JP2020021576A - カーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極及び電極製造方法 - Google Patents
カーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極及び電極製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020021576A JP2020021576A JP2018143076A JP2018143076A JP2020021576A JP 2020021576 A JP2020021576 A JP 2020021576A JP 2018143076 A JP2018143076 A JP 2018143076A JP 2018143076 A JP2018143076 A JP 2018143076A JP 2020021576 A JP2020021576 A JP 2020021576A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fine powder
- transition metal
- electrode
- alloy
- metal fine
- 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.)
- Granted
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 506
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 251
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 title claims abstract description 251
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims description 251
- 239000002116 nanohorn Substances 0.000 title claims description 221
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 43
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 952
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 667
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims abstract description 667
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 517
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 517
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims abstract description 238
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 227
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 102
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 223
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 193
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 186
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 51
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 48
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 45
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 42
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 32
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 23
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 19
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 19
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 18
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 claims 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 43
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract description 31
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 107
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 98
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 74
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 62
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 49
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 47
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 33
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 33
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 27
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 27
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 27
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 27
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 26
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 25
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 24
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 23
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 21
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 20
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 20
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 16
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 13
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 12
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 12
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 11
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 3
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical group [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical group [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010349 cathodic reaction Methods 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 238000009694 cold isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/755—Nickel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/80—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with zinc, cadmium or mercury
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/889—Manganese, technetium or rhenium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
-
- B01J35/56—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/158—Carbon nanotubes
- C01B32/16—Preparation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/18—Nanoonions; Nanoscrolls; Nanohorns; Nanocones; Nanowalls
-
- 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
- H01M4/88—Processes of manufacture
-
- 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
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- 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
-
- 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
Abstract
Description
10B カーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極
11 前面
12 後面
13 金属電極薄板
14 カーボン電極薄板
15 カーボンナノチューブ
16 カーボンナノホーン
17 凝集体(凝集板)
18 凝集体(凝集板)
19 アロイ微粒子
20 アロイ微粒子積層ポーラス構造
21 流路
22 通流口
23 セル
24 燃料電池(固体高分子形燃料電池)
25 燃料極
26 空気極
27 固体高分子電解質膜(電極接合体膜)
28 セパレータ(バイポーラプレート)
29 セパレータ(バイポーラプレート)
30 膜/電極接合体
31 ガス拡散層
32 ガス拡散層
33 ガスシール
34 ガスシール
35 導線
36 負荷
37 水素ガス発生装置
38 陽極
39 陰極
40 固体高分子電解質膜(電極接合体膜)
41 陽極給電部材
42 陰極給電部材
43 陽極用貯水槽
44 陰極用貯水槽
45 陽極主電極
46 陰極主電極
47 膜/電極接合体
48 遷移金属
49 遷移金属微粉体
50 遷移金属微粉体混合物
51 遷移金属微粉体圧縮物
52 アロイ成形物(合金成形物)
53 アロイ微粉体(合金微粉体)
Claims (16)
- アノード又はカソードとして使用するカーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極において、
前記カーボンナノチューブ電極又は前記カーボンナノホーン電極が、各種の遷移金属から選択された少なくとも3種類の遷移金属の遷移金属微粉体を均一に混合・分散した遷移金属微粉体混合物を圧縮した後に焼成したアロイ成形物のアロイ微粒子と、カーボンナノチューブの凝集体又はカーボンナノホーンの凝集体とを含み、前記遷移金属微粉体混合物では、前記選択された少なくとも3種類の遷移金属の仕事関数の合成仕事関数が白金族元素の仕事関数に近似するように、前記各種の遷移金属の中から少なくとも3種類の遷移金属が選択され、前記カーボンナノチューブ電極又は前記カーボンナノホーン電極では、前記アロイ微粒子がカーボンナノチューブの表面又はカーボンナノホーンの表面に担持されていることを特徴とするカーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極。 - 前記カーボンナノチューブの表面又は前記カーボンナノホーンの表面には、該カーボンナノチューブ又は該カーボンナノホーンの表面から外側へ向かって重なり合う前記アロイ微粒子によってアロイ微粒子積層ポーラス構造が形成されている請求項1に記載のカーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極。
- 前記遷移金属微粉体の粒径が、10μm〜200μmの範囲にあり、前記カーボンナノチューブ電極又は前記カーボンナノホーン電極の厚み寸法が、0.03mm〜0.3mmの範囲にある請求項1又は請求項2に記載のカーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極。
- 前記遷移金属微粉体混合物が、Ni(ニッケル)の微粉体を主成分とし、前記遷移金属微粉体混合物では、前記Niの仕事関数と該Niを除く他の少なくとも2種類の遷移金属の仕事関数との合成仕事関数が前記白金族元素の仕事関数に近似するように、前記各種の遷移金属の中から前記Niの微粉体を除く他の少なくとも2種類の遷移金属の遷移金属微粉体が選択されている請求項1ないし請求項3いずれかに記載のカーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極。
- 前記遷移金属微粉体混合物の全重量に対する前記Ni(ニッケル)の微粉体の重量比が、30%〜50%の範囲にあり、前記Niの微粉体を除く1種類の遷移金属の遷移金属微粉体の前記遷移金属微粉体混合物の全重量に対する重量比が、20%〜50%の範囲にあり、前記Niの微粉体を除く他の少なくとも1種類の遷移金属の遷移金属微粉体の前記遷移金属微粉体混合物の全重量に対する重量比が、3%〜20%の範囲にある請求項4に記載のカーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極。
- 前記遷移金属微粉体混合物が、Fe(鉄)の微粉体を主成分とし、前記遷移金属微粉体混合物では、前記Feの仕事関数と該Feを除く他の少なくとも2種類の遷移金属の仕事関数との合成仕事関数が前記白金族元素の仕事関数に近似するように、前記各種の遷移金属の中から前記Feの微粉体を除く他の少なくとも2種類の遷移金属の遷移金属微粉体が選択されている請求項1ないし請求項3いずれかに記載のカーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極。
