(57)【要約】【課題】  電極触媒インクの劣化を防止して、電極触媒インクの使用可能期間を長くする。【解決手段】燃料電池の電極形成に用いる電極触媒インクであって、低級アルコールよりなる分散溶媒と、分散溶媒に分散された、触媒担体に触媒活性物質を担持してなる触媒粉末と、分散溶媒に分散された光触媒体（光触媒ペレット１）とを含む。内壁面に光触媒コート層１３が形成された透明ガラス容器１１内に電極触媒インク２を収容し、撹拌装置２で電極触媒インク２を撹拌しながら光を照射する。光触媒ペレット１及び光触媒コート層１３の光触媒の作用により、電極触媒インク２の劣化が抑制される。【選択図】        図１
2005085574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池の電極形成に用いる電極触媒インクであって、
低級アルコールよりなる分散溶媒と、
前記分散溶媒に分散された、触媒担体に触媒活性物質を担持してなる触媒粉末と、
前記分散溶媒に分散された光触媒体とを含むことを特徴とする電極触媒インク。
【請求項２】
低級アルコールよりなる分散溶媒と、該分散溶媒に分散された、触媒担体に触媒活性物質を担持してなる触媒粉末と、該分散溶媒に分散された光触媒体とを含む、燃料電池の電極形成に用いる電極触媒インクの保管方法であって、
前記電極触媒インクを透明容器内に収容し、該透明容器内に収容された該電極触媒インクを撹拌装置で撹拌しながら該電極触媒インクに光を照射することを特徴とする電極触媒インクの保管方法。
【請求項３】
前記透明容器の内壁面には透明な光触媒コート層が形成されていることを特徴とする請求項２記載の電極触媒インクの保管方法。
【請求項４】
低級アルコールよりなる分散溶媒と、該分散溶媒に分散された、触媒担体に触媒活性物質を担持してなる触媒粉末と、該分散溶媒に分散された光触媒体とを含む、燃料電池の電極形成に用いる電極触媒インクの使用方法であって、
前記電極触媒インクを透明容器内に収容し、該透明容器内に収容された該電極触媒インクを撹拌装置で撹拌しながら該電極触媒インクに光を照射する保管工程と、
前記透明容器に接続された配管を介して前記電極触媒インクを塗工部に供給し、該塗工部から被塗物に該電極触媒インクを塗工する塗工工程とからなり、
前記塗工工程では、前記電極触媒インク中に含まれる前記光触媒体を除去してから該電極触媒インクを前記塗工部に供給することを特徴とする電極触媒インクの使用方法。
【請求項５】
前記配管は透明配管であることを特徴とする請求項４記載の電極触媒インクの使用方法。
【請求項６】
前記透明容器及び前記透明配管の少なくとも一方の内壁面には透明な光触媒コート層が形成されていることを特徴とする請求項４又は５記載の電極触媒インクの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電極触媒インク並びにその保管方法及び使用方法に関し、詳しくは燃料電池の電極形成用の電極触媒インク並びにその保管方法及び使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池、例えば固体高分子型燃料電池は、通常、加湿した固体高分子よりなる電解質膜と、この電解質膜を挟んで設けられた一対の電極（燃料極及び空気極）とから構成されている。これら電極は、電極反応が行われる電極触媒層と、電極触媒層へのガス供給路及び集電体として機能するガス拡散層との２層構造となっている。すなわち、燃料極は、燃料ガスの電極反応が行われる電極触媒層と、燃料ガスを電極触媒層に供給するとともに集電体として機能するガス拡散層とから構成されている。一方、空気極は、空気などの酸素を含有するガスの電極反応が行われる電極触媒層と、空気などの酸素を含有するガスを電極触媒層に供給するとともに集電体として機能するガス拡散層とから構成されている。そして、燃料極の電極触媒層における電極反応により燃料ガスから形成された水素イオンが電解質膜内を通過して空気極へ移動し、空気極の電極触媒層における電極反応により該水素イオンと酸素とから水がされ、これにより電流が出力される。
【０００３】
