JP2019157273A - チタン基材、チタン基材の製造方法、及び、水電解用電極、水電解装置 - Google Patents
チタン基材、チタン基材の製造方法、及び、水電解用電極、水電解装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019157273A JP2019157273A JP2019042773A JP2019042773A JP2019157273A JP 2019157273 A JP2019157273 A JP 2019157273A JP 2019042773 A JP2019042773 A JP 2019042773A JP 2019042773 A JP2019042773 A JP 2019042773A JP 2019157273 A JP2019157273 A JP 2019157273A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- titanium
- titanium oxide
- water electrolysis
- electrode
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims abstract description 158
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 119
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 118
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 72
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 72
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 104
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 102
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 81
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 13
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 9
- 238000004832 voltammetry Methods 0.000 claims description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 37
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 37
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 17
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 17
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 17
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 12
- 238000007745 plasma electrolytic oxidation reaction Methods 0.000 description 10
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 8
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 5
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910002483 Cu Ka Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/055—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material
- C25B11/057—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material consisting of a single element or compound
- C25B11/061—Metal or alloy
- C25B11/063—Valve metal, e.g. titanium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C14/00—Alloys based on titanium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
- C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
- C25B11/03—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
- C25B11/031—Porous electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/052—Electrodes comprising one or more electrocatalytic coatings on a substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/055—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material
- C25B11/057—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material consisting of a single element or compound
- C25B11/061—Metal or alloy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
- C25B11/075—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of a single catalytic element or catalytic compound
- C25B11/077—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of a single catalytic element or catalytic compound the compound being a non-noble metal oxide
- C25B11/0775—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of a single catalytic element or catalytic compound the compound being a non-noble metal oxide of the rutile type
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
- C25B11/091—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/026—Anodisation with spark discharge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/26—Anodisation of refractory metals or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/88—Processes of manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
Description
しかしながら、例えば、固体高分子形燃料電池(PEFC)のカソード電極、水電解装置のアノード電極、リチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタ向け電極材など、高電位、酸素存在、強酸性雰囲気等の過酷な腐食環境下で使用される場合には、耐食性が十分とは言えず、使用時にチタン基材の表面に絶縁性のTiO2膜が形成されてしまい、電極等の通電部材としての性能が劣化するといった問題があった。
また、特許文献3には、チタンまたはチタン合金の表面に、TiO2のX回折ピークが見られない酸化被膜を成膜したチタン材が提案されている。
さらに、特許文献4には、純チタン若しくはチタン合金からなるチタン材の表面に、酸素とチタンの原子濃度比(O/Ti)が0.3以上1.7以下である酸化チタン層を有し、この酸化チタン層の上に、Au,Pt,Pdから選択される少なくとも1種の貴金属を含む合金層を形成したものが提案されている。
また、特許文献3に記載された酸化被膜においては、導電性及び耐食性が不十分なため、過酷な環境下で使用する部材として適用することはできない。
従来のマグネリ相酸化チタンとしては、例えば非特許文献1に示すように、TiO2を高温で還元する熱還元法で製造されており、粉末形状のものが提供されている。
しかしながら、チタンまたはチタン合金からなる基材の表面にTiO2を形成して熱還元した場合には、酸素が基材側に拡散し、基材自体が酸化して、導電性等の特性が劣化してしまう。このため、マグネリ相酸化チタンの被膜を有するチタン基材等は提供されていなかった。
よって、高電位、酸素存在、強酸性雰囲気等の過酷な腐食環境下においても、電極等の通電部材として使用することができる。
この場合、前記マグネリ相酸化チタン皮膜が、特に導電性及び耐食性に優れたTi4O7及びTi5O9の少なくも一方又は両方を含有しているので、高電位、酸素存在、強酸性雰囲気等の過酷な腐食環境下において使用される通電部材として特に適している。
この場合、前記マグネリ相酸化チタン皮膜の膜厚が0.1μm以上とされているので、十分な耐食性を確保することができる。
一方、前記マグネリ相酸化チタン皮膜の膜厚が30μm以下とされているので、チタン基材として十分な導電性を確保することができる。
また、Ti基材を用いず、電極全体がマグネリ相酸化チタンから成る酸化物電極では、電極としての強度が不十分である。
この場合、チタンまたはチタン合金からなる基材本体が多孔質体とされており、その気孔率が30%以上とされているので、比表面積が大きくなり、チタン基材の表面での反応を促進することができる。また、反応によって生成したガスを効率的に排出することができる。
一方、前記基材本体の気孔率が97%以下とされているので、基材本体の強度を確保することができる。
この場合、電極の比表面積がさらに向上し、電極の反応場を広く提供することが可能となる。
そして、還元処理工程を、基板温度400℃以下、処理時間15分以下の条件で実施しているので、酸素が基材本体側に拡散することを抑制でき、基材本体の特性の劣化を抑制することができる。
さらに、TiO2皮膜形成工程においてTiO2皮膜の膜厚を調整することにより、マグネリ相酸化チタン皮膜の膜厚を制御することができる。
この構成の水電解用電極によれば、化学式TinO2n−1(4≦n≦10)で表されるマグネリ相酸化チタンからなるマグネリ相酸化チタン皮膜が形成されたチタン基材で構成されているので、導電性及び耐食性に特に優れており、酸化による劣化を抑えることができ、使用寿命を大幅に向上させることができる。また、耐食性に優れているので、貴金属電極の代替として使用することができ、水電解用電極を低コストで構成することが可能となる。
この場合、水電解装置の起動停止を模したボルタンメトリー試験において、1200サイクル後の電解効率が初期値に対して90%以上に維持されているので、使用時における水電解用電極の劣化が確実に抑制されており、使用寿命を確実に向上させることが可能となる。
