JPS59138066A - 燃料電池・空気電池用電極 - Google Patents
燃料電池・空気電池用電極Info
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- JPS59138066A JPS59138066A JP58011893A JP1189383A JPS59138066A JP S59138066 A JPS59138066 A JP S59138066A JP 58011893 A JP58011893 A JP 58011893A JP 1189383 A JP1189383 A JP 1189383A JP S59138066 A JPS59138066 A JP S59138066A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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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、分極が小さく、大電流取得を可能にする燃料
電池または空気電池用正極、さらに詳細には、燃料電池
または空気電池用の酸素極または空気極において、該電
極を作製するのに触媒合成用反応物質と電極構成物質と
を混合し、非反応性ガス下で加熱し触媒合成を行う等の
方法によってニッケル、コバルト、銅、マンガン、スズ
の一様以上の金属及び鉄の複数の金属をポリマー分子中
に有する金属フタロシアニンポリマーを合成と同時に直
接構成材料に担持させた、新規な電極に関する。
電池または空気電池用正極、さらに詳細には、燃料電池
または空気電池用の酸素極または空気極において、該電
極を作製するのに触媒合成用反応物質と電極構成物質と
を混合し、非反応性ガス下で加熱し触媒合成を行う等の
方法によってニッケル、コバルト、銅、マンガン、スズ
の一様以上の金属及び鉄の複数の金属をポリマー分子中
に有する金属フタロシアニンポリマーを合成と同時に直
接構成材料に担持させた、新規な電極に関する。
従来、燃料電池、空気電池用の空気極または酸素極にも
ちいる触媒については、種々の提案がなされている。
ちいる触媒については、種々の提案がなされている。
すなわち、燃料電池用の空気極触媒又は酸素極触媒とし
ては、銅、銀、金、白金、パラジウム等の金属類、タン
グステンブロンズ、鉄又は銅フタロシアニン、活性炭及
びリチウムをドープした酸化ニッケル等が知られ、又、
空気電池用の空気極触媒としては、白金、パラジウム、
ルテニウム及び銀等の貴金属類、銀と水銀及びルテニウ
ムと金等の合金類、マンガン及びオスミウム等の遷移金
属の酸化物類及びＮｉＰｅ２０４ 、Ｃ０Ｆｅ２０ Ａ
、Ｎ １Ｃｒ２０４及びＣ０Ａ５ｓＯａ等のスピネル
酸化物類が知られている。
ては、銅、銀、金、白金、パラジウム等の金属類、タン
グステンブロンズ、鉄又は銅フタロシアニン、活性炭及
びリチウムをドープした酸化ニッケル等が知られ、又、
空気電池用の空気極触媒としては、白金、パラジウム、
ルテニウム及び銀等の貴金属類、銀と水銀及びルテニウ
ムと金等の合金類、マンガン及びオスミウム等の遷移金
属の酸化物類及びＮｉＰｅ２０４ 、Ｃ０Ｆｅ２０ Ａ
、Ｎ １Ｃｒ２０４及びＣ０Ａ５ｓＯａ等のスピネル
酸化物類が知られている。
しかしながら、従来技術にお−けるこれらの触媒のうち
、貴金属類は高価なため経済的でなく、それ以外のもの
は安価であるが、これを触媒として用いた空気極又は酸
素極はその分極が貴金属より大きく、又、大電流密度領
域にお＆Ｊるかなりの電位低下が避けられない等、その
電極特性が十分に良好ではなく、ひいては、このような
電極を組み込んだ燃料電池及び空気電池において、大電
流が取得できないという欠点があった。
、貴金属類は高価なため経済的でなく、それ以外のもの
は安価であるが、これを触媒として用いた空気極又は酸
素極はその分極が貴金属より大きく、又、大電流密度領
域にお＆Ｊるかなりの電位低下が避けられない等、その
電極特性が十分に良好ではなく、ひいては、このような
電極を組み込んだ燃料電池及び空気電池において、大電
流が取得できないという欠点があった。
本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、
その目的は、分極が小さく、大電流密度領域においても
電位低下が殆ど起こらず大電流の取得が可能である高エ
