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公開番号2025067872
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-24
出願番号2024178362
出願日2024-10-10
発明の名称触媒電極、触媒電極の製造方法及び膜電極接合体
出願人エスケーイノベーションカンパニーリミテッド,SK INNOVATION CO.,LTD.
代理人個人,個人
主分類C25B 11/097 20210101AFI20250417BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】本開示の実施例は触媒電極、触媒電極の製造方法及び膜電極接合体に関する。
【解決手段】本開示の実施例による触媒電極は金属層と、上記金属層上に形成された触媒層と、を含み、上記触媒層は銀及びイリジウムを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
金属層と、
前記金属層上に形成された触媒層と、を含み、
前記触媒層は、
銀及びイリジウムを含む、触媒電極。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
前記触媒層に含まれた銀及びイリジウムの少なくとも一部は、
互いに化学的に結合する、請求項１に記載の触媒電極。
【請求項３】
請求項１または２に記載の触媒電極であって、触媒層中にイリジウムが０．０２～０．８ｍｇ／ｃｍ
２
の担持量で含まれることを特徴とする触媒電極。
【請求項４】
前記金属層は、
金属メッシュ、金属フォーム（ｆｏａｍ）、金属ホイル、金属フェルト、及び金属繊維からなる群より選択される１つ以上を含む、請求項１に記載の触媒電極。
【請求項５】
前記金属層は、
チタン、ニッケル、及びステンレススチールからなる群より選択される１つ以上の金属を含む、請求項３に記載の触媒電極。
【請求項６】
前記触媒層は、
前記銀を含み、前記金属層と接触する第１層と、
前記イリジウムを含み、前記第１層上に形成される第２層と、を含む、請求項１に記載の触媒電極。
【請求項７】
前記第１層に含まれた銀の少なくとも一部は、
前記金属層の金属と化学的に結合する、請求項５に記載の触媒電極。
【請求項８】
前記触媒層は、
バインダーを含まない、請求項１に記載の触媒電極。
【請求項９】
金属基板に銀及びイリジウムをコーティングする段階を含む、触媒電極の製造方法。
【請求項１０】
前記金属基板に銀及びイリジウムをコーティングする段階は、
銀イオンを含む銀前駆体溶液に前記金属基板を投入することにより、前記金属基板上に銀を含む第１層を形成する段階と、
イリジウムイオンを含むイリジウム前駆体溶液に前記第１層が形成された金属基板を投入することにより、前記第１層上にイリジウムを含む第２層を形成する段階と、を含む、請求項８に記載の触媒電極の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示の実施例は触媒電極、触媒電極の製造方法及び膜電極接合体に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
水素エネルギーはクリーンエネルギーであり、長期的にエネルギー問題を解決するための有力な代替エネルギーの１つとして注目を浴びている。水素生産方式のうち電気エネルギーを利用して水を水素と酸素に分離し、二酸化炭素を排出しない水電解方式は環境にやさしいため、多くの関心が集まっており、カーボンニュートラルの達成に大きく寄与できると予想される。
【０００３】
一方、水電解反応には酸素発生反応（Ｏｘｙｇｅｎｅｖｏｌｕｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎ、ＯＥＲ）と水素発生反応（Ｈｙｄｒｏｇｅｎｅｖｏｌｕｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎ、ＨＥＲ）があり、酸素発生反応及び水素発生反応は下記化学式１の通りである。ここで、ＯＥＲは酸素発生電極で発生し、ＨＥＲは水素発生電極で発生する。
【０００４】
［化１］
酸素発生反応：２Ｈ
２
Ｏ→４Ｈ
＋
＋Ｏ
２
＋４ｅ
－
水素発生反応：４Ｈ
＋
＋４ｅ
－
→２Ｈ
２
全体反応：２Ｈ
２
Ｏ→２Ｈ
２
＋Ｏ
２
【０００５】
特に、上記水電解反応において、水素発生反応より酸素発生反応時の遅い反応速度により理論的な酸素発生反応電圧より高い過電圧（Ｏｖｅｒｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が発生するため、水電解システムの性能向上のためには多くの過電圧を必要とする酸素発生反応の反応過電圧を下げる高効率の触媒の開発が求められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示の実施例は酸素発生反応の性能が向上した触媒電極、触媒電極の製造方法及び膜電極接合体を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の実施例による触媒電極は、金属層と、上記金属層上に形成された触媒層と、を含み、上記触媒層は銀及びイリジウムを含む。
【０００８】
一実施形態では、触媒電極は、触媒層中に０．０２ｍｇ／ｃｍ
２
～０．８ｍｇ／ｃｍ
２
の範囲の担持量でイリジウムを含む。
【０００９】
一実施例において、上記触媒層に含まれた銀及びイリジウムの少なくとも一部は互いに化学的に結合することができる。
【００１０】
一実施例において、上記金属層は、金属メッシュ、金属フォーム（ｆｏａｍ）、金属ホイル、金属フェルト、及び金属繊維からなる群より選択される１つ以上を含んでもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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