JP3086855B1 - 間隙に銀微粒子を充填したガス拡散電極 - Google Patents
間隙に銀微粒子を充填したガス拡散電極Info
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Abstract
【要約】
【課題】 従来のガス拡散電極中の銀網のような集電体
を設けることなく、製造コストが安く、電解時の電力効
率も優れたガス拡散電極を提供する。 【解決手段】 反応層とガス供給層が積層したシートに
凹み又は切れ込みを設け、その中に銀粒子を充填し、ホ
ットプレスすることで作製されるガス拡散電極。前記切
れ込みは前記シートを貫通するものでもよく、また途中
までのものでもよいが、貫通するものでは反応層とガス
室内の導電性充填体とを電気的に接続することができ
る。
を設けることなく、製造コストが安く、電解時の電力効
率も優れたガス拡散電極を提供する。 【解決手段】 反応層とガス供給層が積層したシートに
凹み又は切れ込みを設け、その中に銀粒子を充填し、ホ
ットプレスすることで作製されるガス拡散電極。前記切
れ込みは前記シートを貫通するものでもよく、また途中
までのものでもよいが、貫通するものでは反応層とガス
室内の導電性充填体とを電気的に接続することができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス拡散電極に関
し、特に集電網を使用しなくても反応層からガス室側に
直接集電、給電が出来るガス拡散電極およびその製造方
法に関する。
し、特に集電網を使用しなくても反応層からガス室側に
直接集電、給電が出来るガス拡散電極およびその製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のガス拡散電極は、反応層とガス供
給層から成り、図１０に示す様に、ガス拡散電極１にお
けるガス供給層３中に集電体４が埋設されている。この
ガス供給層３は、ＰＴＦＥ多孔体又はカーボンブラック
とＰＴＦＥの混合物から成る多礼体でできている。ＰＴ
ＦＥ多孔体は絶縁性であり、カーボンブラックとＰＴＦ
Ｅからなるガス供給層は０．４オームｃｍと高抵抗で接
触抵抗も高いので、ガス室材料が金属であっても必要な
電流を流すと大きな抵抗損が生ずる。このため銀網等の
低抵抗な集電体を用いて面方向に１０〜３０ｃｍの長距
離に電流を流さざるを得なかった。
給層から成り、図１０に示す様に、ガス拡散電極１にお
けるガス供給層３中に集電体４が埋設されている。この
ガス供給層３は、ＰＴＦＥ多孔体又はカーボンブラック
とＰＴＦＥの混合物から成る多礼体でできている。ＰＴ
ＦＥ多孔体は絶縁性であり、カーボンブラックとＰＴＦ
Ｅからなるガス供給層は０．４オームｃｍと高抵抗で接
触抵抗も高いので、ガス室材料が金属であっても必要な
電流を流すと大きな抵抗損が生ずる。このため銀網等の
低抵抗な集電体を用いて面方向に１０〜３０ｃｍの長距
離に電流を流さざるを得なかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにした場
合、銀が最も電気抵抗が少ない材料にもかかわらず、面
方向に数十ｃｍの距離にわたって集電すると、電流が積
算されるので大きな電流量となり、抵抗損が大きくな
る。この抵抗損を低下させるには銀網の線径を太くする
必要がある。しかし、銀網の線径を太くすると、ガス供
給を妨げ電極性能が低下する。また、銀の使用量が大き
くなり、高価な電極となってしまう。このため、従来の
ガス拡散電極は、製造コストが高く、電解時の電力効率
も低いという問題点があった。そこで本発明は、製造コ
ストが安く、電解時の電力効率も優れたガス拡散電極を
提供することを課題とする。
合、銀が最も電気抵抗が少ない材料にもかかわらず、面
方向に数十ｃｍの距離にわたって集電すると、電流が積
算されるので大きな電流量となり、抵抗損が大きくな
る。この抵抗損を低下させるには銀網の線径を太くする
必要がある。しかし、銀網の線径を太くすると、ガス供