ネルギー密度の燃料電池、空気電池用電極を提供するこ
とである。
その目的は、分極が小さく、大電流密度領域においても
電位低下が殆ど起こらず大電流の取得が可能である高エ
ネルギー密度の燃料電池、空気電池用電極を提供するこ
とである。
本発明を概説すれば、本発明の燃料電池・空気電池用電
極は、電極集電体材料に対し、コバルト、銅、ニッケル
、モリブデン、マンガン、スズより成る群より選択され
た一種以上と鉄の複数の中心金属をポリマー分子中に有
する金属フクロシアニンポリマーを合成と同時に担持せ
しめたことを特徴とするものである。
極は、電極集電体材料に対し、コバルト、銅、ニッケル
、モリブデン、マンガン、スズより成る群より選択され
た一種以上と鉄の複数の中心金属をポリマー分子中に有
する金属フクロシアニンポリマーを合成と同時に担持せ
しめたことを特徴とするものである。
これまで、燃料電池及び空気電池用の空気極、酸素極に
触媒として、複数の金属を中心金属にもつ前記フタロシ
アニンポリマー（以下、複数種金属フタロシアニンポリ
マーと称す）を合成と同時に電極集電体材料に担持せし
めた例はない。本発明によれば、コバルト、銅、ニッケ
ル、モリブデン、マンガン、スズより成る群より選択さ
れた一種以上の金属と鉄との複数種の中心金属をポリマ
ー分子中に有する金属フタロシアニンポリマーを合成と
同時に担持せしめることにより、従来の金属フタロシア
ニンモノマーやポリマー担持の電極に比べ、分極が小さ
く、大電流の取得が可能な電極を提供しえるという利点
がある。
触媒として、複数の金属を中心金属にもつ前記フタロシ
アニンポリマー（以下、複数種金属フタロシアニンポリ
マーと称す）を合成と同時に電極集電体材料に担持せし
めた例はない。本発明によれば、コバルト、銅、ニッケ
ル、モリブデン、マンガン、スズより成る群より選択さ
れた一種以上の金属と鉄との複数種の中心金属をポリマ
ー分子中に有する金属フタロシアニンポリマーを合成と
同時に担持せしめることにより、従来の金属フタロシア
ニンモノマーやポリマー担持の電極に比べ、分極が小さ
く、大電流の取得が可能な電極を提供しえるという利点
がある。
さらに、従来のように別工程の触媒担持工程が必要ない
ので、製造上も簡便となるという利点もある。
ので、製造上も簡便となるという利点もある。
本発明をさらに詳しく説明する。
燃料電池は負極活物質として水素ガスを使用し、電解質
としてＫＯＨ，ＮａＯＨ等のアルカリ電解質、ＮａＣ１
、ＫＣＩ等の中性電解質、リン酸等の酸性電解質を使用
して構成され、また空気電池は負極活物質として亜鉛、
アルミニウム、マグネシウム、鉄、白金またはそれらの
合金等を使用し、電解質とし°ζ上記燃料電池用電解質
と同しものを使用して構成される。
としてＫＯＨ，ＮａＯＨ等のアルカリ電解質、ＮａＣ１
、ＫＣＩ等の中性電解質、リン酸等の酸性電解質を使用
して構成され、また空気電池は負極活物質として亜鉛、
アルミニウム、マグネシウム、鉄、白金またはそれらの
合金等を使用し、電解質とし°ζ上記燃料電池用電解質
と同しものを使用して構成される。
本発明による電極は、上述の燃料電池・空気電池用の正
極として用いられるが、上記正極の本体となる電極集電
体材料は、従来この種の電極材料として用いられるもの
であればいかなるものでもよい。たとえば炭素粉末、グ
ラファイト、アセチレンブラック、ケッチェンブラック
ＥＣ１活性炭、炭素繊維等の一種以上の炭素物質、およ
び多孔質ニッケル電極板等であることができる。
極として用いられるが、上記正極の本体となる電極集電
体材料は、従来この種の電極材料として用いられるもの
であればいかなるものでもよい。たとえば炭素粉末、グ
ラファイト、アセチレンブラック、ケッチェンブラック
ＥＣ１活性炭、炭素繊維等の一種以上の炭素物質、およ
び多孔質ニッケル電極板等であることができる。
このような電極集電体材料に対し、種々の添加剤、たと
えばテフロン等の撥水剤を添加することもできる。
えばテフロン等の撥水剤を添加することもできる。
このような電極集電体材料に担持せしめる複数種金属フ
タロシアニンポリマーは、コバルト、銅、ニッケル、モ
リブデン、マンガン、スズよりなる群から選択された一
種以上の金属及び鉄の、少なくとも二種の金属を構成元
素として有する金属フタロシアニンポリマーである。
タロシアニンポリマーは、コバルト、銅、ニッケル、モ
リブデン、マンガン、スズよりなる群から選択された一
種以上の金属及び鉄の、少なくとも二種の金属を構成元
