JP7822982B2 - 炭素担体、金属担持触媒、電極及び電池 - Google Patents

Description

本発明は、炭素担体、金属担持触媒、電極及び電池に関する。

特許文献１には、カーボンブラック又は活性炭を１８００～２５００℃で加熱処理することにより得られる、［００２］面の平均格子面間隔ｄ_００２が０．３３７～０．３４８ｎｍ、結晶子の大きさＬｃ_{（００２）}が３～１８ｎｍ、かつ比表面積が７０～８００ｍ^２／ｇのカーボン担体、及び、当該カーボン担体に担持された白金又は白金合金を含む電極触媒が記載されている。

特許文献２には、カーボンブラック及び黒鉛化促進物質を含む混合物を２０００～２５００℃で加熱処理することにより得られる黒鉛化カーボンブラック、及び当該黒鉛化カーボンブラックに白金を担持してなるリン酸型燃料電池用触媒が記載されている。

特開２０００－２６８８２８号公報 特開２０００－２７３３５１号公報

本発明の発明者らは、金属担持触媒の炭素担体として、黒鉛化処理が施された炭素材料を用いる場合、当該金属担持触媒の耐久性（例えば、耐腐食性及び／又は耐負荷変動性）は向上するものの、当該金属担持触媒の初期の触媒活性が低下してしまうという課題に着目した。

本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、金属担持触媒の耐久性と触媒活性とを両立させる炭素担体、金属担持触媒、電極及び電池を提供することをその目的の一つとする。

［１］上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る炭素担体は、触媒金属粒子を担持するための炭素担体であって、ＢＥＴ比表面積が３００ｍ^２／ｇ以上であり、真密度が２．１ｇ／ｃｍ^３以上であり、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて下記の特性（ｉ）及び（ｉｉ）：（ｉ）ラマンシフト１５８０ｃｍ^－１付近にピークトップを有するＧバンドの強度に対する、ラマンシフト１３４０ｃｍ^－１付近にピークトップを有するＤバンドの強度の比が１．６以上である；（ｉｉ）ラマンシフト１５８０ｃｍ^－１付近にピークトップを有するＧバンドの強度に対する、ラマンシフト２７００ｃｍ^－１付近にピークトップを有する２Ｄバンドの強度の比が０．３以上である；からなる群より選択される１以上を示す炭素構造を有する。本発明によれば、金属担持触媒の耐久性と触媒活性とを両立させる炭素担体が提供される。

［２］前記［１］の炭素担体は、前記特性（ｉ）を示す前記炭素構造を有することとしてもよい。［３］前記［１］又は［２］の炭素担体は、前記特性（ｉｉ）を示す前記炭素構造を有することとしてもよい。

［４］前記［１］乃至［３］のいずれかの炭素担体は、酸素含有量が１．０重量％以上であることとしてもよい。［５］前記［１］乃至［４］のいずれかの炭素担体は、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて、ラマンシフト１５８０ｃｍ^－１付近にピークトップを有するＧバンドの半値半幅が３７ｃｍ^－１以下を示す前記炭素構造を有することとしてもよい。［６］前記［１］乃至［５］のいずれかの炭素担体は、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて、ラマンシフト１３４０ｃｍ^－１付近にピークトップを有するＤバンドの半値半幅が３８ｃｍ^－１以下を示す前記炭素構造を有することとしてもよい。［７］前記［１］乃至［６］のいずれかの炭素担体は、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて、ラマンシフト２７００ｃｍ^－１付近にピークトップを有する２Ｄバンドの半値半幅が５７ｃｍ^－１以下を示す前記炭素構造を有することとしてもよい。

［８］前記［１］乃至［７］のいずれかの炭素担体は、孔径が５ｎｍ以上、７０ｎｍ以下の細孔の容積が０．５０ｃｍ^３／ｇ以下であることとしてもよい。［９］前記［１］乃至［８］のいずれかの炭素担体は、孔径が５ｎｍ未満の細孔の容積が０．２０ｃｍ^３／ｇ以上であることとしてもよい。［１０］前記［１］乃至［９］のいずれかの炭素担体は、孔径が５ｎｍ以上、７０ｎｍ以下の細孔の容積に対する、孔径が５ｎｍ未満の細孔の容積の比が４．０以上であることとしてもよい。［１１］前記［１］乃至［１０］のいずれかの炭素担体は、細孔モード径が７．０ｎｍ以下であることとしてもよい。

［１２］前記［１］乃至［１１］のいずれかの炭素担体は、窒素吸着法により温度７７Ｋで得られる窒素吸着等温線において、飽和蒸気圧（Ｐ_０）に対する吸着平衡圧（Ｐ）の比である相対圧力（Ｐ／Ｐ_０）が０．５（－）における窒素脱着量から窒素吸着量を減じて得られる差が４０ｃｍ^３／ｇ以下を示す炭素構造を有することとしてもよい。［１３］前記［１］乃至［１２］のいずれかの炭素担体は、窒素吸着法により温度７７Ｋで得られる窒素吸着等温線において、飽和蒸気圧（Ｐ_０）に対する吸着平衡圧（Ｐ）の比である相対圧力（Ｐ／Ｐ_０）が０．８（－）における窒素脱着量から窒素吸着量を減じて得られる差が２０ｃｍ^３／ｇ以下を示す炭素構造を有することとしてもよい。

［１４］上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る金属担持触媒は、前記［１］乃至［１３］のいずれかの炭素担体と、前記炭素担体に担持された触媒金属粒子と、を含む。本発明によれば、耐久性と触媒活性とを兼ね備えた金属担持触媒が提供される。

［１５］上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る電極は、前記［１４］の金属担持触媒を含む。本発明によれば、耐久性と触媒活性とを兼ね備えた電極が提供される。

［１６］上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る電池は、前記［１５］の電極を含む。本発明によれば、耐久性と触媒活性とを兼ね備えた電池が提供される。

本発明によれば、金属担持触媒の耐久性と触媒活性とを両立させる炭素担体、金属担持触媒、電極及び電池が提供される。

本実施形態に係る実施例において、例１の炭素担体について得られたラマンスペクトルを示す説明図である。 本実施形態に係る実施例において、例１の炭素担体について得られた窒素吸着等温線を示す説明図である。 本実施形態に係る実施例において、例Ｃ１及び例Ｃ３の炭素担体について得られた細孔径分布を示す説明図である。 本実施形態に係る実施例において、例Ｃ５、例Ｃ７及び例２の炭素担体について得られた細孔径分布を示す説明図である。 本実施形態に係る実施例において炭素担体の特性を評価した結果の一例を示す説明図である。 本実施形態に係る実施例において炭素担体の特性を評価した結果の他の例を示す説明図である。 本実施形態に係る実施例において金属担持触媒の性能を評価した結果を示す説明図である。

以下に、本発明の一実施形態について説明する。なお、本発明は本実施形態で示す例に限られない。

本実施形態に係る炭素担体（以下、「本担体」という。）は、主に炭素から構成される多孔性炭素材料である。本担体の炭素含有量は、本発明の効果が得られれば特に限られないが、例えば、７０重量％以上であってもよく、７５重量％以上であることが好ましく、８０重量％以上であることがより好ましく、８５重量％以上であることが特に好ましい。

また、本担体の炭素含有量は、例えば、１００重量％以下であってもよいし、９５重量％以下であってもよいし、９０重量％以下であってもよい。本担体の炭素含有量は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。炭素担体の炭素含有量は、元素分析（具体的には、燃焼法）により得られる。

本担体の真密度は、本発明の効果が得られれば特に限られないが、例えば、１．８ｇ／ｃｍ^３以上であってもよく、１．９ｇ／ｃｍ^３以上であることが好ましく、２．０ｇ／ｃｍ^３以上であることがより好ましく、２．１ｇ／ｃｍ^３以上であることがさらに好ましく、２．２ｇ／ｃｍ^３以上であることがさらに好ましく、２．３ｇ／ｃｍ^３以上であることが特に好ましい。

また、本担体の真密度は、例えば、２．６ｇ／ｃｍ^３以下であってもよく、２．５ｇ／ｃｍ^３以下であってもよく、２．４ｇ／ｃｍ^３以下であってもよく、２．３ｇ／ｃｍ^３以下であってもよく、２．２ｇ／ｃｍ^３以下であってもよく、２．１ｇ／ｃｍ^３以下であってもよい。本担体の真密度は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。炭素担体の真密度は、定容積膨張法により得られる。

ここで、定容積膨張法により得られる多孔性炭素材料の真密度の測定値は、当該炭素材料が閉塞した細孔を有する場合、中実炭素材料のそれより小さくなる。また、例えば、多孔性炭素材料に黒鉛化処理を施すことにより、一部の細孔が閉塞されて、閉塞した細孔の容積が増加する。その結果、黒鉛化処理後の炭素材料の真密度の測定値は、当該黒鉛化処理前のそれに比べて小さくなる。このように炭素材料の真密度は、当該炭素材料に含まれる閉塞した細孔の容積を反映する。

一方で、多孔性炭素材料を触媒金属粒子を担持するための炭素担体として用いる場合、当該炭素材料に含まれる閉塞した細孔は、当該触媒金属粒子を担持できない無駄な空間である。したがって、閉塞した細孔の容積が小さいことを反映した本担体の比較的大きな真密度は、本担体が触媒金属粒子を担持するための炭素担体としての使用に適した多孔構造を有することを意味する。具体的に、例えば、本担体が、黒鉛化処理後に酸化処理が施された炭素材料である場合、当該黒鉛化処理によっていったん閉塞された細孔が当該酸化処理によって再び開口した結果、本担体は、当該酸化処理前の炭素材料よりも大きな真密度を有する。この酸化処理による真密度の増加は、本担体において触媒金属粒子を担持するための表面及び空間を増加させるため、本担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒の触媒活性の向上に寄与する。

本担体は、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて、ラマンシフト１５８０ｃｍ^－１付近（具体的に、例えば、１５５０ｃｍ^－１以上、１６１０ｃｍ^－１以下の範囲内）にピークトップを有するＧバンドの半値半幅（以下、「ラマンＧ半値半幅」という。）が３７ｃｍ^－１以下を示す炭素構造を有することが好ましい。

この場合、本担体のラマンＧ半値半幅は、３６ｃｍ^－１以下であることがより好ましく、３５ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましい。また、本担体のラマンＧ半値半幅は、３４ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、３３ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、３２ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、３１ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、３０ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、２９ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、２８ｃｍ^－１以下であることが特に好ましい。

また、本担体のラマンＧ半値半幅は、例えば、１０ｃｍ^－１以上であってもよく、１５ｃｍ^－１以上であってもよく、１８ｃｍ^－１以上であってもよく、２０ｃｍ^－１以上であってもよく、２２ｃｍ^－１以上であってもよく、２４ｃｍ^－１以上であってもよく、２６ｃｍ^－１以上であってもよく、２７ｃｍ^－１以上であってもよく、２８ｃｍ^－１以上であってもよい。本担体のラマンＧ半値半幅は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。

ここで、炭素材料のラマンスペクトルにおいて、Ｇバンドは、グラフェンを構成する炭素原子由来の成分である。そして、Ｇバンドの半値半幅は、グラフェンの発達度合いを示す。すなわち、炭素構造に含まれるグラフェンが発達するにつれて、当該炭素構造のラマンＧ半値半幅は小さくなる。この点、グラフェンが発達するにつれて、炭素構造の安定性は高まる。したがって、上述した上限値以下のラマンＧ半値半幅を示す炭素構造は、本担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒の耐久性の向上に寄与する。

一方、小さすぎるラマンＧ半値半幅を示す炭素構造は、グラフェンが発達しすぎているため、触媒金属粒子を担持するための適性に劣る。これに対し、適度な大きさのラマンＧ半値半幅を示す炭素構造は、グラフェンが発達しすぎておらず、適度な歪み及び／又はヘテロ原子を含むため、触媒金属粒子を担持するための適性に優れる。

また、グラフェンが発達するにつれて、炭素構造の親水性が低下する。このため、例えば、金属担持触媒を燃料電池に適用する場合、小さすぎるラマンＧ半値半幅を示す炭素構造は、生成された水を保持するための適性に劣る。これに対し、適度な大きさのラマンＧ半値半幅を示す炭素構造は、適度な親水性を有するため、生成された水を保持するための適性に優れる。

したがって、上述した下限値以上のラマンＧ半値半幅を示す炭素構造は、本担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒の耐久性及び／又は触媒活性（例えば、金属担持触媒を電池に適用した場合における発電性能（低加湿条件下における発電性能を含む））の向上に寄与する。

本担体は、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて、ラマンシフト１３４０ｃｍ^－１付近（具体的に、例えば、１３２０ｃｍ^－１以上、１３６０ｃｍ^－１以下の範囲内）にピークトップを有するＤバンドの半値半幅（以下、「ラマンＤ半値半幅」という。）が３８ｃｍ^－１以下を示す炭素構造を有することが好ましい。

この場合、本担体のラマンＤ半値半幅は、３６ｃｍ^－１以下であることがより好ましく、３４ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましい。また、本担体のラマンＤ半値半幅は、３２ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、３０ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、２９ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、２８ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、２７ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、２６ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、２５ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、２４ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、２３ｃｍ^－１以下であることが特に好ましい。

また、本担体のラマンＤ半値半幅は、例えば、１０ｃｍ^－１以上であってもよく、１５ｃｍ^－１以上であってもよく、１８ｃｍ^－１以上であってもよく、２０ｃｍ^－１以上であってもよく、２１ｃｍ^－１以上であってもよく、２２ｃｍ^－１以上であってもよく、２３ｃｍ^－１以上であってもよい。また、本担体のラマンＤ半値半幅は、例えば、２４ｃｍ^－１以上であってもよく、２５ｃｍ^－１以上であってもよく、２６ｃｍ^－１以上であってもよく、２７ｃｍ^－１以上であってもよく、２８ｃｍ^－１以上であってもよく、２９ｃｍ^－１以上であってもよい。本担体のラマンＤ半値半幅は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。

