JP5481879B2

JP5481879B2 - Method for producing recycled electrolyte-coated catalyst

Info

Publication number: JP5481879B2
Application number: JP2009044245A
Authority: JP
Inventors: 咲枝倉林; 秀紀浅井; 香澄大井
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2029-02-26
Also published as: JP2010198975A

Description

本発明は、再利用された電解質被覆触媒の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a recycled electrolyte-coated catalyst.

燃料電池は、電池内で水素やメタノール等の燃料を電気化学的に酸化することにより、燃料の化学エネルギーを電気エネルギーに変換して取り出すものであり、高効率なエネルギー変換が可能である。 A fuel cell is one that converts chemical energy of fuel into electric energy and extracts it by electrochemically oxidizing a fuel such as hydrogen or methanol in the cell, and enables highly efficient energy conversion.

さらに、燃料電池は、発電時に生成するのは水のみである。したがって、燃料電池は、従来の内燃機関等とは異なり、二酸化炭素等の環境負荷のかかるガスを発生しない。そのため、燃料電池は、次世代のクリーンエネルギーの供給源として盛んに研究されている。 Furthermore, fuel cells generate only water during power generation. Therefore, unlike a conventional internal combustion engine or the like, the fuel cell does not generate a gas having an environmental load such as carbon dioxide. Therefore, fuel cells are actively studied as a next-generation clean energy supply source.

なかでも、プロトン伝導性を有する固体高分子膜を電解質膜として使用する固体高分子形燃料電池は、低温作動で高出力密度が得られることから、実用化が進められている。 In particular, solid polymer fuel cells using a solid polymer membrane having proton conductivity as an electrolyte membrane are being put to practical use because a high output density can be obtained at low temperature operation.

このような固体高分子形燃料電池の基本構造は、イオン伝導性高分子電解質膜、この膜の両面に接合された触媒層及びガス拡散基材から構成される。ここで、一方の触媒層である燃料極には燃料である水素やメタノールを供給し、他方の触媒層である空気極には酸素または空気を供給する。そして、外部回路を接続することにより、発電する。 The basic structure of such a polymer electrolyte fuel cell is composed of an ion conductive polymer electrolyte membrane, a catalyst layer bonded to both surfaces of the membrane, and a gas diffusion base material. Here, hydrogen or methanol as fuel is supplied to the fuel electrode that is one catalyst layer, and oxygen or air is supplied to the air electrode that is the other catalyst layer. And it generates electric power by connecting an external circuit.

電解質膜の両面に触媒層を配置した層構成（触媒層／電解質膜／触媒層）は、触媒層−電解質膜積層体（ＣＣＭ）と称されている。また、この触媒層−電解質膜積層体の両面にガス拡散基材を配置した層構成（ガス拡散基材／触媒層／電解質膜／触媒層／ガス拡散基材）は、膜−電極接合体（ＭＥＡ）と称されている。 A layer configuration (catalyst layer / electrolyte membrane / catalyst layer) in which catalyst layers are arranged on both surfaces of the electrolyte membrane is referred to as a catalyst layer-electrolyte membrane laminate (CCM). In addition, the layer configuration (gas diffusion substrate / catalyst layer / electrolyte membrane / catalyst layer / gas diffusion substrate) in which gas diffusion substrates are arranged on both surfaces of the catalyst layer-electrolyte membrane laminate is a membrane-electrode assembly ( MEA).

このような固体高分子形燃料電池において、燃料極及び空気極の触媒層には、水素の酸化、酸素の還元等を触媒する活性成分である貴金属が使用されている。例えば、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｉｒ等の希少金属が使用されている。多くの場合は、これらの貴金属は微細に分散した形で導電性支持材料、例えばカーボンブラック又はカーボンナノチューブに担持された触媒担持粒子として用いられている。これに加えて、触媒層中にはイオン伝導性高分子電解質が存在し、プロトンの移動媒体として機能している。触媒層中では、イオン伝導性高分子電解質が触媒担持粒子の表面を被覆しており、このような複合体は樹脂被覆触媒と称されている。このような機能を有するイオン伝導性高分子電解質の材料として、例えばパーフルオロスルホン酸ポリマー等のスルホン酸基を有するデュポン社の「Ｎａｆｉｏｎ」が市販されている。 In such a polymer electrolyte fuel cell, a noble metal that is an active component that catalyzes oxidation of hydrogen, reduction of oxygen, or the like is used for the catalyst layer of the fuel electrode and the air electrode. For example, rare metals such as Pt, Pd, Ag, Au, Ru, Rh, Os, and Ir are used. In many cases, these noble metals are used as catalyst-carrying particles supported on a conductive support material such as carbon black or carbon nanotubes in a finely dispersed form. In addition, an ion conductive polymer electrolyte is present in the catalyst layer and functions as a proton transfer medium. In the catalyst layer, the ion conductive polymer electrolyte covers the surface of the catalyst-supporting particles, and such a composite is called a resin-coated catalyst. As a material of an ion conductive polymer electrolyte having such a function, “Nafion” manufactured by DuPont having a sulfonic acid group such as a perfluorosulfonic acid polymer is commercially available.

ところで、燃料電池として作動させるためには多くの膜−電極接合体をスタックさせる必要があるため、かなりの量の貴金属及びイオン伝導性高分子電解質が必要になる。ここで、貴金属は当然のこととして、イオン伝導性高分子電解質も価格が高いものである。一般的に高い電池性能が得られる電解質はフッ素を含んでおり、この電解質を製造するには複雑で危険性の高いプロセスを経由する必要があり、そのため、電解質は高価になってしまう。従って、これらを回収することは、高価な希少資源の有効利用の観点から極めて重要である。特に、貴金属は投機対象になっており、価格が極めて不安定である。従って、燃料電池技術を普及させるためには、安定的なコストでの供給が望まれる点からも、使用済の触媒層を回収することは重要である。 By the way, since it is necessary to stack many membrane-electrode assemblies in order to operate as a fuel cell, a considerable amount of noble metal and ion conductive polymer electrolyte are required. Here, as a matter of course, an ion conductive polymer electrolyte is also expensive in price. In general, an electrolyte capable of obtaining high battery performance contains fluorine, and it is necessary to go through a complicated and high-risk process in order to manufacture the electrolyte, which makes the electrolyte expensive. Therefore, it is extremely important to collect them from the viewpoint of effective use of expensive rare resources. In particular, precious metals are subject to speculation and the price is extremely unstable. Therefore, in order to popularize the fuel cell technology, it is important to collect the used catalyst layer from the viewpoint that supply at a stable cost is desired.

