JPS5970785A - イオン交換膜、電極接合体及びその製造法 - Google Patents
イオン交換膜、電極接合体及びその製造法Info
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- JPS5970785A JPS5970785A JP57180037A JP18003782A JPS5970785A JP S5970785 A JPS5970785 A JP S5970785A JP 57180037 A JP57180037 A JP 57180037A JP 18003782 A JP18003782 A JP 18003782A JP S5970785 A JPS5970785 A JP S5970785A
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- cathode
- alloy
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- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (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】
本発明は水電解用陰極の製造法、特には低電圧で水電解
が可能な電極触媒−イオン膜接合体とその製造法に関す
る。
が可能な電極触媒−イオン膜接合体とその製造法に関す
る。
水素は、最近のエネルギー事情を反映し石油に代る新し
いエネルギー源として多方面から注目されている。そし
て、水素の工業的製造方法としては大別して水電解法と
コークスや石油のガス化法が挙げられる。前者の方法は
、原料として入手し易い水が用いられる反面、多数の電
解設備が必要なこと、電流の過不足に対する適応性が不
充分であること、電解液の炭酸化による劣化や床面積、
設備費などに多くの問題が残されている。他方、後者の
方法は一般に操作が煩雑であると共に設備もかなり大型
なものが要求され、設備費がかなりかかるなどの問題が
ある。
いエネルギー源として多方面から注目されている。そし
て、水素の工業的製造方法としては大別して水電解法と
コークスや石油のガス化法が挙げられる。前者の方法は
、原料として入手し易い水が用いられる反面、多数の電
解設備が必要なこと、電流の過不足に対する適応性が不
充分であること、電解液の炭酸化による劣化や床面積、
設備費などに多くの問題が残されている。他方、後者の
方法は一般に操作が煩雑であると共に設備もかなり大型
なものが要求され、設備費がかなりかかるなどの問題が
ある。
上記の問題を解決する手段として、陽イオン交換膜を用
い電解槽で水を電解し、水素を製造する方法が最近提案
されている。
い電解槽で水を電解し、水素を製造する方法が最近提案
されている。
本発明はこのような陽イオン交換膜を用いる水電解法に
おいて特にラネーニッケル、ラネーコバルト系三成分合
金を陰極用電極触媒として陽イオン交換膜に接合したも
のを発明の主旨とするものである。通常卑金属系電極触
媒としてはニッケル、ニッケル多孔体、ニッケル複合酸
化物などが用いられる。たとえば、本出願人が既に提案
した特開昭５４−１１２７８５号公報で開示される電極
は、それまでに知られた電極に比べて低水素過電圧化及
びその耐久性に関Ｌ７、大きな効果を持つものである。
おいて特にラネーニッケル、ラネーコバルト系三成分合
金を陰極用電極触媒として陽イオン交換膜に接合したも
のを発明の主旨とするものである。通常卑金属系電極触
媒としてはニッケル、ニッケル多孔体、ニッケル複合酸
化物などが用いられる。たとえば、本出願人が既に提案
した特開昭５４−１１２７８５号公報で開示される電極
は、それまでに知られた電極に比べて低水素過電圧化及
