專利名稱：：燃料電池催化劑、燃料電池電極以及具有該燃料電池電極的聚合物電解質(zhì)燃料電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種燃料電池催化劑、燃料電池電極和具有該燃料電池電極的聚合物電解質(zhì)燃料電池，所述燃料電池催化劑能夠在耐久測(cè)試后抑制電壓下降。
背景技術(shù)：
：具有聚合物電解質(zhì)膜的聚合物電解質(zhì)燃料電池可以4艮容易地減小尺寸和重量。因此，對(duì)于其作為例如電動(dòng)車輛的移動(dòng)車輛和小型廢熱發(fā)電系統(tǒng)的電源的實(shí)際應(yīng)用的期望不斷增長(zhǎng)。相界面處(下面稱為反應(yīng)位置)進(jìn)行，這里反應(yīng)氣體、催化劑和含氟離子交換樹脂(電解質(zhì))同時(shí)并存。因此，在聚合物電解質(zhì)燃料電池中，催化劑層通常由催化劑制成(例如負(fù)栽金屬的活性炭，其例如由包括例如活性炭或者炭黑的具有大比表面積的導(dǎo)電碳材料的載體構(gòu)成，通過所述載體負(fù)載例如鉑的金屬催化劑)。用作催化劑的貴金屬顆粒的^:形式根據(jù)載體形式而不同。因此，可以預(yù)計(jì)，催化劑活性會(huì)根據(jù)載體形式顯著變化。此外，電極特性也根據(jù)栽體形式不同，所述載體負(fù)栽構(gòu)成電極的催化劑?？紤]到上述，為了提供在高分歉狀態(tài)的負(fù)栽貴金屬顆粒的催化劑，該催化劑具有高催化劑活性，日本專利公開(Kokai)No.2000-100448A公開了聚合物電解質(zhì)燃料電池催化劑的發(fā)明，其中，包括碳精細(xì)粉末的載體負(fù)載貴金屬，其中，小于或等于20%的所有孔的直徑為60埃。特別是，該文獻(xiàn)公開了用作栽體的碳精細(xì)粉末，其具有200cc/100g至495cc/100g以下的DBP油吸收，和300m2/g至1270m2/g以下的的比表面積。另外，改善聚合物電解質(zhì)燃料電池的耐久性是重要技術(shù)目標(biāo)。在日本專利公開(Kokai)No.2000-268828A中，目標(biāo)是提供一種使用具有優(yōu)良防水性和抗蝕性的電極的聚合物電解質(zhì)燃料電池，由此可長(zhǎng)時(shí)間獲得穩(wěn)定的輸出。所述文獻(xiàn)公開了包括碳載體的電極催化劑，所述碳載體具有0.337到0.348nm的表面[002的平均晶格面距離(表示為"d002")、3到18nm的晶體尺寸(表示為"Lc(002)")和70到800m"g的比表面積，在其上負(fù)載有鉑或鉑合金。
發(fā)明內(nèi)容對(duì)于燃料電池車輛的實(shí)際應(yīng)用，提高燃料電池電極催化劑的耐久性是重要的。迄今，已經(jīng)檢測(cè)了在這種耐久性上的提高。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)顆粒生長(zhǎng)導(dǎo)致的催化劑退化是個(gè)問題。因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供用于燃料電池車輛等的聚合物電解質(zhì)燃料電池，所迷電池在長(zhǎng)期使用后不會(huì)導(dǎo)致電壓降低。此外，本發(fā)明的另一目標(biāo)是確保在碳載體上有足夠的三相界面以提高催化劑效率，在所述三相界面處，匯集有反應(yīng)氣體、催化劑和電解質(zhì)。