この構成の水電解用電極によれば、化学式TinO2n−1(4≦n≦10)で表されるマグネリ相酸化チタンからなるマグネリ相酸化チタン皮膜が形成されたチタン基材で構成された水電解用電極を備えているので、使用時における水電解用電極の酸化による劣化を抑えることができ、長期間安定して使用することが可能となる。また、貴金属電極を用いる必要がなく、水電解装置の製造コストを大幅に削減することができる。
本実施形態であるチタン基材10は、例えば、固体高分子形燃料電池(PEFC)のカソード電極、水電解装置のアノード電極、リチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタ向け電極材等の通電部材として使用されるものである。
この基材本体11は、その気孔率Pが30%以上97%以下の範囲内とされている。基材本体11の気孔率Pは、以下の式で算出される。
P(%)=(1−(W/(V×DT)))×100
W:基材本体11の質量(g)
V:基材本体11の体積(cm3)
DT:基材本体11を構成するチタンまたはチタン合金の真密度(g/cm3)
また、骨格部12に囲まれた気孔部13は、互いに連通するとともに、基材本体11の外部に向けて開口した構造とされている。
このマグネリ相酸化チタン皮膜16は、化学式TinO2n−1(4≦n≦10)で表されるマグネリ相酸化チタンで構成されている。
なお、本実施形態のマグネリ相酸化チタン皮膜16においては、X線回折(XRD)におけるTi4O7及びTi5O9のXRDピークを含み、両者の最大ピーク強度の和が他のマグネリ相酸化Ti(6≦n≦10)の最大ピーク強度よりも大きい。
本実施形態においては、耐食性を十分に向上させるために、マグネリ相酸化チタン皮膜16の膜厚tの下限を0.1μm以上としている。また、導電性を十分に向上させるために、マグネリ相酸化チタン皮膜16の膜厚tの上限を30μm以下としている。
なお、耐食性をさらに向上させるためには、マグネリ相酸化チタン皮膜16の膜厚tの下限を0.2μm以上とすることが好ましく、0.3μm以上とすることがさらに好ましい。一方、導電性をさらに向上させるためには、マグネリ相酸化チタン皮膜16の膜厚tの上限を5μm以下とすることが好ましく、3μm以下とすることがさらに好ましい。
まず、図4(a)で示す、チタン及びチタン合金からなる基材本体11を準備する。本実施形態では、基材本体11として、多孔質のチタン焼結体を準備する。
この多孔質のチタン焼結体からなる基材本体11は、例えば、以下のような工程で製造することができる。チタンを含む焼結原料を、有機バインダー、発泡剤、可塑剤、水及び必要に応じて界面活性剤を混合して、発泡性スラリーを作製する。この発泡性スラリーを、ドクターブレード(塗布装置)を用いて塗布し、シート状の成形体を成形する。このシート状の成形体を加熱して発泡させて発泡成形体を得る。そして、これを脱脂した後で焼結する。これにより、多孔質のチタン焼結体からなる基材本体11が作製される。(例えば、特開2006−138005号公報、特開2003−082405号公参照)
次に、図4(b)に示すように、基材本体11の表面に、TiO2皮膜26を形成する。このTiO2皮膜形成工程S02においては、酸素が基材本体11側に拡散することを抑制するために、100℃以下の温度条件で実施する。
温度条件の下限値は限定されないが、0℃までの範囲で、以下のプラズマ電解酸化処理を効率よく行うことができる。
ここで、TiO2皮膜26の膜厚t0は、0.1μm以上30μm以下の範囲内とすることが好ましい。
次に、TiO2皮膜26に対して、ガスにマイクロ波を照射して生成したプラズマを用いて還元処理を行う(マイクロ波プラズマ還元処理)ことで、図4(c)に示すように、TiO2皮膜26を、化学式TinO2n−1(4≦n≦10)で表されるマグネリ相酸化チタンからなるマグネリ相酸化チタン皮膜16とする。この還元処理工程S03においては、酸素が基材本体11側に拡散することを抑制するために、基板温度400℃以下、処理時間15分以下の条件で実施する。
還元処理工程S03の基板温度の下限値は0℃、処理時間の下限値は0.01分とすることができる。
本実施形態である水電解用電極及び水電解装置の概略図を図5に示す。なお、本実施形態の水電解装置は、電解効率及び生成時の水素純度が高い、固体高分子形水分解装置とされている。
ここで、カソード極33、イオン透過膜34、触媒層35,36については、従来の一般的な固体高分子形水電解装置で使用されているものを適用することができる。
ここで、本実施形態である水電解用電極(アノード極32)においては、2.5Vで1分保持及び0Vで1分保持を1サイクルとしたボルタンメトリー試験において、1200サイクル後の電解効率が初期値に対して90%以上であることが好ましい。
ここで、アノード極32においては、上述のように、水(液体)と酸素(気体)が流通することになるので、これら液体及び気体を安定して流通させるために、高い気孔率を有することが好ましい。また、アノード極32は酸素に晒されるため、優れた耐食性が求められる。このため、本実施形態であるチタン基材10からなる水電解用電極が、アノード極32として特に適している。
よって、高電位、酸素存在、強酸性雰囲気等の過酷な腐食環境下においても、電極等の通電部材として使用することができる。
さらに、本実施形態においては、マグネリ相酸化チタン皮膜16の膜厚tが0.1μm以上30μm以下の範囲内とされているので、耐食性と導電性をバランス良く向上させることが可能となる。
一方、多孔質体とされた基材本体11の気孔率Pが97%以下とされているので、基材本体11の強度を確保することができる。
さらに、TiO2皮膜形成工程S02において成膜するTiO2皮膜26の膜厚t0を調整することにより、マグネリ相酸化チタン皮膜16の膜厚tを精度良く制御することができる。
例えば、本実施形態では、基材本体11を多孔質体として説明したが、これに限定されることはなく、板、線、棒、管等の形状の基材本体11であってもよい。また、基材本体11がチタン焼結体で構成されたものとして説明したが、これに限定されることはなく、メッシュ板等を用いてもよい。
さらに、本実施形態においては、マグネリ相酸化チタン皮膜の膜厚を0.1μm以上30μm以下の範囲内としたもので説明したが、これに限定されることはなく、マグネリ相酸化チタン皮膜の膜厚は、チタン基材への要求特性に応じて適宜設定することが好ましい。
