(57)【要約】  本発明は、燃料電池に使用される、白金、タングステン、および少なくとも一種類の第三の金属からなる電極触媒組成物に関する。前記電極触媒組成物は、主として、約２０原子パーセント〜約５５原子パーセント含有する白金と、約３０原子パーセント〜約７５原子パーセント含有するタングステンと、約１原子パーセント〜約４０原子パーセント含有する少なくとも第三の金属とからなる。前記第三の金属は、スカンジウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、銅、亜鉛、イットリウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つとすることができる。前記電極触媒組成物は、さらに第四および第五の金属を含有することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
主として白金、タングステン、および第三の金属からなる金属組成物から主としてなり、 
白金を２０原子パーセント〜５５原子パーセント含有し、タングステンを３０原子パーセント〜７５原子パーセント含有し、第三の金属を１原子パーセント〜４０原子パーセント含有し、
前記第三の金属は、スカンジウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、銅、亜鉛、イットリウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つであることを特徴とする電極触媒組成物。
【請求項２】
前記金属組成物が、さらに１原子パーセント〜４０原子パーセントの第四の金属を主として含有し、
前記第四の金属は、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つであり、
前記第三の金属と前記第四の金属は互いに異なる、
ことを特徴とする請求項１に記載の電極触媒組成物。
【請求項３】
前記金属組成物が、さらに１原子パーセント〜４０原子パーセントの第五の金属を主として含有し、
前記第五の金属は、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つであり、
前記第三の金属、前記第四の金属、および前記第五の金属は互いに異なる、
ことを特徴とする請求項２に記載の電極触媒組成物。
【請求項４】
前記白金を２０原子パーセント〜４５原子パーセント含有することを特徴とする請求項１に記載の電極触媒組成物。
【請求項５】
前記タングステンを３０原子パーセント〜６５原子パーセント含有することを特徴とする請求項１に記載の電極触媒組成物。
【請求項６】
前記第三の金属はクロム、コバルト、銅、モリブデン、および錫からなるグループから選ばれた少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の電極触媒組成物。
【請求項７】
前記銅を５原子パーセント〜３０原子パーセント含有することを特徴とする請求項６に記載の電極触媒組成物。
【請求項８】
前記クロムを１原子パーセント〜１５原子パーセント含有することを特徴とする請求項６に記載の電極触媒組成物。
【請求項９】
前記モリブデンを１原子パーセント〜２５原子パーセント含有することを特徴とする請求項６に記載の電極触媒組成物。
【請求項１０】
前記錫を１原子パーセント〜１５原子パーセント含有することを特徴とする請求項６に記載の電極触媒組成物。
【請求項１１】
前記金属組成物は、合金、混合酸化物、水和酸化物、混合水素化物、青銅、およびペルブスカイトからなるグループから選ばれた少なくとも一つを含有することを特徴とする請求項１に記載の電極触媒組成物。
【請求項１２】
酸素還元反応に対する活性度が、白金だけからなる電極触媒の少なくとも２倍であることを特徴とする請求項１に記載の電極触媒。
【請求項１３】
酸素還元反応に対する活性度が、白金だけからなる電極触媒の少なくとも２倍であることを特徴とする請求項２に記載の電極触媒。
【請求項１４】
酸素還元反応に対する活性度が、白金だけからなる電極触媒の少なくとも２倍であることを特徴とする請求項３に記載の電極触媒。
【請求項１５】
電極触媒と、メンブレンと、電極とを備え、
前記電極触媒が主として白金、タングステン、および第三の金属からなる組成を有し、
白金を２０原子パーセント〜５５原子パーセント含有し、タングステンを３０原子パーセント〜７５原子パーセント含有し、前記第三の金属を１〜４０原子パーセント含有し、
前記第三の金属は、スカンジウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、銅、亜鉛、イットリウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つである、
ことを特徴とする燃料電池アセンブリ。
【請求項１６】
前記組成が、さらに１原子パーセント〜４０原子パーセントの第四の金属を主として含有し、
前記第四の金属は、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つであり、
前記第三の金属と前記第四の金属は互いに異なる、
ことを特徴とする請求項１５に記載の燃料電池アセンブリ。
【請求項１７】
前記金属組成物が、さらに１原子パーセント〜４０原子パーセントの第五の金属を主として含有し、
