JPS6247063B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6247063B2 JPS6247063B2 JP55187118A JP18711880A JPS6247063B2 JP S6247063 B2 JPS6247063 B2 JP S6247063B2 JP 55187118 A JP55187118 A JP 55187118A JP 18711880 A JP18711880 A JP 18711880A JP S6247063 B2 JPS6247063 B2 JP S6247063B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- parts
- carbon
- transition metal
- air electrode
- carbon body
- 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.)
- Expired
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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
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Description
本発明は、空気電池や燃料電池などに使用する
空気極触媒の製造方法に関し、更に詳しくは、優
れた放電特性を有する空気極触媒の製造方法に関
するものである。 従来、カーボンブラツク又は活性炭などの炭素
体に遷移金属の硝酸塩水溶液を含浸させ、次に加
熱処理し、更に必要に応じて還元して、炭素体の
表面に金属もしくは金属酸化物を付着せしめてい
たが、炭素体の表面は多数の気胞が存在するこ
と、一般に疎水性であること、細孔分布が不
均一であること、から金属塩の水溶液を炭素体に
完全に含浸することができないため、金属は炭素
体表面に均一に付着し難い。従つて、触媒の有効
反応面積が小さく、放電特性、特に高放電率の電
導特性が悪い原因となつていた。 そこで、本発明者等は、炭素体表面の性質に着
目し、炭素体表面に金属を均一に付着させる方法
を種々検討の結果遂に本発明を完成したものであ
つて、即ち、本発明は、炭素体に遷移金属塩の少
なくとも１種を溶解した油性溶媒の溶液を含浸さ
せ熱処理し、更に必要に応じて還元し、炭素体の
表面に遷移金属の酸化物もしくは遷移金属を付着
せしめたことを特徴とする空気極触媒の製造方法
を要旨とするものである。 本発明の製造方法で得られる空気極触媒は、遷
移金属塩として、油性溶剤に溶解しやすいものを
使用しており、このため溶媒として水を使用した
場合に比較して、油性溶媒を使用したものは炭素
体の表面の気胞や疎水性に影響されることなく、
均一に炭素体に含浸し、熱処理更には還元するこ
とにより炭素体表面に金属が均一に付着している
ため、放電特性が向上するものと推考される。 以下、本発明について詳細に説明する。 本発明に使用する炭素体として一般に使用され
ているフアーネスブラツク、チヤンネルブラツ
ク、サーマルブラツクなどのカーボンブラツク
や、木材、木炭、ヤシ殻炭、パーム核炭、石炭、
石油調査、合成樹脂、有機廃棄物などを使用して
作られた活性炭、黒鉛などの１種もしくは２種以
上の混合物が挙げられる。 次に本発明の骨子である遷移金属塩は油性溶媒
に溶解する金属塩であり、具体例を挙げるとニツ
ケル、コバルト、クロム、金、銀、白金、パラジ
ウム、マンガンなどのナフテン酸塩やロジン塩な
どがあり特にナフテン酸塩やロジン塩は熱分解し
やすくこれらを単独もしくは混合して使用可能で
あり、その使用量は炭素体に対して５〜40重量％
特に20〜30重量％が好ましい。 油性溶媒としては、ほとんどすべて使用可能で
あるが、特に芳香族系有機溶媒のような無極性溶
媒が好ましく、具体例を挙げるとトルエン、キシ
レン、ベンゼンなどがあり、その使用量は、炭素
体に対して50〜200重量％が好ましい。 上記した物質を使用して、空気極触媒を製造す
るが、まず始めに炭素体を遷移金属塩を溶解した
油性溶媒の溶液に分散させ、１〜３時間撹拌し、
更に炭素体とのなじみをよくするためにその後１
〜２日間放置することが好ましい。 このようにして炭素体に溶液を含浸させた後、
