JP 2024-35612 A 2024.3.14(57)【要約】【課題】触媒層等の他の部材との接触抵抗が低く、且つ、気泡の抜けが良く、電解効率に優れた３次元規則骨格を有する電極を提供する。
【解決手段】３次元規則骨格を有する電極１０であって、厚さ方向に複数の貫通孔を有する井型シート層１１と、この井型シート層１１の厚さ方向に積層された直方体
形状格子層１５と、を有し、井型シート層１１の空隙率が２０％以上７０％以下の範囲内とされ、直方体形状格子層１５の空隙率が７０％以上９９％以下の範囲内とされており、井型シート層１１の厚みが１０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内とされ、直方体形状格子層１５の厚みが１００μｍ以上５０００μｍ以下の範囲内とされている。
【選択図】図１

(2)JP 2024-35612 A 2024.3.14【特許請求の範囲】【請求項１】
厚さ方向に複数の貫通孔を有する井型シート層と、この井型シート層の厚さ方向に積層された直方体形状格子層と、を有し、前記井型シート層の空隙率が２０％以上７０％以下の範囲内とされ、前記直方体形状格
子層の空隙率が７０％以上９９％以下の範囲内とされており、
前記井型シート層の厚みが１０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内とされ、前記直方体形状格子層の厚みが１００μｍ以上５０００μｍ以下の範囲内とされていることを特徴とする３次元規則骨格を有する電極。
【請求項２】
前記直方体形状格子層において、骨格径が５０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲内とされ、骨格のピッチが１００μｍ以上５０００μｍ以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載の３次元規則骨格を有する電極。
【請求項３】
アルミニウムまたはアルミニウム合金、銅または銅合金、ステンレス、チタンまたはチタン合金のいずれか一種の金属からなることを特徴とする請求項１に記載の３次元規則骨格を有する電極。
【請求項４】
２
水の電解時における電流密度が２．５Ａ／ｃｍ 以上であることを特徴とする請求項１に記載の３次元規則骨格を有する電極。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の３次元規則骨格を有する電極を備えたことを特徴とする水電解装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の３次元規則骨格を有する電極を備えたことを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】【技術分野】【０００１】
本発明は、３次元規則骨格を有する電極、水電解装置、燃料電池に関するものである。
【背景技術】【０００２】
脱ＣＯ２社会実現に向け、化石エネルギーの代替として、太陽光や風量エネルギーをはじめとする再生可能エネルギーが着目されて久しい。しかしながら、（１）巨大な太陽光や風力発電施設などのエネルギー供給地から、エネルギー消費地である都市部へのエネル
ギー輸送方法、（２）電力網に入れることのできない余剰電力や、電力需要ピークと供給ピークの時間差に起因する電力ロス、など、再生可能エネルギーのさらなる普及には多くの課題がある。解決に向けた一策として、余剰の再生可能エネルギーから得られる電気エネルギーを、水電解装置にて化学エネルギー（化合物）に変換し、化石代替エネルギーとして利用する方法が検討されている。水素やメチルシクロヘキサンがその化合物として有名である。
【０００３】
水電解装置を高効率化するためには、電極・触媒・イオン伝導体の３相界面面積を増やすことが重要である。一般的な触媒層は平面構造であるため、３相界面を増やすためには、平板電極を用いることが望ましい。しかしながら例えば水電解装置のアノードでは、水の電解により生成した酸素気泡が３相界面を被覆することにより、原料の水の供給が阻害
され抵抗が低下する。酸素気泡を３相界面から効率よく離脱させるためには、高気孔率な
金属多孔質体を電極として用いることが望ましい。３相界面の面積の最大化と気泡の脱離促進というトレードオフの関係を改善し、電解効率の向上が可能な電極構造の開発が行わ
れている。

