JPH025364A - ガス拡散型酸素電極 - Google Patents
ガス拡散型酸素電極Info
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- JPH025364A JPH025364A JP63155662A JP15566288A JPH025364A JP H025364 A JPH025364 A JP H025364A JP 63155662 A JP63155662 A JP 63155662A JP 15566288 A JP15566288 A JP 15566288A JP H025364 A JPH025364 A JP H025364A
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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
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- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/9016—Oxides, hydroxides or oxygenated metallic salts
-
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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］
本発明はガス拡散型酸素電極に係り、特に極めて優れた
電極性能及び作動性能を有するガス拡散型酸素電極に関
する。
電極性能及び作動性能を有するガス拡散型酸素電極に関
する。
［従来の技術］
アルカリ水溶液中での酸素の電気化学的還元反応は、燃
料電池や金属−空気電池において極めて重要である。
料電池や金属−空気電池において極めて重要である。
本発明者らは、特に金属−空気電池用のガス拡散型酸素
電極、とりわけ酸素還元陰極としてカーボンを主体とし
たテフロン（ポリテトラフルオロエチレン）結着型ガス
拡散型酸素電極、即ちガス拡散型カーボン電極について
、種々検討を重ねてきた。
電極、とりわけ酸素還元陰極としてカーボンを主体とし
たテフロン（ポリテトラフルオロエチレン）結着型ガス
拡散型酸素電極、即ちガス拡散型カーボン電極について
、種々検討を重ねてきた。
第１図は一般的なガス拡散型カーボン電極を示す断面図
である。
である。
図示の如く、ガス拡散型カーボン電極１は、ガス供給層
２と反応層３との２層とされており、ガス供給層２は炭
素及びテフロンよりなり、反応層は炭素、テフロン及び
酸化物触媒よりなる。このようなガス拡散型カーボン電
極１にはＮｉメツシュ４等の導電線がホットプレス等に
より埋設される。使用に際して、ガス供給層２は酸素等
のガス側に、反応層３はＫＯＨ等のアルカリ水溶液側に
設置される。
２と反応層３との２層とされており、ガス供給層２は炭
素及びテフロンよりなり、反応層は炭素、テフロン及び
酸化物触媒よりなる。このようなガス拡散型カーボン電
極１にはＮｉメツシュ４等の導電線がホットプレス等に
より埋設される。使用に際して、ガス供給層２は酸素等
のガス側に、反応層３はＫＯＨ等のアルカリ水溶液側に
設置される。
本発明者らは、先にこのようなガス拡散型カーボン電極
に用いられる酸化物触媒として、下記組成に代表される
ランタン系ペロブスカイト型酸化物触媒が有効であるこ
とを見出した（「日本化学会誌Ｊ １９８６年Ｎｏ、６
第７５１〜７５５頁）。
に用いられる酸化物触媒として、下記組成に代表される
ランタン系ペロブスカイト型酸化物触媒が有効であるこ
とを見出した（「日本化学会誌Ｊ １９８６年Ｎｏ、６
第７５１〜７５５頁）。
Ｌａ（１，ｓ Ｓ ｒｏ４Ｆ ｅｏ、ａ Ｍｏ、４０３
