JPS61130497A

JPS61130497A - ガス拡散電極

Info

Publication number: JPS61130497A
Application number: JP59251735A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Morimoto; 剛森本; Toshiya Matsubara; 俊哉松原; Naoki Yoshida; 直樹吉田
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1984-11-30
Filing date: 1984-11-30
Publication date: 1986-06-18

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】〔産業上の利用分野］本発明は、ガス拡散電極に関し、更に詳しく言えば多孔
性の電極基体にコロイド状の金属を触媒金属として混入
させたガス拡散電極に関する。

［従来の技術］従来より、ガス拡散電極は、水素−酸素燃料電池の燃料
極及び酸化極、空気−亜鉛電池の空気極及び酸化剤極、
ガルバニック方式ガスセンサの構成電極、アルカリ電解
槽のガス透過性陰極などとしての用途が提案され、また
これらの構成形態あるいは製造方法なども種々提案され
ている０例えば、特開昭５６−１２１２０２号公報、特
開昭５７−３０２７０号公報などには、電気絶縁性連続
微細多孔質基材（以下、多孔質基材と略記することがあ
る）に導電性物質粉末を分散混入せしめてなるガス拡散
電極用材料が記載されている。

而して１通常は多孔質基材としてポリテトラフルオロエ
チレン（以下、ＰＴＦＥと略記することがある）の多孔
質体、導電性物質粉末としてカーボンブランク粉末を採
用するのが一般的である。また、ＰＴＦＥ多孔質体とし
ては、特公昭４２−１３５６０．同４２−１４１７８゜
同４８−４４６６４．同５１−１８９９１号公報などに
記載の方法によって製造されるものが好適であるとされ
ている。即ち、先ずＰＴＦＥ未焼結粉末に液状潤滑剤を
混和し、押出し、圧延などにより所望の形状に形成する
。この成形物から液状潤滑剤を抽出、加熱蒸発などによ
り除去し、あるいは除去せずして成形物を少なくとも一
軸方向に延伸する。熱収縮防止状態にてＰＴＦＥの焼結
温度約３２７℃以上に加熱して、延伸した構造を固定す
ると強度の向上したＰＴＦＥ多孔買多孔得体れる。勿論
、一部収縮を許す状態で固定処理しても良い、か覧るＰ
ＴＦＥ多孔質体は、数多の微小結節と各結節から出て結
節相互を三次元的に結合する微細繊維とからなるミクロ
多孔質構造を有しでおり。

その微細繊維径と長さ、結節の大きさやそれらの数は大
きくすることも可能であるため、ガス拡散電極用材料の
多孔質基材として優れた特性を有するものである。

また、カーポンプ・ラック等の導電性物質粉末に活性を
上げるために触媒物質を担持することが考えられ、触媒
物質としては白金等の白金属貴金属の採用が知られてい
る。

そして、白金属貴金属についても種々の改良が加えられ
、例えば白金黒、イリジウム黒等のかなり優れた特性を
もつものも知られている。

しかしながら、電極としての過電圧の大きさ、更には、
その耐久性等の点で未だ充分に満足のいくものは提供さ
れていない。

［発明の解決しようとする問題点］本発明者等は、上記問題点、即ち、未だ充分に満足でき
ない過電圧の点及び耐久性を改善すべく検討を積ねた結
果、触媒物質として特定のものを使用する場合に目的を
達しうろことを見出したも・のでおる。

［問題を解決するための手段］かくして１本発明は導電性の多孔質基体に電気化学的触
媒活性のある金属コロイドを付着せしめたことを特徴と
するガス拡散電極を要旨とするものである。

本発明において、導電性の多孔質基体としては電気絶縁
性連続微細多孔質基材にカーボン粉末を分散混入せしめ
たものが好ましい。

本発明において、前記多孔質基材としては、電気絶縁性
材料からなる各種多孔質体が採用されるが、通常はポリ
テトラフルオロエチレンからなるものが最適なものとし
て例示される。そしてＰＴＦＥ多孔質基材としては、前
記の如き延伸により微細孔を生成させた微細繊維と該繊
維によって相互に連結された微小結節とからなるミクロ
構造を有する多孔質基材が最適である。か〜る特定のＰ
ＴＦＥ多孔質基材は、微小結節と微細繊維の三次元網状
的結合で構成されているため、空隙率が高く全体に良好
なガス透過性を具備する。また、微小結節相互間の空隙
を数多の微細繊維が三次元網状に張りめぐらされている
ので、多孔質基材各部の空隙又は孔寸法にムラがなく、
且つＰＴＦＥ固有の強い撥水性により全体に各部均一で
上方な撥水性及び耐透水性を示す、更に、特定のミクロ
構造により、薄肉で且つ機械的強度の優れたものとする
ことができ、シート状物に限らずチューブ状。

