JPH0572710B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0572710B2 JPH0572710B2 JP61190875A JP19087586A JPH0572710B2 JP H0572710 B2 JPH0572710 B2 JP H0572710B2 JP 61190875 A JP61190875 A JP 61190875A JP 19087586 A JP19087586 A JP 19087586A JP H0572710 B2 JPH0572710 B2 JP H0572710B2
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- JP
- Japan
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- catalyst
- platinum
- ruthenium
- preparing
- phosphoric acid
- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/92—Metals of platinum group
- H01M4/925—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/92—Metals of platinum group
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M2004/8678—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells characterised by the polarity
- H01M2004/8684—Negative electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
- H01M2300/0005—Acid electrolytes
- H01M2300/0008—Phosphoric acid-based
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
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- Catalysts (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、燐酸型燃料電池に使用するアノー
ド触媒の調製方法に関する。
ド触媒の調製方法に関する。
燐酸型燃料電池はその燃料として、天然ガスや
メタノールなどを改質して得られる水素リツチな
ガスが用いられる。ところがこのような改質ガス
中には数％の一酸化炭素が含有されるのが通常で
ある。このような一酸化炭素を含有するガスを燐
酸型燃料電池の燃料として用いた場合、特に低温
においては、燐酸型燃料電池に触媒として一般的
に用いられている白金が一酸化炭素により被毒さ
れることにより、燐酸型燃料電池の出力特性が大
きく低下する現象があるということはよく知られ
ていることである。
メタノールなどを改質して得られる水素リツチな
ガスが用いられる。ところがこのような改質ガス
中には数％の一酸化炭素が含有されるのが通常で
ある。このような一酸化炭素を含有するガスを燐
酸型燃料電池の燃料として用いた場合、特に低温
においては、燐酸型燃料電池に触媒として一般的
に用いられている白金が一酸化炭素により被毒さ
れることにより、燐酸型燃料電池の出力特性が大
きく低下する現象があるということはよく知られ
ていることである。
そこで、従来よりこの現像を防ぐために特に低
温において起動あるいは作動する燐酸型燃料電池
では、そのアノード触媒として、白金単独のかわ
りに白金−ルテニウム系の触媒がよく用いられて
いる。つまりルテニウムの耐一酸化炭素被毒防止
性については、良く知られているところである。
温において起動あるいは作動する燐酸型燃料電池
では、そのアノード触媒として、白金単独のかわ
りに白金−ルテニウム系の触媒がよく用いられて
いる。つまりルテニウムの耐一酸化炭素被毒防止
性については、良く知られているところである。
次に具体的な白金−ルテニウム触媒の調製方法
について、その従来技術を紹介しその問題点を挙
げる。
について、その従来技術を紹介しその問題点を挙
げる。
代表的な白金−ルテニウム触媒の調製法として
は、まず、周知の方法により調製した白金担持触
媒を塩化ルテニウム水溶液と十分に接触させた後
に、これを乾燥し、さらにこれを水素ガスを用い
て気相中において直接ルテニウム金属に還元する
方法である。
は、まず、周知の方法により調製した白金担持触
媒を塩化ルテニウム水溶液と十分に接触させた後
に、これを乾燥し、さらにこれを水素ガスを用い
て気相中において直接ルテニウム金属に還元する
方法である。
ところが、この方法においては、白金担持触媒
と塩化ルテニウムを接触させる工程において塩化
ルテニウムは白金担持触媒の内部に存在する細孔
あるいは白金担持触媒の微粒子間に存在する細孔
に吸蔵されている状態にある。そこでこれを乾燥
すると、吸蔵されている塩化ルテニウム水溶液は
大きな細孔の部分から徐々に濃縮され、しだいに
小さい細孔に集まりやがて析出するようになる。
このような過程を経て調製された触媒は一般にそ
の分散性が悪く、また、担体との担持強度も悪く
なることが予想される。
と塩化ルテニウムを接触させる工程において塩化
ルテニウムは白金担持触媒の内部に存在する細孔
あるいは白金担持触媒の微粒子間に存在する細孔
に吸蔵されている状態にある。そこでこれを乾燥
すると、吸蔵されている塩化ルテニウム水溶液は
大きな細孔の部分から徐々に濃縮され、しだいに
小さい細孔に集まりやがて析出するようになる。
このような過程を経て調製された触媒は一般にそ
の分散性が悪く、また、担体との担持強度も悪く
なることが予想される。
この発明は、ルテニウムの分散性が悪く、しか
も担体との担持強度が弱いという従来の問題点を
除去し、しかも水素ガスを使用しないより安全な
白金−ルテニウム触媒の調製方法を提供すること
を目的とする。
も担体との担持強度が弱いという従来の問題点を
除去し、しかも水素ガスを使用しないより安全な
白金−ルテニウム触媒の調製方法を提供すること
を目的とする。
この発明は、白金担持触媒を塩化ルテニウム水
溶液と十分に接触させた後に、系のPHをアルカリ
側にし、塩化ルテニウムの還元が十分におこる温
度まで系の温度を上昇させた後に、コロイド凝集
防止剤を添加し、この後に還元剤を徐々に添加す
ることにより塩化ルテニウムを液相において還元
しこれと同時にルテニウムを白金担持触媒上に担
持させるようにしたものである。従つてこの発明
では、白金担持触媒の調製方法は周知の方法の中
で適当に選ばれてよい。
溶液と十分に接触させた後に、系のPHをアルカリ
側にし、塩化ルテニウムの還元が十分におこる温
度まで系の温度を上昇させた後に、コロイド凝集
防止剤を添加し、この後に還元剤を徐々に添加す
ることにより塩化ルテニウムを液相において還元
しこれと同時にルテニウムを白金担持触媒上に担
持させるようにしたものである。従つてこの発明
では、白金担持触媒の調製方法は周知の方法の中
で適当に選ばれてよい。
実施例 １
10wt％の白金担持触媒10ｇに脱イオン水400ml
を加え、分散する。一方、塩化ルテニウム（３分
子の結晶水を含有）2.59ｇを脱イオン水100mlに
溶解した塩化ルテニウム水溶液を準備する。次に
分散の完了した白金担持触媒中に塩化ルテニウム
水溶液を添加し室温において撹拌をする。この後
に0.1Mの炭酸ナトリウム水溶液200mlを添加しさ
らに撹拌をする。その後系の温度を50℃に昇温す
る。昇温完了後、30wt％の過酸化水素水10mlを
添加し約５分間撹拌を続ける。この後に、系の温
度を維持しながら、さらに撹拌を続けながら170
mlの蟻酸を約１時間かけて、徐々に添加する。添
加完了後、さらに撹拌をした後に反応物を濾過
し、十分に脱イオン水で洗浄した後に乾燥する。
を加え、分散する。一方、塩化ルテニウム（３分
子の結晶水を含有）2.59ｇを脱イオン水100mlに
溶解した塩化ルテニウム水溶液を準備する。次に
分散の完了した白金担持触媒中に塩化ルテニウム
水溶液を添加し室温において撹拌をする。この後
に0.1Mの炭酸ナトリウム水溶液200mlを添加しさ
らに撹拌をする。その後系の温度を50℃に昇温す
る。昇温完了後、30wt％の過酸化水素水10mlを
添加し約５分間撹拌を続ける。この後に、系の温
度を維持しながら、さらに撹拌を続けながら170
mlの蟻酸を約１時間かけて、徐々に添加する。添
加完了後、さらに撹拌をした後に反応物を濾過
し、十分に脱イオン水で洗浄した後に乾燥する。
調製の完了した白金−ルテニウム触媒を分析し
た結果、白金担持量は9.2％、ルテニウム担持量
は9.3％であつた。さらに、Ｘ線回折法による平
均結晶子径を測定した結果白金の（111）面での
平均結晶子径は約25Åであり、またルテニウムの
（101）面での平均結晶子径は約100Åであつた。
た結果、白金担持量は9.2％、ルテニウム担持量
は9.3％であつた。さらに、Ｘ線回折法による平
均結晶子径を測定した結果白金の（111）面での
平均結晶子径は約25Åであり、またルテニウムの
（101）面での平均結晶子径は約100Åであつた。
実施例 ２
実施例１において、還元剤として蟻酸のかわり
に蟻酸ナトリウムを用いた。
に蟻酸ナトリウムを用いた。
（従来法との特性比較）
第１図に、白金−ルテニウム触媒の母体である
白金担持触媒と、従来法により調製した白金−ル
テニウム触媒、実施例１の触媒、および実施例２
の触媒のアノードの単極試験における耐一酸化炭
素被毒特性を示す。
白金担持触媒と、従来法により調製した白金−ル
テニウム触媒、実施例１の触媒、および実施例２
の触媒のアノードの単極試験における耐一酸化炭
素被毒特性を示す。
試験条件は温度、130℃、一酸化炭素濃度、２
％、である。
％、である。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、白金担持触媒を塩化ルテニウム水溶液と十分
に接触させた後に、系のPHをアルカリ側にし、塩
化ルテニウムの還元が十分におこる温度まで系の
温度を上昇させた後に、コロイド凝集防止剤を添
加し、この後に還元剤を徐々に添加することによ
り塩化ルテニウムを液相において還元しこれと同
時にルテニウムを白金担持触媒上に担持させるよ
うにしたために、従来法において問題であつた吸