上記の点から触媒層及びイオン導電性高分子電解質を回収及び再利用することは、環境への配慮及びコスト削減の観点から、非常に重要である。 From the above points, it is very important to recover and reuse the catalyst layer and the ion conductive polymer electrolyte from the viewpoint of environmental consideration and cost reduction.

このような観点から、特許文献１及び２には、使用済み固体高分子型燃料電池から触媒貴金属を回収する方法が提案されている。 From such a viewpoint, Patent Documents 1 and 2 propose a method for recovering a catalyst noble metal from a used solid polymer fuel cell.

しかしながら、特許文献１及び２に記載の方法は、触媒中の貴金属のみを取り出して回収する方法であり、樹脂被覆触媒として再利用するためには、貴金属をカーボン等の触媒粉に担持させ、さらにイオン伝導性高分子電解質を被覆させなければならない。従って、上記方法は、多段階工程を必要とするため、多大のコスト及び時間を必要とし、工業的に不利である。 However, the methods described in Patent Documents 1 and 2 are methods for taking out and collecting only the noble metal in the catalyst. In order to reuse the resin-coated catalyst, the noble metal is supported on a catalyst powder such as carbon, It must be coated with an ion conducting polyelectrolyte. Therefore, since the said method requires a multistep process, it requires much cost and time, and is industrially disadvantageous.

特開２００７−２９７６５５号公報JP 2007-297655 A 特開２００８−５１１７５２号公報JP 2008-51752 A

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、高分子形燃料電池の高価な主材料を容易で、安価に、かつ効率的に再利用できる方法を提供することを主な目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide a method capable of easily, inexpensively and efficiently reusing an expensive main material of a polymer fuel cell.

本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、触媒転写フィルムから、触媒層を剥離し、その後粉砕することで、上記課題を解決できることを見出した。本発明は、このような知見に基づき完成されたものである。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above problems can be solved by peeling the catalyst layer from the catalyst transfer film and then crushing it. The present invention has been completed based on such findings.

すなわち、本発明は、以下の電解質被覆触媒、触媒ペースト、触媒転写フィルム、触媒層−電解質膜積層体及び固体高分子形燃料電池の製造方法にかかる。 That is, the present invention relates to the following method for producing an electrolyte-coated catalyst, a catalyst paste, a catalyst transfer film, a catalyst layer-electrolyte membrane laminate, and a polymer electrolyte fuel cell.

項１．触媒粒子をイオン伝導性高分子電解質で被覆した電解質被覆触媒を含有する触媒層を、フィルム基材上に積層してなる触媒転写フィルムから、電解質被覆触媒を製造する方法であって、
（１）前記触媒転写フィルムから触媒層を剥離し、回収する工程、及び
（２）前記回収した触媒層を粉砕する工程
を備える、電解質被覆触媒の製造方法。
項２．前記工程（１）において、触媒転写フィルムの非転写部分から触媒層を剥離する、項１に記載の製造方法。
項３．前記工程（１）において、触媒層を剥離する方法が、触媒層をこする方法、触媒層を削る方法、触媒転写フィルムの両端を固定し各端部を逆向きに回転させひねりながら両端を伸縮させる運動を与える方法、ロールブラシを回転させながら触媒転写フィルムを走行させる方法、又は触媒転写フィルムを溶媒に浸漬させて剥離する方法である、項１又は２に記載の製造方法。
項４．前記工程（２）が、４０〜１００℃で粉砕する工程である、項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
項５．（３）項１〜４のいずれかに記載の製造方法により得られた電解質被覆触媒を溶媒に分散する工程
を備える、触媒ペーストの製造方法。
項６．（４）項５に記載の製造方法により得られた触媒ペーストをフィルム基材に塗工する工程
を備える、固体高分子形燃料電池用触媒転写フィルムの製造方法。
項７．（５）項６に記載の製造方法により得られた触媒転写フィルムを、電解質膜の片面又は両面に転写する工程
を備える、触媒層−電解質膜積層体の製造方法。
項８．（４’）項５に記載の製造方法により得られた触媒ペーストを電解質膜に塗工する工程
を備える、触媒層−電解質膜積層体の製造方法。
項９．（６）ガス拡散基材を、項７又は８に記載の製造方法により得られた触媒層−電解質膜積層体の片面又は両面に、触媒層とガス拡散基材とが接するように積層する工程
を備える、固体高分子形燃料電池の製造方法。 Item 1. A method for producing an electrolyte-coated catalyst from a catalyst transfer film obtained by laminating a catalyst layer containing an electrolyte-coated catalyst obtained by coating catalyst particles with an ion conductive polymer electrolyte on a film substrate,
(1) A method for producing an electrolyte-coated catalyst, comprising a step of peeling and collecting a catalyst layer from the catalyst transfer film, and (2) a step of pulverizing the collected catalyst layer.
Item 2. Item 2. The manufacturing method according to Item 1, wherein in the step (1), the catalyst layer is peeled from the non-transferred portion of the catalyst transfer film.
Item 3. In the step (1), the method of peeling the catalyst layer is a method of rubbing the catalyst layer, a method of scraping the catalyst layer, fixing both ends of the catalyst transfer film, and rotating both ends in opposite directions while twisting and expanding both ends. Item 3. The method according to Item 1 or 2, wherein the method is a method of imparting movement, a method of running the catalyst transfer film while rotating the roll brush , or a method of immersing the catalyst transfer film in a solvent and peeling it.
Item 4. Wherein step (2) is a step of pulverizing at 40 to 100 ° C., the production method according to any one of Items 1 to 3.
Item 5 . (3) a step of dispersing a more resulting electrolyte coated catalyst in a solvent in the manufacture how according to any one of claim 1 to 4, process for preparing a catalyst paste.
Item 6 . (4) A method for producing a catalyst transfer film for a polymer electrolyte fuel cell, comprising a step of applying the catalyst paste obtained by the production method according to item 5 onto a film substrate.
Item 7 . (5) A method for producing a catalyst layer-electrolyte membrane laminate, comprising a step of transferring the catalyst transfer film obtained by the production method according to item 6 to one side or both sides of the electrolyte membrane.
Item 8 . (4 ′) A method for producing a catalyst layer-electrolyte membrane laminate, comprising a step of applying the catalyst paste obtained by the production method according to item 5 onto an electrolyte membrane.
Item 9 . (6) A step of laminating the gas diffusion base material so that the catalyst layer and the gas diffusion base material are in contact with one side or both sides of the catalyst layer-electrolyte membrane laminate obtained by the production method according to Item 7 or 8. A method for producing a polymer electrolyte fuel cell.

１．電解質被覆触媒の製造方法
触媒粒子をイオン伝導性高分子電解質で被覆した電解質被覆触媒を含有する触媒層を、フィルム基材上に積層してなる触媒転写フィルムから、電解質被覆触媒を製造する方法であって、
（１）前記触媒転写フィルムから触媒層を剥離し、回収する工程、及び
（２）前記回収した触媒層を粉砕する工程
を備える。 1. Method for producing electrolyte-coated catalyst An electrolyte-coated catalyst is produced from a catalyst transfer film obtained by laminating a catalyst layer containing an electrolyte-coated catalyst in which catalyst particles are coated with an ion conductive polymer electrolyte on a film substrate. A method of manufacturing comprising:
(1) A step of peeling and collecting the catalyst layer from the catalyst transfer film, and (2) a step of pulverizing the collected catalyst layer.

本発明において、触媒層の再利用には、触媒転写フィルムを用いる。これにより、ガス拡散層に塗工した触媒層等を再利用するのと比較し、触媒粒子以外の不純物、例えば、ガス拡散層の撥水剤として用いられるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、カーボン繊維等の混入を防ぐことが可能であり、再利用しやすい利点がある。 In the present invention, a catalyst transfer film is used for reusing the catalyst layer. As a result, impurities other than catalyst particles, such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and carbon fiber used as a water repellent for the gas diffusion layer, are compared with the reuse of the catalyst layer and the like coated on the gas diffusion layer. Etc. can be prevented, and there is an advantage that it can be easily reused.

触媒転写フィルムとしては、通常固体高分子形燃料電池の製造に用いられるものを使用することができる。具体的には、触媒層と、フィルム基材とからなるものが使用される。 As a catalyst transfer film, what is normally used for manufacture of a polymer electrolyte fuel cell can be used. Specifically, a catalyst layer and a film base material are used.

触媒層は、公知又は市販の白金含有の触媒層（カソード触媒及びアノード触媒）を使用することができる。具体的には、触媒層は、（ｉ）触媒粒子を担持させた炭素粒子及び（ｉｉ）水素イオン伝導性高分子電解質を含有する触媒層形成用ペースト組成物の乾燥及び焼成物から構成されるものである。 As the catalyst layer, a known or commercially available platinum-containing catalyst layer (cathode catalyst and anode catalyst) can be used. Specifically, the catalyst layer is composed of a dried and fired product of a paste composition for forming a catalyst layer containing (i) carbon particles supporting catalyst particles and (ii) a hydrogen ion conductive polymer electrolyte. Is.

触媒粒子としては、例えば、白金、白金合金、白金化合物等が挙げられる。白金合金としては、例えば、ルテニウム、パラジウム、ニッケル、モリブデン、イリジウム、鉄から選ばれる少なくとも１種の金属と、白金との合金等が挙げられる。なお、通常は、カソード触媒層に含まれる触媒粒子は白金であり、アノード触媒層に含まれる触媒粒子は前記金属と白金との合金である。 Examples of the catalyst particles include platinum, a platinum alloy, a platinum compound, and the like. Examples of the platinum alloy include an alloy of platinum and at least one metal selected from ruthenium, palladium, nickel, molybdenum, iridium, and iron. In general, the catalyst particles contained in the cathode catalyst layer are platinum, and the catalyst particles contained in the anode catalyst layer are an alloy of the metal and platinum.

また、水素イオン伝導性高分子電解質としては、例えば、パーフルオロスルホン酸系のフッ素イオン交換樹脂、より具体的には、炭化水素系イオン交換膜のＣ−Ｈ結合をフッ素で置換したパーフルオロカーボンスルホン酸系ポリマー（ＰＦＳ系ポリマー）等が挙げられる。 Examples of the hydrogen ion conductive polymer electrolyte include perfluorosulfonic acid-based fluorine ion exchange resins, more specifically, perfluorocarbon sulfone in which the C—H bond of the hydrocarbon ion-exchange membrane is substituted with fluorine. Examples include acid-based polymers (PFS-based polymers).

触媒層の厚みは限定的ではないが、通常１０〜１００μｍ程度、好ましくは２０〜８０μｍ程度のものを使用すればよい。 The thickness of the catalyst layer is not limited, but it is usually about 10 to 100 μm, preferably about 20 to 80 μm.

転写基材としては、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリパラバン酸アラミド、ポリアミド（ナイロン等）、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン等の高分子フィルムを挙げることができる。また、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の耐熱性フッ素樹脂を用いることもできる。さらに、転写基材は、高分子フィルム以外に、アート紙、コート紙、軽量コート紙等の塗工紙、ノート用紙、コピー用紙等の非塗工紙等の紙であってもよい。 As a transfer substrate, for example, polyimide, polyethylene terephthalate, polyparabanic acid aramid, polyamide (nylon etc.), polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, polyetherimide, polyarylate, polyethylene naphthalate, polypropylene And the like. Also, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE) It is also possible to use a heat-resistant fluororesin such as In addition to the polymer film, the transfer substrate may be paper such as art paper, coated paper, lightweight coated paper, or other non-coated paper such as notebook paper or copy paper.

転写基材の厚さは限定的ではないが、通常１０〜１００μｍ程度、好ましくは１２〜５０μｍ程度のものを使用すればよい。 The thickness of the transfer substrate is not limited, but it is usually about 10 to 100 μm, preferably about 12 to 50 μm.

また、転写基材には、離型層が積層されたものであってもよい。離型層としては、例えば、公知のワックスから構成されたもの、公知のフッ素系樹脂でコーティングされたプラスチックフィルム等が挙げられる。 Further, the transfer substrate may be one in which a release layer is laminated. Examples of the release layer include those composed of known waxes, plastic films coated with known fluororesins, and the like.

以下、本発明の電解質被覆触媒の製造方法における製造工程について、説明する。 Hereinafter, the manufacturing process in the manufacturing method of the electrolyte-coated catalyst of the present invention will be described.

