JPH07502202A - 電気透析槽及び電気透析法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 水イオン化ｘｉ及びその使用方法 本発明は、一般に電気透析法で用いるための電極に関し、詳しくは、多室電解槽 中て陽極（アノード）に而した側にヒドロキシルイオンを生じ、陰極（カッ−１ 〜）に最も近い反対側に水素イオンを生ずる双極ＷＬ極に関する。

電気透析法では水イオン化（ｗａｔｅｒ　ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ、水分解）膜を用 いる方法か存在する。一つの方法は、米国特許第１．２３８，３０５号明細書に 記載されているように、二つのｘ極の間に双極イオン交換膜と陽イオン選択透過 性イオン交換膜とを交互に配置した二室電気透析装置を用いた方法を採用してい る。この方法は、炭酸水素ナトリウムの不純な溶液を高純度の二酸化炭素及び高 純度の濃厚水酸化すトリウムに電気透析により転化する。しかし、この文献に記 載された方法は、水酸化ナトリウムを生成させるために慣用的に用いられている 信頼性のある石灰・ソーダ法に比較して、コスト的に有効なものではない。この 方法は、大きな電流密度では実施できなくするような比較的大きな抵抗を有する 。双極イオン交換膜は、電解槽中の電解液の抵抗を減少させるのに必要な高温に 曝すと、不安定になる。更に、高電流密度操作か、溶液からす１−ＩＪウムを完 全に除去すると同時に達成できるとは思われない。なぜなら、溶液の伝導度が、 炭酸水素ナトリウムが欠乏してくると減少するからである。硫酸イオンの如き陰 イオン不純物を、その方法の性能を改良するために溶液に添加しなければならな い。

水イオン化用に従来用いられている双極膜は水を透過するが、強い腐食性の溶液 中で機能を果たすこと、高い操作温度に耐えることができないこと、及びそれら の作動抵抗か比較的高いことのために限定されている。

これらの問題は、本発明の方法及び水イオン化ｔｔｉの設計により、中性塩から 酸及びアルカリ溶液を生成することかできる電気透析法で用いるための水イオン 化ｔｔｉを与えることにより解決されている。

本発明の一つの目的は、塩からアルカリ溶液及び酸を生成させる方法で、その方 法の電流効率を改良し、必要な電圧条件を低下させなから、それらを生成させる 方法を与えることにある。

本発明の別の目的は、塩から酸及びアルカリ溶液を生成させるコスト的に有効で 簡単な方法を与えることである。

本発明の特徴は、その方法中、酸素ガス及び水素イオンか陽極室中で発生し、電 流か酸中へ流れることである。

本発明の更に別な特徴は、水素イオンが、イオン交換樹脂で満たされた別の区画 室中へ移行し、それら水素イオンが炭酸ナトリウムと反応して、最終的に二酸化 炭素ガスを発生することである。

本発明の更に別な特徴は、水素イオンと同じ陽極室中のナトリウムイオンか陽イ オン選択透過性膜を通って隣の区画室へ送られ、そこでそれらが水イオン化電極 で生じたヒドロキシルイオンと結合して水酸化ナトリウムを生ずることである。

本発明の更に別な特徴は、双極水イオン化電極がほぼ１００％の電流効率で作動 することである。

本発明の更に別な特徴は、双極水イオン化電極か原子及び分子の水素を透過し、 水素の流れとは逆の方向に電子を通ずることである。

本発明の利点は、双極水イオン化電極か低い電圧で作動することである。

本発明の更に別の利点は、双極水イオン化電極が安定で、約９０°Ｃより高い温 度でその性質を維持することである。

本発明の更に別な利点は、双極水イオン化電極か殆と１００％の選択性を有する ことである。

本発明の更に別な利点は、約２．５ｖ未満の電解摺電圧及び大きな電流効率を必 要とする電解法で用いた時、双極水イオン化電極が、実質的な電力消費の節約を 与える結果になることである。

これら及び他の目的、特徴及び利点は、比較的低い電圧及び高い電流密度で作動 しながら、塩から酸及びアルカリ溶液を生ずる方法で、電気伝導性及び水素透過 性双ｔＷ＜を極を用いた本発明の方法により達成される。

本発明の目的、特徴及び利点は、本発明の次の詳細な記述を考慮することにより 、特に図面と一緒に考慮することにより明らかになるであろう。

第１図は、本発明の方法て双極ｔｉを用いた電気透析槽の置所面図である。

第２図は、本発明の方法で用いられる槽中に水イオン化電極と陽イオン選択透過 性膜を配置した時のそれらを示す拡大断面図である。

第３図は、陽極側に薄い陽イオン選択透過性膜を用いた水イオン化電極及び触媒 含浸外側層を有する疎水性多孔質電極の第二の可能な態様の置所面図である。

第４図は、電極を通して測定した電位（Ｖ）対印加電流（ｍＡ／ａｍ”で測定） を対数目盛りでプロットして表した、実施例１〜５の水イオン化電極の性能を例 示したグラフである。

第１図は、全体的に数字ｌＯで示した電解槽を示し、そこで本発明の方法を用い ることができる。その槽は炭酸水素すｌ・リウムの溶液からアルカリ金属水酸化 物の溶液と二酸化炭素を生成するように設計されている。その槽は、塩化ナトリ ウムから苛性ソーダ及び塩酸を生ずる方法、硫酸ナトリウムから苛性ソーダ及び 硫酸を生ずる方法、塩化カリウムから塩酸及び水酸化カリウムを生ずる方法、ト ロナから苛性ソーダ及び二酸化炭素を生ずる方法、四硼酸ナトリウム（硼砂）か ら苛性ソーダ及び硼酸を生ずる方法、酸洗い廃液から塩酸及び酸化第二鉄を生ず る方法、或は塩化アンモニウムからアンモニア及び塩酸を生ずる方法でも用いる ことかできる。

槽！０には、陽極１１を通って酸溶液中へ電流が流れる。酸溶液は陽極区画即ち 陽極室１２中に入っている。酸素ガス及び水素イオンは室１２中で発生する。

陽イオン選択透過性膜１４は、水素イオンを選択的に、イオン交換樹脂ビーズで 満たされたイオン交換区画室１５へ移行させる。水素イオンは炭酸すトリウムと 反応して溶解した炭酸を生し、それは二酸化炭素ガスとして溶液を出る。ナトリ ウムイオンはイオン交換区画室■５から第二イオン交換膜＋４’を通って中心区 画室１６へ入り、そこで、水イオン化ｔｉ１８で生じたヒドロキシルイオンと結 合して水酸化ナトリウムを生ずる。

水素原子か、区画室１６中で水の還元により水イオン化電極１８の所で生ずる。

この水素は電ｔＥＩ８を、電子の流れとは反対方向に通過する。水イオン化電極 １８と第三陽イオン選択透過性膜１４“どの界面では、第２図に簡単に示したよ うに、水イオン化ｔｆｉ１８の水素原子か酸化されて水素イオンを生し、それが 膜１４″の方へ移動する。イオン交換樹脂ビーズか満たされた別のイオン交換区 画室１９が、電極１８の陰極側に隣接している。膜１４’から放出された水素イ オンは区画室１９中で炭酸ナトリウム供給溶液と反応する。その溶液はイオン交 換区画室１５中へ供給されたものと同様にその中へ供給されたものである。別の 陽イオン選択透過性膜１４″′はイオン交換区画室１９を陰極区画室２１から分 割し、その陰極区画室にナトリウムイオンか集まり、陰極２０で発生したヒドロ キシルイオンと結合して水酸化ナトリウムを形成する。

水を連続的に添加し、水酸化ナトリウムを区画室Ｉ６及び陰極区画室２１から連 続的に取り出してもよい。炭酸ナトリウム供給溶液は、イオン交換区画室１５及 び１９へ連続的に添加し、そこから二酸化炭素ガスを含有するナトリウム欠乏溶 液を連続的に取り出す。

第２図は、滑らかな側１３及び粗い側１７を有する薄い水イオン化ｉ極１Ｂを有 する態様を示している。粗い側Ｉ７は膜１４’と接触して隣り合っている。電極 １８は、ガス及び電流に対しては透過性であるが、電解液如き液体又はガス状イ オン、例えはＨ′″に対しては不透過性である電気伝導性領域を存する。

第３図は、結合層２５を形成する電極触媒活性物質を含浸させた外側表面を有す る厚い電極２４を用いた水イオン化電極の別の態様を示している。この形状の！ ｆｆｉ　１ｔＩＴは、黒鉛構造体に結合した疎水性多孔質ポリテトラフルオロエ チレン（ＰＴＦＥ）にすることかできる。陽イオン選択透過性膜２６を、電解槽 の陽極側に任意に配置してもよい。

水イオン化？ｔｆｌ１８又は２４は、パラジウムから構成されるのが好ましい。

電極材料も池の白金族金属、チタン、ニオブ、又はそれらの合金、又はニッケル 又は鉄合金から選択してもよく、但しそれらは非常に大きな水素透過性を存する ものとする。水素透過性パラジウム箔か好ましい構造材料である。最適の操作の ためには、金属層は約１００μ未満の厚さで、孔の無いものであるへきである。

水イオン化ｔｉ１８及び２４は、電解槽の陽極端に面した側が滑らかな時に最も 効率的に作動するように見える。この円滑性は水素が発生して溶液中へ入るのを 妨げ、水素が金属を通って拡散するのを促進する毛細管圧力を増大することが理 論的に示されている。電解槽の陰極端に面している電極１８又は２４の側は滑ら かであってもよいが、水素から水素イオンへの酸化の水素過電圧を最少にするよ うに粗くされているのが一層好ましい。最大の効果性を達成するためには、選択 された金属か電気伝導性領域を形成し、その領域が、水素に対し、二原子水素又 は金属水素化物としててはなく、その原子状態で存在している時に、透過性又は 易動性になる品質を有すべきであることか理論的に示されている。安定で易動性 の原子状水素は、水イオン化′７ＩＬｉ＋８及び２４の表面からの水素ガスの損 失を低下するのに役立つ。水イオン化ｘｉの電気伝導性材料も、液体、特に電解 液、又は水性イオンに対して不透過性である。

次の陽極半電池酸化反応： Ｈ２−２Ｈ”　＋２ｅ−又は Ｈ２＋２０Ｈ−−２Ｈ２０＋２ｅ−； 更に次の陰極半電池還元反応： Ｈ２０＋２ｅ−−−−→２０Ｈ−十Ｈ２が水イオン化電極を用いて電解槽中て起 きる。これにより、次の全水分解反応が水イオン化？ｔｌＥにより達成される、 Ｈ，０−−−→Ｈ′″＋ＯＨ− 水イオン化ｔｉかｔｉ触媒活性外側表面を有するｆｆ１３図に示した型のもので ある場合、両側の電極触媒材料の層は、上記半電池反応に対し充分触媒作用を及 ぼすものでなければならない。

水イオン化電極は、それらか最初に水素て陰極チャージング（ｃａｔｈｏｄｉｃ ｃｈａｒｇｉｎｇ）することにより予め処理されている場合、一層大きな電流密 度及び一層低い抵抗で作動することか観察されている。このチャージングは、主 電源２２による陽極及び陰極を通過する電流に比較して非常に小さなバイアス電 流（ｂｉａｓｃｕｒｒｅｎｔ）を用いることにより連続的に行うことかでき、第 １図から分かるように、小さな電流の第二電源２３により与えることかできる。

このチャージングは、母ｆｊ　（ｂａｓｅ　ｍｅｔａｌ、ヘース金Ｖｔ＞に腐食 か起きるのを防ぐこともできる。

用いることかできろ水イオン化電極の別の型のものは、多孔質で電気伝導性の疎 水性ｉＪｓである。これは、その構造体を親水性にするために表面活性剤を添加 していない前述のＰＴＦＥ結合黒鉛から作ることができる。同様なｒＬ極は、燃 料電池及び池の用途でのガス消費電極として用いられている。水イオン化！極と して用いるために、多孔質電極の両方の面に、白金族金属の如き水素電気触媒を ドープし、一方の側で水を還元して水素ガスにし、他方の側で水素ガスを酸化し て水素イオンを生成するのを促進させることかできる。パラジウムは有力なｔｔ ｈ触媒であるか、白金は白金族金属の中で最も望ましい電極触媒である。黒鉛及 び炭素を含め、白金族金属の酸化物の外、ルテニウム、イリジウム、ロジウム、 それらの混合物、及びそれらと他の白金族金属又は貴金属、例えば、金及び銀と の合金の酸化物も電極触媒として適している。この種の水イオン化ｘｉから水素 が除徐に失われるのを防ぎ、電解液の浸透を防ぐため、電極を水素で陰極的にチ ャージするのか望ましい。このチャージング電流は、同様に第１図の小さな電流 の第二電源２３によって与えることかできる。

パラジウムを水イオン化ｔｔｉ１８の母材として用いる場合、その電極の陽極及 び（又は）陰極側に電極触媒の薄い多孔質被覆を適用してもよい。適当な電極触 媒には、白金、又は元素周期表の第Ｖ［Ｉ［族に見出される白金族金属の前記酸 化物が含まれる。これらのｔ極触媒は、酸化又は還元か優先的に起こる部位とし て働き、パラジウム母材か腐食するのを防ぐ。適当な材料には、パラジウム母材 よりも低い水素過電圧を存するものであり、それによって水の還元又は水素の酸 化に好ましい部位が与えられる。

本発明の水イオン化ｗＬ極の主たる用途の一つは、炭酸ナトリウム、又は天然産 炭酸ナトリウム／炭酸水素ナトリウム鉱物、トロナから苛性及び二酸化炭素を生 成させる場合である。この用途では、ナトリウムイオンがイオン交換区画室中の 溶液から除去される時、二酸化炭素の気泡がその室中の溶液を通る電流の通過を 部分的に妨げることかある。陽イオン交換樹脂充填物は、イオン伝導路を与え、 ナトリウムイオンと交換又はそれを吸収する活性仲介物として、それらが水素イ オンによって置換されるまで働く媒体を与える。樹脂は、第１図の炭酸塩／二酸 化炭素充填区画室１５及び１９中のＩＲ低下を減少し、ＣＯ２気泡によるガス妨 害効果を除く。これは同時に電流効率を改良する。なぜなら、伝導性のために陰 イオン不純物か存在することはもはや必要ではなくなるからである。

硫酸ナトリウム処理の如き池の用途では、区画室１５中の供給溶液は、次第に酸 性になり、硫酸か形成されるに従って高度に導電性のままになる。強酸か生成す る用途では、イオン交換樹脂充填区画室を使用するのは有利ではない。その代わ り隣接した区画室を通って流れる一連の溶液か電流効率及び塩から酸への転化率 を向上する。そのような水イオン化電極を用いた系は、第１図に示した膜１４′ とイオン交換区画室１９との間に直列に配置した区画室１９及び１６と膜１４＃ の二つの付加的組を使用するであろう。

双ｆｆｉ？ｔＪｊ１ｇは高温で不安定にならないので、それは高い操作温度て槽 中て水分解膜を使用するよりも本来利点を有する。

熱力学的に、双極ｒＬ極の陽極に面した側て約３０％ＮａＯＨのアルカリ性溶液 を用い、双極電極の陰極に面した側で約ｐＨ４の酸溶液を用いて慣用的双極電極 を操作すると、水素及び酸素を生ずる最初のポテンシャルＥ０は、Ｍ、プールベ （ｆ’ｏｕｒｂａｉｘ）による電気化学的平衡図（Ａｔｌａｓ　ｏｆ　Ｅｌｅｃ ｒｏｃｈｅｍｉｃａｌεｑｕｉ　ｌ　１ｂｒｉａ）に与えられているように、酸 素の陽極発生については式、Ｅ、　＝１．　２３−　（０，０５９１Ｘｐ’Ｈ） 　＝０．　９９Ｖによって表されることか理論的に示されている。水素の形成に 対す６Ｅ、＝０．００＋０．０５９１　（ｐＨ）＝０．８３Ｖであるから、双ｔ ｉｔｔｉを通る真のＥ。ポテンシャルは１．８２Ｖになる。更に０．５ｖの過電 圧（Ｉ（２１００ｍｖ及び０２４００ｍＶ）を与えると、約２．３２Ｖの最少ポ テンシャルになる。これは、槽端部、Ｋ１１ｌと２０の摺電位差に寄与する。現 在既知の塩分解決では、この２．３２Ｖの最少電圧を、陽極／陰極電極対、又は 電解槽積層体中に存在する双極電極又は双極膜の各々に対して存する。これに対 して、本発明の方法では、各水イオン化電極の電極ボテンシャルは、僅か約０゜ １４−０．　５９１　（陰極ｐＨ−陽極ｐＨ）＝０．１＋（０，０５９１）（１ ４−４）＝０．６９１Ｖの電圧しか与えない。なぜなら、水の分解によるエネル ギーを消費する酸素ガスの形成は起きないからである。従って、用いた水イオン 化電極一つ当たり約２．３２−０．６９＝１．６３ＶのＥ、電圧の節約か得られ る。

