[发明专利]燃料电池用催化剂层的制造方法

说明书

本发明的燃料电池用催化剂层的制造方法具有如下工序：准备工序，准备在SnO₂载体的表面担载了铂或铂合金的催化剂复合体和作为具有质子传导性的聚合物的离聚物；混合工序，在所述离聚物的质量(I)相对于所述SnO₂载体的质量(MO)之比(I/MO)为0.06～0.12的范围且由所述催化剂复合体和所述离聚物构成的固体成分的含量为24质量％以上的条件下将所述催化剂复合体、所述离聚物以及至少含有水和碳原子数3或4的醇且该醇的含有比例最高的分散介质混合；分散工序，对含有所述催化剂复合体和所述离聚物的凝聚体赋予剪切力进行破碎并对破碎了的凝聚体赋予力，由此一边抑制再凝聚一边使其分散于所述分散介质。

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

一般而言，含有催化剂、担载该催化剂的导电性载体和作为具有质子传导性的聚合物的离聚物的固体高分子型燃料电池用的催化剂层作为电极本身或电极的一部分与电解质膜成为一体而作为膜电极接合体(MEA)发挥功能。

在专利文献1中公开了具有在炭黑粒子的表面担载催化剂金属而成的催化剂粒子和高分子离子交换成分的电极及其制造方法。记载了将所述炭黑粒子的配合重量设为Wc、将所述高分子离子交换成分的配合重量设为Wp时，使两配合比为0.4≤Wp/Wc≤1.25来制造电极，由此，能够制造可以在非加湿状态下使燃料电池运转的电极。

另外，在专利文献2中公开了使用含有选自Nb、Sb、Ta、In和V中的一种以上的添加元素的氧化锡作为与碳载体相比不易因电位变化而劣化的导电性氧化物载体，且具有担载于该氧化物载体的表面的贵金属催化剂的电极催化剂。

但是，出于得到高电位下的稳定性高的燃料电池用催化剂层的目的，将专利文献1等中所公开的使用碳载体的公知的制造方法中的碳载体替换为氧化锡(SnO₂)载体而制造的燃料电池用催化剂层，难以适合于作为燃料电池使用范围所假定的广泛的湿度环境以及难以从低负荷到高负荷发挥高发电性能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002－100367号公报

专利文献2：国际公开第2015/050046号

发明内容

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在广泛的湿度环境下使用以及从低负荷到高负荷能够发挥高发电性能的含有SnO₂载体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具有如下工序：准备工序，准备在SnO₂载体的表面担载了铂或铂合金的催化剂复合体和作为具有质子传导性的聚合物的离聚物；混合工序，在所述离聚物的质量(I)相对于所述SnO₂载体的质量(MO)之比(I/MO)为0.06～0.12的范围且由所述催化剂复合体和所述离聚物构成的固体成分的含量为24质量％以上的条件下将所述催化剂复合体、所述离聚物以及至少含有水和碳原子数3或4的醇且该醇的含有比例最高的分散介质混合；分散工序，对含有所述催化剂复合体和所述离聚物的凝聚体赋予剪切力进行破碎并对破碎了的凝聚体赋予力，由此一边抑制再凝聚一边使其分散于所述分散介质。

本发明的制造方法中，在所述混合工序中，所述离聚物的质量(I)相对于所述SnO₂载体的质量(MO)之比(I/MO)优选为0.10～0.12的范围。

本发明的制造方法中，所述醇优选为叔丁醇或异丙醇。

本发明的制造方法中，在所述分散工序中，优选使用行星球磨机或者组合使用球磨机或混合机与均化器。

本发明的制造方法中，优选所述离聚物为含有酸性官能团和环状基团的全氟磺酸聚合物。