JP2002203570A - Fuel cell - Google Patents

Fuel cell

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JP2002203570A
JP2002203570A JP2000368092A JP2000368092A JP2002203570A JP 2002203570 A JP2002203570 A JP 2002203570A JP 2000368092 A JP2000368092 A JP 2000368092A JP 2000368092 A JP2000368092 A JP 2000368092A JP 2002203570 A JP2002203570 A JP 2002203570A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide fuel cell which has high output and high voltage by making a conductive organic polymer an electrode catalyst. SOLUTION: The fuel cell is provided with a cathode and an anode on both sides of an electrolyte, and an oxidizer in gaseous state is supplied to the cathode, and a reducing agent in gaseous state is supplied to the anode. A conductive organic polymer having oxidization reduction capability is made to have in at least one of the electrodes as an electrode catalyst of the fuel cell. Using an inorganic oxidization reduction catalyst together with the conductive organic polymer as the electrode catalyst can obtain the fuel cell having much higher output power.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、カソードとアノードの
少なくとも一方に、酸化還元機能を備えた導電性有機重
合体を電極触媒として有せしめてなり、高い出力を有す
る燃料電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell having a high output in which at least one of a cathode and an anode contains a conductive organic polymer having a redox function as an electrode catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、固体高分子電解質を挟んでアノー
ドとカソードとを配設して固体電解質/電極構造を構成
し、これをセパレータにより挟んで単位セルを構成し、
この単位セルを複数積層し、電気的に直列に接続してな
る燃料電池が開発されている。この燃料電池は、クリー
ンで且つ高効率という特徴から、種々の用途、特に、電
気自動車用電源や家庭用分散型電源等として注目されて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, a solid electrolyte / electrode structure is formed by disposing an anode and a cathode with a solid polymer electrolyte interposed therebetween, and a unit cell is formed by interposing this with a separator.
A fuel cell in which a plurality of such unit cells are stacked and electrically connected in series has been developed. This fuel cell has attracted attention as a power source for electric vehicles, a distributed power source for homes, and the like because of its features of cleanness and high efficiency.

【0003】より詳細に説明すれば、このような固体高
分子型燃料電池は、その基本構成として、プロトン伝導
性イオン交換膜を挟んで、それぞれ電極触媒を有するア
ノードとカソードの一対の電極を配設してなり、このア
ノードの表面に水素等の還元剤(燃料)を接触させ、カ
ソードの表面に酸化剤(酸素)を接触させて、電気化学
反応を起こさせ、この反応を利用して、上記一対の電極
の間から電気エネルギーを取り出すものである。上記プ
ロトン伝導性イオン交換膜としては、フッ素樹脂系イオ
ン交換膜が基本特性にすぐれているものとして、従来、
よく知られており、また、アノードとカソードとして
は、電極触媒として白金を担持させたカーボンシート等
が広く知られている。
More specifically, such a polymer electrolyte fuel cell has, as a basic configuration, a pair of electrodes of an anode and a cathode each having an electrode catalyst, with a proton conductive ion exchange membrane interposed therebetween. The surface of the anode is brought into contact with a reducing agent (fuel) such as hydrogen, and the surface of the cathode is brought into contact with an oxidizing agent (oxygen) to cause an electrochemical reaction. Electric energy is extracted from between the pair of electrodes. As the proton-conducting ion exchange membrane, as a fluororesin-based ion exchange membrane having excellent basic characteristics,
It is well known, and as an anode and a cathode, a carbon sheet supporting platinum as an electrode catalyst is widely known.

【0004】一方、例えば、ポリアセチレンやポリピロ
ール、ポリアニリン等に代表されるようなドーパントを
有し、酸化還元機能(レドックス能)を備えた導電性有
機重合体は、リチウム二次電池等における電極活物質と
して注目されていると共に(特許第1845557
号)、速やかな放電機能を有する導電性高分子キャパシ
タとしての用途も提案されている(第39回電池討論会
予稿集第173頁(1998年)、電気化学会第67回
大会講演要旨集第147頁(2000年))。
On the other hand, for example, a conductive organic polymer having a dopant such as polyacetylene, polypyrrole, or polyaniline and having an oxidation-reduction function (redox function) is used as an electrode active material in a lithium secondary battery or the like. (Japanese Patent No. 1845557)
No.), a use as a conductive polymer capacitor having a rapid discharge function has also been proposed (Proceedings of the 39th Symposium on Battery, p. 173 (1998), Proceedings of the 67th Annual Meeting of the Institute of Electrical Chemistry, Japan 147 (2000)).

【0005】しかしながら、上述したような導電性有機
重合体は、現在、実用化されている電極活物質であるコ
バルト酸リチウム(LiCoO2 )やリチウムのような
無機酸化物や金属材料に比べてエネルギー密度が低い。
そこで、このような導電性有機重合体の低いエネルギー
密度を補うために、導電性有機重合体を電極触媒として
用い、この導電性有機重合体が接する電解液中に酸化剤
や還元剤を溶解させて、電池を燃料電池のように使用す
る試みが提案されている(特開昭59−60967号公
報、特開昭61−124070号公報)。
[0005] However, the above-mentioned conductive organic polymer has higher energy than inorganic oxides and metal materials such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) and lithium which are currently in practical use as electrode active materials. Low density.
Therefore, in order to compensate for the low energy density of such a conductive organic polymer, a conductive organic polymer is used as an electrode catalyst, and an oxidizing agent or a reducing agent is dissolved in an electrolytic solution in contact with the conductive organic polymer. Thus, an attempt to use a battery like a fuel cell has been proposed (JP-A-59-60967, JP-A-61-124070).

【0006】しかし、これらの電池によれば、酸化剤と
還元剤が共に溶液として供給されるので、電極への活物
質の拡散が遅く、その放電特性は数mA/cm2 程度で
あって、高い出力電圧を得ることができないほか、電池
システムも複雑であり、実用的ではない。
However, according to these batteries, since both the oxidizing agent and the reducing agent are supplied as a solution, the diffusion of the active material to the electrode is slow, and the discharge characteristics thereof are about several mA / cm 2 . In addition to obtaining a high output voltage, the battery system is complicated and impractical.

【0007】他方、上述したように、従来の固体高分子
型燃料電池は、電極触媒として白金を用いるので、コス
トが高く、また、酸性の液体の溶出や、アノードでの一
酸化炭素被毒等、実用化に重要な障害となっており、し
かも、白金以外に実用的な電極触媒は、未だ見出されて
いない。
On the other hand, as described above, the conventional polymer electrolyte fuel cell uses platinum as an electrode catalyst, so that the cost is high, and the elution of an acidic liquid, the poisoning of carbon monoxide at the anode, etc. However, this is an important obstacle to practical application, and no practical electrode catalyst other than platinum has been found yet.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の燃料
電池における上述した問題を解決するためになされたも
のであって、導電性有機重合体を電極触媒とし、高出力
と高電圧を有する燃料電池を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in a conventional fuel cell, and has a high output and a high voltage using a conductive organic polymer as an electrode catalyst. An object is to provide a fuel cell.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、電解質
膜を挟んでカソードとアノードとを配設し、このカソー
ドに酸化剤を気体で供給し、アノードに還元剤を気体で
供給する燃料電池において、少なくとも一方の電極に、
酸化還元機能を備えた導電性有機重合体を電極触媒とし
て有せしめてなることを特徴とする燃料電池が提供され
る。
According to the present invention, a cathode and an anode are provided with an electrolyte membrane interposed therebetween, and an oxidant is supplied to the cathode as a gas and a reducing agent is supplied as a gas to the anode. In a battery, at least one electrode
There is provided a fuel cell comprising a conductive organic polymer having a redox function as an electrode catalyst.

【0010】更に、本発明によれば、電解質膜を挟んで
カソードとアノードとを配設し、このカソードに酸化剤
を気体で供給し、アノードに還元剤を気体で供給する燃
料電池において、少なくとも一方の電極に、酸化還元機
能を備えた導電性有機重合体と無機酸化還元触媒との混
合物を電極触媒として有せしめてなることを特徴とする
燃料電池が提供される。
Further, according to the present invention, in a fuel cell in which a cathode and an anode are provided with an electrolyte membrane interposed therebetween, an oxidizing agent is supplied to the cathode as a gas, and a reducing agent is supplied to the anode as a gas. A fuel cell is provided, wherein one electrode has a mixture of a conductive organic polymer having a redox function and an inorganic redox catalyst as an electrode catalyst.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明によれば、カソードとアノ
ードの少なくとも一方の電極に、酸化還元機能(レドッ
クス能)を備え、好ましくは、ドーパントを有する導電
性有機重合体を電極触媒として有せしめる。
According to the present invention, at least one of a cathode and an anode has an oxidation-reduction function (redox function), and preferably has a conductive organic polymer having a dopant as an electrode catalyst. .

【0012】このような導電性有機重合体としては、例
えば、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレン、ポリア
ニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリインドー
ル、ポリ−2,5−ジアミノアントラキノン、ポリ(o−
フェニレンジアミン)、ポリ(キノリニウム)塩、ポリ
(イソキノリニウム)塩、ポリピリジン、ポリキノキサ
リン、ポリフェニルキノキサリン等を挙げることができ
る。これらの導電性有機重合体は、種々の置換基を有し
ていてもよい。このような置換基の具体例として、例え
ば、アルキル基、水酸基、アルコキシル基、アミノ基、
カルボキシル基、スルホン酸基、ハロゲン基、ニトロ
基、シアノ基、アルキルスルホン酸基、ジアルキルアミ
ノ基等を挙げることができる。これらの置換基は、導電
性有機重合体の酸化還元電位を調整するのに有用であ
る。
Examples of such a conductive organic polymer include polyacetylene, poly-p-phenylene, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyindole, poly-2,5-diaminoanthraquinone, poly (o-
Phenylenediamine), poly (quinolinium) salt, poly (isoquinolinium) salt, polypyridine, polyquinoxaline, polyphenylquinoxaline and the like. These conductive organic polymers may have various substituents. Specific examples of such a substituent include, for example, an alkyl group, a hydroxyl group, an alkoxyl group, an amino group,
Examples thereof include a carboxyl group, a sulfonic group, a halogen group, a nitro group, a cyano group, an alkylsulfonic group, and a dialkylamino group. These substituents are useful for adjusting the oxidation-reduction potential of the conductive organic polymer.

【0013】また、上記ドーパントは、スルホン酸基を
有するものが好ましく、例えば、ポリビニルスルホン酸
やフェノールスルホン酸ノボラック樹脂等のようなイオ
ン性のポリマースルホン酸や、また、ドデシルベンゼン
スルホン酸等の低分子量有機スルホン酸化合物を挙げる
ことができるが、なかでも、前者のようなイオン性のポ
リマー、特に、ポリマースルホン酸であることが好まし
い。
The dopant is preferably one having a sulfonic acid group. Examples of the dopant include ionic polymer sulfonic acids such as polyvinyl sulfonic acid and phenol sulfonic acid novolak resin, and low dopants such as dodecyl benzene sulfonic acid. Examples thereof include a molecular weight organic sulfonic acid compound, and among them, an ionic polymer such as the former, particularly a polymer sulfonic acid is preferable.

【0014】しかし、本発明においては、スルホン酸基
を分子中に有するスルホン化ポリアニリンのような自己
ドープ型の導電性有機重合体も、ドーパントを有する導
電性有機重合体に含めることとする。
However, in the present invention, a self-doping type conductive organic polymer such as sulfonated polyaniline having a sulfonic acid group in a molecule is also included in the conductive organic polymer having a dopant.

【0015】本発明においては、導電性有機重合体とし
ては、上述したなかでも、特に、酸化反応においてプロ
トンを放出し、還元反応においてプロトンを消費するも
のが好ましく、このような導電性有機重合体として、ポ
リアニリン、ポリアルキルアニリン、ポリインドール、
ポリ(o−フェニレンジアミン)、ポリピリジン、ポリ
キノキサリン、ポリフェニルキノキサリン等のように、
分子内に窒素原子を有する導電性有機重合体を挙げるこ
とができる。
In the present invention, as the conductive organic polymer, among those described above, those which release protons in an oxidation reaction and consume protons in a reduction reaction are particularly preferable. As polyaniline, polyalkylaniline, polyindole,
Like poly (o-phenylenediamine), polypyridine, polyquinoxaline, polyphenylquinoxaline, etc.
Examples thereof include a conductive organic polymer having a nitrogen atom in the molecule.

