[發明專利]固體高分子型燃料電池的催化劑載體用碳材料及其制造方法

有效

• 申請號: 201880023295.0
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN110495029B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 飯島孝;多田若菜;正木一嘉
• 申請（專利權）人: 日鐵化學材料株式會社
• 主分類號: H01M4/96
• 分類號: H01M4/96;H01M4/88;H01M8/10
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳建全

1.一種固體高分子型燃料電池的催化劑載體用碳材料，其是具有三維分支的三維樹狀結構的多孔質碳材料，其枝徑為59nm～81nm，并同時滿足下述的(A)和(B)：

(A)通過氮氣吸附等溫線的BET解析求出的BET比表面積S_BET為400～1500m²/g，

(B)在用水銀孔率法測定的水銀壓力P_Hg與水銀吸收量V_Hg的關系中，所述水銀壓力P_Hg的常用對數LogP_Hg從4.3增加至4.8時測定的水銀吸收量V_Hg的增加量ΔV_Hg：4.3-4.8為0.82～1.50cc/g，其中P_Hg的單位為kPa。

2.根據權利要求1所述的固體高分子型燃料電池的催化劑載體用碳材料，其在氮氣吸附等溫線中相對壓p/p₀為0.4至0.8之間吸附的氮氣吸附量V_N：0.4-0.8為100～300cc(STP)/g。

3.根據權利要求1或2所述的固體高分子型燃料電池的催化劑載體用碳材料，其在拉曼分光光譜的1580cm^-1附近檢測的G帶峰的半峰全寬ΔG為50～70cm^-1。

4.根據權利要求1或2所述的固體高分子型燃料電池的催化劑載體用碳材料，其中，所述水銀壓力P_Hg的常用對數LogP_Hg從4.3增加至4.8時測定的水銀吸收量V_Hg的增加量ΔV_Hg：4.3-4.8為0.85～1.40cc/g。

5.權利要求1至4中任一項所述的固體高分子型燃料電池的催化劑載體用碳材料的制造方法，其包含下述工序：

向由硝酸銀的氨水溶液形成的反應溶液中吹入乙炔氣體以合成乙炔銀的乙炔化物生成工序；

將所述乙炔銀在40～80℃的溫度下進行加熱處理而制作銀粒子內包中間體的第1加熱處理工序；

使所述銀粒子內包中間體在120～400℃的溫度下發生自分解爆炸反應而得到碳材料中間體的第2加熱處理工序；

使所述碳材料中間體與酸接觸以將該碳材料中間體清潔化的洗滌處理工序；和

將清潔化后的碳材料中間體在真空中或不活潑氣體氣氛中于1400～2300℃的溫度下進行加熱處理而得到催化劑載體用碳材料的第3加熱處理工序，

其中，在所述乙炔化物生成工序中，將反應溶液制備時的所述反應溶液中的硝酸銀濃度設定為10～28質量％，并且將所述反應溶液的溫度加熱至25～50℃。

6.根據權利要求5所述的固體高分子型燃料電池的催化劑載體用碳材料的制造方法，其中，在所述乙炔化物生成工序中，從多個吹入口向所述反應溶液中吹入乙炔氣體。

7.根據權利要求6所述的固體高分子型燃料電池的催化劑載體用碳材料的制造方法，其中，從2～4處吹入口向所述反應溶液中吹入乙炔氣體。

8.根據權利要求6或7所述的固體高分子型燃料電池的催化劑載體用碳材料的制造方法，其中，向反應溶液中吹入乙炔氣體的多個吹入口相互等間隔地配置于所述反應溶液的液面周邊部。