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公開番号2025129818
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-05
出願番号2024026724
出願日2024-02-26
発明の名称燃料電池用触媒インクの製造方法
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 4/88 20060101AFI20250829BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】材料の性質を変化させることなく触媒インクの泡立ちを抑制できる、燃料電池用触媒インクの製造方法を提供すること。
【解決手段】触媒と、アイオノマーと、水及びアルコールを含む溶媒と、を含有する燃料電池用触媒インク10の製造方法であって、燃料電池用触媒インク10を、ビーズミル1によって混錬する混錬工程を含み、溶媒は、水Wに対するアルコールAの重量比(A/W)が、0.33～3.00であり、混錬工程後の燃料電池用触媒インク10中の気泡を脱泡する脱泡工程を更に含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
触媒と、アイオノマーと、水及びアルコールを含む溶媒と、を含有する燃料電池用触媒インクの製造方法であって、
前記燃料電池用触媒インクを、ビーズミルによって混錬する混錬工程を含む、燃料電池用触媒インクの製造方法。
続きを表示（約 160 文字）【請求項２】
前記溶媒は、水Ｗに対するアルコールＡの重量比（Ａ／Ｗ）が、０．３３～３．００である、請求項１に記載の燃料電池用触媒インクの製造方法。
【請求項３】
前記混錬工程後の前記燃料電池用触媒インク中の気泡を脱泡する脱泡工程を更に含む、請求項１または２に記載の燃料電池用触媒インクの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用触媒インクの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電解質膜を両面から一対の触媒層からなる電極（空気極及び燃料極）で挟持して構成される、膜電極接合体（ＭＥＡ）を備える燃料電池が用いられている。これらの固体高分子形燃料電池は、作動温度が低く、起動時間が短く、またコンパクトに構成できる利点を有しており、自動車の駆動用電源等の分野で活用されている。
【０００３】
各電極は触媒層によって形成され、触媒層には電極触媒が含まれる。これらの電極触媒によって触媒層で電極反応が行われる。触媒層は、触媒（担体に担持された触媒担持粒子等も含まれる）と、電解質とを含む層から形成される。
【０００４】
固体高分子形燃料電池の製造工程において、各電極は、転写フィルムの表面もしくは固体高分子電解質膜に直接触媒インクを塗布した後、触媒インクを乾燥させる工程によって形成される。触媒インクは、触媒と、プロトン伝導性を有する電解質と、触媒及び電解質を分散させる分散溶媒と、を備える。触媒インクの電解質として、例えばアイオノマーが用いられ、分散溶媒には、一般に水とアルコールとが用いられる。そのため、触媒インクは水を多く含む構成となっている。
【０００５】
図５に示すように、アイオノマーは親水基及び疎水基を有しており、水を多く含む触媒インク１０中に発生した気泡Ｂを中心として、ミセルＭが形成される。触媒インク１０の気液界面１１にミセルＭが到達した際には、気液界面１１に存在する電解質の界面活性効果によって気泡Ｂは安定し、気液界面１１に気泡Ｂが残存し続ける。このようなアイオノマーの高い起泡性により触媒層の電極反応が阻害され、電極の性能が低下してしまうという問題があった。そのため、触媒インクの製造工程においては、機械的な脱泡工程が必要とされてきた。
【０００６】
しかし、機械的な脱泡手法によるのではなく、触媒層の製造工程において、触媒と、電解質と、溶媒と、を含む懸濁液中に、アイオノマー分子の親水基であるスルホン酸と結合しやすい金属イオンを添加することで、界面活性効果を無くして触媒インク中の泡の発生を抑制する手法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１９－１４５２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の触媒インクにおいては、分散安定性に対して大きく寄与するアイオノマー状態を変化させてしまうため、触媒インクにおける分散安定性が低下するおそれがある。また、添加する金属イオンの増加量と比例して、アイオノマーの機能性が低下してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、材料の性質を変化させることなく触媒インクの泡立ちを抑制できる、燃料電池用触媒インクの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明の燃料電池用触媒インク（例えば、後述の触媒インク１０）の製造方法は、触媒と、アイオノマーと、水及びアルコールを含む溶媒と、を含有する燃料電池用触媒インクの製造方法であって、前記燃料電池用触媒インクを、ビーズミル（例えば、後述のビーズミル１）によって混錬する混錬工程を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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