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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023012929
(43)【公開日】2023-01-26
(54)【発明の名称】コンクリートデバイスおよび電子機器
(51)【国際特許分類】
H01M 12/06 20060101AFI20230119BHJP
H01M 4/90 20060101ALI20230119BHJP
【ＦＩ】
H01M12/06 G
H01M12/06 F
H01M4/90 Y
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021116695
(22)【出願日】2021-07-14
(71)【出願人】
【識別番号】000173809
【氏名又は名称】一般財団法人電力中央研究所
(71)【出願人】
【識別番号】520114030
【氏名又は名称】ＡＺＵＬ Ｅｎｅｒｇｙ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001357
【氏名又は名称】弁理士法人つばさ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小野 新平
(72)【発明者】
【氏名】藪 浩
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 晃寿
【テーマコード（参考）】
5H018
5H032
【Ｆターム（参考）】
5H018AA10
5H018EE03
5H018EE12
5H018EE16
5H018HH05
5H032AA01
5H032AS01
5H032AS02
5H032AS03
5H032AS12
5H032BB09
5H032EE01
5H032EE02
5H032EE14
5H032EE15
5H032EE17
5H032EE18
5H032HH01
5H032HH10
(57)【要約】
【課題】デバイスの特性を向上させることが可能なコンクリートデバイス等を提供する。
【解決手段】コンクリートデバイス１は、電解質としてのコンクリートを含むと共に、互いに対向する一対の端面を有するコンクリート層１０と、このコンクリート層１０における一対の端面のうち、一方の端面側に配置された電極１１１と、コンクリート層１０における一対の端面のうち、一方または他方の端面側に配置された電極１１２と、を備えている。電極１１２は、酸素還元触媒を含む空気極である。
【選択図】図１
【解決手段】コンクリートデバイス１は、電解質としてのコンクリートを含むと共に、互いに対向する一対の端面を有するコンクリート層１０と、このコンクリート層１０における一対の端面のうち、一方の端面側に配置された電極１１１と、コンクリート層１０における一対の端面のうち、一方または他方の端面側に配置された電極１１２と、を備えている。電極１１２は、酸素還元触媒を含む空気極である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電解質としてのコンクリートを含むと共に、互いに対向する一対の端面を有するコンクリート層と、
前記コンクリート層における前記一対の端面のうち、一方の端面側に配置された第１の電極と、
前記コンクリート層における前記一対の端面のうち、一方または他方の端面側に配置された第２の電極と
を備え、
前記第２の電極は、酸素還元触媒を含む空気極である
コンクリートデバイス。
前記コンクリート層における前記一対の端面のうち、一方の端面側に配置された第１の電極と、
前記コンクリート層における前記一対の端面のうち、一方または他方の端面側に配置された第２の電極と
を備え、
前記第２の電極は、酸素還元触媒を含む空気極である
コンクリートデバイス。
【請求項2】
前記酸素還元触媒は、以下の式（１）又は（２）で表される、金属錯体又はその付加体及び導電性材料を含む
請求項１に記載のコンクリートデバイス。
（式中、
Ｍは鉄原子、マンガン原子、ニッケル原子、銅原子、亜鉛原子又はコバルト原子であり、
Ｄ1からＤ28は、それぞれ独立に、窒素原子、硫黄原子又は炭素原子であり、
Ｄ1からＤ28が炭素原子である場合、前記炭素原子は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルスルホニル基、アルコキシ基又はアルキルチオ基が結合していてもよい。
ただし、前記式（１）において、Ｄ1からＤ16のうち炭素原子が８個以下である場合、
該炭素原子のうちの少なくとも１つにハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルスルホニル基、アルコキシ基又はアルキルチオ基が結合しているか、或いは
前記式（１）の金属錯体は付加体を形成している。）
請求項１に記載のコンクリートデバイス。
【化1】
Ｍは鉄原子、マンガン原子、ニッケル原子、銅原子、亜鉛原子又はコバルト原子であり、
Ｄ1からＤ28は、それぞれ独立に、窒素原子、硫黄原子又は炭素原子であり、
Ｄ1からＤ28が炭素原子である場合、前記炭素原子は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルスルホニル基、アルコキシ基又はアルキルチオ基が結合していてもよい。
ただし、前記式（１）において、Ｄ1からＤ16のうち炭素原子が８個以下である場合、
該炭素原子のうちの少なくとも１つにハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルスルホニル基、アルコキシ基又はアルキルチオ基が結合しているか、或いは
前記式（１）の金属錯体は付加体を形成している。）
【請求項3】
Ｄ1からＤ16が、窒素原子又は炭素原子である
請求項２に記載のコンクリートデバイス。
請求項２に記載のコンクリートデバイス。
【請求項4】
Ｄ17からＤ28が、硫黄原子又は炭素原子である
請求項２または請求項３に記載のコンクリートデバイス。
請求項２または請求項３に記載のコンクリートデバイス。
【請求項5】
以下の式で表される
請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載のコンクリートデバイス。
請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載のコンクリートデバイス。
【化2】
【化3】
【化4】
【化5】
【化6】
【請求項6】
前記金属錯体が、前記金属錯体又はその付加体と前記導電性材料との合計量１００質量％に対して、７５質量％以下の量で含まれる
請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載のコンクリートデバイス。
請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載のコンクリートデバイス。
【請求項7】
前記導電性材料が、カルボキシル基を含有する
請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載のコンクリートデバイス。
請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載のコンクリートデバイス。
【請求項8】
前記カルボキシル基が、前記導電性材料１００質量％に対して、２０質量％以下で含有される
請求項７に記載のコンクリートデバイス。
請求項７に記載のコンクリートデバイス。
【請求項9】
前記酸素還元触媒は、二酸化マンガン、白金またはカーボンアロイを含む
請求項１に記載のコンクリートデバイス。
請求項１に記載のコンクリートデバイス。
【請求項10】
前記コンクリート層と前記第１の電極との間、および、前記コンクリート層と前記第２の電極との間にそれぞれ、ハイドロジェル層またはイオンジェル層により構成された１または複数のジェル層を、更に備えた
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のコンクリートデバイス。
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のコンクリートデバイス。
【請求項11】
前記コンクリート層における前記コンクリートが、生コンクリート、または、固化したコンクリートである
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のコンクリートデバイス。
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のコンクリートデバイス。
【請求項12】
前記第１の電極が負極として機能すると共に前記第２の電極が正極として機能するコンクリート電池、または、前記コンクリート層における塩濃度を検知する塩濃度センサとして構成されている
請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のコンクリートデバイス。
請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のコンクリートデバイス。
【請求項13】
１または複数のコンクリートデバイスを備え、
前記コンクリートデバイスは、
電解質としてのコンクリートを含むと共に、互いに対向する一対の端面を有するコンクリート層と、
前記コンクリート層における前記一対の端面のうち、一方の端面側に配置された第１の電極と、
前記コンクリート層における前記一対の端面のうち、一方または他方の端面側に配置された第２の電極と
を備え、
前記第２の電極は、酸素還元触媒を含む空気極である
電子機器。
前記コンクリートデバイスは、
電解質としてのコンクリートを含むと共に、互いに対向する一対の端面を有するコンクリート層と、
前記コンクリート層における前記一対の端面のうち、一方の端面側に配置された第１の電極と、
前記コンクリート層における前記一対の端面のうち、一方または他方の端面側に配置された第２の電極と
を備え、
前記第２の電極は、酸素還元触媒を含む空気極である
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、コンクリート層を有するコンクリートデバイス、および、そのようなコンクリートデバイスを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
コンクリート層を有するコンクリートデバイスとして、例えば非特許文献１，２に開示されているような、コンクリート電池が提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【非特許文献1】Cement & Concrete Composites 32 (2010)829-839
【非特許文献2】Materials Science and Engineering 96 (2015) 012073
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、このようなコンクリートデバイスでは一般に、デバイスの特性を向上させることが求められている。デバイスの特性を向上させることが可能なコンクリートデバイス、および、そのようなコンクリートデバイスを備えた電子機器を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスは、電解質としてのコンクリートを含むと共に、互いに対向する一対の端面を有するコンクリート層と、このコンクリート層における一対の端面のうち、一方の端面側に配置された第１の電極と、コンクリート層における一対の端面のうち、一方または他方の端面側に配置された第２の電極と、を備えたものである。上記第２の電極は、酸素還元触媒を含む空気極である。
【0006】
本開示の一実施の形態に係る電子機器は、１または複数の上記本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスを備えたものである。
【0007】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスでは、上記酸素還元触媒が、以下の式（１）又は（２）で表される、金属錯体又はその付加体及び導電性材料を含むようにしてもよい。
【0008】
【化1】
Ｍは鉄原子、マンガン原子、ニッケル原子、銅原子、亜鉛原子又はコバルト原子であり、
Ｄ1からＤ28は、それぞれ独立に、窒素原子、硫黄原子又は炭素原子であり、
Ｄ1からＤ28が炭素原子である場合、前記炭素原子は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルスルホニル基、アルコキシ基又はアルキルチオ基が結合していてもよい。
ただし、前記式（１）において、Ｄ1からＤ16のうち炭素原子が８個以下である場合、
該炭素原子のうちの少なくとも１つにハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルスルホニル基、アルコキシ基又はアルキルチオ基が結合しているか、或いは
前記式（１）の金属錯体は付加体を形成している。）
【0009】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスでは、上記したＤ1からＤ16が、窒素原子又は炭素原子であるようにしてもよい。
【0010】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスでは、上記したＤ17からＤ28が、硫黄原子又は炭素原子であるようにしてもよい。
【0011】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスでは、以下の式で表されるようにしてもよい。
【0012】
【化2】
【化3】
【化4】
【化5】
【化6】
【0013】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスでは、上記金属錯体が、この金属錯体又はその付加体と上記導電性材料との合計量１００質量％に対して、７５質量％以下の量で含まれるようにしてもよい。
【0014】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスでは、上記導電性材料が、カルボキシル基を含有するようにしてもよい。
【0015】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスでは、上記カルボキシル基が、上記導電性材料１００質量％に対して、２０質量％以下で含有されるようにしてもよい。
【0016】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスでは、上記酸素還元触媒が、二酸化マンガン、白金またはカーボンアロイを含むようにしてもよい。
【0017】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスでは、上記コンクリート層と上記第１の電極との間、および、上記コンクリート層と上記第２の電極との間にそれぞれ、ハイドロジェル層またはイオンジェル層により構成された１または複数のジェル層を、更に設けるようにしてもよい。
【0018】
なお、上記コンクリート層における上記コンクリートとしては、例えば、生コンクリート、または、固化したコンクリートなどが、挙げられる。また、本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスとしては、例えば、以下のようなものが挙げられる。すなわち、まず、上記第１の電極が負極として機能すると共に上記第２の電極が正極として機能する、コンクリート電池が挙げられる。また、上記コンクリート層における塩濃度もしくは水分濃度を検知する、濃度センサ（塩濃度センサもしくは水分濃度センサ）が挙げられる。
【発明の効果】
【0019】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスおよび電子機器によれば、上記コンクリート層と、上記第１および第２の電極とを、それぞれ設けると共に、上記第２の電極を、酸素還元触媒を含む空気極としたので、デバイスの特性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスの構成例を表す模式断面図である。
【図4】変形例１に係るコンクリートデバイスの構成例を表す模式断面図である。
【図5】変形例２に係るコンクリートデバイスの構成例を表す模式断面図である。
【図6】コンクリートデバイスの適用例に係る電子機器の構成例を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（コンクリート層と電極との間にジェル層を設けた構成例）
２．変形例
変形例１（ジェル層を設けないようにした場合の例）
変形例２（コンクリート層の一方の端面側に２つの電極を配置した場合の例）
３．適用例（コンクリートデバイスの電子機器への適用例）
４．その他の変形例
１．実施の形態（コンクリート層と電極との間にジェル層を設けた構成例）
２．変形例
変形例１（ジェル層を設けないようにした場合の例）
変形例２（コンクリート層の一方の端面側に２つの電極を配置した場合の例）
３．適用例（コンクリートデバイスの電子機器への適用例）
４．その他の変形例
【0022】
＜１．実施の形態＞
［コンクリートデバイスの構成］
図１は、本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイス（コンクリートデバイス１）の断面構成例（Ｚ－Ｘ断面構成例）を、模式的に表したものである。本実施の形態のコンクリートデバイス１は、図１に示したように、コンクリート層１０と、一対の電極１１１，１１２と、１または複数のジェル層（図１の例では、一対のジェル層１２１，１２２）とを備えている。
［コンクリートデバイスの構成］
図１は、本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイス（コンクリートデバイス１）の断面構成例（Ｚ－Ｘ断面構成例）を、模式的に表したものである。本実施の形態のコンクリートデバイス１は、図１に示したように、コンクリート層１０と、一対の電極１１１，１１２と、１または複数のジェル層（図１の例では、一対のジェル層１２１，１２２）とを備えている。
【0023】
このコンクリートデバイス１は、例えば以下のようなデバイスとして機能するようになっている。すなわち、例えば、電極１１１が負極として機能すると共に電極１１２が正極として機能する、電池（コンクリート電池）として機能する。あるいは、例えば、コンクリート層１０における塩濃度（塩分濃度）もしくは水分濃度を検知する、濃度センサ（塩濃度センサもしくは水分濃度センサ）として機能するようになっている。
【0024】
（コンクリート層１０）
コンクリート層１０は、電解質としてのコンクリート（生コンクリート、または、固化したコンクリート）を含んでおり、互いに対向する一対の端面（表面，裏面）を有している。つまり、このコンクリート層１０では、コンクリートを構成する各種元素が、陽イオンと陰イオンとに電離した状態となっている。
コンクリート層１０は、電解質としてのコンクリート（生コンクリート、または、固化したコンクリート）を含んでおり、互いに対向する一対の端面（表面，裏面）を有している。つまり、このコンクリート層１０では、コンクリートを構成する各種元素が、陽イオンと陰イオンとに電離した状態となっている。
【0025】
具体的には、例えば、コンクリート層１０において、カルシウムイオン（Ｃａ2+）、水素イオン（Ｈ+）および酸素イオン（Ｏ2-）がそれぞれ、電離した状態で含まれている。
【0026】
（電極１１１，１１２）
電極１１１は、コンクリート層１０における一方の端面側に配置されており、電極１１２は、コンクリート層１０における他方の端面側に配置されている。これらの電極１１１，１１２はそれぞれ、この例では図１に示したように、後述するジェル層１２１，１２２上に貼付されたものとなっている。なお、コンクリートデバイス１が前述したコンクリート電池として機能する場合には、電極１１１は負極として機能するようになっており、電極１１２は正極として機能するようになっている。
電極１１１は、コンクリート層１０における一方の端面側に配置されており、電極１１２は、コンクリート層１０における他方の端面側に配置されている。これらの電極１１１，１１２はそれぞれ、この例では図１に示したように、後述するジェル層１２１，１２２上に貼付されたものとなっている。なお、コンクリートデバイス１が前述したコンクリート電池として機能する場合には、電極１１１は負極として機能するようになっており、電極１１２は正極として機能するようになっている。
【0027】
このような電極１１１，１１２はそれぞれ、互いに仕事関数が異なる元素同士の組み合わせで構成されている。具体的には、図１に示した例では、電極１１１は亜鉛（Ｚｎ）によって構成され、電極１１２は、後述する空気極によって構成されている。なお、電極１１１としては、上記した亜鉛の他、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）またはカルシウム（Ｃａ）、あるいは、それらの各種金属を含む合金であってもよい。このようにして、電極１１１は、電極１１２（空気極に含まれる後述する触媒）と比べて仕事関数が大きい元素を用いて、構成されるようになっている。
【0028】
ここで、電極１１１は、本開示における「第１の電極」および「負極」の一具体例に対応し、電極１１２は、本開示における「第２の電極」および「正極」の一具体例に対応している。なお、電極１１２の詳細構成例については、後述する（図２）。
【0029】
（ジェル層１２１，１２２）
ジェル層１２１は、コンクリート層１０における一方の端面と電極１１１との間に配置されており、ジェル層１２２は、コンクリート層１０における他方の端面と電極１１２との間に配置されている（図１参照）。また、これらのジェル層１２１，１２２は、図１に示した例では、コンクリート層１０における一対の端面上にそれぞれ、貼付されたものとなっている。なお、このようなジェル層１２１，１２２はそれぞれ、例えば図１中に括弧書きで示したように、ハイドロジェル層（生理食塩水に高分子ポリマーを加えてジェル状にしたもの）、または、イオンジェル層（イオン液体に高分子ポリマーを加えてジェル状にしたもの）により構成されている。
ジェル層１２１は、コンクリート層１０における一方の端面と電極１１１との間に配置されており、ジェル層１２２は、コンクリート層１０における他方の端面と電極１１２との間に配置されている（図１参照）。また、これらのジェル層１２１，１２２は、図１に示した例では、コンクリート層１０における一対の端面上にそれぞれ、貼付されたものとなっている。なお、このようなジェル層１２１，１２２はそれぞれ、例えば図１中に括弧書きで示したように、ハイドロジェル層（生理食塩水に高分子ポリマーを加えてジェル状にしたもの）、または、イオンジェル層（イオン液体に高分子ポリマーを加えてジェル状にしたもの）により構成されている。
【0030】
ここで、これらのジェル層１２１，１２２はそれぞれ、コンクリート層１０と電極１１１，１１２との間（界面）における、イオン伝導効率を向上させる機能を有している。また、これらジェル層１２１，１２２のうちの少なくとも一方（１または複数のジェル層のうちの少なくとも１つ）が、１または複数種類のイオンを含んでいるのが望ましい。詳細は後述するが、コンクリート層１０と電極１１１，１１２との間（界面）において、イオン伝導度が向上するからである。なお、図１に示した例では、ジェル層１２１，１２２にはそれぞれ、ナトリウムイオン（Ｎａ+）および塩素イオン（Ｃｌ-）からなる、２種類のイオンが含まれている。
【0031】
【0032】
まず、本実施の形態の電極１１２は、以下説明する酸素還元触媒を含む、空気極（気体の酸素を電極活物質とする電極であり、酸素極とも呼ばれる）となっている。具体的には図２に示したように、この電極１１２は、そのような酸素還元触媒を担持した触媒層１１２ａと、集電体層１１２ｂと、撥水層１１２ｃとを含む、３層構造の空気極となっている。
【0033】
触媒層１１２ａは、例えば、カーボン材料（カーボンブラック、活性炭、黒鉛等）と、バインダーと、酸素還元触媒とを、含んでいる。この触媒層１１２ａの厚みは特に限定されないが、例えば、０．０１～１００μｍとすることができる。厚みが前記下限値以上であると、電極の耐久性が優れている。厚みが前記上限値以下であると、電極の性能が低下しにくくなる。また、上記した酸素還元触媒としては、例えば、後述する金属錯体又はその付加体及び導電性材料を含むもの、あるいは、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）、白金（Ｐｔ）またはカーボンアロイを含むもの等が、挙げられる。これらのうち、酸素還元触媒としては、後述する金属錯体又はその付加体及び導電性材料を含むものが、望ましいと言える。
【0034】
集電体層１１２ｂとしては、例えば、ＳＵＳ（Steel Use Stainless）やニッケル（Ｎｉ）メッシュの他、カーボンペーパー等が、用いられるようになっている。
【0035】
撥水層１１２ｃとしては、例えば、撥水性および高ガス透過性を有する、ＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）多孔質膜や、ポリメチルペンテンシリコーン樹脂等が、用いられるようになっている。
【0036】
（金属錯体又はその付加体の構成例）
ここで、上記した金属錯体又はその付加体は、例えば、以下の式（１）又は（２）で表されるようになっている。なお、金属錯体又はその付加体は、１種のみを用いることもできるが、２種以上の金属錯体又はその付加体を組み合わせて用いることもできる。
ここで、上記した金属錯体又はその付加体は、例えば、以下の式（１）又は（２）で表されるようになっている。なお、金属錯体又はその付加体は、１種のみを用いることもできるが、２種以上の金属錯体又はその付加体を組み合わせて用いることもできる。
【0037】
【化7】
Ｍは鉄原子、マンガン原子、ニッケル原子、銅原子、亜鉛原子又はコバルト原子であり、
Ｄ1からＤ28は、それぞれ独立に、窒素原子、硫黄原子又は炭素原子であり、
Ｄ1からＤ28が炭素原子である場合、前記炭素原子は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルスルホニル基、アルコキシ基又はアルキルチオ基が結合していてもよい。
ただし、前記式（１）において、Ｄ1からＤ16のうち炭素原子が８個以下である場合、
該炭素原子のうちの少なくとも１つにハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルスルホニル基、アルコキシ基又はアルキルチオ基が結合しているか、或いは
前記式（１）の金属錯体は付加体を形成している。）
【0038】
窒素原子とＭとの間の結合は、窒素原子のＭへの配位を意味する。Ｍには配位子としてハロゲン原子、水酸基、又は炭素数１～８の炭化水素基がさらに結合していてもよい。また、電気的に中性になるように、アニオン性対イオンが存在していてもよい。さらに、電気的に中性の分子が付加した付加体として存在していてもよい。
【0039】
Ｍの価数は特に制限されない。金属錯体又はその付加体が電気的に中性となるように、配位子（例えば、軸配位子）としてハロゲン原子、水酸基、又は、炭素数１～８の（アルキルオキシ基）アルコキシ基が結合していてもよく、アニオン性対イオンが存在していてもよい。アニオン性対イオンとしては、ハロゲン化物イオン、水酸化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオンが例示される。また、炭素数１～８の（アルキルオキシ基）アルコキシ基が有するアルキル基の構造は、直鎖状、分岐状、又は環状であってもよい。
【0040】
ここで、ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、及びヨウ素が挙げられる。
【0041】
また、アルキル基とは、直鎖状又は分岐鎖状の一価の炭化水素基を表す。アルキル基の炭素原子数は１～２０個であることが好ましく、１～１２個であることがより好ましく、１～６個であることがさらに好ましい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ－ペンチル基、ｔｅｒｔ－ペンチル基、及びｎ－ヘキシル基が例示される。
【0042】
ここで、シクロアルキル基としては、環状の一価の炭化水素基を表す。シクロアルキル基の炭素原子数は３～２０個であることが好ましく、３～１２個であることがより好ましく、３～６個であることがさらに好ましい。シクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、１－メチルシクロプロピル基、２－メチルシクロプロピル基、及び２，２－ジメチルシクロプロピル基が例示される。
【0043】
また、アルケニル基とは、二重結合を含有する直鎖状又は分岐鎖状の一価の炭化水素基を表す。アルケニル基の炭素原子数は２～２０個であることが好ましく、２～１２個であることがより好ましく、２～６個であることがさらに好ましい。アルケニル基としては、ビニル基、１－プロペニル基、２－プロペニル基、１－ブテニル基、２－ブテニル基、３－ブテニル基、１－メチル－２－プロペニル基、２－メチル－２－プロペニル基、１－ペンテニル基、２－ペンテニル基、３－ペンテニル基、４－ペンテニル基、１－メチル－２－ブテニル基、２－メチル－２－ブテニル基、１－ヘキセニル基、２－ヘキセニル基、３－ヘキセニル基、４－ヘキセニル基、及び５－ヘキセニル基が例示される。