前記第五の金属は、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つであり、
前記第三の金属、前記第四の金属、および前記第五の金属は互いに異なる、
ことを特徴とする請求項１６に記載の燃料電池アセンブリ。
【請求項１８】
前記電極触媒が薄膜電極触媒を備えることを特徴とする請求項１５に記載の燃料電池アセンブリ。
【請求項１９】
前記電極触媒が、ナノ粒子を含む粉末状の担持された電極触媒を備えることを特徴とする請求項１８に記載の燃料電池アセンブリ。
【請求項２０】
前記電極触媒の酸素還元反応に対する活性度が、白金だけからなる電極触媒の少なくとも２倍であることを特徴とする請求項１５に記載の燃料電池アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００４年１２月６日付出願の米国特許出願第１１／００４，２３５号の一部継続出願である２００５年１２月６日付出願の米国特許出願第１１／２９４，４６５号の便益を主張し、かつ前記米国特許出願第１１／２９４，４６５号を継続し、前記両出願のすべての内容は、本明細書に、すべての目的において参照して取り入れられている。
【０００２】
本発明は、白金、タングステン、および第三の金属を主として含有する電極触媒組成物に関するものである。特に、前記電極触媒組成物は、白金を約２０原子パーセント〜約５５原子パーセント含有し、タングステンを約３０原子パーセント〜約７５原子パーセント含有し、第三の金属を約１原子パーセント〜約４０原子パーセント含有する。前記第三の金属はスカンジウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、銅、亜鉛、イットリウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つである。前記電極触媒組成物は、さらに第四および第五の金属を含有することができ、前記第四および第五の金属は、約１原子パーセント〜約４０原子パーセントの含有率の、各々、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つである。
【背景技術】
【０００３】
電極触媒の所望の性能レベルを得るために必要な高価な白金族金属の量を低減することは、常に電極触媒にかかわる種々の装置や工程の設計における運用上の要素の一つである。
【０００４】
白金をより安価な種々の金属と合金化することによって触媒性能を向上させることは、必要な白金の量の低減、または触媒反応効率の向上、あるいはその両者を実現するために可能な方法の一つである。白金ベースの電極触媒に関して有益な応用技術の一つとして、例えば、通常のプロトン交換膜燃料電池（ＰＥＭＦＣ）のカソード反応では、白金ベースの電極触媒を含む電極を利用することにより酸素還元反応を推進させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
所望の水準の性能を達成するために必要な白金の量を低減する電極触媒組成物のニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、従来よりも少量の白金を含有する電極触媒組成物、特に燃料電池用電極触媒のニーズに応える。
【０００７】
本発明の開示は、白金、タングステンおよび第三の金属から主としてなる金属組成物を含有する電極触媒組成物を教示する。この組成物は、約２０原子パーセント〜約５５原子パーセントの白金、約３０原子パーセント〜約７５原子パーセントのタングステン、および約１原子パーセント〜約４０原子パーセントの第三の金属を含有する。前記第三の金属は、スカンジウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、銅、亜鉛、イットリウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つである。前記電極触媒組成物は、さらに第四および第五の金属を含有することができ、約１原子パーセント〜約４０原子パーセントの、各々、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つである。
【０００８】
本発明の開示は、主として白金、タングステンおよび第三の金属、さらに、オプションとして第四、第五の金属を含有する組成物を含む燃料電池用電極触媒をも教示する。繰り返すと、この組成物は、約２０原子パーセント〜約５５原子パーセントの白金、約３０原子パーセント〜約７５原子パーセントのタングステン、および約１原子パーセント〜約４０原子パーセントの第三の金属を含有することができ、さらに、約１原子パーセント〜約４０原子パーセントの第四、第五の金属を含有することも可能である。
【０００９】
本発明はさらに、少なくとも一つの薄膜電極触媒、メンブレン、および少なくとも一つの電極を有する燃料電池アセンブリを含む。前記薄膜電極触媒は、主として白金、タングステン、第三の金属を含有し、さらに第四、第五の金属を含有しうる。白金は約２０原子パーセント〜約５５原子パーセント、タングステンは約３０原子パーセント〜約７５原子パーセント、前記第三の金属は約１原子パーセント〜約４０原子パーセント含有する。前記第四、第五の金属を含有する場合は、約１原子パーセント〜約４０原子パーセント含有しうる。前記薄膜電極触媒は担持させることもでき、また、高表面積支持材料の上に担持された主として白金、タングステン、さらに、いかなる種類であれその他の金属を含有する粉末組成物を含むことができる。ナノ粒子を含む担持された粉末で前記電極触媒を形成することができる。