工程（１）では、触媒転写フィルムから触媒層を剥離し、回収する。 In step (1), the catalyst layer is peeled from the catalyst transfer film and collected.

工程（１）において、触媒転写フィルムの触媒層を剥離する方法は、触媒を被覆している電解質がはがれない方法が好ましく、例えば、やすり、金属棒、薬サジ、サンドブラスト等でこする又は削るといった物理的に剥離する方法；触媒転写フィルムの両端を固定し、各端部を逆向きに回転させひねりながら両端を伸縮させる運動を与える方法；ロールブラシを回転させながら触媒転写フィルムを走行させる方法等が挙げられる。これらのうち、ロールブラシを回転させながら触媒転写フィルムを走行させる方法は、短時間にかつ大量にフィルム基材から触媒層を剥離出来、効率が良い方法である。 In the step (1), the method of peeling the catalyst layer of the catalyst transfer film is preferably a method in which the electrolyte covering the catalyst is not peeled off. For example, rubbing or scraping with a file, a metal rod, a drug sag, sandblasting, or the like. A method of physically peeling; a method of fixing both ends of the catalyst transfer film, a method of imparting a motion of expanding and contracting both ends by rotating each end in a reverse direction; a method of running the catalyst transfer film while rotating a roll brush, etc. Is mentioned. Among these methods, the method of running the catalyst transfer film while rotating the roll brush is an efficient method that can peel the catalyst layer from the film substrate in a short time and in a large amount.

他にも、触媒転写フィルムを溶媒に浸漬させて剥離する方法も挙げられる。浸漬させる溶媒としては、例えば、水、炭素数１〜５のアルコール、炭素数４〜６のエーテル等を１種又は２種以上有する溶液が好ましい。その具体例としては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、２−ブタノール、ｔ−ブタノール、ジエチルエーテル、メチルプロピルエーテル、メチルイソプロピルエーテル、エチル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル等が挙げられる。この際、超音波等で振動させ、剥離を促進させても良い。また、塗工装置に付着したインキを溶媒中に混ぜても良い。 In addition, a method in which the catalyst transfer film is immersed in a solvent and peeled off is also included. As a solvent to immerse, the solution which has 1 type, or 2 or more types of water, C1-C5 alcohol, C4-C6 ether etc. is preferable, for example. Specific examples thereof include methanol, ethanol, n-propanol, isopropyl alcohol, n-butanol, 2-butanol, t-butanol, diethyl ether, methyl propyl ether, methyl isopropyl ether, ethyl tert-butyl ether, and the like. It is done. At this time, the separation may be promoted by vibrating with ultrasonic waves or the like. Moreover, you may mix the ink adhering to a coating apparatus in a solvent.

工程（２）では、剥離した触媒層を粉砕する。 In the step (2), the separated catalyst layer is pulverized.

工程（２）において、剥離した触媒層を粉砕する方法としては、剥離した触媒層が微粉末化されるものが好ましい。例えば、遊星ボールミル、ビーズミル又はホモジナイザーを用いる方法、超音波分散等が挙げられる。これらの粉砕方法は、１種のみを行ってもよいし、２種以上を組み合わせて行ってもよい。 In the step (2), as a method for pulverizing the separated catalyst layer, a method in which the separated catalyst layer is pulverized is preferable. Examples thereof include a method using a planetary ball mill, a bead mill or a homogenizer, and ultrasonic dispersion. These pulverization methods may be performed alone or in combination of two or more.

この粉砕工程により、触媒層中の電解質被覆触媒が微粉末化され、これまで電解質で被覆されずにいた触媒表面が露出して反応面積が増大し、有効に利用される。また、微粉末化することにより細孔構造が均一に密になり、ガス拡散性の均一性が向上する。なお、粉砕後の電解質被覆触媒のモード径（面積基準）は、１００μm以下、好ましくは０．１〜１００μmが好ましい。モード径（面積基準）が１００μmをこえると、細孔構造が大きく、ガスとの接触効率が悪く、反応に寄与しない表面が増大する傾向がある。また、モード径（面積基準）が０．１μm未満の場合、細孔構造がつぶれてしまい、ガスの拡散性が低下する傾向がある。なお、電解質被覆触媒のモード径（面積基準）は、例えば、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置により、測定できる。 By this pulverization step, the electrolyte-coated catalyst in the catalyst layer is pulverized, the surface of the catalyst that has not been coated with the electrolyte so far is exposed, the reaction area is increased, and it is effectively used. In addition, by finely powdering, the pore structure becomes uniform and the uniformity of gas diffusivity is improved. In addition, the mode diameter (area standard) of the electrolyte-coated catalyst after pulverization is 100 μm or less, preferably 0.1 to 100 μm. When the mode diameter (area standard) exceeds 100 μm, the pore structure is large, the contact efficiency with the gas is poor, and the surface that does not contribute to the reaction tends to increase. Further, when the mode diameter (area standard) is less than 0.1 μm, the pore structure is crushed and the gas diffusibility tends to decrease. The mode diameter (area standard) of the electrolyte-coated catalyst can be measured by, for example, a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device.

粉砕する温度は、粉砕されやすい温度であれば特に限定されないが、より残留溶媒が除去され、微粉末化されやすい４０〜１００℃が好ましい。温度が上昇すると、電解質被覆触媒の電解質の流動性が若干高くなり、粉砕されて露出した触媒表面が電解質に覆われる。その結果、ガスと反応する白金表面積が新たに形成され、触媒を有効に活用できるからである。 The temperature for pulverization is not particularly limited as long as it is a temperature at which pulverization is easy, but is preferably 40 to 100 ° C., in which the residual solvent is more easily removed and pulverized. When the temperature rises, the electrolyte fluidity of the electrolyte-coated catalyst becomes slightly higher, and the catalyst surface exposed by pulverization is covered with the electrolyte. As a result, a platinum surface area that reacts with the gas is newly formed, and the catalyst can be used effectively.

２．触媒ペーストの製造方法
本発明の触媒ペーストの製造方法は、
（３）前記製造方法により得られた電解質被覆触媒を溶媒に分散する工程
を備える。このことにより、電解質膜に直接塗工することも出来、製造工程が削減され、コストダウンに繋がる。 2. Method for producing catalyst paste The method for producing the catalyst paste of the present invention comprises:
(3) A step of dispersing the electrolyte-coated catalyst obtained by the production method in a solvent is provided. This can also be applied directly to the electrolyte membrane, reducing the manufacturing process and leading to cost reduction.

