JPS5882474A - 空気電極の触媒層 - Google Patents
空気電極の触媒層Info
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- JPS5882474A JPS5882474A JP56179021A JP17902181A JPS5882474A JP S5882474 A JPS5882474 A JP S5882474A JP 56179021 A JP56179021 A JP 56179021A JP 17902181 A JP17902181 A JP 17902181A JP S5882474 A JPS5882474 A JP S5882474A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- 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
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はｒｓ累／水素燃料電池、空気／金属電池または
、酸素センサ等の空気電極に用いて有効な触媒Ｊｉｌｔ
ＶＣ関し、更に詳しくは重負荷放電が可能で、耐漏ｇ
性にもすぐれる空気電極の触媒層に関する。
、酸素センサ等の空気電極に用いて有効な触媒Ｊｉｌｔ
ＶＣ関し、更に詳しくは重負荷放電が可能で、耐漏ｇ
性にもすぐれる空気電極の触媒層に関する。
従来から、各種の燃料ｉｌＥ池、空気電池、ガルバニ型
の酸素センナ等の空気電極にはガス拡散電極が用いられ
ている。
の酸素センナ等の空気電極にはガス拡散電極が用いられ
ている。
このガス拡散電極としては、当初は厚く、単一の多孔質
触媒層から成るものが用いられてきたが、現任では、電
池に対する薄型化の要求及び耐漏液性の改筈要求から薄
い多孔質触媒層に撥水性材料の薄！−を一体的に添着し
て成る２層構造の電極が用いられるようになっている。
触媒層から成るものが用いられてきたが、現任では、電
池に対する薄型化の要求及び耐漏液性の改筈要求から薄
い多孔質触媒層に撥水性材料の薄！−を一体的に添着し
て成る２層構造の電極が用いられるようになっている。
、ｔた、漏液の許されない場合、例えば水中の溶存＃素
ガスー濃度の検出に用いるガルバニ型酸素センサにあっ
ては、上８己の２層構造の電極の撥水性層の上に更に耐
電解敵性、ガス透過性の無孔性フィルムを一体的に添着
して空気電極を構成することが行なわれている。
ガスー濃度の検出に用いるガルバニ型酸素センサにあっ
ては、上８己の２層構造の電極の撥水性層の上に更に耐
電解敵性、ガス透過性の無孔性フィルムを一体的に添着
して空気電極を構成することが行なわれている。
多孔質触媒層と撥水性層とから基本的には構成される空
気電極には、更に例えばニッケルネットのよう々集電体
が一体的に添着されて実用の空気電極となる。
気電極には、更に例えばニッケルネットのよう々集電体
が一体的に添着されて実用の空気電極となる。
さて、このよう力空気電極にあって件、多孔質、触媒層
はその細孔内に気相（酸素）−固相（触媒とそれを担持
する基材）一液相（電解液）の三相帯を形成し、該三相
帯において酸素ガスの電気化学的還元反応が進行する。
はその細孔内に気相（酸素）−固相（触媒とそれを担持
する基材）一液相（電解液）の三相帯を形成し、該三相
帯において酸素ガスの電気化学的還元反応が進行する。
その結果、該多孔質触媒層に一体的に添着されている集
電体を介して電流を取り出すことができる。したがって
、多孔質触媒層は、例えば、ニッケル等の金属の多孔質
焼結体、活性炭粉末単独又は活性炭、黒鉛若しく祉各槽
金楓の導？１１性材料の粉末を基材とし、これに酸素ガ
スに対し電気化学的還元能を有する触媒を担持せしめて
構成されている。代表的力ものとしては、例えｔｉ’Ｗ
Ｉ累還元過電圧の低いニッケルタングステン酸、パラ゛
ジウム・コバルトで被覆された炭化タングステン、ニッ
ケル、鋏、白金、ノ９ラゾウムなどを担持せしめた活性
炭粉末を、例えばポリテトラフロロエチレンで結窄して
多孔質体な形はカーデン繊維不織布と一体化して構成し
たものかめる。
電体を介して電流を取り出すことができる。したがって
、多孔質触媒層は、例えば、ニッケル等の金属の多孔質
焼結体、活性炭粉末単独又は活性炭、黒鉛若しく祉各槽
金楓の導？１１性材料の粉末を基材とし、これに酸素ガ
スに対し電気化学的還元能を有する触媒を担持せしめて
構成されている。代表的力ものとしては、例えｔｉ’Ｗ
Ｉ累還元過電圧の低いニッケルタングステン酸、パラ゛
ジウム・コバルトで被覆された炭化タングステン、ニッ
ケル、鋏、白金、ノ９ラゾウムなどを担持せしめた活性
炭粉末を、例えばポリテトラフロロエチレンで結窄して
多孔質体な形はカーデン繊維不織布と一体化して構成し
たものかめる。
また、撥水性層としては、ポリテトラフロロエチレン、
ポリテトラフロロエチレン−ヘキサフロロｆロビレン共
重合体、ポリエチレンーテトラフ＋−ＩＣＪエチレン共
重合体のようなフッ素樹脂又はＩす、ｔロピレンに代表
される撥水性材料の粉末の焼結体、繊維を加熱処理して
不織布化した紙状のもの、織布状のもの、フィルム状の
ものが広く用いられている。
ポリテトラフロロエチレン−ヘキサフロロｆロビレン共
重合体、ポリエチレンーテトラフ＋−ＩＣＪエチレン共
重合体のようなフッ素樹脂又はＩす、ｔロピレンに代表
される撥水性材料の粉末の焼結体、繊維を加熱処理して
不織布化した紙状のもの、織布状のもの、フィルム状の
ものが広く用いられている。
Ｌ７かしながら、上記のような従来構造の空気電極ＶＣ
おいては、薄く耐漏電性にすぐれ、かつ重負萌放電が要
求される用途（例えば薄型の空気／亜鉛電池）を必ずし
も満足せしめることがなかった。
おいては、薄く耐漏電性にすぐれ、かつ重負萌放電が要
求される用途（例えば薄型の空気／亜鉛電池）を必ずし
も満足せしめることがなかった。
例えは、撥水性層として上記したようなフッ素樹脂の粉
末を焼結して得た多孔箔を用いた場合、約２０ ｍＡ／
−というかな）重負荷の連続放電を行う事ができるが、
その厚みは０．１２５〜０．５０腸程度になる。又該多
孔箔の孔径が均一ではなく太きな孔径の孔が存在する事
から、空気電極の対極で起る体積膨張等によって電池内
圧の上昇を生じ、特に密閉型１に池の場合には漏液現象
を引き起すことがあや。一方、漏液を防止するために薄
いガス透過性の無孔性フィルムを接着剤等を用いて更に
ガス側に貼着した空気電極は、漏液現象を完全に防止で
き、かつその厚みも約１２．５ ｆｉｍ程度まで薄くす
、る事もできるが、この際にはｌＯｍＡ／−以上の大電
流で連続して放電を行うのは非常に困難となる。
末を焼結して得た多孔箔を用いた場合、約２０ ｍＡ／
−というかな）重負荷の連続放電を行う事ができるが、
その厚みは０．１２５〜０．５０腸程度になる。又該多
孔箔の孔径が均一ではなく太きな孔径の孔が存在する事
から、空気電極の対極で起る体積膨張等によって電池内
圧の上昇を生じ、特に密閉型１に池の場合には漏液現象
を引き起すことがあや。一方、漏液を防止するために薄
いガス透過性の無孔性フィルムを接着剤等を用いて更に
ガス側に貼着した空気電極は、漏液現象を完全に防止で
き、かつその厚みも約１２．５ ｆｉｍ程度まで薄くす
、る事もできるが、この際にはｌＯｍＡ／−以上の大電
流で連続して放電を行うのは非常に困難となる。
一方、他の形式の空気電極として、活性炭やニッケルの
よう表導電性の基材粉末に各種の触媒を担持せしめたも
のを、ポリテトラフロロエチレンのよ′うな撥水性材料
の粉末と混合し、得られた混合粉末を加圧成形して成る
ものが知られている。
よう表導電性の基材粉末に各種の触媒を担持せしめたも
のを、ポリテトラフロロエチレンのよ′うな撥水性材料
の粉末と混合し、得られた混合粉末を加圧成形して成る
ものが知られている。
このとき撥水性材料の粉末扛基材粉末の結着剤として機
能する。この場合の空気電極は２層構造ではなく、撥水
性材料が多孔質触媒層内に均一に分散するものである。
能する。この場合の空気電極は２層構造ではなく、撥水
性材料が多孔質触媒層内に均一に分散するものである。
この形式の空気電極は、多孔質触媒層に添着される撥水
性層が不要となる丸め、全体の厚みに対して多孔質触媒
層を厚くする（触媒１を多くする）ことができるので、
重負荷放電かａＪ’ ＃’Ｂとなる。逆にいえば、所定
電［Ｋよる重負荷放電にとっては、その厚みを薄くする
ことができる。しかしながら、この形式の空気電極にお
いて番・Ｊ、親水性の基材又は触媒の面が、かなりの程
度露出しているので、時間の経過とともに電解液か像々
に多孔質触媒層内に浸透して三相帯の有効面積を漸減せ
しめる。その結果、重負荷放電の安定性が阻害されると
いう不都合な・事態が生ずる。
性層が不要となる丸め、全体の厚みに対して多孔質触媒
層を厚くする（触媒１を多くする）ことができるので、
重負荷放電かａＪ’ ＃’Ｂとなる。逆にいえば、所定
電［Ｋよる重負荷放電にとっては、その厚みを薄くする
ことができる。しかしながら、この形式の空気電極にお
いて番・Ｊ、親水性の基材又は触媒の面が、かなりの程
度露出しているので、時間の経過とともに電解液か像々
に多孔質触媒層内に浸透して三相帯の有効面積を漸減せ
しめる。その結果、重負荷放電の安定性が阻害されると
いう不都合な・事態が生ずる。
一方、観点をかえて、重負荷放電を可能にする空気電極
に関して考察【７た場合、上記した多孔質触媒層内に形
成される三相帯に酸素が多音かつ迅速Ｋ ０４給される
ことは１餐な因子となる。
に関して考察【７た場合、上記した多孔質触媒層内に形
成される三相帯に酸素が多音かつ迅速Ｋ ０４給される
ことは１餐な因子となる。
したがって、多孔質触媒層に酸素ガス溶解能をｍ−Ｊ゛
る物質を担持せしめれば、該触媒層の三相帯において社
酸素濃度が大きく力るため、該触媒層を用いた空気電極
は重負荷放電が可能になるものと＆察される。
る物質を担持せしめれば、該触媒層の三相帯において社
酸素濃度が大きく力るため、該触媒層を用いた空気電極
は重負荷放電が可能になるものと＆察される。
以上の点から、本発明者らは、撥水性層を添着せず均一
に撥水性材料が分散された形式の空気電−極の多孔質触
媒層において、該触媒層に酸素ガス溶解能を有する物質
を担持せしめ、かつ該触媒層の空気側の撥水性を電解液
側の撥水性よりも高めれば、重負荷放電が可能で、しか
も電気化学的反応を行なう三相帯の有効面積が長期に亘
シ維持１され得るとの着想を得、本発明の触媒層を開発
するに到った。
に撥水性材料が分散された形式の空気電−極の多孔質触
媒層において、該触媒層に酸素ガス溶解能を有する物質
を担持せしめ、かつ該触媒層の空気側の撥水性を電解液
側の撥水性よりも高めれば、重負荷放電が可能で、しか
も電気化学的反応を行なう三相帯の有効面積が長期に亘
シ維持１され得るとの着想を得、本発明の触媒層を開発
するに到った。
すなわち、本発明は、長期に亘る重負荷放電が可能で、
耐漏液性にもすぐれ、かつ薄くすることが容易な空気電
極の触媒層の提供を目的とするものである。
耐漏液性にもすぐれ、かつ薄くすることが容易な空気電
極の触媒層の提供を目的とするものである。
本発明の触媒層線、いずれも撥水性結着剤を含有する２
つの導電性多孔質触媒層を、それぞれ空気側層及び電解
液側層として一体的に積層して成る空−気電極の触媒層
であって、該空気側層及び電解液側層のいずれもが、フ
ッ素溶媒又は・母−フロロ化合物の少なくとも一方を担
持し、かつ、該空気側層の該撥水性結着剤の含有比率（
重量％）が、該電解液＠層の該撥水性結着剤の含有比率
（重量％）よりも大であることを構成上の特徴とする。
つの導電性多孔質触媒層を、それぞれ空気側層及び電解
液側層として一体的に積層して成る空−気電極の触媒層
であって、該空気側層及び電解液側層のいずれもが、フ
ッ素溶媒又は・母−フロロ化合物の少なくとも一方を担
持し、かつ、該空気側層の該撥水性結着剤の含有比率（
重量％）が、該電解液＠層の該撥水性結着剤の含有比率
（重量％）よりも大であることを構成上の特徴とする。
本発明の触媒層は２つの導電性多孔質触媒層を積層した
複合触媒層である。
複合触媒層である。
これらの導電性多孔質触媒増灯、酸素ガスに対して電気
化学的還元能を有するニッケルタングステン酸、・母ラ
ジウム・コバルトで被覆された炭イしタングステン、ニ
ッケル、銀、白金、ノ９ラジウム等の触媒を担持させた
活性炭粉末又は活性炭の単独粉末を、撥水性結着剤の粉
末又は液と混合又は混紳し、これを所定の方法、例えば
ロール成形して所りの厚みのシートにすることによって
得られる。このとき、用いる撥水性結着剤としては、結
有性とともに撥水性と耐電ＷＩ液性の良好なものであれ
ば何を用いてもよいが、とくに、ポリテトラフロロエチ
レン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、
アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ネオプレンやクロロプレ
ンのような合成ゴムを好ましいものとしてあけることが
できる。
化学的還元能を有するニッケルタングステン酸、・母ラ
ジウム・コバルトで被覆された炭イしタングステン、ニ
ッケル、銀、白金、ノ９ラジウム等の触媒を担持させた
活性炭粉末又は活性炭の単独粉末を、撥水性結着剤の粉
末又は液と混合又は混紳し、これを所定の方法、例えば
ロール成形して所りの厚みのシートにすることによって
得られる。このとき、用いる撥水性結着剤としては、結
有性とともに撥水性と耐電ＷＩ液性の良好なものであれ
ば何を用いてもよいが、とくに、ポリテトラフロロエチ
レン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、
アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ネオプレンやクロロプレ
ンのような合成ゴムを好ましいものとしてあけることが
できる。
触媒層を構成する２つの導電性多孔質触媒層のうち、１
つは空気側層、他の１つは電解液ｍある。
つは空気側層、他の１つは電解液ｍある。
これら２つの触媒層には、いずれも、微細孔内に形成さ
れる三相帯での酸素濃度を高めるために、フッ素溶媒、
パーフロロ化合物のいずれか又は両者が担持される。
れる三相帯での酸素濃度を高めるために、フッ素溶媒、
パーフロロ化合物のいずれか又は両者が担持される。
本発明で用いるフッ素溶媒は常温で液体であり、沸点及
び酸素溶解能が比較的大きく、表面張力が比較的小さい
ものであればよく、例えば、沸点：１００〜２００Ｃ１
酸素溶解能：４０Ｖｏ／％以上、表面張カニ ３０ ｄ
ｙｎｅ ／Ｃ１ｎ以下のものが好ましい。これらフッ素
溶媒として、例えば、ｌ−クロル−１゜２．２−）リフ
ロロエチレンの低重合体（重合度４〜８、分子量５００
〜９００）、ｌ、１，２．２−テトラクロル−１，２−
ジフロロエタン、ｌ、１゜２−トリクロル−１，２，２
−）ＩＪフロロエタン、ノ々−７０ロペンタン、ノぐ一
７０ロチオール々トヲあげることができるが、このうち
、ｌ−クロル−１，２，２−）リフロロエチレンの低重
合体は酸素溶解能が水の１０倍以上と大きく、また、耐
アルカリ、耐酸性、耐熱性にも優れているので好んで用
いられる。
び酸素溶解能が比較的大きく、表面張力が比較的小さい
ものであればよく、例えば、沸点：１００〜２００Ｃ１
酸素溶解能：４０Ｖｏ／％以上、表面張カニ ３０ ｄ
ｙｎｅ ／Ｃ１ｎ以下のものが好ましい。これらフッ素
溶媒として、例えば、ｌ−クロル−１゜２．２−）リフ
ロロエチレンの低重合体（重合度４〜８、分子量５００
〜９００）、ｌ、１，２．２−テトラクロル−１，２−
ジフロロエタン、ｌ、１゜２−トリクロル−１，２，２
−）ＩＪフロロエタン、ノ々−７０ロペンタン、ノぐ一
７０ロチオール々トヲあげることができるが、このうち
、ｌ−クロル−１，２，２−）リフロロエチレンの低重
合体は酸素溶解能が水の１０倍以上と大きく、また、耐
アルカリ、耐酸性、耐熱性にも優れているので好んで用
いられる。
また、フッｌＡ溶媒Ｏ担持ｔは、触媒層の基材の重１１
（例えば活性炭の重ｋ）に対し、重量比で０．０００１
１以上必要であるが、その担持量が２０重ｊｌｓ以上に
なると触一層自体の内部抵抗が大きくなシ放越時の電圧
降下を大たらしめるので好ましくない。
（例えば活性炭の重ｋ）に対し、重量比で０．０００１
１以上必要であるが、その担持量が２０重ｊｌｓ以上に
なると触一層自体の内部抵抗が大きくなシ放越時の電圧
降下を大たらしめるので好ましくない。
本発明で用いるノ４−フＩ口化合物としては、ツヤ−フ
ロロトリーｎ−ｌチルアミン（ＦＣ−４３）、ノ中−７
０ロトリ！ロピルア建ン（ＦＴＰム）、バープロすブ力
リン（ＦＤＯ）、 ／ｆ−７０ロメチルデカリン（ＦＭ
Ｄ）、７４′−７−リネイテイドエーテｙ（Ｆｒｅｏｎ
Ｅ４）などをあげることができる。これらはいずれも約
４０Ｖｏｊ優以上の大きな酸素溶解能を有し、しかも、
ＩＩ２素の授受速度が１４〜２６ｍ＋＠ｉ＠ｅと大きく
反応Ｆｉはとんど瞬間的にかつ可逆的に行なわれる。
ロロトリーｎ−ｌチルアミン（ＦＣ−４３）、ノ中−７
０ロトリ！ロピルア建ン（ＦＴＰム）、バープロすブ力
リン（ＦＤＯ）、 ／ｆ−７０ロメチルデカリン（ＦＭ
Ｄ）、７４′−７−リネイテイドエーテｙ（Ｆｒｅｏｎ
Ｅ４）などをあげることができる。これらはいずれも約
４０Ｖｏｊ優以上の大きな酸素溶解能を有し、しかも、
ＩＩ２素の授受速度が１４〜２６ｍ＋＠ｉ＠ｅと大きく
反応Ｆｉはとんど瞬間的にかつ可逆的に行なわれる。
これらパーツｏ口・化合物は、単独で触媒層の基材に担
持させてｔよｉが、ノ９−フロロ化合物と７ツ素浴縁の
相乗効果を出すために通常は上記したフッ素溶媒にｍ解
して用いることが好ましい。その際、ツヤーフロＵ化合
物をフッ素溶媒の量に対し、容積比で０．１％以上１０
％以下の範囲とすることが好ましい。
持させてｔよｉが、ノ９−フロロ化合物と７ツ素浴縁の
相乗効果を出すために通常は上記したフッ素溶媒にｍ解
して用いることが好ましい。その際、ツヤーフロＵ化合
物をフッ素溶媒の量に対し、容積比で０．１％以上１０
％以下の範囲とすることが好ましい。
本発明において、空気側層と電解液側層にそれぞれ含有
される撥水性結着剤の量は、その含有比率において異な
る。１す々わち、空気側層内の撥水性結着剤の含有比率
は、その重量％において電解液側層のそれよりも大きい
ことを特徴とする。
される撥水性結着剤の量は、その含有比率において異な
る。１す々わち、空気側層内の撥水性結着剤の含有比率
は、その重量％において電解液側層のそれよりも大きい
ことを特徴とする。
かくすることによって、この触媒層を空気電極に、、Ｉ
Ｉ用した場合、空気側層内の細孔には電解液が浸透しに
くくなり、また電解液側層の細孔内には電解液が適度に
浸透するので、２つの層の境界面又はその近傍において
は、電解液の浸透と撥水が微妙に・９ランスを保つこと
によって、酸Ｂｙスの電気化学的還元反応をする三相帯
が長期に亘り安定して存在できるようになる。
Ｉ用した場合、空気側層内の細孔には電解液が浸透しに
くくなり、また電解液側層の細孔内には電解液が適度に
浸透するので、２つの層の境界面又はその近傍において
は、電解液の浸透と撥水が微妙に・９ランスを保つこと
によって、酸Ｂｙスの電気化学的還元反応をする三相帯
が長期に亘り安定して存在できるようになる。
また、空気側層の厚みを大きくすれば、該層の撥水機能
も大きくなるので耐漏液性は向上する。
も大きくなるので耐漏液性は向上する。
しかしながら、その厚みが過大になると、全体の４気抵
抗が増大すること、散索ガスの拡散に対すの結果、重負
荷放電が制限されるという事態も生ずることになる。
抗が増大すること、散索ガスの拡散に対すの結果、重負
荷放電が制限されるという事態も生ずることになる。
そこで、本発明者は、空気＠鳩と電解液側層のそれぞれ
の厚み（ｔａ、’Ｔｈ ：霞）、及び各層に含有されて
いる撥水性結着剤の比率（ｘａ、ｘｅ：重量％）との関
係につき調査したところ、ｔａｘｘａ、／１ｅｘｘｅの
値が７：θ以下のとき、触媒層は重負荷放電特性及び耐
漏液性にすぐれることを見出した。ｔａＸｘａ／１ｅｘ
ｘｅの値が上謔の値をはずれると、電解液側・１−と比
較して空気側層の厚さが増大し、しかも撥水性結着剤含
有量（重量％）が過大になるため、窒気ｍ極の電気抵抗
が増大するのみならず、空気１１檜全体の厚みを増した
ときよりも、はるかに酸素ガスの拡散を妨害することに
なる。
の厚み（ｔａ、’Ｔｈ ：霞）、及び各層に含有されて
いる撥水性結着剤の比率（ｘａ、ｘｅ：重量％）との関
係につき調査したところ、ｔａｘｘａ、／１ｅｘｘｅの
値が７：θ以下のとき、触媒層は重負荷放電特性及び耐
漏液性にすぐれることを見出した。ｔａＸｘａ／１ｅｘ
ｘｅの値が上謔の値をはずれると、電解液側・１−と比
較して空気側層の厚さが増大し、しかも撥水性結着剤含
有量（重量％）が過大になるため、窒気ｍ極の電気抵抗
が増大するのみならず、空気１１檜全体の厚みを増した
ときよりも、はるかに酸素ガスの拡散を妨害することに
なる。
本発明の触媒層の作成に当っては、まず例えば、酸素ガ
スに対して電気化学的還元能を有する各種の触媒を担持
した活性炭の粉末を、フッ素溶媒、・母−フロ關化合物
、又は両者の共存する液中に懸濁し、て、これらフッ素
溶媒、ノ母−フロロ化合物又はそれら両者を活性炭の粉
末に所装置吸着させる。
スに対して電気化学的還元能を有する各種の触媒を担持
した活性炭の粉末を、フッ素溶媒、・母−フロ關化合物
、又は両者の共存する液中に懸濁し、て、これらフッ素
溶媒、ノ母−フロロ化合物又はそれら両者を活性炭の粉
末に所装置吸着させる。
得られた粉末を用いて、予め、Ｘ＆、 ｘｅ、 ｔａ、
ｔｅの異なる導電性多孔質触媒層のシートを常法によ
り作成し、これをｘａ Ｘ ｔａ／ｘｅ Ｘ ｔｅの値
が上記範囲になるように組合せて積層したうえ、圧着し
て複合触媒層とする。このとき、集電体（例えばニッケ
ルネット）を各シートの間、又は電解液側層の表面に挟
持又は載置しそ同時に圧着して一挙に空気電極を形成す
ることもできる。
ｔｅの異なる導電性多孔質触媒層のシートを常法によ
り作成し、これをｘａ Ｘ ｔａ／ｘｅ Ｘ ｔｅの値
が上記範囲になるように組合せて積層したうえ、圧着し
て複合触媒層とする。このとき、集電体（例えばニッケ
ルネット）を各シートの間、又は電解液側層の表面に挟
持又は載置しそ同時に圧着して一挙に空気電極を形成す
ることもできる。
なお、この触媒層の作成ＶＣ曇って、活性炭の粉末に更
に、酸素還元反応触媒、例えばＡり、Ｎｉ等の金属；
ＭｎＯ＊ 、 ＡＰ＊ ０． Ｃｏｔ Ｏｓ 尋の金属
酸化物；Ｎｉ００ａＣｏ００Ｈなどの金属ハイＶロオキ
サイー；を共存、担持せしめると、その触媒能により三
相帯での酸素の還元反応（イオン化）が促進されて５０
ｍＡ／−程度の重負荷放電が可能となる。また、連続し
た重負荷放電のためには、Ｍ票達元反応触媒として鉄フ
タロシアニン、コバルトフタロシアニン、鉄ポルフィリ
ン、コバルトポルフィリン。
に、酸素還元反応触媒、例えばＡり、Ｎｉ等の金属；
ＭｎＯ＊ 、 ＡＰ＊ ０． Ｃｏｔ Ｏｓ 尋の金属
酸化物；Ｎｉ００ａＣｏ００Ｈなどの金属ハイＶロオキ
サイー；を共存、担持せしめると、その触媒能により三
相帯での酸素の還元反応（イオン化）が促進されて５０
ｍＡ／−程度の重負荷放電が可能となる。また、連続し
た重負荷放電のためには、Ｍ票達元反応触媒として鉄フ
タロシアニン、コバルトフタロシアニン、鉄ポルフィリ
ン、コバルトポルフィリン。
鉄４ルフイリンの２量体、コバルトポルフィリンの２量
体等の金属７タロシアニン、金属ポルフィリンを活性炭
の重量に対し１−１０重重量用いると極めて効果的であ
る。
体等の金属７タロシアニン、金属ポルフィリンを活性炭
の重量に対し１−１０重重量用いると極めて効果的であ
る。
以下に本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例
導電性触媒粉末として活性炭の粉末（平均粒径８０μ）
ヲ、第１表に示したように、ノ母−フロロ化合物を溶解
、する又は溶解しないｌ−クロル−１゜２．２−）１７
７０ロエチレンの低重合体（重合度４〜６１分子ｔ５０
０〜７００）の溶液中に懸濁して・臂−フロロ化合物又
はフッ素溶媒を吸着せしめ、これと撥水性結着剤として
ポリテトラフロロエチレン粉末（平均粒径１５μ）のデ
ィスパーゾョンを用い、第１表に示したようなｘａ、
ｔａ；ｘｅ、 ｔｅの導電性多孔質触媒層シートを作成
した。
ヲ、第１表に示したように、ノ母−フロロ化合物を溶解
、する又は溶解しないｌ−クロル−１゜２．２−）１７
７０ロエチレンの低重合体（重合度４〜６１分子ｔ５０
０〜７００）の溶液中に懸濁して・臂−フロロ化合物又
はフッ素溶媒を吸着せしめ、これと撥水性結着剤として
ポリテトラフロロエチレン粉末（平均粒径１５μ）のデ
ィスパーゾョンを用い、第１表に示したようなｘａ、
ｔａ；ｘｅ、 ｔｅの導電性多孔質触媒層シートを作成
した。
各シートを積層り、 ５０−１００Ｋｆ／ｊ （Ｄ圧カ
で圧着し一体的構造の複合触媒層試料を５枚作成した。
で圧着し一体的構造の複合触媒層試料を５枚作成した。
比較のため、・ぐ−フロロ化合物、フッ素溶媒のいずれ
