WO2023120421A1 - 電解質 - Google Patents
電解質 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2023120421A1 WO2023120421A1 PCT/JP2022/046410 JP2022046410W WO2023120421A1 WO 2023120421 A1 WO2023120421 A1 WO 2023120421A1 JP 2022046410 W JP2022046410 W JP 2022046410W WO 2023120421 A1 WO2023120421 A1 WO 2023120421A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- melamine compound
- electrolyte
- electrode
- melamine
- platinum
- Prior art date
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 66
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 180
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims abstract description 91
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 90
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 79
- -1 melamine compound Chemical class 0.000 claims abstract description 69
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 37
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 29
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 55
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 55
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 55
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 53
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 30
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 30
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 23
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 18
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 15
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 14
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 11
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 11
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 11
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 48
- 238000001075 voltammogram Methods 0.000 description 37
- 230000010757 Reduction Activity Effects 0.000 description 29
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 20
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 15
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 14
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 13
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 12
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 11
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 7
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000004450 alkenylene group Chemical group 0.000 description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 150000007974 melamines Chemical class 0.000 description 5
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- ISOFIYIGCNHSOD-UHFFFAOYSA-N 2-n-octyl-1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound CCCCCCCCNC1=NC(N)=NC(N)=N1 ISOFIYIGCNHSOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N Trichloro(2H)methane Chemical compound [2H]C(Cl)(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 125000005210 alkyl ammonium group Chemical group 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N fluorosulfonic acid Chemical compound OS(F)(=O)=O UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 125000004974 2-butenyl group Chemical group C(C=CC)* 0.000 description 1
- 125000006040 2-hexenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006024 2-pentenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004975 3-butenyl group Chemical group C(CC=C)* 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FVFVNNKYKYZTJU-UHFFFAOYSA-N 6-chloro-1,3,5-triazine-2,4-diamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(Cl)=N1 FVFVNNKYKYZTJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical group [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 125000000732 arylene group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005569 butenylene group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000005678 ethenylene group Chemical group [H]C([*:1])=C([H])[*:2] 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000003818 flash chromatography Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 1
- 125000003136 n-heptyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001280 n-hexyl group Chemical group C(CCCCC)* 0.000 description 1
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- IOQPZZOEVPZRBK-UHFFFAOYSA-N octan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN IOQPZZOEVPZRBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000003258 trimethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
- H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
- H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
- H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
- H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
- H01M12/08—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of a fuel-cell type and a half-cell of the secondary-cell type
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- H01M4/92—Metals of platinum group
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
- H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
- H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
- H01M8/103—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having nitrogen, e.g. sulfonated polybenzimidazoles [S-PBI], polybenzimidazoles with phosphoric acid, sulfonated polyamides [S-PA] or sulfonated polyphosphazenes [S-PPh]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0082—Organic polymers
-
- 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
Definitions
- alkenylene groups include lower alkenylene groups (especially alkenylene groups having 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 8 carbon atoms) such as a vinylene group, an arylene group, and a butenylene group.
- the alkenylene group may also have 1 to 6 (especially 1 to 3) substituents such as a hydroxy group and the above halogen atom.
- a CO stripping voltammogram was measured to evaluate changes in the platinum surface area. After holding the potential at 0.05 V for 600 seconds in a CO atmosphere at 25° C., a cyclic voltammogram was measured in an argon atmosphere. Since the peak area of the cyclic voltammogram after CO adsorption is proportional to the platinum surface area, this measurement can evaluate the change in the platinum surface area before and after the endurance test.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
メラミン化合物及び／又は前記メラミン化合物をモノマーとする重合体を含有する、電解質は、空気極における白金触媒の劣化を効率よく抑制することができる。
Description
本発明は、電解質に関する。
固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）は、小型で効率がよく、また地球環境問題の観点からも早期の普及が期待されている。
一般に、ＰＥＦＣに使用されている高分子電解質は強酸性のカチオン交換膜であるため、電極触媒は強酸性条件下で安定に作用することが必要である。このような理由から、現在のところ、実用に耐え得る電極触媒は白金又はその合金のみである。しかしながら、空気極の酸素還元反応は遅いために過電圧が大きく、十分な反応速度を得るために多くの白金が使用されているが、空気極の白金触媒の耐久性が低いことが問題視されている。
このような大きな過電圧を低減する方法として、白金を合金化する手法や、白金を含むコアシェル型ナノ粒子を使用する手法も知られている（例えば、特許文献１参照）。また、テトラアザポルフィリン化合物を白金表面に修飾することによって、過電圧を低減する方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、特許文献１～２のような従来の方法では、常温での耐久性は示されていても、実用的な温度条件である７０～８５℃における耐久性はまだ十分とは言えず、実用的な温度条件である７０～８５℃における耐久性については改善の余地があり、ＰＥＦＣの長時間の使用や負荷変動等により白金触媒が劣化してしまう。
ＰＥＦＣの耐久性向上のためには、従来は、白金の粒径を５ｎｍ程度に大きくしたり、負荷変動の上限電位を０．９Ｖ程度に低くすること等が行われてきた。しかしながら、前者の場合は白金使用量が増え、後者の場合は制御システムの複雑化が必要となる。いずれも、コスト上昇を招く対応であり、より効率よく白金触媒の劣化を抑制できる対策が求められている。
ところで、金属空気電池は、亜鉛、鉄、アルミニウム等をはじめとする金属を負極に使用し、空気極を正極に使用した電池である。これらの電池は、正極側活物質として空気中の酸素を利用することができ、電気容量は負極容量のみで決まるため、高いエネルギー密度を実現できる。この金属空気電池においても、空気極（カソード極）側の反応は、放電時には酸素還元反応、充電時には酸素発生反応となることが知られている。したがって、金属空気電池においても、ＰＥＦＣ等と同様に、酸素を活物質とする空気極が使用されることから、白金触媒の劣化を効率よく抑制することが求められている。
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、空気極における白金触媒の劣化を効率よく抑制することを目的とする。
本発明者らは、上記課題に鑑み、鋭意研究を重ねてきた。その結果、空気極中の触媒を工夫せずとも、電解質中にメラミン化合物又はそのポリマーを含ませることにより、白金触媒の保護膜としては機能しないものの白金触媒の酸化を抑制して白金触媒の粒径増大をする電極電気化学的酸素還元用触媒の酸化抑制材としての機能を奏することができ、この結果、充放電中に白金触媒の粒径増大を抑制し、白金触媒の表面積の減少を抑制することができるため、燃料電池や金属空気電池の耐久性を向上させることができることを見いだした。本発明は、このような知見に基づきさらに研究を重ね完成されたものである。すなわち、本発明は、以下の構成を包含する。
