(57)【要約】【課題】起電力が高い金属空気電池を提供する。【解決手段】金属空気電池は、酸素を正極活物質とする正極１４と、金属を負極活物質とする負極１６と、正極１４と負極１６との間に介在し且つ水を保持してゲル状をなす高分子電解質１２と、を備えている。正極１４は、水との接触により表面に塩基性官能基が生成し得る正極材料１７、又は、表面に塩基性官能基を備える正極材料１７を有する。また、正極１４は、大気に露出する露出面１４ｂを有し、正極材料１７によって露出面１４ｂから大気中の酸素を取り込み可能に形成されている。【選択図】図１
2019053870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素を正極活物質とする正極と、金属を負極活物質とする負極と、前記正極と前記負極との間に介在し且つ水を保持してゲル状をなす高分子電解質と、を備え、前記正極は、水との接触により表面に塩基性官能基が生成し得る正極材料又は表面に塩基性官能基を備える正極材料を有するとともに、大気に露出する露出面を有し前記正極材料によって前記露出面から大気中の酸素を取り込み可能に形成されている金属空気電池。
【請求項２】
前記正極材料は、賦活処理が施された多孔質炭素材料である請求項１に記載の金属空気電池。
【請求項３】
前記正極材料は椰子殻活性炭である請求項１に記載の金属空気電池。
【請求項４】
前記金属は、マグネシウム及びマグネシウム合金からなる群より選択される少なくとも１種である請求項１〜３のいずれか一項に記載の金属空気電池。
【請求項５】
前記高分子電解質は、ポリアクリル酸塩に水を吸収させてゲル状としたゲル状物である請求項１〜４のいずれか一項に記載の金属空気電池。
【請求項６】
前記正極は、前記正極材料と接する集電体を有し、前記集電体は、チタン及びチタン合金からなる群より選択される少なくとも１種の金属材料からなる請求項１〜５のいずれか一項に記載の金属空気電池。
【請求項７】
前記正極と前記高分子電解質との間に、前記高分子電解質のうち前記正極に対向する部分に水を供給する水供給部材を配した請求項１〜６のいずれか一項に記載の金属空気電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属空気電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、炭素で構成され大気中の酸素を正極活物質として取り込む正極と、負極活物質として金属を有する負極と、を備える金属空気電池の開発が行われている（例えば特許文献１を参照）。例えば従来の金属空気電池の還元電位又は還元反応による起電力は０．４０１Ｖであったが、金属空気電池の起電力のさらなる向上が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４３１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、起電力が高い金属空気電池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】
【０００５】
本発明の一態様に係る金属空気電池は、酸素を正極活物質とする正極と、金属を負極活物質とする負極と、正極と負極との間に介在し且つ水を保持してゲル状をなす高分子電解質と、を備え、正極は、水との接触により表面に塩基性官能基が生成し得る正極材料又は表面に塩基性官能基を備える正極材料を有するとともに、大気に露出する露出面を有し正極材料によって露出面から大気中の酸素を取り込み可能に形成されていることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、起電力が高い金属空気電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係る金属空気電池の構造を説明する模式的断面図である。
【図２】図１の金属空気電池の要部の構造を示す部分拡大断面図である。
【図３】図１の金属空気電池のメカニズムを説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一実施形態について詳細に説明する。図１に示す本実施形態の金属空気電池（「金属空気燃料電池」とも言う）は、酸素を正極活物質とする正極１４と、金属を負極活物質とする負極１６と、正極１４と負極１６との間に介在し且つ水を保持してゲル状をなす高分子電解質１２と、を備えており、正極１４、負極１６、及び高分子電解質１２は容器１０に収容されている。
【０００９】
正極１４は、水との接触により表面に塩基性官能基が生成し得る正極材料１７、又は、表面に塩基性官能基を備える正極材料１７を有する。
