JP2002336654A - 放電電極および光触媒反応装置 - Google Patents
放電電極および光触媒反応装置Info
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Abstract
電電極と、その放電電極からの放電光と光触媒との関係
を利用して効率的に、かつ長期間に渡って安定して有害
物質を除去する。 【解決手段】 放電電極は立体形状の電極であって、導
電性の箔でハニカム状に形成された電極本体3であり、
正面および背面から見た形状がハニカム状であり、正面
から背面方向へ有害物質を含む気体が通過できるように
なっており、電極の側面は導電性外枠4で覆われてお
り、電極の正面から背面方向に所定の奥行き幅を有す
る。また光触媒反応装置は、三次元網目構造のセラミッ
ク基体に光触媒を担持した少なくとも1個の光触媒モジ
ュール6と、該光触媒モジュール6を挟持する一対の電
極のうち少なくとも一方が導電性外枠4とハニカム状の
電極本体3から構成されるハニカム電極5とを有する単
位構造体2を少なくとも1組備える。
Description
的に放電する立体形状の放電電極と、その電極からの放
電光(紫外線)と光触媒との関係を利用して、効率的
に、かつ安定して物質を除去することのできる光触媒反
応装置に関する。
等の有害物質、汚水中の有害物質等による環境汚染が社
会問題となっているのは周知の事実であり、これらの有
害物質を効果的に取り除く手法の研究・開発が盛んに行
われている。また近年では冷蔵庫内の腐敗ガスであるエ
チレンガス、シックハウス症候群の原因と言われるホル
ムアルデヒド、トルエン、キシレン、パラジクロロベン
ゼン、室内や車内のたばこ臭等、密閉された空間内の有
害物質対策が問題となっている。
一例として、放電を用いた放電処理装置によるものや、
光触媒を用いた光触媒反応装置によるものが知られてい
る。
している。
すように筐体102内に収納され、酸化チタンを担持す
る光触媒103と、この光触媒を挟んで対向配置された
一対の薄膜状の電極104と、電極104に高電圧を印
加させる高圧電源部105とを備え、電極104に印加
された高電圧によって両電極104間に放電を発生さ
せ、この放電によって発生した紫外線によって光触媒1
03(酸化チタンTiO2)を活性化させ、ガス中に含まれ
る有害物質を取り除く。このとき、電極104の放電によ
り発生した紫外線によって活性化した光触媒103はヒ
ドロキシラジカル(・OH)とスーパーオキサイドアニオ
ン(・O2 −)を生成するが、そのうちのヒドロキシラジ
カルは強い酸化力があり、各物質の分子結合を分断する
ことができる。このヒドロキシラジカルの酸化力を利用
し、有害物質を化学反応により除去する。
電極の放電光を利用した光触媒反応装置には以下のよう
な問題があった。
あるために、有害物質のうち腐食性ガス、例えば硫化水
素,亜硫酸,亜硝酸,塩素,アンモニア等の物質に対し
ては、電極が腐食されてしまい、耐久性に乏しかった。
その腐食された部分では放電が行われなくなってしま
い、電極全体で均一な放電光を発生させることができな
くなっていた。腐食された部分が広がれば導通が遮断さ
れてしまう部分が発生し、電極のある一部では光触媒を
活性化させる程度の放電光を照射することができたが、
他の部分では光触媒を活性化させるほどの放電光を照射
することができないといったような“ムラ”を生じ、期
待するような触媒効果を得ることができなかった。
に、設置に関して不安定さがあった。触媒効果を効率的
に得るためには、両電極104を平行状態に保つことが
必要であるが、取り付け方法や流入する有害物質の状態、
例えば流速が非常に早い場合や塵や埃等を多く含む場合
には、設置場所のずれや電極の変形や破損等が起き、放
電光を光触媒に安定して照射できない場合があった。
で、効果的、かつ安定的に放電する立体形状の放電電極
と、その放電電極からの放電光と光触媒との関係を利用
して効率的に、かつ安定して有害物質を除去することの
できる光触媒反応装置を提供することを目的としてい
る。
めに本願発明は、請求項1では、放電電極は立体形状の
電極であって、導電性の箔によって正面および背面形状
がハニカム状、格子状、または網目状に形成され、かつ
正面から背面方向に所定の奥行き幅を有する電極本体
と、前記電極本体の側面を覆う導電性の外枠とから構成
されることを特徴としている。
において、前記電極本体を形成する箔の配置間隔(セル
サイズ)が5mm以上であり、箔厚が1mm以下、望ま
しくは0.1から0.2mmであることを特徴としてい
る。
よびガス浄化を行う装置において、光触媒を三次元網目
構造のセラミック基体に担持した少なくとも1つの光触
媒モジュールと、該光触媒モジュールを挟持する一対の
電極のうち、少なくとも一方が請求項1に記載の放電電
極である放電電極部とから構成されることを特徴として
いる。
応装置において、光触媒モジュールの厚さは、光触媒の
