JPS59111266A - 酸素電極 - Google Patents
酸素電極Info
- Publication number
- JPS59111266A JPS59111266A JP57218427A JP21842782A JPS59111266A JP S59111266 A JPS59111266 A JP S59111266A JP 57218427 A JP57218427 A JP 57218427A JP 21842782 A JP21842782 A JP 21842782A JP S59111266 A JPS59111266 A JP S59111266A
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- JP
- Japan
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- oxygen
- electrode
- catalyst
- oxygen electrode
- carbon
- Prior art date
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- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
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、燃料電池、酸素濃度分析計などに用いられる
、新規な触媒から成る酸素電極、更に詳しくは、酸素還
元反応の中間生成′吻である過酸化水素を生成しない新
規触媒から成る酸素電極に関するものである。
、新規な触媒から成る酸素電極、更に詳しくは、酸素還
元反応の中間生成′吻である過酸化水素を生成しない新
規触媒から成る酸素電極に関するものである。
従来、酸素電極触媒としては、触媒能、電解質中での安
定性に優れた白金、パラジウム、銀などの貴金属が主と
して用いられているが、これら貴金属の使用は酸素電極
を実用化する際、そのコストと資源的な制約が問題とな
る。
定性に優れた白金、パラジウム、銀などの貴金属が主と
して用いられているが、これら貴金属の使用は酸素電極
を実用化する際、そのコストと資源的な制約が問題とな
る。
そのだめ、貴金属に代わる酸素還元触媒能を有し、しか
も、極めて低摩な触媒の開発が望まれ、多くの物質が検
討されてきた。なかでもスピネルあるいはペロプスカイ
ト酸化物、ポルフィリン化合物。
も、極めて低摩な触媒の開発が望まれ、多くの物質が検
討されてきた。なかでもスピネルあるいはペロプスカイ
ト酸化物、ポルフィリン化合物。
フタロシアニン化合物が有望であるとされているが、ま
だ実用的で有効な酸素電極触媒として完成していない。
だ実用的で有効な酸素電極触媒として完成していない。
又、酸素電極触媒を担持する電子導電性の神体として、
炭素材が多く用いられるが、触媒の種類によっては、酸
素還元反応の過程で、中間生成物として過酸化水素を生
成し、この過酸化水素により担体のカーボンが酸化され
、性能の低下をきたす。従って、酸素還元反応の過程で
過酸化水素を生成しない酸素電極触媒を開発することも
合せて望まれている。
炭素材が多く用いられるが、触媒の種類によっては、酸
素還元反応の過程で、中間生成物として過酸化水素を生
成し、この過酸化水素により担体のカーボンが酸化され
、性能の低下をきたす。従って、酸素還元反応の過程で
過酸化水素を生成しない酸素電極触媒を開発することも
合せて望まれている。
そこで、本発明者らは、種々の物質について、検討を重
ね酸素還元反応の過程で中間生成物としての過酸化水素
を生成しない、極めて低摩な新しい酸素電極触媒を見い
出し本発明に至った。
ね酸素還元反応の過程で中間生成物としての過酸化水素
を生成しない、極めて低摩な新しい酸素電極触媒を見い
出し本発明に至った。
即ち、本発明は化学式がＦＩ９４ 〔Ｆｅ （ＯＮ ）
６ ）３で表わされる化合物を触媒として成る酸素電極
を提供するものである。
６ ）３で表わされる化合物を触媒として成る酸素電極
を提供するものである。
以下本発明の詳細な説明する。
本発明に用いられる触媒はプルシアン・ブルーと称す顔
料として、工業的に生産されており、容易に入手可能で
ある。又、塩化鉄とヘキサノアノ鉄などから合成するこ
ともできる。なかでも炭素あるいは金属等の電極構成材
上に電気化学的還元法により析出させて得られる酸素電
極は、暴利との密着性、触媒付着の均−性等の点から特
に好ましい。
料として、工業的に生産されており、容易に入手可能で
ある。又、塩化鉄とヘキサノアノ鉄などから合成するこ
ともできる。なかでも炭素あるいは金属等の電極構成材
上に電気化学的還元法により析出させて得られる酸素電
極は、暴利との密着性、触媒付着の均−性等の点から特
に好ましい。
電極構成材としては、通常電極材料として使用されてい
るものが使用でき、炭素、金属９合金。
るものが使用でき、炭素、金属９合金。
金属酸化物等が使用できる。なかでもグラファイト、ア
セチレ、ンブラック、活性炭等の炭素、ニッケル、鉄、
コバルト、チタン、タンタル等の金属及、びその合金が
好寸しい。
セチレ、ンブラック、活性炭等の炭素、ニッケル、鉄、
コバルト、チタン、タンタル等の金属及、びその合金が
好寸しい。
酸素電極を作製する方法は通常用いられている方法を採
用でき、含浸法、塗布法、蒸着法あるいは、電極構成材
料粉末と触媒を混練りして作る方法等、種々の方法が適
用可能である。
用でき、含浸法、塗布法、蒸着法あるいは、電極構成材
料粉末と触媒を混練りして作る方法等、種々の方法が適
用可能である。