因此，電極反應(yīng)有效地進(jìn)行，使得可以提高燃料電池的發(fā)電效率。并且，本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供具有優(yōu)良特性的電極，以及包括該電極的聚合物電解質(zhì)燃料電池，該燃料電池能夠產(chǎn)生高電池輸出。本發(fā)明人集中在催化劑顆粒的初始顆粒直徑上。他們發(fā)現(xiàn)上述問題可按照如下所述解決。當(dāng)用作載體的導(dǎo)電碳材料可以具有與催化劑顆粒的初始顆粒直徑基本相同(在納米量級(jí)水平)的孔直徑時(shí)，或者即使當(dāng)用作載體的導(dǎo)電碳材料的孔直徑與催化劑金屬(PGM)顆粒的初始顆粒直徑不一致時(shí)，通過將催化劑金屬(PGM)顆粒至少部分地包含在負(fù)載所述催化劑顆粒的載體孔中，可抑制催化劑顆粒的顆粒生長(zhǎng)(燒結(jié))。這導(dǎo)致了本發(fā)明的完成。具體而言，第一方面，本發(fā)明涉及一種燃料電池催化劑，其中催化劑顆粒被負(fù)載在載體上。本發(fā)明的特征在于平均催化劑載體孔直徑/催化劑金屬(PGM)顆粒直徑的值在0.5到1.8之間。當(dāng)平均催化劑載體孔直徑/催化劑金屬(PGM)顆粒直徑的值小于1.8時(shí)，催化劑金屬顆?？蛇M(jìn)入用作載體的導(dǎo)電碳材料中，使得催化劑金屬顆粒彼此接觸。因此，即使在燃料電池工作耐久測(cè)試后，也可抑制根據(jù)催化劑顆粒尺寸的顆粒生長(zhǎng)(燒結(jié))。此外，在耐久測(cè)試后，當(dāng)催化劑金屬顆粒具有比平均催化劑栽體孔直徑更大的催化劑金屬(PGM)顆粒直徑時(shí)，在耐久測(cè)試中，這樣的催化劑金屬顆粒在載體上遷移，使得兩個(gè)或多個(gè)催化劑金屬顆粒彼此相互接觸。在這種情況下，彼此相互接觸的金屬催化劑顆粒被燒結(jié)，導(dǎo)致顆粒生長(zhǎng)。根據(jù)本發(fā)明，平均催化劑載體孔直徑/催化劑金屬(PGM)顆粒直徑的值大于等于0.5。因此，即使在催化劑金屬顆粒直徑大于平均催化劑載體孔直徑的情況下，催化劑金屬(PGM)顆粒也至少部分地被包含在栽體孔中，使得出現(xiàn)固著效果。此外，即使在燃料電池工作耐久測(cè)試之后，通過限制催化劑金屬顆粒在載體上的自由遷移，能夠抑制在催化劑顆粒直徑方面的顆粒生長(zhǎng)(燒結(jié))。結(jié)果，可以獲得提高了耐久性的燃料電池催化劑，所述催化劑即使在長(zhǎng)時(shí)間燃料電池工作期間也不可能導(dǎo)致電壓降低。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選，上述栽體是導(dǎo)電碳材料，在所述碳材料中，直徑小于等于2.5nm的孔占全部孔體積的60%以上。根據(jù)本發(fā)明，平均催化劑載體孔直徑/催化劑金屬(PGM)顆粒直徑的值是0.5到1.8。除此以外，導(dǎo)電碳材料的比表面積優(yōu)選為大于等于2000mVg。因此，進(jìn)一步抑制了在催化劑顆粒直徑方面的顆粒生長(zhǎng)(燒結(jié))，使得能夠提高催化劑顆粒的M性，從而提高燃料電池的發(fā)電性能。特別是，導(dǎo)電碳材料的比表面積優(yōu)選為2000到3000m2/g。上述使用的導(dǎo)電碳材料的優(yōu)選實(shí)例包括活性炭和炭黑。在本發(fā)明的燃料電池催化劑的情況下，抑制了顆粒生長(zhǎng)(燒結(jié))。結(jié)果，在1000小時(shí)的耐久測(cè)試后，平均顆粒直徑;故限制在5.0nm以下,劑。具體是，優(yōu)選實(shí)例包括選自于貴金屬催化劑、貴金屬合金催化劑、包括貴金屬和過渡金屬的復(fù)合催化劑、包括貴金屬和稀土元素的復(fù)合催化劑以及包括貴金屬的多組成催化劑中的至少一種催化劑。在第二方面，本發(fā)明涉及一種使用上述燃料電池催化劑的燃料電池電極。這樣的燃料電池催化劑也用于陽極和/或陰極。在第三方面，本發(fā)明涉及一種聚合物電解質(zhì)燃料電池，包括陽極、陰極和設(shè)置在所述陽極和陰極之間的聚合物電解質(zhì)膜，在所述燃料電池中提供一種燃料電池電極，在該電池電極中使用上述燃料電池催化劑作為陽極和/或陰極。在本發(fā)明的燃料電池催化劑的情況下，當(dāng)用作載體的導(dǎo)電碳材料具有與催化劑顆粒的初始顆粒直徑基本相同(在納米量級(jí)水平上)的孔直徑時(shí)，或者即使當(dāng)用作載體的導(dǎo)電碳材料的孔直徑與催化劑金屬(PGM)顆粒的初始顆粒直徑不一致時(shí)，通過將催化劑金屬(PGM)顆粒至少部分地包含在負(fù)載這樣的催化劑顆粒的載體的孔中，可抑制催化劑顆粒的顆粒生長(zhǎng)(燒結(jié))。因此，即4吏在耐久測(cè)試后，也能夠保持高的發(fā)電性能。這就是說，這樣的燃料電池催化劑即使在長(zhǎng)期使用后也不會(huì)導(dǎo)致電壓下降。此外，在碳載體上確保足夠的三相界面使得能夠提高催化劑效率，在所述三相界面處匯集有反應(yīng)氣體、催化劑和電解質(zhì)。因此，電極反應(yīng)高效率地進(jìn)行使得能夠提高燃料電池的發(fā)電效率。如上所述，可以構(gòu)成具有本發(fā)明的燃料電池催化劑的聚合物電解質(zhì)燃料電池，其具有高的電池輸出。此外，如上所述，本發(fā)明的燃料電池催化劑具有優(yōu)良的耐久性和高催化劑效率。因此，能夠從^:置有這樣的燃料電池催化劑的本發(fā)明的聚合物電解質(zhì)燃料電池中，獲得長(zhǎng)期穩(wěn)定的高水平電池輸出。圖1示意性地示出了本發(fā)明的燃料電池催化劑的被負(fù)栽的狀態(tài)；圖2示出了平均催化劑栽體孔直徑(A)/催化劑金屬(PGM)顆粒直徑(B)的值與在耐久測(cè)試后獲得的催化劑金屬(PGM)顆粒直徑/初始催化劑金屬(PGM)顆粒直徑的值之間的相關(guān)性，所述值涉及在實(shí)例1到6和對(duì)比實(shí)例1到4中獲得的催化劑粉末；圖3示出了在耐久時(shí)間和電池電壓間的關(guān)系；圖4示出了實(shí)例1的活性炭、對(duì)比實(shí)例1中的活性炭以及對(duì)比實(shí)例3中的炭黑的孔分布；以及圖5示出了在1000小時(shí)耐久測(cè)試后，在孔體積百分比(孔直徑小于等于2.5nm)和電壓之間的關(guān)系。具體實(shí)施例方式圖1示意性地示出了本發(fā)明的燃料電池催化劑的被負(fù)載的狀態(tài)。本發(fā)明的負(fù)栽催化劑的載體包括催化劑(例如，活性炭1(負(fù)栽鉑或類似物))，具有納米級(jí)別的活性炭孔3(1.3到2.45nm)，所述孔用鉤或類似的催化劑顆粒2填充?？字睆交镜扔诖呋瘎╊w粒直徑。因此，即使在例如一個(gè)涉及燃料電池運(yùn)行的耐久測(cè)試后，仍可以抑制在催化劑顆粒直徑方面的顆粒生長(zhǎng)(燒結(jié))。