そして、図１に示すように、正極１４と負極１６が導線２１によって電気的に接続されているとともに、導線２１の途中に負荷２２が設けられている。負荷２２の種類は特に限定されない。
【００１０】
本実施形態の金属空気電池の構成についてさらに詳述すると、高分子電解質１２は容器１０内に装填されており、負極１６は高分子電解質１２内に挿入され、負極１６の表面の大部分又は全部が高分子電解質１２に覆われている。一方、正極１４は容器１０の一側壁に組み込まれ、容器１０の内側を向く正極１４の内側面１４ａが高分子電解質１２に接触し、容器１０の外側を向く正極１４の外側面が、大気に露出する露出面１４ｂとされている。このように、正極１４は、大気に露出する露出面１４ｂを有しており、正極材料１７によって露出面１４ｂから大気中の酸素を取り込み可能に形成されている。
【００１１】
以下に、本実施形態の金属空気電池を構成する上記各構成要素について、さらに詳細に説明する。
（１）容器１０について
容器１０の材質は、耐食性や止水性（容器１０内の水を外部に漏出させない性質）を有するならば特に限定されるものではないが、例えば、樹脂があげられる。あるいは、金属層と樹脂層との積層体であるラミネートフィルムで容器１０を構成してもよい。また、容器１０は、可撓性を有していてもよいし、可撓性を有していなくてもよい。
【００１２】
容器１０の形状は、正極１４、負極１６、及び高分子電解質１２を収容可能であるならば特に限定されるものではないが、例えば箱状、袋状があげられる。容器１０を箱状として、金属空気電池の形状を箱状としてもよい。また、容器１０が袋状である場合は、金属空気電池の形状をシート状とすることもできるし、袋状の容器１０を捲回して金属空気電池の形状を筒状とすることもできる。
【００１３】
（２）高分子電解質１２について
高分子電解質１２は、例えば、ナトリウム、カリウム等の金属が結合したカルボキシ基を有する樹脂（例えば弱酸性陽イオン交換樹脂）によって形成することができる。ナトリウム、カリウム等の金属が結合したカルボキシ基を有する樹脂は、水を吸収してゲル状をなしゲル状物となる。高分子電解質１２が弱酸性陽イオン交換樹脂を有している場合は、高分子電解質１２が保持する水中には、カルボキシ基から電離したナトリウムイオン、カリウムイオン等の金属イオンが存在する。
【００１４】
高分子電解質１２を、スルホン酸基等を有する強酸性陽イオン交換樹脂によって形成することは好ましくない。強酸性陽イオン交換樹脂のイオン選択性は、Ｈ＋＜Ｎａ＋＜ＮＨ４＋＜Ｋ＋＜Ｍｇ２＋＜Ｃａ２＋の順番で大きくなる。このため、強酸性陽イオン交換樹脂から水素イオン（Ｈ＋）が放出されることになり、負極１６や正極１４において水素が生じてしまうからである。この水素は、気泡となって負極１６や正極１４の表面を覆うこととなり、電流の流れを妨げる。また、正極１４の表面近傍において、水素が電子を放出して水素イオンに戻る現象を引き起こし、電流の流れが妨げられてしまう。さらに、負極１６で発生する水素は、負極１６での酸化反応で放出された電子との還元反応で生成するため、電気容量も減少する（自己放電）。
【００１５】
一方、高分子電解質１２を、ナトリウム、カリウム等の金属が結合したカルボキシ基を有する弱酸性陽イオン交換樹脂によって形成することは、負極１６や正極１４に水素が生じることを防止する上で好ましい。弱酸性陽イオン交換樹脂のイオン選択性は、Ｎａ＋＜Ｋ＋＜Ｍｇ２＋＜Ｃａ２＋＜Ｈ＋の順番で大きくなるので、水素イオンが弱酸性陽イオン交換樹脂に捕まって、負極１６や正極１４に水素が生じないからである。すなわち、弱酸性陽イオン交換樹脂は減極剤として作用する。
【００１６】
ナトリウム、カリウム等の金属が結合したカルボキシ基を有する樹脂の種類は特に限定されるものではないが、水を吸収してゲル状をなすポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩が使用可能である。塩を形成する金属の種類は、例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウムがあげられる。ポリアクリル酸塩、例えばポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウムは、弱酸性陽イオン交換樹脂であり、そのイオン選択性は、Ｎａ＋＜Ｋ＋＜Ｍｇ２＋＜Ｃａ２＋＜Ｈ＋の順番である。
【００１７】
高分子電解質１２が保持している水が、金属空気電池における電解液をなす。高分子電解質１２は、水を保持してゲル状をなすゲル状物であるため、水を高分子電解質１２自身の中に保持し続けることが可能であるとともに、正極１４の全体が水中に完全に浸漬した状態になることを防ぐことが可能である。よって、正極１４が、その露出面１４ｂから大気中の酸素を取り入れることが可能である。また、高分子電解質１２が水を保持するゲル状物であるため、高分子電解質１２と正極１４との接触部においては、高分子電解質１２から正極１４へ水を供給し続けることが可能である。
