CN110291227A - 电解池和电解槽 - Google Patents

Abstract

本发明的电解池为具备阴极室的电解池，该阴极室包含阴极、以及与所述阴极对置地配置且具有基材和逆电流吸收体的逆电流吸收部件，其中，上述阴极与上述逆电流吸收体被电连接；设上述阴极室的下端的高度为0、设上述阴极室的上端的高度为h时，在对应于h/2以上h以下的高度的位置I存在的逆电流吸收体的面积S3与对应于上述位置I的上述基材的阴极对置面的面积S_A之比为0.20≦S3/S_A<1.0。

Description

电解池和电解槽

技术领域

本发明涉及电解池和电解槽。

背景技术

在食盐水等碱金属氯化物水溶液的电分解、水的电分解(下文中称为“电解”)中，主要利用离子交换膜法，该离子交换膜法使用了具备离子交换膜的电解槽。该电解槽在其内部具备大量串联连接而成的电解池。在各电解池之间夹着离子交换膜而进行电解。在电解池中，具有阴极的阴极室与具有阳极的阳极室隔着隔离壁(背面板)、或者隔着基于加压压力的推压而背对背地进行配置。作为电解槽，已知有专利文献1中记载的电解槽等。

近年来，电解槽的设备大型化，并且串联排列的电解池的数量从100对左右增加至200对。与之相伴，停止时产生的与通常运转时反向流通的电流(下文中称为“逆电流”)增大，由此容易引起电极的劣化。

防止电极的劣化主要有两种方法。第1种是对电极进行改良，使用即使有逆电流流通也不会发生氧化劣化的电极；第2种是采取措施以使其不会上升到电极催化剂发生氧化劣化的电位。

第1种方法可以通过在催化剂中使用即使经受逆电流也不容易发生氧化劣化的成分来实现。但是，在具有对逆电流的耐性的同时还需要在产氢电解中也是高活性的，但目前还没有开发出可耐实际应用的材料。

第2种方法通常采取下述措施：在电解槽停止前流通微弱的电流，同时进行产生逆电流的化学种(食盐电解的情况下为氯)的置换操作。但是，该电解停止方法中存在运转操作繁杂、由用于流通微弱的电流的整流器障碍所致的电极损伤等问题。另外，由于需要这些附带设备而使设备成本上升，因而从经济的方面考虑也应当对这些方面进行改善。其中，例如在专利文献2中公开了通过搭载电解用阴极结构体(其是通过分散镀覆在集电体的表面而形成了阮内镍的结构体)而能够抑制阴极电位的上升的技术。另外，专利文献3中公开了一种通过喷镀法而在阴极室内形成了可消耗逆电流的层的电解用阴极结构体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2004/048643号小册子

专利文献2：日本专利第4846869号说明书

专利文献3：日本专利第5670600号说明书

发明内容

发明所要解决的课题

为了将专利文献2或专利文献3中公开的技术应用在已经在市场中运行或者作为初步框架保存的电解池中，需要进行下述作业：一旦将阴极结构体分解后，在将消耗逆电流的层包覆之后需要再次进行组装，或者更换成已经包覆了逆电流吸收层的阴极结构体等，存在需要花费长时间进行施工、或者新集电体的成本高等缺点。

本发明是鉴于上述现有技术中存在的课题而进行的，其目的在于提供一种电解池、电解池的制造方法和电解槽，该电解池的成本低且可以简便地实现，可抑制因电解停止时产生的逆电流所致的阴极的劣化、离子交换膜的损伤和电压上升。

用于解决课题的手段

本发明人为了解决上述课题反复进行了深入研究，结果发现能够抑制因逆电流所致的氧化劣化，从而完成了本发明。即，本发明如下所述。

[1]

一种电解池，所述电解池具备阴极室，该阴极室包含：

阴极、以及

与上述阴极对置地配置、且具有基材和逆电流吸收体的逆电流吸收部件，

其中，

上述阴极与上述逆电流吸收体电连接，

设上述阴极室的下端的高度为0、设上述阴极室的上端的高度为h时，在对应于h/2以上h以下的高度的位置I存在的逆电流吸收体的面积S3与对应于上述位置I的上述基材的阴极对置面的面积S_A之比为0.20≦S3/S_A<1.0。

[2]

如[1]中所述的电解池，其中，上述电解池中，在对应于0以上且小于1/2h的高度的位置II存在的逆电流吸收体的面积S4与上述面积S3的关系为S4<S3。

[3]

如[1]或[2]中所述的电解池，其中，上述逆电流吸收体包含氧化还原电位比上述阴极的催化剂元素低的元素。

[4]

如[1]～[3]中任一项所述的电解池，其中，上述逆电流吸收体包含选自钛、钒、铬、锰、铁、镍、钴、铜、锌、钯、钌和铂组成的组中的至少一种元素。

[5]

如[1]～[4]中任一项所述的电解池，其中，

上述逆电流吸收体为包含镍元素的多孔质体，

在将上述多孔质体供至粉末X射线衍射而得到的谱图中，衍射角2θ＝44.5°处的Ni金属的衍射线峰的半峰全宽为0.6°以下。

[6]

如[1]～[5]中任一项所述的电解池，其中，上述逆电流吸收体为包含Ni或NiO的层。

[7]

如[1]～[6]中任一项所述的电解池，其中，上述逆电流吸收体是将上述NiO还原而成的层。

[8]

如[1]～[7]中任一项所述的电解池，其中，上述阴极具有阴极基材和催化剂层，该阴极基材由Ni或Ni合金、或者在Fe上镀覆Ni或Ni合金得到的材料构成；该催化剂层形成在该阴极基材上，含有上述催化剂金属。

[9]

如[1]～[8]中任一项所述的电解池，其中，

上述基材具有集电体、支撑该集电体的支撑体、隔离壁、以及折流板，

上述逆电流吸收部件进一步具有金属弹性体，

上述金属弹性体被配置在上述集电体和上述阴极之间，

上述支撑体被配置在上述集电体和上述隔离壁之间，

上述隔离壁、上述支撑体、上述集电体、上述金属弹性体以及上述阴极电连接。

[10]

如[1]～[8]中任一项所述的电解池，其中，

上述逆电流吸收体包含金属板或金属多孔板、以及在该金属板或金属多孔板表面的至少一部分形成的逆电流吸收层，

上述基材具有集电体、支撑该集电体的支撑体、以及隔离壁，

上述逆电流吸收部件进一步具有金属弹性体，

上述金属板或金属多孔板被配置在上述集电体和上述阴极之间、以及上述集电体和上述隔离壁之间的任一位置，

上述金属板或金属多孔板、上述隔离壁、上述支撑体、上述集电体、上述金属弹性体以及上述阴极电连接。

[11]

如[10]中所述的电解池，其中，上述金属板或金属多孔板为Ni、Ni合金、或者在表面具有Ni或Ni合金的包覆层的Fe、Fe合金或不锈钢材料。

[12]

如[9]～[11]中任一项所述的电解池，其中，上述逆电流吸收体的至少一部分被配置在上述金属弹性体与上述集电体之间。

[13]

如[9]～[12]中任一项所述的电解池，其中，上述逆电流吸收体的至少一部分被配置在上述集电体与上述隔离壁之间。

[14]

如[1]～[8]中任一项所述的电解池，其中，

上述阴极室具有隔离壁和支撑上述阴极的阴极支撑体作为上述基材，

上述阴极支撑体被配置在上述阴极和上述隔离壁之间，

上述隔离壁、上述阴极支撑体以及上述阴极电连接。

[15]

如[14]中所述的电解池，其中，上述逆电流吸收体的至少一部分被配置在上述阴极和上述隔离壁之间。

[16]

如[1]～[15]中所述的电解池，其中，上述基材和/或上述金属弹性体的至少一部分为立方体、长方体、板状、棒状、网状、圆盘状或球状。

[17]

如[1]～[16]中任一项所述的电解池，其中，上述逆电流吸收体的比表面积为0.01～100m²/g。

[18]

如[1]～[17]中任一项所述的电解池，其中，上述逆电流吸收体的吸收电量为1,000～2,000,000C/m²。

[19]

如[1]～[18]中任一项所述的电解池，其中，上述逆电流吸收体的有效表面积的总和为10～100,000m²。

[20]

一种电解槽，其具备[1]～[19]中任一项所述的电解池。

[21]

如如[20]中所述的电解槽，其中，上述电解槽中的阳极与上述逆电流吸收部件的距离为35mm～0.1mm。

[22]

一种电解池的制造方法，其是[1]～[19]中任一项所述的电解池的制造方法，其中，

该方法具有在上述基材或金属弹性体形成上述逆电流吸收体而得到上述逆电流吸收部件的形成工序，

在上述形成工序后，上述面积S3与上述面积S_A之比为0.20≦S3/(S_A)<1.0。

发明的效果

根据本发明，可提供一种电解池、电解池的制造方法和电解槽，该电解池的成本低且可以简便地实现，可抑制因电解停止时产生的逆电流所致的阴极的劣化、离子交换膜的损伤和电压上升。

附图说明

图1是例示出本实施方式的电解池的第1方式的截面示意图。

图2是在图1所示的示例中利用辅助线来说明电解池中的阴极的高度的说明图。

图3是将图1的电解池2个串联连接的情况的说明图。

图4是示出使用本实施方式的电解池的电解槽的实例的说明图。

图5是示出使用本实施方式的电解池组装电解槽的工序的实例的说明图。

图6是示出本实施方式中的逆电流吸收部件的一例的截面示意图。

图7是例示出本实施方式的电解池的第2方式的截面示意图。

图8是示出实施例1的集电体与逆电流吸收部件的位置关系的示意图。

图9是示出实施例1～实施例13和比较例1、1-1的阴极表面的钌残留率的测定位置的示意图。

图10是示出实施例2的集电体与逆电流吸收部件的位置关系的示意图。

图11是示出实施例3的集电体与逆电流吸收部件的位置关系的示意图。

图12是示出实施例4的集电体与逆电流吸收部件的位置关系的示意图。

图13是示出实施例4-1的集电体与逆电流吸收部件的位置关系的示意图。

图14是示出实施例5的集电体与逆电流吸收部件的位置关系的示意图。

图15是示出比较例2的电极电位测定的结果的曲线图。

图16是示出比较例2的钌残留率测定的结果的曲线图。

图17是示出实施例17的电极电位测定的结果的曲线图。

图18是示出实施例17的电极电位测定的结果的曲线图。

图19是示出实施例17的钌残留率测定的结果的曲线图。

图20是示出实施例17-1的电极电位测定的结果的曲线图。

图21是示出钌残留率与电压上升的关系的评价中使用的电解池的阴极表面的钌残留率的测定位置的示意图。

具体实施方式

下面，根据需要参照附图对本发明的具体实施方式(以下称为“本实施方式”)进行详细说明。后述的本实施方式是用于说明本发明的例示，本发明并不限于以下的内容。另外，所附的附图是用于示出本实施方式的一例，并不解释为将本实施方式限定于此。本发明可以在其要点的范围内适当变形来实施。需要说明的是，关于附图中的上下左右等位置关系，只要不特别声明，则基于附图所示的位置关系。附图的尺寸和比例并不限于图示的情况。

本实施方式的电解池具备阴极室，该阴极室包含阴极、以及与上述阴极对置地配置且具有基材和逆电流吸收体的逆电流吸收部件，其中，阴极与逆电流吸收体被电连接；设阴极室的下端的高度为0、设阴极室的上端的高度为h时，在对应于h/2以上h以下的高度的位置I存在的逆电流吸收体的面积S3与对应于上述位置I的上述基材的阴极对置面的面积S_A之比为0.20≦S3/S_A<1.0。本实施方式的电解池由于像这样构成，因而不仅可低成本且简便地实现，而且还可抑制由在电解停止时产生的逆电流所致的阴极的劣化、离子交换膜的损伤和电压上升。

另外，本实施方式的电解槽具备本实施方式的电解池。本实施方式的电解槽由于像这样构成，因而不仅可低成本且简便地实现，而且还可抑制由在电解停止时产生的逆电流所致的阴极的劣化、离子交换膜的损伤和电压上升。

本实施方式的电解池中，在设阴极室的下端的高度为0、设阴极室的上端的高度为h时，在对应于h/2以上h以下的高度的位置I存在的逆电流吸收体的面积S3与对应于上述位置I的上述基材的阴极对置面的面积S_A之比为0.20≦S3/S_A<1.0。此处，阴极室的上端和下端被确定为将从外部供给至电解池中的电解液的移动方向(即，从电解液供给管朝向电解液回收管的方向)作为高度方向时的阴极室的内部的端部。在代表性的电解池结构中，阴极室的上端和下端与阴极的上端和下端、集电体的上端和下端、以及支撑体的上端和下端大致一致，但并不限于这样的结构，各上端和下端也可以分别为不同的高度。

如后述的实施例、比较例所示，本发明人在电解停止后，对于在逆电流流通期间的阴极电位的时间变化进行测定，结果发现，在电解池中，对应于1/2h～h的高度的阴极电位比对应于高度0～小于1/2h的高度的阴极的电位上升得更早。该结果表示，因逆电流所致的阴极催化剂的溶出在电极面内并非是均匀产生的，上部开始溶出得更早。即，为了保护阴极催化剂整个面免受溶出，在电解池中，在对应于1/2h～h的高度的位置I存在的逆电流吸收体的面积是重要的。

通过使S3/S_A取0.20以上的值，逆电流吸收体的面积成为用于保护阴极整个面的充分值，在后述的逆电流试验中能够将阴极催化剂溶出抑制90％以上。S3/S_A更优选为0.36以上的值，这种情况下具有能够大致100％抑制阴极催化剂的溶出的倾向。

另一方面，逆电流吸收体可成为电解液的流动阻力，但在S3/S_A为1.0以上的值的情况下，该作为流动阻力的影响倾向于显著，因而作为结果具有容易发生膜损伤的倾向。如上所述，电解中产生的气体具有滞留在电解池上部的倾向。在电解池中的位置I富含气体，电解液的供给性特别倾向于降低。因此，通过使S3/S_A采取小于1.0的值，可维持电解液的供给性、抑制膜损伤的发生频率。更优选为0.79以下的值，可显著抑制膜损伤的发生频率。

需要说明的是，考虑到距阴极面的距离，优选依逆电流吸收体的设置位置为集电体、支撑体、隔离壁的顺序，上述值进一步增大。例如，在逆电流吸收体设置在隔离壁上的情况下，S3/S_A更优选为0.5以上。