びその耐久性に関Ｌ７、大きな効果を持つものである。
しかしながら本発明者等は、更に詳細に検討を加えた結
果、上記公報で開示される電極もある場合には、必ずし
も耐久性が充分でない場合のあることを見出し、この解
決のため鋭意努力した結果本発明を見出すに至ったもの
である。耐久性が損われる原因はニッケル系の電極触媒
に共通したものである。このため本発明の思想は特開昭
５４−１１２７８号公報に記載されている以外のニッケ
ル系電極触媒についても同様に適用できる。
果、上記公報で開示される電極もある場合には、必ずし
も耐久性が充分でない場合のあることを見出し、この解
決のため鋭意努力した結果本発明を見出すに至ったもの
である。耐久性が損われる原因はニッケル系の電極触媒
に共通したものである。このため本発明の思想は特開昭
５４−１１２７８号公報に記載されている以外のニッケ
ル系電極触媒についても同様に適用できる。
また本発明は電極触媒とイオン膜との直接接合体の場合
にもニッケル系触媒が有する同様な欠点が見出されるの
で本改善が効果的である。
にもニッケル系触媒が有する同様な欠点が見出されるの
で本改善が効果的である。
イオン膜の各側に電極触媒を付着接合せしめて水電解を
行ういわゆるＳＰＥ水電解はすでに述べたように従来の
アスベストを隔膜として用いる方法に代替し得る新しい
省エネルギータイプの水素製造法である。そしてこの型
の電解方式においては陰極として上述の如き低水素過電
圧陰極が好ましく用いられるが、上記電解は運転の途中
、種々の理由により運転を停止することがあり、この場
合、運転を再開すると水素過電圧の上昇することが認め
られた。本発明者等はこの現象について深く追求した結
果、電極活性成分であるラネーニッケル粒子あるいはラ
ネーコバルト粒子のニッケルあるいはコバルトが水酸化
ニッケルあるいけ水酸化コバルトに変質することにより
電極活性が劣化する（即ち、水素過電圧が上昇する）こ
とを見出したもので、この変質を防止するのに、ニッケ
ル、コバルト等の第一の成分とアルミニウム、 亜鉛、
？グネシウム、シリコン等の第二の成分とからなる公
知の金属粒子に第三の特定の成分を含有せしめることが
著しい効果をもたらすことを見出し、本発明を完成した
もので、本発明は、電極活性金属粒子がニッケル及び／
又はコバルトからなる成分Ｘ１アルミニウム、亜鉛、シ
リコンマグネシウムから選ばれる成分Ｙ、及び周期律表
第■族金属から選はれる成分Ｚが、第１図の点Ａ、 Ｂ
。
行ういわゆるＳＰＥ水電解はすでに述べたように従来の
アスベストを隔膜として用いる方法に代替し得る新しい
省エネルギータイプの水素製造法である。そしてこの型
の電解方式においては陰極として上述の如き低水素過電
圧陰極が好ましく用いられるが、上記電解は運転の途中
、種々の理由により運転を停止することがあり、この場
合、運転を再開すると水素過電圧の上昇することが認め
られた。本発明者等はこの現象について深く追求した結
果、電極活性成分であるラネーニッケル粒子あるいはラ
ネーコバルト粒子のニッケルあるいはコバルトが水酸化
ニッケルあるいけ水酸化コバルトに変質することにより
電極活性が劣化する（即ち、水素過電圧が上昇する）こ
とを見出したもので、この変質を防止するのに、ニッケ
ル、コバルト等の第一の成分とアルミニウム、 亜鉛、
？グネシウム、シリコン等の第二の成分とからなる公
知の金属粒子に第三の特定の成分を含有せしめることが
著しい効果をもたらすことを見出し、本発明を完成した
もので、本発明は、電極活性金属粒子がニッケル及び／
又はコバルトからなる成分Ｘ１アルミニウム、亜鉛、シ
リコンマグネシウムから選ばれる成分Ｙ、及び周期律表
第■族金属から選はれる成分Ｚが、第１図の点Ａ、 Ｂ
。
Ｃ，Ｄ及びＥ で囲まれる範囲にある合金である高耐久
性低水素過電圧電極触媒 Ａ：Ｘ＝＝９９ｓル％ Ｙ＝ ０ｗ１％
Ｚ＝ １ｗｔ％Ｅ ： Ｘ ＝ ７９ｖｔｔ４
Ｙ ＝ ２０ｗｔ％ Ｚ ＝ １ｗｔ％ｃ ： ｘ
＝ ５Ｃ１ｗｔ％ ｙ ＝ ２Ｑｗｔ％ ｚ ＝
５ｏｖｔ％Ｄ：Ｘ＝４汁１４ ｙ＝１６吋％ Ｚ＝
４２ｗｔ％Ｅ：Ｘ＝５０ｗｔｑ６Ｙ＝Ｏｗｔ％ ｚ ＝
ｓｏｗｔ％がイオン膜に接合されている膜−電極触媒
接合体であり、その製法においてニッケル及び／又はコ
バルトからなる成分Ｘ１アルミニウム、亜鉛、マグネシ
ウムシリコンから選ばれル成分Ｙ及び周期律表第■族金
属から選ばれる成分Ｚが、第２図の点Ａ’、 Ｂ’、
Ｃ’、 Ｄ’及びＥ′で囲まれる範囲にある合金からな
る該電極活性金属粒子を陰極としてイオン膜に圧着せし
めて接合することを特徴とする高耐久性水電解用イオン
膜−電極触媒接合体の製法 Ａ’ ： Ｘ＝５９ｗｔ％ ｙ＝４ｏｗｔ４ ｚ
＝ １ｗｔｆ６Ｅ’ ： Ｘ＝３５ｗｔ％ Ｙ＝４
０ｖｔ％ Ｚ＝２５ｗｔ％を要旨とするものである。
性低水素過電圧電極触媒 Ａ：Ｘ＝＝９９ｓル％ Ｙ＝ ０ｗ１％
Ｚ＝ １ｗｔ％Ｅ ： Ｘ ＝ ７９ｖｔｔ４
Ｙ ＝ ２０ｗｔ％ Ｚ ＝ １ｗｔ％ｃ ： ｘ
＝ ５Ｃ１ｗｔ％ ｙ ＝ ２Ｑｗｔ％ ｚ ＝
５ｏｖｔ％Ｄ：Ｘ＝４汁１４ ｙ＝１６吋％ Ｚ＝
４２ｗｔ％Ｅ：Ｘ＝５０ｗｔｑ６Ｙ＝Ｏｗｔ％ ｚ ＝
ｓｏｗｔ％がイオン膜に接合されている膜−電極触媒
接合体であり、その製法においてニッケル及び／又はコ
バルトからなる成分Ｘ１アルミニウム、亜鉛、マグネシ
ウムシリコンから選ばれル成分Ｙ及び周期律表第■族金
属から選ばれる成分Ｚが、第２図の点Ａ’、 Ｂ’、
Ｃ’、 Ｄ’及びＥ′で囲まれる範囲にある合金からな
る該電極活性金属粒子を陰極としてイオン膜に圧着せし
めて接合することを特徴とする高耐久性水電解用イオン
膜−電極触媒接合体の製法 Ａ’ ： Ｘ＝５９ｗｔ％ ｙ＝４ｏｗｔ４ ｚ
＝ １ｗｔｆ６Ｅ’ ： Ｘ＝３５ｗｔ％ Ｙ＝４
０ｖｔ％ Ｚ＝２５ｗｔ％を要旨とするものである。
ここで、第１図は、ニッケル及び／又はコバルトからな
る成分Ｘ１アルミニウム、亜鉛、マグネシウムから選ば
れる成分Ｙ及び周期律表第■族金属から選ばれる成分Ｚ
の三成分ダイアグラムであって、本発明陰極における金
属粒子の合金組成は第１図の点Ａ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄ、
Ｋ で囲まれる範囲のものであることが必要である。
る成分Ｘ１アルミニウム、亜鉛、マグネシウムから選ば
れる成分Ｙ及び周期律表第■族金属から選ばれる成分Ｚ
の三成分ダイアグラムであって、本発明陰極における金
属粒子の合金組成は第１図の点Ａ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄ、
Ｋ で囲まれる範囲のものであることが必要である。
好ましくは、Ｆ、 Ｇ、 Ｈ，Ｅの範囲である。ここで
点Ｆ、 Ｇ。
点Ｆ、 Ｇ。
ＨのＸ、 Ｙ、 Ｚ の成分の量は、各ｋ （９５，
０，５）。
０，５）。
（８５，１０，５）、（４（Ｓ、１０．４４） であ
る。
る。
本発明の効果は合金組成の１成分として周期律表第■族
金属が包含されることによるものであるが、何故に、第
■族金属の包含がニッケルまたはコバルトの水酸化物生
成を阻止しうるのか詳細については未だ解明されていな
い。しかしながら、本発明者等は、第■族金属の内でも
チタニウム、スズジルコニウムが本発明の効果を奏する
のに最適であるとの知見を得ている。
金属が包含されることによるものであるが、何故に、第
■族金属の包含がニッケルまたはコバルトの水酸化物生
成を阻止しうるのか詳細については未だ解明されていな
い。しかしながら、本発明者等は、第■族金属の内でも
チタニウム、スズジルコニウムが本発明の効果を奏する
のに最適であるとの知見を得ている。
即ち、第■族金属の内でもチタニウム、スズジルコニウ
ムを用いる時には、より激しい環境条件においてもより
長期にわたって低水素過電圧を維持することができる。
ムを用いる時には、より激しい環境条件においてもより
長期にわたって低水素過電圧を維持することができる。
本発明陰極の金属粒子が第１図のＡＢＣＤＥで囲まれる
組成を有することがよいのは、上記範囲以外の組成の粒
子では、長期にわたって水素過電圧を低く維持できなか
ったりすることによる。
組成を有することがよいのは、上記範囲以外の組成の粒
子では、長期にわたって水素過電圧を低く維持できなか
ったりすることによる。
上述の金属粒子の平均粒径は、電極表面の多孔性度及び
後述する電極製造の際の粒子の分散性にも関係するが、
０．１μ〜１００μであれば充分である。
後述する電極製造の際の粒子の分散性にも関係するが、
０．１μ〜１００μであれば充分である。
上記範囲中、電極表面の多孔性等の点から、好ましくは
０．１μ〜５０μ、更に好ましくは０．１μ〜１０μで
ある。
０．１μ〜５０μ、更に好ましくは０．１μ〜１０μで
ある。
更に本発明の粒子は、電極のより低い水素過電圧を達成
するため、表面多孔性であることが好ましい。更には各
粒子の内部まで多孔性になっていることが好ましい。
するため、表面多孔性であることが好ましい。更には各
粒子の内部まで多孔性になっていることが好ましい。
多孔性の程度は、その程度がかなり大きい程好ましいが
、過度に多孔性にすると粒子の機械的強度が低下する為
多孔度（ｐｏｒｏθ１ｔｙ）が２０・〜９０チにするこ
とが好ましい。上記範囲中東に好オしくは３５〜８５％
、特に好ましくけ５０〜８０チである。
、過度に多孔性にすると粒子の機械的強度が低下する為
多孔度（ｐｏｒｏθ１ｔｙ）が２０・〜９０チにするこ
とが好ましい。上記範囲中東に好オしくは３５〜８５％
、特に好ましくけ５０〜８０チである。
尚、上記多孔度とは、公知の水置換法または窒素吸着法
によって測定される値である。
によって測定される値である。
多孔性にする方法としては種々の方法が採用できるが、
例えば成分Ｘ、 Ｙ、 Ｚからなる合金から、成分Ｙの
金属の一部又は全部を除去して多孔性にする方法が好ま
しい。
例えば成分Ｘ、 Ｙ、 Ｚからなる合金から、成分Ｙの
金属の一部又は全部を除去して多孔性にする方法が好ま
しい。
かかる場合、成分Ｘ、 Ｙ、 Ｚが所定割合に均一に配
合された合金を苛性アルカリ処理して、成分Ｙの金属の
少くとも一部を除去せしめる方法が特に好ましい。本発
明の膜−電極接合体の場合、例えばアルカリ水溶液を電
解して水素を製造する場合には、必ずしも電解槽に装着
される前に苛性アルカリで処理する必要はなく、使用さ
れる陰極液が苛性アルカリ条件であるだめ、電解中に徐
々に成分Ｙの金属が除去され、目的の陰極となりうる。
合された合金を苛性アルカリ処理して、成分Ｙの金属の
少くとも一部を除去せしめる方法が特に好ましい。本発
明の膜−電極接合体の場合、例えばアルカリ水溶液を電
解して水素を製造する場合には、必ずしも電解槽に装着
される前に苛性アルカリで処理する必要はなく、使用さ
れる陰極液が苛性アルカリ条件であるだめ、電解中に徐
々に成分Ｙの金属が除去され、目的の陰極となりうる。
上記金属粒子の組成の組合せとしては各種のものが使用
でき、その代表的なものとしては、Ｎ１−ＡＩ−Ｔｉ、
Ｎｉ−Ａｌ−６ｒｉ、 Ｎｉ−Ｚｎ−Ｔｉ、
Ｎｉ−Ｚｎ−８ｎ。
でき、その代表的なものとしては、Ｎ１−ＡＩ−Ｔｉ、
Ｎｉ−Ａｌ−６ｒｉ、 Ｎｉ−Ｚｎ−Ｔｉ、
Ｎｉ−Ｚｎ−８ｎ。
Ｃｏ−Ａｌ−Ｔｉ、 Ｃｏ−Ａｌ−８ｎ、 Ｃｏ−
Ｚｎ−Ｔｉ、 Ｃ’ｏ−Ｚｎ−８ｎ。
Ｚｎ−Ｔｉ、 Ｃ’ｏ−Ｚｎ−８ｎ。
Ｎｉ−Ｍｇ−Ｔｉ、 Ｎｉ−Ｍｇ−８ｎ、 Ｃｏ−
Ｍｇ−Ｔｉ、 Ｃｏ−Ｍｇ−８ｎなどが考えられる。
Ｍｇ−Ｔｉ、 Ｃｏ−Ｍｇ−８ｎなどが考えられる。
