JPS63304576A - カ−ボン電極の製造方法 - Google Patents
カ−ボン電極の製造方法Info
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- JPS63304576A JPS63304576A JP62138735A JP13873587A JPS63304576A JP S63304576 A JPS63304576 A JP S63304576A JP 62138735 A JP62138735 A JP 62138735A JP 13873587 A JP13873587 A JP 13873587A JP S63304576 A JPS63304576 A JP S63304576A
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- H01M4/00—Electrodes
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- H01M4/90—Selection of catalytic material
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- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/023—Porous and characterised by the material
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は亜鉛−ハロゲン電池、ソーダ電解等に用いられ
るカーボン電極の製造方法に関し、特に電極特性を向上
せしめたものである。
るカーボン電極の製造方法に関し、特に電極特性を向上
せしめたものである。
従来ハロゲン電極、即ち該電極の正極活物質として塩素
、臭素などのハロゲンを用いる電池等では放電時に正極
上でハロゲン分子がハロゲンイオンに充電時に正極上で
ハロゲンイオンがハロゲン分子になる反応を起こしてお
り例えば正極活物質として塩素を用い負極活物質として
亜鉛を用いる亜鉛−塩素電池はハロゲン電極として多孔
質グラファイト正極と硬質グラファイト負極とを対設し
て電極室を形成し、該電極室に塩化亜鉛を溶解した電解
液を供給する電解液循環系と充電時に電極室で発生する
塩素ガスを回収・貯蔵し放電時に電解液に塩素ガスを供
給するためのガス循環系とを有するものであり、またカ
ーボン電極を用いた燃料電池の場合は電極の片面にハロ
ゲンをガス状で供給して運転を行なっている。
、臭素などのハロゲンを用いる電池等では放電時に正極
上でハロゲン分子がハロゲンイオンに充電時に正極上で
ハロゲンイオンがハロゲン分子になる反応を起こしてお
り例えば正極活物質として塩素を用い負極活物質として
亜鉛を用いる亜鉛−塩素電池はハロゲン電極として多孔
質グラファイト正極と硬質グラファイト負極とを対設し
て電極室を形成し、該電極室に塩化亜鉛を溶解した電解
液を供給する電解液循環系と充電時に電極室で発生する
塩素ガスを回収・貯蔵し放電時に電解液に塩素ガスを供
給するためのガス循環系とを有するものであり、またカ
ーボン電極を用いた燃料電池の場合は電極の片面にハロ
ゲンをガス状で供給して運転を行なっている。
上記のようにハロゲン電極としては現在多孔質グラファ
イト又は多孔質チタンが使用されているが、価格その他
の面で多孔質グラファイトが専ら用いられており、さら
に該グラファイトには電池の電圧特性を向上させる目的
で一般に触媒を担持させている。このような触媒として
は従来酸化パラジウムが使用されており、その製造方法
としては炭素板に硝酸パラジウムを含浸し乾燥した後、
これを酸化性雰囲気中で３５０〜４５０’Ｃに加熱する
ことにより硝酸パラジウムを酸化パラジウムとしている
。また他の触媒としては酸化ルテニウムを炭素板に担持
させており、その製造方法としては炭素板に塩化ルテニ
ウムを含浸し乾燥した後、これを酸化性雰囲気中で３５
０〜４５０°Ｃに加熱して塩化ルテニウムを酸化ルテニ
ウムにして炭素板上に担持させている。
イト又は多孔質チタンが使用されているが、価格その他
の面で多孔質グラファイトが専ら用いられており、さら
に該グラファイトには電池の電圧特性を向上させる目的
で一般に触媒を担持させている。このような触媒として
は従来酸化パラジウムが使用されており、その製造方法
としては炭素板に硝酸パラジウムを含浸し乾燥した後、
これを酸化性雰囲気中で３５０〜４５０’Ｃに加熱する
ことにより硝酸パラジウムを酸化パラジウムとしている
。また他の触媒としては酸化ルテニウムを炭素板に担持
させており、その製造方法としては炭素板に塩化ルテニ
ウムを含浸し乾燥した後、これを酸化性雰囲気中で３５
０〜４５０°Ｃに加熱して塩化ルテニウムを酸化ルテニ
ウムにして炭素板上に担持させている。
上記の方法ではいずれの触媒の場合でも硝酸パラジウム
又は塩化ルテニウムをより完全に熱分解して酸化物とす
るには炭素板をできるだけ高温即ち４５０℃付近に加熱
し、かつその温度に３０時間以上の長時間保持する必要
があるため炭素の熱劣化が大きく電極特性を著しく損な
っていた。さらにこのように加熱処理を施しても硝酸パ
