[发明专利]燃料电池用催化剂油墨、燃料电池用催化剂层和膜电极接合体

说明书

本发明提供兼得催化剂油墨的粘度和使用该催化剂油墨制造的燃料电池的发电性能的燃料电池用催化剂油墨、燃料电池用催化剂层和膜电极接合体。一种燃料电池用催化剂油墨，其特征在于，含有：担载有催化剂的载体、具有质子传导性的离聚物和纤维素系纳米纤维。

技术领域

本公开涉及燃料电池用催化剂油墨、燃料电池用催化剂层和膜电极接合体。

背景技术

为了提高燃料电池的生产率和发电性能，进行过各种研究。

例如，在专利文献1中，公开了担载催化剂的碳材料的分散性良好、低粘度且保存稳定性、质子传导性聚合物的吸附率优异、具备涂覆性的燃料电池用水性催化剂膏组合物和催化剂油墨组合物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016－122594号公报

专利文献2：日本特开2010－238513号公报

专利文献3：日本特开2004－113848号公报

专利文献4：国际公开第2013/121781号

专利文献5：日本特开2014－154225号公报

专利文献6：日本特表2014－522552号公报

发明内容

但是，专利文献1中记载的催化剂油墨组合物存在有时难以兼得催化剂油墨的粘度和使用该催化剂油墨制造的燃料电池的发电性能这样的问题。

鉴于上述实际情况，本申请中，提供兼得催化剂油墨的粘度和使用该催化剂油墨制造的燃料电池的发电性能的燃料电池用催化剂油墨、燃料电池用催化剂层和膜电极接合体。

本公开的燃料电池用催化剂油墨，其特征在于，含有：担载有催化剂的载体、具有质子传导性的离聚物和纤维素系纳米纤维。

在本公开的燃料电池用催化剂油墨中，上述纤维素系纳米纤维(F)与上述离聚物(I)的质量比(F/I)可以为0＜(F/I)≤0.4。

在本公开的燃料电池用催化剂油墨中，上述纤维素系纳米纤维可以为选自具有羟基且该羟基没有被取代的纤维素纳米纤维、该羟基被乙酰基或其衍生物取代的纤维素纳米纤维、硫酸纤维素纳米纤维、磷酸纤维素纳米纤维和该羟基被C1－C10烷基或其衍生物取代的纤维素纳米纤维中的1种以上。

在本公开的燃料电池用催化剂油墨中，上述离聚物可以为全氟磺酸系树脂。

在本公开的燃料电池用催化剂油墨中，利用E型粘度计测得的剪切速度150(1/s)下的粘度可以为30～180(mP^a·s)。

在本公开的燃料电池用催化剂油墨中，上述纤维素系纳米纤维的聚合度可以为200～750。

在本公开的燃料电池用催化剂油墨中，上述纤维素系纳米纤维(F)与上述离聚物(I)的质量比(F/I)可以为0＜(F/I)≤0.2，且上述纤维素系纳米纤维的聚合度可以为200～300。

本公开的燃料电池用催化剂层，其特征在于，含有：担载有催化剂的载体、具有质子传导性的离聚物和纤维素系纳米纤维。

在本公开的燃料电池用催化剂层中，上述纤维素系纳米纤维(F)与上述离聚物(I)的质量比(F/I)可以为0＜(F/I)≤0.4。

在本公开的燃料电池用催化剂层中，上述纤维素系纳米纤维可以为选自具有羟基且该羟基没有被取代的纤维素纳米纤维、该羟基被乙酰基或其衍生物取代的纤维素纳米纤维、硫酸纤维素纳米纤维、磷酸纤维素纳米纤维和该羟基被C1－C10烷基或其衍生物取代的纤维素纳米纤维中的1种以上。