JP2001216999A - 蓄電池燃料電池電解隔膜に於ける活性剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】自動車のバッテリーのサルフエーション現象を
抑える触媒としてトルマリン粉末をバッテリー内に入れ
て、そのラジエーション性によってサルフエーション現
象を防ぐ方法が公知。しかし、このトルマリン活性剤の
多くが法定基準値をオーバーし１ｇ当り２５０マイクロ
キュリー以上のものを使用するので、使用後の中古バッ
テリーは廃棄物として放棄する時は二次公害となってい
た。 【解決手段】ラジエーション性を法定基準値の４マイク
ロキュリー以下に限定し、これを合成樹脂で包着して保
護膜を作り、従来使用出来なかった硫酸液に溶解する角
えん石やジャスパー石をガラス又は合成樹脂で包着して
溶解物の浸入を防ぐ活性剤や６０％〜６８％のジルコニ
ウムハフニウム酸化物とモナズ石粉の入った活性化物を
ガラス包着物に加工して使用し、燃料電池や隔膜電解に
於ける電気効率を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】蓄電池が古くなり、又、蓄電池を
長時間放置したりするとサルフェーション現象を起こし
電流が流れなくなったりする。これはバッテリーの電極
はプラス極に二酸化鉛、マイナス極に鉛を活性物質とし
て使用しているが、充放電を繰り返す事でこれらの活性
物質が化学的変化により導電性のない硫酸鉛に変化し、
充電が出来なくなる。この様にバッテリーの性能が落ち
た場合にラジエーションのあるトルマリンが使用されて
いたが、角えん石やジルコニウムハフニウム酸化物やモ
ナズ石、稀土金属酸化物を添加する事によってバッテリ
ーの再生が計られ、自動的に使用するバッテリーの始動
が向上し充電時間が短縮されるばかりでなく、温度の高
温や低温化によるバッテリーの機能低下を防ぎ、安定し
たバッテリーの性能を保持でき、その後のサルフェーシ
ョン現象を防ぎバッテリーの寿命を延命化し、一般バッ
テリーの性能を低下する事が無く、この添加物によって
達成されるのでフルモーターの回転を弱めたり、ライト
が暗い欠点を改善する。しかし、バッテリーの故障の原
因は過放電や充電不足など注意しないと活性剤の添加の
効果がなくなる。この活性剤は燃料電池の酸水素ガスの
隔膜にも使用され、陰陽隔膜の中間に活性剤を入れる時
は、各ガスを活性化して酸水素ガスのイオン化を促進す
る。又、海水の淡水化に於いて多孔質隔膜に予めこの活
性剤粉を混合して隔膜を作り、又は、カーボン紙隔膜の
表面に活性剤を樹脂でコーティングした多孔繊維フィル
ムを積合して電解を行う時は、電解効率を高める効果が
期待される。又、これを乾電池の電解液に入れると電流
密度の変化が少なくなるばかりでなく、特にアルミ電池
に入れる時は肩こりの痛み止めとしてアルミ粉と樹脂と
を混合して繊維フィルム布に塗布してフィルム表面に印
刷を施す時は、皮膚患部と接しせしめるときは腰痛や肩
こりを緩和する効果が発揮される。又、これらは排水の
浄化にも利用され、悪臭の要因を緩和する効果がある。
そしてこの電解に於いて、活性剤を電位差発生器を積合
隔膜に併用使用する時は、電解質イオンの輸率を高め水
をイオン化し、同時にサルフェーション現象を消去し電
解効率を高める効果がある。又、重油や軽油の燃料やガ
ソリン燃料に活性剤を酵素分解と併用し、触媒として金
属キレート化合物とを併用すると燃費が１０％以上向上
する。

【従来の技術】鉛電池のサルフェーション現象を防ぐ為
に鉛電池にトルマリンを入れて硫酸鉛化を防いできた
が、このトルマリンの砿石は半永久的に電子を出し続け
る砿石で、その結晶は両端にプラス極とマイナス極の電
極が自発的に形成され、この電極間を流れる微電流が水
に触れると瞬間的に放電し水の分解が起こり、電解液と
界面活性剤効果を持つマイナスイオンを発生するから、
このマイナスイオンの働きがバッテリーの電極を活性化
せしめる。しかし、この従来使用されているトルマリン
はラジエーションが強く、法定基準値１ｇ当り４マイク
ロキュリーをはるかに越え、このバッテリーが使用出来
なくなり廃棄する時には二次公害の要因となっていた。