減圧下で油性溶媒を除去する。得られた残留物
を、乳鉢などを使用し粉砕後、該粉砕物を窒素、
ヘリウムなどの不活性ガスの気泡中の電気炉で
300〜400℃で１〜３時間処理することにより炭素
体表面に遷移金属の酸化物を均一に付着させ、更
に必要に応じて還元し空気極触媒を得ることがで
きる。 以下、実施例に従い、本発明を更に詳細に説明
するが、実施例中「部」とあるのは「重量部」を
示す。 実施例 １ 粒径0.1〜１μのヤシ殻活性炭10部をトルエン
50部に分散させ、ナフテン酸コバルト（ナフテン
酸ナトリウム100部と塩化コバルト10部より得ら
れる）の５％トルエン溶液50部を添加し、１時間
撹拌後、減圧下でトルエンを除去し、残留物を乳
鉢で粉砕し、窒素気流中の電気炉で300℃２時間
加熱処理後、水素気流中の電気炉で300℃２時間
還元処理することにより活性炭表面にコバルトを
均一に付着せしめた空気極触媒を得た。 比較例 １ 粒径0.1〜１μのヤシ殻活性炭10部を実施例１
とコバルトの含有量が同一となるような塩化コバ
ルト水溶液に分散し、１時間撹拌後、水分を除去
し、加熱処理還元処理は実施例１と同様にして活
性炭表面にコバルトを付着せしめた空気極触媒を
得た。 実施例 ２ 粒径0.1〜１μのヤシ殻活性炭をベンゼン50部
に分散させ、ナフテン酸銀（ナフテン酸ナトリウ
ム100部と硝酸銀８部から得られる）の５％ベン
ゼン溶液50部を添加し、２時間撹拌後１日間放置
した。その後、減圧下でベンゼンを除去し、残留
物を乳鉢で粉砕し、窒素気流中の電気炉で350℃
３時間加熱処理後、水素気流中の電気炉で350℃
３時間還元処理することにより活性炭表面に銀を
均一に付着せしめた空気極触媒を得た。 比較例 ２ 粒径0.1〜１μのヤシ殻活性炭10部を実施例２
と銀の含有量が同一となるような硝酸銀水溶液に
分散し、２時間撹拌後、１日放置し、水分を除去
し、加熱処理還元処理は実施例２と同様にして活
性炭表面に銀を付着せしめた空気極触媒を得た。 実施例 ３ 実施例１中のナフテン酸コバルトの代わりにロ
ジン酸コバルト（ロジン酸ナトリウム100部と塩
化コバルト60部より得られる）を使用した他は実
施例１と同様にして空気極触媒を得た。 実施例 ４ 実施例２中のナフテン酸銀の代わりにロジン酸
銀（ロジン酸ナトリウム100部と硝酸銀24部より
得られる）を使用した他は実施例２と同様にして
空気極触媒を得た。 実施例 ５ 粒径0.1〜１μのヤシ殻活性炭10部をトルエン
50部に分散させ、ナフテン酸マンガン（ナフテン
酸ナトリウム100部と塩化マンガン10部より得ら
れる）の５％トルエン溶液50部、ナフテン酸クロ
ム（ナフテン酸ナトリウム100部と塩化クロム10
部より得られる）の５％トルエン溶液10部を添加
し、１時間撹拌後、減圧下でトルエンを除去し、
残留物を乳鉢で粉砕し、窒素気流中の電気炉で
400℃２時間処理することにより活性炭表面にマ
ンガン酸化物及びクロム酸化物が均一に付着した
空気極触媒を得た。 上述の実施例１〜５、比較例１、２の触媒を用
いて空気極を製造し、その分極特性を測定した結
果を表−１に示す。
空気極触媒の製造方法に関し、更に詳しくは、優
れた放電特性を有する空気極触媒の製造方法に関
するものである。 従来、カーボンブラツク又は活性炭などの炭素
体に遷移金属の硝酸塩水溶液を含浸させ、次に加
熱処理し、更に必要に応じて還元して、炭素体の
表面に金属もしくは金属酸化物を付着せしめてい
たが、炭素体の表面は多数の気胞が存在するこ
と、一般に疎水性であること、細孔分布が不
均一であること、から金属塩の水溶液を炭素体に
完全に含浸することができないため、金属は炭素
体表面に均一に付着し難い。従つて、触媒の有効
反応面積が小さく、放電特性、特に高放電率の電
導特性が悪い原因となつていた。 そこで、本発明者等は、炭素体表面の性質に着
目し、炭素体表面に金属を均一に付着させる方法
を種々検討の結果遂に本発明を完成したものであ
つて、即ち、本発明は、炭素体に遷移金属塩の少
なくとも１種を溶解した油性溶媒の溶液を含浸さ
せ熱処理し、更に必要に応じて還元し、炭素体の
表面に遷移金属の酸化物もしくは遷移金属を付着
せしめたことを特徴とする空気極触媒の製造方法
を要旨とするものである。 本発明の製造方法で得られる空気極触媒は、遷
移金属塩として、油性溶剤に溶解しやすいものを
