TOP > 国内特許検索 > 電極触媒層及びその形成方法並びに電極触媒層形成用インクの製造方法

電極触媒層及びその形成方法並びに電極触媒層形成用インクの製造方法 コモンズ

国内特許コード P170014436
整理番号 N16026
掲載日 2017年7月13日
出願番号 特願2017-032683
公開番号 特開2018-137184
出願日 平成29年2月23日(2017.2.23)
公開日 平成30年8月30日(2018.8.30)
発明者
  • 福長 博
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 電極触媒層及びその形成方法並びに電極触媒層形成用インクの製造方法 コモンズ
発明の概要 【課題】白金触媒よりも触媒性能が低い炭素触媒を用いた場合であっても、良好な触媒性能を実現した電極触媒層及びその形成方法等を提供する。
【解決手段】微細な炭素触媒2とイオン導電性高分子3とを少なくとも有し、イオン導電性高分子3が炭素触媒2の周りに均一又は略均一に付着し且つ隙間5を有している電極触媒層1により上記課題を解決した。非触媒性の炭素粒子4をさらに有し、炭素粒子4及びイオン導電性高分子3はいずれも疎水性又は親水性であることが好ましい。この電極触媒層1は、炭素触媒2とイオン導電性高分子3と該イオン導電性高分子3を溶液状にする第1有機溶媒とを少なくとも含む混合物を得る工程と、混合物にイオン導電性高分子3をコロイド状にする第2有機溶媒を加えて電極触媒層形成用インクを得る工程と、電極触媒層形成用インクを塗布して電極触媒層1を形成する工程とを有する方法で形成する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


近年、環境負荷の低い家庭用定置型発電システムや自動車用電源として、固体高分子形燃料電池(PEFCと略す。)の実用化が始まっている。しかし、本格的な普及には解決すべき課題も多く、そのための研究開発が盛んに行われている。現在、カソード触媒として一般的に用いられている白金担持カーボン(Pt/Cと略す。)は、白金の埋蔵量や溶出による劣化等の点に問題があるため、白金代替触媒が求められている。



シルク由来の炭素触媒(シルク活性炭ともいう。)は、高価な金属錯体を原料としない、原料に金属を含まず安定性に優れている、酸素還元開始電位が高い、等の理由から、PEFCの非白金カソード触媒として期待されている(特許文献1及び非特許文献1,2を参照)。

産業上の利用分野


本発明は、電極触媒層及びその形成方法並びに電極触媒層形成用インクの製造方法に関する。さらに詳しくは、燃料電池用電極を作製する際のインクを2段階で調製して得た電極触媒層形成用インクで形成した電極触媒層及びその形成方法等に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
微細な炭素触媒とイオン導電性高分子とを少なくとも有し、前記イオン導電性高分子が前記炭素触媒の周りに均一又は略均一に付着し且つ隙間を有していることを特徴とする電極触媒層。

【請求項2】
非触媒性の炭素粒子をさらに有し、前記炭素粒子及び前記イオン導電性高分子はいずれも疎水性又は親水性である、請求項1に記載の電極触媒層。

【請求項3】
炭素触媒とイオン導電性高分子と該イオン導電性高分子を溶液状にする第1有機溶媒とを少なくとも含む混合物を得る工程と、
前記混合物に前記イオン導電性高分子をコロイド状にする第2有機溶媒を加えて電極触媒層形成用インクを得る工程と、
前記電極触媒層形成用インクを塗布して電極触媒層を形成する工程と、を有することを特徴とする電極触媒層の形成方法。

【請求項4】
前記電極触媒層形成用インクを得る工程において、前記第2有機溶媒とともに非触媒性の炭素粒子を前記混合物に加え、該炭素粒子及び前記イオン導電性高分子はいずれも疎水性又は親水性である、請求項3に記載の電極触媒層の形成方法。

【請求項5】
前記イオン導電性高分子がパーフルオロカーボン材料である場合、前記第1有機溶媒の誘電率εが10超であり、前記第2有機溶媒の誘電率εが3以上10以下である、請求項3又は4に記載の電極触媒層の形成方法。

【請求項6】
炭素触媒とイオン導電性高分子と該イオン導電性高分子を溶液状にする第1有機溶媒とを少なくとも含む混合物を得る工程と、
前記混合物に前記イオン導電性高分子をコロイド状にする第2有機溶媒を加えて電極触媒層形成用インクを得る工程と、を有することを特徴とする電極触媒層用インクの製造方法。

【請求項7】
前記電極触媒層形成用インクを得る工程において、前記第2有機溶媒とともに非触媒性の炭素粒子を前記混合物に加え、該炭素粒子及び前記イオン導電性高分子はいずれも疎水性又は親水性である、請求項6に記載の電極触媒層形成用インクの製造方法。

【請求項8】
前記イオン導電性高分子がパーフルオロカーボン材料である場合、前記第1有機溶媒の誘電率εが10超であり、前記第2有機溶媒の誘電率εが3以上10以下である、請求項6又は7に記載の電極触媒層形成用インクの製造方法。


国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2017032683thum.jpg
出願権利状態 公開
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせください。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close