【００１０】
本発明により教示される前記組成物および電極触媒における前記第三の金属は、スカンジウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、銅、亜鉛、イットリウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つである。前記第四および第五の金属は、各々、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つである。本願により教示される前記組成物および電極触媒の実施形態は、前記第三の金属をコバルトとし、前記第四の金属をニッケル、ジルコニウム、クロム、銅、モリブデン、錫、およびチタンからなるグループから選ばれる少なくとも一つの金属とする実施形態を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、白金、タングステン、および第三の金属を主として含有する金属組成物を含む電極触媒組成物に関する。前記組成物は、白金を約２０原子パーセント〜約５５原子パーセント含有し、タングステンを約３０原子パーセント〜約７５原子パーセント含有し、第三の金属を約１原子パーセント〜約４０原子パーセント含有することができる。前記第三の金属はスカンジウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、銅、亜鉛、イットリウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つである。前記電極触媒は、さらに第四および第五の金属を含有することができ、約１原子パーセント〜約４０原子パーセントの含有率の、各々、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つである。
【００１２】
本願により教示される前記組成物および電極触媒において、前記第三の金属および追加される金属を、スカンジウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、銅、亜鉛、イットリウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つとすることができる。本願により開示される前記組成物および電極触媒の実施形態は、前記第三の金属をコバルトとし、前記第四の金属をニッケル、ジルコニウム、クロム、銅、モリブデン、錫、およびチタンからなるグループから選ばれる少なくとも一つの金属とする実施形態を含む。
【００１３】
本発明により教示される前記組成物および電極触媒のさらなる実施形態においては、前記第三の金属を、クロム、銅、モリブデンおよび錫からなるグループから選ばれる少なくとも一つとすることができる。前記第三の金属と異なる第四の金属を前記電極触媒組成物に含有することができ、この第四の金属は、ニッケル、ジルコニウム、クロム、銅、モリブデン、錫、およびチタンからなるグループから選ばれる少なくとも一つとすることができる。
【００１４】
前記電極触媒組成物中に含有される金属は、可能な酸化物の形態及び構造がいくつかある場合、酸化物のいずれの形態及び構造として含有されていてもよい。前記電極触媒組成物中に含有される金属の酸化状態と構造は、例えば、化学構造、熱処理、水素と酸素の両方または一方を含有する環境への露出、を含む多くの要因に依存する。前記電極触媒組成物中に含有される金属の可能な構造には、例えば、合金、混合酸化物、水和酸化物、混合水素化物、青銅、ペルブスカイト等が含まれる。前記電極触媒組成物中に含有される金属のどの金属についても、前記電極触媒の表面上の金属の構造は、前記電極触媒の内部に位置する金属と異なっていても、同一であってもよい。前記電極触媒組成物中に含有される金属のどの金属についても、前記電極触媒の表面上の金属の濃度は、電極触媒内部に位置する金属の濃度と異なっていても、同一であってもよい。
【００１５】
前記組成物の金属組成は、前記電極触媒の表面部分または表面上のどこに存在してもよい。本発明によれば、酸化物、非酸化物にかかわらず、前記金属組成物は、電極触媒組成物の構造の中のいかなる位置に存在してもよい。
【００１６】
本発明はさらに、電極触媒組成物からなる燃料電池用電極触媒を提供し、前記組成物は、主として、約２０原子パーセント〜約５５原子パーセントの白金と、約３０原子パーセント〜約７５原子パーセントのタングステンと、約１原子パーセント〜約４０原子パーセントの第三の金属を含有する。前記第三の金属は、スカンジウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、銅、亜鉛、イットリウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つである。前記組成物は、さらに約１原子パーセント〜約４０原子パーセントの含有率の第四および第五の金属を含有することができ、各々、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つである。
【００１７】