本实施方式中，在使用阴极室进行下述的电解试验时，该电解试验前的催化剂金属(阴极的催化剂元素)量M1与该电解试验后的催化剂金属量M2的比例以M2/M1计优选为0.1以上。由于上述电解试验采用非常苛刻的条件，因而具有阴极的催化剂成分的溶出量增大、与之相伴电压的上升增大的倾向，但根据本实施方式的电解池，可以维持必要的阴极状态以防止电压的急剧上升。即，上述M2/M1的值为0.1以上时，阴极的催化剂成分的溶出的影响小，具有可有效地防止电压上升的倾向。从与上述同样的方面出发，M2/M1的值更优选为0.2以上、进一步优选为0.3以上。关于上述电解试验，可以通过后述实施例中记载的方法来进行。另外，本实施方式中，例如，可以通过利用后述的优选材料和方法形成逆电流吸收体、将逆电流吸收体的位置调整为后述的优选位置等，而将M2/M1的值调整为上述的范围。

[电解试验]

将具有在钛基材上涂布阳极催化剂而成的阳极的阳极室、含氟系离子交换膜和上述电解池组合而构成电解槽，在该电解槽中，设阳极室出口的NaCl浓度为3.5N±0.2、阴极室出口的NaOH浓度为32±1质量％、温度为88±1℃，进行氯化钠电解，在从电解开始起2小时后、22小时后和42小时后的各时刻暂时流通下述的逆电流，在从电解开始起110小时后进一步流通逆电流，终止电解。从氯化钠电解开始起到22小时为止的电流密度为4kA/m²，氯化钠电解开始22小时以后的电流密度为6kA/m²。

(逆电流的条件)

每1次以50A/m²的电流密度流通15分钟的逆电流。

关于逆电流吸收体的位置，只要为满足上述的面积比、能够与电解液接触、与阴极电连接的位置就没有特别限定，可以采取各种配置。另外，由于基材的与阴极对置的表面(即阴极对置面)具有未被逆电流吸收体包覆而露出的部分，因而能够称其为可低成本且简便地实现的电解池。

由于为如上所述构成，因而根据本实施方式的电解池，能够抑制因电解停止时产生的逆电流所致的阴极的劣化。即，本实施方式的电解池优选适用于碱金属盐电解用途、水电解用途、燃料电池用途。

<第1方式>

本实施方式的第1方式的电解池中，作为代表例之一，可以为如下的构成。即，上述基材具有集电体、支撑该集电体的支撑体、隔离壁、以及折流板，上述逆电流吸收部件进一步具有金属弹性体，上述金属弹性体被配置在上述集电体和上述阴极之间，上述支撑体被配置在上述集电体和上述隔离壁之间，上述隔离壁、上述支撑体、上述集电体、上述金属弹性体和上述阴极被电连接。

另外可以如下构成：上述逆电流吸收体包含金属板或金属多孔板、以及在该金属板或金属多孔板表面的至少一部分形成的逆电流吸收层，上述基材具有集电体、支撑该集电体的支撑体、以及隔离壁，上述逆电流吸收部件进一步具有金属弹性体，上述金属板或金属多孔板被配置在上述集电体和上述阴极之间、以及上述集电体和上述隔离壁之间的任一处，上述金属板或金属多孔板、上述隔离壁、上述支撑体、上述集电体、上述金属弹性体以及上述阴极被电连接。

图1以截面示意图示出上述第1方式的电解池的一例。电解池1具备阳极室10、阴极室20、隔离阳极室10和阴极室20的隔离壁30、设置于阳极室10的阳极11、以及设置于阴极室20的阴极21。此外，电解池1在阴极室20内具备逆电流吸收体18。如图6所例示，逆电流吸收体18可以为具有金属多孔板18a和在该金属多孔板18a上形成的逆电流吸收层18b的构成。属于1个电解池1的阳极11和阴极21相互电连接。

金属多孔板18a没有特别限定，优选为Ni、Ni合金、或者在表面具有Ni或Ni合金的包覆层的Fe、Fe合金或不锈钢材料。

另外，阴极室20具备设置在阴极室20内的阴极21、以及设置在阴极室20内的逆电流吸收体18，如图6所示，逆电流吸收体18具有金属板或金属多孔板18a以及在该金属板或金属多孔板18a上形成的逆电流吸收层18b，阴极21和逆电流吸收层18b被电连接，即阴极21和逆电流吸收体18被电连接。逆电流吸收层18b可以如图6所示部分或整体地层积在金属板或金属多孔板18a的一个表面上，也可以包覆金属板或金属多孔板18a的二个以上的表面，还可以完全包覆金属板或金属多孔板18a的整个表面。阴极室20进一步具有集电体23、支撑该集电体的支撑体24、以及金属弹性体22。金属弹性体22设置在集电体23和阴极21之间。支撑体24设置在集电体23和隔离壁30之间。集电体23隔着金属弹性体22与阴极21电连接。隔离壁30隔着支撑体24与集电体23电连接。因此，隔离壁30、支撑体24、集电体23、金属弹性体22以及阴极21电连接。阴极21和逆电流吸收体可以直接连接，也可以隔着集电体、支撑体、金属弹性体或隔离壁等间接连接。阴极21的表面整体优选被用于还原反应的催化剂层包覆。另外，电连接的形态可以为隔离壁30与支撑体24、支撑体24与集电体23、集电体23与金属弹性体22分别直接组装且将阴极21层积在金属弹性体22上的形态。作为将这些各构成部件相互直接组装的方法，可以举出焊接等。

需要说明的是，图1中，逆电流吸收体18形成在作为基材的集电体23上。在该例中，逆电流吸收部件包含逆电流吸收体18和集电体23，该逆电流吸收部件与阴极21对置地配置。

关于所谓对置地配置，只要基材的与上述阴极对置的表面和阴极呈相对的状态进行配置即可，可以为隔着规定的间隔进行配置的状态，也可以为不隔着间隔进行配置的状态。另外，还包括在双方的表面之间夹有其他部件的情况。此外，两平面不必相互平行，也包括具有倾斜地对置的情况。

基材的阴极对置面也可以与上述的“对置”同样地解释。以图1所示的隔离壁30与支撑体24、支撑体24与集电体23、集电体23与金属弹性体22分别直接组装、将阴极21层积在金属弹性体22上的方式为例，“基材的阴极对置面”是集电体23的阴极21侧的表面。这样，本实施方式中，基材的阴极对置面优选为集电体的阴极侧的表面。

本实施方式的电解池中，如图2所示，在设阴极室的下端19C的高度为0、阴极室的上端19D的高度为h时所确定的、在对应于h/2以上h以下的高度的位置I存在的逆电流吸收体18的面积S3与基材的阴极对置面的面积S_A的关系很重要。在图2所示的例中，阳极室的下端19A与阴极室的下端19C一致，高度为0，阳极室的上端19B和阴极室的上端19D一致，高度为h。

本说明书中，逆电流吸收体的面积是指逆电流吸收体的阴极对置面的面积，在逆电流吸收体18具有复数个的情况下，设其合计面积为S3。需要说明的是，阴极和逆电流吸收体的形状没有特别限定，但是若为阴极和/或逆电流吸收体的形状为具有网状等开孔的情况，则(i)在开孔率小于90％的情况下，关于S3和S_A，其开孔部分也计入面积；另一方面，(ii)在开孔率为90％以上的情况下，为了充分确保逆电流吸收体的功能，利用除该开孔部分以外的面积计算出S3和S_A。此处所说的开孔率是将逆电流吸收体的阴极对置面的开孔部分的合计面积S’除以将该开孔部分计入面积而得到的逆电流吸收体的阴极对置面的面积S”而得到的数值(％；100×S’/S”)。

如图1所示，在基材具有集电体23、支撑集电体23的支撑体24、隔离壁30、以及未图示的折流板来构成的情况下，基材的阴极对置面为集电体23的与阴极21对置的表面。

图1中示出了仅在集电体23上配置逆电流吸收体18的示例，但并不限定于此，逆电流吸收体18也可以进一步配置于隔离壁30、支撑体24、金属弹性体22、未图示的折流板等。在位置I处的复数个逆电流吸收体18具有作为高度重复的部分的情况下(例如，2个逆电流吸收体处于相同高度，一者配置在隔离壁上、另一者配置在集电体上的情况)，面积S3被确定为从电解面观察时的面积。即，上述的重复部分未计入。

另外，在一个逆电流吸收体18的延长方向位于位置I和位置II这两者的情况下，仅将对应于位置I的部分的面积作为对应于面积S3的部分计入。

本实施方式的电解池中，在设在对应于0以上且小于1/2h的高度的位置II存在的逆电流吸收体的面积为S4时，优选处于S4<S3的关系。

由电解产生的气体向电解池的上方移动。因此，在电解中的电解池内，越靠近上部越呈富含气体的状态。即，尽管也取决于电解池的结构、运转条件，但通常在位置I处产生的气泡倾向于滞留。更具体地说，在阴极产生的氢气通过阴极与集电体之间，一部分从集电体排出到阴极隔离壁侧，同时向上方移动。因此，与下部相比，电解池上部处于更容易滞留电解液的状态。通常，离子交换按照在规定的碱性(苛性)浓度范围表现出高性能、高耐久性的方式进行设计，容易滞留含有大量生成气体的电解液的电解池上部处于容易引起性能、耐久性的降低的环境。

本实施方式中，通过使位置I存在的逆电流吸收体的面积大于位置II存在的逆电流吸收体的面积，具有能够在抑制成本的同时保护阴极整体的倾向。例如，在对S4/S_A的值相同的电解池进行比较时，因为电解池的上部更容易引起阴极损伤，因而，若按照位置I比位置II处的面积更大的方式将逆电流吸收体设置在集电体上(即S4<S3)，则具有能够保护阴极整体的倾向。

图3是本实施方式的电解槽4内的相邻的2个电解池1的截面图。图4示出电解槽4。图5示出电解槽4的组装工序。如图3所示，电解池1、离子交换膜2、电解池1依叙述顺序串联排列。在电解槽内的相邻的2个电解池中的一个电解池1的阳极室与另一个电解池1的阴极室之间配置离子交换膜2。即，电解池1的阳极室10和与其相邻的电解池1的阴极室20由离子交换膜2隔开。如图4所示，电解槽4由隔着离子交换膜2串联连接的复数个电解池1构成。即，电解槽4是具备串联配置的复数个电解池1、以及配置在相邻的电解池1之间的离子交换膜2的复极式电解槽。如图5所示，电解槽4是通过隔着离子交换膜2将复数个电解池1串联配置并利用加压器连结而进行组装的。

电解槽4具有与电源连接的阳极端子7和阴极端子6。在电解槽4内串联连结的复数个电解池1之中位于最端部的电解池1的阳极11与阳极端子7电连接。在电解槽4内串联连结的复数个电解池2之中位于阳极端子7的相反侧的端部的电解池的阴极21与阴极端子6电连接。电解时的电流从阳极端子7侧经由各电解池1的阳极和阴极向阴极端子6流动。需要说明的是，在连结后的电解池1的两端可以配置仅具有阳极室的电解池(阳极终端电解池)和仅具有阴极室的电解池(阴极终端电解池)。这种情况下，阳极端子7与配置于其一端的阳极终端电解池连接，阴极端子6与配置于另一端的阴极终端电解池连接。

在进行盐水的电解的情况下，盐水被供给至各阳极室10，纯水或低浓度的氢氧化钠水溶液被供给至阴极室20。各液体从电解液供给管(图中省略)经由电解液供给软管(图中省略)被供给至各电解池1。另外，电解液和由电解产生的生成物被电解液回收管(图中省略)回收。电解中，盐水中的钠离子从一个电解池1的阳极室10通过离子交换膜2而向相邻的电解池1的阴极室20移动。由此，电解中的电流沿着电解池1串联连结的方向流动。即，电流隔着离子交换膜2从阳极室10向阴极室20流动。随着盐水的电解，在阳极11侧生成氯气，在阴极21侧生成氢氧化钠(溶质)和氢气。

逆电流是在电解停止时由电解池1与接地的电解液供给管或电解液回收管之间的电压(电位差)而产生的。逆电流藉由电解液供给软管流至电解液供给管或电解液回收管。逆电流在与电解时的电流方向相反的方向上流动。

该逆电流是在电解停止时因形成以氯作为反应种的电池的状态而产生的。电解时在阳极室10侧产生的氯溶解于阳极室10内的电解液(食盐水等)中。并且，由于溶解于该阳极室10内的氯的平衡电位高，因而，在电解停止时，在电解池1与接地的电解液供给管或电解液回收管之间产生电压，流动逆电流。

此外，电解时，在阴极21产生氢、在阳极11产生氯，但是阳极室10内的溶解氯量与阴极室20内的溶解氢量相比有数量级上的差距。因此，假如在不存在逆电流吸收层18b的情况下，仅利用阴极21的析氢反应的逆反应无法完全消耗逆电流(氧化电流)，要利用阴极21自身来消耗逆电流(氧化电流)。因此，在阳极室10内大量含有溶解氯的状态下停止电解的情况下，会因逆电流而导致阴极21的劣化(阴极21的氧化、催化剂层的溶解或氧化)。例如，在使用Ru或Sn等因逆电流而发生溶解的催化剂材料作为阴极的催化剂层的情况下，阴极的催化剂层因电解停止时的逆电流而发生溶解，阴极21的催化剂量减少，阴极21的寿命变得极短、或者引起电压上升。

另一方面，在使用Ni、Pt等不会因逆电流而发生溶解的催化剂材料作为阴极的催化剂层的情况下，由于电解停止时的逆电流而发生催化剂成分的氧化，在阴极21侧发生析氧反应。并且在逆电流大的情况下，在阴极室20内会产生氢和氧的混合气体。此外，由于因电解停止所致的氧化、再通电所致的还原的作用，阴极的催化剂层容易脱落，阴极21的寿命缩短。

<机理>

关于通过利用逆电流吸收体18消耗逆电流而抑制阴极的劣化的机理，记载于日本专利第5670600号公报等中。

从电解停止开始至阴极的电位到达析氧电位为止的期间，具有比阴极的析氧电位低的氧化还原电位的物质会优先在阴极上进行各种氧化反应。当然，阴极的催化剂层(涂层)所含有的成分也进行氧化反应。阴极的涂层所含有的成分的氧化会带来阴极性能降低、耐久性降低等对于阴极的涂层的不良影响。

本实施方式的电解池可以为具有比阴极的催化剂层所含有的成分低的氧化还原电位的逆电流吸收体与阴极电连接的构成，电解停止时产生的逆电流不是在阴极被消耗，而是在与阴极电连接的逆电流吸收体被消耗。即，逆电流吸收体吸收逆电流，进行与逆电流电量对应的逆电流吸收体的氧化反应。其结果，因逆电流所致的阴极21的催化剂层的氧化·劣化得到抑制。另外，通过使用逆电流吸收体，还能够利用阴极液中所含有的杂质(特别是Fe离子)来防止阴极的催化剂层的性能和耐久性降低。其理由据推测是由于：逆电流吸收体的比表面积大；逆电流吸收体中的Fe离子的电解还原反应比阴极的催化剂层中的反应更容易发生。

