JP6407963B2 - 電極ユニット、電極ユニットを備える電解槽および電解装置 - Google Patents
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Description
ここで述べる実施形態は、電極ユニット、この電極ユニットを備える電解槽、および電解装置に関する。
近年、水を電解して様々な機能を有する電解水、例えば、アルカリイオン水、オゾン水または次亜塩素酸水などを生成する電解装置が提供されている。電解水の内、次亜塩素酸水は、優れた殺菌力を有するとともに、人体に安全で食品添加物としても認可されている。
電解装置としては、例えば、3室型の電解槽を有する電解水生成装置が提案されている。電解槽内は、陽イオン交換膜および陰イオン交換膜によって、中間室と、この中間室の両側に位置する陽極室および陰極室との3室に仕切られている。陽極室および陰極室には、陽極および陰極がそれぞれ設けられている。電極として、金属板基材にエクスパンド、エッチング、あるいはパンチングによって多数の孔を加工した多孔構造の電極が用いられている。
このような電解装置では、例えば、中間室に塩水を流し、陽極室および陰極室にそれぞれ水を流通する。中間室の塩水を陰極および陽極で電解することで、陽極で発生した塩素ガスから次亜塩素酸水を生成するとともに、陰極室で水酸化ナトリウム水を生成する。生成した次亜塩素酸水は殺菌消毒水として、水酸化ナトリウム水は洗浄水として活用される。
3室型の電解槽では陰イオン交換膜は塩素や次亜塩素酸により劣化しやすい。また、多孔体の電極とイオン交換膜(電解質膜)とを密着させる場合は、電極の孔のエッジ部分に応力が集中しやすく、薄く機械的強度の低い電解質膜等の隔膜が劣化しやすい。そのため、多孔構造の電極と電解質膜との間に、オーバーラップや切り込みを入れた不織布を挿入して、塩素による電極の劣化を低減する技術が提案されている。
しかしながら、不織布のような多孔質膜を電極と電解質膜との間に挟んだ場合、多孔質膜に対して応力がかかることから多孔質膜の膜厚に分布が生じる。すなわち、多孔質膜の膜厚が不均一となる。この膜厚の不均一な多孔質膜は、電解反応にむらを生じさせ、電解装置の反応効率の低下や電解質膜の劣化を招く。
本発明が解決しようとする課題は、反応効率が高く、長寿命の電極ユニット、電解槽、および電解装置を提供することにある。
本発明が解決しようとする課題は、反応効率が高く、長寿命の電極ユニット、電解槽、および電解装置を提供することにある。
実施形態によれば、電解装置は、電極ユニットを備えている。電極ユニットは、第1表面と、この第1表面と反対側に位置する第2表面と、前記第1表面に開口する複数の第1孔部と、前記第2表面に開口しているとともに、前記第1孔部よりも開口面積が大きい複数の第2孔部と、を有し、1つの第2孔部に複数の第1孔部が連通している第1電極と、前記第1電極の第1表面に対向して設けられた第2電極と、前記第1電極と第2電極との間に配置され、前記第1電極の第1表面を覆う連続的な多孔質膜と、を備えている。
以下に、図面を参照しながら、種々の実施形態について説明する。なお、実施形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施形態とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。例えば、図では電極は平面上に描かれているが、電極ユニットの形状に合わせて湾曲してもよいし、円筒状になっていてもよい。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る電解装置を概略的に示す図である。電解装置10は、例えば、2室型の電解槽11および電解槽11内に配置された電極ユニット12を備えている。電解槽11は、偏平な矩形箱状に形成され、その内部は、隔壁14および電極ユニット12により、陽極室16と陰極室18との2室に仕切られている。
図1は、第1の実施形態に係る電解装置を概略的に示す図である。電解装置10は、例えば、2室型の電解槽11および電解槽11内に配置された電極ユニット12を備えている。電解槽11は、偏平な矩形箱状に形成され、その内部は、隔壁14および電極ユニット12により、陽極室16と陰極室18との2室に仕切られている。
電極ユニット12は、陽極室16内に位置する第1電極(陽極)20と、陰極室18内に位置する第2電極(対向電極、陰極)22と、第1および第2電極間に設けられた多孔質膜24および隔膜26と、を有している。
電解装置10は、電極ユニット12の第1および第2電極20、22を駆動するための電源30、電流計32、電圧計34、およびこれらを制御する制御装置36を備えている。陽極室16、陰極室18には液体の流路を設けても良い。陽極室16、陰極室18には、外部から液体を供給、排出するための配管やポンプ等を接続してもよい。また、場合により、電極ユニット12と陽極室16あるいは陰極室18との間に多孔質のスペーサーを設けてもよい。
次に、電極ユニット12について詳細に説明する。図2は電極ユニットの断面図、図3は電極ユニットの分解斜視図である。
図2および図3に示すように、第1電極20は、例えば、矩形状の金属板からなる基材21に多数の貫通孔を形成した多孔構造を有している。基材21は、第1表面22aおよび、第1表面22aとほぼ平行に対向する第2表面22bを有している。第1表面22aと第2表面22bとの間隔、すなわち、基材21の板厚はT1に形成されている。第1表面22aは多孔質膜24に対向し、第2表面22bは陽極室16に対向する。
図2および図3に示すように、第1電極20は、例えば、矩形状の金属板からなる基材21に多数の貫通孔を形成した多孔構造を有している。基材21は、第1表面22aおよび、第1表面22aとほぼ平行に対向する第2表面22bを有している。第1表面22aと第2表面22bとの間隔、すなわち、基材21の板厚はT1に形成されている。第1表面22aは多孔質膜24に対向し、第2表面22bは陽極室16に対向する。
基材21の第1表面22aに複数の例えば正方形の第1孔部40が形成され、第1表面22aに開口している。また、第2表面22bに複数の第2孔部42が形成され、第2表面22bに開口している。第2孔部42の開口面積は、第1孔部40の開口面積よりも大きく形成されている。多孔質膜24側となる第1孔部40の開口の一辺R1は、例えば正方形の第2孔部42の開口の一辺R2よりも小さく、また、孔部の数は、第1孔部40が第2孔部42よりも多く形成されている。第1孔部40の深さはT2、第2孔部42の深さはT3であり、T2+T3=T1に形成されている。また、本実施形態において、T2<T3に形成されている。
本実施形態において、第2孔部42は、例えば、正方形に形成され、第2表面22bにマトリクス状に並んで設けられている。各第2孔部42を規定している周壁は、孔部の底から開口に向かって、すなわち、第2表面22b側に向かって、孔が広くなるようなテーパー面42aあるいは湾曲面により形成してもよい。隣り合う第2孔部42間の間隔、すなわち、電極の線状部の幅、はW2に設定されている。なお、第2孔部42は、矩形状に限定されることなく、他の種々の形状としてもよい。また、第2孔部42は、規則的に限らず、ランダムに並んで形成してもよい。
第1孔部40の開口としては小さい方が圧力を均一化するためには好ましいが、物質拡散を阻害するためある程度の大きさは必要であり、正方形の開口の一辺が0.1〜2mmが好ましく、さらに好ましくは0.3〜1mmである。開口としては正方形、長方形、ひし形、円、楕円等と様々な形状を用いることができる。正方形や長方形、ひし形の頂点は丸まっていてもよい。開口面積としては、上記正方形の開口面積と同じ0.01〜4mm2のものが好ましい。より好ましくは0.1mm2から1.5mm2である。さらに好ましくは0.2mm2から1mm2である。開口も含めた電極面積に占める開口面積の割合(開口率)は、0.05〜0.5が好ましく、0.1〜0.4がより好ましく、0.15〜0.3がさらに好ましい。開口率が小さすぎるとガス抜けが困難になる。開口率が大きすぎると電極反応が阻害される。