ナノ粉末を含有する担持された粉末を前記燃料電池用電極触媒とすることができる。前記担持された粉末が含有するナノ粒子は、約０．５ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲の大きさで、白金、タングステン、および第三の金属を主として含有する組成物で構成することができる。前記ナノ粒子粉末組成物は、約２０原子パーセント〜約５５原子パーセント含有する白金と、約３０原子パーセント〜約７５原子パーセント含有するタングステンと、約１原子パーセント〜約４０原子パーセント含有する前記第三の金属とで組成できる。前記第三の金属は、スカンジウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、銅、亜鉛、イットリウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つとすることができる。前記ナノ粒子粉末組成物は、さらに約１原子パーセント〜約４０原子パーセントの含有率で第四および第五の金属を含有することができ、各々、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つである。
【００１８】
前記燃料電池用電極触媒は、例えば、薄膜、担持された粉末、あるいは、担持されたナノ粒子含有粉末など、様々な形態をとることができる。前記燃料電池用薄膜電極触媒は、高表面積炭素のような支持体の上に担持させることも、あるいは、担持させないでおくこともできる。
【００１９】
前記燃料電池用薄膜電極触媒は、例えば物理蒸着で作製できる。物理蒸着の蒸気は、例えばプラズマ溶射のような適当な手段によりプラズマにより生成される。堆積方法のさらなる例として、例えば、イオンプレーティング、イオンインプランテーション、蒸着、およびレーザによる表面合金化などがある。
【００２０】
前記燃料電池用薄膜電極触媒は、例えば、前記白金金属と、タングステン金属と、第三の金属と、さらに含有しうる第四の金属と、を同時に堆積させて作製することができる。あるいは、前記燃料電池用薄膜電極触媒は、種々の金属を順次堆積させることによって、または、電極触媒組成物が含有する種々の金属の同時および順次の堆積の様々な組み合わせによって作製することもできる。
【００２１】
本発明は、メンブレン、薄膜のあるいは担持された電極触媒、および前記薄膜電極触媒とは別の電極を有する燃料電池アセンブリを提供する。前記薄膜のあるいは担持された電極触媒は、主として、白金、タングステン、および第三の金属からなる組成物によって構成される。前記組成物は、白金を約２０原子パーセント〜約５５原子パーセント、タングステンを約３０原子パーセント〜約７５原子パーセント、前記第三の金属を約１原子パーセント〜約４０原子パーセント含有することができる。前記第三の金属をスカンジウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、銅、亜鉛、イットリウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つとすることができる。前記組成物は、さらにそれぞれ約１原子パーセント〜約４０原子パーセントの含有率の第四および第五の金属を含有することができる。各々、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、カドミウム、錫、ハフニウム、タンタル、およびレニウムからなるグループから選ばれた少なくとも一つである。
【００２２】
前記担持された電極触媒は、粉末組成物で構成できる。前記粉末組成物は、いかなる適切な方法によっても作製でき、一例は湿式化学法である。粉末を、適当な高表面積支持体により担持することができる。高表面積支持体は、例えば、カーボンやアルミナで構成される。高表面積支持体とは、少なくとも約１００ｍ２／ｇの比表面積を有する支持体である。
【００２３】
本願によって教示されるすべての組成物において、電極触媒の性能を最適化するために、含有する金属の濃度を変化させることができる。前記組成物は、動作環境や性能要求等の要因に応じて変化させることができる。前記組成物は、実施形態によっては、白金の含有量を例えば約２０原子パーセント〜約４５原子パーセントとしたり、約３０原子パーセント〜約４０原子パーセントとすることができる。
【００２４】
さらに、前記組成物は、実施形態によっては、タングステンの含有量を例えば約３０原子パーセント〜約６５原子パーセントとしたり、約６０原子パーセント〜約７０原子パーセントとすることができる。また、前記組成物は、実施形態によっては、モリブデンを例えば約１原子パーセント〜約２５原子パーセント、約５原子パーセント〜約２０原子パーセント、あるいは約１０原子パーセント〜約１５原子パーセント含有することができる。さらに、前記組成物は、実施形態によっては、銅を例えば約５原子パーセント〜約３０原子パーセント含有したり、約１０原子パーセント〜約２０原子パーセント含有することができる。
【００２５】
前記組成物は、実施形態によっては、クロムの含有量を例えば約１原子パーセント〜約１５原子パーセントとしたり、約５原子パーセント〜約１０原子パーセントとすることができる。また、前記組成物は、実施形態によっては、錫を例えば約１原子パーセント〜約１５原子パーセント、あるいは約５原子パーセント〜約１０原子パーセント含有することができる。
【００２６】
前記組成物は、クロムとモリブデンの組み合わせを、例えば約１０原子パーセント〜約３０原子パーセント含有したり、約１５原子パーセント〜約２５原子パーセント含有することができる。
【００２７】