また、本実施形態においては、マグネリ相酸化チタン皮膜は、ポーラス構造を有することと説明したが、これに限定されることはない。
以下に、本発明の効果を確認すべく行った確認実験の結果について説明する。
まず、表1に示す基材本体を準備する。なお、表1において「チタン」は純度99.9mass%以上の純チタンとし、「チタン合金」はTi−0.15mass%Pdのチタン合金とした。
用意した各基材本体の寸法は、幅50mm×長さ60mm×厚さ0.3mmとした。
なお、比較例1,3及び比較例7においては、還元処理を実施しなかった。また、比較例4,5においては、熱還元法によって還元処理を実施した。
得られたチタン基材について、酸化チタン皮膜の同定、酸化チタン皮膜の厚さ、導電性、耐食性を、以下のように評価した。
X線回折分析(XRD)法によって、酸化チタン皮膜のチタン酸化物を同定した。加速電圧を30keVとし、測定には8keVのCuのKa線を用いた。測定範囲は2θ=15°〜35°とした。Ti4O7及びTi5O9の存在の有無については、それぞれ21°と26°と30°(Ti4O7)、22°と26°と29°(Ti5O9)付近のいずれかでのピークの有無で確認した。評価結果を表2に示す。また、図6に、本発明例2及び比較例1のXRD分析結果を示す。
成膜後のサンプルを樹脂埋めし、酸化チタン皮膜の厚さ方向に対して垂直方向に切断して断面を露出させる。この断面をSEM観察し、倍率5000倍で観察したSEM画像内に写る酸化チタン皮膜層の端から端までを均等に5点取り、それぞれ厚みを算出した。そして、測定した5点の平均値から酸化チタン皮膜の厚みを求めた。
基材本体を板材とした本発明例1のチタン基材の断面観察結果(SEM画像)を図7に示す。
また、基材本体を多孔質体とした本発明例11のチタン基材の断面観察結果(SEM画像)を図8に示す。
得られたチタン基材から、幅30mm×長さ40mm×厚さ0.3mmの短冊状とした試験片を作成し、4探針法で導電率を測定した。導電率の測定値が1S/cm以上のものを「〇」、1S/cm未満のものを「×」と評価した。評価結果を表2に示す。
1Mの硫酸で満たした半径4cmのセル中において、作成したチタン基材を作用極とし、コイル状のPt線を対極として、サイクリックボルタンメトリー測定を行った。参照電極として用いたAg/AgCl電極に対して0−2Vの間で掃引を繰り返した。サイクリックボルタンメトリーを1000サイクル測定し、CVの波形に変化が見られなかったものを「〇」、変化が認められたものを「×」と評価した。評価結果を表2に示す。
プラズマ電解酸化の処理時間を1秒と短くしてTiO2皮膜の厚みを薄くし、その後マイクロ波プラズマ還元を実施した比較例2においては、マグネリ相酸化チタン皮膜が形成されておらず、かつ、酸化チタン皮膜の厚みが0.01μmと薄くなり、耐食性が不十分であった。プラズマ電解酸化では、0.1μm以下のTiO2皮膜を安定して成膜することができず、その後のマイクロ波プラズマ還元によってもマグネリ相酸化チタン皮膜が十分に形成されなかったためと推測される。
プラズマ電解酸化後の基材本体に対して真空中での熱還元を実施した比較例4,5においては、熱還元の処理温度を800℃以上とする必要があった。このため、基材本体に酸素が拡散し、基材本体の劣化が認められた。よって、導電性、耐食性の評価を実施しなかった。
次に、表3に示すように、マグネリ相酸化チタン皮膜が形成されたチタン基材(本発明例11)及びマグネリ相酸化チタン皮膜ではない酸化チタン皮膜(絶縁性の酸化チタン皮膜)が形成されたチタン基材(比較例7)を、それぞれアノード極として用いて、図5に示す構造の固体高分子形の水電解セル(面積4cm×4cm)を構成し、本発明例101及び比較例101とした。
なお、比較例102では、多孔質体からなる基材本体の表面に酸化チタン皮膜を形成していないチタン基材をアノード極として用いた。
ここで、表3には、10サイクル目の電流密度を初期値とし、この初期値を基準値(1.0)とし、各サイクル後の電流密度の初期値に対する比率を示した。
また、多孔質体からなる基材本体の表面に酸化チタン皮膜を形成していないチタン基材をアノード極として用いた比較例102においては、電流密度が400サイクル後で初期値の0.65となり、1200サイクル後では初期値の0.59となった。アノード極(チタン基材)が酸化して劣化したためと推測される。
11 基材本体
16 マグネリ相酸化チタン皮膜
26 TiO2皮膜
30 水電解装置
32 アノード極(水電解用電極)
Claims (9)
- チタンまたはチタン合金からなる基材本体を有し、
この基材本体の表面に、化学式TinO2n−1(4≦n≦10)で表されるマグネリ相酸化チタンからなるマグネリ相酸化チタン皮膜が形成されていることを特徴とするチタン基材。 - 前記マグネリ相酸化チタン皮膜は、Ti4O7及びTi5O9の少なくも一方又は両方を含有することを特徴とする請求項1に記載のチタン基材。
- 前記マグネリ相酸化チタン皮膜の膜厚が0.1μm以上30μm以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のチタン基材。
- 前記基材本体は、気孔率が30%以上97%以下の範囲内とされた多孔質体とされていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のチタン基材。
- 前記マグネリ相酸化チタン皮膜は、ポーラス構造を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のチタン基材。
- 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のチタン基材の製造方法であって、
チタンまたはチタン合金からなる基材本体の表面にTiO2皮膜を成膜するTiO2皮膜形成工程と、
前記基材本体の表面に形成されたTiO2皮膜をマイクロ波プラズマ還元法によって還元し、化学式TinO2n−1(4≦n≦10)で表されるマグネリ相酸化チタンからなるマグネリ相酸化チタン皮膜とする還元処理工程と、
を備えており、