項１．メラミン化合物及び／又は前記メラミン化合物をモノマーとする重合体を含有する、電解質。
項２．前記メラミン化合物が、一般式（１）：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は同一又は異なって、水素原子、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、置換若しくは非置換アルキル基、又は置換若しくは非置換アルケニル基を示す。］
で表されるメラミン化合物である、項１に記載の電解質。
で表されるメラミン化合物である、項１に記載の電解質。
項３．電解液である、項１又は２に記載の電解質。
項４．前記メラミン化合物及び／又は前記メラミン化合物をモノマーとする重合体の濃度が、０．１～１００μｍｏｌ／Ｌである、項３に記載の電解質。
項５．燃料電池又は金属空気電池用電解質である、項１～４のいずれか１項に記載の電解質。
項６．メラミン化合物及び／又は前記メラミン化合物をモノマーとする重合体を含有する、電極電気化学的酸素還元用触媒の酸化抑制材。
項７．前記メラミン化合物が、一般式（１）：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は同一又は異なって、水素原子、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、置換若しくは非置換アルキル基、又は置換若しくは非置換アルケニル基を示す。］
で表されるメラミン化合物である、項６に記載の酸化抑制材。
で表されるメラミン化合物である、項６に記載の酸化抑制材。
項８．前記メラミン化合物及び／又は前記メラミン化合物を含有する溶液である、項６又は７に記載の酸化抑制材。
項９．前記メラミン化合物及び／又は前記メラミン化合物をモノマーとする重合体の濃度が、０．１～１００μｍｏｌ／Ｌである、項８に記載の酸化抑制材。
項１０．前記電極電気化学的酸素還元用触媒が、白金ナノ粒子を含有する、項６～９のいずれか１項に記載の酸化抑制材。
項１１．前記電極電気化学的酸素還元用触媒が、燃料電池用カソード触媒である、項６～１０のいずれか１項に記載の酸化抑制材。
項１２．項１～５のいずれか１項に記載の電解質又は項６～１１のいずれか１項に記載の酸化抑制材を含有する、燃料電池。
項１３．項１～５のいずれか１項に記載の電解液又は項６～１１のいずれか１項に記載の酸化抑制材を含有する、金属空気電池。
本発明によれば、空気極における白金触媒の劣化を効率よく抑制することのできる電解質を提供することができる。
本明細書において、「含有」は、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「実質的にのみからなる（ｃｏｎｓｉｓｔ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」、及び「のみからなる（ｃｏｎｓｉｓｔ ｏｆ」のいずれも包含する概念である。
また、本明細書において、数値範囲を「Ａ～Ｂ」で表記する場合、「Ａ以上Ｂ以下」を示す。
１．電解質及び酸化抑制材
本発明の電解質は、メラミン化合物及び／又は前記メラミン化合物をモノマーとする重合体を含有する。本発明の電解質は、当該メラミン化合物及び／又は前記メラミン化合物をモノマーとする重合体を単独で含むこともできるし、２種類以上含むこともできる。
本発明の電解質は、メラミン化合物及び／又は前記メラミン化合物をモノマーとする重合体を含有する。本発明の電解質は、当該メラミン化合物及び／又は前記メラミン化合物をモノマーとする重合体を単独で含むこともできるし、２種類以上含むこともできる。
本発明では、電解質中にメラミン化合物又はそのポリマーを含ませることにより、白金触媒の保護膜としては機能しないものの白金触媒の酸化を抑制して白金触媒の粒径増大をする電極電気化学的酸素還元用触媒の酸化抑制材としての機能を奏することができ、この結果、充放電中に白金触媒の粒径増大を抑制し、白金触媒の表面積の減少を抑制することができるため、燃料電池や金属空気電池の耐久性を向上させることができる。
（１－１）メラミン化合物及び／又は前記メラミン化合物をモノマーとする重合体
メラミン化合物としては、メラミンの他、これらの誘導体を制限なく使用することができる。例えば、一般式（１）：
メラミン化合物としては、メラミンの他、これらの誘導体を制限なく使用することができる。例えば、一般式（１）：
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は同一又は異なって、水素原子、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、置換若しくは非置換アルキル基、又は置換若しくは非置換アルケニル基を示す。］
で表されるメラミン化合物が挙げられる。
で表されるメラミン化合物が挙げられる。
一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６で示されるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６で示されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基等の低級アルキル基（特に炭素数１～１０、さらに１～８の直鎖又は分岐鎖アルキル基）が挙げられる。また、このアルキル基は、例えば、ヒドロキシ基、上記ハロゲン原子等の置換基を１～６個（特に１～３個）有することもできる。
一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６で示されるアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、２－ブテニル基、３－ブテニル基、１－メチルアリル基、２－ペンテニル基、２－ヘキセニル基等の低級アルケニル基（特に炭素数２～１０、さらに炭素数２～８の直鎖又は分岐鎖アルケニル基）が挙げられる。また、このアルケニル基は、例えば、ヒドロキシ基、上記ハロゲン原子等の置換基を１～６個（特に１～３個）有することもできる。
一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６としては、白金触媒の酸化を抑制しやすく、燃料電池や金属空気電池の耐久性を向上させやすいとともに、より高い電位で酸素還元反応を行わせ酸素還元活性をより向上させやすい（過電圧をより小さくしやすい）観点から、水素原子、置換若しくは非置換アルキル基、又は置換若しくは非置換アルケニル基が好ましく、水素原子、又は置換若しくは非置換アルキル基がより好ましく、水素原子がさらに好ましい。なお、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は、同一でもよいし異なっていてもよい。
上記のような条件を満たすメラミン化合物としては、例えば、
等が挙げられる。このようなメラミン化合物は、市販品を用いることもでき、別途合成することもできる。
メラミン化合物をモノマーとする重合体としては、上記したメラミン化合物を繰り返し単位の主鎖に有するメラミン樹脂を使用することができる。例えば、一般式（２）：
［式中、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１及びＲ１２は同一又は異なって、２価の基を示す。Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５及びＲ１６は同一又は異なって、水素原子、置換若しくは非置換アルキル基、又は置換若しくは非置換アルケニル基を示す。ＯＲ１３、ＯＲ１４、ＯＲ１５及びＯＲ１６が一部又は全部脱離し、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１及びＲ１２で示される２価の基に架橋され三次元網目構造を構成してもよい。］
で表される繰り返し単位を有するメラミン樹脂等を使用することができる。
で表される繰り返し単位を有するメラミン樹脂等を使用することができる。
なお、主鎖にメラミン骨格のいずれも有さず側鎖にメラミン骨格を有する樹脂を使用しても、白金触媒の酸化抑制作用はないために燃料電池や金属空気電池の耐久性は向上させることができないし、酸素還元活性の改善効果も得られない。
Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１及びＲ１２で示される２価の基としては、例えば、アルキレン基、アルケニレン基等が挙げられる。
アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基等の低級アルキレン基（特に炭素数１～１０、さらに１～８の直鎖又は分岐鎖アルキレン基）が挙げられる。また、このアルキレン基は、例えば、ヒドロキシ基、上記ハロゲン原子等の置換基を１～６個（特に１～３個）有することもできる。
