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JP2001224968A - 担持金属触媒の調製方法及び固体高分子型燃料電池の製造方法 - Google Patents

担持金属触媒の調製方法及び固体高分子型燃料電池の製造方法

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Publication number
JP2001224968A
JP2001224968A JP2000039591A JP2000039591A JP2001224968A JP 2001224968 A JP2001224968 A JP 2001224968A JP 2000039591 A JP2000039591 A JP 2000039591A JP 2000039591 A JP2000039591 A JP 2000039591A JP 2001224968 A JP2001224968 A JP 2001224968A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
solution
preparing
catalyst
dissolved
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000039591A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Nojima
野島　　繁
Satonobu Yasutake
聡信 安武
Masanao Yonemura
将直 米村
Satoru Watanabe
渡辺　　悟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2000039591A priority Critical patent/JP2001224968A/ja
Publication of JP2001224968A publication Critical patent/JP2001224968A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 活性金属がより微粒子化された高活性な金属
担持触媒の調製方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 金属塩が溶解されている水溶液と有機酸
からなる還元剤を混合するか、あるいは金属塩が溶解さ
れている水溶液と有機酸からなる還元剤とＰＨ調整剤と
を混合することにより金属コロイド溶液を調製する工程
と、前記溶液中の金属コロイド粒子を担体に担持させる
工程とを具備することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、担持金属触媒の調
製方法並びに固体高分子型燃料電池用電極触媒の調製方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】担持金属触媒は、石油化学、石油精製、
環境関連製品あるいは固体高分子型燃料電池などの種々
の分野に適用されている。担持金属触媒の性能は、活性
金属の分散度に依存し、活性金属担持量が同一であれば
その表面積が多いほど触媒性能が高くなる。
【０００３】固体高分子型燃料電池はコンパクトで、か
つ高い電流密度を取り出せることから電気自動車や宇宙
船用の電源として注目されている。このような燃料電池
用電極触媒として、カーボンからなる担体に白金を主体
とする活性金属を担持させたものが用いられている。こ
の電極触媒は、含浸法か、あるいは金属コロイドをカー
ボンに担持させる方法により作製される。しかしなが
ら、これらの製造方法には以下に説明する問題点があ
る。
【０００４】まず、含浸法によると、活性金属粒子径が
大きくなるため、活性金属の比表面積が小さくなり、高
活性が得られなくなる。
【０００５】一方、金属コロイドの一例である白金コロ
イドは、白金水溶液に還元剤としてヒドラジンまたはチ
オ硫酸塩を添加することにより調製される。しかしなが
ら、ヒドラジンおよびチオ硫酸塩は、還元力が強いた
め、コロイド粒子の成長速度が速く、コロイド粒子の径
が大きくなる。その結果、活性金属の比表面積が小さく
なるため、高活性が得られなくなる。さらに、チオ硫酸
塩を用いると硫黄や硫酸化合物が残存しやすいため、触
媒の活性低下を助長する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、活性金属が
