JP6916334B1 - 電気化学セル - Google Patents
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Abstract
Description
・カソード: 3/2O2+3H2O+6e−→6OH−
・全体 : CH3OH+3/2O2→CO2+2H2O
本発明に係る電解質材料は、水酸化物イオンをキャリアとする二次電池(亜鉛空気二次電池など)や水蒸気から水素と酸素を生成する電解セルなどの電気化学セルに用いられる電解質の構成材料として好適である。
一般式(1)において、Ni2+/Al3+比は2以上4以下である。Ni2+/Al3+比を2以上4以下とすることによって安定な層状構造を形成することができる。Ni2+及びAl3+は、各水酸化物基本層に含まれる。Ni2+/Al3+比は、誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP−AES)の手法によって測定することができる。
まず、上記一般式(1)によって表されるLDH粉末を準備する。このようなLDH粉末は市販品であってもよいし、硝酸塩や塩化物を用いた液相合成法等の公知の方法にて作製したものであってもよい。
以下、本発明に係るアルカリ形燃料電池(AFC)の一例として、水酸化物イオン(OH−)をキャリアとするアルカリ形燃料電池10について図面を参照しながら説明する。図1は、アルカリ形燃料電池10の構成を示す断面図である。
・アノード14: CH3OH+6OH−→6e−+CO2+5H2O
・全体 : CH3OH+3/2O2→CO2+2H2O
カソード12は、一般的に空気極と呼ばれる陽極である。アルカリ形燃料電池10の発電中、カソード12には、酸化剤供給手段13を介して、酸素(O2)を含む酸化剤が供給される。酸化剤としては、空気を用いるのが好ましく、空気は加湿されていることがより好ましい。カソード12は、内部に酸化剤を拡散可能な多孔質体である。カソード12の気孔率は特に制限されない。
アノード14は、一般的に燃料極と呼ばれる陰極である。アルカリ形燃料電池10の発電中、アノード14には、燃料供給手段15を介して、水素原子(H)を含む燃料が供給される。
電解質16は、カソード12とアノード14との間に配置される。電解質16は、カソード12及びアノード14のそれぞれに接続される。電解質16は、膜状、層状、或いは、シート状に形成される。電解質16の厚みは特に制限されないが、例えば1μm以上200μm以下とすることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
12 カソード
14 アノード
16 電解質
Claims (2)
- 酸化剤が供給されるカソードと、
燃料が供給されるアノードと、
前記カソードと前記アノードとの間に配置される電解質と、
を備え、
前記電解質は、
Niイオン及びAlイオンを含有する層状複水酸化物と、
Fe、Co及びMnから選択される少なくとも1種の遷移金属の水酸化物と、
を含み、
前記層状複水酸化物が含有するNiイオンに対する前記水酸化物に含まれる前記遷移金属のイオン総濃度は、50ppm以上20000ppm以下であり、
前記層状覆水酸化物は、下記の式(1)によって表される、
電気化学セル。
[Ni 2+ 1−p―r―s Al 3+ p M 2+ r M 3+ s (OH) 2 ][A n− p+s/n ・mH 2 O]・・・式(1)
(式(1)において、Ni 2+ /Al 3+ 比は2以上4以下であり、M 2+ はMg 2+ 、Ca 2+ 、Sr 2+ 、Fe 2+ 、Co 2+ 、Mn 2+ 及びZn 2+ から選択される少なくとも1種であり、M 3+ はTi 3+ 、Y 3+ 、Ce 3+ 、Mo 3+ 及びCr 3+ から選択される少なくとも1種であり、A n− はn価の陰イオンであり、0.67≦1−p―r―s≦0.80、0.2≦p≦0.33、0≦r≦0.10、0≦s≦0.10、0.20≦p+s≦0.43、nは1以上の整数であり、mは任意の整数である。) - 前記電解質において、前記水酸化物は、前記層状複水酸化物によって構成される二次粒子同士の間隙に位置する、
請求項1に記載の電気化学セル。
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