【本発明が解決しようとする課題】活性剤としてジルコ
ニウムハフニウム酸化物、低モナズ石粉や角えん石、稀
土類や強磁性体粉を塗着した隔膜や、これら砿石にガラ
スや合成樹脂ゾルを添加し乾燥せしめた砿石表面処理を
行った不溶性活性剤を作る。この砿石粉を電解隔膜や燃
料電池の活性剤に応用し、石油燃料の添加活性剤に利用
する。自動車バッテリーが自動車を長く使用しない時に
サルフェート現象になやすく、これを防ぐには常に負の
電荷や正の電荷を発生するラジエーション性の活性化物
の添加が必要である。しかし、このラジエーション性の
トルマリンを従来使用しているが、ラジエーションが法
定基準値を越えるケースが多くこの自動車が廃車となる
と、必ずバッテリーの廃棄物が生じるからこれが有害物
となり、その改善が必要であった。そこで本願は、この
ラジエーション性を法定基準値に即応したものを選択
し、ジルコニウムハフニウム酸化物、モナズ石の天然砿
物を使用し、又は、角えん石やジャスパーを使用する
が、この角えん石やジャスパー中には可溶性の同位元素
のカリやナトリウムを含有し、ジャスパーには凝灰石を
含有してバッテリー中の電解硫酸液に入れると溶解して
返ってその性能を害する結果を生ずるので、合成樹脂や
ガラス、セラミックスで包埋した活性砿石粉をバッテリ
ーの電解液中に添加する時は、非溶解となって安全であ
りトルマリンも樹脂中に包埋すると安全性となる。 そ
してこのラジエーション性は可溶性でなくなり、又、ラ
ジエーションによる安全性も得られるので、鉛極のバッ
テリーに於けるラジエーションの遮蔽効果も解体する時
の安全性に有害性が緩和される為に、その包埋の加工を
行う。このラジエーション性砿石の活性化物をバッテリ
ーの硫酸液中に投入する場合と、この包埋化によって始
めから隔膜に包埋したラジエーション性砿石を接着し
て、電解液のサルフェーション現象を防ぐ方法を行う。
又、過酸化鉛の巻物を鉛電極に篏挿固定する時に微量過
酸化鉛中に入れたを陽極として、陰極の場合もアモルフ
ァス鉛を陰極面に微量の包埋したラジエーション性砿石
粉を混合する方法等のテストを行う。