より微粒子化された高活性な金属担持触媒の調製方法を
提供することを目的とする。
【０００７】また、本発明は、性能が向上された固体高
分子型燃料電池の製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る金属担持触
媒の調製方法は、金属塩が溶解されている水溶液と有機
酸からなる還元剤を混合することにより金属コロイド溶
液を調製する工程と、前記溶液中の金属コロイド粒子を
担体に担持させる工程とを具備することを特徴とするも
のである。
【０００９】本発明において、前記有機酸は、アルコー
ル類、フェノール類、クエン酸類、ケトン類、アルデヒ
ド類、カルボン酸類及びエーテル類から選ばれる少なく
とも１種類からなることが好ましい。
【００１０】本発明における金属コロイド溶液調製工程
では、金属塩が溶解されている水溶液と有機酸からなる
還元剤を３０〜１１０℃に保持しながら混合することが
好ましい。
【００１１】本発明における金属コロイド溶液調製工程
では、金属塩が溶解されている水溶液に有機酸からなる
還元剤を添加した際のＰＨを１〜１４にすることが好ま
しい。
【００１２】本発明に係る金属担持触媒の調製方法は、
金属塩が溶解されている水溶液と有機酸からなる還元剤
とＰＨ調整剤とを混合することにより金属コロイド溶液
を調製する工程と、前記溶液中の金属コロイド粒子を担
体に担持させる工程とを具備することを特徴とするもの
である。
【００１３】本発明において、前記有機酸は、アルコー
ル類、フェノール類、クエン酸類、ケトン類、アルデヒ
ド類、カルボン酸類及びエーテル類から選ばれる少なく
とも１種類からなることが好ましい。
【００１４】本発明における金属コロイド溶液調製工程
では、金属塩が溶解されている水溶液と有機酸からなる
還元剤とＰＨ調整剤とを３０〜１１０℃に保持しながら
混合することが好ましい。
【００１５】本発明における金属コロイド溶液調製工程
では、金属塩が溶解されている水溶液に有機酸からなる
還元剤及びＰＨ調整剤を添加した際のＰＨを１〜１４に
することが好ましい。
【００１６】本発明に係る固体高分子型燃料電池の製造
方法は、触媒及び高分子電解質を含むアノード極及びカ
ソード極を備えた固体高分子型燃料電池の製造方法にお
いて、前記アノード極及び前記カソード極のうち少なく
とも一方の電極の触媒は、金属塩が溶解されている水溶
液と有機酸からなる還元剤を混合することにより金属コ
ロイド溶液を調製する工程と、前記溶液中の金属コロイ
ド粒子を担体粉末に担持させる工程とを具備する方法に
より作製されることを特徴とするものである。
【００１７】本発明に係る固体高分子型燃料電池の製造
方法は、触媒及び高分子電解質を含むアノード極及びカ
ソード極を備えた固体高分子型燃料電池の製造方法にお
いて、前記アノード極及び前記カソード極のうち少なく
とも一方の電極の触媒は、金属塩が溶解されている水溶
液と有機酸からなる還元剤とＰＨ調整剤とを混合するこ
とにより金属コロイド溶液を調製する工程と、前記溶液
中の金属コロイド粒子を担体粉末に担持させる工程とを
具備する方法により作製されることを特徴とするもので
ある。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る金属担持触媒
の調製方法を説明する。
【００１９】（金属コロイド調製工程）金属塩が溶解さ
れている水溶液と有機酸からなる還元剤とを混合する
か、あるいは金属塩が溶解されている水溶液と有機酸か
らなる還元剤とＰＨ調整剤とを混合することにより金属
コロイド溶液を調製する。
【００２０】金属塩が溶解されている水溶液と有機酸か
らなる還元剤とを混合する際、添加順序は特に限定され
ず、金属塩水溶液に還元剤を添加しても、還元剤に金属
塩水溶液を添加しても、あるいは両者を反応容器内に同
時期に投入しても良い。また、金属塩が溶解されている
水溶液と有機酸からなる還元剤とＰＨ調整剤とを混合す
る際においても、添加順序は特に限定されない。
【００２１】調製される金属コロイドは、特に限定され
ず、目的とする触媒の組成に応じたものにする。特に、
固体高分子型燃料電池用電極の触媒を作製する際には、
Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｃｕまた
はＦｅのコロイドが好ましい。中でも、Ｐｔコロイドが
好ましい。
【００２２】前記金属塩としては、例えば、金属塩化
物、金属の硝酸塩、金属錯体等を挙げることができる。
金属塩化物の一例を挙げると塩化白金酸があり、また金
属錯体の一例としてはジニトロジアミン白金塩が挙げら
れる。
【００２３】前記金属塩の水溶液は、水を沸騰させて溶
存酸素を除去した後、金属塩を溶解させることにより調
製することが好ましい。金属塩水溶液に溶存酸素が含ま
れていると、酸化物が生成し、酸化物の存在により金属
コロイド粒子が凝集しやすくなり、コロイド粒子の粒径
が大きくなる可能性があるからである。
【００２４】前記有機酸は、アルコール類（例えば、メ
タノール、エタノール、プロパノール、ブタノール）、
フェノール類（例えば、ヒドロキノン）、クエン酸類
（例えば、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、ク
エン酸アンモニウム）、アルデヒド類（例えば、アセト
アルデヒド）、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエ
チルケトン）、カルボン酸類（例えば、酢酸、ぎ酸、フ
マル酸、りんご酸、アスパラギン酸、こはく酸）及びエ
ーテル類（例えば、ジエチルエーテル）から選ばれる少
なくとも１種からなることが好ましい。
【００２５】前記ＰＨ調整剤としては、例えば、ＨＣｌ
等の酸、ＮＨ3等のアルカリを挙げることができる。
【００２６】混合される材料の温度は、３０〜１１０℃
に保持されることが望ましい。混合される材料の温度を
前記範囲にすることによって、金属形成反応速度を適度
なものにすることができるため、金属コロイド溶液の調
製を量産性良く行うことができる。より好ましい範囲は
４０〜１１０℃である。
【００２７】金属塩が溶解されている水溶液に有機酸か
らなる還元剤を添加した際と、金属塩が溶解されている
水溶液に有機酸からなる還元剤及びＰＨ調整剤とを添加
した際のＰＨは１〜１４の範囲内にすることが好まし
い。ＰＨが前記範囲を外れると、生成した金属がイオン
となって溶解して、金属の性質を消失させる恐れがある
からである。さらに好ましい範囲は、２〜１３である。
【００２８】（コロイド金属の担体への担持工程）得ら
れた金属コロイド溶液の金属コロイド粒子を担体粉末に
担持させることにより金属担持触媒を得る。
【００２９】担体粉末への担持方法には、例えば、液相
吸着法（室温の金属コロイド溶液に担体粉末を添加して
攪拌することにより前記担体粉末に金属コロイド粒子を
吸着させた後、濾過し、洗浄し、乾燥させる方法であ
る）か、蒸発乾固法（金属コロイド溶液に担体粉末を添
加し、攪拌しながら加熱して溶媒を飛散させる方法であ
る）を採用することができる。
【００３０】金属コロイド溶液中には還元剤との反応に
より生成した余剰イオンが存在する場合がある。このよ
うな場合、担体粉末への担持を行う前に、金属コロイド
溶液をイオン交換樹脂に通して余剰イオンである陽イオ
ン並びに陰イオンを除去することが好ましい。
【００３１】前記担体粉末は、特に限定されず、目的と
する触媒組成に応じたものが使用される。前記担体粉末
としては、例えば、多孔質物質（例えば、アルミナ、シ
リカ）、炭素系粉末等を挙げることができる。前記炭素
系粉末としては、例えば、黒鉛、カーボンブラック、電
気導電性を有する活性炭等を挙げることができる。特
に、燃料電池用電極触媒には、前記活性炭が好ましい。
【００３２】燃料電池用電極触媒中の活性金属の担持量
は、１０％以上にすることが好ましい。担持量を１０％
以上にすることによって、燃料電池をより高性能にする
ことができる。
【００３３】次いで、本発明に係る固体高分子型燃料電
池の製造方法について説明する。
【００３４】まず、電極触媒と固体高分子電解液とをエ
タノール等の溶剤に添加し、これらを攪拌することによ
りアノード極用スラリーを調製する。一方、電極触媒と
固体高分子電解液とをエタノール等の溶剤に添加し、こ
れらを攪拌することによりカソード極用スラリーを調製
する。アノード極及びカーソド極のうち少なくとも一方
の電極の触媒として前述した方法により調製された担持
金属触媒を使用する。
【００３５】固体高分子電解膜の一方の面にアノード極
用スラリーを塗布し、他方の面にカソード極用スラリー
を塗布することにより電極セルを作製する。この電極セ
ルの両面にカーボンペーパーのような集電体を貼り付
け、各集電体にセパレータを積層することにより単セル
固体高分子燃料電池が得られる。前記カソード電極及び
前記アノード電極の組成は、燃料に水素を用いる場合に
は同一にすることができる。
【００３６】以上詳述したように本発明に係る担持金属
触媒の調製方法によれば、金属塩が溶解されている水溶
液と有機酸からなる還元剤を混合するか、あるいは金属
塩が溶解されている水溶液と有機酸からなる還元剤とＰ
