JPH05287571A - 気体捕集電極及びその製造方法 - Google Patents
気体捕集電極及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH05287571A JPH05287571A JP4118080A JP11808092A JPH05287571A JP H05287571 A JPH05287571 A JP H05287571A JP 4118080 A JP4118080 A JP 4118080A JP 11808092 A JP11808092 A JP 11808092A JP H05287571 A JPH05287571 A JP H05287571A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- electrode
- gas diffusion
- reaction
- reaction layer
- 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.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000005871 repellent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000002940 repellent Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 11
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 63
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電解、燃料電池、電気メッキ等に用いた際、
電極間を狭くしても電解液やガスを多く流すことができ
て反応を促進させることができ、しかも導電機能、集電
機能に優れて、エネルギー効率を向上させることのでき
る気体捕集電極及びその気体捕集電極を量産且つ大型化
できる製造方法を提供する。 【構成】 導電性粗孔体の三次元の網目構造の骨組に、
液体の浸透できる微細な親水部と気体の出入可能な微細
な撥水部が入り組み接し合って混在している反応層また
は／及び気体の出入可能な微細な撥水部が微細に分散し
ているガス拡散層が設けられている気体捕集電極。導電
性粗孔体に、反応層原料の分散液または／及びガス拡散
層の分散液を三次元の網目構造の骨組に付着させ、乾燥
後界面活性剤を有機溶媒で抽出除去し、次いで加熱焼結
し、急冷するガス拡散電極の製造方法。
電極間を狭くしても電解液やガスを多く流すことができ
て反応を促進させることができ、しかも導電機能、集電
機能に優れて、エネルギー効率を向上させることのでき
る気体捕集電極及びその気体捕集電極を量産且つ大型化
できる製造方法を提供する。 【構成】 導電性粗孔体の三次元の網目構造の骨組に、
液体の浸透できる微細な親水部と気体の出入可能な微細
な撥水部が入り組み接し合って混在している反応層また
は／及び気体の出入可能な微細な撥水部が微細に分散し
ているガス拡散層が設けられている気体捕集電極。導電
性粗孔体に、反応層原料の分散液または／及びガス拡散
層の分散液を三次元の網目構造の骨組に付着させ、乾燥
後界面活性剤を有機溶媒で抽出除去し、次いで加熱焼結
し、急冷するガス拡散電極の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電解、燃料電池、電気
メッキ、電気化学的リアクターに用いる気体捕集電極に
関する。
メッキ、電気化学的リアクターに用いる気体捕集電極に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来気体反応物を電気化学的に反応させ
るためにガス拡散電極がある。このガス拡散電極は、液
体の浸透できる微細な親水部（通路）と気体の出入可能
な微細な撥水部（通路）が入り組み接し合って混在して
いる反応層に、触媒を担持させてなるもの、またこの触
媒を担持させた反応層に、気体の出入可能な微細な撥水
部（通路）が微細に分散しているガス拡散層を張り合わ
せてなるもの、さらにはこれらに集電体を張り合わせて
なるものが一般的である。これらのガス拡散電極の製造
方法は、反応層、ガス拡散層の原料を夫々水溶液に分散
させた後、濾過乾燥し、ソルベントナフサで餅状にし、
然る後ロールでシート状にし、反応層シート又は反応層
シートとガス拡散層シート若しくは反応層シートとガス
拡散層シートと集電体の金属網を、各々金属製の治具に
入れ、治具と共にホットプレスして製造するものであ
る。そしてこれらガス拡散電極の使用法は、反応層側に
電解液を保持し、ガス拡散層側に気体を通すことで作動
させている。
るためにガス拡散電極がある。このガス拡散電極は、液
体の浸透できる微細な親水部（通路）と気体の出入可能
な微細な撥水部（通路）が入り組み接し合って混在して
いる反応層に、触媒を担持させてなるもの、またこの触
媒を担持させた反応層に、気体の出入可能な微細な撥水
部（通路）が微細に分散しているガス拡散層を張り合わ
せてなるもの、さらにはこれらに集電体を張り合わせて
なるものが一般的である。これらのガス拡散電極の製造
方法は、反応層、ガス拡散層の原料を夫々水溶液に分散
させた後、濾過乾燥し、ソルベントナフサで餅状にし、
然る後ロールでシート状にし、反応層シート又は反応層
シートとガス拡散層シート若しくは反応層シートとガス
拡散層シートと集電体の金属網を、各々金属製の治具に
入れ、治具と共にホットプレスして製造するものであ
る。そしてこれらガス拡散電極の使用法は、反応層側に
電解液を保持し、ガス拡散層側に気体を通すことで作動
させている。
【０００３】ところで、このようなガス拡散電極は、電
解、燃料電池、電気メッキ等に於いて、電極間（陽極と
陰極の間）が広いと、抵抗が大きくなり、エネルギー効
率が低下するので、電極間を狭くしたい。しかし電極間
を狭くすると、電極反応により生じ電解液中に増加又は
減少する物質を、排出又は補給する為に必要な電解液を
流すことが難しくなり、効率が低下する。また電解によ
っては電極間にイオン交換膜を使う場合があるが、この
場合においても電極間を狭くすると、イオン交換膜と電
極との間が一層狭くなり、電解液の流量が減少し、物質
移動が疎外され、電解効率が低下する。さらに前記のガ
ス拡散電極の製造方法は、工程が煩雑で量産ができず、
しかも治具を用いるので大型化が困難であり、その上ホ
ットプレスするので量産は不可能であった。
解、燃料電池、電気メッキ等に於いて、電極間（陽極と
陰極の間）が広いと、抵抗が大きくなり、エネルギー効
率が低下するので、電極間を狭くしたい。しかし電極間
を狭くすると、電極反応により生じ電解液中に増加又は
減少する物質を、排出又は補給する為に必要な電解液を
流すことが難しくなり、効率が低下する。また電解によ
っては電極間にイオン交換膜を使う場合があるが、この
場合においても電極間を狭くすると、イオン交換膜と電
極との間が一層狭くなり、電解液の流量が減少し、物質
移動が疎外され、電解効率が低下する。さらに前記のガ
ス拡散電極の製造方法は、工程が煩雑で量産ができず、
しかも治具を用いるので大型化が困難であり、その上ホ
ットプレスするので量産は不可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、電極
間を狭くしても電解液やガスを多く流すことができ、エ
ネルギー効率を上げることのできる気体捕集電極を提供
しようとするものである。
間を狭くしても電解液やガスを多く流すことができ、エ
ネルギー効率を上げることのできる気体捕集電極を提供
しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の気体捕集電極は、導電性粗孔体の三次元の網
目構造の骨組に、液体の浸透できる微細な親水部と気体
の出入可能な微細な撥水部が入り組み接し合って混在し
ている反応層または／及び気体の出入可能な微細な撥水
部が微細に分散しているガス拡散層が設けられているこ
とを特徴とするものである。また上記課題を解決するた
めの本発明のガス拡散電極の製造方法は、導電性粗孔体
に、反応層原料の分散液または／及びガス拡散層原料の
分散液を三次元の網目構造の骨組に付着させ、乾燥後界
面活性剤を有機溶媒で抽出除去し、次いで加熱焼結し、
急冷することを特徴とするものである。前記導電性粗孔
体は、ポーラスグラファイト、金属網、発泡金属等の気
体と電解液が通過できる海綿状の軽量の粗孔体であれば
どのようなものでも良い。
の本発明の気体捕集電極は、導電性粗孔体の三次元の網
目構造の骨組に、液体の浸透できる微細な親水部と気体
の出入可能な微細な撥水部が入り組み接し合って混在し
ている反応層または／及び気体の出入可能な微細な撥水
部が微細に分散しているガス拡散層が設けられているこ
とを特徴とするものである。また上記課題を解決するた
めの本発明のガス拡散電極の製造方法は、導電性粗孔体
に、反応層原料の分散液または／及びガス拡散層原料の
分散液を三次元の網目構造の骨組に付着させ、乾燥後界
面活性剤を有機溶媒で抽出除去し、次いで加熱焼結し、
急冷することを特徴とするものである。前記導電性粗孔
体は、ポーラスグラファイト、金属網、発泡金属等の気
体と電解液が通過できる海綿状の軽量の粗孔体であれば
どのようなものでも良い。
【０００６】
【作用】上記のように本発明の気体捕集電極は、導電性
粗孔体の三次元の網目構造の骨組に、反応層または／及
びガス拡散層が設けられているので、電解、燃料電池、
電気メッキ等に用いた際、電極間を狭くしても気体捕集
電極内へ電解液やガスを多く流して導電性粗孔体の網目
構造の骨組に設けられている反応層の親水部に電解液を
浸透させ、撥水部にガスを捕集させ反応層の触媒に反応
ガスを供給することが容易にできるので、反応を促進さ
せることができ、しかも導電性粗孔体が優れた導電機
能、集電機能を有するので、エネルギー効率が著しく向
上する。その上気体捕集電極の本体をなす導電性粗孔体
が三次元の網目構造であるから強度も十分である。また
本発明の気体捕集電極の製造方法は、工程が簡素で、従
来のガス拡散電極のように治具を用いず、ホットプレス
しないので、大型化が可能でしかも上記の優れた気体捕
集電極を連続的に製造できて、量産化が可能である。
粗孔体の三次元の網目構造の骨組に、反応層または／及
びガス拡散層が設けられているので、電解、燃料電池、
電気メッキ等に用いた際、電極間を狭くしても気体捕集
電極内へ電解液やガスを多く流して導電性粗孔体の網目
構造の骨組に設けられている反応層の親水部に電解液を
浸透させ、撥水部にガスを捕集させ反応層の触媒に反応
ガスを供給することが容易にできるので、反応を促進さ
せることができ、しかも導電性粗孔体が優れた導電機
能、集電機能を有するので、エネルギー効率が著しく向
上する。その上気体捕集電極の本体をなす導電性粗孔体
が三次元の網目構造であるから強度も十分である。また
本発明の気体捕集電極の製造方法は、工程が簡素で、従
来のガス拡散電極のように治具を用いず、ホットプレス
しないので、大型化が可能でしかも上記の優れた気体捕
集電極を連続的に製造できて、量産化が可能である。
【０００７】
【実施例】本発明の気体捕集電極及びその製造方法の一
実施例を説明する。厚さ 4.0mm、縦 200mm、横 200mmの
Ｎｉよりなる導電性粗孔体である発泡金属に、ＰＴＦＥ
複合Ｎｉメッキを行い表面にＰＴＦＥを共析させ、撥水
性カーボンブラック、ポリテトラフロロエチレンよりな
るガス拡散層原料の分散液を流し、エタノールで界面活
性剤を除き三次元の網目構造の骨組に付着させ、さらに
Ｐｔ付着親水性カーボンブラック、撥水性カーボンブラ
ック、ポリテトラフロロエチレンよりなる反応層原料の
分散液を各々表面より１mmまで浸して、三次元の網目構
造の骨組に付着させた。これを乾燥後、界面活性剤をエ
タノールで抽出除去し、次いで電気炉で 360℃に30分加
熱焼結した後、急冷して気体捕集電極を得た。こうして
得た気体捕集電極は、導電性粗孔体の三次元の網目構造
の骨組に、液体の浸透できる微細な親水部と気体の出入
可能な微細な撥水部が入り組み接し合っている反応層
と、気体の出入可能な微細な撥水部が微細に分散してい
るガス拡散層が設けられている。
実施例を説明する。厚さ 4.0mm、縦 200mm、横 200mmの
Ｎｉよりなる導電性粗孔体である発泡金属に、ＰＴＦＥ
複合Ｎｉメッキを行い表面にＰＴＦＥを共析させ、撥水
性カーボンブラック、ポリテトラフロロエチレンよりな
るガス拡散層原料の分散液を流し、エタノールで界面活
性剤を除き三次元の網目構造の骨組に付着させ、さらに
Ｐｔ付着親水性カーボンブラック、撥水性カーボンブラ
ック、ポリテトラフロロエチレンよりなる反応層原料の
分散液を各々表面より１mmまで浸して、三次元の網目構
造の骨組に付着させた。これを乾燥後、界面活性剤をエ
タノールで抽出除去し、次いで電気炉で 360℃に30分加
熱焼結した後、急冷して気体捕集電極を得た。こうして
得た気体捕集電極は、導電性粗孔体の三次元の網目構造
の骨組に、液体の浸透できる微細な親水部と気体の出入
可能な微細な撥水部が入り組み接し合っている反応層
と、気体の出入可能な微細な撥水部が微細に分散してい
るガス拡散層が設けられている。
【０００８】この気体捕集電極の反応層には、白金族金
属、その酸化物、或いは白金族金属合金等の触媒を担持
させても良いものである。上記実施例の気体捕集電極の
使用態様を電解の場合について説明すると、陽イオン交
換膜を挾んで気体捕集電極を陰極に、チタン酸化物とル
テニウム酸化物の混合物をコーティングしたチタン電極
を陽極に用い、両極を陽イオン交換膜６に接近するよう
に配する。そして陽極側にＮａＣｌ水溶液を流し、陰極
側にＮａＯＨ水溶液とＯ2 を流すと、陽イオン交換膜と
陽極、陰極の間が狭くともＯ2 は陰極の導電性粗孔体の
三次元の網目構造の骨組内に入って、ガス拡散層に捕集
され、容易に反応層に移動でき、水と反応してＯＨ- と
なる。電解によって陽イオン交換膜を通過したＮａ+ は
ＯＨ- と反応してＮａＯＨを生じる。このＮａＯＨは電
解液側に移動する。このようにして反応が進むので、電
極間が狭くとも電解液やガスを多く流すことができ、物
質移動が容易となったので、電解が効率良く行われ、し
かも導電性粗孔体は接触面積が大きく優れた集電機能を
有するので、エネルギー効率が著しく向上する。
属、その酸化物、或いは白金族金属合金等の触媒を担持
させても良いものである。上記実施例の気体捕集電極の
使用態様を電解の場合について説明すると、陽イオン交
換膜を挾んで気体捕集電極を陰極に、チタン酸化物とル
テニウム酸化物の混合物をコーティングしたチタン電極
を陽極に用い、両極を陽イオン交換膜６に接近するよう
に配する。そして陽極側にＮａＣｌ水溶液を流し、陰極
側にＮａＯＨ水溶液とＯ2 を流すと、陽イオン交換膜と
陽極、陰極の間が狭くともＯ2 は陰極の導電性粗孔体の
三次元の網目構造の骨組内に入って、ガス拡散層に捕集
され、容易に反応層に移動でき、水と反応してＯＨ- と
なる。電解によって陽イオン交換膜を通過したＮａ+ は
ＯＨ- と反応してＮａＯＨを生じる。このＮａＯＨは電
解液側に移動する。このようにして反応が進むので、電
極間が狭くとも電解液やガスを多く流すことができ、物
質移動が容易となったので、電解が効率良く行われ、し
かも導電性粗孔体は接触面積が大きく優れた集電機能を
有するので、エネルギー効率が著しく向上する。
【０００９】次にアルカリ型燃料電池の場合について説
明すると、本発明の気体捕集電極（反応層３にＰｔ触媒
を担持させてある。）を２枚とポリプロピレン製隔膜を
配したものである。Ｏ2 は気体捕集電極のガス拡散層に
拡散して反応層の撥水部に至り、ここで液室側から反応
層の親水部に浸入したＫＯＨとＰｔ触媒で反応が行わ
れ、電子の授受が行われて電流が生じる。一方、液室側
に供給されたＨ2 は気体捕集電極の導電性粗孔体のガス
拡散層に捕集され、反応層の撥水部に移動し、ここで反
応層の親水部に浸入した電解液とＰｔ触媒で反応が行わ
れ、電子の授受が行われて電流が生じる。この燃料電池
に於いて、ＫＯＨ水溶液は酸素極と水素極との間が狭く
とも水素極が導電性粗孔体よりなるので容易に移動で
き、電池の発熱をＫＯＨ水溶液の移動（循環）によって
冷却することが可能となり、従来電池の発熱を除くべく
別の冷却手段を必要としたものが省略できる。しかも電
極間を狭くできたことと導電性粗孔体の優れた集電機能
とによりエネルギー効率が向上する。さらに、電解する
とＨ2 とＯ2 が発生するので二次電池となる。
明すると、本発明の気体捕集電極（反応層３にＰｔ触媒
を担持させてある。）を２枚とポリプロピレン製隔膜を
配したものである。Ｏ2 は気体捕集電極のガス拡散層に
拡散して反応層の撥水部に至り、ここで液室側から反応
層の親水部に浸入したＫＯＨとＰｔ触媒で反応が行わ
れ、電子の授受が行われて電流が生じる。一方、液室側
に供給されたＨ2 は気体捕集電極の導電性粗孔体のガス
拡散層に捕集され、反応層の撥水部に移動し、ここで反
応層の親水部に浸入した電解液とＰｔ触媒で反応が行わ
れ、電子の授受が行われて電流が生じる。この燃料電池
に於いて、ＫＯＨ水溶液は酸素極と水素極との間が狭く
とも水素極が導電性粗孔体よりなるので容易に移動で
き、電池の発熱をＫＯＨ水溶液の移動（循環）によって
冷却することが可能となり、従来電池の発熱を除くべく
別の冷却手段を必要としたものが省略できる。しかも電
極間を狭くできたことと導電性粗孔体の優れた集電機能
とによりエネルギー効率が向上する。さらに、電解する
とＨ2 とＯ2 が発生するので二次電池となる。
【００１０】次いで電気メッキの場合について説明する
と、電解槽内に被メッキ物としての陰極と導電製粗孔体
としてＴｉメッシュを用いて同様に作製した基体捕集電
極の陽極を接近して配し、電解槽内にZnSO4 水溶液を充
填し、Ｈ2 （ガス）を供給して、通電すると、ZnSO4 水
溶液は気体捕集電極と被メッキ物との間が狭くとも気体
捕集電極を構成している導電性粗孔体に入って反応層の
親水部に吸収され、Ｈ2 は導電性粗孔体のガス拡散層に
吸収され、ここから反応層の撥水部に至り、Ｐｔ触媒で
H2SO4 が生じる。Ｈ2 は酸化され、Ｚｎは被メッキ物に
メッキされる。陰極である被メッキ物上にＨ2 が発生す
るが、このＨ2 は気体捕集電極の反応層の撥水部に吸収
されるので、その分Ｈ2 の供給を節約できる。
と、電解槽内に被メッキ物としての陰極と導電製粗孔体
としてＴｉメッシュを用いて同様に作製した基体捕集電
極の陽極を接近して配し、電解槽内にZnSO4 水溶液を充
填し、Ｈ2 （ガス）を供給して、通電すると、ZnSO4 水
溶液は気体捕集電極と被メッキ物との間が狭くとも気体
捕集電極を構成している導電性粗孔体に入って反応層の
親水部に吸収され、Ｈ2 は導電性粗孔体のガス拡散層に
吸収され、ここから反応層の撥水部に至り、Ｐｔ触媒で
H2SO4 が生じる。Ｈ2 は酸化され、Ｚｎは被メッキ物に
メッキされる。陰極である被メッキ物上にＨ2 が発生す
るが、このＨ2 は気体捕集電極の反応層の撥水部に吸収
されるので、その分Ｈ2 の供給を節約できる。
【００１１】このように電気メッキに於いて、電極間が
狭くとも気体捕集電極内つまり導電性粗孔体内を電解液
が容易に移動できるので、Ｚｎ2+イオンの供給が容易
で、電気メッキは効率良く行うことができ、しかも導電
性粗孔体の優れた導電機能により、エネルギー効率が著
しく向上する。
狭くとも気体捕集電極内つまり導電性粗孔体内を電解液
が容易に移動できるので、Ｚｎ2+イオンの供給が容易
で、電気メッキは効率良く行うことができ、しかも導電
性粗孔体の優れた導電機能により、エネルギー効率が著
しく向上する。
【００１２】
【発明の効果】以上の通り本発明の気体捕集電極は、導
電性粗孔体の三次元の網目構造の骨組に、反応層または
／及びガス拡散層が設けられているので、電解、燃料電
池、電気メッキ等に用いた際、電極間を狭くしても気体
捕集電極内に多量の電解液やガスを通して、反応層の親
水部に電解液を浸透させ、ガス拡散層から反応層の撥水
部へ又は反応層の撥水部へ直接ガスを吸収させることが
できるので、反応が促進され、しかも導電性粗孔体が集
電機能、導電機能に優れているので、エネルギー効率が
高い。従って、電解装置、燃料電池、電気メッキ装置の
容量増大を図っても大型化する必要がなく、また大型化
すれば大容量のものが容易に得られる。また本発明の気
体捕集電極の製造方法は、工程が簡素で、従来のガス拡
散電極のように治具を用いず、ホットプレスしないの
で、大型化が可能で、しかも上記の優れた電極を連続的
に製造できて、量産化が可能である。
電性粗孔体の三次元の網目構造の骨組に、反応層または
／及びガス拡散層が設けられているので、電解、燃料電
池、電気メッキ等に用いた際、電極間を狭くしても気体
捕集電極内に多量の電解液やガスを通して、反応層の親
水部に電解液を浸透させ、ガス拡散層から反応層の撥水
部へ又は反応層の撥水部へ直接ガスを吸収させることが
できるので、反応が促進され、しかも導電性粗孔体が集
電機能、導電機能に優れているので、エネルギー効率が
高い。従って、電解装置、燃料電池、電気メッキ装置の
容量増大を図っても大型化する必要がなく、また大型化
すれば大容量のものが容易に得られる。また本発明の気
体捕集電極の製造方法は、工程が簡素で、従来のガス拡
散電極のように治具を用いず、ホットプレスしないの
で、大型化が可能で、しかも上記の優れた電極を連続的
に製造できて、量産化が可能である。
Claims (2)
- 【請求項１】 導電性粗孔体の三次元の網目構造の骨組
に、液体の浸透できる微細な親水部と気体の出入可能な
微細な撥水部が入り組み接し合って混在している反応層
または／及び気体の出入可能な微細な撥水部が微細に分
散しているガス拡散層が設けられていることを特徴とす
る気体捕集電極。 - 【請求項２】 導電性粗孔体に、反応層原料の分散液ま
たは／及びガス拡散層原料の分散液を三次元の網目構造
の骨組に付着させ、乾燥後界面活性剤を有機溶媒で抽出
除去し、次いで加熱焼結し、急冷することを特徴とする
ガス拡散電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4118080A JPH05287571A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 気体捕集電極及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4118080A JPH05287571A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 気体捕集電極及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05287571A true JPH05287571A (ja) | 1993-11-02 |
Family
ID=14727502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4118080A Pending JPH05287571A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 気体捕集電極及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05287571A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100696462B1 (ko) * | 2003-09-26 | 2007-03-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료전지용 전극 확산층 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61266591A (ja) * | 1985-05-21 | 1986-11-26 | Asahi Glass Co Ltd | ガス拡散電極 |
| JPS62287570A (ja) * | 1986-06-05 | 1987-12-14 | Denki Kagaku Kogyo Kk | ガス拡散電極用材料の製造方法 |
| JPS6369148A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-03-29 | Denki Kagaku Kogyo Kk | ガス拡散電極用材料 |
| JPH03130395A (ja) * | 1989-10-16 | 1991-06-04 | Katayama Tokushu Kogyo Kk | 電池電極板用金属多孔体の製造方法および該方法により製造された電池電極板用金属多孔体 |
| JPH03130394A (ja) * | 1989-10-16 | 1991-06-04 | Katayama Tokushu Kogyo Kk | 金属多孔体の製造方法および該方法により製造された金属多孔体 |
| JPH03130393A (ja) * | 1989-10-16 | 1991-06-04 | Katayama Tokushu Kogyo Kk | 金属多孔体の製造方法および該方法により製造された金属多孔体 |
-
1992
- 1992-04-10 JP JP4118080A patent/JPH05287571A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61266591A (ja) * | 1985-05-21 | 1986-11-26 | Asahi Glass Co Ltd | ガス拡散電極 |
| JPS62287570A (ja) * | 1986-06-05 | 1987-12-14 | Denki Kagaku Kogyo Kk | ガス拡散電極用材料の製造方法 |
| JPS6369148A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-03-29 | Denki Kagaku Kogyo Kk | ガス拡散電極用材料 |
| JPH03130395A (ja) * | 1989-10-16 | 1991-06-04 | Katayama Tokushu Kogyo Kk | 電池電極板用金属多孔体の製造方法および該方法により製造された電池電極板用金属多孔体 |
| JPH03130394A (ja) * | 1989-10-16 | 1991-06-04 | Katayama Tokushu Kogyo Kk | 金属多孔体の製造方法および該方法により製造された金属多孔体 |
| JPH03130393A (ja) * | 1989-10-16 | 1991-06-04 | Katayama Tokushu Kogyo Kk | 金属多孔体の製造方法および該方法により製造された金属多孔体 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100696462B1 (ko) * | 2003-09-26 | 2007-03-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료전지용 전극 확산층 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5181413B2 (ja) | 電気化学装置用電極、固体電解質／電極接合体及びその製造方法 | |
| EP0241432B1 (en) | Gas permeable electrode | |
| US8142626B2 (en) | Electrolyzer and electrodes | |
| Wang et al. | Electrodeposited porous Pb electrode with improved electrocatalytic performance for the electroreduction of CO 2 to formic acid | |
| KR101399172B1 (ko) | 산소 가스 확산 음극, 이것을 사용한 전해조, 염소 가스의 제조 방법, 및 수산화나트륨의 제조 방법 | |
| CN107208294B (zh) | 镍合金多孔体的制造方法 | |
| WO2014208176A1 (ja) | 金属多孔体、金属多孔体の製造方法、及び燃料電池 | |
| CN109802129A (zh) | 一种金属钠电池负极材料及其制备方法和应用 | |
| JPS58181881A (ja) | 電極の製法 | |
| US11271215B2 (en) | Metal porous body and current collector for nickel-metal hydride battery | |
| JPH07278864A (ja) | ガス拡散電極 | |
| KR20200029439A (ko) | 금속 다공체, 고체 산화물형 연료 전지 및 금속 다공체의 제조 방법 | |
| JP6627532B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池用のガス拡散層及び集電体並びに前記ガス拡散層を用いた固体高分子型燃料電池 | |
| CN108183253B (zh) | 氨气自呼吸式结构的热再生氨电池及制备方法 | |
| KR101251672B1 (ko) | Ｃｏ₂함유성 공기에 사용하기 위한 은 기체 확산 전극 및그 제조 방법 | |
| JPH05287571A (ja) | 気体捕集電極及びその製造方法 | |
| JP3171642B2 (ja) | ガス拡散電極 | |
| CN117239147A (zh) | 一种氟化铵辅助电沉积制备高性能自支撑催化电极的方法 | |
| CN113130957B (zh) | 采用分级多孔表面复合电极的热再生氨电池及制备方法 | |
| EP1724863A1 (en) | Metal foam materials in alkaline fuel cells and alkaline electrolysers | |
| KR20200030533A (ko) | 금속 다공체, 고체 산화물형 연료 전지 및 금속 다공체의 제조 방법 | |
| CN113903890B (zh) | 一种集成型纳米多孔氧化钴/磷化二钴杂化材料、制备及储能应用 | |
| US3411954A (en) | Method of making electrodes | |
| JPH05125577A (ja) | ガス拡散電極 | |
| JP7561418B2 (ja) | 電気化学システム及び電気化学システムの酸素極の製造方法 |