なかでも、電気化学的に電極構成材上に析出させる方法
は酸素電極触媒を効果的に利用できる安定な酸素極とな
るので特に好ましい。
は酸素電極触媒を効果的に利用できる安定な酸素極とな
るので特に好ましい。
電極構成材と酸素電極触媒を混合して作る方法、あるい
は、酸素電極触媒をあらかじめ担持した電極構成材粉末
から作る方法の場合、結着剤としてフッ素系樹脂、ポリ
エチレン、ポリプロピレン。
は、酸素電極触媒をあらかじめ担持した電極構成材粉末
から作る方法の場合、結着剤としてフッ素系樹脂、ポリ
エチレン、ポリプロピレン。
ホリスチレン等の結着剤を用いて、粉末を加圧成型して
電極とするのが好ましい。
電極とするのが好ましい。
本発明に用いられる触媒は、酸素電極として用いる際に
使用する電解液を特定化することでその性能を効果的に
発揮できる。即ち、陽イオンとしてＫ”、 ＮＨ，”、
Ｒｂ”、 Ｃ！ｓ＋を含む電解液を用いることが好捷
しい。
使用する電解液を特定化することでその性能を効果的に
発揮できる。即ち、陽イオンとしてＫ”、 ＮＨ，”、
Ｒｂ”、 Ｃ！ｓ＋を含む電解液を用いることが好捷
しい。
特に上記陽イオンを含み、−を１〜７の範囲に保っだ電
解液を使用することが好ましい。
解液を使用することが好ましい。
更に好ましくは、ｐＨを５〜５の範囲に保った電解液を
使用する。
使用する。
通常よく用いられる苛性アルカリ、硫酸、リン酸等の強
アルカリ、強酸性の電解液は、触媒の安定性から好まし
くない。
アルカリ、強酸性の電解液は、触媒の安定性から好まし
くない。
又、Ｈ”、 Ｎａ＋、 Ｌｉ”、 Ｂａ”、 Ｍｇ２＋
等の陽イオンを電解質として用いた場合、触媒は電極構
成材から剥離するか、分解してし捷い触媒として働がな
くなる。
等の陽イオンを電解質として用いた場合、触媒は電極構
成材から剥離するか、分解してし捷い触媒として働がな
くなる。
この理由として次のように考えている。
支持電解質としてカリウムイオンを含む場合の酸素電極
反応は次式のように進行する。
反応は次式のように進行する。
即ち、支持電解質中のカリウムイオンが電子移動反応に
関与しており、この電子移動反応に関与できる陽イオン
が、ある特定のものに限定されるのである。
関与しており、この電子移動反応に関与できる陽イオン
が、ある特定のものに限定されるのである。
本発明の酸素電極触媒を用いた場合、酸素還元反応の過
程で中間生成物として過酸化水素を生成しないことは、
一般に用いられている分析手法である回転リング−ディ
スクボンタンメトリーにより確認した。
程で中間生成物として過酸化水素を生成しないことは、
一般に用いられている分析手法である回転リング−ディ
スクボンタンメトリーにより確認した。
第１図にその結果を示す。破線は触媒無添加のグラッシ
ー・カーボン電極の場合でありリング電極で過酸化水素
イオンによる電流が轡測され、本発明の酸素電極触媒を
用いた場合は実線で示すようにリング電極での電流は観
察されない。
ー・カーボン電極の場合でありリング電極で過酸化水素
イオンによる電流が轡測され、本発明の酸素電極触媒を
用いた場合は実線で示すようにリング電極での電流は観
察されない。
本発明の酸素電極は、水素・酸素あるいはメタノール−
酸素等の燃料電池用酸素極、溶液中の酸素濃度を測定す
る酸素濃度計、あるいは、特定の陽イオン電解質で電子
移動反応が起こることを利用したイオン濃度計又はイオ
ン検出器などに応用できる。
酸素等の燃料電池用酸素極、溶液中の酸素濃度を測定す
る酸素濃度計、あるいは、特定の陽イオン電解質で電子
移動反応が起こることを利用したイオン濃度計又はイオ
ン検出器などに応用できる。
又、本発明の酸素電極触媒は過酸化水素分解能が優れて
おり過酸化水素分解電極として使用できる。
おり過酸化水素分解電極として使用できる。
次に、本発明の酸素電極を用いた実施例を示す。
実施例
表面を鏡面仕上げしたグラフシー・カーボンを２０ ｍ
Ｍ ＦｅＱ／１５水溶液と２０ ｍＭ Ｋ６Ｆｅ（（３
Ｎ）ａ水溶液の等量混合溶液中に浸漬し、電気化学的還
元法によりグラフシー・カーボン上に酸素電極触媒の薄
膜を形成して酸素極を作製した。
Ｍ ＦｅＱ／１５水溶液と２０ ｍＭ Ｋ６Ｆｅ（（３
Ｎ）ａ水溶液の等量混合溶液中に浸漬し、電気化学的還
元法によりグラフシー・カーボン上に酸素電極触媒の薄
膜を形成して酸素極を作製した。
かかる酸素極を回転円板電極とし、グラフシー・カーボ
ンを対極とし、塩化水素で１）Ｈ２，Ｏに調整した１、
０Ｍ塩化カリウム電解液中で電極触媒としての活性を評
価した。
ンを対極とし、塩化水素で１）Ｈ２，Ｏに調整した１、
０Ｍ塩化カリウム電解液中で電極触媒としての活性を評
価した。
比較のため触媒無添加のグラフシー・カーボンについて
も同様の測定を行った。
も同様の測定を行った。
結果を第２図に示す。触媒無添加のグラフシー・カーボ
ン（Ａ）に比し、本発明による酸素電極触媒を用いた酸
素極（Ｂ）が活性であることは、電流の立ち上がる電位
が前側にシフトすることから明らかである。
ン（Ａ）に比し、本発明による酸素電極触媒を用いた酸
素極（Ｂ）が活性であることは、電流の立ち上がる電位
が前側にシフトすることから明らかである。
第１図は、回転リング・ディスクボルタ／メトリーによ
る電流−電位曲線を示すグラフである。 第２図は実施例における回転電極法による電流−電位曲
線を示すグラフである。 Ａ：比較例 Ｂ：実施例 特許出願人 東洋曹達工業株式会社 第１図 ′屯イ台 （Ｖ ｖｓ ５ＣＥ） 第２図 電位（Ｖｖｓ ＳＣＥ）
る電流−電位曲線を示すグラフである。 第２図は実施例における回転電極法による電流−電位曲
線を示すグラフである。 Ａ：比較例 Ｂ：実施例 特許出願人 東洋曹達工業株式会社 第１図 ′屯イ台 （Ｖ ｖｓ ５ＣＥ） 第２図 電位（Ｖｖｓ ＳＣＥ）
Claims (2)
- （１） 化学式がｙａｔＤｅ（ｃｎ）ａ）ｓで表わさ
れる化合物を触媒として成る酸素電極。 - （２） 化学式がＦｅ、（Ｆｅ （ＯＮ ）ｅ）ｓで
表わされる化合物を電気化学的還元法を用いて、カーボ
ン上に析出させた特許請求の範囲第（１）項記載の酸素
電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57218427A JPS59111266A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 酸素電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57218427A JPS59111266A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 酸素電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59111266A true JPS59111266A (ja) | 1984-06-27 |
| JPS648429B2 JPS648429B2 (ja) | 1989-02-14 |
Family
ID=16719736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57218427A Granted JPS59111266A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 酸素電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59111266A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014200718A (ja) * | 2013-04-02 | 2014-10-27 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 酸素還元触媒、酸素還元電極、及び燃料電池 |
| WO2016152207A1 (ja) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 酸素検知剤組成物、それを用いた成形体、シート、脱酸素剤用包装材料、脱酸素剤 |
| JP2018006109A (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | 株式会社豊田中央研究所 | 固体高分子型燃料電池 |
| CN109461944A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-03-12 | 暨南大学 | 负载在纳米碳带上的立方体FeOOH或Fe4(Fe(CN)6)3的制备方法与应用 |
-
1982
- 1982-12-15 JP JP57218427A patent/JPS59111266A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014200718A (ja) * | 2013-04-02 | 2014-10-27 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 酸素還元触媒、酸素還元電極、及び燃料電池 |
| WO2016152207A1 (ja) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 酸素検知剤組成物、それを用いた成形体、シート、脱酸素剤用包装材料、脱酸素剤 |
| JPWO2016152207A1 (ja) * | 2015-03-24 | 2018-01-25 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 酸素検知剤組成物、それを用いた成形体、シート、脱酸素剤用包装材料、脱酸素剤 |
| US10989666B2 (en) | 2015-03-24 | 2021-04-27 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Oxygen detecting agent composition, and molded article, sheet, packaging material for oxygen scavenger, and oxygen scavenger using the same |
| JP2018006109A (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | 株式会社豊田中央研究所 | 固体高分子型燃料電池 |
| CN109461944A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-03-12 | 暨南大学 | 负载在纳米碳带上的立方体FeOOH或Fe4(Fe(CN)6)3的制备方法与应用 |
| CN109461944B (zh) * | 2018-10-10 | 2021-06-11 | 暨南大学 | 负载在纳米碳带上的立方体FeOOH或Fe4(Fe(CN)6)3的制备方法与应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS648429B2 (ja) | 1989-02-14 |
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