JP6375111B2 - 繊維触媒の製造方法及びその繊維触媒 - Google Patents

繊維触媒の製造方法及びその繊維触媒

Info

Publication number
JP6375111B2
JP6375111B2 JP2013263059A JP2013263059A JP6375111B2 JP 6375111 B2 JP6375111 B2 JP 6375111B2 JP 2013263059 A JP2013263059 A JP 2013263059A JP 2013263059 A JP2013263059 A JP 2013263059A JP 6375111 B2 JP6375111 B2 JP 6375111B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
catalyst
metal ions
cation exchange
fiber catalyst
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.)
Active
Application number
JP2013263059A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014226667A (ja
Inventor
シン−イ カオ
シン−イ カオ
ツァイ−シン チェン
ツァイ−シン チェン
ポ−クエイ チョウ
ポ−クエイ チョウ
ス−タイ リン
ス−タイ リン
Original Assignee
グニテック コーポレーション
グニテック コーポレーション
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by グニテック コーポレーション, グニテック コーポレーション filed Critical グニテック コーポレーション
Publication of JP2014226667A publication Critical patent/JP2014226667A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6375111B2 publication Critical patent/JP6375111B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/06Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing polymers
    • B01J31/08Ion-exchange resins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/48Silver or gold
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56Platinum group metals
    • B01J35/58
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/036Precipitation; Co-precipitation to form a gel or a cogel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/32Freeze drying, i.e. lyophilisation
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/06Wet spinning methods
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10Other agents for modifying properties
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F11/00Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8605Porous electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8663Selection of inactive substances as ingredients for catalytic active masses, e.g. binders, fillers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88Processes of manufacture
    • H01M4/8803Supports for the deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/8814Temporary supports, e.g. decal
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88Processes of manufacture
    • H01M4/8825Methods for deposition of the catalytic active composition
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88Processes of manufacture
    • H01M4/8875Methods for shaping the electrode into free-standing bodies, like sheets, films or grids, e.g. moulding, hot-pressing, casting without support, extrusion without support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90Selection of catalytic material
    • H01M4/9041Metals or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90Selection of catalytic material
    • H01M4/92Metals of platinum group
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/04Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of alginates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095Fuel cells with polymeric electrolytes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Description

