JPH0522346B2 - - Google Patents
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- JPH0522346B2 JPH0522346B2 JP58074425A JP7442583A JPH0522346B2 JP H0522346 B2 JPH0522346 B2 JP H0522346B2 JP 58074425 A JP58074425 A JP 58074425A JP 7442583 A JP7442583 A JP 7442583A JP H0522346 B2 JPH0522346 B2 JP H0522346B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
- H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
- H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
-
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- H01M4/96—Carbon-based electrodes
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、空気（酸素）燃料電池、ボタン型空
気電池などに用いられるガス拡散型空気極用触媒
に関する。
気電池などに用いられるガス拡散型空気極用触媒
に関する。
従来例の構成とその問題点
従来、空気電池などの空気極用触媒として種々
のものが検討されているが、大別して次の２種類
がある。１つは触媒物質として貴金属、金属ある
いはその酸化物などを用いるものであり、もう１
つは活性炭、カーボンブラツク、黒鉛などの炭素
材を用いるものである。
のものが検討されているが、大別して次の２種類
がある。１つは触媒物質として貴金属、金属ある
いはその酸化物などを用いるものであり、もう１
つは活性炭、カーボンブラツク、黒鉛などの炭素
材を用いるものである。
一般的にには触媒物質は、単にその材質のみな
らず、触媒担体への担持方法も非常に重要であ
る。
らず、触媒担体への担持方法も非常に重要であ
る。
たとえば、貴金属粉末を活性炭に混合した場合
と、活性炭へ貴金属イオン溶液を含浸し、還元し
て活性炭へ析出させた場合とでは、貴金属の粒子
形状や活性炭への付着状態が異なり、触媒効果が
大きく変わつてくる。
と、活性炭へ貴金属イオン溶液を含浸し、還元し
て活性炭へ析出させた場合とでは、貴金属の粒子
形状や活性炭への付着状態が異なり、触媒効果が
大きく変わつてくる。
それだけに、触媒物質を担持するカーボンの種
類によつて、触媒物質の効果が大きく変わり、き
わめて重要なポイントとなる。
類によつて、触媒物質の効果が大きく変わり、き
わめて重要なポイントとなる。
一般に触媒極は、触媒物質と触媒担体と揆水剤
とが均一に分散された構成からなる。揆水剤とし
ては、フツ素樹脂、パラフイン、ポリスチロール
樹脂などが用いられ、水やアルカリ電解液などに
対しての漏れを防止するものである。このような
構成により、触媒極中で固体−液体−気体の三相
界面を形成する。そしてすぐれた触媒極ほどこの
三相界面が緻密かつ複雑に構成される。
とが均一に分散された構成からなる。揆水剤とし
ては、フツ素樹脂、パラフイン、ポリスチロール
樹脂などが用いられ、水やアルカリ電解液などに
対しての漏れを防止するものである。このような
構成により、触媒極中で固体−液体−気体の三相
界面を形成する。そしてすぐれた触媒極ほどこの
三相界面が緻密かつ複雑に構成される。
この三相界面の形成の仕方についても触媒担体
は大きな比重を占める。
は大きな比重を占める。
たとえば、触媒担体として黒鉛を用いた場合、
導電性にはすぐれるが、粒子が大きく、表面積が
小さい。そのため緻密な三相界面を形成すること
ができない。また、アセチレンブラツクのような
カーボンブラツクでは、表面積が約200〜300m2／
ｇと黒鉛より大きく、純度もよいが、触媒として
の表面積は不十分であり、表面積の大きな活性炭
と混合して用いられる。さらに活性炭のような木
炭から賦活して作られたカーボンは、緻密な三相
界面を形成し易いが、導電性が小さく、そのため
に十分に触媒能を発揮することができない。
導電性にはすぐれるが、粒子が大きく、表面積が
小さい。そのため緻密な三相界面を形成すること
ができない。また、アセチレンブラツクのような
カーボンブラツクでは、表面積が約200〜300m2／
ｇと黒鉛より大きく、純度もよいが、触媒として
の表面積は不十分であり、表面積の大きな活性炭
と混合して用いられる。さらに活性炭のような木
炭から賦活して作られたカーボンは、緻密な三相
界面を形成し易いが、導電性が小さく、そのため
に十分に触媒能を発揮することができない。
これらのことから、触媒担体としてのカーボン
はまだまだ不十分であり改良する必要がある。
はまだまだ不十分であり改良する必要がある。
発明の目的
本発明は、触媒又は触媒担体として用いるカー
ボンを改良して、触媒効果のすぐれた空気電池用
触媒を提供しようとするものである。
ボンを改良して、触媒効果のすぐれた空気電池用
触媒を提供しようとするものである。
発明の構成
本発明者らは上記の目的を達成するため、カー
ボンブラツクを種々検討したところ、平均粒子径
20mμ以下、表面積がBET法で平均1300m2／ｇ以
上であるカーボンブラツクを触媒又は触媒担体と
して用いると触媒効果にすぐれることを見出した
ものである。
ボンブラツクを種々検討したところ、平均粒子径
20mμ以下、表面積がBET法で平均1300m2／ｇ以
上であるカーボンブラツクを触媒又は触媒担体と
して用いると触媒効果にすぐれることを見出した
ものである。
このようなカーボンブラツクとしては、たとえ
ば米国キヤボツト社製の商品名「ブラツクパール
2000」がある。この「ブラツクパール2000」の電
子顕微鏡写真を第１図に示した。なお倍率は
40000倍である。
ば米国キヤボツト社製の商品名「ブラツクパール
2000」がある。この「ブラツクパール2000」の電
子顕微鏡写真を第１図に示した。なお倍率は
40000倍である。
これは、フアーネス法によつて得られるもの
で、フアーネスブラツク中、最高の表面積を有す
るものである。しかもその性状は活性炭などと異
なり、導電性にもきわめてすぐれるもであり、触
媒担体としては、これまでにない優秀な触媒効果
を示すものである。
で、フアーネスブラツク中、最高の表面積を有す
るものである。しかもその性状は活性炭などと異
なり、導電性にもきわめてすぐれるもであり、触
媒担体としては、これまでにない優秀な触媒効果
を示すものである。
さらに、触媒極の構成時においてポリ４フツ化
エチレンの水性デイスパージヨンを揆水剤として
混練した場合、ポリ４フツ化エチレンはきわめて
細い繊維状となり、「ブラツクパール2000」の細
かい粒子との絡み合いが緻密となり，非常に細か
い三相界面を形成することができる。このポリ４
フツ化エチレンの水性デイスパージヨンのような
微粒子状の揆水剤、さらには微粒子状の触媒物質
との組み合わせがもつともよい組み合わせであ
り、微粒子の揆水剤や触媒物質の効果を最大限に
発揮させることができる。
エチレンの水性デイスパージヨンを揆水剤として
混練した場合、ポリ４フツ化エチレンはきわめて
細い繊維状となり、「ブラツクパール2000」の細
かい粒子との絡み合いが緻密となり，非常に細か
い三相界面を形成することができる。このポリ４
フツ化エチレンの水性デイスパージヨンのような
微粒子状の揆水剤、さらには微粒子状の触媒物質
との組み合わせがもつともよい組み合わせであ
り、微粒子の揆水剤や触媒物質の効果を最大限に
発揮させることができる。
もちろん、「ブラツクパール2000」と活性炭と
を混合して用いることも可能であり、その場合で
もこれまでにないすぐれた触媒能を得ることがで
きた。
を混合して用いることも可能であり、その場合で
もこれまでにないすぐれた触媒能を得ることがで
きた。
以下実施例によつて説明する。
実施例の説明
米国キヤボツト社製カーボンブラツク「ブラツ
クパール2000」を40重量部、二酸化マンガン30重
量部、フツ素樹脂の水性デイスパージヨンを固形
分で30重量部用意して、これらを十分攪拌混合し
たのち、金属スクリーンにシート状に塗着し、乾
燥加圧して、厚さ0.5mmの触媒シートを得る。さ
らに300℃で１時間熱処理をした後、直径11.0mm
の大きさに打ち抜き触媒極とする。こうして得ら
れた触媒極と、直径11.0mm、厚さ0.2mmの多孔性
フツ素樹脂膜とを貼り合わせて空気極とした。
クパール2000」を40重量部、二酸化マンガン30重
量部、フツ素樹脂の水性デイスパージヨンを固形
分で30重量部用意して、これらを十分攪拌混合し
たのち、金属スクリーンにシート状に塗着し、乾
燥加圧して、厚さ0.5mmの触媒シートを得る。さ
らに300℃で１時間熱処理をした後、直径11.0mm
の大きさに打ち抜き触媒極とする。こうして得ら
れた触媒極と、直径11.0mm、厚さ0.2mmの多孔性
フツ素樹脂膜とを貼り合わせて空気極とした。
この空気極を正極とし、負極に亜鉛、電解液に
か性カリ水溶液、セパレータに樹脂微孔膜を用い
て第２図に示すようなIEC規格R44サイズのボタ
ン型空気電池を作つた。これをＡとする。
か性カリ水溶液、セパレータに樹脂微孔膜を用い
て第２図に示すようなIEC規格R44サイズのボタ
ン型空気電池を作つた。これをＡとする。
第２図中１は正極ケース、２は空気孔、３は封
口板、４は封口リングである。５は触媒極、６は
揆水性のフツ素樹脂膜であり、この５，６で空気
極を形成している。７は負極亜鉛、８はセパレー
タ、９は空気拡散紙兼空気極支持体である。
口板、４は封口リングである。５は触媒極、６は
揆水性のフツ素樹脂膜であり、この５，６で空気
極を形成している。７は負極亜鉛、８はセパレー
タ、９は空気拡散紙兼空気極支持体である。
Ａと同様に「ブラツクパール2000」を20重量
部、表面積約1000〜1200m2／ｇの市販の活性炭を
20重量部、フツ素樹脂の水性デイスパージヨンを
固形分で30重量部とする配合比でＡと同じように
電池を試作した。これをＢとする。
部、表面積約1000〜1200m2／ｇの市販の活性炭を
20重量部、フツ素樹脂の水性デイスパージヨンを
固形分で30重量部とする配合比でＡと同じように
電池を試作した。これをＢとする。
また比較例として「ブラツクパール2000」のか
わりに市販のアセチレンブラツク（表面積200〜
300m2／ｇ）を用い、その他はＡとまつたく同一
条件で試作した電池をＣとする。
わりに市販のアセチレンブラツク（表面積200〜
300m2／ｇ）を用い、その他はＡとまつたく同一
条件で試作した電池をＣとする。
これらＡ，Ｂ，Ｃの電池を用い、10mAの電流
で放電して平均維持電圧を比較した。その放電曲
線を第３図に示した。
で放電して平均維持電圧を比較した。その放電曲
線を第３図に示した。
第３図から明らかなように、Ａ，Ｂの方がＣよ
りすぐれており、維持電圧が60mVも高い。
りすぐれており、維持電圧が60mVも高い。
発明の効果
これらのことから、平均粒子径20mμ以下で、
BET法で測定した表面積が平均1300m2／ｇ以上
であるカーボンブラツクは触媒、又は触媒担体と
してすぐれた効果を発揮する。
BET法で測定した表面積が平均1300m2／ｇ以上
であるカーボンブラツクは触媒、又は触媒担体と
してすぐれた効果を発揮する。
なお、この際に用いたマンガン酸化物はどんな
種類でもかまわないが、とくにαMnO2，
βMnO2，αMn2O3，Mn5O8などがよい。
種類でもかまわないが、とくにαMnO2，
βMnO2，αMn2O3，Mn5O8などがよい。
また、活性炭も水蒸気賦活、薬品賦活のどちら
でも使用可能である。
でも使用可能である。
第１図は本発明におけるカーボンブラツクの倍
率40000倍の電子顕微鏡写真、第２図は本発明に
おけるボタン型空気電池の縦断面図、第３図は放
電特性を示す図である。 １は正極ケース、２は空気孔、３は封口板、４
は封口リング、５は触媒極、６は揆水膜、７は負
極亜鉛、８はセパレータ。
率40000倍の電子顕微鏡写真、第２図は本発明に
おけるボタン型空気電池の縦断面図、第３図は放
電特性を示す図である。 １は正極ケース、２は空気孔、３は封口板、４
は封口リング、５は触媒極、６は揆水膜、７は負
極亜鉛、８はセパレータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 平均粒子径20mμ以下で、BET法による表面
積が平均1300m2／ｇ以上であるカーボンブラツク
を触媒または触媒担体として用いた空気電池用触
媒。 ２ カーボンブラツクと、マンガン酸化物と、フ
ツ素樹脂との均一混合体を触媒として用いた特許
請求の範囲第１項に記載の空気電池用触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58074425A JPS59198667A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | 空気電池用触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58074425A JPS59198667A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | 空気電池用触媒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59198667A JPS59198667A (ja) | 1984-11-10 |
| JPH0522346B2 true JPH0522346B2 (ja) | 1993-03-29 |
Family
ID=13546833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58074425A Granted JPS59198667A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | 空気電池用触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59198667A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8972548B2 (en) | 2002-07-31 | 2015-03-03 | Sony Computer Entertainment America Llc | Systems and methods for seamless host migration |
-
1983
- 1983-04-27 JP JP58074425A patent/JPS59198667A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8972548B2 (en) | 2002-07-31 | 2015-03-03 | Sony Computer Entertainment America Llc | Systems and methods for seamless host migration |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59198667A (ja) | 1984-11-10 |
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