円筒状、ロッド状などの各種形状物、あるいは大型のも
のも採用可能であり、軽比重の利点もある。

本発明においては、電気化学的触媒活性のある金属コロ
イドは、前記カーボン粉末に担持され、このカーボン粉
末が電気絶縁性Ｊ１！続微細多孔質基材に分散混入され
ているものが好ましい。

か−る分散混入の態様も種々例示され得る。

例えば、多孔質基材の多孔性空間内に上記特定のカーボ
ン粉末の分散液を含浸せしめて乾燥するなどの方法で、
多孔性空間内に保持せしめることも可能であるが、本発
明においては多孔質基材の肉質部に特定カーボン粉末を
分散混入せしめる態様が好適である。特に、前記特定の
ＰＴＦＥ多孔質基材の場合には、微小結節に特定カーボ
ン粉末を含有せしめ、か−る各結節が互いに一部におい
て接触あるいは連続化する如き態様の採用が好適である
。かへる分散混入の態様によれば、全体が良好な電子伝
導性を具備することになり、また性能保持の点でも有利
となる。更に、各微細繊維には特定カーボン粉末が実質
的に含まれず、そのため各微細繊維部分はＰＴＦＥ固有
の強い撥水性を保持することになる。

本発明において、特に好適なガス拡散電極用材料の態様
は、ＰＴＦＥの数多の微小結節と各結節から出て結節相
互を三次元的に結合するＰＴＦＥの微細繊維とからなり
、且つ各結節が互いに一部において接触あるいは連続化
しているＰＴＦＥ多孔質基材の前記微小結節に、特定の
カーボン粉末が含有せしめられているものである。か−
る態様の電極用材料は、前述の公報などに教示されてい
る特殊ミクロ多孔質構造のＰＴＦＥ多孔質多孔装体方法
を応用することにより、下記（１）〜（４）のような手
順で円滑有利に製造可能である。

（１）ＦＴＦＥ＠粉末、特定カーボン粉末、液状潤滑剤
を基本配合とするペースト状混和物を調製する。

（２）その混合物を圧縮、押出し、圧延あるいはそれら
の組合せ手段によりシート状などに成形する。

（３）その成形物から液状潤滑剤を加熱、抽出などの手
段により除去した後、該成形物を少なくとも一方向に延
伸処理する。

（４）この延伸処理物（未焼成品）を最終製品としても
よいが、必要に応じて該延伸処理物をロールやプレス板
などで圧延あるいは圧縮処理する、あるいは加熱処理（
完全焼成又は不完全焼ｔ）する、あるいはこれら処理を
適宜組合せて実施するなどによって最終製品としても良
い。

しかしながら、未発明のガス拡散電極を製造する場合に
は、以下の方法によるのがより好ましい、即ち、電気化
学的触媒活性のある金属コロイドの付着していないカー
ボン粉末がＰＴＦＥ等からなる電気絶縁性連続微細多孔
質基材に分散混入された導電性の多孔質基体をまづ製作
し、後に、該金属コロイドを含浸せしめるのが好ましい
、その理由は、金属コロイドは、一般に超微細であり、
従って活性も高く、金属コロイドが付着されたカーボン
ブラックをＰＴＦＥに配合して成形する時は１分散ない
し成形のために用いられる有ａ質材料（分散剤、潤滑剤
等）が燃焼する等の危険があるからである。そして１本
発明者等の検討によれば、金属コロイドを導電性の多孔
質基体に含浸させる手段としては、超微細金属粒子の分
散した水分散液（金属コロイド）を該多孔質基体に吸引
　過せしめることにより、該ａ微細金属粒子は、カーボ
ンブラック上に比較的選択率よく堆積することが見出さ
れた。