アルケニレン基としては、例えば、ビニレン基、アリレン基、ブテニレン基等の低級アルケニレン基（特に炭素数２～１０、さらに２～８のアルケニレン基）が挙げられる。また、このアルケニレン基は、例えば、ヒドロキシ基、上記ハロゲン原子等の置換基を１～６個（特に１～３個）有することもできる。
一般式（２）において、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１及びＲ１２としては、白金触媒の酸化を抑制しやすく、燃料電池や金属空気電池の耐久性を向上させやすいとともに、より高い電位で酸素還元反応を行わせ酸素還元活性をより向上させやすい（過電圧をより小さくしやすい）観点から、置換若しくは非置換アルキレン基が好ましい。なお、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１及びＲ１２は、同一でもよいし異なっていてもよい。
一般式（２）において、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５及びＲ１６で示されるアルキル基及びアルケニル基としては、上記したものを採用できる。置換基の種類及び数も同様である。
上記のような条件を満たす繰り返し単位としては、例えば、
等が挙げられる。
このようなメラミン化合物をモノマーとする重合体は、一般式（２）で表される繰り返し単位のみからなる重合体として、一般式（３）：
［式中、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５及びＲ１６は前記に同じである。ｎは２～１０００の整数を示す。］
で表されるメラミン樹脂の重合体とすることもできる。
で表されるメラミン樹脂の重合体とすることもできる。
また、メラミン化合物をモノマーとする重合体は、一般式（２）で表される繰り返し単位以外の他の繰り返し単位（例えば、ＯＲ１３、ＯＲ１４、ＯＲ１５及びＯＲ１６が一部又は全部脱離し、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１及びＲ１２で示される２価の基（アルキレン基、アルケニレン基等）に架橋され三次元網目構造になった構造）を含むことも可能である。
メラミン化合物をモノマーとする重合体の重合度（一般式（３）で表されるメラミン樹脂の場合はｎに相当する）は、特に限定はないが、白金触媒の酸化を抑制しやすく、燃料電池や金属空気電池の耐久性を向上させやすいとともに、より高い電位で酸素還元反応を行わせ酸素還元活性をより向上させやすい（過電圧をより小さくしやすい）観点から、その平均的（代表的）重合度は２～１０００が好ましく、３～５００がより好ましい。
なお、メラミン化合物をモノマーとする重合体の末端基は特に制限されない。通常、水素原子、ヒドロキシ基、上記アルキル基、上記アルケニル基等とすることができる。
（１－２）電解質
本発明の電解質は、例えば、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）等の固体電解質を使用する燃料電池に適用する電解質として使用する場合は、固体電解質膜とすることができる。
本発明の電解質は、例えば、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）等の固体電解質を使用する燃料電池に適用する電解質として使用する場合は、固体電解質膜とすることができる。
本発明の電解質を固体電解質膜とする場合、固体電解質膜は、パーフルオロスルホン酸ポリマー、アルキルアンモニウムポリマー等をはじめとする各種イオン交換樹脂等の固体電解質を含み、常法により膜状に成形することができる。この成形した電極にメラミン類をイオン交換により導入したり、メラミン溶液を含浸することによりメラミン含有固体電解質を作成することができる。
本発明の電解質を固体電解質膜とする場合、メラミン化合物及び／又はメラミン化合物をモノマーとする重合体の含有量については、特に限定はない。例えば、白金触媒の酸化を抑制しやすく、燃料電池や金属空気電池の耐久性を向上させやすいとともに、より高い電位で酸素還元反応を行わせ酸素還元活性をより向上させやすい（過電圧をより小さくしやすい）観点から、固体電解質膜１００質量部に対して、メラミン化合物及び／又はメラミン化合物をモノマーとする重合体を０．０００００１～０．００２質量部含むことが好ましく、０．０００００５～０．０００２質量部含むことがより好ましい。なお、メラミン化合物及び／又はメラミン化合物をモノマーとする重合体のうち複数使用する場合は、その総量が上記範囲となるように調整することが好ましい。なお、この数値範囲は、後述の実施例における電解液の結果に準じた数値範囲である。
一方、本発明の電解質は、例えば、アルカリ形燃料電池（ＡＦＣ）やリン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）、金属空気電池等の水溶液を電解液として使用する電池に適用する場合は、溶液の電解液とすることができる。
本発明の電解質を電解液とする場合、電解液は、メラミン化合物及び／又はメラミン化合物をモノマーとする重合体の他、水酸化カリウム、リン酸、過塩素酸、硫酸、硝酸等の電解質を含む水溶液とすることができる。
本発明の電解質を電解液とする場合、メラミン化合物及び／又はメラミン化合物をモノマーとする重合体の濃度については、特に限定はない。例えば、白金触媒の酸化を抑制しやすく、燃料電池や金属空気電池の耐久性を向上させやすいとともに、より高い電位で酸素還元反応を行わせ酸素還元活性をより向上させやすい（過電圧をより小さくしやすい）観点から、メラミン化合物及び／又はメラミン化合物をモノマーとする重合体の濃度は０．１～１００μｍｏｌ／Ｌが好ましく、０．５～２０μｍｏｌ／Ｌがより好ましい。なかでも、一般式（１）においてＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６の少なくとも１つが水素原子以外（ヒドロキシ基、ハロゲン原子、置換若しくは非置換アルキル基、又は置換若しくは非置換アルケニル基）であるメラミン化合物又は当該メラミン化合物をモノマーとする重合体を用いる場合は、白金触媒の酸化を抑制しやすく、燃料電池や金属空気電池の耐久性を向上させやすいとともに、より高い電位で酸素還元反応を行わせ酸素還元活性をより向上させやすい（過電圧をより小さくしやすい）観点から、メラミン化合物及び／又はメラミン化合物をモノマーとする重合体の濃度は高濃度、例えば、２～１００μｍｏｌ／Ｌ、好ましくは５～２０μｍｏｌ／Ｌとすることも可能である。また、同様に、電解質の濃度は０．１～１０ｍｏｌ／Ｌが好ましく、１～１０ｍｏｌ／Ｌがより好ましい。なお、メラミン化合物及び／又はメラミン化合物をモノマーとする重合体のうち複数使用する場合は、その総量が上記範囲となるように調整することが好ましい。
以上のような本発明の電解質は、白金触媒の保護膜としては機能しないものの白金触媒の酸化を抑制して白金触媒の粒径増大をする電極電気化学的酸素還元用触媒の酸化抑制材としての機能を奏することができ、この結果、充放電中に白金触媒の粒径増大を抑制し、白金触媒の表面積の減少を抑制することができるため、燃料電池や金属空気電池の耐久性を向上させることができる。このため、本発明の電解質は、燃料電池用電解質（特に燃料電池の電解質膜又は電解液用電解質）や金属空気電池用電解質（特に金属空気電池の電解液用電解質）等として有用である。
２．電池
本発明の電池が、固体電解質を使用する固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）である場合固体電解質膜は、パーフルオロスルホン酸ポリマー、アルキルアンモニウムポリマーをはじめとする各種イオン交換樹脂等の固体電解質を含み、常法により膜状に成形することができる。この成形した電極にメラミン類をイオン交換により導入したり、メラミン溶液を含浸することによりメラミン含有固体電解質を作成することができる。
本発明の電池が、固体電解質を使用する固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）である場合固体電解質膜は、パーフルオロスルホン酸ポリマー、アルキルアンモニウムポリマーをはじめとする各種イオン交換樹脂等の固体電解質を含み、常法により膜状に成形することができる。この成形した電極にメラミン類をイオン交換により導入したり、メラミン溶液を含浸することによりメラミン含有固体電解質を作成することができる。
また、本発明の電池が、電解液を使用するアルカリ形燃料電池（ＡＦＣ）やリン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）、金属空気電池等の水溶液を電解液として使用する電池の場合、上記のとおり、メラミン化合物及び／又はメラミン化合物をモノマーとする重合体の他、水酸化カリウム、リン酸、過塩素酸、硫酸、硝酸等の電解質を含む水溶液とすることができる。