還元処理工程は、基板温度400℃以下、処理時間15分以下の条件で実施することを特徴とするチタン基材の製造方法。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のチタン基材からなることを特徴とする水電解用電極。
- 2.5Vで1分保持及び0Vで1分保持を1サイクルとしたボルタンメトリー試験において、1200サイクル後の電解効率が初期値に対して90%以上であることを特徴とする請求項7に記載の水電解用電極。
- 請求項7又は請求項8に記載の水電解用電極を備えたことを特徴とする水電解装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/979,002 US20200407858A1 (en) | 2018-03-12 | 2019-03-12 | Titanium base material, method for producing titanium base material, electrode for water electrolysis, and water electrolysis device |
EP19766633.2A EP3767009A4 (en) | 2018-03-12 | 2019-03-12 | TITANIUM-BASED MATERIAL, PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A TITANIUM-BASED MATERIAL, ELECTRODE FOR ELECTROLYSIS OF WATER AND DEVICE FOR ELECTROLYSIS OF WATER |
CN201980017686.6A CN111918983B (zh) | 2018-03-12 | 2019-03-12 | 钛基材、钛基材的制造方法及水电解用电极、水电解装置 |
PCT/JP2019/010073 WO2019176956A1 (ja) | 2018-03-12 | 2019-03-12 | チタン基材、チタン基材の製造方法、及び、水電解用電極、水電解装置 |
JP2022008936A JP7227543B2 (ja) | 2018-03-12 | 2022-01-24 | チタン基材、チタン基材の製造方法、及び、水電解用電極、水電解装置 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018044659 | 2018-03-12 | ||
JP2018044659 | 2018-03-12 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022008936A Division JP7227543B2 (ja) | 2018-03-12 | 2022-01-24 | チタン基材、チタン基材の製造方法、及び、水電解用電極、水電解装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019157273A true JP2019157273A (ja) | 2019-09-19 |
JP2019157273A5 JP2019157273A5 (ja) | 2021-12-23 |
JP7092076B2 JP7092076B2 (ja) | 2022-06-28 |
Family
ID=67995859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019042773A Active JP7092076B2 (ja) | 2018-03-12 | 2019-03-08 | チタン基材、チタン基材の製造方法、及び、水電解用電極、水電解装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20200407858A1 (ja) |
EP (1) | EP3767009A4 (ja) |
JP (1) | JP7092076B2 (ja) |
CN (1) | CN111918983B (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020057551A (ja) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | 株式会社豊田中央研究所 | 電極板 |
CN111003759A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-14 | 广东省稀有金属研究所 | 含亚氧化钛中间层的涂层电极及其制备方法与应用以及电化学水处理设备 |
CN113061926A (zh) * | 2019-12-14 | 2021-07-02 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种用于pem水电解池的亚氧化钛阳极扩散层及其制备方法与应用 |
WO2021193857A1 (ja) | 2020-03-26 | 2021-09-30 | 三菱マテリアル株式会社 | チタン基材、チタン基材の製造方法、及び、水電解用電極、水電解装置 |
WO2021241094A1 (ja) * | 2020-05-29 | 2021-12-02 | 堺化学工業株式会社 | 電極材料及びそれを用いた電極、水電解セル |
WO2022107828A1 (ja) * | 2020-11-20 | 2022-05-27 | デノラ・ペルメレック株式会社 | アノードの加速評価方法 |
WO2022210655A1 (ja) * | 2021-03-29 | 2022-10-06 | 三菱マテリアル株式会社 | チタン基材、水電解用電極、および、固体高分子形水電解装置 |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3389862B1 (en) | 2015-12-16 | 2023-12-06 | 6K Inc. | Method of producing spheroidal dehydrogenated titanium alloy particles |
