JP3302443B2 - 平板形状の通液型電気二重層コンデンサおよびそれを用いた液体の処理方法 - Google Patents
平板形状の通液型電気二重層コンデンサおよびそれを用いた液体の処理方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、活性炭層を用いた平板
形状の通液型電気二重層コンデンサに関するものであ
る。またその平板形状の通液型電気二重層コンデンサを
用いて、イオン性物質を含む液体を処理する方法に関す
るものである。
形状の通液型電気二重層コンデンサに関するものであ
る。またその平板形状の通液型電気二重層コンデンサを
用いて、イオン性物質を含む液体を処理する方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層コンデンサを用い、静電力を
利用してイオン性物質を含む水中からそのイオン性物質
を除去する方法が知られている。
利用してイオン性物質を含む水中からそのイオン性物質
を除去する方法が知られている。
【０００３】たとえば、米国特許第５１９２４３２号明
細書には、液体の精製を目的とする定電荷クロマトグラ
フ用カラムに用いる通液型コンデンサであって、第１の
導電性支持層、第１の高表面積導電性層、第１の非導電
性多孔質のスペーサ層、第２の導電性支持層、第２の高
表面積導電性層、第２の非導電性多孔質のスペーサ層な
どを含む複数の隣接層群をスパイラル状に巻回した通液
型コンデンサが示されている。また同明細書には、この
コンデンサはたとえば塩化ナトリウム等のイオン性物質
を含む水の精製に用いうることも示されている。
細書には、液体の精製を目的とする定電荷クロマトグラ
フ用カラムに用いる通液型コンデンサであって、第１の
導電性支持層、第１の高表面積導電性層、第１の非導電
性多孔質のスペーサ層、第２の導電性支持層、第２の高
表面積導電性層、第２の非導電性多孔質のスペーサ層な
どを含む複数の隣接層群をスパイラル状に巻回した通液
型コンデンサが示されている。また同明細書には、この
コンデンサはたとえば塩化ナトリウム等のイオン性物質
を含む水の精製に用いうることも示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】米国特許第５１９２４
３２号明細書に開示の通液型コンデンサは興味のあるも
のであり、本出願人は現在においてはこの米国特許の権
利者と協力しながらそれぞれの立場で研究を行ってい
る。
３２号明細書に開示の通液型コンデンサは興味のあるも
のであり、本出願人は現在においてはこの米国特許の権
利者と協力しながらそれぞれの立場で研究を行ってい
る。
【０００５】しかしながら、この通液型コンデンサは隣
接層群をスパイラル状に巻回した構造を有するため通液
時に偏流を生じやすく、この通液型コンデンサをイオン
性物質を含む液体の精製に適用した場合、精製操作中に
イオン性物質の除去率が変動して安定しない上、その除
去率が平均的にはかなり低くなるという事実が判明し
た。そのため、この通液型コンデンサを工業的規模で液
体の精製に用いることは困難であるという事態に立ち至
った。
接層群をスパイラル状に巻回した構造を有するため通液
時に偏流を生じやすく、この通液型コンデンサをイオン
性物質を含む液体の精製に適用した場合、精製操作中に
イオン性物質の除去率が変動して安定しない上、その除
去率が平均的にはかなり低くなるという事実が判明し
た。そのため、この通液型コンデンサを工業的規模で液
体の精製に用いることは困難であるという事態に立ち至
った。
【０００６】本発明は、このような背景下において、イ
オン性物質の除去率が高くかつ安定しており、工業的規
模での実施が可能な通液型電気二重層コンデンサを提供
すること、およびその通液型電気二重層コンデンサを用
いた液体の処理方法を提供することを目的とするもので
ある。
オン性物質の除去率が高くかつ安定しており、工業的規
模での実施が可能な通液型電気二重層コンデンサを提供
すること、およびその通液型電気二重層コンデンサを用
いた液体の処理方法を提供することを目的とするもので