給を妨げ電極性能が低下する。また、銀の使用量が大き
くなり、高価な電極となってしまう。このため、従来の
ガス拡散電極は、製造コストが高く、電解時の電力効率
も低いという問題点があった。そこで本発明は、製造コ
ストが安く、電解時の電力効率も優れたガス拡散電極を
提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】 本発明は、上記の課題を
以下の手段で解決した。 （１） 反応層とガス供給層が積層したシートに凹み又
は切れ込みを設け、その中に銀粒子を充填し、ホットプ
レスすることで作製されるガス拡散電極。
以下の手段で解決した。 （１） 反応層とガス供給層が積層したシートに凹み又
は切れ込みを設け、その中に銀粒子を充填し、ホットプ
レスすることで作製されるガス拡散電極。
【０００５】本発明を図面を用いて詳しく説明する。図
１は、本発明のガス拡散電極１の一例を示す断面図であ
る。ガス拡散電極１は、図に示すように反応層２とガス
供給層３とからなり、ガス供給層３には、ガス拡散電極
１のガス供給層３側の面を表している図２に示すよう
に、多数の切れ込み６又は凹み７（以下、両者を総称し
て「切れ込み」ということがある）が設けてある。図１
の場合は切れ込み６のみを示している。各切れ込み６又
凹み７内には、図１に示すように銀粒子のシンターでな
る銀配線８を設けてある。銀配線８は、切れ込み６又は
凹み７を通じ、ガス供給層３内に肉厚方向で突き刺ささ
って層の裏表に達している。反応層との接合面側では更
に反応層の内部にまで一部が食い込んでいる。
１は、本発明のガス拡散電極１の一例を示す断面図であ
る。ガス拡散電極１は、図に示すように反応層２とガス
供給層３とからなり、ガス供給層３には、ガス拡散電極
１のガス供給層３側の面を表している図２に示すよう
に、多数の切れ込み６又は凹み７（以下、両者を総称し
て「切れ込み」ということがある）が設けてある。図１
の場合は切れ込み６のみを示している。各切れ込み６又
凹み７内には、図１に示すように銀粒子のシンターでな
る銀配線８を設けてある。銀配線８は、切れ込み６又は
凹み７を通じ、ガス供給層３内に肉厚方向で突き刺ささ
って層の裏表に達している。反応層との接合面側では更
に反応層の内部にまで一部が食い込んでいる。
【０００６】この図１に示すように、反応層に直接低抵
抗の集電金属が接触しており、この集電金属が図には示
さないが、直接ガス室の金属多孔体に接触するようにす
れば、集電抵抗を低下させることができる。このように
すれば、電流の流れる距維は工夫次第で１ｍｍ以下に短
縮できる。同一銀量で比較すると、集電抵抗が１／１０
以下と著しく低下させることも不可能ではない。抵抗損
が従来の電極と同一ならば銀の使用量を１／１０以下に
低下させることも可能となる。ガス拡散電極１の断面内
での銀の占める割合も減少するので、ガス供給層のガス
供給能力も増加して、結果的に電極性能が改善される。
抗の集電金属が接触しており、この集電金属が図には示
さないが、直接ガス室の金属多孔体に接触するようにす
れば、集電抵抗を低下させることができる。このように
すれば、電流の流れる距維は工夫次第で１ｍｍ以下に短
縮できる。同一銀量で比較すると、集電抵抗が１／１０
以下と著しく低下させることも不可能ではない。抵抗損
が従来の電極と同一ならば銀の使用量を１／１０以下に
低下させることも可能となる。ガス拡散電極１の断面内
での銀の占める割合も減少するので、ガス供給層のガス
供給能力も増加して、結果的に電極性能が改善される。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態を説明するが本
発明はこれに限定されない。本発明のガス拡散電極は、
反応層付きガス供給層シートから作成する。反応層付き
ガス供給層シートはロール法で、従来のガス拡散電極の
作製方法と同様に作る。反応層の厚さは０．１ｍｍ、ガ
ス供給層の厚さは０．４ｍｍ程度が適当である。反応層
原料はいくつか考えられる。例えば、親水性カーボンブ