CN114007782A (zh) | 2019-04-30 | 2022-02-01 | 6K有限公司 | 机械合金化的粉末原料 |
CN114641462A (zh) | 2019-11-18 | 2022-06-17 | 6K有限公司 | 用于球形粉末的独特原料及制造方法 |
US11590568B2 (en) | 2019-12-19 | 2023-02-28 | 6K Inc. | Process for producing spheroidized powder from feedstock materials |
WO2021263273A1 (en) | 2020-06-25 | 2021-12-30 | 6K Inc. | Microcomposite alloy structure |
KR20230073182A (ko) | 2020-09-24 | 2023-05-25 | 6케이 인크. | 플라즈마를 개시하기 위한 시스템, 디바이스 및 방법 |
CN112250145B (zh) * | 2020-10-30 | 2021-11-30 | 南京理工大学 | 一种多孔钛基亚氧化钛纳米管二氧化铅电极的制备与应用 |
JP2023548325A (ja) | 2020-10-30 | 2023-11-16 | シックスケー インコーポレイテッド | 球状化金属粉末の合成のためのシステムおよび方法 |
CN115161669B (zh) * | 2021-04-07 | 2023-06-09 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 一种TiO2/RGO复合材料及其制备方法与应用 |
CN113517129B (zh) * | 2021-08-16 | 2023-05-05 | 江西省科学院应用物理研究所 | 一种在钕铁硼表面制备耐蚀涂层的方法 |
CN113546526B (zh) * | 2021-08-30 | 2022-07-05 | 大连海事大学 | 非对称中空纤维钛基膜及其制备方法 |
CN114229964B (zh) * | 2021-11-23 | 2023-04-11 | 东莞理工学院 | 一种以Ti4O7为基底的表面刻蚀和氟化的阳极制备方法及应用 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03252057A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-11-11 | Ebonex Technol Inc | 電気化学セル |
US20050014066A1 (en) * | 2003-06-19 | 2005-01-20 | Takayuki Shimamune | Electrode |
JP2006527794A (ja) * | 2003-06-19 | 2006-12-07 | アクゾ ノーベル エヌ.ブイ. | 電極 |
JP2010521590A (ja) * | 2007-03-20 | 2010-06-24 | インドゥストリエ・デ・ノラ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ | 電気化学セルとその操作方法 |
JP2010138023A (ja) * | 2008-12-10 | 2010-06-24 | Kyoto Univ | 金属酸化物の還元方法 |
US20120040254A1 (en) * | 2010-08-10 | 2012-02-16 | Steven Amendola | Bifunctional (rechargeable) air electrodes |
JP2012067336A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Masaaki Arai | 電解水の製造装置及びその製造方法 |
CN104039450A (zh) * | 2011-12-08 | 2014-09-10 | 新加坡国立大学 | 光催化的金属氧化物纳米材料、通过h2-等离子体进行处理的制造方法、用于水中的有机废物净化的用途 |
CN105734642A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-07-06 | 上海博友金属制品有限公司 | 一种高强度、大比表面积钛黑涂层的制备方法 |
JP2016201300A (ja) * | 2015-04-13 | 2016-12-01 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用セパレータの製造方法及び燃料電池用セパレータ |
CN107497413A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-12-22 | 东华大学 | 一种黑色二氧化钛涂层的制备方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1208942A (en) * | 1983-03-16 | 1986-08-05 | John Ambrose | Manufacturing of titanium anode substrates |
LU88516A1 (de) * | 1993-07-21 | 1996-02-01 | Furukawa Electric Co Ltd | Sauerstoff erzeugende Elektrode und Verfahren dieselbe herzustellen |
CN106958033B (zh) * | 2017-03-17 | 2019-03-26 | 南开大学 | Magnéli相TinO2n-1纳米管电极的制备方法 |
-
2019
- 2019-03-08 JP JP2019042773A patent/JP7092076B2/ja active Active
- 2019-03-12 CN CN201980017686.6A patent/CN111918983B/zh active Active
- 2019-03-12 US US16/979,002 patent/US20200407858A1/en active Pending