第1孔部40は、例えば、正方形に形成され、第1表面22aにマトリクス状に並んで設けられている。各第1孔部40を規定している周壁は、孔部の底から開口に向かって、すなわち、第1表面22aに向かって、開口が広くなるようなテーパー面40aあるいは湾曲面により形成してもよい。本実施形態において、複数、例えば、9個の第1孔部40が、1つの第2孔部42と対向して設けられ、それぞれ第2孔部42に連通し、基材21を貫通している。隣合う第1孔部40間の間隔W1は、第2孔部42間の間隔W2よりも小さく設定されている。これにより、第1表面22aにおける第1孔部40の数密度は、第2表面22bにおける第2孔部42の数密度よりも充分に大きい。
第2孔部42の開口も正方形、長方形、ひし形、円、楕円等と様々な形状を用いることができる。第2孔部42の開口径としては大きい方がガス抜けをよくするためには好ましいが、電気抵抗が大きくなるためあまり大きくはできない。正方形の開口のとすると一辺が1〜40mmが好ましく、より好ましくは2〜30mmであり、さらに好ましくは3〜20mmである。開口としては正方形、長方形、ひし形、円、楕円等と様々な形状を用いることができるが、開口面積としては上記正方形の開口面積と同じ、1〜1600mm2のものが好ましい。より好ましくは4mm2から900mm2であり、さらに好ましくは9mm2から400mm2である。長方形や楕円のように一方向に長くして電極の端から端につながるような開口も可能である。
第1電極20の基材21としては、チタン、クロム、アルミニウムやその合金等の弁金属、導電性金属を用いることができる。この中ではチタンが好ましい。電解反応によっては、電極の第1表面および第2表面に電解触媒(触媒層)を形成することが好ましい。陽極の場合は、基材自体として白金等の貴金属触媒や酸化イリジウム等の酸化物触媒を用いることが好ましい。電解触媒の単位面積当たりの量が電極の両面で異なることを特徴としてもよい。これにより副反応等を抑制することができる。
第1孔部40は、規則的に限らず、ランダムに並んで形成してもよい。更に、全ての第1孔部40が第2孔部42に連通している構成に限らず、第2孔部42に連通していない第1孔部を含んでいてもよい。すなわち、陽極室16に連通していない第1孔部40があってもよい。例えば、図12に示すように、第1孔部40、44が電極の一端近傍から他端近傍まで延びる長方形であり、その中で第2孔部42、46に連通した複数の開口部分41a、45aがある間隔を持って配置されていてもよい。また、第1孔部40、44の孔の一部分のみが第2孔部42、44に連通した構成としてもよい。第2孔部42、44に連通していない第1孔部40、44は、電極面積を増大させる効果がある。
複数の第1孔部40、44の内、開口面積が0.01mm2から4mm2である第1孔部は、全第1孔部の85%以上が好ましく、より好ましくは90%以上であり、さらに好ましくは95%以上である。
複数の第1孔部40、44の内、開口面積が0.01mm2から4mm2である第1孔部は、全第1孔部の85%以上が好ましく、より好ましくは90%以上であり、さらに好ましくは95%以上である。
上記構成の第1電極20は、例えば、マスクを用いたエッチング法により作製することができる。図4にその作製法の概略を示す。図4(a)、(b)に示すように、1枚の平坦な基材21を用意し、基材21の第1表面22aおよび第2表面22bにレジスト膜50a、50bを塗布する。図4(c)に示すように、図示しない光学マスクを用いてレジスト膜50a、50bを露光し、それぞれエッチング用のマスク52a、52bを作製する。図4(d)に示すように、これらマスク52a、52bを介して、基材21の第1表面22aおよび第2表面22bを溶液によりウェットエッチングすることにより、複数の第1孔部40および複数の第2孔部42を形成する。その後、マスク52a、52bを除去することにより、第1電極20が得られる。
基材21の材質やエッチング条件により、第1および第2孔部40、42のテーパーや湾曲面の形状を制御することができる。第1孔部40の深さはT2、第2孔部42の深さはT3であり、前述したように、T2<T3となるように、第1および第2孔部を形成する。なお、エッチングにおいては、基材21の両面を同時にエッチングしてもよく、あるいは、片面ずつエッチングしてもよい。エッチングの種類は、ウェットエッチングに限らず、ドライエッチングなどを用いても良い。また、エッチングに限らず、レーザーや精密切削などによる加工で第1電極20を製造することも可能である。
図1から図3に示すように、本実施形態によれば、第2電極(対向電極)22は、第1電極20と同様に構成されている。すなわち、第2電極22は、例えば、矩形状の金属板からなる基材23に多数の貫通孔を形成した多孔構造を有している。基材23は、第1表面23aおよび、第1表面23aと反対側にほぼ平行に位置する第2表面23bを有している。第1表面23aは隔膜26に対向し、第2表面23bは陰極室18に対向する。
基材23の第1表面23aに複数の第1孔部44が形成され、第1表面23aに開口している。また、第2表面23bに複数の第2孔部46が形成され、第2表面23bに開口している。隔膜26側となる第1孔部44の開口面積は、第2孔部44の開口面積よりも小さく、また、孔部の数は、第1孔部44が第2孔部46よりも多く形成されている。第1孔部44の深さは、第2孔部46の深さよりも小さく形成されている。
複数、例えば、9個の第1孔部44が、1つの第2孔部46と対向して設けられ、それぞれ第2孔部46に連通し、基材23を貫通している。隣合う第1孔部44間の間隔は、第2孔部46間の間隔よりも小さく設定されている。これにより、第1表面23aにおける第1孔部44の数密度は、第2表面23bにおける第2孔部46の数密度よりも充分に大きい。
第1電極20の第1表面22aと第2電極22の第1表面23aとの間に、多孔質膜24および隔膜26が挟持されている。連続的な多孔質膜24は、例えば、第1電極20とほぼ等しい寸法の矩形状に形成され、第1表面22aの全面と対向している。多孔質膜24としては、不織布やクロス、ゾルーゲル法で形成されるような多孔質膜を用いることができ、種々の材質のものを用いることができる。多孔質膜には化学的に安定であること、特に塩素や次亜塩素酸や酸素に対する安定性、酸性やアルカリ性に対する耐性であり、また食品を処理する等に使う場合には高分子の場合はモノマー等が法定値以上に溶け出なことや無機物の場合には重金属イオンが法定値以上に溶け出さない必要がある。機械的には多孔質膜を裏打ち材なしで単独で用いる場合にはハンドリングしやすさが重要であり膜厚として20〜500μmが好ましい。多孔質膜を電極上に直接作製する場合には薄くてもよいが、多孔質膜としての性質を出すためには50nm以上の膜厚が好ましい。これらの多孔質膜の中では、フッ素原子もしくは塩素原子を主鎖に含む高分子膜や、ガラスクロス、不規則的な連続孔を有する無機酸化物を含有する膜であることが特に化学的に安定であり好ましい。高分子膜としてはテフロンが特に好ましい。無機酸化物中には水酸化物やアルコキシド、オキシハロゲン化物、水和物が含まれていてもよい。金属ハロゲン化物や金属アルコキシドの加水分解を経て無機酸化物を作製する場合には後処理の温度にもよるがこれらの混合物になりやすい。高分子膜やガラスクロスや無機酸化物は組み合わせてもよく例えば高分子膜やガラスクロスを無機酸化物で被覆してもよい。図13に示すように、多孔質膜24として平面内あるいは立体的に不規則的な孔を有する無機酸化物を含有する膜を用いる場合、多孔質膜24によって隔膜26を兼すねることも可能である、すなわち、隔膜26を省略することも可能である。
図14に示すように、多孔質膜24は、孔径の異なる複数の多孔質膜27a、27bの積層膜を用いてもよい。この場合、隔膜26側に位置する多孔質膜27bの孔径を、第1電極20側に位置する多孔質膜27aの孔径よりも大きくすることにより、イオンの移動をより容易にするとともに電極の孔による応力集中を低減することができる。これは隔膜26側の開口が大きい方が拡散によるイオン移動が容易になるからである。電極20を陽極に用いる場合は正電位であるので陰イオンは電極20側の孔径が小さくても容易に電極に引き寄せられる。逆に電極20側の孔径が大きいと生成した塩素等が多孔質膜側に拡散しやすくなってしまう。
多孔質膜の表面の孔径は高分解能の走査型電子顕微鏡(SEM)を用いることにより測定できる。また内部の孔は断面SEM観察により測定できる。
図2および図3に示すように、隔膜26は、例えば、第1電極20とほぼ等しい寸法の矩形状に形成され、第2電極22の第1表面23aと多孔質膜24との間に配置されている。隔膜26は、第2電極22の第1表面23aの全面と密着し、更に、多孔質膜24と密着している。