ラックと疎水性カーボンブラック、及びＰＴＦＥディス
パージョンを分散混合して自己組織化したものを用い
る。あるいは、銀微粒子と疎水性カーボンブラック、及
びＰＴＦＥディスパージョンを分散混合して自己組織化
したものを用いる。銀微粒子とＰＴＦＥディスパージョ
ンを分散混含して自己組織化したもの等も用いられる。
ガス供給層原料は、疎水性カーボンブラック及びＰＴＦ
Ｅディスパージョンを分散混合して自己組織化したもの
が好適に用いられる。
発明はこれに限定されない。本発明のガス拡散電極は、
反応層付きガス供給層シートから作成する。反応層付き
ガス供給層シートはロール法で、従来のガス拡散電極の
作製方法と同様に作る。反応層の厚さは０．１ｍｍ、ガ
ス供給層の厚さは０．４ｍｍ程度が適当である。反応層
原料はいくつか考えられる。例えば、親水性カーボンブ
ラックと疎水性カーボンブラック、及びＰＴＦＥディス
パージョンを分散混合して自己組織化したものを用い
る。あるいは、銀微粒子と疎水性カーボンブラック、及
びＰＴＦＥディスパージョンを分散混合して自己組織化
したものを用いる。銀微粒子とＰＴＦＥディスパージョ
ンを分散混含して自己組織化したもの等も用いられる。
ガス供給層原料は、疎水性カーボンブラック及びＰＴＦ
Ｅディスパージョンを分散混合して自己組織化したもの
が好適に用いられる。
【０００８】図２〜図４はいずれも、切れ込み６を設け
た反応層付きガス供給層シート５の平面図である。図２
は、ローリングカッター刃を押しつけて切れ込み６を設
けた反応層付きガス供給層シート５の平面図である。図
３は、格子状に切れ込みを入れた反応層付きガス供給層
シート５の平面図であり、図４はハニカム状の切れ込み
６を入れた反応層付きガス供給層シート５の平面図であ
る。反応層付きガス供給層シート５に例えばローリング
カッター刃を押しつけ、回転させながら図２に示すよう
に切れ込み６を入れる。切れ込みは、技術上、裏側まで
貫通させる場合と、貫通させない場合とがある。図３に
示すようにカッターで格子状に切れ込みを入れてもよ
い。あるいは、図４に示すように六角形の刃でハニカム
状の切れ込みを入れることもできる。これらの場合、貫
通しないようにカットすれば形状が保てる。針状物で凹
形を付けてもよい。このようにすれば、銀粒子が充填出
来る溝（切れ込み６）を設けることが出来る。
た反応層付きガス供給層シート５の平面図である。図２
は、ローリングカッター刃を押しつけて切れ込み６を設
けた反応層付きガス供給層シート５の平面図である。図
３は、格子状に切れ込みを入れた反応層付きガス供給層
シート５の平面図であり、図４はハニカム状の切れ込み
６を入れた反応層付きガス供給層シート５の平面図であ
る。反応層付きガス供給層シート５に例えばローリング
カッター刃を押しつけ、回転させながら図２に示すよう
に切れ込み６を入れる。切れ込みは、技術上、裏側まで
貫通させる場合と、貫通させない場合とがある。図３に
示すようにカッターで格子状に切れ込みを入れてもよ
い。あるいは、図４に示すように六角形の刃でハニカム
状の切れ込みを入れることもできる。これらの場合、貫
通しないようにカットすれば形状が保てる。針状物で凹
形を付けてもよい。このようにすれば、銀粒子が充填出
来る溝（切れ込み６）を設けることが出来る。
【０００９】図５、図６は、切れ込み６に銀粒子を充填
した状況を示す断面図である。図５では、ガス供給層も
反応層も貫通する切れ込み６を設けてある。銀微粒子９
を過不足なく入れるのに必要な溝間隙幅は、切れ込みな
どを設けた反応層付きガス供給層シート５を適宜に延伸
し、その延伸率で制御するとよい。図６は、粒径の大き
い銀を使用する場合を示す。大きな穴状のものはパンチ
を穿孔すると良い。多数の針を並べて刺すことで小穴を
開けてもよい。充填する銀粒子の径は、０．１ミクロン
から０．５ｍｍの範囲がよい。溝に銀粒子を入れ込む方
法はいくつかある。例えば、水に分散し、あるいはアル
コールに分散して、その分散液を撤き散らすという方法