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JP 2024-35612 A 2024.3.14【０００４】
電極としては、例えば特許文献１に開示されているように、平板に緻密な貫通孔を設けた電極が開発されている。この構造は、触媒層との接触面積が大きく、広い３相界面を有するが、気泡の抜け性が低い。
また、特許文献２には、チタン粒子を焼結させることで作製した電極が提案されているが、気泡の抜け性に課題がある。
【０００５】
これら課題を解決する手法として、近年では、金属粉末を原料とする積層造形技術が着目されている。
例えば、特許文献３，４では、電子ビームをエネルギー源として、金属粉末を溶融して積層造形することにより、燃料電池向けのセパレータを開発する技術が公開されている。
【先行技術文献】【特許文献】【０００６】【特許文献１】特開２０１９−１３７８９１号公報【特許文献２】特許第６４８５９６７号公報【特許文献３】特開２０２１−１０８２５０号公報【特許文献４】特開２０２１−１０８２５１号公報【発明の概要】【発明が解決しようとする課題】【０００７】
ところで、電解装置の電極においては、多孔質体の気孔径が重要となる。電極の気孔径が大きすぎると触媒層等の他の部材との接触抵抗が大きくなり、電解効率が低下してしまう。一方、電極の気孔径が小さすぎると気泡の抜けが悪くなり、やはり、電解効率が低下してしまう。
ここで、特許文献３，４に記載されたように、電子ビームやレーザーをエネルギー源として用いた場合、金属粉末原料の溶融範囲の制御が難しく、気孔を精度良く形成することができなかった。特に、電極として重要な１００μｍオーダーの比較的小径の気孔を周期的に造形することは非常に困難であった。
【０００８】
本発明は、以上のような事情を背景としてなされたものであって、触媒層等の他の部材との接触抵抗が低く、且つ、気泡の抜けが良く、電解効率に優れた３次元規則骨格を有す
る電極、この３次元規則骨格構造を有する電極を備えた水電解装置、燃料電池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】【０００９】
このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明の態様１の３次元規則骨格を有する電極は、厚さ方向に複数の貫通孔を有する井型シート層と、この井型シート
層の厚さ方向に積層された直方体形状格子層と、を有し、前記井型シート層の空隙率が２０％以上７０％以下の範囲内とされ、前記直方体形状格子層の空隙率が７０％以上９９％以下の範囲内とされており、前記井型シート層の厚みが１０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内とされ、前記直方体形状格子層の厚みが１００μｍ以上５０００μｍ以下の範囲内とされていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の態様１の３次元規則骨格を有する電極によれば、厚さ方向に複数の貫通孔を有する井型シート層と、この井型シート層の厚さ方向に積層された直方体形状格子層と、を有しているので、流路構造と給電体構造とが一体化されており、接触抵抗が低く、かつ、
気泡の抜けが良くなり、電解効率を大幅に向上させることが可能となる。
そして、井型シート層の厚みが１０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内とされているので、直方体形状格子層を支持する強度を確保でき、かつ、気泡の抜けを良くすることができ

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る。また、直方体形状格子層の厚みが１００μｍ以上５０００μｍ以下の範囲内とされているので、井型シート層および直方体形状格子層での気泡の抜けを良くすることができる。
また、前記井型シート層の空隙率が２０％以上７０％以下の範囲内とされているので、直方体形状格子層を支持する面積を確保でき、かつ、気泡の抜けを良くすることができる。また、直方体形状格子層の空隙率が７０％以上９９％以下の範囲内とされているので、直方体形状格子層の強度を確保できるとともに、直方体形状格子層での気泡の抜けを良くすることができる。
【００１１】
本発明の態様２は、態様１の３次元規則骨格を有する電極において、前記直方体形状格子層において、骨格径が５０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲内とされ、骨格のピッチが１００μｍ以上５０００μｍ以下の範囲内とされていることを特徴としている。
本発明の態様２の３次元規則骨格を有する電極によれば、前記直方体形状格子層において、骨格径が５０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲内とされているので、強度を十分に確保することができるとともに、微細な周期構造となり、触媒等の他の部材との接触面積を確保することが可能となる。
また、前記直方体形状格子層において、骨格のピッチが１００μｍ以上５０００μｍ以下の範囲内とされているので、直方体形状格子層の強度を確保できるとともに、直方体形状格子層における気泡の抜けをさらに良くすることができる。
【００１２】
本発明の態様３は、態様１または態様２の３次元規則骨格を有する電極において、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銅又は銅合金、ステンレス、チタンまたはチタン合金のいずれか一種の金属からなることを特徴としている。
本発明の態様３の３次元規則骨格を有する電極によれば、アルミニウムまたはアルミニ
ウム合金、銅又は銅合金、ステンレス、チタンまたはチタン合金のいずれか一種の金属で構成されているので、導電性、耐食性等の要求特性に応じた３次元規則骨格を有する電極を提供することができる。
【００１３】
本発明の態様４は、態様１から態様３のいずれかひとつの３次元規則骨格を有する電極２において、水の電解時における電流密度が２．５Ａ／ｃｍ 以上であることを特徴としている。
本発明の態様４の３次元規則骨格を有する電極によれば、水の電解時における電流密度２が２．５Ａ／ｃｍ 以上であるので、電極としての特性に優れている。
【００１４】
本発明の態様５の水電解装置は、態様１から態様４のいずれかひとつの３次元規則骨格構造を有する電極を備えたことを特徴とする。
本発明の態様５の水電解装置によれば、上述の３次元規則骨格構造を有する電極を備えているので、他の部材との接触抵抗が低く、且つ、気泡の抜けが良くなり、効率良く安定して水電解装置を稼働させることが可能となる。
【００１５】
本発明の態様６の燃料電池は、態様１から態様４のいずれかひとつの３次元規則骨格構
造を有する電極を備えたことを特徴とする。
本発明の態様６の燃料電池によれば、上述の３次元規則骨格構造を有する電極を備えているので、他の部材との接触抵抗が低く、且つ、気泡の抜けが良くなり、効率良く安定して燃料電池を稼働させることが可能となる。
【発明の効果】【００１６】
本発明によれば、触媒層等の他の部材との接触抵抗が低く、且つ、気泡の抜けが良く、電解効率に優れた３次元規則骨格を有する電極、この３次元規則骨格構造を有する電極を備えた水電解装置、燃料電池を提供することができる。

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JP 2024-35612 A 2024.3.14【図面の簡単な説明】【００１７】【図１】本発明の実施形態である３次元規則骨格を有する電極の一例を示す説明図である。
【図２】図１に示す３次元規則骨格を有する電極の製造方法の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】【００１８】
以下に、本発明の実施形態である３次元規則骨格を有する電極について、添付した図面を参照して説明する。
【００１９】
本実施形態である３次元規則骨格を有する電極１０は、例えば、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）のカソード電極、水電解装置のアノード電極、リチウムイオン電池やリチウ
ムイオンキャパシタ向け電極材として使用されるものである。
【００２０】
本実施形態である３次元規則骨格を有する電極１０は、３次元規則骨格構造を有しており、図１に示すように、厚さ方向に複数の貫通孔を有する井型シート層１１と、この厚さ方向に積層された直方体形状格子層１５と、を備えている。
本実施形態においては、図１に示すように、井型シート層１１は、ＸＹ平面に沿って延在しており、Ｚ軸方向に貫通する貫通孔が形成されている。
そして、本実施形態では、直方体形状格子層１５は、ＸＹ平面で正方形の骨格を持ち、井型シート層１１のＺ軸方向上部に積層されている。
【００２１】
そして、井型シート層１１の空隙率Ｎ１が２０％以上７０％以下の範囲内とされ、井型
シート層１１の厚みｔ１（Ｚ方向厚さ）が１０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内とされている。
なお、井型シート層１１の空隙率Ｎ１は、以下の式で算出される。
Ｎ１（％）＝（１−（Ｗ１／（Ｖ１×Ｄ１Ｔ）））×１００
Ｗ１：井型シート層１１の質量（ｇ）
３
Ｖ１：井型シート層１１の体積（ｃｍ ）３
Ｄ１Ｔ：井型シート層１１を構成する金属の真密度（ｇ／ｃｍ ）【００２２】
また、直方体形状格子層１５の空隙率Ｎ２が７０％以上９９％以下の範囲内とされ、直方体形状格子層１５の厚みｔ２（Ｚ方向厚さ）が１００μｍ以上５０００μｍ以下の範囲内とされている。
なお、直方体形状格子層１５の空隙率Ｎ２は、以下の式で算出される。
Ｎ２（％）＝（１−（Ｗ２／（Ｖ２×Ｄ２Ｔ）））×１００
Ｗ２：直方体形状格子層１５の質量（ｇ）
３
Ｖ２：直方体形状格子層１５の体積（ｃｍ ）３
Ｄ２Ｔ：直方体形状格子層１５を構成する金属の真密度（ｇ／ｃｍ ）【００２３】
ここで、本実施形態である３次元規則骨格を有する電極１０においては、直方体形状格子層１５において、骨格径が５０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲内とされ、骨格のピッチが１００μｍ以上５０００μｍ以下の範囲内とされていることが好ましい。
【００２４】
なお、本実施形態である３次元規則骨格を有する電極１０においては、アルミニウムまたはアルミニウム合金、ステンレス、チタンまたはチタン合金のいずれか一種の金属からなることが好ましい。
また、本実施形態である３次元規則骨格を有する電極１０においては、水の電解時にお２ける電流密度が２．５Ａ／ｃｍ 以上であることが好ましい。