（Ｍ＝Ｍｎ、Ｃｏ） ［発明が解決しようとする課題］ 一般に、各種分野で用いられる電極においては、その電
極特性、耐久性等の各種特性の向上が常に要求されてお
り、ガス拡散型酸素電極においても、電流密度の向上、
電極活性の向上、電位の安定化などの電極性能、作動性
能等のより一層の改善が強く要望されている。
（Ｍ＝Ｍｎ、Ｃｏ） ［発明が解決しようとする課題］ 一般に、各種分野で用いられる電極においては、その電
極特性、耐久性等の各種特性の向上が常に要求されてお
り、ガス拡散型酸素電極においても、電流密度の向上、
電極活性の向上、電位の安定化などの電極性能、作動性
能等のより一層の改善が強く要望されている。
本発明は上記従来の実情に鑑みてなさねたものであり、
優れた電極性能、作動性能を有するガス拡散型酸素電極
を提供することを目的とする。
優れた電極性能、作動性能を有するガス拡散型酸素電極
を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
請求項（１）のガス拡散型酸素電極は、炭素及びポリテ
トラフルオロエチレンを含むガス併給層と、炭素、ポリ
テトラフルオロエチレン及び酸化物触媒を含む反応層と
を備えるガス拡散型酸素電極において、酸化物触媒とし
て下記組成を有するベロブス）・カイト型酸化物触媒を
用いたことを特徴とする。
トラフルオロエチレンを含むガス併給層と、炭素、ポリ
テトラフルオロエチレン及び酸化物触媒を含む反応層と
を備えるガス拡散型酸素電極において、酸化物触媒とし
て下記組成を有するベロブス）・カイト型酸化物触媒を
用いたことを特徴とする。
Ｌａｄ−ｘ Ｃａ、Ｍｎ０３
（ただし、０．０５≦Ｘ≦０．９）
請求項（２）のガス拡散型酸素電極は、上記ガス拡散型
酸素電極において、酸化物触媒としてＬａｄ−、Ｃａ、
ＣａＯ２ （ただし、０．０５≦ｙ≦０．９） で示されるペロブストカイト型酸化物触媒を用いたこと
を特徴とする。
酸素電極において、酸化物触媒としてＬａｄ−、Ｃａ、
ＣａＯ２ （ただし、０．０５≦ｙ≦０．９） で示されるペロブストカイト型酸化物触媒を用いたこと
を特徴とする。
以下に本発明の詳細な説明する。
本発明のガス拡散型酸素電極は、反応層の酸化物触媒と
して、 Ｌａｄ−ｘＣａｘＭｎＯ３ （ただし、０．０５≦Ｘ≦０．９） 又は Ｌ ａ ＋ −ｙ Ｃａ ｙ Ｃｏ Ｏ３（
ただし、０．０５≦ｙ≦０．９） で示されるペロブストカイト型酸化物触媒を用いること
以外は、第１図に示される従来のガス拡散型酸素電極と
同様の構成を有する。
して、 Ｌａｄ−ｘＣａｘＭｎＯ３ （ただし、０．０５≦Ｘ≦０．９） 又は Ｌ ａ ＋ −ｙ Ｃａ ｙ Ｃｏ Ｏ３（
ただし、０．０５≦ｙ≦０．９） で示されるペロブストカイト型酸化物触媒を用いること
以外は、第１図に示される従来のガス拡散型酸素電極と
同様の構成を有する。
なお、上記酸化物触媒のＣａ置換率は、電池性能に影響
を及ぼし、酸化物触媒が Ｌ ａ Ｉ−ｇ Ｃａ １１ Ｍ ｎ Ｏ３の場合、特
に ０１≦Ｘ≦０．３ とりわけ ０．１５≦Ｘ≦０．２５ であることが好ましい。また、酸化物触媒がＬａｄ−、
ＣａｙＣＯＯ３ の場合、特に ０、 ３ ≦ｙ≦０，５ であることが好ましい。これらの酸化物触媒は、１種を
単独で用いても、２種を併用しても良い。
を及ぼし、酸化物触媒が Ｌ ａ Ｉ−ｇ Ｃａ １１ Ｍ ｎ Ｏ３の場合、特
に ０１≦Ｘ≦０．３ とりわけ ０．１５≦Ｘ≦０．２５ であることが好ましい。また、酸化物触媒がＬａｄ−、
ＣａｙＣＯＯ３ の場合、特に ０、 ３ ≦ｙ≦０，５ であることが好ましい。これらの酸化物触媒は、１種を
単独で用いても、２種を併用しても良い。
反応層中の上記酸化物触媒の含有量は、少な過ぎると十
分な触媒効果が得られず、また所定量を超えて用いても
それに見合う電極抵抗の改善効果が得られない上に、過