勿論、本発明においては、カーボン粉末と共に、その他
の各種導電性粉末、例えば比表面積の比較的大きなカー
ボンブラック粉末、グラファイト粉末、活性炭粉末、炭
素繊維、金属粉末（白金、金、タンタル、チタン、ニッ
ケルなど）、金属酸化物粉末、ラネー金属粉末などを併
用することも可能である。特定カーボン粉末や他の導電
性粉末は、その粒径が１ミクロン以下、好ましくは０．
８ミクロン以下のものを粉末の配合量は、全材料重量の
７〜９０重量％、好ましくは１５〜８０重量％とするの
が好適である。

液状潤滑剤としては、例えば石油、ソルベントナフサ、
ホワイトオイルなどの液状炭化水素あるいはフッ素油な
どが採用され、配合量はＰＴＦＥ微粉末と特定カーボン
粉末の総重量ｔｏｏ　！ｉ量部当り２０〜３００重量部
程度の範囲から選定される。ＰＴＦＥ微粉末、特定カー
ボン粉末、液状潤滑剤を基本配合とするペースト状混和
物は、種々の配合順序あるいは混合手段により７Ａ！ｌ
！ｉ！され得る。尚、所望によりワックス、黒鉛粉末な
どの撥水性増強剤、フッ素ゴムなどの補強剤１着色用顔
料などを適当量配合しても良い、また、電極用材料の使
用目的などに応じて、？＆述の如き各種触媒物質を配合
することにより、触媒機能を具備した電極材料としても
良い。

前記（３）の延伸処理により、特定カーボンブラック粉
末が微小結節に含イ１せしめられた特殊ミクロ構造を有
するＰＴＦＥ多孔質体からなるガス拡散電極用材料が得
られる。モして、か覧る多孔質構造の諸物性は、延伸方
向、延伸倍率、延伸温度、単位時間当りの伸張比率など
の条件を種々選定することにより、広範な範囲で適宜ｔ
ｉｔ；ｔｍすることができる０通常は、空孔率（空隙率
）４Ｇ−９５％、最大孔径０．１〜ａミクロン、空気透
過係９１０−５＃　１０−’％Ａｒ／ａｒｔｆ　＃　ｍ
ｍ＊ｃｍＨｇｍｍの多孔質構造とするのが良い、特に、
空孔率５ｏ−ｅｏ％、最大孔半径（１，１−１ミクロン
、空気透過係数１０−４〜１Ｇ−１モル／ｃｒｎ’　ｍ
　ｓｍ　ｍｃｍＨｇの物性を選定する場合には、耐透水
性、十分なガス拡散を期待し得るので好適である。また
、ガス拡散電極用材料の厚みとしては、通常２０〜５０
０　ミクロン程度、特に３０〜３００　ミクロン程度が
選定され得る。

本発明では、未焼成の材料をそのま−ガス拡散電極用材
料としても良いが、これを更に前記（４）のように加熱
処理して完全焼成（ＰＴＦＨの融点３２７℃以上で加熱
焼成）あるいは不完全焼成（３２７°Ｃ以下の温度で加
熱処理）した形態で利用しても良い、また、多孔質基材
に分散混入せしめたカーボン粉末、他の導電性粉末、お
よび後述の如く触媒を含有させた場合の触媒などの流出
を防止する目的で、目止め剤として例えばＰＴＦＥやＦ
ＥＰのディスパージョンなどを適宜含浸させて焼成処理
することなども回走である。

本発明に用いられる電気化学的触媒活性のある金属コロ
イドは、具体的には白金族貴金属の単体あるいは２種以
上の合金が好ましく、他にも銀や、白金族金属とそれ以
外の金属との合金が用いられうる。

本発明において金属コロイドが、従来の還元金属に比べ
て優れているのは、コロイド中の金属粒子がほぼ均一な
粒径をもち、かつ超微細であることによる。金属コロイ
ドの製法としては以下に記すような方法が採用されうる
。

金属コロイドの原料である金ｍ虫は次の様なものがよく
用いられるが、これらだけに限定はされない、その金属
塩は、Ｈ２ＰｔＣｌ４．　　Ｒｕ１１３゜ＰｄＧ１２　
、０ｓＯａ　、　Ｈ２１ｒｃＩ６．　ＲｈＣｌ：＋　、
　ＡｇＮＯ３，などである、金属塩の濃度は０．０５ｔ
ｓｏｌ　〜５ｍｍｏｌが好ましい、還元剤としては、ク
エン酸ナトリウム。

ホルムアルデヒド、ヒドラジン、アルコール。

水素、水素化ホウ素ナトリウムなどが使用できるが、金
属塩と還元剤の組み合せにより生成するコロイドの粒径
が異なるので粒径がｌθ〜１００八となるように選択す
る必要がある。これらの金属塩水溶液に還元剤を加えて
還流加熱すると１時間〜４時間で金属コロイドが生成す
る、このとき、コロイドの安定性を向上させるために、
ゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリド
ン、ポリメチルビニルアルコール等を保護コロイドとし
て添加することもできる。

合金コロイドを製造するためには、製造する合金コロイ
ドの組成と原料金属組成が同じになる様に金属塩水溶液
を混合して使用し、製造方法は上述の場合と同様である
。

このようにして得られた金属コロイドは前述の如く、好
ましくは吸引　適法により、導電性の多孔質基体に付着
せしめられる。

以上の本発明のガス拡散電極用材料は、それ単独で、あ
るいはそれに集電体、多孔質膜などを一体化した形態で
各種用途のガス拡散電極として利用可能である。特に塩
化アルカリ電解槽の酸素還元陰極として電解電圧を低下
せしめる目的で使用する場合、本発明における優れた効
果を発揮させ得るものである。かｋる陰極を用いて塩化
アルカリ水溶液を電解して苛性アルカリを製造するには
１例えば添附図面第１図に示した如く、電解槽ｌを通常
の方法で陽イオン交換膜３により、陽極２を備えた陽極
室４と陰極室５に仕切り、該陰極室５には酸素還元陰極
６を設けて酸素含有ガス（空気）供給室７を形成する。

９は被電解液である食塩水などの塩化アルカリ水溶液の
導入口、１０は該水溶液及び生成１ム素の出口である。

また１１は陰極室への水の供給口であり、　１２は生成
した苛性アルカリ及び本書の出口である。　１３及び１
４は酸素含有ガスの夫々入口及び出口である。また、第
１図においては、陽極２はイオン交換膜３の表面に形成
された多孔質層８に密着して設けられている。

本発明に用いられる陽極としては、例えばチタンやタン
タンの母材表面にルテニウムやロジウム等の金属の酸化
物を被覆せしめたり、或いは白金等の所謂寸法安定性の
ある金属陽極や黒鉛、グラファイト等を適宜使用し得る
が、これらのうち、前記金属陽極を採用する場合には。

他の陽極を採用する場合に比し、電解電圧を低くできる
ので特に好ましい。

又、用いられる隔膜としては、例えばカルボキシル基、
スルホン酸基、燐酸基、フェノール性水酸基等の陽イオ
ン交換基を含有する重合体から成り、かかる重合体とし
ては、含弗素重合体を採用するのが特に好ましい、イオ
ン交換基含有の含弗素重合体としては１例えばテトラフ
ルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン等のビニ
ルモノマーとスルホン酸、カルボン酸、燐酸基等のイオ
ン交換基、或はイオン交換基に転化し得る反応性基を有
するパーフルオロのビニルモノマーとの共重合体が好適
に使用し得る。

又、トリフルオロスチレンの腕状重合体にスルホン酸基
等のイオン交換基を導入したものや、スチレンジビニル
ベンゼンにスルホン酸基を導入したもの等も使用できる
。そして、これらのうち、夫々以下の（イ）、（ロ）の
重合単位を形成し得る単量体を用いる場合には、比較的
高い電流効率で高純度の苛性アルカリを得る事ができる
ので特に好ましい。

Ｃ４）　　−４ＣＦ２−ＣＸＸ’←　　　　（１：’　
）　　（ＣＦ２−ＣＸ）−■ 、：、ニーｔ’ＸはＦ、　ＣＩ、　Ｈ又バーＧＦ３　テ
Ｊ！１す、Ｘ′はＸ又はＣＦ３（ＣＦ２）ＩＩであり、
−は１〜５であり、Ｙは次のものから選ばれる。