ここで、参考文献(A. Sadezky et al., Carbon 43 (2005) 1731-1742)によれば、炭素材料のラマンスペクトルにおいて、Ｄバンドは、グラフェン層のエッジや欠陥のような乱れた格子に近接した炭素原子由来の成分である。そして、Ｄバンドの半値半幅は、エッジや欠陥の周辺の炭素の結晶性を示す。すなわち、炭素構造におけるエッジや欠陥の周辺の炭素の結晶性が高くなるにつれて、当該炭素構造のラマンＤ半値半幅は小さくなる。また、炭素の結晶性が高くなるにつれて、炭素構造の安定性は高まる。したがって、上述した上限値以下のラマンＤ半値半幅を示す炭素構造は、本担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒の耐久性の向上に寄与する。

一方、小さすぎるラマンＤ半値半幅を示す炭素構造は、エッジや欠陥の周辺の炭素の結晶性が高すぎるため、触媒金属粒子を担持するための適性に劣る。これに対し、適度な大きさのラマンＤ半値半幅を示す炭素構造は、エッジや欠陥の周辺の炭素の結晶性が高すぎないため、触媒金属粒子を担持するための適性に優れる。

また、炭素の結晶性が高くなるにつれて、炭素構造の親水性は低下する。このため、例えば、金属担持触媒を燃料電池に適用する場合、小さすぎるラマンＤ半値半幅を示す炭素構造は、生成された水を保持するための適性に劣る。これに対し、適度な大きさのラマンＤ半値半幅を示す炭素構造は、適度な親水性を有するため、生成された水を保持するための適性に優れる。

したがって、上述した下限値以上のラマンＤ半値半幅を示す炭素構造は、本担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒の耐久性及び／又は触媒活性（例えば、金属担持触媒を電池に適用した場合における発電性能（低加湿条件下における発電性能を含む））の向上に寄与する。

本担体は、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて、ラマンシフト２７００ｃｍ^－１付近（具体的に、例えば、２６７０ｃｍ^－１以上、２７３０ｃｍ^－１以下の範囲内）にピークトップを有する２Ｄバンドの半値半幅（以下、「ラマン２Ｄ半値半幅」という。）が５７ｃｍ^－１以下を示す炭素構造を有することが好ましい。

この場合、本担体のラマン２Ｄ半値半幅は、５５ｃｍ^－１以下であることがより好ましく、５４ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、５３ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましい。また、本担体のラマン２Ｄ半値半幅は、５２ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、５１ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、５０ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、４９ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、４８ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、４７ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、４６ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、４５ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、４４ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、４３ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、４２ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、４１ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、４０ｃｍ^－１以下であることがさらに好ましく、３９ｃｍ^－１以下であることが特に好ましい。

また、本担体のラマン２Ｄ半値半幅は、例えば、１０ｃｍ^－１以上であってもよく、１５ｃｍ^－１以上であってもよく、２０ｃｍ^－１以上であってもよく、２５ｃｍ^－１以上であってもよく、３０ｃｍ^－１以上であってもよく、３２ｃｍ^－１以上であってもよい。また、本担体のラマン２Ｄ半値半幅は、３４ｃｍ^－１以上であってもよく、３６ｃｍ^－１以上であってもよく、３８ｃｍ^－１以上であってもよく、４０ｃｍ^－１以上であってもよく、４２ｃｍ^－１以上であってもよく、４４ｃｍ^－１以上であってもよく、４６ｃｍ^－１以上であってもよく、４８ｃｍ^－１以上であってもよく、５０ｃｍ^－１以上であってもよい。本担体のラマン２Ｄ半値半幅は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。

ここで、炭素材料のラマンスペクトルにおいて、２Ｄバンドは、グラフェン層を構成する炭素原子由来の成分である。そして、２Ｄバンドの半値半幅は、グラフェン層の均一さを示す。すなわち、炭素構造に含まれるグラフェン層が均一になるにつれて、当該炭素構造のラマン２Ｄ半値半幅は小さくなる。また、グラフェン層が均一になるにつれて、炭素構造の安定性は高まる。したがって、上述した上限値以下のラマン２Ｄ半値半幅を示す炭素構造は、本担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒の耐久性の向上に寄与する。

一方、小さすぎるラマン２Ｄ半値半幅を示す炭素構造は、グラフェン層の均一性が高すぎるため、触媒金属粒子を担持するための適性に劣る。これに対し、適度な大きさのラマン２Ｄ半値半幅を示す炭素構造は、グラフェン層が適度な欠陥や歪みを有するため、触媒金属粒子を担持するための適性に優れる。

また、グラフェン層が均一になるにつれて、炭素構造の親水性は低下する。このため、例えば、金属担持触媒を燃料電池に適用する場合、小さすぎるラマン２Ｄ半値半幅を示す炭素構造は、生成された水を保持するための適性に劣る。これに対し、適度な大きさのラマン２Ｄ半値半幅を示す炭素構造は、適度な親水性を有するため、生成された水を保持するための適性に優れる。

したがって、上述した下限値以上のラマン２Ｄ半値半幅を示す炭素構造は、本担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒の耐久性及び／又は触媒活性（例えば、金属担持触媒を電池に適用した場合における発電性能（低加湿条件下における発電性能を含む））の向上に寄与する。

本担体は、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて上記Ｇバンドの強度に対する上記Ｄバンドの強度の比（以下、「ラマンＤ／Ｇ比」という。）が１．６以上を示す炭素構造を有することが好ましい。

この場合、本担体のラマンＤ／Ｇ比は、１．７以上であることがより好ましく、１．８以上であることがさらに好ましく、１．９以上であることがさらに好ましく、２．０以上であることがさらに好ましい。また、本担体のラマンＤ／Ｇ比は、２．１以上であることがさらに好ましく、２．２以上であることがさらに好ましく、２．３以上であることが特に好ましい。

また、本担体のラマンＤ／Ｇ比は、例えば、４．０以下であってもよく、３．５以下であってもよく、３．０以下であってもよく、２．８以下であってもよく、２．６以下であってもよく、２．５以下であってもよく、２．４以下であってもよく、２．３以下であってもよく。また、本担体のラマンＤ／Ｇ比は、例えば、２．２以下であってもよく、２．１以下であってもよい。本担体のラマンＤ／Ｇ比は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。

ここで、炭素材料のラマンＤ／Ｇ比は、炭素構造中のグラフェン層に含まれるエッジや欠陥の量を示す。すなわち、グラフェン層のエッジや欠陥が多くなるにつれて、炭素構造のラマンＤ／Ｇ比は大きくなる。この点、エッジや欠陥は触媒金属粒子の担持サイトとして機能する。このため、グラフェン層のエッジや欠陥が増加するにつれて、炭素構造の触媒金属粒子を担持するための適性が向上する。

また、グラフェン層のエッジや欠陥が増加するにつれて、炭素構造の親水性が増加する。炭素構造の親水性の増加は、例えば、金属担持触媒を燃料電池に適用する場合において、生成された水を保持するための適性を向上させる。

したがって、上述した下限値以上のラマンＤ／Ｇ比を示す炭素構造は、本担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒の耐久性及び／又は触媒活性（例えば、金属担持触媒を電池に適用した場合における発電性能（低加湿条件下における発電性能を含む））の向上に寄与する。

一方、大きすぎるラマンＤ／Ｇ比を示す炭素構造は、エッジや欠陥が多すぎるため、耐久性が低下する。これに対し、適度な大きさのラマンＤ／Ｇ比を示す炭素構造は、適度な量のエッジや欠陥を有する。したがって、上述した上限値以下のラマンＤ／Ｇ比を示す炭素構造は、本担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒の耐久性の向上に寄与する。

本担体は、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて上記Ｇバンドの強度に対する上記２Ｄバンドの強度の比（以下、「ラマン２Ｄ／Ｇ比」という。）が０．３以上を示す炭素構造を有することが好ましい。

この場合、本担体のラマン２Ｄ／Ｇ比は、０．４以上であることがより好ましく、０．５以上であることがさらに好ましく、０．６以上であることがさらに好ましく、０．７以上であることが特に好ましい。

また、本担体のラマン２Ｄ／Ｇ比は、例えば、１．５以下であってもよく、１．２以下であってもよく、１．０以下であってもよく、０．９以下であってもよく、０．８以下であってもよく、０．７以下であってもよい。また、本担体のラマン２Ｄ／Ｇ比は、例えば、０．６以下であってもよく、０．５以下であってもよく、０．４以下であってもよく、０．３以下であってもよい。本担体のラマン２Ｄ／Ｇ比は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。

ここで、炭素材料のラマン２Ｄ／Ｇ比は、当該炭素材料の炭素構造に含まれるグラフェンの積層体を構成する層の数を示す。すなわち、２Ｄバンドの強度がＧバンドの強度よりも大きい場合（ラマン２Ｄ／Ｇ比＞１）は、グラフェンが単層である。２Ｄバンドの強度がＧバンドの強度と同一である場合（ラマン２Ｄ／Ｇ比＝１）は、グラフェンの積層体の層数がおおよそ２層である。２Ｄバンドの強度がＧバンドの強度よりも小さい場合（ラマン２Ｄ／Ｇ比＜１）は、グラフェンの積層体の層数が３層以上である。具体的な積層数は、２Ｄバンドの強度（ピークトップの高さ）とＧバンドの強度（ピークトップの高さ）との比から求めることができる。

小さすぎるラマン２Ｄ／Ｇ比を示す炭素構造、すなわちグラフェンの積層体の層数が多すぎる炭素構造は、酸化劣化の起点となるエッジや欠陥のベーサル面に対する相対量が多すぎるため、耐久性（特に耐腐食性）が低下する。これに対し、上述した下限値以上のラマン２Ｄ／Ｇ比を示す炭素構造は、グラフェン積層体の層数が適切な範囲（例えば、２層から３層程度）に制御された少層グラフェン（few layer graphene）を含み、露出しているベーサル面に対するエッジや欠陥の相対量が適切な範囲内に制御されているため、耐久性（特に耐腐食性）の向上に寄与する。

一方、エッジや欠陥は触媒金属粒子の担持サイトとしても機能する。このため、大きすぎるラマン２Ｄ／Ｇ比を示す炭素構造は、ベーサル面に対するエッジや欠陥の相対量が少なすぎるため、触媒金属粒子を担持するための適性に劣る。これに対し、適度な大きさのラマン２Ｄ／Ｇ比を示す炭素構造は、適度な量のエッジや欠陥を含むため、触媒金属粒子を担持するための適性に優れる。

また、ベーサル面に対するエッジや欠陥の相対量が低下するにつれて、炭素構造の親水性は低下する。このため、例えば、金属担持触媒を燃料電池に適用する場合、大きすぎるラマン２Ｄ／Ｇ比を示す炭素構造は、生成された水を保持するための適性に劣る。これに対し、適度な大きさのラマン２Ｄ／Ｇ比を示す炭素構造は、適度な親水性を有するため、生成された水を保持するための適性に優れる。

したがって、上述した上限値以下のラマン２Ｄ／Ｇ比を示す炭素構造は、本担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒の耐久性及び／又は触媒活性（例えば、金属担持触媒を電池に適用した場合における発電性能（低加湿条件下における発電性能を含む））の向上に寄与する。

本担体の酸素含有量は、本発明の効果が得られれば特に限られないが、例えば、１．０重量％以上であることが好ましく、１．５重量％以上であることがより好ましく、２．０重量％以上であることがさらに好ましく、２．４重量％以上であることがさらに好ましく、２．６重量％以上であることがさらに好ましく、２．８重量％以上であることがさらに好ましい。また、本担体の酸素含有量は、３．０重量％以上であることがさらに好ましく、３．１重量％以上であることがさらに好ましく、３．２重量％以上であることがさらに好ましく、３．３重量％以上であることがさらに好ましく、３．４重量％以上であることがさらに好ましく、３．５重量％以上であることがさらに好ましく、３．６重量％以上であることがさらに好ましく、３．７重量％以上であることがさらに好ましく、３．８重量％以上であることがさらに好ましく、３．９重量％以上であることがさらに好ましく、４．０重量％以上であることが特に好ましい。

また、本担体の酸素含有量は、例えば、２０．０重量％以下であってもよく、１５．０重量％以下であってもよく、１２．０重量％以下であってもよく、１０．０重量％以下であってもよく、９．５重量％以下であってもよく、９．０重量％以下であってもよく、８．５重量％以下であってもよく、８．０重量％以下であってもよく、７．５重量％以下であってもよく、７．０重量％以下であってもよく、６．５重量％以下であってもよく、６．０重量％以下であってもよく、５．５重量％以下であってもよく、５．０重量％以下であってもよく、４．８重量％以下であってもよく、４．６重量％以下であってもよく、４．４重量％以下であってもよく、４．２重量％以下であってもよく、４．０重量％以下であってもよく、３．８重量％以下であってもよく、３．６重量％以下であってもよい。また、本担体の酸素含有量は、例えば、３．５重量％以下であってもよく、３．４重量％以下であってもよく、３．３重量％以下であってもよく、３．２重量％以下であってもよく、３．１重量％以下であってもよい。本担体の酸素含有量は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。本担体の酸素含有量は、元素分析（具体的には、熱分解法）により得られる。