此外，聚合物電解質(zhì)(未顯示)較薄地覆蓋在活性炭的表面和孔表面。從而，能夠充分保證活性炭中的三相界面，使得能夠提高催化劑效率，在所述三相界面處，匯集有反應(yīng)氣體、催化劑和電解質(zhì)。同樣，如圖1所示，即^使在活性炭中的納米級(jí)別的孔沒有填充鉑或者類似的催化劑顆粒，并且催化劑金屬顆粒直徑比平均催化劑載體孔直徑要大的情況下，如果平均催化劑載體孔直徑/催化劑金屬(PGM)顆粒直徑的值大于等于0.5，則催化劑金屬顆粒被至少部分地包含在栽體孔中，因此表現(xiàn)出固著效果。因此，能夠抑制催化劑金屬顆粒在載體上的自由遷移。結(jié)果，即使在例如一個(gè)涉及燃料電池運(yùn)行的耐久測(cè)試后，仍可以抑制在催化劑顆粒直徑方面的顆粒生長(zhǎng)(燒結(jié))。在導(dǎo)電碳材料上負(fù)載的貴金屬催化劑的實(shí)例包括鉑和鉑合金。這種鉑合金的實(shí)例包括鉑-過渡金屬合金，例如鉑-鐵合金、鉤-鎳合金、鉑-鈷合金和賴-銅合金；以及柏-貴金屬合金，例如鈿-鉭合金和鉤-銠合金。優(yōu)選，負(fù)載的催化劑的量(相應(yīng)于催化劑的重量與活性炭和催化劑的總重量的百分比的量)大約為20重量％到80重量％之間。實(shí)例下面，參考以下實(shí)例將具體描述本發(fā)明的燃料電池催化劑和聚合物電解質(zhì)燃料電池。[實(shí)例1將具有大表面積(2500m2/g)(471g)的活性炭加入純凈水(0.5L)中，以在其中分散。將含鉑(4.71g)的六羥基硝酸鉑溶液逐滴加入所述分散溶液中，并且與碳顆粒充分混合。將0.05N的氨水(大約10mL)加入其中使得將pH值調(diào)節(jié)到大約10。因此，形成氫氧化物并且沉積到每個(gè)碳顆粒表面上。重復(fù)通過過濾清洗所獲得的分散溶液，直到過濾排出液的導(dǎo)電率達(dá)到100uS/cm以下。然后，將獲得的粉末在100°C烘干10小時(shí)。在獲得的鉑負(fù)載催化劑粉末中所負(fù)載的鉑密度為50.0wt%。并且，進(jìn)行XRD測(cè)量，只觀測(cè)到Pt峰。然后，根據(jù)在大約39。C時(shí)獲得的峰值位置和Pt(111)表面的半值寬度計(jì)算平均顆粒直徑。平均顆粒直徑為1.3nm。下一步，為了檢查栽體的比表面積的影響，以與實(shí)例l中相同的方式制備下述催化劑粉末。實(shí)例2:活性炭(比表面積2000m2/g);所含催化劑量4.71g賴。實(shí)例3:活性炭(比表面積3000m2/g);所含催化劑量4.71g鈾。實(shí)例4:活性炭(比表面積2500m2/g);所含催化劑量4.71g鈿和0，2g鎳。實(shí)例5:炭黑(比表面積230m2/g);所含催化劑量4.71g賴。實(shí)例6:活性炭(比表面積161m2/g);所含催化劑量4.71g鉑。對(duì)比實(shí)例1:活性炭(比表面積400m2/g);所含催化劑量4.71g鉑。對(duì)比實(shí)例2:PrintexXE2(商標(biāo)名稱，比表面積1200m2/g);所含催化劑量4.71g鉑。對(duì)比實(shí)例3:KetjenEC(商標(biāo)名稱，比表面積800m2/g);所含催化劑量4.71g鉑。對(duì)比實(shí)例4:Vulcan(比表面積400m2/g);所含催化劑量4.71g鉑。