JPS5979977A - 空気極 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気電池や燃料電池などに使用する空気極に関
し、更に詳しくは優れた分極特性を有する空気極に関す
るものである。

従来空気電池や燃料電池などの空気４ケは活性炭などに
酸素還元能力を高めるために金属フタロンアニンなどの
触媒を用いていたが、金属フタロンアニンは水に不溶の
だめ、ギノリンなどの有機溶媒に飽和になるまでに溶解
し、この溶液に活性炭を浸漬し、引上げ乾燥し、有機溶
媒を飛散させて活性炭表面に金属フタロシアニンを触媒
として伺着せしめていだが、溶解度が小さいことから十
分なる触媒量の伺着は困難であった。更に金稙フタロシ
アニンにスルホン基などの水溶性基をつけて、水に可溶
にさせたものを使用して、上述の問題を解消せんとした
ものであるが、金属フタロノアニンのスルホン酸類ハ例
えばアルカリ性の電解液に浸漬ｊ７だ場合に溶出し、触
媒の役目を朱さ々くなる欠点があった。

本発明はかかる問題点を改良ずべく鋭意イＩＩ［究した
結果下記一般式で示される含金属ポリヒドラジノフタロ
シアニンが空気極の触媒として有効なることを見出し１
本発明に至ったものである。

一般式 Ｘ−１’　　ｃ（ｙＮＩｌ−ＮＩＩ２　　）ｎ（式中Ｘ
　ハクロム、鉄、コバルト、ニッケル。

銅をｌ’　ｃはフタロ／アニン残基を、　　ＩＩに１２
へ・４の整数を表わす。） 本発明に使用する含金属ポリヒドラジノフタロ／アニン
は、ヒドラジノ基”昔から強力な還元剤どして使用され
ており、特に過酸化水素（Ｈ２０２）を爆発的に還元す
る性質に着目し、金属フタロシアニンにヒドラジノ基を
導入することにより本来の金属フタロ／アニンが有して
いる過酸化水素を還元する能力を増加する性質を有する
ことが判明した。

即ち、含金属ポリヒドラジノフタロシアニンは相当する
含金属フタロシアニン固廟の還元力と、ヒドラジノ基に
起因する還元力の相乗効果が期待できるものと推考され
る。

次に本発明について詳細に説明する。

含金属ポリヒドラジノフタロ／アニンは相首する金属粉
末または金属の塩とニトロフクール酸類、必要に応じて
無水フタール酸尿素、モリブデン酸アンモンまたはりん
モリブデン酸アンモンを高沸点溶媒中２００℃８時間反
応せしめて、先ず相当する含金属ポリニトロフタロシア
ニンを得る。ニトロフタール酸類としては、３−ニトロ
フタール酸、３−二１・ロ無水フタール酸、４−ニトロ
フタール酸、４−ニトロヅ、ｌ（１、水フクール酸、４
−ニトロフタールイミドが使用できる。最終的にヒドラ
ジノ基を、含金組フタロ／アご７１モルに２ヶ、３ヶ、
４ケ導入するには、ニトロフタ−ル酸と無水フタール酸
の使用モに比ｆ　ｉ　：　１　、　３　：　１および二
トロフタール酸類のみの使用により、ジニトロフタロシ
アニ”　、ｌ”Ｊ　＝　ｌ”フタロ／アニン、テトラニ
トロフタロ／アニンとするものである。

次に含金属ポリニトロフタロノンを濃硫酸に溶解し、水
中に注入して、微粒子化し、硫化ソーダにて常法通り還
元して含金属ポリアミノフタロ７アニンを得る。アミン
基のヒドラジノ基への転換は［理論製造染料化ｉ！３”
’−１（細目１四著。

技報堂）　Ｐ　４６４記載のような４−スルホフェニル
ヒドラジンの製法に準じて行なう。

例えば４．、４’　、　４”、　４”−テトラヒドラン
ノ鉄フタロシアニンは４　、４１　、４１１　、４１１
１−デト２アミノ鉄フタロンアニンをニトロノル硫酸に
１：リジアゾ化し、以下亜硫酸ソーダによってジアゾノ
、（を還元してヒドラジノ基とすることにより得られる
。

その基本骨格の金属フタロ／アニンとし７ては安定ナク
ロムフタロゾアニン、鉄フタロ／アニン、コバルトフタ
ロシアニン、ニッケルフクロ／アニン、銅フタロ７アニ
ンが使用でき／）。炭素体へ本発明の含金属ポリヒドラ
ジノフタロ／アニンの含有方法は次のようにしてイｊな
う。