素として有する金属フタロシアニンポリマーである。
触媒効果を発揮するための複数種金属フクロシアニンポ
リマーの中心金属の好ましいモル比は、単一金属を中心
金属として有する金属フタロシアニンポリマーの触媒効
果から、モル比の変化に応じて連続的に変化するため、
その範囲は必ずしも明確ではないが、本発明者らの検討
によれば、中心金属を構成する金属が、それぞれ５モル
％以上の場合に、単一金属フタロシアニン担持の時と区
別できる良好な触媒作用が発揮される。
リマーの中心金属の好ましいモル比は、単一金属を中心
金属として有する金属フタロシアニンポリマーの触媒効
果から、モル比の変化に応じて連続的に変化するため、
その範囲は必ずしも明確ではないが、本発明者らの検討
によれば、中心金属を構成する金属が、それぞれ５モル
％以上の場合に、単一金属フタロシアニン担持の時と区
別できる良好な触媒作用が発揮される。
このような複数種金属フタロシアニンポリマーは前記電
極集電体材料に合成と同時に担持されるものであるが、
前記複数種金属フタロシアニンポリマーの電極集電体材
料への担持量については、前記モル比と同様に、電極特
性が連続的に変化するため必ずしも明確ではないが、好
ましくは４．６ｘｔｏ−４ｇ／ｃｎｔ 以上であるの
がよい。４．６ＸＩＯ−４ｇ／ａｎｔ未満であると、複
数種金属フクロシアニンポリマーが完全に電極集電体材
料を覆うのが困難であり、空気極、酸素極の特性の著し
い向上が望めないからである。
極集電体材料に合成と同時に担持されるものであるが、
前記複数種金属フタロシアニンポリマーの電極集電体材
料への担持量については、前記モル比と同様に、電極特
性が連続的に変化するため必ずしも明確ではないが、好
ましくは４．６ｘｔｏ−４ｇ／ｃｎｔ 以上であるの
がよい。４．６ＸＩＯ−４ｇ／ａｎｔ未満であると、複
数種金属フクロシアニンポリマーが完全に電極集電体材
料を覆うのが困難であり、空気極、酸素極の特性の著し
い向上が望めないからである。
正極電極は、前記電極集電体材料に複数種金属フクロシ
アニンポリマーを担持した電極材料と撥水剤を混合した
混合粉体をニッケル、銀等の金属網とともに成形圧着し
、これを加熱焼成して作製することができる。
アニンポリマーを担持した電極材料と撥水剤を混合した
混合粉体をニッケル、銀等の金属網とともに成形圧着し
、これを加熱焼成して作製することができる。
本発明におりる」二記復数種金属フタロシアニンポリマ
ーが触媒として有効である理由は、正極における電極反
応のうち、最も効率のよい４電子反応 ０２ →−２Ｈ２０＋４ｅ−−４０Ｈ−（アルカリ電解
液中） ま ノこ は、 ０２ ＋４Ｈ３０” ＋４ ｅ−−−６Ｈ２
０（酸性電解液中） を選択する割合が高く、低電流領域で高電位となり、ま
た４電子反応の比較的小さくなる大電流領域Ｑこおいて
も、中間体を生成する電極反応○ｉ＋８２０＋２６χ＋
ＨＯ２−＋○Ｈ−Ｉ Ｏ２−→ＯＨ−＋ ’Ａ Ｏｅ （アルカリ電解ｌ＆中） または ０２ ＋２８３ ０” ＋２ ｅ −→ＨＱＯｅ
＋２１１ｅ ０ＨｐＯ！！−％０２＋Ｈ２０ （酸性電解液中） において、生成する中間体であるＨ Ｏ２−イオンまた
はＨ２Ｏ２の分解速度を大きくし、さらに電極反応を十
分用？ｋに進めるに足る電子の供給が容易（ポリマー化
のため）になるためと考えられる。
ーが触媒として有効である理由は、正極における電極反
応のうち、最も効率のよい４電子反応 ０２ →−２Ｈ２０＋４ｅ−−４０Ｈ−（アルカリ電解
液中） ま ノこ は、 ０２ ＋４Ｈ３０” ＋４ ｅ−−−６Ｈ２
０（酸性電解液中） を選択する割合が高く、低電流領域で高電位となり、ま
た４電子反応の比較的小さくなる大電流領域Ｑこおいて
も、中間体を生成する電極反応○ｉ＋８２０＋２６χ＋
ＨＯ２−＋○Ｈ−Ｉ Ｏ２−→ＯＨ−＋ ’Ａ Ｏｅ （アルカリ電解ｌ＆中） または ０２ ＋２８３ ０” ＋２ ｅ −→ＨＱＯｅ
＋２１１ｅ ０ＨｐＯ！！−％０２＋Ｈ２０ （酸性電解液中） において、生成する中間体であるＨ Ｏ２−イオンまた
はＨ２Ｏ２の分解速度を大きくし、さらに電極反応を十
分用？ｋに進めるに足る電子の供給が容易（ポリマー化
のため）になるためと考えられる。
また複数種の金属を中心金属に導入したことにより、上
記２種の反応をさらに円滑に進める効果を付与できると
考えられる。
記２種の反応をさらに円滑に進める効果を付与できると
考えられる。
さらに、本発明によれば、前記複数種金属フクロシアニ
ンポリマーを合成と同時に前記電極集電体材料に担持せ
しめたため、前記フタロシアニンポリマーと電極を構成
する電極集電体材料との間の接触が良好であり（一部化
学結合をしている可能性もある）、このため導電率が向
上し、電子の供給は、さらにスムーズとなる。
ンポリマーを合成と同時に前記電極集電体材料に担持せ
しめたため、前記フタロシアニンポリマーと電極を構成
する電極集電体材料との間の接触が良好であり（一部化
学結合をしている可能性もある）、このため導電率が向
上し、電子の供給は、さらにスムーズとなる。
前述のような電極構成材料は、電極集電体材料に複数種
金属フタロシアニンポリマーを担持せしめたものである
が、前記電極集電体材料にこのようなフタロシアニンポ
リマーを担持せしめる方法は、前記フタロシアニンポリ
マーを合成すると同時に担持せしめるような方法であれ
ばいがなるものでもよい。
金属フタロシアニンポリマーを担持せしめたものである
が、前記電極集電体材料にこのようなフタロシアニンポ
リマーを担持せしめる方法は、前記フタロシアニンポリ
マーを合成すると同時に担持せしめるような方法であれ
ばいがなるものでもよい。
たとえば、前記電極集電体材料に、ピロメリットニトリ
ル、ピロメリットアミド、ピロメリット酸二無水物の一
種以上、コバルト、銅、ニッケル、モリブデン、マンガ
ン、スズよりなる群より選択された一種以上の金属の化
合物（たとえば、塩化物）、鉄化合物（たとえば、塩化
物）および尿素、さらに必要ならば合成触媒としてモリ
ブデン酸アンモニウム等を混合し、窒素、アルゴン、ヘ
リウム等の非反応性ガス気流下で、複数種金属フタロシ
アニンポリマーを合成すると同時に前記電極集電体材料
に担持せしめることができる。
ル、ピロメリットアミド、ピロメリット酸二無水物の一
種以上、コバルト、銅、ニッケル、モリブデン、マンガ
ン、スズよりなる群より選択された一種以上の金属の化
合物（たとえば、塩化物）、鉄化合物（たとえば、塩化
物）および尿素、さらに必要ならば合成触媒としてモリ
ブデン酸アンモニウム等を混合し、窒素、アルゴン、ヘ
リウム等の非反応性ガス気流下で、複数種金属フタロシ
アニンポリマーを合成すると同時に前記電極集電体材料
に担持せしめることができる。
前記ピロメリットニトリル、ピロメリットアミド、ピロ
メリット酸二無水物の一種以上は好ましくは、混合物全
体を基準（以下間し）とし、１０重景％以上であるのが
よい。１０重量％未満であると、良好な性能の電池が得
にくくなるからである。
メリット酸二無水物の一種以上は好ましくは、混合物全
体を基準（以下間し）とし、１０重景％以上であるのが
よい。１０重量％未満であると、良好な性能の電池が得
にくくなるからである。
サラニ、コバルト、銅、ニッケル、モリブデン、マンガ
ン、スズよりなる群より選択された一種以上の金属化合
物及び鉄化合物は前記ピロメリットニトリル、ピロメリ
ットアミ１ご、ピロメリット酸二無水物の一種以上等と
反応して、複数種金属フタロシアニンポリマーを形成す
るものであればいかなるものでもよい。たとえば、塩化
物として混合することができる。このような金属化合物
及び鉄化合物の混合量は、好ましくは３．５重量％以上
である。３．５重量％未満であると、前述の好ましい担
持量 ４．６ ｘｌｏ−’ ｇ／ｃｎｌ 以上の複数
種フタロシアニンポリマーが得られに＜＜、良好な性能
の電池を得るのが困難となる。
ン、スズよりなる群より選択された一種以上の金属化合
物及び鉄化合物は前記ピロメリットニトリル、ピロメリ
ットアミ１ご、ピロメリット酸二無水物の一種以上等と
反応して、複数種金属フタロシアニンポリマーを形成す
るものであればいかなるものでもよい。たとえば、塩化
物として混合することができる。このような金属化合物
及び鉄化合物の混合量は、好ましくは３．５重量％以上
である。３．５重量％未満であると、前述の好ましい担
持量 ４．６ ｘｌｏ−’ ｇ／ｃｎｌ 以上の複数
種フタロシアニンポリマーが得られに＜＜、良好な性能
の電池を得るのが困難となる。
また反応物質の一フである尿素は好ましくは、０．６重
量％以上添加する。０．６重量％未満であると前記金属
化合物、鉄化合物、ピロメリット系化合物の場合と同様
に、本発明の効果を享受するのが困難となるからである
。
量％以上添加する。０．６重量％未満であると前記金属
化合物、鉄化合物、ピロメリット系化合物の場合と同様
に、本発明の効果を享受するのが困難となるからである
。
このような混合物に、任意にモリブデン酸アンモニウム