本発明の可能な一実施形態においては、ＰＥＭＦＣのカソードを本明細書により教示された前記電極触媒組成物により構成することができ、ＰＥＭＦＣの酸素還元反応を推進させることができる。本発明により開示された組成物は、電極触媒として利用されると、白金しか含有していない通常の電極触媒の少なくとも２倍の酸素還元反応活性度を示す。
【００２８】
薄膜は、ナノメートルからマイクロメートルの範囲の厚さの膜からなり、所望の各成分を物理蒸着、電気化学めっき、またはインクコーティングによって適切な基板上に堆積させることによって作製することができる。物理蒸着は、所望の薄膜を作製することのできる一つの方法である。物理蒸着とは、例えば、加熱、プラズマ、電子ビームによって生成された各成分の蒸気から各成分を堆積させることを意味する。この場合、白金、タングステン、および追加された金属を同時（共蒸着と呼ぶ）に堆積させることも、また順次に堆積させることもできる。適切な作製方法は、２００４年１月１４日に出願され、審査係属中の米国特許出願第１０／７５７，３０２号明細書中に説明されている。
【００２９】
本明細書に記載されているすべての発行物、記事、新聞、特許、特許公報、およびその他の参考文献は、すべての目的において、本明細書中にそのまま取り入れられている。
【００３０】
以上の説明は、本発明の好ましい実施形態に関するが、本発明の技術的思想と技術的範囲を逸脱しない限りにおいて変形や変更が可能であることは、当業者には明らかであろう。
【００３１】
以下の実施例は、本発明がより完全に理解されるために示されている。本発明の原理を説明するために記載された具体的な技術、条件、材料、および報告データは、例であり、本発明の範囲を制限するものと解釈されるべきではない。
【実施例】
【００３２】
プラズマ生成された金属蒸気を物理蒸着することによって、白金、タングステン、および追加の金属の組成を変化させた薄膜のサンプルを作製した。適切な作製方法は、２００４年１月１４日に出願された審査係属中の米国特許出願第１０／７５７，３０２号明細書中に説明されている。
【００３３】
白金、タングステン、および追加の金属を含有する電極触媒の酸素還元反応に対する活性度は、同時に多種の材料組成物の評価が可能で、流体層が形成される回転ディスク電極（ＲＤＥ）装置を利用して、電気化学的に評価した。適切な評価方法は、２００３年１１月１４日に出願された審査係属中の米国特許出願第１０／７１３，２４２号明細書中に説明されている。
【００３４】
薄膜サンプルにより、直径５ｍｍのガラスカーボン電極上を被覆した。この薄膜サンプルを電気化学洗浄した後、薄膜サンプルを酸素還元反応セル内の作用電極として使用して評価試験を行った。その結果は表１および図１、図２に示されている。
【００３５】
表１に、白金、タングステン、および第三、第四の金属成分の原子含有率が示されている。また、純粋な白金の薄膜の場合と比較した半波電位の変化（ΔＥ１／２）がｍＶの単位で、さらに、純粋な白金の薄膜に対する相対活性度が白金質量分率ベースで、０．７Ｖおよび０．８Ｖの電位の場合について、薄膜サンプル毎に表１に示されている。電位が０．８Ｖの場合の白金の質量分率ベースの活性度が、純粋な白金の薄膜に対する相対的な値で、白金とタングステン濃度の様々な値について図１および図２に示されている。
【００３６】
【表１】
2009518814.tif 000002
（［表１］の続き）
2009518814.tif 000003
【００３７】
本発明の様々な実施形態の上記詳細な説明は、例示および説明を目的としてなされたものであり、網羅的な説明を意図したものでも、開示された実施形態そのものに本発明を制限することを意図したものでもない。種々の変形や変更が可能なことは当業者には明らかであろう。前記実施形態は、本発明の原理およびその実際的な応用を最もよく説明するために選ばれ記載されたものであり、それによって、企図された具体的な利用目的に応じた種々の実施形態および種々の変更が本発明により可能であることを、当業者が理解することができる。本発明の範囲は上記の請求項およびその均等物によって定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
添付図面は、本発明のさらなる理解を可能にするために本明細書に取り入れられるとともに、本明細書の一部を構成する。添付図面は、本発明の様々な実施形態により得られる結果を図説し、詳細な説明とともに、本発明の原理を説明する。
【００３９】
図１は、酸素還元反応に０．８ボルトの電位を適用した場合における、白金、タングステン、第三の金属、場合によっては第四の金属をも含有する電極触媒についての白金質量分率ベースの活性度を、標準的な白金の電極触媒の活性度に対する相対的な値で示したグラフであり、白金の原子パーセントを変化させて得た値を示している。
【００４０】
図２は、酸素還元反応に０．８ボルトの電位を適用した場合における、白金、タングステン、第三の金属、いくつかの例においてはさらに第四の金属をも含有する電極触媒についての白金質量分率ベースの活性度を、通常の白金の電極触媒の活性度に対する相対的な値で示したグラフであり、タングステンの原子パーセントを変化させて得た値を示している。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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