JPH10330979A - 電極膜接合体及びその製造方法 - Google Patents
電極膜接合体及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH10330979A JPH10330979A JP9147394A JP14739497A JPH10330979A JP H10330979 A JPH10330979 A JP H10330979A JP 9147394 A JP9147394 A JP 9147394A JP 14739497 A JP14739497 A JP 14739497A JP H10330979 A JPH10330979 A JP H10330979A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- platinum
- iridium
- metal layer
- membrane
- 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
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 カチオン交換樹脂膜に白金イオンをイオ
ン交換吸着させ、次いで還元剤を用いて該膜表面に白金
金属層を析出させた後、膜表面の少なくとも片方の面上
に電解めっき法によりイリジウム又は、白金−イリジウ
ム合金からなる金属層を成長させる。 【効果】 過電圧が低く、より高い性能を有する電極膜
接合体が得られる。しかも、電解めっき液自体の寿命が
長いため、めっき液中のイリジウム成分を有効利用でき
る上、反応速度が早いため、製造時間が短くなり、結果
的に量産性が増す。
ン交換吸着させ、次いで還元剤を用いて該膜表面に白金
金属層を析出させた後、膜表面の少なくとも片方の面上
に電解めっき法によりイリジウム又は、白金−イリジウ
ム合金からなる金属層を成長させる。 【効果】 過電圧が低く、より高い性能を有する電極膜
接合体が得られる。しかも、電解めっき液自体の寿命が
長いため、めっき液中のイリジウム成分を有効利用でき
る上、反応速度が早いため、製造時間が短くなり、結果
的に量産性が増す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体高分子型燃料
電池や固体高分子水電解装置等に用いられる電極膜接合
体及びその製造方法に関するものであり、特にイオン交
換膜とりわけＮａｆｉｏｎ( 登録商標) 等に代表される
カチオン交換膜上に触媒層となる白金族金属をコーティ
ングしてなる電極膜接合体及びその製造方法に関する。
電池や固体高分子水電解装置等に用いられる電極膜接合
体及びその製造方法に関するものであり、特にイオン交
換膜とりわけＮａｆｉｏｎ( 登録商標) 等に代表される
カチオン交換膜上に触媒層となる白金族金属をコーティ
ングしてなる電極膜接合体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】フルオロカーボンを基材とするカチオン
交換膜に直接電極を形成して、電極反応を行わせる固体
高分子水電解や固体高分子型燃料電池の研究開発が進め
られている。これらに用いられる電極−膜接合体の製造
方法としては、一般的に電極の金属または金属酸化物の
粒子をイオン交換膜の基材にホットプレスにより物理的
に接着するホットプレス法や、上記金属またはその化合
物を含むめっき液を用いてイオン交換膜の表面に化学め
っきすなわち無電解めっきにより電極膜を形成する化学
めっき法などが検討されている。特に化学めっき法の場
合、形成された電極層は、導電性に優れている上に、電
極としての大きな有効面積を有しているため、過電圧の
低い電極となる利点がある。
交換膜に直接電極を形成して、電極反応を行わせる固体
高分子水電解や固体高分子型燃料電池の研究開発が進め
られている。これらに用いられる電極−膜接合体の製造
方法としては、一般的に電極の金属または金属酸化物の
粒子をイオン交換膜の基材にホットプレスにより物理的
に接着するホットプレス法や、上記金属またはその化合
物を含むめっき液を用いてイオン交換膜の表面に化学め
っきすなわち無電解めっきにより電極膜を形成する化学