等の合成触媒を添加してもよい。
等の合成触媒を添加してもよい。
前記のような混合物を窒素、アルゴンガス、ヘリウム等
の非反応性ガス雰囲気下において反応させ、金属フタロ
シアニンポリマー及び鉄フタロシアニンポリマーを合成
すると共に、前記電極集電体祠料に担持せしめる。
の非反応性ガス雰囲気下において反応させ、金属フタロ
シアニンポリマー及び鉄フタロシアニンポリマーを合成
すると共に、前記電極集電体祠料に担持せしめる。
前記の製造方法において、合成担持条件は、電極特性が
連続的に変化するため、必ずしも明瞭ではないが、３０
０°Ｃ以上の温度で、２０時間以上であるのがよい。こ
のような範囲を外れると、金属フクロシアニンポリマー
が生成しにくいからである。
連続的に変化するため、必ずしも明瞭ではないが、３０
０°Ｃ以上の温度で、２０時間以上であるのがよい。こ
のような範囲を外れると、金属フクロシアニンポリマー
が生成しにくいからである。
次ぎに本発明における正極の構造を図面により説明する
。
。
第１図は本発明における正極（空気極または酸素極）の
構造を一具体例を示した断面概略図であり、１は電極材
料層、２はニッケル性網、３は疎水性多孔質層である。
構造を一具体例を示した断面概略図であり、１は電極材
料層、２はニッケル性網、３は疎水性多孔質層である。
この空気極を電池に組み込むに当たっては、電極材料層
１が電解質に、疎水性多孔質層３がガスに接するように
向きを定める。この結果、電極材料層１中に電解質、ガ
ス及び電極粉体の三相界面が形成される。なお、ニッケ
ル性網２は電極材料層１および疎水性多孔質層３の支持
体および集電体として設けられる。前記疎水性多孔質層
３は、電解質側に設Ｌ−１られた電極材料層１と同様の
材料を使用するが、電極材料層１に比べて撥水剤の割合
を高め（または撥水剤のみで構成してもよい。
１が電解質に、疎水性多孔質層３がガスに接するように
向きを定める。この結果、電極材料層１中に電解質、ガ
ス及び電極粉体の三相界面が形成される。なお、ニッケ
ル性網２は電極材料層１および疎水性多孔質層３の支持
体および集電体として設けられる。前記疎水性多孔質層
３は、電解質側に設Ｌ−１られた電極材料層１と同様の
材料を使用するが、電極材料層１に比べて撥水剤の割合
を高め（または撥水剤のみで構成してもよい。
この場合、撥水効果のみで反応には全く関与しない）、
かつ多孔度を大とする。
かつ多孔度を大とする。
次ぎに、本発明を実施例によって説明するが、本発明は
これにより何等限定されるものではない。
これにより何等限定されるものではない。
なお、実施例における電極電位の電流依存性の測定では
、いずれも飽和カロメル電極（ＳＣＥ）を参照電極とし
てこれを基準に電位を評価した。測定は２０〜２５°Ｃ
の室温中で行った。
、いずれも飽和カロメル電極（ＳＣＥ）を参照電極とし
てこれを基準に電位を評価した。測定は２０〜２５°Ｃ
の室温中で行った。
実施例１
ピロメリットニトリル ４ｇ、尿素 ０．４ ｇ、と目
的とする複数の金属フタロシアニンポリマーをえるに必
要な各金属塩化物を、下記の第１表に記載した量添加し
、これに合成用触媒として、モリブデン酸アンモニウム
（（ＮＨ４） ａ ＮＨ７０２４・４１１ｓＯ） ０
．１ｇ、さらに炭素粉末（２００メツシュ通過） １
ｇ、アセチレンブランク ３ｇ、ケッチェンブラックＥ
、Ｃ，４ｇ の電極構成材料を乳鉢でよく混合し、セ
パラブルフラスコ中、Ｎ２雰囲気下で、５００℃、４０
時間加熱した。
的とする複数の金属フタロシアニンポリマーをえるに必
要な各金属塩化物を、下記の第１表に記載した量添加し
、これに合成用触媒として、モリブデン酸アンモニウム
（（ＮＨ４） ａ ＮＨ７０２４・４１１ｓＯ） ０
．１ｇ、さらに炭素粉末（２００メツシュ通過） １
ｇ、アセチレンブランク ３ｇ、ケッチェンブラックＥ
、Ｃ，４ｇ の電極構成材料を乳鉢でよく混合し、セ
パラブルフラスコ中、Ｎ２雰囲気下で、５００℃、４０
時間加熱した。
その後、さらに５５０℃に温度をあげ、さらに２時間加
熱した。
熱した。
得られた粉末は、メタノールとピリジンでソ・７クスレ
ー抽出により精製した。乾燥の後、得られｋｍ体 ４．
５ ｇとテフロンエマルジョン１テフロン ６０％含有
）２．５ｇとをよく混練し、ロールを用いてシート状に
する。シートを３０分間程度空気中で乾燥した後、シー
トの片側にＮｉ製網（５０メソシユ）を置き、さらにそ
の上に多孔質テフロンシートを置いて、２５０℃の温度