在實(shí)例1到6和對(duì)比實(shí)例1到4中獲得的各個(gè)催化劑粉末的初始物理特性值在下面的表l中示出。同樣，圖2示出了涉及實(shí)例l到6和對(duì)比實(shí)例1到4中獲得的催化劑粉末的平均催化劑載體孔直徑(A)/催化劑金屬(PGM)顆粒直徑(B)的值與在耐久測(cè)試后的催化劑金屬(PGM)顆粒直徑/初始催化劑金屬(PGM)顆粒直徑的值之間的相關(guān)性。此外，可例如^f吏用氮?dú)饪追植紲y(cè)量裝置(產(chǎn)品名稱Tristar3000，Shimadzu公司)，測(cè)量平均孔直徑?？衫玫?dú)饪追植紲y(cè)量裝置抽空含活性炭的容器。隨后，以固定的間隔將氮?dú)庾⑷牒钚蕴康娜萜髦校沟玫獨(dú)夥謮哼_(dá)到大氣壓力。然后，在每個(gè)間隔測(cè)量在氮?dú)夥謮合碌牡獨(dú)馕搅?。這里，才艮據(jù)在大氣壓下獲得的全部的氧氣吸附量可計(jì)算全部的孔體積。同樣，因?yàn)樵诿總€(gè)間隔在氮?dú)夥謮合挛降獨(dú)獾目字睆酵ǔＲ阎?，所以根?jù)在每個(gè)間隔在氮?dú)夥謮合碌牡獨(dú)馕搅靠捎?jì)算孔直徑的分布。通過基于孔直徑分布以孔直徑的升序積分孔體積，可獲得平均孔圖，從而當(dāng)積分的孔體積達(dá)到全部孔體積的50%時(shí)，獲得孔直徑。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>基于表l中的結(jié)果，可以理解的是，在本發(fā)明的每種催化劑粉末具有的平均催化劑載體孔直徑(A)/金屬催化劑顆粒(PGM)直徑(B)的值在0.5到1.8之間的情況下，在1000小時(shí)的耐久測(cè)試后，與在該測(cè)試之前的平均顆粒直徑相比，沒有觀察到平均顆粒直徑的顯著增加。在每種情況下，可發(fā)現(xiàn)即使在測(cè)試后，該值也被抑制為小于5.0nm。此外，平均載體孔直徑小于等于2.5nm，表示這種孔直徑在導(dǎo)電碳材料的孔直徑的范圍內(nèi)。另一方面，在對(duì)比實(shí)例的每種催化劑粉末情況下，在IOOO小時(shí)的耐久測(cè)試后，與在該測(cè)試之前的平均顆粒直徑相比，可觀測(cè)到平均顆粒直徑有較大增加，表示催化劑顆粒顯著增大。并且，平均載體孔直徑大于等于2.5nm，表示這種孔直徑不在導(dǎo)電碳材料的孔直徑范圍內(nèi)。同樣，基于圖2中所示的結(jié)果，可以理解，在本發(fā)明的每種催化劑粉末的情況下，在IOOO小時(shí)的耐久測(cè)試后，與該測(cè)試之前的平均顆粒直徑相比，沒有觀察到平均顆粒直徑的較大增加。在每種情況下，平均顆粒直徑被抑制到不超過初始直徑的3倍。另一方面，在對(duì)比實(shí)例的催化劑粉末的情況下，可觀測(cè)到平均顆粒直徑的較大增加，使得在1000小時(shí)耐久測(cè)試后，平均顆粒直徑大于等于測(cè)試之前直徑的4倍。因此，可以理解催化劑顆粒顯著生長(zhǎng)了。[特征評(píng)估利用在實(shí)例1到6和對(duì)比實(shí)例1到4中獲得的每種催化劑粉末，以下面的方法形成用于聚合物電解質(zhì)燃料電池的單電池電極。通過將每種金屬負(fù)載催化劑粉末分散在有機(jī)溶劑和導(dǎo)電材料的混合溶液中，并且通過噴灑將獲得的分散溶液施加到電解質(zhì)膜上，獲得每種電極。Pt催化劑的量是0.4mg每1cm2電極面積。在電極的每側(cè)設(shè)置有擴(kuò)散層以形成單電池電極。