专利名称：燃料电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃料电池，更具体地说涉及固体高分子型燃料电池。
背景技术：
迄今为止，作为燃料电池，已知碱性型(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)等各种电池。其中，由于固体高分子型燃料电池能够在比较低的温度下运行，研究了其在汽车用途等各种用途中的使用。在这样的固体高分子型燃料电池中，通常，被供给燃料的燃料侧电极和被供给氧的氧侧电极夹着包含固体高分子膜的电解质层相对配置。作为这样的固体高分子型燃料电池，例如，提出了在燃料电池中使燃料侧电极中包含钴，所述燃料电池具有阴离子交换膜形式的电解质层，夹着电解质层相对配置的燃料侧电极和氧侧电极，在电解质层的相对侧与该燃料侧电极相对配置、向燃料侧电极供给燃料的燃料供给部件，所述燃料包含至少含有氢和氮的化合物，以及在电解质层的相对侧与氧侧电极相对配置、向氧侧电极供给氧的氧供给部件(例如，参见下述专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1 特开2006-244961号公报
发明内容
发明要解决的问题然而，近年来，越来越希望提高燃料电池的发电性能。本发明的目的在于提供具有优异的发电性能的燃料电池，在该燃料电池中包含至少含有氢和氮的化合物作为燃料，使用阴离子交换膜作为电解质层。用于解决问题的手段为了实现上述目的，本发明的燃料电池具有电解质层、夹着所述电解质层相对配置的被供给燃料的燃料侧电极以及被供给氧的氧侧电极，其特征在于，所述电解质层是阴离子交换膜，所述燃料侧电极含有钴和镍，所述燃料包含至少含有氢和氮的化合物，所述燃料侧电极中的镍的含量比例相对于钴和镍的总摩尔数为70摩尔％以下。此外，对于本发明的燃料电池，合适的是，所述燃料侧电极中的镍的含量比例相对于钴和镍的总摩尔数为50摩尔％以下。此外，对于本发明的燃料电池，合适的是，所述燃料是胼类。发明效果根据本发明的燃料电池，由于燃料侧电极中包含钴和镍，燃料侧电极中的镍的含量比例相对于钴和镍的总摩尔数为70摩尔％以下，因而能够实现燃料利用效率的提高、发热量的抑制，进而能够实现发电性能的提高。
[图1]图1是示出本发明的燃料电池的一种实施方案的示意结构图。[图2]图2是示出燃料侧电极的活性测定结果的图表。[图3]图3是示出组件(cell)发电特性的测定结果(电流-电压特性)的图表。
具体实施例方式图1是示出本发明的燃料电池的一种实施方案的示意结构图。在图1中，该燃料电池1具有燃料电池组件S，该燃料电池组件S具有燃料侧电极2、氧侧电极3以及电解质层4，燃料侧电极2和氧侧电极3以将电解质层4夹在它们之间的状态相对配置。燃料侧电极2与电解质层4的一侧的面相对接触。该燃料侧电极2含有钴(Co) 和镍(Ni)作为金属催化剂。对于本发明中的含有钴和镍的金属催化剂，其一次粒子的平均粒径为例如 5-lOOnm。作为钴，更优选的是，可以列举其一次粒子的粒径为0. 1 μ m以下的微细粉末。需要指出的是，平均粒径指的是利用X射线衍射法测定的晶粒粒径(々U 7夕夂卜直径)或者通过透射电子显微镜的形态观察而得到的一次粒子的平均值，例如，通过激