１）　ファーネスブラック、チャンネルブラック、サー
マルブラックなどのカーボンブラックや来月、木炭、ヤ
シ殻炭、パーム核炭９石炭１石油残ｍ２合成樹脂、有機
廃棄物々どを使用して作られた活性炭、黒鉛などに本発
明の含金属ポリヒドラジノフタロ／アニンを加え。

押出成形、加圧成形などにより容易に空気極を得ること
が出来る。

２）　含金属ポリヒドラジノフタロ／アニンを加えない
で炭素体を成形し９次に含金属、Ｉソリヒドラジノフタ
ロノアニンの分散体を吸着せしめて空気極を得ることも
出来る。

本発明の空気極における含金１クミボリアミノフタロノ
アニンの４１１着量は、空気極としての性能・強度を考
慮すれば０１〜１０１目が望ましい。

以下実施例に従い５本発明を説明するが、実施例中１部
」とあるのは１重量部」を示す。

実施例１゜ ■　４　、４＋、　４１．４１＋１テトラヒドラジノ鉄
フタロシアニンの合成 ４−ニトロフタール□イミド（こればフタールイミドを
混酸によりニトロ化する）、無水塩化第−鉄、尿素、モ
リブデン酸アンモニウムおよびモノクロルナフタリンを
２００℃８時間加熱する。反応後、熱濾過し、不純物を
アセトン抽出して、粗製の４．４１．、４１１．４１１
１テトラニトロ鉄フタロシアニンを得る。（収率８５％
）粗製品をその１０倍量の濃硫酸に溶かし、氷水中に注
入し、濾過、水洗し２，５％硫化ソーダ水溶液に分散せ
しめて、９０〜９５℃加熱して還元する。濾過・水６、
することにより４　、４’、　４”、　４’″テトラア
ミノ鉄フタロシアニンを得る。（収率９０チ）次にこの
テトラアミノ体を濃硫酸に溶解して、ニトロシル硫酸を
加え、氷水に注入してジアゾ化する。以下亜硫酸ソーダ
による常法に従いジアゾ基を還元して、４．４’、４″
　４＋１１テトラヒドラジノ鉄フタロシアニンを得る。

（収率８０％） ■　空気極の製造 ヤシ殻活性炭１０部、黒鉛１０部、熱可塑性樹脂５部、
４．４１．４１＋　、　４１ｎテトラヒドラジノ鉄フタ
ロシアニン１部を混合し、押出成形により直径１０懇の
丸棒を得る。これを２００℃に加熱し、４％の触媒が付
着した空気極を得た。

比較例１゜ 実施例１中の４　、４１．４１１　、４１１１テトラヒ
ドラジノ鉄フタロンアニンの代りに同量の鉄フタロ／１
ニンを使用し、実施例１に準じて空気極を得る。

実施例２゜ ■　６．３１ジヒドラジノコノくルトフタロシアニンの
合成 ５−ニトロフタール酸と無水フタール酸ヲモル比で１：
１になるように混合し、塩化コバルト、尿素、モリブデ
ン酸アンモンおよびモノクロルナフタリンを２００℃８
時間加熱する。反応後熱琥ｆｉ　Ｌ　、不純物をアセト
ン抽出して、粗製の３．３１ジニトロコノ（ル１・７タ
ロシアニンを得る。以下実施例１に準じて反　　駐屯せ
しめて６．６＋ジヒドラジノコバルトフタ　　　〜ロシ
アニンを得、る。　　　　　　　　　　　　　　款■　
空気極の製造　　　　　　　　　　　　　　　流実施例
１の■に準じて触媒を添加しない炭　　　示素体を作り
、これに６．６′ジヒドラジノコノ（ルトフタロシアニ
ンのアルコール分散体を含浸させた空気極を得た。

比較例２゜ 実施例２に準じて６，３１ジヒドラジノコノ（ルトフタ
ロシアニンの代りにコバルトフタロンアニンを同量使用
して空気極を得た。

実施例１．２および比較例１，２の空気極の分極特性を
第１図、第２図に示す。

以上のように本発明４唸÷蛛により得られた空気極は優
れた分極特性を有するものである

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１．比較例１で得られた空気極の分極
曲線であり、第２図は実施例２．比例コで得られた空気
極の分極曲線であり、■■は順に実施例１．比較例１．
実施例２．比、例コで得られた分極曲線を示し、縦軸は
、−電密度（ｍＡ／ｃ＋７　）　、横軸は電位（Ｖ／５
ＯＥ）をすものである。 特許出願人　べんてる株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記一般式で示される含金属ポリヒドラジノフタロノア
   ニンを炭素体に含有せしめることを特徴とする空気極。 一般式 ％式％） （式中、　　、Ｘ　ｕ　クロム、鉄、コバルト、ニッケ
   ル、銅を、Ｐｃはフタロシアニン残基をｌ］は２〜４の
   整数を表わす。）