JP2020070450A - 電極触媒及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
項1
電極基材上に触媒を備え、
前記触媒は、Moの硫化物と、Mo以外の遷移金属Mの硫化物とを含む、電極触媒。
項2
前記遷移金属Mは、Co、Fe、Ni、Cu、W及びMnからなる群より選ばれる少なくとも1種である、項1に記載の電極触媒。
項3
Mo以外の遷移金属Mを含有する化合物及び水系溶媒を含む第1の原料に電極基材を浸漬して加熱処理した後、前記電極基材を取り出して焼成することで遷移金属Mの酸化物が形成された電極基材を得る第1工程と、
前記遷移金属Mの酸化物が形成された電極基材を、Moを含有する化合物、硫黄を含有する化合物及び水系溶媒を含む第2の原料に浸漬して加熱処理をすることで、Moの硫化物及び前記遷移金属Mの硫化物を含む触媒が形成された電極基材を得る第2工程と、
を備える、電極触媒の製造方法。
項4
前記遷移金属Mは、Co、Fe、Ni、Cu、W及びMnからなる群より選ばれる少なくとも1種である、項3に記載の電極触媒。
項5
項1又は2に記載の電極触媒を使用して、若しくは、項3又は4に記載の製造方法で得られた電極触媒を使用して電解処理を行う工程を含む、水素の製造方法。
本発明の電極触媒は、電極基材上に触媒を備える。特に、前記触媒は、Moの硫化物と、Mo以外の遷移金属Mの硫化物とを含む。
本発明の電極触媒の製造方法は、下記の第1工程及び第2工程を少なくとも備える。
第1工程;Mo以外の遷移金属Mを含有する化合物及び水系溶媒を含む第1の原料に電極基材を浸漬して加熱処理した後、前記電極基材を取り出して焼成することで遷移金属Mの酸化物が形成された電極基材を得る工程。
第2工程;前記遷移金属Mの酸化物が形成された電極基材を、Moを含有する化合物、硫黄を含有する化合物及び水系溶媒を含む第2の原料に浸漬して加熱処理をすることで、Moの硫化物及び前記遷移金属Mの硫化物を含む触媒が形成された電極基材を得る工程。
本発明の水素の製造方法は、前述の本発明の電極触媒を使用して電解処理を行う工程を含む。あるいは、本発明の水素の製造方法は、前述の本発明の電極触媒の製造方法で得られた電極触媒を使用して電解処理を行う工程を含む。
50mL容量のテフロン(登録商標)内張りステンレスオートクレーブに2mmolのCo(NO3)2・6H2Oと、8mmolのNH4Fと、10mmolのCO(NH2)2と、36mLの脱イオン水とを加え、30分間激しく攪拌しながら溶解させて、第1の原料を得た。次いで、オートクレーブ内の第1の原料に、2.0cm×2.0cmの大きさのカーボンペーパー(以下、「CP」略記する)を浸漬した。なお、CPは事前に硫酸、エタノール及び水の順にそれぞれ20分間超音波洗浄を行った。そのオートクレーブをシールして密閉状態にした後、該オートクレーブを電気オーブン内にて120℃で12時間保持して、水熱合成を行った。これにより、CP上にCo(OH)2ナノワイヤを担持した。その後、オートクレーブを室温まで冷却した後、電極基材を取り出し、これを大気中350℃で2時間焼成し、Co(OH)2をCo3O4に変化させてCP上にCo3O4を形成させた。以下、これを「Co3O4/CP」と表記した。
C2H5NSの使用量を2.0mmolに変更したこと以外は実施例1と同様の方法でMoS2/CoS2/CP電極を得た。
C2H5NSの使用量を6.0mmolに変更したこと以外は実施例1と同様の方法でMoS2/CoS2/CP電極を得た。
50mL容量のテフロン(登録商標)内張りステンレスオートクレーブに、4.0mmolのC2H5NSと、36mLの脱イオン水とを加えて溶液を調製し、この溶液に、実施例1で使用した「Co3O4/CP」を浸漬させた。オートクレーブをシールして密閉状態にした後、このオートクレーブを電気オーブン内にて200℃で18時間保持して、水熱合成を行った。これにより、CP上のCo3O4をCoS2に変化させて電極を得た。この電極を「CoS2/CP電極」と表記した。
50mL容量のテフロン(登録商標)内張りステンレスオートクレーブに、1.0mmolのNa2MoO4・2H2Oと、4.0mmolのC2H5NSと、30mLの脱イオン水とを加え、30分間激しく攪拌しながら溶液を得た。次いで、この溶液に2.0cm×2.0cmの大きさのCPを浸漬した。なお、CPは事前に硫酸、エタノール及び水の順にそれぞれ20分間超音波洗浄を行った。オートクレーブをシールして密閉状態にした後、このオートクレーブを電気オーブン内にて200℃で18時間保持して、水熱合成を行った。これにより、CP上にMoS2を形成させた。得られた電極触媒を「MoS2/CP電極」と表記した。得られたMoS2/CP電極を水及び無水エタノールで数回洗浄した後、真空下、60℃で乾燥させた。
図1は、電極のSEM画像を示しており、aは実施例1の電極触媒を製造する工程で作製した「Co3O4/CP」電極、bは比較例1で得られたCoS2/CP電極、cは実施例1で得られたMoS2/CoS2/CP電極のSEM画像である。
・0.5MH2SO4水溶液の場合:0.05〜−0.3V(vs.RHE)
・1.0MKOH水溶液の場合:0.6〜−0.6V(vs.RHE)
・1.0MPBS水溶液の場合:0.05〜−0.3V(vs.RHE)
・スキャン速度:50mV/s
Claims (5)
- 電極基材上に触媒を備え、
前記触媒は、Moの硫化物と、Mo以外の遷移金属Mの硫化物とを含む、電極触媒。 - 前記遷移金属Mは、Co、Fe、Ni、Cu、W及びMnからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載の電極触媒。
- Mo以外の遷移金属Mを含有する化合物及び水系溶媒を含む第1の原料に電極基材を浸漬して加熱処理した後、前記電極基材を取り出して焼成することで遷移金属Mの酸化物が形成された電極基材を得る第1工程と、
前記遷移金属Mの酸化物が形成された電極基材を、Moを含有する化合物、硫黄を含有する化合物及び水系溶媒を含む第2の原料に浸漬して加熱処理をすることで、Moの硫化物及び前記遷移金属Mの硫化物を含む触媒が形成された電極基材を得る第2工程と、
