CN111699280B - 碱性水电解用电解槽 - Google Patents

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Abstract

一种碱性水电解用电解槽，其具有下述构造：在阳极端组件和阴极端组件之间，以隔着周缘部被防护构件保持的隔膜的方式，交替地配置有多个阳极室单元和阴极室单元，该阳极端组件和阴极端组件均具有夹框、绝缘板和端单元，在各极室单元设有各极液供给用流通部和各极液回收用流通部，均为至少内表面由电绝缘性树脂包覆的金属管的各极液供给管和回收管经由设于夹框和绝缘板的贯通孔分别与各极液供给用/回收用流通部相连接，在各极液供给管/回收管与各极液供给用/回收用流通部的连接部，各极液不与各极液供给管/回收管及夹框的金属构件、以及同上述这些构件相导通的金属构件中的任一者接触。

Description

碱性水电解用电解槽
技术领域
本发明涉及一种碱性水电解用的电解槽，更详细地讲，涉及一种能够适用于使用可再生能源等的不稳定电源进行的碱性水的电解的电解槽。
背景技术
作为氢气和氧气的制造方法，公知有一种碱性水电解法。碱性水电解法通过将溶解有碱金属氢氧化物(例如NaOH、KOH等。)的碱性水溶液(碱性水)用作电解液，对水进行电解，从而从阴极产生氢气，从阳极产生氧气。作为碱性水电解用的电解槽，公知有一种这样的电解槽：该电解槽中，多个单位电解槽以串联方式层叠，该单位电解槽包括被具有离子渗透性的隔膜划分开的阳极室和阴极室，在阳极室配置有阳极，在阴极室配置有阴极。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开2013/191140号手册
专利文献2：日本特开2002－332586号公报
专利文献3：日本特许第4453973号公报
专利文献4：国际公开2014/178317号手册
专利文献5：日本特许第6093351号公报
专利文献6：日本特开2015－117417号公报
发明内容
发明要解决的问题
图1是示意性地说明现有的一实施方式的碱性水电解槽900的剖视图，图2是图1的A－A向视图。图1和图2中，纸面上下方向与铅垂上下方向相对应。电解槽900具有下述构造：在阳极端组件901e和阴极端组件902e之间，以隔着具有离子渗透性的隔膜930的方式，交替地配置有多个收容阳极914的阳极室单元910和收容阴极924的阴极室单元920。电解槽900具有：阳极端组件901e；阴极端组件902e；多个阳极室单元910，它们均包括具有导电性的背面分隔壁911，且收容阳极914；多个阴极室单元920，它们均包括具有导电性的背面分隔壁921，且收容阴极924；及多个具有离子渗透性的隔膜930，它们各自的周缘部被垫片940所夹持。在各个相邻的一组隔膜930、930之间，阳极室单元910和阴极室单元920所构成的组以背面分隔壁911和背面分隔壁921相邻的方式配置。
阳极端组件901e具有从电解槽的阳极侧端部侧(图1的纸面右侧)起依次配置的阳极侧夹框961、阳极侧绝缘板951和阳极端单元910e。阴极端组件902e具有从电解槽的阴极侧端部侧(图1的纸面左侧)起依次配置的阴极侧夹框962、阴极侧绝缘板952和阴极端单元920e。
在阳极端单元910e、各阳极室单元910、各阴极室单元920、阴极端单元920e及各垫片940各自的下部设有阳极液供给用流通部971，在阳极端单元910e、各阳极室单元910、各阴极室单元920、阴极端单元920e及各垫片940各自的上部设有阳极液气体回收用流通部973，从该阳极液供给用流通部971向各阳极室A供给阳极液，由该阳极液气体回收用流通部973从各阳极室A回收阳极液和在阳极914产生的气体。
在阴极端单元920e、各阳极室单元910、各阴极室单元920及各垫片940各自的下部设有阴极液供给用流通部972，在阴极端单元920e、各阳极室单元910、各阴极室单元920及各垫片940各自的上部设有阴极液气体回收用流通部974，从该阴极液供给用流通部972向各阴极室C供给阴极液，由该阴极液气体回收用流通部974从各阴极室C回收阴极液和在阴极924产生的气体。
向阳极液供给用流通部供给阳极液的阳极液供给管981经由设于阴极侧夹框962和阴极侧绝缘板952的第1贯通孔(未图示)，与阳极液供给用流通部971相连接。
向阴极液供给用流通部供给阴极液的阴极液供给管982经由设于阴极侧夹框962和阴极侧绝缘板952的第2贯通孔(未图示)，与阴极液供给用流通部972相连接。
从阳极液气体回收用流通部回收阳极液和气体的阳极液气体回收管983经由设于阴极侧夹框962和阴极侧绝缘板952的第3贯通孔(未图示)，与阳极液气体回收用流通部973相连接。
从阴极液气体回收用流通部回收阴极液和气体的阴极液气体回收管984经由设于阴极侧夹框962和阴极侧绝缘板952的第4贯通孔(未图示)，与阴极液气体回收用流通部974相连接。
阳极端单元910e、各阳极室单元910、各阴极室单元920及阴极端单元920e为金属制，阳极液供给管981、阴极液供给管982、阳极液气体回收管983及阴极液气体回收管984也为金属制。在阳极端单元910e连接有阳极端子，在阴极端单元920e连接有阴极端子。安全起见，阳极侧夹框961、阴极侧夹框962、阳极液供给管981、阴极液供给管982、阳极液气体回收管983及阴极液气体回收管984均电气接地。
然而，由于阳极液在阳极液供给管981、阳极液供给用流通部971、各阳极室A、阳极液气体回收用流通部973及阳极液气体回收管983之间是连续的，因此，接地的阳极液供给管981及阳极液气体回收管983以及阴极侧夹框962对作为工作电极的阳极914而言，作为对电极(反电极)发挥作用，在阳极液供给管981和阳极液气体回收管983的内部发生阳极反应的逆反应。同样地，由于阴极液在阴极液供给管982、阴极液供给用流通部972、各阴极室C、阴极液气体回收用流通部974及阴极液气体回收管984之间是连续的，因此，接地的阴极液供给管982及阴极液气体回收管984以及阴极侧夹框962对作为工作电极的阴极924而言，作为对电极(反电极)发挥作用，在阴极液供给管982和阴极液气体回收管984的内部发生阴极反应的逆反应。将与上述这些逆反应相对应地流动的电流称为漏电流。
碱性水电解槽900中，在各阳极室A中，通过主反应(阳极反应)产生氧气，各阳极室A中产生的氧气经阳极液气体回收用流通部973被从阳极液气体回收管983回收，此时，由于通过阳极反应的逆反应会产生氢气，因此，若发生漏电流，则从阳极液气体回收管983回收的氧气中混入氢气，导致所回收的氧气的纯度降低。而且，碱性水电解槽900中，在各阴极室C中，通过主反应(阴极反应)产生氢气，各阴极室C中产生的氢气经阴极液气体回收用流通部974被从阴极液气体回收管984回收，此时，由于通过阴极反应的逆反应会产生氧气，因此，若发生漏电流，则从阴极液气体回收管984回收的氢气中混入氧气，导致所回收的氢气的纯度降低。
近年来，提出有：将使用通过用太阳能、风力等可再生能源进行发电所产生的电力制成的氢用作能储存和运输的能源。然而，可再生能源的发电量通常不稳定。特别是基于太阳能发电的电力依赖于全天中的各时间段和天气而大幅变动。例如，早晨和傍晚的时间段、阴天时、雨天时的发电量极少。在不利用二次电池等使上述这样的不稳定电源稳定而直接将之用作碱性水电解的电源的情况下，主反应的电流值会依赖于来自电源的供电而大幅变动。另一方面，众所周知，即使主反应的电流值变动，漏电流值也几乎无较大的变化。因而，在来自电源的供电较少的情况下，主反应的电流较少，因此，通过主反应产生的氢气和氧气的产生量变少，另一方面，漏电流值不与主反应的电流值成比例地减少，因此，通过逆反应产生的气体的量没有大幅减少。其结果，所获得的氢气中的氧气浓度以及所获得的氧气中的氢气浓度上升，导致所获得的气体的品质降低。而且，根据条件的不同，还存在所获得的气体的组成处于爆炸范围内的可能性。
本发明的课题在于，提供在使用不稳定电源的情况下也能够抑制漏电流的影响的碱性水电解用电解槽。而且，提供使用该碱性水电解用电解槽进行的气体制造方法。
用于解决问题的方案
本发明包括下面的[1]～[6]的技术方案。
[1]一种碱性水电解用电解槽，其用于对由碱性水制成的电解液进行电解来获得氧和氢，其特征在于，
该电解槽具有下述构造：在阳极端组件和阴极端组件之间，以隔着周缘部被防护构件保持的离子渗透性隔膜的方式，交替地配置有多个收容产氧用阳极的阳极室单元和多个收容产氢用阴极的阴极室单元，
所述电解槽具有：