<使用Ru阴极的情况下的机理>

关于将表面利用包含Ru的催化剂层包覆的Ni基材用于阴极的情况下的机理，记载于日本专利第5670600号公报等中。

在将具备包含Ni的逆电流吸收体的逆电流吸收部件导入阴极室内并使之与阴极电连接时，逆电流吸收体的Ni进行氧化反应，若由该反应消耗的电量大于逆电流的电量，则阴极(催化剂层)的电位不会上升至逆电流吸收体的电位以上。其原因是，阴极和逆电流吸收体被电连接，因此这些电位经常相同。其结果，逆电流吸收体的Ni的氧化反应优先于Ru的溶出反应而进行，因此能够抑制催化剂层的Ru的氧化溶出反应。

(催化剂层)

以上对阴极的催化剂层由Ru构成的情况进行了说明，但也可以将Ru以外的元素用于催化剂层。作为催化剂层用的元素，可以举出C、Si、P、S、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu。通过选择具有比这些元素的氧化还原电位低的氧化还原电位的材料作为逆电流吸收层的材料，能够得到与Ru的情况同样的上述效果。在将Ru以外的上述元素用于催化剂层的情况下，若阴极电位上升则氧化反应也进行，也会发生性能降低等。另外，下述反应(1)～(5)之中，反应(1)、(2)、(4)、(5)进行。

反应(1)H+OH^-→H₂O+e^-

反应(2)Ni+2OH^-→Ni(OH)₂+2e^-

反应(3)RuO_xH_y+aOH^-→RuO₄ ^2-+bH₂O+ce^-

反应(4)Ni(OH)₂+OH^-→NiOOH+H₂O+e^-

反应(5)4OH^-→O₂+2H₂O+4e^-

这些反应中特别是反应(4)中生成的3价～4价的镍化合物具有针状、六边形、六棱柱状的结构，而且在催化剂层与阴极基材的界面生成。其结果，由催化剂层的阴极发生剥离，导致催化剂层的性能降低、耐久性降低。此处，通过使用具有由Ni构成的逆电流吸收层的逆电流吸收体，根据与上述同样的原理，能够将阴极电位维持在比阴极的催化剂层所含有的元素的氧化还原电位或者反应(4)的电位低的电位，因此能够抑制催化剂层的氧化、阴极中的3价～4价镍化合物的生成，能够维持催化剂层的性能和耐久性。

(阴极)

在阴极室20的框架内设有阴极21。阴极21优选具有镍基材和包覆镍基材的催化剂层。作为镍基材上的催化剂层的成分，可以举出C、Si、P、S、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等金属和该金属的氧化物或氢氧化物。也可以将两种以上的元素组合。作为元素的示例，可以举出仅钌、钌+镍、钌+铈、钌+镧、钌+镧+铂、钌+镧+钯、钌+镨、钌+镨+铂、钌+镨+铂+钯、钌+钕、钌+钕+铂、钌+钕+锰、钌+钕+铁、钌+钕+钴、钌+钕+锌、钌+钕+镓、钌+钕+硫、钌+钕+铅、钌+钕+镍、钌+钕+铜、钌+钐、钌+钐+锰、钌+钐+铁、钌+钐+钴、钌+钐+锌、钌+钐+镓、钌+钐+硫、钌+钐+铅、钌+钐+镍、铂+铈、铂+钯+铈、铂+钯+镧+铈、铂+铱、铂+钯、铂+铱+钯、铂+镍+钯、铂与镍的合金、铂与钴的合金、铂与铁的合金、铂与镍与钯的合金等等。

在不包含铂族金属、铂族金属氧化物、铂族金属氢氧化物、含铂族金属的合金的情况下，催化剂的主成分优选为镍元素。

优选包含镍金属、氧化物、氢氧化物中的至少一种。

作为第二成分，可以添加过渡金属。作为所添加的第二成分，优选包含钛、锡、钼、钴、锰、铁、硫、锌、铜、碳中的至少一种元素。

作为优选的组合，可以举出镍+锡、镍+钛、镍+钼、镍+钴等。

另外，以上述催化剂层作为第一层，在第一层上可以形成第二层。作为第二层所含有的元素的优选组合的示例，有第一层中举出的组合等。第一层与第二层的组合可以为相同组成但组成比不同的组合，也可以为不同组成的组合。

必要时，在1层与镍基材之间可以设置中间层。通过设置中间层，能够提高阴极的耐久性。

作为催化剂层的形成方法，可以举出镀覆、合金镀覆、分散-复合镀覆、CVD、PVD、热分解和喷镀。也可以将这些方法组合。另外还可以根据需要对阴极21实施还原处理。需要说明的是，作为阴极21的基材，除了镍基材以外，还可以使用镍合金。

本实施方式中，阴极优选具有阴极基材和催化剂层，该阴极基材由Ni或Ni合金、或者在Fe上镀覆Ni或Ni合金得到的材料构成；该催化剂层形成在该阴极基材上，含有上述催化剂金属。

(逆电流吸收体)

逆电流吸收体(在包含金属板或金属多孔板的情况下，特别被称为“逆电流吸收层18b”。以下相同)优选含有具有比阴极低的氧化还原电位(低氧化还原电位)的元素。即，逆电流吸收体的氧化反应的氧化还原电位优选比包覆阴极21的表面的催化剂层的氧化反应的氧化还原电位低。

作为逆电流吸收体的材料，可以举出具有高比表面积的金属材料、氧化物材料、具有高比表面积的碳材料等无机物。

作为具有高比表面积的材料，优选具有比阴极21的催化剂层(涂层)所含有的成分的氧化还原电位低的氧化还原电位的材料。作为这样的材料，可以举出C、Cr、Ni、Ti、Fe、Co、Cu、Al、Zr、Ru、Rh、Pd、Ag、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Bi、Cd、Hg、Mn、Mo、Sn、Zn、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等。例如在阴极21的催化剂层中包含Ru的情况下，作为构成逆电流吸收体的材料，可以使用具有比Ru低的氧化还原电位的Ni、Mn、Cr、Fe、Co、Re、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等。通过由逆电流吸收体所含有的上述元素形成氢氧化物或氧化物的反应，逆电流被吸收，阴极的氧化得到抑制。即使在将上述元素的混合物、合金或复合氧化物作为逆电流吸收体使用的情况下，也能够得到吸收逆电流的效果。在阴极21的催化剂层中包含Pt的情况下，作为构成逆电流吸收体的金属材料，可以使用具有比Pt低的氧化还原电位的Ni、Mn、Cr、Fe、Co、Re、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等。

作为具有高比表面积的碳材料，可以举出活性炭、活性炭碳纤维、炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管、中孔性碳等。具有高比表面积的碳材料能够作为蓄积逆电流的电量的电容器发挥功能。

作为逆电流吸收体的材料，可以使用导电性聚合物等有机物。作为导电性聚合物，可以举出聚苯胺、1,5-二氨基蒽醌、环状吲哚三聚物、聚(3-甲基噻吩)。

上述逆电流吸收体的材料也可以组合使用。

在上述逆电流吸收体的材料中，从长期的耐久性的方面出发，优选具有高比表面积的金属材料、氧化物材料，更优选具有高比表面积的镍。

逆电流吸收体为包含镍元素的多孔质体，在将该多孔质体供至粉末X射线衍射而得到的谱图中，衍射角2θ＝44.5°处的Ni金属的衍射线峰的半峰全宽优选为0.6°以下。另外，更优选逆电流吸收层18b为包含Ni或NiO的多孔质层。

通过使半峰全宽为0.6°以下，具有逆电流吸收体的结晶性提高、物理耐久性和化学耐久性提高的倾向。物理耐久性高是指：通过镍金属作为骨架存在，而使逆电流吸收体变得牢固，即使施加物理性的力(例如基于金属弹性体的压力)逆电流吸收体也难以从集电体剥离。另外，化学耐久性高是指：在逆电流吸收体中作为骨架存在的镍金属并未被氧化或还原至内部。逆电化学反应为表面反应，因此化学耐久性高，从而无论是正电解或逆电解，镍金属均能够在维持骨架结构的状态下稳定地存在。上述半峰全宽更优选为0.5°以下、特别优选为0.45°以下。半峰全宽的下限值没有特别限定，例如半峰全宽为0.01°以上。优选为0.1°以上、更优选为0.2°以上。

关于X射线衍射，可以通过后述实施例所记载的方法进行。另外，本实施方式中，例如，在控制涂布制作时所施加的热量、具体地说在增多热量时，可减小半峰全宽；通过减少热量，可增大半峰全宽。可以通过这样的方法等将半峰全宽的值调整为上述的范围。

逆电流吸收体可以使用显示出比阴极的催化剂元素的氧化还原电位低的氧化还原电位的元素来构成。若显示出比阴极催化剂元素低的氧化还原电位，则在产生逆电流时，该逆电流吸收体比阴极催化剂元素更先被氧化，因而具有有效地发挥出功能的倾向。

逆电流吸收体可以具有上述Ni以外的元素。例如C、Cr、Al、Zr、Ru、Rh、Ag、Re、Os、Ir、Pt、Au、Bi、Cd、Co、Cu、Fe、Hg、Mn、Mo、Pd、Sn、Ti、W、Zn、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu，也可通过这些元素成为氢氧化物或氧化物的反应而吸收逆电流，因而逆电流吸收体中，除了Ni或NiO以外，还可以包含这些元素或者这些元素的混合物、合金、复合氧化物。在包含Ni以外的元素的情况下，Ni在逆电流吸收体所含有的全部元素中所占的比例优选为10摩尔％以上100摩尔％以下。更优选为30摩尔％以上100摩尔％以下。进一步优选为50摩尔％以上100摩尔％以下。

考虑到所使用的环境、成本等，逆电流吸收体优选包含选自由钛、钒、铬、锰、铁、镍、钴、铜、锌、钯、钌和铂组成的组中的至少一种元素。化合物的形态可以为氧化物的混合物、复合氧化物、合金。

另外，逆电流吸收体优选是通过在集电体的表面的至少一部分喷镀Ni或NiO、通过将包含Ni的溶液热分解而形成的。另外，在喷镀NiO来形成、进行热分解来形成的情况下，优选通过对NiO进行还原处理来形成。由此能够从电解开始初期开始增大逆电流吸收体的逆电流吸收量。此外，逆电流吸收体的耐久性也进一步提高。

另外，对于逆电流吸收体，在利用氮气吸附法测定的细孔径分布曲线中，细孔径为10nm以上的细孔的细孔容积优选为总细孔容积的80％以上、更优选为85％以上、进一步优选为90％以上。由此能够有效地抑制在停止电解槽、使逆电流吸收体与空气接触时产生的放热，具有安全性进一步提高的倾向。

<比表面积、细孔径分布曲线、细孔容积>

逆电流吸收体的比表面积、细孔径分布曲线、细孔容积可以如下获得。将测定试样放入专用池中，进行加热真空排气，从而进行前处理，预先除去细孔表面的吸附物。其后，于-196℃对测定样品上的氮吸附的吸附解吸等温线进行测定。利用BET法对所得到的吸附解吸等温线进行解析，从而可以求出测定样品的比表面积。另外，利用BJH法进行解析，从而可以求出测定样品的细孔径分布曲线和细孔容积。

1个电解池所具备的全部逆电流吸收体的有效表面积的总和优选为10～100,000m²。需要说明的是，有效表面积是指也包括逆电流吸收层的细孔在内的表面积。如上所述，在具有更大的比表面积的逆电流吸收体中，进行更多的电化学反应，能够吸收更多的逆电流电量。因此，通过使一个电解池所具备的全部逆电流吸收体的有效表面积的总和在上述范围内，逆电流吸收体能够充分地吸收逆电流。

对于1个电解池所具备的全部逆电流吸收体的有效表面积的总和(总有效表面积)，通过利用氮吸附法测定的逆电流吸收体的比表面积(m²/g)乘以1个电解池所具备的全部逆电流吸收体的量(g)而计算出。

<氧化还原能力和充放电能力>

对逆电流吸收体的氧化还原能力和充放电能力的上限没有特别限定。逆电流吸收体的氧化还原能力和充放电能力是以将设置于1个电解池中的全部逆电流吸收体能够吸收的电量的总和除以该电解池的电解面积所得到的值来表示的。电解池的电解面积与电解池内的全部阴极或阳极中的任一者的面积的合计相等。每1m²电解面积，优选逆电流吸收体具有1,000C以上2,000,000C以下的电量的氧化还原能力。即，一个电解池所具备的全部逆电流吸收体的吸收电量的总和优选为1,000～2,000,000[库仑/m²]。如上所述，为了利用逆电流吸收体进行可消耗充分的电量的反应以吸收逆电流的电量，导入与逆电流电量相符的量的逆电流吸收体即可。若1个电解池所具备的全部逆电流吸收体能够吸收的电量在上述范围内，则逆电流吸收体能够充分地吸收逆电流。由此，能够进一步抑制阴极的劣化。另外，每1m²电解面积，优选逆电流吸收体具有2,000,000C以下的电量的充放电能力，更优选具有1,500,000C以下的电量的充放电能力，进一步优选具有1,000,000C以下的电量的充放电能力。

每1m²电解面积，逆电流吸收体具有1,000C以上的电量的氧化还原能力是指：每1m²电解面积，在逆电流吸收体流通1,000C以上的电量时，能够在其表面引起氧化反应或还原反应。

每1m²电解面积，逆电流吸收体具有1,000C以上的电量的充放电能力是指：每1m²该电解面积，在逆电流吸收体流通1,000C以上的电量时，能够在其表面进行充电。

1个电解池所具备的全部逆电流吸收体的吸收电量的总和例如可以通过下述方法进行测定。在氢氧化钠水溶液中将逆电流吸收体的电位设定为与食盐电解中相同的电位(-1.2V vs.Ag|AgCl)后，以恒流施加逆电流并同时监控逆电流吸收体的电位，测定直至达到某电位为止的时间。例如，测定直至逆电流吸收体的电位达到Ru的氧化溶出开始的电位即0.1V(vs.Ag|AgCl)为止的时间。利用该时间与逆电流的电流密度之积，计算出至Ru的氧化溶出为止全部逆电流吸收体能够吸收的逆电流电量。

逆电流吸收层18b可以为薄膜状、粉末状、板状、网状。逆电流吸收层18b可以粘着于金属多孔板18a、或者也可以包覆基材。

从进一步提高逆电流的吸收量的方面出发，逆电流吸收体的比表面积优选为0.01～100m²/g、更优选为0.1～30m²/g、进一步优选为0.2～10m²/g。比表面积可以通过氮吸附法(BET法)进行测定。通过使比表面积为0.01m²/g以上，容易得到本发明的效果。通过使比表面积为100m²/g以下，能够有效地抑制在电解槽停止后逆电流吸收体与空气接触时产生的放热，具有安全性进一步提高的倾向。

本实施方式中，例如通过控制涂布形成时施加的热量、具体地说通过增加热量能够减小表面积、通过减少热量能够增大表面积。利用这样的方法等能够将逆电流吸收体的比表面积的值调整为上述的范围。

