[发明专利]燃料电池用电极、燃料电池和催化剂体

说明书

本发明的燃料电池用电极具备电极内质子传导体(201)和催化剂(200)，该电极内质子传导体(201)含有金属离子、含氧阴离子和质子配位性分子，含氧阴离子和质子配位性分子中的至少任一者与金属离子配位而形成配位高分子，以电极内质子传导体(201)与催化剂(200)接触的方式设置。例如，催化剂(200)由电极内质子传导体(201)被覆。

相关申请的交叉引用

本申请基于2016年6月16日提出申请的日本申请号2016－119880号，将其记载内容援引于此。

技术领域

本公开涉及燃料电池用电极、燃料电池和催化剂体。

背景技术

从固体高分子型燃料电池系统的低成本化、系统的简化的观点考虑，期望在100℃以上的工作温度且无加湿、或者低加湿的条件下工作的电解质材料。另一方面，以往的固体高分子型燃料电池具备以全氟碳磺酸为代表那样的以水为介质进行离子传导的电解质。因此，在100℃以上、无加湿或低加湿的工作条件下，无法发挥充分的离子传导。

与此相对，为了能够在无加湿且100℃以上进行工作，提出了使用配位高分子(CP)的传导膜作为电解质材料(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016－4621号公报

发明内容

燃料电池中，以将催化剂层内的广泛范围作为反应点而得到能够有效活用的高性能的电极为目的，一般进行的是在催化剂层内设置使质子传导路径形成的电极内质子传导体。为了将使用上述专利文献1所记载的配位高分子的燃料电池在100℃以上稳定地工作，要求在100℃以上的高温下可使用的电极内质子传导体。

本公开的目的在于提供一种在高温下也高性能的燃料电池用电极、使用该燃料电池用电极的在高温下工作的燃料电池和催化剂体。

根据本公开的一个方式，燃料电池用电极具备电极内质子传导体和催化剂，该电极内质子传导体含有金属离子、含氧阴离子和质子配位性分子，含氧阴离子和质子配位性分子中的至少任一者与金属离子配位而形成配位高分子，以电极内质子传导体与催化剂接触的方式设置。

如此，燃料电池用电极中，设置由配位高分子构成的质子传导体作为电极内质子传导体。由此，即使在燃料电池在100℃以上的高温下工作的情况下，也能够使燃料电池用电极高性能化。

根据本公开的第二方式，上述第一方式所涉及的燃料电池用电极与由形成配位高分子的质子传导体构成的电解质一起构成燃料电池。由此，可以取得与上述同样的效果。

根据本公开的第三方式，催化剂体具备配位高分子和催化剂，该配位高分子含有金属离子、含氧阴离子和质子配位性分子，含氧阴离子和质子配位性分子中的至少任一者与金属离子配位，质子传导体被覆催化剂。由此，可以制成即使在高温下也为高性能的催化剂体。

附图说明

参照附图，通过下述的详细的记述，进一步明确关于本公开的上述目的和其它目的、特征或优点。

图1是表示燃料电池的构成的简要图。

图2是将催化剂层的一部分放大而成的图。

图3是表示催化剂层的制作步骤的图。

图4的(a)是催化剂层的TEM图像，(b)是以(a)的虚线IVB包围的部分的放大图像。

具体实施方式

以下，使用附图对本公开的一个实施方式进行说明。