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の平板形状の通液
型電気二重層コンデンサは、電気絶縁性多孔質通液性シ
ートからなるセパレータ(1) を挟んで、高比表面積活性
炭を主材とする活性炭層(2), (2)を配置し、その活性炭
層(2), (2)の外側に集電極(3), (3)を配置し、さらにそ
の集電極(3), (3)の外側に押え板(4), (4)を配置した構
成を有するものである。
型電気二重層コンデンサは、電気絶縁性多孔質通液性シ
ートからなるセパレータ(1) を挟んで、高比表面積活性
炭を主材とする活性炭層(2), (2)を配置し、その活性炭
層(2), (2)の外側に集電極(3), (3)を配置し、さらにそ
の集電極(3), (3)の外側に押え板(4), (4)を配置した構
成を有するものである。
【０００８】また本発明の液体の処理方法は、上記の平
板形状の通液型電気二重層コンデンサにイオン性物質を
含む液体を通液しながら、集電極(3), (3)への直流定電
圧の印加と、両集電極(3), (3)間のショートまたは逆接
続とを交互に繰り返すことを特徴とするものである。
板形状の通液型電気二重層コンデンサにイオン性物質を
含む液体を通液しながら、集電極(3), (3)への直流定電
圧の印加と、両集電極(3), (3)間のショートまたは逆接
続とを交互に繰り返すことを特徴とするものである。
【０００９】以下本発明を詳細に説明する。
【００１０】セパレータ(1) としては、ろ紙、多孔質高
分子膜、織布、不織布など、液体の通過が容易でかつ電
気絶縁性を有する有機質または無機質のシートからなる
ものが用いられる。セパレータ(1) の厚さは、0.01〜0.
5mm 程度、殊に0.02〜0.3mm程度が適当である。
分子膜、織布、不織布など、液体の通過が容易でかつ電
気絶縁性を有する有機質または無機質のシートからなる
ものが用いられる。セパレータ(1) の厚さは、0.01〜0.
5mm 程度、殊に0.02〜0.3mm程度が適当である。
【００１１】活性炭層(2), (2)としては、高比表面積活
性炭を主材とする層が用いられる。高比表面積活性炭と
は、ＢＥＴ比表面積１０００m2/g以上、好ましくは１５
００m2/g以上、さらに好ましくは２０００〜２５００m2
/gの活性炭を言う。ＢＥＴ比表面積が余りに小さいとき
は、イオン性物質を含む液体を通したときのイオン性物
質の除去率が低下する。なおＢＥＴ比表面積が余りに大
きくなるとイオン性物質の除去率がかえって低下する傾
向があるので、ＢＥＴ比表面積を必要以上に大きくする
には及ばない。
性炭を主材とする層が用いられる。高比表面積活性炭と
は、ＢＥＴ比表面積１０００m2/g以上、好ましくは１５
００m2/g以上、さらに好ましくは２０００〜２５００m2
/gの活性炭を言う。ＢＥＴ比表面積が余りに小さいとき
は、イオン性物質を含む液体を通したときのイオン性物
質の除去率が低下する。なおＢＥＴ比表面積が余りに大
きくなるとイオン性物質の除去率がかえって低下する傾
向があるので、ＢＥＴ比表面積を必要以上に大きくする
には及ばない。
【００１２】使用する活性炭の形状は、粉粒状、繊維状
など任意である。粉粒状の場合には平板状またはシート
状に成形して用い、繊維状の場合には布状に加工して用
いる。粉粒状活性炭を平板状またはシート状に成形して
用いることは、繊維状の活性炭を布状に加工して用いる
場合に比し、コストの点からは格段に有利である。
など任意である。粉粒状の場合には平板状またはシート
状に成形して用い、繊維状の場合には布状に加工して用
いる。粉粒状活性炭を平板状またはシート状に成形して
用いることは、繊維状の活性炭を布状に加工して用いる
場合に比し、コストの点からは格段に有利である。
【００１３】平板状またはシート状への成形は、たとえ
ば、粉粒状活性炭をバインダー成分（ポリテトラフルオ
ロエチレン、フェノール樹脂、カーボンブラック等）お
よび／または分散媒（溶媒等）と混合して板状に成形し
てから、適宜熱処理することにより得られる。活性炭層
(2), (2)として平板状またはシート状のものを用いる場
合は、必要に応じこれに穿孔加工を施しておくこともで
きる。なお、平板状またはシート状の活性炭を用いる技
術については、特開昭６３−１０７０１１号公報、特開
平３−１２２００８号公報、特開平３−２２８８１４
号、特開昭６３−１１０６２２号、特開昭６３−２２６
０１９号公報、特開昭６４−１２１９号公報などにも開
示があるので、それらの公報に開示のものを参考にする
こともできる。
ば、粉粒状活性炭をバインダー成分（ポリテトラフルオ
ロエチレン、フェノール樹脂、カーボンブラック等）お
よび／または分散媒（溶媒等）と混合して板状に成形し
てから、適宜熱処理することにより得られる。活性炭層
(2), (2)として平板状またはシート状のものを用いる場
合は、必要に応じこれに穿孔加工を施しておくこともで
きる。なお、平板状またはシート状の活性炭を用いる技
術については、特開昭６３−１０７０１１号公報、特開
平３−１２２００８号公報、特開平３−２２８８１４
号、特開昭６３−１１０６２２号、特開昭６３−２２６
０１９号公報、特開昭６４−１２１９号公報などにも開
示があるので、それらの公報に開示のものを参考にする
こともできる。
【００１４】活性炭層(2), (2)の厚さは、 0.1〜３mm程
度、殊に 0.5〜２mm程度とすることが多いが、必ずしも
この範囲内に限られるものではない。
度、殊に 0.5〜２mm程度とすることが多いが、必ずしも
この範囲内に限られるものではない。
【００１５】集電極(3), (3)としては、銅板、アルミニ
ウム板、カーボン板、フォイル状グラファイトなどの電
気良導体であって、活性炭層(2), (2)との緊密な接触が
可能なものが用いられる。集電極(3), (3)の厚さには限
定はないが、 0.1〜0.5mm 程度のものを用いることが多
い。印加を容易にするため、集電極(3), (3)には端子
（リード）(3a)を設けるのが通常である。
ウム板、カーボン板、フォイル状グラファイトなどの電
気良導体であって、活性炭層(2), (2)との緊密な接触が
可能なものが用いられる。集電極(3), (3)の厚さには限
定はないが、 0.1〜0.5mm 程度のものを用いることが多
い。印加を容易にするため、集電極(3), (3)には端子
（リード）(3a)を設けるのが通常である。
【００１６】押え板(4), (4)としては、プラスチックス
板などの電気絶縁性材料からできた変形しにくい平板が
用いられる。この押え板(4), (4)には、液入口、液出
口、固定用ボルト孔などを適宜設けることができる。
板などの電気絶縁性材料からできた変形しにくい平板が
用いられる。この押え板(4), (4)には、液入口、液出
口、固定用ボルト孔などを適宜設けることができる。
【００１７】集電極(3), (3)と押え板(4), (4)との間に
は、枠状のガスケット(5), (5)を介在させることが望ま
しい。そのようなガスケット(5), (5)を独立に設ける代
りに、押え板(4), (4)側にシール機能を有する部材を設
けておくこともできる。
は、枠状のガスケット(5), (5)を介在させることが望ま
しい。そのようなガスケット(5), (5)を独立に設ける代
りに、押え板(4), (4)側にシール機能を有する部材を設
けておくこともできる。
【００１８】上記の部材を用いて、押え板(4) ／（ガス
ケット(5) ／）集電極(3) ／活性炭層(2) ／セパレータ
(1) ／活性炭層(2) ／集電極(3) ／（ガスケット(5)
／）押え板(4) の構成を有する平板形状の通液型電気二
重層コンデンサが組み立てられる。
ケット(5) ／）集電極(3) ／活性炭層(2) ／セパレータ
(1) ／活性炭層(2) ／集電極(3) ／（ガスケット(5)
／）押え板(4) の構成を有する平板形状の通液型電気二
重層コンデンサが組み立てられる。
【００１９】上記構造の平板形状の通液型電気二重層コ
ンデンサを用いて、イオン性物質を含む液体の処理がな
される。液体の処理とは、水の浄化、海水の淡水化、廃
液の脱窒素の如き精製処理だけでなく、貴金属の回収、
無機塩の精製、溶存するイオン性物質の定量などイオン
性物質の捕捉・回収のための処理も含む。液体として
は、水やその他の無機系溶媒、有機系溶媒あるいはこれ
らの混合溶媒を媒体とするものがあげられ、血液などで
あってもよい。イオン性物質としては、金属塩、アミン
塩、アンモニウム塩、無機酸、有機酸など液中で解離可
能な電解質や帯電性物質があげられる。
ンデンサを用いて、イオン性物質を含む液体の処理がな
される。液体の処理とは、水の浄化、海水の淡水化、廃
液の脱窒素の如き精製処理だけでなく、貴金属の回収、
無機塩の精製、溶存するイオン性物質の定量などイオン
性物質の捕捉・回収のための処理も含む。液体として
は、水やその他の無機系溶媒、有機系溶媒あるいはこれ
らの混合溶媒を媒体とするものがあげられ、血液などで
あってもよい。イオン性物質としては、金属塩、アミン
塩、アンモニウム塩、無機酸、有機酸など液中で解離可
能な電解質や帯電性物質があげられる。
【００２０】本発明に従ってイオン性物質を含む液体の
処理を行うにあたっては、次の手順が採用される。 ・ 平板形状の通液型電気二重層コンデンサを組み立
て、送液ポンプ等で液入口からイオン性物質を含む液体
を通液する。 ・ 直流定電圧供給源より 0.5〜５ボルト（水溶液の場
合には水が電気分解しないように２ボルト程度までにと
どめる）またはその前後の電圧を集電極(3), (3)の端子
より印加する。なお水溶液の場合には ・ 液出口部分の液を導電率計などを用いてモニター
し、適当なタイミングでショート（または逆接続）、印
加を繰り返す。タイマーによる時間的な制御も可能であ
る。ショート（または逆接続）時には、活性炭層(2),
(2)に電気的に吸着されていたイオン性物質が脱離し、
濃縮液となって液出口から排出される。
処理を行うにあたっては、次の手順が採用される。 ・ 平板形状の通液型電気二重層コンデンサを組み立
て、送液ポンプ等で液入口からイオン性物質を含む液体
を通液する。 ・ 直流定電圧供給源より 0.5〜５ボルト（水溶液の場
合には水が電気分解しないように２ボルト程度までにと
どめる）またはその前後の電圧を集電極(3), (3)の端子
より印加する。なお水溶液の場合には ・ 液出口部分の液を導電率計などを用いてモニター
し、適当なタイミングでショート（または逆接続）、印
加を繰り返す。タイマーによる時間的な制御も可能であ
る。ショート（または逆接続）時には、活性炭層(2),
(2)に電気的に吸着されていたイオン性物質が脱離し、
濃縮液となって液出口から排出される。
【００２１】
【作用】本発明の平板形状の通液型電気二重層コンデン
サを用いてイオン性物質を含む液体の処理を行うときの
原理を、イオン性物質を含む液体が食塩水である場合を
例にとって図６に示す。
サを用いてイオン性物質を含む液体の処理を行うときの
原理を、イオン性物質を含む液体が食塩水である場合を
例にとって図６に示す。
【００２２】図６（イ）のように、電圧印加時には、通
水した水中のナトリウンムイオンはアノード側の集電極
(3) に接する活性炭層(2) に電気的に吸着され、塩素イ
オンはカソード側の集電極(3) に接する活性炭層(2) に
電気的に吸着され、その結果出口水中の食塩濃度は著減
する。通水を続けると活性炭層(2), (2)に対する両イオ
ンの吸着は飽和に達するので、出口における食塩濃度は
原液のそれに近くなる。適当なタイミングを見てカソー
ド側とアノード側とをショートさせるか逆接続すれば、
図６（ロ）のように、活性炭層(2), (2)に吸着されてい
たナトリムイオンおよび塩素イオンが脱離し、原液中の
食塩濃度よりはるかに高濃度の食塩水が出口より排出さ
れる。この際、通液時の流速を落とすなどの工夫を凝ら
せば、出口水中の食塩濃度はさらに上昇する。
水した水中のナトリウンムイオンはアノード側の集電極
(3) に接する活性炭層(2) に電気的に吸着され、塩素イ
オンはカソード側の集電極(3) に接する活性炭層(2) に
電気的に吸着され、その結果出口水中の食塩濃度は著減
する。通水を続けると活性炭層(2), (2)に対する両イオ
ンの吸着は飽和に達するので、出口における食塩濃度は
原液のそれに近くなる。適当なタイミングを見てカソー
ド側とアノード側とをショートさせるか逆接続すれば、
