JP2000173679A - 光充電型二次電池 - Google Patents
光充電型二次電池Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Hybrid Cells (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光エネルギーによる充電が可能な高エネルギ
ー密度の空気二次電池を、簡単な構成で提供する。 【解決手段】 酸素ガスを還元して水を生成する材料を
含有する正極と、正極と対向して配され水素化物又は水
素ガスを酸化する材料を含有する負極と、正極と負極と
の間に配されプロトンが移動可能なプロトン伝導体と、
プロトン伝導体の正極が配された側に配され負極との間
で電子移動が可能となされたｎ型半導体からなる光電極
とを有し、光電極で発生したプロトンが、プロトン伝導
体を介して負極へ供給される。
ー密度の空気二次電池を、簡単な構成で提供する。 【解決手段】 酸素ガスを還元して水を生成する材料を
含有する正極と、正極と対向して配され水素化物又は水
素ガスを酸化する材料を含有する負極と、正極と負極と
の間に配されプロトンが移動可能なプロトン伝導体と、
プロトン伝導体の正極が配された側に配され負極との間
で電子移動が可能となされたｎ型半導体からなる光電極
とを有し、光電極で発生したプロトンが、プロトン伝導
体を介して負極へ供給される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気中の酸素を正
極で還元して水を発生するとともに水素を負極からプロ
トンとして放出することによる放電挙動を有し、さら
に、光エネルギーによる充電が可能な光充電型二次電池
に関する。
極で還元して水を発生するとともに水素を負極からプロ
トンとして放出することによる放電挙動を有し、さら
に、光エネルギーによる充電が可能な光充電型二次電池
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、酸素を正極活物質とし、水素
を負極活物質として電気化学的反応によって起電力を生
ずる電池として、水素吸蔵合金等の水素化物を負極活物
質として用いた空気電池や、水素ガスを用いる燃料電池
等の研究開発が行われている。
を負極活物質として電気化学的反応によって起電力を生
ずる電池として、水素吸蔵合金等の水素化物を負極活物
質として用いた空気電池や、水素ガスを用いる燃料電池
等の研究開発が行われている。
【０００３】これらの電池は、水素と酸素から水が発生
する反応によってエネルギーを得ているため、非常にク
リーンなエネルギー発生方法として注目されている。ま
た、水素の持つ高エネルギー貯蔵性や、空気中の酸素を
用いるといった特徴から、エネルギーの高密度化が期待
できる。
する反応によってエネルギーを得ているため、非常にク
リーンなエネルギー発生方法として注目されている。ま
た、水素の持つ高エネルギー貯蔵性や、空気中の酸素を
用いるといった特徴から、エネルギーの高密度化が期待
できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の電池を充電する場合には、このままでは充電できず、
外部電源に接続して充電する必要がある。また、これら
の電池は正極の可逆性がそれほど良いとは言えないた
め、充電時の過電圧は大きく、非常に効率の悪い充電と
なる等の問題がある。さらに、外部の電源を用いて充電
する場合には専用の充電器が必要となるため、結局は火
力発電等によって得られた電力を用いることになる。そ
のため、環境性に優れた電池の特徴を十分に生かすこと
ができず、最善の方法とは言えない。
の電池を充電する場合には、このままでは充電できず、
外部電源に接続して充電する必要がある。また、これら
の電池は正極の可逆性がそれほど良いとは言えないた
め、充電時の過電圧は大きく、非常に効率の悪い充電と
なる等の問題がある。さらに、外部の電源を用いて充電
する場合には専用の充電器が必要となるため、結局は火
力発電等によって得られた電力を用いることになる。そ
のため、環境性に優れた電池の特徴を十分に生かすこと
ができず、最善の方法とは言えない。
【０００５】このような問題を解決する１つの手法とし
て、光を用いて充電する方法がある。この方法に関して
は、これまでにもいくつかの提案がなされている。例え
ば、特開昭54-11450号公報では、ｎ型半導体により水を
光分解して、水素と酸素を得、それらを用いて電気エネ
ルギーを得る電池が提案されている。しかしながら、こ
の電池では、放電時と充電時とでスイッチを切り替える
必要があり、取り扱いが煩雑となるほか、構成も複雑で
ある。さらに、この電池では活物質の貯蔵にも問題があ
る。
て、光を用いて充電する方法がある。この方法に関して
は、これまでにもいくつかの提案がなされている。例え
ば、特開昭54-11450号公報では、ｎ型半導体により水を
光分解して、水素と酸素を得、それらを用いて電気エネ
ルギーを得る電池が提案されている。しかしながら、こ
の電池では、放電時と充電時とでスイッチを切り替える
必要があり、取り扱いが煩雑となるほか、構成も複雑で
ある。さらに、この電池では活物質の貯蔵にも問題があ
る。
【０００６】これに代わる方法として、特開平9-259942
号公報等では、スイッチを切り替える必要のない、光充
電可能な空気二次電池が提案されている。この空気二次
電池では、光電極近傍に負極が配置されている。光電極
によって生成したプロトンが負極へ吸蔵されやすくする
ため、光電極の近傍に負極を配したと思われるが、水が
分解されて発生した酸素が外部に放出される必要がある
ため、負極が外部に対して開放されている。このため、
この電池では、負極に用いられる水素吸蔵合金の水素化
圧力は、必然的に１気圧以下の材料しか用いることがで
きず、エネルギー密度を十分に上げることができない。
また、この電池では、負極活物質が水素吸蔵合金のよう
な水素化物に限定され、いわゆる燃料電池のように、負
極活物質にガス（水素ガス）を用いることはできず、十
分な電池密度、環境性を実現することはできなかった。
号公報等では、スイッチを切り替える必要のない、光充
電可能な空気二次電池が提案されている。この空気二次
電池では、光電極近傍に負極が配置されている。光電極
によって生成したプロトンが負極へ吸蔵されやすくする
ため、光電極の近傍に負極を配したと思われるが、水が
分解されて発生した酸素が外部に放出される必要がある
ため、負極が外部に対して開放されている。このため、
この電池では、負極に用いられる水素吸蔵合金の水素化
圧力は、必然的に１気圧以下の材料しか用いることがで
きず、エネルギー密度を十分に上げることができない。
また、この電池では、負極活物質が水素吸蔵合金のよう
な水素化物に限定され、いわゆる燃料電池のように、負
極活物質にガス（水素ガス）を用いることはできず、十
分な電池密度、環境性を実現することはできなかった。
【０００７】本発明は、上述したような従来の実情に鑑
みて提案されたものであり、光エネルギーによる充電が
可能な高エネルギー密度の空気二次電池を、簡単な構成
で提供することを目的とする。
みて提案されたものであり、光エネルギーによる充電が
可能な高エネルギー密度の空気二次電池を、簡単な構成
で提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の光充電型二次電
池は、酸素ガスを還元して水を生成する材料を含有する
正極と、上記正極と対向して配され水素化物又は水素ガ
スを酸化する材料を含有する負極と、上記正極と上記負
極との間に配されプロトンが移動可能なプロトン伝導体
と、上記プロトン伝導体の上記正極が配された側に配さ
れ上記負極との間で電子移動が可能となされたｎ型半導
体からなる光電極とを有し、上記光電極で発生したプロ
トンが、上記プロトン伝導体を介して上記負極へ供給さ
れることを特徴とする。
池は、酸素ガスを還元して水を生成する材料を含有する
正極と、上記正極と対向して配され水素化物又は水素ガ
スを酸化する材料を含有する負極と、上記正極と上記負
極との間に配されプロトンが移動可能なプロトン伝導体
と、上記プロトン伝導体の上記正極が配された側に配さ
れ上記負極との間で電子移動が可能となされたｎ型半導
体からなる光電極とを有し、上記光電極で発生したプロ
トンが、上記プロトン伝導体を介して上記負極へ供給さ
れることを特徴とする。
【０００９】上述したような本発明に係る光充電型二次
電池では、正極と光電極とがプロトン伝導体の同じ側に
配されているので、正極と光電極とをともに空気と接触
させることができる。また、この光充電型二次電池で
は、光電極で発生したプロトンが、プロトン伝導体を介
して負極へ供給されるようになされているので、負極を
外気に対して密閉した構造とすることができる。
電池では、正極と光電極とがプロトン伝導体の同じ側に
配されているので、正極と光電極とをともに空気と接触
させることができる。また、この光充電型二次電池で
は、光電極で発生したプロトンが、プロトン伝導体を介
して負極へ供給されるようになされているので、負極を
外気に対して密閉した構造とすることができる。
【００１０】本発明の光充電型二次電池は、酸素ガスを
還元して水を生成する材料を含有する正極と、上記正極
と対向して配され水素化物又は水素ガスを酸化してプロ
トンを放出する材料を含有する負極と、上記正極と上記
負極との間に配されプロトンが移動可能なプロトン伝導
体と、上記プロトン伝導体の上記正極が配された側に配
され上記負極と電子的に接続されたｎ型半導体からなる
光電極とを有し、上記光電極で発生した酸素が、上記正
極へ供給可能となされていることを特徴とする。
還元して水を生成する材料を含有する正極と、上記正極
と対向して配され水素化物又は水素ガスを酸化してプロ
トンを放出する材料を含有する負極と、上記正極と上記
負極との間に配されプロトンが移動可能なプロトン伝導
体と、上記プロトン伝導体の上記正極が配された側に配
され上記負極と電子的に接続されたｎ型半導体からなる
光電極とを有し、上記光電極で発生した酸素が、上記正
極へ供給可能となされていることを特徴とする。
【００１１】上述したような本発明に係る光充電型二次
電池では、正極と光電極とがプロトン伝導体の同じ側に
配されているので、正極と光電極とをともに空気と接触
させることができる。また、この光充電型二次電池で
は、光電極で発生した酸素が、正極へ供給可能となされ
ているので、放電時に光照射することにより放電反応が
促進される。
電池では、正極と光電極とがプロトン伝導体の同じ側に
配されているので、正極と光電極とをともに空気と接触
させることができる。また、この光充電型二次電池で
は、光電極で発生した酸素が、正極へ供給可能となされ
ているので、放電時に光照射することにより放電反応が
促進される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。なお、以下の説明においては、光充電型二
次電池として、光により充電を行う空気電池（以下、空
気二次電池と称する。）を例に挙げて説明するが、本発
明はこれに限定されるものではない。
て説明する。なお、以下の説明においては、光充電型二
次電池として、光により充電を行う空気電池（以下、空
気二次電池と称する。）を例に挙げて説明するが、本発
明はこれに限定されるものではない。
【００１３】図１〜図５に本実施の形態に係る空気二次
電池の一構成例を示す。ここで、図１及び図２は空気二
次電池の斜視図である。また、図３は図１中Ｘ1−Ｘ2線
における断面図であり、図４は図１中Ｘ3−Ｘ4線におけ
る断面図である。また、図５は図２中Ｘ5−Ｘ6線におけ
る断面図である。
電池の一構成例を示す。ここで、図１及び図２は空気二
次電池の斜視図である。また、図３は図１中Ｘ1−Ｘ2線
における断面図であり、図４は図１中Ｘ3−Ｘ4線におけ
る断面図である。また、図５は図２中Ｘ5−Ｘ6線におけ
る断面図である。
【００１４】この空気二次電池１は、略長方形の電池缶
２の底部に配された負極３と、負極３上に配されたプロ
トン伝導体４と、プロトン伝導体４上に配された正極５
と光電極６とを有する。
２の底部に配された負極３と、負極３上に配されたプロ
トン伝導体４と、プロトン伝導体４上に配された正極５
と光電極６とを有する。
【００１５】負極３は、水素を吸蔵する化合物を含有
し、電池缶２の底部全面にわたって充填されている。水
素を吸蔵する化合物としては、公知の水素吸蔵合金等を
用いることができる。そして、この空気二次電池１で
は、負極３上の全面にわたってプロトン伝導体４が配さ
れており、負極３部分は密閉されて外気と遮断されてい
るので、水素吸蔵合金の水素化平衡圧には、大気圧以下
といった制限はない。そのため、この負極３には、水素
化平衡圧が高くても高容量の水素吸蔵合金を使用するこ
とができる。
し、電池缶２の底部全面にわたって充填されている。水
素を吸蔵する化合物としては、公知の水素吸蔵合金等を
用いることができる。そして、この空気二次電池１で
は、負極３上の全面にわたってプロトン伝導体４が配さ
れており、負極３部分は密閉されて外気と遮断されてい
るので、水素吸蔵合金の水素化平衡圧には、大気圧以下
といった制限はない。そのため、この負極３には、水素
化平衡圧が高くても高容量の水素吸蔵合金を使用するこ
とができる。
【００１６】プロトン伝導体４としては、プロトンが移
動可能な電解質が用いられるが、耐電圧が１．５Ｖ以上
のものが好ましい。光電極６により空気中の水分を電気
分解する場合、プロトン伝導体４自体が分解することを
避けるためである。そのため、プロトン伝導体４として
は、水分を含有するような電解質ではなく、有機電解
質、ポリマー電解質或いは無機電解質等を用いることが
好ましい。
動可能な電解質が用いられるが、耐電圧が１．５Ｖ以上
のものが好ましい。光電極６により空気中の水分を電気
分解する場合、プロトン伝導体４自体が分解することを
避けるためである。そのため、プロトン伝導体４として
は、水分を含有するような電解質ではなく、有機電解
質、ポリマー電解質或いは無機電解質等を用いることが
好ましい。
【００１７】正極５は、複数の矩形状の正極片５ａが、
それらの長辺が電池缶２の短辺と略平行となるように、
所定間隔を有して並べられて配されている。そして、こ
れらの正極片５ａは、電池缶２の短辺方向の一方の端部
で接続されて一体のものとされている。
それらの長辺が電池缶２の短辺と略平行となるように、
所定間隔を有して並べられて配されている。そして、こ
れらの正極片５ａは、電池缶２の短辺方向の一方の端部
で接続されて一体のものとされている。
【００１８】そして、この正極５は、空気中の酸素を還
元することが可能な触媒と、プロトンが移動可能な電解
質成分とを含有する。空気中の酸素を還元することが可
能な触媒としては、例えばＰｔ触媒等が用いられる。ま
た、この正極５はガス透過性を有するようになされてお
り、正極全体で空気と電解質とに接触することができる
構造となっている。
元することが可能な触媒と、プロトンが移動可能な電解
質成分とを含有する。空気中の酸素を還元することが可
能な触媒としては、例えばＰｔ触媒等が用いられる。ま
た、この正極５はガス透過性を有するようになされてお
り、正極全体で空気と電解質とに接触することができる
構造となっている。
【００１９】光電極６は、複数の矩形状の電極片６ａ
が、それらの長辺が電池缶２の短辺と略平行となるよう
に、上記正極片５ａの間に並べられて配されている。す
なわち、正極片５ａと電極片６ａとは、略同一面上で交
互に配されている。ここで、正極片５ａと電極片６ａと
は、間に配された絶縁体７により互いに絶縁されてい
る。そして、これらの電極片６ａは、電池缶２の短辺方
向の他方の端部で接続されて一体のものとされている。
が、それらの長辺が電池缶２の短辺と略平行となるよう
に、上記正極片５ａの間に並べられて配されている。す
なわち、正極片５ａと電極片６ａとは、略同一面上で交
互に配されている。ここで、正極片５ａと電極片６ａと
は、間に配された絶縁体７により互いに絶縁されてい
る。そして、これらの電極片６ａは、電池缶２の短辺方
向の他方の端部で接続されて一体のものとされている。
【００２０】そして、この光電極６は、光触媒となるｎ
型半導体の微粒子と、プロトンが移動可能な電解質成分
とを含有する。また、この光電極６はガス透過性を有す
るようになされており、光電極全体で光触媒が電解質と
空気とに接触することができる構造となっている。光触
媒となるｎ型半導体としては、種々のものが使用できる
が、その中でも特に二酸化チタンを用いることが好まし
い。
型半導体の微粒子と、プロトンが移動可能な電解質成分
とを含有する。また、この光電極６はガス透過性を有す
るようになされており、光電極全体で光触媒が電解質と
空気とに接触することができる構造となっている。光触
媒となるｎ型半導体としては、種々のものが使用できる
が、その中でも特に二酸化チタンを用いることが好まし
い。
【００２１】上述したように、この空気二次電池１で
は、正極５と光電極６が同一面に配置されている。この
ように、正極５と光電極６とを同一の面に存在させるこ
とにより、これらがともに空気との接触を必要とすると
いう構造上の条件を非常に簡単に満たすことができ、電
池全体の構造を簡単にすることができる。ただし、正極
５と光電極６はともに同一のプロトン伝導体４に接触し
ているが、それぞれは直接接触しないような配置とされ
ており、電子的には絶縁されている。
は、正極５と光電極６が同一面に配置されている。この
ように、正極５と光電極６とを同一の面に存在させるこ
とにより、これらがともに空気との接触を必要とすると
いう構造上の条件を非常に簡単に満たすことができ、電
池全体の構造を簡単にすることができる。ただし、正極
５と光電極６はともに同一のプロトン伝導体４に接触し
ているが、それぞれは直接接触しないような配置とされ
ており、電子的には絶縁されている。
【００２２】また、図２及び図５に示されるように、電
池缶２の側面には、リード８で正極５と接続された正極
端子９と、リード１０で負極３と接続された負極端子１
１とが設けられている。これらの正極端子９及び負極端
子１１は、空気二次電池１の外部電極となる。また、図
１及び図３に示されるように、光電極６と負極３とは、
空気二次電池１の内部で、リード１２によって接続さ
れ、光電極６と負極３との間で電子移動が可能となされ
ている。
池缶２の側面には、リード８で正極５と接続された正極
端子９と、リード１０で負極３と接続された負極端子１
１とが設けられている。これらの正極端子９及び負極端
子１１は、空気二次電池１の外部電極となる。また、図
１及び図３に示されるように、光電極６と負極３とは、
空気二次電池１の内部で、リード１２によって接続さ
れ、光電極６と負極３との間で電子移動が可能となされ
ている。
【００２３】つぎに、上述したような構成を有する空気
二次電池１の動作原理について説明する。また、図６〜
図８は、この空気二次電池１の動作原理を模式的に示し
た図である。なお、図６〜図８では、説明をわかりやす
くするために、空気二次電池１の構成を簡略化して示し
ている。
二次電池１の動作原理について説明する。また、図６〜
図８は、この空気二次電池１の動作原理を模式的に示し
た図である。なお、図６〜図８では、説明をわかりやす
くするために、空気二次電池１の構成を簡略化して示し
ている。
【００２４】まず、図６では、暗時における空気二次電
池１の放電反応を示している。これは、通常の空気電池
の動作原理と同様である。
池１の放電反応を示している。これは、通常の空気電池
の動作原理と同様である。
【００２５】次に、図７では、外部負荷を外して、光を
照射することにより空気二次電池１を充電するときの原
理を示している。ｎ型半導体からなる光電極６に光が照
射されると、光励起反応が起こり、そこで生じた正孔
（ホール）が空気中の水分子を酸化し、酸素を発生して
プロトンをプロトン伝導体４に供給する。この反応時に
生成した光励起電子は、負極３の電位を下げ、プロトン
伝導体４中のプロトンを取り込む。この一連の動作によ
り、負極３に水素が再び吸蔵されて放電が行われる。
照射することにより空気二次電池１を充電するときの原
理を示している。ｎ型半導体からなる光電極６に光が照
射されると、光励起反応が起こり、そこで生じた正孔
（ホール）が空気中の水分子を酸化し、酸素を発生して
プロトンをプロトン伝導体４に供給する。この反応時に
生成した光励起電子は、負極３の電位を下げ、プロトン
伝導体４中のプロトンを取り込む。この一連の動作によ
り、負極３に水素が再び吸蔵されて放電が行われる。
【００２６】また、図８では、光照射時における放電反
応を示している。この空気二次電池１では、正極５と光
電極６が同一面上に配されているので、光照射時に光電
極６で発生する酸素やプロトンが正極５へ供給されやす
く、放電時に光照射することにより放電反応を促進する
ことができる。これは、反応速度の推進のみならず、負
荷容量を使用せずに放電反応を行うことができるわけ
で、容量の飛躍的向上にもつながる。
応を示している。この空気二次電池１では、正極５と光
電極６が同一面上に配されているので、光照射時に光電
極６で発生する酸素やプロトンが正極５へ供給されやす
く、放電時に光照射することにより放電反応を促進する
ことができる。これは、反応速度の推進のみならず、負
荷容量を使用せずに放電反応を行うことができるわけ
で、容量の飛躍的向上にもつながる。
【００２７】以上、説明したように、本実施の形態に係
る空気二次電池１は、光というクリーンなエネルギー源
を用いて充電することが可能であり、また、水素化物や
水素ガスの高エネルギー貯蔵性という特性を十分に生か
すことが可能である。そして、この空気二次電池１は、
外付けの充電器が不要であるため、ポータブル型の電池
に適用されるときに特に有効である。
る空気二次電池１は、光というクリーンなエネルギー源
を用いて充電することが可能であり、また、水素化物や
水素ガスの高エネルギー貯蔵性という特性を十分に生か
すことが可能である。そして、この空気二次電池１は、
外付けの充電器が不要であるため、ポータブル型の電池
に適用されるときに特に有効である。
【００２８】また、本発明に係る光充電型二次電池で
は、負極部分がプロトン伝導体によって密閉され、外気
と遮断されているので、燃料電池に適用することもでき
る。図９に、本発明を燃料電池に適用した場合の一構成
例を示す。
は、負極部分がプロトン伝導体によって密閉され、外気
と遮断されているので、燃料電池に適用することもでき
る。図９に、本発明を燃料電池に適用した場合の一構成
例を示す。
【００２９】この燃料電池２０は、略長方形の電池缶２
１の底部に配された防水膜２２と、防水膜２２上に配さ
れた負極２３と、負極２３上に配されたプロトン伝導体
２４と、プロトン伝導体２４上に配された正極２５と光
電極２６とを有する。また、この燃料電池２０は、電池
缶２１の底部に供給管２７が設けられており、この供給
管２７を介して水素供給部２８が接続されている。そし
て、この燃料電池２０では、水素供給部２８から供給管
２７を介して負極２３に水素が供給され、この水素と、
正極２５から取り入れられた酸素とを反応させて、電気
エネルギーを発生させる。
１の底部に配された防水膜２２と、防水膜２２上に配さ
れた負極２３と、負極２３上に配されたプロトン伝導体
２４と、プロトン伝導体２４上に配された正極２５と光
電極２６とを有する。また、この燃料電池２０は、電池
缶２１の底部に供給管２７が設けられており、この供給
管２７を介して水素供給部２８が接続されている。そし
て、この燃料電池２０では、水素供給部２８から供給管
２７を介して負極２３に水素が供給され、この水素と、
正極２５から取り入れられた酸素とを反応させて、電気
エネルギーを発生させる。
【００３０】なお、上述した実施の形態では、正極５と
光電極６とが交互に配されている場合を例に挙げて説明
したが、正極５と光電極６とが同一面上に配されていれ
ばよく、その配置形態は問わず、種々の組み合わせが可
能である。また、実施の形態では、正極５と光電極６と
の間に絶縁体７を配することにより、正極５と光電極６
との絶縁を図っている場合を例に挙げて説明したが、正
極５と光電極６との間に空隙を設けることにより絶縁を
図ってもよい。
光電極６とが交互に配されている場合を例に挙げて説明
したが、正極５と光電極６とが同一面上に配されていれ
ばよく、その配置形態は問わず、種々の組み合わせが可
能である。また、実施の形態では、正極５と光電極６と
の間に絶縁体７を配することにより、正極５と光電極６
との絶縁を図っている場合を例に挙げて説明したが、正
極５と光電極６との間に空隙を設けることにより絶縁を
図ってもよい。
【００３１】
【発明の効果】本発明に係る光充電型二次電池は、負極
部分が密閉されているので、高容量の負極材料を用いる
ことができる。また、この光充電型二次電池では、外部
からの供給でしか行うことができなかった充電が、光照
射によって充電することが可能となる。
部分が密閉されているので、高容量の負極材料を用いる
ことができる。また、この光充電型二次電池では、外部
からの供給でしか行うことができなかった充電が、光照
射によって充電することが可能となる。
【００３２】従って、本発明では、産業的及び環境的に
極めて優れた光充電型二次電池を実現することができ
る。
極めて優れた光充電型二次電池を実現することができ
る。
【図１】本発明にかかる空気二次電池の一構成例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】本発明にかかる空気二次電池の一構成例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図３】図１の空気二次電池のＸ1−Ｘ2線における断面
図である。
図である。
【図４】図１の空気二次電池のＸ3−Ｘ4線における断面
図である。
図である。
【図５】図２の空気二次電池のＸ5−Ｘ6線における断面
図である。
図である。
【図６】空気二次電池の動作原理を模式的に示す図であ
り、暗時における放電反応を示した断面図である。
り、暗時における放電反応を示した断面図である。
【図７】空気二次電池の動作原理を模式的に示す図であ
り、光照射による充電反応を示した断面図である。
り、光照射による充電反応を示した断面図である。
【図８】空気二次電池の動作原理を模式的に示す図であ
り、光照射時における放電反応を示した断面図である。
り、光照射時における放電反応を示した断面図である。
【図９】本発明を適用した燃料電池の一構成例を示す断
面図である。
面図である。
１ 空気二次電池、 ２ 電池缶、 ３ 負極、 ４
伝導体、 ５ 正極、６ 光電極
伝導体、 ５ 正極、６ 光電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 世界 孝二 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5H026 AA06 EE08 RR01 5H032 AA07 AA10 AS16 CC17 EE02 EE15
Claims (10)
- 【請求項１】 酸素ガスを還元して水を生成する材料を
含有する正極と、 上記正極と対向して配され、水素化物又は水素ガスを酸
化する材料を含有する負極と、 上記正極と上記負極との間に配され、プロトンが移動可
能なプロトン伝導体と、 上記プロトン伝導体の上記正極が配された側に配され、
上記負極との間で電子移動が可能となされたｎ型半導体
からなる光電極とを有し、 上記光電極で発生したプロトンが、上記プロトン伝導体
を介して上記負極へ供給されることを特徴とする光充電
型二次電池。 - 【請求項２】 上記負極は、密閉されて外気と遮断され
ていることを特徴とする請求項１記載の光充電型二次電
池。 - 【請求項３】 上記負極が、水素吸蔵合金を含有するこ
とを特徴とする請求項１記載の光充電型二次電池。 - 【請求項４】 上記負極が、水素ガスをプロトン化する
ことのできる触媒を含有することを特徴とする請求項１
記載の光充電型二次電池。 - 【請求項５】 上記ｎ型半導体が、二酸化チタンを主体
とすることを特徴とする請求項１記載の光充電型二次電
池。 - 【請求項６】 酸素ガスを還元して水を生成する材料を
含有する正極と、 上記正極と対向して配され、水素化物又は水素ガスを酸
化する材料を含有する負極と、 上記正極と上記負極との間に配され、プロトンが移動可
能なプロトン伝導体と、 上記プロトン伝導体の上記正極が配された側に配され、
上記負極と電子的に接続されたｎ型半導体からなる光電
極とを有し、 上記光電極で発生した酸素が、上記正極へ供給可能とな
されていることを特徴とする光充電型二次電池。 - 【請求項７】 上記負極は、密閉されて外気と遮断され
ていることを特徴とする請求項６記載の光充電型二次電
池。 - 【請求項８】 上記負極が、水素吸蔵合金を含有するこ
とを特徴とする請求項６記載の光充電型二次電池。 - 【請求項９】 上記負極が、水素ガスをプロトン化する
ことのできる触媒を含有することを特徴とする請求項６
記載の光充電型二次電池。 - 【請求項１０】 上記ｎ型半導体が、二酸化チタンを主
体とすることを特徴とする請求項６記載の光充電型二次
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10348996A JP2000173679A (ja) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | 光充電型二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10348996A JP2000173679A (ja) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | 光充電型二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000173679A true JP2000173679A (ja) | 2000-06-23 |
Family
ID=18400794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10348996A Withdrawn JP2000173679A (ja) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | 光充電型二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000173679A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013125444A1 (ja) * | 2012-02-22 | 2013-08-29 | 日産自動車株式会社 | 空気電池 |
| WO2024039704A1 (en) * | 2022-08-17 | 2024-02-22 | The University Of North Carolina At Charlotte | All-solid-state thin-film photo-batteries |
-
1998
- 1998-12-08 JP JP10348996A patent/JP2000173679A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013125444A1 (ja) * | 2012-02-22 | 2013-08-29 | 日産自動車株式会社 | 空気電池 |
| JP2013201122A (ja) * | 2012-02-22 | 2013-10-03 | Nissan Motor Co Ltd | 空気電池 |
| US9577299B2 (en) | 2012-02-22 | 2017-02-21 | Nissan Motor Co., Ltd. | Air cell |
| WO2024039704A1 (en) * | 2022-08-17 | 2024-02-22 | The University Of North Carolina At Charlotte | All-solid-state thin-film photo-batteries |
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