第1および第2電極20、22間に位置する隔膜26は、イオンおよび/もしくは液体を透過させる膜である。隔膜26として、種々の電解質膜やナノポアを有する多孔質膜を用いることができる。電解質膜としては、高分子電解質膜、例えば、陽イオン交換固体高分子電解質膜、具体的には、カチオン交換性の膜、又はアニオン交換性の膜、或いは炭化水素系の膜を用いることができる。カチオン交換性の膜としては、NAFION(イーアイ デュポン社:商標)112,115,117、フレミオン(旭硝子株式会社:商標)、ACIPLEX(旭化成株式会社:商標)、ゴアセレクト(ダブリュー.エル.ゴア アンド アソシエーツ社:商標)が挙げられる。アニオン交換性の膜としては、株式会社トクヤマ製のA201等が挙げられる。ナノポアを有する多孔質膜としては多孔質ガラス、多高質アルミナ、多孔質チタニア、多孔質ゼオライト、多孔質ジルコニア等の多孔質セラミックス、多孔質ポリエチレン、多孔質プロピレン、多孔質テフロン、多孔質ポリイミド等の多孔質ポリマー等がある。
上記のように構成された第1電極20と第2電極22との間に多孔質膜24および隔膜26を挟んだ状態で、これらをプレスすることにより、第1電極20と多孔質膜24が接するとともに、隔膜26が多孔質膜24および第2電極22と接することにより電極ユニット12が得られる。
図1で示したように、電極ユニット12は、電解槽11内に配設され、隔壁14に取付けられている。隔壁14と電極ユニット12とにより、電解槽11内を陽極室16と陰極室18に仕切っている。これにより、電極ユニット12は、これを構成する各部材の接する方向が、例えば、水平方向となるように、電解槽11内に配設されている。電極ユニット12の陽極20は、陽極室16に臨んで配置され、陰極22は、陰極室18に臨んで配置されている。
電解装置10において、電源30の両極は第1電極20と第2電極22に電気的に接続されている。電源30は、制御装置36による制御の下、電極ユニット12に電圧を印加する。電圧計34は、第1電極20と第2電極22に電気的に接続され、電極ユニット12に印加される電圧を検出する。その検出情報は、制御装置35に供給される。電流計32は、電極ユニット12の電圧印加回路に接続され、電極ユニット12を流れる電流を検出する。その検出情報は制御装置36に供給される。制御装置36は、メモリに記憶されたプログラムに従い、前記検出情報に応じて、電源30による電極ユニット12に対する電圧の印加もしくは負荷を制御する。電解装置10は、陽極室16および陰極室18に反応対象物質が供給された状態で、第1電極20と第2電極22との間に電圧を印加あるいは負荷して、電解のための電気化学反応を進行させる。本実施形態の電解装置10は、塩化物イオンを含む電解質を電解することが好ましい。
以上のように構成された電解装置および電極ユニットによれば、第1電極20において、多孔質膜24側の第1表面22aに形成された第1孔部40の径(開口面積)を第2孔部42の径(開口面積)よりも小さくし、孔部の数密度を大きくすることにより、第1電極20側から多孔質膜24に作用する応力集中を低減することができる。多孔質膜24を連続的な膜として、第1電極20の第1表面22a全面に当接させることにより、第1電極20の孔部を多孔質膜24で覆い、第1電極20と隔膜26との距離を全面に亘って均等に保ちやすくすることができる。すなわち、多孔質膜24の膜厚に分布が生じることを防止し、多孔質膜24の膜厚を均一に維持することが可能となる。これにより、電解反応にむらなく均一に生じさせ、電解装置の反応効率向上および電解質膜の劣化防止を図ることができる。
また、第1電極20の第1孔部40を電極の第1表面側が広くなるようなテーパー形状あるいは湾曲面形状とすることにより、第1孔部40と多孔質膜24との接触角が鈍角となり、第1電極20側から多孔質膜24への応力集中を更に低減することができる。なお、第1電極20の多孔質膜24側の第1表面22aは、凹部を除いては略平坦であることが好ましい。凹部とは前述した第1孔部であっても、あるいは、後述する凹所であってもよい。
第1電極20の第2表面22bに形成された第2孔部42の開口面積を大きくし、かつ、数密度を低くすることにより、第2孔部42間の線状部の幅W2を充分に太くすることができる。これにより、第1電極20の機械的強度を高く維持するとともに、電気抵抗の低減を図ることができる。
以上のことから、第1の実施形態によれば、反応効率が高く、長寿命の電極ユニットおよび電解装置が得られる。
なお、第1の実施形態において、第2電極22は、径の異なる第1孔部と第2孔部とを有する電極に限定されることなく、貫通孔を持たない平板状の電極としてもよい。あるいは、電極基材に、第1表面および第2表面で同一径の貫通孔を形成した電極としてもよい。第2電極22と隔膜26とは、互いに接触していてもよいし、あるいは、別の構成物が間に挿入されていてもよい。
以上のことから、第1の実施形態によれば、反応効率が高く、長寿命の電極ユニットおよび電解装置が得られる。
なお、第1の実施形態において、第2電極22は、径の異なる第1孔部と第2孔部とを有する電極に限定されることなく、貫通孔を持たない平板状の電極としてもよい。あるいは、電極基材に、第1表面および第2表面で同一径の貫通孔を形成した電極としてもよい。第2電極22と隔膜26とは、互いに接触していてもよいし、あるいは、別の構成物が間に挿入されていてもよい。
次に、他の実施形態に係る電解装置および電極ユニットについて説明する。なお、以下に説明する他の実施形態において、前述した第1の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、第1の実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。
(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態に係る電解装置の電極ユニットを示す断面図、図6は、電極を示す斜視図である。
第2の実施形態によれば、電極ユニット12において、第1電極20の第1表面22aは平坦に形成され、この第1表面22aに、前述した複数の第1孔部40が形成され、これらの第1孔部40は基材21を貫通している。第1電極20は、第1表面22aに形成された複数の凹部54、すなわち、基材21を貫通していない凹みを有している。凹部54は、例えば、複数の第1孔部40間を延びる連続した溝により形成されている。あるいは、凹部54は、多数の独立したドット状の凹部としてもよい。
多孔質膜24は、第1電極20の第1表面22aに密着して設けられている。多孔質膜24は、第1孔部40および凹部54に対向し、これらを塞いでいる。
図5は、第2の実施形態に係る電解装置の電極ユニットを示す断面図、図6は、電極を示す斜視図である。
第2の実施形態によれば、電極ユニット12において、第1電極20の第1表面22aは平坦に形成され、この第1表面22aに、前述した複数の第1孔部40が形成され、これらの第1孔部40は基材21を貫通している。第1電極20は、第1表面22aに形成された複数の凹部54、すなわち、基材21を貫通していない凹みを有している。凹部54は、例えば、複数の第1孔部40間を延びる連続した溝により形成されている。あるいは、凹部54は、多数の独立したドット状の凹部としてもよい。
多孔質膜24は、第1電極20の第1表面22aに密着して設けられている。多孔質膜24は、第1孔部40および凹部54に対向し、これらを塞いでいる。
第1電極20の第1表面22aは、第1孔部40および凹部54を除いては平坦であることが好ましい。凹部54を設けることにより、電極面積を増大させることができるとともに、生成するガスを抜くための流路とすることができる。第1電極20の第1表面22aを、凹部54を除いては略平坦にすることにより、多孔質膜24への応力集中をさらに低減することができる。多孔質膜24の膜厚によっても変化するが、第1表面22aの平坦性、平均粗さは、多孔質膜24の平均膜厚の10%以下が好ましく、5%以下とするとより好ましい。2%以下がさらに好ましい。平均粗さは、断面SEM観察により調べることができる。
なお、第1電極20のみに限らず、第2電極22の第1表面23aに、複数の凹部を設けても良い。
なお、第1電極20のみに限らず、第2電極22の第1表面23aに、複数の凹部を設けても良い。
(第3の実施形態)