めっき法などが検討されている。特に化学めっき法の場
合、形成された電極層は、導電性に優れている上に、電
極としての大きな有効面積を有しているため、過電圧の
低い電極となる利点がある。
【０００３】また固体高分子水電解においては、現在上
記過電圧の低減のために、特に陽極サイド（酸素発生
極）に白金層だけではなく、触媒として過電圧の低いイ
リジウムなどの金属を白金層上に化学めっきにより形成
する方法が提唱されている。例えば特公昭５８−４７４
７１号公報に記載されているように、カチオン交換樹脂
膜に白金族の金属イオンをイオン交換で吸着させてから
水素化硼素塩水溶液で処理して膜の表面に金属層を析出
させ、更にこの膜を金属塩とジアルキルアミンボランと
を含有するアルカリ性水溶液と接触させて膜表面の金属
層を成長させることが知られている。
記過電圧の低減のために、特に陽極サイド（酸素発生
極）に白金層だけではなく、触媒として過電圧の低いイ
リジウムなどの金属を白金層上に化学めっきにより形成
する方法が提唱されている。例えば特公昭５８−４７４
７１号公報に記載されているように、カチオン交換樹脂
膜に白金族の金属イオンをイオン交換で吸着させてから
水素化硼素塩水溶液で処理して膜の表面に金属層を析出
させ、更にこの膜を金属塩とジアルキルアミンボランと
を含有するアルカリ性水溶液と接触させて膜表面の金属
層を成長させることが知られている。
【０００４】この場合、イリジウム層は電気化学的に酸
素発生を行う直接の触媒として寄与し、白金層は陰極で
発生した水素ガスと、陽極サイドで発生し逆拡散した酸
素ガスとを再酸化反応を行わせる触媒として寄与してい
る。従って、この白金層の存在により、陰極側で発生し
た水素、並びに陽極側で発生した酸素が共に高い純度を
維持できることになる。
素発生を行う直接の触媒として寄与し、白金層は陰極で
発生した水素ガスと、陽極サイドで発生し逆拡散した酸
素ガスとを再酸化反応を行わせる触媒として寄与してい
る。従って、この白金層の存在により、陰極側で発生し
た水素、並びに陽極側で発生した酸素が共に高い純度を
維持できることになる。
【０００５】上記におけるイリジウム無電解めっきは、
特公昭６１−３６５９３、特公平０２−２０７０９、特
開平０８−１５８０５９などに代表される様々な浴が提
唱されているが、イオン交換膜上への触媒層形成の目的
で製造する上では、下記のような問題を発生する。 １）イリジウムの無電解反応自体が非常に不安定である
ため、イリジウムの析出量の制御が非常に困難である。 ２）上記１の理由により、白金層以外の部分にもイリジ
ウムが析出してしまう。（金属イリジウムは、王水など
の酸にも溶解しないため、除去が困難である。） ３）無電解めっき液自体の寿命が非常に短いため、めっ
き液中のイリジウム成分を有効利用できない。 ４）無電解めっき反応は、反応速度が非常に遅いため、
製造に時間がかかり、結果的に量産性が悪くなる。
特公昭６１−３６５９３、特公平０２−２０７０９、特
開平０８−１５８０５９などに代表される様々な浴が提
唱されているが、イオン交換膜上への触媒層形成の目的
で製造する上では、下記のような問題を発生する。 １）イリジウムの無電解反応自体が非常に不安定である
ため、イリジウムの析出量の制御が非常に困難である。 ２）上記１の理由により、白金層以外の部分にもイリジ
ウムが析出してしまう。（金属イリジウムは、王水など
の酸にも溶解しないため、除去が困難である。） ３）無電解めっき液自体の寿命が非常に短いため、めっ
き液中のイリジウム成分を有効利用できない。 ４）無電解めっき反応は、反応速度が非常に遅いため、
製造に時間がかかり、結果的に量産性が悪くなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの問
題を解消できる電極膜接合体及びその製造方法を提供す
ることを目的としている。
題を解消できる電極膜接合体及びその製造方法を提供す
ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の電極膜接合体
は、カチオン交換樹脂膜表面に金属層が形成されてなる
電極膜接合体において、樹脂膜表面の少なくとも片方の
面に白金の金属層とイリジウムまたは白金−イリジウム
合金の金属層が積層して形成されており、白金の金属層
は無電解めっきによって形成されたものであり、イリジ
ウム又は白金−イリジウム合金の金属層は電解めっきに
よって形成されたものであることを特徴とする。
は、カチオン交換樹脂膜表面に金属層が形成されてなる
電極膜接合体において、樹脂膜表面の少なくとも片方の
面に白金の金属層とイリジウムまたは白金−イリジウム
合金の金属層が積層して形成されており、白金の金属層
は無電解めっきによって形成されたものであり、イリジ
ウム又は白金−イリジウム合金の金属層は電解めっきに
よって形成されたものであることを特徴とする。
【０００８】また、本発明の電極膜接合体を製造する方
法は、カチオン交換樹脂膜に白金イオンをイオン交換吸
着させ、次いで還元剤を用いて該膜表面に白金金属層を
析出させた後、膜表面の少なくとも片方の面上に別の白
金族金属からなる金属層を成長させる電極膜接合体の製
造方法において、白金族金属からなる金属層の形成方法
を従来の無電解めっき法にかえ、電解めっき法を採用し
たことを特徴とする。
法は、カチオン交換樹脂膜に白金イオンをイオン交換吸
着させ、次いで還元剤を用いて該膜表面に白金金属層を
析出させた後、膜表面の少なくとも片方の面上に別の白
金族金属からなる金属層を成長させる電極膜接合体の製
造方法において、白金族金属からなる金属層の形成方法
を従来の無電解めっき法にかえ、電解めっき法を採用し
たことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
する。
【００１０】本発明の電極膜接合体においては、カチオ
ン交換樹脂膜表面の両方の面を無電解めっきによって形
成された白金の金属層と該白金金属層上に電解めっきに
よって形成されたイリジウム又は白金−イリジウム合金
の金属層とからなる積層構造としてもよいが、実用上は
陽極側の面の金属層を無電解めっきによって形成された
白金の金属層と該白金金属層上に電解めっきによって形
成されたイリジウム又は白金−イリジウム合金の金属層
とからなるものとし、他方の面の金属層は無電解めっき
によって形成された白金の金属層からなるものとすれば
よい。
ン交換樹脂膜表面の両方の面を無電解めっきによって形
成された白金の金属層と該白金金属層上に電解めっきに
よって形成されたイリジウム又は白金−イリジウム合金
の金属層とからなる積層構造としてもよいが、実用上は
陽極側の面の金属層を無電解めっきによって形成された
白金の金属層と該白金金属層上に電解めっきによって形
成されたイリジウム又は白金−イリジウム合金の金属層
とからなるものとし、他方の面の金属層は無電解めっき
によって形成された白金の金属層からなるものとすれば
よい。
【００１１】カチオン交換樹脂膜としてはスルホン酸基
またはカルボン酸基を有する過フッ化炭化水素樹脂膜、
例えばナフィオン膜（米国デュポン社の商品名）が用い
られる。本発明の電極膜接合体を製造するには、カチオ
ン交換樹脂膜、例えばナフィオン膜を用意し、２Ｎ−Ｈ
Ｃｌ中での煮沸と水での煮沸を行ってナフィオン膜をナ
トリウム型からプロトン型に変換する。ついで、この膜
を白金イオン供給源の白金錯塩溶液に浸漬する。こうし
て所望量の白金イオンを吸着させたカチオン交換樹脂膜
を水素化硼素塩水溶液をはじめとする還元剤含有液に浸
漬処理すると、樹脂膜表面付近で白金金属の析出が起こ
り、電解用白金電極膜接合体が形成出来る。還元剤とし
ては、水素化硼素塩、例えばナトリウムボロハイドライ
ドもしくはカリウムボロハイドライド等が好ましく用い
られる。
またはカルボン酸基を有する過フッ化炭化水素樹脂膜、
例えばナフィオン膜（米国デュポン社の商品名）が用い
られる。本発明の電極膜接合体を製造するには、カチオ
ン交換樹脂膜、例えばナフィオン膜を用意し、２Ｎ−Ｈ
Ｃｌ中での煮沸と水での煮沸を行ってナフィオン膜をナ
トリウム型からプロトン型に変換する。ついで、この膜
を白金イオン供給源の白金錯塩溶液に浸漬する。こうし
て所望量の白金イオンを吸着させたカチオン交換樹脂膜
を水素化硼素塩水溶液をはじめとする還元剤含有液に浸
漬処理すると、樹脂膜表面付近で白金金属の析出が起こ
り、電解用白金電極膜接合体が形成出来る。還元剤とし
ては、水素化硼素塩、例えばナトリウムボロハイドライ
ドもしくはカリウムボロハイドライド等が好ましく用い