ここで、炭素材料の元素分析により得られる酸素含有量は、当該炭素材料の親水性に影響する。すなわち、炭素材料の酸素含有量が増加するにつれて、当該炭素材料の親水性が増加する。この点、一般に、炭素構造のラマンＧ半値半幅、ラマンＤ半値半幅、及びラマン２Ｄ半値半幅が小さくなるにつれて、又は、炭素構造のラマン２Ｄ／Ｇ比が大きくなるにつれて、当該炭素構造の親水性は低下する。ただし、小さなラマンＧ半値半幅、ラマンＤ半値半幅、又はラマン２Ｄ半値半幅を示す炭素構造、及び／又は、大きなラマン２Ｄ／Ｇ比を示す炭素構造であっても、その酸素含有量が増加することにより、その親水性は増加する。そして、高い親水性を有する炭素材料は、例えば、金属担持触媒を燃料電池に適用する場合において、生成された水を保持するための適性に優れる。

したがって、上述した下限値以上の酸素含有量を示す炭素構造は、本担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒の触媒活性（例えば、金属担持触媒を電池に適用した場合における発電性能（低加湿条件下における発電性能を含む））の向上に寄与する。

一方、大きすぎる酸素含有量を示す炭素構造は、酸化の開始点が多すぎるため、耐久性（特に耐腐食性）が低下する。これに対し、上述した上限値以下の酸素含有量を示す炭素構造は、酸化の開始点が多すぎないため、耐久性（特に耐腐食性）の向上に寄与する。

本担体のＢＥＴ比表面積は、本発明の効果が得られれば特に限られないが、例えば、３００ｍ^２／ｇ以上であることが好ましい。本担体のＢＥＴ比表面積は、４００ｍ^２／ｇ以上であることがより好ましく、５００ｍ^２／ｇ以上であることがさらに好ましく、６００ｍ^２／ｇ以上であることがさらに好ましく、７００ｍ^２／ｇ以上であることがさらに好ましく、８００ｍ^２／ｇ以上であることがさらに好ましく、９００ｍ^２／ｇ以上であることがさらに好ましい。また、本担体のＢＥＴ比表面積は、１０００ｍ^２／ｇ以上であることがさらに好ましく、１１００ｍ^２／ｇ以上であることがさらに好ましく、１１５０ｍ^２／ｇ以上であることがさらに好ましく、１２００ｍ^２／ｇ以上であることがさらに好ましく、１２５０ｍ^２／ｇ以上であることがさらに好ましく、１３００ｍ^２／ｇ以上であることがさらに好ましく、１３５０ｍ^２／ｇ以上であることがさらに好ましく、１４００ｍ^２／ｇ以上であることが特に好ましい。

また、本担体のＢＥＴ比表面積は、例えば、３３００ｍ^２／ｇ以下であってもよく、３０００ｍ^２／ｇ以下であってもよく、２５００ｍ^２／ｇ以下であってもよく、２０００ｍ^２／ｇ以下であってもよく、１８００ｍ^２／ｇ以下であってもよく、１６００ｍ^２／ｇ以下であってもよい。また、本担体のＢＥＴ比表面積は、例えば、１５００ｍ^２／ｇ以下であってもよく、１４５０ｍ^２／ｇ以下であってもよく、１４００ｍ^２／ｇ以下であってもよく、１３５０ｍ^２／ｇ以下であってもよく、１３００ｍ^２／ｇ以下であってもよく、１２５０ｍ^２／ｇ以下であってもよく、１２００ｍ^２／ｇ以下であってもよく、１１５０ｍ^２／ｇ以下であってもよく、１１００ｍ^２／ｇ以下であってもよく、１０００ｍ^２／ｇ以下であってもよく、９５０ｍ^２／ｇ以下であってもよく、９００ｍ^２／ｇ以下であってもよい。本担体のＢＥＴ比表面積は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。本担体のＢＥＴ比表面積は、窒素吸着法により温度７７Ｋで得られる窒素吸着等温線からＢＥＴ法により得られる。

炭素担体におけるＢＥＴ比表面積の増加は、触媒金属粒子の担持サイトを増加させるため、当該炭素担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒の耐久性及び／又は触媒活性の向上に寄与する。

本担体は、孔径が５ｎｍ以上、７０ｎｍ以下の細孔の容積（以下、「細孔容積（５－７０ｎｍ）」という。）が０．５０ｃｍ^３／ｇ以下であることが好ましい。この場合、本担体の細孔容積（５－７０ｎｍ）は、０．４５ｃｍ^３／ｇ以下であることがより好ましく、０．４０ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、０．３５ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、０．３０ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、０．２５ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、０．２０ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、０．１５ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、０．１２ｃｍ^３／ｇ以下であることが好ましく、０．１０ｃｍ^３／ｇ以下であることがより好ましく、０．０９ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、０．０８ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましい。また、本担体の細孔容積（５－７０ｎｍ）は、０．０７ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、０．０６ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、０．０５ｃｍ^３／ｇ以下であることが特に好ましい。

また、本担体の細孔容積（５－７０ｎｍ）は、例えば、０．００ｃｍ^３／ｇ以上であってもよく、０．０１ｃｍ^３／ｇ以上であってもよく、０．０２ｃｍ^３／ｇ以上であってもよく、０．０３ｃｍ^３／ｇ以上であってもよい。また、本担体の細孔容積（５－７０ｎｍ）は、０．０４ｃｍ^３／ｇ以上であってもよく、０．０５ｃｍ^３／ｇ以上であってもよく、０．０６ｃｍ^３／ｇ以上であってもよく、０．０７ｃｍ^３／ｇ以上であってもよく、０．０８ｃｍ^３／ｇ以上であってもよい。本担体の細孔容積（５－７０ｎｍ）は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。本担体の細孔容積（５－７０ｎｍ）は、窒素吸着法により温度７７Ｋで得られる窒素吸着等温線からＤＦＴ法により得られる。

炭素担体において５ｎｍ以上、７０ｎｍ以下という比較的大きな孔径を有する細孔は、例えば、当該炭素担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒を燃料電池に適用する場合、生成された水を保持するための適性に劣るため、当該細孔内において、当該生成された水によるプロトンパスが形成されにくい。また、孔径が５ｎｍ以上、７０ｎｍ以下の細孔内に担持された触媒金属粒子は、電解質に被覆されやすいため、その触媒活性が低下しやすい。したがって、上述した上限値以下の細孔容積（５－７０ｎｍ）を有する多孔性炭素構造は、本担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒の触媒活性（例えば、金属担持触媒を電池に適用した場合における発電性能（特に低加湿条件下における発電性能））の向上に寄与する。

本担体は、孔径が５ｎｍ未満の細孔の容積（以下、「細孔容積（５ｎｍ未満）」という。）が０．２０ｃｍ^３／ｇ以上であることが好ましい。この場合、本担体の細孔容積（５ｎｍ未満）は、０．３０ｃｍ^３／ｇ以上であることがより好ましく、０．３５ｃｍ^３／ｇ以上であることがさらに好ましく、０．４０ｃｍ^３／ｇ以上であることがさらに好ましい。また、本担体の細孔容積（５ｎｍ未満）は、０．４５ｃｍ^３／ｇ以上であることがさらに好ましく、０．５０ｃｍ^３／ｇ以上であることがさらに好ましく、０．５５ｃｍ^３／ｇ以上であることがさらに好ましく、０．６０ｃｍ^３／ｇ以上であることがさらに好ましく、０．６５ｃｍ^３／ｇ以上であることが特に好ましい。

また、本担体の細孔容積（５ｎｍ未満）は、例えば、１．２０ｃｍ^３／ｇ以下であってもよく、１．１０ｃｍ^３／ｇ以下であってもよく、１．００ｃｍ^３／ｇ以下であってもよく、０．９５ｃｍ^３／ｇ以下であってもよく、０．９０ｃｍ^３／ｇ以下であってもよく、０．８５ｃｍ^３／ｇ以下であってもよく、０．８０ｃｍ^３／ｇ以下であってもよく、０．７５ｃｍ^３／ｇ以下であってもよい。また、本担体の細孔容積（５ｎｍ未満）は、０．７０ｃｍ^３／ｇ以下であってもよく、０．６５ｃｍ^３／ｇ以下であってもよく、０．６０ｃｍ^３／ｇ以下であってもよく、０．５５ｃｍ^３／ｇ以下であってもよく、０．５０ｃｍ^３／ｇ以下であってもよい。本担体の細孔容積（５ｎｍ未満）は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。本担体の細孔容積（５ｎｍ未満）は、窒素吸着法により温度７７Ｋで得られる窒素吸着等温線からＤＦＴ法により得られる。

５ｎｍ未満という比較的小さな孔径を有する細孔は、比較的小さな粒子径を有し高い触媒活性を示す触媒金属粒子を担持するための適性に優れている。また、炭素担体において孔径が５ｎｍ未満の細孔は、例えば、当該炭素担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒を燃料電池に適用する場合、生成された水を保持するための適性に優れているため、当該細孔内において、当該生成された水によるプロトンパスが形成されやすい。また、孔径が５ｎｍ未満の細孔内に担持された触媒金属粒子は、電解質に被覆されにくい。したがって、上述した下限値以上の細孔容積（５ｎｍ未満）を有する多孔性炭素構造は、本担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒の触媒活性（例えば、金属担持触媒を電池に適用した場合における発電性能（特に低加湿条件下における発電性能））の向上に寄与する。

一方、大きすぎる細孔容積（５ｎｍ未満）を有する炭素担体においては、その炭素構造が疎になってしまうため、耐腐食性が低くなる。これに対し、上述した上限値以下の細孔容積（５ｎｍ未満）を有する炭素構造は、その密な構造により、本担体の耐腐食性の向上に寄与する。

本担体は、上記細孔容積（５－７０ｎｍ）（ｃｍ^３／ｇ）に対する、上記細孔容積（５ｎｍ未満）（ｃｍ^３／ｇ）の比（以下、「細孔容積比（５／（５－７０））」という。）（－）が４．０以上であることが好ましい。この場合、本担体の細孔容積比（５／（５－７０））は、４．５以上であることがより好ましく、５．０以上であることがさらに好ましく、６．０以上であることがさらに好ましい。また、本担体の細孔容積比（５／（５－７０））は、６．５以上であることがさらに好ましく、７．０以上であることがさらに好ましく、７．５以上であることがさらに好ましく、８．０以上であることがさらに好ましく、８．５以上であることがさらに好ましく、９．０以上であることがさらに好ましく、９．５以上であることがさらに好ましく、１０．０以上であることがさらに好ましく、１０．５以上であることがさらに好ましく、１１．０以上であることがさらに好ましく、１１．５以上であることがさらに好ましく、１２．０以上であることが特に好ましい。

また、本担体の細孔容積比（５／（５－７０））は、例えば、５０．０以下であってもよく、４０．０以下であってもよく、３５．０以下であってもよく、３０．０以下であってもよい。また、本担体の細孔容積比（５／（５－７０））は、２５．０以下であってもよく、２０．０以下であってもよく、１５．０以下であってもよく、１０．０以下であってもよく、９．０以下であってもよく、８．０以下であってもよい。本担体の細孔容積比（５／（５－７０））は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。

小さすぎる細孔容積比（５／（５－７０））を有する炭素担体、すなわち、細孔容積（５ｎｍ未満）に比べて大きすぎる細孔容積（５－７０ｎｍ）を有する炭素担体においては、例えば、当該炭素担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒を燃料電池に適用する場合、細孔内でプロトンパスが形成されにくく、また、細孔内に担持された触媒金属粒子が電解質に被覆されやすい。これに対し、大きな細孔容積比（５／（５－７０））を有する炭素担体においては、細孔内でプロトンパスが形成されやすく、また、細孔内に担持された触媒金属粒子が電解質に被覆されにくい。したがって、上述した下限値以上の細孔容積比（５／（５－７０）を有する多孔性炭素構造は、本担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒の触媒活性（例えば、金属担持触媒を電池に適用した場合における発電性能（特に低加湿条件下における発電性能））の向上に寄与する。

一方、大きすぎる細孔容積比（５／（５－７０））を有する炭素担体、すなわち細孔容積（５－７０ｎｍ）に比べて大きすぎる細孔容積（５ｎｍ未満）を有する炭素担体においては、触媒金属粒子が細孔内よりも当該炭素担体の外表面に担持されやすくなるため、耐久性が低くなる。これに対し、上述した上限値以下の細孔容積比（５／（５－７０））を有する多孔性炭素構造は、その細孔内に触媒金属粒子が効果的に担持されるため、本担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒の耐久性の向上に寄与する。

本担体は、細孔モード径が７．０ｎｍ以下であることが好ましい。この場合、本担体の細孔モード径は、６．０ｎｍ以下であることがより好ましく、５．０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、４．５ｎｍ以下であることがさらに好ましく、４．０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、３．５ｎｍ以下であることがさらに好ましく、３．０ｎｍ以下であることが特に好ましい。

また、本担体の細孔モード径は、例えば、０．５ｎｍ以上であってもよく、１．０ｎｍ以上であってもよく、１．５ｎｍ以上であってもよく、２．０ｎｍ以上であってもよい。また、本担体の細孔モード径は、２．５ｎｍ以上であってもよく、３．０ｎｍ以上であってもよい。本担体の細孔モード径は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。本担体の細孔モード径は、窒素吸着法により温度７７Ｋで得られる窒素吸着等温線からＤＦＴ法により得られる。

大きすぎる細孔モード径を有する炭素担体においては、例えば、当該炭素担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒を燃料電池に適用する場合、細孔内に電解質が侵入しやすいため、当該細孔内に担持された触媒金属粒子が当該電解質で被覆されることにより、当該触媒金属粒子の利用率が低下しやすい。これに対し、小さい細孔モード径を有する炭素担体においては、細孔内に電解質が侵入しにくいため、当該細孔内に担持された触媒金属粒子が電解質で被覆されにくい。したがって、上述した上限値以下の細孔モード径を有する多孔性炭素構造は、本担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒の触媒活性（例えば、金属担持触媒を電池に適用した場合における発電性能）の向上に寄与する。