図６（ロ）のように、活性炭層(2), (2)に吸着されてい
たナトリムイオンおよび塩素イオンが脱離し、原液中の
食塩濃度よりはるかに高濃度の食塩水が出口より排出さ
れる。この際、通液時の流速を落とすなどの工夫を凝ら
せば、出口水中の食塩濃度はさらに上昇する。
【００２３】そして本発明においては、フラットな活性
炭層(2), (2)を用いると共に、各部材を配置して圧締し
た平板形状の構造としてあるため、活性炭層(2), (2)を
均等に圧縮でき、通液時の液の偏流を効果的に防止する
ことができる。そのため、イオン性物質の除去率の安定
化が図られ、しかもその除去率を極限にまで高めること
ができる。
炭層(2), (2)を用いると共に、各部材を配置して圧締し
た平板形状の構造としてあるため、活性炭層(2), (2)を
均等に圧縮でき、通液時の液の偏流を効果的に防止する
ことができる。そのため、イオン性物質の除去率の安定
化が図られ、しかもその除去率を極限にまで高めること
ができる。
【００２４】
【実施例】次に実施例をあげて本発明をさらに説明す
る。
る。
【００２５】〈通液型電気二重層コンデンサの作製〉 装置例 図１は本発明の通液型電気二重層コンデンサの分解図、
図２はその組み立て図である。なお図２においては集電
極(3), (3)を断面で表示してある。
図２はその組み立て図である。なお図２においては集電
極(3), (3)を断面で表示してある。
【００２６】下記の部材を準備し、図２の通液型電気二
重層コンデンサを作製した。
重層コンデンサを作製した。
【００２７】(1) は平板状セパレータであり、厚さ約
0.2mmのろ紙を用いている。
0.2mmのろ紙を用いている。
【００２８】(2), (2)は１２０mm×１２０mmの大きさの
比重 0.4の活性炭層であり、石油コークスを水酸化カリ
ウムで賦活することにより製造されたＢＥＴ比表面積２
２００m2/gの粉粒状の高比表面積活性炭をポリテトラフ
ルオロエチレン、カーボンブラックおよび適当な分散媒
と混合して厚さ 1.0mmの板状に圧縮成形したものからな
る。成形時の活性炭の配合割合は８０重量％であり、２
枚の活性炭層(2), (2)に含まれる活性炭の合計量は１０
ｇである。
比重 0.4の活性炭層であり、石油コークスを水酸化カリ
ウムで賦活することにより製造されたＢＥＴ比表面積２
２００m2/gの粉粒状の高比表面積活性炭をポリテトラフ
ルオロエチレン、カーボンブラックおよび適当な分散媒
と混合して厚さ 1.0mmの板状に圧縮成形したものからな
る。成形時の活性炭の配合割合は８０重量％であり、２
枚の活性炭層(2), (2)に含まれる活性炭の合計量は１０
ｇである。
【００２９】(3), (3)は集電極であり、厚さ１２５μm
のフォイル状のグラファイトからなる。一方の集電極
(3) の下半分には径１mm程度の通液孔(3b)を穿設してあ
り、他方の集電極(3) の上半分には同様の通液孔(3b)を
穿設してある。また、これらの集電極(3), (3)にはいず
れも端子(3a)を付設してある。
のフォイル状のグラファイトからなる。一方の集電極
(3) の下半分には径１mm程度の通液孔(3b)を穿設してあ
り、他方の集電極(3) の上半分には同様の通液孔(3b)を
穿設してある。また、これらの集電極(3), (3)にはいず
れも端子(3a)を付設してある。
【００３０】(4), (4)は押え板であり、厚さ１０mmのポ
リメチルメタクリレート板からなる。押え板(4), (4)の
周縁にはボルト孔(8) を設けてある。また、一方の押え
板(4) の片側の下隅には液入口(6) を設けてあり、他方
の押え板(4) の対角側の上隅には液出口(7) を設けてあ
る。
リメチルメタクリレート板からなる。押え板(4), (4)の
周縁にはボルト孔(8) を設けてある。また、一方の押え
板(4) の片側の下隅には液入口(6) を設けてあり、他方
の押え板(4) の対角側の上隅には液出口(7) を設けてあ
る。
【００３１】(5), (5)はいずれも厚さ１mmの枠状のガス
ケットであり、シリコーンゴムシートを枠状に打ち抜い
たものを用いている。