図7は、第3の実施形態に係る電解装置の電極ユニットを示す断面図である。第3の実施形態では、第1電極20の表面の少なくとも一部に、液体を透過させない電気的な絶縁膜56を形成している。第1電極20において、隔膜26側で多孔質膜24と広く接している第1表面22aでは、反応により発生する塩素等のガスが排出され難いため、この発生ガスにより隔膜26が劣化しやすい。そのため、第1表面22aの内、第1孔部40が形成されていない領域を絶縁膜56で覆うことにより、これらの領域での反応ガスの発生を抑制し、隔膜26の劣化を防止することができる。本実施形態では、第1電極20の幅広の線状部(幅W2)の両表面上に絶縁膜56を設けている。
図7は、第3の実施形態に係る電解装置の電極ユニットを示す断面図である。第3の実施形態では、第1電極20の表面の少なくとも一部に、液体を透過させない電気的な絶縁膜56を形成している。第1電極20において、隔膜26側で多孔質膜24と広く接している第1表面22aでは、反応により発生する塩素等のガスが排出され難いため、この発生ガスにより隔膜26が劣化しやすい。そのため、第1表面22aの内、第1孔部40が形成されていない領域を絶縁膜56で覆うことにより、これらの領域での反応ガスの発生を抑制し、隔膜26の劣化を防止することができる。本実施形態では、第1電極20の幅広の線状部(幅W2)の両表面上に絶縁膜56を設けている。
ただし、絶縁膜56を設けることにより第1電極20の反応面積が少なくなる。そのため、発生ガスが抜けやすい部分で、第1電極20の十分な反応が起こるようにすることが望ましい。また、隔膜26と反対側に位置する第1電極20の第2表面22bにも電気的な絶縁膜57で覆ってもよい。このような電極ユニット12を3室型の電解槽で用いた場合、第2表面22b側での複反応を低減することができる。なお、絶縁膜の一部は、電極の断面方向にはみ出してもよい。
(第4の実施形態)
図8は、第4の実施形態に係る電解装置の電極ユニットの電極を示す斜視図である。第4の実施形態では、第1電極20において、電極の中心部に形成された第1孔部40間の間隔W3は、電極の周縁部に形成されている第1孔部40間の間隔W1よりも大きく設定されている。これにより、第1電極20の中心部の開口率(開口も含めた電極面積に対する開口面積の割合)は、第1電極20の周縁部における開口率より小さくなる。そのため、第1電極20の中心部の方が周辺部よりも電気抵抗を小さくすることができ、電極の周辺部から電極に給電する場合でも、電極中心部での電圧上昇を低減することができる。第1電極20の中央部に形成された第1孔部40の開口面積は、図8で示すように、周囲に設けられている第1孔部40の開口面積より小さくするか、もしくは数を減らすことにより開口率を小さくすることができる。
図8は、第4の実施形態に係る電解装置の電極ユニットの電極を示す斜視図である。第4の実施形態では、第1電極20において、電極の中心部に形成された第1孔部40間の間隔W3は、電極の周縁部に形成されている第1孔部40間の間隔W1よりも大きく設定されている。これにより、第1電極20の中心部の開口率(開口も含めた電極面積に対する開口面積の割合)は、第1電極20の周縁部における開口率より小さくなる。そのため、第1電極20の中心部の方が周辺部よりも電気抵抗を小さくすることができ、電極の周辺部から電極に給電する場合でも、電極中心部での電圧上昇を低減することができる。第1電極20の中央部に形成された第1孔部40の開口面積は、図8で示すように、周囲に設けられている第1孔部40の開口面積より小さくするか、もしくは数を減らすことにより開口率を小さくすることができる。
(第5の実施形態)
図9は、第5の実施形態に係る電解装置を示す断面図である。第5の実施形態では、電解装置10の電解槽11は、単一の電解室17を有する1室型の電解槽として構成されている。電極ユニット12は、電解室17内に配置されている。電解室17には、外部から電解液を供給、排出するための配管やポンプ等が接続されていてもよい。
図9は、第5の実施形態に係る電解装置を示す断面図である。第5の実施形態では、電解装置10の電解槽11は、単一の電解室17を有する1室型の電解槽として構成されている。電極ユニット12は、電解室17内に配置されている。電解室17には、外部から電解液を供給、排出するための配管やポンプ等が接続されていてもよい。
1室型の電解槽11において、電極ユニット12の第2電極(対向電極)22は、第1電極20と同様に、多孔構造に形成されていることが好ましい。多孔構造とすることにより、電極面積を大きくすることができる。
(第6の実施形態)
図10は、第6の実施形態に係る電解装置を示す断面図、図11は、電解装置における電極ユニットを示す断面図である。
図10に示すように、電解装置10は、電極ユニット12を有する3室型の電解槽11を備えている。電解槽11は、偏平な矩形箱状に形成され、その内部の電解室は、隔壁14および電極ユニット12により、陽極室16と陰極室18と、電極間に形成された中間室19との3室に仕切られている。
図10は、第6の実施形態に係る電解装置を示す断面図、図11は、電解装置における電極ユニットを示す断面図である。
図10に示すように、電解装置10は、電極ユニット12を有する3室型の電解槽11を備えている。電解槽11は、偏平な矩形箱状に形成され、その内部の電解室は、隔壁14および電極ユニット12により、陽極室16と陰極室18と、電極間に形成された中間室19との3室に仕切られている。
電極ユニット12は、陽極室16内に位置する第1電極(陽極)20と、陰極室18内に位置する第2電極(対向電極、陰極)22と、第1および第2電極間に設けられた2つの隔膜26a、26bと、第1電極22と隔膜26aとの間に挟まれた多孔質膜24aと、第2電極22と隔膜26bとの間に挟まれた多孔質膜24bと、を有している。隔膜26a、26bは、隙間をおいて互いに平行に対向し、これらの隔膜26a、26b間に、電解液を保持する中間室(電解液室)19を形成している。中間室19内に、電解液を保持する保持体25を設けても良い。第1電極20および第2電極22は、絶縁性を有する複数のブリッジ60により、互いに連結してもよい。
電解装置10は、電極ユニット12の第1および第2電極20、22に電圧を印加するための電源30、電流計32、電圧計34、およびこれらを制御する制御装置36を備えている。陽極室16、陰極室18には液体の流路を設けても良い。陽極室16、陰極室18には、外部から液体を供給、排出するための配管やポンプ等を接続してもよい。また、場合により、電極ユニット12と陽極室16あるいは陰極室18との間に多孔質のスペーサーを設けてもよい。
図10および図11に示すように、電極ユニット12において、第1電極20および第2電極22は、前述した第1の実施形態と同様の多孔構造に構成されている。連続的な多孔質膜24aは、例えば、第1電極20とほぼ等しい寸法の矩形状に形成され、第1表面22aの全面と対向している。連続的な多孔質膜24bは、第2電極22とほぼ等しい寸法の矩形状に形成され、第1表面23aの全面と対向している。これらの多孔質膜24a、24bとしては、不織布やクロス、ゾルーゲル法で形成されるような多孔質膜を用いることができ、種々の材質のものを用いることができる。これらの多孔質膜の中では、フッ素原子もしくは塩素原子を主鎖に含む高分子膜や、ガラスクロス、不規則的な連続孔を有する無機酸化物を含有する膜であることが化学的に安定であり好ましい。多孔質膜24a、24bは、不規則的な孔を有する無機酸化物を含有する膜であれば、隔膜26a、26bを兼ねることも可能である。多孔質膜24a、24bは、孔径の異なる複数の多孔質膜の積層膜を用いてもよい。
隔膜26aは、例えば、第1電極20とほぼ等しい寸法の矩形状に形成され、第1電極20の第1表面22aと対向している。第1電極20の第1表面22aと隔膜26aとの間に多孔質膜24aが挟持され、第1電極20および隔膜26aに密着している。
隔膜26bは、例えば、第2電極22とほぼ等しい寸法の矩形状に形成され、第2電極22の第1表面23aと対向している。第2電極22の第1表面23aと隔膜26bとの間に多孔質膜24bが挟持され、第2電極22および隔膜26bに密着している。
隔膜26a、26bは、イオンおよび/もしくは液体を透過させる膜である。隔膜26a、26bとして、前述の第1の実施形態で説明した、種々の電解質膜やナノポアを有する多孔質膜を用いることができる。
