特開 2024-171321 電極用触媒の製造方法及び電極用触媒

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024171321

(43)【公開日】2024-12-11

(54)【発明の名称】電極用触媒の製造方法及び電極用触媒

(51)【国際特許分類】

   B01J 37/04 20060101AFI20241204BHJP

   B01J 35/45 20240101ALI20241204BHJP

   B01J 35/58 20240101ALI20241204BHJP

   B01J 37/34 20060101ALI20241204BHJP

   B01J 37/03 20060101ALI20241204BHJP

   B01J 23/42 20060101ALI20241204BHJP

   B22F 9/24 20060101ALI20241204BHJP

   B22F 1/054 20220101ALI20241204BHJP

   H01M 4/88 20060101ALI20241204BHJP

   H01M 4/90 20060101ALI20241204BHJP

   H01M 4/96 20060101ALI20241204BHJP

   D06M 10/00 20060101ALI20241204BHJP

   B82Y 30/00 20110101ALI20241204BHJP

   B82Y 40/00 20110101ALI20241204BHJP

   B22F 1/00 20220101ALN20241204BHJP

【ＦＩ】

B01J37/04 102

B01J35/45 ZNM

B01J35/58 J

B01J37/34

B01J37/03 Z

B01J23/42 M

B22F9/24 E

B22F1/054

H01M4/88 K

H01M4/90 M

H01M4/88 C

H01M4/96 M

D06M10/00 B

B82Y30/00

B82Y40/00

B22F1/00 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024073444

(22)【出願日】2024-04-30

(31)【優先権主張番号】202310618266.1

(32)【優先日】2023-05-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003683

【氏名又は名称】弁理士法人桐朋

(72)【発明者】

【氏名】宇坂 修

(72)【発明者】

【氏名】松森 裕史

(72)【発明者】

【氏名】小茂田 宏章

【テーマコード（参考）】

4G169

4K017

4K018

4L031

5H018

【Ｆターム（参考）】

4G169AA03

4G169AA08

4G169BA08A

4G169BA08B

4G169BB02A

4G169BB02B

4G169BC16A

4G169BC22A

4G169BC31A

4G169BC32A

4G169BC33A

4G169BC35A

4G169BC50A

4G169BC54A

4G169BC55A

4G169BC58A

4G169BC59A

4G169BC60A

4G169BC66A

4G169BC67A

4G169BC68A

4G169BC70A

4G169BC71A

4G169BC72A

4G169BC73A

4G169BC74A

4G169BC75A

4G169BC75B

4G169CC31

4G169CC32

4G169CD08

4G169DA05

4G169EA01Y

4G169EA03X

4G169EA03Y

4G169EB14Y

4G169EB18Y

4G169EB19

4G169FA01

4G169FA02

4G169FB05

4G169FB08

4G169FB46

4G169FB58

4G169FB78

4G169FC07

4K017BB01

4K017BB02

4K017BB04

4K017BB05

4K017BB06

4K017BB09

4K017BB10

4K017CA04

4K017CA08

4K017EJ02

4K018BA01

4K018BB02

4K018BB05

4K018BD10

4L031AA27

4L031BA04

4L031CA00

4L031DA00

5H018AA01

5H018AS03

5H018BB00

5H018BB01

5H018BB12

5H018BB13

5H018BB17

5H018EE02

5H018EE05

5H018HH08

5H018HH10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】高い触媒活性を実現できる電極用触媒の製造方法及び電極用触媒を提供する。
【解決手段】金属ナノワイヤを合成するナノワイヤ合成工程と、金属ナノワイヤをカーボン担体に担持させる担持工程を有し、担持工程は、カーボン担体と金属ナノワイヤを含む第１懸濁液中で、金属ナノワイヤをカーボン担体の粒径と同等又はそれよりも短い短繊維に切断しつつ、カーボン担体に付着させて行う。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属ナノワイヤを合成するナノワイヤ合成工程と、
前記金属ナノワイヤをカーボン担体に担持させる担持工程と、を有し、
前記担持工程は、前記カーボン担体と前記金属ナノワイヤとを含む第１懸濁液中で、前記金属ナノワイヤを前記カーボン担体の粒径と同等又はそれよりも短い短繊維に切断しつつ、前記カーボン担体に付着させて行う、電極用触媒の製造方法。