られる。
【００１２】なお、白金錯塩溶液への浸漬に先立ち、膜
表面をサンドブラスト法や電子線エッチングにより粗化
することにより電解性能を著しく向上させることが可能
となる。膜表面を粗化してから白金を析出させると、適
度な粒子径と細孔を有する白金層が得られる結果、作動
面積の大きい触媒電極層をもたらす所となり、後工程で
イリジウム又は白金−イリジウム合金を電解めっきさせ
る際、膜内部までイリジウム又は白金−イリジウム合金
で被覆出来るからと考えられる。
表面をサンドブラスト法や電子線エッチングにより粗化
することにより電解性能を著しく向上させることが可能
となる。膜表面を粗化してから白金を析出させると、適
度な粒子径と細孔を有する白金層が得られる結果、作動
面積の大きい触媒電極層をもたらす所となり、後工程で
イリジウム又は白金−イリジウム合金を電解めっきさせ
る際、膜内部までイリジウム又は白金−イリジウム合金
で被覆出来るからと考えられる。
【００１３】吸着によって消費された白金イオンを補充
するため、必要量の上記白金錯塩を適時供給することが
望ましい。イオン交換反応過程で、液中の白金濃度は0.
0001〜0.1mol/lとする事が望ましい。また、反応温度は
室温〜90℃の範囲で行う事が望ましい。室温以下では交
換反応の進行が遅く、90℃以上ではアンモニア等の蒸発
が起こりやすくなり、液濃度が変化しやすいからであ
る。
するため、必要量の上記白金錯塩を適時供給することが
望ましい。イオン交換反応過程で、液中の白金濃度は0.
0001〜0.1mol/lとする事が望ましい。また、反応温度は
室温〜90℃の範囲で行う事が望ましい。室温以下では交
換反応の進行が遅く、90℃以上ではアンモニア等の蒸発
が起こりやすくなり、液濃度が変化しやすいからであ
る。
【００１４】続いて、上記の電極接合体上に電解めっき
によってイリジウムまたは白金−イリジウム合金の金属
層を成長させる。イリジウム電解めっき浴としては、例
えば、ヘキサブロモイリジウム酸ナトリウム、ホウ酸及
びシュウ酸ナトリウムとからなるものを用いることが出
来る。また、白金−イリジウム合金電解めっき浴として
は、前記のイリジウム電解めっき浴にテトラニトロ白金
酸ナトリウム等の白金化合物を加えたものを使用でき
る。
によってイリジウムまたは白金−イリジウム合金の金属
層を成長させる。イリジウム電解めっき浴としては、例
えば、ヘキサブロモイリジウム酸ナトリウム、ホウ酸及
びシュウ酸ナトリウムとからなるものを用いることが出
来る。また、白金−イリジウム合金電解めっき浴として
は、前記のイリジウム電解めっき浴にテトラニトロ白金
酸ナトリウム等の白金化合物を加えたものを使用でき
る。
【００１５】
【実施例】次に、実施例をあげて本発明を具体的に説明
する。
する。
【００１６】
【実施例１】カチオン交換樹脂膜ナフィオン 117（米国
デュポン社の商品名）の膜をサンドブラストにより表面
粗化した後、２Ｎ−ＨＣｌで30分煮沸し、ついで水洗後
さらに水で30分煮沸してからテトラアンミン白金ジハイ
ドロオキサイド水溶液（白金濃度0.05mol/l ）に浸漬
し、30℃で120 分間保持した。次にこの膜を水素化硼素
ナトリウム水溶液に浸漬し、室温から昇温し90℃で10分
間保持し無電解めっき反応をさせた。両面に白金が析出
したナフィオン膜（以下この膜を白金接合膜という。）
を水洗し、乾燥後重量測定から換算したところ白金膜の
厚さは約0.25μｍであった。該白金接合膜を、内部に給
電部を設けた樹脂製ホルダー（片面のみが液に接触す
る。）にはさみ込み、それをヘキサブロモイリジウム酸
ナトリウム（イリジウム濃度で１０ｇ／ｌ）、ホウ酸
４０ｇ／ｌ、シュウ酸ナトリウム ０．２ｍｏｌ／ｌか
らなるめっき浴中に浸漬し、ｐＨ５、85℃、電流密度
０．１５Ａ／ｄｍ2 で１８分間電解めっきを行い、電極
の片面に０．４５μｍ（イリジウム量で１ｍｇ／ｃ
ｍ2 ）のイリジウム層を形成させた。これを水洗した接
合膜を以後接合膜１という。
デュポン社の商品名）の膜をサンドブラストにより表面
粗化した後、２Ｎ−ＨＣｌで30分煮沸し、ついで水洗後
さらに水で30分煮沸してからテトラアンミン白金ジハイ
ドロオキサイド水溶液（白金濃度0.05mol/l ）に浸漬
し、30℃で120 分間保持した。次にこの膜を水素化硼素