【0016】本発明においては、カソードとアノードの
両方に同じ導電性有機重合体を電極触媒として有せしめ
てもよく、相互に相違する導電性有機重合体を電極触媒
として有せしめてもよい。しかし、本発明によれば、よ
り高い電圧を得るために、カソードにはp型の導電性有
機重合体を用い、アノードにはn型の導電性有機重合体
を用いるのが好ましい。ここに、前述した導電性有機重
合体のうち、p型のものは、ポリアニリン、ポリアルキ
ルアニリン及びポリインドールであり、n型のものは、
ポリ(o−フェニレンジアミン)、ポリピリジン、ポリ
キノキサリン及びポリフェニルキノキサリンである。
In the present invention, both the cathode and the anode may have the same conductive organic polymer as the electrode catalyst, or may have different conductive organic polymers as the electrode catalyst. However, according to the present invention, in order to obtain a higher voltage, it is preferable to use a p-type conductive organic polymer for the cathode and use an n-type conductive organic polymer for the anode. Here, among the conductive organic polymers described above, p-type ones are polyaniline, polyalkylaniline and polyindole, and n-type ones are
Poly (o-phenylenediamine), polypyridine, polyquinoxaline and polyphenylquinoxaline.

【0017】一般に、ある導電性有機重合体がp型とn
型のいずれであるかを判定するには、既に、知られてい
るように、例えば、導電性有機重合体の粉末をディスク
に成形し、その2か所に電極を取付け、この電極に温度
差を与えたときの低温側の電極の電位の正負を調べれば
よい。即ち、低温側の電極に正の電位が現れたとき、そ
の導電性有機重合体はp型であり、反対に、低温側の電
極に負の電位が現れたとき、その導電性有機重合体はn
型である。また、別の方法として、その導電性有機重合
体のサイクリックボルタモグラムを測定し、SCEに対
して正の電位領域に酸化還元対を有するとき、その導電
性有機重合体はp型であり、負の電位領域に酸化還元対
を有するとき、その導電性有機重合体はn型である。
Generally, a conductive organic polymer is p-type and n-type.
In order to determine which type is used, it is already known that, for example, a conductive organic polymer powder is formed into a disk, electrodes are attached at two places, and a temperature difference is applied to the electrodes. It is sufficient to check the positive or negative of the potential of the electrode on the low temperature side when is given. That is, when a positive potential appears at the low-temperature side electrode, the conductive organic polymer is p-type. Conversely, when a negative potential appears at the low-temperature side electrode, the conductive organic polymer becomes p-type. n
Type. As another method, a cyclic voltammogram of the conductive organic polymer is measured, and when the conductive organic polymer has a redox pair in a positive potential region with respect to SCE, the conductive organic polymer is p-type and negative. When the conductive organic polymer has an oxidation-reduction pair in the potential region of n, the conductive organic polymer is n-type.

【0018】更に、本発明によれば、一方の電極にの
み、導電性有機重合体を電極触媒として有せしめ、他方
の電極には、従来のような白金触媒を用いてもよい。ま
た、本発明によれば、カソードとアノードの少なくとも
一方の電極に導電性有機重合体と無機酸化還元触媒との
混合物を電極触媒として有せしめてもよい。
Further, according to the present invention, only one electrode may have a conductive organic polymer as an electrode catalyst, and the other electrode may use a conventional platinum catalyst. Further, according to the present invention, at least one of the cathode and the anode may have a mixture of a conductive organic polymer and an inorganic oxidation-reduction catalyst as an electrode catalyst.

【0019】このように、導電性有機重合体を電極触媒
として用いるに際して、その使用量は、特に、限定され
るものではないが、通常、電極面積当り、0.5〜100
mg/cm2 の範囲である。
As described above, when the conductive organic polymer is used as an electrode catalyst, the amount used is not particularly limited, but is usually 0.5 to 100 per electrode area.
mg / cm 2 .

【0020】上述したような導電性有機重合体は、既に
知られている方法によって得ることができる。ポリマー
スルホン酸をドーパントとして有する導電性ポリアニリ
ンを例にとって説明する。
The conductive organic polymer as described above can be obtained by a known method. Description will be made by taking conductive polyaniline having polymer sulfonic acid as a dopant as an example.

【0021】特開平3−28229号公報に記載の方法
に従って、プロトン酸の存在下に酸化剤にてアニリンを
化学酸化重合することによって、上記プロトン酸によっ
てドープされた導電性ポリアニリン(導電性ポリアニリ
ン組成物)粉末を得ることができ、これを適宜のアルカ
リ水溶液、例えば、アンモニア水中で脱ドープし、得ら
れた粉末を濾過、乾燥すれば、脱ドープ状態で有機溶剤
に可溶性のポリアニリン、即ち、酸化脱ドープ状態のポ
リアニリンの粉末を得ることができる。
According to the method described in JP-A-3-28229, aniline is chemically oxidized and polymerized with an oxidizing agent in the presence of a protonic acid, whereby the conductive polyaniline doped with the above-mentioned protonic acid (conductive polyaniline composition Product) A powder can be obtained, which is dedoped in an appropriate alkaline aqueous solution, for example, ammonia water, and the obtained powder is filtered and dried to obtain a polyaniline that is soluble in an organic solvent in an undoped state, that is, oxidized. A undoped polyaniline powder can be obtained.

【0022】より詳細には、適宜のプロトン酸、例え
ば、塩酸の存在下に適宜の溶剤中、例えば、水やメタノ
ール中にて、アニリンにペルオキソ二硫酸アンモニウム
のような酸化剤を反応させ、析出した粉末を濾取するこ
とによって、上記プロトン酸でドープされた導電性ポリ
アニリン組成物を得る。次いで、この粉末を、例えば、
アンモニアのようなアルカリ物質の水溶液に加えて、導
電性ポリアニリン組成物を中和(即ち、脱ドープ)する
ことによって、一般式(I)
More specifically, aniline is reacted with an oxidizing agent such as ammonium peroxodisulfate in a suitable solvent such as water or methanol in the presence of a suitable protonic acid such as hydrochloric acid to precipitate. By filtering the powder, a conductive polyaniline composition doped with the above protonic acid is obtained. The powder is then, for example,
By neutralizing (ie, undoping) the conductive polyaniline composition in addition to an aqueous solution of an alkaline substance such as ammonia, the general formula (I)

【0023】[0023]

【化1】 Embedded image

【0024】(式中、m及びnはそれぞれ繰り返し単位
中のキノンジイミン構造単位及びフェニレンジアミン構
造単位のモル分率を示し、0<m≦1、0≦n<1、m
+n=1である。)で表わされる繰返し単位からなる酸
化脱ドープ状態のポリアニリン粉末を得る。
(Wherein, m and n represent the mole fractions of the quinone diimine structural unit and the phenylenediamine structural unit in the repeating unit, respectively; 0 <m ≦ 1, 0 ≦ n <1, m
+ N = 1. To obtain an oxidized and undoped polyaniline powder comprising a repeating unit represented by the formula (1).

【0025】このようにして得られる脱ドープ状態のポ
リアニリンは、高分子量を有し、しかも、種々の有機溶
剤に溶解する。通常、N−メチルピロリドン中、30℃
で測定した極限粘度〔η〕が0.40dl/g以上を有
し、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジ
メチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、
ジメチルスルホキシド、1,3−ジメチル−2−イミダゾ
リジノン、スルホラン等の有機溶剤に溶解する。このよ
うな有機溶剤への脱ドープ状態のポリアニリンの溶解度
は、その平均分子量や溶剤にもよるが、通常、ポリアニ
リンの0.5〜100%が溶解し、1〜30重量%濃度の
溶液を得ることができる。特に、この脱ドープ状態のポ
リアニリンは、N−メチル−2−ピロリドンに高い溶解
性を示し、通常、ポリアニリンの20〜100%が溶解
し、3〜30重量%溶液を得ることができる。
The undoped polyaniline thus obtained has a high molecular weight and is soluble in various organic solvents. Usually in N-methylpyrrolidone at 30 ° C
Has an intrinsic viscosity [η] of 0.40 dl / g or more, for example, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide,
Dissolves in organic solvents such as dimethylsulfoxide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and sulfolane. The solubility of the polyaniline in the undoped state in such an organic solvent depends on its average molecular weight and the solvent, but usually 0.5 to 100% of the polyaniline is dissolved to obtain a 1 to 30% by weight solution. be able to. In particular, this undoped polyaniline exhibits high solubility in N-methyl-2-pyrrolidone, and usually 20 to 100% of the polyaniline dissolves to obtain a 3 to 30% by weight solution.

【0026】また、上記脱ドープ状態のポリアニリンに
おいて、m及びnの値は、ポリアニリンを酸化又は還元
することによって調整することができる。即ち、還元す
ることによって、mを低減させ、nを増大させることが
できる。逆に、酸化すれば、mを増大させ、nを低減さ
せることができる。ポリアニリンの還元によって、ポリ
アニリン中のキノンジイミン構造単位が減少すると、ポ
リアニリンの有機溶剤への溶解性が高められる。また、
還元前に比べて、溶液の粘度は低下する。このような溶
剤可溶性のポリアニリンの還元のためには、例えば、N
−メチル−2−ピロリドンに溶解するが、N−メチル−
2−ピロリドンを還元しない点から、フェニルヒドラジ
ンが最も好ましく用いられる。
In the undoped polyaniline, the values of m and n can be adjusted by oxidizing or reducing the polyaniline. That is, by reducing, m can be reduced and n can be increased. Conversely, if oxidized, m can be increased and n can be reduced. When the quinone diimine structural unit in the polyaniline is reduced by the reduction of the polyaniline, the solubility of the polyaniline in the organic solvent is increased. Also,
The viscosity of the solution is lower than before the reduction. For the reduction of such solvent-soluble polyaniline, for example, N 2
-Soluble in methyl-2-pyrrolidone, but N-methyl-
Phenylhydrazine is most preferably used because it does not reduce 2-pyrrolidone.

【0027】他方、溶剤可溶性ポリアニリンの酸化のた
めに用いられる酸化剤は、フェニレンジアミン構造単位
を酸化し得るものであれば、特に、限定されるものでは
ないが、例えば、穏和な酸化銀が好ましく用いられる。
必要に応じて、過マンガン酸カリウムや重クロム酸カリ
ウム等も用いることができる。
On the other hand, the oxidizing agent used for oxidizing the solvent-soluble polyaniline is not particularly limited as long as it can oxidize the phenylenediamine structural unit. For example, mild silver oxide is preferable. Used.
If necessary, potassium permanganate, potassium dichromate, or the like can be used.

【0028】次いで、強酸性型カチオン交換樹脂にて酸
型としたポリマースルホン酸水溶液中に上記酸化脱ドー
プ状態のポリアニリンの粉末を投入し、数時間加熱すれ
ば、上記ポリアニリンにポリマースルホン酸をドープす
ることができ、この後、このドープ状態のポリアニリン
粉末を濾過、洗浄した後、真空乾燥することによって、
ポリマースルホン酸をドーパントとする導電性ポリアニ
リン粉末を得ることができる。
Next, the above-mentioned oxidized and undoped polyaniline powder is put into an aqueous solution of a polymer sulfonic acid which has been converted into an acid form with a strongly acidic cation exchange resin, and heated for several hours, whereby the polyaniline is doped with the polymer sulfonic acid. After that, the doped polyaniline powder is filtered, washed, and then dried in vacuum,
Conductive polyaniline powder using polymer sulfonic acid as a dopant can be obtained.

