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公開番号2025108106
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-23
出願番号2024001785
出願日2024-01-10
発明の名称イリジウムクラスター、イリジウムクラスターの製造方法、酸素発生電極、水電解装置及び水の電気分解方法
出願人学校法人東京理科大学
代理人個人,個人,個人
主分類C07F 15/00 20060101AFI20250715BHJP(有機化学)
要約【課題】構成原子数が少なく酸素発生反応の触媒としての活性が優れたイリジウムクラスターと、当該イリジウムクラスターの製造方法と、当該イリジウムクラスターを用いた酸素発生電極と、当該酸素発生電極を用いた水電解装置及び水の電気分解方法とを提供する。
【解決手段】本発明に係るイリジウムクラスターは、構成原子数が2個以上100個以下である。当該イリジウムクラスターは、配位子を有することが好ましく、配位子は、トリフェニルホスフィン、ジフェニル(p-トリル)ホスフィン及びフェニルエタンチオール等の有機配位子や、COを含むことが好ましい。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
構成原子数が２個以上１００個以下である、イリジウムクラスター。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
配位子を有する、請求項１に記載のイリジウムクラスター。
【請求項３】
前記配位子が、有機配位子を含む、請求項２に記載のイリジウムクラスター。
【請求項４】
前記有機配位子が、トリフェニルホスフィン、ジフェニル（ｐ－トリル）ホスフィン及びフェニルエタンチオールから選択される少なくとも一種である、請求項３に記載のイリジウムクラスター。
【請求項５】
前記配位子が、ＣＯを含む、請求項２に記載のイリジウムクラスター。
【請求項６】
構成原子数が４個以上１５個以下である、請求項１に記載のイリジウムクラスター。
【請求項７】
構成原子数が２個以上１００個以下であるイリジウムクラスターの製造方法であって、
液相還元法でイリジウム化合物を還元することにより、イリジウム含有液を得る還元工程と、
前記イリジウム含有液と、有機配位子とを混合することにより、前記有機配位子を有するイリジウムクラスターを得る有機配位子混合工程と、を含む、イリジウムクラスターの製造方法。
【請求項８】
前記有機配位子混合工程で得られた前記有機配位子を有するイリジウムクラスターを、溶媒で２回以上洗浄する洗浄工程をさらに含む、請求項７に記載のイリジウムクラスターの製造方法。
【請求項９】
前記液相還元法が、ポリオールの存在下で前記イリジウム化合物を加熱するポリオール還元法である、請求項７に記載のイリジウムクラスターの製造方法。
【請求項１０】
水の電気分解用の酸素発生電極であって、
電極基材と、前記電極基材上に設けられたイリジウムクラスターとを含み、
前記イリジウムクラスターは、構成原子数が２個以上１００個以下である、酸素発生電極。
（【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】
本発明は、イリジウムクラスター、イリジウムクラスターの製造方法、酸素発生電極、水電解装置及び水の電気分解方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
環境問題やエネルギー資源問題への対策として、水を電気分解して水素を製造する技術が研究されている。水の電気分解は、水素生成反応（ＨＥＲ）及び酸素生成反応（ＯＥＲ）により生じる。
水の電気分解において水素を効率よく製造するためには、酸素生成反応の高効率化が必要である。
【０００３】
酸素生成反応を高効率化し得る、酸素生成反応の触媒として、イリジウムが知られている。例えば、非特許文献１では、酸素発生反応の触媒として、コロイド法により直径１．６ｎｍ程度のイリジウムナノ粒子を製造する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Francesco Bizzotto, Jonathan Quinson, Alessandro Zana, Jacob J. K. Kirkensgaard, Alexandra Dworzak, Mehtap Oezaslan and Matthias Arenz “Ir nanoparticles with ultrahigh dispersion as oxygen evolution reaction (OER)catalysts: synthesis and activity benchmarking“, Catal. Sci. Technol., 2019, 9, 6345-6356
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
酸素生成反応をより高効率化するためには、酸素発生反応触媒の活性を、向上することが望まれる。イリジウム粒子を小さくする、例えば、イリジウムクラスターの構成原子数を少なくすることで、比表面積を増大し、酸素発生反応触媒の活性を向上することができる。
【０００６】
そこで、本発明は、構成原子数が少なく酸素発生反応の触媒としての活性が優れたイリジウムクラスターと、当該イリジウムクラスターの製造方法と、当該イリジウムクラスターを用いた酸素発生電極と、当該酸素発生電極を用いた水電解装置及び水の電気分解方法とを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、液相還元法でイリジウム化合物を還元することによりイリジウム含有液を得る還元工程と、イリジウム含有液と有機配位子とを混合することにより有機配位子を有するイリジウムクラスターを得る有機配位子混合工程と、を含むイリジウムクラスターの製造方法により、構成原子数が２個以上１００個以下であるイリジウムクラスターを製造できることを知見し、これにより上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のとおりである。
【０００８】
（１）構成原子数が２個以上１００個以下である、イリジウムクラスター。
【０００９】
（２）配位子を有する、（１）に記載のイリジウムクラスター。
【００１０】
（３）前記配位子が、有機配位子を含む、（２）に記載のイリジウムクラスター。
（【００１１】以降は省略されています）

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