使用しており、このため溶媒として水を使用した
場合に比較して、油性溶媒を使用したものは炭素
体の表面の気胞や疎水性に影響されることなく、
均一に炭素体に含浸し、熱処理更には還元するこ
とにより炭素体表面に金属が均一に付着している
ため、放電特性が向上するものと推考される。 以下、本発明について詳細に説明する。 本発明に使用する炭素体として一般に使用され
ているフアーネスブラツク、チヤンネルブラツ
ク、サーマルブラツクなどのカーボンブラツク
や、木材、木炭、ヤシ殻炭、パーム核炭、石炭、
石油調査、合成樹脂、有機廃棄物などを使用して
作られた活性炭、黒鉛などの１種もしくは２種以
上の混合物が挙げられる。 次に本発明の骨子である遷移金属塩は油性溶媒
に溶解する金属塩であり、具体例を挙げるとニツ
ケル、コバルト、クロム、金、銀、白金、パラジ
ウム、マンガンなどのナフテン酸塩やロジン塩な
どがあり特にナフテン酸塩やロジン塩は熱分解し
やすくこれらを単独もしくは混合して使用可能で
あり、その使用量は炭素体に対して５〜40重量％
特に20〜30重量％が好ましい。 油性溶媒としては、ほとんどすべて使用可能で
あるが、特に芳香族系有機溶媒のような無極性溶
媒が好ましく、具体例を挙げるとトルエン、キシ
レン、ベンゼンなどがあり、その使用量は、炭素
体に対して50〜200重量％が好ましい。 上記した物質を使用して、空気極触媒を製造す
るが、まず始めに炭素体を遷移金属塩を溶解した
油性溶媒の溶液に分散させ、１〜３時間撹拌し、
更に炭素体とのなじみをよくするためにその後１
〜２日間放置することが好ましい。 このようにして炭素体に溶液を含浸させた後、
減圧下で油性溶媒を除去する。得られた残留物
を、乳鉢などを使用し粉砕後、該粉砕物を窒素、
ヘリウムなどの不活性ガスの気泡中の電気炉で
300〜400℃で１〜３時間処理することにより炭素
体表面に遷移金属の酸化物を均一に付着させ、更
に必要に応じて還元し空気極触媒を得ることがで
きる。 以下、実施例に従い、本発明を更に詳細に説明
するが、実施例中「部」とあるのは「重量部」を
示す。 実施例 １ 粒径0.1〜１μのヤシ殻活性炭10部をトルエン
50部に分散させ、ナフテン酸コバルト（ナフテン
酸ナトリウム100部と塩化コバルト10部より得ら
れる）の５％トルエン溶液50部を添加し、１時間
撹拌後、減圧下でトルエンを除去し、残留物を乳
鉢で粉砕し、窒素気流中の電気炉で300℃２時間
加熱処理後、水素気流中の電気炉で300℃２時間
還元処理することにより活性炭表面にコバルトを
均一に付着せしめた空気極触媒を得た。 比較例 １ 粒径0.1〜１μのヤシ殻活性炭10部を実施例１
とコバルトの含有量が同一となるような塩化コバ
ルト水溶液に分散し、１時間撹拌後、水分を除去
し、加熱処理還元処理は実施例１と同様にして活
性炭表面にコバルトを付着せしめた空気極触媒を
得た。 実施例 ２ 粒径0.1〜１μのヤシ殻活性炭をベンゼン50部
に分散させ、ナフテン酸銀（ナフテン酸ナトリウ
ム100部と硝酸銀８部から得られる）の５％ベン
ゼン溶液50部を添加し、２時間撹拌後１日間放置
した。その後、減圧下でベンゼンを除去し、残留
物を乳鉢で粉砕し、窒素気流中の電気炉で350℃
３時間加熱処理後、水素気流中の電気炉で350℃
３時間還元処理することにより活性炭表面に銀を
均一に付着せしめた空気極触媒を得た。 比較例 ２ 粒径0.1〜１μのヤシ殻活性炭10部を実施例２
と銀の含有量が同一となるような硝酸銀水溶液に
分散し、２時間撹拌後、１日放置し、水分を除去
し、加熱処理還元処理は実施例２と同様にして活
性炭表面に銀を付着せしめた空気極触媒を得た。 実施例 ３ 実施例１中のナフテン酸コバルトの代わりにロ
ジン酸コバルト（ロジン酸ナトリウム100部と塩
化コバルト60部より得られる）を使用した他は実
施例１と同様にして空気極触媒を得た。 実施例 ４ 実施例２中のナフテン酸銀の代わりにロジン酸
銀（ロジン酸ナトリウム100部と硝酸銀24部より
得られる）を使用した他は実施例２と同様にして
空気極触媒を得た。 実施例 ５ 粒径0.1〜１μのヤシ殻活性炭10部をトルエン
50部に分散させ、ナフテン酸マンガン（ナフテン
酸ナトリウム100部と塩化マンガン10部より得ら
れる）の５％トルエン溶液50部、ナフテン酸クロ
ム（ナフテン酸ナトリウム100部と塩化クロム10
部より得られる）の５％トルエン溶液10部を添加