【0029】前述したように、導電性有機重合体と無機
酸化還元触媒との混合物を少なくとも一方の電極に電極
触媒として有せしめる場合、無機酸化還元触媒として
は、接触水素添加触媒として、又は酸素自動酸化触媒と
して知られている白金、パラジウム、ルテニウム、ロジ
ウム、銀、ニッケル、鉄、銅、コバルト及びモリブデン
から選ばれる少なくとも1種の遷移金属及び/又はその
酸化物等を用いることができる。このような無機酸化還
元触媒は、微粉末としてそのまま、導電性有機重合体粉
末と混合してもよく、また、上記遷移金属の水溶性塩の
水溶液に導電性有機重合体粉末を分散させ、攪拌、混合
した後、還元又は酸化処理を行なって、上記遷移金属塩
を金属又は酸化物に変換してもよい。
As described above, when a mixture of a conductive organic polymer and an inorganic redox catalyst is included in at least one electrode as an electrode catalyst, the inorganic redox catalyst may be a catalytic hydrogenation catalyst or an oxygen autocatalyst. At least one transition metal selected from platinum, palladium, ruthenium, rhodium, silver, nickel, iron, copper, cobalt and molybdenum and / or an oxide thereof known as an oxidation catalyst can be used. Such an inorganic oxidation-reduction catalyst may be mixed with the conductive organic polymer powder as a fine powder as it is, or the conductive organic polymer powder may be dispersed in an aqueous solution of a water-soluble salt of the transition metal and stirred. After mixing, the above-mentioned transition metal salt may be converted to a metal or oxide by performing a reduction or oxidation treatment.

【0030】導電性有機重合体と無機酸化還元触媒との
混合物を電極触媒として用いる場合、無機酸化還元触媒
は、導電性有機重合体100重量部に対して、通常、0.
1〜30重量部の範囲で用いられる。また、電極面積に
おける無機酸化還元触媒の担持量は、通常、0.001〜
5mg/cm2 の範囲であるが、好ましくは、0.005
〜1mg/cm2 の範囲であり、特に、好ましくは、0.
01〜0.5mg/cm 2 の範囲である。
The reaction between the conductive organic polymer and the inorganic redox catalyst
When the mixture is used as an electrode catalyst, an inorganic redox catalyst
Is usually 0.1 part by weight based on 100 parts by weight of the conductive organic polymer.
It is used in the range of 1 to 30 parts by weight. Also, the electrode area
The loading amount of the inorganic oxidation-reduction catalyst is usually 0.001 to 0.001.
5mg / cmTwoBut preferably 0.005.
~ 1mg / cmTwoAnd particularly preferably, 0.
01-0.5mg / cm TwoRange.

【0031】このように、本発明に従って、導電性有機
重合体と無機酸化還元触媒との混合物を電極に電極触媒
として有せしめることによって、導電性有機重合体のみ
を電極触媒として用いた場合に比べて、高出力の燃料電
池を得ることができる。
As described above, according to the present invention, by providing a mixture of a conductive organic polymer and an inorganic oxidation-reduction catalyst as an electrode catalyst in the electrode, compared with the case where only the conductive organic polymer is used as the electrode catalyst. Thus, a high-output fuel cell can be obtained.

【0032】次に、本発明による燃料電池において用い
る電極の製造について説明する。導電性有機重合体を電
極触媒とするカソードは、例えば、次のようにして製造
する。即ち、ポリマースルホン酸をドーパントとする導
電性ポリアニリン粉末を必要に応じて導電剤(例えば、
導電性カーボンブラック粉末)と混合した後、これを結
着剤(例えば、ポリフッ化ビニリデン樹脂やポリテトラ
フルオロエチレン樹脂)の溶液を用いてペーストとし、
このペーストを導電性多孔質基材(例えば、東レ(株)
製カーボンペーパー)上に塗布し、乾燥し、この後、こ
のように処理した導電性多孔質基材をプロトン交換性樹
脂溶液(例えば、ナフィオン(登録商標)のようなデュ
ポン社製パーフルオロスルホン酸樹脂溶液)を塗布、乾
燥して、カソードを得る。
Next, the production of the electrode used in the fuel cell according to the present invention will be described. A cathode using a conductive organic polymer as an electrode catalyst is produced, for example, as follows. That is, a conductive agent (for example, a conductive polyaniline powder having a polymer sulfonic acid as a dopant)
After mixing with conductive carbon black powder), this is made into a paste using a solution of a binder (for example, polyvinylidene fluoride resin or polytetrafluoroethylene resin),
This paste is applied to a conductive porous substrate (for example, Toray Industries, Inc.)
Coated on a carbon paper), dried and then treated with the conductive porous substrate thus treated with a proton exchange resin solution (for example, perfluorosulfonic acid manufactured by DuPont such as Nafion (registered trademark)). (Resin solution) is applied and dried to obtain a cathode.

【0033】導電性有機重合体と無機酸化還元触媒との
混合物を電極触媒とするカソードは、例えば、次のよう
にして製造する。即ち、ポリマースルホン酸をドーパン
トとする導電性ポリアニリン粉末と無機酸化還元触媒粉
末とを混合し、これに必要に応じて導電剤(例えば、導
電性カーボンブラック粉末)を混合した後、これを結着
剤(例えば、ポリフッ化ビニリデン樹脂やポリテトラフ
ルオロエチレン樹脂)の溶液を用いてペーストとし、こ
のペーストを導電性多孔質基材(例えば、東レ(株)製
カーボンペーパー)上に塗布し、乾燥し、この後、この
ように処理した導電性多孔質基材にプロトン交換性樹脂
溶液(例えば、ナフィオン(登録商標)のようなデュポ
ン社製のパーフルオロスルホン酸樹脂溶液)を塗布し、
乾燥して、カソードを得る。
A cathode using a mixture of a conductive organic polymer and an inorganic redox catalyst as an electrode catalyst is produced, for example, as follows. That is, a conductive polyaniline powder having a polymer sulfonic acid as a dopant is mixed with an inorganic redox catalyst powder, and if necessary, a conductive agent (for example, conductive carbon black powder) is mixed with the mixed powder. A paste is formed using a solution of an agent (for example, polyvinylidene fluoride resin or polytetrafluoroethylene resin), and the paste is applied on a conductive porous substrate (for example, carbon paper manufactured by Toray Industries, Inc.) and dried. Then, a proton exchange resin solution (for example, a perfluorosulfonic acid resin solution manufactured by DuPont such as Nafion (registered trademark)) is applied to the conductive porous base material thus treated,
Dry to obtain the cathode.

【0034】アノードは、上記カソードを還元すること
によって得ることができる。還元方法は特に限定されな
い。例えば、上記カソードを化学的に還元してもよい
が、好ましい一例を挙げれば、上記ポリマースルホン酸
水溶液中、適宜の参照電極を用いてサイクリック・ボル
タモグラムを測定し、還元ピークの現れた電位にて電気
化学的に上記カソードを還元するのが簡便である。
The anode can be obtained by reducing the above-mentioned cathode. The reduction method is not particularly limited. For example, the cathode may be chemically reduced, but in a preferred example, a cyclic voltammogram is measured using an appropriate reference electrode in the aqueous polymer sulfonic acid solution, and the potential at which a reduction peak appears is measured. It is convenient to electrochemically reduce the cathode.

【0035】このようにして得られたカソードとアノー
ドとで電解質膜(即ち、プロトン交換膜)を挟み、必要
に応じて、ホットプレス等により一体成形して、燃料電
池用の電極−プロトン交換膜接合体を得る。
An electrolyte membrane (ie, a proton exchange membrane) is sandwiched between the thus obtained cathode and anode, and if necessary, is integrally formed by hot pressing or the like to form a fuel cell electrode-proton exchange membrane. Obtain a conjugate.

【0036】本発明による燃料電池においては、電解質
膜には、従来の固体高分子膜型電池に用いられているよ
うなパーフルオロスルホン酸樹脂からなる陽イオン交換
膜、例えば、ナフィオン(登録商標)が好適に用いられ
るが、しかし、これに限定されるものではない。従っ
て、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹
脂からなる多孔質膜に上記ナフィオンや他のイオン伝導
性物質を含浸させたものや、ポリエチレンやポリプロピ
レン等のポリオレフィン樹脂からなる多孔質膜や不織布
に上記ナフィオンや他のイオン伝導性物質を担持させた
ものでもよい。
In the fuel cell according to the present invention, the electrolyte membrane is a cation exchange membrane made of a perfluorosulfonic acid resin as used in conventional solid polymer membrane type batteries, for example, Nafion (registered trademark). Is preferably used, but is not limited thereto. Therefore, for example, a porous film made of a fluororesin such as polytetrafluoroethylene impregnated with the above-mentioned Nafion or another ion conductive material, or a porous film or a nonwoven fabric made of a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene, What carried Nafion or another ion conductive substance may be used.

【0037】本発明による燃料電池においては、カソー
ドに酸化剤が気体で供給され、アノードに還元剤が気体
で供給される。ここに、本発明によれば、好ましくは、
酸化剤として酸素ガスや空気が用いられると共に、還元
剤として水素ガスが用いられる。また、還元剤として、
メタノールやジメチルエーテル等を用いることもでき
る。
In the fuel cell according to the present invention, the oxidant is supplied as a gas to the cathode, and the reducing agent is supplied as a gas to the anode. Here, according to the present invention, preferably
Oxygen gas or air is used as an oxidizing agent, and hydrogen gas is used as a reducing agent. In addition, as a reducing agent,
Methanol, dimethyl ether and the like can also be used.

【0038】本発明による燃料電池は、40℃以上の温
度で作動される。用いる導電性有機重合体や電解質膜に
よって適宜に選ばれるが、50〜120℃の範囲が好ま
しく、特に、60〜100℃の範囲が好ましい。作動温
度が低すぎるときは、導電性有機重合体の反応速度が遅
いために、高い出力を得ることができず、他方、作動温
度が高すぎるときは用いる材料の劣化や剥離等が起こる
おそれがある。
[0038] The fuel cell according to the invention is operated at a temperature above 40 ° C. It is appropriately selected depending on the conductive organic polymer and the electrolyte membrane used, but is preferably in the range of 50 to 120 ° C, and particularly preferably in the range of 60 to 100 ° C. When the operating temperature is too low, a high output cannot be obtained because the reaction rate of the conductive organic polymer is slow.On the other hand, when the operating temperature is too high, there is a possibility that deterioration or peeling of the material used may occur. is there.

【0039】[0039]

【実施例】以下に参考例と共に実施例を挙げて本発明を
説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定され
るものではない。
The present invention will be described below with reference to examples together with reference examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0040】参考例1 (アニリンの酸化重合による導電性ポリアニリン組成物
の調製)攪拌装置、温度計及び直管アダプターを備えた
10L容量セパラブルフラスコに蒸留水6000g、3
6%塩酸360mL及びアニリン400g(4.295モ
ル)をこの順序にて仕込み、アニリンを溶解させた。別
に、氷水にて冷却しながら、ビーカー中の蒸留水149
3gに97%濃硫酸434g(4.295モル)を加え、
混合して、硫酸水溶液を調製した。この硫酸水溶液を上
記セパラブルフラスコに加え、フラスコ全体を低温恒温
槽にて−4℃まで冷却した。
Reference Example 1 (Preparation of Conductive Polyaniline Composition by Oxidative Polymerization of Aniline) 6000 g of distilled water was placed in a 10-L separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a straight pipe adapter.
360 mL of 6% hydrochloric acid and 400 g (4.295 mol) of aniline were charged in this order to dissolve aniline. Separately, while cooling with ice water, distilled water 149 in a beaker was used.
434 g (4.295 mol) of 97% concentrated sulfuric acid was added to 3 g,
By mixing, an aqueous sulfuric acid solution was prepared. This aqueous sulfuric acid solution was added to the separable flask, and the entire flask was cooled to −4 ° C. in a low-temperature constant temperature bath.

【0041】次に、ビーカー中にて蒸留水2293gに
ペルオキソ二硫酸アンモニウム980g(4.295モ
ル)を加え、溶解させて、酸化剤水溶液を調製した。
Next, 980 g (4.295 mol) of ammonium peroxodisulfate was added to 2293 g of distilled water in a beaker and dissolved to prepare an oxidizing agent aqueous solution.

【0042】フラスコ全体を低温恒温槽で冷却して、反
応混合物の温度を−3℃以下に保持しつつ、攪拌下にア
ニリン塩の酸性水溶液に、チュービングポンプを用い
て、直管アダプターから上記ペルオキソ二硫酸アンモニ
ウム水溶液を1mL/分以下の割合にて徐々に滴下し
た。最初、無色透明の溶液は、重合の進行に伴って緑青
色から黒緑色となり、次いで、黒緑色の粉末が析出し
た。
The entire flask was cooled in a low-temperature constant-temperature bath, and while maintaining the temperature of the reaction mixture at -3 ° C. or lower, the peroxo acid was added to the acidic aqueous solution of the aniline salt from the straight tube adapter using a tubing pump while stirring. An aqueous solution of ammonium disulfate was gradually added dropwise at a rate of 1 mL / min or less. Initially, the colorless and transparent solution turned from green-blue to black-green as the polymerization proceeded, and then a black-green powder was deposited.

【0043】この粉末析出時に反応混合物において温度
の上昇がみられるが、この場合にも、高分子量のポリア
ニリンを得るためには、反応系内の温度を0℃以下、好
ましくは、−3℃以下に抑えることが肝要である。粉末
析出後は、ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液の滴下
速度を例えば8mL/分程度とやや速くしてもよい。し
かし、この場合にも、反応混合物の温度をモニターしつ
つ、温度を−3℃以下に保持するように、滴下速度を調
整することが必要である。かくして、7時間を要して、
ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液の滴下を終了した
後、更に1時間、−3℃以下の温度にて攪拌を続けた。
Although the temperature of the reaction mixture rises during the precipitation of the powder, the temperature in the reaction system must be kept at 0 ° C. or lower, preferably -3 ° C. or lower, in order to obtain a high molecular weight polyaniline. It is important to keep it low. After the powder deposition, the dropping rate of the aqueous solution of ammonium peroxodisulfate may be slightly increased, for example, to about 8 mL / min. However, also in this case, it is necessary to adjust the dropping speed so as to keep the temperature at −3 ° C. or lower while monitoring the temperature of the reaction mixture. So it took seven hours,
After the addition of the aqueous solution of ammonium peroxodisulfate was completed, stirring was continued at a temperature of −3 ° C. or lower for another hour.

【0044】得られた粉末を濾別し、水洗、アセトン洗
浄し、室温で真空乾燥して、黒緑色の導電性ポリアニリ
ン組成物の粉末430gを得た。これを直径13mm、
厚さ700μmのディスクに加圧成形し、ファン・デル
・ポー法によって、その電導度を測定したところ、14
S/cmであった。
The obtained powder was separated by filtration, washed with water, washed with acetone, and vacuum-dried at room temperature to obtain 430 g of a black-green conductive polyaniline composition powder. This is 13mm in diameter,
A disk having a thickness of 700 μm was press-molded, and its conductivity was measured by the van der Pauw method.
S / cm.

【0045】(導電性ポリアニリン組成物の脱ドーピン
グによる有機溶剤に可溶性のポリアニリン(酸化脱ドー
プ状態のポリアニリン)の製造)上記ドープされている
導電性ポリアニリン組成物の粉末350gを2Nアンモ
ニア水4L中に加え、オートホモミキサーにて回転数5
000rpmにて5時間攪拌した。混合物は、黒緑色か
ら青紫色に変化した。
(Production of Polyaniline Soluble in Organic Solvent by Dedoping of Conductive Polyaniline Composition (Polyaniline in Oxidative Dedoped State)) 350 g of the doped conductive polyaniline composition powder was placed in 4 L of 2N ammonia water. In addition, rotation speed 5
The mixture was stirred at 000 rpm for 5 hours. The mixture turned from black green to bluish purple.

【0046】ブフナー漏斗にて粉末を濾別し、ビーカー
中にて攪拌しながら、蒸留水にて濾液が中性になるまで
繰り返して洗浄し、続いて、濾液が無色になるまでアセ
トンにて洗浄した。この後、粉末を室温にて10時間真
空乾燥して、黒褐色の脱ドーピングしたポリアニリン
(酸化脱ドープ状態のポリアニリン)の粉末280gを
得た。
The powder was filtered off with a Buchner funnel and washed repeatedly with distilled water while stirring in a beaker until the filtrate became neutral, and then washed with acetone until the filtrate became colorless. did. Thereafter, the powder was vacuum-dried at room temperature for 10 hours to obtain 280 g of black-brown undoped polyaniline (oxidized and undoped polyaniline) powder.

【0047】このポリアニリンはN−メチル−2−ピロ
リドンに可溶性であって、溶解度は同溶剤100gに対
して8g(7.4%)であった。また、これを溶剤として
30℃で測定した極限粘度〔η〕は1.23dl/gであ
った。
This polyaniline was soluble in N-methyl-2-pyrrolidone, and the solubility was 8 g (7.4%) based on 100 g of the same solvent. The intrinsic viscosity [η] measured at 30 ° C. using this as a solvent was 1.23 dl / g.

【0048】このポリアニリンは、ジメチルスルホキシ
ド及びジメチルホルムアミドには1%以下の溶解度であ
った。テトラヒドロフラン、ピリジン、80%酢酸水溶
液、60%ギ酸水溶液及びアセトニトリルには実質的に
溶解しなかった。
This polyaniline had a solubility of 1% or less in dimethyl sulfoxide and dimethylformamide. It did not substantially dissolve in tetrahydrofuran, pyridine, 80% aqueous acetic acid, 60% aqueous formic acid and acetonitrile.

【0049】更に、上記脱ドープ状態の有機溶剤に可溶
性のポリアニリンについて、N−メチル−2−ピロリド
ン用のGPCカラムを用いて、GPC測定を行なった結
果、数平均分子量23000、重量平均分子量1600
00(いずれも、ポリスチレン換算)であった。
Further, the polyaniline soluble in the undoped organic solvent was subjected to GPC measurement using a GPC column for N-methyl-2-pyrrolidone. As a result, the number average molecular weight was 23,000 and the weight average molecular weight was 1600
00 (both in terms of polystyrene).

【0050】実施例1 ポリビニルスルホン酸ナトリウム(アルドリッチ社製)
を強酸性型カチオン交換樹脂(ダウケミカル社製ダウエ
ックス50WX12)で処理して、酸型のポリビニルス
ルホン酸の水溶液を得た。次に、これをロータリーエバ
ポレータを用いて濃縮した後、真空乾燥して、水飴状の
ポリビニルスルホン酸を得た。このポリビニルスルホン
酸12.5gをイオン交換水70.8gに溶解させて、ポリ
ビニルスルホン酸の15重量%濃度の水溶液を調製し
た。
Example 1 Sodium polyvinyl sulfonate (manufactured by Aldrich)
Was treated with a strongly acidic cation exchange resin (Dowex 50WX12 manufactured by Dow Chemical Company) to obtain an aqueous solution of an acid type polyvinyl sulfonic acid. Next, this was concentrated using a rotary evaporator, and then dried under vacuum to obtain syrupy polyvinyl sulfonic acid. 12.5 g of this polyvinyl sulfonic acid was dissolved in 70.8 g of ion-exchanged water to prepare a 15% by weight aqueous solution of polyvinyl sulfonic acid.

【0051】このポリビニルスルホン酸水溶液中に参考
例1で得た酸化脱ドープ型ポリアニリン粉末10gを加
え、湯浴上で70℃に加熱し、130分間保って、ポリ
アニリンにポリビニルスルホン酸をドープした。このド
ープされたポリアニリンを吸引濾過し、メタノールで洗
浄した後、50℃で4時間真空乾燥して、ポリビニルス
ルホン酸をドーパントとして有する電導度11.5S/c
mの導電性ポリアニリン粉末15.2gを得た。
10 g of the oxidized and undoped polyaniline powder obtained in Reference Example 1 was added to this aqueous solution of polyvinyl sulfonic acid, heated to 70 ° C. in a hot water bath, and kept for 130 minutes to dope polyaniline with polyvinyl sulfonic acid. The doped polyaniline was filtered by suction, washed with methanol, and then dried under vacuum at 50 ° C. for 4 hours to obtain an electric conductivity of 11.5 S / c having polyvinyl sulfonic acid as a dopant.
m of conductive polyaniline powder (15.2 g) was obtained.

【0052】この導電性ポリアニリン粉末2gに導電性
カーボンブラック粉末(アクゾ社製ケッチェンブラック
EC)0.4gを加え、磁製乳鉢中ですりつぶしながら、
均一になるまで10分間混合した。
To 2 g of the conductive polyaniline powder, 0.4 g of a conductive carbon black powder (Ketjen Black EC manufactured by Akzo) was added, and the mixture was ground in a porcelain mortar.
Mix for 10 minutes until uniform.

【0053】別に、ポリフッ化ビニリデン樹脂(呉羽化
学工業(株)製カイナー)0.27gをN,N−ジメチル
ホルムアミド10.53gに溶解して、2.5重量%溶液を
調製し、これに上記導電性ポリアニリン粉末とカーボン
ブラック粉末との混合物を加え、更に、乳鉢を用いて混
合して、ペーストとした。このペーストを5.8cm角の
カーボンペーパー(東レ(株)製TGP−H−90、膜
厚260μm)上に塗布し、熱風循環乾燥機中、80℃
で60分間加熱、乾燥させた。次に、このように処理し
たカーボンペーパー上に5重量%ナフィオン溶液(アル
ドリッチ社製)を塗布し、80℃で15分間、加熱、乾
燥させて、このようにして得られた電極をカソードに用
いた。
Separately, 0.27 g of polyvinylidene fluoride resin (Kyner manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in 10.53 g of N, N-dimethylformamide to prepare a 2.5% by weight solution. A mixture of the conductive polyaniline powder and the carbon black powder was added, and further mixed using a mortar to obtain a paste. This paste was applied to a 5.8 cm square carbon paper (TGP-H-90, Toray Industries, Ltd., film thickness 260 μm), and heated to 80 ° C. in a hot air circulating drier.
For 60 minutes and dried. Next, a 5% by weight Nafion solution (manufactured by Aldrich) was applied onto the carbon paper treated in this manner, heated and dried at 80 ° C. for 15 minutes, and the electrode thus obtained was used as a cathode. Was.

【0054】上記電極を15重量%ポリビニルスルホン
酸水溶液中に浸漬し、飽和カロメル電極(SCE)を参
照電極として用い、直径0.5mmの白金線を対極とし
て、北斗電工(株)製ポテンショスタット/ガルバノス
タット(HA−501)及びファンクション・ジェネレ
ータ(HB−105)を用いて、電位範囲−0.2〜0.5
V vs. SCE、掃引速度20mV/秒の条件下にサ
イクリックボルタモグラムを得た。ポリアニリンの酸化
ピークが0.5V vs. SCEに、また、ポリアニリン
の還元ピークが−0.1V vs. SCEに現れた。そこ
で、ポテンショスタットの電位を−0.1Vに固定して、
30分間電気化学的に還元した。このようにして得られ
た電極をアノードに用いた。
The above electrode was immersed in a 15% by weight aqueous solution of polyvinyl sulfonic acid, a saturated calomel electrode (SCE) was used as a reference electrode, and a 0.5 mm diameter platinum wire was used as a counter electrode. Using a galvanostat (HA-501) and a function generator (HB-105), the potential range is -0.2 to 0.5.
A cyclic voltammogram was obtained under the conditions of V vs. SCE and a sweep speed of 20 mV / sec. The oxidation peak of polyaniline appeared at 0.5 V vs. SCE, and the reduction peak of polyaniline appeared at -0.1 V vs. SCE. Therefore, the potential of the potentiostat is fixed at -0.1V,
Reduced electrochemically for 30 minutes. The electrode thus obtained was used as an anode.

【0055】このようにして作製したカソードとアノー
ドとの間に酸型ナフィオン膜(デュポン社製ナフィオン
(登録商標)117)をプロトン交換膜として置き、金
型を用いて、温度130℃、圧力3MPaの条件下、ホ
ットプレスにて電極−プロトン交換膜接合体を調製し、
試験用の単層の燃料電池セルを組み立てた。
An acid-type Nafion membrane (Nafion (registered trademark) 117 manufactured by DuPont) was placed as a proton exchange membrane between the thus prepared cathode and anode, and the temperature was 130 ° C. and the pressure was 3 MPa using a mold. Under the conditions described above, an electrode-proton exchange membrane assembly was prepared by hot pressing,
A single-layer fuel cell for testing was assembled.

【0056】この燃料電池セルを燃料電池評価装置(東
陽テクニカ(株)製)に組み込み、セル温度70℃と
し、加湿器温度70℃で酸素ガスを500mL/分の割
合でカソードに供給すると共に、加湿器温度80℃で水
素ガスを500mL/分の割合でアノードに供給した。
そこで、先ず、電流を流さずに、起電力(開路電圧)の
みを測定したところ、0.50Vであった。次に、燃料電
池に負荷を加えたところ、電圧0.4Vのとき、0.73A
(29mA/cm2 )の電流を得た。
The fuel cell was assembled in a fuel cell evaluation apparatus (manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.), the cell temperature was set to 70 ° C., and oxygen gas was supplied to the cathode at a humidifier temperature of 70 ° C. at a rate of 500 mL / min. Hydrogen gas was supplied to the anode at a humidifier temperature of 80 ° C. at a rate of 500 mL / min.
Therefore, first, only the electromotive force (open circuit voltage) was measured without flowing a current, and it was 0.50 V. Next, when a load was applied to the fuel cell, when the voltage was 0.4 V, 0.73 A
(29 mA / cm 2 ) was obtained.

【0057】比較例1 実施例1と同様にして、アノードとカソードを作製し
た。ナフィオン117を隔膜として中央部に配設した二
槽型アクリル樹脂製セルに上記アノードとカソードを組
み入れた。次に、アノード槽とカソード槽にそれぞれ液
体状態の還元剤と酸化剤を注いだ。還元剤としては、塩
化第一スズ(SnCl2 )0.42重量%を含む1N塩酸
水溶液を、また、酸化剤としては、塩化第二鉄(FeC
3 )0.61重量%を含む1N塩酸水溶液を用いた。塩
化第一スズ(SnCl2 )と塩化第二鉄(FeCl3
の標準電極電位はそれぞれ、0.07V vs.NHE
(標準水素電極)及び0.77V vs.NHEである。
このように構成した電池は、実施例1において、水素ガ
ス(還元剤)と酸素ガス(酸化剤)の代わりに、液体の
還元剤と酸化剤を用いたものに対応する。
Comparative Example 1 An anode and a cathode were produced in the same manner as in Example 1. The above-mentioned anode and cathode were incorporated in a two-tank type acrylic resin cell provided at the center with Nafion 117 as a diaphragm. Next, a reducing agent and an oxidizing agent in a liquid state were poured into the anode cell and the cathode cell, respectively. As a reducing agent, a 1N aqueous hydrochloric acid solution containing 0.42% by weight of stannous chloride (SnCl 2 ) was used. As an oxidizing agent, ferric chloride (FeC
l 3 ) 1N hydrochloric acid aqueous solution containing 0.61% by weight was used. Stannous chloride (SnCl 2 ) and ferric chloride (FeCl 3 )
Are 0.07V vs. standard electrode potential, respectively. NHE
(Standard hydrogen electrode) and 0.77 V vs. 0.77 V. NHE.
The battery configured in this way corresponds to the battery in Example 1 using a liquid reducing agent and an oxidizing agent instead of the hydrogen gas (reducing agent) and the oxygen gas (oxidizing agent).

【0058】アノードとカソードを電池充放電装置(北
斗電工(株)製HJ−201B)に接続し、1mA/c
2 にて定電流放電を行ない、放電曲線を電池充放電装
置に接続した記録計にて記録した。
The anode and the cathode were connected to a battery charging / discharging device (HJ-201B manufactured by Hokuto Denko KK), and 1 mA / c
A constant current discharge was performed at m 2 , and a discharge curve was recorded by a recorder connected to a battery charge / discharge device.

【0059】この電池の起電力は、最初、0.4Vであっ
たが、すぐに低下し始め、数分後には0.3Vとなり、そ
の後も低下が続き、8時間後には、起電力は0Vとなっ
た。定電流放電を止めると、電圧は0.5Vまで回復し
た。その後、電流密度を5mA/cm2 に上げたが、電
圧がすぐに低下し、容量は激減した。
The electromotive force of this battery was 0.4 V at first, but immediately began to drop, and after several minutes, it became 0.3 V, and continued to drop thereafter. After 8 hours, the electromotive force was 0 V. It became. When the constant current discharge was stopped, the voltage recovered to 0.5V. Thereafter, the current density was increased to 5 mA / cm 2 , but the voltage immediately dropped, and the capacity was drastically reduced.

【0060】実施例2 参考例1で得た酸化脱ドープ状態のポリアニリン粉末1.
8gに導電性カーボンブラック粉末(アクゾ社製ケッチ
ェンブラックEC)0.4gと共に、白金を20重量%担
持させたカーボン(米国エレクトロケム社製EC−20
−PTC)0.2gを加え、磁製乳鉢を用いて、すりすぶ
しながら、均一になるまで10分間混合した。
Example 2 Polyaniline powder in oxidized and undoped state obtained in Reference Example 1.
8 g of carbon having 0.4% of conductive carbon black powder (Ketjen Black EC manufactured by Akzo) and 20% by weight of platinum supported thereon (EC-20 manufactured by Electrochem, USA)
-PTC) was added and mixed with a mortar made of porcelain for 10 minutes while grinding until uniform.

【0061】別に、ポリフッ化ビニリデン樹脂(呉羽化
学工業(株)製カイナー)0.27gをN,N−ジメチル
ホルムアミド10.53gに溶解させて、2.5重量%溶液
を調製し、これに上記酸化脱ドープ状態のポリアニリン
粉末と導電性カーボンブラック粉末との混合物を加え
て、更に、乳鉢を用いて混合してペーストとした。
Separately, 0.27 g of polyvinylidene fluoride resin (Kyner manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in 10.53 g of N, N-dimethylformamide to prepare a 2.5% by weight solution, and the above solution was prepared. A mixture of the oxidized and undoped polyaniline powder and the conductive carbon black powder was added, and further mixed using a mortar to obtain a paste.

【0062】このペーストを5.8cm角のカーボンペー
パー(東レ(株)製TGP−H−90、膜厚260μ
m)上に塗布し、熱風循環乾燥機中、80℃で60分間
加熱、乾燥させた。次に、このように処理したカーボン
ペーパー上に5重量%ナフィオン溶液(アルドリッチ社
製)を塗布し、80℃で15分間、加熱、乾燥させて、
このようにして得られた電極をカソードに用いた。
A 5.8 cm square carbon paper (TGP-H-90 manufactured by Toray Industries, Inc .;
m) and heated and dried at 80 ° C. for 60 minutes in a hot air circulating drier. Next, a 5% by weight Nafion solution (manufactured by Aldrich) was applied onto the carbon paper thus treated, and heated and dried at 80 ° C. for 15 minutes.
The electrode thus obtained was used as a cathode.

【0063】次に、参考例1で得た酸化脱ドープ状態の
ポリアニリン粉末をヒドラジン一水和物のメタノール溶
液に加え、8時間攪拌して還元した。得られた反応生成
物をヌッチェと吸引瓶にて濾別し、メタノールで洗浄し
た後、真空乾燥機中、70℃で5時間乾燥させた。この
ようにして、還元型脱ドープ状態のポリアニリン粉末を
得た。
Next, the oxidized and undoped polyaniline powder obtained in Reference Example 1 was added to a methanol solution of hydrazine monohydrate, and the mixture was stirred and reduced for 8 hours. The obtained reaction product was filtered off with a suction bottle and a suction bottle, washed with methanol, and dried in a vacuum dryer at 70 ° C. for 5 hours. Thus, a polyaniline powder in a reduced undoped state was obtained.

【0064】この還元型脱ドープ状態のポリアニリン粉
末1.8gに導電性カーボンブラック粉末(アクゾ社製ケ
ッチェンブラックEC)0.4gと共に、白金を20重量
%担持させたカーボン(米国エレクトロケム社製EC−
20−PTC)0.2gを加え、磁製乳鉢を用いて、すり
すぶしながら、均一になるまで10分間混合した。
A carbon (manufactured by Electrochem Co., USA) in which 1.8 g of the reduced undoped polyaniline powder and 0.4 g of a conductive carbon black powder (Ketjen Black EC manufactured by Akzo Co., Ltd.) and 20% by weight of platinum are supported. EC-
(20-PTC) was added and mixed with a mortar made of porcelain for 10 minutes until uniform.

【0065】別に、ポリフッ化ビニリデン樹脂(呉羽化
学工業(株)製カイナー)0.27gをN,N−ジメチル
ホルムアミド10.53gに溶解して、2.5重量%溶液を
調製し、これに上記還元型脱ドープ状態のポリアニリン
粉末とカーボンブラック粉末との混合物を加え、更に、
乳鉢を用いて混合して、ペーストとした。このペースト
を5.8cm角のカーボンペーパー(東レ(株)製TGP
−H−90、膜厚260μm)上に塗布し、熱風循環乾
燥機中、80℃で60分間加熱、乾燥させた。次に、こ
のように処理したカーボンペーパー上に5重量%ナフィ
オン溶液(アルドリッチ社製)を塗布し、80℃で15
分間、加熱、乾燥させて、このようにして得られた電極
をアノードに用いた。
Separately, 0.27 g of polyvinylidene fluoride resin (Kyner manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in 10.53 g of N, N-dimethylformamide to prepare a 2.5% by weight solution, and the above solution was prepared. Add a mixture of polyaniline powder and carbon black powder in a reduced undoped state,
The mixture was mixed using a mortar to obtain a paste. This paste is applied to 5.8 cm square carbon paper (TGP manufactured by Toray Industries, Inc.).
-H-90, film thickness 260 μm), and heated and dried at 80 ° C. for 60 minutes in a hot air circulating drier. Next, a 5% by weight Nafion solution (manufactured by Aldrich) was applied onto the carbon paper thus treated,
After heating and drying for minutes, the electrode thus obtained was used as an anode.

【0066】このようにして作製したカソードとアノー
ドとの間に酸型ナフィオン膜(デュポン社製、ナフィオ
ン(登録商標)117)をプロトン交換膜として置き、
金型を用いて、温度130℃、圧力3MPaの条件下、
ホットプレスにて電極−プロトン交換膜接合体を調製し
て、試験用の単層の燃料電池セルを組み立てた。
An acid-type Nafion membrane (Nafion (registered trademark) 117 manufactured by DuPont) was placed as a proton exchange membrane between the thus prepared cathode and anode.
Using a mold, at a temperature of 130 ° C. and a pressure of 3 MPa,
An electrode-proton exchange membrane assembly was prepared by hot pressing, and a single-layer fuel cell for testing was assembled.

【0067】この燃料電池セルを燃料電池評価装置(東
陽テクニカ(株)製)に組み込み、セル温度70℃と
し、加湿器温度70℃で酸素ガスを500mL/分の割
合でカソードに供給すると共に、加湿器温度80℃で水
素ガスを500mL/分の割合でアノードに供給した。
そこで、先ず、電流を流さずに、起電力(開路電圧)の
みを測定したところ、0.60Vであった。次に、燃料電
池に負荷を加えたところ、電圧0.4Vのとき、0.85A
(34mA/cm2 )の電流を得た。
The fuel cell was assembled in a fuel cell evaluation apparatus (manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.), the cell temperature was set to 70 ° C., and oxygen gas was supplied to the cathode at a humidifier temperature of 70 ° C. at a rate of 500 mL / min. Hydrogen gas was supplied to the anode at a humidifier temperature of 80 ° C. at a rate of 500 mL / min.
Therefore, first, only the electromotive force (open circuit voltage) was measured without flowing a current, and it was 0.60 V. Next, when a load was applied to the fuel cell, when the voltage was 0.4 V, 0.85 A
(34 mA / cm 2 ).

【0068】実施例3 フェノールスルホン酸ノボラック樹脂水溶液(小西化学
工業(株)製、遊離酸型、固形分45.9%、重量平均分
子量22000(GPC法、ポリスチレンスルホン酸ナ
トリウム標準)43.6gにイオン交換水56.4gを加え
て希釈した。得られたフェノールスルホン酸ノボラック
樹脂水溶液に前記酸化脱ドープ状態のポリアニリン粉末
12.0gを加え、80℃の湯浴上で2時間加熱した後、
室温で一晩、放置した。黒褐色の酸化脱ドープ状態のポ
リアニリン粉末は、フェノールスルホン酸ノボラック樹
脂水溶液に加えた直後に黒緑色に変色して、ポリアニリ
ンがフェノールスルホン酸ノボラック樹脂にてドープさ
れたことが示された。
Example 3 To 43.6 g of a phenolsulfonic acid novolak resin aqueous solution (manufactured by Konishi Chemical Industry Co., Ltd., free acid type, solid content: 45.9%, weight average molecular weight: 22,000 (GPC method, standard sodium polystyrene sulfonate)) 56.4 g of ion-exchanged water was added to dilute the solution, and 12.0 g of the oxidized and undoped polyaniline powder was added to the obtained aqueous solution of phenolsulfonic acid novolak resin, followed by heating in a water bath at 80 ° C. for 2 hours.
Left at room temperature overnight. The black-brown oxidized and undoped polyaniline powder turned black-green immediately after being added to the aqueous phenolsulfonic acid novolak resin solution, indicating that polyaniline was doped with the phenolsulfonic acid novolak resin.

【0069】このドープ状態のポリアニリン粉末をヌッ
チェを用いて吸引濾過にて濾取し、メタノールに分散さ
せ、攪拌、洗浄する操作を3回繰返した後、濾取し、6
0℃で5時間、真空乾燥した。このようにして得られた
ドープ状態のポリアニリン粉末を錠剤成形器にてディス
ク状に成形し、ファン・デル・ポー法にて電導度を測定
したところ、4.1S/cmであった。
The operation of filtering the doped polyaniline powder by suction filtration using a Nutsche, dispersing in methanol, stirring and washing was repeated three times.
Vacuum dried at 0 ° C. for 5 hours. The thus obtained doped polyaniline powder was formed into a disk shape using a tablet press, and the conductivity was measured by the van der Pauw method. As a result, it was 4.1 S / cm.

【0070】白金20重量%を担持させたカーボン(米
国エレクトロケム社製EC−20−PTC)80mgと
導電性カーボンブラック粉末(アクゾ社製ケッチェンブ
ラックEC)160mgとを上記ドープ状態のポリアニ
リン粉末720mgに加え、磁製乳鉢を用いてすりつぶ
しながら、均一になるまで10分間混合した。得られた
混合物に2.5重量%濃度のポリフッ化ビニリデンのジメ
チルホルムアミド溶液6gを加え、更に、乳鉢を用いて
混合して、ペーストとした。
80 mg of carbon (EC-20-PTC, manufactured by Electrochem, USA) supporting 20% by weight of platinum and 160 mg of conductive carbon black powder (Ketjen Black EC, manufactured by Akzo) are mixed with 720 mg of the above-mentioned doped polyaniline powder. , And mixed for 10 minutes until uniform using a mortar made of porcelain. 6 g of a 2.5% by weight solution of polyvinylidene fluoride in dimethylformamide was added to the obtained mixture, and the mixture was further mixed using a mortar to obtain a paste.

【0071】このペーストを5.8cm角のカーボンペー
パー(東レ(株)製TGP−H−90、膜厚260μ
m)上に塗布し、80℃で60分間加熱、乾燥させて、
電極を調製した。重量増加は約234mgであった。こ
れにより、白金の担持量は、電極面積当り、0.10mg
/cm2 と算出された。このように処理したカーボンペ
ーパー上に5重量%ナフィオン溶液(アルドリッチ社
製)を塗布し、80℃で15分間、加熱、乾燥させた。
このようにして得られた電極をカソードとした。
A 5.8 cm square carbon paper (TGP-H-90 manufactured by Toray Industries, Inc .;
m) coated on top, heated and dried at 80 ° C. for 60 minutes,
An electrode was prepared. The weight gain was about 234 mg. Thereby, the supported amount of platinum was 0.10 mg per electrode area.
/ Cm 2 . A 5% by weight Nafion solution (manufactured by Aldrich) was applied onto the carbon paper thus treated, and heated and dried at 80 ° C. for 15 minutes.
The electrode thus obtained was used as a cathode.

【0072】上記と同様にして調製した電極を20重量
%のフェノールスルホン酸ノボラック樹脂水溶液中に浸
漬し、飽和カロメル電極(SCE)を参照電極として用
い、直径0.5mmの白金線を対極として、北斗電工
(株)製ポテンショスタット/ガルバノスタット(HA
−501)及びファンクション・ジェネレータ(HB−
105)を用いて、電位範囲−0.2〜0.6V vs. S
CE、掃引速度20mV/秒の条件下にサイクリックボ
ルタモグラムを得た。ポリアニリンの酸化ピークが0.5
V vs. SCEに、また、ポリアニリンの還元ピーク
が−0.1V vs. SCEに現れた。そこで、ポテンシ
ョスタットの電位を−0.1Vに固定して、電気化学的に
還元した。このようにして得られた電極をアノードに用
いた。
The electrode prepared in the same manner as above was immersed in a 20% by weight aqueous solution of phenolsulfonic acid novolak resin, and a saturated calomel electrode (SCE) was used as a reference electrode, and a platinum wire having a diameter of 0.5 mm was used as a counter electrode. Hokuto Denko Co., Ltd. potentiostat / galvanostat (HA
-501) and function generator (HB-
105), a potential range of -0.2 to 0.6 V vs. S
A cyclic voltammogram was obtained under the conditions of CE and a sweep speed of 20 mV / sec. The oxidation peak of polyaniline is 0.5
V vs. SCE, and a reduction peak of polyaniline appeared at -0.1 V vs. SCE. Therefore, the potential of the potentiostat was fixed at -0.1 V, and electrochemical reduction was performed. The electrode thus obtained was used as an anode.

【0073】このようにして作製したカソードとアノー
ドとの間に酸型ナフィオン膜(デュポン社製ナフィオン
(登録商標)117)をプロトン交換膜として置き、金
型を用いて、温度130℃、圧力3MPaの条件下、ホ
ットプレスにて電極/プロトン交換膜接合体を調製し、
試験用の単層の燃料電池セルを組み立てた。
An acid-type Nafion membrane (Nafion (registered trademark) 117 manufactured by DuPont) was placed between the cathode and the anode prepared as described above as a proton exchange membrane, and a mold was used at a temperature of 130 ° C. and a pressure of 3 MPa. The electrode / proton exchange membrane assembly was prepared by hot pressing under the conditions of
A single-layer fuel cell for testing was assembled.

【0074】この燃料電池セルを燃料電池評価装置(東
陽テクニカ(株)製)に組み込み、セル温度70℃と
し、加湿器温度70℃で酸素ガスを500mL/分の割
合でカソードに供給すると共に、加湿器温度80℃で水
素ガスを500mL/分の割合でアノードに供給した。
そこで、先ず、電流を流さずに、起電力(開路電圧)の
みを測定したところ、0.69Vであった。次に、燃料電
池に負荷を加えたところ、電圧0.4Vのとき、6.33A
(253mA/cm2 )の電流を得た。
The fuel cell was assembled in a fuel cell evaluation apparatus (manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.), the cell temperature was set to 70 ° C., and oxygen gas was supplied to the cathode at a humidifier temperature of 70 ° C. at a rate of 500 mL / min. Hydrogen gas was supplied to the anode at a humidifier temperature of 80 ° C. at a rate of 500 mL / min.
Therefore, first, only the electromotive force (open circuit voltage) was measured without flowing a current, and it was 0.69 V. Next, when a load was applied to the fuel cell, when the voltage was 0.4 V, 6.33 A
(253 mA / cm 2 ).

【0075】実施例4〜12及び比較例2 実施例3において、白金20重量%を担持させたカーボ
ンに代えて、パラジウムを10重量%担持させたカーボ
ン、ルテニウムを5重量%担持させたカーボン、ロジウ
ムを5重量%担持させたカーボンのほか、表1に示すよ
うに、種々の遷移金属やその酸化物を導電性有機重合体
と共に用いた以外はすべて、実施例3と同様にしてアノ
ード及びカソードを調製した後、この電極を用いて、電
極−プロトン交換膜接合体を調製して、試験用の単層の
燃料電池セルを組み立てた。漆原ニッケルは、「有機合
成化学」第32巻第11号第951〜958頁(197
4)に従って調製した。
Examples 4 to 12 and Comparative Example 2 In Example 3, instead of carbon supporting 20% by weight of platinum, carbon supporting 10% by weight of palladium, carbon supporting 5% by weight of ruthenium, Anode and cathode were prepared in the same manner as in Example 3, except that carbon containing 5% by weight of rhodium and various transition metals and oxides thereof were used together with a conductive organic polymer as shown in Table 1. Was prepared, an electrode-proton exchange membrane assembly was prepared using this electrode, and a single-layer fuel cell for testing was assembled. Urushibara Nickel is described in "Synthetic Organic Chemistry" Vol. 32, No. 11, pp. 951-958 (197
Prepared according to 4).

【0076】このようにして作製したカソードとアノー
ドとの間に酸型ナフィオン膜(デュポン社製ナフィオン
(登録商標)117)をプロトン交換膜として置き、金
型を用いて、温度130℃、圧力3MPaの条件下、ホ
ットプレスにて電極−プロトン交換膜接合体を調製し、
試験用の単層の燃料電池セルを組み立てた。
An acid-type Nafion membrane (Nafion (registered trademark) 117 manufactured by DuPont) is placed as a proton exchange membrane between the cathode and the anode prepared as described above, and a mold is used at a temperature of 130 ° C. and a pressure of 3 MPa. Under the conditions described above, an electrode-proton exchange membrane assembly was prepared by hot pressing,
A single-layer fuel cell for testing was assembled.

【0077】この燃料電池セルを燃料電池評価装置(東
陽テクニカ(株)製)に組み込み、セル温度70℃と
し、加湿器温度70℃で酸素ガスを500mL/分の割
合でカソードに供給すると共に、加湿器温度80℃で水
素ガスを500mL/分の割合でアノードに供給した。
そこで、先ず、電流を流さずに、起電力(開路電圧)の
みを測定した。次に、燃料電池に負荷を加え、電圧0.4
Vのときの電流値を測定した。結果を表1に示す。
The fuel cell was assembled in a fuel cell evaluation apparatus (manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.), the cell temperature was set to 70 ° C., and oxygen gas was supplied to the cathode at a humidifier temperature of 70 ° C. at a rate of 500 mL / min. Hydrogen gas was supplied to the anode at a humidifier temperature of 80 ° C. at a rate of 500 mL / min.
Therefore, first, only the electromotive force (open circuit voltage) was measured without passing a current. Next, a load was applied to the fuel cell, and a voltage of 0.4 was applied.
The current value at V was measured. Table 1 shows the results.

【0078】比較のため、接触水素添加触媒でも、酸素
自動酸化触媒でもない鉛粉末及び酸化鉛粉末を上記無機
酸化還元触媒に代えて用いた場合の結果を比較例2とし
て示す。
For comparison, a result in the case of using a lead powder and a lead oxide powder which are neither a catalytic hydrogenation catalyst nor an oxygen autoxidation catalyst in place of the above-mentioned inorganic redox catalyst is shown as Comparative Example 2.

【0079】[0079]

【表1】 [Table 1]

【0080】実施例13 実施例3と全く同様にして、フェノールスルホン酸ノボ
ラック樹脂でドープされたボリアニリン粉末、白金20
重量%を担持させたカーボン(米国エレクトロケム社製
EC−20−PTC)、導電性カーボンブラック粉末
(アクゾ社製ケッチェンブラックEC)及びポリフッ化
ビニリデンからなる混合物を5.8cm角のカーボンペー
パー上に担持させて、電極を調製した。白金の担持量
は、電極面積当たり、0.10mg/cm2 と算出され
た。このように処理したカーボンペーパー上に5重量%
ナフィオン溶液(アルドリッチ社製)を塗布し、80℃
で15分間、加熱、乾燥させた。このようにして得られ
た電極をカソードとした。
Example 13 In exactly the same manner as in Example 3, boraniline powder doped with phenolsulfonic acid novolak resin, platinum 20
A mixture consisting of carbon (wt.%) Supported carbon (EC-20-PTC manufactured by Electrochem, USA), conductive carbon black powder (Ketjen Black EC manufactured by Akzo) and polyvinylidene fluoride was coated on a 5.8 cm square carbon paper. To prepare an electrode. The amount of supported platinum was calculated to be 0.10 mg / cm 2 per electrode area. 5% by weight on the carbon paper thus treated
Apply Nafion solution (Aldrich) and apply at 80 ° C
And dried for 15 minutes. The electrode thus obtained was used as a cathode.