一方、小さすぎる細孔モード径を有する炭素担体においては、触媒金属粒子の細孔内への担持が不十分となり、触媒金属粒子が当該炭素担体の外表面に担持されやすくなるため、耐久性が低下する。これに対し、上述した下限値以上の細孔モード径を有する多孔性炭素構造は、その細孔内に触媒金属粒子が効果的に担持されるため、本担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒の耐久性の向上に寄与する。

本担体は、窒素吸着法により温度７７Ｋで得られる窒素吸着等温線において、飽和蒸気圧（Ｐ_０）に対する吸着平衡圧（Ｐ）の比である相対圧力（Ｐ／Ｐ_０）が０．５（－）における窒素脱着量から窒素吸着量を減じて得られる差（以下、「ヒステリシス（０．５Ｐ／Ｐ_０）」という。）が４０ｃｍ^３／ｇ以下を示す炭素構造を有することが好ましい。

この場合、本担体のヒステリシス（０．５Ｐ／Ｐ_０）は、４５ｃｍ^３／ｇ以下であることがより好ましく、４０ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、３５ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、３０ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、２５ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、２０ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、１８ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、１５ｃｍ^３／ｇ以下であることが特に好ましい。

また、本担体のヒステリシス（０．５Ｐ／Ｐ_０）は、例えば、０ｃｍ^３／ｇ以上であってもよく、１ｃｍ^３／ｇ以上であってもよい。また、本担体のヒステリシス（０．５Ｐ／Ｐ_０）は、５ｃｍ^３／ｇ以上であってもよく、１０ｃｍ^３／ｇ以上であってもよく、１５ｃｍ^３／ｇ以上であってもよく、２０ｃｍ^３／ｇ以上であってもよく、２５ｃｍ^３／ｇ以上であってもよい。本担体のヒステリシス（０．５Ｐ／Ｐ_０）は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。

本担体は、窒素吸着法により温度７７Ｋで得られる窒素吸着等温線において、相対圧力（Ｐ／Ｐ_０）が０．８（－）における窒素脱着量から窒素吸着量を減じて得られる差（以下、「ヒステリシス（０．８Ｐ／Ｐ_０）」という。）が２０ｃｍ^３／ｇ以下を示す炭素構造を有することが好ましい。

この場合、本担体のヒステリシス（０．８Ｐ／Ｐ_０）は、例えば、１５ｃｍ^３／ｇ以下であることがより好ましく、１０ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましい。また、本担体のヒステリシス（０．８Ｐ／Ｐ_０）は、９ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、８ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、７ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、６ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、５ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、４ｃｍ^３／ｇ以下であることがさらに好ましく、３ｃｍ^３／ｇ以下であることが特に好ましい。

また、本担体のヒステリシス（０．８Ｐ／Ｐ_０）は、例えば、０ｃｍ^３／ｇ以上であってもよく、１ｃｍ^３／ｇ以上であってもよく、２ｃｍ^３／ｇ以上であってもよく、３ｃｍ^３／ｇ以上であってもよい。また、本担体のヒステリシス（０．８Ｐ／Ｐ_０）は、４ｃｍ^３／ｇ以上であってもよく、５ｃｍ^３／ｇ以上であってもよい。本担体のヒステリシス（０．８Ｐ／Ｐ_０）は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。

ここで、炭素担体に含まれる細孔の連通性が高くなるにつれて、当該炭素担体の窒素吸着等温線が示すヒステリシスは低減され、当該炭素担体のヒステリシス（０．５Ｐ／Ｐ_０）及びヒステリシス（０．８Ｐ／Ｐ_０）は小さくなる。したがって、上述した上限値以下のヒステリシス（０．５Ｐ／Ｐ_０）、及び／又は、上述した上限値以下のヒステリシス（０．８Ｐ／Ｐ_０）を示す多孔性炭素構造（すなわち、連通性の高い多孔性炭素構造）においては、例えば、本担体に担持された触媒金属粒子を含む金属担持触媒を燃料電池に適用する場合、細孔内で生成された水が効果的に排出されるため、当該金属担持触媒の耐久性及び／又は触媒活性の向上に寄与する。なお、ヒステリシス（０．５Ｐ／Ｐ_０）は、孔径が比較的小さい細孔の連通性を示し、ヒステリシス（０．８Ｐ／Ｐ_０）は、孔径が比較的大きな細孔の連通性を示す。

本担体は、上述した特性の２以上の任意の組み合わせを有する炭素材料として好ましく特定される。すなわち、例えば、本実施形態の一側面に係る本担体は、特定範囲内のＢＥＴ比表面積、及び特定範囲内の真密度に加えて、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて下記の特性（ｉ）～（ｉｉｉ）：（ｉ）特定範囲内のラマンＧ半値半幅；、（ｉｉ）特定範囲内のラマンＤ半値半幅；、及び（ｉｉｉ）特定範囲内のラマン２Ｄ半値半幅；からなる群より選択される１以上を示す炭素構造を有することが好ましい。

この場合、本担体は、特性（ｉ）～（ｉｉｉ）からなる群より選択される１つのみを示す炭素構造を有してもよいし、当該群より選択される任意の２つの組み合わせ（特性（ｉ）及び（ｉｉ）、特性（ｉ）及び（ｉｉｉ）、又は特性（ｉｉ）及び（ｉｉｉ））を示す炭素構造を有してもよいし、当該特性（ｉ）～（ｉｉｉ）の全てを示す炭素構造を有してもよい。

具体的に、本担体は、例えば、ＢＥＴ比表面積が３００ｍ^２／ｇ以上であり、真密度が２．１ｇ／ｃｍ^３以上であり、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて下記の特性（ｉ）～（ｉｉｉ）：（ｉ）ラマンＧ半値半幅が３７ｃｍ^－１以下である；、（ｉｉ）ラマンＤ半値半幅が３８ｃｍ^－１以下である；、及び（ｉｉｉ）ラマン２Ｄ半値半幅が５７ｃｍ^－１以下である；からなる群より選択される１以上を示す炭素構造を有することとしてもよい。

本担体が比較的大きなＢＥＴ比表面積と、比較的大きな真密度と、比較的小さいラマン半値半幅（ラマンＧ半値半幅、ラマンＤ半値半幅、及びラマン２Ｄ半値半幅からなる群より選択される１以上）とを有する場合、本担体は、触媒金属粒子が効果的に担持される表面積を有し、触媒金属粒子を担持できない閉塞した細孔の容積は小さく、且つ結晶性の高い炭素構造を有するため、金属担持触媒の耐久性と触媒活性との両立の達成に効果的に寄与する。

また、例えば、本実施形態の他の側面に係る本担体は、特定範囲内のＢＥＴ比表面積、及び特定範囲内の真密度に加えて、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて下記の特性（ｉｖ）及び（ｖ）：（ｉｖ）特定範囲内のラマンＤ／Ｇ比：、及び（ｖ）特定範囲内のラマン２Ｄ／Ｇ比；からなる群より選択される１以上を示す炭素構造を有することが好ましい。

この場合、本担体は、特性（ｉｖ）及び（ｖ）からなる群より選択される１つのみを示す炭素構造を有してもよいし、当該特性（ｉｖ）及び（ｖ）を示す炭素構造を有してもよい。

具体的に、本担体は、例えば、ＢＥＴ比表面積が３００ｍ^２／ｇ以上であり、真密度が２．１ｇ／ｃｍ^３以上であり、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて下記の特性（ｉｖ）及び（ｖ）：（ｉｖ）ラマンＤ／Ｇ比が１．６以上である；、及び（ｖ）ラマン２Ｄ／Ｇ比が０．３以上である；からなる群より選択される１以上を示す炭素構造を有することとしてもよい。

本担体が比較的大きなＢＥＴ比表面積と、比較的大きな真密度と、比較的大きなラマンＤ／Ｇ比、及び／又は、２Ｄ／Ｇ比とを有する場合、本担体は、触媒金属粒子が効果的に担持される表面積を有し、触媒金属粒子を担持できない閉塞した細孔の容積は小さく、且つ触媒金属粒子の担持に有利な炭素構造を有するため、金属担持触媒の耐久性と触媒活性との両立の達成に効果的に寄与する。

また、例えば、本実施形態のさらに他の側面に係る本担体は、特定範囲内のＢＥＴ比表面積、及び特定範囲内の真密度に加えて、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて下記の特性（ｉ）～（ｉｉｉ）：（ｉ）特定範囲内のラマンＧ半値半幅；、（ｉｉ）特定範囲内のラマンＤ半値半幅；、及び（ｉｉｉ）特定範囲内のラマン２Ｄ半値半幅；からなる群より選択される１以上と、下記の特性（ｉｖ）及び（ｖ）：（ｉｖ）特定範囲内のラマンＤ／Ｇ比；、及び（ｖ）特定範囲内のラマン２Ｄ／Ｇ比；からなる群より選択される１以上と、を示す炭素構造を有することが好ましい。

この場合、本担体は、特性（ｉ）～（ｉｉｉ）からなる群より選択される１つのみと、特性（ｉｖ）及び（ｖ）の一方又は両方とを示す炭素構造を有してもよい。また、本担体は、特性（ｉ）～（ｉｉｉ）からなる群より選択される任意の２つの組み合わせ（特性（ｉ）及び（ｉｉ）、特性（ｉ）及び（ｉｉｉ）、又は特性（ｉｉ）及び（ｉｉｉ））と、特性（ｉｖ）及び（ｖ）の一方又は両方とを示す炭素構造を有してもよい。また、本担体は、特性（ｉ）～（ｉｉｉ）の全てと、特性（ｉｖ）及び（ｖ）の一方又は両方とを示す炭素構造を有してもよい。

具体的に、本担体は、例えば、ＢＥＴ比表面積が３００ｍ^２／ｇ以上であり、真密度が２．１ｇ／ｃｍ^３以上であり、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて下記の特性（ｉ）～（ｉｉｉ）：（ｉ）ラマンＧ半値半幅が３７ｃｍ^－１以下である；、（ｉｉ）ラマンＤ半値半幅が３８ｃｍ^－１以下である；、及び（ｉｉｉ）ラマン２Ｄ半値半幅が５７ｃｍ^－１以下である；からなる群より選択される１以上と、下記の特性（ｉｖ）及び（ｖ）：（ｉｖ）ラマンＤ／Ｇ比が１．６以上である；、及び（ｖ）ラマン２Ｄ／Ｇ比が０．３以上である；からなる群より選択される１以上と、を示す炭素構造を有することとしてもよい。

また、例えば、本実施形態のさらに他の側面に係る本担体は、特定範囲内の酸素含有量に加えて、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて下記の特性（ｉ）～（ｉｉｉ）：（ｉ）特定範囲内のラマンＧ半値半幅；、（ｉｉ）特定範囲内のラマンＤ半値半幅；、（ｉｉｉ）特定範囲内のラマン２Ｄ半値半幅；、（ｉｖ）特定範囲内のラマンＤ／Ｇ比；、及び（ｖ）特定範囲内のラマン２Ｄ／Ｇ比；からなる群より選択される１以上を示す炭素構造を有することが好ましい。

この場合、本担体は、特性（ｉ）～（ｖ）からなる群より選択される１つのみを示す炭素構造を有してもよいし、特性（ｉ）～（ｖ）からなる群より選択される任意の２つの組み合わせを示す炭素構造を有してもよいし、特性（ｉ）～（ｖ）からなる群より選択される任意の３つの組み合わせを示す炭素構造を有してもよいし、特性（ｉ）～（ｖ）からなる群より選択される任意の４つの組み合わせを示す炭素構造を有してもよいし、特性（ｉ）～（ｖ）の全てを示す炭素構造を有してもよい。

具体的に、本担体は、例えば、酸素含有量が２．６重量％以上であり、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて上記特性（ｉ）～（ｖ）：（ｉ）ラマンＧ半値半幅が３７ｃｍ^－１以下である；、（ｉｉ）ラマンＤ半値半幅が３８ｃｍ^－１以下である；、（ｉｉｉ）ラマン２Ｄ半値半幅が５７ｃｍ^－１以下である；、（ｉｖ）ラマンＤ／Ｇ比が１．６以上である；、及び（ｖ）ラマン２Ｄ／Ｇ比が０．３以上である；からなる群より選択される１以上を示す炭素構造を有することとしてもよい。

また、本担体は、特定範囲内の酸素含有量に加えて、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて上記特性（ｉ）～（ｉｉｉ）：（ｉ）特定範囲内のラマンＧ半値半幅；、（ｉｉ）特定範囲内のラマンＤ半値半幅；、及び（ｉｉｉ）特定範囲内のラマン２Ｄ半値半幅；からなる群より選択される１以上を示す炭素構造を有することとしてもよい。

具体的に、例えば、本担体は、酸素含有量が１．０重量％以上であり、上記特性（ｉｉｉ）として、ラマン２Ｄ半値半幅が５７ｃｍ^－１以下である炭素構造を有することとしてもよい。

また、本担体は、特定範囲内の酸素含有量に加えて、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて上記特性（ｉｖ）及び（ｖ）：（ｉｖ）特定範囲内のラマンＤ／Ｇ比；、及び（ｖ）特定範囲内のラマン２Ｄ／Ｇ比；からなる群より選択される１以上を示す炭素構造を有することとしてもよい。

また、本担体は、特定範囲内の酸素含有量に加えて、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて下記の特性（ｉ）～（ｉｉｉ）：（ｉ）特定範囲内のラマンＧ半値半幅；、（ｉｉ）特定範囲内のラマンＤ半値半幅；、及び（ｉｉｉ）特定範囲内のラマン２Ｄ半値半幅からなる群より選択される１以上と、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて下記の特性（ｉｖ）及び（ｖ）：（ｉｖ）特定範囲内のラマンＤ／Ｇ比；、及び（ｖ）特定範囲内のラマン２Ｄ／Ｇ比；からなる群より選択される１以上と、を示す炭素構造を有することとしてもよい。