光衍射等沉降法得到的粒径，由于一次粒子凝聚而显示出大的值，将这样的粒径除外。此外，这样的含有钴和镍的金属催化剂的比表面积例如为10-90m2/g，优选 30-60m2/g。作为金属催化剂，可以列举例如钴和镍的混合物(混合催化剂)，钴和镍的合金 (钴-镍合金)，钴、镍和钴-镍合金的混合物等。对于制造这样的形态的金属催化剂，例如，首先配制含有钴盐和镍盐的分散液，接着使钴和镍共沉淀，然后烧制。更具体地说，对于制造金属催化剂，例如，首先使钴盐和镍盐分散于有机溶剂中以配制分散液。作为钴盐，可以列举例如钴的无机金属盐、钴的有机金属盐等，优选列举钴的有机
^^ I^l "πτ . O作为钴的有机金属盐，可以列举例如由醋酸盐、丙酸盐等形成的钴的羧酸盐，例如由以下通式(1)表示的β-二酮化合物或酮酯化合物和/或以下通式( 表示的β-二羧酸酯化合物形成的钴的金属螯合物。R1COCHR3COR2(I)(在该式中，Rl表示1-6个碳的烷基、1-6个碳的氟代烷基或芳基，R2表示1_6个碳的烷基、1-6个碳的氟代烷基、芳基或者1-4个碳的烷氧基，R3表示氢原子或1-4个碳的烷基)R5CH (COR4) 2 (2)(在该式中，R4表示1-6个碳的烷基，R5表示氢原子或1_4个碳的烷基)在上述通式(1)和上述通式⑵中，作为Rl、R2和R4的1-6个碳的烷基，可以列举例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、叔戊基、叔己基等。此外，作为R3和 R5的1-4个碳的烷基，可以列举例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等。在上述通式(1)中，作为Rl和R2的1-6个碳的氟代烷基，可以列举例如三氟甲基等。此外，作为Rl和R2的芳基，可以列举例如苯基。此外，作为Rl的1-4个碳的烷氧基， 可以列举例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等。对于β - 二酮化合物，更具体地说，可以列举例如2，4-戊烷二酮、2，4-己烷二酮、 2，2- 二甲基-3，5-己烷二酮、1-苯基-1，3- 丁烷二酮、1-三氟甲基-1，3- 丁烷二酮、六氟乙酰丙酮、1，3- 二苯基-1，3-丙烷二酮、二新戊酰甲烷等。此外，对于β-酮酯化合物，更具体地说，可以列举例如乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸叔丁酯等。此外，对于β-二羧酸酯化合物，更具体地说，可以列举例如丙二酸二甲酯、丙二
酸二乙酯等。这些钴的有机金属盐可以单独使用或者两种以上并用。作为钴的有机金属盐，优选地列举钴的金属螯合物。作为镍盐，可以列举例如镍的无机金属盐、镍的有机金属盐等，优选地列举镍的有机金属盐。作为镍的有机金属盐，可以列举例如由醋酸盐、丙酸盐等形成的镍的羧酸盐，例如由上述通式⑴表示的β-二酮化合物或β-酮酯化合物和/或上述通式⑵表示的β-二羧酸酯化合物形成的镍的金属螯合物。作为有机溶剂，可以列举例如芳香族烃类、脂肪族烃类、醇类(例如2-丙醇等)、酮类、酯类等。优选地列举醇类。这些镍的有机金属盐可以单独使用或者两种以上并用。作为镍的有机金属盐，优选地列举镍的金属螯合物。接着，在该方法中，将得到的分散液在非活性气体(例如氮气)气氛下在例如 20-100°C下加热例如10-60分钟。接着，在该方法中，将还原剂(例如硼氢化钠(NaBH4)等)和上述有机溶剂与分散液配合而使其共沉淀，然后，在例如20-10(TC下搅拌例如10-60分钟。接着，在该方法中，将沉淀物与有机溶剂分离，将得到的沉淀物用例如纯水等洗涤，然后在例如0. 01-1001^、20-8(rc下干燥例如1-12小时。