工程（３）において、粉砕した電解質被覆触媒を分散するために用いる有機溶媒は、公知又は市販のものを使用することができる。例えば、各種炭化水素、各種アルコール、各種エーテル、各種ジアルキルスルホキシド、水又はこれらの混合物等が挙げられる。具体的には、ヘキサン、ヘプタン、ノナン、デカン等の炭素数６〜１０の直鎖アルカン；メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｓ−ブタノール、ｔ−ブタノール等の炭素数１〜４の一価アルコール；プロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等の多価アルコール等が挙げられる。これらの溶媒は、１種単独又は２種以上を混合して用いることができる。なお、イオン伝導型高分子電解質膜に直接塗工する場合は、膜の膨潤を防ぐ観点から、膜が膨潤しにくい芳香族系炭化水素が好ましい。例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン等が好ましい。 In the step (3), a known or commercially available organic solvent can be used as the organic solvent used for dispersing the pulverized electrolyte-coated catalyst. Examples thereof include various hydrocarbons, various alcohols, various ethers, various dialkyl sulfoxides, water, or a mixture thereof. Specifically, straight chain alkanes having 6 to 10 carbon atoms such as hexane, heptane, nonane, decane; methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, s-butanol, t-butanol, etc. C1-C4 monohydric alcohols; Polyhydric alcohols such as propylene glycol, ethylene glycol, diethylene glycol, glycerin and the like. These solvents can be used alone or in combination of two or more. In the case of direct application to the ion conductive polymer electrolyte membrane, aromatic hydrocarbons that are difficult to swell are preferable from the viewpoint of preventing the membrane from swelling. For example, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, propylbenzene, isopropylbenzene and the like are preferable.

なお、工程（３）では、電解質被覆触媒１重量部に対して溶媒を５〜１００重量部程度、特には１０〜５０重量部程度使用することが好ましい。 In the step (3), it is preferable to use about 5 to 100 parts by weight, particularly about 10 to 50 parts by weight of the solvent with respect to 1 part by weight of the electrolyte-coated catalyst.

３．触媒転写フィルムの製造方法
本発明の固体高分子形燃料電池用触媒転写フィルムの製造方法は、
（４）前記製造方法により得られた触媒ペーストをフィルム基材に塗工する工程
を含む。 3. Method for producing catalyst transfer film The method for producing a catalyst transfer film for a polymer electrolyte fuel cell of the present invention comprises:
(4) It includes a step of applying the catalyst paste obtained by the production method to a film substrate.

フィルム基材としては、前記した転写基材と同様のものを使用することができる。 As the film substrate, the same transfer substrate as described above can be used.

工程（４）において、分散させた触媒ペーストの塗工方法は特に限定されるものではなく、例えば、ナイフコーター、バーコーター、スプレー、ディップコーター、スピンコーター、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーター、スクリーン印刷等の一般的な方法を適用できる。 In the step (4), the method of applying the dispersed catalyst paste is not particularly limited. For example, knife coater, bar coater, spray, dip coater, spin coater, roll coater, die coater, curtain coater, screen A general method such as printing can be applied.

塗工後は乾燥することによって塗膜が形成される。より基材に圧着させるために、熱圧着しても良い。また、必要に応じてガス拡散基材に撥水剤を塗布し、その上に塗工しても良い。 After coating, the coating film is formed by drying. In order to make it more press-bonded to the substrate, thermocompression bonding may be performed. Moreover, you may apply | coat a water repellent to a gas diffusion base material as needed, and may coat on it.

なお、前記触媒ペーストは、触媒転写フィルムの製造にのみ用いられるものではなく、例えば、炭素繊維からなるガス拡散基材又は電解質に塗工する場合にも適用できる。ただし、炭素繊維からなるガス拡散基材は、表面に凹凸の形状を有しており、均一な塗布が難しい。そのため、炭素繊維からなるガス拡散基材上に塗工する場合は、浸漬法、刷毛塗り等を用いるのが好ましい。 In addition, the said catalyst paste is not used only for manufacture of a catalyst transfer film, For example, it can apply also when applying to the gas diffusion base material or electrolyte which consists of carbon fibers. However, the gas diffusion base material made of carbon fiber has an uneven shape on the surface, and uniform application is difficult. Therefore, when coating on a gas diffusion substrate made of carbon fiber, it is preferable to use a dipping method, brush coating or the like.

４．触媒層−電解質膜積層体の製造方法
本発明の触媒層−電解質膜積層体の製造方法は、
（５）前記製造方法により得られた触媒転写フィルムを、電解質膜の片面又は両面に転写する工程
を含む。 4). Production method of catalyst layer-electrolyte membrane laminate Production method of catalyst layer-electrolyte membrane laminate of the present invention is as follows:
(5) including a step of transferring the catalyst transfer film obtained by the production method to one side or both sides of the electrolyte membrane.

電解質膜は、水素イオン伝導性のものであれば限定的ではなく、公知又は市販のものを使用できる。電解質膜の具体例としては、例えば、デュポン社製の「Ｎａｆｉｏｎ」膜、旭硝子（株）製の「Ｆｌｅｍｉｏｎ」膜、旭化成（株）製の「Ａｃｉｐｌｅｘ」膜、ゴア（Ｇｏｒｅ）社製の「ＧｏｒｅＳｅｌｅｃｔ」膜等が挙げられる。 The electrolyte membrane is not limited as long as it is hydrogen ion conductive, and a known or commercially available membrane can be used. Specific examples of the electrolyte membrane include, for example, “Nafion” membrane manufactured by DuPont, “Flemion” membrane manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., “Aciplex” membrane manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., and “Gore” manufactured by Gore. For example, “Select” film.

電解質膜の膜厚は、通常１〜２５０μｍ程度、好ましくは５〜８０μｍ程度とすればよい。 The thickness of the electrolyte membrane is usually about 1 to 250 μm, preferably about 5 to 80 μm.

工程（５）では、本発明の触媒転写フィルムを、電解質膜と触媒層が対面するように配置し、加熱しながら圧力を加える。その後、触媒転写フィルムのフィルム基材を剥離することによって作製される。この際の加熱温度は１００〜１５０℃程度、プレス圧力は１０〜７０ｋｇ／ｃｍ^２程度、プレス時間は１〜３０分程度が好ましい。 In step (5), the catalyst transfer film of the present invention is disposed so that the electrolyte membrane and the catalyst layer face each other, and pressure is applied while heating. Then, it produces by peeling the film base material of a catalyst transfer film. In this case, the heating temperature is preferably about 100 to 150 ° C., the pressing pressure is about 10 to 70 kg / cm ² , and the pressing time is preferably about 1 to 30 minutes.

なお、分散溶液を直接電解質膜に塗工した場合には、その後乾燥することにより、触媒層−電解質膜積層体を製造することができる。 In addition, when the dispersion solution is directly applied to the electrolyte membrane, the catalyst layer-electrolyte membrane laminate can be produced by subsequent drying.

５．固体高分子形燃料電池の製造方法
本発明の固体高分子形燃料電池の製造方法は、
（６）ガス拡散基材を、前記製造方法により得られた触媒層−電解質膜積層体の片面又は両面に、触媒層とガス拡散基材とが接するように積層する工程
を含む。 5). Production method of polymer electrolyte fuel cell The production method of the polymer electrolyte fuel cell of the present invention comprises:
(6) including a step of laminating the gas diffusion base material so that the catalyst layer and the gas diffusion base material are in contact with one surface or both surfaces of the catalyst layer-electrolyte membrane laminate obtained by the production method.

ガス拡散基材は限定的ではなく、例えば通気性のあるカーボン基材が挙げられ、具体的には、カーボンクロス、カーボンペーパー、カーボンフェルト等の公知のものを使用すればよい。 The gas diffusion base material is not limited, and examples thereof include a carbon base material having air permeability. Specifically, a known material such as carbon cloth, carbon paper, carbon felt may be used.

また、これらのカーボン基材は撥水処理されたものを用いてもよい。撥水処理は、例えば、カーボン基材をポリテトラフルオロエチレンエマルジョン液に含浸させた後、乾燥及び焼成することにより、行うことができる。 These carbon base materials may be those subjected to water repellent treatment. The water repellent treatment can be performed, for example, by impregnating a carbon base material with a polytetrafluoroethylene emulsion liquid, followed by drying and baking.

さらに、カーボン基材の面を平滑にするための処理（平滑処理）を施したものを使用してもよい。例えば、カーボンブラック、ポリテトラフルオロエチレン及び水等を主成分とするインクをカーボン基材に塗布及び乾燥することにより、平滑にすることができる。 Furthermore, you may use what performed the process (smooth process) for smooth | blunting the surface of a carbon base material. For example, it can be made smooth by applying and drying an ink mainly composed of carbon black, polytetrafluoroethylene and water on a carbon substrate.

塗布方法は、例えば、ナイフコーター、バーコーター、スプレー、ディップコーター、スピンコーター、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーター、スクリーン印刷等が得られる。 As the coating method, for example, knife coater, bar coater, spray, dip coater, spin coater, roll coater, die coater, curtain coater, screen printing and the like are obtained.

ガス拡散基材の厚さは、通常２０〜１０００μｍ程度、好ましくは１００〜４００μｍ程度とすればよい。 The thickness of the gas diffusion substrate is usually about 20 to 1000 μm, preferably about 100 to 400 μm.

工程（６）において、ガス拡散基材を、触媒層−電解質膜積層体の片面又は両面に積層させる際には、ホットプレス等の熱プレス処理をすることができる。なお、この熱プレス処理には、各種のプレス機を用いることができる。 In the step (6), when the gas diffusion base material is laminated on one side or both sides of the catalyst layer-electrolyte membrane laminate, a hot press treatment such as hot press can be performed. Various presses can be used for this hot press process.

熱プレスする際の加圧レベルは、限定的ではないが、通常１０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ^２程度、好ましくは１５〜７０ｋｇｆ／ｃｍ^２程度で加圧すればよい。 Although the pressurization level at the time of hot pressing is not limited, it is usually about 10 to 100 kgf / cm ² , preferably about 15 to 70 kgf / cm ² .

この際の加熱温度は、限定的ではないが、通常８０〜２００℃程度、好ましくは１００〜１５０℃程度に加熱すればよい。 The heating temperature at this time is not limited, but is usually about 80 to 200 ° C, preferably about 100 to 150 ° C.

また、プレス時間は、加熱温度に応じて適宜決定されるが、例えば、通常１〜３０分程度、好ましくは２〜１５分程度とすればよい。 Moreover, although press time is suitably determined according to heating temperature, For example, about 1-30 minutes normally, What is necessary is just about 2-15 minutes.

この工程（６）により得られた膜−電極接合体に公知又は市販のセパレータを設けることにより、固体高分子形燃料電池を得ることができる。 A solid polymer fuel cell can be obtained by providing a known or commercially available separator to the membrane-electrode assembly obtained in this step (6).

本発明によれば、固体高分子形燃料電池の触媒層を構成する触媒粉と、触媒粉を被覆するイオン伝導性高分子電解質とからなる電解質被覆触媒を回収することで、高分子形燃料電池の高価な主材料を効率的に再利用できる。 According to the present invention, a polymer fuel cell is obtained by recovering an electrolyte-coated catalyst comprising a catalyst powder constituting a catalyst layer of a solid polymer fuel cell and an ion-conductive polymer electrolyte covering the catalyst powder. The expensive main material can be efficiently reused.

すなわち、従来廃棄するしかなかった触媒転写フィルムの端部の非転写部分等、不要となった電解質被覆触媒を剥離・粉砕することで、実用可能な電解質被覆触媒として再利用することが可能である。 That is, it can be reused as a practical electrolyte-coating catalyst by peeling and crushing the electrolyte-coating catalyst that is no longer necessary, such as the non-transferred part of the end of the catalyst transfer film that had to be discarded conventionally. .

また、基材に触媒を塗工した触媒転写フィルムを利用することで、ガス拡散層に塗工した触媒層を剥離するよりも、触媒以外の不純物、例えばガス拡散層の撥水剤として用いられるＰＴＦＥ、カーボン繊維等の混入を防ぐことが可能であり、再利用しやすい。 Further, by using a catalyst transfer film in which a catalyst is applied to a substrate, it is used as an impurity other than the catalyst, for example, as a water repellent for the gas diffusion layer, rather than peeling off the catalyst layer applied to the gas diffusion layer. It is possible to prevent mixing of PTFE, carbon fiber, etc., and it is easy to reuse.