さらにはＴ１ をＺｒにかえたものが考えられる。
この中でも特に好ましい組合せＦｉＮｉ−Ａｌ−Ｔｉ。
ＣＯ−八１−Ｔ１ である。
本発明においては上記の如き合金粒子をイオン交換膜上
に接合するわけであるが、この接合については特別に限
定されるととは必要でなく例えば特開昭５４−１１２３
９８号公報で開示されるような方法が好ましく用いられ
る。
に接合するわけであるが、この接合については特別に限
定されるととは必要でなく例えば特開昭５４−１１２３
９８号公報で開示されるような方法が好ましく用いられ
る。
かような苛性アルカリ処理の条件は、出発金属粒子の組
成によっても異るが、後述するような組成の金属粒子の
場合、苛性アルカリ濃度（ＮａＯＨ換算）１ｏ 〜３５
重量−の１０〜１００℃水溶液に０．５〜３０時間浸漬
することが好ましい。この理由は、成分Ｙはなるべく除
去しやすく、また成分Ｚはなるべく除去されないことを
売件として選定したものである。
成によっても異るが、後述するような組成の金属粒子の
場合、苛性アルカリ濃度（ＮａＯＨ換算）１ｏ 〜３５
重量−の１０〜１００℃水溶液に０．５〜３０時間浸漬
することが好ましい。この理由は、成分Ｙはなるべく除
去しやすく、また成分Ｚはなるべく除去されないことを
売件として選定したものである。
！、た、本発明の場合、金属粒子としては、ニッケル及
び／又はコバルトからなる成分ｘ１アルミニウム、亜鉛
、マグネシウムから選ばれる成分Ｙ及び周期律表第■族
金属から選ばれる成分Ｚが第２図の点Ａ１． Ｂ／、
ｃ／、 ｏｌ及びＥ′で囲まれる範囲の合金であること
が必要である。その理由は、この範囲からはずれると膜
との接合工程での付着量を充分に確保できカかったり、
接合できても付着強度が低かったり、また、アルカリ土
類金属すなわち成分Ｙの溶解抽出後の電極触媒としての
活性が充分でないなどのためである。従って、Ａ′〜Ｅ
′で示される範囲から若干ずれる場合には初期の水素過
電圧が若干高く後述の短絡による酸化に対する抵抗性が
低下するが、大きくずれる場合は低い機械的強度や高い
初期過電圧のため、もはや実用に供することはできない
からである。
び／又はコバルトからなる成分ｘ１アルミニウム、亜鉛
、マグネシウムから選ばれる成分Ｙ及び周期律表第■族
金属から選ばれる成分Ｚが第２図の点Ａ１． Ｂ／、
ｃ／、 ｏｌ及びＥ′で囲まれる範囲の合金であること
が必要である。その理由は、この範囲からはずれると膜
との接合工程での付着量を充分に確保できカかったり、
接合できても付着強度が低かったり、また、アルカリ土
類金属すなわち成分Ｙの溶解抽出後の電極触媒としての
活性が充分でないなどのためである。従って、Ａ′〜Ｅ
′で示される範囲から若干ずれる場合には初期の水素過
電圧が若干高く後述の短絡による酸化に対する抵抗性が
低下するが、大きくずれる場合は低い機械的強度や高い
初期過電圧のため、もはや実用に供することはできない
からである。
かくして、得られたイオン膜−電極触媒接合体はその後
必要に応じ、苛性アルカリ処理（例えば苛性アルカリ水
溶液に浸漬する）して、合金粒子中の成分Ｙの金属の少
なくとも一部を溶出除去せしめ、該粒子を多孔性にする
。
必要に応じ、苛性アルカリ処理（例えば苛性アルカリ水
溶液に浸漬する）して、合金粒子中の成分Ｙの金属の少
なくとも一部を溶出除去せしめ、該粒子を多孔性にする
。
か＼る場合の条件は前述の通りである。
又、粒子として前述した成分ｘ、 ｙ、 ｚの合金を採
用した場合、上述した様な苛性アルカリ処理を行うこと
が好ましいが、か＼る粒子を付着した電極を苛性アルカ
リ処理をせず、そのままアルカリ水電解槽に取り付け、
実際に電解を行ってもよい。
用した場合、上述した様な苛性アルカリ処理を行うこと
が好ましいが、か＼る粒子を付着した電極を苛性アルカ
リ処理をせず、そのままアルカリ水電解槽に取り付け、