【課題を解決するための手段】蓄電池や電解隔膜に使用
する活性剤に角えん石を使用すると、角えん石中のカリ
ソーダーの同位元素は可溶性である為に硫酸や酸性液中
では溶解し、又、ジャスパー石粉も凝灰石を多く含んで
いるので溶解しやすいから、例えば、鉛バッテリー中で
は電解液の硫酸水の為に分解し、不純物が液中に入り性
能をかえって失う危険があり、これを防ぐには合成樹脂
液でこれら角えん石やジャスパー砿石粉を包着せしめた
不溶性のものにする必要がある。 又、燃料電池に於い
て隔膜の外側に酵素と他側に水素を吹き込む時には電解
液の燐酸液や苛性アルカリ液に於いてカーボン活性剤と
電位差発生器を併用する時は、水素はＨ^＋イオンとなり
酸素はＯＨ⁻イオンとなり始めてＨ_２Ｏに変化する時に
電子が飛び出す訳である。そして、電流が流れるが、各
水素や酸素ガスをイオン化するには触媒だけでは反応が
遅れがちとなる。しかるに、本活性剤のラジエーション
性包着ジルコニウム、ハフニウム酸化物やモナズ石や包
着した角えん石やジャスパーを電解質中に入れる時は、
このラジエーションによって電解質の水はＨ^＋イオンと
ＯＨ⁻イオンとが作動する前にイオン化してＨ^＋やＯＨ
⁻が液内に充満する。そして、この一部に６分子水や５
分子水、４分子水、３分子水等を形成して縮合水を作る
が、これらが出来る時には一部に電子の授受が行われる
が、電解液の燐酸や苛性アルカリが強くなると燐酸イオ
ンやアルカリイオンによって縮合が崩されて遊離したイ
オンが多くなる。そこに水素や酸素ガスが浸入すると元
々イオンが既に多く存在すると電流の流れは速やかに拡
大される。 陽極がシリコンマンガンニッケルの多孔質
とし、陰極をニッケルシリコン鉄とする時には触媒性が
高く、Ｈ^＋イオンもＯＨイオンを発生しやすくなる。特
に、この触媒に予め独立した乾電池もそれぞれに正負と
して、正を陽極に負を陰極に接合しておくと両者の間の
電位差は格段と大きくなるので、触媒に接触する酸素ガ
スや負極になる活性剤に接した水素ガスはイオン化を促
進して、電解液中の水との反応を促進するがこの場合、
乾電池は電位着だけであれば電流は余り影響はないから
この乾電池の寿命は比較的長く利用されて、その役目を
果たす事になる。 その間ラジエーション性物質は常に
水のイオン化を促進してＨ^＋イオンとＯＨ⁻イオンを増
大するから、水素ガスや酸素ガスは電解液の活性剤と接
するとイオン化されやすくなる。そして温度が２５℃以
下に低下しても燃料電池の電流の変化は少なくなる。
又、隔膜を作る時は予めジルコニウムハフニウム酸化物
粉、モナズ石粉、包着樹脂、角えん石やジャスパー石粉
を隔膜中に混合して多孔質隔膜を作ると、ラジエーショ
ン性によって水はイオン化されやすく隔膜中に金属イオ
ンの蓄積が多くなる事が制御される。これはカーボン繊
維フィルムを隔膜に積合するか隔膜中に予めカーボン粉
を混合すると電導性となる。これに乾電池を接続して各
メンブランの電位差を作っておくと、金属イオンでもガ
スイオンでも通りやすくなり消費電力は２分の１以下と
る。 特に隔膜数の多い食塩や海水の隔膜電解に於いて
は、電気抵抗値は少ない消費電力を低下する。 特に隔
膜をイオン交換膜に予め構成させてイオン分離を行う時
は、この陰陽のイオン交換樹脂をそれぞれの隔膜に使用
しても、ラジエーション性砿石粉を混合しておくと効果
は更に高くなる。

【作用】この鉛電池に樹脂包着のジルコニウムハフニウ
ム酸化物やガラス包着の角えん石を入れる時は、トルマ
リン同様に結晶にプラス極とマイナス極を自発的に生
じ、水分子を活性化しＨ^＋イオンとＯＨ⁻イオンを多く
作る。これらのイオン濃度が増大すると、鉛極のＳＯ_４
^−２イオンはＰｂイオンと反応がしにくくなり、陽極付
近にはＯＨ⁻イオンが陽極の周辺に集まりＳＯ_４イオン
とＰｂイオンの結合を抑制する。 特に、陰陽極間に電
位差を生じているのでＰｂ_Ｏ２極には更にＯＨ⁻イオン
はＯ⁻とＯ^＋となり、酸素イオンを増大しＨ^＋イオンは
陰極に隔膜を通じて移動する。又、陰極には水の分子化
によってＨ^＋イオンが陰極に集まり、陰極を還元するか
らバッテリー内では水分子のイオン化によって活性化さ
れ、電子もこの水の分子のイオン化によって電子が流れ
る。又、陽極付近のＰｂイオンはＯＨイオンの分解によ
って、一部にＨ_２ＳＯ_４を形成する。鉛蓄電池の電解液
中にこのジルコニウムハフニウム酸化物、モナズ石粉、
ジャスパー凝石粉の包着物を入れる時は、陽極過酸化鉛
電極の硫酸鉛化を防ぎ、又、硫酸濃度が低下してもその
電流密度は水のイオン化によって防がれるから、自動車
に使用するバッテリーが長時間放置される時に生ずる性
能低下は、この添加によって防がれる。 そして、電位
差が大きく電気回路の抵抗値が大であれば電極表面は常
に活性化し、サルフェート化を起こす事が予防される。
自家用車は会社の使用車とは異なり、長時間の放置が比
較的多くなるからよく性能の低下によってエンジンの始
動が出来無い事が起こる。又、過充電や過放電に起きる
鉛極の変形はその要因が色々あるが、隔膜を使用する時
ラジエーション性石粉を接合剤で接着する時は、サルフ
ェーションを防ぐ事ができる。前記変極には対処出来な
いが電解液濃度を変えて温度上昇を防ぐ事ができるが、
過充電操作を充分注意して電流値を過度にならない様に
注意する。。次に燃料電池に於いて隔膜に添加した多孔
質の隔膜を作るが、隔膜と隔膜との間に充填する事によ
って水のイオン化を促進し両側から圧入する酸素ガスや
水素ガスのイオン化を促進るする効果がある。 そし
て、始動が速やかとなり特に自動車の電源として使用す
る時にその効果が現われる。又、導電性カーボンフィル
ムを逆浸透膜と積合し、導電カーボン多孔フィルムに導
線で電位差発生器を接続する時は、更にイオン化を促進
輸率を高めるから、電解効率を更に高める事が出来、そ
の始動性は約３０％増大する。又、イオン交換膜を使用
する電解透析では、このラジエーションと電位着を作る
と電力消費量が３０％低下し生産性の向上となる。

【本発明の実施例】以下図面に示す如く、実施例により
本発明を詳細に説明すると次の如くである。

【図１】はステック（１）に入れた６０〜６８％のジル
コニウムハフニウム酸化物とモナズ石の合成樹脂で表面
を包着した粒（２）を示した正面図である。

【図２】はステック（１）に入れた６０〜６８％のジル
コニウムハフニウム酸化物とモナズ石の合成樹脂で表面
を包着した粒（２）のＡ−Ｂ切断側面図を示す。

【図３】は包着活性剤粒の入った容器の側面図を示し、
硅酸塩ガラスを熔融して冷却したものを粉砕し、又は産
廃物のガラス瓶屑を粉砕したものに角えん石やジャスパ
ー石粉を１：１の割合で混合してルツボに入れ、１２０
０℃で加熱融解したものを冷却して粉砕したフリット
（６）を皿（５）に入れた図を示す。

【図４】は活性剤の包着物の切断側面図を示し、角えん
石粉及びジャスパー粒をガラス粒と混合して焼結し、ガ
ラス部（８）をガラス膜（６’）で包着せしめたもので
ある。

【図５】は活性剤の包着物の切断側面図を示し、ポリエ
ステルオリフィン系合成樹脂で包着したゲルマニウムハ
フニウム酸化物、モナズ石粉粒（９）を固化せしめた粒
子（１０）の表面を合成樹脂膜で包着（１１）した。

【図６】は自動車バッテリー函の切断側面図を示し、陽
極（１２）（１２’）（１２”）（１２’”）を函（１
５）に直立せしめ、ガラス繊維マツトの樹脂接着の隔膜
（１４）（１４’）（１４”）（１４’”）を外側に沿
うて着せしめ、陰極（１３）（１３’）（１３”）（１
３’”）をこれに並行して林立せしめる。そして、硫酸
濃度は常法によって作り、函（１５）の上面の導入口
（１６’）よりこの硫酸液（１６）を注入して９０％近
くに満杯とする。そして、この導入口（１６’）のキャ
ップ（１７）で開閉する。

【図１】のステックに入ったゲルマニウムハフニウム酸
化物（ＺｒＨｆ）Ｏ_２とモナズ石を１０：１としたもの
を合成樹脂ポリエステルで包着固化せしめた粉粒（２）
を導入口より導入して函（１５）の底面に沈積し、放置
するか振動を与えて分散せしめると硫酸水電解液はこの
活性化物によって硫酸水は活性化されて、Ｈ イオンと
ＯＨ イオンとが常に遊離し、各電極の過酸化鉛を硫酸
化するのを防ぐ。 そして、気温が低下すると硫酸水中
の水は縮合化されやすいのをＨ とＯＨ 各イオンの増
大によって自動車バッテリーのエンジン始動を低温に於
いてもスムースになる様に行動する。しかし、この粉末
をバッテリー函に予め投入を簡素化するには、隔膜（１
４）（１４’）（１４”）（１４’”）の表面にこの活
性化物を樹脂で接合しておくと、ラジエション性によっ
て硫酸水電解液中の水分子のＨ^＋イオンやＯＨ⁻イオン
化を促進して水の活性化が計られる。

【図７】

【図８】は拡大鉛陰極（１３Ａ）（１３’Ａ）と陽極過
酸化鉛（１２Ａ）（１２’Ａ）とを直立に固定したもの
を示す、電極の拡大側面図である。（１４Ａ）（１４
Ａ’）はガラス繊維マット隔膜を示し、木製板隔膜も同
様に利用され、多孔膜からなりこの隔膜（１５Ａ）（１
５’Ａ）の表面に活性化樹脂塗料が吹付けられて乾燥し
た表面から構成される。

【図９】は拡大鉛陰極（１４Ｂ）（１４’Ｂ）と陽極過
酸化鉛（１２Ｂ）（１２’Ｂ）とを直立に固定したもの
を示す、電極の拡大側面図である。隔膜（１４Ｂ）（１
４’Ｂ）は波状隔膜を以って陽極（１２Ｂ）を挟着した
ものを示していて、電位差だけを示す乾電池（Ｋ）を陰
陽間に電線（１６Ｂ）（１６’Ｂ）を以って接続すると
陰陽極には常に電位のみが負荷されているとＨ とＯＨ
イオンが各電極面に集着するのでサルフェーション現
象は起こさない。又、活性化物を予め塗着しておくとＨ
^＋イオンとＯＨ⁻イオンとが常に増えているので、更に
複合効果が発揮出来る。この活性化ジルコニウムハフニ
ウム酸化物、モナズ石は中国で多量に産出し海岸砂中に
存在するので、比重選砿のシガーで濃縮しテーブル選砿
で純度を高めてタングステン酸化物、モナズ石粉を分離
し、６０〜６８％のジルコニウムハフニウム酸化物とモ
ナズ石とをタングステン酸化物やチタン酸イルミナイト
や鉄分、その他から分離し、磁選によって鉄分を除去し
て精製したものが活性化原料として使用される。角えん
石は岐阜県産の天然砿石で、同位元素のカリウム、ナト
リウムと酸化鉛からなるが、これをバッテリー硫酸水電
解液中に直接投入すると溶解して硫酸鉛と硫酸カリウ
ム、硫酸ナトリウムを形成し電解液への溶解度が増大す
るとバッテリーの性能を低下せしめ、電極の寿命を短く
するから耐久性の樹脂やガラスと融着せしめたものが使
用される。このラジエーション性活性化砿石粉は原子力
発電に於いて出来る原子力廃棄物の有効利用として、ガ
ラス化したものが使用しえるから原子力廃棄物の有効利
用として注目される。特に、角えん石との組合せやジル
コニウムハフニウム酸化物との組合せは放射性を軽減す
るに役立ち、硅酸ソーダとカーボン粉との混合物の焼成
物は放射能の軽減に役立ちその有効利用を促進するが、
使用量は増量して使用すればよい結果を得る。又、この
ジルコニウムハフニウム酸化物、モナズ石を塗布したイ
オン交換膜を海水淡水化に利用するとイオン交換膜の電
位抵抗がより少なくなり、電圧を低下せしめる事が出来
る。アルミ乾電池の電解液に角えん石粉を入れたものは
電解液の電池内内部抵抗を低下せしめる効果がある。
そして、その隔膜に塗着すると水素ガスの発生がより増
大する。

【図１０】は燃料電池の活性剤と電位差発生器の側面図
を示し、左側陰極は（１ｃ）を示し、右側は（２ｃ）を
示し、中間は苛性カリ電解液（３ｃ）を示す。そして、
陰陽電極は陽極をシリコンマンガンニツケルを焼結電極
とし陰極をニッケルシリコン又はフエロシリコン電極の
焼結体から成立ち、粉末治金方式で表面融着によって重
圧プレスで（５００ｔｏｎ／ｃｍ^２）圧着して多孔質電
極を作る。 この燃料電池は陰極に於いて外部から供給
された水素ガスが電極内の細孔を通って反応帯域近くに
達する時に、電極に添加した触媒に吸着されて活性水素
原子となる。 そして、その水素原子は反応点まで移動
して来て触媒の存在下で同一電極の反応側の細孔を通じ
て達した水素イオンを反応して水となり、その際１個の
電子を電極に送る。 精製した水の一部は液体となって
電解液中に移行し、残りは水蒸気となって電極の細孔を
通して外部へ揮散する。

【図１１】は燃料電池の拡大側面図を示し、電極、燃
料、電解液の三相の接する細孔内の状況を模形的に示し
たもので、Ｈ_２＋２ＯＨ⁻→２Ｈ_２Ｏ＋２ｅとなる。−
陰極で取り出された電子は外部の回路を通って有効な仕
事をした後、反対側の陽極（酸素電極）に到達するこの
陽極では外部から供給された酸素分子は、同様に電極の
細孔を通って反応点近くにある触媒に吸着され酸素分子
内の結合が強いので、水素の時の様に原子とならないの
でそのまま触媒の存在のもとで電極から２個の電子を受
取り、電解液から水に反応して過酸化水素イオンと水酸
化イオンを生成する。 即ち、Ｏ_２＋Ｈ_２Ｏ→Ｏ_２Ｈ⁻
＋ＯＨそこで生成した過酸化水素イオンが反応面に蓄積
すると酸素電極の電位が低下するので、適当な触媒があ
ると速やかに分解して水酸化イオンと酸素に反応する。
即ち、Ｏ_２Ｈ⁻→ＯＨ⁻＋１／２Ｏ_２ この酸素は再び
電極反応に利用され、生成水酸化イオンは陰極で消費さ
れた電解液中の水酸化イオンを補充することになる。従
って陽極反応をまとめると１／２Ｏ_２＋Ｈ_２Ｏ＋２Ｏ→
２ＯＨとなる。この陽極で生成したＯＨ⁻イオンは電解
液中を移動して陰極に達し、全体の回路を形成しＨ_２＋
１／２Ｏ_２→Ｈ_２Ｏの電池全体の反応を示す。即ち、水
素と酸素とから水を作る反応となる。従って、電池自身
は全く変化を受けずに水が生成する事になる。しかる
に、この多孔質電極にラジエーション性ジルコニウムハ
フニウム酸化物、モナズ石の活性剤を焼結多孔質に樹脂
混合液を浸透して乾燥せしめたものを付加せしめる時
は、よりイオン化が促進され反応が増大する。

【図１１】に於いて、補助電極（Ｓ）（Ｓ’）を電解液
の下部電極に架設して電圧を負荷し、電流が殆ど微量な
廃電池を電源として架設すると、その電極（Ｓ）
（Ｓ’）の付近にはＨ^＋イオン群とＯＨ⁻イオン群が発
生し、陰極にはＨイオンと陽極にはＯＨイオン群が集ま
り、Ｏ_２＋Ｈ_２Ｏ＋２ｅ→２Ｏ→Ｈ_３＋１／２Ｏ_２→Ｈ
_２Ｏの反応が促進される。

【図１２】は隔膜電解器の側面図を示し、海水を（１
Ｆ）のパイプから電解槽（２Ｆ）に導入して電解膜（３
Ｆ）（３’Ｆ）（３’”Ｆ）（４Ｆ）（４’Ｆ）（４”
Ｆ）（４’”Ｆ）を一定間隔に林立せしめ、陽極（６
Ｆ）と陰極（５Ｆ）を両側室に篏挿し電解電力（Ｋ）を
印加すると、海水は中央のパイプ（７Ｆ）を通じて電解
脱塩された淡水がポンプ（８Ｆ）によって貯水缶（９
Ｆ）に貯溜される。 これをパイプ（１０Ｆ）によって
流出して飲料や食品、水洗用等に使用されるが、電解膜
は１００枚〜２００枚が使用される。

