Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2011101374A - Топливный элемент и способ его изготовления, электронное устройство, электрод с фиксированным ферментом и способ его изготовления, водоотталкивающее средство и материал, фиксирующий фермент - Google Patents

Топливный элемент и способ его изготовления, электронное устройство, электрод с фиксированным ферментом и способ его изготовления, водоотталкивающее средство и материал, фиксирующий фермент Download PDF

Info

Publication number
RU2011101374A
RU2011101374A RU2011101374/07A RU2011101374A RU2011101374A RU 2011101374 A RU2011101374 A RU 2011101374A RU 2011101374/07 A RU2011101374/07 A RU 2011101374/07A RU 2011101374 A RU2011101374 A RU 2011101374A RU 2011101374 A RU2011101374 A RU 2011101374A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
fuel cell
enzyme
electrode
cathode
Prior art date
Application number
RU2011101374/07A
Other languages
English (en)
Inventor
Такааки НАГАКАВА (JP)
Такааки НАГАКАВА
Хидеюки КУМИТА (JP)
Хидеюки КУМИТА
Масая КАКУТА (JP)
Масая КАКУТА
Хидеки САКАИ (JP)
Хидеки САКАИ
Хироки МИТА (JP)
Хироки МИТА
Ёсио ГОТО (JP)
Ёсио ГОТО
Original Assignee
Сони Корпорейшн (JP)
Сони Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2008182221A external-priority patent/JP5439757B2/ja
Application filed by Сони Корпорейшн (JP), Сони Корпорейшн filed Critical Сони Корпорейшн (JP)
Publication of RU2011101374A publication Critical patent/RU2011101374A/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/96—Carbon-based electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0234—Carbonaceous material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

1. Топливный элемент, характеризующийся тем, что имеет структуру, в которой катод и анод расположены напротив друг друга, а протонный проводник между ними, ! причем катод и/или анод включает электрод, на котором зафиксирован фермент, и ! внутри электрода имеются поры, ! при этом по меньшей мере часть поверхности электрода обладает водоотталкивающим свойством. ! 2. Топливный элемент по п.1, в котором водоотталкивающее свойство создано путем формирования водоотталкивающего средства на поверхности электрода. ! 3. Топливный элемент по п.2, в котором водоотталкивающее средство содержит, по меньшей мере, водоотталкивающий материал и органический растворитель, который вызывает фазовое разделение с водой. ! 4. Топливный элемент по п.2, в котором водоотталкивающее средство содержит, по меньшей мере, водоотталкивающий материал и органический растворитель, в котором растворимость фермента составляет 10 мг/мл или меньше. ! 5. Топливный элемент по п.3, в котором электрод состоит из пористого материала. ! 6. Топливный элемент по п.5, в котором раствор топлива находится в контакте с частью катода. ! 7. Топливный элемент по п.6, в котором раствор топлива находится в контакте с внешней периферийной поверхностью анода и боковой поверхностью катода. ! 8. Топливный элемент по. п.7, в котором на поверхности катода размещен лист, состоящий из материала, который пропускает воздух, но не пропускает раствор топлива, причем указанная поверхность катода находится напротив протонного проводника. ! 9. Топливный элемент по п.8, в котором протонный проводник состоит из нетканого материала. ! 10. Топливный элемент по п.5, в котором фермент включает оксидоред

Claims (19)