將通過加熱至70。C(1L/分鐘)的起泡器的加濕的空氣提供給單電池的陰極，并且，將通it^a熱至85°C(0.5L/分鐘)的起泡器的加濕的空氣提供給其陽極，隨后進(jìn)行初始電流-電壓特性的測(cè)量。通過1000小時(shí)的開-關(guān)耐久測(cè)試進(jìn)行耐久性評(píng)估。在電流密度0.1A/cin2時(shí)，比較所獲得的初始電壓結(jié)果和在耐久測(cè)試后獲得的電壓結(jié)果以用于評(píng)估。圖3示出了在耐久時(shí)間和電流-電壓之間的關(guān)系?；趫D3的結(jié)果，可見，在耐久時(shí)間方面，在本發(fā)明的實(shí)例1中獲得的結(jié)果優(yōu)于在對(duì)比實(shí)例1和3中獲得的結(jié)果。同樣，在實(shí)例2到6中獲得類似的結(jié)果。表1示出了在1000小時(shí)的耐久測(cè)試后，在載體比表面積和電池電壓之間的關(guān)系。在實(shí)例1到6中，在耐久測(cè)試后電池電壓大于等于O.SV。在對(duì)比實(shí)例1到4中，在耐久性時(shí)間過去后，電池電壓小于0.5V。此外，可見，在本發(fā)明的實(shí)例1到4中，比表面積大于等于2000m2/g，而在對(duì)比實(shí)例1到4中，比表面積小于2000mVg。上面的結(jié)果總結(jié)如下?；诶脤?shí)例1的催化劑制備的單電池的耐久測(cè)試結(jié)果，以及利用對(duì)比實(shí)例1和2的催化劑制備的單電池的耐久測(cè)試結(jié)果，在本發(fā)明的催化劑具有0.5到1.8的平均催化劑載體孔直徑/催化劑金屬(PGM)顆粒直徑的值的情況下，與使用常規(guī)催化劑相比，可在耐久測(cè)試后獲得更高的電池電壓。因此，能夠確定本發(fā)明的催化劑改善了耐久性能。圖4示出了實(shí)例1的活性炭、對(duì)比實(shí)例1的活性炭和對(duì)比實(shí)例3的炭黑的孔分布?；趫D4中的結(jié)果，能夠確定本發(fā)明的活性炭具有優(yōu)良的耐久性，在所述活性炭中，直徑小于等于2.5nm的孔占全部孔體積的60。/。以上。這是因?yàn)椋鐖Dl所示，導(dǎo)電碳材料中的孔被鉑填充，從而抑制了鉑的燒結(jié)。另一方面，在對(duì)比實(shí)例l的情況中，幾乎不會(huì)出現(xiàn)該效果，因?yàn)闆]有足夠的可以負(fù)載Pt的孔。并且，在對(duì)比實(shí)例3的情況中，鉑被負(fù)載在不同類型的碳孔中，因此不能期望該效果。并且，根據(jù)表1，能夠確定利用導(dǎo)電碳材料幾乎不會(huì)出現(xiàn)催化劑顆粒的生長(zhǎng)，在所述導(dǎo)電碳材料中，直徑在1.3nm到2.45nm間的孔占全部孔體積的60%以上。圖5示出了在1000小時(shí)的耐久測(cè)試后，孔體積百分比(孔直徑小于等于2.5nm)和電壓之間的關(guān)系。才艮據(jù)圖5的結(jié)果，可確定當(dāng)(孔直徑小于等于2.5nm)孔體積占全部孔體積的60%以上時(shí)，即使在耐久測(cè)試后，也不會(huì)發(fā)生電壓下降。此外，在實(shí)例4的情況中，即使當(dāng)用作載體的導(dǎo)電碳材料的孔直徑與催化劑金屬(PGM)顆粒的初始顆粒直徑不一致時(shí)，通過使催化劑金屬(PGM)顆粒至少部分包含在負(fù)載該催化劑顆粒的栽體的孔中，可抑制催化劑顆粒的顆粒生長(zhǎng)(燒結(jié))。