[发明专利]电极催化剂的分散液的制造方法、电极催化剂的分散液、电极催化剂的制造方法、电极催化剂、电极结构体、膜电极接合体、燃料电池及空气电池

说明书

技术领域

本发明涉及电极催化剂的分散液的制造方法、电极催化剂的分散液、电极催化剂的制造方法、电极催化剂、电极结构体、膜电极接合体、燃料电池及空气电池。

本申请主张基于在2011年9月6日在日本申请的日本特愿2011-193846号、及在2012年6月25日在日本申请的日本特愿2012-142054号的优先权，在此援引其内容。

背景技术

电极催化剂是担载于电极、特别是担载于电极的表面部位的固体催化剂，例如在水的电解、有机物的电解、以及燃料电池、一次电池以及二次电池等电化学系统中使用。作为酸性电解质中或碱性电解质中所用的电极催化剂，由于贵金属、特别是铂的催化活性高而被广泛使用。

作为以往使用了铂的催化剂，已知将铂担载于碳等而成的催化剂，为了提高作为电极催化剂的性能，有必要提高铂担载量。担载有铂的电极催化剂通常利用下述方法制造：将纯水、催化剂载体和氯铂酸混合，使氯铂酸在该混合溶液中良好地分散后，使用肼、硫代硫酸钠等还原剂，使铂还原、担载于催化剂载体上的方法；或将它们的混合溶液干燥后，在含氢的气氛下热处理，使铂还原、担载于催化剂载体上等方法。但是，利用这些方法制造的电极催化剂进行包括高电位的电位循环时，存在性能劣化等问题(参照非专利文献1)。

现有技术文献

非专利文献1：PingYu等，“Journal of Power Sources”，2005年，vol.144，

发明内容

发明要解决的问题

本发明鉴于上述情况而实施，目的在于提供：电极催化剂的分散液的制造方法、电极催化剂的分散液、电极催化剂的制造方法、在酸性电解质中或碱性电解质中即使进行包括高电位的电位循环性能也难以劣化的电极催化剂、具有所述电极催化剂的电极结构体、具有所述电极结构体的膜电极接合体、具有所述膜电极接合体的燃料电池及空气电池。

解决问题的手段

为了解决上述课题，本发明的一个方式提供一种电极催化剂的分散液的制造方法，其具有下述工序：使用在溶剂中分散有粒子状的载体、且在所述溶剂中溶解有含有贵金属元素的化合物的原料混合溶液，利用电沉积法使贵金属担载于所述载体的表面，其中，所述载体为具有氧还原能力、且不含贵金属元素的物质。

在本发明的一个方式所涉及的电极催化剂的分散液的制造方法中，所述电沉积法优选为光电沉积。

在本发明的一个方式所涉及的电极催化剂的分散液的制造方法中，所述贵金属元素优选为选自Pt、Pd、Au、Ir及Ru中的贵金属元素。

本发明的一个方式提供一种电极催化剂的分散液，其利用上述电极催化剂的分散液的制造方法而得。

本发明的一个方式提供一种电极催化剂的制造方法，其中，通过从上述电极催化剂的分散液除去溶剂而得到电极催化剂。

本发明的一个方式提供一种电极催化剂，其利用上述电极催化剂的制造方法而得。

本发明的一个方式提供一种电极催化剂，其具有：具有氧还原能力、且不含贵金属元素的粒子状的载体，和担载于所述载体的表面的贵金属粒子，其中，

所述载体中，至少在其表面存在氮原子，所述氮原子与构成所述贵金属粒子的贵金属元素形成了化学键。

在本发明的一个方式所涉及的电极催化剂中，构成所述贵金属粒子的贵金属元素优选为Pt。

本发明的一个方式提供一种电极结构体，其具有上述电极催化剂。

本发明的一个方式提供一种膜电极接合体，其具有上述电极结构体。

本发明的一个方式提供一种燃料电池，其具有上述膜电极接合体。

本发明的一个方式提供一种空气电池，其具有上述膜电极接合体。

即，本发明涉及以下。

〔1〕一种电极催化剂的分散液的制造方法，其具有下述工序：使用在溶剂中分散有粒子状的载体、且在所述溶剂中溶解有含有贵金属元素的化合物的原料混合溶液，利用电沉积法使贵金属担载于所述载体的表面，其中，

所述载体为具有氧还原能力、且不含贵金属元素的化合物。

〔2〕根据〔1〕所述的电极催化剂的分散液的制造方法，其中，所述电沉积法为光电沉积。

〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的电极催化剂的分散液的制造方法，其中，所述贵金属元素为选自Pt、Pd、Au、Ir及Ru中的至少1种贵金属元素。

〔4〕一种电极催化剂的分散液，其利用〔1〕～〔3〕中任一项所述的电极催化剂的分散液的制造方法而得。