でもよい。銀粒子を充填した反応層付きガス供給層シー
トからは、温度３５０℃、圧力５０ｋｇ／ｃｍ2 程度で
ホットプレスする事で目的のガス拡散電極が得ることが
できる。このとき銀網は併用してもよいが、しなくても
よい。プレスによって銀粒子同士が結着して溝内に多孔
性の銀体が形成される。プレス圧が高いときには薄板状
の銀となり、比抵抗も銀そのものの値になる。このよう
な構造にすると、ガス拡散電極中に形成された銀配線に
よってガス室の金属多孔体から反応層まで最短距離で直
接給電できる様になる。
した状況を示す断面図である。図５では、ガス供給層も
反応層も貫通する切れ込み６を設けてある。銀微粒子９
を過不足なく入れるのに必要な溝間隙幅は、切れ込みな
どを設けた反応層付きガス供給層シート５を適宜に延伸
し、その延伸率で制御するとよい。図６は、粒径の大き
い銀を使用する場合を示す。大きな穴状のものはパンチ
を穿孔すると良い。多数の針を並べて刺すことで小穴を
開けてもよい。充填する銀粒子の径は、０．１ミクロン
から０．５ｍｍの範囲がよい。溝に銀粒子を入れ込む方
法はいくつかある。例えば、水に分散し、あるいはアル
コールに分散して、その分散液を撤き散らすという方法
でもよい。銀粒子を充填した反応層付きガス供給層シー
トからは、温度３５０℃、圧力５０ｋｇ／ｃｍ2 程度で
ホットプレスする事で目的のガス拡散電極が得ることが
できる。このとき銀網は併用してもよいが、しなくても
よい。プレスによって銀粒子同士が結着して溝内に多孔
性の銀体が形成される。プレス圧が高いときには薄板状
の銀となり、比抵抗も銀そのものの値になる。このよう
な構造にすると、ガス拡散電極中に形成された銀配線に
よってガス室の金属多孔体から反応層まで最短距離で直
接給電できる様になる。
【００１０】図２〜図６の上述の形態では、いずれも反
応層付きガス供給層シート５に例えば直線状、破線状の
切れ込み６を連続的に付けた。これを延伸する事で間隙
を広げ、間隙を広げたシートを銀網の背面にプレスし
た。断面図で見て明らかなように、ガス拡散電極の断面
の大部分の範囲はガス供給層そのもので、一部に銀粒子
がシンターした前記銀体が存在する状態となっている。
その結果、ガス室側の表面に集電体が現れた形態のガス
供給層から成るガス拡散電極が得られる。これにより、
集電が容易になり、かつ電極寿命も損なわれない。この
ようなシートをホットプレスすれば、ガス供給層を貫通
した破線状の反応層を有するガス拡散電極が出来る。特
に、銀微粒子を用いた反応層は比抵抗が小さいので、ガ
ス供給層を貫通した反応層材料が集電抵抗を著しく低下
させる。
応層付きガス供給層シート５に例えば直線状、破線状の
切れ込み６を連続的に付けた。これを延伸する事で間隙
を広げ、間隙を広げたシートを銀網の背面にプレスし
た。断面図で見て明らかなように、ガス拡散電極の断面
の大部分の範囲はガス供給層そのもので、一部に銀粒子
がシンターした前記銀体が存在する状態となっている。
その結果、ガス室側の表面に集電体が現れた形態のガス
供給層から成るガス拡散電極が得られる。これにより、
集電が容易になり、かつ電極寿命も損なわれない。この
ようなシートをホットプレスすれば、ガス供給層を貫通
した破線状の反応層を有するガス拡散電極が出来る。特
に、銀微粒子を用いた反応層は比抵抗が小さいので、ガ
ス供給層を貫通した反応層材料が集電抵抗を著しく低下
させる。
【００１１】図７は、供給層３側から凹み７をつけ、銀
微粒子９或いは銀粒子１０を充填した様子を示す反応層
付きガス供給層シート５の断面図である。供給層側から
針状物で押しつけて凹み７をつけた場合は、銀粒子１０
を多数又は１個づつ入れてホットプレスする事でガス供
給層に電気接点を多数設けることができる。針で穴を開
ければ、大きな銀粒子の場合、０．３ｍｍ程度でもよ
い。１つの穴に大きな銀粒子を１個入れてもよく、１つ
の穴に小さな銀微粒子を多数入れてもよい。大きな銀粒
子と小さな銀微粒子とを併用してもよい。
微粒子９或いは銀粒子１０を充填した様子を示す反応層