実際に電解を行ってもよい。
か＼る場合、電解の過程で成分Ｙの金属が溶出し、電極
の過電圧が低下する。ただし、該溶出した成分Ｙの金属
イオンによって、生成苛性アルカリ水溶液が若干汚染さ
れるが、一般には問題となることはない。
の過電圧が低下する。ただし、該溶出した成分Ｙの金属
イオンによって、生成苛性アルカリ水溶液が若干汚染さ
れるが、一般には問題となることはない。
尚本発明の場合陽極として使用する電極触媒は、特に限
定されることなく、陽極触媒として有効である各種貴金
属、例えばロジウム、イリジウム、白金などでよい。さ
らにはニッケル系電極触媒でもよい。これらが膜に直接
接合されていてもよく、別の芯体上に各種の方法、たと
えば浸漬法、化学メッキ法、電気メツキ法、噴霧法など
によって結合された電極体を用いてもよい。これらは本
水電解法においては酸素過電圧がなるべく低いことが好
ましいことはいうまでもない。また本発明に用いる陽イ
オン交換膜としては公知の含フッ素系陽イオン父換膜が
使用されうるがなかでもイオン交換基としてカルボン酸
基ヲ有するパーフルオロフッ化カーボン膜（例えば特開
昭５１−１４０８９９号、特開昭５２−４８５９８号に
開示されるもの）が耐久性、低電解電圧の観点から特に
好ましい。
定されることなく、陽極触媒として有効である各種貴金
属、例えばロジウム、イリジウム、白金などでよい。さ
らにはニッケル系電極触媒でもよい。これらが膜に直接
接合されていてもよく、別の芯体上に各種の方法、たと
えば浸漬法、化学メッキ法、電気メツキ法、噴霧法など
によって結合された電極体を用いてもよい。これらは本
水電解法においては酸素過電圧がなるべく低いことが好
ましいことはいうまでもない。また本発明に用いる陽イ
オン交換膜としては公知の含フッ素系陽イオン父換膜が
使用されうるがなかでもイオン交換基としてカルボン酸
基ヲ有するパーフルオロフッ化カーボン膜（例えば特開
昭５１−１４０８９９号、特開昭５２−４８５９８号に
開示されるもの）が耐久性、低電解電圧の観点から特に
好ましい。
次に本発明の実施例を挙げて説明する。
実施例 １〜１１
表１に示す組成を有する合金粉末（５００メツシユパス
）を調製し、これの１５７に対し、メチルセルロース２
５Ｆを加え、４５分間混練し、更にシクロヘキサノール
３ｃｃ、シクロヘキザノン１ ｃｃ を加え、１５分
間混練し、触媒ベーストを得た。ＣＦ２ ＝ ＣＦ２
とＣＦ２ ＝ ＣＦＯ（ＣＦ２ ）３ＣＯＯＣＨ３と
の共重合体でイオン交換容量１．９０ｍｅｑ／ｙ樹脂、
膜厚１５ｏμの陽イオン交換膜の片面に上記の合金粉末
をそれぞれ５ ”％’／ｃｒｎ２ ＋スクリーン印刷機
で塗布した。イオン膜の他の側には別に調製し／＋ロジ
ウム黒を３ ｍ１７ｃｍ２塗布した１、つぎにこれを１
５０ ℃、 ２５０ Ｋｙ／ｃｍ２で１０分間プレス
した。１３０ ℃、 １５ ％ＮａＯＨ水溶液で２０
時間加水分解した。こむで電極触媒の一部を剥離して組
成分析した。つぎに集電体としてＮ１ メツシュを用
い、ロジウム黒体を陽極として３５ ％ ＮａＯＨ，９
０℃、 ２０ Ａ／ｄ−の条件で電解を行った。電解
開始後３日目にっぎの短絡試験を実施した。
）を調製し、これの１５７に対し、メチルセルロース２
５Ｆを加え、４５分間混練し、更にシクロヘキサノール
３ｃｃ、シクロヘキザノン１ ｃｃ を加え、１５分
間混練し、触媒ベーストを得た。ＣＦ２ ＝ ＣＦ２
とＣＦ２ ＝ ＣＦＯ（ＣＦ２ ）３ＣＯＯＣＨ３と
の共重合体でイオン交換容量１．９０ｍｅｑ／ｙ樹脂、
膜厚１５ｏμの陽イオン交換膜の片面に上記の合金粉末
をそれぞれ５ ”％’／ｃｒｎ２ ＋スクリーン印刷機
で塗布した。イオン膜の他の側には別に調製し／＋ロジ
ウム黒を３ ｍ１７ｃｍ２塗布した１、つぎにこれを１
５０ ℃、 ２５０ Ｋｙ／ｃｍ２で１０分間プレス
した。１３０ ℃、 １５ ％ＮａＯＨ水溶液で２０
