Claims (13)
แก้ไข 18/08/58 1. ตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการรีดักชันทางเคมีไฟฟ้าของออกซิเจน ซึ่งประกอบรวมด้วย เฟสโครงสร้างผลึกเดี่ยวของโลหะโนเบิลซัลไฟด์ที่ถูกรองรับบนคาร์บอนที่นำไฟฟ้าได้,โดยโลหะ โนเบิล ซัลไฟด์ ดังกล่าว คือ โรเดียมหรือรูทิเนียม ซัลไฟด์, โดยที่เฟสโครงสร้างผลึกเดี่ยวดังกล่าว คือ (Pm-3m) Rh17S15ที่มีความบริสุทธิมากกว่า 90% 2. ตัวเร่งปฏิกิริยาตามข้อถือสิทธิที่ 1 โดยที่คาร์บอนนำไฟฟ้าได้ดังกล่าวมีพื้นที่ผิว ในช่วง 200 ถึง 300 ตารางเมตร/กรัม และปริมาณบรรจุเติมจำเพาะของโลหะโนเบิลซัลไฟด์ดังกล่าว บนคาร์บอนนำไฟฟ้าได้ดังกล่าวมีค่าในช่วง 12 ถึง 18% 3. ขั้วไฟฟ้าที่มีการแพร่ผ่านของแก๊สซึ่งประกอบรวมด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาตามข้อถือสิทธิ ก่อนหน้านี้ข้อใดข้อหนึ่งบนโครงข่ายนำไฟฟ้าได้ 4. วิธีการผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาตามข้อถือสิทธิที่ 1 หรือ 2, ซึ่งประกอบรวมด้วยขั้นตอน ของ: - การให้เกลือพรีเคอร์เซอร์ของโลหะโนเบิล และอาจเลือกให้โลหะทรานสิชันเพิ่มเติมอย่าง น้อย 1 ชนิด ทำปฏิกิริยากับแหล่งซัลเฟอร์ในสภาวะที่มีอนุภาคคาร์บอนนำไฟฟ้าได้อยู่ใน สารละลายแอคเควียส - การตกตะกอนโลหะโนเบิลซัลไฟด์ดังกล่าวบนอนุภาคคาร์บอนนำไฟฟ้าได้ดังกล่าวโดยการ เติมสารรีดิวซ์ซึ่งมีศักย์รีดักชันตํ่ากว่า 0.14 V/SHE เข้าสู่สารละลายแอคเควียสดังกล่าวพร้อม ในเวลาเดียวกัน หรือในขั้นตอนต่อเนื่อง - การเก็บกลับคืน และการบำบัดด้วยความร้อนของสเลอร์รีที่ได้ในบรรยากาศแก๊สเฉื่อย จนกระทั่งได้เฟสโครงสร้างผลึกเดี่ยว 5. วิธีการตามข้อถือสิทธิที่ 4 โดยที่แหล่งซัลเฟอร์ดังกล่าว คือ สปีชีส์ไทโอซัลเฟต หรือ ไทโอเนต 6. วิธีการตามข้อถือสิทธิที่ 4 หรือ 5 โดยที่โลหะโนเบิลดังกล่าว คือ โรเดียม 7. วิธีการตามข้อถือสิทธิที่ 4 หรือ 5 โดยที่โลหะโนเบิลดังกล่าว คือ รูทีเนียม และโลหะ เพิ่มเติมอย่างน้อย 1 ชนิดดังกล่าวถูกเลือกจากกลุ่มที่ประกอบด้วย W, Co, Mo, Ir, Rh, Cu, Ag, Hg 8. วิธีการตามข้อถือสิทธิที่ 4 ถึง 7 ข้อใดข้อหนึ่ง โคยที่สเลอร์รีดังกล่าวถูกเก็บกลับคืน โดยการกรอง และการบำบัดด้วยความร้อนดังกล่าวถูกกระทำที่อุณหภูมิในช่วง 150-1250?ซ. 9. วิธีการตามข้อถือสิทธิที่ 4 ถึง 8 ข้อใดข้อหนึ่ง โดยที่สารรีดิวซ์ดังกล่าว คือ NaBH4 10. ตัวเร่งปฎิกิริยาที่เป็นผลมาจากวิธีการตามข้อถือสิทธิที่ 4 ถึง 8 ข้อใดข้อหนึ่ง 11. ตัวเร่งปฎิกิริยาตามข้อถือสิทธิที่ 1 หรือ 2 เมื่อใช้สำหรับการรีดักชันทางเคมีไฟฟ้า ของออกซิเจน --------------------------------------Revised 18/08/58 1. A catalyst for the electrochemical reduction of oxygen, consisting of a single crystal phase of a noble metal sulfide supported on conductive carbon, where the noble metal sulfide is rhodium or ruthenium sulfide, and the single crystal phase is (Pm-3m) Rh17S15 with a purity greater than 90%. 2. A catalyst according to claim 1 where the conductive carbon has a surface area in the range of 200 to 300 m²/g and a specific packing of the noble metal sulfide on the conductive carbon in the range of 12 to 18%. 3. A gas diffusion electrode incorporating one of the previously described catalysts on a conductive network. 