【課題】 パターン化されたナノチューブ構造と固体電解質層とを有する膜電極接合体（ＭＥＡ）を提供する。
【解決手段】 固体電解質層の使用によって機械的強度が増加する。電極層は反応物質が電解質へと流れるよう十分に薄い。ナノチューブのパターンは複数のクローズドエンドチューブを含み、ＭＥＡの体積当たりの反応面積を増加させる。ナノチューブのパターンはまた機械的強度を増加させ、特にクローズドエンドチューブのハニカム様配列が望ましい。触媒はＭＥＡのアノード及びカソード表面に配置されるのが望ましく、反応面積を増加させるために分離したアイランド状の触媒の形態をとることが望ましい。本発明に関するＭＥＡはパターン化されたテンプレートに層成長させることによって形成される。原子層成長ほうが適した堆積技術である。 （もっと読む）

アノード基材におけるストレスをストレス補償層で補償するアノード支持形燃料電池で、特にＳＯＦＣである。本発明によれば、前記ストレス補償層は様々な小さな開口部を作ることで多孔質にできている。これらの開口部は好ましくは６角形に作られ、当該開口部間の壁の厚さは薄い。電子伝導性多孔層は当該ストレス補償層に塗布されている。
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【課題】燃料極の単位重量当たりの反応界面を増やすことにより、電極の反応抵抗を低減し、発電出力を向上させたＳＯＦＣ用燃料極及びその製造方法、並びにこのＳＯＦＣ用燃料極を備えたＳＯＦＣを提供すること。
【解決手段】少なくとも金属元素Ａと金属元素Ｂと酸素を構成元素とする複合酸化物ないしは金属元素Ｂ含有酸化物を含有するＳＯＦＣ用燃料極。複合酸化物ないしは金属元素Ｂ含有酸化物が酸化物イオン伝導性を有し、該複合酸化物ないしは金属元素Ｂ含有酸化物の表面に上記金属元素Ａの超微粒子を備える。金属元素Ａと金属元素Ｂが式（１）：Ｅ_Ａ−Ｏ＜Ｅ_Ｂ−Ｏ…（１）（式中のＥ_Ａ−Ｏは金属元素Ａと酸素との結合エネルギー、Ｅ_Ｂ−Ｏは金属元素Ｂと酸素との結合エネルギーを示す。）で表される関係を満足する。ＳＯＦＣ用燃料極を備えたＳＯＦＣ。式（１）の関係を満足する複合酸化物前駆体を用いる製造方法。
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触媒膜を製造する方法が記載される。このプロセスは、触媒混合物を製造するために、非プロトン性溶媒を含む触媒の成分を混合するステップと、触媒膜を製造するために、その触媒混合物を膜に付与するステップとを含む。混合するステップにおいて、その成分は、金属分散触媒、アイオノマー、および、分散剤からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーをさらに含む。また、付与するステップにおいて、この触媒膜は、プロトン伝導膜であって、このプロトン伝導膜は、フッ素化物、非フッ素化物、および、部分的フッ素化物からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーである。
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固体酸化物燃料電池は、ニッケルフォームまたはニッケルフェルト基材を含んでなる。セラミック材料、例えばイットリアで安定化させたジルコニア、等を基材の細孔中に導入する。得られるアノードは、優れた導電率、強度および低熱膨脹率特性を達成し、燃料電池中に含まれるニッケルの総量が効果的に低減される。本発明により、従来のアノード設計と同等以上の燃料電池アノード特性が得られ、同時に、使用するニッケルが大幅に低減する。
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多孔質金属膜を形成するための改善された２工程複製プロセスが提供される。多孔質非金属テンプレートのネガが、テンプレートに液体前駆体を浸透させ、この前駆体を硬化して固体のネガを形成した後、テンプレートを除去してネガを露出することで得られる。露出されたネガを周囲するように金属を成膜する。そしてネガを除去することで、元のテンプレート膜の細孔を複製した細孔を有する多孔質金属膜が得られる。テンプレートの除去と金属の成膜の間、ネガは常に液体中に浸った状態に保たれる。この浸漬によって、これらの工程間にネガが乾燥することで引き起こされるネガの損傷が防止される。本発明の別の側面によると、上記方法によって形成された金属膜が提供される。例えば、膜の一面に他面より小さい細孔を有するような金属膜が提供される。
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膜電極アッセンブリは、燃料極と、空気極と、燃料極と空気極の間に配置された膜と、空気極と膜の間の長寿命触媒層とを含んでなり、長寿命触媒層は、酸素を消費し、かつ、過酸化水素を分解して、水を生成するのに適合されている。
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カソード基体と、混合された酸素イオン導電体材料のコーティングとを有する溶融炭酸塩燃料電池用カソードである。混合された酸素イオン導電体材料は、セリア、あるいは、ガドリニウムドーピングセリア、またはイットリウムドーピングセリアなどのドーピングセリアから形成される。コーティングは、カソード基体上にゾル−ゲルプロセスを使用して堆積され、ゾル−ゲルプロセスは、前駆物質として有機金属化合物、有機塩および無機塩、水酸化物、およびアルコキシドを利用し、溶媒として、水、有機溶媒またはそれらの混合物を使用する。
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本発明の方法によれば、電流集電体、接着剤である硫黄または金属ナノ粒子、及び炭素ナノチューブまたは炭素ナノファイバを含み、上述した硫黄または金属ナノ粒子は、上述した炭素ナノチューブまたは炭素ナノファイバの表面に結合、付着または融着され炭素ナノチューブまたは炭素ナノファイバとの間の接合及び炭素ナノチューブまたは炭素ナノファイバと電流集電体との間の接着を達成していることを特徴とする炭素ナノチューブまたは炭素ナノファイバ電極が提供される。上記のように、製造された本願発明の炭素ナノチューブまたは炭素ナノファイバ電極は、内部抵抗が低くて耐久性が強くてＥＳＲが非常に低く、２次電池やスーパーキャパシタ、燃料電池で非常に有用に使われることができる。 （もっと読む）

本発明は、第一電極（２）、水酸化物イオン伝導性固体メンブラン（３）、および第二電極（４）からなる固体積重構造を含んでなり、各電極（２、４）が、固体メンブランと接触している活性層（２ａ、４ａ）を含んでなるアルカリ燃料電池に関する。各電極（２ａ、４）の活性層（２ａ、４ａ）の材料は、少なくとも一種の触媒成分、電子伝導性成分、および水酸化物イオン伝導性成分を含んでなる。水酸化物イオン伝導性成分は、第４級アンモニウム官能基を有するスチレン系重合体であり、水酸化物イオンＯＨ⁻が各第４級アンモニウム官能基と会合している。このようなアルカリ燃料電池は、炭酸化の影響を受けず、良好な電気化学的性能を維持する。
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本発明は、メチル・エーテルを使用する、アノードとカソードを持つ固体電解質型燃料電池の操作方法を提供する。この実施形態の方法は、酸素分子とメチル・エーテルとを有する第一混合物を形成する工程を有する。その後、その第一反応混合物は、一酸化炭素と水素分子とを有する第二混合物を形成すべく、十分な温度に加熱される。最後に、固体電解質型燃料電池のアノードが、気体状の第二混合物と接触する。別の実施形態において、本発明は、本発明の方法を利用する燃料電池システムを提供する。
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ナノファイバ基板から放射状に延びた少なくとも１つのカーボンナノチューブを有する階層構造、ならびにその使用方法および製造方法。 （もっと読む）

ナノスコピック触媒粒子を担持した微細構造化担体ウィスカを含むナノ構造化要素を含む燃料電池カソード触媒が提供される。ナノスコピック触媒粒子は、第１および第２の層の交互適用によって製造され、第１の層は白金を含み、第２の層は、鉄と、第ＶＩｂ族金属、第ＶＩＩｂ族金属、並びに、白金および鉄以外の第ＶＩＩＩｂ族金属よりなる群から選択された第２の金属との合金または均質混合物あって、この場合、第２の層における第２の金属に対する鉄の原子数比が０〜１０であり、第２の層に対する第１の層の平面相当厚さの比が０．３〜５であり、第１および第２の層の平均二層平面相当厚さが１００Å未満である。白金の真空蒸着ステップと、鉄と第２の金属の合金または完全混合物の真空蒸着ステップとを交互に行うことを含むかかるナノスコピック触媒粒子の製造方法も提供される。
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プロトン伝導性セラミック電解質を有する電解質、およびこの電解質と接触する２相拡散膜電極を備える、プロトン伝導性燃料電池であって、この電極は、実質的に非多孔性であり、そして水素透過性である。また、プロトン伝導性セラミック電解質と接触している正極および負極を有する、プロトン伝導性燃料電池から、水素分子を発生させる方法は、水素気体混合物から純粋な水素を抽出する工程、およびこの燃料電池の正極において水蒸気を電気分解し、酸素分子（Ｏ_２）および水素イオンを形成する工程、ならびにこれらの水素イオンをこの燃料電池の負極において還元して、水素分子（Ｈ_２）を生成する工程を包含する。
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本発明は、例えば、燃料電池の触媒として使用する組成物に関し、前記組成物は白金、ニッケル、鉄を含み、（ｉ）白金濃度は５０原子％を超え、ニッケル濃度は１５原子％未満であり、及び／又は鉄濃度は３０原子％を超え、あるいは、（ｉｉ）白金濃度は７０原子％を超え約９０原子％未満である。さらに、本発明は、白金、ニッケル、鉄を含む触媒前駆体組成物からそれらの触媒組成物を調製する工程に関し、当該触媒前駆体組成の白金濃度は５０原子％未満である。 （もっと読む）

【解決手段】 膜−電極アッセンブリーで組み合わせるべき膜の製造方法において、イオン伝導性膜中の溶剤含有量を制御しながら、イオン伝導性膜を少なくとも１種類の溶剤を含む液中でまたは少なくとも１種類の溶剤の蒸気相を含む雰囲気で膨潤させる段階を含むことを特徴とする、上記方法。 （もっと読む）

固体酸化物型燃料電池スタックが開示される。固体酸化物型燃料電池スタックは、少なくとも２個の固体酸化物型燃料電池を包含する。２個の固体酸化物型燃料電池は、共通の電極を分有している。
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本発明は、水素のインサイチュ生成のための方法、および低価値／エネルギー有機物質から高価値／エネルギー化学生成物を合成するための方法を提供する。この方法は、光生物燃料電池を提供する工程であって、この光生物燃料電池は、水性媒体中で作動する色素増感された光電アノードを含む電気化学的半電池であって、この媒体は、ＮＡＤＨ、燃料、および酵素を含み、この酵素は、ＮＡＤＨレベルを維持するために、減少する当量を提供するために選択される、電気化学的半電池；電極であって、この電極は、触媒に電気的に結合され、かつ電気伝導体によりこの光電アノードに接続される、電極；および光源、を含む、工程；ならびに光を用いてこの光電アノードを照らし、それによって水素を生成する工程、を包含する。
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