本发明专利技术公开了在含有能使阴离子成分移动的电解质与夹持该电解质相向配置的燃料侧电极及氧侧电极的燃料电池中，氧侧电极具有：含有第1过渡金属及聚吡咯的第1催化剂和含有第2过渡金属及含卟啉环的化合物的第2催化剂，第1催化剂的配合比例相对第1催化剂及第2催化剂的总量100质量份为超过10质量份至低于90质量份。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及燃料电池。
技术介绍
现在，作为燃料电池，已知有碱型(AFC)、固体高分子型(PEFC)、磷酸型(PAFC)、熔融碳酸盐型(MCFC)、固体电解质型(SOFC)等各种燃料电池。这些燃料电池，例如已探讨在汽车用途等各种用途中使用。例如，固体高分子型燃料电池，具有供给燃料的燃料侧电极(阳极)及供给氧的氧侧电极(阴极)，这些电极夹持由固体高分子膜构成的电解质层而相向配置。而且，在该燃料电池中，通过向阳极供给氢气同时向阴极供给空气，在阳极-阴极间产生电力，进行发电。作为这样的固体高分子型燃料电池，例如，提供燃料侧电极(阳极)和含有载持了钴的由聚吡咯与碳构成的复合体(碳复合材料)的氧侧电极(阴极)，以及能使阴离子成分移动的电解质的燃料电池(例如，参照下列专利文献I)。按照这样的燃料电池，通过在氧侧电极(阴极)含有载持了钴的聚吡咯碳复合材料，使氧侧电极(阴极)中的氧化还原反应活化，提高发电性能。现有技术文献专利文献专利文献I :国际公开小册子W02008/11748
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，近年来，要求比上述专利文献I中记载的燃料电池具有更优良发电性能的燃料电池。本专利技术的目的是提供使阴极(氧侧电极)中的氧化还原反应活化，更加提高发电性能的燃料电池。用于解决课题的手段为了达到上述目的，本专利技术的燃料电池，其特征在于，包含能使阴离子成分移动的电解质和夹持该电解质相向配置的燃料侧电极及氧侧电极，该氧侧电极具有含有第I过渡金属及聚吡咯的第I催化剂和含有第2过渡金属及含卟啉环的化合物的第2催化剂，该第I催化剂的配合比例相对上述第I催化剂及上述第2催化剂的总量100质量份为超过10质量份至低于90质量份。另外，在本专利技术的燃料电池中，上述第I催化剂的配合比例，优选相对上述第I催化剂及上述第2催化剂的总量100质量份为20质量份 80质量份是优选的。另外，在本专利技术的燃料电池中，上述第I过渡金属及上述第2过渡金属为钴是优选的。专利技术效果在本专利技术的燃料电池中，含有第I过渡金属及聚吡咯的第I催化剂和含有第2过渡金属及含卟啉环的化合物的第2催化剂，在氧侧电极中，相对上述第I催化剂及上述第2催化剂的总量100质量份，上述第I催化剂的配合比例为超过10质量份至低于90质量份进行配合。因此，按照本专利技术的燃料电池，能使氧侧电极中的氧化还原反应活化，结果是更加提高燃料电池的发电性能。附图说明图I为表不本专利技术的燃料电池一实施方案的概略构成图。图2为表示参考实施例I 3中氧侧电极的活性的曲线图。图3为表示参考实施例4及5中氧侧电极的活性的曲线图。图4为表示电流密度与发生电压的关系的曲线图。 具体实施例方式图I为表示本专利技术的燃料电池的一实施方案的概略构成图。燃料电池I为固体高分子型燃料电池，具有多个燃料电池元件S，这些燃料电池元件S作为层叠的堆积结构而形成。还有，在图I中，为便于图解，仅示出I个燃料电池元件S0燃料电池元件S，具有燃料侧电极2 (阳极)、氧侧电极3 (阴极)和电解质层4。燃料侧电极2，未作特别限定，含有催化剂(燃料侧催化剂)。更具体地说，燃料侧电极2，例如，由载持催化剂的催化剂载体形成。作为催化剂，未作特别限定，可以举出，例如钼族元素(钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、钼(Pt))、铁族元素(铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni))等周期表(按照I UPACPeriodic Table of the Elements (Version date 22 June 2007)。以下同)第 8 10(VIII)族元素，及例如，铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)等周期表第11 (IB)族元素等。