時間加水分解した。こむで電極触媒の一部を剥離して組
成分析した。つぎに集電体としてＮ１ メツシュを用
い、ロジウム黒体を陽極として３５ ％ ＮａＯＨ，９
０℃、 ２０ Ａ／ｄ−の条件で電解を行った。電解
開始後３日目にっぎの短絡試験を実施した。
まず、直流電源による給電を停止するとともに、銅導線
によって陽極、・陰極を電槽外部で接続し、そのま＼約
１５時間放置した。この間陰極から陽極への電流を観測
した。なお、電解停止後約３時間の間陰極液温度を９０
Ｕに保持し、ついで自然放冷した。１５時間の放置冷却
後、電極を取り出して水素過電圧を測定した結果を表１
に示す。これは試験前の性能とほとんど同一である。
によって陽極、・陰極を電槽外部で接続し、そのま＼約
１５時間放置した。この間陰極から陽極への電流を観測
した。なお、電解停止後約３時間の間陰極液温度を９０
Ｕに保持し、ついで自然放冷した。１５時間の放置冷却
後、電極を取り出して水素過電圧を測定した結果を表１
に示す。これは試験前の性能とほとんど同一である。
また、実施例２の電極触媒−膜接合体を、４０チＮａＯ
［（水溶液中に１００℃で１週間浸漬した。
［（水溶液中に１００℃で１週間浸漬した。
空気との接触を充分にさせるため容器深さを７備と浅く
シ、容器上部は開放した。本電極の水素過電圧を浸漬試
験前と後に測定した。水素過電圧は約０．０８Ｖと試験
前後でほとんど変化なかった。
シ、容器上部は開放した。本電極の水素過電圧を浸漬試
験前と後に測定した。水素過電圧は約０．０８Ｖと試験
前後でほとんど変化なかった。
表 １
比較例１〜２
Ｎｉ−Ａｌ、およびＣｏ−Ａｌ 合金粉末を実施例１〜
１１に使用したと同様の方法でイオン膜に接合した。
１１に使用したと同様の方法でイオン膜に接合した。
得られた電極触媒−イオン膜接合体上の金属粒子を一部
剥離して、その組成を調べた。その結果を表２に併記し
た。実施例１〜１１と同様に短絡試験を行い、その前後
での水素過電圧変化を測定した。結果を表２に示す。な
お試験前の水素過電圧は約０．０７Ｖであった。
剥離して、その組成を調べた。その結果を表２に併記し
た。実施例１〜１１と同様に短絡試験を行い、その前後
での水素過電圧変化を測定した。結果を表２に示す。な
お試験前の水素過電圧は約０．０７Ｖであった。
比較例３〜９
合金粉末の組成を表２の比較例３〜９に変えたこと以外
は実施例と同様にして膜−電極接合体を製作した。そし
て実施例と同様にして行った短絡試験の結果を表２に示
した。
は実施例と同様にして膜−電極接合体を製作した。そし
て実施例と同様にして行った短絡試験の結果を表２に示
した。
短絡試験前の水素過電圧は、比較例３〜９について、各
ｋ Ｏ，１７Ｖ、 ０．１８ Ｖ、 ０．２０ Ｖ
。
ｋ Ｏ，１７Ｖ、 ０．１８ Ｖ、 ０．２０ Ｖ
。
０．１６Ｖ、 ０．０９Ｖ、 ０．０８Ｖ、 ０
．０９Ｖであった。
．０９Ｖであった。
表 ２
第１図は、Ｘ ＝ Ｎｉ又はＣｏ、 Ｙ＝Ａ１又はＺｎ
。 Ｚ＝Ｔｉ又はＳｎ の３成分からなるダイヤグラムで
点へ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄ、 ｇ で囲まれる範囲の組成
は本発明の膜接合用電極触媒活性粒子の組成を示す。 第２図は、ｘ＝Ｎｉ又はＣｏ 、 Ｙ ＝ Ａｌ又は
Ｚｎ。 Ｚ ＝Ｔｉ又はＳｎの３成分からなる夕゛イヤグラムで
点Ａ’、 Ｂ’、 Ｃ’、 Ｄ’、 Ｅ’で囲まれる範
囲の組成は、本発明方法に使用される電極活性粒子の組
成範囲を示す。
。 Ｚ＝Ｔｉ又はＳｎ の３成分からなるダイヤグラムで
点へ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄ、 ｇ で囲まれる範囲の組成
は本発明の膜接合用電極触媒活性粒子の組成を示す。 第２図は、ｘ＝Ｎｉ又はＣｏ 、 Ｙ ＝ Ａｌ又は