蔵ルテニウム水溶液の凝集によるルテニウムの分
散性の悪化がなくなり、より均一にルテニウムを
担持することができるようになつた。また、塩化
ルテニウムの還元と同時に白金担持触媒上にルテ
ニウムを担持するようにしたために、ルテニウム
の担持強度が良くなり、従来の触媒と比較してよ
り長寿命の触媒が得られることが期待できる。
ば、白金担持触媒を塩化ルテニウム水溶液と十分
に接触させた後に、系のPHをアルカリ側にし、塩
化ルテニウムの還元が十分におこる温度まで系の
温度を上昇させた後に、コロイド凝集防止剤を添
加し、この後に還元剤を徐々に添加することによ
り塩化ルテニウムを液相において還元しこれと同
時にルテニウムを白金担持触媒上に担持させるよ
うにしたために、従来法において問題であつた吸
蔵ルテニウム水溶液の凝集によるルテニウムの分
散性の悪化がなくなり、より均一にルテニウムを
担持することができるようになつた。また、塩化
ルテニウムの還元と同時に白金担持触媒上にルテ
ニウムを担持するようにしたために、ルテニウム
の担持強度が良くなり、従来の触媒と比較してよ
り長寿命の触媒が得られることが期待できる。
第１図はそれぞれ白金−ルテニウム触媒の母体
である白金担持触媒、従来法により調製した白金
−ルテニウム触媒、実施例１の触媒および実施例
２の触媒のアノードの単極試験における耐一酸化
炭素被毒特性を示すグラフ。 イ……白金−ルテニウム触媒の母体である白金
担持触媒、ロ……従来法により調製した白金−ル
テニウム触媒、ハ……実施例１の触媒、ニ……実
施例２の触媒。
である白金担持触媒、従来法により調製した白金
−ルテニウム触媒、実施例１の触媒および実施例
２の触媒のアノードの単極試験における耐一酸化
炭素被毒特性を示すグラフ。 イ……白金−ルテニウム触媒の母体である白金
担持触媒、ロ……従来法により調製した白金−ル
テニウム触媒、ハ……実施例１の触媒、ニ……実
施例２の触媒。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 白金担持触媒を分散させた後に塩化ルテニウ
ム水溶液を添加し、十分に白金担持触媒と接触さ
せた後に、系のPHをアルカリ側にし、系の温度を
還元が十分におこる温度まで昇温した後にコロイ
ド凝集防止剤を添加しさらにアルデヒド基を有す
る還元剤を徐々に添加することにより、塩化ルテ
ニウムをルテニウムに還元することにより白金と
ルテニウムの混合触媒を得ることを特徴とする燐
酸型燃料電池のアノード触媒の調製方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
系のPHをアルカリ側にする試薬として炭酸ナトリ
ウムを用いることを特徴とする燐酸型燃料電池の
アノード触媒の調製方法。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
還元剤として、蟻酸を用いることを特徴とする燐
酸型燃料電池のアノード触媒の調製方法。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
還元剤として、蟻酸ナトリウムを用いることを特
徴とする燐酸型燃料電池のアノード触媒の調製方
法。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
コロイド凝集防止剤として、過酸化水素水を用い
ることを特徴とする燐酸型燃料電池のアノード触
媒の調製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61190875A JPS6348760A (ja) | 1986-08-14 | 1986-08-14 | 燐酸型燃料電池のアノ−ド触媒の調製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61190875A JPS6348760A (ja) | 1986-08-14 | 1986-08-14 | 燐酸型燃料電池のアノ−ド触媒の調製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6348760A JPS6348760A (ja) | 1988-03-01 |
| JPH0572710B2 true JPH0572710B2 (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=16265203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61190875A Granted JPS6348760A (ja) | 1986-08-14 | 1986-08-14 | 燐酸型燃料電池のアノ−ド触媒の調製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6348760A (ja) |
-
1986
- 1986-08-14 JP JP61190875A patent/JPS6348760A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6348760A (ja) | 1988-03-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |