(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛蓄電池のための触媒部品であって、
ａ）酸素および水素から水または水蒸気を生成する反応を促進する触媒を含む触媒層、
ｂ）前記触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し前記鉛蓄電池内部へ環流される構成、及び
ｃ）該触媒層の上に備えられ、生成した水または水蒸気の少なくとも一部の凝縮を促進することができる、親水性多孔質凝縮促進部材を有し、
全体としてガス透過可能性を有する、鉛蓄電池のための触媒部品。
【請求項２】
該親水性多孔質凝縮促進部材は、親水処理された延伸ポリテトラフルオロエチレンよりなる、請求項１に記載の触媒部品。
【請求項３】
該親水処理として金属酸化物ゲルを用いたことを特徴とする請求項２に記載の触媒部品。
【請求項４】
該触媒層の周縁部近傍から該鉛蓄電池の内部方向へ延在する壁部を含み、該壁部に該触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が結露することができる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の触媒部品。
【請求項５】
該構成の少なくとも一部は、該触媒層の周縁部に配置される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の触媒部品。
【請求項６】
該触媒層は、疎水性多孔質部材を含んでなる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の触媒部品。
【請求項７】
該触媒を担持体に担持してなる触媒担持体が、該触媒層の空隙または気孔表面に配置されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の触媒部品。
【請求項８】
該触媒層は、該触媒担持体及びポリテトラフルオロエチレンを混合した後、多孔質化したものである、請求項７に記載の触媒部品。
【請求項９】
該触媒層は、該触媒担持体及びポリテトラフルオロエチレンを混合した後、延伸し多孔質化したものである、請求項７または８に記載の触媒部品。
【請求項１０】
該触媒層よりも該鉛蓄電池の内部側に、水分を撥水しガスを透過するが粒子状物質を捕捉することができる、内方の疎水性多孔質部材を、含んでなる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の触媒部品。
【請求項１１】
該内方の疎水性多孔質部材の内部に触媒毒を吸着する物質を含んでなる、請求項１０に記載の触媒部品。
【請求項１２】
該触媒毒を吸着する物質が、疎水性多孔質部材の空隙または気孔表面に配置されている、請求項１１に記載の触媒部品。
【請求項１３】
前記疎水性多孔質部材は、該触媒毒を吸着する物質及びポリテトラフルオロエチレンを混合した後、多孔質化したものである、請求項１２に記載の触媒部品。
【請求項１４】
前記疎水性多孔質部材は、該触媒毒を吸着する物質及びポリテトラフルオロエチレンを混合した後、延伸し多孔質化したものである、請求項１２または１３に記載の触媒部品。
【請求項１５】
該構成の少なくとも一部は、該内方の疎水性多孔質部材の周縁部に配置される、請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の触媒部品。
【請求項１６】
該構成の少なくとも一部が、触媒層の上方に空間部を構成するスペーサーを含む、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の触媒部品。
【請求項１７】
前記スペーサーが、織布、不織布、編布、多孔質膜、フレームアレスター（防爆フィルター）、コラムスペーサー、またはＯリングである、請求項１６に記載の触媒部品。
【請求項１８】
該触媒層よりも該鉛蓄電池の外部側に、水分を撥水しガスを透過することができる、外方の疎水性多孔質部材を含んでなる、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の触媒部品。
【請求項１９】
該触媒層よりも該鉛蓄電池の外部側に、水蒸気の拡散を抑制しガスを透過することができる、拡散流路部材を含んでなる、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の触媒部品。
【請求項２０】
該触媒層よりも該鉛蓄電池の内部側に備えられ、水分を撥水しガスを透過するが粒子状物質を捕捉することができる、内方の疎水性多孔質部材、および/または該触媒層よりも該鉛蓄電池の外部側に備えられ、水分を撥水しガスを透過することができる、外方の疎水性多孔質部材含んでなり、
触媒反応で生成した該水または水蒸気の少なくとも一部が、該内方の疎水性多孔質部材、該触媒層および/または該外方の疎水性多孔質部材に撥水されまたは透過し、該鉛蓄電池内部へ環流される、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の触媒部品。
【請求項２１】
該触媒層よりも該鉛蓄電池の内部側に邪魔板を含み、該邪魔板により該鉛蓄電池内部の電解液からのガス流れが該触媒層へ到達することを抑制する、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の触媒部品。
【請求項２２】
該触媒層よりも該鉛蓄電池の内部側に邪魔板を含み、該邪魔板が該鉛蓄電池の内部側に傾斜しており、該邪魔板により液滴が該鉛蓄電池の内部側へ滑落することを促進される、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の触媒部品。
【請求項２３】
該触媒層よりも該鉛蓄電池の内部側に、エアロゾルセパレータを含み、該エアロゾルセパレータは、該鉛蓄電池内部の電解液に近位の第一の開口端および該電解液に遠位の該触媒層へ連通する第二の開口端を有する管部を有し、該管部内で該電解液からのガス流れを半径方向外側に迂回させ、該迂回されたガス流れが該触媒層へ向けられ、遠心力により該ガス流れに含まれる液滴成分が分離される、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の触媒部品。
【請求項２４】
該触媒層よりも該鉛蓄電池の内部側に備えられ、水分を撥水しガスを透過するが粒子状物質を捕捉することができる、内方の疎水性多孔質部材、および/または該触媒層よりも該鉛蓄電池の外部側に備えられ、水分を撥水しガスを透過することができる、外方の疎水性多孔質部材含んでなり、
該内方の疎水性多孔質部材、該触媒層、該外方の疎水性多孔質部材の少なくとも一つは、多孔質ポリテトラフルオロエチレンよりなる、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の触媒部品。
【請求項２５】
該触媒層よりも該鉛蓄電池の外部側に、水蒸気の拡散を抑制しガスを透過することができる、拡散流路部材を含んでなり、
該拡散流路部材は、該鉛蓄電池内部の圧力が所定の値を超えるとガスをリークさせる構造を有し、該鉛蓄電池内部の圧力を低下させる、請求項１〜２４のいずれか１項に記載の触媒部品。
【請求項２６】
該触媒層よりも該鉛蓄電池の外部側に、水分を撥水しガスを透過することができる、外方の疎水性多孔質部材を含んでなり、
二重蓋構造を有し、該二重蓋構造により、該外方の疎水性多孔質部材により撥水された水を該鉛蓄電池内部へ環流する、請求項１〜２５のいずれか１項に記載の触媒部品。
【請求項２７】
二重蓋構造の少なくとも一部が、該構成において構築される、請求項２６に記載の触媒部品。
【請求項２８】
該鉛蓄電池が複数のセルから構成されている場合に、該セルのそれぞれに備えられる、請求項１〜２７のいずれか１項に記載の触媒部品。
【請求項２９】
該触媒を担持体に担持してなる触媒担持体が、該触媒層の空隙または気孔表面に配置されており、該担持体は、炭素材料を含んでなる、請求項１〜２８のいずれか１項に記載の触媒部品。
【請求項３０】
請求項１〜２９のいずれか１項に記載の触媒部品を含んでなる、鉛蓄電池用通気フィルター。
【請求項３１】
請求項１〜２９のいずれか１項に記載の触媒部品を含んでなる、鉛蓄電池用通気栓。
【請求項３２】
請求項１〜２９のいずれか１項に記載の触媒部品を含んでなる、鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池のための触媒部品、通気フィルター、特に、電解液の減少を防ぎ長寿命を可能とする、鉛蓄電池のための触媒部品、前記触媒部品を含んでなる通気フィルター、前記触媒部品を含んでなる鉛蓄電池用通気栓、及び前記触媒部品を含んでなる鉛蓄電池、に関係する。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池、中でも自動車用鉛蓄電池では、希硫酸等の電解液が自由に流動できるいわゆる開放型の構造が広く用いられている。この構造の鉛蓄電池は充電時に酸素や水素ガスが発生するため、これらのガスを外部に放出するための排気口が必要である。さもなければ、電池内部でガス圧力が高まり、電池の変形、破損につながるからである。一方で、排気口を有する鉛蓄電池が転倒すると、排気口から電解液が漏洩するおそれがある。さらに、自動車用鉛蓄電池では、車両走行中の振動により電解液面が激しく揺動して、電解液の微粒の飛沫が排気口から放出されるおそれもある。
また、このような、排気口からのガスまたは飛沫の放出は電解液の減少に繋がる。電解液が減少すると、電池化学反応が十分に行われなくなり、充電能力および放電能力が低下する。
これらの問題に対して、これまでも様々な取り組みがなされてきた。
【０００３】
特許文献１は、電池が転倒した場合でも漏液の心配がなく、取り扱いやすい電池を提供することを目的として、撥水性多孔質膜で遮蔽された排気孔を、電池の横転時に電池内液面位よりも上位に位置することを開示している。
【０００４】
特許文献２は、振動による溢液を防ぎ、電池内部の圧力上昇による変形や破裂を招くこともない鉛蓄電池の排気構造を提供することを目的として、上面に排気孔、底面に傾斜したガス透過膜を有する排気構造を開示している。
【０００５】
特許文献３は、排気口（多孔質フィルタ）に加えて、所定量のオイルを含んだポリエチレンセパレータを設けることにより、排気口の目詰まりとこれによる電池内圧の異常上昇を防止することを開示している。オイル量が多いと目詰まりが生じて電槽が膨張変形し、オイル量が少ないとセパレータの耐酸化性が低下しセパレータが破損しやくなることが記載されている。
【０００６】
特許文献４は、電池が倒れた際に、電解液が外部に漏れ出したり、電槽内に設けられている一連のセル室内の電解液量が不均一になったりするのを防ぐことができるようにした鉛蓄電池を提供することを目的として、気体を通過させ、液体を通過不能とする、特定の構造を有する機能膜を設けて、液体を環流することを開示している。
【０００７】
特許文献５は、ガスの排出機能、電解液の逸出防止機能に優れ、さらに電池を横転させたときにも電解液が漏出することのない鉛蓄電池を提供することを目的として、排気室とセル連通小室を隔壁で区画するが、隔壁に設けた切り欠きを介してセル連通小室を排気室に連通させ、切り欠き以外は隔壁によってセル連通小室と排気室を隔離する構造を採用すること、およびその構造により排気室内で結露した電解液を環流することを開示している。
【０００８】
特許文献６は、電解液の分解ガスを再結合する触媒装置を開示している。この触媒装置は、触媒毒（酸性電解液）を濾過して取り除き、再結合温度を制御する能力を有する。より具体的には、この触媒装置は、ガスは透過するが液体は透過しない多孔質部を有し、触媒毒（酸性電解液等）が触媒に到達しないようにされている。多孔質部を通過したガスは、触媒部に到達し再結合され、多孔質部を通って環流できると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６２−９８５５９号公報
【特許文献２】特開平１１−３４５６０５号公報
【特許文献３】特開２００６−５９７３０号公報
【特許文献４】特開２０１３−４４３６号公報
【特許文献５】特開２０１３−４４３６号公報
【特許文献６】米国特許第７３２６４８９Ｂ号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１〜３では、電解液の漏液を防ぐために、排気口に多孔質膜を設けることを開示している。しかし、このやり方は、電解液の漏液を防止することはできるが、電解液の分解ガスが通気することや水分の蒸発は防止できず、電解液の減少を防止できない。
【００１１】
特許文献４、５では、電解液の漏液を防ぐことに加えて、排気室内に溜まったミストを電池内へ環流することを開示している。ただし、そのために、排気室を複雑な構造にしている。また、このやり方でも、電解液の分解ガスは通気して外部へ放出されるため、電解液の減少を防止できない。
【００１２】
特許文献６は、触媒を用いて電解液の分解ガスを再結合し、電池内部へ環流することを開示している。しかし、特許文献６では、触媒を触媒毒（酸性電解液等）から保護するために、ガスは透過するが液体は透過しない多孔質部を電解液側に有している。したがって、触媒部で再結合された物質を電池内部へ環流するには、再結合された物質がガス状態のままであるように、比較的高温（およそ７０〜９０℃）に温度制御されることが必要である。再結合された物質が液体であると、多孔質部（ガスは透過するが液体は透過しない）を通過できず、電池内へ環流できないからである。そのため、特許文献６の触媒装置は、バックアップ用途で使われるような常時充電されるような環境では使用できるが、充電が不連続であり温度制御のできない環境では使用できない。例えば、自動車用鉛蓄電池等は、常時充電状態で使用されない場合や、寒冷地でも使用される場合があるため、特許文献６の装置は好適ではない。
【００１３】
電解液が減少すると、電池化学反応が十分に行われなくなり、充電能力および放電能力が低下する。特定の理論に拘束されることを望むものではないが、電解液中の希硫酸濃度が上昇して正極板の腐食劣化により容量低下が進行したり、電解液面の低下により極板が電解液から露出することで放電容量が急激に低下したり、さらに、負極板とストラップとの接続部が腐食するといったことが考えられる。
【００１４】
さらに、電解液の減少は、サルフェーションおよび浸透短絡にも繋がると考えられる。サルフェーションとは、放電によって生成された硫酸鉛を、充電によって二酸化鉛と鉛とに十分に回復することができず、硫酸鉛の粗大結晶が発生することである。この粗大結晶は、金属鉛への還元が困難であり、電池性能を低下させ、電池寿命を短くする。さらに、この粗大結晶は浸透短絡にも関係する。粗大結晶は電極上で成長して、「デンドライト」と呼称される針状結晶となる。このデンドライトが成長し続けると、他方の電極に到達して、短絡を生じる。これが浸透短絡であり、以後の充電放電はできなくなる。
【００１５】
特に、近年、自動車の燃費改善を目的にアイドリングストップ機能を有した自動車が普及している。アイドリングストップ車に搭載される鉛蓄電池は、アイドリングストップ中に、エアコンやファンなどの全ての電力を供給するため、鉛蓄電池は充電不足になりやすく、従来の始動用鉛蓄電池より低い充電状態で使用され、サルフェーションおよび浸透短絡が生じやすい。電解液の減少を防ぐことにより、サルフェーションおよび浸透短絡を防ぐことができる。
【００１６】
上記の状況に鑑みて、本願発明は、電解液からのガス放出、それらによる電解液の減少を抑制でき、電解液が減少しないために長寿命である、鉛蓄電池のための触媒部品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】
