(MEA) W及燃料电池组。
【附图说明】
[0063] 图1为表示本发明的电极用催化剂(忍/壳催化剂)的一适宜方式的模式剖面图。
[0064] 图2为表示本发明的电极用催化剂(忍/壳催化剂)的另一适宜方式的模式剖面图。
[0065] 图3为表示本发明的电极用催化剂(忍/壳催化剂)的另一适宜方式的模式剖面图。
[0066] 图4为表示本发明的电极用催化剂(忍/壳催化剂)的另一适宜方式的模式剖面图。
[0067] 图5为表示本发明的燃料电池组的一适宜方式的模式图。
[0068] 图6为表示具有在实施例中已使用的旋转圆盘电极的旋转圆盘电极测定装置的概 略构成的模式图。
[0069] 符号说明
[0070] 1电极用催化剂
[0071] IA电极用催化剂
[0072] IB电极用催化剂
[0073] IC电极用催化剂
[0074] 2 载体
[00巧]3催化剂粒子
[0076] 3a.催化剂粒子
[0077] 4 忍部
[007引 4s忍部露出面
[0079] 5 壳部
[0080] 6第1壳部
[0081] 6s第1壳部露出面
[0082] 7第2壳部
[0083] S燃料电池组
[0084] 100 隔板
[00化]IOOa隔板（阳极侧）
[00化]10化隔板（阴极侧）
[0087] 200气体扩散电极
[0088] 200a气体扩散电极(阳极侧）
[0089] 20化气体扩散电极（阴极侧）
[0090] 220气体扩散层
[0091] 240电极用催化剂层
[0092] 300电解质
[OOW] 400膜/电极接合体(MEA)
[0094] X电极用催化剂层
[009引D旋转圆盘电极法(RDE法)现憶装置
[0096] 10测定装置用电池
[0097] 12气体导入口
[009引 20参比电极(RE)
[0099] 22参比电极(RE)用电池
[0100] 30 反极(CE)
[0101] 40旋转圆盘电极
[0102] 42电极基材
[0103] 50固体台
[0104] 52支持部
[010引 54油封
[0106] 60电解液
【具体实施方式】
[0107] W下，在参照适宜的附图的同时，对本发明的适宜的实施方式进行详细地说明。
[0108] <电极用催化剂>
[0109] 图1为表示本发明的电极用催化剂(忍/壳催化剂)的一适宜方式的模式剖面图。
[0110] 如图1所示，本发明的电极用催化剂1包括，载体2和被担载在载体2上且具有所谓 "忍/壳结构"的催化剂粒子3。催化剂粒子3包括:忍部4和W包覆忍部4的至少部分表面的方 式所形成的壳部5。催化剂粒子3具有包括忍部4和形成于忍部4上的壳部5的所谓的"忍/壳 结樹'。
[0111] 目P，电极用催化剂1具有已担载于载体2的催化剂粒子3。且该催化剂粒子3具有下 述结构:将忍部4作为核(忍），壳部5作为壳包覆忍部4表面的至少一部分。
[0112] 另外，忍部4的构成要素(化学组成）和壳部5的构成要素(化学组成）为不同的构 成。
[0113] 在本发明中，电极用催化剂1，其壳部5只要被形成在具有催化剂粒子3的忍部4表 面的至少一部分上即可，并无特别的限定。
[0114] 例如，从更为稳妥地获得本发明的效果的角度考虑，如图1所示那样，其电极用催 化剂1优选通过壳部5将其忍部4的表面的大致全域包覆的状态。
[0115] 另外，在能获得本发明的效果的范围内，电极用催化剂1也可为使壳部5包覆忍部4 的部分表面，忍部4的部分表面露出的状态。
[0116] 目P，在本发明中，电极用催化剂其壳部也可被形成在至少一部分忍部的表面上。
[0117] 图2为表示本发明的电极用催化剂(忍/壳催化剂)的另一适宜方式（电极用催化剂 IA) 的模式剖面图。