を備える、電極触媒の製造方法。 - 前記遷移金属Mは、Co、Fe、Ni、Cu、W及びMnからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項3に記載の電極触媒。
- 請求項1又は2に記載の電極触媒を使用して、若しくは、請求項3又は4に記載の製造方法で得られた電極触媒を使用して電解処理を行う工程を含む、水素の製造方法。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112941558A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-06-11 | 河南科技大学 | 一种复合材料催化电极的制备方法 |
CN113355693A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-09-07 | 三峡大学 | 一种硫化钴-硫化钼-氮掺杂碳复合电极的制备方法 |
CN114457377A (zh) * | 2022-02-21 | 2022-05-10 | 郑州轻工业大学 | 一种过渡双金属硫化物固溶体电解水催化剂的制备方法及其应用 |
JPWO2022172824A1 (ja) * | 2021-02-09 | 2022-08-18 | ||
CN114959777A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-08-30 | 哈尔滨理工大学 | 一种碳布负载的多酸衍生三金属CoS2-MoS2-VS2电极材料及电催化应用 |
WO2024057608A1 (ja) * | 2022-09-13 | 2024-03-21 | 住友電気工業株式会社 | 電極およびそれを含むアルカリ水電解装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016183362A (ja) * | 2015-03-25 | 2016-10-20 | 国立大学法人高知大学 | 水素製造用触媒電極、水素製造装置および水素の製造方法 |
CN107904620A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-04-13 | 温州大学 | 一种三维石墨烯/碳纳米管基二硫化钼/硫化钴复合材料电催化剂及其制备方法和应用 |
JP6315532B1 (ja) * | 2017-07-18 | 2018-04-25 | 国立大学法人弘前大学 | 電極触媒の製造方法及び水素の製造方法 |
JP2018519414A (ja) * | 2015-04-16 | 2018-07-19 | サウジ アラビアン オイル カンパニーSaudi Arabian Oil Company | 二酸化炭素および硫化水素を共処理する方法 |
-
2018
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016183362A (ja) * | 2015-03-25 | 2016-10-20 | 国立大学法人高知大学 | 水素製造用触媒電極、水素製造装置および水素の製造方法 |
JP2018519414A (ja) * | 2015-04-16 | 2018-07-19 | サウジ アラビアン オイル カンパニーSaudi Arabian Oil Company | 二酸化炭素および硫化水素を共処理する方法 |
JP6315532B1 (ja) * | 2017-07-18 | 2018-04-25 | 国立大学法人弘前大学 | 電極触媒の製造方法及び水素の製造方法 |
CN107904620A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-04-13 | 温州大学 | 一种三维石墨烯/碳纳米管基二硫化钼/硫化钴复合材料电催化剂及其制备方法和应用 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112941558A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-06-11 | 河南科技大学 | 一种复合材料催化电极的制备方法 |
CN112941558B (zh) * | 2020-12-30 | 2023-08-22 | 河南科技大学 | 一种复合材料催化电极的制备方法 |
JPWO2022172824A1 (ja) * | 2021-02-09 | 2022-08-18 | ||
WO2022172824A1 (ja) * | 2021-02-09 | 2022-08-18 | Dic株式会社 | 水素発生触媒及び触媒インク |
JP7288232B2 (ja) | 2021-02-09 | 2023-06-07 | Dic株式会社 | 水素発生電気化学触媒及び触媒インク |
CN113355693A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-09-07 | 三峡大学 | 一种硫化钴-硫化钼-氮掺杂碳复合电极的制备方法 |
CN113355693B (zh) * | 2021-05-13 | 2022-04-22 | 三峡大学 | 一种硫化钴-硫化钼-氮掺杂碳复合电极的制备方法 |
CN114457377A (zh) * | 2022-02-21 | 2022-05-10 | 郑州轻工业大学 | 一种过渡双金属硫化物固溶体电解水催化剂的制备方法及其应用 |
CN114959777A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-08-30 | 哈尔滨理工大学 | 一种碳布负载的多酸衍生三金属CoS2-MoS2-VS2电极材料及电催化应用 |
CN114959777B (zh) * | 2022-03-09 | 2024-02-02 | 哈尔滨理工大学 | 一种碳布负载的多酸衍生三金属CoS2-MoS2-VS2电极材料及电催化应用 |
WO2024057608A1 (ja) * | 2022-09-13 | 2024-03-21 | 住友電気工業株式会社 | 電極およびそれを含むアルカリ水電解装置 |
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