【請求項2】

請求項１記載の電極用触媒の製造方法であって、前記担持工程は、
前記金属ナノワイヤと、前記カーボン担体と、溶媒とを混合して前記第１懸濁液を調製する懸濁液調製工程と、
前記第１懸濁液に超音波ホモジナイザーを通じて超音波を印加して前記金属ナノワイヤを切断しつつ前記カーボン担体に付着させる短繊維化工程と、
を有する、電極用触媒の製造方法。

【請求項3】

請求項２記載の電極用触媒の製造方法であって、前記第１懸濁液は、界面活性剤を含む、電極用触媒の製造方法。

【請求項4】

請求項１記載の電極用触媒の製造方法であって、
前記ナノワイヤ合成工程は、
前記金属ナノワイヤの前駆体と保護剤とを含む混合液を反応させることで金属原子がワイヤ状に繋がった前記金属ナノワイヤを析出させる反応工程と、
析出した前記金属ナノワイヤを乾燥させることなく保存溶媒に分散させて保存する保存工程と、を有し、
前記担持工程には、前記保存溶媒に分散された前記金属ナノワイヤを使用する、
電極用触媒の製造方法。

【請求項5】

請求項４記載の電極用触媒の製造方法であって、
前記ナノワイヤ合成工程は、前記混合液を、１２０℃の温度で１時間以上反応させて行う、電極用触媒の製造方法。

【請求項6】

請求項５記載の電極用触媒の製造方法であって、前記ナノワイヤ合成工程は、前記混合液を流動させつつ行う、電極用触媒の製造方法。

【請求項7】

請求項５記載の電極用触媒の製造方法であって、前記ナノワイヤ合成工程において、前記前駆体は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、及びバナジウム（Ｖ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、及びオスミウム（Ｏｓ）の中から選ばれる少なくとも１つの元素を含む金属塩である、電極用触媒の製造方法。

【請求項8】

金属ナノワイヤと、
前記金属ナノワイヤを担持するカーボン担体と、を備え、
前記金属ナノワイヤの平均長さは、前記カーボン担体の平均粒径と同等又はこれよりも小さい、電極用触媒。

【請求項9】

請求項８記載の電極用触媒であって、前記金属ナノワイヤが付着した前記カーボン担体は、前記金属ナノワイヤと、前記カーボン担体と、溶媒と、を混合した混合液に、超音波ホモジナイザーを通じて超音波を印加することにより、前記金属ナノワイヤを短繊維化させつつ前記カーボン担体に分散させた構造を有する、電極用触媒。

【請求項10】

請求項８記載の電極用触媒であって、
前記金属ナノワイヤは液相中で合成された後に、乾燥されることなく前記カーボン担体及び溶媒に混合される、電極用触媒。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気化学セルの電極に好適な電極用触媒の製造方法及び電極用触媒に関する。

【背景技術】

【0002】

燃料電池、水電解装置、及び各種センサ等の電気化学セルの電極において、酸素還元反応は、比較的速度が遅い反応として知られている。このような酸素還元反応を素早く行わせるために貴金属等の活性金属を担体（例えば、カーボン）に担持させた触媒が用いられている。

【0003】

例えば、特開２００５－２１６６６１号公報（特許文献１）は、燃料電池用の触媒として、白金を炭素担体に担持させた触媒を開示する。また、Li et.al(Science, 2016, vol.354, Issue.6318, pp.1414-1419)（非特許文献１）は、白金を直径数ナノメートルのワイヤ状に形成した白金ナノワイヤの合成方法について報告する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５－２１６６６１号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】Li et.al(Science, 2016, vol.354, Issue.6318, pp.1414-1419)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上記の白金ナノワイヤの合成量を増加させて、カーボン担体に担持させて触媒化させると、十分な触媒活性が得られないことが判明した。