付きガス供給層シート５の断面図である。供給層側から
針状物で押しつけて凹み７をつけた場合は、銀粒子１０
を多数又は１個づつ入れてホットプレスする事でガス供
給層に電気接点を多数設けることができる。針で穴を開
ければ、大きな銀粒子の場合、０．３ｍｍ程度でもよ
い。１つの穴に大きな銀粒子を１個入れてもよく、１つ
の穴に小さな銀微粒子を多数入れてもよい。大きな銀粒
子と小さな銀微粒子とを併用してもよい。
【００１２】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１３】実施例１ 反応層原料とガス供給層原料とを調製した。濃度２％
（重量、以下同じ）でトライトンを含む水２００部に親
水性カーボンブラック（ＡＢ−１２、平均粒径３９０
Å、電気化学工業社製）７部（重量、以下同じ）を添加
し、１０分間撹拌して親水性カーボンブラックを分散す
る。更に、疎水性カーボンブラック（Ｎｏ．６、平均粒
径４９０Å、電気化学工業社製）３部を添加し、１０分
間撹拌して疎水性カーボンブラックを分散させた。この
分散液に銀コロイド（田中貴金属社製試作品、平均粒径
０．１ミクロン）４部を加え、撹拌して混合する。更
に、ＰＴＦＥディスパージョン（Ｄ−１、平均粒径０．
３ミクロン、ダイキン工業社製）４部を加え、撹拌して
ＰＴＦＥディスパージョンを混合する。この分散液にイ
ソプロピルアルコールを３００部加え、自己組織化さ
せ、ろ過する事で反応層原料とする。
（重量、以下同じ）でトライトンを含む水２００部に親
水性カーボンブラック（ＡＢ−１２、平均粒径３９０
Å、電気化学工業社製）７部（重量、以下同じ）を添加
し、１０分間撹拌して親水性カーボンブラックを分散す
る。更に、疎水性カーボンブラック（Ｎｏ．６、平均粒
径４９０Å、電気化学工業社製）３部を添加し、１０分
間撹拌して疎水性カーボンブラックを分散させた。この
分散液に銀コロイド（田中貴金属社製試作品、平均粒径
０．１ミクロン）４部を加え、撹拌して混合する。更
に、ＰＴＦＥディスパージョン（Ｄ−１、平均粒径０．
３ミクロン、ダイキン工業社製）４部を加え、撹拌して
ＰＴＦＥディスパージョンを混合する。この分散液にイ
ソプロピルアルコールを３００部加え、自己組織化さ
せ、ろ過する事で反応層原料とする。
【００１４】ガス供給層原料は、濃度４％でトライトン
を含む水２００部に疎水性カーボンブラック（Ｎｏ．
６、平均粒径４９０Å、電気化学工業社製）６部を添加
し、１０分間撹拌して疎水性カーボンブラックを分散さ
せた。更に、ＰＴＦＥディスパージョン（Ｄ−１、平均
粒径０．３ミクロン、ダイキン工業社製）４部を加え、
撹拌混合して分散する。この分散液にイソプロピルアル
コールを２００部加え、自己組織化させ作成する。この
ようにして得られた反応層原料とガス供給層原料とにソ
ルベントナフサを加え、ロール法で、反応層とガス供給
層が積層されたシートを製造した。８０℃温度下で３時
間乾燥し、界面活性剤はエタノール抽出装置で除去し
た。８０℃温度下で５時間乾燥し、反応層付きガス供給
層シートを得た。得られたこの反応層付きガス供給層シ
ートは、１１ｃｍ×２１ｃｍの長方形にカットする。
を含む水２００部に疎水性カーボンブラック（Ｎｏ．
６、平均粒径４９０Å、電気化学工業社製）６部を添加
し、１０分間撹拌して疎水性カーボンブラックを分散さ
せた。更に、ＰＴＦＥディスパージョン（Ｄ−１、平均
粒径０．３ミクロン、ダイキン工業社製）４部を加え、
撹拌混合して分散する。この分散液にイソプロピルアル
コールを２００部加え、自己組織化させ作成する。この
ようにして得られた反応層原料とガス供給層原料とにソ
ルベントナフサを加え、ロール法で、反応層とガス供給
層が積層されたシートを製造した。８０℃温度下で３時
間乾燥し、界面活性剤はエタノール抽出装置で除去し
た。８０℃温度下で５時間乾燥し、反応層付きガス供給
層シートを得た。得られたこの反応層付きガス供給層シ
ートは、１１ｃｍ×２１ｃｍの長方形にカットする。