本発明の電池において、電解質膜又は電解液以外の構成は、従来から使用される燃料電池や金属空気電池と同様とすることができる。
例えば、本発明の電池における空気極は、従来から知られている白金ナノ粒子等の電気化学的酸素還元用触媒を用いた空気極触媒層を有し得る。使用できる電気化学的酸素還元用触媒としては、例えば、特開２０１７－０１０８５３号公報、特開２０１８－０８６６４０号公報、国際公開第２０１９／０１９２２９号、国際公開第２０２１／０９０７４６号等の記載の電気化学的酸素還元用触媒を使用することもできる。
空気極触媒層の厚さについては特に限定的ではなく、通常、０．１～１００μｍ程度とすることができる。また、触媒量としても特に制限はなく、例えば、０．０１～２０ｍｇ／ｃｍ２程度とすることができる。
このような空気極触媒層の形成方法としては、特に制限されず、ガス拡散層、集電体等に、電気化学的酸素還元用触媒と樹脂溶液とを混合して作製した触媒インクを塗布及び乾燥する方法等によって空気極触媒層を作製し得る。
その他の空気極の構成については公知の空気極と同様にし得る。例えば、空気極の触媒層側にカーボンペーパー、カーボンクロス、金属メッシュ、金属焼結体、発泡金属板、金属多孔体等の集電材を配置し、撥水性膜、拡散膜、空気分配層等を配置した構造ともし得る。
燃料極の構造についても特に限定はなく、公知の電池の構造と同様とすることができる。燃料極用の触媒としても、従来から知られている種々の金属、金属合金、金属錯体等を使用することができる。使用できる金属種としては、従来から使用される白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、ルテニウム、金等の貴金属の他、ニッケル、銀、コバルト、鉄、銅、亜鉛等の卑金属等も挙げられる。これらの金属のなかから選ばれた単一の金属触媒若しくは金属錯体、二種以上の金属の任意の組合せからなる合金若しくは金属錯体の複合体を使用し得る。また、上記から選ばれる金属触媒と別の金属酸化物との複合触媒、触媒微粒子を炭素質材料、金属酸化物等の担体上に分散させた担持触媒として使用することもできる。
固体高分子形燃料電池を製造する場合は、電解質膜を使用して得られた膜－電極接合体の両面をカーボンペーパー、カーボンクロス等の集電体で挟んでセルに組み込むことによって、固体高分子形燃料電池セルを作製することも可能である。
一方、固体高分子形燃料電池ではなく、リン酸形燃料電池等の水溶液系の電解液を用いる電池に適用する場合は、電解液を各種セパレータに含浸させて用いることができる。その他の部材については上記固体高分子形燃料電池と同様である。
また、本発明の電池を金属空気電池とする場合は、金属空気電池における正極は上記の空気極と同様とすることができ、また、金属空気電池における金属負極としては、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、鉄等の金属を使用し得る。具体的な金属負極の構造は、公知の金属空気電池と同様とすることができる。その他の部材は固体高分子形燃料電池と同様である。
上記した構造の電池では、いずれの場合においても、空気極側には酸素又は空気を供給又は自然拡散させ得る。また、燃料電池（特に固体高分子形燃料電池、リン酸形燃料電池等）には、燃料極側に燃料となる物質を供給し得る。燃料物質としては、水素ガスの他、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール等のアルコール類、ギ酸、水素化ホウ素塩、ヒドラジン、糖等の溶液を使用し得る。
なお、本発明の電池が燃料電池（特に固体高分子形燃料電池、リン酸形燃料電池等）である場合の作動温度は、使用する電解質によって異なるが、通常０～２５０℃程度であり、好ましくは１０～１００℃程度である。
以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
なお、メラミンは市販品（東京化成工業株式会社製）を用いた。
製造例１：オクチルメラミンの合成
２－クロロ－４，６－ジアミノ－１，３，５－トリアジン（東京化成工業株式会社製）及びｎ－オクチルアミン（東京化成工業株式会社製）を等モルずつ水とジオキサンの混合溶媒中に投入して攪拌しながら還流した。原料と等モルの水酸化ナトリウムをあらかじめ水に溶かし、反応液にゆっくり加えていき、さらに還流した。反応物を水及びトルエンの混合溶媒で分液し、トルエン層を集めたものを粗生成物とした。粗生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィーによって精製したのち、ＮＭＲによって目的物であるオクチルメラミンの生成を確認した。
1H NMR (CDCl3, 600 MHz)
δ 0.88 (3 H, t, J = 7 Hz, -CH3), 1.28-1.55 (12 H, m, -CH2-), 3.31-3.34 (2 H, m, -CH2-), 4.88-5.01 (5 H, m, -NH2, -NH-)。
２－クロロ－４，６－ジアミノ－１，３，５－トリアジン（東京化成工業株式会社製）及びｎ－オクチルアミン（東京化成工業株式会社製）を等モルずつ水とジオキサンの混合溶媒中に投入して攪拌しながら還流した。原料と等モルの水酸化ナトリウムをあらかじめ水に溶かし、反応液にゆっくり加えていき、さらに還流した。反応物を水及びトルエンの混合溶媒で分液し、トルエン層を集めたものを粗生成物とした。粗生成物をフラッシュカラムクロマトグラフィーによって精製したのち、ＮＭＲによって目的物であるオクチルメラミンの生成を確認した。
1H NMR (CDCl3, 600 MHz)
δ 0.88 (3 H, t, J = 7 Hz, -CH3), 1.28-1.55 (12 H, m, -CH2-), 3.31-3.34 (2 H, m, -CH2-), 4.88-5.01 (5 H, m, -NH2, -NH-)。
なお、オクチルメラミンの構造式は以下のとおりである。
実施例１
白金触媒（田中貴金属工業（株）製，ＴＥＣ１０Ｅ５０Ｅ；平均粒子径２．５ｎｍ）５ｍｇを超純水５．１４ｍＬと２－プロパノール１．６２ｍＬの混合溶媒に懸濁し、この懸濁液３．６μＬをビー・エー・エス（株）製のグラッシーカーボン電極（表面積：０．０７０７ｃｍ２）に滴下して、乾燥させ、触媒修飾電極を得た。
白金触媒（田中貴金属工業（株）製，ＴＥＣ１０Ｅ５０Ｅ；平均粒子径２．５ｎｍ）５ｍｇを超純水５．１４ｍＬと２－プロパノール１．６２ｍＬの混合溶媒に懸濁し、この懸濁液３．６μＬをビー・エー・エス（株）製のグラッシーカーボン電極（表面積：０．０７０７ｃｍ２）に滴下して、乾燥させ、触媒修飾電極を得た。
得られた触媒修飾電極を作用極として使用し、可逆水素電極を参照極、白金コイルを対極として、２５℃において三電極式で電気化学測定を行った。電解液は０．１ｍｏｌ／Ｌの過塩素酸水溶液とした。まず、アルゴン雰囲気下でサイクリックボルタモグラムの測定を行った後、ガス雰囲気を酸素に変えて、低電位側からリニアスイープボルタモグラムの測定を行った。これにより、電解液中にメラミンを含む場合の耐久試験前の酸素還元活性を評価した。
また、白金表面積の変化を評価するためにＣＯストリッピングボルタモグラムの測定を行った。２５℃においてＣＯ雰囲気下で０．０５Ｖに電位を６００秒保持したあと、アルゴン雰囲気下でサイクリックボルタモグラムの測定を行った。ＣＯ吸着後のサイクリックボルタモグラムのピーク面積は白金表面積に比例するので、この測定により耐久試験前後の白金表面積の変化を評価することができる。
次に、電解液にメラミンを１０μｍｏｌ／Ｌ溶解させ、アルゴン雰囲気下で７９℃で０．６Ｖ（三秒間保持）－１．０Ｖ（三秒間保持）の間で１００００回の矩形波電位サイクル（燃料電池実用化推進協議会「固体高分子形燃料電池の目標・研究開発課題と評価方法の提案」）を行った後に、もう一度、同様にサイクリックボルタモグラムとリニアスイープボルタモグラムの測定を行った。これにより、電解液中にメラミンを含む場合の白金触媒の酸素還元活性の維持率（耐久性）が評価できる。さらにＣＯストリッピングボルタモグラムの測定を行い、ピーク面積を評価した。耐久前のＣＯストリッピングボルタモグラムのピーク面積と比較することにより、電解液中にメラミンを含む場合の耐久試験後の白金表面積の変化を評価した。
実施例２
白金触媒（田中貴金属工業（株）製，ＴＥＣ１０Ｅ５０Ｅ；平均粒子径２．５ｎｍ）５ｍｇを超純水５．１４ｍＬと２－プロパノール１．６２ｍＬの混合溶媒に懸濁し、この懸濁液３．６μＬをビー・エー・エス（株）製のグラッシーカーボン電極（表面積：０．０７０７ｃｍ２）に滴下して、乾燥させ、触媒修飾電極を得た。
白金触媒（田中貴金属工業（株）製，ＴＥＣ１０Ｅ５０Ｅ；平均粒子径２．５ｎｍ）５ｍｇを超純水５．１４ｍＬと２－プロパノール１．６２ｍＬの混合溶媒に懸濁し、この懸濁液３．６μＬをビー・エー・エス（株）製のグラッシーカーボン電極（表面積：０．０７０７ｃｍ２）に滴下して、乾燥させ、触媒修飾電極を得た。
得られた触媒修飾電極を作用極として使用し、可逆水素電極を参照極、白金コイルを対極として、２５℃において三電極式で電気化学測定を行った。電解液は０．１ｍｏｌ／Ｌの過塩素酸水溶液とした。まず、アルゴン雰囲気下でサイクリックボルタモグラムの測定を行った後、ガス雰囲気を酸素に変えて、低電位側からリニアスイープボルタモグラムの測定を行った。これにより、電解液中にメラミンを含む場合の耐久試験前の酸素還元活性を評価した。
また、白金表面積の変化を評価するためにＣＯストリッピングボルタモグラムの測定を行った。２５℃においてＣＯ雰囲気下で０．０５Ｖに電位を６００秒保持したあと、アルゴン雰囲気下でサイクリックボルタモグラムの測定を行った。ＣＯ吸着後のサイクリックボルタモグラムのピーク面積は白金表面積に比例するので、この測定により耐久試験前後の白金表面積の変化を評価することができる。
次に、電解液にメラミンを１μｍｏｌ／Ｌ溶解させ、アルゴン雰囲気下で７９℃で０．６Ｖ（三秒間保持）－１．０Ｖ（三秒間保持）の間で１００００回の矩形波電位サイクル（燃料電池実用化推進協議会「固体高分子形燃料電池の目標・研究開発課題と評価方法の提案」）を行った後に、もう一度、同様にサイクリックボルタモグラムとリニアスイープボルタモグラムの測定を行った。これにより、電解液中にメラミンを含む場合の白金触媒の酸素還元活性の維持率（耐久性）が評価できる。さらにＣＯストリッピングボルタモグラムの測定を行い、ピーク面積を評価した。耐久前のＣＯストリッピングボルタモグラムのピーク面積と比較することにより、電解液中にメラミンを含む場合の耐久試験後の白金表面積の変化を評価した。
実施例３
白金触媒（田中貴金属工業（株）製，ＴＥＣ１０Ｅ５０Ｅ；平均粒子径２．５ｎｍ）５ｍｇを超純水５．１４ｍＬと２－プロパノール１．６２ｍＬの混合溶媒に懸濁し、この懸濁液３．６μＬをビー・エー・エス（株）製のグラッシーカーボン電極（表面積：０．０７０７ｃｍ２）に滴下して、乾燥させ、触媒修飾電極を得た。
白金触媒（田中貴金属工業（株）製，ＴＥＣ１０Ｅ５０Ｅ；平均粒子径２．５ｎｍ）５ｍｇを超純水５．１４ｍＬと２－プロパノール１．６２ｍＬの混合溶媒に懸濁し、この懸濁液３．６μＬをビー・エー・エス（株）製のグラッシーカーボン電極（表面積：０．０７０７ｃｍ２）に滴下して、乾燥させ、触媒修飾電極を得た。
得られた触媒修飾電極を作用極として使用し、可逆水素電極を参照極、白金コイルを対極として、２５℃において三電極式で電気化学測定を行った。電解液は０．１ｍｏｌ／Ｌの過塩素酸水溶液とした。まず、アルゴン雰囲気下でサイクリックボルタモグラムの測定を行った後、ガス雰囲気を酸素に変えて、低電位側からリニアスイープボルタモグラムの測定を行った。これにより、電解液中にメラミンを含む場合の耐久試験前の酸素還元活性を評価した。
また、白金表面積の変化を評価するためにＣＯストリッピングボルタモグラムの測定を行った。２５℃においてＣＯ雰囲気下で０．０５Ｖに電位を６００秒保持したあと、アルゴン雰囲気下でサイクリックボルタモグラムの測定を行った。ＣＯ吸着後のサイクリックボルタモグラムのピーク面積は白金表面積に比例するので、この測定により耐久試験前後の白金表面積の変化を評価することができる。
次に、電解液にオクチルメラミンを１０μｍｏｌ／Ｌ溶解させ、アルゴン雰囲気下で７９℃で０．６Ｖ（三秒間保持）－１．０Ｖ（三秒間保持）の間で１００００回の矩形波電位サイクル（燃料電池実用化推進協議会「固体高分子形燃料電池の目標・研究開発課題と評価方法の提案」）を行った後に、もう一度、同様にサイクリックボルタモグラムとリニアスイープボルタモグラムの測定を行った。これにより、電解液中にオクチルメラミンを含む場合の白金触媒の酸素還元活性の維持率（耐久性）が評価できる。さらにＣＯストリッピングボルタモグラムの測定を行い、ピーク面積を評価した。耐久前のＣＯストリッピングボルタモグラムのピーク面積と比較することにより、電解液中にオクチルメラミンを含む場合の耐久試験後の白金表面積の変化を評価した。
実施例４
白金触媒（田中貴金属工業（株）製，ＴＥＣ１０Ｅ５０Ｅ；平均粒子径２．５ｎｍ）５ｍｇを超純水５．１４ｍＬと２－プロパノール１．６２ｍＬの混合溶媒に懸濁し、この懸濁液３．６μＬをビー・エー・エス（株）製のグラッシーカーボン電極（表面積：０．０７０７ｃｍ２）に滴下して、乾燥させ、触媒修飾電極を得た。
白金触媒（田中貴金属工業（株）製，ＴＥＣ１０Ｅ５０Ｅ；平均粒子径２．５ｎｍ）５ｍｇを超純水５．１４ｍＬと２－プロパノール１．６２ｍＬの混合溶媒に懸濁し、この懸濁液３．６μＬをビー・エー・エス（株）製のグラッシーカーボン電極（表面積：０．０７０７ｃｍ２）に滴下して、乾燥させ、触媒修飾電極を得た。
得られた触媒修飾電極を作用極として使用し、可逆水素電極を参照極、白金コイルを対極として、２５℃において三電極式で電気化学測定を行った。電解液は０．１ｍｏｌ／Ｌの過塩素酸水溶液とした。まず、アルゴン雰囲気下でサイクリックボルタモグラムの測定を行った後、ガス雰囲気を酸素に変えて、低電位側からリニアスイープボルタモグラムの測定を行った。これにより、電解液中にメラミンを含む場合の耐久試験前の酸素還元活性を評価した。
また、白金表面積の変化を評価するためにＣＯストリッピングボルタモグラムの測定を行った。２５℃においてＣＯ雰囲気下で０．０５Ｖに電位を６００秒保持したあと、アルゴン雰囲気下でサイクリックボルタモグラムの測定を行った。ＣＯ吸着後のサイクリックボルタモグラムのピーク面積は白金表面積に比例するので、この測定により耐久試験前後の白金表面積の変化を評価することができる。
次に、電解液にオクチルメラミンを１μｍｏｌ／Ｌ溶解させ、アルゴン雰囲気下で７９℃で０．６Ｖ（三秒間保持）－１．０Ｖ（三秒間保持）の間で１００００回の矩形波電位サイクル（燃料電池実用化推進協議会「固体高分子形燃料電池の目標・研究開発課題と評価方法の提案」）を行った後に、もう一度、同様にサイクリックボルタモグラムとリニアスイープボルタモグラムの測定を行った。これにより、電解液中にオクチルメラミンを含む場合の白金触媒の酸素還元活性の維持率（耐久性）が評価できる。さらにＣＯストリッピングボルタモグラムの測定を行い、ピーク面積を評価した。耐久前のＣＯストリッピングボルタモグラムのピーク面積と比較することにより、電解液中にオクチルメラミンを含む場合の耐久試験後の白金表面積の変化を評価した。
比較例１
白金触媒（田中貴金属工業（株）製，ＴＥＣ１０Ｅ５０Ｅ；平均粒子径２．５ｎｍ）５ｍｇを超純水５．１４ｍＬと２－プロパノール１．６２ｍＬの混合溶媒に懸濁し、この懸濁液３．６μＬをビー・エー・エス（株）製のグラッシーカーボン電極（表面積：０．０７０７ｃｍ２）に滴下して、乾燥させ、触媒修飾電極を得た。
白金触媒（田中貴金属工業（株）製，ＴＥＣ１０Ｅ５０Ｅ；平均粒子径２．５ｎｍ）５ｍｇを超純水５．１４ｍＬと２－プロパノール１．６２ｍＬの混合溶媒に懸濁し、この懸濁液３．６μＬをビー・エー・エス（株）製のグラッシーカーボン電極（表面積：０．０７０７ｃｍ２）に滴下して、乾燥させ、触媒修飾電極を得た。
次に、０．１ｍｏｌ／Ｌの過塩素酸水溶液を電解液とした。
得られた触媒修飾電極を作用極として使用し、また、得られた電解液を使用し、可逆水素電極を参照極、白金コイルを対極として、２５℃において三電極式で電気化学測定を行った。まず、アルゴン雰囲気下でサイクリックボルタモグラムの測定を行った後、ガス雰囲気を酸素に変えて、低電位側からリニアスイープボルタモグラムの測定を行った。これにより、電解液中にメラミン化合物もメラミン化合物をモノマーとする重合体も含まない場合の耐久試験間の酸素還元活性を評価した。
また、白金表面積の変化を評価するためにＣＯストリッピングボルタモグラムの測定を行った。２５℃においてＣＯ雰囲気下で０．０５Ｖに電位を６００秒保持したあと、アルゴン雰囲気下でサイクリックボルタモグラムの測定を行った。ＣＯ吸着後のサイクリックボルタモグラムのピーク面積は白金表面積に比例するので、この測定により耐久試験前後の白金表面積の変化を評価することができる。
次に、アルゴン雰囲気下で７９℃で０．６Ｖ（三秒間保持）－１．０Ｖ（三秒間保持）の間で１００００回の矩形波電位サイクル（燃料電池実用化推進協議会「固体高分子形燃料電池の目標・研究開発課題と評価方法の提案」）を行った後に、もう一度、同様にサイクリックボルタモグラムとリニアスイープボルタモグラムの測定を行った。これにより、電解液中にメラミンを含む場合の白金触媒の酸素還元活性の維持率（耐久性）が評価できる。さらにＣＯストリッピングボルタモグラムの測定を行い、ピーク面積を評価した。耐久前のＣＯストリッピングボルタモグラムのピーク面積と比較することにより、電解液中にメラミンを含む場合の耐久試験後の白金表面積の変化を評価した。