【００１７】
本発明により、以下の態様が提供される。
【００１８】
[１]
鉛蓄電池のための触媒部品であって、
酸素および水素から水または水蒸気を生成する反応を促進する触媒を含む触媒層、及び
前記触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し前記鉛蓄電池内部へ環流される構成を有し、
全体としてガス透過可能性を有する、鉛蓄電池のための触媒部品。
[２]
該触媒層の上に生成した水または水蒸気の少なくとも一部の凝縮を促進することができる部材を含んでなる、項目１に記載の触媒部品。
[３]
該凝縮促進部材は親水性多孔質部材である、項目２に記載の触媒部品。
[４]
該親水性多孔質部材は、親水処理された延伸ポリテトラフルオロエチレンよりなる、項目３に記載の触媒部品。
[５]
該親水処理として金属酸化物ゲルを用いたことを特徴とする項目４に記載の触媒部品。
[６]
該触媒層の周縁部近傍から該鉛蓄電池の内部方向へ延在する壁部を含み、該壁部に該触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が結露することができる、項目１〜５のいずれか１項に記載の触媒部品。
[７]
該構成の少なくとも一部は、該触媒層の周縁部に配置される、項目１〜６のいずれか１項に記載の触媒部品。
[８]
該触媒層は、疎水性多孔質部材を含んでなる、項目１〜７に記載の触媒部品。
[９]
該触媒を担持体に担持してなる触媒担持体が、該触媒層の空隙または気孔表面に配置されている、項目１〜８のいずれか１項に記載の触媒部品。
[１０]
該触媒層は、該触媒担持体及びポリテトラフルオロエチレンを混合した後、多孔質化したものである、項目９に記載の触媒部品。
[１１]
該触媒層は、該触媒担持体及びポリテトラフルオロエチレンを混合した後、延伸し多孔質化したものである、項目９または１０に記載の触媒部品。
[１２]
該触媒層よりも該鉛蓄電池の内部側に、水分を撥水しガスを透過するが粒子状物質を捕捉することができる、内方の疎水性多孔質部材を、含んでなる、項目１〜１１のいずれか１項に記載の触媒部品。
[１３]
該内方の疎水性多孔質部材の内部に触媒毒を吸着する物質を含んでなる、項目１２に記載の触媒部品。
[１４]
該触媒毒を吸着する物質が、疎水性多孔質部材の空隙または気孔表面に配置されている、項目１３に記載の触媒部品。
[１５]
前記疎水性多孔質部材は、該触媒毒を吸着する物質及びポリテトラフルオロエチレンを混合した後、多孔質化したものである、項目１４に記載の触媒部品。
[１６]
前記疎水性多孔質部材は、該触媒毒を吸着する物質及びポリテトラフルオロエチレンを混合した後、延伸し多孔質化したものである、項目１４または１５に記載の触媒部品。
[１７]
該構成の少なくとも一部は、該内方の疎水性多孔質部材の周縁部に配置される、項目１２〜１６のいずれか１項に記載の触媒部品。
[１８]
該構成の少なくとも一部が、触媒層の上方に空間部を構成するスペーサーを含む、項目１〜１７のいずれか１項に記載の触媒部品。
[１９]
前記スペーサーが、織布、不織布、編布、多孔質膜、フレームアレスター（防爆フィルター）、コラムスペーサー、またはＯリングである、項目１８に記載の触媒部品。
[２０]
該触媒層よりも該鉛蓄電池の外部側に、水分を撥水しガスを透過することができる、外方の疎水性多孔質部材を含んでなる、項目１〜１９のいずれか１項に記載の触媒部品。
[２１]
該触媒層よりも該鉛蓄電池の外部側に、水蒸気の拡散を抑制しガスを透過することができる、拡散流路部材を含んでなる、項目１〜２０のいずれか１項に記載の触媒部品。
[２２]
触媒反応で生成した該水または水蒸気の少なくとも一部が、該内方の疎水性多孔質部材、該触媒層および/または該外方の疎水性多孔質部材に撥水されまたは透過し、該鉛蓄電池内部へ環流される、項目１〜２１のいずれか１項に記載の触媒部品。
[２３]
該触媒層よりも該鉛蓄電池の内部側に邪魔板を含み、該邪魔板により該鉛蓄電池内部の電解液からのガス流れが該触媒層へ到達することを抑制する、項目１〜２２のいずれか１項に記載の触媒部品。
[２４]
該触媒層よりも該鉛蓄電池の内部側に邪魔板を含み、該邪魔板が該鉛蓄電池の内部側に傾斜しており、該邪魔板により液滴が該鉛蓄電池の内部側へ滑落することを促進される、項目１〜２３のいずれか１項に記載の触媒部品。
[２５]
該触媒層よりも該鉛蓄電池の内部側に、エアロゾルセパレータを含み、該エアロゾルセパレータは、該鉛蓄電池内部の電解液に近位の第一の開口端および該電解液に遠位の該触媒層へ連通する第二の開口端を有する管部を有し、該管部内で該電解液からのガス流れを半径方向外側に迂回させ、該迂回されたガス流れが該触媒層へ向けられ、遠心力により該ガス流れに含まれる液滴成分が分離される、項目１〜２４のいずれか１項に記載の触媒部品。
[２６]
該内方の疎水性多孔質部材、該触媒層、該外方の疎水性多孔質部材の少なくとも一つは、多孔質ポリテトラフルオロエチレンよりなる、項目１〜２５のいずれか１項に記載の触媒部品。
[２７]
該拡散流路部材は、該鉛蓄電池内部の圧力が所定の値を超えるとガスをリークさせる構造を有し、該鉛蓄電池内部の圧力を低下させる、項目２１〜２６のいずれか１項に記載の触媒部品。
[２８]
二重蓋構造を有し、該二重蓋構造により、該外方の疎水性多孔質部材により撥水された水を該鉛蓄電池内部へ環流する、項目２０〜２７のいずれか１項に記載の触媒部品。
[２９]
二重蓋構造の少なくとも一部が、該構成において構築される、項目２８に記載の触媒部品。
[３０]
該鉛蓄電池が複数のセルから構成されている場合に、該セルのそれぞれに備えられる、項目１〜２９に記載の触媒部品。
[３１]
該担持体は、炭素材料を含んでなる、項目９〜３０のいずれか１項に記載の触媒部品。
[３２]
項目１〜３１のいずれか１項に記載の触媒部品を含んでなる、鉛蓄電池用通気フィルター。
[３３]
項目１〜３１のいずれか１項に記載の触媒部品を含んでなる、鉛蓄電池用通気栓。
[３４]
項目１〜３１のいずれか１項に記載の触媒部品を含んでなる、鉛蓄電池。
【発明の効果】
【００１９】
本願発明により、電解液からのガス放出、それらによる電解液の減少を抑制でき、電解液が減少しないために長寿命である、鉛蓄電池のための触媒部品を提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一態様を示す概略図である。
【図２】触媒担持体が疎水性多孔質部材の空隙または気孔表面に配置されていることを示す概念図である。
【図３】傾斜した邪魔板の一態様を示す概略図である。
【図４】エアロゾルセパレータの一態様を示す概略図である。
【図５】拡散流路の一態様を示す概略図である。
【図６】拡散流路のガスリーク構造の一態様を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明により提供される、鉛蓄電池のための触媒部品は、
酸素および水素から水または水蒸気を生成する反応を促進する触媒を含む触媒層、及び
前記触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し前記鉛蓄電池内部へ環流される構成
を含んでなる。
【００２２】
図１は、本発明の一態様の触媒部品を概略的に示す図である。図１を参照して、本発明の一態様を説明する。図１は、鉛蓄電池の通気フィルターを表しており、そこに本発明の触媒部品が含まれる。図の下側が電池内部側、図の上側が電池外部側にあたる。図示していないが、通気フィルターの下側（電池内部側）には、電解液が存在している。鉛蓄電池の電解液は希硫酸水溶液であるので、電池内部空間には、電解液（希硫酸水溶液）、硫酸ミスト、水分、電池反応によって生じた水素ガスおよび酸素ガスが存在しており、これらが通気フィルターにも到達し得る。
【００２３】
水素ガスおよび酸素ガスが、触媒層（１）に到達すると、そこに酸素および水素から水または水蒸気を生成する反応を促進する触媒が含まれているので、該触媒層（１）では水または水蒸気を生成する反応が進む。本発明の触媒部品は、特定の構成（arrangement）を含んでいる。そこでは、生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮することができる空間を含み、また、そこを通って、触媒反応で生成した水または水蒸気およびそこで凝縮した水が蓄電池内部へ環流され得る経路を含む。なお、前記空間の少なくとも一部または全部が前記経路であり、前記経路の少なくとも一部または全部が前記空間となり得る。図１の（Ａ）は、前記構成の一例、すなわち、生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮することができる空間、および触媒反応で生成した水または水蒸気およびそこで凝縮した水が蓄電池内部へ環流され得る経路の一例を示している。
本発明の触媒部品により、電池反応によって水素ガスおよび酸素ガスが生じるが、触媒層（１）でそれらが再結合されて水または水蒸気となり、前記構成によってさらに水または水蒸気は凝縮され、蓄電池内部へ環流され、結果として電池内部の電解液の減少が抑制される。また、触媒層（１）で生成した水は、水蒸気としてだけではなく、液体のままでも排出され得る。これは、自動車用バッテリーなど、バッテリーの作動と停止を繰り返す場合に特に有用である。というのは、バッテリーの作動状態から停止状態にすると、バッテリー温度が低下し、それまで発生していた水または水蒸気は容易に凝縮して液体になるからである。言い換えると、本願発明の触媒部品を用いると、特許文献６のように、水蒸気にするための温度制御は必要ない。
さらに、本発明の触媒部品は、全体としてガス透過可能性である。これは、触媒層の気孔率や触媒充填率、前記構成の通気性等を調整すること等により実現できる。これにより、電池内部の圧力が所定の値を超えたときに、ガスを電池外部へ放出し、電池内部の圧力を低減することができる。所定の圧力は、電池の筐体を構成する材料の耐圧性を考慮して、設定してもよく、安全弁等の触媒部品以外の部品によるガス透過可能性を考慮して、設定してもよい。結果として、全体としてガス透過可能性である触媒部品により、電池の防爆性を高めることができ、電池の致命的な損傷を回避することができ、安全性の向上に役立つ。
【００２４】
本発明の触媒部品は、前記触媒層（１）の上に（触媒層（１）に接するように）生成した水または水蒸気の少なくとも一部の凝縮を促進することができる部材（凝縮促進部材）を含んでいてもよい。触媒層（１）で、水素ガスおよび酸素ガスが反応するが、この反応は発熱反応であり、反応生成物は概して水蒸気の形態である。水蒸気は気体であって、液体の水（凝縮した水）よりも、電池外部へ放出されやすい。触媒層（１）の上に凝縮促進部材を設けることにより、水蒸気は水（液体）への凝縮が促進され、水蒸気の電池外部への放出が抑制され、結果として電池内部の電解液の減少が抑制される。
【００２５】
凝縮を促進できる部材は、水蒸気が電池外部へ放出することを抑制し、水蒸気が凝縮し得る濃度と温度の環境を提供し、また凝縮の起点または成長の核を提供できるものであれば、特に限定されず、スペーサー、多孔質部材、膜部材等であってもよい。スペーサーは、水蒸気が凝縮し得る空間を提供でき、およびその空間はスペーサー自身の輪郭（壁）または隣接する部品等の輪郭（壁）によって区切られ、そこで凝縮が開始したり凝縮が促進したりすることができる。多孔質部材の各小孔でも、水蒸気の凝縮が開始、促進され得る輪郭（壁）および空間が提供され得る。膜部材では、水蒸気が凝縮し得る輪郭（壁）を提供することができる。
スペーサーとして、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂材料のスペーサーを用いてもよい。多孔質体として、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂材料の焼結多孔質体、延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンを用いてもよい。膜部材として、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＴＦＥ等の樹脂材料からなる織布、不織布、編布または多孔質膜を用いてもよい。
【００２６】
好ましくは、凝縮を促進できる部材は、親水性部材である。親水性部材は、水蒸気が凝縮しやすい濃度と温度の環境を提供するのに適していると考えられる。親水性多孔質部材として、親水処理された延伸ポリテトラフルオロエチレンを用いてもよい。親水処理としては、金属酸化物ゲルを用いてもよい。親水性の金属酸化物のゾルを用意し、多孔質体に浸漬させ、その後ゲル化して、多孔質体の小孔内部表面を親水性酸化物ゲルで修飾することができる。例えば、親水化のために、ゾルゲル法をベースとして、シリカ材料を材料表面にコーティングする処理を行ってもよい。
【００２７】
本発明の触媒部品は、触媒層（１）の周縁部近傍から該鉛蓄電池の内部方向へ延在する壁部を含んでもよく、該壁部に該触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が結露することができる。
触媒層（１）で生成した水または水蒸気は、生成直後は触媒層（１）の内部に存在しているが、触媒層（１）外部の水または水蒸気の濃度勾配や温度勾配に応じて、触媒層（１）から遠位に拡散し得る。触媒層（１）の周縁部近傍に設けられた壁部では、触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し結露して、結露した水滴は電池の内部方向へ延在している壁に沿って、電池内部への環流がさらに促進される。そのため、触媒層（１）で生成した水または水蒸気が電池内部以外へ拡散することを抑制することができ、結果として、電池内部の電解液の減少が抑制される。特に、電池が複数のセルから構築されている場合、セルごとに前記壁部が備えられることが好ましい。各セルの電解液から水素と酸素が発生し、それが再結合して水または水蒸気が生成する。生成した水または水蒸気はそれが由来するセルとは別のセルへ移動することがあり得る。その場合、セル間での電解液量に相違が生じることがあり得る。セルごとに壁部があれば、或るセルに由来する水または蒸気は、そのセルへ環流されやすく、他のセルへ移動することを抑制することができる。これはセル間の電解液量に相違が生じるのを抑制するのに有用である。
【００２８】
本発明の触媒部品では、前記構成（そこで、触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し鉛蓄電池内部へ環流される）の少なくとも一部が、該触媒層（１）の周縁部に配置されてもよい。触媒層（１）で生成した水または水蒸気は、生成直後は触媒層（１）の内部に存在しているが、触媒層（１）外部の水または水蒸気の濃度勾配や温度勾配に応じて、触媒層（１）の外部に拡散し得る。前記構成において、触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し鉛蓄電池内部へ環流されるが、前記構成が触媒層（１）の周縁部に配置されているため、水または水蒸気が前記構成以外へ拡散する可能性が低くなり、結果として、電池内部の電解液の減少が抑制される。
【００２９】