- 2019-03-12 EP EP19766633.2A patent/EP3767009A4/en not_active Withdrawn
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03252057A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-11-11 | Ebonex Technol Inc | 電気化学セル |
US20050014066A1 (en) * | 2003-06-19 | 2005-01-20 | Takayuki Shimamune | Electrode |
JP2006527794A (ja) * | 2003-06-19 | 2006-12-07 | アクゾ ノーベル エヌ.ブイ. | 電極 |
JP2010521590A (ja) * | 2007-03-20 | 2010-06-24 | インドゥストリエ・デ・ノラ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ | 電気化学セルとその操作方法 |
JP2010138023A (ja) * | 2008-12-10 | 2010-06-24 | Kyoto Univ | 金属酸化物の還元方法 |
US20120040254A1 (en) * | 2010-08-10 | 2012-02-16 | Steven Amendola | Bifunctional (rechargeable) air electrodes |
JP2012067336A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Masaaki Arai | 電解水の製造装置及びその製造方法 |
CN104039450A (zh) * | 2011-12-08 | 2014-09-10 | 新加坡国立大学 | 光催化的金属氧化物纳米材料、通过h2-等离子体进行处理的制造方法、用于水中的有机废物净化的用途 |
JP2016201300A (ja) * | 2015-04-13 | 2016-12-01 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用セパレータの製造方法及び燃料電池用セパレータ |
CN105734642A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-07-06 | 上海博友金属制品有限公司 | 一种高强度、大比表面积钛黑涂层的制备方法 |
CN107497413A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-12-22 | 东华大学 | 一种黑色二氧化钛涂层的制备方法 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020057551A (ja) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | 株式会社豊田中央研究所 | 電極板 |
CN113061926A (zh) * | 2019-12-14 | 2021-07-02 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种用于pem水电解池的亚氧化钛阳极扩散层及其制备方法与应用 |
CN111003759A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-14 | 广东省稀有金属研究所 | 含亚氧化钛中间层的涂层电极及其制备方法与应用以及电化学水处理设备 |
WO2021193857A1 (ja) | 2020-03-26 | 2021-09-30 | 三菱マテリアル株式会社 | チタン基材、チタン基材の製造方法、及び、水電解用電極、水電解装置 |
WO2021241094A1 (ja) * | 2020-05-29 | 2021-12-02 | 堺化学工業株式会社 | 電極材料及びそれを用いた電極、水電解セル |
WO2022107828A1 (ja) * | 2020-11-20 | 2022-05-27 | デノラ・ペルメレック株式会社 | アノードの加速評価方法 |
WO2022210655A1 (ja) * | 2021-03-29 | 2022-10-06 | 三菱マテリアル株式会社 | チタン基材、水電解用電極、および、固体高分子形水電解装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111918983B (zh) | 2023-01-13 |
CN111918983A (zh) | 2020-11-10 |
JP7092076B2 (ja) | 2022-06-28 |
EP3767009A4 (en) | 2021-12-08 |
EP3767009A1 (en) | 2021-01-20 |
US20200407858A1 (en) | 2020-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7092076B2 (ja) | チタン基材、チタン基材の製造方法、及び、水電解用電極、水電解装置 | |
WO2019176956A1 (ja) | チタン基材、チタン基材の製造方法、及び、水電解用電極、水電解装置 | |
Minguzzi et al. | Dynamic potential–pH diagrams application to electrocatalysts for water oxidation | |
Pietron et al. | Direct methanol oxidation at low overpotentials using Pt nanoparticles electrodeposited at ultrathin conductive RuO2 nanoskins | |
US10651478B2 (en) | Electrodes having Pt nanoparticles on RuO2 nanoskins | |