も吸着せずｔ６性炭と結着剤ｉがら成るシートを試料６
．７とじて作成した。
も吸着せずｔ６性炭と結着剤ｉがら成るシートを試料６
．７とじて作成した。
各複合触媒１−のｘａｘｔａ／ｘｅｘｔｅの値はそれぞ
れ第１表に併記した。
れ第１表に併記した。
これら複合触媒１ｍの電解液側層の上に０．１５φ４０
メツシユのニッケルネットを、空気側層の表面には平均
孔径３μ、厚み１００μの／ ＋７テトラフＱｏエチレ
ンフイルムを当接し、全体を１００３１／ｊで加圧して
、７個の空気電極を作成２した。また、活性炭の粉末（
平均粒径８０μ）、ポリエチレン粉末（結着剤：平均粒
径３５μ）を１５０ｃで混練した後、ロール圧延してシ
ートとした。′ｘａ、ｔａ；ｘｅ、 ｔｏは第２表に示
したとおりであった。
メツシユのニッケルネットを、空気側層の表面には平均
孔径３μ、厚み１００μの／ ＋７テトラフＱｏエチレ
ンフイルムを当接し、全体を１００３１／ｊで加圧して
、７個の空気電極を作成２した。また、活性炭の粉末（
平均粒径８０μ）、ポリエチレン粉末（結着剤：平均粒
径３５μ）を１５０ｃで混練した後、ロール圧延してシ
ートとした。′ｘａ、ｔａ；ｘｅ、 ｔｏは第２表に示
したとおりであった。
３４７−
試料１〜７の場合と同様にして４枚の複合触媒層を作成
した。試料８〜９が実施例、試料ｌＯ〜１１１比較例で
ある。これらの複合触媒層を用いて、試料１〜７の場合
と同様にして４個の空気電極を作成した。
した。試料８〜９が実施例、試料ｌＯ〜１１１比較例で
ある。これらの複合触媒層を用いて、試料１〜７の場合
と同様にして４個の空気電極を作成した。
ついで、各空気電極と、量比で３％の水銀でアマルガム
化した６０〜１５０メツシュ篩通過の亜鉛粉末をｒル状
電解液（水酸化ナトリウム溶液中にり′ル化剤を分散し
て調製したもの）に分散させて成る亜鉛極と、ポリアミ
Ｖ不織布から成る七ノ９レータとから空気／亜鉛電池を
１１個組立てた。
化した６０〜１５０メツシュ篩通過の亜鉛粉末をｒル状
電解液（水酸化ナトリウム溶液中にり′ル化剤を分散し
て調製したもの）に分散させて成る亜鉛極と、ポリアミ
Ｖ不織布から成る七ノ９レータとから空気／亜鉛電池を
１１個組立てた。
これらの電池を２５℃空気中で１６時間放置した後、各
種の電流で５分間放電し、５分後の端子電圧が１．０
Ｖ以下に降下するときの電流値を測定した。また、各電
池に５００Ω定抵抗を接続し、２５℃で連続放電した。
種の電流で５分間放電し、５分後の端子電圧が１．０
Ｖ以下に降下するときの電流値を測定した。また、各電
池に５００Ω定抵抗を接続し、２５℃で連続放電した。
空気側層から奪解液が漏洩するオでの時間★測定した。
以上の結果を、＠１表、第２表の試料番号に対応させて
Ｈａ表に一括して示した。
Ｈａ表に一括して示した。
第３表
上表から明らかな如く、本発明に係る空気電極を用いる
事により、重負荷放電が可能となり、しかも耐漏液性が
向上する。
事により、重負荷放電が可能となり、しかも耐漏液性が
向上する。
なお上記実施例においては水酸化ナトリウムをｔ％Ｍと
する空気−亜鉛電池を組み立てて、その性能評価を行っ
たが、他の電解液、例えば塩化アンモニウムや水酸化カ
リウムや水酸化リチクム、水酸化セシウム、水酸化ルビ
ジウム等をこれら溶液に混合し′た溶液を用いでも同様
の効果が得られる事は言うまでもない。又空気−鉄電池
等にも用いる事ができる。
する空気−亜鉛電池を組み立てて、その性能評価を行っ
たが、他の電解液、例えば塩化アンモニウムや水酸化カ
リウムや水酸化リチクム、水酸化セシウム、水酸化ルビ
ジウム等をこれら溶液に混合し′た溶液を用いでも同様
の効果が得られる事は言うまでもない。又空気−鉄電池
等にも用いる事ができる。
以上詳述の如く、本発明の触媒層を用いる事により薄く
て重負荷放電が可能、で、かつ耐漏液性にすぐれる突気
電極を容易に得る事ができるので、その工業上利用価値
は大きい。
て重負荷放電が可能、で、かつ耐漏液性にすぐれる突気
電極を容易に得る事ができるので、その工業上利用価値
は大きい。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 いずれも撥水性結着剤で結着された２つの導電性
多孔質触媒層をそれぞれ空気側層及び電解液側層として
一体的に積層して成る空気電極の触媒層であって、 皺窒気儒層及び該−液側層のめずれもが、フッ素溶媒又
はｄ−フロμ化合物の少なくとも一方を担持し、かつ、 該空気一層の該撥水性結着剤の含有比率（重量ＩＪＩ）
が、蚊電解液側層の＃撥水性結着剤の含有比率（重１ｌ
ｌ）よ少も大であることを特徴とする空気電極の触媒層
。 ２ 該空気側層の厚みと核層の該撥水性結着剤の含有比
率（重量−）との積、が、該電解液側層の厚みと該層の
該漬水−性結着剤の含有比率（重量ｔｓ）との積に対し
、、７．０倍以下の値である特許請求の範囲第１項記載
の空気電ｆｉＯ触媒層。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56179021A JPS5882474A (ja) | 1981-11-10 | 1981-11-10 | 空気電極の触媒層 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56179021A JPS5882474A (ja) | 1981-11-10 | 1981-11-10 | 空気電極の触媒層 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5882474A true JPS5882474A (ja) | 1983-05-18 |
| JPH0348621B2 JPH0348621B2 (ja) | 1991-07-25 |
Family
ID=16058719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56179021A Granted JPS5882474A (ja) | 1981-11-10 | 1981-11-10 | 空気電極の触媒層 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5882474A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010262876A (ja) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Toyota Motor Corp | 空気電池 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3855972B2 (ja) | 2003-07-16 | 2006-12-13 | 松下電器産業株式会社 | 空気調和機 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5045248A (ja) * | 1973-08-28 | 1975-04-23 | ||
| JPS575272A (en) * | 1980-06-12 | 1982-01-12 | Toshiba Battery Co Ltd | Air cell |
-
1981
- 1981-11-10 JP JP56179021A patent/JPS5882474A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5045248A (ja) * | 1973-08-28 | 1975-04-23 | ||
| JPS575272A (en) * | 1980-06-12 | 1982-01-12 | Toshiba Battery Co Ltd | Air cell |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010262876A (ja) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Toyota Motor Corp | 空気電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0348621B2 (ja) | 1991-07-25 |
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