(57)【要約】カソード（１２）、アノード（１４）、セパレーター（１６）、アルカリ性電解質、および水素再結合触媒（６）を含むアルカリ電池。水素再結合触媒（６）は、水素酸化物質、例えばＣｕＯ、および活性化物質を含む。活性化物質は、第一活性化成分および第二活性化成分を含む。活性化物質の成分はＰｄ、Ｐｔ、Ｒｕ金属またはそれらの塩でよい。
2004502280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード、
アノード、
セパレーター、
アルカリ性電解質、および
水素再結合触媒を含んでなるアルカリ電池であって、水素再結合触媒が、水素酸化物質および活性化物質を含み、活性化物質が、第一活性化成分および第二活性化成分を含むことを特徴とするアルカリ電池。
【請求項２】
水素酸化物質が、ＭｎＯ２、ＣｕＯ、Ａｇ２Ｏ、ＢａＯ２、ＡｇＯ、ＫＭｎＯ４、およびＡｇＭｎＯ４からなる群から選択された化合物を含んでなる、請求項１に記載のアルカリ電池。
【請求項３】
水素酸化物質がＣｕＯを含んでなる、請求項１に記載のアルカリ電池。
【請求項４】
活性化物質の第一成分および第二成分が、ＶＩＩＩ族の金属またはそれらの塩を含む、請求項２に記載のアルカリ電池。
【請求項５】
ＶＩＩＩ族の金属またはそれらの塩が、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ金属またはそれらの塩からなる群から選択される、請求項４に記載のアルカリ電池。
【請求項６】
活性化物質の第一成分がＰｔ金属または塩を含み、活性化物質の第二成分がＲｕ金属または塩を含む、請求項４に記載のアルカリ電池。
【請求項７】
活性化物質の第一成分がＰｔＣｌ２を含み、活性化物質の第二成分がＲｕＣｌ３を含む、請求項６に記載のアルカリ電池。
【請求項８】
活性化物質の第一成分がＰｔＣｌ２を含み、活性化物質の第二成分がＲｕＣｌ３を含む、請求項３に記載のアルカリ電池。
【請求項９】
水素再結合触媒が結合剤中に分散されている、請求項１に記載のアルカリ電池。
【請求項１０】
結合剤がシリコーンである、請求項９に記載のアルカリ電池。
【請求項１１】
水素再結合触媒が、水素および水に対して透過性のメンブランによりカプセル収容されている、請求項１に記載のアルカリ電池。
【請求項１２】
水素再結合触媒が結合剤中に分散されており、結合剤および水素再結合触媒が、水素および水に対して透過性のメンブラン中にカプセル収容されている、請求項１１に記載のアルカリ電池。
【請求項１３】
水素再結合触媒が、金属−空気電池のアノード側に配置されている、請求項１に記載のアルカリ電池。
【請求項１４】
水素再結合触媒が、約７５〜約８５重量％のＣｕＯを含んでなる、請求項１に記載のアルカリ電池。
【請求項１５】
水素再結合触媒が、約０．０５〜約６重量％の活性化物質をさらに含んでなる、請求項１４に記載のアルカリ電池。
【請求項１６】
活性化物質が、約０．０５〜約０．２重量％の第一成分および約０．２〜約１．８重量％の第二成分をさらに含んでなる、請求項１５に記載のアルカリ電池。
【請求項１７】
（ａ）アノード、
（ｂ）酸素を還元する金属を含むカソード、
（ｃ）アノードとカソードの間にあるセパレーター、
（ｄ）アルカリ性電解質、および
（ｅ）Ｒｕ金属またはその塩、ＰｄまたはＰｔ金属またはそれらの塩、およびＣｕＯを含む水素再結合触媒
を含んでなることを特徴とするアルカリ電池。
【請求項１８】
水素再結合触媒が結合剤を含む、請求項１７に記載のアルカリ電池。
【請求項１９】
水素再結合触媒が、水素および水に対して透過性のメンブランによりカプセル収容されている、請求項１７に記載のアルカリ電池。
【請求項２０】
水素再結合触媒が、約７５〜約８５重量％のＣｕＯを含んでなる、請求項１７に記載のアルカリ電池。
【請求項２１】