このような燃料電池の電極を構成する電極触媒層は、一般に、カーボン粉末（カーボンブラック等）等よりなる導電性触媒担体に貴金属（白金等）粒子等よりなる触媒活性物質を担持してなる触媒粉末と、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の含フッ素化合物等よりなる疎水性バインダ粒子とを構成成分とし、触媒粉末が疎水性バインダ粒子に高分散された構造を呈する。また、疎水性バインダ粒子ではなく、プロトン伝導性をもつ固体高分子よりなる固体電解質に触媒粉末を高分散させてなる電極触媒層や、疎水性バインダ粒子及び固体電解質に触媒粉末を高分散させてなる電極触媒層もある。
【０００４】
このような電極触媒層は、一般に、電極触媒インクを用いた印刷により形成される。すなわち、電極触媒インクを電解質膜に直接塗布するか、あるいは電極触媒インクから膜成形して得たシートを電解質膜にホットプレスすることにより、電解質膜に一体的に接合された電極触媒層が形成される。
【０００５】
この燃料電池の電極形成に用いられる電極触媒インクとして、カーボン粉末に白金を担持してなる触媒粉末をエタノール等の低級アルコールに分散させ、これに固体電解質を添加したものが知られている。また、カーボン粉末に白金を担持してなる触媒粉末をプロピレングリコール水溶液に分散するとともに、この分散溶液に固体電解質を添加し、これに粘度や含水率を調整する溶剤としてのエタノールを添加して調製した電極触媒インクも知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１-２６６９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の電極触媒インクは、製造後の使用可能期間が１週間程度と短く、製造してから約１週間経過後のインクは廃棄している。高価な貴金属を材料に用いる電極触媒インクの廃棄を回避すべく、電極触媒インクの使用可能期間を出来るだけ長くすることが望まれる。
【０００７】
このように電極触媒インクの使用可能期間が短いのは、分散溶媒等として含まれるエタノール等の低級アルコールが酸化により変質するためと考えられる。すなわち、エタノールに代表される低級アルコールには、下記（１）式に示されるように、Ｐｔ酸化物の還元作用がある。そして、下記（１）式に示される反応の際に、エタノール自身は酸化されてカルボキシル基が形成されることにより、下記（２）式に示されるように、エタノールから酢酸へ変化すると考えられる。
【０００８】
ＰｔＯ2 →Ｐｔ＋Ｏ2                                            …（１）
Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ→ＣＨ3 ＣＯＯＨ                      …（２）
【０００９】
このようにエタノールが酸化により変質すると、触媒インクの固液分離により、触媒分散性が低下するため、キャスト膜（触媒付きの膜のこと）などに分布が生じ、電極性能が大幅に低下してしまう。このため、電極触媒インクの使用可能期間は、電極性能の維持のため、１週間程度とされている。
【００１０】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、燃料電池の電極形成に用いる電極触媒インクの劣化を抑制して、電極触媒インクの使用可能期間を長くすることを解決すべき技術課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の電極触媒インクは、燃料電池の電極形成に用いる電極触媒インクであって、低級アルコールよりなる分散溶媒と、前記分散溶媒に分散された、触媒担体に触媒活性物質を担持してなる触媒粉末と、前記分散溶媒に分散された光触媒体とを含むことを特徴とするものである。
【００１２】
この電極触媒インクは、光触媒体が含まれていることから、光触媒の作用により劣化が抑制され、使用可能期間が長くなる。これは、光触媒の光酸化力により分散溶媒としての低級アルコールの還元作用が抑制されることにより、低級アルコールの酸化による変質が抑制されるためと考えられる。
