成和生长的简图。
[0026]图8是示出实施例1的处理条件的说明图。
[0027]图9是示出实施例2的处理条件的说明图。
[0028]图10是示出参考例的处理条件的说明图。
[0029]图11是用于说明实施例1、2以及参考例的实验结果的说明图。
[0030]图12是用于说明实施例1、2以及参考例的实验结果的说明图。
[0031]图13是示出作为第二实施方式的燃料电池的结构的简图。
[0032]图14是示出第二实施方式的燃料电池的催化剂层的制造工序的顺序的流程图。
【具体实施方式】
[0033]A.第一实施方式:
[0034]图1是示出作为本发明的一个实施方式的催化剂担载装置的结构的简图。该催化剂担载装置100使用超临界流体而使金属催化剂担载于载体。此外，在本实施方式中，作为超临界流体，使用处于超临界状态的二氧化碳(以下，也称作“超临界二氧化碳”)。并且，在本实施方式中，以碳纳米管(以下，称作“CNT”)为载体，使之担载作为金属催化剂的铂(Pt)。
[0035]催化剂担载装置100具备处理室101、载体配置部110、流体循环喷嘴120、流体供给部130、流体排出部140、流体温度控制部150、控制部160、压力检测部162以及温度检测部164。处理室101是能够填充超临界流体的气密室。在处理室101收纳有载体配置部110和流体循环喷嘴120。载体配置部110具备加热器部111，在加热器部111的上表面配置有CNT基板10，在该CNT基板10排列有作为载体的CNT 11。
[0036]图2是用于说明CNT基板10和载体配置部110的结构的简要立体图。在CNT基板10，多个CNT 11以在相互之间具有微细的空隙的方式密集地从基板面垂直延伸。CNT基板10以隔着接触层112的方式配置于载体配置部110的加热器部111的上表面。加热器部111通过电热对载置于接触层112的CNT基板11进行加热。接触层112是用于提高加热器部111与CNT基板10之间的导热性的薄片部件。接触层112例如能够由导热性高的硅胶片构成。
[0037]流体循环喷嘴120 (图1)是用于使超临界流体循环以便在处理室101内形成朝向载体配置部I1的超临界流体的流动的喷嘴。流体循环喷嘴120具备以覆盖于载体配置部110的上方的方式配置的作为中空容体的主体部121。主体部121具有朝向处理室101的侧壁面开口的第一开口部121a、和朝向载体配置部110的上表面开口的第二开口部121b。
[0038]在主体部121的第一开口部121a设有循环风扇122，在第二开口部121b设有多个并列的流路壁部件即整流板123。并且，在主体部121收纳有流体温度控制部150的制冷剂循环配管152。流体循环喷嘴120通过循环风扇122的旋转驱动使超临界流体从第一开口部121a流入主体部121的内部。而且，流体循环喷嘴120在主体部121内使超临界流体沿第二开口部121b的整流板123的壁面流出。
[0039]流体供给部130具备流体储藏部131、原料储藏部132、三通阀133、供给配管134、泵135以及开闭阀136。在流体储藏部131，储藏有要在处理室101成为超临界状态的流体。在本实施方式中，在流体储藏部131，以气体的状态储藏有二氧化碳。在原料储藏部132，储藏有溶解了金属催化剂的络合物的络合物溶液。在本实施方式中，在原料储藏部132，储藏有使环辛二烯二甲基铂(II)溶解于己烷(正己烷)而成的溶液。
[0040]流体储藏部131以及原料储藏部132经由三通阀133与供给配管134连接，供给配管134与处理室101连接。在供给配管134设有泵135和开闭阀136。流体供给部130通过三通阀133的切换控制而经由供给配管134将流体储藏部131的流体和原料储藏部132的络合物溶液中的任一方供给至处理室101。并且，流体供给部130通过控制泵135的转速来控制处理室101内的压力，并通过控制开闭阀136的开闭来控制流体或者络合物溶液向处理室101的流入。
[0041]流体排出部140具备排出配管141和开闭阀142。排出配管141与处理室101连接。开闭阀142设于排出配管141。流体排出部140通过开闭阀142的开闭来对来自处理室101的流体的排出进行控制。此外，也可以在排出配管141设置用于抽吸处理室101的流体的泵。