【0007】

本発明は、上記した課題を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

以下の開示の一観点は、金属ナノワイヤを合成するナノワイヤ合成工程と、前記金属ナノワイヤをカーボン担体に担持させる担持工程と、を有し、前記担持工程は、前記カーボン担体と前記金属ナノワイヤとを含む第１懸濁液中で、前記金属ナノワイヤを前記カーボン担体の粒径と同等又はそれよりも短い短繊維に切断しつつ、前記カーボン担体に付着させて行う、電極用触媒の製造方法にある。

【0009】

別の一観点は、金属ナノワイヤと、前記金属ナノワイヤを担持するカーボン担体と、を備え、前記金属ナノワイヤの平均長さは、前記カーボン担体の平均粒径と同等又はこれよりも小さい、電極用触媒にある。

【発明の効果】

【0010】

上記観点の電極用触媒の製造方法及び電極用触媒は、高い触媒活性を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、実施形態（実施例１）に係る電極用触媒の電子顕微鏡写真である。

【図2】図２は、実施形態に係る電極用触媒の製造方法のナノワイヤ合成工程の説明図である。

【図3】図３は、実施形態に係る電極用触媒の製造方法の担持工程の説明図である。

【図4】図４は、実施例１の電極用触媒の金属ナノワイヤの長さの分布の測定結果を示す図である。

【図5】図５は、実施例１の電極用触媒及び比較例１の電極用触媒について、ＲＤＥ法により質量活性比を評価した結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１に示されるように、本実施形態の電極用触媒１０は、カーボン担体１２の表面に短繊維化された金属ナノワイヤ１４を分散させて担持させた構造を有する。このような電極用触媒１０は、燃料電池又は水電解装置等の電気化学セルの電極に好適に用いられる。

【0013】

カーボン担体１２は、金属ナノワイヤ１４を担持できる炭素材料であれば、特に限定されない。カーボン担体１２は、例えば、ＣＡ２５０（商品名：電気化学工業株式会社製）、ＯＳＡＢ（商品名：電気化学工業株式会社製）、バルカン（商品名：Ｃａｂｏｔ社製）、ケッチェンブラック（商品名：ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製）、ノーリット（商品名：Ｎｏｒｉｔ社製）、ブラックパール（商品名：Ｃａｂｏｔ社製）、アセチレンブラック（商品名：Ｃｈｅｖｒｏｎ社製）、ＶＧＣＦ（商品名：レゾナック社製）等の炭素材を使用できる。また、カーボン担体１２は、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノウォール、カーボンナノファイバー等で構成されてもよい。

【0014】

カーボン担体１２は、担持工程で使用される溶液中において、粒子状に分散している。本明細書においてカーボン担体１２の粒径は、カーボン担体１２の溶液中で測定される粒径である。溶液中では、複数のカーボン担体１２が凝集体として１つの粒子を構成する場合があり、本明細書においてカーボン担体１２の粒径には、カーボン担体１２の凝集体としての粒径が含まれ得る。

【0015】

金属ナノワイヤ１４は、構成元素は、任意の金属元素から、目的に応じて適宜選択され得る。金属ナノワイヤ１４は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、又はバナジウム（Ｖ）等の卑金属元素から構成され得る。また、金属ナノワイヤ１４は、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、又はオスミウム（Ｏｓ）等の貴金属元素から構成され得る。上記の元素は、単独又は他の元素との化合物を含んでもよく、又は上記に列挙された元素を２種以上含有又は併用して構成されてもよい。また、金属ナノワイヤ１４は、上記の元素のいくつかを組み合わせた合金で構成されてもよい。

【0016】

一般に、金属ナノワイヤ１４は、直径が１ｎｍ～１０ｎｍ程度であり、金属原子がワイヤ状に繋がった構造を有する。金属ナノワイヤ１４の長さは、材料の種類又は製造方法によって異なるが、一般的に、数１００ｎｍ～数μｍ程度である。金属ナノワイヤ１４は、その全長が直径よりも長いため、細長いワイヤ形状を有している。金属ナノワイヤ１４は、例えば、合成後よりも長さが短く、短繊維化された状態でよい。金属ナノワイヤ１４は、カーボン担体１２の表面に担持できる長さまで短繊維化されていることが好ましい。なお、合成された金属ナノワイヤ１４の長さが短い場合には、短繊維化は不要である。電極用触媒１０での金属ナノワイヤ１４の長さの平均値は、カーボン担体１２（又はその凝集体）の粒径と同等以下の値とすることが好ましい。

【0017】

金属ナノワイヤ１４は、合成の過程で発生する金属粒子１４ａを含んでもよい。金属粒子１４ａは、金属ナノワイヤ１４の端部に位置する。金属粒子１４ａは、金属ナノワイヤ１４の端部において金属が塊状に析出して形成される。

【0018】

以上の本実施形態の電極用触媒１０は、以下の電極用触媒の製造方法により製造される。

【0019】

電極用触媒の製造方法は、図２に示されるナノワイヤ合成工程と、図３に示される担持工程とを有する。担持工程は、ナノワイヤ合成工程の後に行われる。図２に示されるように、ナノワイヤ合成工程（反応工程）は、まず、金属ナノワイヤ１４の前駆体と、グルコースと、オクタデセン（溶媒）とオレイルアミンとを投入する原料投入工程（ステップＳ１）が行われる。

【0020】

金属ナノワイヤ１４の前駆体は、上記の金属元素の塩（金属塩）が用いられる。前駆体は、ナノワイヤ合成工程の混合液との反応において金属に還元される物質が使用される。

【0021】

ナノワイヤ合成工程において、オレイルアミンは、還元剤及び安定化剤として機能する。すなわち、オレイルアミンは、高温で電子供与体となり前駆体の白金又はニッケルを還元する。また、オレイルアミンは、生成した金属粒子１４ａの表面を覆うことで金属粒子１４ａの成長を抑制し、粒子成長をナノサイズに止める。グルコースは、前駆体の還元剤として機能する。グルコースに代えて、ポリオールを用いることもできる。ポリオールとしては、ヘキサデカンジオール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ジエチレングリコール、エチレングリコール又はステアリルグリコール等がある。

【0022】

次に、上記の混合液をスターラー等で攪拌する工程が行われる（ステップＳ２）。その後、混合液を超音波でさらに均一に分散させる処理が行われる（ステップＳ３）。次に、混合液に、保護剤と、触媒とを添加する工程が行われる（ステップＳ４）。保護剤は、例えばポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）である。ポリビニルピロリドンは、分子内のＣＯ結合基を複数有する。ポリビニルピロリドンのＣＯ結合基は、析出した金属に吸着することで、鎖状に延びるポリビニルピロリドンの分子が金属の周囲を取り囲む。これにより、金属が塊状に成長するのを妨げ、金属がワイヤ状に成長する。触媒は、金属のワイヤの成長を促すために添加される。触媒は、例えばタングステン（Ｗ）錯体、クロム（Ｃｒ）錯体又はモリブデン（Ｍｏ）錯体等でよい。

【0023】

次に、保護剤及び触媒が添加された混合液を、所定温度に徐々に昇温させる工程が行われる（ステップＳ５）。この工程は、混合液の温度が所定温度（例えば１２０℃）に到達するまで行われる。

【0024】

その後、所定温度（例えば、１２０℃）に所定時間保持して、金属ナノワイヤ１４を成長（加熱）させる工程（ステップＳ６）が行われる。反応温度は、例えば、１１０℃～１４０℃とすることができる。反応温度が低温になると、反応時間を長く要し、収量が減少する傾向にある。

【0025】

ステップＳ６の反応時間は、収量を増加させる観点から、１時間以上とすることが好ましい。反応時間は、例えば、８時間以上であってもよい。反応時間が長くなるほど、合成される金属ナノワイヤ１４の長さが長くなる。

【0026】

次に、混合液を徐々に冷却する冷却工程（ステップＳ７）が行われる。混合液が室温に戻されると、冷却工程が終了する。なお、上記のステップＳ５～ステップＳ７の工程は、混合液を攪拌（流動）しながら行われてもよい。混合液の適度な攪拌は、金属ナノワイヤ１４の収量増加をもたらす。