また、本担体は、例えば、特定範囲内のＢＥＴ比表面積と、特定範囲内の真密度と、特定範囲内の酸素含有量とを有することが好ましい。

また、本担体は、例えば、細孔容積に関する特性として、特定範囲内の細孔容積（５－７０ｎｍ）、特定範囲内の細孔容積（５ｎｍ未満）、及び特定範囲内の細孔容積比（５／（５－７０）からなる群より選択される１以上を有してもよい。

すなわち、この場合、本担体は、特定範囲内の細孔容積（５－７０ｎｍ）、特定範囲内の細孔容積（５ｎｍ未満）、及び特定範囲内の細孔容積比（５／（５－７０））という３つの細孔容積特性のうち、１つのみを有してもよいし、任意の２つの組み合わせ（特定範囲内の細孔容積（５－７０ｎｍ）及び特定範囲内の細孔容積（５ｎｍ未満）、特定範囲内の細孔容積（５－７０ｎｍ）及び特定範囲内の細孔容積比（５／（５－７０））、又は特定範囲内の細孔容積（５ｎｍ未満）及び特定範囲内の細孔容積比（５／（５－７０））を有してもよいし、当該細孔容積特性の全て（３つ）を有してもよい。

本担体は、炭素化材料であることが好ましい。炭素化材料は、有機物を含む原料の炭素化により得られる。炭素化の原料における有機物の含有量は、例えば、５重量％以上、９０重量％以下であってもよく、１０重量％以上、８０重量％以下であることが好ましい。

原料に含まれる有機物は、炭素化できるものであれば特に限られない。有機物に含まれる有機化合物は、ポリマー（例えば、熱硬化性樹脂及び／又は熱可塑性樹脂）であってもよいし、及び／又は、より分子量が小さい有機化合物であってもよい。

具体的に、有機物としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル－ポリアクリル酸共重合体、ポリアクリロニトリル－ポリアクリル酸メチル共重合体、ポリアクリロニトリル－ポリメタクリル酸共重合体、ポリアクリロニトリル－ポリメタクリル酸－ポリメタリルスルホン酸共重合体、ポリアクリロニトリル－ポリメタクリル酸メチル共重合体、フェノール樹脂、ポリフルフリルアルコール、フラン、フラン樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、メラミン、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、窒素含有キレート樹脂（例えば、ポリアミン型、イミノジ酢酸型、アミノリン酸型及びアミノメチルホスホン酸型からなる群より選択される１種以上）、ポリアミドイミド樹脂、ピロール、ポリピロール、ポリビニルピロール、３－メチルポリピロール、アクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、チオフェン、オキサゾール、チアゾール、ピラゾール、ビニルピリジン、ポリビニルピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピペラジン、ピラン、モルホリン、イミダゾール、１－メチルイミダゾール、２－メチルイミダゾール、キノキサリン、アニリン、ポリアニリン、コハク酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、ポリスルフォン、ポリアミノビスマレイミド、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ベンゾイミダゾール、ポリベンゾイミダゾール、ポリアミド、ポリエステル、ポリ乳酸、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、セルロース、カルボキシメチルセルロース、リグニン、キチン、キトサン、ピッチ、絹、毛、ポリアミノ酸、核酸、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ヒドラジン、ヒドラジド、尿素、サレン、ポリカルバゾール、ポリビスマレイミド、トリアジン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸、ポリウレタン、ポリアミドアミン及びポリカルボジイミドからなる群より選択される１以上であってもよい。

本担体は、窒素を含むことが好ましい。すなわち、本担体は、その炭素構造に窒素原子（例えば、ドープされた窒素原子）を含むことが好ましい。窒素を含む本担体は、窒素を含む炭素化材料であることが好ましい。窒素含有炭素化材料は、例えば、窒素含有有機物を含む原料の炭素化により得られる。窒素含有有機物は、窒素含有有機化合物を含むことが好ましい。窒素含有有機化合物は、その分子内に窒素原子を含む有機化合物であれば特に限られない。本担体に含まれる窒素は、窒素ドープ処理により導入されたものであってもよい。

本担体の窒素含有量は、例えば、０．１０重量％以上であってもよく、０．１５重量％以上であることが好ましく、０．２０重量％以上であることがより好ましく、０．２５重量％以上であることがより一層好ましく、０．３０重量％以上であることが特に好ましい。本担体の窒素含有量は、例えば、１０．００重量％以下であってもよい。炭素担体の窒素含有量は、当該炭素担体の元素分析（具体的には、燃焼法）により得られる。

本担体は、有機物及び金属を含む原料の炭素化により得られる炭素化材料であることが好ましい。この場合、本担体は、炭素化後に金属除去処理が施された炭素化材料であってもよい。金属除去処理は、炭素化材料に含まれる原料由来の金属の量を低減する処理である。具体的に、金属除去処理は、例えば、酸による洗浄処理及び／又は電解処理であることが好ましい。

本担体が有機物及び金属を含む原料の炭素化により得られる炭素化材料である場合、本担体は、当該炭素化の原料に由来する金属（以下、「原料金属」ということがある。）を含むこととしてもよい。この場合、本担体は、その多孔質構造を構成する骨格の内部に金属を含む。本担体が上述のように金属除去処理を経て製造される炭素化材料であっても、本担体の骨格の内部には原料金属が残存する。この場合、本担体の骨格の内部に含まれる金属の重量は、本担体の骨格の表面に含まれる金属の重量より大きいこととしてもよい。

本担体の骨格の内部に含まれる金属は、例えば、当該骨格に表面エッチング処理を行い、当該エッチング処理により露出した断面を分析することで検出され得る。すなわち、この場合、本担体の１つの粒子をエッチング処理すると、エッチング処理により露出した当該粒子の断面に金属が検出される。本担体に含まれる金属は、例えば、本担体の誘導結合プラズマ発光分光分析によって検出することができる。

本担体の金属含有量（触媒金属粒子を未だ担持していない本担体の重量に対する、当該本担体に含まれる金属の重量の割合）は、例えば、０．０００重量％以上であってもよく、０．００１重量％以上であってもよく、０．００２重量％以上であってもよく、０．００３重量％以上であってもよい。また、本担体の金属含有量は、例えば、１重量％以下であってもよく、０．５重量％以下であってもよく、０．１重量％以下であってもよく、０．０５重量％以下であってもよく、０．０１重量％以下であってもよく、０．００８重量％以下であってもよく、０．００５重量％以下であってもよい。本担体の金属含有量は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。本担体の金属含有量は、例えば、本担体の誘導結合プラズマ発光分光分析により得られる。

原料金属は、遷移金属であることが好ましい。すなわち、原料金属は、周期表の３族から１２族に属する遷移金属であることが好ましく、周期表の３族から１２族の第４周期に属する遷移金属であることが特に好ましい。

原料金属は、白金以外の遷移金属であってもよい。また、原料金属は、貴金属（例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、銀（Ａｇ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、及び金（Ａｕ））以外の遷移金属であってもよい。

具体的に、原料金属は、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、ランタノイド（例えば、ガドリニウム（Ｇｄ））及びアクチノイドからなる群からなる群より選択される１種以上であってもよく、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びＺｎからなる群より選択される１種以上であることが好ましく、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、及びＺｎからなる群より選択される１種以上であることがより好ましく、Ｃｏ、Ｎｉ、及びＺｎからなる群より選択される１種以上であることが特に好ましい。

本担体は、白金（Ｐｔ）を含有しないこととしてもよい。また、本担体は、貴金属を含有しないこととしてもよい。すなわち、本担体は、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、銀（Ａｇ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、及び金（Ａｕ）を含有しないこととしてもよい。

炭素化材料の製造における炭素化は、原料に含まれる有機物が炭素化される温度で当該原料を加熱することにより行う。炭素化温度は、原料が炭素化される温度であれば特に限られず、例えば、１２００℃以上であることが好ましく、１３００℃以上であることがより好ましく、１４００℃以上であることがさらに好ましく、１５００℃以上であることが特に好ましい。

また、炭素化温度は、例えば、３０００℃以下であってもよく、２５００℃以下であることが好ましい。また、炭素化温度は、２４００℃以下であってもよく、２３００℃以下であってもよく、２２００℃以下であってもよく、２１００℃以下であってもよく、２０００℃以下であってもよく、１９００℃以下であってもよく、１８００℃以下であってもよく、１７００℃以下であってもよく、１６００℃以下であってもよい。炭素化温度は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。炭素化温度までの昇温速度は特に限られず、例えば、０．５℃／分以上、３００℃／分以下であってもよい。炭素化は、窒素雰囲気等の不活性雰囲気中で行うことが好ましい。

炭素化は、常圧（大気圧）下で行ってもよいが、加圧下（大気圧より大きい圧力下）で行うことが好ましい。加圧下で炭素化を行う場合、当該炭素化を行う雰囲気の圧力は、例えば、ゲージ圧で０．０５ＭＰａ以上であってもよく、ゲージ圧で０．１５ＭＰａ以上であることが好ましく、０．２０ＭＰａ以上であることがより好ましく、０．４０ＭＰａ以上であることがさらに好ましく、０．５０ＭＰａ以上であることが特に好ましい。炭素化を行う雰囲気の圧力の上限値は特に限られないが、当該圧力は、例えば、ゲージ圧で１０ＭＰａ以下であってもよい。

本担体は、炭素化後に黒鉛化処理が施された炭素化材料であることが好ましい。すなわち、本担体は、例えば、有機物を含む原料の炭素化により得られた炭素化材料に、さらに黒鉛化処理を施すことにより得られた炭素化材料であることが好ましい。

黒鉛化処理は、黒鉛化が進行する温度で炭素化材料を加熱することにより行う。黒鉛化処理において炭素化材料を加熱する加熱温度は、当該炭素化材料において黒鉛化が進行する温度であれば特に限られないが、当該炭素化材料を得るための炭素化温度より高い温度であることが好ましい。

具体的に、黒鉛化処理における加熱温度は、例えば、１３００℃以上であってもよく、１４００℃以上であることが好ましく、１５００℃以上であることがより好ましく、１６００℃以上であることがさらに好ましく、１６５０℃以上であることがさらに好ましく、１７００℃以上であることが特に好ましい。

さらに、黒鉛化処理における加熱温度は、例えば、１７５０℃以上であってもよく、１８００℃以上であってもよく、１８５０℃以上であってもよく、１９００℃以上であってもよく、１９５０℃以上であってもよく、２０００℃以上であってもよく、２０５０℃以上であってもよく、２１００℃以上であってもよく、２１５０℃以上であってもよく、２２００℃以上であってもよい。

また、黒鉛化処理における加熱温度は、例えば、３０００℃以下であってもよく、２５００℃以下であってもよく、２４００℃以下であってもよく、２３００℃以下であってもよく、２２５０℃以下であってもよく、２２００℃以下であってもよい。

さらに、黒鉛化処理における加熱温度は、例えば、２１５０℃以下であってもよく、２０５０℃以下であってもよく、２０００℃以下であってもよく、１９５０℃以下であってもよく、１９００℃以下であってもよく、１８５０℃以下であってもよく、１８００℃以下であってもよく、１７５０℃以下であってもよく、１７００℃以下であってもよい。

黒鉛化処理における加熱温度は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。黒鉛化処理における加熱温度までの昇温速度は特に限られず、例えば、０．５℃／分以上、３００℃／分以下であってもよい。黒鉛化処理は、窒素雰囲気等の不活性雰囲気中で行うことが好ましい。

本担体が炭素化後に黒鉛化処理が施された炭素化材料である場合、当該黒鉛化処理後の炭素化材料には粉砕処理を施さないことが好ましい。すなわち、本担体の製造においては、例えば、原料の炭素化により得られた炭素化材料に粉砕処理を施すことにより、その粒径（例えば、メディアン径）を調整し、その後、粉砕された炭素化材料に黒鉛化処理を施し、当該黒鉛化処理後の炭素化材料には粉砕処理を施さないことが好ましい。

本担体は、黒鉛化処理後に酸化処理が施された炭素化材料であることが好ましい。すなわち、本担体は、例えば、有機物を含む原料の炭素化により得られた炭素化材料に、黒鉛化処理を施し、その後、さらに酸化処理を施すことにより得られた炭素化材料であることが好ましい。

酸化処理は、酸素を含む雰囲気中、酸化が進行する温度で炭素化材料を加熱することにより行う。酸化処理を実施する雰囲気は、酸素を含む雰囲気であれば特に限られないが、例えば、空気中（大気中）であることが好ましい。酸化処理において炭素化材料を加熱する加熱温度は、当該炭素化材料において酸化が進行する温度であれば特に限られないが、当該炭素化材料を得るための炭素化温度より低い温度であることが好ましい。

具体的に、酸化処理における加熱温度は、例えば、３００℃以上であってもよく、３２０℃以上であることが好ましく、３５０℃以上であることがより好ましく、３８０℃以上であることがさらに好ましく、４００℃以上であることがさらに好ましく、４２０℃以上であることが特に好ましい。

また、酸化処理における加熱温度は、例えば、６５０℃以下であってもよく、６００℃以下であることが好ましく、５５０℃以下であることがより好ましく、５００℃以下であることがさらに好ましく、４８０℃以下であることが特に好ましい。酸化処理における加熱温度は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。

本担体は、触媒活性を示す炭素材料であることが好ましい。すなわち、この場合、本担体は、それ自身が単独で触媒活性を示す炭素触媒である。炭素触媒である本担体は、上述のように有機物と金属とを含む原料を炭素化することにより得られる炭素化材料であることが好ましい。

本担体が示す触媒活性は、例えば、還元活性及び／又は酸化活性であることが好ましく、酸素還元活性及び／又は水素酸化活性であることがより好ましく、少なくとも酸素還元活性であることが特に好ましい。

本担体は、触媒金属粒子を担持するための炭素担体として好ましく用いられる。この点、本実施形態に係る金属担持触媒（以下、「本触媒」という。）は、本担体と、本担体に担持された触媒金属粒子とを含む。

本触媒は、本担体に触媒金属粒子を担持することにより製造される。すなわち、例えば、本担体に、触媒金属粒子を構成すべき金属の前駆体を含浸させ、次いで、当該前駆体を含浸した本担体に還元処理を施すことにより、本担体に当該金属を含む触媒金属粒子を担持する。

触媒金属粒子は、触媒活性を示す金属粒子であれば特に限られないが、例えば、還元活性及び／又は酸化活性を示す金属粒子であることが好ましく、酸素還元活性及び／又は水素酸化活性を示す金属粒子であることがより好ましく、少なくとも酸素還元活性を示す金属粒子であることが特に好ましい。

具体的に、触媒金属粒子は、貴金属を含む金属粒子（以下、「貴金属粒子」という。）であることが好ましい。貴金属粒子は、純貴金属（合金を形成していない貴金属）及び／又は貴金属合金（貴金属と、貴金属以外の金属（以下、「非貴金属」という。）との合金）を含む。貴金属合金は、１種以上の貴金属と、１種以上の非貴金属との合金である。

貴金属は、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、銀（Ａｇ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）及び金（Ａｕ）からなる群より選択される１種以上であることが好ましく、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ及びＰｔからなる群より選択される１種以上であることがより好ましく、Ｐｔであることが特に好ましい。すなわち、貴金属粒子は、白金粒子（白金を含む金属粒子）であることが特に好ましい。白金粒子は、純白金（合金を形成していない白金）及び／又は白金合金（白金と非貴金属との合金）を含む。

貴金属合金を構成する非貴金属は、貴金属と合金を形成するものであれば特に限られないが、貴金属以外の遷移金属であることが好ましい。具体的に、貴金属合金に含まれる非貴金属は、例えば、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ニオブ（Ｎｂ）及びセリウム（Ｃｅ）からなる群より選択される１種以上であることが好ましく、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群より選択される１種以上であることがより好ましく、Ｃｏ及びＮｉからなる群より選択される１種以上であることが特に好ましい。

本担体が有機物及び原料金属を含む原料の炭素化材料である場合、本担体に担持される触媒金属粒子は、当該原料金属と同一種の金属を含むこととしてもよいし、当該原料金属と同一種の金属を含まないこととしてもよい。

本触媒は、本触媒の重量に対する、本触媒に含まれている貴金属（より具体的には、触媒金属粒子に含まれている貴金属）の重量の割合（以下、「貴金属含有量」という。）が１０重量％以上であることが好ましい。本触媒の貴金属含有量は、例えば、２０重量％以上であることがより好ましく、３０重量％以上であることがさらに好ましく、３５重量％以上であることがさらに好ましく、４０重量％以上であることがさらに好ましく、４５重量％以上であることが特に好ましい。

また、本触媒の貴金属含有量は、例えば、９０重量％以下であってもよく、８０重量％以下であってもよく、７０重量％以下であってもよく、６０重量％以下であってもよい。本触媒の貴金属含有量は、上述した下限値のいずれかと、上述した上限値のいずれかとを任意に組み合わせて特定されてもよい。本触媒の貴金属含有量は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光光度法により得られる。

本実施形態に係る電極（以下、「本電極」という。）は、本触媒を含む。すなわち、本電極は、例えば、電極基材と、当該電極基材に担持された本触媒と、を含む。具体的に、本電極は、例えば、電極基材と、当該電極基材上に形成された、本触媒を含む触媒層と、を含む。

本電極は、電池電極であることが好ましい。すなわち、本電極は、例えば、燃料電池（例えば、固体高分子形燃料電池）、空気電池、水電解槽（例えば、固体高分子形水電解槽）、レドックスフロー電池、又はハロゲン電池の電極であることが好ましい。

本電極は、カソードであってもよいし、アノードであってもよいが、カソードであることが好ましい。すなわち、本電極は、燃料電池、空気電池、水電解槽、レドックスフロー電池、又はハロゲン電池のカソード又はアノードであり、好ましくはカソードである。

本実施形態に係る電池（以下、「本電池」という。）は、本電極を含む。具体的に、本電池は、本電極を含む燃料電池（例えば、固体高分子形燃料電池）、空気電池、レドックスフロー電池、又はハロゲン電池であることが好ましい。本電池は、本電極を含む膜／電極接合体（ＭＥＡ）を有することが好ましい。

本電池は、カソード又はアノードとして本電極を有する電池であり、好ましくはカソードとして本電極を有する電池である。すなわち、本電池は、カソード又はアノードとして本電極を有する燃料電池、空気電池、レドックスフロー電池、又はハロゲン電池であり、好ましくはカソードとして本電極を有する燃料電池、空気電池、レドックスフロー電池、又はハロゲン電池である。

次に、本実施形態に係る具体的な実施例について説明する。

［炭素担体の製造：例Ｃ１～例Ｃ４］
市販のケッチェンブラック（ＥＣ６００ＪＤ、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製）を例Ｃ１の炭素担体KBとして用いた。また、炭素担体KBを空気中、４５０℃で１時間加熱することにより、空気酸化処理を行った。この空気酸化処理によって得られた炭素材料を例Ｃ２の炭素担体KB-AOとして用いた。

炭素担体KBを窒素雰囲気中、常圧下、２０００℃で加熱することにより、黒鉛化処理を行った。この黒鉛化処理によって得られた炭素材料を例Ｃ３の炭素担体KB-G2000として用いた。上述の例Ｃ３で得られた炭素担体KB-G2000を空気中、４５０℃で１時間加熱することにより、空気酸化処理を行った。この空気酸化処理によって得られた炭素材料を例Ｃ４の炭素担体KB-G2000AOとして用いた。

［炭素担体の製造：例Ｃ５］
１．０ｇのポリアクリロニトリルと、１．０ｇの２－メチルイミダゾールと、３．３ｇの塩化亜鉛（ＺｎＣｌ_２）と、３０ｇのジメチルホルムアミドとを混合した。得られた混合物から乾燥により溶媒を除去した。乾燥した混合物を大気中２５０℃で加熱して不融化を行った。

不融化後の混合物を、窒素雰囲気中、０．９０ＭＰａのゲージ圧力（加圧）下、１５００℃で加熱することにより、炭素化を行った。炭素化により得られた炭素化材料に希塩酸を加え、撹拌した。その後、炭素化材料を含有する懸濁液を、ろ過膜を使用してろ過し、ろ液が中性になるまで蒸留水で炭素化材料を洗浄した。こうして酸洗浄による金属除去処理を行った。

微粉砕機によって、金属除去処理後の炭素化材料を、その粒子径の中央値が０．４μｍ以下になるまで粉砕した。粉砕後の炭素化材料の真空乾燥を行い、水分を除去した。こうして得られた炭素化材料を例Ｃ５の炭素担体C1500として用いた。

［炭素担体の製造：例Ｃ６～例Ｃ９］
上述の例Ｃ５で得られた炭素担体C1500を窒素雰囲気中、常圧下、１７００℃、１９００℃、２０００℃、又は２２００℃で加熱することにより、黒鉛化処理を行った。こうして１７００℃、１９００℃、２０００℃及び２２００℃の黒鉛化処理によって得られた炭素化材料をそれぞれ、例Ｃ６の炭素担体C1500-G1700、例Ｃ７の炭素担体C1500-G1900、例Ｃ８の炭素担体C1500-G2000、及び例Ｃ９の炭素担体C1500-G2200として用いた。

［炭素担体の製造：例１～例４］
上述の例Ｃ６～例Ｃ９で得られた炭素担体C1500-G1700、炭素担体C1500-G1900、炭素担体C1500-G2000、及び炭素担体C1500-G2200を空気中、４５０℃で１時間加熱することにより、酸化処理を行った。こうして黒鉛化処理後の酸化処理によって得られた炭素化材料を例１の炭素担体C1500-G1700AO、例２の炭素担体C1500-G1900AO、例３の炭素担体C1500-G2000AO、及び例４の炭素担体C1500-G2200AOとして用いた。

［定容積膨張法（真密度）］
ＪＩＳ Ｍ ８７１７に準拠した定容積膨張法によって炭素担体の真密度を測定した。具体的に、ウルトラピクノメーター（ＵＰ－１２００ｅ、Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製）を用いて、体積１．８ｃｍ^３の試料室に炭素担体を充填することによって排除されるヘリウムガスの体積をボイルの法則により算出した。このような測定を各炭素担体について３回実施し、当該３回の測定で得られた体積の算術平均値を、当該炭素担体の体積として得た。そして、電子天秤により測定された炭素担体の重量（ｇ）を、上述のようにして得られた当該炭素担体の体積（ｃｍ^３）で除することにより、当該炭素担体の真密度（ｇ／ｃｍ^３）を算出した。

［元素分析（酸素含有量）］
元素分析（熱分解法）によって炭素担体の酸素含有量を測定した。具体的に、有機微量元素分析装置（２４００ＩＩ、パーキンエルマー株式会社）を用いて、ヘリウム／水素雰囲気（水素５～８体積％)中、２ｍｇの炭素担体を、１０００℃の炭素被覆白金の上で熱分解し、当該熱分解により生成された酸素含有化合物（ガス）を分析することにより、当該炭素担体の酸素含有量（重量％）を得た。

［ラマン分光法］
炭素担体をラマン分光法により解析した。ラマンスペクトルは、ＨＯＲＩＢＡ顕微レーザーラマン分光測定装置（ＬａｂＲＡＭ、ＨＯＲＩＢＡ Ｊｏｂｉｎ Ｙｖｏｎ）を用いて測定した。測定に用いたレーザーは５３２ｎｍの励起波長で、出力が５０ｍＷ、減光フィルターＤ３を介し、露光９０秒×積算２回の条件で測定することにより、ラマンスペクトルを得た。

得られたラマンスペクトルにベースライン補正を施した。すなわち、ラマンシフト（ｃｍ^－１）が８００ｃｍ^－１付近の散乱強度と、２０００ｃｍ^－１付近の散乱強度とを結ぶ直線をベースラインに決定し、散乱スペクトルの各強度から当該ベースラインを差し引くことでベースライン補正を行った。ここで、ラマンスペクトルの一例として、図１に、例１の炭素担体C1500-G1700AOについて得られた、ベースライン補正後のラマンスペクトルを示す。

そして、ラマンシフト１５８０ｃｍ^－１付近（具体的には、１５５０ｃｍ^－１以上、１６１０ｃｍ^－１以下の範囲内）にピークトップを有するＧバンドを特定した。そして、Ｇバンドの強度Ｉ_ｇ（Ｇバンドのピークトップの強度）に対応するラマンシフト（ｃｍ^－１）Ａ_ｇから、当該Ｇバンドの強度Ｉ_ｇの半分の強度に対応するラマンシフト（ｃｍ^－１）Ｂ_ｇを減じることにより、ラマンＧ半値半幅（ｃｍ^－１）を算出した。すなわち、炭素担体のラマンＧ半値半幅は次の式により算出した：ラマンＧ半値半幅（ｃｍ^－１）＝Ａ_ｇ（ｃｍ^－１）－Ｂ_ｇ（ｃｍ^－１）。

次いで、ラマンシフト１３４０ｃｍ^－１付近（具体的には、１３２０ｃｍ^－１以上、１３６０ｃｍ^－１以下の範囲内）にピークトップを有するＤバンドを特定した。そして、Ｄバンドの強度Ｉ_ｄ（Ｄバンドのピークトップの強度）に対応するラマンシフト（ｃｍ^－１）Ａ_ｄから、当該Ｄバンドの強度Ｉ_ｄの半分の強度に対応するラマンシフト（ｃｍ^－１）Ｂ_ｄを減じることにより、ラマンＤ半値半幅（ｃｍ^－１）を算出した。すなわち、炭素担体のラマンＤ半値半幅は次の式により算出した：ラマンＤ半値半幅（ｃｍ^－１）＝Ａ_ｄ（ｃｍ^－１）－Ｂ_ｄ（ｃｍ^－１）。

さらに、ラマンシフト２７００ｃｍ^－１付近（具体的には、２６７０ｃｍ^－１以上、２７３０ｃｍ^－１以下の範囲内）にピークトップを有する２Ｄバンドを特定した。そして、２Ｄバンドの強度Ｉ_２ｄ（２Ｄバンドのピークトップの強度）に対応するラマンシフト（ｃｍ^－１）Ａ_２ｄから、当該２Ｄバンドの強度Ｉ_２ｄの半分の強度に対応するラマンシフト（ｃｍ^－１）Ｂ_２ｄを減じることにより、ラマン２Ｄ半値半幅（ｃｍ^－１）を算出した。すなわち、炭素担体のラマン２Ｄ半値半幅は次の式により算出した：ラマン２Ｄ半値半幅（ｃｍ^－１）＝Ａ_２ｄ（ｃｍ^－１）－Ｂ_２ｄ（ｃｍ^－１）。

また、Ｄバンドの強度Ｉ_ｄをＧバンドの強度Ｉ_ｇで除することにより、ラマンＤ／Ｇ比を算出した。すなわち、炭素担体のラマンＤ／Ｇ比は次の式により算出した：ラマンＤ／Ｇ比＝Ｉ_ｄ／Ｉ_ｇ。