【００１５】得られた反応層付きガス供給層５シートの
ガス供給層側から、５ｍｍ間隔で、図２に示すような切
れ込み６を入れた。図８は切れ込み６部分の断面図であ
る。切れ込み６は貫通しない様にして、点線切りカッタ
ー（ＮＴカッター製）で設けた。図９は、切れ込み６に
銀微粒子９を充填した状態を示す図である。切れ込みの
長さ方向に対してシート面上で直交する方向に延伸し、
切れ込み６に０．２ｍｍ程度の間隔を広げ、銀微粒子９
（三井金属鉱業社製、Ａｇ‐３０１０、平均粒径０．１
１ミクロン）にエタノールを加えた泥奬を塗布した。
ガス供給層側から、５ｍｍ間隔で、図２に示すような切
れ込み６を入れた。図８は切れ込み６部分の断面図であ
る。切れ込み６は貫通しない様にして、点線切りカッタ
ー（ＮＴカッター製）で設けた。図９は、切れ込み６に
銀微粒子９を充填した状態を示す図である。切れ込みの
長さ方向に対してシート面上で直交する方向に延伸し、
切れ込み６に０．２ｍｍ程度の間隔を広げ、銀微粒子９
（三井金属鉱業社製、Ａｇ‐３０１０、平均粒径０．１
１ミクロン）にエタノールを加えた泥奬を塗布した。
【００１６】このシートを、圧力５０ｋｇ／ｃｍ2 で温
度３５０℃、６０秒間プレスする事で電極を得た。通常
であれば使用する集電体つまり銀網は介装しなかった。
得られた電極を銀鍍金発泡ニッケルをガス室とした電解
槽に組み込んだ。集電抵抗はほぼゼロであった。この電
極を用いイオン交換膜食塩電解槽を組立て連続的に電気
分解運転を行った。電流密度は３０Ａ／ｄｍ2 、９０℃
の温度下で、濃度３２％のＮａＯＨ水溶液を用い、理論
値の２倍量の酸素を供給した。１．９５Ｖの電解槽電圧
が得られた。５０日間電圧変動無く運転でき、現在も運
転継続中である。
度３５０℃、６０秒間プレスする事で電極を得た。通常
であれば使用する集電体つまり銀網は介装しなかった。
得られた電極を銀鍍金発泡ニッケルをガス室とした電解
槽に組み込んだ。集電抵抗はほぼゼロであった。この電
極を用いイオン交換膜食塩電解槽を組立て連続的に電気
分解運転を行った。電流密度は３０Ａ／ｄｍ2 、９０℃
の温度下で、濃度３２％のＮａＯＨ水溶液を用い、理論
値の２倍量の酸素を供給した。１．９５Ｖの電解槽電圧
が得られた。５０日間電圧変動無く運転でき、現在も運
転継続中である。
【００１７】実施例２ 銀微粒子（三井金属鉱業社製、Ａｇ−３０１０、平均粒
径０．１１ミクロン）５部にトライトンを１部、水９部
を加え、超音波分散機で銀微粒子を分散させる。得られ
た分散液にＤ−１（ＰＴＦＥディスパージョン、ダイキ
ン工業社製）１部を加え、撹拌してＤ−１を混合した後
にエタノールを２部加え、更に撹拌する事で自己組織化
させる。自己組織化させて得られたこの沈殿物を孔径１
ミクロンの濾紙で濾過し、乾燥して反応層原料を得る。
このようにして得られた反応層原料と実施例１のガス供
給層原料とを用いて、ロール法で反応層の厚さ０．１１
ｍｍ、ガス供給層の厚さ０．３ｍｍの反応層付きガス供
給層シートを作製した。このようにして作成された反応
層付きガス供給層シートから界面活性剤をエタノール抽
出装置で除去し、８０℃で５時間、乾燥した。次いで、
１０ｃｍ×２０ｃｍの長方形にカットし、次のようにし
て穴を開けた。
径０．１１ミクロン）５部にトライトンを１部、水９部
を加え、超音波分散機で銀微粒子を分散させる。得られ
た分散液にＤ−１（ＰＴＦＥディスパージョン、ダイキ
ン工業社製）１部を加え、撹拌してＤ−１を混合した後
にエタノールを２部加え、更に撹拌する事で自己組織化
させる。自己組織化させて得られたこの沈殿物を孔径１
ミクロンの濾紙で濾過し、乾燥して反応層原料を得る。
このようにして得られた反応層原料と実施例１のガス供
給層原料とを用いて、ロール法で反応層の厚さ０．１１
ｍｍ、ガス供給層の厚さ０．３ｍｍの反応層付きガス供
給層シートを作製した。このようにして作成された反応
層付きガス供給層シートから界面活性剤をエタノール抽
出装置で除去し、８０℃で５時間、乾燥した。次いで、