为了进行可消耗充分的电量的逆电流吸收体的氧化反应以吸收逆电流的电量，导入与逆电流电量相符的量的逆电流吸收体即可。由于电化学反应为表面反应，因此为了利用逆电流吸收体进行更多的电化学反应，优选使逆电流吸收体具有更大的表面积。因此，在对相同质量的2个逆电流吸收体进行比较时，具有更大的比表面积的逆电流吸收体可进行更多的电化学反应，能够吸收更多的逆电流电量。另外，对具有相同比表面积的2个逆电流吸收体进行比较时，质量大一方的表面积的总和大，因而能够吸收更多的电量。

为了使逆电流吸收层18b成为所期望的多孔质层，例如可采用将金属镍粉、氧化镍粉等原料粉造粒成10～100μm的颗粒后，利用喷镀法由原料粉形成逆电流吸收层18b的方法。通过利用喷镀法形成逆电流吸收体，逆电流吸收层18b与金属多孔板18a的密合性、逆电流吸收层18b内的镍颗粒彼此的密合性倾向于适度地提高。另外，在集电体23上形成逆电流吸收层18b的情况下，逆电流吸收层18b与集电体23的密合性也适度地提高。由此，耐久性也能够提高。

另外，也可以通过将溶解有镍化合物的溶液涂布至金属多孔板18a并进行干燥、烧制的热分解法来形成。通过利用热分解法形成逆电流吸收体，逆电流吸收层18b与金属多孔板18a的密合性、逆电流吸收层18b内的镍颗粒彼此的密合性具有适度提高的倾向。另外，在集电体23上形成逆电流吸收层18b的情况下，逆电流吸收层18b与集电体23的密合性也适度地提高。由此，耐久性也能够提高。

为了使逆电流吸收层18b在粉末X射线衍射图谱中在衍射角2θ＝44.5°处的Ni金属的衍射线峰的半峰全宽为0.6°以下，例如可以采用利用喷镀法或者热分解法形成逆电流吸收层18b的方法。

在喷镀法中，可以将在高温等离子体中处于半熔融状态的金属镍粉、氧化镍粉等原料粉吹喷至基材。原料粉优选造粒成10～100μm的颗粒。由此，基材与逆电流吸收体的密合性倾向于变得良好。另外，被吹喷的半熔融状态的原料粉在附着于基材的同时冷却固化，具有可适度地形成结晶性高的颗粒的倾向。通过像这样提高逆电流吸收体中的镍金属的结晶性，可以使逆电流吸收体在粉末X射线衍射图谱中在衍射角2θ＝44.5°处的Ni金属的衍射线峰的半峰全宽为0.6°以下。

在热分解法中，优选将硝酸镍、氯化镍、硫酸镍、氢氧化镍、或者六氨络镍等镍络合物溶解在水、醇、有机溶剂中，将所得到的溶液涂布至基材后，进行干燥、烧制。烧制温度的范围优选为200℃至600℃。

为了制造细孔径为10nm以上的细孔的细孔容积为总细孔容积的80％以上的逆电流吸收体，将金属镍粉、氧化镍粉等原料粉造粒成10～100μm的颗粒后利用喷镀法由原料粉形成逆电流吸收体即可。或者利用将溶解有镍化合物的溶液涂布至金属多孔板18a并进行干燥、烧制的热分解法来形成逆电流吸收体即可。

(逆电流吸收体与基材和金属弹性体的位置关系)

逆电流吸收体18为与集电体、折流板、隔离壁和支撑体等基材或金属弹性体相独立的部分。即，逆电流吸收体可以在之后容易地附加到已设的电解槽的阴极室中。即，利用独立的逆电流吸收体，可以对已设的电解槽的阴极室赋予逆电流吸收能力。需要说明的是，本说明书中，可以作为逆电流吸收部件的一部分包含的金属弹性体与基材为相独立的部分。逆电流吸收体的数量、金属弹性体的数量和基材的数量可以为1个，也可以为复数个。另外，逆电流吸收体部件中的基材或金属弹性体的形状可以为立方体、长方体、板状、棒状、网状、圆盘状或球状。至少一部分的逆电流吸收体部件中的基材可以为集电体、折流板、隔离壁或支撑体。即，逆电流吸收体的至少一部分可以配置在阴极与金属弹性体之间、可以配置在金属弹性体与集电体之间、也可以配置在集电体与隔离壁之间。

除了上述以外，只要与电解液接触，逆电流吸收体也可以设置在例如金属弹性体的内部、集电体与折流板之间、折流板与隔离壁之间、或者隔离壁上。在阴极与金属弹性体之间存在逆电流吸收体的情况下，逆电流吸收体可以与阴极直接电连接。在金属弹性体与集电体之间存在逆电流吸收体的情况下，逆电流吸收体隔着金属弹性体与阴极电连接。在集电体与隔离壁之间存在逆电流吸收体的情况下，逆电流吸收体隔着集电体和金属弹性体与阴极电连接。或者，逆电流吸收体隔着支撑体、集电体和金属弹性体与阴极电连接。

可以在逆电流吸收部件的基材的至少1个表面配置金属弹性体，在该金属弹性体的表面形成逆电流吸收体。通过在金属弹性体的表面形成逆电流吸收体、将金属弹性体与阴极电连接，从而逆电流吸收体可以吸收逆电流。逆电流吸收体作为金属弹性体发挥功能的情况下，仅通过将该逆电流吸收体载置于集电体上即能够容易地设置逆电流吸收体。即，逆电流吸收体的交换也能够容易地进行。另外，通过使逆电流吸收体与阴极直接接触，阴极的保护效果提高。

逆电流吸收部件的基材的至少一部分可以为隔离壁，在隔离壁的表面可以形成有逆电流吸收体。通过使隔离壁经由支撑体、集电体、金属弹性体与阴极电连接，形成于隔离壁的逆电流吸收体能够吸收逆电流。通过使隔离壁为逆电流吸收部件中的基材，还能够抑制电解池的制作成本。

逆电流吸收体的基材的至少一部分可以为支撑体，在支撑体的表面可以形成有逆电流吸收体。通过使支撑体经由集电体、金属弹性体而与阴极电连接，形成于支撑体的逆电流吸收体能够吸收逆电流。通过使支撑体为逆电流吸收部件中的基材，还能够抑制电解池的制作成本。

逆电流吸收体的基材的至少一部分可以为集电体，在集电体的表面可以形成有逆电流吸收体。通过使集电体经由金属弹性体与阴极电连接，形成于集电体的逆电流吸收体能够吸收逆电流。通过使集电体为逆电流吸收部件中的基材，还能够抑制电解池的制作成本。

逆电流吸收体的基材的至少一部分可以为折流板，在折流板的表面可以形成有逆电流吸收体。通过使折流板经由支撑体、集电体、金属弹性体与阴极电连接，形成于折流板的逆电流吸收体能够吸收逆电流。通过使折流板为逆电流吸收部件中的基材，还能够抑制电解池的制作成本。

如上所述，本实施方式中的逆电流吸收体的位置没有限定，从利用少量的逆电流吸收体发挥出充分的逆电流的吸收效果的方面出发，优选配置在集电体上，更优选如下文所述调整集电体上的设置位置。

作为逆电流吸收体的制造方法，可以举出CVD法、PVD法、热分解法和热喷镀法等。热喷镀法根据热源或所喷镀的材料进行分类，作为其具体例，可以举出火焰喷涂、高速火焰喷涂、电弧喷镀、等离子体喷镀、线爆喷涂、冷喷涂等。也可以对这些方法进行组合。利用这些方法在基材上形成逆电流吸收体，得到逆电流吸收部件。另外，根据需要也可以对逆电流吸收部件(或者逆电流吸收体)实施还原处理。本实施方式中，逆电流吸收体优选为将NiO还原而成的层。作为还原处理法，可以举出使氢或肼等还原剂与逆电流吸收体直接接触的方法、以电化学方式还原逆电流吸收体的方法等。作为逆电流吸收体的制造方法的具体例，可以举出在基材表面喷镀氧化镍粉、金属镍粉或阮内镍粉的方法。也可以对喷镀有该粉末的基材进行氢还原、电解还原。电解还原可以作为使用逆电流吸收体时的碱金属化合物的电解而进行。在使用逆电流吸收体时进行电解还原的情况下，例如，优选以电流密度0.1～15kA/m²进行氢氧化钠水溶液的电解。此时析氢反应基本上在阴极进行，而不在逆电流吸收体进行，但由于逆电流吸收体与阴极电连接，因此逆电流吸收体的电位被维持在析氢电位，逆电流吸收体被暴露于还原气氛中。可以利用这样的方法进行电解还原。另外，也可以进行利用逆电流吸收体作为碱金属化合物电解的析氢用阴极的电解还原。在进行利用逆电流吸收体作为析氢用阴极的电解还原的情况下，例如，优选以电流密度0.1～15kA/m²进行氢氧化钠水溶液的电解。

(逆电流吸收体与阴极的位置关系)

本发明人对逆电流流动期间的阴极的电位分布进行确认，结果判明，不仅具有抑制与逆电流吸收体对置的部分的阴极电位的增高的效果，而且具有抑制其周围的阴极电位的增高的效果。

由于观察到了对设置有逆电流吸收体的部分的周围的阴极电位增高进行抑制的效果，因而本发明人发现，即使将长条状或球状等逆电流吸收体散布在阴极室内来进行设置，也得到了上述效果。

以具有图1所示的构成的电解池、即将逆电流吸收体配置在集电体上的情况为例，逆电流吸收体的配置密度可以以集电体上的逆电流吸收体的面积的总和S2相对于基材的阴极对置面(即集电体的阴极对置面)的面积S1的比例来表示，作为S2/S1，优选为0.05～0.9、更优选为0.1～0.8、进一步优选为0.2～0.7。在满足上述范围的情况下，具有利用少量的逆电流吸收体可得到充分的逆电流的吸收效果的倾向。

本发明人进一步详细确认了逆电流流动期间的阴极的电位分布，结果判明，阴极的电位在上下左右方向不均匀，发现特别是在上下方向产生了较大的电位分布，越靠近阴极上部，越容易形成高电位。

关于在1个阴极内产生电位分布的原因，尽管并非旨在限定于特定的作用机理，但据推测如下。

对于设置在隔着离子交换膜对置的阳极室中的阳极的电位分布进行测定时，与阴极同样地，特别是在上下方向产生了较大的电位分布，作为原因之一，阳极室上部具有溶解的氯浓度增高的可能性。阴极的上部容易形成高电位、容易受到氧化劣化。另一方面可认为，阴极的下部不容易形成高电位、不容易受到氧化劣化。即，通过提高与阴极上部对应的位置的逆电流吸收体的配置密度，即使不在与阴极室内整个面对应的位置设置逆电流吸收体，也能够在整个阴极防止因逆电流所引起的阴极的劣化。

此外，如图2所示，优选在位置I存在逆电流吸收体的20％以上，该位置存在的逆电流吸收体更优选为30％以上、进一步优选为40％以上。在满足上述范围的情况下，具有可利用特别少量的逆电流吸收体得到充分的逆电流的吸收效果的倾向。需要说明的是，作为本实施方式的电解池中的h的值没有特别限定，例如可以为95mm～1600mm。另外，作为电解池的宽度也没有特别限定，例如可以为110mm～3800mm的尺寸。

(隔离壁)

隔离壁30也被称为隔板，配置在阳极室10与阴极室20之间，用于区分阳极室10和阴极室20。作为隔离壁30，可以使用作为电解用隔板公知的材料，例如可以举出在阴极侧焊接了由镍构成的板、在阳极侧焊接了由钛构成的板而成的隔离壁等。

(阳极室)

阳极室10具有阳极11。另外，阳极室10优选具有：向阳极室10供给电解液的阳极侧电解液供给部；配置在阳极侧电解液供给部的上方并与隔离壁30大致平行或倾斜地配置的折流板；以及配置在折流板的上方并从混入有气体的电解液中分离出气体的阳极侧气液分离部。

(阳极)

在阳极室10的框内设有阳极11。作为阳极11，可以使用所谓DSA(注册商标；DeNora Permelec株式会社)等金属电极。DSA是指利用以钌、铱、钛为成分的氧化物包覆了表面的钛基材。

本实施方式中，从作为隔膜使用的离子交换膜的损伤的方面出发，电解槽中的阳极与上述逆电流吸收部件的距离优选为35mm～0.1mm。

(阳极侧电解液供给部)

阳极侧电解液供给部用于向阳极室10供给电解液，其与电解液供给管连接。阳极侧电解液供给部优选配置于阳极室10的下方。作为阳极侧电解液供给部，例如可以使用表面形成有开口部的管(分散管)等。该管更优选沿着阳极11的表面相对于电解池的底部平行地进行配置。需要说明的是，在图2所示的例中，电解池的底部与阳极室的下端19A和阴极室的下端19C一致。该管与向电解池1内供给电解液的电解液供给管(液体供给喷嘴)连接。由液体供给喷嘴供给的电解液通过管输送至电解池1内，由设置于管的表面的开口部供给至阳极室10的内部。通过将管沿着阳极11的表面与阳极室的下端19A平行地进行配置，能够均匀地将电解液供给至阳极室10的内部，因而优选。

(阳极侧气液分离部)

阳极侧气液分离部优选配置于折流板的上方。在电解中，阳极侧气液分离部具有将氯气等生成气体与电解液分离的功能。需要说明的是，只要不特别声明，上方是指图1的电解池1中的上方向，下方是指图1的电解池1中的下方向。

电解时，在电解池1中产生的生成气体和电解液成为混相(气液混相)并排出至***外时，存在由于电解池1内部的压力变动而产生振动并引起离子交换膜的物理性破损的情况。为了抑制该情况，优选在本实施方式的电解池1中设有用于分离气体与液体的阳极侧气液分离部。优选在阳极侧气液分离部设置用于消除气泡的消泡板。气液混相流通过消泡板时气泡破裂，由此分离成电解液和气体。其结果，能够防止电解时的振动。

(折流板)

折流板优选配置于阳极侧电解液供给部的上方且与隔离壁30大致平行或倾斜地进行配置。折流板是控制阳极室10的电解液的流动的分隔板。通过设置折流板，能够使电解液(盐水等)在阳极室10中内部循环，从而能够使其浓度均匀。为了引发内部循环，配置折流板时优选成将阳极11附近的空间和隔离壁30附近的空间隔开。从这方面出发，折流板优选按照与阳极11和隔离壁30的各表面对置的方式来设置。通过在由折流板分隔出的阳极附近的空间进行电解，电解液浓度(盐水浓度)下降，并且产生氯气等生成气体。由此，由折流板分隔出的阳极11附近的空间与隔离壁30附近的空间产生气液的比重差。利用该比重差，能够促进电解液在阳极室10中的内部循环，从而能够使阳极室10的电解液的浓度分布更均匀。

需要说明的是，尽管在图1中未示出，但也可以在阳极室10的内部另行设置集电体。作为该集电体，可以是与后述的阴极室的集电体同样的材料和结构。另外，在阳极室10中，阳极11自身也可以作为集电体发挥功能。

(阴极室)

阴极室20具有阴极21和逆电流吸收体，阴极21与逆电流吸收体被电连接。另外，阴极室20也与阳极室10同样地优选具有阴极侧电解液供给部、阴极侧气液分离部、折流板。需要说明的是，在构成阴极室20的各部位之中，对于与构成阳极室10的各部位同样的部位省略其说明。

(集电体)

阴极室20优选具备集电体23。由此可提高集电效果。在图1所示的示例中，集电体23为板状，在本实施方式中，优选集电体的表面与阴极21的表面大致平行地配置。利用这样的集电体，具有可在抑制后述的金属弹性体的弯曲的同时得到集电效果的倾向。

作为集电体23，例如优选由镍、铁、铜、银、钛等具有电传导性的金属构成。集电体23也可以为这些金属的混合物、合金或复合氧化物。需要说明的是，集电体23的形状只要是可作为集电体发挥功能的形状，即可为任何形状，也可以为网状。

(金属弹性体)

通过在集电体23与阴极21之间设置金属弹性体22，串联连接的复数个电解池1的各阴极21被挤压至离子交换膜2，各阳极11与各阴极21之间的距离缩短，能够降低对串联连接的复数个电解池1整体所施加的电压。通过使电压降低，能够降低消耗电量。利用这样的金属弹性体的构成，能够在维持电流效率的同时采取零间隙的构成。

作为金属弹性体22，可以使用涡卷弹簧、线圈等弹簧部件、具有缓冲性的垫片等。作为金属弹性体22，可考虑挤压离子交换膜的应力等而适当采用合适的部件。可以将金属弹性体22设置于阴极室20侧的集电体23的表面上，也可以设置于阳极室10侧的隔离壁的表面上。通常，由于按照阴极室20比阳极室10小的方式对两室进行划分，因此从框体的强度等方面出发，优选将金属弹性体22设置于阴极室20的集电体23与阴极21之间。另外，金属弹性体23优选由镍、铁、铜、银、钛等具有电传导性的金属构成。

(支撑体)

阴极室20优选具备将集电体23和隔离壁30电连接的支撑体24。由此，能够高效地流通电流。

支撑体24优选由镍、铁、铜、银、钛等具有电传导性的金属构成。另外，作为支撑体24的形状，只要是能够支撑集电体23的形状，即可为任何形状，可以为棒状、板状或网状。在图1所示的方式中，支撑体24为板状，优选具有将金属板弯曲成L字状的构成。复数个支撑体24配置在隔离壁30与集电体23之间。复数个支撑体24按照各自的面相互平行的方式进行排列。支撑体24相对于隔离壁30和集电体23大致垂直地进行配置。

(折流板)

折流板优选配置于阴极侧电解液供给部的上方且与隔离壁30大致平行或倾斜地进行配置。折流板是控制阴极室20的电解液的流动的分隔板。通过设置折流板，能够使电解液(碱性等)在阴极室20中内部循环，能够使其浓度均匀。为了引发内部循环，优选按照将阴极21附近的空间与隔离壁30附近的空间隔开的方式来配置折流板。从这方面出发，折流板优选按照与阴极21和隔离壁30的各表面对置的方式进行设置。在由折流板分隔出的阴极附近的空间中，随着电解的进行，电解液浓度(碱性浓度)降低，并且产生氢气等生成气体。由此，在由折流板分隔出的阴极21附近的空间与隔离壁30附近的空间产生气液的比重差。利用该比重差，能够促进电解液在阴极室20中的内部循环，能够使阴极室20的电解液的浓度分布更均匀。

(阳极侧密封垫、阴极侧密封垫)

阳极侧密封垫51优选配置于构成阳极室10的框体表面。阴极侧密封垫50优选配置于构成阴极室20的框体表面。1个电解池所具备的阳极侧密封垫51和与其相邻的电解池的阴极侧密封垫50按照夹持离子交换膜2的方式将电解池彼此连接(参照图3)。通过这些密封垫，隔着离子交换膜2将复数个电解池1串联连接时，能够对连接处赋予气密性。

密封垫用于对离子交换膜和电解池之间进行密封。作为密封垫的具体例，可以举出中央形成有开口部的镜框状的橡胶制片材等。要求密封垫对于腐蚀性的电解液和所生成的气体等具有耐受性，能够长时间使用。因此，从耐化学药品性和硬度的方面出发，通常使用乙烯·丙烯·二烯橡胶(EPDM橡胶)、乙烯·丙烯橡胶(EPM橡胶)的硫化品或过氧化物交联品等作为密封垫。另外，还可以根据需要使用与液体相接的区域(液体接触部)利用聚四氟乙烯(PTFE)或四氟乙烯·全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)等氟系树脂进行了包覆的密封垫。这些密封垫只要分别具有开口部以不妨碍电解液的流动即可，对其形状没有特别限定。例如，可以沿着构成阳极室10的阳极室框或构成阴极室20的阴极室框的各开口部的周边用粘接剂粘贴框状的密封垫。并且，例如在隔着离子交换膜2将2个电解池1连接时(参照图3)，只要隔着离子交换膜2对粘贴有密封垫的各电解池1进行紧固即可。由此，能够抑制电解液、因电解生成的碱金属氢氧化物、氯气、氢气等漏到电解池1的外部。

(离子交换膜)

对离子交换膜没有特别限定，可以采用公知的离子交换膜。例如，在通过碱金属氯化物等的电解来制造氯和碱的情况下，从耐热性和耐化学药品性等优异的方面出发，优选含氟系离子交换膜。作为含氟系离子交换膜，可以举出具有使电解时产生的离子选择性透过的功能、且包含具有离子交换基的含氟系聚合物的离子交换膜等。此处所说的具有离子交换基的含氟系聚合物是指具有离子交换基、或者具有能够水解成为离子交换基的离子交换基前体的含氟系聚合物。作为这样的含氟系聚合物，例如可以举出下述聚合物等：其由氟化烃的主链构成，具有能够通过水解等转换为离子交换基的官能团作为垂饰侧链，且可进行熔融加工。

<第2方式>

本实施方式的第2方式的电解池除了下述的区别技术特征以外，与第1方式相同。下面仅对第1方式与第2方式的区别技术特征进行说明，省略关于两方式的共通事项的说明。根据第2方式，能够与第1方式同样地抑制阴极的氧化和劣化。

图7是第2方式的电解池1的截面图。第2方式的电解池1在不具备金属弹性体和集电体这一点上与第1方式的电解池1不同。第2方式的电解池1所具备的阴极室20具有配置于阴极21与隔离壁30之间的阴极支撑体24。支撑体24支撑阴极21。隔离壁30经由阴极支撑体24与阴极21电连接。即，第2方式中，阴极室具有隔离壁以及支撑阴极的阴极支撑体作为基材，阴极支撑体配置在阴极和上述隔离壁之间，隔离壁、阴极支撑体和阴极被电连接。此处，优选逆电流吸收体的至少一部分配置在阴极和隔离壁之间。

第2方式中，逆电流吸收体可以与隔离壁和支撑体独立。逆电流吸收体例如配置于阴极与隔离壁之间。逆电流吸收体可以与阴极或隔离壁的表面直接电连接。

逆电流吸收体的基材的至少一部分可以为阴极支撑体，在阴极支撑体的表面可以形成有逆电流吸收体。通过经由阴极支撑体与阴极电连接，形成于阴极支撑体的逆电流吸收体能够吸收逆电流。通过使支撑体为逆电流吸收部件，还能够抑制电解池的制作成本。

逆电流吸收体的基材的至少一部分可以为隔离壁，在隔离壁的表面可以形成有逆电流吸收体。通过使隔离壁经由支撑体与阴极电连接，形成于隔离壁的逆电流吸收体能够吸收逆电流。通过使隔离壁为逆电流吸收部件，还能够抑制电解池的制作成本。

<第3方式>

本实施方式的第3方式的电解池除了下述的区别技术特征以外，与第1方式相同。下面仅对第1方式与第3实施方式的区别技术特征进行说明，省略关于两方式的共通事项的说明。根据第3方式，能够与第1方式同样地抑制阴极的氧化和劣化。

第3方式的电解池例如可以为日本专利第4723250号说明书的图1所示的构成。第3实施方式的电解池中，阳极室与阴极室没有形成一体结构，这一点与第1、第2实施方式的电解池不同。第3实施方式的电解池由构成浴缸状的阳极室的元件和构成阴极室的元件构成。阳极室与阴极室之间夹有密封垫和离子交换膜，利用螺栓一体化，构成1个单元。第3实施方式中，将该单元串联排列，形成电解槽4。

需要说明的是，关于阴极室内的逆电流吸收体的配置，与第1方式相同。

实施例

下面通过实施例对本实施方式进行详细说明。需要说明的是，本实施方式并不限于以下实施例。

[实施例1]

作为金属多孔板使用镍制金属板网。将板厚为1mm的镍板以SW＝3、LW＝4、进给＝1进行加工。加工后的厚度为1.2mm。利用钢砂(粒度号70号、粒度范围420μm～1000μm)对该镍制金属板网实施喷砂处理。

将含有氧化镍粉、***胶、纯水的混合液喷雾干燥，制成粒径为5～50μm的球状造粒物。作为一次气体使用氮、作为二次气体使用氢，将该造粒物等离子体喷镀在上述的镍制金属板网上。等离子体喷镀后的厚度为1.6mm。接着在氢气氛中(用氮气稀释)在200℃实施氢还原处理。氢还原后的厚度无变化，仍为1.6mm。这样制作出逆电流吸收体。

(逆电流吸收层的粉末X射线衍射测定)

粉末X射线衍射图谱的测定中，从镍基材剥离逆电流吸收层并加工成粉末状后，将粉末样品装入玻璃试样板来实施。X射线衍射装置使用RINT2000UltraX18(株式会社Rigaku)。作为X射线源使用CuKα射线以加速电压50kV、电流200mA、扫描轴2θ/θ、步进间隔0.02°、扫描速度2.0°/min、测定范围2θ＝20～60°的条件进行测定。

在粉末X射线衍射图谱中，衍射角2θ＝44.5°是Ni金属的衍射线、衍射角2θ＝43.28°是NiO的衍射线。将Ni金属的衍射线峰的半峰全宽的测定结果列于表12。半峰全宽的测定按下述过程实施。将逆电流吸收层从金属多孔板剥离并加工成粉末状后，实施粉末X射线衍射测定。在所得到的结果中，用直线连结从衍射角2θ＝39.5°到衍射角2θ＝48.5°的点，将其作为基线。从在2θ＝44.5°附近观测到的Ni金属的衍射峰的峰顶向下引垂线到基线。在峰顶和垂线与基线的交点的中点处绘制与基线平行的线。测定该线与峰交叉的2点间的距离，作为半峰全宽。半峰全宽为0.33°。

将氢还原处理前后或预电解前后的氧化度(氧化度X：氢还原处理或预电解前、氧化度Y：氢还原或预电解后)列于表12。需要说明的是，氧化度为利用下式计算出的值。在下述规定的实施例中也与上述同样地测定氧化度。

氧化度＝(NiO衍射强度)/(Ni金属衍射强度+NiO衍射强度)×100

此处，

NiO衍射强度＝(NiO衍射峰顶值)－(背景值)

Ni金属衍射强度＝(Ni金属衍射峰顶值)－(背景值)

背景值＝(39.5°的计数+48.5°的计数)/2。

氧化度X为78％、氧化度Y为3.3％。在下述规定的实施例中也与上述同样地进行X射线衍射测定。

(逆电流吸收量的评价)

将逆电流吸收体切割成3cm×3cm尺寸，用镍制的螺钉固定于用PTFE包覆的镍制的棒。对电极(阳极)使用铂网。

在PFA制烧杯中加入32重量％氢氧化钠水溶液，升温至90℃，设置逆电流吸收体和铂网。在逆电流吸收体和铂网之间流通1小时电流，将氢氧化钠水溶液电解，在逆电流吸收体上产生氢。设电解时的电流密度为4kA/m²。之后，一边在铂网与逆电流吸收体之间流通电流密度为250A/m²的逆电流一边测定逆电流吸收体的电位。逆电流吸收体的电位是指逆电流吸收体相对于Ag|AgCl参比电极的电位，电位的测定中使用鲁金毛细管。测定从开始流通逆电流的时刻起至逆电流吸收体到达Ru的氧化溶出反应的电位(-0.1Vvs.Ag|AgCl)为止的时间T(秒)。根据实施例1的时间T以及时间T与电流密度250A/m²的积，将铂板与逆电流吸收体之间流通的电量(逆电流吸收体的逆电流吸收量，单位：C/m²)列于表12。时间T为2234秒、逆电流吸收量为558500C/m²。在以下规定的实施例中也与上述同样地测定时间T和逆电流吸收量。

(比表面积的测定)

使用岛津制作所制“TriStarII3020(氮气吸附量测定装置)”对实施例的逆电流吸收层的比表面积、细孔径分布曲线、细孔容积进行测定。作为前处理，在压力200mTorr以下、80℃的条件下进行2小时真空干燥。将测定结果列于表12。这些测定针对从金属多孔板剥离逆电流吸收层并加工成粉末状而得到的逆电流吸收层来进行。将结果列于表12。比表面积为3.3m²/g、细孔径为10nm以上的细孔的细孔容积占总细孔容积的比例为94％。在以下规定的实施例中也与上述同样地进行比表面积的测定。

(大型电解槽中的电解实验)

电解实验使用与商业设备中使用的零间隙电解池同种类型的电解池来实施。在本实施例中，作为一例，使用日本专利第4453973号说明书中公开的结构的电解池。电解池采用的是使用了1年的电解池。本电解试验中，使用将电解池串联10对排列而成的电解槽。组装电解槽时，使用集电体与阳极的间隔为约4.5mm的电解池。即，在该4.5mm的间隔中夹有逆电流吸收体、弹性垫、阴极、离子交换膜，阴极与集电体具有相同的面积，并且形成平行对置的结构。即，阴极室的上端和下端的位置与集电体的上端和下端的位置分别一致，阴极室中的高度(本实施方式中为高度0、高度h、位置I和位置II)由集电体(实施例1～4、4-1、13和比较例1中将长1150mm×宽1190mm尺寸的部件沿横向并列设置2片)中的高度确定(以下相同)。

将设置于电解池的阴极室中的阴极和缓冲垫暂且拆下，将2片长230mm、宽1190mm的尺寸的逆电流吸收体通过TIG焊接安装在由镍金属板网构成的集电体上。安装中，分别安装在距离集电体的上边0mm、即集电体的上边与逆电流吸收体的上边重合的位置(图8)。在其上再次安装拆下的缓冲垫、阴极。