電解槽の作動ＷＪ電圧は、操作電流密度に従って増大するが、電圧の節約は用い た各水イオン化電極について不変のままである。

本発明の水イオン化ＴＬｆｆｉによって達成される結果を例示するため、次の実 施例を与えるが、そこての特定の記述に本発明の範囲をなんら限定するものでは ない。

実施例では５００ｍ１のビーカーで、その両側に垂直に伸びる陽極と陰極を入れ たものを有する装置を用いた。それらのｘｔｉは約３インチ×６インチの大きさ を持ち、白金被覆チタンから作られていた。その陽極と陰極との間の中間に、ビ ーカーの実際上全内径に亙って伸びる高さ約６インチで厚さ約３ミルの堅いパラ ジウム箔シートを配置し、水イオン化電極として働かせた。その堅いパラジウム 箔シートを、ビーカーの側面及び底の上にあるシリコーンゴム密封材に液体が漏 れないように取付け、電解液がビーカーの陽極側から陰極側へ通らないようにし た。水イオン化電極の両側の作動電極の間に通ずる電流の関数として、水イオン 化、ｘｔｉを通る電位差を測定した。夫々の場合で用いられる電圧は、約１．５ Ｖとして取られた水の全耐電圧よりも低くした。夫々の実施例でパラジウム漬水 イオン化Ｘｆｉのいずれの側にもガスの発生は観察されなかった。このことは、 箔が水イオン化電極として動き、水素がその電極を通過し、行われる半電池反応 で消費されたことを示していた。

実施例Ｉ 約３ミルの厚さのパラジウム箔を容器中の塩化ナトリウム塩水中に、作動陽極電 極及び作動陰極電極との間に配置した。約ｌＯ％の塩水溶液を電解液として用い 、その塩水を箔電極の両側に入れた。約Ｏ９Ｏ〜約０．５Ｖの電位差で約０゜０ ３〜約１０ｍＡ／ｃｍ”の電流を箔電極に第一の方向に印加した。作動陽極に塩 素の発生か見られた。この発生塩素はパラジウムの一方の側を溶解し始めた。

その溶解パラジウムを、次に電流を逆転して、そのパラジウムの溶解し始めた側 ヘメッキして戻した。

塩化すトリウム塩水電解液を、脱イオン水でビーカー及び電極を適当に濯いだ？ Ｌ疏酢酸ナトリウム置き換えた。同し大きさの電流を再び！極に印加した。パラ ジウム箔電極の陽極に隣接した側は輝いたままになっていたが、他方の側はパラ ジウムの迅速な電解付着により黒色になった。

実施例２ 実施例１の再メッキされたパラジウム箔電極を再び同し装置で用い、滑らかな面 を陰極に向け、暗化又は黒色になった側を陽極の方に向けた。硫酸ナトリウムを 電解液として用いた。その装置を、パラジウム箔電極を硫酸ナトリウム電解液中 に入れたまま一晩放置した。この例では約１〜約３０ｍＡ／ｃｍ”であると測定 されたかなりの愚の電流か箔電極を通って流れた時、パラジウム箔電極を通る電 圧は約１．ＯＶより低いことか測定された。黒色になった側を陽極に向けると、 約２ｍＡ／ｃｍ”の限界電流か観察され、その時電圧は約０．２５〜約０．９０ Ｖの間で通常の双ｔｉｘ陽のレベルの方へ急激に上昇した。これは、パラジウム を通る水素の拡散速度か、金属中の水素の濃度によって制限されることに起因す る。

この場合には、パラジウム箔ｔｆｉを硫酸すトリウム電解液中で一晩放置したた め、パラジウム中の水素の濃度か、ｔｆｆｉから電解液中へ拡散し、次に周りの 雰囲気中へ出たため非常に低くなっていた。