因此，即使在耐久測(cè)試后，仍可保持高的發(fā)電性能。工業(yè)應(yīng)用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)使得用作載體的導(dǎo)電碳材料具有與催化劑顆粒的初始顆粒直徑基^目同(在納米量級(jí)水平上)的孔直徑時(shí)，或者即使當(dāng)用作載體的導(dǎo)電碳材料的孔直徑與催化劑金屬(PGM)顆粒的初始顆粒直徑不一致時(shí)，通過使催化劑金屬(PGM)顆粒至少部分包含在負(fù)載該催化劑顆粒的載體的孔中，可以抑制催化劑顆粒的顆粒生長(zhǎng)(燒結(jié))。因此，即使在耐久測(cè)試后，仍可保持高的發(fā)電性能。所以，能夠構(gòu)造一種i殳置有本發(fā)明的燃料電池催化劑的聚合物電解質(zhì)燃料電池，其具有優(yōu)良的耐久性，即使在長(zhǎng)時(shí)間的使用后也不會(huì)造成電壓下降。因此，本發(fā)明獲得可實(shí)用和廣泛4吏用的燃料電池。權(quán)利要求1.一種燃料電池催化劑，其中催化劑顆粒被負(fù)載在載體上，其中，平均催化劑載體孔直徑/催化劑金屬(PGM)顆粒直徑的值在0.5到1.8之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池催化劑，其中，所述載體是導(dǎo)電碳材料，在所述碳材料中，直徑小于等于2.5nm的孔占全部孔體積的60%以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的燃料電池催化劑，其中，作為導(dǎo)電碳材料的所述載體的比表面積為大于等于2000m2/g。4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)的燃料電池催化劑，其中，所述導(dǎo)電碳材料包括活性炭或炭黑。5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)的燃料電池催化劑，其中，在1000小時(shí)的耐久測(cè)試后，所述平均顆粒直徑被抑制在5.0nm以下。6.—種燃料電池電極，其作為陽極和/或陰極使用才艮據(jù)權(quán)利要求l到5中任一項(xiàng)的燃料電池催化劑。7.—種聚合物電解質(zhì)燃料電池，包括陽極、陰極和設(shè)置在所述陽極和陰極之間的聚合物電解質(zhì)膜，在所述燃料電池中提供一種燃料電池電極，所述燃料電池電極作為陽極和/或陰極使用根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)的燃料電池催化劑。全文摘要一種燃料電池催化劑，其中催化劑被負(fù)載在載體上，其中，平均催化劑載體孔直徑/催化劑金屬(PGM)顆粒直徑的值在0.5到1.8之間。這種燃料電池催化劑即使在長(zhǎng)時(shí)間的使用后也不會(huì)造成電壓下降。文檔編號(hào)H01M8/10GK101310403SQ20068004247公開日2008年11月19日申請(qǐng)日期2006年11月10日優(yōu)先權(quán)日2005年11月14日發(fā)明者堀內(nèi)洋輔,寺田智明,齋藤克史,榎本晉,永田貴寬,田端壽晴,高橋宏明申請(qǐng)人:株式會(huì)社科特拉;豐田自動(dòng)車株式會(huì)社