"式PtxNi1-x式中、xは0.21と0.39の間である、に従う触媒材料を含むナノスケール触媒粒子の薄膜を有するミクロ構造担持ウィスカーを含むナノ構造要素を含む、触媒。請求項1に記載のxが、0.21と0.34の間である、請求項1に記載の触媒。請求項1に記載のxが、0.22と0.38の間である、請求項1に記載の触媒。請求項1に記載のxが、0.22と0.33の間である、請求項1に記載の触媒。請求項1に記載のxが、0.26と0.33の間である、請求項1に記載の触媒。請求項1に記載のxが、0.28と0.32の間である、請求項1に記載の触媒。Ptのfcc格子定数が、3.73よりも小さい、請求項1~6のいずれか一項に記載の触媒。Ptのfcc格子定数が、3.72よりも小さい、請求項1~6のいずれか一項に記載の触媒。Ptのfcc格子定数が、3.71よりも小さい、請求項1~6のいずれか一項に記載の触媒。Ptのfcc格子定数が、3.69と3.73の間である、請求項1~9のいずれか一項に記載の触媒。Ptのfcc格子定数が、3.70と3.72の間である、請求項1~9のいずれか一項に記載の触媒。Ptのfcc格子定数が3.69と3.73の間であるPtNi二元合金の触媒材料を含むナノスケール触媒粒子の薄膜を有するミクロ構造担持ウィスカーを含むナノ構造要素を含む、触媒。Ptのfcc格子定数が、3.70と3.72の間である、請求項12に記載の触媒。式PtxNi1-x式中、xは0.21と0.39の間であるに従う触媒材料を含むナノスケール触媒粒子の薄膜を有するミクロ構造担持ウィスカーを含むナノ構造要素を含む、触媒。請求項14のxが、0.21と0.34の間である、請求項14に記載の触媒。請求項14のxが、0.22と0.38の間である、請求項14に記載の触媒。請求項14に記載のxが、0.22と0.33の間である、請求項14に記載の触媒。請求項14に記載のxが、0.26と0.33の間である、請求項14に記載の触媒。請求項14に記載のxが、0.28と0.32の間である、請求項14に記載の触媒。Ptのfcc格子定数が、3.73よりも小さい、請求項14~19のいずれか一項に記載の触媒。Ptのfcc格子定数が、3.72よりも小さい、請求項14~19のいずれか一項に記載の触媒。Ptのfcc格子定数が、3.71よりも小さい、請求項14~19のいずれか一項に記載の触媒。Ptのfcc格子定数が、3.69と3.73の間である、請求項14~22のいずれか一項に記載の触媒。Ptのfcc格子定数が、3.70と3.72の間である、請求項14~22のいずれか一項に記載の触媒。Ptのfcc格子定数が3.69と3.73の間であるPtNi二元合金の触媒材料を含むナノスケール触媒粒子の薄膜を有するミクロ構造担持ウィスカーを含むナノ構造要素を含む、触媒。Ptのfcc格子定数が、3.70と3.72の間である、請求項25に記載の触媒。燃料電池触媒である、請求項1~26のいずれか一項に記載の触媒。請求項1~27のいずれか一項に記載の触媒を含む、燃料電池膜電極アセンブリ。請求項1~27のいずれか一項に記載の触媒をカソード触媒として含む、燃料電池膜電極アセンブリ。本発明は非常に高い酸素還元質量活性を示すPt-Ni触媒に関する。幾つかの実施形態において、Pt-Ni触媒はPt-Ni二元合金である。幾つかの実施形態において、この触媒は3.71オングストロームあるいは0.371nmよりも小さいPtのfcc結晶格子定数を持つことに特徴づけられ得る。幾つかの実施形態において、この触媒は3.72オングストロームあるいは0.372nmよりも小さいPtのfcc結晶格子定数を持つ。幾つかの実施形態において、この触媒は3.73オングストロームあるいは0.373nmよりも小さいPtのfcc結晶格子定数を持つ。幾つかの実施形態において、この触媒は3.69オングストロームあるいは0.369nmと3.73オングストロームあるいは0.373nmの間であるPtのfcc結晶格子定数を持つ。幾つかの実施形態において、この触媒は3.70オングストローム又は0.370nmと3.72オングストロームあるいは0.372nmの間であるPtのfcc結晶格子定数を持つ。幾つかの実施形態において、この触媒はPtxNi1-x式中、xは0.2と0.4の間であるで示される組成に近いことに特徴づけられ得る。幾つかの実施形態において、xは0.21と0.34の間である。幾つかの実施形態において、xは0.22と0.38の間である。幾つかの実施形態において、xは0.22と0.33の間である。幾つかの実施形態において、xは0.26と0.33の間である。幾つかの実施形態において、xは0.28と0.32の間である。幾つかの実施形態において、この触媒は上記の触媒材料を含むナノサイズの触媒粒子の薄い膜を有するミクロ構造担持ウィスカーを含むナノ構造要素を含む。この触媒は特に燃料電池、更に具体的には燃料電池カソード触媒として有用であり得る。本出願では、膜電極接合体は、電解質、典型的にはポリマー電解質と、少なくとも1つであるがより典型的には2つ又はそれ以上の、膜に隣接する電極とを含む膜を含む構造を意味する。ナノ構造要素は、表面の少なくとも一部に触媒材料を含む、針状で分離性の微細構造を意味する。ナノスケール触媒粒子は、標準的なX線回折スキャンの2θの回折ピーク半値幅から測定した場合に、少なくとも一方向の寸法が約15nm以下であるか、又は結晶サイズが約15nm以下である触媒材料の粒子を意味する。ナノスケール触媒粒子の薄膜としては、分離性のナノスケール触媒粒子の膜、結合したナノスケール触媒粒子の膜、及び結晶質又は非晶質のナノスケールの触媒グレインの膜が挙げられ、典型的には分離性の又は結合したナノスケール触媒粒子の膜が挙げられ、最も典型的には分離性のナノスケール触媒粒子の膜が挙げられる。針状は、平均断面幅に対する長さの比が3以上であることを意味する。分離性は、異なる性質を有する別個の要素を意味するが、要素が互いに接触していることを除外しない。微細は、少なくとも一方向の寸法が約1マイクロメートル以下であることを意味する。平面相当厚は、不均一に分布され得る、また表面が不均一面であり得る、表面に分布された層例えば、地表全体に分布した雪の層、又は真空蒸着のプロセスで分布した原子の層などに関して、層の全質量が表面の突き出た面積と同じ面積に及ぶ平面上に均一に広がっていると仮定して計算される厚さを意味する不均一な特徴及びコンボリューションを無視した場合、表面によって覆われる突き出た面積は表面の全表面積以下であることに注意する。二層平面相当厚は、本明細書に記載するような第1の層及び本明細書に記載するような隣接して存在する第2の層の合計平面相当厚を意味する。本開示の利点は、燃料電池で使用するための触媒を提供することにある。本開示は非常に高い酸素還元質量活性を示すPt-Ni触媒に関する。幾つかの実施形態において、この触媒は3.71オングストロームよりも小さいPtfcc格子定数を持つことに特徴づけられ得る。幾つかの実施形態において、この触媒はPtxNi1-x式中、xは0.2と0.4の間であるで示される組成に近いことに特徴づけられ得る。この触媒は燃料電池、更に具体的には燃料電池触媒として特に有用であり得る。本開示は燃料電池のカソード触媒として用いられた場合の酸素還元活性に有意な向上をもたらす特定のPt合金の結晶構造及び格子定数を説明する。Niの原子パーセンテージの高いPtNi合金の活性は、非常に小さい幅の原子パーセンテージの変化、電子マイクロプローブ分析法の測定で60から約65、又は重量法好ましいの測定で65から73、又は蛍光X線法の測定で73から約78、によりfcc格子定数が3.71オングストローム以下に低下して、劇的に上昇するように見受けられる。この格子定数の低い値は重要であると信じられている。本開示は、PtNi二元合金で実証したように酸素還元活性を一般的な触媒組成物、例えばNSTFPt68.7Co28.5Mn2.73元触媒、の倍にすることを可能とする。格子定数3.71オングストロームまでの新規PtNi合金で測定された電流質量活性値は0.32A/mgPtで、0.10mgPt/cm2しか用いていない。本開示は現在最も優れたNSTF触媒のORR活性を倍にする潜在能力を持ち、従って高い電流密度と究極的にはスタックサイズ及びコスト並びに低電力運転状況での運転効率すなわち自動車の燃料効率を直接的に向上させ、間接的には水の管理や慣らし運転のような他の要因にも影響を及ぼす。本発明の目的及び利点を、以下の実施例によって更に例示するが、これらの実施例において列挙される特定の材料及びその量、並びに他の諸条件及び詳細によって、本開示を不当に制限するものではないと解釈すべきである。特に断らないかぎり、すべての試薬はアルドリッチケミカル社AldrichChemicalCoウィスコンシン州ミルウォーキー市より入手したか、又は販売されるものであり、あるいは公知の方法で合成することができるものである。以下に説明される様々な組成の2元及び3元Pt合金は、上で引用された、例えば米国特許第7,419,741号など従来の技術内で説明されているように、NSTFウィスカー担持フィルム上に対応する元素の単独多層をスパッタデポジションにより形成して作製された。この触媒は当量約850及び厚さ20マイクロメートルのプロトン交換膜に適用された。アノード側では、Pt68.7Co28.5Mn2.7組成物において触媒の添加量は一般的に0.05又は0.1mg-Pt/cm2のPtCoMnである。カソード側では、以下の殆どのデータにおいて各種の合金のPtの添加量は一般的に0.10mg/cm2で、4つのPtNi実施例においては0.15mg/cm2のPtである。触媒はホットロールラミネーションで膜表面に移され、この触媒で被覆された膜はガス分散層を追加した後に50cm2の燃料電池において試験された。カソード触媒の酸素還元活性はエネルギー省によって既定された手順にしたがって測定された。触媒合金組成は、初期スパッタデポジション校正ファイル図7においては重量法と表記、あるいはX線蛍光法図6においてはXRFと表記、あるいは電子マイクロプローブ分析法図4と図5においてはEMPと表記を含む複数の方法によって決定された。触媒合金の構造特性は、触媒が膜に適用されて燃料電池実験に供される前にX線回折法XRDによって測定された。図1は三元Pt合金においてのCoとNi原子の合計パーセンテージと、電子マイクロプローブ分析法XRDで測定したPt合金のfcc格子定数のグラフである。線形近似線も示されている。Ptの面心立方格子定数は合金中の遷移金属の量が増加するに従い単調に減少するように見受けられる。図2は一連のPtNi二元触媒において、測定された酸素還元質量活性と、電子マイクロプローブ分析法XRDで測定したPt合金のfcc格子定数のグラフである。図2はPtNiのfcc格子定数が3.71オングストローム近傍での劇的なピークを示す。図3は一連のPtNi二元触媒において、燃料電池で測定された電気化学的表面積の測定値と電子マイクロプローブ分析法XRDで測定されたPtNiのfcc格子定数のグラフである。図3はまたPtNiのfcc格子定数が3.71オングストローム近傍での劇的なピークを示す。図3は燃料電池で一般的なHupd法で測定された電気化学的表面積の測定値が上述の格子定数におけるピークを示すことを表す。図4は燃料電池において測定した燃料電池質量活性と、一連のPtxNiy合金組成においてのEEMPによって測定された、酸素を含めて検出されたすべての元素を計算に入れたNiの原子パーセンテージのグラフである。図5は燃料電池において測定した燃料電池質量活性と、一連のPtxNiy合金組成においてEMPによって測定された、NiとPtのみを計算に入れたNiの原子パーセンテージのグラフである。図6は燃料電池において測定した燃料電池質量活性と、一連のPtxNiy合金組成においてXRFによって測定されたNiの原子パーセンテージのグラフである。質量活性が組成の関数として鋭いピークを持つように見受けられるが、Niに対しての、このピークの見かけの位置はその測定方法及び前提条件に大きく左右される。しかし、この質量活性のピークに対応する最も可能性がある相対的Ni/Pt組成値は62Ni原子パーセントであろう。図7は燃料電池において測定した燃料電池質量活性と、一連のPtxNiy合金組成において重量法によって測定されたNiの原子パーセンテージのグラフである。重量法は精度ではないが±5、正確であり、すなわち、このピークがPt30Ni70近傍の組成であることを示す。本開示の様々な修正及び変更は、本開示の範囲及び原理から逸脱することなく当業者には明白であり、また、本開示は、本明細書に記載した例示的な実施形態に不当に制限されるものではないと理解すべきである。"