使用0.1mm的镍线制成织物并进行波形加工，将所得到的部件作为缓冲垫经点焊固定在集电体上。对于线形0.15mm、40目的金属丝网施以包含钌作为主成分的涂层，将所得到的部件作为析氢用阴极，层积固定在缓冲垫上。

阳极使用在钛基材上涂布以钌、铱、钛作为成分的氧化物而成的所谓DSA(注册商标)。

离子交换膜使用“Aciplex”(注册商标)F6801(旭化成株式会社制造)。

一边按照阳极室出口的NaCl浓度为3.5N±0.2N、阴极室出口的NaOH浓度为32重量％±1重量％、温度为88℃±1℃进行调整，一边以电流密度4kA/m²实施食盐电解。电解开始起2小时后暂时停止，强制流通逆电流。流通了规定的逆电流后，以电流密度4kA/m²再次开始食盐电解。再次开始起20小时后流通逆电流。同样地在再次开始起20小时后流通逆电流。之后以6kA/m²再次开始，运行68小时后，流通逆电流。合计施与4次逆电流经历。逆电流的条件如下所述。

逆电流用整流器的设定电流密度＝50A/m²

时间＝15分钟

流通逆电流的15分钟监控电流值并计算所流通的逆电流电量时，流通了49000C/m²的电量。这是由于，在逆电流开始流通的数分钟在阳极室中残留有大量的氯，电流不稳定。

在施予上述4次逆电流经历后，将电解槽暂且拆开框架，使用手持型荧光X射线分析装置(Niton XL3t-800S、Thermo Scientific公司)对析氢阴极的钌残留量进行测定，计算出电解试验前后的钌的残留率(测定A)。

实施涂布测定后，重新组装电解槽并实施食盐电解。以电流密度4kA/m²进行5天、6kA/m²进行18天、合计23天连续进行电解。之后将电解槽拆开框架，使用XRF(手持型荧光X射线分析装置、Niton XL3t-800S、Thermo Scientific公司)测定析氢阴极的钌残留量，计算出食盐电解后的钌的残留率(测定B)。测定A、B的残留率以电解试验前测定的值为基准进行计算。需要说明的是，上述的测定A和B均测定了图9所示的30点。

在4次施加逆电流的每次通过目视观察从阴极出口排出的氢氧化钠溶液，但未观察到着色等。将测定A的结果列于表1。在大致全部的测定点钌残留率为99％以上。30点的平均值为98％。

接着，将所使用的离子交换膜取出，观察有无剥离、发泡、塌陷等膜损伤。合计算出也包括极轻微的情况在内的全部位置。在膜观察结果中，将电解性能没有问题的水平记为○、将长期观察时具有发生问题的可能性的水平记为△、将有问题的水平记为×。具体地说，总数为260个以下记为○、大于260且为310个以下记为△、310个以上记为×。在以下规定的实施例中也与上述同样地对离子交换膜有无损伤进行评价。实施例1中为○。

[表1]

将测定B的结果列于表2。在大致全部的测定点钌残留率为99％以上。30点的平均值为99％。

[表2]

[实施例2]

使用与实施例1相同的逆电流吸收体，使设置位置如图10所示将逆电流吸收体设置在距集电体的上边165mm的位置，除此以外与实施例1同样地实施电解试验。将电解试验前后的钌的残留率的测定结果列于表3(测定A)、表4(测定B)。在大致全部的测定点钌残留率为99％以上。另外，在4次施加逆电流的每次通过目视观察从阴极出口排出的氢氧化钠溶液，但未观察到着色等。在任一测定中，30点的平均值均为100％。之后以电流密度6kA/m²实施半年的电解，调查膜的损伤。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例2中为○。

[表3]

[表4]

[实施例3]

使用与实施例1相同的逆电流吸收体，使逆电流吸收体的设置位置如图11所示，将逆电流吸收体设置在距集电体的上边265mm的位置，除此以外与实施例1同样地实施电解试验。将电解试验前后的钌的残留率的测定结果列于表5(测定A)、表6(测定B)。在大致全部的测定点钌残留率为99％以上。另外，在4次施加逆电流的每次通过目视观察从阴极出口排出的氢氧化钠溶液，但未观察到着色等。在任一测定中，30点的平均值均为100％。之后以电流密度6kA/m²实施半年的电解，调查膜的损伤。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查离子交换膜的损伤，实施例3中为○。

[表5]

[表6]

[实施例4]

使用与实施例1相同的逆电流吸收体，使逆电流吸收体的设置位置如图12所示将逆电流吸收体设置在距集电体的上边365mm的位置，除此以外与实施例1同样地实施电解试验。电解试验前后的钌的残留率的测定结果如表7(测定A)、表8(测定B)所示。在大致全部的测定点的钌残留率为99％以上。另外，在4次施加逆电流中，每次通过目视观察从阴极出口排出的氢氧化钠溶液，但未观察到着色等。在任一测定中，30点的平均值均为99％。之后以电流密度6kA/m²实施半年的电解，调查膜的损伤。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查离子交换膜的损伤，实施例4中为○。

[表7]

[表8]

[实施例4-1]

使用与实施例1相同的逆电流吸收体，使逆电流吸收体的设置位置如图13所示将逆电流吸收体设置在距集电体的上边460mm的位置(电解槽的正中央)，除此以外与实施例1同样地实施电解试验。将电解试验前后的钌的残留率的测定结果列于表9(测定A)。在4次施加逆电流中，每次通过目视观察从阴极出口排出的氢氧化钠溶液，结果观察到非常轻微的着色。30点的平均值为90％。之后以电流密度6kA/m²实施半年的电解，调查膜的损伤。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例4-1中为○。

[表9]

实施例4-1中，在将阴极面作为整体进行评价时，可以说充分抑制了阴极的劣化，在从阴极上端到200mm之间的钌残留率为55％～77％，观察到减少的倾向。将该结果与实施例1～4同时进行研究时，暗示出具有可根据逆电流吸收体的设置位置进一步抑制阴极的劣化的倾向。即暗示出，为了对阴极上部的劣化也充分保护，与将逆电流吸收体设置在电解槽中央相比，更优选将逆电流吸收体设置在从电解槽中央向上部偏移的位置。

[比较例1]

除了不设置逆电流吸收体以外，与实施例1同样地实施电解试验。目视进行观察，结果在每次施加逆电流时观察到从阴极出口排出的氢氧化钠溶液被着色为钌所溶出的茶色。可知在每次施加逆电流时有阴极涂层溶出。将电解试验前后的钌的残留率的测定结果列于表10(测定A)。在全部的测定点钌残留率显著降低。30点的平均值为5％。之后以电流密度6kA/m²实施半年的电解，调查膜的损伤，在比较例1中为○。

[表10]

如上所述，在钌残留率为5％的情况下(比较例1)电压的上升显著，可知为了防止这样的电压上升，将钌残留率调整为10％以上是重要的。

[实施例5]

作为金属多孔板使用镍制金属板网。将板厚为0.2mm的镍板以SW＝2、LW＝3、进给＝0.2进行加工后实施压延处理，调整为0.2mm的厚度。另外，纵向长度为230mm、横向长度为1190mm。利用钢砂(粒度号20号、粒度范围75μm～300μm)对该镍制金属板网实施喷砂处理。

将含有氧化镍粉、***胶、纯水的混合液喷雾干燥，制成粒径为5～50μm的球状造粒物。作为一次气体使用氮、作为二次气体使用氢，将该造粒物等离子体喷镀在上述的镍制金属板网上。等离子体喷镀后的厚度为0.59mm。像这样制作4片逆电流吸收体。在实施例5中不进行与实施例1相同的还原处理，作为代替，在温度88℃、电流密度4kA/m²实施约100小时食盐电解作为预电解来进行逆电流吸收体的还原。逆电流吸收体被设置在集电体与垫片之间。即，逆电流吸收体不起到作为阴极的功能，但被暴露于析氢的还原气氛下。之后与实施例1同样地测定达到-0.1V vs.Ag/AgCl为止的时间T，结果为871秒，逆电流吸收量为217750C/m²。Ni金属的X射线衍射半峰宽为0.32°。另外，Ni金属的衍射线峰的半峰全宽为0.32°、氧化度X为80％、氧化度Y为51％、比表面积为1.5m²/g、细孔径为10nm以上的细孔的细孔容积占总细孔容积的比例为90％(表12)。

实施例5中，在组装电解槽时，使用集电体与阳极的间隔为约2mm的电解池。即形成在该2mm的间隔中夹有逆电流吸收体、弹性垫、阴极、离子交换膜的结构。与实施例1同样地采用使用了1年的电解池。实施例5的集电体是将长1160mm×宽1190mm的尺寸的部件沿横向并列设置2片来使用的(以下的实施例6、7、8、9、10、11、12和比较例1-1也是同样的)。阴极室的上端和下端的位置与集电体的上端和下端的位置分别一致。如图14所示，按照逆电流吸收体的上边位于距电解槽的集电体上端250mm的位置的方式将4片逆电流吸收体没有间隙地排列，利用TIG焊接进行固定。设置4片逆电流吸收部件的面的长为460mm、宽为2380mm。逆电流吸收体的下边与集电体的下端的距离为450mm。

上述预电解后，与实施例1同样地实施使用电解槽的电解试验，实施测定A，结果30点的平均值为100％。

另外，在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，但未观察到膜损伤。其后以电流密度6kA/m²实施半年的电解，调查了膜的损伤。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例5中为○。

[实施例6]

作为金属多孔板使用镍制金属板网。将板厚为0.3mm的镍板以SW＝2、LW＝4、进给＝0.3进行加工后实施压延处理，调整为0.3mm的厚度。另外，宽为230mm、长为1190mm。利用钢砂(粒度号20号、粒度范围75μm～300μm)对该镍制金属板网实施喷砂处理。

将含有氧化镍粉、***胶、纯水的混合液喷雾干燥，制成粒径为5～50μm的球状造粒物。作为一次气体使用氮、作为二次气体使用氢，将该造粒物等离子体喷镀在上述的镍制金属板网上。等离子体喷镀后的厚度为0.66mm。像这样制作出4片逆电流吸收体。实施例6不进行与实施例1相同的还原处理，作为代替，在温度88℃、电流密度4kA/m²实施约100小时食盐电解作为预电解来进行逆电流吸收体的还原。逆电流吸收体被设置在集电体与垫片之间。即，逆电流吸收体不起到作为阴极的功能，但被暴露于析氢的还原气氛下。之后与实施例1同样地测定达到-0.1V vs.Ag/AgCl为止的时间T，结果为1051秒，逆电流吸收量为262750C/m²。另外，Ni金属的衍射线峰的半峰全宽为0.32°、氧化度X为80％、氧化度Y为57％、比表面积为1.7m²/g、细孔径为10nm以上的细孔的细孔容积占总细孔容积的比例为91％(表12)。

与实施例5同样地在电解槽中设置4片逆电流吸收体。实施例6中，在上述预电解后与实施例1同样地实施使用电解槽的电解试验，实施测定A，结果30点的平均值为100％。

另外，在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，但未观察到膜损伤。其后以电流密度6kA/m²实施半年的电解，调查了膜的损伤。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例6中为○。

[比较例1-1]

将实施例6中制作的逆电流吸收体按照没有间隙的方式通过焊接安装于集电体的整个面。与实施例1同样地实施电解评价、实施测定A，结果30点的平均值为100％。

其后以电流密度6kA/m²实施半年的电解，调查了膜的损伤。其结果，比较例1-1中为×。

[实施例7]

作为金属多孔板使用镍制金属板网。将板厚为0.2mm的镍板以SW＝2、LW＝3、进给＝0.5进行加工后实施压延处理，调整为0.2mm的厚度。另外，宽为230mm、长为1190mm。利用钢砂(粒度号20号、粒度范围75μm～300μm)对该镍制金属板网实施喷砂处理。

将含有氧化镍粉、***胶、纯水的混合液喷雾干燥，制成粒径5～50μm的球状造粒物。作为一次气体使用氮、作为二次气体使用氢，将该造粒物等离子体喷镀在上述的镍制金属板网上。等离子体喷镀后的厚度为0.49mm。像这样制作出4片逆电流吸收体。实施例7不进行与实施例1相同的还原处理，作为代替，在温度88℃、电流密度4kA/m²实施约100小时食盐电解作为预电解来进行逆电流吸收体的还原。逆电流吸收体被设置在集电体与垫片之间。即，逆电流吸收体不起到作为阴极的功能，但被暴露于析氢的还原气氛下。之后与实施例1同样地测定达到-0.1V vs.Ag/AgCl为止的时间T，结果为972秒，逆电流吸收量为243000C/m²。另外，Ni金属的衍射线峰的半峰全宽为0.34°、氧化度X为80％、氧化度Y为52％、比表面积为1.7m²/g、细孔径为10nm以上的细孔的细孔容积占总细孔容积的比例为91％(表12)。

与实施例5同样地在电解槽中设置4片逆电流吸收体。在实施例7中，在上述预电解后与实施例1同样地实施使用电解槽的电解评价、实施测定A，结果30点的平均值为100％。

另外，在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，但未观察到膜损伤。其后以电流密度6kA/m²实施半年的电解，调查了膜的损伤。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例7中为○。

[实施例8]

与实施例7同样地制作逆电流吸收体后，不实施预电解，在氢气氛中(用氮气稀释)在200℃实施氢还原处理。

到达-0.1V vs.Ag/AgCl为止的时间T为938秒、逆电流吸收量为234500C/m²。另外，Ni金属的X射线衍射半峰全宽为0.36°、氧化度X为80％、氧化度Y为2.5％、比表面积为1.9m²/g、细孔径为10nm以上的细孔的细孔容积占总细孔容积的比例为93％。(表12)。

与实施例5同样地在电解槽中设置4片逆电流吸收体。电解试验后实施测定A，结果30点的平均值为100％。

另外，在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，但未观察到膜损伤。其后以电流密度6kA/m²实施半年的电解，调查了膜的损伤。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例8中为○。

[实施例9]

作为金属多孔板使用镍制金属板网。将板厚为0.2mm的镍板以SW＝1.8、LW＝3、进给＝0.5进行加工后实施压延处理，调整为0.2mm的厚度。另外，宽为230mm、长为1190mm。利用钢砂(粒度号20号、粒度范围75μm～300μm)对该镍制金属板网实施喷砂处理。

将含有氧化镍粉、***胶、纯水的混合液喷雾干燥，制成粒径5～50μm的球状造粒物。作为一次气体使用氮、作为二次气体使用氢，将该造粒物等离子体喷镀在上述的镍制金属板网上。等离子体喷镀后的厚度为0.47mm。像这样制作出4片逆电流吸收体。实施例9不进行与实施例1相同的还原处理，作为代替，在温度88℃、电流密度4kA/m²实施约100小时食盐电解作为预电解来进行逆电流吸收体的还原。逆电流吸收体被设置在集电体与垫片之间。即，逆电流吸收体不起到作为阴极的功能，但被暴露于析氢的还原气氛下。其后测定达到-0.1V vs.Ag/AgCl为止的时间T，结果为1017秒，逆电流吸收量为254250C/m²。另外，Ni金属的衍射线峰的半峰全宽为0.34°、氧化度X为81％、氧化度Y为55％、比表面积为1.6m²/g、细孔径为10nm以上的细孔的细孔容积占总细孔容积的比例为90％(表12)。