【図１３】は逆浸膜とカーボン活性剤膜の積合膜の拡大
正面図を示し、（１Ｑ）は活性剤粒（２Ｑ）を多数個分
散せしめたカーボン多孔膜（３Ｑ）を作り、電気抵抗値
と１００〜１５０Ω／ｃｍとする。 この膜に多孔質ビ
ニール逆浸透膜（４Ｑ）を接合し、積合膜（Ａ）を作
る。 多孔質膜（３Ｑ）は導電性であるから古電池（１
００Ｖ）の電流の流れないものや電荷発生器に導線（５
Ｑ）に接合し、一定間を置いた別の同様の活性剤（２’
Ｑ）を分散してカーボン多孔フィルム（１’Ｑ）を多孔
質逆浸透ビニール膜を積合膜（Ａ’）として導線（５’
Ｑ）を接合して古電池に接続し、カーボン活性剤多孔膜
間に電位差を生じせしめる。

【図１４】は水電解槽の側面図を示し、

【図１３】の積合膜（Ａ）と積合膜（Ａ’）を電解槽
（Ｂ）中に電解水や排水を入れて各膜（Ａ）（Ａ’）を
浸漬し陰電極（７Ｑ）と陽極（７’Ｑ）を垂直に固定
し、電源（ＫＱ）により導線（８Ｑ）（８’Ｑ）を接続
して、電極に導線を接続して電力を印加すると中央の水
中の各成分はイオン化して陰極室（７ＱＡ）（７’Ｑ
Ａ）と陽極室（７’ＱＡ）に別に入れてイオンが逆浸透
膜を通じて移動して入る。 その時は、カーボン導電膜
（１Ｑ）と活性剤（２Ｑ）により（＋）に荷電された膜
を通過するので正イオンは通過しやすくなり、イオン化
されないものもこの膜により更にイオン化を充分に行
う。 そして、陰陽極に接触して放電するから副生物の
発生は少なく、イオンが通りやすいからイオンの輸率は
高められる。この様な積合膜使用では、古い電池（Ｋ’
Ｑ）を積合膜（Ａ）（Ａ’）に電位差を予め与える時は
電気抵抗は軽減され、従来の逆浸透膜数を軽減する事が
出来る。 海水の脱塩に於いて逆浸膜を１００枚使用し
ている場合は５０枚で充分その分離役目を達し、膜抵抗
はより少なくなる。又、活性化剤としてジルコニウムハ
フニウム（ＺｒＨｆ）Ｏ_２にモナズ石を加えたものや、
角えん石粉やジャスパーをプラスチックスやガラス包着
融着によって作った活性化剤を粒状としてカーボン極膜
（３Ｑ）（３’Ｑ）に使用すると、活性化剤（２Ｑ）
（２’Ｑ）の作用によって水分子をイオン化する作用が
あり、イオンの移動が容易となる。そして、この膜
（Ａ）（Ａ’）の平列下に電位差を与える事を併立せし
める時は、イオン交換率は２倍に増大する。そして、脱
塩中に起こる海水分解に於ける副生のＨｃｌＯの生成は
抑制される特徴がある。この古電池は使用してた１００
ボルトの廃電池の使用も可能になる。これは、電流は微
量流れ０．００１アンペアー以下であっても有効利用さ
れ、廃電池の再利用にも役立つ。この活性化剤の配合例
を示すと次の如くである。

【例１】 ジルコニウムハフニウム酸化物石粉６８％ ５０部 モナズ石粉 １０部 ポリエステル樹脂 ３０部 硬化剤 １０部

【例２】 角えん石粉 ５０部 ガラス粉 ５０部

【例３】 ジャスパー粉 ４５部 ガラス粉 ４５部 アルミナ粉 １０部

【例１】は、ポリエステル樹脂にジルコニウムハフニウ
ム、モナズ石粉を入れて分散し、硬化樹脂を添加して硬
化せしめた粉末を使用する。

【例２】

【例３】は、混合機で混合したものを焼成炉に入れて１
８００℃で加熱融解して作るが、焼結法によって１２０
０℃で加熱した粒粉をプレス金型に入れて圧縮してペレ
ット化し、これをガラス融解液中に入れて表面をガラス
膜で二重に包着せしめる。 原子力の灰の場合は、鉛ガ
ラスや硼酸鉛ガラスやバナジウムガラスを使用する。こ
の活性化剤は、ラジエーション性被害を弱める為にガラ
スや合成樹脂を以って包着すると、バッテリーに入れて
も溶解性がなく弱いラジエーション性でイオン化反応を
充分に行う事ができ、特に、角えん石粉やジャスパーの
様に同位元素のカリやソーダーや凝灰石が溶解する事な
く、電解液のイオン化を促進する効果があり、公知のト
ルマリンの１５ｇ〜４０ｇの粉末をバッテリーに添加す
る割合を１５ｇ〜４０ｇの同等で作用性を高め、ラジエ
ーションは４マイクロキュリー内で抑える事が出来る。
原子力灰の有効利用も鉛ガラス８０％原子灰３％その他
１７％の割合で融解したものを冷却してフリット化せし
めたものを使用すればよい。

【図１５】は、６８日間自動車バッテリーを放置した時
の放電の特性である。（Ａ）は本発明の活性剤を電位差
発生器を併用したもの。（Ｂ）は活性剤のみを使用した
場合。（Ｃ）は公知のバッテリーである。 これは、ＩＴＧ４容量（Ａｈ）１５０規格 容量１４４
１０時間率（Ａｈ） １４４ガラスウール高さ３００±３ｍ／ｍ 巾２１５±
３ｍ／ｍ 長さ２００±３ｍ／ｍ厚み（側屋の中央部）５２ｍ／ｍ
±（底部の四隅） ２５ｍ／ｍ以上重量３５ｋｇ 電解溶液８．５ｌ １／
３ ３ＴＧ４ ４８Ａｈ ４８Ａｈ ２００±３ｍ／ｍ １３５±３ｍ／ｍ長さ１
４０ｍ／ｍ 厚さ４２ｍ／ｍ以上 ３ｍ／ｍ以上 重量１０ｋｇ 電
解液３ｌで

【図１】のステック入り活性剤は３０ｇＩＴＧ４では５
０ｇのジルコニウムハフニウム酸化剤、モナズ石粉をポ
リエステル包着加工したものを投入する。

【図１５】に示す如く、活性剤電位差発生器の併用曲線
（Ａ）は６８日目でもサルフェーション性がない。 次
に曲線（Ｂ）、次に公知の（Ｃ）の順となっている。
過充電では電極が変形するに至るが電位差発生器では電
圧は負荷するが、電流は殆ど流れない古電池を使用する
からいつまで負荷しても過充電とはならないばかりでな
く、サルフェーションを起こさない。又、活性剤のみの
場合に（Ｂ）に示す如く比較的よい結果を示して、従来
のバッテリー（Ｃ）の如くサルフェーションを生じる事
がない。

【本発明の効果】この発明はバッテリーの再生化に活性
化剤を古電池や電位差発生器を併用した結果は、過充電
放電を行わない限りバッテリーの寿命を２倍にし、燃料
電池に於いてはイオン化を増大するので燃費効率を３０
％も増大する。そして、本法を使用すると電解隔膜に使
用する事によって隔膜数を軽減し、電気抵抗を軽減する
ので電気消費が３０％節減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 活性剤を入れたステックの正面図

【図２】 活性剤を入れたステックのＡ−Ｂ切断側面
図

【図３】 包着活性剤粒の入った容器の側面図

【図４】 活性剤の包着物の切断拡大側面図

【図５】 活性剤の包着物の切断側面図

【図６】 自動車バテリーリ函の切断側面図

【図７】 電極の拡大側面図

【図８】 電極の拡大側面図

【図９】 電極の拡大側面図

【図１０】 燃料電池の活性剤と電位差発生器の側面図

【図１１】 燃料電池の拡大側面図

【図１２】 隔膜電解器の側面図

【図１３】 逆浸透膜とカーボン活性剤膜の積合膜の拡
大正面図

【図１４】 隔膜電解器の側面図

【図１５】 活性剤と電位差発生器を併用した特性

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ジルコニウムハフニウム酸化物、モナズ石、角えん石、
   強電磁粉を蓄電池や燃料電池や電解隔膜に於ける活性剤
   として、合成樹脂膜を包着せしめたものを蓄電池の液内
   に添加し、又は、燃料電池内に添加し又は隔膜に塗着せ
   しめ、又は電解隔膜に塗着又は導入して器内の水分子の
   分解活性を促進し、必要に応じて電位差発生器を併用し
   積合隔膜を形成せしめる事を特徴とした蓄電池、燃料電
   池、隔膜電解器。