−Ｐ　−Ａ　、　−０＋　ＣＦ２汁−Ｐ、Ｑ、Ｒ）−Ａ
、：こ−’ｃｐは＋　ＣＦ２汁ＨＣＸＸ’）ｙ−＋　Ｃ
Ｆ？ｈであり、Ｑは−（ＣＦ２−０−ＣＸＸ”＄　テＪ
りす、Ｒは−（ＣＸＸ’−０ＣＦ２ｆ　テあり、　（Ｐ
、Ｑ、Ｒ）　ｔＯＰ、Ｑ、Ｒトも一つを任意の順序で配
列することを表わす。

Ｘ、Ｘ’（ｉ上記と同じであり、ｎ　ｔＯＯ−１，ａ、
ｂ。

ｃ、ｄ、ｅ　ｔＯ０〜６　テア６ｍ　Ａは一〇〇ＯＨ又
ｔｋ−ＣＭ。

−ＣＯＦ、　　ＧＯＯＲ＋、−ＧＯＯＮ、−ＣＯＮＲ２
Ｒ３等の加水分解若しくは中和により一〇〇〇Ｈに転換
し得る官能基を表わす。

Ｒ目よＣＩ−ｔＯのアルキル基１Ｍはアルカリ金属又は
第４級アンモニウム基であり、Ｒ２＋Ｒ３はＨ又はＣＩ
　−１０のアルキル基を示す。

Ｌ記Ｙの好ましい代表例としては、Ａが弗素を有する炭
素と結合された構造を持つ１例えば次の如きものが挙げ
られる。

（ＣＦ２力Ａ　１−０イＣＦ２　）−、Ａ、÷０−ＧＦ
２ＧＦ汽Ａ！＋！ｊは共に　ｔ〜、ｔｏ−ｔ’あり、Ｚ
、Ｒｆは−Ｆ又はＧ＋＝＋ｏのパーフルオロフルキル基
から選ばれた基であり、Ａは上記と同様である。そして
これら共重合体から成る乾燥樹脂１ｇ当りの膜内カルボ
ン酸基濃度が０．５〜２．０　ミリ当量である含弗素陽
イオン交換膜を用いる場合には、例えば苛性ソーダの濃
度が４０％以上あっても、その電流効率は９０％以上に
も達する。そして上記乾燥樹脂当りのカルボン酸基濃度
が１．１２〜１．７ミリ当量の場合には、前述の如き高
濃度の苛性ソーダを高電流効率で長期にわたり安定して
得る事ができるので特に好ましい、そして、かかるイオ
ン交換容量を達成するには、上記（イ）及び（ロ）の重
合単位から成る共重合体の場合、好ましくは（ロ）の重
合単位が１〜４０モル％、特に３〜２５モル％であるの
が適当である。

本発明に用いられる好ましいイオン交換膜は、上記のよ
うな弗素化オレフィン’１ｆｆｉ体とカルボン酸基、若
しくはカルボンｍ基に転換し得る官能基を有する重合能
ある屯俄体との共重合　　　　□体によって得られる非
架橋性の共重合体から構成されるが、その分子量は、好
ましくは１０万〜２００万、特に１５万〜１００万が好
ましい。

又、かかる共重合体を製造するには、前記各単量体の一
種以上を用い、更に第三の単量体をも共重合することに
より、得られる膜を改質することもできる。

例えば、ＣＦ２　＝ＧＦＯＲｒ　（ＲＦはａｔ　−１０
のパーフルオロアルキル基）を併用することにより、得
られる膜にＴＪｒ　撓性を付与したり、或はＣＦ２二Ｃ
Ｆ−ＣＦ＝Ｃｈ。

ＣＦ２　＝　ＣＦＯ（ＣＦｚ）ｔ〜３　ＣＦ＝Ｃｈ等の
ジビニルモノマーを併用することにより、得られる共重
合体を架橋せしめ、膜に機械的強度を付与することもで
さる。

弗素化すレフイン単量体と、カルボン酸基若しくは該基
に転換し得る官能基を有する重合能ある単量体、更には
第三の単量体との共重合は、既知の任意の手段で行なわ
れる。即ち、必要に応じ例えばハロゲイ化炭化水素の溶
媒を用い、触媒重合、熱重合、放射線重合等により重合
し得る。