ラジウムや塩化ルテニウムは完全に酸化物にはならず、
この不完全触媒を担持した炭素板をハロゲン電極として
使用するとパラジウム又はルテニウムが金属又はイオン
の形で炭素板から離れて電解液中に溶は出してしまうた
めハロゲン電極としての特性が悪化し、加えて電池効率
が低下するなどの問題があった。
又は塩化ルテニウムをより完全に熱分解して酸化物とす
るには炭素板をできるだけ高温即ち４５０℃付近に加熱
し、かつその温度に３０時間以上の長時間保持する必要
があるため炭素の熱劣化が大きく電極特性を著しく損な
っていた。さらにこのように加熱処理を施しても硝酸パ
ラジウムや塩化ルテニウムは完全に酸化物にはならず、
この不完全触媒を担持した炭素板をハロゲン電極として
使用するとパラジウム又はルテニウムが金属又はイオン
の形で炭素板から離れて電解液中に溶は出してしまうた
めハロゲン電極としての特性が悪化し、加えて電池効率
が低下するなどの問題があった。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、一般に金属のアン
モニア錯体は比較的低温で熱分解し易いことを知見し、
さらに検討の結果炭素板を熱劣化させることなく、また
より完全な酸化物触媒を担持させたカーボン電極の製造
方法を開発したもので、炭素板に金属のアンモニウム錯
体水溶液を含浸後、酸化性雰囲気中で加熱することによ
り金属のアンモニウム錯体を該金属の酸化物にして炭素
板に担持することを特徴とするものである。
モニア錯体は比較的低温で熱分解し易いことを知見し、
さらに検討の結果炭素板を熱劣化させることなく、また
より完全な酸化物触媒を担持させたカーボン電極の製造
方法を開発したもので、炭素板に金属のアンモニウム錯
体水溶液を含浸後、酸化性雰囲気中で加熱することによ
り金属のアンモニウム錯体を該金属の酸化物にして炭素
板に担持することを特徴とするものである。
炭素板に金属のアンモニウム錯体を含浸させたものを加
熱処理するのは比較的低温で金属か酸化物となり、かつ
非金属物質が昇華し、その結果金属はほぼ１００％酸化
物となり、電解液中でも溶は出す量は極めてわずかにな
るからである。このとき加熱の条件は酸化雰囲気中３０
０〜４５０℃の温度が望ましい。
熱処理するのは比較的低温で金属か酸化物となり、かつ
非金属物質が昇華し、その結果金属はほぼ１００％酸化
物となり、電解液中でも溶は出す量は極めてわずかにな
るからである。このとき加熱の条件は酸化雰囲気中３０
０〜４５０℃の温度が望ましい。
本発明の実施例として酸化パラジウム触媒及び酸化ルテ
ニウム触媒を炭素板上に担持する方法について説明する
。
ニウム触媒を炭素板上に担持する方法について説明する
。
（実施例工）
塩化パラジウム粉末を高濃度（約２８％）のアンモニア
水に溶解し、このアンモニア水溶液に塩酸を加え、該水
溶液を弱アルカリ性（約ｐＨ８）にした復水で薄め、最
終的に水溶液中のパラジウム金属の濃度を１０９ ／
１となるように調整した。次いで厚さ１．７Ｍ、幅１３
ｃｍ、長さ１５ｃｍでかさ比重０．５の多孔質グラファ
イト板に上記水溶液を含浸させた後１５０°Ｃで３０分
乾燥させ引き続き空気中にて４００ ’Ｃで２４時間加
熱し、上記の過剰のアンモニアで生成した塩化アンモニ
ウムを昇華させ、同時に多孔質グラファイト板上に酸化
パラジウムを生成させ電極とした。
水に溶解し、このアンモニア水溶液に塩酸を加え、該水
溶液を弱アルカリ性（約ｐＨ８）にした復水で薄め、最
終的に水溶液中のパラジウム金属の濃度を１０９ ／
１となるように調整した。次いで厚さ１．７Ｍ、幅１３
ｃｍ、長さ１５ｃｍでかさ比重０．５の多孔質グラファ
イト板に上記水溶液を含浸させた後１５０°Ｃで３０分
乾燥させ引き続き空気中にて４００ ’Ｃで２４時間加
熱し、上記の過剰のアンモニアで生成した塩化アンモニ
ウムを昇華させ、同時に多孔質グラファイト板上に酸化
パラジウムを生成させ電極とした。
上記電極をハロゲン極、即ち正極とし、硬質グラファイ
ト負極と対設して電極室を形成し、これを３０個直列に
積層して有効電極面積３２０ｃｍの亜鉛−塩素電池を構
成した。該電池をｚｎＣｌｚ ２ｍｏｌ／、ｆ！、 Ｋ
Ｃ，！！１ｍｏｌ／Ｊ！及びＮａＣ１２ｍｏｌ／１の混
合液を電解液とし、充放電電流密度３０ｍＡ／ｃｍ、塩
素濃度１．３ｇ／ｌ、電解液流量１．５ ｍ／ｍｉｎ
・ｃＭ、充電時間３時間、電解液量１００１の条件にて
運転し、充放電のサイクル終了毎に電解液中のパラジウ
ム金属の濃度を測定して、その結果を従来法による硝酸
パラジウムを用いて酸化パラジウム触媒を得た電極を用
いた電池と比較して第１表に示した。
ト負極と対設して電極室を形成し、これを３０個直列に
積層して有効電極面積３２０ｃｍの亜鉛−塩素電池を構
成した。該電池をｚｎＣｌｚ ２ｍｏｌ／、ｆ！、 Ｋ
Ｃ，！！１ｍｏｌ／Ｊ！及びＮａＣ１２ｍｏｌ／１の混
合液を電解液とし、充放電電流密度３０ｍＡ／ｃｍ、塩
素濃度１．３ｇ／ｌ、電解液流量１．５ ｍ／ｍｉｎ
・ｃＭ、充電時間３時間、電解液量１００１の条件にて
運転し、充放電のサイクル終了毎に電解液中のパラジウ
ム金属の濃度を測定して、その結果を従来法による硝酸
パラジウムを用いて酸化パラジウム触媒を得た電極を用