- 前記遷移金属微粉体混合物の全重量に対する前記Fe(鉄)の微粉体の重量比が、30%〜50%の範囲にあり、前記Feの微粉体を除く1種類の遷移金属の遷移金属微粉体の前記遷移金属微粉体混合物の全重量に対する重量比が、20%〜50%の範囲にあり、前記Feの微粉体を除く他の少なくとも1種類の遷移金属の遷移金属微粉体の前記遷移金属微粉体混合物の全重量に対する重量比が、3%〜20%の範囲にある請求項6に記載のカーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極。
- 前記遷移金属微粉体混合物が、Cu(銅)の微粉体を主成分とし、前記遷移金属微粉体混合物では、前記Cuの仕事関数と該Cuを除く他の少なくとも2種類の遷移金属の仕事関数との合成仕事関数が前記白金族元素の仕事関数に近似するように、前記各種の遷移金属の中から前記Cuの微粉体を除く他の少なくとも2種類の遷移金属の遷移金属微粉体が選択されている請求項1ないし請求項3いずれかに記載のカーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極。
- 前記遷移金属微粉体混合物の全重量に対する前記Cu(銅)の微粉体の重量比が、30%〜50%の範囲にあり、前記Cuの微粉体を除く1種類の遷移金属の遷移金属微粉体の前記遷移金属微粉体混合物の全重量に対する重量比が、20%〜50%の範囲にあり、前記Cuの微粉体を除く他の少なくとも1種類の遷移金属の遷移金属微粉体の前記遷移金属微粉体混合物の全重量に対する重量比が、3%〜20%の範囲にある請求項8に記載のカーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極。
- 前記アロイ成形物では、前記選択された遷移金属のうちの少なくとも2種類の遷移金属の遷移金属微粉体が遷移金属微粉体混合物の焼成時に溶融し、溶融した遷移金属の遷移金属微粉体をバインダーとしてそれら遷移金属の遷移金属微粉体が接合されている請求項1ないし請求項9いずれかに記載のカーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極。
- アノード又はカソードとして使用するカーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極を製造する電極製造方法において、
前記電極製造方法が、各種の遷移金属から選択する少なくとも3種類の遷移金属の仕事関数の合成仕事関数が白金族元素の仕事関数に近似するように、前記各種の遷移金属の中から少なくとも3種類の遷移金属を選択する遷移金属選択工程と、前記遷移金属選択工程によって選択された少なくとも3種類の遷移金属の遷移金属微粉体を均一に混合・分散した遷移金属微粉体混合物を作る遷移金属微粉体混合物作成工程と、前記遷移金属微粉体混合物作成工程によって作られた遷移金属微粉体混合物を所定圧力で加圧して遷移金属微粉体圧縮物を作る遷移金属微粉体圧縮物作成工程と、前記遷移金属微粉体圧縮物作成工程によって作られた遷移金属微粉体圧縮物を所定温度で焼成してアロイ成形物を作るアロイ成形物作成工程と、カーボンナノチューブ又はカーボンナノホーンを生成し、前記アロイ成形物作成工程によって作られたアロイ成形物を蒸発させて前記カーボンナノチューブの表面又は前記カーボンナノホーンの表面に該アロイ成形物のアロイ微粒子を担持させるアロイ微粒子担持工程とを有することを特徴とする電極製造方法。 - 前記アロイ微粒子担持工程が、前記カーボンナノチューブ又は前記カーボンナノホーンの生成と同時にアロイ成形物を蒸発させ、前記アロイ成形物のアロイ微粒子を該カーボンナノチューブの表面又は該カーボンナノホーンの表面に担持させる請求項11に記載の電極製造方法。
- 前記遷移金属微粉体混合物作成工程が、前記遷移金属選択工程によって選択された少なくとも3種類の遷移金属を10μm〜200μmの粒径に微粉砕する請求項11又は請求項12に記載の電極製造方法。
- 前記遷移金属微粉体圧縮物作成工程が、前記遷移金属微粉体混合物作成工程によって作られた遷移金属微粉体混合物を500Mpa〜800Mpaの圧力で加圧して前記遷移金属微粉体圧縮物を作る請求項11ないし請求項13いずれかに記載の電極製造方法。
- 前記アロイ成形物作成工程が、前記遷移金属選択工程によって選択された遷移金属のうちの少なくとも2種類の遷移金属の遷移金属微粉体を溶融させる温度で前記遷移金属微粉体圧縮物を焼成し、溶融した遷移金属の遷移金属微粉体をバインダーとしてそれら遷移金属の遷移金属微粉体を接合する請求項11ないし請求項14いずれかに記載の電極製造方法。
- 前記アロイ微粒子担持工程が、前記カーボンナノチューブ電極又は前記カーボンナノホーン電極を0.03mm〜0.3mmの範囲の厚み寸法に成形し、前記カーボンナノチューブ又は前記カーボンナノホーンの表面から外側へ向かって重なり合う前記アロイ微粒子によってアロイ微粒子積層ポーラス構造を形成する請求項11ないし請求項15いずれかに記載の電極製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018143076A JP7193111B2 (ja) | 2018-07-31 | 2018-07-31 | カーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極及び電極製造方法 |
PCT/JP2019/030004 WO2020027194A1 (ja) | 2018-07-31 | 2019-07-31 | カーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極及び電極製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018143076A JP7193111B2 (ja) | 2018-07-31 | 2018-07-31 | カーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極及び電極製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020021576A true JP2020021576A (ja) | 2020-02-06 |
JP7193111B2 JP7193111B2 (ja) | 2022-12-20 |
Family
ID=69232528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018143076A Active JP7193111B2 (ja) | 2018-07-31 | 2018-07-31 | カーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極及び電極製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7193111B2 (ja) |
WO (1) | WO2020027194A1 (ja) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005075725A (ja) * | 2003-09-01 | 2005-03-24 | Samsung Sdi Co Ltd | カーボンナノチューブ構造体及びその製造方法とそれを応用した電界放出素子及び表示装置 |
JP2006156387A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料電池用電極、これを備えた燃料電池、及び燃料電池用電極の製造方法 |
JP2006184141A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 走査型磁気力顕微鏡用探針およびその製造方法並びにカーボンナノチューブ用強磁性合金成膜方法 |
JP2007026746A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Gunma Univ | 燃料電池用電極触媒の製造方法及びその方法で製造された電極触媒並びにその電極触媒を用いた燃料電池 |
WO2014020650A1 (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-06 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用電極並びに燃料電池用電極、膜電極接合体及び燃料電池の製造方法 |
JP2017098004A (ja) * | 2015-11-20 | 2017-06-01 | 株式会社健明 | 燃料電池用電極材料、およびその製造方法 |
JP2017170404A (ja) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 日産自動車株式会社 | 触媒粒子の製造方法および電極触媒の製造方法 |
-
2018
- 2018-07-31 JP JP2018143076A patent/JP7193111B2/ja active Active
-
2019
- 2019-07-31 WO PCT/JP2019/030004 patent/WO2020027194A1/ja active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005075725A (ja) * | 2003-09-01 | 2005-03-24 | Samsung Sdi Co Ltd | カーボンナノチューブ構造体及びその製造方法とそれを応用した電界放出素子及び表示装置 |
JP2006156387A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料電池用電極、これを備えた燃料電池、及び燃料電池用電極の製造方法 |
JP2006184141A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 走査型磁気力顕微鏡用探針およびその製造方法並びにカーボンナノチューブ用強磁性合金成膜方法 |
JP2007026746A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Gunma Univ | 燃料電池用電極触媒の製造方法及びその方法で製造された電極触媒並びにその電極触媒を用いた燃料電池 |
WO2014020650A1 (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-06 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用電極並びに燃料電池用電極、膜電極接合体及び燃料電池の製造方法 |
JP2017098004A (ja) * | 2015-11-20 | 2017-06-01 | 株式会社健明 | 燃料電池用電極材料、およびその製造方法 |
JP2017170404A (ja) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 日産自動車株式会社 | 触媒粒子の製造方法および電極触媒の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7193111B2 (ja) | 2022-12-20 |
WO2020027194A1 (ja) | 2020-02-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Qiu et al. | Noble metal-free nanoporous high-entropy alloys as highly efficient electrocatalysts for oxygen evolution reaction | |
Chen et al. | Nanoporous metal by dealloying for electrochemical energy conversion and storage | |
Wu et al. | Sulfurated metal–organic framework-derived nanocomposites for efficient bifunctional oxygen electrocatalysis and rechargeable Zn–air battery | |
JP5833786B1 (ja) | 燃料電池用電極材料、その製造方法および燃料電池 | |
US4810594A (en) | Fuel cell electrode and method of making and using same | |
WO2019244840A1 (ja) | 電極 | |
JP7281157B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池及び電極製造方法 | |
WO2020080530A1 (ja) | 電極及び電極製造方法 | |
JP7281158B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池及び電極製造方法 | |
WO2020017623A1 (ja) | 電極及び電極製造方法 | |
WO2020027194A1 (ja) | カーボンナノチューブ電極又はカーボンナノホーン電極及び電極製造方法 | |
JP7199080B2 (ja) | 電気分解装置及び電極製造方法 | |
JP7171024B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池の燃料極及び空気極の製造方法 | |
JP2020004527A (ja) | 固体高分子形燃料電池および電極製造方法 | |
JP7171030B2 (ja) | 電気分解装置の陽極及び陰極の製造方法 | |
JP7171027B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池の燃料極及び空気極の製造方法 | |
JP2020064786A (ja) | 固体高分子形燃料電池 | |
JP2020019980A (ja) | 電気分解装置及び電極製造方法 | |
WO2020045643A1 (ja) | 電極 | |
JP7235284B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池 | |
WO2020059783A1 (ja) | 電極 | |
JP7179314B2 (ja) | 電気分解装置の陽極及び陰極の製造方法 | |
JP2020002397A (ja) | 電気分解装置および電極製造方法 | |
JP2020087812A (ja) | 電極及び電極製造方法 | |
JP7141695B2 (ja) | 電気分解装置の陽極及び陰極の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20200407 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20200408 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200617 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20210511 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20210512 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210719 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220607 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20220803 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221005 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221101 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221201 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7193111 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |