JP2019527132A - ペロブスカイト金属酸化物から電極触媒を製造する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(M1 x1M2 x2)(M3 yM4 zM5 aM6 b)O3−γを有し、
式中、
M1は希土類金属であり、好ましくはLa、Y、又はランタニドであり、
M2はアルカリ土類金属であり、
M3、M4、M5、及びM6は、それぞれ独立して、Al又は遷移金属であり、
M3は、M4、M5、及びM6のうちの少なくとも1つとは異なり、
0<x1+x2≦1、
0<y≦1、
0<z≦1、
0≦a≦1、
0≦b≦1、
y+z+a+b=1、および
0≦γ≦0.1である。
γは、ペロブスカイト金属酸化物における任意の僅かな酸素欠損を示す。
(M1 ×1M2 ×2)(M3 yM4 zM5 aM6 b)O3−γを有することになり、
式中、
M1は希土類金属であり、好ましくは、La、Y、又はランタニドであり、
M2はアルカリ土類金属であり、
M3は、Ti、Cr、Fe、Al、及びScからなる群から選択され、
M4、M5、及びM6は、それぞれ独立して、Ti、Sc、V、Mn、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Cd、Ag、Pt、Au、及びAlからなる群から選択され、M3は、M4、M5、及びM6のうちの少なくとも1つとは異なり、
0<x1+x2≦1、
0<y≦1、
0<z≦1、
0≦a≦1、
0≦b≦1、
y+z+a+b=1、および
0≦γ≦0.1である。
(M1 x1M2 x2)(M3 yM4 zM5 aM6 b)O3−γを有し、
式中、
M1は、La、Ce、及びPrからなる群から選択され、
M2は、Ca、Sr、及びBaからなる群から選択され、
M3は、Ti、Cr、Fe、Al、及びScからなる群から選択され、
M4、M5、M6は、それぞれ独立して、Ti、Sc、V、Mn、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Cd、Ag、Pt、Au、及びAlからなる群、又はCo、Ni、Pd、及びFeからなる群から選択され、M3は、M4、M5、及びM6のうちの少なくとも1つとは異なり、
0<x1+x2≦1、
0<y≦1、
0<z≦1、
0≦a≦1、
0≦b≦1、
y+z+a+b=1、および
0≦γ≦0.1である。
(M1 x1M2 x2)(M3 yM4 zM5 aM6 b)O3−γを有し、
式中、
M1はLaであり、
M2はCaであり、
M3はTiであり、
M4、M5、及びM6は、それぞれ独立して、Co、Ni、Pd、及びFeからなる群から選択され、
0<x1+x2≦1、
0<y≦1、
0<z≦1、
0≦a≦1、
0≦b≦1、
y+z+a+b=1、および
0≦γ≦0.1である。
固体酸化物形セルの製造。先に詳述した改良固相法により(非特許文献9)、ペロブスカイトであるLa0.43Ca0.37Ni0.06Ti0.94O3(LCNT)を作成した。このように作成したペロブスカイトを、遊星型ボールミルにより300rpmで2時間、アセトン中で粉砕した。当該粉末と、テルピノール、KD1分散剤、及びポリビニル・ブチレート(PVB)とを遊星型ミルで2時間混合することにより、LCNT及びZr0.89Sc0.1Ce0.01O2−γ(LSM)−(La0.8Sr0.2)0.95MnO3(ScSZ)(50:50重量%)の各インクを作成した。各インクは、LCNT(10μm)|ScSZ(80又は140μm)|LSM−ScSZ(20μm)の燃料電極|電解質|空気電極の構成における直径18mm厚さ80μm及び140μm(±2μm)のScSZボタン電池の両側の0.5cm2の活性化領域内に、スクリーン印刷した。ScSZ支持電解質をテープキャスティング及び1400℃での焼結により作製した。LCNTは、まずScSZの一方の側にスクリーン印刷し、続いて1200℃で焼成した。そして、LSM−ScSZインクを他方の側にスクリーン印刷し、1100℃で焼成し、ゴールドメッシュを用いて両電極から集電接続を行った。本明細書において、この段階におけるLCNT電極を、「フレッシュ」である、すなわち、溶離した金属粒子がない状態であるという。その後、セルに対して、水素による還元又は電圧の印加のいずれか、すなわち、電気化学スイッチングを行う。エクスサイチュ(ex−situ)のペロブスカイト酸化物の水素による還元は、管理雰囲気炉中で、5%H2/N2の連続流下で、表示した温度にて、加熱速度及び冷却速度を5℃/分として実施した。電気化学スイッチングは、(空気電極に対し)2Vの電圧を印加することによりトリガした。
Claims (9)
- ペロブスカイト金属酸化物に電圧を印加することを含む、電極触媒を製造する方法。
- 前記ペロブスカイト金属酸化物は、式:
(M1 x1M2 x2)(M3 yM4 zM5 aM6 b)O3−γを有し、
式中、
M1は希土類金属であり、好ましくは、La、Y、又はランタニドであり、
M2はアルカリ土類金属であり、
M3、M4、M5、及びM6は、それぞれ独立して、Al又は遷移金属であり、
M3は、M4、M5、及びM6のうちの少なくとも1つとは異なり、
0<x1+x2≦1、
0<y≦1、
0<z≦1、
0≦a≦1、
0≦b≦1、
y+z+a+b=1、および
0≦γ≦0.1である、請求項1に記載の方法。 - M1は、La、Ce、及びPrからなる群から選択され、
M2は、Ca、Sr、及びBaからなる群から選択され、
M3は、Ti、Cr、Fe、Al、及びScからなる群から選択され、
M4、M5、及びM6は、それぞれ独立して、Ti、Sc、V、Mn、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Cd、Ag、Pt、Au、及びAlからなる群から選択され、
M3は、M4、M5、及びM6のうちの少なくとも1つとは異なる、
請求項2に記載の方法。 - 前記ペロブスカイト金属酸化物に1.5〜2.5ボルトの電圧を印加することを含む、請求項1〜3に記載の方法。
- 請求項1〜4に記載の方法により得られた又は得られうる電極触媒。
- 請求項5に記載の電極触媒を含む電極。
- 請求項6に記載の電極を備える固体酸化物形セル。
- 前記電極触媒に電圧を印加することを含む、請求項5に記載の電極触媒を再生する方法。
- 固体酸化物形セル動作条件下において、前記電極触媒を含む電極であって固体酸化物形セル内にある電極に電圧を印加することを含む請求項8に記載の方法。
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