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さらに、井型シート層１１の貫通孔の内径は、１０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内であることが好ましい。
【００２５】
以下に、本実施形態である３次元規則骨格を有する電極１０の製造方法について、図２のフロー図を参照して説明する。
【００２６】（金属粉準備工程Ｓ０１）
まず、３次元規則骨格を有する電極１０を構成する金属からなる金属粉を準備する。本
実施形態では、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銅または銅合金、ステンレス、チタンまたはチタン合金のいずれか一種の金属からなる金属粉を準備する。
ここで、金属粉は、その体積基準の平均粒径が１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内であることが好ましい。
【００２７】（積層成形工程Ｓ０２）
次に、上述の成形原料を用いて、バインダージェット方式の積層造形法により、３次元
規則骨格構造を有する成形体を積層成形する。
ここで、バインダージェット方式の積層造形法においては、造形時に金属粉末の溶融を伴わないため、高精細な造形が可能となる特徴がある。
【００２８】（脱脂工程Ｓ０３）
次に、バインダージェット方式の積層造形法によって成形された成形体を脱脂処理し、バインダーを除去する。脱脂条件（加熱温度、保持時間等）は、用いたバインダーの材質によって適宜設定することが好ましい。
【００２９】（焼結工程Ｓ０４）
次に、脱脂処理した成形体を焼結する。焼結条件（雰囲気、焼結温度、焼結時間等）は、金属粉の材質によって適宜設定することが好ましい。
焼結工程Ｓ０４によって、金属粉同士を焼結することにより、本実施形態である３次元
規則骨格を有する電極１０が製造されることになる。
【００３０】
以上のような構成とされた本実施形態である３次元規則骨格を有する電極１０によれば、厚さ方向に複数の貫通孔を有する井型シート層１１と、この井型シート層１１の厚さ方向に積層された直方体形状格子層１５と、を有しているので、流路構造と給電体構造とが一体化されており、他の部材との接触抵抗が低くなるとともに、気泡の抜けが良くなり、電解効率を大幅に向上させることが可能となる。
【００３１】
そして、井型シート層１１の厚みｔ１が１０μｍ以上５００μｍ以下とされているので、直方体形状格子層１５を支持する強度を確保することができる。一方、井型シート層１１の厚みｔ２が５００μｍ以下とされているので、気泡の抜けを良くすることができる。
なお、井型シート層１１の厚みｔ１の下限は２０μｍ以上とすることが好ましく、３０μｍ以上とすることがより好ましい。一方、井型シート層１１の厚みｔ１の上限は４００μｍ以下とすることが好ましく、３００μｍ以下とすることがより好ましい。
【００３２】
直方体形状格子層１５の厚みｔ２が１００μｍ以上とされているので、井型シート層１
１での気泡の抜けを良くすることができる。一方、直方体形状格子層１５の厚みｔ２が５０００μｍ以下とされているので、直方体形状格子層１５での気泡の抜けを良くすることができる。
なお、直方体形状格子層１５の厚みｔ２の下限は２００μｍ以上とすることが好ましく、３００μｍ以上とすることがより好ましい。一方、直方体形状格子層１５の厚みｔ２の上限は４０００μｍ以下とすることが好ましく、３０００μｍ以下とすることがより好ま