本発明の触媒部品では、触媒層（１）が疎水性多孔質部材を含んでいてもよい。触媒層（１）では、電池反応によって生じた水素ガスおよび酸素ガスが再結合されて水または水蒸気となり、触媒層（１）は湿潤環境になりやすい。触媒が水または水蒸気で覆われると、水素ガスおよび酸素ガスが触媒と接触しにくくなり、触媒反応（再結合反応）の効率が低下しやすい。触媒層（１）が、疎水性多孔質部材を含むことにより、生成した水または水蒸気は、触媒層（１）から排出されやすく、触媒反応（再結合反応）の効率低下を防ぐことができる。また、生成した水または水蒸気の電池内部の電解液への環流も促進される。
【００３０】
好ましくは、触媒層（１）では、触媒を担持体に担持した触媒担持体が、触媒層（１）（または疎水性多孔質部材）の空隙または気孔表面に配置されていてもよい（図２参照）。これにより、触媒担持体、特に触媒が触媒層（１）の空隙部に露出し、水素ガスおよび酸素ガスと接触しやすいため、水を生成する反応が促進される。触媒層（１）が疎水性多孔質部材を含む場合、生成した水は、付近の疎水性多孔質部材によって容易に排出され、触媒の寿命を長くすることができる。また、生成した水または水蒸気の電池内部の電解液への環流も促進される。
なお、触媒層（１）は上記以外の形態であってもよく、触媒担持体が粉末であり、それらを成形加工したもの、ペレット状にしたものであってもよい。
【００３１】
触媒層（１）（または疎水性多孔質部材）は、電池内部の他の材料、例えば硫酸塩等と反応を生じないものが好ましく、ポリプロピレン、ＰＴＦＥ等を用いることができ、それらの織布、不織布、編布または多孔質膜を用いてもよい。触媒層（１）（または疎水性多孔質部材）は、多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であってもよい。本質的にポリテトラフルオロエチレンは、疎水性、耐薬品性、耐紫外線性、耐酸化性、耐熱性などの優れた性質を有しており、電池を構成する材料として適している。多孔質化は、発泡剤を用いて行うこともできる。また、ポリテトラフルオロエチレンを延伸すること等により、容易に多孔質部材を得ることもできる。より詳しくは、多孔質の延伸ポリテトラフルオロエチレンは、ノード（結節）及びフィブリル（小繊維）から構成される。触媒または触媒担持体がノード及び／又はフィブリルによって区画されることにより形成された微小空隙（孔）内に保持される。ノードとフィブリルはいずれもポリテトラフルオロエチレンからなり、両者の違いはポリテトラフルオロエチレン分子の凝集状態又は結晶状態の違いによると考えられている。通常、ノードは微小な結晶リボンで相互に連結されたポリテトラフルオロエチレン１次粒子の凝集体であり、フィブリルはこれら１次粒子から引き出され伸びきった結晶リボンの束からなると考えられている。
【００３２】
触媒層（１）（または疎水性多孔質部材）は、触媒担持体及びポリテトラフルオロエチレンを混合した後、多孔質化または延伸して多孔質化したものであってもよい。予め、触媒担持体及びポリテトラフルオロエチレンを混合したものを、延伸することにより、ポリテトラフルオロエチレンがノード及び／又はフィブリルによって区画されることにより形成された微小空隙を形成し、そこに触媒担持体が保持される。
また、ポリテトラフルオロエチレンを触媒担持体および/または触媒そのものと混合し、延伸することにより、触媒担持体および/または触媒そのものを含有する延伸多孔質ＰＴＦＥ繊維を作製してもよい。この繊維を用いて作製された織布やフェルトを、触媒層（１）としてもよい。触媒含有量の異なる多孔質ＰＴＦＥ繊維を組み合わせることにより、例えば、触媒層（１）と後述する外方の疎水性多孔質部材（２）を一体化した織布やフェルトを作製することもできる。
【００３３】
好ましくは、触媒層（１）よりも鉛蓄電池の内部側に、水分を撥水しガスを透過するが粒子状物質を捕捉することができる内方(inner)の疎水性多孔質部材部材（３）が配置されてもよい。ここで、内方とは、触媒層を基準として、電池の内部側であることを意味している。内方の疎水性多孔質部材（３）より内方に他の部材（例えば、後述する、邪魔板やエアロゾルセパレータ等）が存在することを否定するものではない。内方の疎水性多孔質部材（３）は、ガスを透過することができるので、水素ガスおよび酸素ガスが、触媒層（１）に到達することを阻害しない。さらに、内方の疎水性多孔質部材（３）は、硫酸ミストや電解液（希硫酸水溶液）が、触媒層（１）の触媒に直に接触することを防止することができ、触媒の寿命を長くすることができる。
【００３４】
内方の疎水性多孔質部材（３）は、電池内部の他の材料、例えば硫酸塩等と反応を生じないものが好ましく、ポリプロピレン、ＰＴＦＥ等を用いることができ、それらの織布、不織布、編布または多孔質膜を用いてもよい。内方の疎水性多孔質部材（３）は、触媒層（１）と同様に、多孔質ポリテトラフルオロエチレンであってもよい。ポリテトラフルオロエチレンは、疎水性、耐薬品性、耐紫外線性、耐酸化性、耐熱性などの優れた性質を有しており、電池を構成する材料として適している。また、ポリテトラフルオロエチレンを延伸すること等により、容易に多孔質部材を得ることができる。
【００３５】
好ましくは、内方の疎水性多孔質部材（３）または触媒層（１）の少なくとも一方が触媒毒を吸着する物質を含んでもよい。触媒毒の一つとして、電解液の希硫酸から生成するＨ２Ｓが挙げられる。Ｈ２Ｓのような触媒毒が触媒に接触すると触媒性能は低下する。触媒毒を吸着する物質はＺｎＯであってもよく、それはＨ２Ｓのような触媒毒を吸収することができる。したがって、内方の疎水性多孔質部材（３）または触媒層（１）の少なくとも一方がＺｎＯのような触媒毒を吸着する物質を含むことにより、触媒性能の低下を抑制することができる。
【００３６】
好ましくは、内方の疎水性多孔質部材（３）では、触媒毒を吸着する物質が、内方の疎水性多孔質部材（３）の空隙または気孔表面に配置されていてもよい。これにより、触媒毒を吸着する物質が内方の疎水性多孔質部材（３）の空隙部に露出し、Ｈ２Ｓのような触媒毒と接触しやすいため、それらの触媒毒の吸着が促進される。内方の疎水性多孔質部材（３）は、触媒層（１）で生成した水または水蒸気を、透過または撥水することができ、それらの電池内部の電解液への環流も促進される。
【００３７】
内方の疎水性多孔質部材（３）は、触媒毒を吸着する物質及びポリテトラフルオロエチレンを混合した後、多孔質化または延伸して多孔質化したものであってもよい。予め、触媒毒を吸着する物質及びポリテトラフルオロエチレンを混合したものを、延伸することにより、ポリテトラフルオロエチレンがノード及び／又はフィブリルによって区画されることにより形成された微小空隙を形成し、そこに触媒毒を吸着する物質が保持される。
また、ポリテトラフルオロエチレンを触媒担持体および/または触媒そのものと混合し、延伸することにより、触媒担持体および/または触媒そのものを含有する延伸多孔質ＰＴＦＥ繊維を作製してもよい。この繊維を用いて作製された織布やフェルトを、内方の疎水性多孔質部材（３）としてもよい。
【００３８】
本発明の触媒部品では、前記構成（そこで、触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し鉛蓄電池内部へ環流される）の少なくとも一部が、内方の疎水性多孔質部材（３）の周縁部に配置されてもよい。触媒層（１）で生成した水または水蒸気は、生成直後は触媒層（１）の内部に存在しているが、触媒層（１）外部の水または水蒸気の濃度勾配や温度勾配に応じて、触媒層（１）から遠位に拡散し得る。したがって、触媒層（１）で生成した水または水蒸気の一部が、内方の疎水性多孔質部材（３）の周縁部に拡散することもある。前記構成において、触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し鉛蓄電池内部へ環流されるが、前記構成が内方の疎水性多孔質部材（３）の周縁部に配置されているため、水または水蒸気が前記構成以外へ拡散する可能性が低くなり、結果として、電池内部の電解液の減少が抑制される。
【００３９】
本発明の触媒部品は、前記構成（そこで、触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し鉛蓄電池内部へ環流される）の少なくとも一部が、触媒層の上方に空間部を構成するスペーサーを含んでもよい。該スペーサーは、触媒層の上方にあるため、触媒層に接していてもよく、接していなくてもよい。言い換えると、触媒層とスペーサーの間に、別の部材が存在することを否定しない。
前記スペーサーは、空間部を構成することができるものであれば限定はされず、織布、不織布、編布、多孔質膜、メッシュ、コラムスペーサー、またはＯリングであってもよい。スペーサーの材質としては、電池内部の他の材料、例えば硫酸塩等と反応を生じないものが好ましく、ポリプロピレン、ＰＴＦＥ等を用いることができる。スペーサーは、水蒸気が凝縮し得る空間を提供でき、およびその空間はスペーサー自身の輪郭（壁）または隣接する部品等の輪郭（壁）によって区切られ、そこで凝縮が始まったり凝縮が促進されたりすることができる。また、スペーサーによって構成される空間部は、液等を一時的に滞留できるバッファーとして機能することができる。
【００４０】
さらに、触媒部品が、後述する外方の疎水性多孔質部材（２）を備える場合、触媒層（１）と外方の疎水性多孔質部材（２）との間に前記スペーサーが配置されることが好ましい。外方の疎水性多孔質部材（２）は、電解液（希硫酸水溶液）等が電池外部へ漏液することを防止するものであるが、触媒層（１）と外方の疎水性多孔質部材（２）とが接触している場合よりも、触媒層（１）と外方の疎水性多孔質部材（２）との間に空間がある場合の方が、外方の疎水性多孔質部材（２）の撥水効果を発揮しやすく、電解液の漏液防止効果が高い。
【００４１】
触媒層（１）よりも鉛蓄電池の外部側に、水分を撥水しガスを透過する、外方の疎水性多孔質部材（２）が配置されてもよい。ここで、外方とは、触媒層（１）を基準として、電池の外部側であることを意味している。外方の疎水性多孔質部材（２）より外方に他の部材（例えば、後述する、拡散流路部材や二重蓋構造等）が存在することを否定するものではない。外方の疎水性多孔質部材（２）は、電解液（希硫酸水溶液）等が触媒層（１）および/または前記構成を通過し、電池の外側方向へ流れていった場合、その電解液等を撥水して電池外部へ漏液することを防止する。また、触媒層（１）で生成した水の少なくとも一部が、外方の疎水性多孔質部材（２）に到達することがあっても、その水は外方の疎水性多孔質部材（２）によって撥水され、結果的に、触媒層（１）および/または前記構成を介して、電池内部の電解液へ容易に環流される。
【００４２】
外方の疎水性多孔質部材（２）は、電池内部の他の材料、例えば硫酸塩等と反応を生じないものが好ましく、ポリプロピレン、ＰＴＦＥ等を用いることができ、それらの織布、不織布、編布または多孔質膜を用いてもよい。外方の疎水性多孔質部材（２）は、触媒層（１）と同様に、多孔質ポリテトラフルオロエチレンであってもよい。ポリテトラフルオロエチレンは、疎水性、耐薬品性、耐紫外線性、耐酸化性、耐熱性などの優れた性質を有しており、電池を構成する材料として適している。また、ポリテトラフルオロエチレンを延伸すること等により、容易に多孔質部材を得ることができる。
【００４３】
好ましくは、外方の疎水性多孔質部材（２）よりも鉛蓄電池の外部側に、水蒸気の拡散を抑制しガスを透過することができる、拡散流路部材（４）が配置されてもよい。電解液に由来する水分や、触媒層（１）で生成した水に由来する蒸気が、外方の疎水性多孔質部材（２）を透過しようとした場合、その水分は部材（４）に含まれる流路により抑制され、水分が容易に電池外部へ放出されないようにできる。図５に拡散流路の一態様を示す。図５の拡散流路は、樹脂部材に、水蒸気の拡散を抑制するための細穴を設けた構造を有している。すなわち、細い流路によって、そこから先に水分が拡散しにくくなる。その結果、電解液の減少が抑制される。細穴の径と長さを調節することによって、水蒸気の拡散が抑制の程度は制御することができる。拡散流路部材に用いられる樹脂材料としては、耐硫酸性であることが望ましく、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリイソブチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、フッ素系樹脂、酢酸セルロース系樹脂、塩素化ポリエーテル系樹脂を用いてもよい。
【００４４】
一方で、拡散流路部材（４）は、ガスを透過することができるものであり、電池内部の圧力が急激に上昇した場合には、ガスを電池外部へ放出し、電池内部の圧力を低減することができる。これにより、電池の防爆性を高めることができる。さらに好ましくは、拡散流路部材は、鉛蓄電池内部の圧力が所定の値を超えるとガスをリークさせる構成してもよい。例えば、図６に示すように、拡散流路部材内に円錐台形状を形成するように切込みを入れておき、且つこの円錐台形状の上面を覆うように、不織布等を流路拡散部材に付着させてもよい。この構造では、電池内部の圧力が上昇したときに、切込みから円錐台が上方へ持ち上げられ、拡散流路部材内を貫通する間隙が生じ、この間隙から内部ガスを放出することができる。円錐台は不織布で覆われているため、円錐台が吹き飛ばされて、拡散流路部材から分離することが防止される。これにより、電池内部の圧力が所定の値を超えたときに、鉛蓄電池内部の圧力を低下させることができる。リークを生じさせる所定の圧力は、電池の筐体を構成する材料の耐圧性を考慮して、設定してもよい。これにより、電池の致命的な損傷を回避することができ、安全性の向上に役立つ。
【００４５】
触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部は、内方の疎水性多孔質部材（３）、該触媒層（１）および/または外方の疎水性多孔質部材（２）に撥水されまたは透過し、該鉛蓄電池内部へ環流されてもよい。本発明の触媒部品は、触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し前記鉛蓄電池内部へ環流される構成を含むが、前記構成を介さずに、水または水蒸気の少なくとも一部は該触媒層（１）等を介して鉛蓄電池内部へ環流され得る。
【００４６】
好ましくは、触媒層（１）よりも鉛蓄電池の内部側に邪魔板が配置されてもよい。邪魔板により、鉛蓄電池内部の電解液、および電解液からの酸素や水素などのガスの流れが触媒層（１）へ到達することを抑制することができる。このため、電解液の減少が抑制される。
【００４７】
さらに好ましくは、邪魔板が鉛蓄電池の内部側に傾斜していてもよい。傾斜した邪魔板により液滴が鉛蓄電池の内部側へ滑落することが促進され、電解液の減少がさらに抑制される。図３は、傾斜した邪魔板の一例を示す概略図である。
【００４８】
好ましくは、触媒層（１）よりも鉛蓄電池の内部側に、エアロゾルセパレータが配置されてもよい。エアロゾルセパレータは、鉛蓄電池内部の電解液に近位の第一の開口端および電解液に遠位の第一の疎水性多孔質部材へ連通する第二の開口端を有する管部を有する。電解液からの酸素や水素などのガスが、近位の第一の開口端から、管部へ流れこみ、管部内でガス流れが半径方向外側に迂回させられる。迂回されたガス流れは、遠位の第二の開口端、すなわち触媒層（１）へ向かう。第一の開口端から、第二の開口端へガスが流れる間に、遠心力によりガス流れに含まれる液滴成分が分離される。図４は、エアロゾルセパレータの一例を示す、概略図である。
管部内で電解液からのガス流れを半径方向外側に迂回させ、該迂回されたガス流れが該触媒層（１）へ向けられ、遠心力により該ガス流れに含まれる液滴成分が分離される。分離された液滴は、自重により、電解液へ環流される。このため、電解液の減少が抑制される。
【００４９】