1. Топливный элемент, характеризующийся тем, что имеет структуру, в которой катод и анод расположены напротив друг друга, а протонный проводник между ними,
причем катод и/или анод включает электрод, на котором зафиксирован фермент, и
внутри электрода имеются поры,
при этом по меньшей мере часть поверхности электрода обладает водоотталкивающим свойством.
2. Топливный элемент по п.1, в котором водоотталкивающее свойство создано путем формирования водоотталкивающего средства на поверхности электрода.
3. Топливный элемент по п.2, в котором водоотталкивающее средство содержит, по меньшей мере, водоотталкивающий материал и органический растворитель, который вызывает фазовое разделение с водой.
4. Топливный элемент по п.2, в котором водоотталкивающее средство содержит, по меньшей мере, водоотталкивающий материал и органический растворитель, в котором растворимость фермента составляет 10 мг/мл или меньше.
5. Топливный элемент по п.3, в котором электрод состоит из пористого материала.
6. Топливный элемент по п.5, в котором раствор топлива находится в контакте с частью катода.
7. Топливный элемент по п.6, в котором раствор топлива находится в контакте с внешней периферийной поверхностью анода и боковой поверхностью катода.
8. Топливный элемент по. п.7, в котором на поверхности катода размещен лист, состоящий из материала, который пропускает воздух, но не пропускает раствор топлива, причем указанная поверхность катода находится напротив протонного проводника.
9. Топливный элемент по п.8, в котором протонный проводник состоит из нетканого материала.
10. Топливный элемент по п.5, в котором фермент включает оксидоредуктазу.
11. Топливный элемент по п.10, в котором оксид оредуктаза представляет собой билирубин-оксидазу.
12. Топливный элемент по п.5, в котором фермент зафиксирован на аноде, и фермент включает оксидазу, которая облегчает окисление моносахарида и разлагает моносахарид, причем оксидаза зафиксирована на аноде.
13. Топливный элемент по п.12, в котором фермент, зафиксированный на аноде, включает кофермент оксидазы, который возвращает окисленную форму кофермента, восстановленного в связи с окислением моносахарида, и который доставляет электроны к аноду с помощью электронного переносчика.
14. Электронное устройство, в котором используется один или множество топливных элементов, характеризующееся тем, что
по меньшей мере один из топливных элементов имеет структуру, в которой катод и анод расположены напротив друг друга, а протонный проводник между ними,
причем катод и/или анод включает электрод, на котором зафиксирован фермент, и
внутри электрода имеются поры,
при этом по меньшей мере часть поверхности электрода обладает водоотталкивающим свойством.
15. Электрод с фиксированным ферментом, характеризующийся тем, что
по меньшей мере часть поверхности электрода обладает водоотталкивающим свойством.
16. Водоотталкивающее средство, содержащее, по меньшей мере, водоотталкивающий материал и органический растворитель, который вызывает фазовое разделение с водой.
17. Водоотталкивающее средство, содержащее, по меньшей мере, водоотталкивающий материал и органический растворитель, в котором растворимость фермента составляет 10 мг/мл или меньше.
18. Водоотталкивающее средство по п.16, в котором водоотталкивающий материал является углеродным порошком, а органический растворитель представляет собой метилизобутилкетон, гептан, гексан, толуол, изооктан или диэтиловый эфир,
19. Топливный элемент, характеризующийся тем, что имеет структуру, в которой катод и анод расположены напротив друг друга, а протонный проводник между ними,
при этом на катоде и/или аноде зафиксирован фермент, и
закрепляющий материал для фермента содержит водоотталкивающий материал.
RU2011101374/07A 2008-07-14 2009-06-01 Топливный элемент и способ его изготовления, электронное устройство, электрод с фиксированным ферментом и способ его изготовления, водоотталкивающее средство и материал, фиксирующий фермент RU2011101374A (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-182221 2008-07-14
JP2008182221A JP5439757B2 (ja) 2007-12-07 2008-07-14 燃料電池および電子機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2011101374A true RU2011101374A (ru) 2012-07-20

Family

ID=41557526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011101374/07A RU2011101374A (ru) 2008-07-14 2009-06-01 Топливный элемент и способ его изготовления, электронное устройство, электрод с фиксированным ферментом и способ его изготовления, водоотталкивающее средство и материал, фиксирующий фермент

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2302722A1 (ru)
CN (1) CN102084531A (ru)
RU (1) RU2011101374A (ru)
WO (1) WO2010007833A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5839779B2 (ja) * 2010-04-13 2016-01-06 大阪瓦斯株式会社 ガスセンサ
JPWO2012042903A1 (ja) * 2010-09-30 2014-02-06 パナソニック株式会社 試薬組成物、センサ、センサシステム及びセンサの製造方法
CN113764712B (zh) * 2021-09-09 2023-06-06 南京大学 多孔抗污界面、电池电极、电池及制备方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0721479B2 (ja) * 1987-05-20 1995-03-08 ケンブリッジ ライフ サイエンシズ ピーエルシー 酵素電極及びこれを用いたセンサ、定量分析方法
JPH06188008A (ja) * 1992-04-01 1994-07-08 Toshiba Corp 燃料電池
JP2000133297A (ja) 1998-10-30 2000-05-12 Canon Inc 生体代謝利用発電方法及び電池、並びにこれらに用いる電子メディエーター固定化電極
JP2001023647A (ja) * 1999-07-05 2001-01-26 Asahi Glass Co Ltd 固体高分子型燃料電池及びその電極
JP2003077494A (ja) * 2001-09-06 2003-03-14 Japan Vilene Co Ltd 固体高分子電解質用補強材及びこれを用いた固体高分子電解質補強体
JP2003208905A (ja) * 2002-01-11 2003-07-25 Mikuni Color Ltd 燃料電池用炭素材料及びこれを含有する分散液
JP4300743B2 (ja) 2002-03-22 2009-07-22 株式会社日立製作所 燃料電池
JP5207576B2 (ja) 2002-07-26 2013-06-12 ソニー株式会社 燃料電池、ポータブル電源及び電子機器
JP3746047B2 (ja) * 2002-11-05 2006-02-15 日立マクセル株式会社 液体燃料電池およびそれを用いた発電装置
JP2004293697A (ja) * 2003-03-27 2004-10-21 Tokai Rubber Ind Ltd ウレタン製バンパスプリング
JP4839569B2 (ja) 2003-06-05 2011-12-21 ソニー株式会社 酵素固定化電極およびその製造方法ならびに電極反応利用装置およびその製造方法
JP2005285549A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 固体高分子型燃料電池用の電解質膜
JP2005310613A (ja) 2004-04-23 2005-11-04 Sony Corp 電子機器
JP5044900B2 (ja) 2004-06-07 2012-10-10 ソニー株式会社 燃料電池、電子機器、移動体、発電システム及びコージェネレーションシステム
JP2006049215A (ja) 2004-08-06 2006-02-16 Sony Corp 燃料電池
JP5307316B2 (ja) 2004-08-23 2013-10-02 ソニー株式会社 燃料電池、燃料電池の使用方法、燃料電池用カソード電極、電子機器、電極反応利用装置および電極反応利用装置用電極
JP2006066198A (ja) * 2004-08-26 2006-03-09 Toyota Motor Corp 燃料電池
JP2006156354A (ja) 2004-10-29 2006-06-15 Sony Corp 電子メディエーター、酵素固定化電極、燃料電池、電子機器、移動体、発電システム、コージェネレーションシステムおよび電極反応利用装置
JP4770153B2 (ja) 2004-10-29 2011-09-14 ソニー株式会社 燃料電池
JP2007012281A (ja) 2005-06-28 2007-01-18 Sony Corp 燃料電池、電子機器、移動体、発電システムおよび酵素反応利用装置
JP2007035437A (ja) 2005-07-27 2007-02-08 Sony Corp 多孔体導電材料およびその製造方法ならびに電極およびその製造方法ならびに燃料電池およびその製造方法ならびに電子機器ならびに移動体ならびに発電システムならびにコージェネレーションシステムならびに電極反応利用装置
JP4841194B2 (ja) * 2005-08-05 2011-12-21 旭化成株式会社 燃料電池用高分子電解質膜
JP5011691B2 (ja) 2005-09-20 2012-08-29 ソニー株式会社 燃料電池、電子機器、移動体、発電システムおよびコージェネレーションシステム
JP2007280944A (ja) * 2006-03-15 2007-10-25 Sony Corp 酵素固定化電極およびその製造方法ならびに燃料電池およびその製造方法ならびに電子機器ならびに電極反応利用装置の製造方法
JP2007257983A (ja) * 2006-03-23 2007-10-04 Sony Corp 燃料電池およびその製造方法ならびに燃料電池用負極およびその製造方法ならびに電子機器ならびに電極反応利用装置およびその製造方法ならびに電極反応利用装置用電極およびその製造方法ならびに高出力化剤ならびにメディエータ拡散促進剤
JP5439757B2 (ja) * 2007-12-07 2014-03-12 ソニー株式会社 燃料電池および電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010007833A1 (ja) 2010-01-21
CN102084531A (zh) 2011-06-01
EP2302722A1 (en) 2011-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shitanda et al. High-power lactate/O2 enzymatic biofuel cell based on carbon cloth electrodes modified with MgO-templated carbon
Bollella et al. A glucose/oxygen enzymatic fuel cell based on gold nanoparticles modified graphene screen-printed electrode. Proof-of-concept in human saliva
WO2007084249A3 (en) Direct electron transfer using enzymes in bioanodes, biocathodes, and biofuel cells
Sakai et al. Efficient bioelectrocatalytic CO2 reduction on gas-diffusion-type biocathode with tungsten-containing formate dehydrogenase
WO2008082694A3 (en) Organelles in bioanodes, biocathodes, and biofuel cells
So et al. Gas diffusion bioelectrodes
US20050074663A1 (en) Fuel cell electrode
WO2008088319A3 (en) Anode electrodes for direct oxidation fuel cells and systems operating with concentrated liquid fuel
WO2005093888A3 (en) Immobilized enzymes in biocathodes
JP5751032B2 (ja) 酵素燃料電池
Scott et al. 4.11–Biological and Microbial Fuel Cells
EP1063717A3 (en) Stable and high-performance fuel cell
WO2008139479A4 (en) Photovoltaic cell
Selloum et al. A highly efficient gold/electrospun PAN fiber material for improved laccase biocathodes for biofuel cell applications
JP2004071559A5 (ru)
US11769894B2 (en) Biocell with fuel reservoir
WO2008091330A3 (en) Direct oxidation fuel cells with improved cathode gas diffusion media for low air stoichiometry operation
Galindo et al. Maghemite as a catalyst for glucose oxidation in a microfluidic fuel cell
RU2011101374A (ru) Топливный элемент и способ его изготовления, электронное устройство, электрод с фиксированным ферментом и способ его изготовления, водоотталкивающее средство и материал, фиксирующий фермент
JP6332793B2 (ja) 微生物燃料電池および浮遊体
US9257709B2 (en) Paper-based fuel cell
TW200631228A (en) Passive micro fuel cell
EP2572398B1 (en) Enzyme electrode, and bio fuel cell equipped therewith
EP1179731A3 (en) Galvanic gas sensor with an oxygen reduction counter electrode
TW200740016A (en) Fuel cell

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20140113