実施例３ 実施例２て用いたのど回し装置を用いたか、パラジウム箔電極は、使用する前に ２Ａで約３００秒間チャージした。水イオン化パラジウム箔電瓶を有する電解槽 は、約θ〜約０．７Ｖの印加電圧で約０．０３〜約５ｍＡ／ｃｍ”の電流を流す ことかてきた。パラジウム箔電極は、成る一定の時間チャージしてパラジウムが 水素を吸収又は染み込むようにすることにより、最初に陰極にすると、一層多く の電流を通ずることかできることも観察された。水素はパラジウム箔電極に対し 陰極保護を与え、それを腐食から保護するように見える。陰極としてのチャージ ングは、２ｍＡ／ｃｍ２より大きな電流密度て水イオン化パラジウム箔電極を操 作することを可能にするように見える。

実施例４ 実施例３て用いたのと同し装置を用いた。但しパラジウム漬水イオン化電極の位 置を、輝いた滑らかな側か電解槽の陰極端部の方に向くようにし、黒色化した粗 い側か電解槽の陽極端部の方に向くように逆転させた。水イオン化パラジウム箔 ｉｔ田をｆＴする電解槽は、約Ｏ〜約０．９Ｖの印加電圧で約０．０４〜約２５ ｍＡ／ｃｍ’の電流を流すことかできた。非対称的パラジウム箔表面、即ち輝い た滑らかな而と黒色化した粗い面は、パラジウム箔電極の性能を改良することか 理論的に示されている。実施例３の実験に関して行われたのと同じ陰極チャージ ングに関して得られた観察結果は、この例でも明らかであった。

実施例５ 実施例４て用いたのと同じ装置を用いた。但し、硫酸ナトリウム電解液を、苛性 フープを陰極液とし、硫酸を陽極液として置き換えた。水イオン化パラジウム箔 電極を有する電解槽は、約０．７５〜約１．４９Ｖの印加電圧で約０．０４〜約 １０ｍＡ／ｃｍ２の電流を流すことができた。この例は、陰極液を塩基とし、陽 極液を酸とし、水素の流れに対し、向流的に電子を流した時、水イオン化パラジ ウム箔電甑の水イオン化７Ｅｆｉ（水分解電極）としての効果性を示している。

水イオン化電極を通る電圧レベルは増大するが、そのレベルは、酸及び塩基の電 解液か水の全耐電圧を約ＩＶ上昇させることを考慮すると、予想されるものより も依然として低い。

本発明をその特定の態様に関連して上で記述してきたが、ここに開示した発明の 概念から離れることなく材料の多くの変更、修正及び変化、部品及び工程の配列 を行うことかできることは明らかである。例えば、本発明の水イオン化電極を塩 イオン化電解槽（塩分解電解槽）に用いた場合、水イオン化電極と陽イオン選択 透過性膜とを有する２区画室構造、又は水イオン化電極と、陽イオン選択透過性 膜と、陰イオン選択透過性膜とを有する３区画室構造、又は別法として、水イオ ン化電極と、二つの陽イオン選択透過性膜とを有する３区画室構造を有する電解 槽中の塩区画室にイオン交換樹脂を満たしてもよい。樹脂の存在は、電解液を非 イオン伝導性にすることかある電解液中の弱酸の蓄積を抑制する。更に、３区画 室単位電解槽（ｔｈｒｅｅ　ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ　ｕｎｉｔ　ｃｅｌｌｓ） 　、即ち水イオン化電極と二つの選Ｖく透過性膜とを一緒にしたものの数は、陽 極と陰極を両端部に配置した多槽設計としてとのような希望の数にする、二とも てきる。同様な配列は、２区画室単位電解槽、即ち電解槽の両端の陽極と相対す る陰極との間に水イオン化電極及び選択透過性膜を有するものの希望の数に対し ても用いることかできる。

本発明の電解槽は塩素酸すトリウムから塩素酸及び苛性ソーダ又は水酸化ナトリ ウムを作るのに用いることもてきることは認められるへきである。この場合、イ オン交換区画室１５及びＩ９中にイオン交換樹脂を充填して用いることは好まし くないであろう。