又、得られた共重合体からイオン交換膜に製膜する手段
も特に制限はなく、例えばプレス成形、ロール成形、押
出し成形、溶液流延法。

ダイスバージョン成形、粉末成形等適宜公知の手段を採
用し得る。

かくして得られる膜は、その厚さが２０〜５００鉢、好
ましくは５０〜４００終にせしめるのが適当である。

又、共重合体の製膜工程に相前後し、好ましくは製膜後
に共重合体がカルボン酸基そのものではなく、該基に転
換し得る官能基の場合には、それに応じた適宜な処理に
より、これらの官能基がカルボン酸基に転換される０例
えば、−ＣＭ、　−ＣＯＦ、　　−ＧＯＯＲ＋、−ＧＯ
ＯＮ、　−ＣＯＮＲ２１ｈ（Ｍ、　ＲＩ＃Ｒ３は上記と
同じ）の場合には、酸又はアルカリのアルコール溶液に
より、加水分解又は中和せしめてカルボン酸基に転換し
、又官能基が二重結合の場合には、Ｃ０Ｆ７と反応せし
めてカルボン酸基に転換される。更に、本発明に用いら
れる陽イオン交換膜は、必−に応じ、製膜時にポリエチ
レン、ポリプロピレン等のオレフィンの重合体、好まし
くはポリテトラフルオロエチレン、エチレンとテトラフ
ルオロエチレンとの共重合体等の含弗素重合体を混合し
て成形することもでき、或はこれらの重合体から成る布
、網等の織物、不織布又は多孔質フィルム笠を支持体と
したり、金属製の線や網、多孔体を支持体として用いて
膜を補強する事も可能である。

又、電解に供せられる塩化アルカリとしては、塩化ナト
リウムが一般的であるが、その他塩化カリウム、塩化リ
チウム等のアルカリ金属の塩化物である。

次に本発明を実施例により説明する。

［実施例］コンデンサー付きのｔ！Ｌの丸底フラスコに蒸留水７２
０■交を入れ、マントルヒーターを用いて十分に沸騰さ
せた。これに、塩化白金酸水溶液（１，１ｇ−Ｐｔ／見
）４５１文を加え、再び沸騰させた後、還元剤としてク
エン酸ナトリウム水溶液（１ｗｔ％）９０膳見上添加し
、沸騰状態で３時間還流を続けた。この後、液を冷水で
冷却し、反応を停止させた。この操作により、液の色は
、塩化白金酸の淡黄色から、黒色に変化し白金コロイド
が生成した。このコロイド中の未反応物を除去した後、
使用するまで冷蔵庫中に保存しておいた。

ＰＴＦＥ粉末４０重量％とカーボン・ブラック（米国キ
ャポ−／　ト社商品名ＶＵＬＣＡＮ　ＸＣ−７２Ｒ，Ｂ
ＥＴ法Ｎ２吸着比表面積２５４ｍ’／ｇ）　ｓｏ重量％
の混和物を東集法により作った。この混和物について液
状潤滑剤（ソルベントナフサ）を配合してペースト状混
和物を調整し、その混和物を圧縮してフィッシテイルか
らラム押出しして１．２ｍ會厚のシート状成形物を作っ
た０次にシート状成形物を更に押し出し方向と直角の方
向にａ−ル圧延し、厚さ０．３５層層の薄肉シートとし
た。このシートを３１０℃に予熱した状態で１軸方向に
１．９倍延伸処理した後、延伸シートの延伸方向の長さ
を固定した状態で３８（１℃に加熱して完全焼成処理す
ることにより、カーボンブラック入り多孔質ＰＴＦＥ膜
を得た。

このようにして作製した。カーボン・ブラック入り多孔
質ＰＴＦＥ膜に先に調整した白金コロイドを濾過により
白金がＱ、５■ｇ／ｃｒｎ’の割合で付着させ、酸素還
元極の触媒層を得た。白金の平均粒径は３０八であった
。この白金を付着したカーボン・ブラック入り多孔質Ｐ
ＴＦＥｌｌｉを、カーボン・ブラックとＦＥＰの混合物
（混合比２：５）を塗布した銀メッキを施したニッケル
製エクスパンデドメッシュ（短径１　ａｍ、長径２■、
厚さＯ１１■■）に３００℃で加熱圧着し、電極とした
。