[0118] 如图2所示那样，本发明的电极用催化剂IA具有催化剂粒子3曰。该催化剂粒子3a由 忍部4、将忍部4的部分表面包覆的壳部5aW及将忍部4其它部分表面包覆的壳部化所构成。
[0119] 在图2所示的含有电极用催化剂IA的催化剂粒子3a中，存在未被壳部5a或壳部化 包覆的忍部4。运样的忍部4为忍部露出面4s。
[0120] 目P，如图2所示那样，在能够获得本发明效果的范围内，含有电极用催化剂IA的催 化剂粒子3a也可为忍部4的部分表面露出的状态(例如，图2中所示的忍部4的部分表面4s露 出的状态）。
[0121] 若列举其它表现，如在图2所示的电极用催化剂IA那样，也可W分别局部性地在忍 部4的部分表面上形成壳部5a，在其它部分表面上形成壳部化。
[0122] 图3为表示本发明的电极用催化剂(忍/壳催化剂)的另一适宜方式（电极用催化剂 IB) 的模式剖面图。
[0123] 如图3所示那样，本发明的电极用催化剂IB具有催化剂粒子3。该催化剂粒子3由忍 部4、将忍部4的大致全域的表面包覆的壳部5所构成。
[0124] 壳部5也可为具有第1壳部6和第2壳部7的双层结构。即，催化剂粒子3具有:包括忍 部4和于忍部4所形成的壳部5(第1壳部6和第2壳部7)的所谓的"忍/壳结构"。
[0125] 电极用催化剂IB具有已被担载在载体2的催化剂粒子3,且该催化剂粒子3具有将 忍部4作为核(忍），且第1壳部6和第2壳部7作为壳部5而包覆忍部4的大致全域的表面的结 构。
[0126] 另外，忍部4的构成要素(化学组成)和第I壳部6的构成要素(化学组成）W及第2壳 部7的构成要素(化学组成)分别为不同的构成。
[0127] 另外，本发明的电极用催化剂IB所具有的壳部5,除了第1壳部6和第2壳部7W外， 还也可具有其它壳部。
[0128] 从更为稳妥地获得本发明的效果的角度考虑，如图3所示那样，其电极用催化剂IB 优选通过壳部5将其忍部4的大致全域表面包覆的状态。
[0129] 图4为表示本发明的电极用催化剂(忍/壳催化剂)的另一适宜方式（电极用催化剂 1C)的模式剖面图。
[0130] 如图4所示那样，本发明的电极用催化剂IC具有催化剂粒子3曰。该催化剂粒子3a由 忍部4、包覆忍部4的部分表面的壳部5aW及包覆忍部4的其它部分表面的壳部化所构成。
[0131] 壳部5a也可为具有第1壳部6a和第2壳部7a的双层结构。
[0132] 另外，壳部化也可为具有第1壳部化和第2壳部7b的双层结构。
[0133] 目P，催化剂粒子3a具有包括忍部4、于忍部4所形成的壳部5a(第1壳部6a和第2壳部 7a) W及于忍部4所形成的壳部化(第1壳部化和第2壳部化）的所谓"忍/壳结构"。
[0134] 在构成于图4所示的催化剂粒子3a的壳部化中，存在未被第2壳部7b包覆的第1壳 部化。未被第2壳部化包覆的第1壳部化成为第1壳部露出表面6s。
[0135] 在构成于图4所示的催化剂粒子3a的壳部5a中，优选第1壳部6a的大致全域被第2 壳部7a包覆的状态。
[0136] 另外，如图4所示那样，在获得本发明效果的范围内，且在构成催化剂粒子3a的壳 部化中，也可为第1壳部6b的部分表面被包覆，同时局部性露出第1壳部6b的表面的状态(例 如，露出于图4中所示的第1壳部化的部分表面6s的状态）。
[0137] 进一步，在获得本发明效果的范围内，电极用催化剂1也可为在载体2上混合存在 "忍部4表面的大致全域被壳部5包覆的状态的忍部4和壳部5的复合体"、和"忍部4的部分表 面被壳部5包覆的状态的忍部4和壳部5的复合体"的状态。
[0138] 具体说来，本发明的电极用催化剂在获得本发明效果的范围内，可W为如图1和图 2所示的电极用催化剂1、1A、W及图3和图4所示的电极用催化剂1B、1C混合存在的状态。
[0139] 进一步，本发明的电极用催化剂在获得本发明效果的范围内，相对于相同的忍部 4,也可W为壳部5a和壳部化混合存在的状态。
[0140] 进一步，本发明电极用催化剂在获得本发明效果的范围内，相对于相同的忍部4， 可W为仅存在壳部5a的状态，也可W为相对于相同的忍部4,仅存在壳部化的状态（皆未图 示两者的状态）。
[0141] 另外，在获得本发明效果的范围内，除上述电极用催化剂1、14、18、1(：中的至少一 种外，在电极用催化剂1中也可包括："忍部4未被壳部5包覆的仅由忍部组成的粒子"被担载 在载体2上的状态(未图示）。
[0142] 进一步，在获得本发明效果的范围内，除上述电极用催化剂1、14、18、1(：中的至少 一种外，在电极用催化剂1中也可包括："仅由壳部5的构成要素组成的粒子"W不接触忍部4 的状态被担载在载体2上的状态(未图示）。
[0143] 另外，在获得本发明效果的范围内，除上述电极用催化剂1、14、18、1(：中的至少一 种外，电极用催化剂I中也可包括："仅未被壳部5包覆的忍部4的粒子"和"仅由壳部5的构成 要素组成的粒子"被分别独立地担载在载体2上的状态。
[0144] 忍部4的平均粒径优选2~40nm，更优选4~20nm，特别优选5~15nm。
[0145] 有关壳部5的厚度(从与忍部4的接触面至该壳部5的外表面的厚度），依据电极用 催化剂的设计思路，被适宜的设计在优选的范围。
[0146] 例如，在力求最小限度地使用构成壳部5的金属元素(例如销等）的使用量的情况 下，其优选W1个原子所构成层（1个原子层）。在该情况下，壳部5的厚度在构成该壳部5的金 属元素为1种的情况下，其优选相当于该金属元素的1个原子的直径(在近似于球形的情况 下）的2倍的厚度。另外，在构成壳部5的金属元素为巧巾W上的情况下，其优选相当于由1个 原子所构成的层(2种W上的原子并置在忍部4的表面所形成的1个原子层)的厚度。
[0147] 另外，例如，在通过进一步加大壳部5的厚度W力求提高其耐久性的情况下，其优 选1~IOnm,更优选2~Snm。
[0148] 在壳部5为由第1壳部6和第2壳部7所构成的双层结构的情况下，第1壳部6和第2壳 部7的厚度，依据本发明的电极用催化剂的设计思路，被适宜的设计在优选的范围。
[0149] 例如，在力求最小限度地使用于第2壳部7所含有为金属元素销(Pt)等贵金属的使 用量的情况下，第2壳部7优选W1个原子所构成的层（1个原子层）。在该情况下，在构成该第 2壳部7的金属元素为1种的情况下，第2壳部7的厚度优选为相当于该金属元素1个原子的直 径(在将1个原子作为球形的情况下)约2倍的厚度。
[0150] 另外，在于第2壳部7所含有的金属元素为巧巾W上的情况下，该第2壳部7的厚度优 选相当于由巧巾W上的原子所构成的层(2种W上的原子并置在忍部4的表面方向所形成的1 个原子层)的厚度。例如，在通过进一步加大第2壳部7的厚度W力求提高电极用催化剂的耐 久性的情况下，其优选将该第2壳部7的厚度作为1.0~5.Onm。在力求进一步提高电极用催 化剂的耐久性的情况下，其优选将该第2壳部7的厚度作为2.0~10.0 nm。
[0151] 另外，在本发明中的"平均粒径"，通过电子显微镜照片观察，称之为由任意数的粒 子群所组成的粒子直径的平均值。
[0152] 载体2能够担载包括忍部4和壳部5的为复合体的催化剂粒子3,且若为表面积大者 也不