4. A method for fabricating the catalyst according to claim 1 or 2, consisting of the following steps: - Inoculation of the noble metal precursor salt. At least one additional transition metal may be selected to react with the sulfur source under conditions where conductive carbon particles are present in the aqueous solution. The noble sulfide metals are then precipitated onto the conductive carbon particles by simultaneously or in a series of steps adding a reducing agent with a reduction potential lower than 0.14 V/SHE to the aqueous solution. The resulting slurry is then recovered and heat-treated in an inert gas atmosphere. Until a single crystal structure phase is obtained. 5. Method according to claim 4, where the sulfur source is thiosulfate or thionate species. 6. Method according to claim 4 or 5, where the noble metal is rhodium. 7. Method according to claim 4 or 5, where the noble metal is ruthenium and at least one additional metal is selected from the group consisting of W, Co, Mo, Ir, Rh, Cu, Ag, Hg. 8. Any one of the methods according to claim 4 to 7, where the slurry is recovered by filtration and the heat treatment is performed at a temperature in the range of 150-1250°C. 9. Any one of the methods according to claim 4 to 8. Where the reducing agent is NaBH4. 10. A catalyst resulting from any of the methods under claims 4 through 8. 11. A catalyst under claim 1 or 2 when used for the electrochemical reduction of oxygen.
1. ตัวเร่งปฎิกิริยาสำหรับการรีดักชันทางเตมีไฟฟ้าของออกซิเจน ซึ่งประกอบรวมด้วย เฟสโครงสร้างผลึกเดี่ยวของโลหะโนเบิลซัลไฟด์ที่ถูกรองรับบนคาร์บอนที่นำไฟฟ้าได้1. A catalyst for the electrochemical reduction of oxygen, consisting of a single-crystal structure phase of noble metal sulfide supported on electrically conductive carbon.
2. ตัวเร่งปฎิกิริยาตามข้อถือสิทธิที่ 1 โดยที่โลหะโนเบิลซัลไฟด์ดังกล่าว ได้แก่ โรเดียม หรือรูทีเนียมซัลไฟด์2. The catalyst under claim 1, whereby the noble metal sulfide is rhodium or ruthenium sulfide.
3. ตัวเร่งปฎิกิริยาตามข้อถือสิทธิที่ 2 โดยที่เฟสโครงสร้างผลึกเดี่ยวดังกล่าว คือ (Pm- 3m) Rh17S153. The catalyst according to claim 2, where the single crystal structure phase is (Pm-3m)Rh17S15.
4. ตัวเร่งปฎิกิริยาตามข้อถือสิทธิที่ 2 โดยที่โลหะโนเบิลซัลไฟด์ดังกล่าว คือ ซัลไฟด์ ของรูทีเนียม และของโลหะทรานสิชัน M เพิ่มเติมแล้วแต่การเลือก และเฟสโครงสร้างผลึกเดี่ยว ดังกล่าว คือ (Pa 3) RuS2 หรือ RuxMzSy4. The catalyst under claim 2, where the noble metal sulfide is ruthenium sulfide and of additional transition metal M depending on the choice, and the single crystal structure phase is (Pa3)RuS2 or RuxMzSy.
5. ตัวเร่งปฎิกิริยาตามข้อถือสิทธิที่ 4 โดบที่โลหะทราานสิชันเพิ่มเติมดังกล่าว ถูกเลือก จากกลุ่มที่ประกอบด้วย W,Co,Mo,Ir,Rh,Cu,Ag,Hg5. Catalyst according to claim 4, where the additional transition metal is selected from the group containing W, Co, Mo, Ir, Rh, Cu, Ag, Hg.
6. ตัวเร่งปฎิกิริยาตามข้อถือสิทธิที่ 3 ถึง 5 ข้อใดข้อหนึ่ง โดยที่คาร์บอนนำไฟฟ้าได้ ดังกล่าวมีพื้นมราผิวในช่วง 200 ถึง 300 ตารางเมตร/กรัม และปริมาณบรรจุเติมจำเพาะของโลหะโนเบิล ซัลไฟด์ดังกล่าวบนคาร์บอนนำไฟฟ้าได้ดังกล่าวมีค่าในช่วง 12 ถึง 18%6. A catalyst pursuant to any of the claims 3 through 5, where the aforementioned conductive carbon has a surface area in the range of 200 to 300 m²/g and a specific filling amount of such noble metal sulfide on such conductive carbon is in the range of 12 to 18%.