与实施例5同样地在电解槽中设置4片逆电流吸收体。实施例9中，在上述预电解后与实施例1同样地实施使用电解槽的电解试验，实施测定A，结果30点的平均值为100％。

另外，在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，但未观察到膜损伤。其后以电流密度6kA/m²实施半年的电解，调查了膜的损伤。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例9中为○。

[实施例10]

与实施例9同样地制作逆电流吸收体后，不进行预电解，在氢气氛中(用氮气稀释)在200℃实施氢还原处理。

达到-0.1V vs.Ag/AgCl为止的时间T为1032秒、逆电流吸收量为258000C/m²。另外，Ni金属的X射线衍射半峰全宽为0.45°、氧化度X为81％、氧化度Y为2.4％、比表面积为2.0m²/g、细孔径为10nm以上的细孔的细孔容积占总细孔容积的比例为92％(表12)。

与实施例5同样地在电解槽中设置4片逆电流吸收体。实施与实施例1相同的电解试验后，实施测定A，结果30点测定的平均值为100％。

另外，在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，但未观察到膜损伤。其后以电流密度6kA/m²实施半年的电解，调查了膜的损伤。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例10中为○。

[实施例11]

作为金属多孔板使用镍制金属板网。将板厚为0.2mm的镍板以SW＝1.6、LW＝3、进给＝0.5进行加工后实施压延处理，调整为0.2mm的厚度。另外，宽为230mm、长为1190mm。利用钢砂(粒度号20号、粒度范围75μm～300μm)对该镍制金属板网实施喷砂处理。

将含有氧化镍粉、***胶、纯水的混合液喷雾干燥，制成粒径5～50μm的球状造粒物。作为一次气体使用氮、作为二次气体使用氢，将该造粒物等离子体喷镀在上述的镍制金属板网上。等离子体喷镀后的厚度为0.45mm。像这样制作出4片逆电流吸收体。实施例11不进行与实施例1相同的还原处理，作为代替，在温度88℃、电流密度4kA/m²实施约100小时食盐电解作为预电解来进行逆电流吸收体的还原。逆电流吸收体被设置在集电体与垫片之间。即，逆电流吸收体不起到作为阴极的功能，但被暴露于析氢的还原气氛下。其后测定达到-0.1V vs.Ag/AgCl为止的时间T，结果为751秒，逆电流吸收量为187750C/m²。另外，Ni金属的衍射线峰的半峰全宽为0.36°、氧化度X为81％、氧化度Y为56％、比表面积为1.6m²/g、细孔径为10nm以上的细孔的细孔容积占总细孔容积的比例为90％(表12)。

与实施例5同样地在电解槽中设置4片逆电流吸收体。在上述预电解后与实施例1同样地实施使用电解槽的电解试验，实施测定A，结果30点的平均值为100％。

另外，在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，但未观察到膜损伤。其后以电流密度6kA/m²实施半年的电解，调查了膜的损伤。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例11中为○。

[实施例12]

与实施例11同样地制作逆电流吸收体后，不进行预电解，在氢气氛中(用氮气稀释)在200℃实施氢还原处理。

达到-0.1V vs.Ag/AgCl为止的时间T为1098秒、逆电流吸收量为274500C/m²。另外，Ni金属的X射线衍射半峰全宽为0.33°、氧化度X为81％、氧化度Y为1.8％、比表面积为1.8m²/g、细孔径为10nm以上的细孔的细孔容积占总细孔容积的比例为90％(表12)。

其后、与实施例5同样地在电解槽中设置4片逆电流吸收体。实施与实施例1相同的电解试验后，实施测定A，结果30点测定的平均值为100％。

另外，在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，但未观察到膜损伤。其后以电流密度6kA/m²实施半年的电解，调查了膜的损伤。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例12中为○。

[实施例13]

使用与实施例1相同的逆电流吸收体。即，对板网的加工以SW＝3、LW＝4、进给＝1来实施，使用等离子体喷镀、氢还原处理后的厚度为1.6mm逆电流吸收体。

另外，使用与实施例5同样的电解池。即，组装电解槽时，使用集电体与阳极的间隔为约2mm的电解池，形成在该2mm的间隔中夹入逆电流吸收体、弹性垫、阴极、离子交换膜的结构。实施例13的集电体是将长1150mm×宽1190mm的尺寸的部件沿横向并列设置2片来使用的。阴极室的上端和下端的位置与集电体的上端和下端的位置分别一致。

实施例13中，将集电体的一部分挖出，在挖出部分设置逆电流吸收体。具体地说，将距集电体的上端365mm～595mm、宽2380mm的范围的集电体挖出。在挖出部分嵌入长230mm、宽1190mm的逆电流吸收体2片，利用点焊固定在肋上。由于集电体为厚度1.2mm的镍制金属板网，因而设置了逆电流吸收体的部分与阳极的间隔为约1.6mm。实施与实施例1相同的电解试验，结果测定A的30点测定的平均值为100％。

另外，在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，但未观察到膜损伤。其后以电流密度6kA/m²实施半年的电解，调查了膜的损伤。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例13中为○。

[实施例14]

使具有设置了阳极的阳极室的阳极电解池(阳极终端电解池、钛制)与具有设置了阴极的阴极室(阴极终端电解池、镍制)的阴极电解池面对面。在电解池间配置一对密封垫，离子交换膜夹在一对密封垫间。之后将阳极电解池、密封垫、离子交换膜、密封垫和阴极密合，得到电解池。

作为阳极，使用在钛基材上形成了以钌、铱和钛作为成分的氧化物的所谓DSA(注册商标)。作为阴极，使用在镍制平织金属丝网上涂布氧化钌和氧化铈而成的部件。将切割成长95mm×宽110mm的尺寸的阴极的四边约2mm弯折成直角。作为集电体，使用镍制金属板网。集电体的尺寸为长95mm×宽110mm。作为金属弹性体，使用利用直径0.1mm的镍细线编成的缓冲垫。将作为金属弹性体的缓冲垫置于集电体上。

将实施例6中制作的逆电流吸收体切割成长38mm、宽110mm的长条状，固定于阴极室的集电体。按照逆电流吸收体的上端处于距集电体上端10mm的位置的方式进行焊接固定。逆电流吸收体以横长的状态设置。逆电流吸收体的下端与集电体的下端的距离为47mm。

接着，以阴极的弯折部朝向集电体的状态将阴极置于集电体上。并且将阴极的四角利用特氟龙(注册商标)制作的带固定于集电体。作为密封垫，使用EPDM(乙烯丙烯二烯)制造的橡胶密封垫。作为离子交换膜，使用“Aciplex”(注册商标)F6801(旭化成化学公司制造)。

使用上述电解池进行食盐的电解。将阳极室的盐水浓度(氯化钠浓度)调整为205g/L。将阴极室的氢氧化钠浓度调整为32wt％。按照各电解池内的温度成为90℃的方式调节阳极室和阴极室的各温度。

以电流密度6kA/m²进行2小时食盐的电解后，使电流密度一下子降低至0kA/m²。其后调换整流器端子的正负，向电解池中流入与电解相反方向的电流(逆电流)。将逆电流的电流密度设定为50A/m²、流通15分钟。在逆电流流通期间，使用导入至阴极室内的鲁金毛细管测定阴极相对于Ag|AgCl参比电极的电位。

对上述电解试验前后的钌残留率进行XRF测定，结果阴极面内任一位置的钌残留量均为99％以上。关于这里的XRF测定位置，按照与图9(长1150mm×宽2380mm)中的30点测定位置相对应的方式进行比例计算，确定长95mm、宽110mm的尺寸中的30点测定位置。

其后以电流密度6kA/m²实施半年的电解，调查了膜的损伤。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤。根据本实施例中使用的电解池的电解面积与大型电解槽的电解池的电解面积之比将损伤数换算成大型尺寸，结果实施例14中为△。

将实施例1～14、实施例4-1、比较例1和比较例1-1的试验结果汇总于表11。需要说明的是，在各例中，将逆电流吸收体的阴极对置面的开孔部分的合计面积S’除以、将该开孔部分计入面积所得到的逆电流吸收体的阴极对置面的面积S”而得到的数值(％；100×S’/S”)均小于90％，因而对于S3和S_A，其开孔部分也计入面积。

可知随着S3/S_A的值增大，电解试验后的测定A的值增大。S3/S_A为0时测定A的值为5％，S3/S_A为0.20时测定A的值为90％，S3/S_A为0.36以上时测定A的值为98％以上。

另外可知，随着S3/S_A的值减小，膜损伤的发生频率减少。S3/S_A为1.00时膜损伤的频率高(×)，S3/S_A为0.79时为△，S3/S_A为0.36以下为○。

可知S3/S_A值存在兼顾涂布的残留率和膜损伤的最佳范围。

[表11]

[实施例15]

作为金属多孔板使用镍制金属板网。将板厚为1mm的镍板以SW＝3、LW＝4、进给＝1进行加工。加工后的厚度为1.2mm。钢砂(粒度号70号、粒度范围420μm～1000μm)对该镍制金属板网实施喷砂处理。

作为涂布液，准备将硝酸镍(II)六水合物(和光纯药、特级)溶解在纯水中而成的水溶液。涂布液中的镍元素的浓度为230g/L。将该水溶液用刷毛涂布至镍金属板网后，在75℃干燥10分钟，在500℃进行10分钟烧制。反复进行该涂布、干燥、烧制的一系列的操作直至达到规定的镍涂布量为止。其后剥离包覆的一部分，实施X射线衍射测定，结果进观测到了氧化镍的衍射线。即确认到镍以氧化镍的形式进行了涂布。氧化镍的涂布量为373g/m²。接着在氢气氛中(用氮气稀释)在200℃实施氢还原处理。

达到-0.1V vs.Ag/AgCl为止的时间T为723秒，逆电流吸收量为180750C/m²。另外，Ni金属的X射线衍射半峰宽为0.39°、氧化度X为99％、氧化度Y为3.8％、比表面积为3.9m²/g、细孔径为10nm以上的细孔的细孔容积占总细孔容积的比例为86％(表12)。

与实施例14同样地实施电解试验后，进行电解试验前后的钌残留率的XRF测定。测定点为图21所示的5点(测定C)。阴极面内任一位置的钌残留量均为99％以上。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例15中为○。利用包含镍的溶液的热分解法也制作出了逆电流吸收体。

[实施例16]

使用与实施例15同样的基材、硝酸镍涂布液实施涂布。剥离包覆的一部分实施X射线衍射测定，结果进观测到氧化镍的衍射线，镍以氧化镍的形式涂布，氧化镍的涂布量为852g/m²。接着在氢气氛中(用氮气稀释)在200℃实施氢还原处理。

达到-0.1V vs.Ag/AgCl为止的时间T为1210秒、逆电流吸收量为302500C/m²。另外，Ni金属的X射线衍射半峰宽为0.36°、氧化度X为99％、氧化度Y为1.5％、比表面积为4.2m²/g、细孔径为10nm以上的细孔的细孔容积占总细孔容积的比例为85％。(表12)。

与实施例15同样地实施电解试验后，对电解试验前后的钌残留率进行XRF测定，结果阴极面内任一位置的钌残留量均为99％以上。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例16中为○。

利用包含镍的溶液的热分解法也制作出了逆电流吸收体。

将上述实施例1、5～12、15～16中测定的规定的物性值一并列于下述表12中。

[表12]

[实施例15-1]

使用与实施例14相同的电解池实施试验。将实施例15中制作的逆电流吸收体切割成长37mm、宽110mm的长条状，固定于阴极室的集电体中。按照逆电流吸收体的上端处于距集电体上端20mm的位置的方式进行焊接固定。将逆电流吸收体以横长的状态设置。逆电流吸收体的下端与集电体的下端的距离为38mm。逆电流吸收体的设置位置的高度为与实施例5大致相似形状的位置。与实施例15同样地实施电解试验后，对电解试验前后的钌残留率进行XRF测定，结果在阴极面内任一位置的钌残留量均为99％以上。利用包含镍的溶液的热分解法也制作出了逆电流吸收体。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例15-1中为○。

[实施例16-1]

使用与实施例14同样的电解池实施试验。将实施例16中制作的逆电流吸收体切割成长37mm、宽110mm的长条状，固定于阴极室的集电体中。按照逆电流吸收体的上端处于距集电体上端20mm的位置的方式进行焊接固定。逆电流吸收体以横长的状态设置。逆电流吸收体的下端与集电体的下端的距离为38mm。逆电流吸收体的设置位置的高度为与实施例5大致相似形状的位置。与实施例15同样地实施电解试验后，对电解试验前后的钌残留率进行XRF测定，结果阴极面内任一位置的钌残留量均为99％以上。利用包含镍的溶液的热分解法也制作出了逆电流吸收体。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例16-1中为○。

[比较例2]

实施下述电解实验，对逆电流流通时的阴极的上下方向的电位分布进行测定。为了从外部对电解池的阳极室内、阴极室内进行观察，将电解池用透明的丙烯酸树脂制作。使具有设置了阳极的阳极室的阳极电解池(阳极终端电解池)与具有设置了阴极的阴极室(阴极终端电解池)的阴极电解池面对面。在电解池间配置一对密封垫，离子交换膜被夹在一对密封垫间。之后将阳极电解池、密封垫、离子交换膜、密封垫和阴极密合，得到电解池。需要说明的是，关于阳极和阴极以及集电体的尺寸，横向长度为95mm、纵向长度为1160mm，它们为平行对置的结构。

阴极室中，将缓冲垫经点焊固定在集电体上，作为缓冲垫为使用0.1mm的镍线制成织物并进行波形加工而得到的部件。在缓冲垫上层积固定析氢用阴极，作为析氢用阴极为对于线形0.15mm、40目的金属丝网施以包含钌作为主成分的涂层而成的部件。

阳极使用在钛基材上涂布以钌、铱、钛作为成分的氧化物而成的所谓DSA(注册商标)。离子交换膜使用“Aciplex”(注册商标)F6801(旭化成株式会社)。

另外，为了测定阳极和阴极的电极电位，设置鲁金毛细管。在阳极室中，将鲁金毛细管设置在距阳极上端140mm、578mm、1100mm的3处。在阴极室中，将其设置在距阴极上端50mm、200mm、350mm、578mm、870mm、1100mm的6处。参比电极使用银-氯化银电极(饱和KCl)。电极电位的测定、记录使用Scopecorder SL1400(横河电气株式会社)。

一边将阳极室出口的NaCl浓度调整为为3.5N、将阴极室出口的NaOH浓度调整为32重量％，一边以电流密度4kA/m²实施食盐电解。电解开始2小时后停止电解，用0.5Ω的电阻器使阳极和阴极电短路，使逆电流流通。

