JP2008244354A - 電気化学素子用電極 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】旋回反応器内に、所定量の水、超音波によって塩化ルテニウムを溶解した塩化ルテニウム水溶液及びカーボンナノチューブを投入し、所定の遠心力で1〜20分間撹拌し、さらに水酸化ナトリウムを添加して所定の遠心力で30秒〜10分間、内筒を旋回して外筒の内壁に反応物の薄膜を形成すると共に、反応物にずり応力と遠心力を加えて化学反応を促進させ、酸化ルテニムナノ粒子を高分散担持したCNF−Tを得る。得られた酸化ルテニウム・CNF−T複合体をフィルターフォルダーに通してろ過し、100℃で12時間真空乾燥することにより、酸化ルテニウムナノ粒子がCNF−Tに高分散担持された複合体粉末を得る。この複合体粉末を用いて電気化学素子用電極を形成する。
【選択図】なし
Description
本発明においては、カーボンナノチューブを用いることによって、電極密度が向上するので、電極の容量を向上させることができる。また、径が数十nmのファイバータイプのカーボンナノチューブ(以下、CNF−Tと記す)を用いると、分散性が良いので電極の製造が容易になる。
旋回反応器内に、所定量の水、超音波によって塩化ルテニウムを溶解した塩化ルテニウム水溶液、上記カーボンナノチューブを投入し、所定の遠心力で1〜20分間撹拌し、さらに水酸化ナトリウムを添加して所定の遠心力で30秒〜10分間、内筒を旋回して外筒の内壁に反応物の薄膜を形成すると共に、反応物にずり応力と遠心力を加えて化学反応を促進させ、酸化ルテニムナノ粒子を高分散担持したCNF−Tを得る。
得られた複合体粉末を、140〜160℃で5〜25時間焼成すると、さらに特性が良くなる。このような加熱処理によって特性が良くなる理由は、酸化ルテニウムの結晶性が向上することにより、導電性が向上するためであると考えられる。
なお、本発明で用いる反応方法は、本出願人等が先に特許出願した明細書に記載されたメカノケミカル反応にさらに改良を加えたものであって、化学反応の過程で、旋回する反応器内でより効果的に反応物にずり応力と遠心力を加えて化学反応を促進させるものである。
旋回反応器内に20mlの水、超音波によって塩化ルテニウムを溶解した0.44Mの塩化ルテニウム水溶液を20ml、1gのCNF−T(株式会社ジェムコ製、カーボンナノファイバー チューブタイプ)を投入し、66,000N(kgms-2)の遠心力で5分間撹拌した。さらに1Mの水酸化ナトリウムを24.8g添加して、66,000N(kgms-2)の遠心力で2分間、内筒を旋回して外筒の内壁に反応物の薄膜を形成すると共に、反応物にずり応力と遠心力を加えて化学反応を促進させ、酸化ルテニウムナノ粒子を高分散担持させたCNF−Tを得た。
実施例1と同様にして酸化ルテニウムナノ粒子がCNF−Tに高分散担持された複合体を得た。得られた複合体を150℃、窒素雰囲気下で12時間焼成することによって酸化ルテニウム・CNF−T複合体を得た。
実施例1と同様にして酸化ルテニウムのナノ粒子がCNF−Tに高分散担持された複合体を得た。得られた複合体を200℃、窒素雰囲気下で12時間焼成することによって酸化ルテニウム・CNF−T複合体を得た。
実施例1において遠心処理を行わず、ケッチェンブラック(ケッチェンブラック・インターナショナル社製、商品名:EC600JD)を用いて、実施例1と同様にして、酸化ルテニウムが担持されたナノカーボン複合体粉末を得た。この場合、酸化ルテニウムの大きさは数十nmであった。
CNF−Tにかえて、ケッチェンブラック(ケッチェンブラック・インターナショナル社製、商品名:EC600JD)を用いて実施例1と同様にして酸化ルテニウムナノ粒子を高分散担持したケッチェンブラック粉末を得た。
実施例1〜実施例3、比較例1で得られたサンプルを水に分散してスラリーとし、それをグラッシーカーボン上に滴下、乾燥することによって電極とした。得られた電極の0.5M硫酸水溶液中でのサイクリックボルタモグラムを、参照電極として銀塩化銀電極、対極として白金線を用いて3電極法により測定した。サイクリックボルタモグラムより測定された容量を表1に示す。
Claims (3)
- 化学反応の過程で、旋回する反応器内で反応物にずり応力と遠心力を加えて生成した酸化ルテニウムナノ粒子と、旋回する反応器内でずり応力と遠心力を加えて分散したカーボンナノチューブとから得られた酸化ルテニウム−カーボンナノチューブ複合体を含有することを特徴とする電気化学素子用電極。
- 所定の反応器内で、塩化ルテニウムとカーボンナノチューブを混合した段階で遠心処理を行うことによりこれらの反応物にずり応力と遠心力を加え、その後に触媒を加え、さらに遠心処理を行うことにより得られた酸化ルテニウム−カーボンナノチューブ複合体を含有することを特徴とする電気化学素子用電極。
- 前記酸化ルテニウム−カーボンナノチューブ複合体が、140〜160℃で加熱処理されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電気化学素子用電極。
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