这些催化剂，可单独使用或2种以上并用。作为催化剂，优选周期表第8 10 (VIII)族元素，更优选铁族元素，尤其优选镍。催化剂的载持浓度(相对催化剂与催化剂载体的总量，催化剂的含有比例)，例如，I 99质量％，优选2 95质量％。作为催化剂载体，未作特别限定，例如，可以举出具有阴离子交换基的阴离子交换树脂等树脂、碳等多孔物质等。这些催化剂载体，可单独使用或2种以上并用。作为催化剂载体，可以举出，优选树脂，更优选具有阴离子交换基的阴离子交换树脂。还有，采用载持了催化剂的催化剂载体来形成燃料侧电极2，例如，可采用公知的方法，与电解质层4 一起形成膜-电极接合体。更具体地说，首先，配制燃料侧电极2的形成时使用的电极油墨。在电极油墨的配制时，首先，相对上述催化剂载体100质量份，添加催化剂I 60质量份，进行混合。作为混合方法，例如，可以举出干式混合等公知的混合方法。其次，把得到的混合物100质量份添加至100 10000质量份的溶剂中，进行搅拌，配制载持了催化剂的催化剂载体的电极油墨。作为溶剂，例如，可以举出甲醇、こ醇、I-丙醇等低级醇类，例如，四氢呋喃等醚类、水等公知的溶剤。这些溶剂，可単独使用或2种以上并用。另外,此时的搅拌温度,例如10 30°C,搅拌时间,例如I 60分钟。而且，涂布得到的电极油墨，使被覆电解质层4的ー个表面。作为电极油墨的涂布方法，例如，可以举出喷涂法、模涂法、喷墨法等公知的涂布方法，优选喷涂法。然后，把涂布的电极油墨，例如于10 40°C进行干燥。由此，可以得到在电解质层4的ー个表面上固定的燃料侧电极2。 还有，催化剂的使用量，例如，为O. 01 lOmg/cm2。另外，载持了催化剂的催化剂载体的使用量，例如，为O. Ol lOmg/cm2。另外，电解质层4的ー个表面上固定了的燃料侧电极2的厚度，例如O. I 100 μ m,优选I 10 μ m。氧侧电极3含有第I催化剂与第2催化剂。在本专利技术中，第I催化剂含有第I过渡金属及聚吡咯。作为这样的第I催化剂，更具体地说，例如，可以举出，第I过渡金属载持在聚吡咯与碳构成的复合体(以下，把该复合体称作碳复合材料)而形成的催化剂。作为第I过渡金属，例如，可以举出钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)、钥(Mo)、锝(Tc)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、银(Ag)、镧(La)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、钼(Pt)、金(Au)等过渡金属。这些第I过渡金属，可単独使用或2种以上并用。作为第I过渡金属，优选的可以举出钴。聚吡咯为吡咯(单体)的聚合体，例如，如后所述，通过吡咯(单体)的聚合可以得至IJ。在这种场合，对吡咯的聚合度，未作特别限定，可根据目的及用途加以适当设定。另外，这种聚吡咯，也可含有吡咯(未反应的吡咯)，其含有比例，未作特别限定，可根据目的及用途加以适当设定。另外,聚卩比咯的配合比例,例如,相对碳100质量份,例如为I 100质量份,优选10 50质量份。作为碳，例如，可以举出炭黑等公知的碳。还有，为了制造第I催化剂，例如，在形成碳复合材料后，该碳复合材料载持第I过渡金属。更具体地说，首先，相对碳100质量份添加100 1000质量份的溶剂，通过搅拌溶齐U，配制碳分散在溶剂中的碳分散液。此时，也可根据需要，适当添加醋酸、草酸等有机酸，其添加量相对碳100质量份，例如I 50质量份。作为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.31 JP 2010-0837181.燃料电池，其特征在于，包含能使阴离子成分移动的电解质和夹持该电解质相向配置的燃料侧电极及氧侧电扱，该氧侧电极具有含有第I过渡金属及聚吡咯的第I催化剂和含有第2过渡金属及含卟啉环的化合物的第2催化剂，该第I催化剂的...
【专利技术属性】
技术研发人员：朝泽浩一郎，山田浩次，田中裕久，山本和矢，T·奥尔森，S·佩利佩诺克，P·阿塔纳索夫，
申请(专利权)人：大发工业株式会社，新墨西哥大学科学技术公司，
类型：
国别省市：
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