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電気化学素子 UPDATE 新技術説明会

国内特許コード P200017198
整理番号 19T009
掲載日 2020年9月15日
出願番号 特願2019-050744
公開番号 特開2020-152942
出願日 平成31年3月19日(2019.3.19)
公開日 令和2年9月24日(2020.9.24)
発明者
  • 平方 聡樹
  • 大神田 貴治
  • 山中 一郎
出願人
  • 国立大学法人東京工業大学
  • 富士電機株式会社
発明の名称 電気化学素子 UPDATE 新技術説明会
発明の概要 【課題】安全性の向上を図りながら、過酸化水素を良好に生成すること。
【解決手段】イオン導電性電解質よりなる膜11aの両面に電極触媒からなる第1電極部12及び第2電極部13が設けられて構成され、一方の電極をアノードとし他方の電極をカソードとする態様で両電極間に直流電圧が印加される電気化学素子10であって、アノードを構成する電極触媒は、水の電気分解活性を示す触媒により形成され、カソードを構成する電極触媒は、酸素の2電子還元活性を示す触媒と非金属導電性材料とにより形成されており、アノードを構成する面がカソードを構成する面よりも相対湿度の高い雰囲気を臨むよう配置されている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

従来、過酸化水素を生成する反応装置が特許文献1に提案されている。かかる反応装置は、アノード膜、カソード膜及び電解質膜を一体化させたユニット膜により、反応室をアノード室とカソード室とに区画するように構成されている。アノード室には、アノード膜の一部が気相に露出した状態で水が導入され、カソード室には、カソード膜の一部が気相に露出した状態でイオン交換水が導入されている。

そのような反応装置においては、アノード膜及びカソード膜が電子伝導体で外部短絡され、かつアノード室に還元性物質である水素ガスや水素供与体が供給されるとともに、カソード室に酸化性物質である酸素ガスが供給されることにより、アノード膜で下記式(1)の反応が行われ、カソード膜で下記式(2)の反応が行われることで、燃料電池反応を利用して過酸化水素を生成していた。

式(1) H→2H+2e
式(2) O+2H+2e→H

産業上の利用分野

本発明は、電気化学素子に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
イオン導電性電解質よりなる膜の両面に電極触媒からなる電極が設けられて構成され、一方の電極をアノードとし他方の電極をカソードとする態様で両電極間に直流電圧が印加される電気化学素子であって、
前記アノードを構成する電極触媒は、水の電気分解活性を示す触媒により形成され、前記カソードを構成する電極触媒は、酸素の2電子還元活性を示す触媒と非金属導電性材料とにより形成されており、
前記アノードを構成する面が前記カソードを構成する面よりも相対湿度の高い雰囲気を臨むよう配置されたことを特徴とする電気化学素子。

【請求項2】
前記非金属導電性材料は、前記酸素の2電子還元活性を示す触媒の粒子よりも粒子径若しくは最大幅が大きいことを特徴とする請求項1に記載の電気化学素子。

【請求項3】
前記非金属導電性材料は、活性炭、グラファイト、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブの少なくとも1つであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電気化学素子。

【請求項4】
前記酸素の2電子還元活性を示す触媒は、導電性炭素材料及び金属ポルフィリン触媒の少なくとも1つを含有して構成されたことを特徴とする請求項1~3のいずれか1つに記載の電気化学素子。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2019050744thum.jpg
出願権利状態 公開
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