本発明は繊維触媒の製造方法に関し、特に、水素製造に用いることができ、かつ良好な反応速度を備えた繊維触媒を製造する方法に関する。
従来のエネルギーは現代社会において消耗し尽くしつつあり、環境保護に配慮した新しいエネルギーの発展が重視されるようになっている。新しいエネルギーの中でも、燃料電池の技術は高効率、低騒音音、無汚染という利点があり、現代人の環境保護に対する要求を満たすことができる。燃料電池は陽極の燃料と触媒を反応させて水素イオンと電子を生成し、生成された電子が回路を介して陰極側へと送られ、水素イオンが燃料電池内部のプロトン交換膜を通過して陰極側へと送られる。上述の電子と水素イオンの移動によって電流が形成される。
燃料電池が水素イオンを生成する過程において、触媒で水素製造反応を加速させる必要があるが、触媒の活性の大きさが水素イオン産生の時間に影響し、かつ燃料電池の全体構造の設計にも影響する。従来の燃料電池の触媒は水素を産生できる金属活性点を有機担体上に担持させるが、金属活性点の重量は触媒全体重量のわずか10%を占めるにすぎず、水素製造反応を発生できない有機担体が触媒全体のほとんどを占めているため、水素製造効率を上げることは難しい。また、水素製造過程は触媒、燃料、液体の三重点で発生する。水素製造反応の後期においては、水素製造反応の副産物が液体の流動を妨げ、燃料ブロックの後期反応速度が低下する。
このため、水素製造に用いることができ、良好な反応速度を備えた新しい触媒の提供が必要である。
本発明の主な目的は、繊維触媒の製造方法であって、特に水素の製造に用いることができ、良好な反応速度を備えた繊維触媒を製造する方法を提供することにある。
本発明の別の主な目的は、繊維触媒であって、複数の繊維材料と複数の皮層とを含み、繊維材料が複数の特定陽イオン交換官能基を含み、複数の皮層が複数の金属イオンを含み、複数の金属イオンが複数の特定陽イオン交換官能基に結合し、皮層が繊維材料を被覆する、繊維触媒を提供することにある。
上述の目的を達するため、本発明の繊維触媒の製造方法は、繊維材料と溶剤とを混合して溶液を形成する工程と、溶液をモデリング容器に入れ、特定形状の繊維体を形成する工程と、特定形状の繊維体に成形処理を行う工程と、特定形状の繊維体を切断またはボールミル粉砕し、繊維触媒を形成する工程を含む。
本発明の実施例1において、繊維触媒の製造方法はさらに、特定形状の繊維体を水洗いする工程と、水洗いした後の特定形状の繊維体を乾燥処理する工程を含む。
本発明の実施例2において、繊維触媒の製造方法はさらに、特定形状の繊維体に対して真空乾燥処理を行う工程を含む。
本発明の一実施例において、繊維触媒の製造方法はさらに、繊維触媒、粘着剤、水素製造燃料を混合し、そのうち繊維触媒が第1融点を有し、粘着剤が第2融点を有する工程と、混合した繊維触媒、粘着剤、水素製造燃料を金型に注入して一定の温度まで加熱し、前記温度が前記第1融点と前記第2融点の間である工程を含む。
本発明の一実施例において、繊維触媒の製造方法はさらに、強化繊維と繊維触媒を混合する工程を含む。
本発明の実施例1に基づく繊維触媒の製造方法を示す工程フローチャートである。 本発明の実施例2に基づく繊維触媒の製造方法を示す工程フローチャートである。 本発明の実施例に基づく繊維触媒の概略図である。
本発明の上述及びその他の目的、特徴、利点をより明らかに分かり易くするため、以下で本発明の具体的な実施例を挙げ、図面を組み合わせて詳細に説明する。
(実施例1)
以下、図1と図3の実施例1の繊維触媒の製造方法を参照する。図1は本発明の実施例1に基づく繊維触媒の製造方法の工程フローチャートであり、図3は本発明の実施例に基づく繊維触媒の概略図である。
工程101:繊維材料と溶剤を混合して溶液を形成する。
本発明の実施例1において、複数の繊維材料10と溶剤を混合し、撹拌して溶液を形成する。実施例1において、繊維材料10はアルギン酸ナトリウム(Sodium Alginate)であるが、繊維材料10はこれに限らず、その他の構造中に特定陽イオン交換官能基を含有する繊維材料10としてもよく、例えばセルロース(Cellulose)、ヘミセルロース(Hemicellulose)、リグニン(Ligin)、ポリビニルアルコール(Polyvinyl alcohol)、ポリアクリロニトリル(Polyacrylonitrile)、ポリプロピレン(Polypropylene)、ポリエチレン(Polyethylene)、ポリスチレン(Polystyrene)、ポリテトラフルオロエチレン(Polytetrafluoroethene)、ポリアクリル酸(Polyacrylic acid)、ポリ塩化ビニル(Polyvinylchloride)、ビスコース繊維(Viscose Fiber)であるか、またはセルロース、ヘミセルロース、リグニン、アルギン酸ナトリウム、キトサン、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリル酸、ポリ塩化ビニル、ビスコース繊維から構成される群より選択され、そのうち繊維材料10のソースはキトサン(Chitosan)、天然セルロース、または改質セルロースとすることができるが、本発明の繊維材料10のソースはこれに限らない。繊維材料10の特定陽イオン交換官能基は酢酸根(−COO−)、亜硫酸根(−SO32−)、燐酸根(−HnPO3(3−n)−、n=1、2)またはアミノ基(−NH2)とすることができるが、本発明の特定陽イオン交換官能基の種類はこれに限らない。繊維材料10の特定陽イオン交換官能基は、金属イオンと結合し、金属イオンを繊維上に固定することができる。実施例1の溶剤は、水、弱酸、エタノール等の有機溶剤の組み合わせとすることができるが、本発明の溶剤の材料は上述に限らない。
工程102:溶液をモデリング容器に入れ、特定形状の繊維体を形成する。
本発明の実施例1において、モデリング容器は紡糸口金である。溶液を紡糸口金に入れると、溶液が紡糸口金の紡糸口から射出されて特定形状の繊維体が形成される。実施例1において、特定形状の繊維体は複数の繊維糸である。
工程103:特定形状の繊維体に成形処理を行う。
本発明の実施例1の定型処理は金属塩類凝固浴である。実施例1の金属塩類凝固浴は塩化コバルト溶液を使用するが、本発明の金属塩類凝固浴の成分はこれに限らず、金属塩類凝固浴に使用する金属イオンは、金(Au)、銀(Ag)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、タングステン(W)またはモリブデン(Mo)とすることができ、繊維材料10中の特定陽イオン交換官能基と、多価の金属イオンを結合して、特殊性能を備えた構造を形成することができる。溶液を紡糸口金に入れて紡糸口金の紡糸口から繊維糸の特定形状の繊維体を形成した後、繊維糸の特定形状の繊維体がすぐに金属塩類凝固浴を通過する。これにより、金属塩類凝固浴のコバルト(Co2+)の金属イオンが特定形状の繊維体の繊維材料10の特定陽イオン交換官能基のナトリウムイオン(Na)とイオン交換を行い、かつ特定形状の繊維体の繊維材料10の表面が固化して水に溶けないアルギン酸コバルトの皮層20が形成され(図3参照)、特定形状の繊維体の形状が固定される。そのうち、金属イオンと特定陽イオン交換官能基とを結合させる作用力は、クーロン力、キレート化力、または共有結合力である。この作用力により、金属イオンと特定陽イオン交換官能基が結合して環状キレート構造を形成し、この環状キレート構造が良好な安定効果を提供することができる。
工程104:特定形状の繊維体を水洗いする。
特定形状の繊維体が金属塩類凝固浴を通過した後、特定形状の繊維体を水中に入れて、溶液中の繊維材料10と結合していない金属塩類の金属イオンとその他余分なイオンを洗い流す。
工程105:水洗い後の特定形状の繊維体を乾燥処理する。
特定形状の繊維体を水中から出して、加熱ベーキングで水分を除去する。しかしながら、本発明の乾燥処理は加熱ベーキングに限らず、冷凍乾燥や風乾としてもよい。
工程106:特定形状の繊維体を切断またはボールミル粉砕し、繊維触媒を形成する。
ボールミル粉砕または切断方式を利用して、特定形状の繊維体を特定の大きさに分割し、複数の繊維触媒1を形成する。本発明の特定の大きさは長径0.01〜5mm、直径10〜100μmであるが、本発明の特定形状の繊維体の大きさはこれに限らず、設計ニーズに基づいて特定形状の繊維体の寸法を変更することができる。
工程107:繊維触媒、粘着剤、水素製造燃料を混合し、そのうち繊維触媒が第1融点を有し、粘着剤が第2融点を有し、第2融点が第1融点より低い。
本発明の実施例1においては、繊維触媒1、粘着剤30、水素製造燃料40を混合する。本発明の粘着剤30はホットメルト粉末であり、水素製造燃料40は水素化ホウ素ナトリウム(Sodium Tetrahydridoborate)である。繊維触媒1は第1融点を有し、粘着剤30は第2融点を有し、かつ粘着剤30の第2融点は繊維触媒1の第1融点より低い。しかしながら、本発明の粘着剤30と水素製造燃料40の種類は、これに限らない。
工程108:混合した繊維触媒、粘着剤、水素製造燃料を金型に注入して一定の温度まで加熱し、前記温度が第1融点と第2融点の間である。
混合した繊維触媒1、粘着剤30、水素製造燃料40を金型に注入して第1融点と第2融点の間まで加熱し、粘着剤30を溶解させる。図3に示すように、溶解した粘着剤30により、繊維触媒1と水素製造燃料40を相互に粘着することができる。
工程109: 強化繊維と繊維触媒を混合する。
強化繊維と繊維触媒1を混合し、繊維触媒1の構造を強化する。本発明の強化繊維はレーヨン(Rayon)繊維であるが、本発明はこれに限らず、その他強化効果を備えた繊維としてもよい。
(実施例2)
以下、図2と図3に示す実施例2の繊維触媒の製造方法について説明する。図2は本発明の実施例2に基づいた繊維触媒の製造方法の工程フローチャートである。
工程201:繊維材料と溶剤を混合して溶液を形成する。
図2に示すように、複数の繊維材料10と溶剤を混合し、撹拌して溶液を形成する。実施例2において、溶剤はあらかじめ金属塩類を加えており、金属塩類の金属イオンの種類は例えばコバルト、金、銀、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、イリジウム、ニッケル、アルミニウム、タングステンまたはモリブデンであるが、本発明の金属塩類の金属イオンの種類はこれに限らない。
工程202:溶液をモデリング容器に入れ、特定形状の繊維体を形成する。
実施例2において、モデリング容器は長方体の容器である。溶液を長方体形状のモデリング容器に入れた後、溶液が長方体形状の特定形状の繊維体を形成する。しかしながら、モデリング容器は長方体に限らず、その他形状の容器としてもよく、溶液をモデリング容器に入れた後、対応する形状の特定形状の繊維体を形成することができる。
工程203:特定形状の繊維体に成形処理を行う。
実施例2において、定型処理は冷凍処理であり、モデリング容器内に入れた特定形状の繊維体を0℃以下の環境中で冷凍して固体にする。しかしながら、本発明の冷凍処理の温度は0℃以下に限らない。
工程204:特定形状の繊維体に真空乾燥処理を行う。
実施例2において、特定形状の繊維体に冷凍処理を行った後、0℃以下の環境で特定形状の繊維体に真空乾燥を行い、余分な水分を除去する。
工程205:特定形状の繊維体を切断またはボールミル粉砕し、繊維触媒を形成する。
特定形状の繊維体をモデリング容器から出し、ボールミル粉砕または切断方式を利用して、特定形状の繊維体を特定の大きさに分割し、複数の繊維触媒1を形成する。本発明の特定形状の繊維体の寸法は長径0.01〜5mm、直径10〜100μmであるが、本発明の特定形状の繊維体の大きさはこれに限らず、設計ニーズに基づいて特定形状の繊維体の寸法を変更することができる。
工程206:繊維触媒、粘着剤、水素製造燃料を混合し、そのうち繊維触媒が第1融点を有し、粘着剤が第2融点を有し、第2融点が第1融点より低い。
本発明の実施例2においては、繊維触媒1、粘着剤30、水素製造燃料40を混合する。本発明の粘着剤30はホットメルト粉末であり、水素製造燃料40は水素化ホウ素ナトリウム(Sodium Tetrahydridoborate)である。繊維触媒1は第1融点を有し、粘着剤30は第2融点を有し、かつ粘着剤30の第2融点は繊維触媒1の第1融点より低い。しかしながら、本発明の粘着剤30と水素製造燃料40の種類はこれに限らない。
工程207:混合した繊維触媒、粘着剤、水素製造燃料を金型に注入して一定の温度まで加熱し、前記温度が第1融点と第2融点の間である。
混合した繊維触媒1、粘着剤30、水素製造燃料40を金型に注入して第1融点と第2融点の間まで加熱し、粘着剤を溶解させる。図3に示すように、溶解した粘着剤30により、繊維触媒1と水素製造燃料40を相互に粘着することができる。
工程208: 強化繊維と繊維触媒を混合する。
強化繊維と繊維触媒1を混合し、繊維触媒1の構造を強化する。本発明の強化繊維はレーヨン(Rayon)繊維であるが、本発明はこれに限らず、その他強化効果を備えた繊維としてもよい。
上述の繊維触媒1の製造方法により、水素製造に用いる繊維触媒1を製造することができる。本発明の方法によって製造された繊維触媒1は天然の繊維材料10をベースとしているため、コストが低く、体積が小さく、良好な親水性と多孔構造を備えており、水素産生の反応速度を高めることができる。
上述をまとめると、本発明は目的、手段、効果のどれをとっても従来技術とは異なる特徴を備えているため、審査官には明察の上、早期に特許を許可していただき、社会にその恩恵をもたらしたいと願うものである。ここで、上述のいくつかの実施例は単に説明のために例を挙げたものであり、本発明の主張する権利範囲は特許請求の範囲に準じ、上述の実施例に限定されないことに注意が必要である。
1 繊維触媒
10 繊維材料
20 皮層
30 粘着剤
40 水素製造燃料

Claims (5)

  1. 水素イオンを製造するために燃料電池に適用される繊維触媒であって、複数の特定陽イオン交換官能基を含む複数の繊維材料と、複数の金属イオンを含む複数の皮層とを含み、前記複数の金属イオンが前記複数の特定陽イオン交換官能基と結合し、前記皮層が前記繊維材料を被覆し、
    前記複数の特定陽イオン交換官能基が、酢酸根(−COO−)、亜硫酸根(−SO32−)、燐酸根(−HnPO3(3−n)−、n=1、2)またはアミノ基(−NH2)であることを特徴とする、繊維触媒。
  2. 水素イオンを製造するために燃料電池に適用される繊維触媒であって、複数の特定陽イオン交換官能基を含む複数の繊維材料と、複数の金属イオンを含む複数の皮層とを含み、前記複数の金属イオンが前記複数の特定陽イオン交換官能基と結合し、前記皮層が前記繊維材料を被覆し、
    前記複数の金属イオンと前記複数の特定陽イオン交換官能基とを結合させる作用力が、クーロン力、キレート化力、または共有結合力であり、前記作用力により、前記複数の金属イオンと前記複数の特定陽イオン交換官能基とを結合させて環状キレート構造が形成されることを特徴とする、繊維触媒。
  3. 前記複数の繊維材料がセルロース(Cellulose)、ヘミセルロース(Hemicellulose)、リグニン(Ligin)、アルギン酸ナトリウム(Sodium Alginate)、キトサン(Chitosan)、ポリビニルアルコール(Polyvinyl alcohol)、ポリアクリロニトリル(Polyacrylonitrile)、ポリプロピレン(Polypropylene)、ポリエチレン(Polyethylene)、ポリスチレン(Polystyrene)、ポリテトラフルオロエチレン(Polytetrafluoroethene)、ポリアクリル酸(Polyacrylic acid)、ポリ塩化ビニル(Polyvinylchloride)、ビスコース繊維(Viscose Fiber)であるか、またはセルロース、ヘミセルロース、リグニン、アルギン酸ナトリウム、キトサン、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリル酸、ポリ塩化ビニル、ビスコース繊維から構成される群より選択されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の繊維触媒。
  4. 前記複数の繊維材料のソースがキトサン(Chitosan)、天然セルロースまたは改質セルロースであることを特徴とする、請求項3に記載の繊維触媒。
  5. 前記複数の金属イオンの種類が、コバルト、金、銀、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、イリジウム、ニッケル、アルミニウム、タングステンまたはモリブデンであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の繊維触媒。
JP2013263059A 2013-05-23 2013-12-19 繊維触媒の製造方法及びその繊維触媒 Active JP6375111B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW102118297A TWI507244B (zh) 2013-05-23 2013-05-23 製造纖維觸媒的方法及其纖維觸媒
TW102118297 2013-05-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014226667A JP2014226667A (ja) 2014-12-08
JP6375111B2 true JP6375111B2 (ja) 2018-08-15