【００１８】
ゲル状をなす高分子電解質１２が保持している水の量は、高分子電解質１２に外部から力を加えなければ、高分子電解質１２の外部に水が漏れ出すことのない量である。あるいは、高分子電解質１２が保持している水の量は、高分子電解質１２のみを例えば平坦なガラス板上に静置しておいても、高分子電解質１２の外部に水が漏れ出すことのない量である。
【００１９】
高分子電解質１２に保持させる水は、塩を含有する塩水溶液であってもよいし、塩を含有しない単なる水であってもよい。ただし、ナトリウム、カリウム等の金属が結合したカルボキシ基を有する樹脂（例えばポリアクリル酸塩）に水を吸収させてゲル状としたゲル状物を高分子電解質１２として用いる場合は、単なる水で差し支えなく、塩を含有する塩水溶液を用いる必要はない。すなわち、ナトリウム、カリウム等の金属が結合したカルボキシ基を有する樹脂に単なる水を吸収させることにより、高分子電解質１２を形成することができ、高分子電解質１２は電気伝導性を有することとなる。
【００２０】
金属空気電池において放電が起こると、負極活物質である金属のイオン（例えばマグネシウムイオン）が、高分子電解質１２に保持された水中に負極１６から溶出する。金属のイオンの溶出に伴って、負極１６は脆くなったり、負極１６の形状が崩れたりするおそれがある。例えば、外部の負荷等につながる導線によって負極が電解液中に吊り下げられている構成の従来の金属空気電池の場合であれば、負極の脆さの増大に伴って、負極が導線から切り離されてしまうおそれがある。また、切り離された負極から水素が発生してしまうおそれがある。
【００２１】
しかしながら、本実施形態の金属空気電池においては、負極１６が、ゲル状の高分子電解質１２によって周囲から支持されているので、負極１６の脆さが増大しても、外部の負荷２２等につながる導線２１から負極１６が切り離されることが抑制される。
また、高分子電解質１２は水を吸収してゲル状をなしているので、負極１６や正極１４に接続された導線２１の近傍に電解質が析出することが防止される。これにより、導線２１の近傍に析出する電解質によって導線２１が損傷することが防止される。
【００２２】
高分子電解質１２が水を吸収しておらず乾燥した状態であれば、負極１６では酸化反応が生じず、正極１４では還元反応が生じない。したがって、金属空気電池を使う必要がない場合（発電する必要がない場合）には高分子電解質１２を乾燥した状態とし、金属空気電池を使う必要がある場合にだけ高分子電解質１２に水を吸収させて、金属空気電池を放電可能な状態としてもよい。
【００２３】
さらに、水を吸収させてゲル状にした高分子電解質１２が負極１６を覆っているため、高分子電解質１２が乾燥しても、負極１６における酸化皮膜の形成が抑制される。したがって、従来の金属空気電池は、負極が完全腐食するまでは放電が止められないという問題を有していたが、本実施形態の金属空気電池は、負極１６を高分子電解質１２から取り出すことによって放電の開始と終了を自由に制御することができるので、上記の問題は生じにくい。
【００２４】
（３）負極１６について
負極１６の負極活物質である金属としては、例えば、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、亜鉛、リチウム、ナトリウム、鉄や、これらの金属のうち１種以上を含有する合金を使用することができる。これらの金属のうち１種を単独で負極活物質として用いることもできるし、２種以上を組み合わせて負極活物質として用いることもできる。これらの金属の中では、起電力の高さと電気容量の大きさから、マグネシウム及びマグネシウム合金からなる群より選択される少なくとも１種が、負極活物質として好ましい。
【００２５】
（４）正極１４について
正極１４は、水との接触により表面に塩基性官能基が生成し得る正極材料１７、又は、表面に塩基性官能基を備える正極材料１７を有する。すなわち、正極材料１７は、水と接触することにより表面に塩基性官能基が生成する性質を有する物質でもよいし、水との接触の有無に関係なく表面に塩基性官能基を備えている物質でもよい。
【００２６】
水との接触により正極材料１７の表面に生成する塩基性官能基の数、及び、正極材料１７の表面に備えられている塩基性官能基の数が多い方が、発生する電流が大きくなる。
塩基性官能基としては、例えば、カルボキシ基（−ＣＯＯＨ）、ヒドロキシ基（−ＯＨ）、カルボニル基、キノン基、スルホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）、リン酸基（−ＰＯ４Ｈ２）があげられる。