これを陰極として膜と陽極を接触させ、膜と陰極の間を
５１に保った第１図に示す電解槽を設けた。陽極として
はチタン製のエクスバンプトメタル表面に酸化ルテニウ
ムと酸化イリジウムの固溶体を被覆した金属陽極を用い
、隔膜としては陽極側の面に酸化ジルコニウムの多孔質
層をｌａｇ／ｃｒｎ’ｉ７）割合で付着した０２　Ｆｓ
とＣ１２−ＣＦＯ（ＣＦ２ｈＧＯＯｃＨ３のコポリマー
からなる膜状物（ＩＩ厚２８０４ｍ、　　官能基濃度１
．４４ｍａｑ／（ｇ乾燥樹脂）を加水分解して得られた
含フツ素陽イオン交換膜を用い、ガス供給室には炭酸ガ
スを除去した空気を０．３５１　／分の割合で供給しつ
つ、４Ａの電流（電流密度２ＯＡ／ｄｒｒｌ”　）で５
規定の食塩水溶液を電解した。陽極室の食塩濃度が３．
５規定に、陰極室の苛性ソーダ濃度が３５重量％を維持
する様に陽極室に供給する食塩水と陰極室に供給する水
の供給量を調節しつつ電解した結果、初期の摺電圧は２
．ｌＯＶであり、３０００時間電解を継続後の摺電圧の
上昇は０．０５Ｖであった。

また、この間の苛性ソーダ生成の電流効率は９４％であ
った。

比較例実施例で用いたカーボンブラック入り多孔質ＰＴＦＥ［
を１０％の塩化白金酸水溶液１０ｃｃとインプロパツー
ル４０ｃｃの混合溶液に浸漬し周囲を固定した後、乾燥
し、さらに２５０℃で水素気流中で塩化白金酸を白金に
還元した。この操作により白金を０．５■ｇ／ｃｒｎ’
の割合で付着したカーボン・ブラック入り多孔質ＰＴＦ
Ｅ＠を得た。付着した白金の粒径は５０〜１５０人であ
った。この膜を用い、実施例と同様にして電極を作製し
。

実施例と同様に電解を実施したところ、初期の摺電圧は
２．１３Ｖであり、３０００時間電解を継続後の摺電圧
の上昇はｏ、ｏｓｖであった。

【図面の簡単な説明】

添附図面第１図は１未発ＩＩのガス拡散電極を塩化アル
カリ電解槽の酸素還元陰極として利用した一例を説明す
る断面説明図である。ｌ：電解槽、　　　　　２：陽極。３：イオン交換膜、　　６：酸素還元陰極。７：酸素含有ガス供給室早　１　回

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導電性の多孔質基体に、電気化学的触媒活性のあ
る金属コロイドを付着させたことを特徴とするガス拡散
電極。
（２）導電性の多孔質基体が、電気絶縁性連続微細多孔
質基材にカーボン粉末を分散混入させたものからなる特
許請求の範囲第１項記載のガス拡散電極。
（３）電気絶縁性連続微細多孔質基材がポリテトラフル
オロエチレンからなる特許請求の範囲第２項記載のガス
拡散電極。
（４）多孔質基材が、ポリテトラフルオロエチレレンの
数多くの微少結節と各結節から出て結節相互を三次元的
に結合するポリテトラフルオロエチレンの微細繊維とか
らなり、且つ各結節が互いに一部において接触あるいは
連続化している特許請求の範囲第３項記載のガス拡散電
極。
（５）カーボン粉末がカーボンブラック粉末である特許
請求の範囲第２項記載のガス拡散電極。
（６）カーボンブラック粉末が一部黒鉛化したものであ
る特許請求の範囲第５項記載のガス拡散電極。
（７）カーボン粉末の粒径が１ミクロン以下である特許
請求の範囲第２項記載のガス拡散電極。
（８）カーボンブラック粉末の分散混入量が全材料重量
の７〜９０重量％である特許請求の範囲第５項記載のガ
ス拡散電極。
（９）金属コロイドが白金族金属のコロイドである特許
請求の範囲第１項記載のガス拡散電極。
（１０）金属コロイドが白金族金属の合金コロイドであ
る特許請求の範囲第１項記載のガス拡散電極。
（１１）金属コロイドが銀コロイドである特許請求の範
囲第１項記載のガス拡散電極。