度に多量の酸化物触媒を用いた場合には電極内部の微細
構造に変化が生じ、電極抵抗が悪化する場合がある。こ
のようなことから、酸化物触媒の含有量は１０〜６０重
１％、特に２０〜３０重量％の範囲とするのが好ましい
。
分な触媒効果が得られず、また所定量を超えて用いても
それに見合う電極抵抗の改善効果が得られない上に、過
度に多量の酸化物触媒を用いた場合には電極内部の微細
構造に変化が生じ、電極抵抗が悪化する場合がある。こ
のようなことから、酸化物触媒の含有量は１０〜６０重
１％、特に２０〜３０重量％の範囲とするのが好ましい
。
反応層及びガス供給層中のテフロンの含有量は、少な過
ぎると電極の結着性が悪くなり、反対に多くなると７Ｆ
Ｌ極の抵抗が高くなったり、ガス拡散性が悪くなる。従
って、テフロン含有量は１０〜４０重量％、特に反応層
では２０〜３０重量％、ガス供給層では１８〜２８重量
％の範囲とするのが好ましい。
ぎると電極の結着性が悪くなり、反対に多くなると７Ｆ
Ｌ極の抵抗が高くなったり、ガス拡散性が悪くなる。従
って、テフロン含有量は１０〜４０重量％、特に反応層
では２０〜３０重量％、ガス供給層では１８〜２８重量
％の範囲とするのが好ましい。
本発明のガス拡散型酸素電極は、ガス供給層として炭素
及びテフロン、反応層として炭素、テフロン及び酸化物
触媒を混合した原料粉末を用い、これら２層を例えばＮ
ｉメツシュと共にホットプレスするなどの方法により容
易に作製することかできる。
及びテフロン、反応層として炭素、テフロン及び酸化物
触媒を混合した原料粉末を用い、これら２層を例えばＮ
ｉメツシュと共にホットプレスするなどの方法により容
易に作製することかできる。
なお、各層の原料粉末は、例えば次のようにして調製す
ることができる。
ることができる。
■ ガス供給層用原料粉末
ブタノール水溶液にカーボンブラックを添加して混合す
る。これにテフロンを分散させた後、濾過、乾燥して微
粉化する（ブタノール分散）。あるいは、混合系として
トライトン水溶液を用いて行なうこともできる。この場
合には、＠粉化後、熱処理を施してトライトンを十分に
飛ばすことが必要である。
る。これにテフロンを分散させた後、濾過、乾燥して微
粉化する（ブタノール分散）。あるいは、混合系として
トライトン水溶液を用いて行なうこともできる。この場
合には、＠粉化後、熱処理を施してトライトンを十分に
飛ばすことが必要である。
■ 反応層用原料粉末
カーボンと酸化物触媒をメノウ乳鉢で十分混合したもの
に、■の方法で得られたカーボンブラック−テフロン混
合粉末を加え、ブタノールを分散剤として液相混合、濾
過、乾燥した後、微粉化する。
に、■の方法で得られたカーボンブラック−テフロン混
合粉末を加え、ブタノールを分散剤として液相混合、濾
過、乾燥した後、微粉化する。
本発明のガス拡散型酸素電極の厚さについては特に制限
はないが、その厚さは薄いほど電極抵抗が低くなるため
性能が良くなる傾向にある。厚さがあまり薄くなり過ぎ
るとガス油れ、液漏れが発生するため性能が低下するこ
ととなる。従って、ＴＬ極の反応層、ガス供給層のそれ
ぞれにおいて、ホットプレスに用いた原料粉末の量が単
位面積当り５〜ｔｓｍｇ／ｃｍ″程度、特に反応層にお
いては約１０〜１２ｍｇ／ｃｒｎ’、ガス供給層では約
９〜１１ ’ｍ ｇ ／ ｃ ｒｎ’とするのが好まし
い。
はないが、その厚さは薄いほど電極抵抗が低くなるため
性能が良くなる傾向にある。厚さがあまり薄くなり過ぎ
るとガス油れ、液漏れが発生するため性能が低下するこ
ととなる。従って、ＴＬ極の反応層、ガス供給層のそれ
ぞれにおいて、ホットプレスに用いた原料粉末の量が単
位面積当り５〜ｔｓｍｇ／ｃｍ″程度、特に反応層にお
いては約１０〜１２ｍｇ／ｃｒｎ’、ガス供給層では約
９〜１１ ’ｍ ｇ ／ ｃ ｒｎ’とするのが好まし
い。
以下に、本発明で用いる酸化物触媒の製造方法について
説明する。
説明する。
本発明のペロブストカイト型酸化物触媒は、その製造方
法については特に制限はないが、例えば次の■又は■の
方法により製造できる。
法については特に制限はないが、例えば次の■又は■の
方法により製造できる。
■ 酢酸塩分解法（ＡＤ法）（第２図参照）所定のモル
組成比の各金属酢酸塩の混合水溶液を蒸発、乾固、分解
後、約８５０℃にて１０時間程度、空気中で焼成する。
組成比の各金属酢酸塩の混合水溶液を蒸発、乾固、分解
後、約８５０℃にて１０時間程度、空気中で焼成する。
■ クエン酸前駆体法（ＡＣＰ法）（第３図参照）
所定のモル組成の金属硝酸塩とクエン酸の混合水溶液を
脱水、乾燥してアモルファスクエン酸前駆体を得た後、
これを空気中で約６５０℃にて２時間程度焼成する。
脱水、乾燥してアモルファスクエン酸前駆体を得た後、
これを空気中で約６５０℃にて２時間程度焼成する。
特に、本発明においては、■のＡＣＰ法により調製した
ペロブストカイト型酸化物触媒を用いることにより、著
しく浸れた電流密度の向上効果が得られる。これは、Ａ
ＣＰ法で調製した触媒はその焼成温度がＡＤ法よりも約
２００℃低いため、表面積が大きくなっていることから
、触媒活性が高いためと考えられる。
ペロブストカイト型酸化物触媒を用いることにより、著
しく浸れた電流密度の向上効果が得られる。これは、Ａ
ＣＰ法で調製した触媒はその焼成温度がＡＤ法よりも約
２００℃低いため、表面積が大きくなっていることから
、触媒活性が高いためと考えられる。
［作用］
アルカリ性水溶液中での酸素の還元では、下記（Ｉ）式
の四電子反応と、ＨＯ２−を生じる（ ＩＩ ）式の二
電子反応が起こることが知られている。生じたＨＯ２−
は（ＩＩＩ ）式のように電気化学的に還元されるか、
あるいは（ＩＶ ）式のように触媒によって接触分解さ
れる。
の四電子反応と、ＨＯ２−を生じる（ ＩＩ ）式の二
電子反応が起こることが知られている。生じたＨＯ２−
は（ＩＩＩ ）式のように電気化学的に還元されるか、
あるいは（ＩＶ ）式のように触媒によって接触分解さ
れる。
０２ ＋２Ｈ２０＋４ｅ−４０Ｈ−
・・・（１）
０２ ＋ Ｈ２０＋２６ ＝ ＨＯ２−＋ ＯＨ−・・
・（＋１ ） ＨＯ２−＋ Ｈ２０＋ ２ ｅ ＝ ３０ Ｈ−・・・
（ＩＩＩ ） ２ＨＯ２−−２０Ｈ−＋０２ ・＝ （ＩＶ）本発
明で用いるペロブストカイト型酸化物触媒は、酸素の四
電子還元（Ｉ）式に対する活性が高いだけでなく、同時
に（＋’Ｖ）式の過酸化水素の分解活性も高いことから
、極めて電流密度が高く、優れた電極性能を有するガス
拡散型酸素電極を提供することができる。
・（＋１ ） ＨＯ２−＋ Ｈ２０＋ ２ ｅ ＝ ３０ Ｈ−・・・
（ＩＩＩ ） ２ＨＯ２−−２０Ｈ−＋０２ ・＝ （ＩＶ）本発
明で用いるペロブストカイト型酸化物触媒は、酸素の四
電子還元（Ｉ）式に対する活性が高いだけでなく、同時
に（＋’Ｖ）式の過酸化水素の分解活性も高いことから
、極めて電流密度が高く、優れた電極性能を有するガス
拡散型酸素電極を提供することができる。
しかも、このペロブストカイト型酸化物触媒の添加によ
り、電極の耐久性も大幅に向上し、長期間安定”に作動
し得る、作動特性にも著しく優れたガス拡散型酸素電極
が提供される。
り、電極の耐久性も大幅に向上し、長期間安定”に作動
し得る、作動特性にも著しく優れたガス拡散型酸素電極
が提供される。
［実施例］
以下に製造例、実施例及び実験例を挙げて本発明をより
具体的に説明する。
具体的に説明する。
製造例１：ガス供給層用原料粉末の製造カーボンブラッ
ク、ｎ−ブタノール及び水を１：１：３０（重量比）の
割合で添加し、スターテで６０分間混合した。これにテ
フロンを分散させて吸引−過後、１２０℃で１昼夜乾燥
した。このものをミキサーで微粉化し、テフロン含有量