以下に実施例及び比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described more specifically with reference to the following examples and comparative examples. The present invention is not limited to the following examples.

参考例１
白金触媒担持カーボン（ＴＥＣ１０Ｅ５０Ｅ、田中貴金属工業（株）製）１．０ｇにイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１０．０ｇ、水５．０ｇ、フッ素バインダー（ＮａｆｉｏｎＤＥ５２０ＣＳ、Ｄｕｐｏｎｔ社製）１０．０ｇを加え、分散機にて攪拌混合し、触媒層形成用インキを調製した。このインキを、乾燥後の触媒層の厚みが２０〜３０μm程度になるようにブレードコーターでポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（Ｅ５１００、厚み１２μｍ、東洋紡績（株）製）に塗工し、７０℃で３０分乾燥することで、触媒転写フィルム（１）を得た。 Reference example 1
Disperse by adding 10.0 g of isopropyl alcohol (IPA), 5.0 g of water, 10.0 g of fluorine binder (Nafion DE520CS, manufactured by Dupont) to 1.0 g of platinum catalyst-supporting carbon (TEC10E50E, manufactured by Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd.) The mixture was stirred and mixed in a machine to prepare a catalyst layer forming ink. This ink was applied onto a polyethylene terephthalate (PET) film (E5100, thickness 12 μm, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) with a blade coater so that the thickness of the catalyst layer after drying was about 20 to 30 μm. The catalyst transfer film (1) was obtained by drying for 30 minutes.

参考例２
白金触媒担持カーボン（ＴＥＣ１０Ｅ５０Ｅ、田中貴金属工業（株）製）１．０ｇにイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１０．０ｇ、水５．０ｇ、フッ素バインダー（ＮａｆｉｏｎＤＥ５２０ＣＳ、Ｄｕｐｏｎｔ社製）１０．０ｇを加え、分散機にて攪拌混合し、触媒層形成用インキを調製した。このインキを、乾燥後の触媒層の厚みが２０〜３０μm程度になるようにブレードコーターで二軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム（Ｐ２１０２、厚み２０μｍ、東洋紡績（株）製）に塗工し、７０℃で３０分乾燥することで、触媒転写フィルム（２）を得た。 Reference example 2
Disperse by adding 10.0 g of isopropyl alcohol (IPA), 5.0 g of water, 10.0 g of fluorine binder (Nafion DE520CS, manufactured by Dupont) to 1.0 g of platinum catalyst-supporting carbon (TEC10E50E, manufactured by Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd.) The mixture was stirred and mixed in a machine to prepare a catalyst layer forming ink. The ink was applied to a biaxially oriented polypropylene (OPP) film (P2102, thickness 20 μm, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) with a blade coater so that the thickness of the dried catalyst layer was about 20 to 30 μm. The catalyst transfer film (2) was obtained by drying at 0 degreeC for 30 minutes.

参考例３
白金触媒担持カーボン（ＴＥＣ１０Ｅ５０Ｅ、田中貴金属工業（株）製）１．０ｇにイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１０．０ｇ、水５．０ｇ、フッ素バインダー（ＮａｆｉｏｎＤＥ５２０ＣＳ、Ｄｕｐｏｎｔ社製）１０．０ｇを加え、分散機にて攪拌混合し、触媒層形成用インキを調製した。このインキを、乾燥後の触媒層の厚みが２０〜３０μm程度になるようにブレードコーターで、ＰＶＤ法によるシリカ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム（テックバリアＨ、厚み１２μm、三菱樹脂（株）製）に塗工し、７０℃で３０分乾燥することで、触媒転写フィルム（３）を得た。 Reference example 3
Disperse by adding 10.0 g of isopropyl alcohol (IPA), 5.0 g of water, 10.0 g of fluorine binder (Nafion DE520CS, manufactured by Dupont) to 1.0 g of platinum catalyst-supporting carbon (TEC10E50E, manufactured by Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd.) The mixture was stirred and mixed in a machine to prepare a catalyst layer forming ink. Apply this ink to a silica-deposited polyethylene terephthalate film (Tech Barrier H, thickness 12 μm, manufactured by Mitsubishi Plastics) by PVD method with a blade coater so that the thickness of the dried catalyst layer is about 20-30 μm. The catalyst transfer film (3) was obtained by drying at 70 ° C. for 30 minutes.

実施例１
上記で作製した触媒転写フィルム（１）の触媒層をロールブラシによってフィルム基材から剥がし取った。剥がした触媒層を、遊星型ボールミル（フリッチュ・ジャパン（株）製、Ｐ−６型）に直径２ｍｍのビーズを入れて５時間かけて粉砕し、本発明の電解質被覆触媒を得た。 Example 1
The catalyst layer of the catalyst transfer film (1) produced above was peeled off from the film substrate with a roll brush. The peeled catalyst layer was crushed for 5 hours by putting beads having a diameter of 2 mm in a planetary ball mill (Fritsch Japan Co., Ltd., P-6 type) to obtain the electrolyte-coated catalyst of the present invention.

実施例２
上記で作製した触媒転写フィルム（２）をエタノール−水（２．５：１）の混合溶液中に入れ、超音波で１２時間振動させた。溶媒を除去した後、実施例１と同様に粉砕し、本発明の電解質被覆触媒を得た。 Example 2
The catalyst transfer film (2) produced above was put in a mixed solution of ethanol-water (2.5: 1) and vibrated with ultrasonic waves for 12 hours. After removing the solvent, it was pulverized in the same manner as in Example 1 to obtain the electrolyte-coated catalyst of the present invention.

実施例３
上記で作製した触媒転写フィルム（３）をｎ−プロパノール溶液中に入れ、超音波で１２時間振動させた。溶媒を除去した後、実施例１と同様に粉砕し、本発明の電解質被覆触媒を得た。 Example 3
The catalyst transfer film (3) produced above was put in an n-propanol solution and vibrated with ultrasonic waves for 12 hours. After removing the solvent, it was pulverized in the same manner as in Example 1 to obtain the electrolyte-coated catalyst of the present invention.

