[发明专利]燃料电池用催化剂层的制造方法

说明书

本发明提供一种能够使离聚物充分地浸入具有微细细孔的载体的细孔内部的燃料电池用催化剂层的制造方法。所述燃料电池用催化剂层的制造方法是在具有微细细孔的载体担载催化剂并用离聚物被覆该催化剂的燃料电池用催化剂层的制造方法，其特征在于，具有:使用硝酸使所述载体的表面亲水化的工序；和在所述亲水化工序后，使用球磨机使所述载体、所述催化剂和所述离聚物分散的工序；在所述亲水化工序中，使所述载体的单位比表面积的酸性官能团量为1.79μmol/m²以上。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池用催化剂层的制造方法。

背景技术

在燃料电池的领域中，以往着眼于催化剂层尝试谋求燃料电池的性能提高。

例如，在专利文献1中公开了一种催化剂层，通过介孔碳载体的平均细孔直径与催化剂配合物的平均粒径一致，使催化剂均匀地担载于载体表面。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2015－071784号公报

专利文献1:日本特开2002－025560号公报

专利文献2:国际公开第2007－126153号

专利文献3:日本特开2004－311060号公报

发明内容

但是，如果仅仅是专利文献1所公开这样的载体的平均细孔直径与催化剂配合物的平均粒径一致的构成，存在无法使离聚物充分地浸入介孔碳这样的具有微细的细孔的载体的细孔内部，低湿度条件下的燃料电池的发电性能不充分这样的问题。

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，本发明的目的在于提供一种能够使离聚物充分地浸入具有微细的细孔的载体的细孔内部的燃料电池用催化剂层的制造方法。

本发明的燃料电池用催化剂层的制造方法是在具有微细的细孔的载体担载催化剂并用离聚物被覆该催化剂的燃料电池用催化剂层的制造方法，其特征在于，具有:

使用硝酸使所述载体的表面亲水化的工序；和

在所述亲水化工序后，使用球磨机使所述载体、所述催化剂和所述离聚物分散的工序；

在所述亲水化工序中，使所述载体的单位比表面积的酸性官能团量为1.79μmol/m²以上。

在本发明的燃料电池用催化剂层的制造方法中，优选所述载体的平均细孔直径为2nm～10nm。

在本发明的燃料电池用催化剂层的制造方法中，优选所述载体为选自碳载体、金属氮化物载体、金属碳化物载体和金属氧化物载体中的至少一种。

根据本发明，可以提供一种能够使离聚物充分地浸入具有微细的细孔的载体的细孔内部的燃料电池用催化剂层的制造方法。

附图说明

图1是实施例1的燃料电池用催化剂的TEM图像。

图2是比较例3的燃料电池用催化剂的TEM图像。

图3是比较例4的燃料电池用催化剂的TEM图像。

图4是表示实施例1～2、比较例1～4的IV性能的湿度非依赖性相对于载体的单位比表面积的酸性官能团量的图。

图5是表示实施例1、比较例3～4中得到的燃料电池的电压－燃料电池温度曲线的图。

具体实施方式

本发明的燃料电池用催化剂层的制造方法是在具有微细的细孔的载体担载催化剂并用离聚物被覆该催化剂的燃料电池用催化剂层的制造方法，其特征在于，具有: