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ELECTROCHEMICAL ELEMENT meetings

Patent code P200017198
File No. 19T009
Posted date Sep 15, 2020
Application number P2019-050744
Publication number P2020-152942A
Date of filing Mar 19, 2019
Date of publication of application Sep 24, 2020
Inventor
  • (In Japanese)平方 聡樹
  • (In Japanese)大神田 貴治
  • (In Japanese)山中 一郎
Applicant
  • TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY
  • Fuji Electric Co., Ltd.
Title ELECTROCHEMICAL ELEMENT meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To favorably generate a hydrogen peroxide while improving safety.
SOLUTION: An electrochemical element 10 comprises a film 11a made of an ion conductive electrolyte, on both surfaces of which a first electrode unit 12 and a second electrode unit 13, both of which are composed of electrode catalyst, are arranged. One of the electrodes is an anode and the other is a cathode, and between both electrodes, a direct-current voltage is applied. The electrode catalyst comprising the anode is formed with a catalyst having electrolytic activity of water. The electrode catalyst comprising the cathode is formed with a catalyst having two-electron reduction activity of oxygen and a non-metal conductive material. The surface comprising the anode is arranged so as to face an atmosphere with a higher relative humidity than that of the surface comprising the cathode.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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) H2→2H+2e
式(2) O2+2H+2e→H2O2

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、電気化学素子に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2019050744thum.jpg
State of application right Published
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