実施例４
実施例１で得られた電解質被覆触媒を、触媒１重量部に対して１０重量部のイソプロピルアルコールと水（１：１）の混合溶媒に分散させ、フィルム基材（東洋紡績（株）製Ｅ５１００、厚み１２μm）上にブレードコーターで塗工した。塗工後、１００℃、１ＭＰａでプレスし、触媒転写フィルムを得た。この触媒転写フィルムを、電解質膜Ｎａｆｉｏｎ２１２（Ｄｕｐｏｎｔ社製）と触媒層とが対面するように配置し、１５０℃、５０ｋｇｆ／ｃｍ^２で５分間プレスし、本発明の触媒層−電解質膜積層体を得た。 Example 4
The electrolyte-coated catalyst obtained in Example 1 was dispersed in a mixed solvent of 10 parts by weight of isopropyl alcohol and water (1: 1) with respect to 1 part by weight of the catalyst, and a film substrate (E5100 manufactured by Toyobo Co., Ltd.). And a thickness of 12 μm) with a blade coater. After coating, it was pressed at 100 ° C. and 1 MPa to obtain a catalyst transfer film. The catalyst transfer film was placed so that the electrolyte membrane Nafion 212 (manufactured by Dupont) and the catalyst layer face each other, and pressed at 150 ° C. and 50 kgf / cm ² for 5 minutes to obtain the catalyst layer-electrolyte membrane laminate of the present invention. Obtained.

実施例５
実施例２で得られた電解質被覆触媒を、触媒１重量部に対して１０重量部のエチルベンゼン溶媒に分散させ、マスクを載せた電解質膜Ｎａｆｉｏｎ２１２（Ｄｕｐｏｎｔ社製）上にブレードコーターで塗工した。塗工後、１５０℃、５０ｋｇｆ／ｃｍ^２で５分間プレスした。対極も同様にすることにより、本発明の触媒層−電解質膜積層体を得た。 Example 5
The electrolyte-coated catalyst obtained in Example 2 was dispersed in 10 parts by weight of an ethylbenzene solvent with respect to 1 part by weight of the catalyst, and applied on an electrolyte membrane Nafion 212 (manufactured by Dupont) on which a mask was placed with a blade coater. After coating, pressing was performed at 150 ° C. and 50 kgf / cm ² for 5 minutes. The counter electrode was made in the same manner to obtain the catalyst layer-electrolyte membrane laminate of the present invention.

実施例６
実施例３で得られた電解質被覆触媒を、触媒１重量部に対して１０重量部のキシレン溶媒に分散させ、マスクを載せた電解質膜Ｎａｆｉｏｎ２１２（Ｄｕｐｏｎｔ社製）上にブレードコーターで塗工した。塗工後、１５０℃、５０ｋｇｆ／ｃｍ^２で５分間プレスした。対極も同様にすることにより、本発明の触媒層−電解質膜積層体を得た。 Example 6
The electrolyte-coated catalyst obtained in Example 3 was dispersed in 10 parts by weight of a xylene solvent with respect to 1 part by weight of the catalyst, and applied on an electrolyte membrane Nafion 212 (manufactured by Dupont) on which a mask was placed with a blade coater. After coating, pressing was performed at 150 ° C. and 50 kgf / cm ² for 5 minutes. The counter electrode was made in the same manner to obtain the catalyst layer-electrolyte membrane laminate of the present invention.

製造例１
触媒転写フィルム（１）を、電解質膜Ｎａｆｉｏｎ２１２（Ｄｕｐｏｎｔ社製）と触媒層とが対面するように配置し、１５０℃、５０ｋｇｆ／ｃｍ^２で５分間プレスすることにより、新品の触媒層−電解質膜積層体を得た。 Production Example 1
The catalyst transfer film (1) is placed so that the electrolyte membrane Nafion 212 (manufactured by Dupont) and the catalyst layer face each other, and is pressed at 150 ° C. and 50 kgf / cm ² for 5 minutes, whereby a new catalyst layer-electrolyte membrane is obtained. A laminate was obtained.

試験例
製造例1及び実施例４〜６の資料をセル温度８０℃に維持し、各燃料電池のアノード側に８０℃フル加湿の水素を、カソード側に８０℃フル加湿の空気を送り込んで電池性能を評価した。以下の表１にその結果を示す。 Test Example The materials of Production Example 1 and Examples 4 to 6 were maintained at a cell temperature of 80 ° C., 80 ° C. fully humidified hydrogen was sent to the anode side of each fuel cell, and 80 ° C. fully humidified air was fed to the cathode side of the battery. Performance was evaluated. The results are shown in Table 1 below.

Claims

A method for producing an electrolyte-coated catalyst from a catalyst transfer film obtained by laminating a catalyst layer containing an electrolyte-coated catalyst obtained by coating catalyst particles with an ion conductive polymer electrolyte on a film substrate,
(1) A method for producing an electrolyte-coated catalyst, comprising a step of peeling and collecting a catalyst layer from the catalyst transfer film, and (2) a step of pulverizing the collected catalyst layer.

The manufacturing method of Claim 1 which peels a catalyst layer from the non-transfer part of a catalyst transfer film in the said process (1).

In the step (1), the method of peeling the catalyst layer is a method of rubbing the catalyst layer, a method of scraping the catalyst layer, fixing both ends of the catalyst transfer film, and rotating both ends in opposite directions while twisting and expanding both ends. The production method according to claim 1, wherein the method is a method of imparting motion, a method of running the catalyst transfer film while rotating the roll brush , or a method of immersing and peeling the catalyst transfer film in a solvent.

The manufacturing method in any one of Claims 1-3 whose said process (2) is a process grind | pulverized at 40-100 degreeC.

(3) a step of dispersing a more resulting electrolyte coated catalyst in a solvent in the manufacture how according to claim 1, process for preparing a catalyst paste.

(4) A method for producing a catalyst transfer film for a polymer electrolyte fuel cell, comprising a step of applying the catalyst paste obtained by the production method according to claim 5 to a film substrate.

(5) A method for producing a catalyst layer-electrolyte membrane laminate, comprising a step of transferring the catalyst transfer film obtained by the production method according to claim 6 to one side or both sides of the electrolyte membrane.

(4 ′) A method for producing a catalyst layer-electrolyte membrane laminate, comprising a step of applying the catalyst paste obtained by the production method according to claim 5 to an electrolyte membrane.

(6) The gas diffusion base material is laminated so that the catalyst layer and the gas diffusion base material are in contact with one side or both sides of the catalyst layer-electrolyte membrane laminate obtained by the production method according to claim 7 or 8. A method for producing a polymer electrolyte fuel cell comprising the steps.