従って、請求の範囲の広い範囲及び本質は、本明細書を読んで当業者に思い付く そのような全ての変化、修正及び変更を含むものである。

電流（ｍＡ／ｃｍ’　） 一日一実験ｌ　滑らかな側を陽極に向ける。

−一Δ−−実験２　滑らかな側を陰極に向け、電解液を一晩放ａ−（１−・実験 ３２と同じ、６００Ａ・秒チャージした。

−４・−実験４　滑らかな側を陽極へ向ける。

・−・■−１実験５４と同じ、陰極液を塩基とし、陽極液を酸とした。

フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、ＧＡ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、　ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、 〜ｉＲ，ＮＥ、　ＳＮ。

ＴＤ、　ＴＧ）、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＺ。

Ｆ　Ｉ　、　ＨＵ、Ｊ　Ｐ、　ＫＰ、　ＫＲ，ＫＺ、　ＬＫ、　ＭＧ、　ＭＮ、 ＭＷ、Ｎｏ、ＮＺ、ＰＬ、ＲＯ，ＲＵ、ＳＤ、ＳＫ、ＵＡ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電気透析水イオン化槽（１０）で用いるための電極（２４）において、（ａ ）疎水性でガスに対し透過性である電気伝導性中心領域（２４）で、両側の外側 表面（２５）を有する中心領域、及び（ｂ）少なくとも一方の外側表面上の水素 電極触媒（２６）、を特徴とする電極。 ２．アルカリ溶液を製造するための電気透析槽（１０）において、（ａ）陽極（ １１）を有する陽極区画室（１２）、（ｂ）陰極（２０）を有する陰極区画室（ ２１）、（ｃ）前記陽極（１１）と前記陰極（２０）との間に配置された水イオ ン化双極電極（１８）、 （ｄ）前記陽極（１１）と前記双極電極（１８）との中間にあり、前記双極電極 （１８）に隣接した中心イオン交換区画室（１６）、（ｅ）前記中心イオン交換 区画室（１６）と前記陽極区画室（１２）との中間にある第一イオン交換区画室 （１５）、（ｆ）前記陰極区画室（２１）と前記双極電極（１８）との間にあり 、前記双極電極（１８）に隣接した第二イオン交換区画室（１９）、及び（ｇ） 複数の陽イオン選択透過性膜（１４）で、前記陽極区画室（１２）と第一イオン 交換区画室（１５）との間、前記第一イオン交換区画室（１５）と前記中心イオ ン交換区画室（１６）との間、及び前記中心イオン交換区画室（１６）と前記陰 極区画室（２１）との間にあってそれらを分離している別々の陽イオン選択透過 性膜、 の組合せを特徴とする電気透析槽。 ３．塩からアルカリ溶液を製造するための電気透析法において、（ａ）中心イオ ン交換区画室（１６）を、隣接したイオン交換区画室（１５、１９）から、陰極 （２０）に近い双極水イオン化電極（１８）及び陽極（１１）に近い陽イオン選 択透過性膜（１４）によって分離し、（ｂ）第一イオン交換区画室（１５）と陽 極区画室（１１）を陽イオン選択透過性膜（１４）により分離し、 （ｃ）第二イオン交換区画室（１９）と陰極区画室（２１）を陽イオン性選択透 過性膜（１４）により分離し、 （ｄ）前記第一イオン交換区画室（１５）及び第二イオン交換区画室（１９）に 炭酸ナトリウム溶液を供給し、 （ｅ）陽極区画室（１２）に陽極液溶液を供給し、（ｆ）陰極区画室（２１）に 陰極液溶液を供給し、（ｇ）前記陽極区画室（１２）中で水素イオンを発生させ 、それらの水素イオンを前記陽イオン選択透過性膜（１４）を通って前記第一イ オン交換区画室（１５）へ送り、二酸化炭素を生成させ、（ｈ）ナトリウムイオ ンを前記陽イオン交換膜（１４）を通って前記第一イオン交換区画室（１５）か ら、前記中心イオン交換区画室（１６）へ送り、（ｉ）前記中心イオン交換区画 室（１６）中の水を前記双極水イオン化電極（１８）で還元し、そして （ｊ）前記移動させたナトリウムイオンを、前記中心イオン交換区画室（１６） 中で生成したヒドロキシルイオンと結合して水酸化ナトリウムを形成させる、諸 工程を特徴とする電気透析法。