以上のように構成された第6の実施形態においても、前述した第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができ、反応効率が高く、長寿命の電極ユニットおよび電解装置が得られる。
次に、種々の実施例および比較例について説明する。
(実施例1)
電極基材21は、板厚T1が0.5mmの平坦なチタン板を用い、このチタン板を図4で示したエッチングすることにより、電極を作製する。電極の内、小径の第1孔部40を含んだ領域の厚み(第1孔部の深さ)T2は0.15mm、大径の第2孔部42を含んだ領域の厚み(第2孔部の深さ)T3は0.35mmである。第1孔部40は正方形とし、正方形の頂点は丸まっているが直線部を外挿して得られる正方形の一辺R1は0.57mm、第2孔部42は正方形とし、その一辺R2は2mmである。隣合う第1孔部40間に形成される線状部の幅W1は0.1mm、隣合う第2孔部42間に形成される幅広の線状部の幅W2は1.0mmである。
(実施例1)
電極基材21は、板厚T1が0.5mmの平坦なチタン板を用い、このチタン板を図4で示したエッチングすることにより、電極を作製する。電極の内、小径の第1孔部40を含んだ領域の厚み(第1孔部の深さ)T2は0.15mm、大径の第2孔部42を含んだ領域の厚み(第2孔部の深さ)T3は0.35mmである。第1孔部40は正方形とし、正方形の頂点は丸まっているが直線部を外挿して得られる正方形の一辺R1は0.57mm、第2孔部42は正方形とし、その一辺R2は2mmである。隣合う第1孔部40間に形成される線状部の幅W1は0.1mm、隣合う第2孔部42間に形成される幅広の線状部の幅W2は1.0mmである。
予め、電極基材21を10wt%シュウ酸水溶液中で1時間、80℃で処理する。塩化イリジウム(IrCl3・nH2O)に1−ブタノールを0.25M(Ir)になるように加えて調整し、電極基材21の第1孔部40が形成された面(第1表面)に塗布した後、乾燥と焼成をする。この場合、乾燥は80℃で10分間行ない、焼成は450℃で10分間行なう。こうした塗布、乾燥、焼成を5回繰り返した電極基材を、反応電極面積が3cm×4cmの大きさに切り出して、第1電極(陽極)20とする。第1電極20の凹部を除いた平坦部の平均粗さはAFMの測定から1μmである。
また、上述した電極基材の第1孔部が形成された第1表面に白金をスパッタすることにより、第2電極(対向電極、陰極)22を作製する。
また、上述した電極基材の第1孔部が形成された第1表面に白金をスパッタすることにより、第2電極(対向電極、陰極)22を作製する。
得られた第1および第2電極を用いて、図11に示す電極ユニット12を作製する。隔膜26aとして陰イオン交換膜であるトクヤマ製のA201を用い、隔膜26bとしてNAFION(商標)117を用いる。多孔質膜24a、24bとしてガラスクロス(膜厚75μm)を用いる。電解液を保持する保持体25として、厚さ5mmの多孔質ポリスチレンを中間室(電解液室)19に設けている。これら第1および第2電極、多孔質膜、隔壁、多孔質ポリスチレンをシリコーンシール剤およびネジを用いて重ね合わせて固定し、電極ユニット12とする。この電極ユニット12を用いて、図10に示す電解槽11および電解装置10を作製する。
電解槽11の陽極室16および陰極室18は、それぞれストレート流路が形成された塩化ビニル製の容器で形成している。制御装置36、電源30、電圧計34、電流計32を設置する。陽極室16および陰極室18に水を供給するための配管とポンプを電解槽11に接続し、電極ユニット12の保持体(多孔質ポリスチレン)25に飽和食塩水を循環供給するための飽和食塩水タンクと配管、ポンプを電極ユニットに接続している。
電解装置10を用いて、電圧5V、電流1.5Aで電解を行い、陽極20側では次亜塩素酸水を、陰極22側では水酸化ナトリウム水を生成する。1000時間の連続運転後でも、電圧上昇や生成物濃度の変化はほとんど見られず、安定した電解処理を実行することができる。
(実施例2)
エッチング時のマスクを変え、3x4cmの電極基材の中央部1x1.4cmにおける第1孔部40は正方形とし、その一辺R1は0.7mm、線状部の幅W1が0.2mmとなるように第1電極20を作製する。第2孔部42は正方形として、その一辺は2mmである。中央部の第2孔部には第1孔部が2x2個含まれる。他の構成は実施例1と同様にして、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
エッチング時のマスクを変え、3x4cmの電極基材の中央部1x1.4cmにおける第1孔部40は正方形とし、その一辺R1は0.7mm、線状部の幅W1が0.2mmとなるように第1電極20を作製する。第2孔部42は正方形として、その一辺は2mmである。中央部の第2孔部には第1孔部が2x2個含まれる。他の構成は実施例1と同様にして、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
この電解装置10を用いて、電圧4.8V、電流1.5Aで電解を行い、陽極20側では次亜塩素酸水を、陰極22側では水酸化ナトリウム水を生成する。1000時間の連続運転後でも、電圧上昇や生成物濃度の変化はほとんど見られず、安定した電解処理を実行することができる。
(実施例3)
多孔質膜として、ガラスクロスの代わりに、ポリ塩化ビニリデン製の不織布を用いる。他の構成は実施例1に同様として、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
多孔質膜として、ガラスクロスの代わりに、ポリ塩化ビニリデン製の不織布を用いる。他の構成は実施例1に同様として、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
この電解装置10を用いて、電圧5.1V、電流1.5Aで電解を行い、陽極20側では次亜塩素酸水を、陰極22側では水酸化ナトリウム水を生成する。1000時間の連続運転後でも、電圧上昇や生成物濃度の変化はほとんど見られず、安定した電解処理を実行することができる。
(実施例4)
多孔質膜として、ガラスクロスの代わりに、不規則な孔を有する多孔質の酸化チタン膜を用いる。他の構成は実施例1と同様として、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
多孔質膜として、ガラスクロスの代わりに、不規則な孔を有する多孔質の酸化チタン膜を用いる。他の構成は実施例1と同様として、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
この電解装置10を用いて、電圧5.2V、電流1.5Aで電解を行い、陽極20側では次亜塩素酸水を、陰極22側では水酸化ナトリウム水を生成する。1000時間の連続運転後でも、電圧上昇や生成物濃度の変化はほとんど見られず、安定した電解処理を実行することができる。
(実施例5)
多孔質膜として、ガラスクロスの代わりに、テフロン製の不織布を用いる。他の構成は実施例1に同様として、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
多孔質膜として、ガラスクロスの代わりに、テフロン製の不織布を用いる。他の構成は実施例1に同様として、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
この電解装置10を用いて、電圧5.0V、電流1.5Aで電解を行い、陽極20側では次亜塩素酸水を、陰極22側では水酸化ナトリウム水を生成する。1000時間の連続運転後でも、電圧上昇や生成物濃度の変化はほとんど見られず、安定した電解処理を実行することができる。
(実施例6)
実施例1と同様にして作製する第1電極20の広幅の線状部(幅W2)に、スクリーン印刷法を用いて電気絶縁性のポリ塩化ビニルを選択的に塗布し、絶縁膜を形成する他の構成は実施例1と同様にして、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
実施例1と同様にして作製する第1電極20の広幅の線状部(幅W2)に、スクリーン印刷法を用いて電気絶縁性のポリ塩化ビニルを選択的に塗布し、絶縁膜を形成する他の構成は実施例1と同様にして、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
この電解装置10を用いて、電圧5.3V、電流1.5Aで電解を行い、陽極20側では次亜塩素酸水を、陰極22側では水酸化ナトリウム水を生成する。1000時間の連続運転後でも、電圧上昇や生成物濃度の変化はほとんど見られず、安定した電解処理を実行することができる。