ケットであり、シリコーンゴムシートを枠状に打ち抜い
たものを用いている。
【００３２】上記の各部材を図１の配置関係となるよう
にし、ボルト・ナット(9) を用いて圧締して図２の通液
型電気二重層コンデンサを組み立てた。
にし、ボルト・ナット(9) を用いて圧締して図２の通液
型電気二重層コンデンサを組み立てた。
【００３３】〈イオン性物質を含む液体の処理〉 処理例１ 上記で得た通液型電気二重層コンデンサを用い、図２の
ように集電極(3), (3)の端子(3a), (3a)を１ボルトの直
流電源とつなぎ、押え板(4) の液入口(6) から濃度0.01
モル／リットルの食塩水を通液し、流し放し状態で液出
口(7) より流出させた。
ように集電極(3), (3)の端子(3a), (3a)を１ボルトの直
流電源とつなぎ、押え板(4) の液入口(6) から濃度0.01
モル／リットルの食塩水を通液し、流し放し状態で液出
口(7) より流出させた。
【００３４】食塩水通液時の流速をそれぞれ 0.9ml/mi
n、 9.1ml/minとしたときの積算通液量と出口液食塩濃
度との関係を図３に示す。
n、 9.1ml/minとしたときの積算通液量と出口液食塩濃
度との関係を図３に示す。
【００３５】図３から、１ボルト定電圧の印加により出
口食塩濃度が急激に低下して、流速0.9ml/minの場合に
は最大で９３％の食塩が除去され、流速 9.1ml/minの場
合には最大で７０％の食塩が除去されることがわかる。
口食塩濃度が急激に低下して、流速0.9ml/minの場合に
は最大で９３％の食塩が除去され、流速 9.1ml/minの場
合には最大で７０％の食塩が除去されることがわかる。
【００３６】処理例２ 図４は図２の通液型電気二重層コンデンサに食塩水を通
液し、定電圧印加とショートとを交互に繰り返したとき
の積算通液量と出口液食塩濃度との関係を示したグラフ
である。
液し、定電圧印加とショートとを交互に繰り返したとき
の積算通液量と出口液食塩濃度との関係を示したグラフ
である。
【００３７】上記で得た通液型電気二重層コンデンサを
用い、図２のように集電極(3), (3)の端子(3a), (3a)を
１ボルトの直流電源とつなぎ、押え板(4) の液入口(6)
から濃度0.01モル／リットルの食塩水を 0.9ml/minの流
速で通液し、流し放し状態で液出口(7) より流出させ
た。
用い、図２のように集電極(3), (3)の端子(3a), (3a)を
１ボルトの直流電源とつなぎ、押え板(4) の液入口(6)
から濃度0.01モル／リットルの食塩水を 0.9ml/minの流
速で通液し、流し放し状態で液出口(7) より流出させ
た。
【００３８】図４中に付記のタイミングで１ボルト定電
圧の印加とショートとを繰り返し、液出口(7) から流出
する液中の食塩濃度を測定した。結果を図４に示す。
圧の印加とショートとを繰り返し、液出口(7) から流出
する液中の食塩濃度を測定した。結果を図４に示す。
【００３９】図４から、１ボルト定電圧の印加により出
口食塩濃度が急激に低下して最大で９３％の食塩が除去
され、ショートさせると最大で約４倍にまで食塩濃度が
高まった液が導出されること、出口食塩濃度が原液のそ
れ近くになった時点で再度印加を開始すると出口食塩濃
度急激に低下して同様に最大で９３％まで食塩が除去さ
れ、ショートさせると最大で約４倍にまで食塩濃度の高
まった液が導出されること、以下同様のパターンを１０
回以上繰り返しても同様の結果が得られること、従って
脱イオン率の安定性がすぐれていることがわかる。
口食塩濃度が急激に低下して最大で９３％の食塩が除去
され、ショートさせると最大で約４倍にまで食塩濃度が
高まった液が導出されること、出口食塩濃度が原液のそ
れ近くになった時点で再度印加を開始すると出口食塩濃
度急激に低下して同様に最大で９３％まで食塩が除去さ
れ、ショートさせると最大で約４倍にまで食塩濃度の高
まった液が導出されること、以下同様のパターンを１０
回以上繰り返しても同様の結果が得られること、従って
脱イオン率の安定性がすぐれていることがわかる。
【００４０】処理例３ 活性炭層(2), (2)としてＢＥＴ比表面積１４５０m2/gの
繊維状活性炭からなるフェルト状の布を用いたほかは、
上記の装置例と同様にして通液型電気二重層コンデンサ
を組み立てた。
繊維状活性炭からなるフェルト状の布を用いたほかは、
上記の装置例と同様にして通液型電気二重層コンデンサ
を組み立てた。
【００４１】上記で得た通液型電気二重層コンデンサを
用い、図２のように集電極(3), (3)の端子(3a), (3a)を
１ボルトの直流電源とつなぎ、押え板(4) の液入口(6)
から濃度0.01モル／リットルの食塩水を通液し、流し放
し状態で液出口(7) より流出させた。
用い、図２のように集電極(3), (3)の端子(3a), (3a)を
１ボルトの直流電源とつなぎ、押え板(4) の液入口(6)
から濃度0.01モル／リットルの食塩水を通液し、流し放
し状態で液出口(7) より流出させた。
【００４２】食塩水通液時の流速をそれぞれ 1.0ml/mi
n、１０ml/minとしたときの積算通液量と出口液食塩濃
度との関係を図５に示す。なお流速は、２枚の活性炭層
(2), (2)を構成する繊維状活性炭の合計量１０ｇ当りの
流速である。
n、１０ml/minとしたときの積算通液量と出口液食塩濃
度との関係を図５に示す。なお流速は、２枚の活性炭層
(2), (2)を構成する繊維状活性炭の合計量１０ｇ当りの
流速である。
【００４３】図５から、１ボルト定電圧の印加により出
口食塩濃度が急激に低下すること、また流速 1.0ml/min
の場合の食塩除去率がすぐれているのみならず、流速を
１０ml/minとしても食塩除去率が大きいことがわかる。
口食塩濃度が急激に低下すること、また流速 1.0ml/min
の場合の食塩除去率がすぐれているのみならず、流速を
１０ml/minとしても食塩除去率が大きいことがわかる。
【００４４】
【発明の効果】作用の項でも述べたように、本発明の通
液型電気二重層コンデンサにおいては、フラットな活性
炭層(2), (2)を用いると共に、各部材を配置して圧締し
た平板形状の構造としてあるため、活性炭層(2), (2)を
均等に圧縮でき、通液時の液の偏流を効果的に防止する
ことができる。そのため、イオン性物質の除去率の安定
化が図られ、しかもその除去率を極限にまで高めること
ができる。また大型化しても全体の厚さが薄いため、こ
れを並列に多段に並べて大容量化することも容易であ
る。よって本発明により、工業的規模での液体の処理が
可能となる。
液型電気二重層コンデンサにおいては、フラットな活性
炭層(2), (2)を用いると共に、各部材を配置して圧締し
た平板形状の構造としてあるため、活性炭層(2), (2)を
均等に圧縮でき、通液時の液の偏流を効果的に防止する
ことができる。そのため、イオン性物質の除去率の安定
化が図られ、しかもその除去率を極限にまで高めること
ができる。また大型化しても全体の厚さが薄いため、こ
れを並列に多段に並べて大容量化することも容易であ
る。よって本発明により、工業的規模での液体の処理が
可能となる。
【図１】本発明の通液型電気二重層コンデンサの分解図
である。
である。
【図２】図１の通液型電気二重層コンデンサの組み立て
図である。
図である。
【図３】処理例１において、食塩水通液時の流速をそれ
ぞれ 0.9ml/min、 9.1ml/minとしたときの積算通液量と
出口液食塩濃度との関係を示したグラフである。
ぞれ 0.9ml/min、 9.1ml/minとしたときの積算通液量と
出口液食塩濃度との関係を示したグラフである。
【図４】処理例２において、図２の通液型電気二重層コ
ンデンサに食塩水を通液し、定電圧印加とショートとを
交互に繰り返したときの積算通液量と出口液食塩濃度と
の関係を示したグラフである。
ンデンサに食塩水を通液し、定電圧印加とショートとを
交互に繰り返したときの積算通液量と出口液食塩濃度と
の関係を示したグラフである。
【図５】処理例３において、食塩水通液時の流速をそれ
ぞれ 1.0ml/min、１０ml/minとしたときの積算通液量と
出口液食塩濃度との関係を示したグラフである。
ぞれ 1.0ml/min、１０ml/minとしたときの積算通液量と
出口液食塩濃度との関係を示したグラフである。
【図６】本発明の平板形状の通液型電気二重層コンデン
サを用いてイオン性物質を含む液体の処理を行うときの
原理図である。
サを用いてイオン性物質を含む液体の処理を行うときの
原理図である。
(1) …セパレータ、(2) …活性炭層、(3) …集電極、(3
a)…端子、(3b)…通液孔、(4) …押え板、(5) …ガスケ
ット、(6) …液入口、(7) …液出口、(8) …ボルト孔、
(9) …ボルト・ナット
a)…端子、(3b)…通液孔、(4) …押え板、(5) …ガスケ
ット、(6) …液入口、(7) …液出口、(8) …ボルト孔、
(9) …ボルト・ナット
Claims (3)
- 【請求項１】電気絶縁性多孔質通液性シートからなるセ
パレータ(1) を挟んで、高比表面積活性炭を主材とする
活性炭層(2), (2)を配置し、その活性炭層(2), (2)の外
側に集電極(3), (3)を配置し、さらにその集電極(3),
(3)の外側に押え板(4), (4)を配置した構成を有する平
板形状の通液型電気二重層コンデンサ。 - 【請求項２】集電極(3), (3)と押え板(4), (4)との間に
枠状のガスケット(5), (5)を介在させてなる請求項１記
載の通液型電気二重層コンデンサ。 - 【請求項３】請求項１の平板形状の通液型電気二重層コ
ンデンサにイオン性物質を含む液体を通液しながら、集
電極(3), (3)への直流定電圧の印加と、両集電極(3),
(3)間のショートまたは逆接続とを交互に繰り返すこと
を特徴とする液体の処理方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13935493A JP3302443B2 (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | 平板形状の通液型電気二重層コンデンサおよびそれを用いた液体の処理方法 |
| US08/379,493 US5538611A (en) | 1993-05-17 | 1994-05-12 | Planar, flow-through, electric, double-layer capacitor and a method of treating liquids with the capacitor |
| PCT/US1994/005364 WO1994026669A1 (en) | 1993-05-17 | 1994-05-12 | A planar, flow-through, electric, double-layer capacitor and method of treating fluids with the capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13935493A JP3302443B2 (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | 平板形状の通液型電気二重層コンデンサおよびそれを用いた液体の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06325983A JPH06325983A (ja) | 1994-11-25 |
| JP3302443B2 true JP3302443B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=15243380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13935493A Expired - Fee Related JP3302443B2 (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | 平板形状の通液型電気二重層コンデンサおよびそれを用いた液体の処理方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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