２３重１％の原料粉末を製造した。
ク、ｎ−ブタノール及び水を１：１：３０（重量比）の
割合で添加し、スターテで６０分間混合した。これにテ
フロンを分散させて吸引−過後、１２０℃で１昼夜乾燥
した。このものをミキサーで微粉化し、テフロン含有量
２３重１％の原料粉末を製造した。
製造例２：反応層用原料粉末の製造
カーボンブラックと下記第１表のＮｏ、１〜４に示す酸
化物触媒の各々をメノウ乳鉢で十分に混合したものに、
製造例１と同様にして得られたカーボン−テフロン原料
粉末を加え、ｎ−ブタノールを分散剤として液相混合、
チ過、乾燥した後、ミルで微粉化して、テフロン含有量
２５瓜量％、酸化物触媒含有量２５重１％の原料粉末（
Ｎｏ、１〜４）を製造した。
化物触媒の各々をメノウ乳鉢で十分に混合したものに、
製造例１と同様にして得られたカーボン−テフロン原料
粉末を加え、ｎ−ブタノールを分散剤として液相混合、
チ過、乾燥した後、ミルで微粉化して、テフロン含有量
２５瓜量％、酸化物触媒含有量２５重１％の原料粉末（
Ｎｏ、１〜４）を製造した。
また、触媒無添加の原料粉末（Ｎｏ、５）についても同
様に製造した。
様に製造した。
第１表 酸化物触媒
製造例３：ガス拡散型酸素電極の製造
３０ｍｍφの錠剤成型器にリボンヒーターを巻き付けて
作った、第４図に示すホットプレス成形器に製造例】で
得られたガス供給層用原料粉末１０ ｍ ｇ ／ ｃ
ｒｎ’をスバツテイラで充填し、３６０℃までリボンヒ
ーター（１５０Ｗ）で昇？Ａしく約１時間）、４２４ｋ
Ｈ／ｃｒｎ’でホットプレスして約０．２０ｍｍのガス
供給層用原料粉末の膜を作成した。次にこの膜を所定の
大きさに切り取り、膜の上に製造例２で得られた反応層
用原料粉末ＮＯ，Ｉ〜ｓ （ｔ １ ｍｇ／ｃｒｎ”）
及びＮｉメツシュを乗せ、各々、再び３６０℃、５６６
ｋ ｇ ／ ｃゴでホットプレスした。その後、ドラ
イヤーで空冷後、電極を取り出した。
作った、第４図に示すホットプレス成形器に製造例】で
得られたガス供給層用原料粉末１０ ｍ ｇ ／ ｃ
ｒｎ’をスバツテイラで充填し、３６０℃までリボンヒ
ーター（１５０Ｗ）で昇？Ａしく約１時間）、４２４ｋ
Ｈ／ｃｒｎ’でホットプレスして約０．２０ｍｍのガス
供給層用原料粉末の膜を作成した。次にこの膜を所定の
大きさに切り取り、膜の上に製造例２で得られた反応層
用原料粉末ＮＯ，Ｉ〜ｓ （ｔ １ ｍｇ／ｃｒｎ”）
及びＮｉメツシュを乗せ、各々、再び３６０℃、５６６
ｋ ｇ ／ ｃゴでホットプレスした。その後、ドラ
イヤーで空冷後、電極を取り出した。
なお、図中、１０は試料、１１はピストン、１２はシリ
ンダー １３はリボンヒーター １４はＡＣ電源（ｔｏ
ｏｖ） １５は熱電対である。
ンダー １３はリボンヒーター １４はＡＣ電源（ｔｏ
ｏｖ） １５は熱電対である。
得られたガス拡散型酸素電極は、第１図に示す如く、Ｎ
ｉメツシュ４を備えるガス供給Ｆ１２及び反応層３の２
層構造を有し、ガス供給層２の厚さは０．２ｍｍ、反応
層３の厚さは０．２ｍｍ、全厚さｔは０．４ｍｍ、長さ
文は１５ｍｍである。
ｉメツシュ４を備えるガス供給Ｆ１２及び反応層３の２
層構造を有し、ガス供給層２の厚さは０．２ｍｍ、反応
層３の厚さは０．２ｍｍ、全厚さｔは０．４ｍｍ、長さ
文は１５ｍｍである。
実施例１
製造例３で得られた各電極を、第５図に示すようにセッ
トして、室温（２５℃）、３０重量％ＫＯＨ中で、裏面
から酸素ガスを流しながら、ボランジオスタットにより
電流密度を測定した。
トして、室温（２５℃）、３０重量％ＫＯＨ中で、裏面
から酸素ガスを流しながら、ボランジオスタットにより
電流密度を測定した。
なお、第５図中、２０はガス拡散型酸素電極、２１．２
２はテフロン製のホルダ、２３．２４はＯリング、２５
は銅線である。
２はテフロン製のホルダ、２３．２４はＯリング、２５
は銅線である。