結果（耐久性）
実施例１、実施例２、実施例３、実施例４及び比較例１の耐久試験前後の酸素還元活性の結果を図１～５に示す。
実施例１、実施例２、実施例３、実施例４及び比較例１の耐久試験前後の酸素還元活性の結果を図１～５に示す。
比較例１では、０．６Ｖ－１．０Ｖの間で１００００回の耐久試験を行った場合は、０．９５Ｖにおける質量当たりの電気化学的酸素還元活性は、耐久試験後に５４％低下していた。それに対し、実施例１では、０．９５Ｖにおける質量当たりの電気化学的酸素還元活性は、逆に耐久試験後に４２％増加し、実施例２では、０．９５Ｖにおける質量当たりの電気化学的酸素還元活性は、逆に耐久試験後に１０８％増加し、実施例３では、０．９５Ｖにおける質量当たりの電気化学的酸素還元活性は、耐久試験前後でほとんど変わらず、実施例４では、０．９５Ｖにおける質量当たりの電気化学的酸素還元活性は、逆に耐久試験後に２０％増加した。この結果として、耐久試験前後の質量当たりの酸素還元活性の変化（耐久試験後の質量当たりの酸素還元活性／耐久試験前の質量当たりの酸素還元活性）は、図６に示すとおりとなった。
また、実施例１及び比較例１の白金触媒について、耐久試験後の平均粒子径を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により測定した。結果を図７に示す。
比較例１は約５．４ｎｍであり、白金触媒の酸化が抑制できていないためか、白金触媒中の白金ナノ粒子が大きくなり活性表面積の低下が避けられないため、耐久性が悪化していることが示唆される。それに対して、実施例１は約３．４ｎｍであり、白金触媒の酸化が抑制できているためか、白金触媒中の白金ナノ粒子は大きくならず、活性表面積の低下を抑制できており、耐久性が悪化していないことが示唆される。
また、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４及び比較例１の白金触媒について、耐久試験前後のＣＯストリッピングボルタモグラムを図８～１２に示す。
比較例１では、０．６Ｖ－１．０Ｖの間で１００００回耐久試験を行った場合は、０．８Ｖ ｖｓ ＲＨＥ近傍に現れるピークの積分値は、耐久試験後には約６３％低下したのに対し、実施例１では、０．８Ｖ ｖｓ ＲＨＥ近傍に現れるピーク面積は１４％しか低下せず、実施例２では０．８Ｖ ｖｓ ＲＨＥ近傍に現れるピーク面積は１９％しか低下せず、実施例３では０．８Ｖ ｖｓ ＲＨＥ近傍に現れるピーク面積は１２％しか低下せず、実施例４では０．８Ｖ ｖｓ ＲＨＥ近傍に現れるピーク面積は３１％しか低下しなかった。このピークの積分値は白金触媒の表面積に比例し、白金触媒が劣化して白金ナノ粒子の粒径が大きくなるとこの積分値は低下することから、本発明では耐久性が向上していることが示唆される。図１３に、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４及び比較例１の白金触媒について、耐久試験前後のピーク面積値の変化（耐久試験後のピーク面積値／耐久試験前のピーク面積値）を示す。
以上から、電解液中にメラミン化合物やメラミン化合物をモノマーとする重合体を含ませることで、電池の耐久性を向上させることができることが理解できる。
本発明の電解質及び電極電気化学的酸素還元用触媒の酸化抑制材は、燃料電池及び金属空気電池の電解質に利用することができる。
Claims (13)
- メラミン化合物及び／又は前記メラミン化合物をモノマーとする重合体を含有する、電解質。
- 前記メラミン化合物が、一般式（１）：
で表されるメラミン化合物である、請求項１に記載の電解質。 - 電解液である、請求項１に記載の電解質。
- 前記メラミン化合物及び／又は前記メラミン化合物をモノマーとする重合体の濃度が、０．１～１００μｍｏｌ／Ｌである、請求項３に記載の電解質。
- 燃料電池又は金属空気電池用電解質である、請求項１に記載の電解質。
- メラミン化合物及び／又は前記メラミン化合物をモノマーとする重合体を含有する、電極電気化学的酸素還元用触媒の酸化抑制材。
- 前記メラミン化合物が、一般式（１）：
で表されるメラミン化合物である、請求項６に記載の酸化抑制材。 - 前記メラミン化合物及び／又は前記メラミン化合物を含有する溶液である、請求項６に記載の酸化抑制材。
- 前記メラミン化合物及び／又は前記メラミン化合物をモノマーとする重合体の濃度が、０．１～１００μｍｏｌ／Ｌである、請求項８に記載の酸化抑制材。
- 前記電極電気化学的酸素還元用触媒が、白金ナノ粒子を含有する、請求項６に記載の酸化抑制材。
- 前記電極電気化学的酸素還元用触媒が、燃料電池用カソード触媒である、請求項６に記載の酸化抑制材。
- 請求項１～５のいずれか１項に記載の電解質又は請求項６～１１のいずれか１項に記載の酸化抑制材を含有する、燃料電池。
- 請求項１～５のいずれか１項に記載の電解液又は請求項６～１１のいずれか１項に記載の酸化抑制材を含有する、金属空気電池。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP22911124.0A EP4443571A1 (en) | 2021-12-22 | 2022-12-16 | Electrolyte |
| JP2023569400A JPWO2023120421A1 (ja) | 2021-12-22 | 2022-12-16 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021208273 | 2021-12-22 | ||
| JP2021-208273 | 2021-12-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2023120421A1 true WO2023120421A1 (ja) | 2023-06-29 |
Family
ID=86902651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/046410 WO2023120421A1 (ja) | 2021-12-22 | 2022-12-16 | 電解質 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4443571A1 (ja) |
| JP (1) | JPWO2023120421A1 (ja) |
| WO (1) | WO2023120421A1 (ja) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002208432A (ja) * | 2001-01-12 | 2002-07-26 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解質二次電池の製造方法 |
| JP2004269658A (ja) * | 2003-03-07 | 2004-09-30 | Toyota Motor Corp | 分枝化されたスルホン酸化ポリイミド樹脂及びその製造方法、スルホン酸化ポリイミド電解質膜及びその溶液、並びに燃料電池 |
| WO2008053864A1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-08 | Nippon Steel Chemical Co., Ltd. | Proton conducting compound and proton conducting polymer |
| JP2011092940A (ja) | 2010-12-27 | 2011-05-12 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 燃料電池用カソード電極触媒及びこれを用いた燃料電池 |
| CN105506700A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-04-20 | 苏州市嘉明机械制造有限公司 | 一种耐磨绝缘镜板的制备工艺 |
| JP2017010853A (ja) | 2015-06-24 | 2017-01-12 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 電気化学的酸素還元用触媒 |
| JP2018086640A (ja) | 2016-11-24 | 2018-06-07 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 電気化学的酸素還元用触媒 |
| JP2018129121A (ja) * | 2017-02-06 | 2018-08-16 | ソニー株式会社 | 正極、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
| WO2019019229A1 (zh) | 2017-07-26 | 2019-01-31 | 台山市爱达电器厂有限公司 | 一种货架 |
| WO2021090746A1 (ja) | 2019-11-08 | 2021-05-14 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 電気化学的酸素還元用触媒 |
-
2022
- 2022-12-16 JP JP2023569400A patent/JPWO2023120421A1/ja active Pending
- 2022-12-16 WO PCT/JP2022/046410 patent/WO2023120421A1/ja active Application Filing
- 2022-12-16 EP EP22911124.0A patent/EP4443571A1/en active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002208432A (ja) * | 2001-01-12 | 2002-07-26 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解質二次電池の製造方法 |
| JP2004269658A (ja) * | 2003-03-07 | 2004-09-30 | Toyota Motor Corp | 分枝化されたスルホン酸化ポリイミド樹脂及びその製造方法、スルホン酸化ポリイミド電解質膜及びその溶液、並びに燃料電池 |
| WO2008053864A1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-08 | Nippon Steel Chemical Co., Ltd. | Proton conducting compound and proton conducting polymer |
| JP2011092940A (ja) | 2010-12-27 | 2011-05-12 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 燃料電池用カソード電極触媒及びこれを用いた燃料電池 |
| JP2017010853A (ja) | 2015-06-24 | 2017-01-12 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 電気化学的酸素還元用触媒 |
| CN105506700A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-04-20 | 苏州市嘉明机械制造有限公司 | 一种耐磨绝缘镜板的制备工艺 |
| JP2018086640A (ja) | 2016-11-24 | 2018-06-07 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 電気化学的酸素還元用触媒 |
| JP2018129121A (ja) * | 2017-02-06 | 2018-08-16 | ソニー株式会社 | 正極、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
| WO2019019229A1 (zh) | 2017-07-26 | 2019-01-31 | 台山市爱达电器厂有限公司 | 一种货架 |
| WO2021090746A1 (ja) | 2019-11-08 | 2021-05-14 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 電気化学的酸素還元用触媒 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "Proposals of Goals, Research and Development Tasks, and Evaluation Methods for Polymer Electrolyte Fuel Cells", FUEL CELL COMMERCIALIZATION CONFERENCE OF JAPAN |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4443571A1 (en) | 2024-10-09 |
| JPWO2023120421A1 (ja) | 2023-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9882223B2 (en) | Catalysts and electrodes for fuel cells | |
| US7622216B2 (en) | Supports for fuel cell catalysts | |
| US9627693B2 (en) | Energy storage and generation systems | |
| US11962018B2 (en) | Electrochemical oxygen reduction catalyst | |
| US7459103B2 (en) | Conducting polymer-grafted carbon material for fuel cell applications | |
| Álvarez et al. | Technical electrodes catalyzed with PtRu on mesoporous ordered carbons for liquid direct methanol fuel cells | |
| WO2006002228A2 (en) | Catalyst support for an electrochemical fuel cell | |
| EP1509929A4 (en) | CARBON-CONDUCTIVE MATERIAL GRAFTED ON A POLYMER FOR FUEL CELL APPLICATIONS | |
| US7195834B2 (en) | Metallized conducting polymer-grafted carbon material and method for making | |
| JP6967761B2 (ja) | 電気化学的酸素還元用触媒 | |
| WO2020059504A1 (ja) | 燃料電池用アノード触媒層及びそれを用いた燃料電池 | |
| WO2020059503A1 (ja) | 燃料電池用アノード触媒層及びそれを用いた燃料電池 | |
| WO2020059502A1 (ja) | 燃料電池用アノード触媒層及びそれを用いた燃料電池 | |
| JP7265292B2 (ja) | 電気化学的酸素還元用触媒 | |
| WO2023120421A1 (ja) | 電解質 | |
| JP2019057374A (ja) | 電極触媒 | |
| JPH10302810A (ja) | 固体高分子型燃料電池 | |
| JP2024121487A (ja) | 電気化学的酸素還元用触媒 | |
| KR101288972B1 (ko) | 연료전지용 전극 및 이를 채용한 연료전지 | |
| WO2009125741A1 (ja) | 燃料電池用電極触媒及びその製造方法 | |
| Korchagin et al. | Development of Mea for Hydrogen-Oxygen Fuel Cell Based on Anion-Exchange Electrolytes and Catalysts Having Reduced Platinum Content | |
| Jiang et al. | Carbon-Supported Core-Shell PtSn Nanoparticles: Synthesis, Characterization and Performance as Anode Catalysts for Direct Ethanol Fuel Cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22911124 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2023569400 Country of ref document: JP |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2022911124 Country of ref document: EP Effective date: 20240701 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |