粉末、金属空气电池用负极活性物质及制氢装置用反应剂以及粉末的制造方法与流程

本发明涉及粉末、金属空气电池用负极活性物质及制氢装置用反应剂以及粉末的制造方法。

背景技术：

1、铁为廉价且能够稳定地供给的金属，因此正在进行利用下文所示的铁的氧化还原反应的制氢装置及金属空气电池的开发。此处，m为金属铁，mo为氧化铁。

2、m+ h2o→ mo+ h2（释氢、放电）

3、mo+ h2→ m+ h2o（储氢、充电）

4、为了提高上述的氧化还原反应的反应效率，在制氢装置及金属空气电池中，通常使用铁粉作为上述金属铁。

5、对于制氢装置及金属空气电池而言，为了利用上述铁的氧化还原反应而在高的工作温度下使用。但是，在铁粉的比表面积大的情况下，受温度的影响，构成铁粉的铁粒子彼此发生烧结，铁粒子变得粗大化。结果，铁粉的比表面积减小，因此，因反复使用而使得氧化还原反应的反应效率会大幅下降。

6、为了解决上述问题，正在研究防止铁粒子因氧化还原反应的反应热而烧结的方法。

7、例如，专利文献1中，公开了利用在空气电池的工作温度下化学稳定的化合物例如铝或锆的氧化物将粒子状的铁被覆而得的空气电池用负极。

8、专利文献2中公开了一种含氧化铁粒子的粉末，其是对氧化铁添加烧结抑制剂而成的粉末，含有氧化铁粒子与烧结抑制剂聚集而形成的板状粒子。

9、现有技术文献

10、专利文献

11、专利文献1：日本特开2015-216109号公报

12、专利文献2：日本特开2022-15292号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、根据专利文献1、2，据称能够提供即使反复进行氧化还原反应也可维持反应效率（充放电循环特性优异）的空气电池。但是，专利文献1、2中存在以下这样的课题。

3、首先，即使使用专利文献1中公开的空气电池用负极，也仍容易发生因铁的烧结而导致的氧化速度的下降，要求提高在反复进行氧化还原反应时维持反应效率的性能。

4、另外，含铁粉末在用于金属空气电池或制氢装置时，紧密填充于电芯等中，但专利文献2中公开的含氧化铁粒子的粉末在这样的实际使用环境下无法充分维持氧化还原反应的反应效率。

5、本发明是鉴于上述情况而做出的，目的在于提供具有高的反应效率、并且即使反复进行氧化还原反应也能够维持反应效率的粉末。

6、用于解决课题的手段

7、本申请的发明人进行了深入研究，结果发现，通过采用下述构成，可达成上述目的，从而完成了本发明。

8、1. 一种粉末，其包含：

9、氧化铁粒子；和

10、氧化物粒子，

11、前述氧化物粒子以氧化物的形式包含cr及si中的至少一者，

12、前述氧化物粒子的平均粒径为0.5nm以上100nm以下，

13、前述氧化物粒子的最大费雷特直径fmax与最小费雷特直径fmin之比fmax/fmin的平均值为2.0以上，

14、前述氧化物粒子以相对于前述氧化铁粒子而言为20%以上80%以下的平均接触率与前述氧化铁粒子接触而存在。

15、2. 一种金属空气电池用负极活性物质，其使用了前述1所述的粉末。

16、3. 一种制氢装置用反应剂，其使用了前述1所述的粉末。

17、4. 一种前述1所述的粉末的制造方法，其具备：

18、使包含cr及si中的至少一者的化合物附着于氧化铁粉末的附着工序；

19、对前述附着后的粉末实施热处理的热处理工序；和

20、在还原温度：450℃以下的条件下对前述热处理后的粉末实施还原，并对前述还原后的粉末实施氧化的还原氧化工序。

21、5. 前述4所述的粉末的制造方法，其中，前述附着工序为将

22、氧化铁粉末：80mass%以上、以及

23、包含cr及si中的至少一者的氧化物的粉末：3mass%以上进行混合的混合工序。

24、发明的效果

25、根据本发明，能够提供具有高的反应效率、并且即使反复进行氧化还原反应也能够维持反应效率的粉末。

1.一种粉末，其包含：

2.一种金属空气电池用负极活性物质，其使用了权利要求1所述的粉末。

3.一种制氢装置用反应剂，其使用了权利要求1所述的粉末。

4.一种权利要求1所述的粉末的制造方法，其具备：

5.如权利要求4所述的粉末的制造方法，其中，所述附着工序为将