然后，在例如还原气氛下(H2/ N2混合气体)下在例如300-800°C下烧制1-12小时。由此，可以得到含有钴和镍的金属催化剂。需要指出的是，作为金属催化剂，也可以使用例如将商购获得的钴金属微细粉末、 商购获得的镍金属微细粉末以及根据需要商购获得的钴-镍合金微细粉末混合得到的混合物。在这样的金属催化剂中，必须含有钴(钴的金属原子)和镍(镍的金属原子)，它们的含量比例相对于钴和镍的总摩尔数为镍(包括钴-镍合金含有的镍)为70摩尔％ 以下，优选50%摩尔以下，并为5摩尔％以上，优选25摩尔％以上。此外，钴(包括钴-镍合金含有的钴)为30摩尔％以上，优选50摩尔％以上，并为95摩尔％以下，更优选75摩尔％以下。在镍(镍的金属原子)的含量比例超出上述比例的情况下，存在不能获得优异的发电性能的情形。需要说明的是，钴和镍的含量比例在上述范围内的金属催化剂可以通过例如在上述金属催化剂的制造方法中调整钴和镍的配比而制造。更具体地说，在上述金属催化剂的制造方法中，将钴盐和镍盐配合，使得镍盐中所含的镍(镍的金属原子)的摩尔数相对于钴盐中所含的钴(钴的金属原子)和镍盐中所含的镍(镍的金属原子)的总摩尔数为70摩尔％以下，优选为50摩尔％以下，并且为5摩尔％以上，优选为25摩尔％以上。由此，可以制造钴和镍的含量比例在上述范围内的金属催化剂。此外，对于由这样的金属催化剂形成燃料侧电极2，不受特别的限制，例如，形成膜-电极结合体。膜-电极结合体可以通过公知的方法形成。例如，首先将上述金属催化剂和电解质溶液混合，根据需要添加醇等适宜的有机溶剂以调整粘度，从而配制上述金属催化剂的分散液。接着，通过将该分散液涂布在电解质层4 (阴离子交换膜)的表面上而将上述金属催化剂固定在电解质层4的表面上。金属催化剂的用量为例如0. 1-lOmg/cm2。此外，在本发明中，也可以将按以上所述得到的金属催化剂负载在碳上后，将负载有金属催化剂的碳涂布在电解质层4上。为将金属催化剂负载在碳上，例如，在上述金属催化剂的制造方法中，将例如多孔碳载体与钴盐和镍盐一起配合。需要说明的是，在将金属催化剂负载在碳上使用的情况下，以在碳上负载的金属催化剂为0. 1-lOmg/cm2、优选0. 5-5. Omg/cm2的方式使用金属催化剂。对于该燃料侧电极2，如下所述，使供给的至少含有氢和氮的化合物(以上称为 “燃料化合物”)和通过电解质层4的氢氧根离子(0H_)反应，生成电子(e_)、氮(N2)和水 (H2O)。氧侧电极3与电解质层4的另一侧的面相对接触。该氧侧电极3，不受特别的限制，例如作为负载有催化剂的多孔电极形成。作为上述催化剂，如下所述，如果具有由氧(O2)和水(H2O)生成氢氧根离子(0H_) 的催化作用，就不受特别的限制，可以列举例如钼族元素(Ru、Rh, Pd、Os、Ir、Pt)、铁族元素(Fe、Co、Ni)等周期表第S-IO(VIII)族元素和例如Cu、Ag、Au等周期表第Il(IB)族元素等，以及它们的组合等。其中，优选列举Co。催化剂的负载量为例如0. 1-lOmg/cm2，优选 0. l-5mg/cm2。此外，优选使上述催化剂负载在碳上。对于该氧侧电极3，如下所述，使供给的氧(O2)、水(H2O)和通过外部回路13的电子(e_)反应，生成氢氧根离子(0H_)。电解质层4由阴离子交换膜形成。作为阴离子交换膜，只要是能够使氧侧电极3处生成的氢氧根离子(0H_)从氧侧电极3向燃料侧电极2移动的介质，就不受特别的限制，可以列举例如具有季铵根、吡啶鐺基等阴离子交换基团的固体高分子膜(阴离子交换树脂)。燃料电池组件S进一步具有燃料供给部件5和氧供给部件6。燃料供给部件5包含不透气性导电材料，它的一侧的面与燃料侧电极2相对接触。而且，在该燃料供给部件5 中，以使燃料与燃料侧电极2的整体接触为目的的燃料侧流路7，以从一侧的面凹进的羊肠盘旋状沟的形式形成。需要指出的是，该燃料侧流路7以在其上游末端和下游末端分别与贯通燃料供给部件5的供给口 8以及排出口 9连续的方式形成。此外，和燃料供给部件5—样，氧供给部件6也包含不透气性导电材料，它的一侧的面与氧侧电极3相对接触。而且，在该氧供给部件6中，同样，以使氧(空气)与氧侧电极3的整体接触为目的的氧侧流路10，以从一侧的面凹进的羊肠盘旋状沟的形式形成。需要指出的是，该氧侧流路10也以在其上游末端和下游末端分别与贯通氧供给部件6的供给口 11以及排出口 12连续的方式形成。而且，实际上，该燃料电池1以上述燃料电池组件S多层层叠的层合体构造的形式形成。为此，实际上，燃料供给部件5和氧供给部件6以在两面上形成燃料侧流路7和氧侧流路10的隔板的形式构成。另外，图中没有示出，在该燃料电池1中，配备有通过导电材料形成的集电板，能够从集电板上配备的端子将燃料电池1产生的电势提取到外部。此外，从试验(模型)的角度，也可以将该燃料电池组件S的燃料供给部件5和氧供给部件6用外部回路13连接，使电压计14处于该外部回路13中，从而也可测量产生的电压。 而且，在本发明中，含有上述燃料化合物的燃料不经由改性而直接供给。对于该燃料化合物，优选氢与氮直接结合。此外，燃料化合物优选具有氮-氮键， 优选不具有碳-碳键。此外，优选的是碳数尽可能少(如果可能的话为0)。此外，对于这样的燃料化合物，在不妨碍其性能的范围内，可以含有氧原子、硫原子等，更具体地说，也可以以羰基、羟基、水合物、磺基或硫酸盐等的形式包含。从这样的观点出发，作为本发明中的燃料化合物，具体地说，可以列举例如胼 (NH2NH2)、水合胼(NH2NH2 · H2O)、碳酸胼((NH2NH2) 2C02)、硫酸胼(NH2NH2 · H2SO4)、单甲基胼(CH3NHNH2)、二甲基胼((CH3) 2NNH2、CH3NHNHCH3)、碳酰胼((NHNH2)2CO)等胼类，例如尿素 (NH2CONH2)，例如氨(NH3)，例如咪唑、1,3,5-三嗪、3-氨基-1，2，4-三唑等杂环类，例如羟胺 (NH2OH)、硫酸羟胺(NH2OH · H2SO4)等羟胺类等。这样的燃料化合物可以单独使用或者2种以上组合使用。优选的是，列举胼类。在上述燃料化合物中，不含碳的化合物，即胼(NH2NH2)、水合胼(NH2NH2 · H2O)、硫酸胼(NH2NH2 · H2SO4)、氨(NH3)、羟胺(NH2OH)、硫酸羟胺(NH2OH · H2SO4)等，像下述的胼的反应那样不存在CO引起的催化剂中毒，因此能够提高耐久性，能够实现真正的零排放。燃料可以以上述示例燃料化合物本身的形式使用，但是也可以将上述示例燃料化合物以例如水和/或醇(例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇等低级醇等)等的溶液的形式使用。 在这种情况下，溶液中的燃料化合物的浓度根据燃料化合物的种类而不同，例如为1-90重量％，优选1-30重量％。此外，燃料可以以上述燃料化合物的气体(例如蒸气)的形式使用。而且，如果一边在氧供给部件6的氧侧流路10供给氧(空气)，一边在燃料供给部件5的燃料侧流路7供给上述燃料，则在氧侧电极3中，如下所述，产生于燃料侧电极2并通过外部回路13移动的电子(e_)、水(H2O)和氧(O2)发生反应，生成氢氧根离子(0H—)。生成的氢氧根离子(0H_)通过包含阴离子交换膜的电解质层4从氧侧电极3向燃料侧电极2 移动。在燃料侧电极2中，通过电解质层4的氢氧化物阴离子(0H_)和燃料反应，生成电子 (e_)。生成的电子(e_)从燃料供给部件5通过外部回路13移动到氧供给部件6，供给到氧侧电极3中。通过这样的燃料侧电极2和氧侧电极3的电化学反应，产生电势，进行发电。而且，在这样的电化学反应中，存在两种反应在燃料侧电极2中使氢氧根离子(0H_)与燃料直接反应的一级反应，以及在将燃料分解为氢(H2)和氮(N2)后，使氢氧根离子 (0H_)与通过分解生成的氢(H2)反应的二级反应。 例如，在使用胼(NH2NH2)作为燃料的情况下，对于一级反应，以燃料侧电极2、氧侧电极3和整体的形式，可以用以下反应式(1)-(3)表示。
(1) NH2NH2+40H_ — 4H20+N2+4e"(燃料侧电极)(2) 02+2H20+4e" — 40F (氧侧电极)(3) ΝΗ2ΝΗ2+02 — 2H20+N2 (整体)此外，对于二级反应，以燃料侧电极2、氧侧电极3和整体的形式，可以用以下反应式(4)-(7)表示。(4) NH2NH2 — 2H2+N2 (分解反应；燃料侧电极)(5) H2+20H_ — 2H20+2e_ (燃料侧电极)(6) l/202+H20+2e" — 20W (氧侧电极)(7) H2+l/202 — H2O (整体)如上述反应式(4)所示，在二级反应中，由于胼(NH2NH2) —旦分解成氢(H2)和氮 (N2),产生该分解反应引起的能量损失。因此，如果二级反应相对于一级反应的比例提高， 则导致燃料利用效率的下降和发热量的增加，进而发电性能的降低变得不可避免。然而，在该燃料电池1中，如上所述，在燃料侧电极2中，必须含有钴和镍作为金属催化剂(包含钴和镍)，镍的含量比例相对于钴和镍的总摩尔数为70摩尔％以下。该金属催化剂能够抑制燃料(在上述的实例中为胼)的分解反应(上述式(4)所示的分解反应)， 促进燃料与氢氧根离子(0H_)的直接反应(上述式(1)所示的反应)。因此，能够实现燃料利用效率的提高、发热量的抑制，进而能够实现发电性能的提高。需要指出的是，该燃料电池1的运行条件不受特别的限制，然而，例如，燃料侧电极2侧的加压为200kPa以下，优选IOOkPa以下，氧侧电极3侧的加压为200kPa以下，优选 IOOkPa以下，将燃料电池组件S的温度设定为0-120°C，优选20_80°C。以上说明了本发明的实施方案，而本发明的实施方案不限于此，在不改变本发明的主旨的范围内，可以适当地改变设计。作为本发明的燃料电池的用途，可以列举例如汽车、船舶、航空器等中的驱动马达的电源、移动电话等通信终端中的电源等。实施例下面，基于实施例和对比例说明本发明，但是本发明不受下述实施例的限制。<金属催化剂的制备>(实施例1)将0. 001摩尔乙酰丙酮镍([C5H8OJ2Ni)和0. 003摩尔乙酰丙酮钴([C5H8Oj2Co)分散于320mL 2-丙醇中制备分散液，将得到的分散液在氮气气氛中在82°C (2-丙醇的沸点) 保持30分钟。然后，向分散液中加入0. 3g硼氢化钠(还原剂，NaBH4)和80mL2_丙醇，在82°C保持20分钟后，在室温下搅拌60分钟。然后，通过离心分离(转速4000rpm)处理4小时，将得到的沉淀物用纯水洗涤。 将该离心分离和洗涤操作重复3次。