また、２Ｄバンドの強度Ｉ_２ｄをＧバンドの強度Ｉ_ｇで除することにより、ラマン２Ｄ／Ｇ比を算出した。すなわち、炭素担体のラマン２Ｄ／Ｇ比は次の式により算出した：ラマン２Ｄ／Ｇ比＝Ｉ_２ｄ／Ｉ_ｇ。

［窒素吸着法］
窒素吸着法によって、炭素担体の比表面積、細孔容積、窒素吸着等温線におけるヒステリシス、及び細孔モード径を、比表面積・細孔分布測定装置（ＴｒｉＳｔａｒ ＩＩ ３０２０、株式会社島津製作所製）及び付属の解析ソフトウェア（ＴｒｉＳｔａｒ ＩＩ ３０２０）を用いて測定した。

すなわち、まず、０．１ｇの炭素担体を、１００℃、６．７×１０^－２Ｐａで、３時間保持することにより、当該炭素担体に吸着している水分を取り除いた。次いで、ＢＥＴ法により、７７Ｋにおける窒素吸着等温線を得た。この７７Ｋにおける窒素吸着等温線は、７７Ｋの温度で、窒素ガスの圧力の変化に伴う、炭素担体への窒素吸着量の変化を測定して得た。

図２には、ＢＥＴ法により７７Ｋで得られる窒素吸着等温線の一例として、例１の炭素担体C1500-G1700AOについて得られた窒素吸着等温線を示す。図２に示す吸着等温線において、横軸は飽和蒸気圧（Ｐ_０）（７７Ｋの窒素では１．０１×１０^５Ｐａ）に対する吸着平衡圧（Ｐ）の比である相対圧力（Ｐ／Ｐ_０）（－）を示し、縦軸は窒素吸着量（ｃｍ^３／ｇ）を示す。図１に示すように、吸着側等温線（相対圧力を増加させながら測定された吸着等温線）（図中の黒塗り丸印）と、脱着側等温線（相対圧力を減少させながら測定された吸着等温線）（図中の白抜き丸印）が得られた。

そして、各炭素担体について得られた窒素吸着等温線において、相対圧力（Ｐ／Ｐ_０）が０．５における窒素脱着量から窒素吸着量を減じることにより、当該窒素脱着量と当該窒素吸着量との差であるヒステリシス（０．５Ｐ／Ｐ_０）（ｃｍ^３／ｇ）を算出した。また同様に、相対圧力（Ｐ／Ｐ_０）が０．８における窒素脱着量から窒素吸着量を減じることにより、当該窒素脱着量と当該窒素吸着量との差であるヒステリシス（０．８Ｐ／Ｐ_０）（ｃｍ^３／ｇ）を算出した。

また、温度７７Ｋにおける窒素吸着等温線から、炭素担体のＢＥＴ比表面積（ｍ^２／ｇ）を得た。また、温度７７Ｋにおける窒素吸着等温線から、ＤＦＴ法により、炭素担体の細孔径が５ｎｍ未満の各細孔の容積（ｃｍ^３／ｇ）を積算することにより、細孔径が５ｎｍ未満の細孔容積（細孔容積（５ｎｍ未満））（ｃｍ^３／ｇ）を算出した。同様に、細孔径が５ｎｍ以上、７０ｎｍ以下の各細孔の容積（ｃｍ^３／ｇ）を積算することにより、細孔径が５ｎｍ以上、７０ｎｍ以下の細孔容積（細孔容積（５－７０ｎｍ））（ｃｍ^３／ｇ）を算出した。

さらに各炭素担体について、細孔容積（５ｎｍ未満）を細孔容積（５－７０ｎｍ）で除することにより、当該細孔容積（５－７０ｎｍ）に対する当該細孔容積（５ｎｍ未満）の比（細孔容積比（５／（５－７０）））（－）を算出した。

また、温度７７Ｋにおける窒素吸着等温線から、ＤＦＴ法により細孔径分布を得た。図３Ａには、例Ｃ１の炭素担体KB（白抜き丸印）、及び例Ｃ３の炭素担体KB-G2000（黒塗り丸印）について得られた細孔径分布を示す。また、図３Ｂには、例Ｃ５の炭素担体C1500（白抜き丸印）、例Ｃ７の炭素担体C1500-G1900（黒塗り丸印）、及び例２の炭素担体C1500-G1900AO（黒塗り四角印）について得られた細孔径分布を示す。

図３Ａ及び図３Ｂにおいて、横軸は細孔径Ｄ（ｎｍ）を示し、縦軸はＬｏｇ微分細孔容積（図中の「ｄＶ／ｄｌｏｇＤ」）（ｃｍ^３／ｇ）を示す。そして、このような各炭素担体の細孔径分布において、Ｌｏｇ微分細孔容積が最も大きい値になる細孔径（ｎｍ）を、当該炭素担体の細孔モード径（ｎｍ）として得た。

［金属担持触媒の製造］
上述の各炭素担体に金属触媒粒子を担持することにより、金属担持触媒を製造した。具体的に、例Ｃ５～例Ｃ９及び例１～例４の各々で得られた炭素担体１ｇと、白金濃度が１０重量％（白金含有量１ｇ）になる量の白金前駆体である塩化白金酸（Ｈ_２ＰｔＣｌ_６）を含む水溶液１０ｇとを混合し、まず－０．１ＭＰａのゲージ圧力（減圧）下で１時間撹拌し、次いで０．１５ＭＰａのゲージ圧力（加圧）下で１時間撹拌した、さらに常圧下で１８時間撹拌した。その後、得られた混合液を－０．１ＭＰａのゲージ圧力（減圧）下、１００℃で乾燥させ、さらに窒素中、１５０℃中で保持して、溶媒成分を揮発させた。

得られた固形物に対し、まず水素雰囲気（水素ガス１００体積％）中、３５０℃で１８０分の加熱処理（気相還元処理）を行った。続いて、処理された固形物に対して、窒素雰囲気（窒素ガス１００体積％）中、７００℃で１８０分の加熱処理を行った。こうして炭素担体と、当該炭素担体に触媒金属粒子として担持された白金粒子とを含む金属担持触媒が得られた。

［発電試験及び電位サイクル試験］
金属担持触媒の性能の一側面を評価するため、当該金属担持触媒を含む電極を有する燃料電池の発電試験及び電位サイクル試験を行った。なお、電位サイクル試験では、金属担持触媒の耐久性、特に耐負荷変動性（負荷変動に対する耐性）を評価した。具体的に、まず金属担持触媒を含む触媒層が形成された電池カソードを製造した。すなわち、上述のようにして製造された金属担持触媒０．２５ｇに、当該金属担持触媒に含まれる炭素担体に対する重量比が１．１となる量の電解質（等価質量（Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｗｅｉｇｈｔ）ＥＷ＝８２０）を加え、さらに、蒸留水及び１－プロパノールをそれぞれ２ｇ加えて電解質溶液を調製した。この電解質溶液と、ボール２５ｇとをポットに投入し、２００ｒｐｍ、５０分間ボールミルで混合することにより、均一に分散された金属担持触媒を含むスラリー状の触媒層用組成物を得た。

得られたスラリー状の触媒層用組成物を、ガス拡散層（“２９ＢＣ”、ＳＧＬカーボン社製）（２．３ｃｍ×２．３ｃｍ）の面積５ｃｍ^２の領域上に、金属担持触媒に担持された触媒金属粒子に含まれる白金の電池電極の単位面積あたりの含有量が０．２ｍｇ－Ｐｔ／ｃｍ^２になるように塗布して乾燥させることにより、当該ガス拡散層上に触媒層を形成した。こうして、金属担持触媒を含む触媒層が形成された電池カソードを得た。

次に、金属担持触媒を含む触媒層が形成された電極を含む燃料電池を製造した。すなわち、正極としては、上述のようにして製造された、金属担持触媒を含む触媒層（正極触媒層）が形成された電池カソードを使用した。

一方、負極は以下のようにして作製した。市販の白金担持触媒Ｐｔ／Ｃ（炭素担体に担持された白金粒子を含む触媒：ＵＮＰＣ４０－ＩＩ、石福金属興業株式会社製）０．５ｇと、５％ナフィオン（登録商標）１０ｇと、蒸留水２ｇと、ボール２５ｇとをポットに投入し、２００ｒｐｍ、５０分間ボールミルで混合することにより、スラリー状のＰｔ／Ｃ組成物を調製した。このスラリー状のＰｔ／Ｃ組成物を、ガス拡散層（５ｃｍ^２）上に単位面積あたりの白金含有量が０．１ｍｇ－Ｐｔ／ｃｍ^２となるようにしたこと以外は、上記正極と同様にして、当該Ｐｔ／Ｃ組成物から形成された触媒層（負極触媒層）を含む電池アノードを作製した。

そして、上記正極触媒層と上記負極触媒層との間に、固体高分子電解質膜（Ｄｕｐｏｎｔ社製、“Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）２１１”）を配置して、これらを１５０℃、１ＭＰａの条件で３分間圧着することにより、ＭＥＡを作製した。このＭＥＡに一対のガスケットを貼り付け、さらに一対のセパレーターで挟み、発電試験及び電位サイクル試験用の燃料電池単セルを作製した。そして、この単セルを燃料電池自動評価システム（株式会社東陽テクニカ製）に設置し、まず発電試験を行い、その後、電位サイクル試験を行った。

発電試験は、単セルに対して、背圧１５０ｋＰａで正極側に飽和加湿空気（酸素）を２．５Ｌ／分で供給し（相対湿度１００％）、負極側に飽和加湿水素を１．０Ｌ／分で供給し（相対湿度１００％）、セル温度を７５℃に設定して、開回路電圧を５分間測定した。その後、セル電流密度を４．０Ａ／ｃｍ^２から０Ａ／ｃｍ^２まで、各電流密度で３分間保持しながら、セル電圧を測定した。そして、相対湿度１００％下、電流密度０．２Ａ／ｃｍ^２で測定された電圧（ｍＶ）を初期の触媒活性の指標の一つである「ＢＯＬ（Ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ Ｏｆ Ｌｉｆｅ)（０．２Ａ／ｃｍ^２）（１００％ＲＨ）」として得た。また、相対湿度１００％下、電流密度１．０Ａ／ｃｍ^２で測定された電圧（ｍＶ）を初期の触媒活性の指標の他の一つである「ＢＯＬ（１．０Ａ／ｃｍ^２）（１００％ＲＨ）」として得た。

続いて、単セルに対して、背圧１５０ｋＰａで正極側に加湿空気（酸素）を２．５Ｌ／分で供給し（相対湿度４０％）、負極側に加湿水素を１．０Ｌ／分で供給し（相対湿度４０％）、セル温度を７５℃に設定して、開回路電圧を５分間測定した。その後、セル電流密度を４．０Ａ／ｃｍ^２から０Ａ／ｃｍ^２まで、各電流密度で３分間保持しながら、セル電圧を測定した。そして、相対湿度４０％下、電流密度０．２Ａ／ｃｍ^２で測定された電圧（ｍＶ）を低湿度条件における初期の触媒活性の指標の一つである「ＢＯＬ（０．２Ａ／ｃｍ^２）（４０％ＲＨ）」として得た。さらに、「ＢＯＬ（０．２Ａ／ｃｍ^２）（１００％ＲＨ）」から「ＢＯＬ（０．２Ａ／ｃｍ^２）（４０％ＲＨ）」を減じて得られた値（ｍＶ）を、湿度低下に伴う「電圧低下量（ｍＶ）」として得た。

その後、セル温度を７５℃に設定して、単セルの両側に背圧１５０ｋＰａで飽和加湿窒素を０．５Ｌ／分で供給し（相対湿度１００％）、アノード側に飽和加湿水素を０．５Ｌ／分で供給し（相対湿度１００％）、まず電位を０．６Ｖで１０秒保持し、次いで０．９５Ｖで１０秒保持する矩形波のサイクルを繰り返すことにより、電位サイクル試験を行った。

そして、上記矩形波のサイクルを１００００回行った後、再び発電試験を行った。この電位サイクル試験後の発電試験において、相対湿度１００％下、電流密度０．２Ａ／ｃｍ^２で測定された電圧（ｍＶ）を「ＥＯＬ（Ｅｎｄ Ｏｆ Ｌｉｆｅ)（０．２Ａ／ｃｍ^２）（１００％ＲＨ）」として得た。

［起動停止試験］
また、金属担持触媒の性能の他の側面を評価するため、当該金属担持触媒を含む電極を有する燃料電池の起動停止試験を行った。すなわち、起動停止試験前後の電圧の変化により、金属担持触媒の耐久性、特に耐腐食性（腐食に対する耐性）を評価した。具体的に、上述の発電試験及び電位サイクル試験と同様にして作製した正極触媒層と負極触媒層との間に、固体高分子電解質膜（Ｄｕｐｏｎｔ社製、“Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）２１１”）を配置して、これらを１５０℃、１ＭＰａの条件で３分間圧着することにより、ＭＥＡを作製した。このＭＥＡに一対のガスケットを貼り付け、さらに一対のセパレーターで挟み、起動停止試験用の燃料電池単セルを作製した。そして、この単セルを燃料電池自動評価システム（株式会社東陽テクニカ製）に設置し、起動停止試験を行った。

すなわち、セル温度を８０℃に設定して、単セルの両側に背圧３５ｋＰａで飽和加湿窒素を１．０Ｌ／分で供給し（相対湿度１００％）、アノード側に飽和加湿水素を１．０Ｌ／分で供給し（相対湿度１００％）、掃引速度５００ｍＶ／秒にて、電位を１．０Ｖから１．５Ｖまで走査する三角波のサイクルを繰り返すことにより、起動停止試験を行った。