【0027】

次に、金属ナノワイヤ１４の洗浄工程が行われる（ステップＳ８）。洗浄工程は、ろ過等の方法で金属ナノワイヤ１４を抽出した後、例えば、アセトン、シクロヘキサン及びエタノールを含む溶媒で金属ナノワイヤ１４を洗浄して行われる。洗浄工程は、複数回繰り返し行われてもよい。

【0028】

次に、金属ナノワイヤ１４を遠心分離して回収する工程（ステップＳ９）が行われる。この工程により、金属ナノワイヤ１４から、前駆体及び触媒等の残渣がさらに取り除かれる。

【0029】

上記の工程で得られる金属ナノワイヤ１４は、周囲をポリビニルピロリドンで囲まれた状態で合成され得る。複数の金属ナノワイヤ１４を取り囲むポリビニルピロリドンは、互いに非極性基が相互作用することで疎水結合する。そのため、金属ナノワイヤ１４は、ポリビニルピロリドンを介して複数本が束状に凝集した状態で、溶媒中に分散する。このような金属ナノワイヤ１４を乾燥させてしまうと、金属ナノワイヤ１４の凝縮がさらに進み、金属ナノワイヤ１４の分散性が悪くなり、カーボン担体１２への分散が困難となる。

【0030】

そこで、金属ナノワイヤ１４に保存溶媒を添加する保存工程（ステップＳ１０）が行われる。この保存工程は、金属ナノワイヤ１４に保存溶媒を添加して金属ナノワイヤ１４の乾燥を防ぐ。保存溶媒は、例えば、エタノールである。さらに、保存溶媒及び金属ナノワイヤ１４に超音波を印加することで、金属ナノワイヤ１４を保存溶媒中に均一に分散させる処理が行われる。

【0031】

その後、金属ナノワイヤ１４は、保存溶媒に分散された状態で、担持工程（図３）に利用される。

【0032】

図３に示されるように、担持工程では、まず、カーボン担体１２と分散溶媒と、金属ナノワイヤ１４とを混合した第１懸濁液（金属ナノワイヤ分散液）を調製する懸濁液調製工程（ステップＳ１１）が行われる。金属ナノワイヤ１４は、保存溶媒とともに分散溶媒に投入される。一実施例として、金属ナノワイヤ１４は、触媒重量の３０重量％の量が投入される。金属ナノワイヤ１４の投入量は、この例に限定されず、５０重量％の量が投入されてもよい。

【0033】

分散溶媒は、例えば、エタノールとシクロヘキサンとを含む溶媒である。特に限定されないが、分散溶媒は、金属ナノワイヤ１４の分散性を向上させるための分散剤を含んでもよい。分散剤としては、例えば陽イオン界面活性剤等の界面活性剤を用いることができる。分散剤としてのオレイルアミンは、ポリビニルピロリドンで束状に凝集した金属ナノワイヤ１４を効率的に分散できて好適である。

【0034】

次に、第１懸濁液を超音波ホモジナイザーで処理する短繊維化工程（ステップＳ１２）が行われる。短繊維化工程では、第１懸濁液に超音波ホモジナイザーを通じて超音波が印加される。これにより、束状の金属ナノワイヤ１４が分離され、さらに分離された金属ナノワイヤ１４が短く短繊維化される。金属ナノワイヤ１４の長さは、超音波ホモジナイザーの周波数及び出力に応じた値となる。短繊維化された金属ナノワイヤ１４は、カーボン担体１２の表面に分散した状態で付着し、電極用触媒１０が生成される。

【0035】

超音波ホモジナイザーで処理を行わない場合には、束状に形成された金属ナノワイヤ１４の分散が進まず、カーボン担体１２に金属ナノワイヤ１４を担持することができず、十分な触媒活性が得られない。

【0036】

次に、第１懸濁液から電極用触媒１０を取り出すべく、遠心分離工程（ステップＳ１３）が行われる。遠心分離処理により、第１懸濁液は、電極用触媒１０を含む沈殿層と上澄み層とに分離される。上澄み層（分散溶媒）を取り除き、沈殿層を回収することで、濃縮された電極用触媒１０の懸濁液が得られる。

【0037】

次に、濃縮された電極用触媒１０の懸濁液を減圧乾燥させる乾燥工程（ステップＳ１４）が行われる。乾燥工程により、電極用触媒１０から溶媒が取り除かれる。

【0038】

その後、電極用触媒１０に付着した有機物を取り除くべく、焼成工程（ステップＳ１５）が行われる。焼成工程は、例えば３％程度の水素ガスを含む不活性ガスによる還元雰囲気の下で行われる。焼成工程は、２００℃～５００℃、より好ましくは２５０℃以上の温度での加熱処理を含む。

【0039】

以上に説明した工程により、本実施形態の電極用触媒１０が製造される。

【0040】

（実施例１）
本実施例は、白金のみからなる金属ナノワイヤ１４を合成して、カーボン担体１２に担持させた。ナノワイヤ合成工程の混合液の仕込み組成は、白金（ＩＩ）アセチルアセトナート（Ｐｔ（ａｃａｃ）_２）が１８．１７ｍｍｏｌ、グルコースが２２．５ｍｍｏｌ、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）が０．２２５ｍｍｏｌ、ヘキサカルボニルタングステン（Ｗ（ＣＯ）_６）が０．１５ｍｍｏｌ、１－オクタデセンが３０ｍｌ、オレイルアミンが４５ｍｌである。

【0041】

上記の仕込み組成の混合液に対して、攪拌しつつ１２０℃で３時間反応させる工程（図２のステップＳ６）が行われた。この工程により、実施例１に係る金属ナノワイヤ１４が生成された。その後、実施例１の金属ナノワイヤ１４に対し、担持工程が行われた。

【0042】

担持工程の第１懸濁液の仕込み組成は、カーボン担体１２（バルカンＸＣシリーズ）が９６３０ｍｇ、金属ナノワイヤ１４が１０７ｍｇ、エタノールが２００ｍｌ、シクロヘキサンが２００ｍｌ、オレイルアミンが２０ｍｌである。第１懸濁液は、超音波ホモジナイザーで６０分処理された。以上の処理により、本実施例の電極用触媒１０が得られた。

【0043】

本実施例の電極用触媒１０に対して、透過電子顕微鏡を用いた評価が行われた。評価の結果、図４に示されるような金属ナノワイヤ１４の長さの分布が得られた。実施例１の金属ナノワイヤ１４の平均長さは２９．４ｎｍであった。金属ナノワイヤ１４の平均長さは、カーボン担体１２の粒径（平均値）と同等以下となった。

【0044】

（比較例１）
比較例１は、実施例１と同様の方法で製造された金属ナノワイヤ１４を超音波ホモジナイザーで短繊維化せずカーボン担体１２に接触させて得られた電極用触媒である。

【0045】

次に、実施例１の電極用触媒１０及び比較例１の電極用触媒について、ＲＤＥ法により触媒活性の測定が行われた。結果は、図５に示される。なお、図５は、従来の白金微粒子をカーボン担体１２に担持させた触媒（以下、触媒（Ｐｔ／Ｃ）と表記する）の質量活性比を１とした場合の、質量活性比の相対値を示す。この値が１よりも大きい場合には、触媒（Ｐｔ／Ｃ）よりも白金の質量当たりの触媒活性が高いことを示す。

【0046】

図５に示されるように、比較例１の電極用触媒では、金属ナノワイヤ１４が十分に分散されず、触媒（Ｐｔ／Ｃ）よりも低い触媒活性しか得られない結果となった。これに対し、実施例１の電極用触媒１０は、触媒（Ｐｔ／Ｃ）に対して、１．７倍の触媒活性が得られ、高い触媒活性が得られることが確認できた。

