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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及膜电极接合体,详细而言,涉及水电解用的膜电极接合体。
技术介绍
1、近年来,作为无co2的能源,氢得到关注。作为氢的制造方法,存在碱水电解、pem型水电解(pem:polymer electrolyte membrane:聚合物电解质膜)等。其中,pem型水电解是高效率的,因此备受关注。
2、然而,在水电解时,产生在阴极催化剂层(氢极催化剂层)生成的氢透过电解质膜而向阳极催化剂层(氧极催化剂层)侧移动的所谓的氢的交叉(crossover)。由此,氢与在阳极催化剂层产生的氧混合,氧中的氢浓度提高。因此,需要抑制由氢的交叉引起的阳极催化剂层侧的氧中的氢浓度的增加。
3、在日本特开2019-167619、日本特表2020-514528中公开有以下技术,即,在pem型水电解用的膜电极接合体,使用重整催化剂使因交叉而移动的氢与氧发生反应,由此抑制氧中的氢浓度的增加。具体如下。
4、在日本特开2019-167619中公开有一种层叠电解质膜,该层叠电解质膜具备第1电解质膜、第2电解质膜以及纳米片层叠催化剂层,该纳米片层叠催化剂层设置于第1电解质膜与第2电解质膜之间,并包括多个纳米片状催化剂隔着间隙层叠的层叠构造体。在日本特开2019-167619中,纳米片状催化剂作为重整催化剂发挥功能。
5、在日本特表2020-514528中公开有一种具有层叠构造的进行了催化剂涂层的膜,上述层叠构造包括:第1层,包括用于水电解槽中的使用的第1膜元件,并且第1膜元件具有配置于其第1面上的阴极催化剂层;第
6、如日本特开2019-167619、日本特表2020-514528所记载的那样,通过在水电解用的膜电极接合体配置重整催化剂,能够抑制氧中的氢浓度的增加。然而,日本特开2019-167619、日本特表2020-514528的膜电极接合体的结构复杂,需要反复进行接合工序,因此制作的工序较多。因此,专利技术人们试制了除去了氧极侧的电解质层的更简单的结构的膜电极接合体。其结果是,重整催化剂的氢浓度减少效果变弱。
技术实现思路
1、本公开提供一种能够通过简单的结构的催化剂层来抑制由氢的交叉引起的氧中的氢浓度的增加的膜电极接合体。
2、本公开的第1形态所涉及的膜电极接合体具有:阴极催化剂层;阳极催化剂层;电解质层,配置于阴极催化剂层与阳极催化剂层之间;以及中间层,配置于阳极催化剂层与电解质层之间。中间层包含绝缘性的载体和担载于绝缘性的载体的重整催化剂。
3、也可以构成为:在本公开的第1形态所涉及的膜电极接合体的基础上,重整催化剂是铂。
4、也可以构成为:在本公开的第1形态所涉及的膜电极接合体的基础上,重整催化剂是铂合金。也可以构成为:铂合金中的合金元素是从由co、ni、fe、mn、ta、ti、hf、w、zr、nb、al、sn、mo、si构成的组中选出的至少1种金属元素。
5、也可以构成为:在本公开的第1形态所涉及的膜电极接合体的基础上,绝缘性的载体是从由氧化锡、氧化钛、氧化铌、氧化钼以及氧化钨构成的组中选出的至少1种金属氧化物。
6、也可以构成为:在本公开的第1形态所涉及的膜电极接合体的基础上,担载有重整催化剂的绝缘性的载体的导电率为2.7×10-3scm-1以下。
7、也可以构成为:在本公开的第1形态所涉及的膜电极接合体的基础上,担载有重整催化剂的绝缘性的载体的导电率为2.7×10-5scm-1以下。
8、也可以构成为:在本公开的第1形态所涉及的膜电极接合体的基础上,担载有重整催化剂的绝缘性的载体的导电率为1.2×10-8scm-1以下。
9、也可以构成为:在本公开的第1形态所涉及的膜电极接合体的基础上,中间层包含具有质子传导性的离聚物。
10、也可以构成为:在本公开的第1形态所涉及的膜电极接合体的基础上,绝缘性的载体是粒子状,绝缘性的载体的大小是0.01μm~1μm。
11、根据本公开的膜电极接合体,能够抑制由氢的交叉引起的氧中的氢浓度的增加。
12、以下参考附图,对本专利技术的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义进行描述,在附图中,相同的附图标记表示相同的元件。
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1.一种膜电极接合体,其特征在于,
2.根据权利要求1所述的膜电极接合体,其特征在于,
3.根据权利要求1所述的膜电极接合体,其特征在于,
4.根据权利要求1~3中任一项所述的膜电极接合体,其特征在于,
5.根据权利要求1~4中任一项所述的膜电极接合体,其特征在于,
6.根据权利要求5所述的膜电极接合体,其特征在于,
7.根据权利要求5或6所述的膜电极接合体,其特征在于,
8.根据权利要求1~7中任一项所述的膜电极接合体,其特征在于,
9.根据权利要求1~8中任一项所述的膜电极接合体,其特征在于,
【技术特征摘要】
1.一种膜电极接合体,其特征在于,
2.根据权利要求1所述的膜电极接合体,其特征在于,
3.根据权利要求1所述的膜电极接合体,其特征在于,
4.根据权利要求1~3中任一项所述的膜电极接合体,其特征在于,
5.根据权利要求1~4中任一项所述的膜电极接合体...
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