【0081】一方、アノードは、導電性高分子として、
Chemistry Letters, 153-154(1988) の記載に従ってn
型導電性高分子であるポリピリジンを調製し、これを用
いて、次のようにして調製した。即ち、白金20重量%
を担持させたカーボン(米国エレクトロケム社EC−2
0−PTC)44mgと導電性カーボンブラック粉末
(アクゾ社製ケッチェンブラックEC)80mgをポリ
ピリジン400mgに加え、磁製乳鉢中ですりつぶしな
がら、均一になるまで10分間混合した。このようにし
て得られた混合物に2.5重量%濃度のポリフッ化ビニリ
デンのジメチルホルムアミド溶液2.1gを加え、更に、
乳鉢を用いて混合して、ぺーストとした。
On the other hand, the anode is a conductive polymer,
Chemistry Letters, 153-154 (1988).
Polypyridine, which is a type conductive polymer, was prepared, and was prepared as follows using this. That is, platinum 20% by weight
Loaded with carbon (Electrochem Corporation EC-2
(0-PTC) 44 mg and conductive carbon black powder (Ketjen Black EC manufactured by Akzo Co., Ltd.) 80 mg were added to polypyridine 400 mg, and mixed in a porcelain mortar for 10 minutes until uniform. To the mixture thus obtained was added 2.1 g of a 2.5% strength by weight polyvinylidene fluoride solution in dimethylformamide.
The mixture was mixed using a mortar to make a paste.

【0082】このぺーストを5.8cm角のカーボンペー
パー(東レ(株)製TPG−H−90、膜厚260μ
m)上に塗布し、80℃で60分間加熱、乾燥させて、
電極を調製した。このように処理したカーボンペーパー
上に5重量%ナフィオン溶液(アルドリッチ社製)を塗
布し、80℃で15分間、加熱、乾燥させた。
A 5.8 cm square carbon paper (TPG-H-90 manufactured by Toray Industries, Inc .;
m) coated on top, heated and dried at 80 ° C. for 60 minutes,
An electrode was prepared. A 5% by weight Nafion solution (manufactured by Aldrich) was applied onto the carbon paper thus treated, and heated and dried at 80 ° C. for 15 minutes.

【0083】このようにして得られた電極を20重量%
のフェノールスルホン酸ノボラック樹脂水溶液中に浸潰
し、飽和カロメル電極(SCE)を参照電極として用
い、直径0.5mmの白金線を対極として、北斗電工
(株)製ポテンショスタット/ガルバノスタット(HA
−501)及びファンクション・ジェネレータ(HB−
105)を用いて、電位範囲−0.2〜0.5V vs.S
CE、掃引速度20mV/秒の条件下にサイクリックボ
ルタモグラムを得た。ポリピリジンの還元ピークが−0.
2V vs.SCEに現れたが、正の電位領域での酸化
ピークは認められなかった。これはポリピリジンがn型
導電性高分子であることを示す。
The electrode thus obtained was used in an amount of 20% by weight.
Phenolsulfonic acid novolak resin aqueous solution, using a saturated calomel electrode (SCE) as a reference electrode, a 0.5 mm diameter platinum wire as a counter electrode, and a potentiostat / galvanostat (HA) manufactured by Hokuto Denko Corporation.
-501) and function generator (HB-
105) using a potential range of -0.2 to 0.5 V vs. S
A cyclic voltammogram was obtained under the conditions of CE and a sweep speed of 20 mV / sec. The reduction peak of polypyridine is -0.
2V vs. Although it appeared in SCE, no oxidation peak was observed in the positive potential region. This indicates that polypyridine is an n-type conductive polymer.

【0084】そこで、ポテンショスタットの電位を−0.
2V vs.SCEに固定して、このポリピリジンを電
気化学的に還元した。これによって、ポリピリジンは、
これに酸性下に電子とプロトンが注入されて、式(II)
Therefore, the potential of the potentiostat is set to -0.0.
2V vs. The polypyridine was electrochemically reduced on SCE. This allows polypyridine to
Electrons and protons are injected into this under acidic conditions, and the formula (II)

【0085】[0085]

【化2】 Embedded image

【0086】に示すような構造を有するに至ったものと
推定される。このようにして得られた電極をアノードに
用いた。
It is presumed that the structure shown in FIG. The electrode thus obtained was used as an anode.

【0087】このようにして作製したカソードとアノー
ドとの間に酸型ナフイオン膜(デュポン社製ナフィオン
117)をプロトン交換膜として置き、金型を用いて、
温度130℃のホットプレスにて電極/プロトン交換膜
接合体を調製し、試験用の単層の燃料電池セルを組み立
てた。
An acid-type naphthion membrane (Nafion 117 manufactured by DuPont) was placed as a proton exchange membrane between the cathode and the anode thus produced, and a mold was used.
An electrode / proton exchange membrane assembly was prepared by hot pressing at a temperature of 130 ° C., and a single-layer fuel cell for testing was assembled.

【0088】この燃料電池セルを燃料電池評価装置(東
陽テクニカ(株)製)に組み込み、セル温度70℃と
し、加湿器温度70℃で酸素ガスを500mL/分の割
合でカソードに供給すると共に、加湿器温度80℃で水
素カスを1000mL/分の割合でアノードに供給し
た。最初は、電流を流さず、起電力(開路電圧)のみを
測定したところ、0.78Vであった。次に、燃料電池に
負荷を加えたところ、電圧0.4Vのとき、7.82A(3
13mA/cm2 )の電流を得た。
The fuel cell was assembled in a fuel cell evaluation apparatus (manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.), the cell temperature was set to 70 ° C., and oxygen gas was supplied to the cathode at a humidifier temperature of 70 ° C. at a rate of 500 mL / min. Hydrogen gas was supplied to the anode at a humidifier temperature of 80 ° C. at a rate of 1000 mL / min. At first, when only the electromotive force (open circuit voltage) was measured without flowing a current, it was 0.78 V. Next, when a load was applied to the fuel cell, when the voltage was 0.4 V, 7.82 A (3
A current of 13 mA / cm 2 ) was obtained.

【0089】実施例14 フェノールスルホン酸ノボラック樹脂水溶液中、ペルオ
キソ二硫酸アンモニウムを酸化剤として用いて、インド
ールを化学酸化重合して、フェノールスルホン酸ノボラ
ック樹脂と一部硫酸がトープされたポリインドールから
なる導電性高分子粉末を得た。これをヌッチェにて吸引
濾過し、メタノール中で攪拌、洗浄した後、50℃で5
時間、真空乾燥した。得られた粉末を錠剤成形器にて加
圧成形して、直径13mm、厚み720μmのディスク
を得た。このディスクの電導度をファン・デル・ポー法
にて測定したところ、1.2×10-1S/cmであった。
Example 14 Indole was chemically oxidized and polymerized using ammonium peroxodisulfate as an oxidizing agent in an aqueous solution of a phenolsulfonic acid novolak resin to obtain a conductive material composed of a phenolsulfonic acid novolak resin and polyindole partially doped with sulfuric acid. A conductive polymer powder was obtained. This was suction-filtered with a Nutsche, stirred and washed in methanol, and then dried at 50 ° C. for 5 hours.
Vacuum dried for hours. The obtained powder was press-formed using a tablet press to obtain a disc having a diameter of 13 mm and a thickness of 720 μm. The conductivity of the disk was measured by the van der Pauw method and found to be 1.2 × 10 −1 S / cm.

【0090】次に、白金20重量%を担持させたカーボ
ン(米国エレクトロケム社製EC−20−PTC)44
mgと導電性カーホンブラック粉末(アクゾ社製ケッチ
ェンブラックEC)80mgを上記ポリインドール42
0mgに加え、磁製乳鉢中ですりつぶしながら、均一に
なるまで10分間混合した。このようにして得られた混
合物に2.5重量%濃度のポリフッ化ビニリデンのジメチ
ルホルムアミド溶液2.1gを加え、更に、乳鉢を用いて
混合して、ぺーストとした。
Next, carbon (EC-20-PTC, manufactured by Electrochem Corporation, USA) 44 supporting 20% by weight of platinum was used.
mg of the conductive carphone black powder (Ketjen Black EC manufactured by Akzo) and 80 mg of the above polyindole 42.
In addition to 0 mg, the mixture was mixed in a mortar made of porcelain for 10 minutes until uniform. To the mixture thus obtained was added 2.1 g of a 2.5% by weight solution of polyvinylidene fluoride in dimethylformamide, and the mixture was further mixed using a mortar to obtain a paste.

【0091】このぺーストを5.8cm角のカーボンペー
パー(東レ(株)製TCP−H−90、膜厚260μ
m)上に塗布し、80℃で60分間加熱、乾燥させて、
電極を調製した。このように処理したカーボンペーパー
上に5重%ナフィオン溶液(アルドリッチ社製)を塗布
し、80℃で15分間、加熱、乾燥させた。このように
して得られた電極をカソードとした。
A 5.8 cm square carbon paper (TCP-H-90, manufactured by Toray Industries, Inc .;
m) coated on top, heated and dried at 80 ° C. for 60 minutes,
An electrode was prepared. A 5% by weight Nafion solution (manufactured by Aldrich) was applied onto the carbon paper thus treated, and heated and dried at 80 ° C. for 15 minutes. The electrode thus obtained was used as a cathode.

【0092】一方、アノードは、導電性高分子として、
n型導電性高分子であるポリフェニルキノキサリンを用
いて、次のようにして調製した。即ち、P. M. Hergenro
ther, H. H. Levine, J. Polymer Sci., Part A-1, 5,
1453-1466 (1967) の記載に従って、m−クレゾール
中、3,4,3',4'−テトラアミノビフェニルと1,4−ビス
ベンジルを反応させることによって、ポリフェニルキノ
キサリンの高粘度溶液を得、これをm−クレゾールにて
希釈した後、メタノール中に投入して、ポリフェニルキ
ノキサリンの粉末を得た。これをヌッチェにて吸引濾過
し、60℃にて真空乾燥した。
On the other hand, the anode is a conductive polymer,
It was prepared as follows using polyphenylquinoxaline, which is an n-type conductive polymer. That is, PM Hergenro
ther, HH Levine, J. Polymer Sci., Part A-1, 5,
1453-1466 (1967) A high viscosity solution of polyphenylquinoxaline was obtained by reacting 3,4,3 ′, 4′-tetraaminobiphenyl with 1,4-bisbenzyl in m-cresol, This was diluted with m-cresol and then poured into methanol to obtain a powder of polyphenylquinoxaline. This was suction-filtered by Nutsche and vacuum-dried at 60 ° C.

【0093】次いで、白金20重量%を担持させたカー
ボン(米国エレクトロケム社製EC−20−PTC)4
0mgと導電性カーボンブラック粉末(アクゾ社製ケッ
チェンブラックEC)80mgを上記ポリフェニルキノ
キサリン435mgに加え、磁製乳鉢中ですりつぶしな
がら、均一になるまで10分間混合した。このようにし
て得られた混合物に2.5重量%濃度のポリフッ化ビニリ
デンのジメチルホルムアミド溶液2.1gを加え、更に、
乳鉢を用いて混合して、ぺーストとした。
Next, carbon (EC-20-PTC manufactured by Electrochem Corp., USA) supporting 20% by weight of platinum was used.
0 mg and 80 mg of conductive carbon black powder (Ketjen Black EC, manufactured by Akzo) were added to 435 mg of the above-mentioned polyphenylquinoxaline, and mixed in a porcelain mortar for 10 minutes until uniform. To the mixture thus obtained was added 2.1 g of a 2.5% by weight solution of polyvinylidene fluoride in dimethylformamide.
The mixture was mixed using a mortar to make a paste.