【0047】

上記した開示に関し、さらに以下の付記が開示される。

【0048】

（付記１）
一観点は、金属ナノワイヤ（１４）を合成するナノワイヤ合成工程と、前記金属ナノワイヤをカーボン担体（１２）に担持させる担持工程と、を有し、前記担持工程は、前記カーボン担体と前記金属ナノワイヤとを含む第１懸濁液中で、前記金属ナノワイヤを前記カーボン担体の粒径と同等又はそれよりも短い短繊維に切断しつつ、前記カーボン担体に付着させて行う、電極用触媒の製造方法にある。この電極用触媒の製造方法は、束状に凝集した金属ナノワイヤを効果的に分散させることができるため、高い触媒活性を有する電極用触媒を製造できる。

【0049】

（付記２）
上記の電極用触媒の製造方法であって、前記担持工程は、前記金属ナノワイヤと、前記カーボン担体と、溶媒とを混合して前記第１懸濁液を調製する懸濁液調製工程と、前記第１懸濁液に超音波ホモジナイザーを通じて超音波を印加して前記金属ナノワイヤを切断しつつ前記カーボン担体に付着させる短繊維化工程と、を有してもよい。この電極用触媒の製造方法は、金属ナノワイヤを効果的に短繊維化できる。

【0050】

（付記３）
上記の電極用触媒の製造方法であって、前記第１懸濁液は、界面活性剤を含んでもよい。この電極用触媒の製造方法は、束状に凝集した金属ナノワイヤを効果的に分散させることができる。

【0051】

（付記４）
上記の電極用触媒の製造方法であって、前記ナノワイヤ合成工程は、前記金属ナノワイヤの前駆体と保護剤とを含む混合液を反応させることで金属原子がワイヤ状に繋がった前記金属ナノワイヤを析出させる反応工程と、析出した前記金属ナノワイヤを乾燥させることなく保存溶媒に分散させて保存する保存工程と、を有し、前記担持工程には、前記保存溶媒に分散された前記金属ナノワイヤを使用してもよい。上記の電極用触媒の製造方法は、合成された金属ナノワイヤを乾燥させないことで、担持工程における金属ナノワイヤの分散性を高めることができる。

【0052】

（付記５）
上記の電極用触媒の製造方法であって、前記ナノワイヤ合成工程は、前記混合液を、１２０℃の温度で１時間以上反応させて行なってもよい。この電極用触媒の製造方法は、金属ナノワイヤを高い収量で生産できる。

【0053】

（付記６）
上記の電極用触媒の製造方法であって、前記ナノワイヤ合成工程は、前記混合液を流動させつつ行ってもよい。この電極用触媒の製造方法は、金属ナノワイヤの収量をさらに高めることができる。

【0054】

（付記７）
上記の電極用触媒の製造方法であって、前記ナノワイヤ合成工程において、前記前駆体は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、及びバナジウム（Ｖ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、及びオスミウム（Ｏｓ）の中から選ばれる少なくとも１つの元素を含む金属塩であってもよい。この電極用触媒の製造方法は、高い触媒活性を発揮する電極用触媒を製造できる。

【0055】

（付記８）
別の観点は、金属ナノワイヤと、前記金属ナノワイヤを担持するカーボン担体と、を備え、前記金属ナノワイヤの平均長さは、前記カーボン担体の平均粒径と同等又はこれよりも小さい、電極用触媒である。この電極用触媒は、高い触媒活性を発揮する。

【0056】

（付記９）
上記の電極用触媒であって、前記金属ナノワイヤが付着した前記カーボン担体は、前記金属ナノワイヤと、前記カーボン担体と、溶媒と、を混合した混合液に、超音波ホモジナイザーを通じて超音波を印加することにより、前記金属ナノワイヤを短繊維化させつつ前記カーボン担体に分散させた構造を有してもよい。この電極用触媒は、触媒活性に優れる。

【0057】

（付記１０）
上記の電極用触媒であって、前記金属ナノワイヤは液相中で合成された後に、乾燥されることなく前記カーボン担体及び溶媒に混合されてもよい。この電極用触媒は、束状に凝集した金属ナノワイヤが少なく、触媒活性に優れる。

【0058】

なお、本発明は、上記した開示に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る。

【符号の説明】

【0059】

１０…電極用触媒 １２…カーボン担体
１４…金属ナノワイヤ １４ａ…金属粒子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】