阳极端组件；
阴极端组件；
多个阳极室单元，它们均具有第1导电性背面分隔壁，且收容产氧用阳极；
多个阴极室单元，它们均具有第2导电性背面分隔壁，且收容产氢用阴极；及
多个离子渗透性隔膜，它们各自的周缘部被防护构件所保持，
在各个相邻的所述离子渗透性隔膜之间，所述第1背面分隔壁朝向所述阳极端组件侧的一阳极室单元和所述第2背面分隔壁朝向所述阴极端组件侧的一阴极室单元所构成的组以该第1背面分隔壁和该第2背面分隔壁相邻的方式配置，
在各个相邻的所述离子渗透性隔膜之间，所述第1背面分隔壁和所述第2背面分隔壁既可以形成为一体也可以不形成为一体，
所述阳极端组件具有从电解槽的阳极侧端部侧起依次配置的阳极侧夹框、阳极侧绝缘板和阳极端单元，
所述阴极端组件具有从电解槽的阴极侧端部侧起依次配置的阴极侧夹框、阴极侧绝缘板和阴极端单元，
在所述阳极端单元的下部、各阳极室单元的下部、各阴极室单元的下部及除了同所述阴极端单元相邻的防护构件以外的各防护构件的下部设有阳极液供给用流通部，从该阳极液供给用流通部向所述各阳极室供给阳极液，
在所述阳极端单元的上部、各阳极室单元的上部、各阴极室单元的上部及除了同所述阴极端单元相邻的防护构件以外的各防护构件的上部设有阳极液气体回收用流通部，由该阳极液气体回收用流通部从所述各阳极室回收阳极液和在阳极产生的气体，
在所述阴极端单元的下部、各阳极室单元的下部、各阴极室单元的下部及除了同所述阳极端单元相邻的防护构件以外的各防护构件的下部设有阴极液供给用流通部，从该阴极液供给用流通部向所述各阴极室供给阴极液，
在所述阴极端单元的上部、各阳极室单元的上部、各阴极室单元的上部及除了同所述阳极端单元相邻的防护构件以外的各防护构件的上部设有阴极液气体回收用流通部，由该阴极液气体回收用流通部从所述各阴极室回收阴极液和在阴极产生的气体，
向所述阳极液供给用流通部供给阳极液的阳极液供给管经由第1贯通孔与所述阳极液供给用流通部相连接，该第1贯通孔以与所述阳极液供给用流通部相连通的方式设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板，或以与所述阳极液供给用流通部相连通的方式设于所述阴极侧夹框及和所述阴极侧绝缘板，
在所述阳极液供给管经由设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板的第1贯通孔与所述阳极液供给用流通部相连接的情况下，在所述阴极端单元的下部及同所述阴极端单元相邻的防护构件的下部也设有所述阳极液供给用流通部，
向所述阴极液供给用流通部供给阴极液的阴极液供给管经由第2贯通孔与所述阴极液供给用流通部相连接，该第2贯通孔以与所述阴极液供给用流通部相连通的方式设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板，或以与所述阴极液供给用流通部相连通的方式设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板，
在所述阴极液供给管经由设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板的第2贯通孔与所述阴极液供给用流通部相连接的情况下，在所述阳极端单元的下部及同所述阳极端单元相邻的防护构件的下部也设有所述阴极液供给用流通部，
从所述阳极液气体回收用流通部回收阳极液和气体的阳极液气体回收管经由第3贯通孔与所述阳极液气体回收用流通部相连接，该第3贯通孔以与所述阳极液气体回收用流通部相连通的方式设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板，或以与所述阳极液气体回收用流通部相连通的方式设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板，
在所述阳极液气体回收管经由设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板的第3贯通孔与所述阳极液气体回收用流通部相连接的情况下，在所述阴极端单元的上部及同所述阴极端单元相邻的防护构件的上部也设有所述阳极液气体回收用流通部，
从所述阴极液气体回收用流通部回收阴极液和气体的阴极液气体回收管经由第4贯通孔与所述阴极液气体回收用流通部相连接，该第4贯通孔以与所述阴极液气体回收用流通部相连通的方式设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板，或以与所述阴极液气体回收用流通部相连通的方式设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板，
在所述阴极液气体回收管经由设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板的第4贯通孔与所述阴极液气体回收用流通部相连接的情况下，在所述阳极端单元的上部及同所述阳极端单元相邻的防护构件的上部也设有所述阴极液气体回收用流通部，
所述阳极液供给管、阴极液供给管、阳极液气体回收管及阴极液气体回收管均为至少内表面由电绝缘性树脂包覆的金属管，
在所述阳极液供给管与所述阳极液供给用流通部的连接部以及所述阳极液气体回收管与所述阳极液气体回收用流通部的连接部，阳极液不与所述阳极液供给管的金属构件、所述阳极液气体回收管的金属构件、所述阳极侧夹框的金属构件及所述阴极侧夹框的金属构件、以及同上述这些构件电气导通的金属构件中的任一者接触，
在所述阴极液供给管与所述阴极液供给用流通部的连接部以及所述阴极液气体回收管与所述阴极液气体回收用流通部的连接部，阴极液不与所述阴极液供给管的金属构件、所述阴极液气体回收管的金属构件、所述阳极侧夹框的金属构件及所述阴极侧夹框的金属构件、以及同上述这些构件电气导通的金属构件中的任一者接触，
以最小电流运转时的主反应的氢气产生量小于以最大电流运转时的主反应的氢气产生量的10％。
[2]根据[1]所述的碱性水电解用电解槽，其中，
各所述阳极液供给用流通部相互连通，
各所述阳极液气体回收用流通部相互连通，
各所述阴极液供给用流通部相互连通，
各所述阴极液气体回收用流通部相互连通。
[3]根据[1]或[2]所述的碱性水电解用电解槽，其中，
在所述阳极端单元、各阳极室单元、各阴极室单元、各防护构件及所述阴极端单元各自的下部设有所述阴极液供给用流通部，
在所述阳极端单元、各阳极室单元、各阴极室单元、各防护构件及所述阴极端单元各自的上部设有所述阴极液气体回收用流通部，
所述阳极液供给管经由以与所述阳极液供给用流通部相连通的方式设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板的所述第1贯通孔与所述阳极液供给用流通部相连接，
所述阴极液供给管经由以与所述阴极液供给用流通部相连通的方式设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板的所述第2贯通孔与所述阴极液供给用流通部相连接，
所述阳极液气体回收管经由以与所述阳极液气体回收用流通部相连通的方式设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板的所述第3贯通孔与所述阳极液气体回收用流通部相连接，
所述阴极液气体回收管经由以与所述阴极液气体回收用流通部相连通的方式设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板的所述第4贯通孔与所述阴极液气体回收用流通部相连接。
[4]根据[1]或[2]所述的碱性水电解用电解槽，其中，
在所述阳极端组件、各阳极室单元、各阴极室单元、各防护构件及所述阴极端单元各自的下部设有所述阳极液供给用流通部，
在所述阳极端组件、各阳极室单元、各阴极室单元、各防护构件及所述阴极端单元各自的上部设有所述阳极液气体回收用流通部，
所述阳极液供给管经由以与所述阳极液供给用流通部相连通的方式设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板的所述第1贯通孔与所述阳极液供给用流通部相连接，
所述阴极液供给管经由以与所述阴极液供给用流通部相连通的方式设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板的所述第2贯通孔与所述阴极液供给用流通部相连接，
所述阳极液气体回收管经由以与所述阳极液气体回收用流通部相连通的方式设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板的所述第3贯通孔与所述阳极液气体回收用流通部相连接，
所述阴极液气体回收管经由以与所述阴极液气体回收用流通部相连通的方式设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板的所述第4贯通孔与所述阴极液气体回收用流通部相连接。
[5]一种气体制造方法，其对碱性水进行电解来至少制造氢气，其特征在于，
该气体制造方法包括下述工序：
(a)向[1]～[4]中任一项所述的碱性水电解用电解槽通入变动的直流电流，从而从所述阴极液气体回收管回收氢气，
所述工序(a)中，所述电解槽以所述变动的直流电流的最小值运转时的每单位时间的主反应的氢气产生量小于所述电解槽以所述变动的直流电流的最大值运转时的每单位时间的主反应的氢气产生量的10％。
[6]根据[5]所述的气体制造方法，其中，
所述工序(a)还包括从所述阳极液气体回收管回收氧气。
发明的效果
本发明的碱性水电解用电解槽中，作为金属管的阳极液供给管、阴极液供给管、阳极液气体回收管及阴极液气体回收管的内表面由电绝缘性树脂包覆；在阳极液供给管与阳极液供给用流通部的连接部以及阳极液气体回收管与阳极液气体回收用流通部的连接部，阳极液不与阳极侧夹框及阴极侧夹框以及同上述这些夹框电气导通的金属构件中的任一者接触；在阴极液供给管与阴极液供给用流通部的连接部以及阴极液气体回收管与阴极液气体回收用流通部的连接部，阴极液不与阳极侧夹框及阴极侧夹框以及同上述这些夹框电气导通的金属构件中的任一者接触。因而，采用本发明的碱性水电解用电解槽，能够增大因漏电流发生逆反应时的工作电极至对电极之间的离子传导电阻(液体电阻)，因此，在使用不稳定电源的情况下也能够抑制漏电流的影响。
采用本发明的气体制造方法，通过使用本发明的碱性水电解用电解槽，从而在使用不稳定电源的情况下也能够抑制漏电流的影响，因此，在使用不稳定电源的状态下也能够制造纯度提高了的气体。
附图说明
图1是示意性地说明现有的碱性水电解槽900的剖视图。
图2是图1的A－A向视图。
图3是示意性地说明本发明的一实施方式的电解槽100的剖视图。
图4是图3的B－B向视图。
图5是用于示意性地说明电解槽100中的阳极液供给用流通部71、阴极液供给用流通部72、阳极液气体回收用流通部73和阴极液气体回收用流通部74的连通样态的分解立体图。
图6是示意性地说明本发明的另一实施方式的电解槽200的剖视图。
图7是图6的C－C向视图。
图8是用于示意性地说明电解槽200中的阳极液供给用流通部71、阴极液供给用流通部72、阳极液气体回收用流通部73和阴极液气体回收用流通部74的连通样态的分解立体图。
图9是示意性地说明另一实施方式的电解槽300的剖视图。
图10是示意性地说明另一实施方式的电解槽400的剖视图。
图11是示意性地说明另一实施方式的电解槽500的剖视图。
图12是更详细地说明电解槽500的防护构件540的剖视图。图12的(A)是表示将防护构件540分解后的姿势的剖视图。图12的(B)是表示垫片541被基体框5421的接受容纳部5421a所接受容纳且被支承部5421b从层叠方向上支承的姿势的剖视图。图12的(C)是表示在图12的(B)中的基体框5421的面5421c与垫片的面541a之间的台阶部接受容纳有盖框5422的姿势的剖视图。
具体实施方式
根据下面说明的用于实施发明的方式，可明确本发明的上述作用和优点。下面，参照附图，说明本发明的实施方式。但本发明并不限定于这些方式。另外，附图未必反映的是准确的尺寸。而且，附图中有时会省略一部分附图标记。本说明书中，有关数值A和B，只要未特别说明，“A～B”这样的表达就意为“大于等于A且小于等于B”。在该表达中仅对数值B附带单位的情况下，该单位也被应用于数值A。而且，有关“或”和“或者”这些用词，只要未特别说明，就意为逻辑或。
1.电解槽
图3是示意性地说明本发明的一实施方式的电解槽100的剖视图。电解槽100为碱性水电解用的电解槽。图4是图3的B－B向视图。图3和图4中，纸面上下方向与铅垂上下方向相对应。如图3所示，电解槽100具有下述构造：在阳极端组件101e和阴极端组件102e之间，以隔着周缘部被防护构件40保持的离子渗透性隔膜30的方式，交替地配置有多个收容产氧用阳极14的阳极室单元10和多个收容产氢用阴极24的阴极室单元20。电解槽100具有：阳极端组件101e；阴极端组件102e；多个阳极室单元10、10、…，它们均具有第1导电性背面分隔壁11，且收容产氧用阳极14；多个阴极室单元20、20、…，它们均具有第2导电性背面分隔壁21，且收容产氢用阴极24；及多个离子渗透性隔膜30、30、…，它们各自的周缘部被防护构件40所保持。电解槽100中，防护构件40为垫片。在各个相邻的离子渗透性隔膜30、30之间，第1背面分隔壁11朝向阳极端组件101e侧的一阳极室单元10和第2背面分隔壁21朝向阴极端组件102e侧的一阴极室单元20所构成的组以该第1背面分隔壁11和该第2背面分隔壁21相邻的方式配置。电解槽100中，该相邻地配置的第1背面分隔壁11和第2背面分隔壁21为相互独立的构件。
各阳极室单元10具有：第1背面分隔壁11；凸缘部12，其与该第1背面分隔壁11的周缘部相接合或一体化，该凸缘部12与第1背面分隔壁11和隔膜30一起划定阳极室A；及导电性肋部13、13、…，其以从第1背面分隔壁11突出的方式设置，由该导电性肋部13保持产氧用阳极14。各阴极室20具有：第2背面分隔壁21；凸缘部22，其与该第2背面分隔壁21的周缘部相接合或一体化，该凸缘部22与第2背面分隔壁21和隔膜30一起划定阴极室C；及导电性肋部23、23、…，其以从第2背面分隔壁21突出的方式设置，由该导电性肋部23保持产氢用阴极24。
阳极端组件101e具有从电解槽的阳极侧端部侧(图3的纸面右侧)起依次配置的阳极侧夹框61、阳极侧绝缘板51和阳极端单元10e。阴极端组件102e具有从电解槽的阴极侧端部侧(图3的纸面左侧)起依次配置的阴极侧夹框62、阴极侧绝缘板52和阴极端单元20e。
阳极端单元10e与各阳极室单元10同样地具有第1背面分隔壁11、凸缘部12和导电性肋部13，由该导电性肋部13保持产氧用阳极14。阴极端单元20e与各阴极室单元20同样地具有第2背面分隔壁21、凸缘部22和导电性肋部23，由该导电性肋部23保持产氢用阴极24。
除了参照图3和图4之外，还参照图5。图5是用于示意性地说明电解槽100中的阳极液供给用流通部71、阴极液供给用流通部72、阳极液气体回收用流通部73和阴极液气体回收用流通部74的连通样态的分解立体图。图5中，为了方便看图，仅表示阳极侧夹框61和阴极侧夹框62、阳极侧绝缘板51和阴极侧绝缘板52、阳极端单元10e和阴极端单元20e、以及同阳极端单元10e相邻的防护构件40(40A)和同阴极端单元20e相邻的防护构件40(40C)，省略了其他要素。而且，还省略了各导电性肋部13、23。
在阳极端单元10e、各阳极室单元10、各阴极室单元20、阴极端单元20e及各防护构件40各自的下部设有阳极液供给用流通部71，在阳极端单元10e、各阳极室单元10、各阴极室单元20、阴极端单元20e及各防护构件40各自的上部设有阳极液气体回收用流通部73。阳极液供给用流通部71借助阳极液供给路径71a与阳极室A相连通，阳极液气体回收用流通部73借助阳极液排出路径73a与阳极室A相连通。从阳极液供给用流通部71经阳极液供给路径71a向各阳极室A供给阳极液，由阳极液气体回收用流通部73经阳极液排出路径73a从各阳极室A回收阳极液和在阳极14产生的气体。各阳极液供给用流通部71相互连通，各阳极液气体回收用流通部73相互连通。
在阴极端单元20e、各阳极室单元10、各阴极室单元20及除了同阳极端单元10e相邻的防护构件40A以外的各防护构件40各自的下部设有阴极液供给用流通部72，在阴极端单元20e、各阳极室单元10、各阴极室单元20及除了同阳极端单元10e相邻的防护构件40A以外的各防护构件40各自的上部设有阴极液气体回收用流通部74。阴极液供给用流通部72借助阴极液供给路径72a与阴极室C相连通，阴极液气体回收用流通部74借助阴极液排出路径74a与阴极室C相连通。从阴极液供给用流通部72经阴极液供给路径72a向各阴极室C供给阴极液，由阴极液气体回收用流通部74经阴极液排出路径74a从各阴极室C回收阴极液和在阴极24产生的气体。各阴极液供给用流通部72相互连通，各阴极液气体回收用流通部74相互连通。
向阳极液供给用流通部71供给阳极液的阳极液供给管81经由以与阳极液供给用流通部71相连通的方式设于阴极侧夹框62的第1贯通孔62a及设于阴极侧绝缘板52的第1贯通孔52a，与阳极液供给用流通部71相连接。
向阴极液供给用流通部72供给阴极液的阴极液供给管82经由以与阴极液供给用流通部72相连通的方式设于阴极侧夹框62的第2贯通孔62b及设于阴极侧绝缘板52的第2贯通孔52b，与阴极液供给用流通部72相连接。
从阳极液气体回收用流通部73回收阳极液和气体的阳极液气体回收管83经由以与阳极液气体回收用流通部73相连通的方式设于阴极侧夹框62的第3贯通孔62c及设于阴极侧绝缘板52的第3贯通孔52c，与阳极液气体回收用流通部73相连接。
从阴极液气体回收用流通部74回收阴极液和气体的阴极液气体回收管84经由以与阴极液气体回收用流通部74相连通的方式设于阴极侧夹框62的第4贯通孔62d及设于阴极侧绝缘板52的第4贯通孔52d，与阴极液气体回收用流通部74相连接。
作为背面分隔壁11、21的材质，能够无特殊限制地使用具有耐碱性的刚性导电性材料，能够优选采用例如镍、铁等单体金属，SUS304、SUS310、SUS310S、SUS316、SUS316L等不锈钢等金属材料。为了提高耐腐蚀性、导电性，也可以对上述这些金属材料实施镀镍后再使用。作为凸缘部12、22的材质，能够无特殊限制地使用具有耐碱性的刚性材料，能够使用例如镍、铁等单体金属，SUS304、SUS310、SUS310S、SUS316、SUS316L等不锈钢等金属材料，除此之外，还能够使用增强塑料等非金属材料。为了提高耐腐蚀性，也可以对其中的上述金属材料实施镀镍。阳极室单元10和阳极端单元10e的背面分隔壁11和凸缘部12既可以通过熔接、粘接等接合在一起，也可以利用同一材料一体地形成。同样地，阴极室单元20和阴极端单元20e的背面分隔壁21和凸缘部22既可以通过熔接、粘接等接合在一起，也可以利用同一材料一体地形成。但是，基于容易提高针对电极室内部压力的耐性来考虑，优选的是，阳极室单元10和阳极端单元10e的背面分隔壁11和凸缘部12利用同一导电性材料(例如上述金属材料。)一体地形成，优选的是，阴极室单元20和阴极端单元20e的背面分隔壁21和凸缘部22利用同一导电性材料(例如上述金属材料。)一体地形成。
作为产氧用阳极14(下面仅称为“阳极14”。)，能够无特殊限制地使用碱性水电解用的电解槽所能使用的阳极。阳极14通常具有导电性基材和包覆该基材的表面的催化剂层。催化剂层优选为多孔质。作为阳极14中的导电性基材，能够使用例如镍、镍合金、镍铁、钒、钼、铜、银、锰、铂系元素、石墨或者铬，或上述这些物质的组合。阳极14中，能够优选使用由镍制成的导电性基材。催化剂层含镍元素。催化剂层优选含氧化镍、金属镍或者氢氧化镍，或上述这些物质的组合，也可以含镍和一种以上的其他金属的合金。催化剂层特别优选由金属镍构成。另外，催化剂层也可以还含有铬、钼、钴、钽、锆、铝、锌、铂系元素或者稀土类元素，或上述这些物质的组合。也可以是，在催化剂层的表面还含有作为追加催化剂的铑、钯、铱或者钌，或上述这些物质的组合。阳极14中的导电性基材既可以是刚性基材，也可以是挠性基材。作为构成阳极14的刚性导电性基材，能够列举出例如膨胀合金、冲压金属等。而且，作为构成阳极14的挠性导电性基材，能够列举出例如用金属线织成的(或编成的)金属网等。
作为产氢用阴极24(下面仅称为“阴极24”。)，能够无特殊限制地使用碱性水电解用的电解槽所能使用的阴极。阴极24通常具有导电性基材和包覆该基材的表面的催化剂层。作为阴极24中的导电性基材，能够优选采用例如镍、镍合金、不锈钢、软钢、镍合金或通过在不锈钢或者软钢的表面实施镀镍所做成的材料。作为阴极24中的催化剂层，能够优选采用贵金属氧化物、镍、钴、钼或者锰，或上述这些物质的氧化物，或由贵金属氧化物制成的催化剂层。构成阴极24的导电性基材例如既可以是刚性基材，也可以是挠性基材。作为构成阴极24的刚性导电性基材，能够列举出例如膨胀合金、冲压金属等。而且，作为构成阴极24的挠性导电性基材，能够列举出例如用金属线织成的(或编成的)金属网等。
作为导电性肋部13、23，能够无特殊限制地使用碱性水电解槽所用的公知的导电性肋部。电解槽100中，导电性肋部13以从阳极室单元10和阳极端单元10e的背面分隔壁11突出的方式设置，导电性肋部23以从阴极室单元20和阴极端单元20e的背面分隔壁21突出的方式设置。只要导电性肋部13能够将阳极14相对于阳极室单元10和阳极端单元10e固定并保持，导电性肋部13的连接方法、形状、数量和配置就不受特殊限制。而且，只要导电性肋部23能够将阴极24相对于阴极室单元20和阴极端单元20e固定并保持，导电性肋部的23的连接方法、形状、数量和配置就也不受特殊限制。作为导电性肋部13、23的材质，能够无特殊限制地使用具有耐碱性的刚性导电性材料，能够优选采用例如镍、铁等单体金属，SUS304、SUS310、SUS310S、SUS316、SUS316L等不锈钢等金属材料。为了提高耐腐蚀性、导电性，也可以对上述这些金属材料实施镀镍。
作为离子渗透性隔膜30(下面仅称为“隔膜30”。)，能够无特殊限制地使用碱性水电解用的电解槽所能使用的离子渗透性隔膜。理想的是，隔膜30的透气性较低，电导率较小，强度较高。作为隔膜30的例子，能够列举出由石棉、改性石棉制成的多孔质膜，使用聚砜聚合物做成的多孔质隔膜，使用聚苯硫醚纤维做成的布料，氟系多孔质膜，使用含无机材料和有机材料这两者的混合材料做成的多孔质膜等多孔质隔膜。而且，除了上述这些多孔质隔膜以外，还能够将氟系离子交换膜等离子交换膜用作隔膜30。
电解槽100中，防护构件40由垫片构成。作为构成防护构件40的垫片，能够无特殊限制地使用碱性水电解用的电解槽所能使用的、具有电绝缘性的垫片。图3中表示了垫片的截面。防护构件40具有较平坦的形状，其保持隔膜30的周缘部，另一方面，防护构件40被夹持在相邻的阳极室单元10(或阳极端单元10e)的凸缘部12与阴极室单元20(或阴极端单元20e)的凸缘部22之间。构成防护构件40的垫片优选由具有耐碱性的弹性体形成。作为垫片的材料的例子，能够列举出天然橡胶(NR)、苯乙烯－丁二烯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丁二烯橡胶(BR)、丙烯腈－丁二烯橡胶(NBR)、乙丙橡胶(EPT)、乙丙二烯橡胶(EPDM)、异丁烯－异戊二烯橡胶(IIR)、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)等弹性体。而且，在使用不具有耐碱性的垫片材料的情况下，也可以通过包覆等，在该垫片材料的表面设置具有耐碱性的材料层。
作为阳极侧绝缘板51和阴极侧绝缘板52(下面仅称为“绝缘板51、52”。)，能够无特殊限制地使用能够用于使碱性水电解用的电解槽中的阳极端单元与阳极侧夹框之间电绝缘以及使阴极端单元与阴极侧夹框之间电绝缘的绝缘板。作为绝缘板51、52的材料的例子，能够列举出硬氯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、尼龙树脂、聚缩醛树脂、无定形聚酯树脂、聚醚醚酮树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂、聚苯并咪唑树脂、聚四氟乙烯树脂、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物树脂、四氟乙烯-乙烯共聚物树脂等。
阳极侧夹框61和阴极侧夹框62(下面仅称为“夹框61、62”。)利用未图示的受拉螺栓被紧固，从而使配置在阳极侧夹框61和阴极侧夹框62之间的绝缘板51和绝缘板52、各阳极室单元10和阳极端单元10e、各阴极室单元20和阴极端单元20e以及各防护构件40和各隔膜30一体化。夹框61、62由具有能够耐受上述紧固的负荷的刚性的金属材料形成。作为构成夹框61、62的金属材料的例子，能够列举出SS400等碳素钢，SUS304、SUS316等不锈钢等。
阳极液供给管81、阴极液供给管82、阳极液气体回收管83及阴极液气体回收管84(下面总称为“极液供给管/回收管”。)均为至少内表面由电绝缘性树脂包覆的金属管。作为构成阳极液供给管81、阴极液供给管82、阳极液气体回收管83及阴极液气体回收管84的金属材料的例子，能够列举出SS400等碳素钢，SUS304、SUS310、SUS316等不锈钢及镍钢等。而且，作为包覆阳极液供给管81、阴极液供给管82、阳极液气体回收管83及阴极液气体回收管84的内表面的电绝缘性树脂，能够无特殊限制地使用四氟乙烯－全氟烷基乙烯基醚共聚物树脂、四氟乙烯-乙烯共聚物树脂等具有电绝缘性和耐碱性的树脂材料。作为使阳极液供给管81、阴极液供给管82、阳极液气体回收管83及阴极液气体回收管84分别经由第1贯通孔62a、第1贯通孔52a、第2贯通孔62b、第2贯通孔52b、第3贯通孔62c、第3贯通孔52c、第4贯通孔62d及第4贯通孔52d(下面总称为“各贯通孔”。)，分别连接于阳极液供给用流通部71、阴极液供给用流通部72、阳极液气体回收用流通部73及阴极液气体回收用流通部74(下面总称为“极液供给用/回收用流通部”。)的方法，能够无特殊限制地使用例如螺纹连接、插入熔接、对接熔接、法兰连接等公知的连接方法。另外，在使各极液供给管/回收管(81～84)经由各贯通孔(62a/52a～62d/52d)连接于各极液供给用/回收用流通部(71～74)时，在从各极液供给管/回收管的内部至各极液供给用/回收用流通部之间的空间，该极液供给管/回收管的金属构件或者阴极侧夹框62的金属构件或与上述这些构件电气导通的金属构件暴露于极液的流路的情况下，能够通过涂敷等，对暴露于该流路的金属构件的表面进一步设置利用电绝缘性树脂做成的覆层。作为该电绝缘性树脂，能够无特殊限制地使用与包覆各极液供给管/回收管的内表面的电绝缘性树脂同样的电绝缘性树脂。
作为至少内表面由电绝缘性树脂包覆的金属管的各极液供给管/回收管81～84的内部的流路长度(单位：m)与流路截面积(管内部的空腔的与管长度方向垂直的截面的面积。)(单位：m2)之比并不受特殊限制，但基于能够更显著地体现本发明的效果来考虑，优选为100m/m2以上，更优选为1000m/m2以上。上限并不受特殊限制，例如可以小于20000m/m2。另外，就上述“流路长度”而言，在金属管弯曲的情况下，采用最短路径。对于弯曲的金属管的内部的最短路径长度，例如，将线以遍布金属管全长的方式穿在金属管内部，从线的两端进行拉扯以避免线松弛，从而能够获知作为线穿在金属管内部的部分的长度金属管内部的最短路径。而且，就上述“截面积”而言，在根据管内部的位置不同，截面积不同的情况下，采用截面积的最大值。
在阳极端单元10e连接有阳极端子，在阴极端单元20e连接有阴极端子。而且，阳极侧夹框61、阴极侧夹框62、阳极液供给管81、阴极液供给管82、阳极液气体回收管83及阴极液气体回收管84均电气接地。
电解槽100中，在阳极液供给管81与阳极液供给用流通部71的连接部以及阳极液气体回收管83与阳极液气体回收用流通部73的连接部，阳极液不与阳极液供给管81的金属构件、阳极液气体回收管83的金属构件、阳极侧夹框61的金属构件及阴极侧夹框62的金属构件、以及同上述这些构件电气导通的金属构件中的任一者接触。而且，在阴极液供给管82与阴极液供给用流通部72的连接部以及阴极液气体回收管84与阴极液气体回收用流通部74的连接部，阴极液不与阴极液供给管82的金属构件、阳极液气体回收管83的金属构件、阳极侧夹框61的金属构件及阴极侧夹框62的金属构件、以及同上述这些构件电气导通的金属构件中的任一者接触。因而，采用电解槽100，能够增大因漏电流发生逆反应时的工作电极至对电极之间的离子传导电阻(液体电阻)，因此，在使用不稳定电源的情况下也能够抑制漏电流的影响。
基于使本发明的效果显著的观点，优选的是，本发明的电解槽以最小电流运转时的每单位时间的主反应的氢气产生量相比于本发明的电解槽以最大电流运转时的每单位时间的主反应的氢气产生量小于10％，更优选为小于5％，一实施方式中为1％以上，另一实施方式中为2％以上。另外，本说明书中，“最大电流”和“最小电流”的意思是向电解槽通电的电流的最大值和最小值。
上述这样的电解槽100的效果在将阳极室和阴极室的至少一者维持在高于大气压的压强下进行电解的情况下尤为显著。作为向电解槽供给极液以及从该电解槽回收极液和气体的各极液供给管和回收管，基于配管的处理等来考虑，使用软管等树脂制配管较为方便。然而，在极室被加压的情况下，各极液供给管和回收管的内部也被加压，因此，基于强度来考虑，难以将软管等树脂制配管用作各极液供给管和回收管。因而，理想的是，使用金属管作为与在加压条件下进行电解的电解槽相连接的极液供给管和回收管。然而，安全起见，金属管需要电气接地，而在上述那样的电解槽中，在将不稳定电源用作电源的情况下，电气接地的金属管作为反电极发挥作用所带来的漏电流的影响无法被忽略。相对于此，采用电解槽100，在使用不稳定电源，进行需要将金属管用作极液供给管和回收管的加压条件下的电解的情况下，也能够抑制漏电流的影响。
在将阳极室和阴极室的至少一者维持在高于大气压的压强下进行电解的情况下，优选的是，阴极室内部压力高于大气压20kPa以上，更优选为高于大气压400kPa以上，进一步优选为高于大气压800kPa以上。阴极室内部压力的上限也取决于构成电解槽的构件的强度，例如能够设为小于大气压+1000kPa。通过阴极室内部压力大于或等于上述下限值，从而能够降低从阴极室回收氢气之后的升压工序的压缩率，或能够省略升压工序，因此，能够削减装置成本，能够谋求装置整体的省空间化和节能。而且，通过阴极室内部压力大于或等于上述下限值，从而在阴极室产生的气泡的尺寸较小，因此，阳极－阴极间的电阻减小，因而，能够降低电解电压。
而且，在将阳极室和阴极室的至少一者维持在高于大气压的压强下进行电解的情况下，优选的是，阳极室内部压力高于大气压20kPa以上，更优选为高于大气压400kPa以上，进一步优选为高于大气压800kPa以上。阳极室内部压力的上限也取决于构成电解槽的构件的强度，例如能够设为小于大气压+1000kPa。通过阳极室内部压力大于或等于上述下限值，从而能够降低从阳极室回收氧气之后的升压工序的压缩率，或能够省略升压工序，因此，能够进一步削减装置成本，能够谋求装置整体的进一步省空间化和节能。而且，通过阳极室内部压力大于或等于上述下限值，从而在阳极室产生的气泡的尺寸较小，因此，阳极－阴极间的电阻进一步减小，因而，能够进一步降低电解电压。
阴极室内部压力和阳极室内部压力之差优选为小于例如5.0kPa，更优选为小于1.0kPa。通过阴极室内部压力和阳极室内部压力之差小于上述上限值，从而较容易抑制因阳极室－阴极室间的压差导致气体透过隔膜从阳极室向阴极室移动或从阴极室向阳极室移动，以及较容易抑制因阳极室－阴极室间的压差导致隔膜受损的情况。
本发明的上述说明中，例示了各极液供给管/回收管81～84经由设于阴极侧夹框62和阴极侧绝缘板52的第1贯通孔62a/52a～第4贯通孔62d/52d分别与各极液供给用/回收用流通部71～74相连接的方式的电解槽100，但本发明不限定于该方式。也能够做成例如各极液供给管/回收管中的一个以上的管经由设于阳极侧夹框和阳极侧绝缘板的贯通孔与所对应的极液供给用/回收用流通部相连接的方式的电解槽。
图6是示意性地说明上述那样的、另一实施方式的电解槽200的剖视图。电解槽200为碱性水电解用的电解槽。图7是图6的C－C向视图。图6和图7中，纸面上下方向与铅垂上下方向相对应。图8是用于示意性地说明电解槽200中的阳极液供给用流通部71、阴极液供给用流通部72、阳极液气体回收用流通部73和阴极液气体回收用流通部74的连通样态的分解立体图。图6～图8中，针对已经在图3～图5中表示过的要素标注与图3～图5中的附图标记相同的附图标记，并省略说明。
电解槽200具有阳极端组件201e来代替阳极端组件101e，具有阴极端组件202e来代替阴极端组件102e，在阴极端组件201e连接有各极液供给管/回收管81～84，上述方面不同于电解槽100。阳极端组件201e具有阳极端单元210e来代替阳极端单元10e，具有阳极侧绝缘板251来代替阳极侧绝缘板51，具有阳极侧夹框261来代替阳极侧夹框61，上述方面不同于阳极端组件101e。阴极端组件202e具有阴极端单元220e来代替阴极端单元20e，具有阴极侧绝缘板252来代替阴极侧绝缘板52，具有阴极侧夹框262来代替阴极侧夹框62，上述方面不同于阴极端组件102e。阴极侧夹框262不具有第1贯通孔62a～第4贯通孔62d，该方面不同于阴极侧夹框62。阴极侧绝缘板252不具有第1贯通孔52a～第4贯通孔52d，该方面不同于阴极侧绝缘板52。
图8中，为了方便看图，仅表示阳极侧夹框261和阴极侧夹框262、阳极侧绝缘板251和阴极侧绝缘板252、阳极端单元210e和阴极端单元220e、以及同阳极端单元210e相邻的防护构件40(240A)和同阴极端单元220e相邻的防护构件40(240C)，省略了其他要素。而且，还省略了各导电性肋部13、23。
在阳极端单元210e、各阳极室单元10、各阴极室单元20、阴极端单元220e及各防护构件40各自的下部设有阴极液供给用流通部72，在阳极端单元210e、各阳极室单元10、各阴极室单元20、阴极端单元220e及各防护构件40各自的上部设有阴极液气体回收用流通部74。阴极液供给用流通部72借助阴极液供给路径72a与阴极室C相连通，阴极液气体回收用流通部74借助阴极液排出路径74a与阴极室C相连通。从阴极液供给用流通部72经阴极液供给路径72a向各阴极室C供给阴极液，由阴极液气体回收用流通部74经阴极液排出路径74a从各阴极室C回收阴极液和在阴极24产生的气体。各阴极液供给用流通部72相互连通，各阴极液气体回收用流通部74相互连通。
在阳极端单元210e、各阳极室单元10、各阴极室单元20及除了同阴极端单元220e相邻的防护构件40(240C)以外的各防护构件40各自的下部设有阳极液供给用流通部71，在阳极端单元210e、各阳极室单元10、各阴极室单元20及除了同阴极端单元220e相邻的防护构件40(240C)以外的各防护构件40各自的上部设有阳极液气体回收用流通部73。阳极液供给用流通部71借助阳极液供给路径71a与阳极室A相连通，阳极液气体回收用流通部73借助阳极液排出路径73a与阳极室A相连通。从阳极液供给用流通部71经阳极液供给路径71a向各阳极室A供给阳极液，由阳极液气体回收用流通部73经阳极液排出路径73a从各阳极室A回收阳极液和在阳极14产生的气体。各阳极液供给量流通部71相互连通，各阳极液气体回收用流通部73相互连通。
向阳极液供给用流通部供给阳极液的阳极液供给管81经由以与阳极液供给用流通部71相连通的方式设于阳极侧夹框261的第1贯通孔261a及设于阳极侧绝缘板251的第1贯通孔251a，与阳极液供给用流通部71相连接。
向阴极液供给用流通部供给阴极液的阴极液供给管82经由以与阴极液供给用流通部72相连通的方式设于阳极侧夹框261的第2贯通孔261b及设于阳极侧绝缘板251的第2贯通孔251b，与阴极液供给用流通部72相连接。
从阳极液气体回收用流通部回收阳极液和气体的阳极液气体回收管83经由以与阳极液气体回收用流通部73相连通的方式设于阳极侧夹框261的第3贯通孔261c及设于阳极侧绝缘板251的第3贯通孔251c，与阳极液气体回收用流通部73相连接。
从阴极液气体回收用流通部回收阴极液和气体的阴极液气体回收管84经由以与阴极液气体回收用流通部74相连通的方式设于阳极侧夹框261的第4贯通孔261d及设于阳极侧绝缘板251的第4贯通孔251d，与阴极液气体回收用流通部74相连接。
作为使各极液供给管/回收管81～84分别经由第1贯通孔261a/251a～第4贯通孔261d/251d，分别连接于各极液供给用/回收用流通部71～74的方法，能够无特殊限制地使用与上面针对电解槽100说明过的方法同样的连接方法。另外，在使各极液供给管/回收管(81～84)经由第1贯通孔(261a/251a)～第4贯通孔(261d/251d)连接于各极液供给用/回收用流通部(71～74)时，在从各极液供给管/回收管的内部至各极液供给用/回收用流通部之间的空间，该极液供给管/回收管的金属构件或者阳极侧夹框261的金属构件或与上述这些构件电气导通的金属构件暴露于极液的流路的情况下，能够通过涂敷等，对暴露于该流路的金属构件的表面进一步设置利用电绝缘性树脂做成的覆层。
在阳极端单元210e连接有阳极端子，在阴极端单元220e连接有阴极端子。而且，阳极侧夹框261、阴极侧夹框262、阳极液供给管81、阴极液供给管82、阳极液气体回收管83及阴极液气体回收管84均电气接地。
电解槽200中，在阳极液供给管81与阳极液供给用流通部71的连接部以及阳极液气体回收管83与阳极液气体回收用流通部73的连接部，阳极液不与阳极液供给管81的金属构件、阳极液气体回收管83的金属构件、阳极侧夹框261的金属构件及阴极侧夹框262的金属构件、以及同上述这些构件电气导通的金属构件中的任一者接触。而且，在阴极液供给管82与阴极液供给用流通部72的连接部以及阴极液气体回收管84与阴极液气体回收用流通部74的连接部，阴极液不与阴极液供给管82的金属构件、阴极液气体回收管84的金属构件、阳极侧夹框261的金属构件及阴极侧夹框262的金属构件、以及同上述这些构件电气导通的金属构件中的任一者接触。因而，采用电解槽200，能够增大因漏电流发生逆反应时的工作电极至对电极之间的离子传导电阻(液体电阻)，因此，在像电解槽200以最小电流运转时的主反应的氢气产生量小于电解槽200以最大电流运转时的主反应的氢气产生量的10％这样的使用不稳定电源的情况下，也能够抑制漏电流的影响。
本发明的上述说明中，举了之间未隔着被保持于防护构件40的隔膜30而相邻的阳极室单元10的背面分隔壁11和阴极室单元20的背面分隔壁21为相互独立的构件的方式的电解槽100、电解槽200为例，但本发明不限定于该方式。也能够做成下述方式的电解槽：例如，之间未隔着被保持于防护构件的隔膜而相邻的阳极室单元的背面分隔壁和阴极室单元的背面分隔壁形成为一体。
图9是示意性地说明上述那样的、另一实施方式的电解槽300的剖视图。电解槽300为碱性水电解用的电解槽。图9中，针对已经在图3～图8中表示过的要素标注与图3～图8中的附图标记相同的附图标记，并省略说明。图9中，纸面上下方向与铅垂上下方向相对应。电解槽300具有一体式极室单元310来代替阳极室单元10和阴极室单元20，该方面不同于电解槽100(图3)。一体式极室单元310中，相邻的阳极室单元10的背面分隔壁11和阴极室单元20的背面分隔壁21形成为一体，构成为一体式的背面分隔壁311。而且，一体式极室单元310中，相邻的阳极室单元10的凸缘部12和阴极室单元20的凸缘部22形成为一体，构成为向背面分隔壁311的靠阳极室侧(图9的纸面左侧)和靠阴极室侧(图9的纸面右侧)这两侧延伸的一体式的凸缘部312。采用上述这样的电解槽300，也能够获得与上面针对电解槽100(图3～图5)说明过的效果同样的效果。
本发明的上述说明中，举了具有由垫片构成的防护构件40的方式的电解槽100、电解槽200、电解槽300为例，但本发明不限定于该方式。也能够做成例如具有金属板的表面由弹性体包覆而成的防护构件的方式的电解槽。
图10是示意性地说明上述那样的、另一实施方式的电解槽400的剖视图。电解槽400为碱性水电解用的电解槽。图10中，针对已经在图3～图9中表示过的要素标注与图3～图9中的附图标记相同的附图标记，并省略说明。图10中，纸面上下方向与铅垂上下方向相对应。电解槽400具有防护构件440来代替防护构件40，该方面不同于电解槽100(图3～图5)。防护构件440具有金属板441和设于金属板441的表面且具有电绝缘性的弹性体覆层442，该方面不同于防护构件40。与防护构件40同样地，在防护构件440各自的下部设有阳极液供给用流通部71，在防护构件440各自的上部设有阳极液气体回收用流通部73。而且，在除了同阳极端单元10e相邻的防护构件440A以外的各防护构件440各自的下部设有阴极液供给用流通部72，在除了同阳极端单元10e相邻的防护构件440A以外的各防护构件440各自的上部设有阴极液气体回收用流通部74。隔膜30的周缘部被保持在防护构件440的、以与弹性体覆层442和金属板441相连通的方式设置的狭槽部。采用上述这样的电解槽400，也能够获得与上面针对电解槽100(图3～图5)说明过的效果同样的效果。
作为构成金属板441的金属材料，能够优选使用具有耐碱性的刚性金属材料，能够优选采用例如镍、铁等单体金属，SUS304、SUS310、SUS310S、SUS316、SUS316L等不锈钢等金属材料。为了提高耐腐蚀性，也可以对上述这些金属材料实施镀镍。
作为构成弹性体覆层442的弹性体，能够优选使用具有电绝缘性和耐碱性的弹性体。作为上述那样的弹性体的例子，能够列举出天然橡胶(NR)、苯乙烯－丁二烯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丁二烯橡胶(BR)、丙烯腈－丁二烯橡胶(NBR)、乙丙橡胶(EPT)、乙丙二烯橡胶(EPDM)、异丁烯－异戊二烯橡胶(IIR)、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)等弹性体。而且，在使用不具有耐碱性的弹性体的情况下，也可以通过包覆等，在该弹性体的表面设置具有耐碱性的材料层。
图11是示意性地说明本发明的又一实施方式的电解槽500的剖视图。电解槽500为碱性水电解用的电解槽。图11中，针对已经在图3～图10中表示过的要素标注与图3～图10中的附图标记相同的附图标记，并省略说明。图11中，纸面上下方向与铅垂上下方向相对应。电解槽500具有防护构件540来代替防护构件40，该方面不同于电解槽300(图9)。防护构件540具有：垫片541，其夹持隔膜30的周缘部；及保持构件542，其为树脂制，且保持垫片541，保持构件542被夹持在各极室单元之间，上述方面不同于防护构件40。与防护构件40同样地，在防护构件540各自的下部设有阳极液供给用流通部71，在防护构件540各自的上部设有阳极液气体回收用流通部73。而且，在除了同阳极端单元10e相邻的防护构件540A以外的各防护构件540各自的下部设有阴极液供给用流通部72，在除了同阳极端单元10e相邻的防护构件540A以外的各防护构件540各自的上部设有阴极液气体回收用流通部74。
图12是更详细地说明电解槽500的防护构件540的剖视图。图12的(A)～(C)中，纸面上下方向与铅垂上下方向相对应。图12的(A)是表示将防护构件540分解后的姿势的剖视图。如上所述，防护构件540具有：垫片541，其保持隔膜30的周缘部；及保持构件542，其为树脂制，且保持垫片541。保持构件542具有基体框5421和盖框5422。在基体框5421的靠外周侧的部分设有各极液供给用/回收用流通部71～74。基体框5421具有：接受容纳部5421a，其设于基体框5421的靠内周侧的部分，具有能够接受容纳垫片541的尺寸；及支承部5421b，其相对于接受容纳部5421a向基体框5421的内周侧突出地延伸，在接受容纳部5421a接受容纳有垫片541时，该支承部5421b沿各极室单元和防护构件540的层叠方向(图12的纸面左右方向。下面仅称为“层叠方向”。)支承垫片541。图12的(B)是表示垫片541被基体框5421的接受容纳部5421a所接受容纳且被支承部5421b从层叠方向上支承的姿势的剖视图。接受容纳部5421a的层叠方向深度大于保持有隔膜30的周缘部的垫片541的层叠方向厚度，因此，在保持有隔膜30的垫片541被接受容纳部5421a所接受容纳且被支承部5421b从层叠方向上支承时，在被接受容纳部5421a接受容纳的垫片541的与支承部5421b所在侧相反那侧的面541a同基体框5421的与支承部5421b所在侧相反那侧的面5421c之间产生了台阶部(图12的(B))。盖框5422具有能够被在接受容纳部5421a接受容纳有垫片541的基体框5421的面5421c与垫片的面541a之间的台阶部所接受容纳的尺寸。即，盖框5422的外周部具有与基体框5421的接受容纳部5421a的内周部大致相同的尺寸，盖框5422的内周部具有与基体框5421的支承部5421b的内周部大致相同的尺寸，盖框5422的层叠方向厚度做成为：保持有隔膜30的垫片541的层叠方向厚度与盖框5422的层叠方向厚度的合计同基体框5421的接受容纳部5421a的层叠方向深度大致相同。图12的(C)是表示在图12的(B)中的基体框5421的面5421c与垫片的面541a之间的台阶部接受容纳有盖框5422的姿势的剖视图。如图12的(C)所示，通过垫片541和盖框5422被基体框5421的接受容纳部5421a所接受容纳，从而垫片541被保持于保持构件542。电解槽500中，防护构件540从其所相邻的阳极端单元10e或者阴极端单元20e或各极室单元10、20沿层叠方向受到挤压力(图11)，因此，被基体框5421的接受容纳部5421a接受容纳的垫片541被基体框5421的支承部5421b和盖框5422沿层叠方向夹持从而被固定。
电解槽500中，作为构成垫片541的材料，能够使用与上面针对垫片40说明过的材料同样的材料。作为构成保持构件542的基体框5421和盖框5422的树脂材料，能够无特殊限制地使用具有耐碱性且具有能够耐受沿层叠方向施加的挤压力的强度的树脂材料。作为上述那样的树脂材料的例子，能够列举出硬氯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂、聚苯并咪唑树脂、聚四氟乙烯树脂、四氟乙烯－全氟烷基乙烯基醚共聚物树脂、四氟乙烯－乙烯共聚物树脂等。
采用上述这样的电解槽500，也能够获得与上面针对电解槽100(图3～图5)说明过的效果同样的效果。
2.气体制造方法
本发明的气体制造方法是对碱性水进行电解来至少制造氢气的方法，该气体制造方法包括下述工序：(a)向本发明的碱性水电解用电解槽通入变动的直流电流，从而从阴极液气体回收管(84)回收氢气。工序(a)中，基于能够显著地体现本发明的上述效果来考虑，优选的是，电解槽以上述变动的直流电流的最小值运转时的每单位时间的主反应的氢气产生量小于电解槽以上述变动的直流电流的最大值运转时的每单位时间的主反应的氢气产生量的10％，更优选为小于5％，而且，一实施方式中为1％以上，另一实施方式中为2％以上。工序(a)还包括从阳极液气体回收管(83)回收氧气。可以是，工序(a)还包括：从阳极液供给管81供给阳极液，从阴极液供给管82供给阴极液，并且，从阳极液气体回收管83回收阳极液，从阴极液气体回收管84回收阴极液。另外，上述变动的直流电流的变动幅度优选在规定范围内。采用本发明的气体制造方法，通过使用上述本发明的碱性水电解用电解槽，从而在使用不稳定电源的情况下也能够抑制漏电流的影响，因此，在使用不稳定电源的状态下也能够制造纯度提高了的氢气及氧气。
附图标记说明
10、阳极室单元；10e、210e、阳极端单元；20、阴极室单元；20e、220e、阴极端单元；310、一体式极室单元；11、21、311、背面分隔壁；12、22、312、凸缘部；13、23、导电性肋部；14、(产氧用)阳极；24、(产氢用)阴极；30、(离子渗透性)隔膜；40、40A、40C、240A、240C、440、440A、440C、540、540A、540C、防护构件；441、金属板；442、(具有电绝缘性的)弹性体覆层；541、垫片；542、保持构件；5421、基体框；5421a、接受容纳部；5421b、支承部；5422、盖框；51、251、阳极侧绝缘板；52、252、阴极侧绝缘板；61、261、阳极侧夹框；62、262、阴极侧夹框；62a、52a、261a、251a、第1贯通孔；62b、52b、261b、251b、第2贯通孔；62c、52c、261c、251c、第3贯通孔；62d、52d、261d、251d、第4贯通孔；71、阳极液供给用流通部；72、阴极液供给用流通部；73、阳极液气体回收用流通部；74、阴极液气体回收用流通部；81、阳极液供给管；82、阴极液供给管；83、阳极液气体回收管；84、阴极液气体回收管；71a、阳极液供给路径；73a、阳极液排出路径；72a、阴极液供给路径；74a、阴极液排出路径；101e、201e、阳极端组件；102e、202e、阴极端组件；100、200、300、400、500、900、电解槽；A、阳极室；C、阴极室。

Claims (6)

1.一种碱性水电解用电解槽，其用于对由碱性水制成的电解液进行电解来获得氧和氢，其特征在于，
该电解槽具有下述构造：在阳极端组件和阴极端组件之间，以隔着周缘部被防护构件保持的离子渗透性隔膜的方式，交替地配置有多个收容产氧用阳极的阳极室单元和多个收容产氢用阴极的阴极室单元，
所述电解槽具有：
阳极端组件；
阴极端组件；
多个阳极室单元，它们均具有第1导电性背面分隔壁，且收容产氧用阳极；
多个阴极室单元，它们均具有第2导电性背面分隔壁，且收容产氢用阴极；及
多个离子渗透性隔膜，它们各自的周缘部被防护构件所保持，
在各个相邻的所述离子渗透性隔膜之间，所述第1导电性背面分隔壁朝向所述阳极端组件侧的一阳极室单元和所述第2导电性背面分隔壁朝向所述阴极端组件侧的一阴极室单元所构成的组以该第1导电性背面分隔壁和该第2导电性背面分隔壁相邻的方式配置，
在各个相邻的所述离子渗透性隔膜之间，所述第1导电性背面分隔壁和所述第2导电性背面分隔壁既可以形成为一体也可以不形成为一体，
所述阳极端组件具有从电解槽的阳极侧端部侧起依次配置的阳极侧夹框、阳极侧绝缘板和阳极端单元，
所述阴极端组件具有从电解槽的阴极侧端部侧起依次配置的阴极侧夹框、阴极侧绝缘板和阴极端单元，
在所述阳极端单元的下部、各阳极室单元的下部、各阴极室单元的下部及除了同所述阴极端单元相邻的防护构件以外的各防护构件的下部设有阳极液供给用流通部，从该阳极液供给用流通部向所述各阳极室供给阳极液，
在所述阳极端单元的上部、各阳极室单元的上部、各阴极室单元的上部及除了同所述阴极端单元相邻的防护构件以外的各防护构件的上部设有阳极液气体回收用流通部，由该阳极液气体回收用流通部从所述各阳极室回收阳极液和在阳极产生的气体，
在所述阴极端单元的下部、各阳极室单元的下部、各阴极室单元的下部及除了同所述阳极端单元相邻的防护构件以外的各防护构件的下部设有阴极液供给用流通部，从该阴极液供给用流通部向所述各阴极室供给阴极液，
在所述阴极端单元的上部、各阳极室单元的上部、各阴极室单元的上部及除了同所述阳极端单元相邻的防护构件以外的各防护构件的上部设有阴极液气体回收用流通部，由该阴极液气体回收用流通部从所述各阴极室回收阴极液和在阴极产生的气体，
向所述阳极液供给用流通部供给阳极液的阳极液供给管经由第1贯通孔与所述阳极液供给用流通部相连接，该第1贯通孔以与所述阳极液供给用流通部相连通的方式设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板，或以与所述阳极液供给用流通部相连通的方式设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板，
在所述阳极液供给管经由设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板的第1贯通孔与所述阳极液供给用流通部相连接的情况下，在所述阴极端单元的下部及同所述阴极端单元相邻的防护构件的下部也设有所述阳极液供给用流通部，
向所述阴极液供给用流通部供给阴极液的阴极液供给管经由第2贯通孔与所述阴极液供给用流通部相连接，该第2贯通孔以与所述阴极液供给用流通部相连通的方式设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板，或以与所述阴极液供给用流通部相连通的方式设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板，
在所述阴极液供给管经由设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板的第2贯通孔与所述阴极液供给用流通部相连接的情况下，在所述阳极端单元的下部及同所述阳极端单元相邻的防护构件的下部也设有所述阴极液供给用流通部，
从所述阳极液气体回收用流通部回收阳极液和气体的阳极液气体回收管经由第3贯通孔与所述阳极液气体回收用流通部相连接，该第3贯通孔以与所述阳极液气体回收用流通部相连通的方式设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板，或以与所述阳极液气体回收用流通部相连通的方式设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板，
在所述阳极液气体回收管经由设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板的第3贯通孔与所述阳极液气体回收用流通部相连接的情况下，在所述阴极端单元的上部及同所述阴极端单元相邻的防护构件的上部也设有所述阳极液气体回收用流通部，
从所述阴极液气体回收用流通部回收阴极液和气体的阴极液气体回收管经由第4贯通孔与所述阴极液气体回收用流通部相连接，该第4贯通孔以与所述阴极液气体回收用流通部相连通的方式设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板，或以与所述阴极液气体回收用流通部相连通的方式设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板，
在所述阴极液气体回收管经由设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板的第4贯通孔与所述阴极液气体回收用流通部相连接的情况下，在所述阳极端单元的上部及同所述阳极端单元相邻的防护构件的上部也设有所述阴极液气体回收用流通部，
所述阳极液供给管、阴极液供给管、阳极液气体回收管及阴极液气体回收管均为至少内表面由电绝缘性树脂包覆的金属管，
在所述阳极液供给管与所述阳极液供给用流通部的连接部以及所述阳极液气体回收管与所述阳极液气体回收用流通部的连接部，阳极液不与所述阳极液供给管的金属构件、所述阳极液气体回收管的金属构件、所述阳极侧夹框的金属构件及所述阴极侧夹框的金属构件、以及同上述这些构件电气导通的金属构件中的任一者接触，
在所述阴极液供给管与所述阴极液供给用流通部的连接部以及所述阴极液气体回收管与所述阴极液气体回收用流通部的连接部，阴极液不与所述阴极液供给管的金属构件、所述阴极液气体回收管的金属构件、所述阳极侧夹框的金属构件及所述阴极侧夹框的金属构件、以及同上述这些构件电气导通的金属构件中的任一者接触，
以最小电流运转时的每单位时间的主反应的氢气产生量小于以最大电流运转时的每单位时间的主反应的氢气产生量的10％。
2.根据权利要求1所述的碱性水电解用电解槽，其中，
各所述阳极液供给用流通部相互连通，
各所述阳极液气体回收用流通部相互连通，
各所述阴极液供给用流通部相互连通，
各所述阴极液气体回收用流通部相互连通。
3.根据权利要求1或2所述的碱性水电解用电解槽，其中，
在所述阳极端单元、各阳极室单元、各阴极室单元、各防护构件及所述阴极端单元各自的下部设有所述阴极液供给用流通部，
在所述阳极端单元、各阳极室单元、各阴极室单元、各防护构件及所述阴极端单元各自的上部设有所述阴极液气体回收用流通部，
所述阳极液供给管经由以与所述阳极液供给用流通部相连通的方式设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板的所述第1贯通孔与所述阳极液供给用流通部相连接，
所述阴极液供给管经由以与所述阴极液供给用流通部相连通的方式设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板的所述第2贯通孔与所述阴极液供给用流通部相连接，
所述阳极液气体回收管经由以与所述阳极液气体回收用流通部相连通的方式设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板的所述第3贯通孔与所述阳极液气体回收用流通部相连接，
所述阴极液气体回收管经由以与所述阴极液气体回收用流通部相连通的方式设于所述阳极侧夹框和所述阳极侧绝缘板的所述第4贯通孔与所述阴极液气体回收用流通部相连接。
4.根据权利要求1或2所述的碱性水电解用电解槽，其中，
在所述阳极端组件、各阳极室单元、各阴极室单元、各防护构件及所述阴极端单元各自的下部设有所述阳极液供给用流通部，
在所述阳极端组件、各阳极室单元、各阴极室单元、各防护构件及所述阴极端单元各自的上部设有所述阳极液气体回收用流通部，
所述阳极液供给管经由以与所述阳极液供给用流通部相连通的方式设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板的所述第1贯通孔与所述阳极液供给用流通部相连接，
所述阴极液供给管经由以与所述阴极液供给用流通部相连通的方式设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板的所述第2贯通孔与所述阴极液供给用流通部相连接，
所述阳极液气体回收管经由以与所述阳极液气体回收用流通部相连通的方式设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板的所述第3贯通孔与所述阳极液气体回收用流通部相连接，
所述阴极液气体回收管经由以与所述阴极液气体回收用流通部相连通的方式设于所述阴极侧夹框和所述阴极侧绝缘板的所述第4贯通孔与所述阴极液气体回收用流通部相连接。
5.一种气体制造方法，其对碱性水进行电解来至少制造氢气，其特征在于，
该气体制造方法包括下述工序：
(a)向权利要求1～4中任一项所述的碱性水电解用电解槽通入变动的直流电流，从而从所述阴极液气体回收管回收氢气，
所述工序(a)中，所述电解槽以所述变动的直流电流的最小值运转时的每单位时间的主反应的氢气产生量小于所述电解槽以所述变动的直流电流的最大值运转时的每单位时间的主反应的氢气产生量的10％。
6.根据权利要求5所述的气体制造方法，其中，
所述工序(a)还包括从所述阳极液气体回收管回收氧气。
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