【0094】このぺーストを5.8cm角のカーボンペー
パー(東レ(株)製TGP−H−90、膜厚260μ
m)上に塗布し、80℃で60分間加熱、乾燥させて、
電極を調製した。このように処理したカーボンペーパー
上に5重量%ナフィオン溶液(アルドリッチ社製)を塗
布し、80℃で15分間、加熱、乾燥させた。 このよ
うにして得られた電極を20重量%のフェノールスルホ
ン酸ノボラック樹脂水溶液中に浸潰し、飽和カロメル電
極(SCE)を参照電極として用い、直径0.5mmの白
金線を対極として、北斗電工(株)製ポテンショスタッ
ト/カルバノスタット(HA−501)及びファンクシ
ョン・ジェネレータ(HB−105)を用いて、電位範
囲−0.2〜0.5V vs.SCE、掃引速度20mV/
秒の条件下にサイクリックボルタモグラムを得た。ポリ
フェニルキノキサリンの還元ピークが−0.10V v
s.SCEに現れたが、正の電位領域には酸化ピークは
認められなかった。これはポリフェニルキノキサリンが
n型導電性高分子であることを示す。
The paste was coated with 5.8 cm square carbon paper (TGP-H-90, manufactured by Toray Industries, Inc., film thickness 260 μm).
m) coated on top, heated and dried at 80 ° C. for 60 minutes,
An electrode was prepared. A 5% by weight Nafion solution (manufactured by Aldrich) was applied onto the carbon paper thus treated, and heated and dried at 80 ° C. for 15 minutes. The electrode thus obtained was immersed in a 20% by weight aqueous solution of phenolsulfonic acid novolak resin, and a saturated calomel electrode (SCE) was used as a reference electrode, and a 0.5 mm-diameter platinum wire was used as a counter electrode. Potentiometer / carbanostat (HA-501) and function generator (HB-105) manufactured by K.K. SCE, sweep speed 20mV /
A cyclic voltammogram was obtained under the condition of seconds. The reduction peak of polyphenylquinoxaline is −0.10 V v
s. Although appeared in SCE, no oxidation peak was observed in the positive potential region. This indicates that polyphenylquinoxaline is an n-type conductive polymer.

【0095】そこで、ポテンショスタットの電位を−0.
10V vs.SCEに固定して、このポリフェニルキ
ノキサリンを電気化学的に還元した。これによって、ポ
リフェニルキノキサリンは、これに酸性下に電子とプロ
トンが注入されて、式(III)
Therefore, the potential of the potentiostat is set to -0.0.
10V vs. 10V. The polyphenylquinoxaline was electrochemically reduced, immobilized on SCE. As a result, polyphenylquinoxaline is injected with electrons and protons under acidic conditions, and the compound of formula (III)

【0096】[0096]

【化3】 Embedded image

【0097】のような構造を有するに至ったものと推定
される。このようにして得られた電極をアノードに用い
た。
It is presumed that the structure as described above has been reached. The electrode thus obtained was used as an anode.

【0098】このようにして作製したカソードとアノー
ドとの間に醗型ナフイオン膜(デュポン社製ナフィオン
117)をブロトン交換膜として置き、金型を用いて、
温度130℃のホットプレスにて、電極/ブロトン交換
膜接合体を調製し、試験用の単層の燃料電池セルを組み
立てた。
A fermentation-type naphthion membrane (Nafion 117 manufactured by DuPont) was placed as a broton exchange membrane between the thus prepared cathode and anode, and a mold was used.
An electrode / broton exchange membrane assembly was prepared by hot pressing at a temperature of 130 ° C., and a single-layer fuel cell for testing was assembled.

【0099】この燃料電池セルを燃料電池評価装置(東
陽テクニカ(株)製)に組み込み、セル温度70℃と
し、加湿器温度70℃で酸素ガスを500mL/分の割
合でカソードに供給すると共に、加湿器温度80℃で水
素カスを1000mL/分の割合でアノードに供給し
た。最初は、電流を流さず、起電力(開路電圧)のみを
測定したところ、1.20Vであった。次に、燃料電池に
負荷を加えたところ、電圧0.4Vのとき、24.6A(9
84mA/cm2 )の電流を得た。
The fuel cell was assembled in a fuel cell evaluation apparatus (manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.), the cell temperature was set to 70 ° C., and oxygen gas was supplied to the cathode at a humidifier temperature of 70 ° C. at a rate of 500 mL / min. Hydrogen gas was supplied to the anode at a rate of 1000 mL / min at a humidifier temperature of 80 ° C. At first, when only the electromotive force (open circuit voltage) was measured without flowing a current, it was 1.20 V. Next, when a load was applied to the fuel cell, when the voltage was 0.4 V, 24.6 A (9
A current of 84 mA / cm 2 ) was obtained.

【0100】[0100]

【発明の効果】以上のように、本発明による燃料電池
は、酸化還元機能を備えた導電性有機重合体を電極触媒
として有し、カソードに酸化剤を気体で供給し、アノー
ドに還元剤を気体で供給するので、高い起電力を示し、
高い電流密度で放電することができ、かくして、高出力
の燃料電池特性を示す。更に、電極触媒として、導電性
有機重合体と共に無機酸化還元触媒を併用することによ
って、一層、高出力の燃料電池を得ることができる。
As described above, the fuel cell according to the present invention has a conductive organic polymer having an oxidation-reduction function as an electrode catalyst, supplies an oxidizing agent to the cathode as a gas, and supplies the reducing agent to the anode. Since it is supplied by gas, it shows a high electromotive force,
It can be discharged at a high current density, thus exhibiting high output fuel cell characteristics. Further, by using an inorganic oxidation-reduction catalyst together with a conductive organic polymer as an electrode catalyst, a fuel cell with higher output can be obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B01J 31/26 B01J 31/26 M 31/28 31/28 M 31/34 31/34 M H01M 8/10 H01M 8/10 (72)発明者 石橋 邦昭 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 Fターム(参考) 4G069 AA03 BA22A BA22B BB02A BB02B BB04A BB04B BC31A BC31B BC32A BC32B BC59A BC59B BC66A BC66B BC67A BC67B BC68A BC68B BC70A BC70B BC71A BC71B BC72A BC72B BC75A BC75B BE13A BE16A BE16B BE22A BE22B BE37A BE37B CC32 EA07 5H018 AA06 AS02 AS03 EE02 EE03 EE12 EE16 EE17 5H026 AA06 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) B01J 31/26 B01J 31/26 M 31/28 31/28 M 31/34 31/34 MH01M 8/10 H01M 8/10 (72) Inventor Kuniaki Ishibashi 1-1-2 Shimohozumi, Ibaraki-shi, Osaka Nitto Denko Corporation F-term (reference) 4G069 AA03 BA22A BA22B BB02A BB02B BB04A BB04B BC31A BC31B BC32A BC32B BC59A BC59B BC66A BC66A BC66B BC67B BC68A BC68B BC70A BC70B BC71A BC71B BC72A BC72B BC75A BC75B BE13A BE16A BE16B BE22A BE22B BE37A BE37B CC32 EA07 5H018 AA06 AS02 AS03 EE02 EE03 EE12 EE16 EE17 5H026 AA06

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電解質膜を挟んでカソードとアノードとを
配設し、このカソードに酸化剤を気体で供給し、アノー
ドに還元剤を気体で供給する燃料電池において、少なく
とも一方の電極に、酸化還元機能を備えた導電性有機重
合体を電極触媒として有せしめてなることを特徴とする
燃料電池。
A fuel cell in which a cathode and an anode are provided with an electrolyte membrane interposed therebetween, an oxidant is supplied to the cathode as a gas, and a reducing agent is supplied to the anode as a gas. A fuel cell comprising a conductive organic polymer having a reducing function as an electrode catalyst.
【請求項2】電極触媒が導電性有機重合体と無機酸化還
元触媒との混合物からなる請求項1に記載の燃料電池。
2. The fuel cell according to claim 1, wherein the electrode catalyst comprises a mixture of a conductive organic polymer and an inorganic redox catalyst.
【請求項3】導電性有機重合体がポリアニリン又はポリ
アルキルアニリンである請求項1又は2に記載の燃料電
池。
3. The fuel cell according to claim 1, wherein the conductive organic polymer is polyaniline or polyalkylaniline.
【請求項4】導電性有機重合体がポリピリジン、ポリイ
ンドール又はポリフェニルキノキサリンである請求項1
又は2に記載の燃料電池。
4. The method according to claim 1, wherein the conductive organic polymer is polypyridine, polyindole or polyphenylquinoxaline.
Or the fuel cell according to 2.
【請求項5】導電性有機重合体がドーパントを含むこと
を特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の燃料電
池。
5. The fuel cell according to claim 1, wherein the conductive organic polymer contains a dopant.
【請求項6】ドーパントがポリマースルホン酸である請
求項5に記載の燃料電池。
6. The fuel cell according to claim 5, wherein the dopant is a polymer sulfonic acid.
【請求項7】ポリマースルホン酸がポリビニルスルホン
酸又はフェノールスルホン酸ノボラック樹脂である請求
項6に記載の燃料電池。
7. The fuel cell according to claim 6, wherein the polymer sulfonic acid is a polyvinyl sulfonic acid or a phenol sulfonic acid novolak resin.
【請求項8】無機酸化還元触媒が白金、パラジウム、ル
テニウム、ロジウム、銀、ニッケル、鉄、銅、コバルト
及びモリブデンから選ばれる少なくとも1種の遷移金属
か、又はその酸化物である請求項2に記載の燃料電池。
8. The method according to claim 2, wherein the inorganic redox catalyst is at least one transition metal selected from platinum, palladium, ruthenium, rhodium, silver, nickel, iron, copper, cobalt and molybdenum, or an oxide thereof. The fuel cell as described.
【請求項9】酸化剤が酸素であり、還元剤が水素である
請求項1に記載の燃料電池。
9. The fuel cell according to claim 1, wherein the oxidizing agent is oxygen and the reducing agent is hydrogen.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004066423A1 (en) 2003-01-22 2004-08-05 Nitto Denko Corporation Fuel cell
JP2006147199A (en) * 2004-11-16 2006-06-08 Equos Research Co Ltd Electrode and membrane electrode assembly for fuel cell
JP2006260909A (en) * 2005-03-16 2006-09-28 Nissan Motor Co Ltd Membrane electrode assembly and polymer electrolyte fuel cell using the same
JP2007226219A (en) * 2006-01-26 2007-09-06 Fuji Xerox Co Ltd Intermediate transfer member and image forming apparatus
JP2007277569A (en) * 2007-05-31 2007-10-25 Nitto Denko Corp Electrically conductive polyaniline composition and method for producing the same
JP2008509520A (en) * 2004-08-05 2008-03-27 ゼネラル・モーターズ・コーポレーション Increasing the hydrophilicity of carbon fiber paper by electropolymerization.

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004066423A1 (en) 2003-01-22 2004-08-05 Nitto Denko Corporation Fuel cell
JP2004247286A (en) * 2003-01-22 2004-09-02 Nitto Denko Corp Fuel cell
US8142956B2 (en) 2003-01-22 2012-03-27 Nitto Denko Corporation Fuel cell
JP2008509520A (en) * 2004-08-05 2008-03-27 ゼネラル・モーターズ・コーポレーション Increasing the hydrophilicity of carbon fiber paper by electropolymerization.
JP2006147199A (en) * 2004-11-16 2006-06-08 Equos Research Co Ltd Electrode and membrane electrode assembly for fuel cell
JP4725081B2 (en) * 2004-11-16 2011-07-13 株式会社エクォス・リサーチ Fuel cell electrode and membrane electrode assembly
JP2006260909A (en) * 2005-03-16 2006-09-28 Nissan Motor Co Ltd Membrane electrode assembly and polymer electrolyte fuel cell using the same
JP2007226219A (en) * 2006-01-26 2007-09-06 Fuji Xerox Co Ltd Intermediate transfer member and image forming apparatus
JP2007277569A (en) * 2007-05-31 2007-10-25 Nitto Denko Corp Electrically conductive polyaniline composition and method for producing the same
JP4740193B2 (en) * 2007-05-31 2011-08-03 日東電工株式会社 Conductive polyaniline composition and method for producing the same

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