触媒未担持粒子を被覆する前記第2電解質樹脂は、前記触媒担持担体粒子を被覆する前記第1電解質樹脂より小さいイオン交換基当量を有することで、前記触媒担持担体粒子を被覆する前記第1電解質樹脂より高い保水性を有する
触媒層部材。 - 前記触媒担持担体粒子の重量に対する前記第1電解質樹脂の重量比である第1重量比と、前記触媒未担持粒子に対する前記第2電解質樹脂の重量比である第2重量比とに差を持たせ、前記第2重量比を前記第1重量比より大きくした請求項1に記載の触媒層部材。
- 前記第1重量比を1以下とし、前記第2重量比を5〜10とした請求項2に記載の触媒層部材。
- 前記触媒未担持粒子は、イオン交換基当量が前記第1電解質樹脂より小さい2種類の前記第2電解質樹脂にて内側樹脂層と外側樹脂層の2層の層状に被覆され、前記外側樹脂層の形成に用いた前記2種類の内の一方の前記第2電解質樹脂を、前記内側樹脂層の形成に用いた他方の前記第2電解質樹脂より小さい前記イオン交換基当量を有する電解質樹脂とした請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の触媒層部材。
- 前記触媒未担持粒子は、親水化処理により粒子表面に親水基を備えた状態で、前記第2電解質樹脂により被覆されている請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の触媒層部材。
- プロトン伝導性を有する電解質膜の両膜面に電極を接合した膜電極接合体であって、
前記電解質膜の両膜面に請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の触媒層部材を前記電極として備える
膜電極接合体。 - プロトン伝導性を有する電解質膜の両膜面に電極を接合した膜電極接合体と、該膜電極接合体の一方の電極面に設けられたアノード拡散層と、前記膜電極接合体の他方の電極面に設けられたカソード拡散層とを備えた燃料電池であって、
少なくとも前記カソード拡散層の側の前記電極を、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の触媒層部材から形成した
燃料電池。
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