Family

ID=49958302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013263059A Active JP6375111B2 (ja) 2013-05-23 2013-12-19 繊維触媒の製造方法及びその繊維触媒

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20140349837A1 (ja)
EP (1) EP2805768B1 (ja)
JP (1) JP6375111B2 (ja)
CN (1) CN104174438B (ja)
HK (1) HK1200398A1 (ja)
TW (1) TWI507244B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230120242A (ko) 2022-02-09 2023-08-17 현대자동차주식회사 전기화학 셀의 산소환원반응용 촉매의 제조방법

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4947279A (ja) * 1972-09-09 1974-05-07
US4268278A (en) * 1978-05-16 1981-05-19 Monsanto Company Inorganic anisotropic hollow fibers
US4280926A (en) * 1978-09-12 1981-07-28 Sakai Chemical Industry Co., Ltd. Method for producing a catalyst and a carrier therefor
US4563301A (en) * 1982-12-13 1986-01-07 Northwestern University Electrically conductive low dimensional organomacrocycle compositions, articles and fabrication methods
JPS62141121A (ja) * 1985-12-07 1987-06-24 Agency Of Ind Science & Technol ゲル状バインダー繊維とその製造方法
EP0344913B1 (en) * 1988-05-31 1997-09-24 Minnesota Mining And Manufacturing Company Alginate wound dressing of good integrity
US5197945A (en) * 1988-05-31 1993-03-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Alginate wound dressing of good integrity
US5827797A (en) * 1989-08-28 1998-10-27 Cass; Richard B. Method for producing refractory filaments
US6946013B2 (en) * 2002-10-28 2005-09-20 Geo2 Technologies, Inc. Ceramic exhaust filter
JP2004290924A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Sumitomo Chem Co Ltd 触媒繊維およびその製造方法
CN100478074C (zh) * 2003-04-11 2009-04-15 帝人株式会社 担载催化剂的纤维结构体及其制备方法
JPWO2004091785A1 (ja) * 2003-04-11 2006-07-06 帝人株式会社 触媒担持繊維構造体およびその製造方法
JP4679284B2 (ja) * 2005-07-25 2011-04-27 独立行政法人理化学研究所 支持体−金属ナノ粒子複合体の製造方法、金属ナノ粒子融合体の製造方法および金属ナノ粒子融合体の表面積を調整する方法
RU2009122379A (ru) * 2006-11-11 2010-12-20 Юоп Ллк (Us) Способы селективной гидрогенизации с применением каталитической композиции с функциональной поверхностью
TW200848158A (en) * 2006-11-11 2008-12-16 Uop Llc Dehydrogenation processes using functional surface catalyst composition
US8529843B2 (en) * 2007-03-14 2013-09-10 Nissan Motor Co., Ltd. Fibrous structure and particulate filter type exhaust gas purifying catalyst
US7910514B2 (en) * 2007-08-09 2011-03-22 Nissan Motor Co., Ltd. Inorganic fiber catalyst, production method thereof and catalyst structure
US20090263303A1 (en) * 2007-10-16 2009-10-22 Aspen Products Group, Inc. Purification Device and Method for Purifying a Fluid Stream
JP2009208061A (ja) * 2008-02-06 2009-09-17 Gunma Univ 炭素触媒及びこの炭素触媒を含むスラリー、炭素触媒の製造方法、ならびに、炭素触媒を用いた燃料電池、蓄電装置及び環境触媒
JP5553402B2 (ja) * 2009-11-05 2014-07-16 愛媛県 固体触媒及びその製造方法
KR101106272B1 (ko) * 2009-11-10 2012-01-18 한국에너지기술연구원 셀룰로오스 섬유를 원료로 사용한 높은 비표면적의 촉매지지체 제조 방법 및 지지체의 표면처리 방법, 금속나노촉매가 담지된 셀룰로오스지지체 담지 촉매
JP5964846B2 (ja) * 2010-10-27 2016-08-03 ヴァンダービルト ユニヴァーシティ ナノ繊維電極およびそれを形成する方法
KR101314578B1 (ko) * 2010-11-29 2013-10-10 광주과학기술원 저가의 전이금속을 포함하는 나노섬유를 이용한 연료전지용 전이금속―탄소나노섬유 촉매 및 이의 제조방법
JP2012124046A (ja) * 2010-12-09 2012-06-28 Honda Motor Co Ltd 触媒被覆樹脂繊維およびそれを用いた燃料電池用電極ならびにそれらの製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230120242A (ko) 2022-02-09 2023-08-17 현대자동차주식회사 전기화학 셀의 산소환원반응용 촉매의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP2805768B1 (en) 2023-08-02
EP2805768A1 (en) 2014-11-26
TW201444615A (zh) 2014-12-01
TWI507244B (zh) 2015-11-11
HK1200398A1 (en) 2015-08-07
JP2014226667A (ja) 2014-12-08
CN104174438A (zh) 2014-12-03
US20140349837A1 (en) 2014-11-27
CN104174438B (zh) 2018-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhao et al. Materials engineering toward durable electrocatalysts for proton exchange membrane fuel cells
Sun et al. Mesoscale organization of nearly monodisperse flowerlike ceria microspheres
Chen et al. Electrooxidation of methanol on Pt@ Ni bimetallic catalyst supported on porous carbon nanofibers
Zhang et al. B, N-doped defective carbon entangled Fe3C nanoparticles as the superior oxygen reduction electrocatalyst for Zn–Air batteries
WO2006054636A1 (ja) 炭素繊維及び多孔質支持体-炭素繊維複合体及びそれらの製造方法、並びに触媒構造体、固体高分子型燃料電池用電極及び固体高分子型燃料電池
CN103682383B (zh) 一种含三维立体多孔碳电极的微型无膜燃料电池及其制备方法
CN107069050B (zh) 一种Co/N/S掺杂的多孔碳纳米管及其制备方法
CN103918112B (zh) 电极催化剂的分散液的制造方法、电极催化剂的分散液
Liu et al. Nitrogen-doped hierarchical lamellar porous carbon synthesized from the fish scale as support material for platinum nanoparticle electrocatalyst toward the oxygen reduction reaction
Wu et al. Supramolecular gel assisted synthesis of Co 2 P nanosheets as an efficient and stable catalyst for oxygen reduction reaction
CN107221641A (zh) 一种木质素为碳源的MoS2@C复合电极材料的制备方法
CN105789634B (zh) 一种自增湿质子交换膜燃料电池膜电极及其制备方法
CN102615290A (zh) 一种Ag/石墨烯纳米复合材料的制备方法
CN109935840A (zh) 一种燃料电池用Pt基催化剂的制备方法
KR101664235B1 (ko) 촉매금속이 담지된 나노섬유 복합체 및 이의 제조방법
CN101108342A (zh) 一种有序碳载质子交换膜燃料电池催化剂及制备方法
CN102145283A (zh) 一种用于燃料电池的负载型铂催化剂及其制备方法
CN103331172A (zh) 一种质子交换膜燃料电池非铂氢阳极催化剂的制备方法
JP6375111B2 (ja) 繊維触媒の製造方法及びその繊維触媒
CN102983339A (zh) 一种铂-钴/石墨烯纳米电催化剂及其制备方法
Zhang et al. Simple synthesized Pt/GNs/TiO2 with good mass activity and stability for methanol oxidation
CN103779110B (zh) 一种线状柔性全碳超级电容器电极的制备方法及应用
CN103726233A (zh) 一种聚间苯二甲酰间苯二胺-聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备方法及其应用
JP2013179030A (ja) 触媒層構成体及び同触媒層構成体の調製方法
CN104241664B (zh) 一种用于燃料电池氧还原反应的PtM/M’-PPy-C电催化剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161121

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171026

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171031

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180129

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: 20180703

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180723

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6375111

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250