[发明专利]催化剂、其制造方法、电极材料、燃料电池及碳纤维

权利要求书

1.一种催化剂，其特征在于，在通过进行粉碎处理使得BET比表面积成为4～100m²/g、纵横比成为1～200的、平均外径为2～500nm的气相生长碳纤维上担载有促进氧化还原反应的催化剂金属，并且，所述气相生长碳纤维在粉碎前，在惰性气体气氛下、在温度2000～3000℃下进行了热处理。

2.如权利要求1所述的催化剂，其中，气相生长碳纤维是没有进行硝酸处理的碳纤维。

3.如权利要求1所述的催化剂，其中，粉碎后的平均纤维长度相对于粉碎前的平均纤维长度的比为0.8以下。

4.如权利要求1所述的催化剂，其中，粉碎后的比表面积相对于粉碎前的比表面积的比为1.1以上。

5.如权利要求1所述的催化剂，其中，气相生长碳纤维是含有分支状气相生长碳纤维的碳纤维。

6.如权利要求1所述的催化剂，其中，催化剂金属为选自铂、第4周期及第5周期过渡金属中的至少1种金属或其合金。

7.一种催化剂的制造方法，其特征在于，将烃热分解而得到的平均外径为2～500nm的气相生长碳纤维、或者该气相生长碳纤维在惰性气体气氛下、在温度2000～3000℃下进行了热处理的气相生长碳纤维进行粉碎，使得BET比表面积达到4～100m²/g、纵横比达到1～200，然后，担载促进氧化还原反应的催化剂金属。

8.如权利要求7所述的催化剂的制造方法，其中，催化剂金属的担载是采用液相还原法进行的。

9.如权利要求7所述的催化剂的制造方法，其中，在粉碎气相生长碳纤维后，在惰性气体气氛下、在温度2000～3000℃下进行热处理。

10.如权利要求7所述的催化剂的制造方法，其中，粉碎是通过利用冲击力的干式粉碎进行的。

11.如权利要求10所述的催化剂的制造方法，其中，粉碎是在存在5体积％以上的氧浓度的气氛下进行的。

12.一种催化剂，是采用权利要求7～11的任1项所述的制造方法得到的。

13.一种电极材料，在导电性基体材料上形成有含有权利要求1～6和12的任1项所述的催化剂的催化剂层。

14.一种燃料电池用接合体，是在电解质膜的两面具备由催化剂层和气体扩散层构成的电极的燃料电池用接合体，其特征在于，催化剂层包含权利要求1～6和12的任1项所述的催化剂。

15.一种燃料电池单元，是用隔膜夹持权利要求14所述的燃料电池用接合体而成的。

16.一种燃料电池，是将2个以上的权利要求15所述的燃料电池单元层叠而成的。

17.一种气相生长碳纤维，其特征在于，是BET比表面积成为4～100m²/g、纵横比成为1～200的、平均外径为2～500nm的气相生长碳纤维，在纤维表面具有能够担载催化剂金属的物理位点，并且，所述气相生长碳纤维在惰性气体气氛下、在温度2000～3000℃下进行了热处理。

18.如权利要求17所述的气相生长碳纤维，其中，物理位点是通过化学作用和/或物理作用而产生的缺陷。

19.如权利要求18所述的气相生长碳纤维，其中，物理作用是由冲击和/或剪切力产生的作用。