ナトリウム水溶液に浸漬し、室温から昇温し90℃で10分
間保持し無電解めっき反応をさせた。両面に白金が析出
したナフィオン膜（以下この膜を白金接合膜という。）
を水洗し、乾燥後重量測定から換算したところ白金膜の
厚さは約0.25μｍであった。該白金接合膜を、内部に給
電部を設けた樹脂製ホルダー（片面のみが液に接触す
る。）にはさみ込み、それをヘキサブロモイリジウム酸
ナトリウム（イリジウム濃度で１０ｇ／ｌ）、ホウ酸
４０ｇ／ｌ、シュウ酸ナトリウム ０．２ｍｏｌ／ｌか
らなるめっき浴中に浸漬し、ｐＨ５、85℃、電流密度
０．１５Ａ／ｄｍ2 で１８分間電解めっきを行い、電極
の片面に０．４５μｍ（イリジウム量で１ｍｇ／ｃ
ｍ2 ）のイリジウム層を形成させた。これを水洗した接
合膜を以後接合膜１という。
【００１７】
【実施例２】専用の樹脂ホルダーを両面タイプにしたも
のを用いること以外は、実施例１と同様な手法にて、白
金接合膜の両面に０．４５μｍ（イリジウム量で１ｍｇ
／ｃｍ2 ）のイリジウム層を形成させた。これを水洗し
た接合膜を以後接合膜２という。
のを用いること以外は、実施例１と同様な手法にて、白
金接合膜の両面に０．４５μｍ（イリジウム量で１ｍｇ
／ｃｍ2 ）のイリジウム層を形成させた。これを水洗し
た接合膜を以後接合膜２という。
【００１８】
【実施例３】イリジウム電解めっき浴に市販品（ＥＥＪ
Ａ製イリデックス１００）を用いた事以外は、実施例１
と同様な手法にて、白金接合膜の両面に０．４５μｍ
（イリジウム量で１ｍｇ／ｃｍ2 ）のイリジウム層を形
成させた。これを水洗した接合膜を以後接合膜３とい
う。
Ａ製イリデックス１００）を用いた事以外は、実施例１
と同様な手法にて、白金接合膜の両面に０．４５μｍ
（イリジウム量で１ｍｇ／ｃｍ2 ）のイリジウム層を形
成させた。これを水洗した接合膜を以後接合膜３とい
う。
【００１９】
【実施例４】専用の樹脂ホルダーを両面タイプにしたも
のを用いること以外は、実施例３と同様な手法にて、白
金接合膜の両面に０．４５μｍ（イリジウム量で１ｍｇ
／ｃｍ2 ）のイリジウム層を形成させた。これを水洗し
た接合膜を以後接合膜４という。
のを用いること以外は、実施例３と同様な手法にて、白
金接合膜の両面に０．４５μｍ（イリジウム量で１ｍｇ
／ｃｍ2 ）のイリジウム層を形成させた。これを水洗し
た接合膜を以後接合膜４という。
【００２０】
【実施例５】白金接合膜を、内部に給電部を設けた樹脂
製ホルダー（片面のみが液に接触する。）にはさみ込
み、それをヘキサブロモイリジウム酸ナトリウム（イリ
ジウム濃度で１０ｇ／ｌ）、テトラニトロ白金酸ナトリ
ウム（白金濃度で１．５ｇ／ｌ）、ホウ酸 ４０ｇ／
ｌ、シュウ酸ナトリウム ０．２ｍｏｌ／ｌからなるメ
ッキ浴中に浸漬し、ｐＨ５、85℃、電流密度０．１５Ａ
／ｄｍ2 で１８分間電解めっきを行い、電極の片面に
０．４５μｍ（白金とイリジウム量でそれぞれ０．５ｍ
ｇ／ｃｍ2 ）の白金−イリジウム合金層を形成させた。
これを水洗した接合膜を以後接合膜５という。
製ホルダー（片面のみが液に接触する。）にはさみ込
み、それをヘキサブロモイリジウム酸ナトリウム（イリ
ジウム濃度で１０ｇ／ｌ）、テトラニトロ白金酸ナトリ
ウム（白金濃度で１．５ｇ／ｌ）、ホウ酸 ４０ｇ／
ｌ、シュウ酸ナトリウム ０．２ｍｏｌ／ｌからなるメ
ッキ浴中に浸漬し、ｐＨ５、85℃、電流密度０．１５Ａ
／ｄｍ2 で１８分間電解めっきを行い、電極の片面に
０．４５μｍ（白金とイリジウム量でそれぞれ０．５ｍ
ｇ／ｃｍ2 ）の白金−イリジウム合金層を形成させた。
これを水洗した接合膜を以後接合膜５という。
【００２１】
【従来例１】白金接合膜を、塩化イリジウム酸カリウム
（イリジウム濃度で０．５ｇ／ｌ）、５％ＮＨ2 ＯＨ・
ＨＣｌ ４０ｍｌ／ｌ、２０％Ｎ2 Ｈ4 ・Ｈ2 Ｏ １５
ｍｌ／ｌからなるイリジウム無電解めっき浴に浸漬し、
ｐＨ ７．２（調整剤苛性ソーダ）液温７０℃で４時間
かけて白金接合膜の両面にイリジウム無電解めっきを行
った。上記膜を水洗した後、乾燥し重量を確認したとこ
ろ、１ｍｇ／ｃｍ2 のイリジウムが析出していた。以降
この膜を比較膜１という。
（イリジウム濃度で０．５ｇ／ｌ）、５％ＮＨ2 ＯＨ・
ＨＣｌ ４０ｍｌ／ｌ、２０％Ｎ2 Ｈ4 ・Ｈ2 Ｏ １５
