[發明專利]燃料電池用催化劑顆粒及其制造方法

有效

• 申請號: 201480009964.0
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN105073254B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 在原一樹;田中裕行
• 申請（專利權）人: 日產自動車株式會社
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/90;H01M4/92
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,李茂家

1.一種燃料電池用催化劑顆粒，其特征在于，其具備：包含貴金屬以外的金屬、以及貴金屬以外的金屬與貴金屬的合金中的任意者的、平均粒徑為2nm～5.5nm的金屬顆粒；和

設置在所述金屬顆粒表面的、包含鉑的、厚度為1nm～3.2nm的貴金屬層，

所述貴金屬層覆蓋所述金屬顆粒的表面的至少60％以上，

所述貴金屬層形成多個貴金屬的單原子層層疊而成的層狀結構。

2.根據權利要求1所述的燃料電池用催化劑顆粒，其特征在于，所述金屬顆粒中的貴金屬為選自由鉑、鈀、金、銥、釕以及銀組成的組中的至少一種，

所述金屬顆粒中的貴金屬以外的金屬為選自由鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鋯、鈮、鉬以及鉭組成的組中的至少一種。

3.根據權利要求1或2所述的燃料電池用催化劑顆粒，其特征在于，所述貴金屬層的厚度為1.9nm～2.4nm。

4.根據權利要求1所述的燃料電池用催化劑顆粒，其特征在于，所述金屬顆粒為Ni顆粒。

5.根據權利要求4所述的燃料電池用催化劑顆粒，其特征在于，Ni的摩爾數相對于Pt的摩爾數的比率Ni/Pt為4.8～10.4。

6.一種燃料電池用電極催化劑，其特征在于，其具備權利要求1至5任一項所述的燃料電池用催化劑顆粒，和

負載所述燃料電池用催化劑顆粒的導電性載體。

7.一種燃料電池用催化劑顆粒的制造方法，其特征在于，其具有如下工序：

通過使貴金屬以外的金屬的鹽或貴金屬以外的金屬的絡合物分散在溶劑中來制備所述貴金屬以外的金屬的濃度為2.5mM以下的前體溶液，然后向所述前體溶液中添加還原劑，由此制備金屬顆粒分散液的工序；和

向所述金屬顆粒分散液中添加貴金屬鹽或貴金屬絡合物，由此在金屬顆粒表面形成貴金屬層的工序。

8.根據權利要求7所述的燃料電池用催化劑顆粒的制造方法，其特征在于，在形成所述貴金屬層的工序中添加到所述金屬顆粒分散液中的所述貴金屬鹽或貴金屬絡合物含有選自由鉑、鈀、金、銥、釕以及銀組成的組中的至少一種。

9.根據權利要求7所述的燃料電池用催化劑顆粒的制造方法，其特征在于，在形成所述貴金屬層的工序中添加到所述金屬顆粒分散液中的所述貴金屬鹽或貴金屬絡合物中，構成所述貴金屬鹽或貴金屬絡合物的貴金屬元素包含鉑。

10.根據權利要求7至9中任一項所述的燃料電池用催化劑顆粒的制造方法，其特征在于，在制備所述金屬顆粒分散液的工序中分散在溶劑中的、所述貴金屬鹽或貴金屬絡合物以外的金屬的絡合物含有選自由鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鋯、鈮、鉬以及鉭組成的組中的至少一種。

11.根據權利要求7至9中任一項所述的燃料電池用催化劑顆粒的制造方法，其特征在于，所述金屬顆粒分散液中的、貴金屬以外的金屬的摩爾數相對于貴金屬的摩爾數的比例即[貴金屬以外的金屬的摩爾數]/[貴金屬的摩爾數]為3.2～11。

12.根據權利要求10所述的燃料電池用催化劑顆粒的制造方法，其特征在于，所述金屬顆粒分散液中的、貴金屬以外的金屬的摩爾數相對于貴金屬的摩爾數的比例即[貴金屬以外的金屬的摩爾數]/[貴金屬的摩爾數]為3.2～11。