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CATALYST, ELECTRODE, WATER ELECTROLYSIS METHOD, AND METHOD FOR PRODUCING CATALYST meetings

Foreign code F210010292
File No. (S2019-0242-N0)
Posted date Jan 28, 2021
Country WIPO
International application number 2020JP017002
International publication number WO 2020230530
Date of international filing Apr 20, 2020
Date of international publication Nov 19, 2020
Priority data
  • P2019-090888 (May 13, 2019) JP
Title CATALYST, ELECTRODE, WATER ELECTROLYSIS METHOD, AND METHOD FOR PRODUCING CATALYST meetings
Abstract A catalyst according to the present invention is characterized by being configured from a material that contains a metal sulfide and β-C3N4. It is preferable that nickel sulfide is contained as the metal sulfide. It is particularly preferable that NiS and Ni3S2 are contained as the nickel sulfide. It is also preferable that the overvoltage required for oxygen production at a current density of 10 mA/cm2 is 150 mV or less. The present invention is able to provide: a catalyst having high catalytic activity; an electrode which contains a catalyst having high catalytic activity; a water electrolysis method by which water is able to be efficiently electrolyzed; and a method for producing a catalyst, by which the above-described catalyst is able to be suitably produced.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
Water electrolyzers have attracted attention as next-generation hydrogen production systems. In water electrolyzers, an oxygen generating anode and a hydrogen generating cathode are essential, and various types of oxygen generating anodes and hydrogen generating cathodes are proposed (, for example, Non-Patent Document 1).
However, conventional oxygen generating anodes have a problem in that oxygen generation over-voltage is high.
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
 金属硫化物と、測定用X線にCuのKα線を用いたX線回折法により得られるX線回折パターンで、2θ=(16.0±0.5)°および2θ=(27.8±0.5)°に回折ピークを示すCおよびNからなる化合物とを含む材料で構成されたことを特徴とする触媒。

[請求項2]
 触媒中において、前記CおよびNからなる化合物は、前記金属硫化物の表面に付着した形態で含まれている請求項1に記載の触媒。

[請求項3]
 金属硫化物と、β-C 3N 4とを含む材料で構成されたことを特徴とする触媒。

[請求項4]
 触媒中において、前記β-C 3N 4は、前記金属硫化物の表面に付着した形態で含まれている請求項3に記載の触媒。

[請求項5]
 前記金属硫化物として硫化ニッケルを含有する請求項1ないし4のいずれか1項に記載の触媒。

[請求項6]
 前記硫化ニッケルとして、NiSおよびNi 3S 2を含有する請求項5に記載の触媒。

[請求項7]
 10mA/cm 2の電流密度での酸素生成に要する過電圧が150mV以下である請求項1ないし6のいずれか1項に記載の触媒。

[請求項8]
 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の触媒を含むことを特徴とする電極。

[請求項9]
 電極は、水電解用電極である請求項8に記載の電極。

[請求項10]
 電極は、酸素発生用触媒電極である請求項8または9に記載の電極。

[請求項11]
 請求項9の電極を用いて水を電解することを特徴とする水電解方法。

[請求項12]
 金属材料とチオ尿素とを共存させた状態で熱処理を施す工程を有し、
 金属硫化物と、測定用X線にCuのKα線を用いたX線回折法により得られるX線回折パターンで、2θ=(16.0±0.5)°および2θ=(27.8±0.5)°に回折ピークを示すCおよびNからなる化合物とを含む材料で構成された触媒を得ることを特徴とする触媒の製造方法。

[請求項13]
 金属材料とチオ尿素とを共存させた状態で熱処理を施す工程を有し、
 金属硫化物と、β-C 3N 4とを含む材料で構成された触媒を得ることを特徴とする触媒の製造方法。

[請求項14]
 前記金属材料を前記チオ尿素の粉末中に埋没させた状態で熱処理を施す請求項12または13に記載の触媒の製造方法。

[請求項15]
 前記熱処理を複数回施す請求項14に記載の触媒の製造方法。

[請求項16]
 前記金属材料は、ニッケルである請求項12ないし15のいずれか1項に記載の触媒の製造方法。

[請求項17]
 管状炉を用いて、前記熱処理を行う請求項12ないし16のいずれか1項に記載の触媒の製造方法。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • NIIGATA UNIVERSITY
  • Inventor
  • YAGI, Masayuki
  • Zaki Nabeih Ahmed Zahran
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DJ DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JO JP KE KG KH KN KP KR KW KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN WS ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG
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