Ｚｎ。 Ｚ ＝Ｔｉ又はＳｎの３成分からなる夕゛イヤグラムで
点Ａ’、 Ｂ’、 Ｃ’、 Ｄ’、 Ｅ’で囲まれる範
囲の組成は、本発明方法に使用される電極活性粒子の組
成範囲を示す。
Claims (2)
- （１） ニッケル及び／又はコバルトからなる成分Ｘ
１アルミニウム、亜鉛、シリコンマグネシラｌ、から選
ばれる成分Ｙ１及び周期律表第■族金属から選ばれる成
分２が、第１図の点Ａ。 Ｅ、 Ｃ，Ｄ 及びＥで囲まれる範囲にある合金電極
触媒からなる電極活性金属粒子が陰極としてイオン膜に
接合されてなるイオン交換膜、電極接合体。 - （２） ニッケル及び／又はコバルトからなる成分Ｘ
１アルミニウム、亜鉛、マグネシウムシリコンから選ば
れる成分Ｙ及び周期律表第■族金属から選ばれる成分Ｚ
が、第２図の点Ａ′。 Ｂ’、 Ｃ’、 Ｄ’及びＥ′で囲まれる範囲にある合
金からなる電極活性金属粒子を陰極としてイオン膜に圧
着せしめて接合することを特徴とするイオン交換膜、電
極接合体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57180037A JPS5970785A (ja) | 1982-10-15 | 1982-10-15 | イオン交換膜、電極接合体及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57180037A JPS5970785A (ja) | 1982-10-15 | 1982-10-15 | イオン交換膜、電極接合体及びその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5970785A true JPS5970785A (ja) | 1984-04-21 |
| JPH021919B2 JPH021919B2 (ja) | 1990-01-16 |
Family
ID=16076370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57180037A Granted JPS5970785A (ja) | 1982-10-15 | 1982-10-15 | イオン交換膜、電極接合体及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5970785A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017095746A (ja) * | 2015-11-20 | 2017-06-01 | 鈴木 健治 | 水素生成装置および給湯システム |
| JP2020012166A (ja) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | 株式会社グラヴィトン | 電気分解装置及び電極製造方法 |
-
1982
- 1982-10-15 JP JP57180037A patent/JPS5970785A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017095746A (ja) * | 2015-11-20 | 2017-06-01 | 鈴木 健治 | 水素生成装置および給湯システム |
| JP2020012166A (ja) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | 株式会社グラヴィトン | 電気分解装置及び電極製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH021919B2 (ja) | 1990-01-16 |
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