【００１３】
また、光触媒の作用により、強い分解能力を有する活性酸素が生成されるため、この活性酸素による浄化作用（消臭、抗菌、防カビ、防汚や防食）により、電極触媒インクの腐敗抑制、防カビや消臭の作用が発揮され、これによっても電極触媒インクの劣化が抑制される。
【００１４】
上記課題を解決する本発明の電極触媒インクの保管方法は、低級アルコールよりなる分散溶媒と、該分散溶媒に分散された、触媒担体に触媒活性物質を担持してなる触媒粉末と、該分散溶媒に分散された光触媒体とを含む、燃料電池の電極形成に用いる電極触媒インクの保管方法であって、前記電極触媒インクを透明容器内に収容し、該透明容器内に収容された該電極触媒インクを撹拌装置で撹拌しながら該電極触媒インクに光を照射することを特徴とするものである。
【００１５】
この電極触媒インクの保管方法では、光触媒体を含む電極触媒インクを透明容器内に収容し、この電極触媒インクを撹拌装置で撹拌しながら該電極触媒インクに光を照射することから、電極触媒インク内における光触媒体の分散性が向上して、全ての光触媒体に対してより均等に光を照射することが可能となり、光触媒の作用をより有効に発揮させることができる。また、電極触媒インクが黒色である場合は、インクの内部に存在する光触媒体には光が照射されにくいが、撹拌により光触媒体を循環させているので、インクの内部に存在する光触媒体をインクの表面側に存在させることができる。このため、電極触媒インクが黒色であっても、全ての光触媒体に対してより均等に光を照射することが可能となる。
【００１６】
したがって、この電極触媒インクの保管方法によれば、光触媒の作用により、電極触媒インクの劣化を効果的に抑制することができ、電極触媒インクの使用可能期間を長くすることが可能となる。
【００１７】
本発明の電極触媒インクの保管方法は、好適な態様において、前記透明容器の内壁面には透明な光触媒コート層が形成されている。
【００１８】
この態様によれば、電極触媒インクを収容する透明容器の内壁面に透明な光触媒コート層が形成されていることから、この光触媒コート層に存する光触媒の作用によっても、電極触媒インクの劣化を抑制することができるので、より効果的に電極触媒インクの劣化を抑制することが可能となる。
【００１９】
上記課題を解決する本発明の電極触媒インクの使用方法は、低級アルコールよりなる分散溶媒と、該分散溶媒に分散された、触媒担体に触媒活性物質を担持してなる触媒粉末と、該分散溶媒に分散された光触媒体とを含む、燃料電池の電極形成に用いる電極触媒インクの使用方法であって、前記電極触媒インクを透明容器内に収容し、該透明容器内に収容された該電極触媒インクを撹拌装置で撹拌しながら該電極触媒インクに光を照射する保管工程と、前記透明容器に接続された配管を介して前記電極触媒インクを塗工部に供給し、該塗工部から被塗物に該電極触媒インクを塗工する塗工工程とからなり、前記塗工工程では、前記電極触媒インク中に含まれる前記光触媒体を除去してから該電極触媒インクを前記塗工部に供給することを特徴とするものである。
【００２０】
この電極触媒インクの使用方法では、保管工程で、光触媒体を含む電極触媒インクを透明容器内に収容し、この電極触媒インクを撹拌装置で撹拌しながら該電極触媒インクに光を照射することから、電極触媒インク内における光触媒体の分散性が向上して、全ての光触媒体に対してより均等に光を照射することが可能となり、光触媒の作用をより有効に発揮させることができる。また、電極触媒インクが黒色である場合は、インクの内部に存在する光触媒体には光が照射されにくいが、撹拌により光触媒体を循環させているので、インクの内部に存在する光触媒体をインクの表面側に存在させることができる。このため、電極触媒インクが黒色であっても、全ての光触媒体に対してより均等に光を照射することが可能となる。したがって、この保管工程によれば、光触媒の作用により、電極触媒インクの劣化を効果的に抑制することができ、電極触媒インクの使用可能期間を長くすることが可能となる。
【００２１】
