JPS648429B2 - - Google Patents

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JPS648429B2
JPS648429B2 JP57218427A JP21842782A JPS648429B2 JP S648429 B2 JPS648429 B2 JP S648429B2 JP 57218427 A JP57218427 A JP 57218427A JP 21842782 A JP21842782 A JP 21842782A JP S648429 B2 JPS648429 B2 JP S648429B2
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JP
Japan
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electrode
catalyst
oxygen
oxygen electrode
carbon
Prior art date
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Expired
Application number
JP57218427A
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English (en)
Other versions
JPS59111266A (ja
Inventor
Kingo Itaya
Isamu Uchida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS59111266A publication Critical patent/JPS59111266A/ja
Publication of JPS648429B2 publication Critical patent/JPS648429B2/ja
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    • 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
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃料電池、酸素濃度分析計などに用
いられる、新規な触媒から成る酸素電極、更に詳
しくは、酸素還元反応の中間生成物である過酸化
水素を生成しない新規触媒から成る酸素電極に関
するものである。
従来、酸素電極触媒としては、触媒能、電解質
中での安定性に優れた白金、パラジウム、銀など
の貴金属が主として用いられているが、これら貴
金属の使用は酸素電極を実用化する際、そのコス
トと資源的な制約が問題となる。
そのため、貴金属に代わる酸素還元触媒能を有
し、しかも、極めて低廉な触媒の開発が望まれ、
多くの物質が検討されてきた。なかでもスピネル
あるいはペロブスカイト酸化物、ポルフイリン化
合物、フタロシアニン化合物が有望であるとされ
ているが、まだ実用的で有効な酸素電極触媒とし
て完成していない。
又、酸素電極触媒を担持する電子導電性の担体
として、炭素材が多く用いられるが、触媒の種類
によつては、酸素還元反応の過程で、中間生成物
として過酸化水素を生成し、この過酸化水素によ
り担体のカーボンが酸化され、性能の低下をきた
す。従つて、酸素還元反応の過程で過酸化水素を
生成しない酸素電極触媒を開発することも合せて
望まれている。
そこで、本発明者らは、種々の物質について、
検討を重ね酸素還元反応の過程で中間生成物とし
ての過酸化水素を生成しない、極めて低廉な新し
い酸素電極触媒を見い出し本発明に至つた。
即ち、本発明は化学式がFe4〔Fe（CN）6〕3で表
わされる化合物を触媒として成る酸素電極を提供
するものである。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明に用いられる触媒はプルシアン・ブルー
と称す顔料として、工業的に生産されており、容
易に入手可能である。又、塩化鉄とヘキサシアノ
鉄などから合成することもできる。なかでも炭素
あるいは金属等の電極構成材上に電気化学的還元
法により析出させて得られる酸素電極は、基材と
の密着性、触媒付着の均一性等の点から特に好ま
しい。
電極構成材としては、通常電極材料として使用
されているものが使用でき、炭素、金属、合金、
金属酸化物等が使用できる。なかでもグラフアイ
ト、アセチレンブラツク、活性炭等の炭素、ニツ
ケル、鉄、コバルト、チタン、タンタル等の金属
及びその合金が好ましい。
酸素電極を作製する方法は通常用いられている
方法を採用でき、含浸法、塗布法、蒸着法あるい
は、電極構成材料粉末と触媒を混練りして作る方
法等、種々の方法が適用可能である。
なかでも、電気化学的に電極構成材上に析出さ
せる方法は酸素電極触媒を効果的に利用できる安
定な酸素極となるので特に好ましい。
電極構成材と酸素電極触媒を混合して作る方
法、あるいは、酸素電極触媒をあらかじめ担持し
た電極構成材粉末から作る方法の場合、結着剤と
してフツ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン等の結着剤を用いて、粉末を加
圧成型して電極とするのが好ましい。
本発明に用いられる触媒は、酸素電極として用
いる際に使用する電解液を特定化することでその
性能を効果的に発揮できる。即ち、陽イオンとし
てK+、NH4 +、Rb+、Cs+を含む電解液を用いる
ことが好ましい。
特に上記陽イオンを含み、PHを１〜７の範囲に
保つた電解液を使用することが好ましい。
更に好ましくは、PHを３〜５の範囲に保つた電
解液を使用する。
通常よく用いられる苛性アルカリ、硫酸、リン
酸等の強アルカリ、強酸性の電解液は、触媒の安
定性から好ましくない。
又、H+、Na+、Li+、Ba2+、Mg2+等の陽イオ
ンを電解質として用いた場合、触媒は電極構成材
から剥離するか、分解してしまい触媒として働か
なくなる。
この理由として次のように考えている。
支持電解質としてカリウムイオンを含む場合の
酸素電極反応は次式のように進行する。
即ち、支持電解質中のカリウムイオンが電子移
動反応に関与しており、この電子移動反応に関与
できる陽イオンが、ある特定のものに限定される
のである。
本発明の酸素電極触媒を用いた場合、酸素還元
反応の過程で中間生成物として過酸化水素を生成
しないことは、一般に用いられている分析手法で
ある回転リング―デイスクボンタンメトリーによ
り確認した。
第１図にその結果を示す。破線は触媒無添加の
グラツシー・カーボン電極の場合でありリング電
極で過酸化水素イオンによる電流が観測され、本
発明の酸素電極触媒を用いた場合は実線で示すよ
うにリング電極での電流は観察されない。
本発明の酸素電極は、水素・酸素あるいはメタ
ノール―酸素等の燃料電池用酸素極、溶液中の酸
素濃度を測定する酸素濃度計、あるいは、特定の
陽イオン電解質で電子移動反応が起こることを利
用したイオン濃度計又はイオン検出器などに応用
できる。
又、本発明の酸素電極触媒は過酸化水素分解能
が優れており過酸化水素分解電極として使用でき
る。
次に、本発明の酸素電極を用いた実施例を示
す。
実施例 表面を鏡面仕上げしたグラツシー・カーボンを
20mM FeCl3水溶液と20mM K3Fe（CN）6水溶液
の等量混合溶液中に浸漬し、電気化学的還元法に
よりグラツシー・カーボン上に酸素電極触媒の薄
膜を形成して酸素極を作製した。
かかる酸素極を回転円板電極とし、グラツシ
ー・カーボンを対極とし、塩化水素でPH2.0に調
整した1.0M塩化カリウム電解液中で電極触媒と
しての活性を評価した。
比較のため触媒無添加のグラツシー・カーボン
についても同様の測定を行つた。
結果を第２図に示す。触媒無添加のグラツシ
ー・カーボンＡに比し、本発明による酸素電極触
媒を用いた酸素極Ｂが活性であることは、電流の
立ち上がる電位が貴側にシフトすることから明ら
かである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、回転リング・デイスクボルタンメト
リーによる電流―電位曲線を示すグラフである。
第２図は実施例における回転電極法による電流―
電位曲線を示すグラフである。 Ａ：比較例、Ｂ：実施例。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 化学式がFe4〔Fe（CN）6〕3で表わされる化合
    物を触媒として成る酸素電極。 ２ 化学式がFe4〔Fe（CN）6〕3で表わされる化合
    物を電気化学的還元法を用いて、カーボン上に析
    出させた特許請求の範囲第１項記載の酸素電極。
JP57218427A 1982-12-15 1982-12-15 酸素電極 Granted JPS59111266A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57218427A JPS59111266A (ja) 1982-12-15 1982-12-15 酸素電極

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JP57218427A JPS59111266A (ja) 1982-12-15 1982-12-15 酸素電極

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Publication Number Publication Date
JPS59111266A JPS59111266A (ja) 1984-06-27
JPS648429B2 true JPS648429B2 (ja) 1989-02-14

Family

ID=16719736

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JP57218427A Granted JPS59111266A (ja) 1982-12-15 1982-12-15 酸素電極

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Families Citing this family (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6174890B2 (ja) * 2013-04-02 2017-08-02 旭化成株式会社 酸素還元触媒、酸素還元電極、及び燃料電池
EP3276344B1 (en) * 2015-03-24 2020-05-20 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Oxygen detecting agent composition, and molded article, sheet, packaging material for oxygen scavenger, and oxygen scavenger using the same
JP6665714B2 (ja) * 2016-06-30 2020-03-13 株式会社豊田中央研究所 固体高分子型燃料電池
CN109461944B (zh) * 2018-10-10 2021-06-11 暨南大学 负载在纳米碳带上的立方体FeOOH或Fe4(Fe(CN)6)3的制备方法与应用

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JPS59111266A (ja) 1984-06-27

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