[发明专利]承载量测定装置以及承载量测定方法

说明书

本发明提供一种能够高精度地进行金属催化剂的承载量测定的技术。承载量测定部(50)从振荡器(52)对在Y轴方向上搬运的基材(90)照射电磁波，并检测透射基材(90)后的电磁波的电场强度，由此测定催化剂层(92)中的金属催化剂的承载量。承载量测定部(50)具备：端部位置确定部(6050)，其确定催化剂层(92)的Y轴方向两侧的端部(92E、92E)的位置；以及承载量确定部(604)，其从由多个检测元件(540)检测出的电磁波的电场强度去除在端部位置处因电磁波衍射而产生的衍射电磁波的强度，确定催化剂层(92)中的每个透射位置处的承载量。

技术领域

本发明涉及一种测定形成于基材的催化剂层中的金属催化剂的承载量的技术。

背景技术

固体高分子形燃料电池(PEFC)为电解质由高分子构成的燃料电池。作为固体高分子电解质，作为一例使用离子交换树脂。PEFC隔着该固体高分子电解质而配置负极和正极这两个电极，向负极侧供给氢燃料并且向正极侧供给氧或空气，由此引起电化学反应而发电。

例如在将氢用作燃料的情况下，在负极中发生以下式的反应。

H₂→2H⁺+2e^-

另外，在将氧用作氧化剂的情况下，在正极中发生以下式的反应而生成水。

1/2O₂+2H⁺+2e^-→H₂O

为了最大限度地发挥该燃料电池的正极和负极的反应，与正极和负极混合的催化剂层较为重要。为此，要求一种高精度地测定催化剂层中的金属催化剂的承载量的技术。

在专利文献1中公开了以下技术：利用金属催化剂的承载量与太赫磁波的透射率的相关性高这一情况，测定催化剂层中的金属催化剂的承载量。具体地说，从振荡器呈放射状地扩散的太赫磁波照射到基材，由呈直线状地排列的多个检测元件检测透射催化剂层后的太赫磁波(以下，还称为透射太赫磁波)的电场强度。而且，根据检测出的透射太赫磁波的透射率，来确定催化剂层的承载量。

另外，在专利文献1中公开了以下情况：一边通过所谓的辊对辊来搬运基材一边从振荡器朝向基材输出电磁波，通过检测元件来检测透射催化剂层后的电磁波的电场强度。

另外，在专利文献2中，作为检测太赫磁波的元件，公开了在室温下具有高速(例如25微微秒)的响应速度的检测元件。公开了以下一种系统：通过将该检测元件二维地进行排列，较高速(例如每隔0.5秒钟)地对太赫磁波强度分布进行图像显示。例如线状地配置这种检测元件，由此一边通过辊对辊来搬运基材一边能够测定形成于其表面的催化剂层中的金属催化剂的承载量。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2016-151562号公报

专利文献2：国际公开第2013/09805号

发明内容

通常，在存在障碍物时，电磁波通过以障碍物端点为基点的衍射现象迂回到障碍物背后而传递。为此，在专利文献1中，在向基材照射太赫磁波时，在催化剂层的端部中衍射的太赫磁波(以下，还称为“衍射太赫磁波”)能够入射到周边的检测元件。因而，除了检测透射催化剂层后的透射太赫磁波的电场强度以外，还检测衍射太赫磁波的电场强度，从而难以高精度地测定承载量。