【0044】
ここで、アルキニル基とは、三重結合を含有する直鎖状又は分岐鎖状の一価の炭化水素基を表す。アルキニル基の炭素原子数は２～２０個であることが好ましく、２～１２個であることがより好ましく、２～６個であることがさらに好ましい。アルキニル基としては、エチニル基、１－プロピニル基、２－プロピニル基、（１－ブチニル基）１－ブチン－１－イル基、（２－ブチニル基）２－ブチン－１－イル基、（３－ブチニル基）３－ブチン－１－イル基、（１－メチル－２－プロピニル基）１－メチル－２－プロピン－１－イル基、（２－メチル－３－ブチニル基）２－メチル－３－ブチン－２イル基、（１－ペンチニル基）１－ペンチン－１－イル基、（２－ペンチニル基）２－ペンチン－１－イル基、（３－ペンチニル基）３－ペンチン－２－イル基、（４－ペンチニル基）４－ペンチン－１－イル基、１－メチル－２－ブチニル基（１－メチル－２－ブチン－１－イル基）、（２－メチル－３－ペンチニル基）２－メチル－３－ペンチン－１－イル基、（１－ヘキシニル基）１－ヘキシン－１－イル基、及び（１，１－ジメチル－２－ブチニル基）１，１－ジメチル－２－ブチン－１－イル基が例示される。
【0045】
また、アリール基とは、一価の芳香族炭化水素基を表す。アリール基の炭素原子数は６～４０個であることが好ましく、６～３０個であることがより好ましい。アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ベンゾフェナントリル基、ベンゾアントラセニル基、クリセニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ベンゾフルオランテニル基、ジベンゾアントラセニル基、ペリレニル基、及びヘリセニル基が例示される。
【0046】
また、アルキルスルホニル基とは、スルホニル基にアルキル基が結合した一価の基を表す。アルキルスルホニル基中のアルキル基としては上記「アルキル基」として記載した基であることができる。アルキルスルホニル基の炭素原子数は１～２０個であることが好ましく、１～１２個であることがより好ましく、１～６個であることがさらに好ましい。メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ノルマルプロピルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、ｎ－ブチルスルホニル基、ｓｅｃ－ブチルスルホニル基、ｔｅｒｔ－ブチルスルホニル基、ｎ－ペンチルスルホニル基、イソペンチルスルホニル基、ｔｅｒｔ－ペンチルスルホニル基、ネオペンチルスルホニル基、２，３－ジメチルプロピルスルホニル基、１－エチルプロピルスルホニル基、１－メチルブチルスルホニル基、ｎ－ヘキシルスルホニル基、イソヘキシルスルホニル基、及び１，１，２－トリメチルプロピルスルホニル基が例示される。
【0047】
また、アルコキシ基とは、エーテル結合を介して炭化水素基が結合した一価の基を表す。アルコキシ基の炭素原子数は１～２０個であることが好ましく、１～１２個であることがより好ましく、１～６個であることがさらに好ましい。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ－プロポキシ基、ｎ－ブトキシ基、ｎ－ペンチルオキシ基、ｎ－ヘキシルオキシ基、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ－ブトキシ基、ｔｅｒｔ－ブトキシ基、及びイソヘキシルオキシ基が例示される。
【0048】
また、アルキルチオ基とは、アルコキシ基のエーテル結合における酸素原子が硫黄原子に置換された基を表す。アルキルチオ基の炭素原子数は１～２０個であることが好ましく、１～１６個であることがより好ましく、１～１２個であることがさらに好ましい。アルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、ｎ－プロピルチオ基、ｎ－ブチルチオ基、ｎ－ペンチルチオ基、ｎ－ヘキシルチオ基、及びイソプロピルチオ基が例示される。
【0049】
アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルスルホニル基、アルコキシ基、及びアルキルチオ基は、無置換の置換基であってもよいが、それぞれハロゲン、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アルキルチオ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、及びスルホ基等の１つ以上の置換基で置換されていてもよい。
【0050】
Ｄ1からＤ16は、窒素原子又は炭素原子であることが好ましく、Ｄ17からＤ28は、硫黄原子又は炭素原子であることが好ましい。Ｄ1からＤ16のうちの窒素原子の数は２～１２個であることが好ましく、４～８個であることがより好ましい。Ｄ17からＤ28のうちの硫黄原子の数は２～１０個であることが好ましく、４～８個であることがより好ましい。
【0051】
好ましくは、本実施の形態における前述した金属錯体又はその付加体は、以下の式で表される化合物である。
【0052】
【化8】
【化9】
【化10】
【化11】
【化12】
【0053】
このような金属錯体又はその付加体の製造方法は、特に限定されないが、例えば、ピリジン－２，３－ジカルボニトリル等のジシアノ化合物と金属原子とを塩基性物質の存在下にアルコール溶媒中で加熱する方法が例示される。ここで塩基性物質としては、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸水素ナトリウム、及び酢酸ナトリウム等の無機塩基；トリエチルアミン、トリブチルアミン、及びジアザビシクロウンデセン等の有機塩基が例示される。
【0054】
ここで、このような酸素還元触媒における、前述した導電性材料としては、例えば以下のようなものを用いることができる。
【0055】
すなわち、この導電性材料は、導電性を具備するものであれば特に限定されないが、例えば、炭素材料、金属材料、及び金属酸化物材料が挙げられる。また、この導電性材料としては、炭素材料が好ましい。この導電性材料は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【0056】
炭素材料は、導電性炭素由来であることが好ましい。炭素材料の具体例としては、黒鉛、アモルファス炭素、活性炭、グラフェン、カーボンブラック、炭素繊維、メソカーボンマイクロビーズ、マイクロカプセルカーボン、フラーレン、カーボンナノフォーム、カーボンナノチューブ、及びカーボンナノホーン等が例示される。これらの中でも炭素材料は、黒鉛、アモルファス炭素、活性炭、グラフェン、カーボンブラック、炭素繊維、フラーレン、又はカーボンナノチューブであることが好ましく、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、又はグラフェンであることがより好ましい。
【0057】
カーボンナノチューブとしては、単層カーボンナノチューブ（以下、「ＳＷＣＮＴ」と記す。）、２層カーボンナノチューブ（以下、「ＤＷＣＮＴ」と記す。）、及び多層カーボンナノチューブ（以下、「ＭＷＣＮＴ」と記す。）が例示される。
【0058】
