ガス拡散型酸素電極を用いた高出力亜鉛-空気電池の開発

采用气体扩散型氧电极的高功率锌空气电池的开发

基本信息

批准号：
05750740
负责人：
清水陽一
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.リンゴ酸錯体法を用いることにより従来のクエン酸錯体法よりも、さらに簡単に、低温(550-650℃)で高表面積ペロブスカイト型酸化物が調製できることがわかった。電極基材の炭素材料としては、カーボンブラック、黒鉛、活性炭の中では、黒鉛が耐久性が優れており、カーボンブラックの電極性能が最も良かった。また、表面を黒鉛化したカーボンブラックであるケッチェンブラックが、特に優れた電極担体であることがわかった。2.La系ペロブスカイト型酸化物のうち、La_<1-X>A′_XCo0_3系(A´=Sr,Ca,Ba)が、最も高い酸素還元活性と酸素発生活性を兼ね備えた高活性触媒であることがわかった。特に酸素還元活性は、Ptを添加したものの約2倍もの高電流密度が得られた。ただし、本触媒は、酸素還元時に劣化することが判明した。一方、La-Mn-0系,La-Fe-0系は、いずれも最も耐食性に優れていたが、前者は酸素還元活性のみが、後者は酸素発生活性のみが、優れていることがわかった。3.新触媒の探索を行った結果、La_<1-X>A′_XMn_<1-y>Fe_y0_3(A´=Sr,Ca)は、耐食性および酸素還元、酸素発生の2元機能を備えた高性能な電極触媒であることを見出した。これらの高い活性は触媒の過酸化水素分解活性に起因し、特に、x=0.4,y=0.8のものが、最も優れていることが分かった。4.上記で得られたLa-A´-Mn-Fe-0系の空気極と亜鉛極を組み合わせて、最大出力140mW/cm^2もの高出力亜鉛-空気電池が得られた。また、本電池は亜鉛-空気2次電池として十分使用可能であることがわかった。

1.发现采用苹果酸络合法比传统柠檬酸络合法更容易在更低的温度（550-650℃）下制备高比表面积钙钛矿氧化物。在炭黑、石墨和活性炭中，石墨作为电极基材的碳材料具有优异的耐久性，并且炭黑的电极性能最好。此外，科琴黑（一种具有石墨化表面的炭黑）被发现是一种特别优异的电极载体。 2.在La基钙钛矿氧化物中，La_<1-X>A′_XCo0_3基(A′=Sr,Ca,Ba)是一种高活性催化剂，具有最高的氧还原活性和产氧活性。出去。特别是，关于氧还原活性，得到了与添加Pt时相比大约2倍的电流密度。然而，发现该催化剂在氧还原过程中劣化。另一方面，La-Mn-0和La-Fe-0体系均具有最好的耐腐蚀性，但发现前者仅在氧还原活性方面优异，而后者仅在氧生成活性方面优异。 3.通过寻找新型催化剂，我们发现La_<1-X>A′_XMn_<1-y>Fe_y0_3（A´=Sr,Ca）具有耐腐蚀、氧还原和产氧双重功能发现它是一种高性能电极催化剂。这些高活性归因于催化剂的过氧化氢分解活性，并且特别地，发现x=0.4和y=0.8的催化剂是最优异的。 4.将上述得到的La-A´-Mn-Fe-0空气电极与锌电极组合，得到最大输出功率为140mW/cm^2的高输出锌空气电池。还发现该电池可以令人满意地用作锌空气二次电池。