JP2015527693A (ja) | 燃料電池電極として適している白金およびパラジウム合金 | |
Rezaei et al. | Electrocatalytic activity of bimetallic PdAu nanostructure supported on nanoporous stainless steel surface using galvanic replacement reaction toward the glycerol oxidation in alkaline media | |
Kim et al. | Cu 3 P/PAN derived N-doped carbon catalyst with non-toxic synthesis for alkaline hydrogen evolution reaction | |
US20140305805A1 (en) | Subnanometer catalytic clusters for water splitting, method for splitting water using subnanometer catalyst clusters | |
Menezes et al. | In‐Liquid Plasma for Surface Engineering of Cu Electrodes with Incorporated SiO2 Nanoparticles: From Micro to Nano | |
Ye et al. | Temperature effect on electrochemical properties of Ti 4 O 7 electrodes prepared by spark plasma sintering | |
Schlicht et al. | Atomic layer deposition for efficient oxygen evolution reaction at Pt/Ir catalyst layers | |
Kheirmand et al. | Electrodeposition of platinum nanoparticles on reduced graphene oxide as an efficient catalyst for oxygen reduction reaction | |
Konno et al. | Nanoporous manganese ferrite films by anodising electroplated Fe–Mn alloys for bifunctional oxygen electrodes | |
WO2021193857A1 (ja) | チタン基材、チタン基材の製造方法、及び、水電解用電極、水電解装置 | |
JP2008138282A (ja) | アルカリ電解用陽極 | |
KR102345427B1 (ko) | 입체 덴드라이트 구조를 갖는 촉매를 포함하는 수전해전극, 그 제조방법 및 그를 포함하는 수전해장치 | |
Wu et al. | A nanotubular framework with customized conductivity and porosity for efficient oxidation and reduction of water | |
US7589047B1 (en) | Composite materials and method of making | |
Zhao et al. | Electrocatalytic evolution of oxygen on NiCu particles modifying conductive alumina/nano-carbon network composite electrode | |
Peecher et al. | Dealloying behavior of NiCo and NiCoCu thin films | |
Cheng et al. | Dynamic hydrogen bubble template electrodeposited Bi on graphite felt and the effect of its post-processing in vanadium redox flow batteries | |
Pourbeyram et al. | Nanoporous molybdenum dioxide on pencil graphite electrode as high effective electrocatalyst for the hydrogen evolution reaction | |
WO2022210655A1 (ja) | チタン基材、水電解用電極、および、固体高分子形水電解装置 | |
KR20150066104A (ko) | 양극산화법을 이용한 연료전지용 나노 다공성 멤브레인 지지체 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210930 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211109 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20211109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220301 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220412 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220517 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220530 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7092076 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |