[发明专利]金属复合碳材料、燃料电池用催化剂、燃料电池、氢吸藏材料、氢罐、以及金属复合碳材料的制造方法

说明书

本发明提供一种流体与金属微粒接触的界面大、在作为催化剂使用的情况下能够发挥高的催化剂性能的金属复合碳材料，该金属复合碳材料，在碳骨架和孔隙分别呈连续结构的、结构周期大于2nm且为10μm以下的连续多孔结构内担载有金属微粒。

技术领域

本发明涉及能够用于各种用途的金属复合碳材料和金属复合碳材料的制造方法。

背景技术

作为金属复合碳材料，已知对于以粒状活性炭、活性炭纤维为代表的具有较大的大孔和小孔的活性炭，或以碳纳米管、由介孔二氧化硅、沸石模具制造的介孔碳等为代表的精细碳类，将金属微粒、金属氧化物微粒等复合化而得到的材料。

例如，专利文献1记载了一种碳材料，是构成介孔的外轮廓的碳壁呈三维网格结构，在上述碳壁中的与上述介孔临近的位置形成了小孔的多孔碳，金属粒子分散在上述碳壁内，并且上述金属粒子之中至少一部分金属粒子以粒子表面的一部分以露出的状态配置在上述小孔。另外，专利文献2记载了一种碳材料，是具有0.7nm以上且2nm以下的范围内的三维长周期有序结构和小孔的微孔碳材料，在所述小孔表面担载有过渡金属。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2011-1224号公报

专利文献2：日本特开2010-115636号公报

发明内容

但是，专利文献1记载的模具粒子的末端存在的碳壁中，不存在实际连续的孔，所担载的金属微粒、金属氧化物微粒与流体的接触受到限制。

另外，专利文献2记载的碳材料的三维长周期有序结构中，对于流体向该结构内部透过、扩散而言，小孔过小，流体、碳材料与金属微粒或金属氧化物微粒的界面较少。

本发明的课题是提供一种流体与金属微粒的接触界面大、在用作催化剂的情况下能够发挥高的催化剂性能的金属复合碳材料。

本发明通过一种金属复合碳材料来解决上述课题，该金属复合碳材料，在碳骨架和孔隙分别呈连续结构的、结构周期大于2nm且为10μm以下的连续多孔结构内担载金属微粒而成。

本发明的金属复合碳材料，通过具有连续多孔结构，能够使流体向构成连续多孔结构的孔部透过、扩散，并且通过使碳构成的分支部连续，从而使导电性、导热性增高，此外通过分支部分别相互支撑结构体的效果，成为即使对于拉伸、压缩等变形也具有一定程度耐性的材料。并且，通过使所述连续多孔结构的结构周期大于2nm且为10μm以下，可充分降低流体的流动阻力，提高透过、扩散的效率，其结果能够提高反应、吸附、脱离等的效率。再者，通过在所述连续多孔结构内担载金属微粒，显示出高的反应、吸附、脱离等的效率。

附图说明

图1是实施例1的金属复合碳材料的扫描型电子显微镜照片。

图2是实施例1的金属复合碳材料的透射型电子显微镜照片。

具体实施方式

＜金属复合碳材料＞

〔连续多孔结构〕

本发明的金属复合碳材料，在碳骨架和孔隙分别呈连续结构的连续多孔结构中担载金属微粒而成。

连续多孔结构是碳骨架和孔隙分别呈连续结构的构造。在本说明书中，具有连续多孔结构是指，例如将在液氮中充分冷却了的试料用镊子等切断，对切断后的截面通过扫描型电子显微镜(SEM)等进行表面观察时，如图1所例示，观察到碳骨架(分支部)和孔隙部(孔部)分别连续并且交织的结构。