炭素材料は、ヘテロ原子を有していてもよい。ヘテロ原子としては、酸素原子、窒素原子、リン原子、硫黄原子、及びケイ素原子等が例示される。炭素材料がヘテロ原子を有する場合において、炭素材料はヘテロ原子の１種を単独で含んでいてもよく、２種以上のヘテロ原子を含んでいてもよい。なお、炭素材料は酸化されていてもよく、水酸化されていてもよく、窒化されていてもよく、リン化されていてもよく、硫化されていてもよく、又は珪化されていてもよい。
【0059】
金属材料としては、チタン及びスズを挙げることができる。また、金属酸化物材料としては、チタン酸化物及びスズ酸化物（ＳｎＯ2、ＩＴＯ、ＡＴＯ）等が挙げられる。
【0060】
導電性材料は、水酸基、カルボキシル基、窒素含有基、ケイ素含有基、リン酸基等のリン含有基、及びスルホン酸基等の硫黄含有基等の官能基を有していてもよい。特に、炭素材料は、カルボキシル基を有していることが好ましい。導電性材料がカルボキシル基を有することにより、導電性材料の表面に金属錯体又はその付加体が吸着しやすくなり、触媒の耐久性が向上するとともに、酸素還元触媒能をさらに高めることができる。
【0061】
導電性材料は、酸化処理による表面処理を行ってもよい。特にカーボンブラック等の炭素材料は酸化処理をすることで、カルボキシル基やヒドロキシル基等の親水性官能基を付与することにより金属錯体との相互作用を改良することができ、イオン化ポテンシャルを最適な範囲に制御することが可能となる。酸化処理の方法としては、公知の方法を採用することができ、硝酸、硫酸、塩素酸等の酸化剤水溶液中に撹拌混合する湿式処理や、プラズマ処理やオゾン処理等の気相処理を用いることができる。
【0062】
導電性材料がカルボキシル基を含有する場合、カルボキシル基の含有量は、導電性材料１００質量％に対して、２０質量％以下が好ましく、１５質量％以下がより好ましく、１０質量％以下がさらに好ましい。カルボキシル基の含有量が前記上限値以下であると、触媒の製造コストが低下するため有利である。また、カルボキシル基の含有量は、１質量％以上が好ましく、５質量％以上がより好ましく、８質量％以上がさらに好ましい。カルボキシル基の含有量が前記下限値以上であると、触媒の耐久性及び酸素還元触媒能をさらに高めることができる。なお、カルボキシル基の含有量は、元素分析又はＸ線光電子分光法等により測定することができる。
【0063】
導電性材料の比表面積は０．８ｍ2／ｇ以上が好ましく、１０ｍ2／ｇ以上がより好ましく、５０ｍ2／ｇ以上がさらに好ましく、１００ｍ2／ｇ以上が特に好ましく、５００ｍ2／ｇ以上が最も好ましい。比表面積が０．８ｍ2／ｇ以上であると、触媒の担持量を増やしやすくなり、触媒の酸素還元触媒能をさらに高めることができる。比表面積の上限値は特に限定されないが、例えば、２０００ｍ2／ｇとすることができる。なお、比表面積は、窒素吸着ＢＥＴ法で比表面積測定装置により測定することができる。
【0064】
導電性材料の平均粒径は、特に制限されないが、例えば、５ｎｍ～１０００μｍが好ましく、１０ｎｍ～１００μｍがより好ましく、５０ｎｍ～１０μｍがさらに好ましい。導電性材料の平均粒径を前記数値範囲に調整する方法としては、以下の（Ａ１）～（Ａ３）が例示される。
（Ａ１）：粒子をボールミル等により粉砕し、得られた粗粒子を分散剤に分散させて所望の粒子径にした後に乾固する方法。
（Ａ２）：粒子をボールミル等により粉砕し、得られた粗粒子をふるい等にかけて粒子径を選別する方法。
（Ａ３）：導電性材料を製造する際に、製造条件を最適化し、粒子の粒径を調整する方法。
なお、平均粒子径は、粒度分布測定装置又は電子顕微鏡等により測定することができる。
（Ａ１）：粒子をボールミル等により粉砕し、得られた粗粒子を分散剤に分散させて所望の粒子径にした後に乾固する方法。
（Ａ２）：粒子をボールミル等により粉砕し、得られた粗粒子をふるい等にかけて粒子径を選別する方法。
（Ａ３）：導電性材料を製造する際に、製造条件を最適化し、粒子の粒径を調整する方法。
なお、平均粒子径は、粒度分布測定装置又は電子顕微鏡等により測定することができる。
【0065】
ここで、本実施の形態の酸素還元触媒において、金属錯体又はその付加体の含有量は、金属錯体又はその付加体と導電性材料との合計量１００質量％に対して、７５質量％以下が好ましく、５０質量％以下がより好ましく、３０質量％以下がさらに好ましい。金属錯体又はその付加体の含有量が前記上限値以下であると、触媒の導電性が優れる。また、金属錯体又はその付加体の含有量は、金属錯体又はその付加体と導電性材料との合計量１００質量％に対して、０．１質量％以上が好ましく、０．５質量％以上がより好ましく、１質量％以上がさらに好ましい。金属錯体又はその付加体の割合が前記下限値以上であると、触媒の酸素還元触媒能をさらに高めることができる。
【0066】
［コンクリートデバイスの製造方法］
このようなコンクリートデバイス１は、例えば以下のようにして製造することができる。
このようなコンクリートデバイス１は、例えば以下のようにして製造することができる。
【0067】
まず、前述したコンクリート（生コンクリート、または、固化したコンクリート）を含むコンクリート層１０を、用意（形成）する。
【0068】
次いで、コンクリート層１０における一対の端面上にそれぞれ、図１に示したように、ジェル層１２１，１２２を貼り付けて配置させる。そして、図１に示したように、ジェル層１２１上に電極１１１を貼り付けて配置させると共に、ジェル層１２２上に電極１１２を貼り付けて配置させる。つまり、コンクリート層１０における一方の端面上に、ジェル層１２１および電極１１１を、他方の端面上に、ジェル層１２２および電極１１２を、この順序で貼り付ける。
【0069】
ここで、電極１１２の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、液状組成物を導電性の基材の表面に塗布し、触媒以外の成分を除去することによって製造してもよい。触媒以外の成分を除去する際には、加熱乾燥をしてもよく、乾燥後にプレスを行ってもよい。また、真空蒸着等によって触媒層を基材の表面に設けてもよい。なお、電極１１２は、前述した触媒層１１２ａを基材の片面のみに有していてもよく、基材の両面に有していてもよい。
【0070】
以上により、図１に示したコンクリートデバイス１が完成する。
【0071】
【0072】
（Ａ．動作）
図３は、コンクリートデバイス１における動作例を、模式的に断面図（Ｚ－Ｘ断面図）で表したものである。なお、この図３においては、電極１１１，１１２間を外部の配線９を介して流れる電流Ｉと、その際に電極１１１，１１２間に発生する電圧Ｖとについても、それぞれ図示している。
図３は、コンクリートデバイス１における動作例を、模式的に断面図（Ｚ－Ｘ断面図）で表したものである。なお、この図３においては、電極１１１，１１２間を外部の配線９を介して流れる電流Ｉと、その際に電極１１１，１１２間に発生する電圧Ｖとについても、それぞれ図示している。
【0073】
まず、例えば図３に示したように、このコンクリートデバイス１では、電極１１１，１１２間に配線９が接続された場合、以下のような化学反応が生じる。なお、図３中および以下の各化学式では、電子を「ｅ-」として示している。
【0074】
具体的には、電極１１１側（ジェル層１２１との界面Ｓａ付近）では、前述したように電極１１１がＺｎにより構成されている場合、以下のような化学反応が生じる（図３参照）。
・Ｚｎ → Ｚｎ2+＋２ｅ-
・Ｚｎ＋２Ｃｌ- → ＺｎＣｌ＋２ｅ-
・Ｚｎ → Ｚｎ2+＋２ｅ-
・Ｚｎ＋２Ｃｌ- → ＺｎＣｌ＋２ｅ-
【0075】
一方、電極１１２側（ジェル層１２２との界面Ｓｂ付近）では、前述したように電極１１２がＣｕにより構成されている場合、以下のような化学反応が生じる（図３参照）。
・Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ- → ２Ｈ2Ｏ
・Ｏ2＋２Ｈ2Ｏ＋４ｅ- → ４ＯＨ-
・Ｎａ+＋ｅ- → Ｎａ
・Ｃａ2+＋２ｅ- → Ｃａ
・Ｚｎ2+＋２ｅ- → Ｚｎ
・Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ- → ２Ｈ2Ｏ
・Ｏ2＋２Ｈ2Ｏ＋４ｅ- → ４ＯＨ-
・Ｎａ+＋ｅ- → Ｎａ
・Ｃａ2+＋２ｅ- → Ｃａ
・Ｚｎ2+＋２ｅ- → Ｚｎ
【0076】
そして、このような化学反応（還元反応または酸化反応等）の際に、例えば図３に示したようにして、各種イオンが、電極１１１側または電極１１２側へと移動する。具体的には、各種の陽イオン（Ｃａ2，Ｚｎ2+，Ｈ+，Ｎａ+）がそれぞれ、電極１１２側へと移動する。一方、各種の陰イオン（Ｃｌ-，ＯＨ-）がそれぞれ、電極１１１側へと移動する。そして、配線９を介して、電子ｅ-が電極１１１側から電極１１２側へと移動することで、配線９を介して電極１１２側から電極１１１側へと、電流Ｉが流れるとともに、電極１１１，１１２間に電圧Ｖが発生する（図３参照）。
【0077】
また、電極１１１，１１２同士での仕事関数の差が大きくなるのに応じて、コンクリートデバイス１に流れる電流Ｉ（および発生する電圧Ｖ）も、増加するようになっている。つまり、このような仕事関数の差が相対的に小さい場合には、電流Ｉおよび電圧Ｖもそれぞれ、相対的に小さくなり、仕事関数の差が相対的に大きい場合には、電流Ｉおよび電圧Ｖもそれぞれ、相対的に大きくなる。
【0078】
また、ジェル層１２１，１２２はそれぞれ、前述したように、コンクリート層１０と電極１１１，１１２との間（界面）における、イオン伝導効率を向上させる機能を有することから、このコンクリートデバイス１では、上記した電流Ｉが流れ易くなる。なお、これらのジェル層１２１，１２２が乾燥したとても、上記した各種イオンのイオン伝導は、継続して行われるようになっている。
【0079】
ここで、このようなコンクリートデバイス１は、前述したように、例えば以下のようなデバイスとして機能するようになっている。すなわち、このコンクリートデバイス１は、例えば、電極１１１が負極として機能すると共に電極１１２が正極として機能する、電池（コンクリート電池）として機能する。あるいは、例えば、コンクリート層１０における塩濃度もしくは水分濃度を検知する、濃度センサ（塩濃度センサもしくは水分濃度センサ）として機能するようになっている。
【0080】
なお、上記した塩濃度センサとして機能する場合には、コンクリート層１０における塩濃度が高くなるのに応じて、イオン伝導度が増加して電流量も増加することになる。したがって、コンクリート層１０における塩濃度を、電流の値を利用して検知することができることから、コンクリート層１０における塩濃度を計測することが可能となる。
【0081】
また、上記した水分濃度センサとして機能する場合には、コンクリート層１０における水分濃度が高くなるのに応じて、イオン伝導度が増加して電流量も増加することになる。したがって、この水分濃度センサの場合においても、上記した塩濃度センサの場合と同様に、コンクリート層１０における水分濃度を、電流の値を利用して検知することができることから、コンクリート層１０における水分濃度を計測することが可能となる。
【0082】
（Ｂ．作用・効果）
ここで、本実施の形態のコンクリートデバイス１では、電極１１２として、前述した酸素還元触媒を含む空気極が用いられていることで、例えば、以下のような作用・効果が得られる。
ここで、本実施の形態のコンクリートデバイス１では、電極１１２として、前述した酸素還元触媒を含む空気極が用いられていることで、例えば、以下のような作用・効果が得られる。
【0083】
すなわち、まず、例えば、コンクリートデバイス１としての前述したコンクリート電池において、出力電圧（例えば図３中に示した電圧Ｖ）を向上させることができる（例えば、従来の０．８Ｖ程度から、１．２Ｖ程度まで向上させることができる）。つまり、本実施の形態では、コンクリートデバイス１の特性を向上させることが可能となる。
【0084】
なお、このようなコンクリート電池を複数個設けて、それら複数個のコンクリート電池同士を直列接続または並列接続させることで、出力電圧や電流密度を制御することも可能である。
【0085】
また、このコンクリートデバイス１では、例えば図３に示したように、水酸化物イオン（ＯＨ-）が発生することから、この水酸化物イオンによって、コンクリート層１０におけるアルカリ性を維持させる（中性化の進行を抑える）ことができる。コンクリート層１０が中性化すると、一般に、劣化が促進されてしまうことから、そのような中性化の進行を抑えることで、コンクリートデバイス１の信頼性を向上させることも可能となる。つまり、このようなコンクリートデバイス１の構成を、いわゆる犠牲陽極工法（ガルバシールド）に代わる防食技術として用いることが可能となる。
【0086】
更に、本実施の形態のコンクリートデバイス１では、電極１１２における酸素還元触媒として、前述した金属錯体又はその付加体を含むようにした場合には、優れた酸素還元触媒能を有する触媒とすることができる。加えて、前述した金属錯体又はその付加体は、前述した導電性材料に容易に吸着することから、複雑な製造工程を経ることなく、そのような酸素還元触媒を製造することが可能となる。また、上記した金属錯体又はその付加体を用いた場合、白金などのレアメタルを使用することなく、優れた酸素還元触媒能を得ることができるため、比較的安価に触媒を提供することができる。
【0087】
また、本実施の形態のコンクリートデバイス１では、コンクリート層１０（における一方の端面）と電極１１１との間、および、コンクリート層１０（における他方の端面）と電極１１２との間にそれぞれ、ジェル層１２１，１２２を設けるようにしたので、以下のようになる。すなわち、コンクリート層１０と電極１１１，１１２との間（界面Ｓａ，Ｓｂ）において、密着性およびイオン伝導効率がそれぞれ向上し、電極１１１，１１２の間を流れる電流Ｉの経時的な低下が、抑えられる。その結果、コンクリートデバイス１の特性（デバイスの寿命等）を、更に向上させることが可能となる。
【0088】
更に、これらのジェル層１２１，１２２のうちの少なくとも一方が、１または複数種類のイオンを含んでいるようにしたので、以下のようになる。すなわち、コンクリート層１０と電極１１１，１１２との間（界面）においてイオン伝導度が向上し、電流Ｉの電流量が増加する結果、コンクリートデバイス１の特性を更に向上させることが可能となる。ちなみに、ジェル層１２１またはジェル層１２２に含まれるイオンの濃度（イオン濃度）が高くなるのに応じて、コンクリートデバイス１に流れる電流Ｉ（および発生する電圧Ｖ）も、増加するようになっている。つまり、このようなイオン濃度が相対的に低い場合には、電流Ｉおよび電圧Ｖもそれぞれ、相対的に小さくなり、イオン濃度が相対的に高い場合には、電流Ｉおよび電圧Ｖもそれぞれ、相対的に大きくなる。これは、上記したように、ジェル層１２１，１２２もイオン伝導を担っていることから、これらのジェル層１２１，１２２におけるイオン濃度が高いほうが、上記した界面におけるイオン伝導度が更に向上するためである。
【0089】
加えて、これらのジェル層１２１，１２２が、コンクリート層１０と電極１１１，１１２との間（界面）におけるイオン伝導効率を向上させる機能を有するようにしたので、上記したように、電流Ｉの経時的な低下を抑えることが可能となる。
【0090】
また、これらのジェル層１２１，１２２が、コンクリート層１０における一対の端面上にそれぞれ貼付されたものであると共に、電極１１１，１１２がそれぞれ、これらのジェル層１２１，１２２上に貼付されたものとなっているので、以下のようになる。すなわち、ジェル層１２１，１２２と電極１１１，１１２とがそれぞれ、簡単に取り付けられるため、コンクリートデバイス１を容易（安価）に製造することが可能となる。
【0091】
更に、コンクリート層１０におけるコンクリートとして、例えば生コンクリートを用いた場合には、電流Ｉの電流量を増加させることができ、コンクリートデバイス１の特性を更に向上させることが可能となる。一方、コンクリート層１０のコンクリートとして、例えば固化したコンクリートを用いた場合には、コンクリート層１０の形状が固まっていることから、コンクリートデバイス１の製造を容易とすることが可能となる。
【0092】
＜２．変形例＞
続いて、上記実施の形態の変形例（変形例１，２）について説明する。なお、上記実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
続いて、上記実施の形態の変形例（変形例１，２）について説明する。なお、上記実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【0093】
［変形例１］
図４は、変形例１に係るコンクリートデバイス（コンクリートデバイス１Ａ）の断面構成例（Ｚ－Ｘ断面構成例）を、模式的に表したものである。
図４は、変形例１に係るコンクリートデバイス（コンクリートデバイス１Ａ）の断面構成例（Ｚ－Ｘ断面構成例）を、模式的に表したものである。
【0094】
この変形例１に係るコンクリートデバイス１Ａは、実施の形態のコンクリートデバイス１（図１参照）において、以下のように変更したものに対応しており、他の構成は同様となっている。すなわち、このコンクリートデバイス１Ａは、図４に示したように、前述したコンクリート層１０と電極１１１，１１２とを備えており、実施の形態のコンクリートデバイス１において、前述した一対のジェル層１２１，１２２をそれぞれ、設けない（省いた）ようにしたものとなっている。
【0095】
このような構成の変形例１においても、基本的には、上記実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。
【0096】
［変形例２］
図５は、変形例２に係るコンクリートデバイス（コンクリートデバイス１Ｂ）の断面構成例（Ｚ－Ｘ断面構成例）を、模式的に表したものである。
図５は、変形例２に係るコンクリートデバイス（コンクリートデバイス１Ｂ）の断面構成例（Ｚ－Ｘ断面構成例）を、模式的に表したものである。
【0097】
この変形例２に係るコンクリートデバイス１Ｂは、実施の形態のコンクリートデバイス１（図１参照）において、以下のように変更したものに対応しており、他の構成は同様となっている。すなわち、このコンクリートデバイス１Ｂでは、図５に示したように、コンクリート層１０における一方の端面（表面）側に、一対の電極１２１，１２２の双方が配置されている。具体的には、コンクリート層１０における一方の端面上に、一対のジェル層１２１，１２２がそれぞれ配置（貼付）されていると共に、これらのジェル層１２１，１２２上にそれぞれ、電極１１１，１１２が互いに離隔した状態で配置（貼付）されている。
【0098】
このような構成の変形例２においても、基本的には、実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。
【0099】
なお、上記した変形例１の場合と同様に、この変形例２においても、例えば、一対のジェル層１２１，１２２をそれぞれ、設けないようにしてもよい。
【0100】
＜３．適用例＞
続いて、これまでに説明した実施の形態および変形例（変形例１，２）に係るコンクリートデバイス（コンクリートデバイス１，１Ａ，１Ｂ）の、電子機器への適用例について説明する。
続いて、これまでに説明した実施の形態および変形例（変形例１，２）に係るコンクリートデバイス（コンクリートデバイス１，１Ａ，１Ｂ）の、電子機器への適用例について説明する。
【0101】
【0102】
まず、図６（Ａ）に示した電子機器２Ａ内には、コンクリートデバイス１（またはコンクリートデバイス１Ａ，１Ｂのいずれか）が、１つ設けられている。一方、図６（Ｂ）に示した電子機器２Ｂ内には、コンクリートデバイス１（またはコンクリートデバイス１Ａ，１Ｂのいずれか）が、複数（この例では２つ）設けられている。
【0103】
このような電子機器２Ａ，２Ｂの具体例としては、例えば、各種のセンサ機器や通信機器、照明装置、警告灯等が挙げられる。
【0104】
＜４．その他の変形例＞
以上、実施の形態、変形例および適用例を挙げて本開示の技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
以上、実施の形態、変形例および適用例を挙げて本開示の技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
【0105】
例えば、上記実施の形態等において説明した各部材の構成（形状や配置位置、個数、材料等）は限定されるものではなく、他の形状や配置位置、個数、材料等としてもよい。具体的には、上記実施の形態等では、基本的には、一対のジェル層１２１，１２２のうちの少なくとも一方が、１または複数種類のイオンを含んでいる場合を例に挙げて説明したが、この例には限られない。すなわち、例えば、一対のジェル層１２１，１２２の双方が、１または複数種類のイオンを含んでいないようにしてもよい。また、上記実施の形態等では、コンクリートデバイスが、コンクリート電池、塩濃度センサまたは水分濃度センサとして構成されている場合を例に挙げて説明したが、これらの例には限られず、コンクリートデバイスが他のデバイスとして構成されているようにしてもよい。
【0106】
また、上記実施の形態等では、空気極としての電極１１２に含まれる酸素還元触媒の材料例について、具体的に挙げて説明したが、上記実施の形態等で説明した材料例には限られず、他の酸素還元触媒を用いるようにしてもよい。更に、上記実施の形態等では、コンクリートデバイスの製造方法について具体的に挙げて説明したが、上記実施の形態等で説明した製造方法には限られず、他の手法を用いるようにしてもよい。
【0107】
また、本技術では、これまでに説明した内容を、任意の組み合わせで適用することも可能である。
【0108】
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
【符号の説明】
【0109】
１，１Ａ，１Ｂ…コンクリートデバイス、１０…コンクリート層（電解質）、１１１，１１２…電極、１１２ａ…触媒層、１１２ｂ…集電体層、１１２ｃ…撥水層、１２１，１２２…ジェル層（ハイドロジェル層またはイオンジェル層）、２Ａ，２Ｂ…電子機器、９…配線、Ｉ…電流、Ｖ…電圧、ｅ-…電子、Ｓａ，Ｓｂ…界面。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】