水素再結合触媒が、約０．０５〜約６重量％のＲｕ、Ｐｄ、またはＰｄ金属またはそれらの塩を含んでなる、請求項１７に記載のアルカリ電池。
【請求項２２】
水素再結合触媒が、約０．０５〜約０．２重量％のＰｄまたはＰｔ金属またはそれらの塩、および約０．２〜約１．８重量％のＲｕ金属またはその塩を含んでなる、請求項１７に記載のアルカリ電池。
【請求項２３】
水素再結合触媒が約８０〜約８５重量％のＣｕＯを含んでなる、請求項２２に記載のアルカリ電池。
【請求項２４】
水素酸化物質、および第一活性化成分および第二活性化成分を含む活性化物質を含んでなることを特徴とする水素再結合触媒。
【請求項２５】
水素酸化物質が、ＭｎＯ２、ＣｕＯ、Ａｇ２Ｏ、ＢａＯ２、ＡｇＯ、ＫＭｎＯ４、およびＡｇＭｎＯ４からなる群から選択された化合物を含んでなる、請求項２４に記載の水素再結合触媒。
【請求項２６】
水素酸化物質がＣｕＯを含んでなる、請求項２４に記載の水素再結合触媒。
【請求項２７】
活性化物質の第一成分および第二成分が、ＶＩＩＩ族の金属またはそれらの塩を含む、請求項２５に記載の水素再結合触媒。
【請求項２８】
ＶＩＩＩ族の金属またはそれらの塩が、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ金属またはそれらの塩からなる群から選択される、請求項２７に記載の水素再結合触媒。
【請求項２９】
活性化物質の第一成分がＰｔ金属または塩を含み、活性化物質の第二成分がＲｕ金属または塩を含む、請求項２７に記載の水素再結合触媒。
【請求項３０】
活性化物質の第一成分がＰｔＣｌ２を含み、活性化物質の第二成分がＲｕＣｌ３を含む、請求項２９に記載の水素再結合触媒。
【請求項３１】
活性化物質の第一成分がＰｔＣｌ２を含み、活性化物質の第二成分がＲｕＣｌ３を含む、請求項２６に記載の水素再結合触媒。
【請求項３２】
水素再結合触媒が結合剤中に分散されている、請求項２４に記載の水素再結合触媒。
【請求項３３】
水素再結合触媒が、水素および水に対して透過性のメンブランによりカプセル収容されている、請求項２４に記載の水素再結合触媒。
【請求項３４】
水素再結合触媒が、約７５〜約８５重量％のＣｕＯを含んでなる、請求項２４に記載の水素再結合触媒。
【請求項３５】
水素再結合触媒が、約０．０５〜約６重量％の活性化物質をさらに含んでなる、請求項３３に記載の水素再結合触媒。
【請求項３６】
活性化物質が、約０．０５〜約０．２重量％の第一成分および約０．２〜約１．８重量％の第二成分をさらに含んでなる、請求項３４に記載の水素再結合触媒。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は電池に関するものである。
【０００２】
電池、例えば一次アルカリ電池、はエネルギー供給源として一般的に使用されている。一般的に、アルカリ電池は、カソード、アノード、セパレーター、および電解液を含む。カソードは、例えば、活性化物質として二酸化マンガン粒子、カソードの導電性を強化する炭素粒子、および結合剤を含むことができる。アノードは、例えば、活性化物質として亜鉛粒子を含むゲルでよい。セパレーターはカソードとアノードの間に配置される。電解液は、例えば、電池全体にわたって配分される水酸化物溶液でよい。
【０００３】
電池をある装置、例えばフラッシュライトまたはセルラー電話、中の電気エネルギー供給源として使用する場合、アノードとカソードを電気的に接触させ、装置を通して電子を流し、それぞれの酸化および還元反応を起こし、電力を供給する。アノードおよびカソードと接触する電解質はイオンを含み、そのイオンが放電の際に電極間のセパレーターを通って流れ、電池全体にわたる電化バランスを維持する。電池の電気化学的反応の際に発生する水素ガスのレベルを下げるために、水銀および他の金属、例えば鉛およびカドミウム、をアノードに添加することが多い。
【０００４】
一般的に、本発明は、アルカリ電気化学的電池用の水素再結合触媒に関するものである。水素再結合触媒を含むアルカリ電気化学的電池は水素ガス発生が低減されている。
【０００５】
一態様で、本発明は、カソード、アノード、セパレーター、アルカリ性電解質、および水素再結合触媒を含むアルカリ電池を提供するものである。水素再結合触媒は、水素酸化物質、例えばＣｕＯ、および活性化物質を含む。活性化物質は、第一活性化成分および第二活性化成分を含む。活性化物質の成分はＰｄ、Ｐｔ、Ｒｕ金属またはそれらの塩でよい。
【０００６】
別の態様では、本発明は、水素酸化物質、および第一活性化成分および第二活性化成分を含む活性化物質を包含する水素再結合触媒を提供するものである。水素再結合触媒は、活性化物質としてＰｄ、Ｐｔ、Ｒｕ金属またはそれらの塩、および水素酸化物質としてＣｕＯを含むことができる。
【０００７】
水素再結合触媒は、好ましくは、１日あたり、水素再結合触媒１グラムあたり少なくとも約０．５標準立方センチメートル（ｓｃｃ）の速度で水素を酸化する。水素再結合触媒は、この速度で少なくとも１３０日間水素を酸化することができる。より好ましくは、水素再結合触媒は、この速度で少なくとも２４０日間水素を酸化することができる。
【０００８】
本発明の実施態様は、下記の利点の一つ以上を有することができる。第一活性化物質成分および第二活性化物質成分を含む水素再結合触媒は、ただ１種の活性化物質成分だけを含む水素再結合触媒により得られるＨ２酸化速度に等しい速度で、ただしより低いコストで水素を酸化する。
【０００９】
本発明の一つ以上の実施態様の詳細を、添付の図面を参照しながら、説明すると以下の通りである。本発明の他の特徴、目的および利点は、説明および図面、および請求項から明らかになるであろう。
【００１０】
図１に関して、水素再結合触媒６の一例は、メンブラン１００、水素酸化物質１１０、活性化触媒１２０、および結合剤１３０を含む。水素酸化物質１１０および活性化触媒１２０は、結合剤１３０中に分散され、メンブラン１００によりカプセル収容されている。
【００１１】
水素酸化物質と活性化物質の組合せは、アルカリ電気化学的電池（図２）内部で形成された水素ガス（Ｈ２）を、好ましくはＨ２を酸化して水（Ｈ２Ｏ）にすることにより、吸収する。水素酸化物質はＨ２を酸化し、活性化触媒は、水素酸化物質とＨ２の間の酸化過程の活性化エネルギーを下げ、酸化が起こる速度を増加させる。
【００１２】
通常の温度および圧力で、Ｈ２Ｏは低蒸気圧液体として存在するのに対し、Ｈ２はガスとして存在する。水素再結合触媒がＨ２をＨ２Ｏに酸化すると、Ｈ２ガスを電池中に含むのに必要な占有容積が低下する。例えば、１，０００ｃｃのＨ２占有容積は、酸化されると、液体Ｈ２Ｏの占有容積約０．８ｃｃに転換される。その結果、水素再結合触媒は、電池中のＨ２ガスの占有容積を例えば約１，０００のファクターで減少させることができる。
【００１３】
水素再結合触媒は、好ましくは１日あたり、水素再結合触媒１グラムあたり少なくとも約０．１ｓｃｃ、より好ましくは０．５ｓｃｃ、の速度で水素を酸化する。水素再結合触媒は、好ましくは水素再結合触媒１グラムあたり約０．５ｓｃｃの速度で少なくとも１３０日間、水素を酸化する。より好ましくは、水素再結合触媒１グラムあたり約０．５ｓｃｃの速度で少なくとも２４０日間、水素を酸化する。
【００１４】
水素酸化物質の例には、ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ３、ＭｎＯＯＨ、Ｍｎ３Ｏ４、ＣｕＯ、ＢａＯ２、Ａｇ２Ｏ、ＡｇＯ、ＨｇＯ、ＫＭｎＯ４、リン酸マンガン、三酸化ビスマス、ｍ−ジニトロベンゼン、キノン、およびＡｇＭｎＯ４が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１５】
活性化触媒は、ＶＩＩＩ族の金属、合金または塩からそれぞれ選択された第一成分および第二成分を含む。活性化触媒成分の例には、Ｐｔ、Ｐｄ、またはＲｕ金属、酸化物、塩、またはそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１６】
水素再結合触媒は、例えば、約７５〜約８５重量％の水素酸化物質、約０．０５〜約６重量％の活性化触媒、約１０〜約２０重量％の結合剤、および約１〜約５重量％のカプセル収容材料を含むことができる。好ましくは、水素再結合触媒は、約０．５〜約２重量％の活性化触媒および約８０〜約８５重量％の水素酸化物質を含む。より好ましくは、水素再結合触媒は、約０．０５〜約０．２重量％の第一活性化触媒、例えばＰｔまたはＰｄ金属、それらの酸化物、または塩、および約０．２〜約１．８重量％の第二活性化触媒成分、例えばＲｕ金属、その酸化物、または塩を含む。適当な結合剤材料は、水素、酸素、および水蒸気に対して透過性である。結合剤は、水素酸化物質および活性化触媒の活性表面積を、粉末の、分散していない形態の水素酸化物質および活性化触媒よりも増加させる。粉末形態では、水素酸化物質および活性化触媒は塊または小さな固まりを形成し、これが長期間の水素酸化、すなわち固まりの外側表面が完全に還元された後のＨ２の酸化速度、を抑制することが多い。結合剤材料の例には、無機セメントまたは有機重合体が含まれる。無機セメントの例はポルトランドセメントおよび焼きセッコウを含む。有機重合体の例としてはシリコーン、ポリイソブチレンおよびＥＰゴムシリコーン重合体、例えばＷａｔｅｒｆｏｒｄ， ＮＹ．のＧＥから市販のＧＥ Ｔｙｐｅ ＩＩシリコーンゴム、がある。
【００１７】
水素再結合触媒をカプセル収容する好ましい材料は、Ｈ２、Ｏ２、およびＨ２Ｏ蒸気に対して透過性であるが、金属−空気電池内部の、反応または溶解し、それによって水素再結合触媒の反応性を抑制することがある他の成分、例えば電池電解質中に存在するＫＯＨ、に対しては不透過性である。メンブランも、金属−空気電池、例えばアノード、の水素酸化物質および活性化触媒による汚染を阻止するのが好ましい。適当なメンブラン材料としては、ポリオレフィン、例えばポリエチレン、プラスチック、ゴム、エラストマー、フルオロエラストマーおよびパラフィンワックスがある。他のメンブラン材料には、ポリプロピレン、ポリプロピレン／ポリプロピレン共重合体および混合物、ポリブチレン、およびワックスとポリオレフィンの混合物が挙げられる。カプセル収容材料の厚さを調節し、触媒を構造的に支持し、金属−空気電池の有害内部成分が触媒に入るのを阻止する。水素酸化物質および活性化触媒を含む結合剤の上にカプセル収容メンブランを折り曲げ、開いた縁部を熱密封する。
【００１８】
図２に関して、電池１０（例えばアルカリ電気化学的電池）はカソード１２、アノード１４、水素再結合触媒６，セパレーター１６および円筒形ハウジング１８を含む。電池１０は、集電体２０、密封部２２、および電池の陰性端子として作用する陰性金属トップキャップ２４も含む。カソードはハウジングと接触しており、電池の陽性端子は電池の、陰性端子と反対側の端部にある。電解液は電池１０の全体にわたって配分されている。電池１０は、例えばＡＡ、ＡＡＡ、ＡＡＡＡ、Ｃ、またはＤ電池でよい。
【００１９】
カソード１２は、二酸化マンガン、非膨脹グラファイト粒子および膨脹グラファイト粒子の両方を含む混合物、およびカソード結合剤を含む。
【００２０】
カソードに使用される従来形態の二酸化マンガンのどれでも使用できる。例えば、二酸化マンガンはＥＭＤまたはＣＭＤでよい。二酸化マンガンの流通業者には、Ｋｅｒｒ ＭｃＧｅｅ， Ｃｏ．（Ｔｒｏｎａ Ｄ）、Ｃｈｅｍ Ｍｅｔａｌｓ， Ｃｏ．、Ｔｏｓｏｈ、Ｄｅｌｔａ Ｍａｎｇａｎｅｓｅ、Ｍｉｔｓｕｉ ＣｈｅｍｉｃａｌｓおよびＪＭＣが挙げられる。一般的に、カソードは、例えば８０〜８８重量％、好ましくは８６〜８８重量％、の二酸化マンガンを含むことができる。
【００２１】
炭素粒子は、非膨脹グラファイト粒子および膨脹グラファイト粒子の混合物である。グラファイトは、合成品でも非合成品でも、あるいは合成品と非合成品の混合物でもよい。 非膨脹グラファイト粒子は、好ましくは平均粒子径が約２０ミクロン未満、より好ましくは約２ミクロン〜約１２ミクロン、最も好ましくは約５ミクロン〜約９ミクロン、である。非合成の非膨脹グラファイト粒子は、例えばＢｒａｚｉｌｉａｎ Ｎａｃｉｏｎａｌ ｄｅ Ｇｒａｆｉｔｅ （Ｉｔａｐｅｃｅｒｉｃａ， ＭＧ Ｂｒａｚｉｌ （ＭＰ−０７０２Ｘ）から得ることができる。膨脹グラファイト粒子は、好ましくは平均粒子径が４０ミクロン未満、より好ましくは１８ミクロン〜３０ミクロン、最も好ましくは２４ミクロン〜２８ミクロン、である。膨脹グラファイト粒子は、例えば日本国のＣｈｕｅｔｓｕ Ｇｒａｐｈｉｔｅ Ｗｏｒｋｓ， Ｌｔｄ． （Ｃｈｕｅｔｓｕ ｇｒａｄｅｓ ＷＨ−２０ＡおよびＷＨ−２０ＡＦ）から購入することができる。
【００２２】
カソードは、例えば３〜７重量％、好ましくは４〜６．５重量％、の炭素粒子を含むことができる。一般的に、炭素粒子の２５％〜７５％、または３５％〜６５％、または４０％〜６０％、または４５％〜５５％、が非膨脹グラファイト粒子であり、残りが膨脹グラファイト粒子である。
【００２３】
カソード結合剤の例には、ポリエチレン粉末、ポリアクリルアミド、ポルトランドセメントおよび過フッ化炭化水素樹脂、例えばＰＶＤＦおよびＰＴＦＥ、がある。ポリエチレン結合剤の例は、Ｃｏａｔｈｙｌｅｎｅ ＨＡ−１６８１の商品名で市販されている（Ｈｏｅｃｈｓｔから）。カソードは、例えば０．１〜約１重量％のカソード結合剤を含むことができる。
【００２４】
カソード１２は、他の添加剤を含むことができる。これらの添加剤の例は、例えばここに参考として含める米国特許第５，３４２，７１２号明細書に記載されている。カソード１２は、例えば約０．２重量％〜約２重量％のＴｉＯ２を含むことができる。
【００２５】
電解液もカソード１２全体にわたって配分され、上記および下記の重量百分率は、電解液が配分された後で測定する。
【００２６】
アノード１４は、電池アノードに使用される標準的な亜鉛材料のいずれかで形成することができる。例えば、アノード１４は、亜鉛金属粒子、ゲル化剤、および少量の添加剤、例えばガス発生抑制剤、を含む亜鉛スラリーでよい。さらに、電解液の一部はアノード全体にわたって配分される。
【００２７】
亜鉛粒子は、スラリーアノードに従来から使用されている亜鉛粒子のどれでもよい。亜鉛粒子の例としては、本願の譲受人に譲渡された、ここに参考として含めるＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．０８／９０５，２５４、Ｕ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．０９／１１５，８６７、およびＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．０９／１５６，９１５号各明細書に記載されている。アノードは、例えば６７〜７１重量％の亜鉛粒子を含むことができる。
【００２８】
ゲル化剤の例には、ポリアクリル酸、クラフト化されたデンプン物質、ポリアクリル酸の塩、ポリアクリレート、カルボキシメチルセルロース、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、またはそれらの組合せが挙げられる。その様なポリアクリル酸の例は、Ｃａｒｂｏｐｏｌ ９４０および９３４（Ｂ．Ｆ． Ｇｏｏｄｒｉｃｈから市販）およびＰｏｌｙｇｅｌ ４Ｐ（３Ｖから市販）であり、グラフト化されたデンプンの例はＷａｔｅｒｌｏｃｋ Ａ２２１（Ｇｒａｉｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ， Ｍｕｓｃａｔｉｎｅ， ＩＡから市販）である。ポリアクリル酸塩の例は、Ａｌｃｏｓｏｒｂ Ｇ１（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓから市販）である。アノードは、例えば０．１〜約２重量％のゲル化剤を含むことができる。