いた電池と比較して第１表に示した。
（実施例■）
塩化ルテニウム粉末を少量の水に溶解した後、（実施例
■）と同様な工程にて多孔質グラファイト板上に酸化ル
テニウムを担持させ、これを用いて亜鉛−塩素電池を構
成し、（実施例■）と同一の条件にて電池を運転し、充
放電のサイクル終了毎に電解液中のルテニウム金属の濃
度を測定して、その結果を従来法による塩化ルテニウム
を直接加熱して酸化ルテニウム触媒を得た電極を用いた
電池と比較して第２表に示した。
■）と同様な工程にて多孔質グラファイト板上に酸化ル
テニウムを担持させ、これを用いて亜鉛−塩素電池を構
成し、（実施例■）と同一の条件にて電池を運転し、充
放電のサイクル終了毎に電解液中のルテニウム金属の濃
度を測定して、その結果を従来法による塩化ルテニウム
を直接加熱して酸化ルテニウム触媒を得た電極を用いた
電池と比較して第２表に示した。
第１表及び第２表に示すように本発明法により製造され
た電極は電解液中に溶出するパラジウム及びルテニウム
の量は極めて少なく、従って従来法による電極と比較し
て炭素板に担持されている酸化パラジウム及び酸化ルテ
ニウムの量が非常に多いことがわかる。
た電極は電解液中に溶出するパラジウム及びルテニウム
の量は極めて少なく、従って従来法による電極と比較し
て炭素板に担持されている酸化パラジウム及び酸化ルテ
ニウムの量が非常に多いことがわかる。
このように本発明によれば低温でほぼ完全に金属の酸化
物を炭素板に担持てきるため、ハロゲン電極の電極特性
が大幅に向上する等工業上顕著な効果を秦するものであ
る。
物を炭素板に担持てきるため、ハロゲン電極の電極特性
が大幅に向上する等工業上顕著な効果を秦するものであ
る。
Claims (1)
- 炭素板に金属のアンモニウム錯体水溶液を含浸後、酸化
性雰囲気中で加熱することにより金属のアンモニウム錯
体を該金属の酸化物にして炭素板に担持することを特徴
とするカーボン電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62138735A JPS63304576A (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | カ−ボン電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62138735A JPS63304576A (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | カ−ボン電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63304576A true JPS63304576A (ja) | 1988-12-12 |
Family
ID=15228946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62138735A Pending JPS63304576A (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | カ−ボン電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63304576A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4057396A1 (de) * | 2021-03-11 | 2022-09-14 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Verfahren zur herstellung eines mit edelmetall ausgestatteten graphitisierten kohlenstoffmaterials und trägerkatalysator |
-
1987
- 1987-06-02 JP JP62138735A patent/JPS63304576A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4057396A1 (de) * | 2021-03-11 | 2022-09-14 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Verfahren zur herstellung eines mit edelmetall ausgestatteten graphitisierten kohlenstoffmaterials und trägerkatalysator |
| WO2022189205A1 (de) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Verfahren zur herstellung eines mit edelmetall ausgestatteten graphitisierten kohlenstoffmaterials und trägerkatalysator |
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