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燃料電池用アノード電極及びその製造方法 コモンズ

国内特許コード P03P000761
整理番号 K014P19
掲載日 2004年2月24日
出願番号 特願2002-186933
公開番号 特開2004-031174
登録番号 特許第4129763号
出願日 平成14年6月26日(2002.6.26)
公開日 平成16年1月29日(2004.1.29)
登録日 平成20年5月30日(2008.5.30)
発明者
  • 北川 宏
  • 藤島 武蔵
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 燃料電池用アノード電極及びその製造方法 コモンズ
発明の概要 【課題】室温で高いプロトン伝導性及び電子伝導性を有し、低コストで製造できるようにした、燃料電池用アノード電極及びその製造方法を提供する。
【解決手段】配位高分子金属錯体R2 dtoaM(ここで、Mは金属)の層間に水分子と水素を吸蔵させて構成する。室温において高いプロトン伝導性と、電子伝導性を有する。配位高分子金属錯体は、アルキル基Rの位置に水素を配位したH2 dtoaCu,(C2 4 OH)2 dtoaCuなどでよい。H2 dtoaCuの燃料電池用アノード電極は、室温において、ナフィオンに匹敵するプロトン伝導率10-2S・cm-1と、電子伝導率10S・cm-1程度という高い伝導性を有する。さらに、燃料電池用アノード電極の製造方法を提供する。
【選択図】    図1
従来技術、競合技術の概要


近年、環境問題に関し、所謂クリーンなエネルギー源として燃料電池が注目されてきている。このような燃料電池は、効率が高く、天然ガス,メタノール等の多様な燃料の使用が可能であることから、石油代替の促進にも寄与するものとして、その環境保全上の効果が期待されている。特に、固体高分子型燃料電池は、高出力密度,低温作動等の特長を有していることから、家庭用,可搬型電源等としての普及が期待されている。



ところで、固体高分子型燃料電池の電極としては、従来、白金を炭素に混ぜたものが使用されている。一般に、燃料電池の電極、特にアノード電極には、水素イオン(H+ :以下、プロトンと呼ぶ)の拡散性が高く、即ちプロトン伝導性が高く、しかも電子伝導性も高いという基本性能が要求される。
このため、このような基本性能を満たすものとして、白金やパラジウム等の金属のみが存在していることから、通常は比較的入手が容易である白金が使用されているのがその理由である。

産業上の利用分野


本発明は、例えば固体高分子型燃料電池のアノード電極として利用される燃料電池用アノード電極に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
下記式1で示されるジチオオキサミド誘導体dtoa(ここで、RはH、COHおよびCOHから選択される置換基である)と遷移金属Mとからなり、下記式2で示される層状の分子構造を有する配位高分子金属錯体RdtoaMの薄膜であって、上記層状の分子構造の層の間に水分子吸蔵されて室温において高いプロトン伝導性を備え、かつ、上記層状の分子構造の層の間に水素吸蔵されて室温において高い電子伝導性を備えたことを特徴とする、燃料電池用アノード電極。
【化1】


【化2】



【請求項2】
前記遷移金属Mが、銅(Cu),ニッケル(Ni),鉄(Fe),コバルト(Co)の何れか一つであることを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池用アノード電極。

【請求項3】
前記Rの少なくとも1つがH(水素)であることを特徴とする、請求項に記載の燃料電池用アノード電極。

【請求項4】
前記Rの少なくとも1つが、COHであることを特徴とする、請求項に記載の燃料電池用アノード電極。

【請求項5】
下記式3で示されるジチオオキサミド誘導体Rdtoa(ここで、RはH、COHおよびCOHから選択される置換基である)と遷移金属Mとからなり、下記式4で示される層状の分子構造を有する配位高分子金属錯体RdtoaMを加圧成型して薄膜化する工程と、
上記薄膜化した配位高分子金属錯体に水素を吸蔵させる工程と、
上記薄膜化した配位高分子金属錯体に水分子を吸蔵させる工程とにより、
燃料電池用アノード電極を製造することを特徴とする、燃料電池用アノード電極の製造方法。
【化3】


【化4】




【請求項6】
前記RがH(水素)であり、且つ、前記遷移金属MがCuであることを特徴とする、請求項に記載の燃料電池用アノード電極の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2002186933thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) さきがけ 秩序と物性 領域
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