图15(A)中示出了利用电阻器刚短路后的阳极和阴极相对于银-氯化银电极的电位，图15(B)中示出了利用电阻器短路后6分钟后的阳极和阴极相对于银-氯化银电极的电位。

由这些图可知，关于阴极的电位，越靠近电解池的上部，电位上升得越快。即暗示出，更快地到达作为催化剂成分的钌的溶解电位-0.1V vs.Ag/AgCl，开始钌的氧化溶出。实际上在通过透明的丙烯酸树脂电解池对阴极室内进行观察时，经目视确认到从阴极的上部呈现出褐色，开始了钌的溶出。维持40分钟用电阻器短路的状态后，将电解池拆开框架。在比较例2的试验前后使用手持型荧光X射线分析装置(Niton XL3t-800S、ThermoScientific公司)对钌量进行测定，计算出钌的残留率，结果如图16所示，阴极上部的钌的残留率降低。

[实施例17]

使用与比较例2相同的电解池实施电解试验。对于利用与实施例1相同的方法制作并切割成宽95mm、高230mm的尺寸的逆电流吸收体，按照逆电流吸收体的上端位于距设置于电解池的阴极室内的集电体的上端365mm的位置的方式利用TIG焊接进行组装。

利用与比较例2相同的方法实施电解试验。图17(A)中示出了利用电阻器刚短路后的阳极和阴极相对于银-氯化银电极的电位，图17(B)中示出了利用电阻器短路后15分钟后的阳极和阴极相对于银-氯化银电极的电位，图18(A)中示出了利用电阻器短路后39分钟后的阳极和阴极相对于银-氯化银电极的电位，图18(B)中示出了利用电阻器短路后119分钟后的阳极和阴极相对于银-氯化银电极的电位。

由这些图可知，阴极的电位显示出设置有逆电流吸收体的365mm～595mm附近变得极小的电位曲线。之后缓慢地升高阴极整体的电位，并且在119分钟后阴极整体大致呈相同电位，达到了钌的溶解电位即-0.1V vs.Ag/AgCl。通过透明的丙烯酸树脂电解池对阴极室内进行了观察，但未能通过目视确认到明确的钌的溶出。在维持142分钟利用电阻器短路的状态后，将电解池拆开框架。在实施例17的试验前后利用手持型荧光X射线分析装置(NitonXL3t-800S、Thermo Scientific公司)对钌量进行测定，计算出钌的残留率，结果如图19所示，阴极的涂布残留率以上下部没有偏差的方式残留。

[参考例17-1]

使用与比较例2相同的电解池实施电解试验。对于利用与实施例1相同的方法制作并切割成宽95mm、高230mm的尺寸的逆电流吸收体，按照逆电流吸收体的上端位于距设置于电解池的阴极室内的集电体的上端930mm的位置的方式利用TIG焊接进行组装。即，组装在集电体的下端与逆电吸收体的下端重合的位置。

利用与比较例2相同的方法实施电解试验。图20(A)中示出了利用电阻器刚短路后的的阳极和阴极相对于银-氯化银电极的电位，图20(B)中示出了利用电阻器短路后11分钟后的的阳极和阴极相对于银-氯化银电极的电位，图20(C)中示出了利用电阻器短路后79分钟后的的阳极和阴极相对于银-氯化银电极的电位。

由这些图可知，关于阴极的电位，在设置了逆电流吸收体的930mm～1160mm附近几乎未观察到阴极电位的上升，随着靠近阴极上部，电位的上升加快，从上部到达钌的溶解电位-0.1V vs.Ag/AgCl。实际上通过透明的丙烯酸树脂电解池对阴极室内进行了观察，结果通过目视确认到，从阴极的上部稍微呈现出褐色，开始了钌的溶出。维持84分钟用电阻器短路的状态后，将电解池拆开框架。可知与比较例2相比，能够抑制阴极电位增高。

[实施例18]

使用与实施例14同样的电解池实施试验。需要说明的是，逆电流吸收体使用与实施例12同样地制作并切割成长37mm、宽110mm的长条状的部件。在缓冲垫上设置逆电吸收体，将逆电流吸收体的上端焊接固定在距集电体上端20mm的位置。将逆电流吸收体以横长的状态设置。逆电流吸收体的下端与集电体的下端的距离为38mm。逆电流吸收体的设置位置的高度为与实施例5大致相似形状的位置。

本实施例中，逆电流吸收体被设置在作为金属弹性体的缓冲垫与阴极之间。阳极与逆电流吸收体的距离为0.3mm左右。

与实施例15同样地实施电解试验，对电解试验前后的钌残留率进行XRF测定，结果阴极面内任一位置的钌残留量均为99％以上，平均值也为99％以上。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例18中为○。

[实施例19]

关于逆电流吸收体，准备2片与实施例12同样地制作并切割成长17mm、宽110mm的长条状的部件。

使用与实施例14相同的电解池，变更逆电流吸收体的位置。将逆电流吸收体固定于阴极室的集电体。第1片被固定于距集电体的上端20mm的位置、第2片被固定于距集电体的下端20mm的位置。均以横长的状态进行固定。

与实施例15同样地实施电解试验后，对电解试验前后的钌残留率进行XRF测定，结果阴极面内任一位置的钌残留量均为99％以上，平均值也为99％以上。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例19中为○。

[实施例20]

关于逆电流吸收体，准备2片与实施例12同样地制作并切割成长95mm、宽20mm的长条状的部件。

使用与实施例14相同的电解池，变更逆电流吸收体的位置。将逆电流吸收体固定于阴极室的集电体。第1片被固定于距集电体的左端20mm的位置，第2片被固定于距集电体的右端20mm的位置。均以纵长的状态进行固定。

与实施例15同样地实施电解试验后，对电解试验前后的钌残留率进行XRF测定，结果阴极面内任一位置的钌残留量均为99％以上，平均值也为99％以上。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例20中为○。

(残留量与电压上升的关系)

使用与上述的实施例18相同的电解池。除了不设置逆电流吸收体、使电流密度为4kA/m²、改变逆电流流通的时间(8样品(pattern))以外，与实施例18同样地实施电解试验。即，得到了8个电解试验后的电解池的样品。对于这些样品进行钌残留率的5点(如图21所示)平均值的测定，结果从逆电流流通时间短起依次分别为100％、90％、81％、48％、26％、21％、12％、5％。将这些阴极再次组装在电解池中，按照电流密度为4kA/m²、阳极室的盐水浓度(氯化钠浓度)为205g/L、阴极室的氢氧化钠浓度为32wt％、电解池内的温度为90℃进行调整来实施电解，对电压进行测定。这样确认了电解试验前后的钌残留率和电压上升的关系，将结果列于下表13。

需要说明的是，电压上升通过在上述电解试验之前和之后测定20分钟的平均电压并进行比较来计算出。电压测定中，使用数据记录器(TRV-1000、株式会社KEYENCE制)每隔5秒测定20分钟电压，计算出这些值的平均值。

[表13]

[实施例21]

作为涂布液使用将硝酸铁(III)九水合物(和光纯药、特级)溶解在纯水中而得到的水溶液，除此以外利用与实施例15同样的热分解法制作逆电流吸收体。涂布液中的铁元素的浓度为230g/L。剥离包覆的一部分，实施X射线衍射测定，结果仅观测到氧化铁的衍射线。即，可知铁以氧化铁的形式进行涂布。氧化铁的涂布量为411g/m²。接着在氢气氛中(用氮气稀释)在200℃实施氢还原处理。

达到-0.1V vs.Ag/AgCl的时间T为72秒，逆电流吸收量为18000C/m²。

使用与实施例14相同的电解池实施试验。将逆电流吸收体切割成长37mm、宽110mm的长条状，固定于阴极室的集电体。按照逆电流吸收体的上端处于距集电体上端20mm的位置的方式进行焊接固定。逆电流吸收体以横长的状态设置。逆电流吸收体的下端与集电体的下端的距离为38mm。逆电流吸收体的设置位置的高度为与实施例5大致相似形状的位置。与实施例15同样地实施电解试验后，对电解试验前后的钌残留率进行XRF测定，结果阴极面内任一位置的钌残留量均为67％以上。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例21中为○。利用包含铁的溶液的热分解法也制作出了逆电流吸收体。

[实施例22]

作为涂布液使用将硝酸钴(II)六水合物(和光纯药、特级)溶解在纯水中而得到的水溶液，除此以外利用与实施例15同样的热分解法制作逆电流吸收体。涂布液中的钴元素的浓度为115g/L。剥离包覆的一部分，实施X射线衍射测定，结果仅观测到氧化钴的衍射线。即确认到钴以氧化钴的形式进行涂布。氧化钴的涂布量为405g/m²。接着在氢气氛中(用氮气稀释)在200℃实施氢还原处理。

达到-0.1V vs.Ag/AgCl的时间T为2133秒，逆电流吸收量为533250C/m²。

使用与实施例14相同的电解池实施试验。将逆电流吸收体切割成长37mm、宽110mm的长条状，固定于阴极室的集电体。按照逆电流吸收体的上端处于距集电体上端20mm的位置的方式进行焊接固定。逆电流吸收体以横长的状态设置。逆电流吸收体的下端与集电体的下端的距离为38mm。逆电流吸收体的设置位置的高度为与实施例5大致相似形状的位置。与实施例15同样地实施电解试验后，对电解试验前后的钌残留率进行XRF测定，结果阴极面内任一位置的钌残留量均为99％以上。在与设置了逆电流吸收体的部分对置的部位和此外的部位调查了离子交换膜的损伤，实施例22中为○。利用包含钴的溶液的热分解法也制作出了逆电流吸收体。

将实施例15～22的面积比、测定C和进行膜有无损伤的评价的结果一并列于表14中。

[表14]

本申请基于2017年3月13日提交的日本专利申请(日本特愿2017-047272号)，以参考的形式将其内容引入本说明书。

Claims (22)

1.一种电解池，所述电解池具备阴极室，该阴极室包含：

阴极、以及

与所述阴极对置地配置且具有基材和逆电流吸收体的逆电流吸收部件，

其中，

所述阴极与所述逆电流吸收体电连接，

设所述阴极室的下端的高度为0、设所述阴极室的上端的高度为h时，在对应于h/2以上h以下的高度的位置I存在的逆电流吸收体的面积S3与对应于所述位置I的所述基材的阴极对置面的面积S_A之比为0.20≦S3/S_A<1.0。

2.如权利要求1所述的电解池，其中，所述电解池中，在对应于0以上且小于1/2h的高度的位置II存在的逆电流吸收体的面积S4与所述面积S3的关系为S4<S3。

3.如权利要求1或2所述的电解池，其中，所述逆电流吸收体包含氧化还原电位比所述阴极的催化剂元素低的元素。

4.如权利要求1～3中任一项所述的电解池，其中，所述逆电流吸收体包含选自由钛、钒、铬、锰、铁、镍、钴、铜、锌、钯、钌和铂组成的组中的至少一种元素。

5.如权利要求1～4中任一项所述的电解池，其中，

所述逆电流吸收体为包含镍元素的多孔质体，

在将所述多孔质体供至粉末X射线衍射而得到的谱图中，衍射角2θ＝44.5°处的Ni金属的衍射线峰的半峰全宽为0.6°以下。

6.如权利要求1～5中任一项所述的电解池，其中，所述逆电流吸收体为包含Ni或NiO的层。

7.如权利要求1～6中任一项所述的电解池，其中，所述逆电流吸收体是将所述NiO还原而成的层。

8.如权利要求1～7中任一项所述的电解池，其中，所述阴极具有阴极基材和催化剂层，该阴极基材由Ni或Ni合金构成，或者由在Fe上镀覆Ni或Ni合金得到的材料构成；该催化剂层形成在该阴极基材上，含有所述催化剂金属。

9.如权利要求1～8中任一项所述的电解池，其中，

所述基材具有集电体、支撑该集电体的支撑体、隔离壁、以及折流板，

所述逆电流吸收部件进一步具有金属弹性体，

所述金属弹性体被配置在所述集电体和所述阴极之间，

所述支撑体被配置在所述集电体和所述隔离壁之间，

所述隔离壁、所述支撑体、所述集电体、所述金属弹性体以及所述阴极电连接。

10.如权利要求1～8中任一项所述的电解池，其中，

所述逆电流吸收体包含金属板或金属多孔板、以及在该金属板或金属多孔板表面的至少一部分形成的逆电流吸收层，

所述基材具有集电体、支撑该集电体的支撑体、以及隔离壁，

所述逆电流吸收部件进一步具有金属弹性体，

所述金属板或金属多孔板被配置在所述集电体和所述阴极之间、以及所述集电体和所述隔离壁之间的任一位置，

所述金属板或金属多孔板、所述隔离壁、所述支撑体、所述集电体、所述金属弹性体以及所述阴极电连接。

11.如权利要求10所述的电解池，其中，所述金属板或金属多孔板为Ni、Ni合金，或者为在表面具有Ni或Ni合金的包覆层的Fe、Fe合金或不锈钢材料。

12.如权利要求9～11中任一项所述的电解池，其中，所述逆电流吸收体的至少一部分被配置在所述金属弹性体与所述集电体之间。

13.如权利要求9～12中任一项所述的电解池，其中，所述逆电流吸收体的至少一部分被配置在所述集电体与所述隔离壁之间。

14.如权利要求1～8中任一项所述的电解池，其中，

所述阴极室具有隔离壁和支撑所述阴极的阴极支撑体作为所述基材，

所述阴极支撑体被配置在所述阴极和所述隔离壁之间，

所述隔离壁、所述阴极支撑体以及所述阴极电连接。

15.如权利要求14所述的电解池，其中，所述逆电流吸收体的至少一部分被配置在所述阴极和所述隔离壁之间。

16.如权利要求1～15任一项所述的电解池，其中，所述基材和/或所述金属弹性体的至少一部分为立方体、长方体、板状、棒状、网状、圆盘状或球状。

17.如权利要求1～16中任一项所述的电解池，其中，所述逆电流吸收体的比表面积为0.01m²/g～100m²/g。

18.如权利要求1～17中任一项所述的电解池，其中，所述逆电流吸收体的吸收电量为1,000C/m²～2,000,000C/m²。

19.如权利要求1～18中任一项所述的电解池，其中，所述逆电流吸收体的有效表面积的总和为10m²～100,000m²。

20.一种电解槽，其具备权利要求1～19中任一项所述的电解池。

21.如权利要求20所述的电解槽，其中，所述电解槽中的阳极与所述逆电流吸收部件的距离为35mm～0.1mm。

22.一种电解池的制造方法，其是权利要求1～19中任一项所述的电解池的制造方法，其中，

该方法具有在所述基材或金属弹性体形成所述逆电流吸收体而得到所述逆电流吸收部件的形成工序，

在所述形成工序后，所述面积S3与所述面积S_A之比为0.20≦S3/(S_A)<1.0。