JP2005044664A - 電極触媒及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明に係る電極触媒は、導電性高分子と、該導電性高分子内に分散させた、R−CNで表されるシアノ基を含む分子と遷移金属のイオンとが作る錯イオンとを備えている。このような電極触媒は、R−CNで表されるシアノ基を含む分子を含む溶液中に、遷移金属の塩と導電性高分子の前駆体であるモノマ分子を溶解させ、前記モノマ分子を酸化重合させることにより得られる。
【選択図】 図5
Description
(1)(a)Br2、I2、Cl2などのハロゲン、(b)BF3、PF5、AsF5、SbF5、SO3などのルイス酸、(c)HNO3、H2SO4、HCLO4、HF、HCl、FSO3H、CF3SO3Hなどのプロトン酸、(d)FeCl3、MoCl5、WCl5、SnCl4、MoF5、RuF5、TaBr5、SnI4などの遷移金属はライド等のアクセプタをドーピングしたり、あるいは、
(2)(a)Li、Na、K、Csなどのアルカリ金属、(b)テトラエチルアンモニウム(TEA+)、テトラブチルアンモニウム(TBuA+)などのアルキルアンモニウムイオン等のドナーをドーピングすると、電子伝導性が向上することが知られている。
(1) 溶液中以外では不安定である活性な錯体構造が導電性高分子内にそのまま固定され、活性中心として有効に機能すること、
(2) 導電性高分子内に固定された活性中心と負荷との間で、導電性高分子を介して電子の授受が行われるために、電荷移動が円滑に進むこと、
(3) 導電性高分子は、ガス透過性を有しているので、活性中心への反応ガスの供給が円滑に行われること、
(4) 高いイオン伝導性を併せ持つ導電性高分子を用いた場合、あるいは、導電性高分子と固体高分子電解質とを併用した場合には、活性中心へのプロトンの移動が円滑に進むこと、によると考えられる。
電析液の溶媒として、アセトニトリルに代えて水を用いた以外は、実施例1と同一の手順に従い、ポリピロール被覆グラッシーカーボン電極(以下、これを「電極B」という。)を作製した。
電析液中に酢酸コバルト四水和物を添加しなかった以外は、実施例1と同一の手順に従い、ポリピロール被覆グラッシーカーボン電極(以下、これを「電極B」という。)を作製した。
酢酸コバルト水和物に変えて、Coテトラフェニルポルフィリンスルホン酸を用いた以外は、実施例1と同一の手順に従い、ポリピロール被覆グラッシーカーボン電極(以下、これを「電極D」という。)を作製した。
Coテトラフェニルポリフィリン(Co−TPP)を濃硫酸に溶解させ、この溶液中にカーボンブラック(キャボット社製、VULCAN XC−72)を分散させ、撹拌しながら純水を滴下した。濃硫酸と同容量以上の純水を滴下したところで、溶液の濾過、洗浄、乾燥及び粉砕を行い、カーボンブラック上にCo−TPPを担持させた触媒(以下、これを「触媒F」という。)を得た。なお、触媒F中のCoイオン濃度は、分析の結果、0.5wt%であった。さらに、実施例2と同一の手順に従い、小型の試験燃料電池を作製した。
アセトニトリルに代えて水を用いた以外は、実施例2と同一の手順に従い、触媒(以下、これを「触媒G」という。)を得た。なお、触媒G中のCoイオン濃度は、分析の結果、0.5wt%であった。さらに、実施例2と同一の手順に従い、小型の試験燃料電池を作製した。
Claims (7)
- 導電性高分子と、
該導電性高分子内に分散させた、R−CNで表されるシアノ基を含む分子と遷移金属のイオンとが作る錯イオンとを備えた電極触媒。 - R−CNで表されるシアノ基を含む分子を含む溶液中に、遷移金属の塩と導電性高分子の前駆体であるモノマ分子を溶解し、前記モノマ分子を酸化重合することにより得られる電極触媒。
- 前記シアノ基を含む分子は、アセトニトリル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ベンゾニトリル、フェニルアセトニトリル、アジポニトリル、イソブチロニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、マレオニトリル、及びフマロニトリルから選ばれる少なくとも1つである請求項1又は2に記載の電極触媒の製造方法。
- 前記遷移金属は、Fe、Ni、Co、Mn、Cu、Zn、Ti、V、及びCrから選ばれる少なくとも1つである請求項1から3までのいずれかに記載の電極触媒。
- R−CNで表されるシアノ基を含む分子を含む溶液中に、遷移金属の塩と導電性高分子の前駆体であるモノマ分子を溶解させる第1工程と、
前記モノマ分子を酸化重合させる第2工程とを備えた電極触媒の製造方法。 - 前記シアノ基を含む分子は、アセトニトリル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ベンゾニトリル、フェニルアセトニトリル、アジポニトリル、イソブチロニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、マレオニトリル、及びフマロニトリルから選ばれる少なくとも1つである請求項5に記載の電極触媒の製造方法。
- 前記遷移金属は、Fe、Ni、Co、Mn、Cu、Zn、Ti、V、及びCrから選ばれる少なくとも1つである請求項5又は6に記載の電極触媒の製造方法。
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