そして、塗工工程では、電極触媒インク中に含まれる光触媒体を除去してから該電極触媒インクを塗工部に供給するので、電極触媒層に不要の光触媒体が存在しない電極触媒層を製造することができる。
【００２２】
前記配管は透明配管であることが望ましい。
【００２３】
本発明の電極触媒インクの使用方法は、好適な態様において、前記透明容器及び前記透明配管の少なくとも一方の内壁面には透明な光触媒コート層が形成されている。
【００２４】
この態様によれば、電極触媒インクを収容する透明容器の内壁面、及び透明容器から塗工部に電極触媒インクを供給するための配管の内壁面の少なくとも一方に透明な光触媒コート層が形成されていることから、これらの光触媒コート層に存する光触媒の作用によっても、電極触媒インクの劣化を抑制することができるので、より効果的に電極触媒インクの劣化を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
よって、本発明の電極触媒インク並びにその保管方法及び使用方法によれば、光触媒の作用により、分散溶媒としての低級アルコールの変質が抑制されるとともに、電極触媒インクの腐敗防止、防カビや消臭の作用が発揮されるので、電極触媒インクの劣化を効果的に抑制することができ、電極触媒インクの使用可能期間を長くすることが可能となる。
【００２６】
したがって、本発明の電極触媒インク並びにその保管方法及び使用方法によれば、高価な電極触媒インクの廃棄の回避により、コスト低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明に係る電極触媒インクは、燃料電池の電極形成に用いるものである。燃料電池の種類としては特に限定されず、分散溶媒等として低級アルコールを含む電極触媒インクを用いて電極形成する種々の燃料電池、例えば固体高分子型燃料電池に適用可能である。
【００２８】
そして、本発明に係る電極触媒インクは、低級アルコールよりなる分散溶媒と、分散溶媒に分散された、触媒担体に触媒活性物質を担持してなる触媒粉末と、分散溶媒に分散された光触媒体とを含む。
【００２９】
前記低級アルコールとしては、特に限定されず、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノールや１−ペンタノール等を挙げることができる。
【００３０】
前記触媒担体としては、特に限定されず、カーボンブラック等のカーボン粒子に代表される導電性の触媒担体を用いることができる。
【００３１】
前記触媒活性物質としては、特に限定されず、白金、鉄やコバルト等の貴金属粉末を用いることができる。
【００３２】
前記光触媒体としては、光触媒作用を発揮するものであれば特に限定されない。例えば、光触媒をペレット化（粒状化）した直径が５〜３０ｍｍ程度の光触媒ペレットを用いたり、あるいは直径が０．５〜２０μｍ程度の光触媒粉末をそのまま用いたりすることができる。光触媒体の光触媒の種類は、電極触媒インク中の触媒粉末等に悪影響を与えないものであれば特に限定されず、酸化チタンや（ＴｉＯ2 ）や白金を担持した酸化チタン（Ｐｔ／ＴｉＯ2 ）を用いることができる。ここに、酸化チタンに代表される多くの光触媒は、紫外線の照射により光励起状態となって光酸化力を発揮する。このような紫外線の照射により光酸化力を発揮する光触媒を用いることも勿論可能であるが、可視光の照射によっても光酸化力を発揮する可視光応答性を付与した光触媒（紫外線及び可視光線、つまり太陽光に含まれる多くの波長をエネルギーとして利用可能な光触媒）、例えば可視光応答型酸化チタン光触媒を用いることが望ましい。かかる可視光応答型酸化チタン光触媒として、例えば、野際産業（株）社製の「ブルーアクティブ−ＰＷ２５」（光触媒粉末）や「ブルーアクティブＥＸ−１」（「ブルーアクティブ−ＰＷ２５」を用いたコーティング剤）を挙げることができる。
【００３３】
前記光触媒体として、光触媒ペレット、例えば酸化チタン光触媒ペレットを採用する場合、この酸化チタン光触媒ペレットは、（１）酸化チタン粉末を焼き固める、（２）酸化チタン粉末を粘土などの無機接着剤に混ぜて焼き固める、（３）セラミックス、金属やガラスのペレット、小石などに酸化チタン光触媒コーティング液をコートして加熱し、表面に酸化チタン膜を被覆する方法、（４）金属チタンのペレットの表面を酸化して酸化チタン光触媒にする方法など、種々の方法で製造することができる。
【００３４】
本発明に係る電極触媒インクは、前記分散溶媒、前記触媒粉末及び前記光触媒体を所定量の水（好ましくは純水）に配合するとともに、必要に応じて、固体高分子電解質及び疎水性バインダ粒子のうちの少なくとも一種や、プロピレングリコール、エチレングリコール及びグリセリン等の多価アルコールなどを添加することができる。
【００３５】
前記固体高分子電解質としては、特に限定されず、例えば、ナフィオン（登録商標）等のパーフルオロスルホン酸型ポリマを挙げることができる。
【００３６】
前記疎水性バインダ粒子としては、特に限定されず、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の含フッ素化合物を挙げることができる。
【００３７】
本発明に係る電極触媒インクの好適な組成、例えば固体高分子電解質を添加する場合の好適な組成として、下記に示すものを挙げることができる。なお、この組成は、６０％Ｐｔ担持カーボンに対する他の成分の重量比で示したものである。
【００３８】
含有成分                重量比
６０％Ｐｔ担持カーボン  ：１
純水                    ：２〜７
エタノール              ：３〜７
１０％ナフィオン溶液    ：２〜８
プロピレングリコール    ：０〜３
光触媒                  ：０．００３〜０．０１
【００３９】
本発明の電極触媒インクの保管方法は、本発明に係る前記電極触媒インクの保管方法であって、前記電極触媒インクを透明容器内に収容し、該透明容器内に収容された該電極触媒インクを撹拌装置で撹拌しながら該電極触媒インクに光を照射する。
【００４０】
この透明容器としては、光を透過可能なものであれば特に限定されず、透明ガラス容器や透明樹脂容器を用いることができる。なお、透明樹脂容器としては、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ＰＳ、ＣＲ−３９、ＳＡＮ、メチリメタクリレート・スチレン共重合体（ＭＡＳ）、ＰＶＣやポリ−４−メチルメンテン−１（ＴＰＸ）等の透明樹脂より容器を用いることができる。
【００４１】
前記撹拌装置としては、電極触媒インクを撹拌できるものであれば溶くに限定されない。また、撹拌時の回転数も特に限定されず、５０〜３００ｒｐｍ程度とすることができる。
【００４２】
電極触媒インクに照射する光としては、前記光触媒体の光触媒を光励起状態として光触媒作用を発揮させうるものであれば特に限定されず、光触媒の種類に応じて可視光や紫外線を照射することができる。
【００４３】
前記透明容器の内壁面には、透明な光触媒コート層が形成されていることが好ましい。この光触媒コート層における光触媒の種類は、前記光触媒体における光触媒と同様、電極触媒インク中の触媒粉末等に悪影響を与えないものであれば特に限定されず、酸化チタンや（ＴｉＯ2 ）や白金を担持した酸化チタン（Ｐｔ／ＴｉＯ2 ）を用いることができる。また、紫外線の照射により光酸化力を発揮する光触媒を用いることも勿論可能であるが、可視光の照射によっても光酸化力を発揮する可視光応答性を付与した光触媒、例えば前記可視光応答型酸化チタン光触媒を用いることが望ましい。
【００４４】
この光触媒コート層は、透明な光触媒コーティング液を透明容器の内壁面に塗布し、乾燥，焼成することにより形成することができる。例えば、可視光応答型酸化チタンコーティング剤（野際産業（株）社製の「ブルーアクティブＥＸ−１」等）を透明容器の内壁面に塗布し、乾燥後、４００〜６００℃程度の温度で焼成することにより、光触媒コート層を形成することができる。この光触媒コート層の厚さは、特に限定されないが、２００〜５００μｍ程度とすることができる。
【００４５】
本発明の電極触媒インクの使用方法は、本発明に係る前記電極触媒インクの使用方法であって、前記電極触媒インクを透明容器内に収容し、該透明容器内に収容された該電極触媒インクを撹拌装置で撹拌しながら該電極触媒インクに光を照射する保管工程と、前記透明容器に接続された配管を介して前記電極触媒インクを塗工部に供給し、該塗工部から被塗物に該電極触媒インクを塗工する塗工工程とかる。
【００４６】
この電極触媒インクの使用方法における保管工程は、本発明の電極触媒インクの保管方法と同様の態様とすることができる。なお、この保管工程では、電極触媒インクを塗工部に供給するための配管が底部付近等に接続されていること以外は、本発明の電極触媒インクの保管方法で用いる前記透明容器と同様の透明容器を用いることができる。
【００４７】
前記塗工工程では、前記透明容器に接続された配管を介して前記電極触媒インクを塗工部に供給し、該塗工部から被塗物に電極触媒インクを塗工する。このとき用いる配管としては、ステンレス製としてもよいが、透明ガラス又は前記透明樹脂製等の透明配管とすることが望ましい。透明配管とした場合、配管を通過する電極触媒インク中の光触媒体にも光が照射されうるので、電極触媒インクが配管を通過する間にも、光触媒作用により電極触媒インクの劣化を防止することができる。また、透明配管とした場合は、前記透明容器と同様、この透明配管の内壁面にも透明な前記光触媒コート層が形成されていることが好ましい。
【００４８】
そして、本発明の電極触媒インクの使用方法では、前記塗工工程で、前記電極触媒インク中に含まれる前記光触媒体を除去してから該電極触媒インクを前記塗工部に供給する。光触媒体を除去する方法は特に限定されず、例えば、前記配管の途中に光触媒体を除去可能なフィルタ部を内設することができる。
【００４９】
なお、透明配管を採用する場合は（この透明配管の内壁面に光触媒コート層を形成する場合も同様）、前記透明容器と前記塗工部とを連結する配管のうち、透明容器からフィルタ部に至るまでの範囲を透明配管とすればよい。フィルタ部で光触媒体を除去した以降は、配管を透明にしたり光触媒コート層を形成したりする必要がないからである。
【実施例１】
【００５０】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００５１】
本実施例は、固体高分子型燃料電池の電極形成に用いる電極触媒インクに本発明を適用したものである。
【００５２】
図１は、本実施例に係る電極触媒インクの製造方法及び保管方法（保管容器）を模式的に説明する断面図である。
【００５３】
この保管容器１０は、透明ガラス製の蓋１１ａ付きの透明ガラス容器１１と、撹拌装置１２とから構成されている。そして、この透明ガラス容器１１の内壁面（底面及び側面）には、厚さ約３００μｍの透明な光触媒コート層１３が均一厚さで形成されている。この光触媒コート層１３は、アナターゼ型酸化チタンのみからなる透明な膜状光触媒よりなる。
【００５４】
上記光触媒コート層１３は、以下のようにして形成した。すなわち、市販の可視光応答型酸化チタンコーティング剤（野際産業（株）社製の「ブルーアクティブＥＸ−１」）をまず準備した。なお、この酸化チタンコーティング剤は、溶媒としてのイソプロピルアルコールに可視光応答型酸化チタン粉末（野際産業（株）社製の「ブルーアクティブ  ＰＷ２５」を分散してなる分散溶液を、無機系バインダを用いてコーティング剤としたものである。
【００５５】
そして、上記酸化チタンコーティング剤を透明ガラス容器１１の内壁面に均一厚さで塗布し、乾燥後、約５５０℃の温度で焼成することにより、アナターゼ型酸化チタンのみからなる透明な光触媒コート層１３を透明ガラス容器１１の内壁面に形成した。
【００５６】
一方、光触媒ペレット１を準備した。この光触媒ペレット１は、基材としての透明なガラスペレット（直径約２０ｍｍ）と、このガラスペレットの表面上に被覆された厚さ約３００μｍの透明な光触媒コート層とから構成されている。なお、この光触媒コート層は、透明ガラス容器１１の内壁面に形成された前記光触媒コート層１３と同様、アナターゼ型酸化チタンのみからなる透明な膜状光触媒よりなる。
【００５７】
この光触媒ペレット１は、前記光触媒コート層１３と同様、以下のようにして製造した。すなわち、市販の可視光応答型酸化チタンコーティング剤（野際産業（株）社製の「ブルーアクティブＥＸ−１」）をガラスペレットの表面上に均一厚さで塗布し、乾燥後、約５５０℃の温度で焼成することにより、アナターゼ型酸化チタンのみからなる透明な光触媒コート層をガラスペレットの表面に形成した。
【００５８】
これら保管容器１０及び光触媒ペレット１を用いて、以下に示すように電極触媒インク２を製造するとともに、製造した電極触媒インク２を保管した。
【００５９】
まず、導電性触媒担体としてのカーボン粉末に触媒活性物質としての白金を担持してなる６０ｗｔ％Ｐｔ担持カーボンよりなる触媒粉末を準備した。また、固体高分子電解質としてのナフィオン（登録商標）の１０％電解質溶液を準備した。さらに、純水、エタノール及びプロピレングリコールを準備した。そして、これら触媒粉末としての６０％ＰＴ担持カーボン、純水、エタノール、１０％ナフィオン溶液及びプロピレングリコールを混合・撹拌し、その後ジェットミル分散機により分散させて、３リットルのインクを製造した。なお、このインクは黒色をしている。
【００６０】
こうして得られたインクを、約３０個の前記光触媒ペレット１とともに前記ガラス容器１１内に投入して、本実施例に係る電極触媒インク２を製造した。
【００６１】
得られた電極触媒インク２の組成は、以下の通りである。なお、この組成は、６０％Ｐｔ担持カーボンに対する他の成分の重量比で示したものである。また、光触媒の重量比は、光触媒ペレット１中の光触媒コート層の重量比である。
【００６２】
含有成分                重量比
６０％Ｐｔ担持カーボン  ：１
純水                    ：５
エタノール              ：５
１０％ナフィオン溶液    ：４
プロピレングリコール    ：２
光触媒                  ：０．００７
【００６３】
そして、上記電極触媒インク２が収容された透明ガラス容器１１に蓋１１ａをした状態で、この保管容器１０を可視光が当たる場所に設置し、前記撹拌装置１２を１００ｒｐｍの回転数で撹拌しながら電極触媒インク２を保管した。すなわち、撹拌装置１２で電極触媒インク２を撹拌しながら、透明ガラス容器１１の内壁面に形成された光触媒コート層１３及び電極触媒インク２内を循環する光触媒ペレット１の光触媒コート層に可視光を照射した。この状態を維持しながら電極触媒インク２を保管したところ、この電極触媒インク２の使用可能期間が２週間に延長された。
【００６４】
このように電極触媒インク２の劣化が抑制されたのは、この電極触媒インク２中には光触媒体としての光触媒ペレット１が含まれているとともに、透明ガラス容器１１の内壁面に光触媒コート層１３が形成されていることから、これらの光触媒に光が照射されることにより光触媒が光励起状態となって強い光酸化力及び分解能力が発揮され、これにより分散溶媒としてのエタノールの変質が抑制されるとともに、電極触媒インク２の腐敗抑制、防カビや消臭の作用が発揮されたためと考えられる。
【００６５】
また、この電極触媒インクの保管方法では、光触媒ペレット１を含む電極触媒インク２を撹拌装置１２で撹拌しながら光を照射することから、電極触媒インク２中で光触媒ペレット１を循環させることにより、光触媒ペレット１の分散性が向上するとともに、全ての光触媒ペレット１を電極触媒インク２の表面側に存在させることができる。このため、インクが黒色であっても、全ての光触媒ペレット１に対してより均等に光を照射することが可能となり、光触媒の作用をより有効に発揮させることができる。また、透明ガラス容器１１の内壁面に光触媒コート層１３が形成されていることから、この光触媒コート層１３に存する光触媒の作用によっても、電極触媒インク２の劣化を抑制することができるので、より効果的に電極触媒インク２の劣化を抑制することが可能となる。
【００６６】
なお、前記保管容器１０の透明ガラス容器１１をインク調合用の容器として併用することも勿論可能である。
【００６７】
（比較例）
透明ガラス容器１１の内壁面に光触媒コート層１３を形成しないこと、及び光触媒ペレット１を添加しないこと以外は、実施例１と同様に、電極触媒インクを製造して保管したところ、電極触媒インクの使用可能期間は１週間であった。
【実施例２】
【００６８】
図２は、本実施例に係る電極触媒インクの使用方法及び塗工装置を模式的に説明する断面図である。
【００６９】
この塗工装置２０は、透明ガラス製の蓋２１ａ付きの透明ガラス容器２１と、撹拌装置２２と、透明ガラス容器２１の底部付近の側面に一端が接続された配管２３と、配管２３の他端に接続された塗工部２４と、配管２３の途中に配設されたポンプ２５と、配管２３の途中でポンプ２５よりも塗工部２４側に内設されたフィルタ部２６とから構成されている。
【００７０】
上記配管２３は、透明ガラス容器２１からフィルタ部２６に至るまでの範囲が透明ガラス製の透明配管２３ａよりなる一方、フィルタ部２６から塗工部２６に至るまでの範囲がステンレス製配管２３ｂよりなる。
【００７１】
また、上記フィルタ部２６はインクに影響を与えない材質（ガラスやセラミックス等）よりなる。
【００７２】
そして、この透明ガラス容器２１の内壁面（底面及び側面）及び透明配管２３ａの内壁面には、厚さ約３００μｍの透明な光触媒コート層２７が均一厚さで形成されている。なお、この光触媒コート層２７は、前記実施例１の前記光触媒コート層１３と同様、アナターゼ型酸化チタンのみからなる透明な膜状光触媒よりなり、前記光触媒コート層１３と同様の方法により形成したものである。
【００７３】
この塗工装置２０を用いて、以下に示すように被塗物としての基材や膜に電極触媒インクを塗工した。
【００７４】
まず、前記実施例１と同様にして、前記電極触媒インク２を製造するとともに、この電極触媒インク２を前記保管容器１０で保管した。そして、この電極触媒インク２を前記塗工装置２０の透明ガラス容器２１内に投入するとともに、この透明ガラス容器２１に蓋２１ａをした状態で、この塗工装置２０を可視光が当たる場所に設置し、前記撹拌装置２３を１００ｒｐｍの回転数で撹拌しながら、前記ポンプ２５を作動させた。こうして、電極触媒インク２の劣化を防止しながら、この電極触媒インク２から前記光触媒ペレット１をフィルタ部２６で除去しつつ、塗工部２４から被塗物に電極触媒インク２を塗工した。
【００７５】
したがって、塗工部２４から被塗物に電極触媒インク２を塗工する塗工工程の最中においても、電極触媒インク２に含まれる光触媒ペレット１並びに透明ガラス容器１１及び透明配管２３ａの内壁面に形成された光触媒コート層２７の光触媒作用により、電極触媒インク２の劣化を抑制することができる。
【００７６】
なお、前記塗工装置２０の透明ガラス容器２１をインク調合用の容器や電極触媒インク２の保管用の容器として併用することも勿論可能である。
【００７７】
また、前述の実施例では、前記光触媒ペレット１並びに前記光触媒コート層１３及び２７の光触媒として、可視光応答型酸化チタン光触媒を採用する例について示したが、紫外線の照射により光触媒作用を発揮する光触媒を採用することも勿論可能である。この場合は、その光触媒を光励起状態として光触媒作用を発揮させうる紫外線ランプ等により紫外線を照射する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】実施例１に係る電極触媒インクの製造方法及び保管方法（保管容器）を模式的に説明する断面図である。
【図２】実施例２に係る電極触媒インクの使用方法及び塗工装置を模式的に説明する断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１…光触媒ペレット（光触媒体）        ２…電極触媒インク
１１、２１…透明ガラス容器            １２、２２…撹拌装置
１３、２７…光触媒コート層                  ２３…配管
２３ａ…透明配管                        ２４…塗工部
２６…フィルタ部
【図１】
2005085574.tif 000003
【図２】
2005085574.tif 000004