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遷移金属炭化物からなる電極触媒 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P04P001446
整理番号 A151P49
掲載日 2004年12月7日
出願番号 特願2003-097408
公開番号 特開2004-303664
登録番号 特許第4463490号
出願日 平成15年3月31日(2003.3.31)
公開日 平成16年10月28日(2004.10.28)
登録日 平成22年2月26日(2010.2.26)
発明者
  • 太田 健一郎
  • 神谷 信行
  • 光島 重徳
  • 石原 顕光
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 遷移金属炭化物からなる電極触媒 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】酸性電解質中で0.4V以上の電極電位が高い状態では、遷移金属炭化物は活性溶解し、安定に存在することができないことが報告されており、電極触媒としての適用範囲は電極電位が低い場合に限定されており、遷移金属炭化物の触媒能を維持して耐食性を向上する必要があった。
【解決手段】遷移金属炭化物に該遷移金属と異なる少なくとも1種の金属を添加した炭化物電極触媒であって、該少なくとも1種の金属は酸性電解液中で該遷移金属よりも優先的に酸化されて、遷移金属炭化物の触媒活性を阻害しない程度の厚さの酸化皮膜を形成する金属である。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


貴金属、特に、白金は高い電位で安定であり、各種の反応に対して触媒能が高いため、各種電気化学システムの電極触媒として用いられている。しかしながら、白金の価格が高いことや資源量が限られていること、燃料電池用の電極触媒としては更に高活性の電極触媒が要求されることから、白金触媒の代替材料が望まれている。



遷移金属炭化物は白金とその電子構造が類似しているものがあり、白金触媒の代替材料として注目されてきた(例えば、非特許文献1,2、特許文献1)。その高い電気伝導性も電極触媒としての利点であり、電極触媒としての利用が試みられている。



【非特許文献1】
R. J.Colton etal.,Chem.Phys.Lett., 34-2,337(1975)
【非特許文献2】
L.H. Bennett et al., Science, 184, 563 (1974)
【特許文献1】
特公昭63-10084号公報

産業上の利用分野


本発明は、水電解、有機電解、燃料電池用などの電気化学システム用の電極触媒に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
遷移金属炭化物に該遷移金属と異なる少なくとも1種の単体金属を添加した遷移金属炭化物からなる電極触媒であって、該少なくとも1種の単体金属は酸性電解液中で該遷移金属よりも優先的に酸化されて、遷移金属炭化物の触媒活性を阻害しない程度の厚さの酸化皮膜を形成する金属であり、可逆水素電極電位に対して0.4V以上の電位で使用されることを特徴とする遷移金属炭化物からなる電極触媒。

【請求項2】
電子伝導性粉末である触媒担体上に微粒子として分散させたことを特徴とする請求項1記載の遷移金属炭化物からなる電極触媒。

【請求項3】
酸性電解質を用いる燃料電池用電極触媒として用いられることを特徴とする請求項1又は2記載の遷移金属炭化物からなる電極触媒。

【請求項4】
遷移金属炭化物からなる電極触媒をスパッタ法にて製造する際に、ターゲットとして遷移金属炭化物と、該遷移金属と異なる少なくとも1種の単体金属を用い、該遷移金属炭化物と該単体金属を同時スパッタすることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の遷移金属炭化物からなる電極触媒の製造方法。

【請求項5】
遷移金属炭化物からなる電極触媒を溶液からの還元析出法で製造する際に、該溶液に遷移金属炭化物の原材料と、該遷移金属と異なる少なくとも1種の単体金属原料を仕込んで遷移金属炭化物と該単体金属を同時析出させることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の遷移金属炭化物からなる電極触媒の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2003097408thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 資源循環・エネルギーミニマム型システム技術 領域
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