ｍｌ／ｌからなるイリジウム無電解めっき浴に浸漬し、
ｐＨ ７．２（調整剤苛性ソーダ）液温７０℃で４時間
かけて白金接合膜の両面にイリジウム無電解めっきを行
った。上記膜を水洗した後、乾燥し重量を確認したとこ
ろ、１ｍｇ／ｃｍ2 のイリジウムが析出していた。以降
この膜を比較膜１という。
【００２２】
【従来例２】めっき前に白金接合膜の片面にマスクを施
し、めっきが付かないようにした事以外は、比較例１と
同様な手法にて、無電解めっきによるイリジウム層を形
成させた。上記膜を水洗した後、乾燥し重量を確認した
ところ、１ｍｇ／ｃｍ2 のイリジウムが析出していた。
以降この膜を比較膜２という。
し、めっきが付かないようにした事以外は、比較例１と
同様な手法にて、無電解めっきによるイリジウム層を形
成させた。上記膜を水洗した後、乾燥し重量を確認した
ところ、１ｍｇ／ｃｍ2 のイリジウムが析出していた。
以降この膜を比較膜２という。
【００２３】（評価）接合膜１と比較膜１を電解セルに
設置し、電解性能を測定した。（図１） 結果として、イリジウム又は白金−イリジウム合金から
なるイリジウム含有触媒層を付与した接合膜１は比較膜
１に比べ低い電解電圧を示し、高い性能を持つことがわ
かった。接合膜２〜５についても同様な測定を行った
が、接合膜１とほぼ同等の性能を持っていた。（接合膜
と比較膜間の性能差は、主に析出したイリジウムの表面
積＝イリジウム結晶粒の大きさに寄与するのではないか
と考えられる。）
設置し、電解性能を測定した。（図１） 結果として、イリジウム又は白金−イリジウム合金から
なるイリジウム含有触媒層を付与した接合膜１は比較膜
１に比べ低い電解電圧を示し、高い性能を持つことがわ
かった。接合膜２〜５についても同様な測定を行った
が、接合膜１とほぼ同等の性能を持っていた。（接合膜
と比較膜間の性能差は、主に析出したイリジウムの表面
積＝イリジウム結晶粒の大きさに寄与するのではないか
と考えられる。）
【００２４】
【発明の効果】以上詳述した通り、 本発明による電極膜
接合体は、イリジウム含有触媒層を持たない白金接合膜
に比べ、過電圧が低く、無電解めっきによるイリジウム
含有触媒層を持つ膜に比べても、より高い性能（低い過
電圧）を示す。また、本発明による電極膜接合体の製造
方法によれば、イリジウムの電解反応が安定に行われる
ため、イリジウムの析出量の制御が容易となる。そのた
め、所望の部位のみにイリジウムを析出させることが可
能となる。更には、電解めっき液自体の寿命が長いた
め、めっき液中のイリジウム成分を有効利用できる上、
電解めっき反応は、反応速度が早いため、製造時間が短
くなり、結果的に量産性が増すという利点を有する。
接合体は、イリジウム含有触媒層を持たない白金接合膜
に比べ、過電圧が低く、無電解めっきによるイリジウム
含有触媒層を持つ膜に比べても、より高い性能（低い過
電圧）を示す。また、本発明による電極膜接合体の製造
方法によれば、イリジウムの電解反応が安定に行われる
ため、イリジウムの析出量の制御が容易となる。そのた
め、所望の部位のみにイリジウムを析出させることが可
能となる。更には、電解めっき液自体の寿命が長いた
め、めっき液中のイリジウム成分を有効利用できる上、
電解めっき反応は、反応速度が早いため、製造時間が短
くなり、結果的に量産性が増すという利点を有する。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年８月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】追加
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例及び従来例について電解性能を
比較評価した図である。
比較評価した図である。
Claims (8)
- 【請求項１】 カチオン交換樹脂膜表面に金属層が形成
されてなる電極膜接合体において、樹脂膜表面の少なく
とも片方の面に白金の金属層とイリジウムまたは白金−
イリジウム合金の金属層が積層して形成されており、白
金の金属層は無電解めっきによって形成されたものであ
り、イリジウムまたは白金−イリジウム合金の金属層は
電解めっきによって形成されたものであることを特徴と
する電極膜接合体。 - 【請求項２】 カチオン交換樹脂膜表面に金属層が形成
されてなる電極膜接合体において、樹脂膜表面の片方の
面の金属層は無電解めっきによって形成された白金の金
属層と該白金金属層上に電解めっきによって形成された
イリジウムまたは白金−イリジウム合金の金属層とから
なり、他方の面の金属層は無電解めっきによって形成さ
れた白金の金属層からなることを特徴とする電極膜接合
体。 - 【請求項３】 カチオン交換樹脂膜が、スルホン酸基ま
たはカルボン酸基を有する過フッ化炭化水素樹脂膜であ
る請求項１または２に記載の電極膜接合体。 - 【請求項４】 カチオン交換樹脂膜に白金イオンをイオ
ン交換吸着させ、次いで還元剤を用いて該膜表面に白金
金属層を析出させた後、膜表面の少なくとも片方の面上
に別の白金族金属からなる金属層を成長させる電極膜接
合体の製造方法において、白金族金属からなる金属層を
電解めっきによって成長させることを特徴とする電極膜
接合体の製造方法。 - 【請求項５】 白金金属層を無電解めっきにて析出させ
る際に、事前にカチオン交換樹脂膜表面を粗化する事を
特徴とする請求項４に記載の電極膜接合体の製造方法。 - 【請求項６】 白金族金属が、イリジウムまたは白金−
イリジウム合金である請求項４または５に記載の電極膜
接合体の製造方法。 - 【請求項７】 カチオン交換樹脂膜が、スルホン酸基ま
たはカルボン酸基を有する過フッ化炭化水素樹脂膜であ
る請求項４乃至６に記載の電極膜接合体の製造方法。 - 【請求項８】 イリジウムまたは白金−イリジウムの電
解めっき液中のイリジウムイオンの供給源が、ヘキサブ
ロモイリジウム酸ナトリウムまたはヘキサクロロイリジ
ウム酸ナトリウムである請求項６乃至７に記載の電極膜
接合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9147394A JPH10330979A (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 電極膜接合体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9147394A JPH10330979A (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 電極膜接合体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10330979A true JPH10330979A (ja) | 1998-12-15 |
Family
ID=15429289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9147394A Pending JPH10330979A (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 電極膜接合体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10330979A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003221691A (ja) * | 2002-01-31 | 2003-08-08 | Permelec Electrode Ltd | 電解用陰極とこれを用いる電解槽 |
| WO2004070865A1 (ja) * | 2003-02-10 | 2004-08-19 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | 燃料電池システム |
| JP2008041411A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用電極 |
-
1997
- 1997-06-05 JP JP9147394A patent/JPH10330979A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003221691A (ja) * | 2002-01-31 | 2003-08-08 | Permelec Electrode Ltd | 電解用陰極とこれを用いる電解槽 |
| WO2004070865A1 (ja) * | 2003-02-10 | 2004-08-19 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | 燃料電池システム |
| US8557456B2 (en) | 2003-02-10 | 2013-10-15 | Panasonic Corporation | Fuel cell system |
| JP2008041411A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用電極 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108360030B (zh) | 低共熔型离子液体中电沉积制备自支撑型纳米钴基双金属磷化物催化析氢电极材料的方法 | |
| CN108172850B (zh) | 一种析氢电极及其制备和应用 | |
| CN111790415B (zh) | 一种b-p共掺杂双过渡金属催化剂及其制备方法与应用 | |
| JP3080971B2 (ja) | オゾン製造用電極構造体及びその製造方法 | |
| CN115305484A (zh) | 镍钼钨负载多孔镍基自支撑催化析氢阴极材料的制备方法 | |
| CN117352759A (zh) | 三元PtCoMn合金催化剂的电化学制备方法及其制备的膜电极 | |
| CN101783406A (zh) | 阴极、包括该阴极的膜电极和阴极制备方法 | |
| CN116463667A (zh) | 镧铜掺杂镍钼/磷化镍自支撑电极及其制备方法和应用 | |
| JPS6330996B2 (ja) | ||
| JPH10330979A (ja) | 電極膜接合体及びその製造方法 | |
| Yi-Lin et al. | Metals and alloys bonded on solid polymer electrolyte for electrochemical reduction of pure benzaldehyde without liquid supporting electrolyte | |
| JP3010496B2 (ja) | 水電解用電極及びその製造方法 | |
| CN114457363B (zh) | 一种用于电化学还原co2的电极及制备方法 | |
| JP2692736B2 (ja) | 金−イオン交換膜接合体の製造方法 | |
| JP3264535B2 (ja) | ガス電極構造体及び該ガス電極構造体を使用する電解方法 | |
| CN116377470A (zh) | 一种用于固体聚合物水电解的具有三维催化层的可控排列直通孔气液扩散电极及其制备方法 | |
| CN115928136A (zh) | 一种低成本无离聚物水电解超薄阳极及其制备方法 | |
| JP3539520B2 (ja) | 電解用電極膜接合体の製造方法 | |
| JP4803550B2 (ja) | 銀酸化物膜電解形成用組成物 | |
| CN121016774B (zh) | 一种钴铋双金属调控的铅基催化剂、制备方法及其应用 | |
| CN1290215C (zh) | 电沉积法制备质子交换膜燃料电池电极时抑制析氢的方法 | |
| JPH08158059A (ja) | イリジウムの無電解めっき浴および電解用接合体の製造方法 | |
| JPH0341559B2 (ja) | ||
| KR200276721Y1 (ko) | 고체 고분자 전해질 막 | |
| Bushrod et al. | Stress in anodically formed lead dioxide |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20031210 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040819 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050520 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050927 |