[发明专利]催化剂油墨的制造方法和催化剂复合体

说明书

本发明提供通过使分散离聚物前的催化剂复合体中含有的碳载体的亲水化程度成为适当的范围，从而能够使离聚物适当地被覆于催化剂表面，使燃料电池的发电性能在宽范围的湿度环境下变得良好的催化剂油墨的制造方法和催化剂复合体。一种催化剂油墨的制造方法，其特征在于，包括：将在具有细孔的碳载体上担载有催化剂的催化剂复合体的该碳载体的亲水孔比例调整成60～80％的工序；和在上述调整工序后，使离聚物分散于上述催化剂复合体的工序；上述亲水孔比例是采用接触孔隙率测定法并由下述式(1)算出的。亲水孔比例(％)＝亲水孔体积/全部细孔体积×100…式(1)。

技术领域

本公开涉及催化剂油墨的制造方法和催化剂复合体。

背景技术

在燃料电池的领域中，以往，有着眼于担载催化剂的载体以实现燃料电池的性能提高的尝试。

例如，在专利文献1中，公开了通过使作为载体使用的碳质材料亲水化从而进行碳质材料的表面改性的技术(专利文献1的第89段)。

另外，在专利文献2中，公开了通过使介孔碳载体的平均细孔直径与催化剂络合物的平均粒径一致从而使催化剂均匀地担载于载体表面的燃料电池用电极催化剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－071784号公报

专利文献2：日本特开2015－076277号公报

发明内容

但是，使载体表面过度亲水化的情况下，燃料电池处于湿润状态时产生溢流(flooding)，存在发电性能降低的情况。

另外，如果在担载催化剂前的状态下使载体亲水化，则在担载催化剂时载体的表面状态变化，存在无法将离聚物适当地被覆于催化剂表面的情况。

鉴于上述实际情况，本申请中，提供能够使离聚物适当地被覆于催化剂表面、燃料电池的发电性能在宽范围的湿度环境下变得良好的催化剂油墨的制造方法和催化剂复合体。

本公开的催化剂油墨的制造方法的特征在于，包括：将在具有细孔的碳载体上担载有催化剂的催化剂复合体的该碳载体的亲水孔比例调整成60～80％的工序，和

在上述调整工序后，使离聚物分散于上述催化剂复合体的工序；

上述亲水孔比例是利用接触孔隙率测定法(method of contact porosimetry)并通过下述式(1)算出的。

亲水孔比例(％)＝亲水孔体积/全部细孔体积×100···式(1)

在本公开的催化剂油墨的制造方法中，上述细孔的平均细孔直径可以为10nm以下。

在本公开的催化剂油墨的制造方法中，上述调整工序可以包括选自如下工序中的至少一个工序：

在将上述催化剂担载于上述载体前使用硝酸溶液将上述载体在室温～80℃的范围进行酸处理的工序；

在将上述催化剂担载于上述载体前将上述载体在含氧的气体气氛内在150～2600℃的温度范围进行煅烧的工序；

在使上述催化剂担载于上述载体时使上述催化剂和上述硝酸溶液与上述载体接触的工序；以及

将使上述催化剂担载于上述载体而得到的上述催化剂复合体在非活性气体或者还原气体气氛内在150～500℃的温度范围进行煅烧的工序。

在本公开的催化剂油墨的制造方法中，在上述分散工序中，可以利用球磨机使上述离聚物分散于上述催化剂复合体。

在本公开的催化剂油墨的制造方法中，上述离聚物可以为全氟磺酸系树脂。