METAL-LOADED CATALYST, ELECTRODE, AND BATTERY

• Main Authors: ICHIKAWA, Akira Faxon, KOBAYASHI, Yoshikazu, SATO, Tetsutaro, KATAGIRI, Noriaki, ISHIZUKA, Takuya, KISHIMOTO, Takeaki
• Format: Patent
• Language: English; French; Japanese
• Published: 07.09.2023
• Subjects: APPARATUS THEREFOR; BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOIDCHEMISTRY; CHEMISTRY; COMPOUNDS THEREOF; ELECTRICITY; ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTIONOF COMPOUNDS OR NON-METALS; INORGANIC CHEMISTRY; METALLURGY; NON-METALLIC ELEMENTS; PERFORMING OPERATIONS; PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL; PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSIONOF CHEMICAL INTO ELECTRICAL ENERGY; THEIR RELEVANT APPARATUS; TRANSPORTING

Provided is a metal-loaded catalyst that, while having a large noble metal content, exhibits both an excellent durability and an excellent catalytic function. Also provided are an electrode and a battery. The metal-loaded catalyst comprises a carbon support and noble metal alloy-containing catalyst metal particles supported by the carbon support. The percentage for the weight of the noble metal with reference to the weight of the metal-loaded catalyst is at least 35 weight%, and the BET specific surface area is at least 350 (m2/g-carbon support). The metal-loaded catalyst has the following property (a1) and/or property (a2): (a1) in the Raman spectrum provided by Raman spectroscopy, the ratio of the intensity of the 2D band having a peak top in the vicinity of a Raman shift of 2680 cm-1 to the intensity of the G band having a peak top in the vicinity of a Raman shift of 1600 cm-1, is at least 0.20 and not more than 1.00; (a2) in the Raman spectrum provided by Raman spectroscopy, the half width at half maximum of the D band having a peak top in the vicinity of a Raman shift of 1340 cm-1 is not more than 41.0 cm-1. The metal-loaded catalyst also has the following property (b1) and/or property (b2): (b1) the alloy composition heterogeneity is not more than 0.55; (b2) the half-maximum asymmetry and the 1/4-maximum asymmetry are both not more than 0.55. L'invention concerne un catalyseur métallique chargé qui, tout en ayant une grande teneur en métal noble, présente à la fois une excellente durabilité et une excellente fonction catalytique. L'invention concerne également une électrode et une batterie. Le catalyseur métallique chargé comprend un support de carbone et des particules métalliques de catalyseur contenant un alliage de métal noble maintenues par le support de carbone. Le pourcentage pondéral du métal noble par rapport au poids du catalyseur métallique chargé est d'au moins 35% en poids, et la surface spécifique BET est d'au moins 350 (m2/g- support de carbone). Le catalyseur métallique chargé présente la propriété (a1) et/ou la propriété (a2) suivantes: (a1) dans le spectre Raman fourni par spectroscopie Raman, le rapport de l'intensité de la bande 2D ayant un sommet de pic dans le voisinage d'un décalage de Raman de 2680 cm-1 à l'intensité de la bande G ayant un sommet de pic au voisinage d'un décalage de Raman de cm-1, est d'au moins 0,20 et égal ou inférieur à 1,00; (a2) dans le spectre Raman fourni par spectroscopie Raman, la demi-largeur à mi-hauteur de la bande D ayant un sommet de pic au voisinage d'un décalage Raman de 1340 -1 n'est pas supérieure à cm-1. Le catalyseur métallique chargé présente également la propriété (b1) et/ou la propriété (b2) suivantes: (b1) l'hétérogénéité de la composition d'alliage n'est pas supérieure à 0,55; (b2) la demi-asymétrie maximale et l'asymétrie 1/4-maximale ne sont pas supérieures à 0,55. 大きな貴金属含有量を有しながら、優れた耐久性と優れた触媒機能とを兼ね備え た金属担持触媒、電極及び電池を提供する。金属担持触媒は、炭素担体と、前記炭素担体に担持された、貴金属合金を含む触媒金属粒子と、を含む金属担持触媒であって、前記金属担持触媒の重量に対する前記貴金属の重量の割合が３５重量％以上であり、ＢＥＴ比表面積が３５０（ｍ２／ｇ-炭素担体）以上であり、下記特性（ａ１）及び／又は（ａ２）：（ａ１）ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて、ラマンシフト１６００ｃｍ－１付近にピークトップを有するＧバンドの強度に対する、ラマンシフト２６８０ｃｍ－１付近にピークトップを有する２Ｄバンドの強度の比が０．２０以上、１．００以下；（ａ２）ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおいて、ラマンシフト１３４０ｃｍ－１付近にピークトップを有するＤバンドの半値半幅が４１．０ｃｍ－１以下；及び、下記特性（ｂ１）及び／又は（ｂ２）：（ｂ１）合金組成不均一性が０．５５以下；（ｂ２）半値非対称性及び１／４値非対称性がいずれも０．５５以下；を有する。