然后，使用真空干燥炉将沉淀物在0. 01Pa、80°C下干燥12小时，然后在H2/N2混合气体(H2/N2 = 10/90(重量比))的存在下在300°C烧制2小时，得到包含钴和镍的金属催化剂。得到的金属催化剂中钴和镍的投料含量比例，相对于钴和镍的总摩尔数，镍为25 摩尔％，钴为75摩尔％ (Ni Co = 25 75(摩尔比))。此外，得到的金属催化剂的粒径为30-100nm，比表面积为57. 3m2/g。(实施例2)与实施例1同样地进行，不同之处在于不使用0. 001摩尔乙酰丙酮镍 ([C5H8O2] 2Ni)和0. 003摩尔乙酰丙酮钴([C5H8O2] 2Co)，而是将0. 002摩尔乙酰丙酮镍 ([C5H8O2J2Ni)和0. 002摩尔乙酰丙酮钴([C5H8OJ2Co)配合，得到包含钴和镍的金属催化剂。得到的金属催化剂中钴和镍的投料含量比例，相对于钴和镍的总摩尔数，镍为50 摩尔％，钴为50摩尔％ (Ni Co = 50 50(摩尔比))。此外，得到的金属催化剂的粒径为5-50nm，比表面积为38. 0m2/g。(对比例1)与实施例1同样地进行，不同之处在于不使用0. 001摩尔乙酰丙酮镍 ([C5H8O2J2Ni)和0.003摩尔乙酰丙酮钴([C5H8OJ2Co),而是配合0.004摩尔乙酰丙酮钴 ([C5H8O2] 2Co)，得到包含钴的金属催化剂。得到的金属催化剂的投料含量比例中不含镍，而钴为100% (Ni Co = 0 100(摩尔比))。此外，得到的金属催化剂的比表面积为20. 7m2/g。(对比例2)与实施例1同样地进行，不同之处在于不使用0. 001摩尔乙酰丙酮镍 ([C5H8O2] 2Ni)和0. 003摩尔乙酰丙酮钴([C5H8O2] 2Co)，而是将0. 003摩尔乙酰丙酮镍 ([C5H8O2J2Ni)和0. 001摩尔乙酰丙酮钴([C5H8OJ2Co)配合，得到包含钴和镍的金属催化剂。得到的金属催化剂中钴和镍的投料含量比例，相对于钴和镍的总摩尔数，镍为75 摩尔％，钴为25摩尔％ (Ni Co = 75 25(摩尔比))。此外，得到的金属催化剂的粒径为30-70nm，比表面积为40. 6m2/g。(对比例3)与实施例1同样地进行，不同之处在于不使用0. 001摩尔乙酰丙酮镍 ([C5H8O2J2Ni)和0.003摩尔乙酰丙酮钴([C5H8OJ2Co),而是配合0.004摩尔乙酰丙酮镍 ([C5H8O2] 2Ni)，得到包含镍的金属催化剂。得到的金属催化剂的投料含量比例中不含钴，而镍为100% (Ni Co = 100 0(摩尔比))。此外，得到的金属催化剂的比表面积为19. 7m2/g。<燃料侧电极的活性测定>关于包含各实施例和各对比例得到的金属催化剂的燃料侧电极，分别制作试件， 测定活性。包含各实施例和各对比例的金属催化剂的燃料侧电极的试件通过如下方式制作 将各实施例和各对比例的金属催化剂和阴离子交换树脂的混合物适当地分散到醇类等有机溶剂中以配制油墨后，将得到的油墨用微量移液管量取3 μ L，滴加到玻璃碳电极上，干