し、１時間撹拌後、減圧下でトルエンを除去し、
残留物を乳鉢で粉砕し、窒素気流中の電気炉で
400℃２時間処理することにより活性炭表面にマ
ンガン酸化物及びクロム酸化物が均一に付着した
空気極触媒を得た。 上述の実施例１〜５、比較例１、２の触媒を用
いて空気極を製造し、その分極特性を測定した結
果を表−１に示す。
【表】
以上のように本発明による空気極触媒は炭素体
の表面に均一の遷移金属が付着するため、大きい
電流密度においても高い電極電位を維持し、高放
電率の電極特性を改善することができるものであ
る。
の表面に均一の遷移金属が付着するため、大きい
電流密度においても高い電極電位を維持し、高放
電率の電極特性を改善することができるものであ
る。
Claims (1)
- １ 炭素体に遷移金属塩の少なくとも１種を溶解
した油性溶媒の溶液を含浸させ熱処理し、更に必
要に応じて還元し、炭素体の表面に遷移金属の酸
化物もしくは遷移金属を付着せしめたことを特徴
とする空気極触媒の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55187118A JPS57107244A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Production of air polar catalyst |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55187118A JPS57107244A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Production of air polar catalyst |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57107244A JPS57107244A (en) | 1982-07-03 |
| JPS6247063B2 true JPS6247063B2 (ja) | 1987-10-06 |
Family
ID=16200414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55187118A Granted JPS57107244A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Production of air polar catalyst |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57107244A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2164785B (en) * | 1984-09-06 | 1988-02-24 | Nat Res Dev | Electrode for reducing oxygen |
| JPS63248441A (ja) * | 1987-04-06 | 1988-10-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 触媒の製造方法 |
| US6465128B1 (en) * | 2000-08-03 | 2002-10-15 | The Gillette Company | Method of making a cathode or battery from a metal napthenate |
| JP6026793B2 (ja) * | 2011-11-17 | 2016-11-16 | 株式会社日本触媒 | 電極用触媒及びその製造方法 |
| CN110890559B (zh) * | 2019-11-28 | 2022-11-15 | 中南林业科技大学 | 一种碳化木负载PdCo合金复合电催化剂的制备方法 |
-
1980
- 1980-12-26 JP JP55187118A patent/JPS57107244A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57107244A (en) | 1982-07-03 |
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