１０ｃｍ×２０ｃｍの長方形にカットし、次のようにし
て穴を開けた。
【００１８】先端の曲率０．１ｍｍ、径０．３ｍｍの針
を用い、縦横は３ｍｍ間隔、深さは０．３５ｍｍの穴と
し、反応層付きガス供給層シートのガス供給層側から開
けた。開いた各穴には、径０．３ｍｍの銀粒子を１個ず
つ入れた。銀粒子を入れたこの反応層付きガス供給層シ
ートを、アルミ箔に挟み、更にジグに入れ、プレス圧５
０ｋｇ／ｃｍ2 、温度３５０℃、６０秒間プレスする事
で電極を得た。プレス後の電極の厚さは０．３ｍｍ程度
となり、ガス供給層の表面に銀粒子が接点として顔を出
しているガス拡散電極が得られた。このようにして得ら
れた電極とイオン交換膜との間をゼロギャップとし、食
塩電解槽を組立てて電気分解を連続的に運転した。電圧
密度３０Ｖ／ｄｍ2 、温度９０℃、３２％濃度ＮａＯＨ
水溶液という条件下で、理論値の１．４倍量の酸素供給
を行った。１．９８Ｖの電解槽電圧が得られた。
を用い、縦横は３ｍｍ間隔、深さは０．３５ｍｍの穴と
し、反応層付きガス供給層シートのガス供給層側から開
けた。開いた各穴には、径０．３ｍｍの銀粒子を１個ず
つ入れた。銀粒子を入れたこの反応層付きガス供給層シ
ートを、アルミ箔に挟み、更にジグに入れ、プレス圧５
０ｋｇ／ｃｍ2 、温度３５０℃、６０秒間プレスする事
で電極を得た。プレス後の電極の厚さは０．３ｍｍ程度
となり、ガス供給層の表面に銀粒子が接点として顔を出
しているガス拡散電極が得られた。このようにして得ら
れた電極とイオン交換膜との間をゼロギャップとし、食
塩電解槽を組立てて電気分解を連続的に運転した。電圧
密度３０Ｖ／ｄｍ2 、温度９０℃、３２％濃度ＮａＯＨ
水溶液という条件下で、理論値の１．４倍量の酸素供給
を行った。１．９８Ｖの電解槽電圧が得られた。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、製造コストが安く、電
解時の電力効率も優れたガス拡散電極が得られる。本発
明のガス拡散電極は、反応層からガス供給層を貫通して
抵抗の最も低い銀で直接ガス室の金属多孔体に接触させ
ることができる構造であるので、電流の流れる距雑が最
短となる。その結果、集電抵抗が著しく低下し、電極性
能が向上した。また、集電体として用いる銀量も少なく
てすみ、網等を作製する必要もないので電極の製造コス
トが安価になった。
解時の電力効率も優れたガス拡散電極が得られる。本発
明のガス拡散電極は、反応層からガス供給層を貫通して
抵抗の最も低い銀で直接ガス室の金属多孔体に接触させ
ることができる構造であるので、電流の流れる距雑が最
短となる。その結果、集電抵抗が著しく低下し、電極性
能が向上した。また、集電体として用いる銀量も少なく
てすみ、網等を作製する必要もないので電極の製造コス
トが安価になった。
【図１】本発明のガス拡散電極の一例の断面図を示す。
【図２】本発明の切れ込みを設けた反応層付きガス供給
層シートのガス供給層側の平面図を示す。
層シートのガス供給層側の平面図を示す。
【図３】本発明の格子状の切れ込みを設けた反応層付き
ガス供給層シートのガス供給層側の平面図を示す。
ガス供給層シートのガス供給層側の平面図を示す。
【図４】本発明のハニカム状の切れ込みを設けた反応層
付きガス供給層シートのガス供給層側の平面図を示す。
付きガス供給層シートのガス供給層側の平面図を示す。
【図５】本発明による上下に貫通する切れ込みに銀粒子
を充填した反応層付きガス供給層シートの断面図を示
す。
を充填した反応層付きガス供給層シートの断面図を示
す。
【図６】本発明による切れ込みに銀粒子を充填した反応
層付きガス供給層シートの断面図を示す。
層付きガス供給層シートの断面図を示す。
【図７】ガス供給層側から凹みをつけ、銀粒子を充填し
た様子を示す反応層付きガス供給層シートの断面図を示
す。
た様子を示す反応層付きガス供給層シートの断面図を示
す。
【図８】ガス供給層側から凹みをつけた反応層付きガス
供給層シートの断面図を示す。
供給層シートの断面図を示す。