好ましくは、本発明の触媒部品に二重蓋構造を採用してもよい。電解液のミストや蒸気が、外方の疎水性多孔質部材（２）を通過して電池の外部へ向かう場合があり得る。二重蓋は、これらの気体が、電池外部へ放出されるまでに二重蓋の壁（および天井、床）に結露、凝縮したものを、回収し、それらを電池内部へ環流させる構造を有する。効率的に、結露、凝縮、回収が行われるように、天井や床に傾斜を設けたり、壁に切り欠きを設けたりしてもよい。さらに、回収された液体が、電池内部に均等に分配して環流されるように、二重蓋内部に環流路を設けても良い。
【００５０】
二重蓋構造の少なくとも一部が、前記構成（そこで、触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し鉛蓄電池内部へ環流される）において構築されてもよい。前記構成は、生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮することができる空間を含み、その空間内に、二重蓋の壁（および天井、床）を構築し、そこで結露、凝縮を促進できる。また、前記構成は、水蒸気や凝縮した水を電池内部へ環流する経路を含み、この経路を二重蓋の環流路の一部としてもよい。
【００５１】
鉛蓄電池は、複数のセルから構築されることがある。その場合、セルのそれぞれに本発明の触媒部品が備えられてもよい。複数のセルがある場合、或るセルの電解液に由来する触媒生成水または蒸気が、他のセルへ移動することがあり得る。その場合、セル間での電解液量に相違が生じることがあり得る。各セルに、少なくとも一つの触媒部品を備えることにより、各セルの内部から発生した水素ガスおよび酸素ガスが、各セルの触媒層（１）で再結合し、生成した水または水蒸気を当該セル（その水または水蒸気の由来するセル）への環流が容易である。これは、複数のセル間で、電解液量の相違が生じるのを抑制するのに有用である。
【００５２】
触媒層（１）は、触媒金属を担持体に担持した触媒担持体を含んでもよい。触媒金属は、水素と酸素から水を再結合するための触媒であれば特に限定されるものではなく、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ等を用いてもよい。触媒を担持する担持体は、触媒を所望の分散状態で担持させるための比表面積を有しているものであれば特に限定されるものではなく、シリカ、アルミナ、ゼオライト、炭素、IVＢ、ＶＢ、VIＢ、VIIＢおよびVIII族の遷移金属の酸化物と炭化物、ならびにその組み合わせからなる群から選択することができ、または炭素材料であってもよい。担体材料が本来求められる反応以外の化学反応を起こしたり、凝縮水との接触によって担体材料を構成する物質が溶出したりすることは好ましくない。その点で、炭素材料は化学的に安定であり、好ましい担体材料である。炭素材料としては、カーボンブラック（オイルファーネスブラック、チャネルブラック、ランプブラック、サーマルブラック、アセチレンブラックなど）、活性炭、コークス、天然黒鉛、人造黒鉛などが使用でき、さらにこれらの２種類以上を混合して用いてもよい。
【００５３】
本発明の別の態様では、上述した触媒部品を含む、鉛蓄電池用通気フィルターが提供される。さらに、本発明の別の態様では、上述した触媒部品を含む、鉛蓄電池用通気栓が提供される。さらに、本発明の別の態様では、上述した触媒部品を含む、鉛蓄電池が提供される。通気フィルター、通気栓は、一物品として取り扱うことができ、既存の鉛蓄電池の通気フィルター、通気栓と交換して使用することができる。さらに、上述した触媒部品により、電解液の漏液、電解液からのガス放出、それらによる電解液の減少を抑制でき、電解液が減少しないために長寿命である、鉛蓄電池を得ることができる。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例および比較例を示して、本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は下記の実施例に限定して解釈されるものではない。
【００５５】
表１に示すように、種々の部材の組み合わせで、触媒部品を作製した。それぞれの触媒部品に、水素と酸素を供給して、環流される水分（水および水蒸気）量を測定した。これに基づき、種々の触媒部品の環流性能を求めた。
より具体的な試験方法を説明する。鉛蓄電池を模擬するために、チャンバーを用意し、これに作製した触媒部品を取り付けた。電解液は用いずに、代わりに水素ガス（４ｍｌ/分）と酸素ガス（２ｍ/分）を、チャンバー内部側から触媒部品に供給した。酸素と水素の供給は、２通りの方式で行った。供給方式（１）では２４時間連続で酸素と水素行った。供給方式（２）では、酸素と水素を１時間供給しその後５時間供給を休止するサイクルを２４回繰り返した。
酸素と水素の供給量から、それらが全て反応して水または水蒸気に再結合された場合の量を１００％として、試験後にチャンバー内で回収された水の量（％）を触媒部品の環流性能とした。供給方式（１）での環流性能が結果１であり、供給方式（２）での環流性能が結果２である。
さらに、各触媒部品について供給方式（２）のサイクル（原料ガスを１時間供給しその後５時間休止）を５０回行った。１回目での環流性能を１００％として、５０回目の環流性能の維持率を求めて、触媒の劣化度合い（触媒寿命）とした。
【００５６】
【表１】
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【００５７】
例１は、触媒層を含まない例であり、環流性能は結果１、結果２とも０％であった。
【００５８】
例２は、触媒層のみからなる触媒部品を模擬した例であり、構成（そこで、触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し鉛蓄電池内部へ環流される）を含まない例である。前記構成を含まない触媒部品とするために、触媒層の周囲を、疎水性多孔質膜である延伸ＰＴＦＥで覆った。（原料ガスは、延伸ＰＴＦＥを透過可能である。）触媒層は、炭素粒子材料を担体として、その担体に触媒金属のＰｄを担持し、得られた触媒担持体を成形したものである。
環流性能の結果１は、７０％であったが、結果２は３０％であった。また、触媒寿命（触媒の劣化度合い）は、３０％であった。供給方式（１）では、連続的に酸素と水素が供給され、それらの再結合反応（発熱反応）が継続的に生じており、生成物が水蒸気の状態になっており、相対的に高い環流性能（結果１）が得られたと考えられる。供給方式（２）では、原料ガス供給休止時には触媒反応が起こらず、触媒層の温度が低下し、生成した水分の凝縮が進み、触媒層が水で覆われて、触媒活性度が低下したと考えられる。触媒の劣化度合い（触媒寿命）も、３０％であり、大幅に劣化した。
【００５９】
例３は、触媒層として、アルミナ粒子材料を担体として、その担体に触媒金属のＰｄを担持し、得られた触媒担持体をペレット化したものを用いた例である。また、例３の触媒部品は、触媒層を支持するため親水性処理した延伸ＰＴＦＥを備えており、親水処理した延伸ＰＴＦＥは液体の水分も透過でき、構成（そこで、触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し鉛蓄電池内部へ環流される）の一部として作用できる。
環流性能の結果１は、６５％であったが、結果２は２５％であった。また、触媒寿命（触媒の劣化度合い）は、３０％であった。例２と同様に、例３は供給方式（１）では、生成物が水蒸気の状態になっており相対的に高い環流性能（結果１）が得られたが、供給方式（２）では、触媒層が水で覆われて触媒活性度が低下したと考えられる。触媒の劣化度合い（触媒寿命）も、３０％であり、大幅に劣化した。
【００６０】
例４の触媒層は以下のようにして調製した。Ｐｄ触媒をカーボン担持体に担持した触媒担持体を用意した。触媒担持体、ポリテトラフルオロエチレンファインパウダー、および成形助剤を混合し、ペースト化した混合物を得た。混合物を、押出機に挿入しダイを経て押出した。押出物はカレンダーによる圧延等により所定の厚み、形状等に修正した後に、ポリテトラフルオロエチレンの分解温度（約４００℃）を超えない温度において、延伸した。このようにして、触媒が分散された延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンのフィルムを得た。このフィルムを、触媒層とした。
また、例４の触媒部品は、触媒層を支持するため延伸ＰＴＦＥを触媒層の下部に備えており、撥水処理したポリプロピレン焼結多孔体を触媒層の上部に備えている。撥水処理したポリプロピレン焼結多孔体は、水蒸気を透過でき、構成（そこで、触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し鉛蓄電池内部へ環流される）の一部として作用できる。触媒層の下部の延伸ＰＴＦＥは、実際にバッテリーに採用される場合、内方の疎水性多孔質部材として作用し、バッテリー液等から触媒層を保護するのに有用である。
環流性能の結果１は、６０％であり、結果２は５０％であった。また、触媒寿命（触媒の劣化度合い）は、９０％であった。例４では、例２、３より触媒寿命が大幅に改善されている。特定の理論に拘束されることは望まないが、例４の触媒層は、ポリテトラフルオロエチレンを含んでおり、これにより触媒層内の水分が排出されやすかったものと考えられる。以下の例５〜１０では、例４と同じ触媒層を用いた。
【００６１】
例５の触媒層は、例４と同じ触媒層を用いた。例５の触媒部品は、ポリプロピレン焼結多孔体を触媒層の上部に備えており、触媒層の下部には部材は備えておらず、触媒層の下部はチャンバー内の雰囲気と接しており、触媒で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し鉛蓄電池内部へ直接的に環流される。また、ポリプロピレン焼結多孔体を介しても、水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し鉛蓄電池内部へ環流されている。この点で、例５の触媒部品も、構成（そこで、触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し鉛蓄電池内部へ環流される）を含む。
環流性能の結果１は、７５％であり、結果２は６５％であった。また、触媒寿命（触媒の劣化度合い）は、９０％であった。
【００６２】
例６の触媒層は、例４と同じ触媒層を用いた。例６の触媒部品は、触媒層の上部に親水性処理をした延伸ＰＴＦＥシートを載せており、さらにその上方にポリプロピレン製のサポート部材を備えている。触媒層の下部には、触媒層を支持するため延伸ＰＴＦＥを備えている。ポリプロピレン製のサポート部材は、構成（そこで、触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し鉛蓄電池内部へ環流される）の一部として作用できる。触媒層の上部の親水性処理をした延伸ＰＴＦＥシートは、凝縮を促進する部材として作用したと考えられる。触媒層の下部の延伸ＰＴＦＥは、実際にバッテリーに採用される場合、内方の疎水性多孔質部材として作用し、バッテリー液等から触媒層を保護するのに有用である。
環流性能の結果１は、８５％であり、結果２は８０％であった。また、触媒寿命（触媒の劣化度合い）は、９０％であった。
【００６３】
例７の触媒層は、例４と同じ触媒層を用いた。例７の触媒部品は、触媒層の上部にＰＴＦＥシート（非孔質）を載せており、さらにその上方にポリプロピレン製のサポート部材を備えている。触媒層の下部には、触媒層を支持するため延伸ＰＴＦＥを備えている。触媒層上方のサポート部材は、構成（そこで、触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し鉛蓄電池内部へ環流される）の一部として作用できる。触媒層の上部のＰＴＦＥシート（非孔質）は、凝縮を促進する部材として作用したと考えられる。触媒層の下部の延伸ＰＴＦＥは、実際にバッテリーに採用される場合、内方の疎水性多孔質部材として作用し、バッテリー液等から触媒層を保護するのに有用である。
環流性能の結果１は、７５％であり、結果２は６８％であった。また、触媒寿命（触媒の劣化度合い）は、９０％であった。
例７は、例６の親水性延伸ＰＴＦＥシートの代わりに、ＰＴＦＥシート（非孔質）を採用した。この相違が、例６の環流性能が例７の環流性能より高かった原因であると考えられる。
【００６４】
例８の触媒層は、例４と同じ触媒層を用いた。例８の触媒部品は、触媒層の上部にポリプロピレン多孔質焼結体を載せており、さらにその上方にポリプロピレン製のサポート部材を備えている。触媒層の下部には、触媒層を支持するため延伸ＰＴＦＥを備えている。触媒層上方のサポート部材は、構成（そこで、触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し鉛蓄電池内部へ環流される）の一部として作用できる。触媒層の上部のポリプロピレン多孔質焼結体は、凝縮を促進する部材として作用したと考えられる。触媒層の下部の延伸ＰＴＦＥは、実際にバッテリーに採用される場合、内方の疎水性多孔質部材として作用し、バッテリー液等から触媒層を保護するのに有用である。
環流性能の結果１は、７５％であり、結果２は６８％であった。また、触媒寿命（触媒の劣化度合い）は、９０％であった。
例８は、例６の親水性延伸ＰＴＦＥシートの代わりに、ポリプロピレン多孔質焼結体を採用した。この相違が、例６の環流性能が例８の環流性能より高かった原因であると考えられる。
【００６５】
例９の触媒層は、例４と同じ触媒層を用いた。例９の触媒部品は、ポリプロピレン焼結多孔体を触媒層の上部に備えている。触媒層の下部には、触媒層を支持するため延伸ＰＴＦＥを備えている。触媒層上方のポリプロピレン焼結多孔体は、構成（そこで、触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し鉛蓄電池内部へ環流される）の一部として作用できる。触媒層の下部の延伸ＰＴＦＥは、実際にバッテリーに採用される場合、内方の疎水性多孔質部材として作用し、バッテリー液等から触媒層を保護するのに有用である。
環流性能の結果１は、７０％であり、結果２は６０％であった。また、触媒寿命（触媒の劣化度合い）は、９０％であった。
例９は、例５の触媒部品に、触媒層下部の延伸ＰＴＦＥを加えたものである。触媒層下部の延伸ＰＴＦＥが存在することにより、例９の環流性能は例５の環流性能より若干低かったが、許容できるレベルである。また、触媒部品を実際のバッテリーに採用する場合に、触媒層下部の延伸ＰＴＦＥは、触媒層を保護するために有用であると考えられる。
【００６６】
例１０の触媒層は、例４と同じ触媒層を用いた。例１０の触媒部品は、触媒層の上方にポリプロピレン製のサポート部材を備えており、サポート部材は触媒層の上部に空間部を構成する。触媒層の下部には、触媒層を支持するため延伸ＰＴＦＥを備えている。触媒層上方のサポート部材は、構成（そこで、触媒反応で生成した水または水蒸気の少なくとも一部が凝縮し鉛蓄電池内部へ環流される）の一部として作用できる。触媒層の下部の延伸ＰＴＦＥは、実際にバッテリーに採用される場合、内方の疎水性多孔質部材として作用し、バッテリー液等から触媒層を保護するのに有用である。
環流性能の結果１は、７０％であり、結果２は６３％であった。また、触媒寿命（触媒の劣化度合い）は、９０％であった。
例１０は、例６の触媒部品から親水性延伸ＰＴＦＥシートを除いた、触媒部品である。この相違が、例６の環流性能が例１０の環流性能より高かった原因であると考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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