、１００ ｋｇ／Ｃイの圧で３０分間ボッ１−プレスす
る。空気中で冷却し、直径３０鰭の円形に切り出して空
気極を製造した。
ー抽出により精製した。乾燥の後、得られｋｍ体 ４．
５ ｇとテフロンエマルジョン１テフロン ６０％含有
）２．５ｇとをよく混練し、ロールを用いてシート状に
する。シートを３０分間程度空気中で乾燥した後、シー
トの片側にＮｉ製網（５０メソシユ）を置き、さらにそ
の上に多孔質テフロンシートを置いて、２５０℃の温度
、１００ ｋｇ／Ｃイの圧で３０分間ボッ１−プレスす
る。空気中で冷却し、直径３０鰭の円形に切り出して空
気極を製造した。
第１表
電解質として、ＩＮ ＫＯ）Ｉを使用し、亜鉛を負極
として空気電池を構成し、空気中で空気極の電極電位（
Ｅ、対ＳＣＥ以下同様）の電流密度依存性を調べた。
として空気電池を構成し、空気中で空気極の電極電位（
Ｅ、対ＳＣＥ以下同様）の電流密度依存性を調べた。
さらに比較のため上記方法により担持されたＦｅＭｏフ
タロシアニンポリマーと同量のＦｅフタロシアニンモノ
マー、Ｆｅフタロシアニンポリマーを炭素粉末 １ｇ、
アセチレンブラック ３ｇ、ケッチェンブランクＥ、Ｃ
，４ｇの炭素材料粉体に担持させ、この混合粉体 ４．
５ｇとテフロンエマルジョン ２．５ｇとから上記方法
と同様にして作製した空気極の電極電位の電流密度依存
性も同時に調べた。
タロシアニンポリマーと同量のＦｅフタロシアニンモノ
マー、Ｆｅフタロシアニンポリマーを炭素粉末 １ｇ、
アセチレンブラック ３ｇ、ケッチェンブランクＥ、Ｃ
，４ｇの炭素材料粉体に担持させ、この混合粉体 ４．
５ｇとテフロンエマルジョン ２．５ｇとから上記方法
と同様にして作製した空気極の電極電位の電流密度依存
性も同時に調べた。
結果を第２図に示す。すなわち、第２図は本実施例にお
りる空気極の電流密度と電極電位の関係を示したグラフ
であり、Ａ−Ｆはそれぞれ本実施例に示した各種フタロ
シアニンポリマー担持の場合であり、ＡはＦｅＣｏフタ
ロシアニンポリマー、ＢはＦｅＣｕフタロシアニンポリ
マー、ＣはＦｅＮｉフタロシアニンポリマー、ＤはＦｅ
Ｍｎフタロシアニンポリマー、ＥはＦｅＭｏフタロシア
ニンポリマー、ＦはＦｅＳｎフタロシアニンポリマーの
場合である。
りる空気極の電流密度と電極電位の関係を示したグラフ
であり、Ａ−Ｆはそれぞれ本実施例に示した各種フタロ
シアニンポリマー担持の場合であり、ＡはＦｅＣｏフタ
ロシアニンポリマー、ＢはＦｅＣｕフタロシアニンポリ
マー、ＣはＦｅＮｉフタロシアニンポリマー、ＤはＦｅ
Ｍｎフタロシアニンポリマー、ＥはＦｅＭｏフタロシア
ニンポリマー、ＦはＦｅＳｎフタロシアニンポリマーの
場合である。
第２図によると、本実施例で示された合成と同時に担持
する方法によって各金属フタロシアニンポリマーの担持
された場合の平衡電位、５０ｍＡ／己、１００ｍＡ／ｃ
＋ｄ通電時の電位は第２表のようになった。
する方法によって各金属フタロシアニンポリマーの担持
された場合の平衡電位、５０ｍＡ／己、１００ｍＡ／ｃ
＋ｄ通電時の電位は第２表のようになった。
第２表
ＰＣ：フタロシアニン
第２図から明らかなように、従来の方法により担持され
たＦｅフタロシアニンモノマーやＦｅフタロシアニンポ
リマーの場合に比し、合成と同時に担持する方法によっ
て上記各種金属フタロシアニン″ポリマーを担持した本
発明のリヂウム電池は、平衡電位が高く、かつ分極が小
さく大電流密度領域でも電位の大幅な低下が見られず安
定している。
たＦｅフタロシアニンモノマーやＦｅフタロシアニンポ
リマーの場合に比し、合成と同時に担持する方法によっ
て上記各種金属フタロシアニン″ポリマーを担持した本
発明のリヂウム電池は、平衡電位が高く、かつ分極が小
さく大電流密度領域でも電位の大幅な低下が見られず安
定している。
実施例２
ピロメリットニトリル ４ｇと尿素 ０．４ｇ及び第３
表に示す重量のＦｅＣｌ ２とＭｏＣ１２の各出発物質
と、炭素粉末 １ｇ、アセチレンブラック ３ｇ、ケッ
チェンブランクＥ、Ｃ，４ｇの電極構成材料を乳鉢でよ
く混合し、実施例１と同様な方法で第３表に示す異なる
Ｆｅ／Ｍｏ比の鉄−モリブデンフタロシアニンポリマー
を担持した電極構成材料を得た。
表に示す重量のＦｅＣｌ ２とＭｏＣ１２の各出発物質
と、炭素粉末 １ｇ、アセチレンブラック ３ｇ、ケッ
チェンブランクＥ、Ｃ，４ｇの電極構成材料を乳鉢でよ
く混合し、実施例１と同様な方法で第３表に示す異なる
Ｆｅ／Ｍｏ比の鉄−モリブデンフタロシアニンポリマー
を担持した電極構成材料を得た。
得られた電極構成材料 ４．５ｇとテフロンエマルジョ
ン ２．５ｇとから実施例１と同様の工程で空気極を作
製し、電極電位の電流依存性を調べた。
ン ２．５ｇとから実施例１と同様の工程で空気極を作
製し、電極電位の電流依存性を調べた。
第３表
結果を第３図にしめす。即ち、第３図は本実施例におけ
る空気極の電極電位の関係を示したグラフであり、Ｇ−
には本実施例におけるそれぞれ第３表に示したような異
なるＦｅｌＭｏ比のＦｅＦＩｏフタロシアニンポリマー
担持の場合である。
る空気極の電極電位の関係を示したグラフであり、Ｇ−
には本実施例におけるそれぞれ第３表に示したような異
なるＦｅｌＭｏ比のＦｅＦＩｏフタロシアニンポリマー
担持の場合である。
第３図によると異なるＦｅ／Ｍｏ比にＦｅＭｏフタロシ
アニンポリマー担持の空気極の平衡電位及び５０ｍΔ／
ｃｆ、 １００ ｍＡ／ｃ１１通電時の電通電子れぞれ
下記の第４表のようになった。
アニンポリマー担持の空気極の平衡電位及び５０ｍΔ／
ｃｆ、 １００ ｍＡ／ｃ１１通電時の電通電子れぞれ
下記の第４表のようになった。
第４表
以上説明したように、出発物質と電極を構成する炭素材
料等とを混合し、鉄およびコバルト、銅、ニッケル、マ
ンガン、モリブデン、スズの一種以上の金属の複数の金
属を中心金属とするフタロシアニンポリマーを合成と同
時に担持させる方法により製造された本発明における正
極（空気極または酸素極）は、触媒を外部から担持する
工程を省略することができ、製造が簡便になるばかりで
なく、有効にしてかつ十分な量の触媒を効率良く構成材
料中に担持することが可能となるという利点がある。ま
た本発明による電極によれば、分極が小さく、大電流領
域においても電位低下がほとんどおこらないなど、従来
に比して優れた効果を発揮する。このため、この電極を
正極として組み込んだ燃料電池および空気電池は大電流
の取得ができ、また、より一層の高エネルギー密度化が
可能であり、従来に比し、極めて高い実用価値を期待で
きる。
料等とを混合し、鉄およびコバルト、銅、ニッケル、マ
ンガン、モリブデン、スズの一種以上の金属の複数の金
属を中心金属とするフタロシアニンポリマーを合成と同
時に担持させる方法により製造された本発明における正
極（空気極または酸素極）は、触媒を外部から担持する
工程を省略することができ、製造が簡便になるばかりで
なく、有効にしてかつ十分な量の触媒を効率良く構成材
料中に担持することが可能となるという利点がある。ま
た本発明による電極によれば、分極が小さく、大電流領
域においても電位低下がほとんどおこらないなど、従来
に比して優れた効果を発揮する。このため、この電極を
正極として組み込んだ燃料電池および空気電池は大電流
の取得ができ、また、より一層の高エネルギー密度化が
可能であり、従来に比し、極めて高い実用価値を期待で
きる。
第１図は本発明における正極構造の一興体例を示した概
略断面図、第２図、第３図はそれぞれ本発明の時の空気
極について電流密度と電極電位の関係を示したグラフで
ある。 １・・・電極材料層、２・・・ニッケル製網、３・・・
疎水性多孔質層。 出願人代理人 雨 宮 正 季３５６− 第 １ 図
略断面図、第２図、第３図はそれぞれ本発明の時の空気
極について電流密度と電極電位の関係を示したグラフで
ある。 １・・・電極材料層、２・・・ニッケル製網、３・・・
疎水性多孔質層。 出願人代理人 雨 宮 正 季３５６− 第 １ 図
Claims (1)
- 電極集電体材料に対し、コバルト、銅、ニッケル、モリ
ブデン、マンガン、スズより成る群より選択された一種
以上と鉄の複数の中心金属をポリマー分子中に有する金
属フタロシアニンポリマーを合成点同時に担持せしめた
ことを特徴とする燃料電池・空気電池用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58011893A JPS59138066A (ja) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | 燃料電池・空気電池用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58011893A JPS59138066A (ja) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | 燃料電池・空気電池用電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59138066A true JPS59138066A (ja) | 1984-08-08 |