正極材料１７としては、例えば、活性炭、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラファイト、カーボンファイバー等の炭素材料や、シリカ等の火山堆積物や、アルミナ、酸化チタンを使用することができる。
【００２７】
炭素材料に賦活処理を施せば、多孔質となるとともに、水と接触することにより表面に塩基性官能基が生成する性質を付与することができる。例えば、椰子殻活性炭は、賦活処理が施されているので、水と接触することにより表面に塩基性官能基が生成する性質を有しており、正極材料１７として好適である。椰子殻活性炭以外の活性炭は酸処理がなされているため、水と接触しても表面に塩基性官能基が生成しにくい。よって、椰子殻活性炭以外の活性炭には、賦活処理を施して、水と接触することにより表面に塩基性官能基が生成する性質を付与することが好ましい。
賦活処理としては、例えば、７５０℃以上の水蒸気を接触させる水蒸気処理や、アルカリを接触させるアルカリ処理があげられる。
【００２８】
一方、表面に塩基性官能基を備える物質であれば、正極材料１７として使用することができる。活性炭、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラファイト、カーボンファイバー等の炭素材料に例えば酸化処理を施して、その表面にカルボキシ基、ヒドロキシ基、カルボニル基等の塩基性官能基を生成させて、表面に塩基性官能基を備える炭素材料とすれば、正極材料１７として使用することができる。また、シリカ、アルミナ、酸化チタン等の金属酸化物は、その表面にヒドロキシ基（シリカの場合であればシラノール基）を有しているので、正極材料１７として使用することができる。
【００２９】
（５）集電体について
本実施形態の金属空気電池においては、正極１４は、図２に示すように、正極材料１７と接する集電体１８を有してもよい。集電体１８としては、例えば金属材料製の箔や網を使用可能である。集電体１８は、酸素を還元する金属触媒として作用するが、集電体１８を構成する金属材料としては、下記の条件（Ａ）及び（Ｂ）を満たすものが好ましい。
【００３０】
（Ａ）酸素は引きつけても水素は引きつけない程度の電気陰性度（２．２未満）を有する。水素を引きつけると、正極１４上において、引きつけた水素イオンと酸素イオンとが反応してしまうため、高い起電力が得られにくい。
（Ｂ）耐アルカリ性を有する。
これらの条件を満たす金属としてはチタンと鉄があげられるが、集電体１８は、チタン及びチタン合金からなる群より選択される少なくとも１種の金属材料からなることがより好ましい。
【００３１】
正極１４が正極材料１７と集電体１８を有する場合には、図２に示すように、高分子電解質１２の表面上に正極材料１７を配し、その上に集電体１８を配して、高分子電解質１２と集電体１８とで正極材料１７を挟む。例えば、正極材料１７が粉末状又は粒状の椰子殻活性炭であり、集電体１８がチタン製の網である場合は、高分子電解質１２の表面上に椰子殻活性炭を散布し、散布された状態の椰子殻活性炭を高分子電解質１２とチタン製の網とで挟む。そして、導線２１を集電体１８に接続する。
【００３２】
また、本実施形態の金属空気電池が、後述する水供給部材１９を備えている場合には、図２に示すように、高分子電解質１２の表面上に配した水供給部材１９の上に正極材料１７を配し、その上に集電体１８を配して、水供給部材１９と集電体１８とで正極材料１７を挟む。
【００３３】
（６）水供給部材について
負極１６側において高分子電解質１２を構成する弱酸性陽イオン交換樹脂等の樹脂と負極１６から溶出した金属イオンとが錯体化するため、塩析が生じ、その結果、高分子電解質１２の正極１４側に存在する水が負極１６側に移動する。そのため、高分子電解質１２において正極１４側の部分の水が不足して、高分子電解質１２の正極１４側の部分が収縮し、高分子電解質１２と正極１４との接触不良が生じるおそれがある。
【００３４】
そこで、正極１４と高分子電解質１２との間に、高分子電解質１２のうち正極１４に対向する部分に水を供給する水供給部材１９を配してもよい。水を供給する方法は特に限定されるものではないが、例えば毛細管現象を利用する方法があげられる。すなわち、水は例えば水タンク（図示せず）に収容されており、毛細管現象で水供給部材１９により水タンクから吸い上げられた水が、高分子電解質１２のうち正極１４に対向する部分に供給される。毛細管現象を利用しているため、過剰量の水が高分子電解質１２に供給されることがなく、ほぼ不足分の水が高分子電解質１２に供給されることとなる。
【００３５】
供給された水は、その一部分が正極材料１７の表面を適度に濡らすとともに、残部は高分子電解質１２のうち正極１４に対向する部分に吸収される。そのため、塩析により高分子電解質１２の正極１４側の部分が収縮しても、水供給部材１９を介して水が供給されて収縮が解消されるので、高分子電解質１２と正極１４との接触不良が生じにくい。また、過剰量の水が正極１４に供給されることがないので、正極材料１７が水で覆われることが防止される。
水供給部材１９の材質は、毛細管現象によって水を吸い上げることが可能であれば特に限定されるものではないが、例えば紙、織布、不織布があげられる。
【００３６】
（７）発電のメカニズムについて
賦活処理が施された椰子殻活性炭からなる正極材料１７に、高分子電解質１２や水供給部材１９から供給された水が接触すると、正極材料１７の表面にカルボキシ基（−ＣＯＯＨ）が生成する。このカルボキシ基は、水素イオン（Ｈ＋）や水酸化物イオン（ＯＨ−）を生成する酸塩基触媒として作用する。すなわち、カルボキシ基は下記式１のように水素イオンを放出してカルボキシラートイオン（Ｒ−ＣＯＯ−）となり、このカルボキシラートイオンに水が接触すると、下記式２のように水酸化物イオンが生成する。
２Ｒ−ＣＯＯＨ  →  ２Ｒ−ＣＯＯ−＋２Ｈ＋  ・・・（式１）
２Ｒ−ＣＯＯ−＋２Ｈ２Ｏ  →  ２Ｒ−ＣＯＯＨ＋２ＯＨ−  ・・・（式２）
【００３７】
集電体１８の表面上では、大気中から取り込まれた酸素の分子が酸素原子となり、負極１６で生成し導線２１を介して正極１４に移動してきた電子と下記式３のように還元反応して、酸素イオンが生成する。
Ｏ２＋４ｅ−  →  ２Ｏ２−  ・・・（式３）
なお、負極１６で電子が生成する酸化反応は下記式４の通りである。
２Ｍｇ  →  ２Ｍｇ２＋＋４ｅ−  ・・・（式４）
【００３８】
そして、この酸素イオンと上記式１で生成した水素イオンとの反応により、正極１４において水酸化物イオン（ＯＨ−）が生成する。
これらの正極１４における還元反応をまとめた全反応は、下記式５のようになる。
２Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ−  →  ２ＯＨ−  ・・・（式５）
【００３９】
上記のように正極１４で生成した水酸化物イオンは、高分子電解質１２を構成する弱酸性陽イオン交換樹脂の鎖状分子同士の間を、イオン伝導体として移動し、高分子電解質１２内に入り込んだ金属イオンと反応して金属水酸化物となる。例えば、高分子電解質１２を構成する弱酸性陽イオン交換樹脂がポリアクリル酸ナトリウムで、負極活物質がマグネシウムである場合であれば、正極材料１７の表面で生成した水酸化物イオンは、ポリアクリル酸ナトリウム分子同士の間を、イオン伝導体として移動し、高分子電解質１２が保持する水に溶解しているマグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）と反応して水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）となる。
【００４０】
ポリアクリル酸ナトリウム分子においては、カルボキシ基とナトリウムが解離して、カルボキシラートイオンとナトリウムイオンが生成している。そのため、電場やマグネシウムイオンによって負極１６の方向に引きつけられる水酸化物イオンは、リニアモーターカーと同様の原理によって、図３に示すようにポリアクリル酸ナトリウム分子同士の間を負極１６に向かって移動することとなる。ポリアクリル酸ナトリウム分子同士の界面には水素イオンが存在しないため、正極１４で生成した水酸化物イオンが水素イオンと結合して水になることがなく、効率よく水酸化マグネシウムが生成される。
【００４１】
高分子電解質１２が保持する水に溶解しているマグネシウムイオンは、上記のように水酸化マグネシウムとなって負極１６に析出するので、高分子電解質１２が保持する水の中のマグネシウムイオン濃度が飽和濃度に達することはない。よって、高分子電解質１２が保持する水に対して、負極１６からマグネシウムイオンが溶出し続けることとなる。
このような金属空気電池における全反応は下記式６の通りである。
２Ｍｇ＋２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２  →  ２Ｍｇ（ＯＨ）２  ・・・（式６）
【００４２】
上記式５のような水素イオンと酸素分子との還元反応によれば、起電力が０．８１５Ｖとなり、従来の金属空気電池の起電力０．４０１Ｖ（従来の金属空気電池の正極における還元反応をまとめた全反応は、２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２＋４ｅ−→４ＯＨ−である）と比べて起電力が高い。このように、本実施形態の金属空気電池は、正極材料１７の表面のカルボキシ基と金属触媒（集電体１８）の触媒作用により、起電力が高くなる。
【００４３】
また、正極が水に完全に覆われて正極に酸素が供給されない状態になると、正極で２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→Ｈ２＋２ＯＨ−という水の還元反応が生じ、水素が生成する。水素が生成すると、爆発の危険性がある。本実施形態の金属空気電池は、正極１４が大気に露出する露出面１４ｂを有していて、正極１４が水に完全に覆われることはないので、正極１４で水の還元反応は生じにくく水素が生成しにくい。
【００４４】
（８）充電について
本実施形態の金属空気電池は、一次電池として使用することもできるし、充電を行うことにより二次電池として使用することもできる。充電方法としては、負極１６のみ又は負極１６と高分子電解質１２を交換するメカニカルチャージを採用することができる。負極１６のみを交換する場合、負極１６と高分子電解質１２の両方を交換する場合のいずれの場合であっても、交換する部材を一体にしてカートリッジ化してあれば、カートリッジを交換するのみで交換作業が完了するので、交換作業が容易、確実、且つ安全である。また、使用済みのカートリッジの廃棄も容易である。さらに、水酸化マグネシウムの回収も容易であるため、マグネシウムの再精錬も安価に行うことができる。
【００４５】
（９）金属空気電池の用途について
本実施形態の金属空気電池は、種々の用途に使用可能である。例えば、電気自動車、ハイブリッド車（原動機として内燃機関と電動機を併用する自動車）、自動二輪車、電動アシスト自転車、鉄道車両等の各種車両に使用可能である。また、航空機、船舶、農業機械、建設機械、運搬用機械、電動工具、医療機器、福祉用機器、ロボット、蓄電装置、非常用電源装置等にも使用可能である。
【００４６】
さらに、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、携帯電話端末、携帯型ゲーム機端末等の携帯機器にも使用可能である。さらに、前述したように、高分子電解質１２が水を吸収しておらず乾燥した状態としておけば、水と接触することにより発電を開始するように設定できることから、水位センサー、尿漏れセンサー、救難信号発信器（ライフジャケット）等に好適に使用することができる。
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。また、本実施形態には種々の変更又は改良を加えることが可能であり、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。
【００４７】
〔実施例〕
以下に実施例及び比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。図１、２に示す金属空気電池とほぼ同様の構成の金属空気電池を製造した。すなわち、実施例の金属空気電池は、椰子殻活性炭及び集電体を有する正極と、マグネシウムからなる負極と、ポリアクリル酸ナトリウムに水を吸収させてゲル状としたゲル状物からなる高分子電解質と、水供給部材と、を備えている。
【００４８】
水供給部材は紙からなり、正極と高分子電解質との間に配されている。正極材料である椰子殻活性炭は、賦活処理としてアルカリ処理が施された粉末状の活性炭であり、水との接触により表面にカルボキシ基が生成する性質を有している。集電体は、チタン製の網からなる。そして、椰子殻活性炭の粉末は、水供給部材と集電体との間に散布された状態で挟まれている。
【００４９】
一方、比較例の金属空気電池は、酸処理が施された粉末状の活性炭を正極材料として用いた点を除いては、実施例の金属空気電池と同一の構成である。酸処理が施された粉末状の活性炭は、表面にカルボキシ基を有していないし、水との接触により表面にカルボキシ基が生成する性質も有していない。
両金属空気電池を用いてそれぞれ発電を行ったところ、実施例の金属空気電池の起電力は０．８１５Ｖであり、開放電圧は１．８Ｖであったのに対して、比較例の金属空気電池の起電力は０．４０１Ｖであり、開放電圧は１．４Ｖであった。
【符号の説明】
【００５０】
１０        容器
１２        高分子電解質
１４        正極
１４ａ      内側面
１４ｂ      露出面
１６        負極
１７        正極材料
１８        集電体
１９        水供給部材
【図１】
2019053870.tif 000003
【図２】
2019053870.tif 000004
【図３】
2019053870.tif 000005