上記三角波のサイクルを１０００回行った後、発電試験を行った。そして、この起動停止試験後の発電試験において相対湿度１００％下、電流密度０．２Ａ／ｃｍ^２で測定された電圧（ｍＶ）を「起動停止後電圧（０．２Ａ／ｃｍ^２）」として得た。また同様に、起動停止試験後の発電試験において相対湿度１００％下、電流密度１．０Ａ／ｃｍ^２で測定された電圧（ｍＶ）を「起動停止後電圧（１．０Ａ／ｃｍ^２）」として得た。

［結果］
図４Ａ及び図４Ｂには、炭素担体の特性を評価した結果を示す。また、図４Ｃには、金属担持触媒の性能を評価した結果を示す。

図４Ｃに示すように、黒鉛化処理が施され酸化処理が施されていない例Ｃ６～Ｃ９の炭素担体を含む金属担持触媒のＢＯＬ（０．２Ａ／ｃｍ^２）（１００％ＲＨ）は、当該黒鉛化処理が施されていない例Ｃ５のそれより顕著に小さかった。これに対し、黒鉛化処理の後に酸化処理が施された例１～４の炭素担体を含む金属担持触媒のＢＯＬ（０．２Ａ／ｃｍ^２）（１００％ＲＨ）は、例Ｃ６～Ｃ９のそれより顕著に大きく、例Ｃ５のそれと同等以上であった。中でも例２及び３の炭素担体を含む金属担持触媒のＢＯＬ（０．２Ａ／ｃｍ^２）（１００％ＲＨ）は、特に大きかった。

例Ｃ６～Ｃ９のＢＯＬ（０．２Ａ／ｃｍ^２）（４０％ＲＨ）は、例Ｃ５のそれより顕著に小さかった。これに対し、例１～４のＢＯＬ（０．２Ａ／ｃｍ^２）（４０％ＲＨ）は、例Ｃ６～Ｃ９のそれより顕著に大きく、例Ｃ５のそれと同等以上であった。中でも例１～３のＢＯＬ（０．２Ａ／ｃｍ^２）（４０％ＲＨ）は、例Ｃ５のそれより顕著に大きく、例１のそれは特に大きかった。

例Ｃ６～Ｃ９の、湿度が１００％ＲＨから４０％ＲＨに低下することによる電圧低下量（ｍＶ）は、例Ｃ５のそれと同等以上であり、特に例Ｃ８及びＣ９のそれは、顕著に大きかった。これに対し、例１～４の電圧低下量（ｍＶ）は、例Ｃ５のそれより小さく、それぞれ例Ｃ６～Ｃ９のそれより顕著に小さかった。中でも例１及び２の電圧低下量（ｍＶ）は、例Ｃ５のそれより顕著に小さく、例１のそれは特に小さかった。

例Ｃ６～Ｃ９のＢＯＬ（１．０Ａ／ｃｍ^２）（１００％ＲＨ）は、例Ｃ５のそれより顕著に小さかった。これに対し、例１～４のＢＯＬ（１．０Ａ／ｃｍ^２）（１００％ＲＨ）は、例Ｃ５のそれと同等以上であり、例Ｃ６～Ｃ９のそれより顕著に大きかった。中でも例１～３のＢＯＬ（１．０Ａ／ｃｍ^２）（１００％ＲＨ）は、例Ｃ５のそれより顕著に大きく、例１のそれは特に大きかった。

例Ｃ６及びＣ７のＥＯＬ（０．２Ａ／ｃｍ^２）（１００％ＲＨ）は、例Ｃ５のそれより顕著に大きかったが、例Ｃ８及びＣ９のそれは、例Ｃ５のそれより顕著に小さかった。これに対し、例１～４のＥＯＬ（０．２Ａ／ｃｍ^２）（１００％ＲＨ）は、例Ｃ５のそれより顕著に大きかった。また例３及び４のＥＯＬ（０．２Ａ／ｃｍ^２）（１００％ＲＨ）は、それぞれ例Ｃ８及びＣ９のそれより顕著に大きかった。

例Ｃ６～Ｃ９の起動停止後電圧（０．２Ａ／ｃｍ^２）は、例Ｃ５のそれより顕著に大きかった。例１～４の起動停止後電圧（０．２Ａ／ｃｍ^２）は、例Ｃ５のそれより顕著に大きく、それぞれ例Ｃ６～Ｃ９のそれよりも大きかった。中でも例２～４の起動停止後電圧（０．２Ａ／ｃｍ^２）は、それぞれ例Ｃ７～Ｃ９のそれより顕著に大きく、例４のそれは特に大きかった。

例Ｃ６～Ｃ９の起動停止後電圧（１．０Ａ／ｃｍ^２）は、例Ｃ５のそれより大きかった。例１～４の起動停止後電圧（１．０Ａ／ｃｍ^２）は、例Ｃ５のそれより顕著に大きく、それぞれ例Ｃ６～Ｃ９のそれよりも顕著に大きかった。中でも例２～４の起動停止後電圧（１．０Ａ／ｃｍ^２）は顕著に大きく、例４のそれは特に大きかった。

以上より、例１の炭素担体を含む金属担持触媒は、湿度の低下に伴う触媒活性の低下を示す「電圧低下量」が小さく、ＢＯＬ（０．２Ａ／ｃｍ^２）（４０％ＲＨ）に反映される低湿度下での高い触媒活性を示した。また、例１の炭素担体を含む金属担持触媒は、特に大きなＢＯＬ（１．０Ａ／ｃｍ^２）（１００％ＲＨ）も示した。

例２及び３の炭素担体を含む金属担持触媒は、ＢＯＬ（０．２Ａ／ｃｍ^２）（１００％ＲＨ）及びＢＯＬ（１．０Ａ／ｃｍ^２）（１００％ＲＨ）に反映される初期の触媒活性と、起動停止後電圧（０．２Ａ／ｃｍ^２）及び起動停止後電圧（１．０Ａ／ｃｍ^２）に反映される炭素担体の耐腐食性と、をいずれも高いレベルで達成した。

例４の炭素担体を含む金属担持触媒は、起動停止後電圧（０．２Ａ／ｃｍ^２）及び起動停止後電圧（１．０Ａ／ｃｍ^２）に反映される炭素担体の耐腐食性を極めて高いレベルで発揮した。

図４Ａに示すように、黒鉛化処理後に酸化処理が施された例１～４の炭素担体の真密度は、それぞれ当該酸化処理が施されていない例Ｃ６～Ｃ９の炭素担体のそれより顕著に大きかった。すなわち、炭素担体の真密度は、酸化処理によって顕著に増加した。中でも例１～３の真密度は、特に大きかった。一方、例Ｃ１、Ｃ３及びＣ４の真密度は小さかった。

例１～４の炭素担体の酸素含有量は、それぞれ例Ｃ６～Ｃ９のそれより顕著に大きかった。すなわち、炭素担体の酸素含有量は、酸化処理によって顕著に増加した。中でも例１の酸素含有量は、特に大きかった。一方、例Ｃ３及びＣ４の酸素含有量は小さかった。

例１～４の炭素担体のラマンＧ半値半幅は、例Ｃ１～Ｃ５のそれより小さかった。例１～４の炭素担体のラマンＤ半値半幅は、例Ｃ１、Ｃ２及びＣ５のそれより顕著に小さかった。中でも例３及び４のラマンＤ半値半幅は、特に小さかった。例１～４の炭素担体のラマン２Ｄ半値半幅は、例Ｃ１～Ｃ６のそれより小さかった。

例１～４の炭素担体のラマンＤ／Ｇ比は、それぞれ例Ｃ６～Ｃ９のそれより大きかった。すなわち、炭素担体のラマンＤ／Ｇ比は、酸化処理によって増加した。また、例Ｃ１～Ｃ５のラマンＤ／Ｇ比は小さかった。例１～４の炭素担体のラマン２Ｄ／Ｇ比は、例Ｃ１、Ｃ２及びＣ５のそれより大きかった。中でも例３及び４のラマン２Ｄ／Ｇ比は、特に大きかった。

図４Ｂに示すように、例１～４の炭素担体のＢＥＴ比表面積は、それぞれ例Ｃ６～Ｃ９のそれより大きかった。すなわち、炭素担体のＢＥＴ比表面積は、酸化処理によって増加した。中でも例１のＢＥＴ比表面積は、特に大きかった。

例１～４の炭素担体の細孔容積（５－７０ｎｍ）は、例Ｃ１～Ｃ４のそれより顕著に小さく、例Ｃ５～Ｃ９のそれと同程度であった。一方、例１～４の炭素担体の細孔容積（５ｎｍ未満）は、例Ｃ１～Ｃ４のそれより顕著に大きかった。また、例１～４の細孔容積（５ｎｍ未満）は、それぞれ例Ｃ６～Ｃ９のそれより顕著に大きかった。すなわち、炭素担体の細孔容積（５ｎｍ未満）は、酸化処理によって顕著に増加した。

例１～４の炭素担体の細孔容積比（５／（５－７０））は、例Ｃ１～Ｃ４のそれより顕著に大きかった。また、例１、３及び４の細孔容積比（５／（５－７０））は、それぞれ例Ｃ６、Ｃ８及びＣ９のそれより顕著に大きかった。中でも例１の細孔容積比（５／（５－７０））は、特に大きかった。

例１～４の炭素担体の細孔モード径は、例Ｃ１～Ｃ４のそれより顕著に小さかった。また、例１～３の細孔モード径は、例Ｃ５～Ｃ９のそれと同程度であった。一方、例４の細孔モード径は、例Ｃ５～Ｃ９のそれより大きかった。

例１～４の炭素担体のヒステリシス（０．５Ｐ／Ｐ_０）及びヒステリシス（０．８Ｐ／Ｐ_０）は、例Ｃ１～Ｃ４のそれより顕著に小さかった。また、例１～４のヒステリシス（０．５Ｐ／Ｐ_０）は、例Ｃ６～Ｃ９のそれより大きかった。一方、例１～４のヒステリシス（０．８Ｐ／Ｐ_０）は、例Ｃ６～Ｃ９のそれと同程度であった。

Claims (16)

1. 触媒金属粒子を担持するための炭素担体であって、
   ＢＥＴ比表面積が３００ｍ^２／ｇ以上であり、
   真密度が２．１ｇ／ｃｍ^３以上であり、
   ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて下記の特性（ｉ）及び（ｉｉ）：
   （ｉ）ラマンシフト１５８０ｃｍ^－１付近にピークトップを有するＧバンドの強度に対する、ラマンシフト１３４０ｃｍ^－１付近にピークトップを有するＤバンドの強度の比が１．６以上である；
   （ｉｉ）ラマンシフト１５８０ｃｍ^－１付近にピークトップを有するＧバンドの強度に対する、ラマンシフト２７００ｃｍ^－１付近にピークトップを有する２Ｄバンドの強度の比が０．３以上である；
   からなる群より選択される１以上を示す炭素構造を有する、
   炭素担体。
2. 前記特性（ｉ）を示す前記炭素構造を有する、
   請求項１に記載の炭素担体。
3. 前記特性（ｉｉ）を示す前記炭素構造を有する、
   請求項１に記載の炭素担体。
4. 酸素含有量が１．０重量％以上である、
   請求項１に記載の炭素担体。
5. ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて、ラマンシフト１５８０ｃｍ^－１付近にピークトップを有するＧバンドの半値半幅が３７ｃｍ^－１以下を示す前記炭素構造を有する、
   請求項１に記載の炭素担体。
6. ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて、ラマンシフト１３４０ｃｍ^－１付近にピークトップを有するＤバンドの半値半幅が３８ｃｍ^－１以下を示す前記炭素構造を有する、
   請求項１に記載の炭素担体。
7. ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて、ラマンシフト２７００ｃｍ^－１付近にピークトップを有する２Ｄバンドの半値半幅が５７ｃｍ^－１以下を示す前記炭素構造を有する、
   請求項１に記載の炭素担体。
8. 孔径が５ｎｍ以上、７０ｎｍ以下の細孔の容積が０．５０ｃｍ^３／ｇ以下である、
   請求項１に記載の炭素担体。
9. 孔径が５ｎｍ未満の細孔の容積が０．２０ｃｍ^３／ｇ以上である、
   請求項１に記載の炭素担体。
10. 孔径が５ｎｍ以上、７０ｎｍ以下の細孔の容積に対する、孔径が５ｎｍ未満の細孔の容積の比が４．０以上である、
    請求項１に記載の炭素担体。
11. 細孔モード径が７．０ｎｍ以下である、
    請求項１に記載の炭素担体。
12. 窒素吸着法により温度７７Ｋで得られる窒素吸着等温線において、飽和蒸気圧（Ｐ_０）に対する吸着平衡圧（Ｐ）の比である相対圧力（Ｐ／Ｐ_０）が０．５（－）における窒素脱着量から窒素吸着量を減じて得られる差が４０ｃｍ^３／ｇ以下を示す炭素構造を有する、
    請求項１に記載の炭素担体。
13. 窒素吸着法により温度７７Ｋで得られる窒素吸着等温線において、飽和蒸気圧（Ｐ_０）に対する吸着平衡圧（Ｐ）の比である相対圧力（Ｐ／Ｐ_０）が０．８（－）における窒素脱着量から窒素吸着量を減じて得られる差が２０ｃｍ^３／ｇ以下を示す炭素構造を有する、
    請求項１に記載の炭素担体。
14. 請求項１乃至１３のいずれかに記載の炭素担体と、
    前記炭素担体に担持された触媒金属粒子と、
    を含む金属担持触媒。
15. 請求項１４に記載の金属担持触媒を含む、
    電極。
16. 請求項１５に記載の電極を含む、
    電池。