[0042]流体温度控制部150具备制冷剂供给部151和制冷剂循环配管152。如上所述，制冷剂循环配管152被收纳在流体循环喷嘴120的主体部121内。制冷剂循环配管152的入口端部以及出口端部与制冷剂供给部151连接。制冷剂供给部151具备热交换机、泵(省略图示)，使被实施了温度控制的制冷剂在制冷剂循环配管152循环。在本实施方式的催化剂担载装置100中，通过流体温度控制部150的制冷剂的温度控制来调整处理室101内的超临界流体的温度。此外，制冷剂循环配管152也可以并不被收纳在流体循环喷嘴120的主体部121，也可以配置在流体循环喷嘴120的外部。
[0043]控制部160由具备中央处理装置和主存储装置的微型计算机构成。控制部160基于压力检测部162、温度检测部164的检测值，控制上述的各构成部，使金属催化剂担载于载体。压力检测部162检测处理室101内的流体的压力Pf并向控制部160输出。温度检测部164检测处理室101内的环境温度Tf和载体的温度T s(以下，也称作“样本温度Ts”)，并向控制部160发送。
[0044]此处，环境温度Tf意味着:当处理室101由超临界流体充满时，该超临界流体的温度。通常，由于超临界流体的导热性高，所以环境温度Tf可以在除加热器部111的附近区域之外的处理室101内的任意位置测定。样本温度Ts是作为载体的CNT 11的温度，但在本实施方式中，将其作为由加热器部111产生的加热温度计测。
[0045]图3是示出催化剂担载装置100中的金属催化剂相对于载体的担载工序的顺序的流程图。催化剂担载装置100中的金属催化剂的担载工序主要能够分为前处理工序(步骤S100、S102)、溶解工序(步骤S110、S112)、吸附工序(步骤S120?S124)、络合物减少工序(步骤S130)、析出工序(步骤S140)、后处理工序(步骤S150)。
[0046]<前处理工序>
[0047]前处理工序是整理处理室101中的处理环境的准备工序。在步骤SlOO中，在处理室101的载体配置部110配置CNT基板10。并且，处理室101由从流体供给部130的流体储藏部131供给的流体填充。在本实施方式中，在处理室101填充有气体状态的二氧化碳。
[0048]在步骤S102中，使在处理室101填充的流体成为超临界状态。控制部160开始进行循环风扇122的旋转驱动。并且，控制部160通过控制流体供给部130而使处理室101内的流体的压力比其临界压力高，并且通过使热水在制冷剂循环配管152循环而使流体的温度比其临界温度高。
[0049]<溶解工序>
[0050]溶解工序是使金属催化剂的络合物溶解在超临界流体中的工序。在步骤SllO中，控制部160对流体供给部130的三通阀133的连接进行切换，从原料储藏部132向处理室101供给络合物溶液。在对处理室101供给需要量的络合物溶液后，控制部160设置规定的待机时间(步骤S112)。在该待机时间的期间，控制部160继续进行循环风扇122的驱动，使络合物在超临界流体中分散。此外，在步骤S112中，载体配置部110的加热器部111保持停止驱动的状态不变。
[0051]<吸附工序>
[0052]吸附工序是使金属催化剂的络合物吸附于载体的表面，形成金属催化剂的晶核并使之生长的工序。在本实施方式的催化剂担载装置100中，通过该吸附工序中的温度控制，使样本温度Ts与环境温度T温度差△ T变动，从而抑制金属催化剂的晶核的粒径产生偏差这一情况。此外，本说明书中的“使温度差Δ T变动”意味着:通过温度控制使温度差AT主动地变动。
[0053]图4是用于说明吸附工序中的催化剂担载装置100的温度控制的说明图。图4中图示了简要地示出吸附工序中的环境温度Tf和样本温度T 3的时间变化的曲线图。在吸附工序中，控制部160通过流体温度控制部150而以规定的温度Ttl为目标值对环境温度TF进行控制。在本实施方式中，作为超临界流体而使用超临界二氧化碳，因此规定的温度Ttl为40?50°C左右。<