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公開番号2025071857
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-09
出願番号2023182239
出願日2023-10-24
発明の名称カソード、カソードの製造方法および電解装置
出願人本田技研工業株式会社,三井金属鉱業株式会社,株式会社ダイセル
代理人個人,個人,個人
主分類C25B 3/26 20210101AFI20250430BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】二酸化炭素および/または一酸化炭素の電解還元反応の主生成物のファラデー効率を向上させることが可能なカソードを提供する。
【解決手段】カソード10は、二酸化炭素および/または一酸化炭素の電解還元に用いられる。カソード10は、ガス拡散層11と、ナノダイヤモンドを含む第一層12と、二酸化炭素および/または一酸化炭素の電解還元を促進する触媒を含む第二層13と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
二酸化炭素および／または一酸化炭素の電解還元に用いられるカソードであって、
ガス拡散層と、
ナノダイヤモンドを含む第一層と、
前記二酸化炭素および／または一酸化炭素の電解還元を促進する触媒を含む第二層と、を備える、カソード。
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
前記ナノダイヤモンドは、水素で終端されている、請求項１に記載のカソード。
【請求項３】
前記ガス拡散層の単位幾何学的面積当たりの前記第一層の目付量が０．００５ｍｇ／ｃｍ
２
以上１０ｍｇ／ｃｍ
２
以下である、請求項１または２に記載のカソード。
【請求項４】
フッ素樹脂を含む第三層をさらに備える、請求項１または２に記載のカソード。
【請求項５】
前記第一層は、フッ素樹脂をさらに含む、請求項１または２に記載のカソード。
【請求項６】
二酸化炭素および／または一酸化炭素の電解還元に用いられるカソードを製造する方法であって、
ガス拡散層上に、ナノダイヤモンドを含む分散液を塗布して第一層を形成する工程と、
前記ガス拡散層上に、前記二酸化炭素および／または一酸化炭素の電解還元を促進する触媒をスパッタリングして第二層を形成する工程と、を含む、カソードの製造方法。
【請求項７】
前記ガス拡散層上に、フッ素樹脂を含む分散液を塗布して第三層を形成する工程をさらに含む、請求項６に記載のカソードの製造方法。
【請求項８】
前記分散液は、フッ素樹脂をさらに含む、請求項６に記載のカソードの製造方法。
【請求項９】
請求項１または２に記載のカソードを備える、電解装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素および／または一酸化炭素の電解に用いられるカソード、カソードの製造方法および電解装置に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、気候変動の緩和または影響軽減を目的とした取り組みが継続され、この実現に向けて、二酸化炭素の排出量低減に関する研究開発が実施されている。
【０００３】
特許文献１には、ＣＯ
２
を多炭素化合物に変換するための急峻界面ＣＯ
２
電気還元触媒が記載されている。急峻界面ＣＯ
２
電気還元触媒は、ＣＯ
２
ガスと接触し、反対側の反応界面側にＣＯ
２
ガスが通過するように構成されたガス接触側を有する多孔質ガス拡散層と、多孔質ガス拡散層の反応界面側に配置され、多孔質ガス拡散層の反応界面側を覆い、水性電解液と接触するように構成された電解液接触側を有する触媒層と、を含む。多孔質ガス拡散層は、疎水性材料から構成される。触媒層は、水性電解液が触媒層を通過して触媒層の反対側の反応界面側の気液界面を形成するように親水性であり、決定された電解還元条件でＣＯ
２
を多炭素化合物に変換するために選択された１つまたは複数の金属で構成され、水性電解液中のＣＯ
２
の拡散制限を防ぎ、多炭素化合物の選択性を高めるために十分薄い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１８／２３２５１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている急峻界面ＣＯ
２
電気還元触媒は、主生成物のファラデー効率が低い。
【０００６】
本発明は、二酸化炭素および／または一酸化炭素の電解還元反応の主生成物のファラデー効率を向上させることが可能なカソードを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）二酸化炭素および／または一酸化炭素の電解還元に用いられるカソードであって、ガス拡散層と、ナノダイヤモンドを含む第一層と、前記二酸化炭素および／または一酸化炭素の電解還元を促進する触媒を含む第二層と、を備える、カソード。
【０００８】
（２）前記ナノダイヤモンドは、水素で終端されている、（１）に記載のカソード。
【０００９】
（３）前記ガス拡散層の単位幾何学的面積当たりの前記第一層の目付量が０．００５ｍｇ／ｃｍ
２
以上１０ｍｇ／ｃｍ
２
以下である、（１）または（２）に記載のカソード。
【００１０】
（４）フッ素樹脂を含む第三層をさらに備える、（１）から（３）のいずれか一項に記載のカソード。
（【００１１】以降は省略されています）

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