Ｈ調整剤とを混合して金属コロイド溶液を調製すること
によって、金属コロイド粒子を微細化することができる
（例えば粒径２〜３ｎｍ）。すなわち、有機酸からなる
還元剤は、従来から使用されているヒドラジンやチオ硫
酸塩に比べて還元力が弱いため、金属イオンの還元（白
金イオンを例にすると、Ｐｔ4+→Ｐｔ0）が緩やかに進
み、還元による結晶成長を抑制することができるからで
ある。この微粒子化された金属コロイド粒子を担体粉末
に担持させることによって、活性金属粒子の比表面積を
向上させることができるため、触媒の活性を向上するこ
とができる、換言すれば少量の活性金属で高い活性を得
ることができる。また、本発明の方法により得られた触
媒を固体高分子型燃料電池に供することによって、燃料
電池の性能を向上することができる。
【００３７】さらに、還元剤としてヒドラジンやチオ硫
酸塩を使用する従来法においては、形成された金属コロ
イドが凝集しやすく、界面活性剤等の保護コロイドを添
加する必要がある。本発明により得られる金属コロイド
粒子は、保護コロイドが添加されていなくとも微粒子状
を維持することができる。
【００３８】前述した金属コロイド溶液調製工程におい
て、混合される材料の温度を３０℃〜１１０℃に保持す
ることによって、還元による結晶成長を抑制しつつ、量
産性を高くすることができる。
【００３９】また、前述した金属コロイド溶液調製工程
において、金属塩が溶解されている水溶液に有機酸から
なる還元剤を添加した際のＰＨと、金属塩が溶解されて
いる水溶液に有機酸からなる還元剤及びＰＨ調整剤とを
添加した際のＰＨを１〜１４の範囲内にすることによっ
て、生成した金属コロイド粒子がイオンとなって溶解す
るのを抑制することができるため、金属コロイド粒子の
収率を向上することができる。
【００４０】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を詳細に説明
する。
【００４１】＜実施例１＞ （金属コロイド１の調製法）煮沸したイオン交換水１リ
ットルを沸騰させて十分溶存酸素を除去した後、塩化白
金酸を上記溶液に添加し、Ｐｔ１mmol／Ｌの溶液を得
た。本溶液を沸騰させながらクエン酸ナトリウム（Ｃ6
Ｈ5Ｏ7Ｎａ3・１１／２Ｈ2Ｏ）５mmolグラムを添加して
ＰＨを６とし、１００℃付近で還流させつつ、攪拌を行
うことによりＰｔイオンの還元を行った。溶液が赤色か
ら黒色に変色したのを確認し、のべ１時間にて加熱攪拌
を止め、室温まで急冷却した。得られた金属コロイド溶
液をイオン交換樹脂に通し、陽イオンおよび陰イオンを
吸着除去し、金属コロイド溶液１とした。
【００４２】（触媒１の調製法）上記金属コロイド溶液
１（１mmol／L）を用いて担体となる炭素系粉末に担持
を行った。すなわち、ビーカーに２リットルの金属コロ
イド溶液１（１mmol／Ｌ）を入れ、比表面積８００ｍ2
／ｇのケッチェンカーボン０．４ｇを添加して超音波分
散を行った。攪拌しながら上記溶液を９５℃に保ち、溶
媒を蒸発させた。得られたカーボン担持白金触媒を触媒
１（白金担持量４５％）とした。
【００４３】＜実施例２＞金属コロイド溶液１の調製法
において、クエン酸ナトリウムの代わりに、クエン酸カ
リウム、クエン酸アンモニウム、酢酸、ぎ酸、りんご
酸、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタ
ノール、アセトアルデヒド、ジエチルエーテル、ぎ酸メ
チル、メチルエチルケトンまたはヒドロキノンを添加す
ること以外は、前述した実施例１と同様にして金属コロ
イド溶液２〜１５を調製した。
【００４４】また、金属コロイド溶液１の調製法におい
て、塩化白金酸の代わりに、塩化パラジウム、塩化ルテ
ニウム、塩化ロジウム、塩化イリジウム、塩化コバル
ト、塩化スズ、塩化銅または塩化鉄を添加すること以外
は、前述した実施例１と同様にして金属コロイド溶液１
６〜２３を調製した。
【００４５】前記金属コロイド２〜２３を用いて、前述
した実施例１で説明したのと同様な方法にて炭素系粉末
上に金属を担持し、触媒２〜２３を得た。
【００４６】＜実施例３＞ （金属コロイド２４，２５の調製法）煮沸したイオン交
換水１リットルを沸騰させて十分溶存酸素を除去した
後、塩化白金酸を上記溶液に添加し、Ｐｔ１mmol／Ｌの
溶液を得た。クエン酸ナトリウム５mmolグラムを添加し
てＰＨを６とし、５０℃で還流させつつ、攪拌を行うこ
とによりＰｔイオンの還元を行った。このような加熱攪
拌をのべ２時間を行った後、室温まで急冷却した。得ら