O燃料侧电极的活性，通过采用旋转盘电极的循环伏安法求得胼氧化起始电位而测定。具体地说，在60°C的温度条件下、在IN的KOH水溶液中使上述燃料侧电极的试件稳定化后，将该试件在以lmol/L的比例含有水合胼的IN的KOH水溶液中浸渍，并测定其活性。对电极中使用钴，参考电极使用银-氯化银电极。此外，活性测定的扫描范围为-1.4 M-0. 8V(相对于 Ag/AgCl)。活性测定(阴极扫描)的结果表示在图2中。如图2中所示，各实施例的金属催化剂与各对比例的金属催化剂相比，氧化起始电位低，发电性能优异。〈组件发电性能的测定〉对于实施例2的金属催化剂和对比例3的金属催化剂的两种燃料侧电极，分别使用含有钴作为催化剂的氧侧电极制作阴离子交换膜-电极结合体的组件单元，并测定其组件发电特性。阴离子交换膜-电极结合体通过如下方式形成将实施例2的金属催化剂或对比例3的金属催化剂与阴离子交换树脂混合，将得到的混合物适当地分散到醇类等有机溶剂中以配制油墨后，将得到的油墨直接涂布到阴离子交换膜的一侧表面，在上述的一侧表面上整体地形成燃料侧电极。然后，将钴纳米粉末(平均粒径^nm,比表面积50m2/g，Jimye制造)和阴离子交换树脂混合，将得到的混合物适当地分散到醇类等有机溶剂中以配制油墨后，将得到的油墨直接涂布到阴离子交换膜的另一侧表面，在上述的另一侧表面整体地形成氧侧电极(Co)， 从而制得。得到的阴离子交换膜-电极结合体的氧侧电极和燃料侧电极的催化剂负载量分别如下所述。(1)燃料侧电极(实施例2的金属催化剂):2.6mg/cm2，氧侧电极(Co) 2. 6mg/cm2(2)燃料侧电极(对比例3的金属催化剂):2. 6mg/cm2，氧侧电极(Co) 2. 6mg/cm2然后，将作为气体扩散层的导电性多孔性物质碳薄片结合到得到的阴离子交换膜-电极结合体的两面上，做成燃料电池的单组件单元。对于这些单组件单元，对燃料侧电极侧以2mL/分钟的速度供给含有lmol/dm3的水合胼的IN KOH水溶液，对氧侧电极侧以0.5L/分钟的速度供给空气。运行条件为，供给压力为120kPa(绝对压力)，组件运行温度为80°C。在上述条件下得到的电流-电压特性表示在图3中。如图3所示，当燃料侧电极是实施例2的金属催化剂时，输出功率密度高，表现出优异的输出特性。此外，当燃料侧电极是对比例3的金属催化剂时，与燃料侧电极是实施例 2的金属催化剂时的情况相比，输出特性降低。需要指出的是，虽然上述发明以本发明的示例实施方案的形式提供，但是这仅仅是示例，不能以限制的方式解释。本技术领域的技术人员明了的本发明的变形方案包含在下述权利要求的范围内。工业实用性
本发明的燃料电池可以用于汽车用途等各种用途。
权利要求
1.燃料电池，该燃料电池具有电解质层、夹着所述电解质层相对配置的被供给燃料的燃料侧电极以及被供给氧的氧侧电极，其特征在于所述电解质层为阴离子交换膜， 所述燃料侧电极含有钴和镍， 所述燃料包含至少含有氢和氮的化合物，所述燃料侧电极中的镍的含量比例相对于钴和镍的总摩尔数为70摩尔％以下。
2.权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述燃料侧电极中的镍的含量比例相对于钴和镍的总摩尔数为50摩尔％以下。
3.权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述燃料为胼类。
全文摘要
本发明的燃料电池具有电解质层、夹着所述电解质层相对配置的被供给燃料的燃料侧电极以及被供给氧的氧侧电极。电解质层为阴离子交换膜。燃料侧电极含有钴和镍。燃料包含至少含有氢和氮的化合物。燃料侧电极中的镍的含量比例相对于钴和镍的总摩尔数为70摩尔％以下。
文档编号H01M4/90GK102362382SQ20108001303
公开日2012年2月22日 申请日期2010年3月3日 优先权日2009年3月24日
发明者坂本友和, 朝泽浩一郎 申请人:大发工业株式会社