JPS6149377A - 多孔性炭素電極とその製造方法 - Google Patents
多孔性炭素電極とその製造方法Info
- Publication number
- JPS6149377A JPS6149377A JP59170063A JP17006384A JPS6149377A JP S6149377 A JPS6149377 A JP S6149377A JP 59170063 A JP59170063 A JP 59170063A JP 17006384 A JP17006384 A JP 17006384A JP S6149377 A JPS6149377 A JP S6149377A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- electrode
- porous
- binder
- carbon electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、燃料電池用あるいは空気電池用の多孔性炭素
電極に関するものである。
電極に関するものである。
従来の燃料電池用あるいは空気電池用として用いられて
いる炭素電極は、粉末活性炭を結合成形したものや白金
等からなる網の表面にカーボンブラックを塗布したもの
が主であった。
いる炭素電極は、粉末活性炭を結合成形したものや白金
等からなる網の表面にカーボンブラックを塗布したもの
が主であった。
そのため、炭素電極として用いｆｃ協合に表面積が小さ
く、電極の単位面積当ｐの電流密度が小さいという問題
があった。
く、電極の単位面積当ｐの電流密度が小さいという問題
があった。
また、−男気孔径分布のコントロールが困難なため、耐
透湿性や強度上に問題があり、特に電極に用いる炭素質
物質の多孔性の改善が要望されてい念。
透湿性や強度上に問題があり、特に電極に用いる炭素質
物質の多孔性の改善が要望されてい念。
従って、本発明においては、従来のこのわの炭素電極に
おいて欠点とされていた（１）電極の単位面積轟シの電
流密度が小さいこと、（Ｉ）電極として用いた場合の耐
透湿性や強度上問題があること、について解決すること
を目的としている。
おいて欠点とされていた（１）電極の単位面積轟シの電
流密度が小さいこと、（Ｉ）電極として用いた場合の耐
透湿性や強度上問題があること、について解決すること
を目的としている。
本発明は、先ず完成後の電極炭素物質を多孔性とするた
めに、基板材料として多孔性の見込まれる合成繊維シー
トと、これに強度を付与するためのバインダーとして熱
硬化性合成樹脂をシート上に塗布したのち、これらを熱
処理により炭化させたものを基板とし、この基板の少く
とも一方の面に触姪の役目をなす例えば銀等の金属と炭
素質物質、例えば活性炭を基板への結合バインダーとし
て例えばポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）を用いて多
孔性の触媒層を形成した多孔性炭素電極を提供するもの
である。
めに、基板材料として多孔性の見込まれる合成繊維シー
トと、これに強度を付与するためのバインダーとして熱
硬化性合成樹脂をシート上に塗布したのち、これらを熱
処理により炭化させたものを基板とし、この基板の少く
とも一方の面に触姪の役目をなす例えば銀等の金属と炭
素質物質、例えば活性炭を基板への結合バインダーとし
て例えばポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）を用いて多
孔性の触媒層を形成した多孔性炭素電極を提供するもの
である。
本発明において、上記のシートを形成する炭素繊維は、
例えばポリアクリロニトリル等の中空多孔質繊維であれ
ばよく、これを多孔質なシートに織製して基板拐料とし
て用いる。
例えばポリアクリロニトリル等の中空多孔質繊維であれ
ばよく、これを多孔質なシートに織製して基板拐料とし
て用いる。
また、本発明において上記シートに強度を付与する／こ
めのバインダーには熱硬化性樹脂のフルフリルアルコー
ルを用いることが好ましいが同効の合成、開腹は他にも
あり、必ずしもこれに限定されるものではない。
めのバインダーには熱硬化性樹脂のフルフリルアルコー
ルを用いることが好ましいが同効の合成、開腹は他にも
あり、必ずしもこれに限定されるものではない。
さらに、本発明において基板上にＰＴπを結合バインダ
ーとして触媒層を形成する理由は、触媒として有効な金
属ならびに炭素質物質とが、ＰＴＦＥの特性であるとこ
ろの溶融流動性が小さく金属や炭素質物質を覆いつくす
ことなく、活性点を維持できるからである。
ーとして触媒層を形成する理由は、触媒として有効な金
属ならびに炭素質物質とが、ＰＴＦＥの特性であるとこ
ろの溶融流動性が小さく金属や炭素質物質を覆いつくす
ことなく、活性点を維持できるからである。
かかる構成になる本発明の炭素電極は、多孔性であって
表面積が犬ぎく、活性能も高い。従って電池の電極とし
て用いた場合に、ギ１位断面ε１【当シの電流密度が画
期的に高い電極となり得る。
表面積が犬ぎく、活性能も高い。従って電池の電極とし
て用いた場合に、ギ１位断面ε１【当シの電流密度が画
期的に高い電極となり得る。
次に、本発明の実施例を第１図に模式的に示した断面図
によシ説明する。図中の符号（１）は基板の大部分を形
成する繊維布帛であり、この実施例ではポリアクリルニ
トリルからなる内径３３０μｍ１膜厚６００μｍＸ最大
孔径０．５〜１．０μｍの中空多孔質繊維材を織製し念
多孔貿シートの一方の面にフルフリルアルコール層（２
）を塗布した後熱処理して炭化し、これを基板とする。
によシ説明する。図中の符号（１）は基板の大部分を形
成する繊維布帛であり、この実施例ではポリアクリルニ
トリルからなる内径３３０μｍ１膜厚６００μｍＸ最大
孔径０．５〜１．０μｍの中空多孔質繊維材を織製し念
多孔貿シートの一方の面にフルフリルアルコール層（２
）を塗布した後熱処理して炭化し、これを基板とする。
この熱処理条件は、５０″’Ｃ／ｈの昇温速度で１．２
００℃まで昇温させる。
００℃まで昇温させる。
この段階で多孔質のシート（１）及びバインダーとして
その表面に塗布したフルフリルアルコール層（２）と共
に炭化され、炭化したフルフリルアルコールが多孔η収
（′！、維間を結合した状態で基板を形成するもので、
固有の強度特性が発揮される。
その表面に塗布したフルフリルアルコール層（２）と共
に炭化され、炭化したフルフリルアルコールが多孔η収
（′！、維間を結合した状態で基板を形成するもので、
固有の強度特性が発揮される。
（５）は上記基板上に設けた触媒層で、銀粉末１０（郡
訃゛）チを含む活性炭粉末１０７ｒと、ポリ四フッ化エ
チレン（ＰＴＦＥ） ６０ （重量）チ水懸濁液２５ｃ
ｃの完全前金物を基板の片面へスプレーガンでｒ６布し
、これを恒＠槽中で８０℃、５ｈ乾燥し、次いで圧縮機
により５ Ｑ ｋｇ／ｃＪ 、 ６ ｈ圧縮させ、さら
に熱処理することによって触媒金属等とバインダーの役
目をするＰＴＦＥとの結合ケ強固にする。（３）は銀＋
活性炭を示し、（４）はＰＴＦＥを示す。なお、以上の
製造はすべてＡｒガス中で行った。
訃゛）チを含む活性炭粉末１０７ｒと、ポリ四フッ化エ
チレン（ＰＴＦＥ） ６０ （重量）チ水懸濁液２５ｃ
ｃの完全前金物を基板の片面へスプレーガンでｒ６布し
、これを恒＠槽中で８０℃、５ｈ乾燥し、次いで圧縮機
により５ Ｑ ｋｇ／ｃＪ 、 ６ ｈ圧縮させ、さら
に熱処理することによって触媒金属等とバインダーの役
目をするＰＴＦＥとの結合ケ強固にする。（３）は銀＋
活性炭を示し、（４）はＰＴＦＥを示す。なお、以上の
製造はすべてＡｒガス中で行った。
このようにして得た多孔性炭素電極と、従来の炭素電極
との特性値の比較を次の第１表に示す。
との特性値の比較を次の第１表に示す。
第１表
〔発明の効果〕
上記第１表の本発明電草と従来の電極の比較からも明ら
かなように、本発明による炭素電極は多孔性であるから
、比表面積が大きく活性能も高い。
かなように、本発明による炭素電極は多孔性であるから
、比表面積が大きく活性能も高い。
従って、〜：池の電極として使用した場合、単位面積轟
シの電流密度の画期的に高い電極となり得るものでちる
。
シの電流密度の画期的に高い電極となり得るものでちる
。
第１図一本発明の炭素電極の実施例を示す断面図である
。 （１）・・・炭素繊維シート、（２）・・・バインダー
、（３）・・・銀＋活性炭、（４）・・・ＰＴＦＥ 、
（５）・・・触謀管。
。 （１）・・・炭素繊維シート、（２）・・・バインダー
、（３）・・・銀＋活性炭、（４）・・・ＰＴＦＥ 、
（５）・・・触謀管。
Claims (2)
- （１）多孔質繊維シートとこれに塗布された熱硬化性樹
脂とが炭化されてなる基板上に、金属粉末及び炭素質物
質を含有する弗素樹脂層を有することを特徴とする多孔
性炭素電極。 - （２）多孔質繊維からなるシートに熱硬化性樹脂を塗布
し、これらが炭化するまで熱処理を行つたものを基板と
し、該基板の少くとも一方の面に金属粉末及び炭素質物
質粉末を含有する弗素樹脂層を形成することを特徴とす
る多孔性炭素電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59170063A JPS6149377A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | 多孔性炭素電極とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59170063A JPS6149377A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | 多孔性炭素電極とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6149377A true JPS6149377A (ja) | 1986-03-11 |
Family
ID=15897940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59170063A Pending JPS6149377A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | 多孔性炭素電極とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6149377A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016009935A1 (ja) * | 2014-07-15 | 2016-01-21 | 東レ株式会社 | 金属空気電池用電極材料 |
-
1984
- 1984-08-16 JP JP59170063A patent/JPS6149377A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016009935A1 (ja) * | 2014-07-15 | 2016-01-21 | 東レ株式会社 | 金属空気電池用電極材料 |
| JPWO2016009935A1 (ja) * | 2014-07-15 | 2017-04-27 | 東レ株式会社 | 金属空気電池用電極材料 |
| US10249881B2 (en) | 2014-07-15 | 2019-04-02 | Toray Industries, Inc. | Electrode material for metal-air battery |
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