JP2012252955A - 酵素燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酵素電極であるカソード極3と接する集電体1の材質を金属に代えて吸水性を有する導電性材料とするることにより、カソード極において、酵素反応により生じた水を集電体が吸収することにより、カソード極の水分を酵素反応に適した状態に保つことにより、カソード極の出力を向上させることが可能となる。
【選択図】図1
Description
(2)集電体がカソード極と接しない部分を有し、該部分から吸収した水を排出する、(1)に記載の酵素燃料電池。
(3)集電体が、カーボンペーパー、カーボンクロス、カーボンフェルト、カーボンスポンジまたは吸水性材料と導電性材料とからなる複合材料からなる、(1)または(2)に記載の酵素燃料電池。
(1)多孔質カーボンブラックスラリーの調製
多孔質カーボンブラック(ケッチェンブラック EC600、ライオン社製)、結着剤(テフロン(登録商標)6−J、デュポン社製)および分散溶媒(2−プロパノール、特級、ナカライテスク社製)を混合し、十分に分散するまで超音波処理した。
1cm2の面積となるように切り抜いたカーボンクロス(e−3−2:800×1000,0.7t、日本カーボン社製)の両面に、上記(1)で調製したそれぞれのカーボンスラリーを適量塗布し、60℃の乾燥機にて溶媒を乾燥除去した。
上記(2)で作製したベース電極を用いて、アノード極およびカソード極用の酵素電極をそれぞれ作製した。各電極への酵素の固定化は下記のように行った。
上記[1]で作製した酵素固定化電極を評価用の燃料電池セルに組み込み、酵素燃料電池を作製した。使用した評価用の燃料電池セルの概略断面図を図1に示す。カソード極集電体1とアノード極集電体2に、上記[1]で作製したカソード極用酵素電極3とアノード極用酵素電極4のそれぞれを集電体に接触するように配置した。カソード極側では、1枚のカソード極用酵素電極3を用いた。アノード極側は、2枚のアノード極用酵素電極4がアノード極集電体2を挟むようにした。カソード極集電体1のカソード極用酵素電極3と接触する部分には孔(図示せず)を設け、カソード極用酵素電極3が大気と直接接触可能なようにした。なお、図1からも明らかなように、カソード極集電体1は電極と接していないが大気と接している部分を有するようにした。カソード極用酵素電極3とアノード極用酵素電極4の間には電解質膜5(ここではセロハン膜を用いたが、パーフルオロスルホン酸膜でも可)を設けた。アノード溶液槽には0.1Mリン酸ナトリウムバッファー(pH7)に、NADH、NAD、ギ酸ナトリウムを添加した溶液を満たした。この燃料電池セルに、可変抵抗装置を用いて数段階に分けて一定の抵抗を付与した際の電流および電圧を室温下で測定して電池出力を求めた。
電池出力の測定は、表1に示したように、集電体の材料を変えて4種類の条件で行った。
2 アノード極集電体
3 カソード極用酵素電極
4 アノード極用酵素電極
5 電解質膜
Claims (3)
- 酵素電極をカソード極として有する酵素燃料電池であって、カソード極と接するように設けられた集電体が吸水性を有する導電性材料からなり、酵素反応により生じた水を集電体が吸収する、前記酵素燃料電池。
- 集電体がカソード極と接しない部分を有し、該部分から吸収した水を排出する、請求項1に記載の酵素燃料電池。
- 集電体が、カーボンペーパー、カーボンクロス、カーボンフェルト、カーボンスポンジまたは吸水性材料と導電性材料とからなる複合材料からなる、請求項1または2に記載の酵素燃料電池。
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