【図９】図８のガス供給層シートの凹みに銀粒子を充填
したものの断面図を示す。
したものの断面図を示す。
【図１０】従来のガス拡散電極の断面図を示す。
１ ガス拡散電極 ２ 反応層 ３ ガス供給層 ４ 集電体 ５ 反応層付きガス供給層シート ６ 切れ込み ７ 凹み ８ 銀配線 ９ 銀微粒子 １０ 銀粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古屋 長一 山梨県甲府市中村町２−14 (56)参考文献 特開 平６−89736（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−150381（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C25B 1/00 - 15/08
Claims (1)
- 【請求項１】 反応層とガス供給層が積層したシートに
凹み又は切れ込みを設け、その中に銀粒子を充填し、ホ
ットプレスすることで作製されるガス拡散電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11076156A JP3086855B1 (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 間隙に銀微粒子を充填したガス拡散電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11076156A JP3086855B1 (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 間隙に銀微粒子を充填したガス拡散電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3086855B1 true JP3086855B1 (ja) | 2000-09-11 |
| JP2000273676A JP2000273676A (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=13597195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11076156A Expired - Fee Related JP3086855B1 (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 間隙に銀微粒子を充填したガス拡散電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3086855B1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003027269A (ja) * | 2001-07-11 | 2003-01-29 | Choichi Furuya | 触媒含有ガス拡散電極 |
| JP2008127660A (ja) * | 2006-11-22 | 2008-06-05 | Univ Of Yamanashi | 電気伝導性の優れたガス拡散電極 |
| US20130078537A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-03-28 | Bayer Intellectual Property Gmbh | Oxygen-consuming electrode and process for production thereof |
-
1999
- 1999-03-19 JP JP11076156A patent/JP3086855B1/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000273676A (ja) | 2000-10-03 |
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