【手続補正書】
【提出日】平成19年10月4日(2007.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  電極であって、
導電性金属基材、および
触媒粉末が分散されているマトリックスを含んでなる第１層
を含み、しかも該マトリックスが白金族金属酸化物または白金族金属酸化物とバルブ金属酸化物との混合物を含んでなり、該触媒粉末が多孔質被膜で覆われた支持体金属粒子を含んでなり、該多孔質被膜が電極触媒金属を含んでなる電極。
【請求項２】  多孔質被膜が更に、電極触媒金属との混合状態の粒子状物質を含む、請求の範囲第１項の電極。
【請求項３】  導電性金属基材が、ニッケル、鉄、鋼、ステンレス鋼、コバルト、銅または銀である、請求の範囲第１項の電極。
【請求項４】  触媒粉末中の支持体金属粒子が、ニッケル、コバルト、鉄、鋼、ステンレス鋼または銅である、請求の範囲第１項の電極。
【請求項５】  第１層の多孔質被膜における電極触媒金属が、ルテニウム、イリジウム、ロジウム、オスミウム、白金、パラジウム、レニウムまたはそれらの混合物である、請求の範囲第１項の電極。
【請求項６】  第１層の多孔質被膜中の粒子状物質が、白金族金属酸化物、酸化レニウム、酸化テクネチウム、酸化モリブデン、酸化クロム、酸化ニオブ、酸化タングステン、酸化タンタル、酸化マンガンおよび酸化鉛から成る群から選択された金属酸化物粒子状物質である、請求の範囲第２項の電極。
【請求項７】  マトリックス中の白金族金属酸化物が、酸化ルテニウム、酸化イリジウム、酸化オスミウム、酸化白金、酸化パラジウムまたはそれらの混合物であり、そしてマトリックス中のバルブ金属酸化物が、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化ニオブ、酸化ビスマスまたはそれらの混合物である、請求の範囲第１項の電極。
【請求項８】  遷移金属またはその合金から本質的に成る第２強化層を更に含む、請求の範囲第１項の電極。
【請求項９】  遷移金属またはその合金が、ニッケル、コバルト、銅、またはそれらとリン、ホウ素もしくは硫黄との合金である、請求の範囲第８項の電極。
【請求項１０】  電極を作製する方法であって、
粒子状物質との混合状態の電極触媒金属を含んでなる多孔質被膜で複数個の支持体金属粒子を覆うことにより、触媒粉末を形成する工程、
該触媒粉末を分散媒と混合して混合物を形成させる工程、
該混合物を導電性金属基材に塗布して被覆基材を形成させる工程、および
該被覆基材を酸素の存在下でベーキングする工程
を含む上記方法。
【請求項１１】  多孔質被膜を、非電解的還元析出法、電着法または焼結法により形成する、請求の範囲第１０項の方法。
【請求項１２】  多孔質被膜中の電極触媒金属が、ルテニウム、イリジウム、ロジウム、オスミウム、白金、パラジウムまたはそれらの混合物である、請求の範囲第１０項の方法。
【請求項１３】  多孔質被膜中の粒子状物質が、白金族金属酸化物、酸化レニウム、酸化テクネチウム、酸化モリブデン、酸化クロム、酸化ニオブ、酸化タングステン、酸化タンタル、酸化マンガン、酸化鉛およびそれらの混合物から成る群から選択された金属酸化物粒子状物質である、請求の範囲第１０項の方法。
【請求項１４】  溶媒吹付け、静電吹付け、プラズマ溶射または溶融吹付けを用いて、塗布工程を遂行する、請求の範囲第１０項の方法。
【請求項１５】  分散媒が、白金族金属酸化物前駆体とバルブ金属酸化物前駆体との混合物を含んでなる、請求の範囲第１０項の方法。
【請求項１６】  白金族金属酸化物前駆体が、塩化ルテニウムであり、そしてバルブ金属酸化物前駆体が、チタンアルコキシド、タンタルアルコキシド、ジルコニウムアセチルアセトネートまたはニオブアルコキシドである、請求の範囲第１５項の方法。
【請求項１７】  分散媒が更に、塩化アルミニウムまたは塩化亜鉛を含む、請求の範囲第１５項の方法。
【請求項１８】  分散媒が更に、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ブタノールおよびそれらの混合物から成る群から選択された溶媒を含む、請求の範囲第１７項の方法。
【請求項１９】  被覆基材を遷移金属または遷移金属合金でメッキして強化層を形成させる工程を更に含む、請求の範囲第１０項の方法。
【請求項２０】  遷移金属が、ニッケル、コバルト、銅、またはそれらとリン、ホウ素もしくは硫黄との合金である、請求の範囲第１９項の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
第３の観点において、本発明は、電極を作製する方法であって、触媒粉末を形成する工程、該触媒粉末を分散媒と混合して混合物を形成させる工程、該混合物を導電性金属基材に塗布して被覆基材を形成させる工程、および該被覆基材を酸素の存在下でベーキングする工程、および随意に被膜の付着性および強度を合金被覆法で強化する工程を含む上記方法である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明は、多孔質被膜用混合物が金属基材に直接的に塗布されるよりむしろ粉末に最初に塗布され、それにより先行技術に関してより大きい内部表面積がもたらされる故に有利である。大きい内部表面積は、より低い有効電流密度および従ってより低い過電位をもたらすことになる。それ故、本発明を用いると表面積が高められるので、本発明により作製された電極に必要とされる過電位もまた、上記に引用された先行技術の電極に関して減少される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
好ましくは、支持体金属粒子は、多孔質被膜がそれに塗布される前に、少なくとも０．２ミクロン一層好ましくは少なくとも約１ミクロン更に一層好ましくは少なくとも２ミクロンなお更に一層好ましくは少なくとも３ミクロンの平均直径を有する。好ましくは、金属粒子は、２０．０ミクロンまで一層好ましくは１０．０ミクロンまで更に一層好ましくは６．０ミクロンまでの平均直径を有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
本発明の電極を作製するために、上記に記載された触媒粉末が分散媒と混合されて混合物が形成され、そして該混合物が導電性金属基材に塗布されて被覆基材が形成される。次いで、被覆基材は酸素の存在下でベーキングされる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
触媒粉末／分散媒の混合物の塗布は、いかなる適当な方法を用いても成し遂げられ得る。その例は、ノズルを通じての吹付けである。吹付けは、「原子」形態の金属として計算して一般に５０ｕｇ／ｃｍ2ないし２０００ｕｇ／ｃｍ2の、生じた電極中の白金族金属充填量を成す。電極中の金属の量は、Ｘ線蛍光により測定される。元素状金属および化合酸化物の両方についての好ましい充填量は４００ｕｇ／ｃｍ2から１５００ｕｇ／ｃｍ2であり、しかして５００ｕｇ／ｃｍ2から１０００ｕｇ／ｃｍ2が最も好ましい充填量である。５０ｕｇ／ｃｍ2未満の充填量は、一般に、電解槽過電圧の満足な減少をもたらすのに不十分である。２０００ｕｇ／ｃｍ2より多い充填量は、好ましい範囲内の比較的少ない充填量と比較される場合、印加過電圧を有意的には減少しない。上記に特記された析出有効量は、電極中の白金族電極触媒金属および金属酸化物の充填量のみを指し、そして増加充填量をもたらすために用いられ得るパラジウム金属促進剤またはいかなる随意的二次電極触媒金属または金属粒子の量を含まない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
好ましい具体的態様において、基材は、混合物がそれに塗布される前、たとえば無電解ニッケルメッキにより保護される。かかる方法は、米国特許第４，０６１，８０２号に記載されている。