[go: up one dir, main page]

JP2008288145A - 燃料電池 - Google Patents

燃料電池 Download PDF

Info

Publication number
JP2008288145A
JP2008288145A JP2007134235A JP2007134235A JP2008288145A JP 2008288145 A JP2008288145 A JP 2008288145A JP 2007134235 A JP2007134235 A JP 2007134235A JP 2007134235 A JP2007134235 A JP 2007134235A JP 2008288145 A JP2008288145 A JP 2008288145A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
electrode
fuel cell
catalyst
electrode catalyst
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.)
Pending
Application number
JP2007134235A
Other languages
English (en)
Inventor
Harumichi Nakanishi
治通 中西
Yusuke Kuzushima
勇介 葛島
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2007134235A priority Critical patent/JP2008288145A/ja
Publication of JP2008288145A publication Critical patent/JP2008288145A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Inert Electrodes (AREA)

Abstract

【課題】アルカリ型燃料電池用の電極触媒の反応部の面積を増大することで、燃料電池の発電性能を向上させる。
【解決手段】アルカリ型燃料電池用の電極触媒を、複数の孔を有する金属多孔体と、この金属多孔体の表面及び孔内に担持された触媒粒子とを備えるものとする。アルカリ型燃料電池は、この電極触媒を電極として用いるものとする。即ち、アルカリ型燃料電池は、陰イオンを透過させる機能を有する電解質膜と、その両側に配置された一対の電極とを備え、その一対の電極のうち一方又は両方の電極を、上記の電極触媒とする。
【選択図】図2

Description

この発明はアルカリ型燃料電池用の電極触媒及びこれを用いた燃料電池、並びにアルカリ型燃料電池用の電極触媒の形成方法に関する。
従来、例えば、特開2004−288378号公報には、アルカリ型燃料電池の1つとして、ヒドラジンを燃料として用いる燃料電池が開示されている。具体的に、上記従来技術の燃料電池は、ヒドラジンを溶解した水酸化カリウム水溶液である電解液と、燃料極と空気極とにより構成されている。空気極は平面状に形成され、一面が空気導入口側に配置され空気に接触し、反対側の面において電解液に接触するように構成されている。一方、燃料極は、平板状に形成され電解液中に浸漬されている。また、燃料極としては、板状あるいは球体状に成形された発泡Ni等の発泡金属からなる集電材の表面に水素吸蔵合金をスパッタ等により成膜したものを燃料極として使用している。
ところで、ヒドラジンを燃料とする燃料電池においては、ヒドラジンの持つ高エネルギーを有効に引き出す燃料極が必要となる。具体的に、ヒドラジン燃料電池における燃料極では、燃料として供給されたヒドラジンを分解し、窒素ガスと水素イオンと電子とを生じさせる必要がある。このため、上記従来技術のようなヒドラジン燃料電池の燃料極では、ヒドラジン分解活性が高いこと、触媒の反応面積が大きいこと、電気抵抗が小さいこと、更に電極が崩壊しないことが要求される。
この点、金属は電気抵抗が小さく、またNi等の金属は耐アルカリ性に優れている。従って、上記従来技術によれば、燃料極の電気抵抗を低減し、腐食が少なく崩壊が起こりにくい電極とすることができるとしている。また、燃料極である発泡金属は複数の空間(気孔)を有する金属骨格からなる。従って、気孔内の表面積を含めると発泡金属全体としての表面積が広く、触媒としての反応面積が広く確保されている。また、水素吸蔵合金は、ヒドラジンに対する分解活性が高く、供給されたヒドラジンを効率良く酸化させて窒素ガスと水素イオンを生成する。従って、燃料極の分解活性が高められている。
特開2004−288378号公報
ところで、上記従来技術は、ヒドラジン型燃料電池に関するものであり、板状または球体状に成形された燃料極を電解液中に浸漬して構成される。つまり、上記従来技術の電極反応部は、集電板に電解質が染み込むことで形成されている。従って、この燃料極の反応面積は、発泡金属の板あるいは球体の孔内部を含む全表面積に依存するものであり、発泡金属の全表面積以上の反応面積を得ることができない。また、スパッタや溶射等により成膜される水素吸蔵合金の膜は、発泡金属の孔内には及ばず、発泡金属の表面にのみ形成されると考えられる。従って、水素吸蔵合金により触媒活性の高められている部分は、結局、発泡金属の孔内を含まない表面のみに留まっている。
更に、上記従来技術は、燃料をヒドラジンとし、電解液中に燃料極の集電板を浸漬させて構成されるアルカリ電池に適用される。しかし、アルカリ型燃料電池は、これに限るものではなく、例えば、陰イオンを透過する電解質膜の両側に、複数の触媒粒子を担持させてなる担持体を電解質膜に混合したものを塗布して電極触媒とした構成を有する燃料電池がある。このような燃料電池においても、触媒の反応部の面積をより増大させた電極触媒の開発が期待される。
従って、この発明は、上記の課題を解決することを目的として、反応面積を増大し、燃料を効率良く利用できるように改良したアルカリ型燃料電池用の電極触媒及びこれを用いたアルカリ型燃料電池並びに、この製造方法を提供するものである。
第1の発明は、上記の目的を達成するため、アルカリ型燃料電池用の電極触媒であって 複数の孔を有する金属多孔体と、
前記金属多孔体の表面及び孔内に担持された触媒粒子と、
を備えることを特徴とする。
第2の発明は、第1の発明において、前記金属多孔体は、Fe,Co,Ni,Cu及びRuからなる金属群のいずれか1以上の金属からなることを特徴とする。
第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記触媒粒子は、Fe,Co及びNiからなる粒子又はNi粒子であることを特徴とする。
第4の発明は、アルカリ型燃料電池であって、
陰イオンを透過させる機能を有する電解質膜と、
前記電解質膜の両側に配置された一対の電極と、を備え、
前記一対の電極のうち、少なくとも一方は、第1から第3のいずれかの電極触媒であることを特徴とする。
第5の発明は、アルカリ型燃料電池用の電極触媒の作製方法であって、
金属多孔体の材料となる第1金属と、Al,Sn,Zn及びPbからなる金属群のうちいずれかの第2金属との合金から、アルカリ溶液を用いて該第2金属を溶解させて金属多孔体を製造し、
触媒粒子となる第3金属の酢酸塩を酢酸溶液に溶解した混合溶液に、前記金属多孔体を添加し、
前記金属多孔体を添加した前記混合溶液を真空脱気し、
前記真空脱気後の前記混合溶液から前記金属多孔体を取り出し、
前記金属多孔体を加熱することを特徴とする。
第6の発明は、第5の発明において、
前記金属多孔体は、Fe,Co,Ni,Cu及びRuからなる金属群のうちいずれか1以上の金属からなることを特徴とする。
第7の発明は、第5又は第6の発明において、前記第3金属は、Fe,Co及びNiからなる金属群のうちいずれか1以上の金属であることを特徴とする。
第1の発明によれば、アルカリ型燃料電池用の電極触媒は、複数の孔を有する金属多孔体と、金属多孔体の表面及び孔内に担持された触媒粒子とを有する。これにより、燃料電池の各電極触媒における反応を金属多孔体の孔内においても促すことができ、触媒の反応部の面積を増大させることができる。従って燃料電池の発電性能を向上させることができる。
第2の発明によれば、金属多孔体は、Fe,Co,Ni,Cu及びRuからなる金属群のいずれか1以上の金属からなる。これらの金属を触媒の担体として用いることにより、電極の電気抵抗を低減することができる。また、これらの金属は耐アルカリ性が高いため、アルカリ型燃料電池において電極触媒として用いた場合にも腐食や崩壊が起こりにくく、電極として好適である。
第3の発明によれば、触媒粒子として、Fe,Co及びNiからなる粒子又はNi粒子が用いられる。これらの触媒は、耐アルカリ性が高く、腐食が起こりにくいため、アルカリ型燃料電池の電極触媒として好適である。また従来の白金を触媒粒子として用いる場合に比べて、電極触媒のコストダウンを図ることができる。更に、Fe-Co-Ni粒子を用いる場合には、アルコール等のC-C結合を有する燃料が供給された場合に、C-C結合を切断することができるため、より触媒活性の高い電極として用いることができる。
第4の発明によれば、電極触媒は、陰イオン交換膜の両側、あるいは一方の面に電極として配置される。これにより、上記の効果を有するアルカリ型燃料電池とすることができ、アルカリ型燃料電池の発電性能を高めることができる。
第5の発明によれば、複数の孔を有する金属多孔体の、表面及び孔内部にまで触媒粒子を担持させた電極触媒を作製することができる。従って、反応部の面積の大きい電極触媒を得ることができる。
第6の発明によれば、金属多孔体は、Fe,Co,Ni,Cu及びRuからなる金属群のいずれか1以上の金属からなる。これらの金属を触媒の担体として用いることにより、電極の電気抵抗を低減することができる。また、これらの金属は耐アルカリ性が高いため、アルカリ型燃料電池において電極触媒として用いた場合にも腐食や崩壊が起こりにくく、電極として好適である。
第7の発明によれば、触媒粒子として、Fe,Co及びNiからなる粒子又はNi粒子が用いられる。これらの触媒は、耐アルカリ性が高く腐食が起こりにくいため、アルカリ型燃料電池の触媒として好適である。また従来の白金を触媒粒子として用いる場合に比べて、電極触媒のコストダウンを図ることができる。更に、Fe-Co-Ni粒子を用いる場合には、アルコール等のC-C結合を有する燃料が供給された場合に、C-C結合を切断することができるため、より触媒活性の高い電極として用いることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
実施の形態.
図1は、この発明の実施の形態の燃料電池の構成について説明するための図である。図1に示す燃料電池はアルカリ型燃料電池である。燃料電池はアニオン交換膜10(電解質膜)を有している。アニオン交換膜10の両側には一対の電極として、アノード極20及びカソード極30が配置されている。アノード極20及びカソード極30の両外側には集電板40が配置されている。アノード極20側の集電板40の一面側には燃料経路50が接続され、燃料経路50には燃料供給源(図示せず)が接続されている。燃料供給源から、燃料経路50及び集電板40を介してアノード極20に燃料が供給され、アノード極20から未反応の燃料等が排出される。一方、カソード極30側の集電板40の一面側には酸素経路60が接続されている。酸素経路60及び集電板40を介して、カソード極30に大気が供給され、カソード極30から未反応の酸素を含む大気オフガスが排出される。
燃料電池の発電の際にはアノード極20には燃料として、例えばエタノール等の水素を含む燃料が供給される。一方、カソード極30には大気(又は酸素)が供給される。アノード極20に燃料が供給されると、アノード極20の電極触媒の機能により燃料中の水素原子と、アニオン交換膜10を通過した水酸化物イオンとが反応して水が生成されると共に、電子が放出される。アノード極20での反応は、燃料として純水素が供給される場合には、次式(1)のようになり、エタノールが供給される場合には、次式(2)のようになる。
+2OH → 2HO+2e ・・・・(1)
CHCHOH+12OH → 2CO+9HO+12e ・・・(2)
一方、カソード極30に大気が供給されると、大気中の酸素分子はカソード極30の電極触媒の機能により、いくつかの段階を経て、電極から電子を受け取って水酸化物イオンが生成される。水酸化物イオンはアニオン交換膜10を通過してアノード極10側に移動する。カソード極30での反応は、次式(3)のようになる。
1/2O+HO+2e → 2OH ・・・・(3)
以上のようなアノード極20側とカソード極30側における反応をまとめると、燃料電池全体では次式(4)のように水の生成反応が起き、このときの電子が両極側の集電板40を介して移動することになる。
+1/2O → HO ・・・・(4)
このようなアルカリ型の燃料電池において、アニオン交換膜10は、カソード極30の電極触媒で生成される水酸化物イオン(OH-)をアノード極20に移動させることができる媒体であれば特に限定されない。具体的にアニオン交換膜10としては、例えば、1〜3級アミノ基、4級アンモニウム基、ピリジル基、イミダゾール基、4級ビリジウム基、4級イミダゾリウム基などのアニオン交換基を有する固体高分子膜(アニオン交換樹脂)があげられる。また、固体高分子の膜としては、例えば、炭化水素系及びフッ素系樹脂などがあげられる。
アノード極20及びカソード極30は同一の構造を有している。具体的に両極は、それぞれ少なくとも電極触媒を有している。アノード極20の電極触媒は、上記(1)又は(2)式のように、供給された燃料中から水素原子を取り出し、アニオン交換膜10を通過した水酸化物イオンと反応させて水(H2O)を生成すると共に、集電板40に電子(e-)を放出する触媒としての機能を有している。一方、カソード極30の電極触媒は、上記(3)式のように、集電板40から電子(e-)を受け取って、酸素(O2)と水(H2O)とから水酸化イオンを生成させる触媒作用を有している。
ところで、燃料電池の発電性能を向上させるためには、アノード極20における(1)又は(2)式の燃料の分解と、カソード極30における(3)式の酸素からの水酸化物イオン(OH-)の生成とが効率良く進行することが重要となる。このため、各電極における触媒の反応面積を増大させることが有効となる。実施の形態の燃料電池においては、各電極における反応面積を増大させるため、下記の電極触媒を採用する。
図2は、図1の点線(A)で囲むアノード極20の一部分を拡大した図である。図2にはアノード極20の電極触媒を拡大して表しているが、上記のようにカソード極30の電極触媒も同様の構成を有している。図2に示すように、電極触媒22は、担体に触媒粒子を担持した担持体であり、燃料電池におけるアノード極20及びカソード極30は、この担持体がアニオン交換膜10と同様の成分を溶解させた電解質溶液12に混合されて、アニオン交換膜10に塗布されることにより形成されている。
電極触媒22の担体はNi多孔体粉末24(金属多孔体)により構成されている。Ni多孔体粉末24は数μm〜数十μmの粒子であり、粉末中に複数の細孔26を有している。Ni多孔体中の細孔26の比率は80[Vol.%]〜96[Vol.%]である。
Ni多孔体粉末24には複数のFe-Co-Niからなる触媒粒子28が担持されている。触媒粒子28は、アノード極20、カソード極30のそれぞれにおいて、上記(1)、(2)又は(3)に示す反応を促進させると共に、アノード極20に供給されたエタノール等の燃料中のC-C結合を切断する機能を有し、燃料から水素を生成する反応を促進することができる。
ここで、触媒粒子28は、Ni多孔体粉末24の表面及び細孔26の内部に担持されている。従って、電極触媒22の反応部(三層界面)は、Ni多孔体粉末24の表面だけでなく細孔26の内部にまで形成され、反応面積が大きく確保されている。電極触媒22に燃料が供給されると、燃料は細孔26内部にまで侵入し、電極触媒22の表面及び細孔26内において触媒粒子28に接し、上記(1)、(2)又は(3)の反応が促進される。従って、より効率良く発電反応を促進することができ、燃料電池の発電性能の向上が図られている。
図3は、この発明の実施の形態における電極触媒22の形成方法について説明するための図である。図3の[工程01]において、まずNiとAlとの合金粉末が作製される。ここで、NiとAlの体積比は1:9とされる。次に作製されたNi/Al合金を、数[μm]〜数十[μm]のサイズに粉砕する[工程02]。次に、Ni/Al合金をアルカリ溶液にて処理する[工程03]。ここでアルカリ溶液は、濃度2[mol/l]程度のものを用いる。アルカリ溶液の処理によりNi/Al合金のAl部分が溶解して、Ni多孔体粉末24が作製される。
次に、酢酸Fe、酢酸Co、酢酸Niを、それぞれ酢酸溶液に溶解させ、酢酸溶液を作製する[工程05]。ここで作製されるFe酢酸溶液、Co酢酸溶液、及びNi酢酸溶液の濃度は、それぞれ0.005[mol/l]〜10[mol/l]となるようにする。次に、Fe酢酸溶液、Co酢酸溶液及びNi酢酸溶液を混合して、混合溶液を作製する[工程06]。各溶液の体積混合比は、等量とする。なお、混合溶液の温度は60[℃]程度とする。
次に、工程06において作製された混合溶液中に、Ni多孔体粉末24を混合する[工程07]。ここでの混合比は、重量比で1:10〜10:1[wt.%]の範囲とするのが望ましい。より好適には、1:2〜4:1[wt.%]とする。次に、真空脱気を行う[工程08]。真空脱気の結果、細孔26内に溜まるガスが脱気され、その分、細孔26内部に多くの混合溶液が浸入することとなる。
次に、溶液中から濾過等によってNi多孔体粉末24が取り出されて、不活性ガス中で熱処理が行われる[工程09]。ここでの温度は400[℃]とする。これにより、混合溶液中のFe-Co-Ni触媒がNi多孔体粉末24表面及び細孔26内に担持された担持体である電極触媒が形成される。その後、担持体は電解質膜と同じ成分を溶解させた電解質溶液12に混合され、電極触媒22として、アニオン交換膜10表面に塗布される。これにより、アニオン交換膜10の両側に、触媒粒子28としてFe-Co-Ni触媒を担持するNi多孔体粉末24からなる電極触媒が形成される。
このように作製された電極触媒22を用いることにより、アノード極20及びカソード極30の反応部の面積を増大させることができる。従って、両電極触媒における反応を促進することができ、燃料電池の発電性能を向上させることができる。
図4は、この発明の実施の形態における電極触媒を用いた燃料電池と、従来の燃料電池との電流密度と電圧との関係(I-V特性)を検証した結果を示す図である。図において横軸は電流密度[A/cm2]を表し、縦軸は電圧[V]を表している。また従来の燃料電池の電極触媒としてはFe-Co-Ni触媒をカーボンに担持させたものを用いている。図4から、この実施の形態の燃料電池の方が、従来の燃料電池に比べて発電性能が向上していることが確認される。即ち、電極触媒としてFe-Co-Ni触媒28をNi多孔体粉末24に担持させることで、発電性能を向上させることが確認される。
なお、実施の形態においては、触媒粒子としてFe-Co-Ni触媒28を用いる場合について説明した。触媒粒子としてFe-Co-Ni触媒28を用いることにより、燃料としてエタノール等のC-C結合を有するものが供給された場合に、そのC-C結合を効率的に切断し、アノード極20における反応を促進することができる。しかし、この発明において触媒粒子はFe-Co−Niに限るものではない。例えば、触媒粒子としては、Fe、Co、Ni、あるいはPt等を用いることができる。
具体的に例えば、Niを用いる場合には、上記の触媒の作製の[工程05]において、酢酸溶液にNi酢酸を加えた、濃度0.005[mol/l]〜10[mol/l]の混合溶液のみを準備する。その後、[工程06]を行わずに、工程07〜工程10を行うことにより電極触媒が作製される。
図5は、触媒粒子をNiとし、これをNi多孔体粉末に担持させた電極触媒を用いた燃料電池と、従来の燃料電池のI-V特性を比較検証した結果を示す図である。図において横軸は電流密度[A/cm2]を表し、縦軸は電圧[V]を表している。また、従来の燃料電池の電極触媒としては、カーボンにNi触媒を担持させたものを用いている。図5から、触媒粒子としてNiを用いた場合にも、Ni多孔体粉末24を担体として用いることで、従来の燃料電池と比較して発電性能が向上していることが確認される。
なお、実施の形態では、アノード極20及びカソード極30が共に同一の構成を有する場合について説明した。しかしこの発明は、これに限るものではなく、いずれかの電極触媒に実施の形態に説明した電極触媒を用いることで、ある程度発電性能を向上させることができる。この場合、実施の形態の電極触媒を用いない電極の電極触媒としては、例えば、Fe、Co、Ni、あるいはPt等により構成されたもの、あるいは、これらの金属のいずれかをカーボン等の担体に担持させたもの、あるいは、これらの金属原子を中心金属とする有機金属錯体、あるいは、このような有機金属錯体を担体に担持させたもの等を用いることができる。また、各電極電極触媒の表面には多孔体等で構成された拡散層を配置することもできる。
また、実施の形態では触媒粒子を担持する担体(金属多孔体)としてNi多孔体粉末24を用いる場合について説明した。Ni多孔体粉末24を用いることで、反応面を増大させると共に、電極の抵抗を低減することができる。また、多孔体自体が触媒としての機能し、より電極触媒としての機能を向上させることができる。しかし、この発明において金属多孔体はこれに限るものではなく、他の金属多孔体を用いることもできる。具体的に例えば、Niに替えて、Fe,Co,Cu,Ru等の金属からなる多孔体粉末を用いることができる。
また、Ni多孔体粉末を作製する方法として、Ni/Al合金粉末を作製して、Alを溶解させるものについて説明した。しかし、この発明において金属多孔体の作製方法はこれに限るものではなく、他の方法により金属多孔体が作成されるものであってもよい。また、Ni多孔体粉末を作成する場合に、Ni/Al合金粉末に替えて、Ni/Sn、Ni/Zn、Ni/Pb等の合金粉末を作製し、Sn,Zn,Pbを溶解させることでNi多孔体粉末を作製することもできる。同様に、Fe,Co,Cu又はRu等の金属多孔体を用いる場合には、Fe/Al,Co/Al,Cu/Al,Ru/Al,Fe/Sn,Co/Sn,Cu/Sn,Ru/Sn,Fe/Zn,Co/Zn,Cu/Zn,Ru/Zn,Fe/Pb,Co/Pb,Cu/Pb,Ru/Pb等の合金粉末を作製し、それぞれSn,Zn,Pbを溶解させることで、これらの金属多孔体粉末を作成することができる。
また、実施の形態では、燃料電池としてアニオン交換膜を用いたアルカリ型燃料電池を用いる場合について説明した。しかし、この発明はこのような燃料電池に限るものではなく、例えばアニオン交換膜に替えて、KOH等の陰イオンを透過させる電解質を用いたアルカリ電池等であってもよい。
また、実施の形態では、アニオン交換膜10の両側にアノード極20及びカソード極30がそれぞれ配置され、集電板40を介して、それぞれに反応ガス経路50、60が設けられたものについて説明した。しかし、燃料電池はこれに限るものではなく、アニオン交換膜の両側にアノード極及びカソード極が配置された発電部が、集電板やセパレータを介して複数積層されたスタック構造を有するものであっても良い。この場合にも各電極としてこの発明の電極触媒を用いることで、発電性能の高い燃料電池を得ることができる。
また、実施の形態では、燃料としてエタノールを用いる場合について説明した。エタノールであれば、比較的安価に入手可能な材料で効率良く発電することができるためであるが、しかし、この発明において燃料はエタノールに限るものではない。実施の形態において説明したように、イオン交換膜としてアニオン交換膜10を用いる場合の燃料としては、エタノールのほかに例えばメタン、アンモニア等を考えることができる。
以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に限定されるものではない。また、実施の形態において説明する構造や、方法におけるステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
この発明の実施の形態における燃料電池について説明するための図である。 この発明の実施の形態における燃料電池の電極触媒について説明するための図である。 この発明の実施の形態の電極触媒の作製方法について説明するための図である。 この発明の実施の形態の燃料電池の特性について説明するための図である。 この発明の実施の形態の他の例の燃料電池の特性について説明するための図である。
符号の説明
10 アニオン交換膜
20 アノード極
22 電極触媒
24 Ni多孔体粉末
26 細孔
28 触媒粒子
30 カソード極
40 集電板
50 燃料経路
60 酸素経路

Claims (7)

  1. 複数の孔を有する金属多孔体と、
    前記金属多孔体の表面及び孔内に担持された触媒粒子と、
    を備えることを特徴とするアルカリ型燃料電池用の電極触媒。
  2. 前記金属多孔体は、Fe,Co,Ni,Cu及びRuからなる金属群のいずれか1以上の金属からなることを特徴とする請求項1に記載のアルカリ型燃料電池用の電極触媒。
  3. 前記触媒粒子は、Fe,Co及びNiからなる粒子又はNi粒子であることを特徴とする請求項1又は2に記載のアルカリ型燃料電池用の電極触媒。
  4. 陰イオンを透過させる機能を有する電解質膜と、
    前記電解質膜の両側に配置された一対の電極と、を備え、
    前記一対の電極のうち、少なくとも一方は、請求項1から3のいずれかに記載の電極触媒であることを特徴とするアルカリ型燃料電池。
  5. 金属多孔体の材料となる第1金属と、Al,Sn,Zn及びPbからなる金属群のうちいずれかの第2金属との合金から、アルカリ溶液を用いて該第2金属を溶解させて金属多孔体を製造し、
    触媒粒子となる第3金属の酢酸塩を酢酸溶液に溶解した混合溶液に、前記金属多孔体を添加し、
    前記金属多孔体を添加した前記混合溶液を真空脱気し、
    前記真空脱気後の前記混合溶液から前記金属多孔体を取り出し、
    前記金属多孔体を加熱する、
    ことを特徴とするアルカリ型燃料電池用の電極触媒の作製方法。
  6. 前記金属多孔体は、Fe,Co,Ni,Cu及びRuからなる金属群のうちいずれか1以上の金属からなることを特徴とする請求項5に記載のアルカリ型燃料電池用の電極触媒の作製方法。
  7. 前記第3金属は、Fe,Co及びNiからなる金属群のうちいずれか1以上の金属であることを特徴とする請求項5又は6に記載のアルカリ型燃料電池用の電極触媒の作製方法。
JP2007134235A 2007-05-21 2007-05-21 燃料電池 Pending JP2008288145A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007134235A JP2008288145A (ja) 2007-05-21 2007-05-21 燃料電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007134235A JP2008288145A (ja) 2007-05-21 2007-05-21 燃料電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008288145A true JP2008288145A (ja) 2008-11-27

Family

ID=40147657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007134235A Pending JP2008288145A (ja) 2007-05-21 2007-05-21 燃料電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008288145A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011129329A (ja) * 2009-12-17 2011-06-30 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 直接液体燃料型燃料電池
JP2013046895A (ja) * 2011-08-29 2013-03-07 Daihatsu Motor Co Ltd ヒドラジン分解触媒

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4831413B1 (ja) * 1968-09-20 1973-09-28
JPS5937667A (ja) * 1982-08-26 1984-03-01 Toshiba Corp 金属酸化物・水素電池
JPS6226555B2 (ja) * 1981-04-24 1987-06-09 Hitachi Ltd
JP2003515237A (ja) * 1999-11-18 2003-04-22 プロトン エネルギー システムズ,インク. 高差圧電気化学電池
JP2003535449A (ja) * 2000-06-02 2003-11-25 バイエル アクチェンゲゼルシャフト 寸法安定性ガス拡散電極
JP2005197178A (ja) * 2004-01-09 2005-07-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池用電極
WO2006074829A1 (en) * 2005-01-11 2006-07-20 Acta S.P.A. Membrane-electrode assemblies for fuel cell, their manufacture and use and fuel cells incorporating them
JP2006244961A (ja) * 2005-03-07 2006-09-14 Daihatsu Motor Co Ltd 燃料電池
US20060286429A1 (en) * 2000-09-27 2006-12-21 Shiepe Jason K Method and apparatus for improved fluid flow within an electrochemical cell
JP2008504660A (ja) * 2004-07-02 2008-02-14 ソルヴェイ(ソシエテ アノニム) イオン交換膜を含む固体アルカリ型燃料電池

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4831413B1 (ja) * 1968-09-20 1973-09-28
JPS6226555B2 (ja) * 1981-04-24 1987-06-09 Hitachi Ltd
JPS5937667A (ja) * 1982-08-26 1984-03-01 Toshiba Corp 金属酸化物・水素電池
JP2003515237A (ja) * 1999-11-18 2003-04-22 プロトン エネルギー システムズ,インク. 高差圧電気化学電池
JP2003535449A (ja) * 2000-06-02 2003-11-25 バイエル アクチェンゲゼルシャフト 寸法安定性ガス拡散電極
US20060286429A1 (en) * 2000-09-27 2006-12-21 Shiepe Jason K Method and apparatus for improved fluid flow within an electrochemical cell
JP2005197178A (ja) * 2004-01-09 2005-07-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池用電極
JP2008504660A (ja) * 2004-07-02 2008-02-14 ソルヴェイ(ソシエテ アノニム) イオン交換膜を含む固体アルカリ型燃料電池
WO2006074829A1 (en) * 2005-01-11 2006-07-20 Acta S.P.A. Membrane-electrode assemblies for fuel cell, their manufacture and use and fuel cells incorporating them
JP2006244961A (ja) * 2005-03-07 2006-09-14 Daihatsu Motor Co Ltd 燃料電池

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6012038684; Jacob S. Spendelow et al.: 'Electrocatalysis of oxygen reduction and small alcohol oxidation in alkaline media' Physical Chemistry Chemical Physics 9, 20070509, p.2654-2675 *
JPN6012038685; Koji Yamada et al.: 'Potential application of anion-exchange membrane for hydrazine fuel cell electrolyte' Electrochemistry Communications 5, 2003, p.892-896 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011129329A (ja) * 2009-12-17 2011-06-30 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 直接液体燃料型燃料電池
JP2013046895A (ja) * 2011-08-29 2013-03-07 Daihatsu Motor Co Ltd ヒドラジン分解触媒

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5587797B2 (ja) 選択透過性膜のない直接燃料電池及びその構成要素
CN113493917B (zh) 二氧化碳电解池用电极催化剂层、及具备其的电解池和二氧化碳电解用电解装置
JP3936702B2 (ja) 直接メタノール燃料電池のカソード用触媒
US20100227249A1 (en) Production method of an electrode catalyst for a fuel cell, electrode catalyst for a fuel cell, and solid polymer fuel cell comprising the same
Akay et al. Direct Liquid Fuel Cells: Fundamentals, Advances and Future
JP5119738B2 (ja) アルカリ型燃料電池用の電極触媒、アルカリ型燃料電池、及び、アルカリ型燃料電池用電極触媒の形成方法
JP5181528B2 (ja) アルカリ型燃料電池用電極触媒の製造方法、及び、アルカリ型燃料電池の製造方法。
JP5360821B2 (ja) 直接型燃料電池
JP2009217975A (ja) 燃料極触媒、膜電極接合体及び燃料電池
JP2008288145A (ja) 燃料電池
JP2019192501A (ja) 燃料電池用電極触媒
US7754644B2 (en) Noble metal particle and process of producing the same
Kim et al. Carbon‐Neutralized Direct Methanol Fuel Cell Using Bifunctional (Methanol Oxidation/CO2 Reduction) Electrodes
JP2005203147A (ja) 電極触媒、電極触媒の製造方法、及び燃料電池
JPWO2004054019A1 (ja) 燃料電池の電解質膜上に反応層を形成する方法及び電解質膜
JP2013137884A (ja) 膜/電極接合体、およびこれを用いた燃料電池
JP2008041291A (ja) 燃料極触媒、膜電極接合体及び燃料電池
JP2005302554A (ja) 固体高分子形燃料電池およびその製造方法
JP2013037891A (ja) 触媒、及び該触媒を用いた直接メタノール燃料電池用電極
JP2014175118A (ja) 燃料電池用カソード触媒、及び、アルカリ形燃料電池
JP2008066017A (ja) 触媒層形成用ペースト、それを用いた触媒電極、それを用いた膜電極接合体、およびそれらの製造方法
JP2008288134A (ja) 燃料電池
JP2003272641A (ja) 燃料電池用アノード触媒
JP2007141776A (ja) 燃料直接形燃料電池用電極の製造方法、該製造方法により得られる燃料直接形燃料電池用電極、燃料直接形燃料電池および電子機器
JP2007122934A (ja) 燃料電池及び膜電極接合体

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100408

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120725

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120731

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120918

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121211

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130409