れた金属コロイド溶液をイオン交換樹脂に通し、陽イオ
ンおよび陰イオンを吸着除去し、金属コロイド溶液２４
とした。
【００４７】一方、煮沸したイオン交換水１リットルを
沸騰させて十分溶存酸素を除去した後、塩化白金酸を上
記溶液に添加し、Ｐｔ１mmol／Ｌの溶液を得た。クエン
酸ナトリウム５mmolグラムを添加してＰＨを６とし、７
０℃で還流させつつ、攪拌を行うことによりＰｔイオン
の還元を行った。このような加熱攪拌をのべ２時間を行
った後、室温まで急冷却した。得られた金属コロイド溶
液をイオン交換樹脂に通し、陽イオンおよび陰イオンを
吸着除去し、金属コロイド溶液２５とした。
【００４８】（金属コロイド２６，２７の調製法）煮沸
したイオン交換水１リットルを沸騰させて十分溶存酸素
を除去した後、塩化白金酸を上記溶液に添加し、Ｐｔ１
mmol／Ｌの溶液を得た。本溶液を沸騰させながらクエン
酸ナトリウム５mmolグラム及び０．１規定の塩酸０．１
ｃｃを添加してＰＨを４とし、１００℃付近で還流させ
つつ、攪拌を行うことによりＰｔイオンの還元を行っ
た。このような加熱攪拌をのべ１時間を行った後、室温
まで急冷却した。得られた金属コロイド溶液をイオン交
換樹脂に通し、陽イオンおよび陰イオンを吸着除去し、
金属コロイド溶液２６とした。
【００４９】一方、煮沸したイオン交換水１リットルを
沸騰させて十分溶存酸素を除去した後、塩化白金酸を上
記溶液に添加し、Ｐｔ１mmol／Ｌの溶液を得た。本溶液
を沸騰させながらクエン酸ナトリウム５mmolグラム及び
０．１規定のアンモニア０．１ｃｃを添加してＰＨを９
とし、１００℃付近で還流させつつ、攪拌を行うことに
よりＰｔイオンの還元を行った。このような加熱攪拌を
のべ１時間を行った後、室温まで急冷却した。得られた
金属コロイド溶液をイオン交換樹脂に通し、陽イオンお
よび陰イオンを吸着除去し、金属コロイド溶液２７とし
た。
【００５０】前記金属コロイド２４〜２７を用いて、前
述した実施例１で説明したのと同様な方法にて炭素系粉
末上に金属を担持し、触媒２４〜２７を得た。
【００５１】＜比較例１＞金属コロイド溶液１の調製法
において、還元剤としてチオ硫酸ナトリウムを用いるこ
と以外は、前述した実施例１と同様にして比較金属コロ
イド溶液１を調製した。このコロイド溶液を用いて、前
述した実施例１で説明したのと同様な方法にて炭素系粉
末上に金属を担持し、比較触媒１を得た。
【００５２】＜比較例２＞一般の含浸法にて比較触媒２
を調製した。すなわち、塩化白金酸水溶液を直接ケッチ
ェンカーボンに滴下し、蒸発乾固を行い、窒素雰囲気下
において４００℃で３時間焼成することにより比較触媒
２を得た。なお、比較触媒２の白金担持量は、実施例１
と同様にした。
【００５３】得られた試作触媒１〜２７および比較触媒
１、２について、物性評価として、透過型電子顕微鏡に
て活性金属の平均粒径の測定を行い、その結果を下記表
１に示す。また、試作触媒１〜２７について、Ｘ線回折
法およびＸＰＳ法により活性金属がゼロ価の金属である
ことを確認した。
【００５４】
【表１】
【００５５】表１から明らかなように、還元剤として有
機酸を用いる方法により得られる試作触媒１〜２７は、
活性金属の粒径が小さく、活性が高いことがわかる。
【００５６】これに対し、還元剤としてチオ硫酸ナトリ
ウムを用いる方法により得られる比較触媒１と、含浸法
により作製された比較触媒２は、試作触媒１〜２７に比
べて活性金属の粒径が大きいことがわかる。
【００５７】＜実施例４＞前記触媒１、８と比較触媒
１、２を用いて固体高分子型燃料電池を製造し、その発
電特性を評価した。
【００５８】（電池セルの調製）触媒１に水／エタノー
ル混合水並びに高分子電解質溶液としてナフィオン溶液
を添加して超音波攪拌にてスラリーを調製した。得られ
たスラリーをテフロンシートに塗布して膜厚５０μｍの
固体高分子膜（デュポン社製で、商品名がナフィオン
膜）の両面に転写し、アノード極及びカソード極を形成
した。各電極中のＰｔ量は０．５ｍｇ／ｃｍ2で、ナフ
ィオン液は０．５ｍｇ／ｃｍ2であった。アノード極及
びカソード極それぞれにカーボンペーパを貼り付けた
後、これらを１対のセパレータで挟み、５ｃｍ四方の電
極セル１を製作した。
【００５９】また、触媒８および比較触媒１、２につい
ても前述した電極セル１で説明したのと同様にして電極
セル８、比較電極セル１、２を製造した。
【００６０】（発電性能評価）得られた電極セル１，８
及び比較電極セル１，２について、下記に説明する試験
条件で発電試験を行い、その結果を下記表２に示す。
【００６１】アノード側：Ｈ2 １００％、３ａｔａ、温
度６０℃、水素利用率５０％ カソード側：空気（Ａｉｒ）、３ａｔａ、温度６０℃、
空気利用率５０％
【００６２】
【表２】
【００６３】表２から明らかなように、試作触媒１，８
を含む電極セル１，８は、比較触媒１，２を含む比較電
極セル１，２に比べて高電圧を得られることがわかる。
【００６４】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る金属担
持触媒の調製方法によれば、活性金属の粒径を小さくす
ることができ、低金属量で高い活性を得ることができる
等の顕著な効果を奏する。また、本発明に係る固体高分
子型燃料電池の製造方法によれば、電極触媒の活性を向
上することができ、電池性能を改善することができる等
の顕著な効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｊ 23/46 ３０１ Ｂ０１Ｊ 23/46 ３０１Ｍ ３１１ ３１１Ｍ 23/72 23/72 Ｍ 23/745 Ｈ０１Ｍ 4/88 Ｋ 23/75 8/10 Ｈ０１Ｍ 4/88 Ｂ０１Ｊ 23/74 ３０１Ｍ 8/10 ３１１Ｍ (72)発明者 米村 将直 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 渡辺 悟 神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１ 三菱重工業株式会社基盤技術研究所内 Ｆターム(参考） 4G069 AA03 AA08 AA09 BA08A BA08B BA21C BB02A BB02B BB04A BB04B BC22A BC22B BC31A BC31B BC66A BC66B BC67A BC67B BC70A BC70B BC71A BC71B BC72A BC72B BC74A BC74B BC75A BC75B BE05C BE06C BE07C BE08C BE10C BE37C CC32 EC04Y FA02 FB06 FB08 FB15 FB16 FB46 FC04 FC07 FC09 5H018 AA06 AS02 AS03 BB12 BB16 DD08 EE02 EE03 EE06 EE12 EE19 HH05 HH08 5H026 AA06 CX04 EE02 EE06 EE12 EE19 HH05 HH08

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属塩が溶解されている水溶液と有機酸
    からなる還元剤を混合するか、あるいは金属塩が溶解さ
    れている水溶液と有機酸からなる還元剤とＰＨ調整剤と
    を混合することにより金属コロイド溶液を調製する工程
    と、 前記溶液中の金属コロイド粒子を担体に担持させる工程
    とを具備することを特徴とする担持金属触媒の調製方
    法。
  2. 【請求項２】 前記有機酸は、アルコール類、フェノー
    ル類、クエン酸類、ケトン類、アルデヒド類、カルボン
    酸類及びエーテル類から選ばれる少なくとも１種類から
    なることを特徴とする請求項１項記載の担持金属触媒の
    調製方法。
  3. 【請求項３】 前記金属コロイド溶液調製工程では、混
    合される材料の温度を３０〜１１０℃に保持することを
    特徴とする請求項１記載の担持金属触媒の調製方法。
  4. 【請求項４】 前記金属コロイド溶液調製工程では、金
    属塩が溶解されている水溶液に有機酸からなる還元剤を
    添加した際のＰＨと、金属塩が溶解されている水溶液に
    有機酸からなる還元剤及びＰＨ調整剤を添加した際のＰ
    Ｈを１〜１４にすることを特徴とする請求項１記載の担
    持金属触媒の調製方法。
  5. 【請求項５】 触媒及び高分子電解質を含むアノード極
    及びカソード極を備えた固体高分子型燃料電池の製造方
    法において、 前記アノード極及び前記カソード極のうち少なくとも一
    方の電極の触媒は、 金属塩が溶解されている水溶液と有機酸からなる還元剤
    を混合するか、あるいは金属塩が溶解されている水溶液
    と有機酸からなる還元剤とＰＨ調整剤とを混合すること
    により金属コロイド溶液を調製する工程と、 前記溶液中の金属コロイド粒子を担体粉末に担持させる
    工程とを具備する方法により作製されることを特徴とす
    る固体高分子型燃料電池の製造方法。
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