【００２９】
ガス発生抑制剤は無機材料、例えばビスマス、スズ、鉛およびインジウム、でよい。あるいは、ガス発生抑制剤は、有機化合物、例えばリン酸エステル、イオン系界面活性剤または非イオン系界面活性剤、でよい。イオン系界面活性剤の例は、例えばここに参考として含める米国特許第４，７７７，１００号明細書に記載されている。
【００３０】
セパレーター１６は、電池セパレーター用の従来のデザインのどれでもよい。ある種の実施態様では、セパレーター１６は、２層の不織、非メンブラン材料から形成され、１層が他方の表面に沿って配置されていることができる。セパレーター１６の体積を最少に抑えながら効率的な電池を与えるために、不織、非メンブラン材料の各層は、坪量が約５４グラム／平方メートル、乾燥時の厚さが約５．４ミル、および濡れた時の厚さが約１０ミルである。これらの実施態様では、セパレーターは好ましくは不織、非メンブラン層間に、メンブラン材料の層または接着剤の層を含まない。一般的に、層は充填材、例えば無機粒子、を実質的な含まなくてよい。
【００３１】
別の実施態様では、セパレーター１６は、不織材料の層と組み合わせたセロハンの層を含む。セパレーターは、不織材料の追加層も含む。セロハン層は、カソード１２またはアノードに隣接させることができる。好ましくは、不織材料は約７８重量％〜約８２重量％のＰＶＡおよび約１８重量％〜約２２重量％のレーヨンおよび微量の界面活性剤を含む。その様な不織材料は、ＰＤＭからＰＡ２５の商品名で市販されている。
【００３２】
電池１０の全体にわたって配分される電解液は、電池に使用される従来の電解液のどれでもよい。典型的には、電解液は水酸化物水溶液である。その様な水酸化物水溶液は、例えば３３〜３８重量％の水酸化カリウムを含む水酸化カリウム溶液、および水酸化ナトリウム溶液を含む。
【００３３】
ハウジング１８は、一次アルカリ電池に一般的に使用される、従来のハウジングのどれでもでよい。ハウジングは、典型的には内側金属壁および外側の非導電性物質、例えば熱収縮し得るプラスチック、を含む。所望により、導電性物質の層を内側壁とカソード１２の間に配置することができる。この層は、内側表面壁に沿って、カソード１２の周囲に沿って、またはその両方で配置することができる。子の導電性層は、例えば炭素質物質から形成することができる。その様な物質には、ＬＢ１０００（Ｔｉｍｃａｌ）、Ｅｃｃｏｃｏａｔ ２５７（Ｗ．Ｒ． Ｇｒａｃｅ ＆ Ｃｏ．）、Ｅｌｅｃｔｒｏｄａｇ １０９（Ａｃｈｅｓｏｎ Ｃｏｌｌｏｉｄｓ Ｃｏｍｐａｎｙ）、Ｅｌｅｃｔｒｏｄａｇ １１２（Ａｃｈｅｓｏｎ）およびＥＢ０００５（Ａｃｈｅｓｏｎ）がある。導電性層を施す方法は、例えばここに参考として含めるカナダ特許第１，２６３，６９７号、に記載されている。
【００３４】
集電体２８は、適当な金属、例えば黄銅、から形成する。密封部３０は、例えばナイロン製でよい。
【００３５】
作動中、アノードで発生した残留Ｈ２ガスは、水素再結合触媒のカプセル収容部材に浸透し、結合剤を通って拡散し、水素酸化物質および活性化触媒により酸化される。特定の理論に捕らわれたくはないが、活性化触媒がＨ２ガスをホモリシスにより２個の水素原子に開裂させると考えられる。次いで、各水素原子は水素酸化物質と接触して還元し、酸素原子との結合を形成し、それによってＨ２からＨ２Ｏへの酸化を完了する。水素再結合触媒により形成されたＨ２Ｏは、例えば電池の電解質で再使用される。
【００３６】
図２ではアルカリ電池のアノード側に配置されている様に示してあるが、水素再結合触媒は電池中の何処に配置してもよい。好ましくは、水素再結合触媒は電池のアノード部分に配置する。
【００３７】
さらに、水素再結合触媒は、結合剤無しに構築する、すなわち、Ｈ２、Ｏ２、およびＨ２Ｏ蒸気透過性メンブランが水素酸化物質および活性化触媒の混合物をカプセル収容することができる。あるいは、水素酸化物質および活性化触媒を混和し、複数の個別の混和した粒子を形成し、それそれを透過性メンブランでカプセル収容することができる。被覆した混和粒子を電池中に、例えば缶の表面上でアノードゲル中に、分散させることができる。個々の混和粒子をカプセル収容する適当な方法には、粒子上にメンブランをスプレー被覆する、沈殿／反応被覆する、蒸着させた後に熱処理するか、またはしない方法が挙げられる。
【００３８】
例
例１
水素再結合触媒６の一例を下記の手順により製造した。めのう乳鉢にＣｕＯ約９８．９重量％、ＰｔＣｌ２約０．１重量％、ＲｕＣｌ３約１重量％、および十分な蒸留水を入れ、粘度の高いペーストを形成させた。得られた混合物をすりつぶし、加熱炉中７１℃で乾燥させた。乾燥した混合物をさらにすりつぶし、塊の無い粉末を形成させた。得られた粉末約２．５ｇをＧＥ ｔｙｐｅ ＩＩシリコーンゴム約０．４ｇおよび石油スピリット３０滴（粘度を下げるため）と混合した得られた混合物を１０等分した。各部分を個別に２．７ミルのポリエチレンフィルム上に置き、加熱炉中５５℃で約３．５時間硬化させた。シートの小さな部分を硬化させた材料の上に折り曲げ、インパルス密封装置で熱密封し、ポリエチレンの封筒を形成させた。過剰のポリエチレンを封筒から切り取り、１０個の封筒のそれぞれを秤量した。水素再結合触媒を清浄にし、触媒を１：１濃縮ＨＣｌ：Ｈ２Ｏ中に浸漬することにより、ポリエチレン封筒の密封部の漏れを検査した。これらの封筒は約１ｃｍｘ１ｃｍｘ０．５ｃｍであった。
【００３９】
水素再結合触媒の水素吸収速度を下記の様にして測定した。予め計量した各封筒をホイルバッグの中に密封した。続いてバッグを排気し、室温で既知量の水素ガスを装填した。触媒により吸収された水素ガスの量、すなわちホイルバッグ中の水素量の変化、を１３０日間、ホイルバッグの浮力を定期的に測定することにより監視した。
【００４０】
水素再結合触媒は水素を、少なくとも１３０日間にわたり、１日あたり、水素再結合触媒１グラムあたり少なくとも約０．５ｃｃ消費した。
【００４１】
他の実施態様も請求項の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【図１】水素再結合触媒の断面を示す図。
【図２】アルカリ電気化学的電池の断面を示す図。
【国際公開パンフレット】
2004502280.tif 000003
2004502280.tif 000004
2004502280.tif 000005
2004502280.tif 000006
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2004502280.tif 000009
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2004502280.tif 000011
2004502280.tif 000012
2004502280.tif 000013
2004502280.tif 000014
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2004502280.tif 000017
2004502280.tif 000018
2004502280.tif 000019
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004502280.tif 000020
2004502280.tif 000021
【国際調査報告】
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