| JPH04348B2 JPH04348B2 (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=11790405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58011893A Granted JPS59138066A (ja) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | 燃料電池・空気電池用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59138066A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60163287A (ja) * | 1984-02-01 | 1985-08-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 記録再生装置の誤消去防止装置 |
| JPH0337681U (ja) * | 1989-08-10 | 1991-04-11 | ||
| US7538061B2 (en) * | 2001-05-18 | 2009-05-26 | Shell Oil Company | One-step production of 1,3-propanediol from ethylene oxide and syngas with a cobalt-iron catalyst |
| JP2011516254A (ja) * | 2008-04-07 | 2011-05-26 | アクタ ソシエタ ペル アチオニ | 高性能ＯＲＲ（酸化還元反応）ＰＧＭ（Ｐｔ族金属）フリー触媒 |
| JP2012084490A (ja) * | 2010-10-15 | 2012-04-26 | Toyota Motor Corp | リチウムガス電池 |
| WO2019138960A1 (ja) * | 2018-01-11 | 2019-07-18 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 炭素系材料、電極触媒、及び炭素系材料の製造方法 |
-
1983
- 1983-01-26 JP JP58011893A patent/JPS59138066A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60163287A (ja) * | 1984-02-01 | 1985-08-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 記録再生装置の誤消去防止装置 |
| JPH0337681U (ja) * | 1989-08-10 | 1991-04-11 | ||
| US7538061B2 (en) * | 2001-05-18 | 2009-05-26 | Shell Oil Company | One-step production of 1,3-propanediol from ethylene oxide and syngas with a cobalt-iron catalyst |
| JP2011516254A (ja) * | 2008-04-07 | 2011-05-26 | アクタ ソシエタ ペル アチオニ | 高性能ＯＲＲ（酸化還元反応）ＰＧＭ（Ｐｔ族金属）フリー触媒 |
| JP2012084490A (ja) * | 2010-10-15 | 2012-04-26 | Toyota Motor Corp | リチウムガス電池 |
| WO2019138960A1 (ja) * | 2018-01-11 | 2019-07-18 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 炭素系材料、電極触媒、及び炭素系材料の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04348B2 (ja) | 1992-01-07 |
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