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しい。
【００３３】
井型シート層１１の空隙率Ｎ１が２０％以上とされているので、井型シート層１１での気泡の抜けを良くすることができる。一方、井型シート層１１の空隙率Ｎ１が７０％以下とされているので直方体形状格子層１５を支持する面積を確保することができる。
なお、井型シート層１１の空隙率Ｎ１の下限は２５％以上とすることが好ましく、３０％以上とすることがより好ましい。一方、井型シート層１１の空隙利率Ｎ１の上限は６０％以下とすることが好ましく、５０％以下とすることがより好ましい。
【００３４】
直方体形状格子層１５の空隙率Ｎ２が７０％以上とされているので、直方体形状格子層
１５での気泡の抜けを良くすることができる。一方、直方体形状格子層１５の空隙率Ｎ２が９５％以下とされているので、直方体形状格子層１５の強度を確保することができる。
なお、直方体形状格子層１５の空隙率Ｎ２の下限は７５％以上とすることが好ましく、８０％以上とすることがより好ましい。一方、直方体形状格子層１５の空隙利率Ｎ２の上
限は９８％以下とすることが好ましく、９７％以下とすることがより好ましい。
【００３５】
本実施形態である３次元規則骨格を有する電極１０において、直方体形状格子層１５の骨格径が５０μｍ以上とされている場合には、強度を十分に確保することができる。一方、直方体形状格子層１５の骨格径が１０００μｍ以下とされている場合には、微細な周期構造となり、触媒等の他の部材との接触面積を確保することが可能となる。
なお、骨格径の下限は６０μｍ以上であることがより好ましく、７０μｍ以上であることがさらに好ましい。一方、骨格径の上限は９００μｍ以下であることがより好ましく、
８００μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００３６】
本実施形態である３次元規則骨格を有する電極１０において、直方体形状格子層１５における骨格のピッチが１００μｍ以上とされている場合には、強度を十分に確保することができる。一方、直方体形状格子層１５における骨格のピッチが５０００μｍ以下とされている場合には、微細な周期構造として、他の部材との接触面積を確保することができる。
なお、直方体形状格子層１５における骨格のピッチの下限は１５０μｍ以上であることがより好ましく、２００μｍ以上であることがさらに好ましい。一方、直方体形状格子層１５における骨格のピッチの上限は４５００μｍ以下であることがより好ましく、４０００μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００３７】
また、本実施形態である３次元規則骨格を有する電極１０が、アルミニウムまたはアルミニウム合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銅又は銅合金、ステンレス、チタンまたはチタン合金のいずれか一種の金属で構成されている場合には、導電性、耐食性等の要求特性に応じた３次元規則骨格を有する電極を提供することができる。
さらに、本実施形態である３次元規則骨格を有する電極１０において、水の電解時にお２ける電流密度が２．５Ａ／ｃｍ 以上である場合には、電極としての特性に優れている。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【実施例】【００３９】
以下に、本発明の効果を確認すべく行った確認実験の結果について説明する。
【００４０】（本発明例１−５）
まず、表１に示す金属からなる金属粉を平均粒径３０μｍとなるように篩分することで成形原料を調製した。

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こ の 成 形 原 料 を 用 い て 、 バ イ ン ダ ー ジ ェ ッ ト 方 式 の ３ Ｄ プ リ ン タ （ DigitalMetal社 製 DM
P2500） に よ っ て 、 井 型 シ ー ト 層 お よ び 直 方 体 形 状 格 子 層 を 積 層 造 形 し 、 ２ ５ ０ ℃ で バ イ
ンダーを硬化させることで３次元規則骨格構造の成形体を得た。
【００４１】
得られた成形体を脱脂処理（加熱温度：４００℃、保持時間：２時間）し、その後、焼結処理を実施し、３次元規則骨格を有する電極を製造した。なお、アルミニウム粉の場合
は、焼結温度を６５０℃、保持時間を５時間とし、銅粉の場合は、焼結温度を１０００℃、保持時間を５時間とし、ＳＵＳ粉の場合は、焼結温度を１３００℃、保持時間を５時間とし、チタン粉の場合は、焼結温度を１２００℃、保持時間を２時間とした。
【００４２】（比較例１）
まず、原料粉末として、平均粒径：１５μｍの水素化チタン粉末および平均粒径：１０μｍの純チタン粉末を用意した。さらに、水溶性樹脂結合剤としてメチルセルロースを用意し、有機溶剤としてネオペンタン、ヘキサンおよびブタンを用意し、可塑剤としてグリ
セリンおよびエチレングリコールを用意し、溶媒として水を用意し、さらに界面活性剤としてアルキルベンゼンスルホン酸塩を用意した。
【００４３】
先に用意した水素化チタン粉末、水溶性樹脂結合剤としてのメチルセルロース、有機溶剤としてのネオペンタン、ヘキサンおよびヘプタン、可塑剤としてのグリセリンおよびエ
チレングリコール、溶媒としての水を配合し、必要に応じて界面活性剤としてのアルキル
ベンゼンスルホン酸塩を添加して１５分間混練し、チタン含有スラリーを作製した。
【００４４】
得られたチタン含有スラリーを用いて、ブレードギャップ：０．４ｍｍでドクターブレード法により、ジルコニア製板の上にスラリー層を成形した。
このスラリー層をジルコニア製板の上に載せたまま高温・高湿度槽に供給し、そこで温度：４０℃ 、湿度：９０％ 、２０分間保持の条件で発泡させたのち、温度：８０℃ 、
１５分間保持の条件の温風乾燥を行い、グリーンシート成形体を作製した。
そして、グリーンシート成形体を脱脂処理し、１１７０℃、１０時間保持の条件で焼結を行い、発泡チタンシート材を得た。
【００４５】（比較例２）
骨格径２０μｍ、気孔率８０％、厚み５００μｍの繊維焼結体（市販品）を準備した。
【００４６】（空隙率）
本発明例１−５の井型シート層および直方体形状格子層の空隙率Ｎ、比較例１，２のシート材の空隙率Ｎを、以下のようにして算出した。
Ｎ（％）＝（１−（Ｗ／（Ｖ×ＤＴ）））×１００
Ｗ：質量（ｇ）
３
Ｖ：体積（ｃｍ ）３
ＤＴ：構成する金属の真密度（ｇ／ｃｍ ）【００４７】（骨格径、厚み、骨格のピッチ）本発明例１−５の直方体形状格子層の骨格径および骨格のピッチと井形シート層及び直方 体 形 状 格 子 層 の 厚 み を 、 Ｘ 線 Ｃ Ｔ 測 定 （ 装 置 名 ： SMX1000、 SHIMAZU株 式 会 社 製 ） に よ って測定した。
測 定 後 の デ ー タ は 解 析 ソ フ ト （ VG studio max 3.2） を 用 い て 、 金 属 部 材 の ３ 次 元 画 像
データを得た。この３次元画像データを、厚み方向に５０μｍ間隔で切り出した２次元画
像 （ 面 積 は ３ ． ５ ｍ ｍ × ３ ． ５ ｍ ｍ の 範 囲 ） に 対 し て 、 ２ 値 化 処 理 （ 画 像 解 析 ソ フ ト WinROOF(三 谷 商 事 株 式 会 社 )を 用 い た 。 自 動 ２ 値 化 → 判 別 分 析 法 → し き い 値 ： 54-255の 条 件 を指定し、縮退処理の操作を２度行い、計測する。）を施して、金属部材における骨格径お

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よび骨格のピッチと井形シート層及び直方体形状格子層の厚みを算出した。
【００４８】（水の電解時における電流密度）
本発明例１−５および比較例１，２の電極について、以下のようにして、水の電解時における電流密度を評価した。
本発明例１−５および比較例１，２の電極を１ｃｍ角に切り出し、物理蒸着法にて、Ｐｔめっき（めっき厚：０．５μｍ以上）を施した。これを、アノード電極とした。
カソード電極として、厚み３００μｍのカーボンペーパーを用いた。触媒として、アノード側には酸化イリジウム粉末、カソード側にはＰｔＲｕ粉末を用いた。イオン交換膜とし て 、 Nafion115（ DuPont製 ） を 用 い た 。
水電解セルに、セル締結圧２ＭＰａの条件で組み込み、純水を共有し、温度８０℃、電解電圧２．５Ｖの条件で電流密度を測定した。
【００４９】【表１】【００５０】
発泡金属からなる比較例１、および、繊維焼結体からなる比較例２においては、水の電

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JP 2024-35612 A 2024.3.14２解時における電流密度が２．４Ａ／ｃｍ と低くなった。
これに対して、井型シート層と直方体形状格子層とを積層造形した本発明例１−５にお
２
いては、水の電解時における電流密度が２．５Ａ／ｃｍ 以上と高くなった。
【００５１】
以上の確認実験の結果から、本発明例によれば、触媒層等の他の部材との接触抵抗が低く、且つ、気泡の抜けが良く、電解効率に優れた３次元規則骨格を有する電極を提供可能であることが確認された。
【符号の説明】【００５２】
１０ ３次元規則骨格を有する電極
１１ 井型シート層
１５ 直方体形状格子層

【図１】

【図２】

10

(11)

JP 2024-35612 A 2024.3.14

̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶
フロントページの続き(51)Int.Cl.

ＦＩ

テーマコード（参考）

Ｈ０１Ｍ

4/02

(2006.01)

Ｈ０１Ｍ

Ｈ０１Ｍ

4/02

Ｚ

4/13

(2010.01)

Ｈ０１Ｍ

4/13

Ｈ０１Ｇ 11/70(2013.01)

Ｈ０１Ｇ

11/70

Ｈ０１Ｇ 11/68(2013.01)

Ｈ０１Ｇ

11/68

Ｈ０１Ｇ

9/052

(2006.01)

Ｈ０１Ｇ

9/052

５００

Ｈ０１Ｍ

8/10

(2016.01)

Ｈ０１Ｍ

8/10

１０１

Ｈ０１Ｍ

4/66

(2006.01)

Ｈ０１Ｍ

4/66

(72)発明者 佐野

５Ｈ０５０
５Ｈ１２６

Ａ

陽祐

埼玉県さいたま市大宮区北袋町一丁目６００番地

三菱マテリアル株式会社

イノベーションセン

三菱マテリアル株式会社

イノベーションセン

三菱マテリアル株式会社

イノベーションセン

ター内(72)発明者 大森信一

埼玉県さいたま市大宮区北袋町一丁目６００番地
ター内(72)発明者 加藤純

埼玉県さいたま市大宮区北袋町一丁目６００番地
ター内(72)発明者 光島重徳

神奈川県横浜市保土ケ谷区常盤台７９番１号(72)発明者 黒田

神奈川県横浜市保土ケ谷区常盤台７９番１号(72)発明者 長澤

国立大学法人横浜国立大学内義之
国立大学法人横浜国立大学内

兼作

神奈川県横浜市保土ケ谷区常盤台７９番１号

国立大学法人横浜国立大学内

Ｆターム(参考) 4K011 AA11

AA15

4K021 AA01

BA02

5E078 AB06

FA07

FA12 FA13FA25

5H017 AA03

AS01

CC05 DD08

EE01

EE04

EE05

5H018 AA06

AS03

EE02 EE10

HH01

HH03

HH04

5H050 AA12

BA17

DA06 DA07

DA08

FA09

FA10

5H126 BB06

AA17 DA01

HH02

HH03

HH10

HA03

HA04

HA09

HA17