結果を第６図及び第７図に示す。
第６図及び第７図より明らかなように、本発明のペロブ
ストカイト型酸化物触媒によれば、優れた電極性能が得
られる。特にＡＣＰ法によるペロブストカイト型酸化物
触媒によれば、ＡＤ法による酸化物触媒に比べ、約４倍
以上も電流密度が向上し、優れた電極性能が得られる。
ストカイト型酸化物触媒によれば、優れた電極性能が得
られる。特にＡＣＰ法によるペロブストカイト型酸化物
触媒によれば、ＡＤ法による酸化物触媒に比べ、約４倍
以上も電流密度が向上し、優れた電極性能が得られる。
実験例１
ペロブストカイト型酸化物触媒Ｎｏ、１（ＡＣＰ法）及
ｔＮｏ、２（ＡＤ法）、Ｎｏ、 ３ （ＡＣＰ法）及び
Ｎｏ、４（ＡＤ法）について、それぞれＢＥＴ表面積を
測定した。結果を第２表に示す。
ｔＮｏ、２（ＡＤ法）、Ｎｏ、 ３ （ＡＣＰ法）及び
Ｎｏ、４（ＡＤ法）について、それぞれＢＥＴ表面積を
測定した。結果を第２表に示す。
第２表
第２表より明らかなように、Ｍｎ系、Ｃｏ系いずれもＡ
ＣＰ法で調製した方が、ＡＤ法の約９倍程度ＢＥＴ表面
積が大きく、このため触媒活性が高いことが認められる
。
ＣＰ法で調製した方が、ＡＤ法の約９倍程度ＢＥＴ表面
積が大きく、このため触媒活性が高いことが認められる
。
実施例２
ＬａＣａＣｏ系ペロブストカイト型酸化物触媒について
、Ｃａの置換量を変化させて酸化物触媒を調製し、製造
例３と同様にして電極を製造し、各々の酸化物触媒より
得られる電極の電極性能を調べた。
、Ｃａの置換量を変化させて酸化物触媒を調製し、製造
例３と同様にして電極を製造し、各々の酸化物触媒より
得られる電極の電極性能を調べた。
Ｌａｄ−ＸｃａｘＣｏ０３におけるＸの値と電流密度（
−１２５ｍＶ ｖｓ Ｈｇ／Ｈｇｏにて測定）との関係
を第８図に示す。
−１２５ｍＶ ｖｓ Ｈｇ／Ｈｇｏにて測定）との関係
を第８図に示す。
第８図より明らかなように、ＬａＣａＣｏ系においては
、Ｃａ置換量ｘ＝０．２〜０．６の範囲で電流密度が高
く、ｘ＝０．４で極大値をとる。
、Ｃａ置換量ｘ＝０．２〜０．６の範囲で電流密度が高
く、ｘ＝０．４で極大値をとる。
このと〆詮の性能は非常に高く、ＲＷＥ換算で、＋Ｏ，
ＳＶのときに２．５Ａ／ｃｒｎ’もの高電流密度が得ら
れた。
ＳＶのときに２．５Ａ／ｃｒｎ’もの高電流密度が得ら
れた。
実験例２
カーボン上で酸素の電気化学的還元が起こる場合、二電
子還元による過酸化水素が生成し易いことが知られてい
る。従って、カーボンを基材とする電極を作製する場合
、電極触媒の過酸化水素分解活性は極めて重要となる。
子還元による過酸化水素が生成し易いことが知られてい
る。従って、カーボンを基材とする電極を作製する場合
、電極触媒の過酸化水素分解活性は極めて重要となる。
そこ１で、第９図に示すような装置を用いて、ＬａＣａ
Ｃｏ系ペロブストカイト型酸化物触媒の過酸化水素（Ｉ
（２０２）分解活性を測定した。
Ｃｏ系ペロブストカイト型酸化物触媒の過酸化水素（Ｉ
（２０２）分解活性を測定した。
即ち−まず三角フラスコ３１中に、９ｍｏｕ／ｄ ｍ’
Ｎ ａ ＯＨ水溶液に酸化物触媒を約０．０２重１％
分散させた液３０を入れ、この中に、２重量％過酸化水
素水３２を滴下ロート３３にて滴下した。この三角フラ
スコ３１は・１ｆｆｌ ？Ｈ槽３４内に入れて８０℃に
保持し、また、液３０はマグネティックスタラ−３５で
攪拌した。
Ｎ ａ ＯＨ水溶液に酸化物触媒を約０．０２重１％
分散させた液３０を入れ、この中に、２重量％過酸化水
素水３２を滴下ロート３３にて滴下した。この三角フラ
スコ３１は・１ｆｆｌ ？Ｈ槽３４内に入れて８０℃に
保持し、また、液３０はマグネティックスタラ−３５で
攪拌した。
この時、生成する酸素を、水３６を入れた容器（３００
０ｃｍ）３７に導入し、メスシリンダー３８に水を送っ
てガス置換法により酸素の生成速度を測定し、酸化物触
媒１ｇ当りのＨ２Ｏ２分解活性を求めた。
０ｃｍ）３７に導入し、メスシリンダー３８に水を送っ
てガス置換法により酸素の生成速度を測定し、酸化物触
媒１ｇ当りのＨ２Ｏ２分解活性を求めた。
結果を第１０図に示す。
第１０図より明らかなようにＨ２０２２分解活性Ｃａ置
換量ｘ＝０．４で極大値をとる。この傾向は、実施例２
の電極活性の結果とよく対応しており、触媒の８２０２
分解活性が、電極性能を大きく左右していることが明ら
かである。
換量ｘ＝０．４で極大値をとる。この傾向は、実施例２
の電極活性の結果とよく対応しており、触媒の８２０２
分解活性が、電極性能を大きく左右していることが明ら
かである。
実施例３
製造例３において、ＡＣＰ法により作製したＬａｏ、ｓ
Ｃａｏ、４ ＣＯＯ３（Ｎｏ、３）を用いて製造した
電極、及び触媒無添加（Ｎｏ、５）にて同様にして製造
した電極について、短期連続試験を３００ ｍ Ａ ／
ｃ ｍ’の定電流密度で行ない、その時の電位の経時
変化を調べた。
Ｃａｏ、４ ＣＯＯ３（Ｎｏ、３）を用いて製造した
電極、及び触媒無添加（Ｎｏ、５）にて同様にして製造
した電極について、短期連続試験を３００ ｍ Ａ ／
ｃ ｍ’の定電流密度で行ない、その時の電位の経時
変化を調べた。
結果を第１１図に示す。
第１１図から明らかなように、触媒無添加（ＮＯ，５）
の電極は、本発明のＬａＣａＣｏ０ａ系触媒（Ｎｏ、３
）を添加した電極に比し、電極性能もかなり劣っている
上に、３０時間後から電位の低下が見られる。一方、本
発明の酸化物触媒を添加した電極は、測定を続けた５０
時間後も極めて安定に作動する。
の電極は、本発明のＬａＣａＣｏ０ａ系触媒（Ｎｏ、３
）を添加した電極に比し、電極性能もかなり劣っている
上に、３０時間後から電位の低下が見られる。一方、本
発明の酸化物触媒を添加した電極は、測定を続けた５０
時間後も極めて安定に作動する。
［発明の効果コ
以上詳述した通り、本発明のガス拡散型酸素電極によれ
ば、著しく電極活性、作動特性等が高く、電極性能及び
耐久性に優れた高性能ガス拡散型酸素電極が提供される
。
ば、著しく電極活性、作動特性等が高く、電極性能及び
耐久性に優れた高性能ガス拡散型酸素電極が提供される
。
第１図はガス拡散型酸素電極の構成を示す断面図、第２
図及び第３図は酸化物触媒の調製方法を示す系統図、第
４図はホットプレス法の一例を示す概略断面図、第５図
は電極特性の測定方法を示す概略的な断面図、第６図及
び第７図は実施例１の結果を示すグラフ、第８図は実施
例２の結果を示すグラフ、第９図は実験例２の装置を示
す概略的な断面図、第１０図は実験例２の結果を示すグ
ラフ、第１１図は実施例３の結果を示すグラフである。 １・・・ガス拡散型酸素′ｇｊＬ極、 ２・・・ガス供給層、 ３・・・反応層。
図及び第３図は酸化物触媒の調製方法を示す系統図、第
４図はホットプレス法の一例を示す概略断面図、第５図
は電極特性の測定方法を示す概略的な断面図、第６図及
び第７図は実施例１の結果を示すグラフ、第８図は実施
例２の結果を示すグラフ、第９図は実験例２の装置を示
す概略的な断面図、第１０図は実験例２の結果を示すグ
ラフ、第１１図は実施例３の結果を示すグラフである。 １・・・ガス拡散型酸素′ｇｊＬ極、 ２・・・ガス供給層、 ３・・・反応層。
Claims (2)
- （１）炭素及びポリテトラフルオロエチレンを含むガス
供給層と、炭素、ポリテトラフルオロエチレン及び酸化
物触媒を含む反応層とを備えるガス拡散型酸素電極にお
いて、酸化物触媒として下記組成を有するペロブストカ
イト型酸化物触媒を用いたことを特徴とするガス拡散型
酸素電極。 Ｌａ＿１＿−＿ｘＣａ＿ｘＭｎＯ＿３ （ただし、０．０５≦ｘ≦０．９） - （２）炭素及びポリテトラフルオロエチレンを含むガス
供給層と、炭素、ポリテトラフルオロエチレン及び酸化
物触媒を含む反応層とを備えるガス拡散型酸素電極にお
いて、酸化物触媒として下記組成を有するペロブストカ
イト型酸化物触媒を用いたことを特徴とするガス拡散型
酸素電極。 Ｌａ＿１＿−＿ｙＣａ＿ｙＣｏＯ＿３ （ただし、０．０５≦ｙ≦０．９）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63155662A JPH025364A (ja) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | ガス拡散型酸素電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63155662A JPH025364A (ja) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | ガス拡散型酸素電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH025364A true JPH025364A (ja) | 1990-01-10 |
| JPH0546062B2 JPH0546062B2 (ja) | 1993-07-12 |
Family
ID=15610850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63155662A Granted JPH025364A (ja) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | ガス拡散型酸素電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH025364A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0750864A (ja) * | 1994-06-02 | 1995-02-21 | Casio Comput Co Ltd | ページング受信機 |
| JP2003027269A (ja) * | 2001-07-11 | 2003-01-29 | Choichi Furuya | 触媒含有ガス拡散電極 |
| JP2006012764A (ja) * | 2004-05-28 | 2006-01-12 | Dowa Mining Co Ltd | 固体電解質型燃料電池の電極用材料および電極 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0677015U (ja) * | 1993-02-05 | 1994-10-28 | 日精電機工業株式会社 | 光学ピックアップ装置 |
-
1988
- 1988-06-23 JP JP63155662A patent/JPH025364A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0750864A (ja) * | 1994-06-02 | 1995-02-21 | Casio Comput Co Ltd | ページング受信機 |
| JP2003027269A (ja) * | 2001-07-11 | 2003-01-29 | Choichi Furuya | 触媒含有ガス拡散電極 |
| JP2006012764A (ja) * | 2004-05-28 | 2006-01-12 | Dowa Mining Co Ltd | 固体電解質型燃料電池の電極用材料および電極 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0546062B2 (ja) | 1993-07-12 |
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