7. ขั้วไฟฟ้าที่มีการแพร่ผ่านของแก๊สซึ่งประกอบรวมด้วยตัวเร่งปฎิกิริยาตามข้อถือสิทธิ ก่อนหน้านี้ข้อใดข้อหนึ่งบนครงข่ายนำไฟฟ้าได้7. An electrode through which a gas is diffused, incorporating a catalyst according to one of the previously stated claims, is located on a conductive network.
8. วิธีการผลิตตัวเร่งปฎิกิริยาตามข้อถือสิทธิที่ 1 ถึง 6 ข้อใดข้อหนึ่ง ซึ่งประกอบรวม ด้วยขั้นตอนของ: - การทำปฎิกิริยาเกลือพรีเคอร์เซอร์ของโลหะโนเบิล และโลหะทรานสิชันเพิ่มเติมอย่างน้อย 1 ชนิด แล้วแต่การเลือกกับแหล่งซัลเฟอร์ในสภาวะที่อนุภาคคาร์บอนนำไฟฟ้าได้อยู่ในสาร ละลายแอคเควียส - การตกตะกอนโลหะโนเบิลซัลไฟด์ดังกล่าวบนอนุภาคคาร์บอนนำไฟฟ้าได้ดังกล่าวโดยการ เติมสารรีดิวซ์ซึ่งมีศักย์รีดักชันต่ำกว่า 0.14 V/SHE เข้าสู่สารละลายแอคเควียสดังกล่าวพร้อม ในเวลาเดียวกันกับการเติมแหล่งซัลเฟอร์ หรือในขั้นตอนต่อเนื่องภายหลังการเติมแหล่ง ซัลเฟอร์ - การเก็บกลับคืน และการบำบัดด้วยความร้อนของสเลอร์รีที่ได้ในบรรยากาศแก๊สเฉื่อย จนกระทั่งได้เฟสโครงสร้างผลึกเดี่ยว8. A method for producing one of the catalysts under claims 1 through 6, which includes the following steps: - Reaction of noble metal and at least one additional transition metal precursor salt, depending on the choice, with a sulfur source under conditions where conductive carbon particles are in an aqueous solution. - Precipitation of such noble metal sulfides on such conductive carbon particles by adding a reducing agent with a reduction potential less than 0.14 V/SHE into the aqueous solution simultaneously with the addition of the sulfur source, or in a subsequent step after the addition of the sulfur source. - Recovery and heat treatment of the resulting slurry in an inert gas atmosphere until a single crystalline phase is obtained.
9. วิธีการตามข้อถือสิทธิที่ 8 โดยที่แหล่งซัลเฟอร์ดังกล่าว คือ สปีชีส์ไทโอซัลเฟต หรือ ไทโอเนต9. Methods under claim 8, where the sulfur source is the thiosulfate or thionate species.
10. วิธีการตามข้อถือสิทธิที่ 8 หรือ 9 โดยที่โลหะโนเบิลดังกล่าว คือ โรเดียม10. The method under claim 8 or 9, where the noble metal is rhodium.
11. วิธีการตามข้อถือสิทธิที่ 8 หรือ 9 โดยที่โลหะโนเบิลดังกล่าว คือ รูทีเนียม และโลหะ เพิ่มเติมอย่างน้อย 1 ชนิดดังกล่าวถูกเลือกจากกลุ่มที่ประกอบด้วย W,Co,Mo,Ir,Rh,Cu,Ag,Hg11. The method under claim 8 or 9, where the noble metal is ruthenium and at least one additional metal is selected from a group consisting of W, Co, Mo, Ir, Rh, Cu, Ag, Hg.
12. วิธีการตามข้อถือสิทธิที่ 8 ถึง 11 ข้อใดข้อหนึ่ง โดยที่สเลอร์รีดังกล่าวถูกเก็บกลับคืน โดยการกรอง และการบำบัดด้วยความร้อนดังกล่าวถูกกระทำที่อุณหภูมิในช่วง 150-1250 ํ ซ12. Any of the methods under claims 8 through 11, whereby the slurry is recovered by filtration and heat treatment is carried out at temperatures in the range of 150–1250°C.
13. วิธีการตามข้อถือสิทธิที่ 8 ถึง 12 ข้อใดข้อหนึ่ง โดยที่สารรีดิวซ์ดังกล่าว คือ NaBH413. Any of the methods under claims 8 through 12, where the reducing agent is NaBH4.