(実施例7)
実施例1と同様にして多孔構造の第2電極(対向電極)22を作製する。隔膜26として多孔質ガラス膜(膜厚50μm)を用いる。多孔質膜24としてガラスクロス(膜厚75μm)を用いる。これらをシリコーンシール剤およびネジを用いて重ね合わせ電極ユニット12を作製する。
実施例1と同様にして多孔構造の第2電極(対向電極)22を作製する。隔膜26として多孔質ガラス膜(膜厚50μm)を用いる。多孔質膜24としてガラスクロス(膜厚75μm)を用いる。これらをシリコーンシール剤およびネジを用いて重ね合わせ電極ユニット12を作製する。
この電極ユニット12を用いて図9に示した1室型の電解槽11および電解装置10を作製する。制御装置36、電源30、電圧計34、電流計32を設置し、電解室17に食塩水を給するための配管とポンプを設置する。電解装置10を用いて、電圧4.3V、電流1.5Aで電解を行い、次亜塩素酸ナトリウム水を生成する。1000時間の連続運転後でも、電圧上昇や生成物濃度の変化はほとんど見られず、安定した電解処理を実行することができる。
(実施例8)
多孔質膜として、ガラスクロスの代わりに、酸化チタンを含有した膜をコートしたポリフェニレンスルフィド多孔質膜を用いる。隔膜26aおよび26bとして上記酸化チタンを含有した膜をコートしたポリフェニレンスルフィド膜を兼ねさせる。他の構成は実施例1に同様として、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
多孔質膜として、ガラスクロスの代わりに、酸化チタンを含有した膜をコートしたポリフェニレンスルフィド多孔質膜を用いる。隔膜26aおよび26bとして上記酸化チタンを含有した膜をコートしたポリフェニレンスルフィド膜を兼ねさせる。他の構成は実施例1に同様として、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
この電解装置10を用いて、電圧4.8V、電流1.5Aで電解を行い、陽極20側では次亜塩素酸水を、陰極22側では水酸化ナトリウム水を生成する。2000時間の連続運転後でも、電圧上昇や生成物濃度の変化はほとんど見られず、安定した電解処理を実行することができる。
(実施例9)
多孔質膜として、酸化チタンを含有した膜をコートしたポリフェニレンスルフィド多孔質膜を用いる代わりに酸化チタンを含有する膜をコートしたガラス製の不織布(ろ紙)を用いる。他の構成は実施例8に同様として、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
多孔質膜として、酸化チタンを含有した膜をコートしたポリフェニレンスルフィド多孔質膜を用いる代わりに酸化チタンを含有する膜をコートしたガラス製の不織布(ろ紙)を用いる。他の構成は実施例8に同様として、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
この電解装置10を用いて、電圧4.7V、電流1.5Aで電解を行い、陽極20側では次亜塩素酸水を、陰極22側では水酸化ナトリウム水を生成する。2000時間の連続運転後でも、電圧上昇や生成物濃度の変化はほとんど見られず、安定した電解処理を実行することができる。
(実施例10)
多孔質膜として、酸化チタンを含有した膜をコートしたポリフェニレンスルフィド多孔質膜を用いる代わりに酸化ジルコニウムを含有する膜をコートしたガラス製の不織布(ろ紙)を用いる。他の構成は実施例8と同様として、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
多孔質膜として、酸化チタンを含有した膜をコートしたポリフェニレンスルフィド多孔質膜を用いる代わりに酸化ジルコニウムを含有する膜をコートしたガラス製の不織布(ろ紙)を用いる。他の構成は実施例8と同様として、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
この電解装置10を用いて、電圧4.8V、電流1.5Aで電解を行い、陽極20側では次亜塩素酸水を、陰極22側では水酸化ナトリウム水を生成する。2000時間の連続運転後でも、電圧上昇や生成物濃度の変化はほとんど見られず、安定した電解処理を実行することができる。
(実施例11)
多孔質膜として、酸化チタンを含有した膜をコートしたポリフェニレンスルフィド多孔質膜を用いる代わりに、その多孔質膜の電極側表面に、酸化ジルコニウムを含有したより緻密な膜をさらにコートした膜を用いることを除いては実施例8と同様にして、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
多孔質膜として、酸化チタンを含有した膜をコートしたポリフェニレンスルフィド多孔質膜を用いる代わりに、その多孔質膜の電極側表面に、酸化ジルコニウムを含有したより緻密な膜をさらにコートした膜を用いることを除いては実施例8と同様にして、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
この電解装置10を用いて、電圧4.9V、電流1.5Vで電解を行い、陽極20側では次亜塩素酸水を、陰極22側では水酸化ナトリウム水を生成する。2000時間の連続運転でも、電圧上昇や生成物の変化はほとんど見られず、安定した電解処理をすることができる。
(実施例12)
多孔質膜として、酸化チタンを含有した膜をコートしたポリフェニレンスルフィド多孔質膜を用いる代わりに、酸化ジルコニウムを含有した膜をコートしたテフロン多孔質膜をコートした膜を用いることを除いては実施例8と同様にして、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
多孔質膜として、酸化チタンを含有した膜をコートしたポリフェニレンスルフィド多孔質膜を用いる代わりに、酸化ジルコニウムを含有した膜をコートしたテフロン多孔質膜をコートした膜を用いることを除いては実施例8と同様にして、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
この電解装置10を用いて、電圧4.9V、電流1.5Vで電解を行い、陽極20側では次亜塩素酸水を、陰極22側では水酸化ナトリウム水を生成する。2500時間の連続運転でも、電圧上昇や生成物の変化はほとんど見られず、安定した電解処理をすることができる。
(実施例13)
電極基材21は、板厚T1が0.5mmの平坦なチタン板を用い、このチタン板を図4で示したエッチングすることにより、電極を作製する。電極の内、小径の第1孔部40を含んだ領域の厚み(第1孔部の深さ)T2は0.15mm、大径の第2孔部42を含んだ領域の厚み(第2孔部の深さ)T3は0.35mmである。第1孔部40はひし形とし、長い対角線を0.69mm、短い対角線を0.4mmとする。第2孔部42はひし形とし、長い対角線を6.1mm、短い対角線を3.5mmとする。隣合う第1孔部40間に形成される線状部の幅W1は0.15mm、隣合う第2孔部42間に形成される幅広の線状部の幅W2は1mmである。他の構成は実施例1と同様にして、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
電極基材21は、板厚T1が0.5mmの平坦なチタン板を用い、このチタン板を図4で示したエッチングすることにより、電極を作製する。電極の内、小径の第1孔部40を含んだ領域の厚み(第1孔部の深さ)T2は0.15mm、大径の第2孔部42を含んだ領域の厚み(第2孔部の深さ)T3は0.35mmである。第1孔部40はひし形とし、長い対角線を0.69mm、短い対角線を0.4mmとする。第2孔部42はひし形とし、長い対角線を6.1mm、短い対角線を3.5mmとする。隣合う第1孔部40間に形成される線状部の幅W1は0.15mm、隣合う第2孔部42間に形成される幅広の線状部の幅W2は1mmである。他の構成は実施例1と同様にして、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
この電解装置10を用いて、電圧5.3V、電流1.5Aで電解を行い、陽極20側では次亜塩素酸水を、陰極22側では水酸化ナトリウム水を生成する。1000時間の連続運転後でも、電圧上昇や生成物濃度の変化はほとんど見られず、安定した電解処理を実行することができる。
(実施例14)
電極基材21は、板厚T1が0.5mmの平坦なチタン板を用い、このチタン板を図4で示したエッチングすることにより、電極を作製する。電極の内、小径の第1孔部40を含んだ領域の厚み(第1孔部の深さ)T2は0.15mm、大径の第2孔部42を含んだ領域の厚み(第2孔部の深さ)T3は0.35mmである。第1孔部40は正方形とし、その一辺R1は0.57mm、第2孔部42は長方形とし、その長辺は40mm、短辺は4mmである。隣合う第1孔部40間に形成される線状部の幅W1は0.1mm、隣合う第2孔部42間に形成される幅広の線状部の幅W2は1.0mmである。他の構成は実施例1と同様にして、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
電極基材21は、板厚T1が0.5mmの平坦なチタン板を用い、このチタン板を図4で示したエッチングすることにより、電極を作製する。電極の内、小径の第1孔部40を含んだ領域の厚み(第1孔部の深さ)T2は0.15mm、大径の第2孔部42を含んだ領域の厚み(第2孔部の深さ)T3は0.35mmである。第1孔部40は正方形とし、その一辺R1は0.57mm、第2孔部42は長方形とし、その長辺は40mm、短辺は4mmである。隣合う第1孔部40間に形成される線状部の幅W1は0.1mm、隣合う第2孔部42間に形成される幅広の線状部の幅W2は1.0mmである。他の構成は実施例1と同様にして、電極ユニット12および電解装置10を作製する。
この電解装置10を用いて、電圧5.8V、電流1.5Aで電解を行い、陽極20側では次亜塩素酸水を、陰極22側では水酸化ナトリウム水を生成する。1000時間の連続運転後でも、電圧上昇や生成物濃度の変化はほとんど見られず、安定した電解処理を実行することができる。
(比較例1)
連続的な多孔質膜を用いないことを除いては、実施例1と同様にして電解装置を作製する。この電解装置を用いて、電圧5V、電流1.5Aで電解を行い、陽極側では次亜塩素酸水を、陰極側では水酸化ナトリウム水を生成する。1000時間の連続運転後では、電圧の大幅上昇や生成物濃度の低下が見られ、長期安定性に欠ける。
連続的な多孔質膜を用いないことを除いては、実施例1と同様にして電解装置を作製する。この電解装置を用いて、電圧5V、電流1.5Aで電解を行い、陽極側では次亜塩素酸水を、陰極側では水酸化ナトリウム水を生成する。1000時間の連続運転後では、電圧の大幅上昇や生成物濃度の低下が見られ、長期安定性に欠ける。
(比較例2)
エッチングで電極を作製する代わりに、電極基材に径1mmの貫通孔をパンチングで形成し、実施例1の電極と同じ開口率にした電極を用いる。他の構成は実施例1に同様として、電極ユニットおよび電解装置を作製する。
エッチングで電極を作製する代わりに、電極基材に径1mmの貫通孔をパンチングで形成し、実施例1の電極と同じ開口率にした電極を用いる。他の構成は実施例1に同様として、電極ユニットおよび電解装置を作製する。
この電解装置を用いて、電圧5.2V、電流1.5Aで電解を行い、陽極側では次亜塩素酸水を、陰極側では水酸化ナトリウム水を生成する。1000時間の連続運転後では、電圧の大幅上昇や生成物濃度の低下が見られ、長期安定性に欠ける。
本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、第1電極および第2電極は、矩形状に限定されることなく、他の種々の形状を選択可能である。第1電極の第1孔部および第2孔部は、正方形に限定されることなく、長方形、ひし形、円形、楕円形等、他の種々の形状としてもよい。各構成部材の材料は、前述した実施形態および実施例に限定されるものではなく、他の材料を適宜選択可能である。電極装置の電解槽は、1〜3室型の電解槽に限定されることなく、電極を用いた電解槽全般に適用することができる。電解質や生成物も塩や次亜塩素酸に限るものではなく、様々な電解質や生成物に展開してもよい。
例えば、第1電極および第2電極は、矩形状に限定されることなく、他の種々の形状を選択可能である。第1電極の第1孔部および第2孔部は、正方形に限定されることなく、長方形、ひし形、円形、楕円形等、他の種々の形状としてもよい。各構成部材の材料は、前述した実施形態および実施例に限定されるものではなく、他の材料を適宜選択可能である。電極装置の電解槽は、1〜3室型の電解槽に限定されることなく、電極を用いた電解槽全般に適用することができる。電解質や生成物も塩や次亜塩素酸に限るものではなく、様々な電解質や生成物に展開してもよい。
Claims (33)
- 第1表面と、この第1表面と反対側に位置する第2表面と、前記第1表面に開口する複数の第1孔部と、前記第2表面に開口しているとともに、前記第1孔部よりも開口面積の大きい複数の第2孔部と、を有し、1つの前記第2孔部に複数の前記第1孔部が連通している第1電極と、
前記第1電極の第1表面に対向して設けられた第2電極と、
前記第1電極と第2電極との間に配置され、前記第1電極の前記第1表面を覆う連続的な多孔質膜と、を備え、
前記第1孔部の単位面積当たりの数密度は、前記第2孔部の単位面積当りの数密度よりも大きい電極ユニット。 - 第1表面と、この第1表面と反対側に位置する第2表面と、前記第1表面に開口する複数の第1孔部と、前記第2表面に開口しているとともに、前記第1孔部よりも開口面積の大きい複数の第2孔部と、を有し、1つの前記第2孔部に複数の前記第1孔部が連通している第1電極と、
前記第1電極の第1表面に対向して設けられた第2電極と、
前記第1電極と第2電極との間に配置され、前記第1電極の前記第1表面を覆う連続的な多孔質膜と、を備え、
前記第1電極の前記第1表面および第2表面に触媒層が形成され、触媒層の単位面積当たりの量は、前記第1表面と第2表面とで異なる電極ユニット。 - 第1表面と、この第1表面と反対側に位置する第2表面と、前記第1表面に開口する複数の第1孔部と、前記第2表面に開口しているとともに、前記第1孔部よりも開口面積の大きい複数の第2孔部と、を有し、1つの前記第2孔部に複数の前記第1孔部が連通している第1電極と、
前記第1電極の第1表面に対向して設けられた第2電極と、
前記第1電極と第2電極との間に配置され、前記第1電極の前記第1表面を覆う連続的な多孔質膜と、を備え、
前記第1孔部は、前記第1表面側が広くなるテーパー面状あるいは湾曲面状により形成されている電極ユニット。 - 第1表面と、この第1表面と反対側に位置する第2表面と、前記第1表面に開口する複数の第1孔部と、前記第2表面に開口しているとともに、前記第1孔部よりも開口面積の大きい複数の第2孔部と、を有し、1つの前記第2孔部に複数の前記第1孔部が連通している第1電極と、
前記第1電極の第1表面に対向して設けられた第2電極と、
前記第1電極と第2電極との間に配置され、前記第1電極の前記第1表面を覆う連続的な多孔質膜と、を備え、
前記第1電極は、前記第1表面に形成された凹部を有し、前記第1表面は、前記第1孔部および凹部を除いて、平坦に形成されている電極ユニット。 - 第1表面と、この第1表面と反対側に位置する第2表面と、前記第1表面に開口する複数の第1孔部と、前記第2表面に開口しているとともに、前記第1孔部よりも開口面積の大きい複数の第2孔部と、を有し、1つの前記第2孔部に複数の前記第1孔部が連通している第1電極と、
前記第1電極の第1表面に対向して設けられた第2電極と、
前記第1電極と第2電極との間に配置され、前記第1電極の前記第1表面を覆う連続的な多孔質膜と、を備え、
前記第1電極の前記第1表面は平坦部を有し、前記平坦部の平均粗さが多孔質膜の平均膜厚の10%以下である電極ユニット。 - 第1表面と、この第1表面と反対側に位置する第2表面と、前記第1表面に開口する複数の第1孔部と、前記第2表面に開口しているとともに、前記第1孔部よりも開口面積の大きい複数の第2孔部と、を有し、1つの前記第2孔部に複数の前記第1孔部が連通している第1電極と、
前記第1電極の第1表面に対向して設けられた第2電極と、
前記第1電極と第2電極との間に配置され、前記第1電極の前記第1表面を覆う連続的な多孔質膜と、を備え、
前記第1電極は、前記第1電極の中心部に位置する第1孔部の開口率が、前記第1電極の周縁部に位置する第1孔部の開口率よりも小さい電極ユニット。 - 第1表面と、この第1表面と反対側に位置する第2表面と、前記第1表面に開口する複数の第1孔部と、前記第2表面に開口しているとともに、前記第1孔部よりも開口面積の大きい複数の第2孔部と、を有し、1つの前記第2孔部に複数の前記第1孔部が連通している第1電極と、
前記第1電極の第1表面に対向して設けられた第2電極と、
前記第1電極と第2電極との間に配置され、前記第1電極の前記第1表面を覆う連続的な多孔質膜と、を備え、
前記第1電極の前記第1表面の少なくとも一部に、液体を透過させない電気絶縁性を有する絶縁膜が形成されている電極ユニット。 - 第1表面と、この第1表面と反対側に位置する第2表面と、前記第1表面に開口する複数の第1孔部と、前記第2表面に開口しているとともに、前記第1孔部よりも開口面積の大きい複数の第2孔部と、を有し、1つの前記第2孔部に複数の前記第1孔部が連通している第1電極と、
前記第1電極の第1表面に対向して設けられた第2電極と、
前記第1電極と第2電極との間に配置され、前記第1電極の前記第1表面を覆う連続的な多孔質膜と、を備え、
前記多孔質膜は、ガラスクロスである電極ユニット。 - 第1表面と、この第1表面と反対側に位置する第2表面と、前記第1表面に開口する複数の第1孔部と、前記第2表面に開口しているとともに、前記第1孔部よりも開口面積の大きい複数の第2孔部と、を有し、1つの前記第2孔部に複数の前記第1孔部が連通している第1電極と、
前記第1電極の第1表面に対向して設けられた第2電極と、
前記第1電極と第2電極との間に配置され、前記第1電極の前記第1表面を覆う連続的な多孔質膜と、を備え、
前記多孔質膜は、面内および立体的に不規則的な孔を有する無機酸化物を含有する膜である電極ユニット。 - 第1表面と、この第1表面と反対側に位置する第2表面と、前記第1表面に開口する複数の第1孔部と、前記第2表面に開口しているとともに、前記第1孔部よりも開口面積の大きい複数の第2孔部と、を有し、1つの前記第2孔部に複数の前記第1孔部が連通している第1電極と、
前記第1電極の第1表面に対向して設けられた第2電極と、
前記第1電極と第2電極との間に配置され、前記第1電極の前記第1表面を覆う連続的な多孔質膜と、を備え、
前記多孔質膜は、孔径の異なる複数の多孔質膜を積層した積層膜である電極ユニット。 - 第1表面と、この第1表面と反対側に位置する第2表面と、前記第1表面に開口する複数の第1孔部と、前記第2表面に開口しているとともに、前記第1孔部よりも開口面積の大きい複数の第2孔部と、を有し、1つの前記第2孔部に複数の前記第1孔部が連通している第1電極と、
前記第1電極の第1表面に対向して設けられた第2電極と、
前記第1電極と第2電極との間に配置され、前記第1電極の前記第1表面を覆う連続的な多孔質膜と、
前記第1電極の前記第1表面と前記第2電極との間に設けられ、イオンおよび液体の少なくとも一方を透過する隔膜と、を備え、
前記多孔質膜は、前記第1電極の第1表面と前記隔膜との間に挟持されている電極ユニット。 - 第1表面と、この第1表面と反対側に位置する第2表面と、前記第1表面に開口する複数の第1孔部と、前記第2表面に開口しているとともに、前記第1孔部よりも開口面積の大きい複数の第2孔部と、を有し、1つの前記第2孔部に複数の前記第1孔部が連通している第1電極と、
前記第1電極の第1表面に対向して設けられた第2電極と、
前記第1電極と第2電極との間に配置され、前記第1電極の前記第1表面を覆う連続的な多孔質膜と、
前記第1電極と第2電極との間に互いに対向して配置された2つの隔膜と、
前記2つの隔膜間に位置し、電解液を保持する電解液保持構造部と、
を備えている電極ユニット。 - 前記第1孔部の単位面積当たりの数密度は、前記第2孔部の単位面積当りの数密度よりも大きい請求項2から12のいずれか1項に記載の電極ユニット。
- 前記第1電極の前記第1表面および第2表面に触媒層が形成され、触媒層の単位面積当たりの量は、前記第1表面と第2表面とで異なる請求項1、3から12のいずれか1項に記載の電極ユニット。
- 前記第1孔部は、前記第1表面側が広くなるテーパー面状あるいは湾曲面状により形成されている請求項1、2、4から12のいずれか1項に記載の電極ユニット。
- 前記第1電極は、前記第1表面に形成された凹部を有し、前記第1表面は、前記第1孔部および凹部を除いて、平坦に形成されている請求項1から3、5から12のいずれか1項に記載の電極ユニット。
- 前記第1電極の前記第1表面は平坦部を有し、前記平坦部の平均粗さが多孔質膜の平均膜厚の10%以下である請求項1から4、6から12のいずれか1項に記載の電極ユニット。
- 前記第1電極は、前記第1電極の中心部に位置する第1孔部の開口率が、前記第1電極の周縁部に位置する第1孔部の開口率よりも小さい請求項1から5、7から12のいずれか1項に記載の電極ユニット。
- 前記第1電極の前記第1表面の少なくとも一部に、液体を透過させない電気絶縁性を有する絶縁膜が形成されている請求項1から6、8から12のいずれか1項に記載の電極ユニット。
- 前記多孔質膜は、ガラスクロスである請求項1から7、9から12のいずれか1項に記載の電極ユニット。
- 前記多孔質膜は、面内および立体的に不規則的な孔を有する無機酸化物を含有する膜である請求項1から8、10から12のいずれか1項に記載の電極ユニット。
- 前記多孔質膜は、孔径の異なる複数の多孔質膜を積層した積層膜である請求項1から9、11、12のいずれか1項に記載の電極ユニット。
- 前記第1電極の前記第1表面と前記第2電極との間に設けられ、イオンおよび液体の少なくとも一方を透過する隔膜を更に備え、前記多孔質膜は、前記第1電極の第1表面と前記隔膜との間に挟持されている請求項1から10、12のいずれか1項に記載の電極ユニット。
- 前記第1電極と第2電極との間に互いに対向して配置された2つの隔膜と、前記2つの隔膜間に位置し、電解液を保持する電解液保持構造部と、を備えている請求項1から11のいずれか1項に記載の電極ユニット。
- 前記第1孔部の前記第1表面の開口面積が0.01〜4mm2である請求項1から24のいずれか1項に記載の電極ユニット。
- 前記第2孔部の第2表面の開口面積が1〜1600mm2である請求1から25のいずれか1項に記載の電極ユニット。
- 前記第2電極は、複数の貫通孔を備える多孔構造を有する請求項1から26のいずれか1項に記載の電極ユニット。
- 前記多孔質膜は、フッ素原子もしくは塩素原子を主鎖に含む高分子膜である請求項1から7、9から19のいずれか1項に記載の電極ユニット。
- 電解室と、前記電解室内に配置された請求項1から28のいずれか1項に記載の電極ユニットと、を備える電解槽。
- 電解室を有する電解槽と、前記電解室内に配置された請求項1から28のいずれか1項に記載の電極ユニットと、前記電極ユニットの第1電極および第2電極に電圧を印加する電源と、を備える電解装置。
- 前記電極ユニットにより塩化物イオンを含む電解質を電解する請求項30に記載の電解装置。
- 第1表面と、この第1表面と反対側に位置する第2表面と、前記第1表面に開口する複数の第1孔部と、前記第2表面に開口しているとともに、前記第1孔部よりも開口面積の大きい複数の第2孔部と、を有し、1つの前記第2孔部に複数の前記第1孔部が連通している第1電極と、
前記第1電極の第1表面に対向して設けられた第2電極と、
前記第1電極と第2電極との間に配置され、前記第1電極の前記第1表面を覆う連続的な多孔質膜と、
を備える電極ユニット。 - 前記多孔質膜は、前記第1電極の前記第1表面に接触して設けられている請求項32に記載の電極ユニット。
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WO2007060807A1 (ja) * | 2005-11-24 | 2007-05-31 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | ダイヤモンド電極、その製造方法、および電解槽 |
EP2439313B1 (en) * | 2009-06-02 | 2016-09-21 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Photoelectrochemical cell |
JP5113892B2 (ja) * | 2010-04-30 | 2013-01-09 | アクアエコス株式会社 | 膜−電極接合体、これを用いる電解セル、オゾン水製造装置、オゾン水製造方法、殺菌方法及び廃水・廃液処理方法 |
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