活性化に必要な10−6W/cm2以上の発光強度をも
つ放電光が、光触媒全体に渡って到達する距離以下であ
ることを特徴としている。
応装置において、前記光触媒モジュールと前記放電電極
部とからなる単位構造体を複数個積層してなることを特
徴としている。
記載の光触媒反応装置において、オゾン分解触媒部を具
備していることを特徴としている。
載の光触媒反応装置において、送風機を具備しているこ
とを特徴としている。
載の光触媒反応装置において、気体流入部に除塵用のフ
ィルターを具備していることを特徴としている。
記載の光触媒反応装置において、10kHz以上の高周
波交流電源を間欠動作させる高圧電源部を具備している
ことを特徴としている。
ついて、図1から図7に基づき説明する。
基づき本願発明の光触媒反応装置の最小構成単位につい
て説明する。図2は図1の光触媒反応装置の模式図であ
る。
光触媒反応装置1A)は、単位構造体2とそれを収納す
る筐体7とから構成されている。筐体7は筒状の構造を
しており、有害物質を含む気体が通過できるように流入
口と排出口を有している。単位構造体2は一対のハニカ
ム電極5とそれらに挟持される光触媒モジュール6とか
ら構成され、一対のハニカム電極5は図示しない高圧電
源部(図2中、高圧電源部8)に接続されている。
て、導電性の箔でハニカム状に形成され、正面および背
面から見た形状がハニカム状になっている電極本体3と
導電性外枠4とから構成され、正面から奥行き方向にか
けてハニカム状に貫通しており、有害物質を含む気体が
通過できるようになっている。電極本体3の側面は導電
性外枠4で覆われており、電極の正面から背面方向に所
定の奥行き幅を有している。
部8から供給される電力によって放電を行う。このハニ
カム電極5を構成する電極本体3と導電性外枠4には、
硫化水素等の腐食性ガスに対して耐性のあるステンレス
が用いられる。
5nmの波長を持つ紫外線は大気中の酸素からオゾンを
生成してしまう。オゾンは脱臭、脱色、殺菌、減菌作用
を持ち、硫化水素やアンモニアのような有害物質を分解
除去することもできるが、同時にその強い酸化力のため
に電極の金属も酸化してしまう。
化水素,亜硫酸,亜硝酸,塩素,アンモニア等の物質に
よっても、電極は腐食されてしまうので、電極に用いら
れる金属には、耐食性のあるものや耐食性のコーティン
グ処理を施したものが選定される必要がある。
質には、ステンレスの他にもアルミニウム、銅等の金属
にコーティング処理を施したものや、ハステロイ、白
金、金等の耐食性の強い金属(合金)が上げられる。
イズが5mm以上であり、箔厚が1mm以下、望ましく
は0.1から0.2mmであることが必要とされる(そ
の理由については後述)。
ール6は、三次元網目構造のセラミック基体であり、基
体表面に光触媒作用をもつ半導体TiO2の微粒子を担持し
ている。また光触媒モジュール6の厚さは15mm以下
であることが必要とされる(その理由については後
述)。
ものが上げられる。光触媒作用をもつ代表的な半導体は
酸化チタンTiO2(anatase型,rutile型,brookite型)で
あるが、その他にもSrTiO3,ZnO,BaTiO3,V2O5,SnO2等の
金属酸化物半導体や、Si,GaAs,CdS,ZnS等の単体半導体
や化合物半導体が上げられる。
部8は設置環境によって様々な種類が考えられる。直流
電源、Duty比0.5以下の短パルスを出力するパルス電
源、周波数10kHz以上の交流電源等が上げられる。
また各種類の高圧電源に波高値の50〜90%に相当す
る直流バイアスを重畳したり、間欠動作したりする機能
を付加してもよい。
を用いた場合、電源部構成が単純で済み装置コストを低
く抑えることができる。また直流放電の場合、放電に伴
う動作音が極めて小さく、静寂な動作が要求される場合
では好ましい。
比べ大きなエネルギー投入を容易に行うことができ、装
置の小型化が可能である。電源部構成が単純で済み装置
コストを低く抑えることもできる。また直流放電に比べ
投入エネルギーを大きくすることが容易であり、低価
格、中規模の装置を構成する場合では好ましい。
源を用いた場合、動作周波数の増加に伴い、投入エネル
ギーを増大することが可能であり、大きなエネルギー投
入ができる。大容量の脱臭処理や高濃度の対象に対応す
る場合は有効な手法となる。
ス電源などを単独で用いる場合に比べパルス電圧を低減
することができ、電源装置を小型化することができる。
また、放電発生の元となる偶存電子の個数が安定するた
め、スパーク移行電圧のばらつきが少なくなり、安定動
作が確保できる。
パルス電源あるいは交流電源を用いた場合、1パルスあ
たり、あるいは1周期あたりの放電入力エネルギーはガ
ス組成、電極形状、電極間隔などの放電部パラメータに
より一意的に定まってしまう。
ネルギーがE[J]で、繰返し周期がr[pps]または
[Hz]ならば、投入電力はE×r[W]で定義されるが、
これを繰り返し数または周期によらず一定にするため、
間欠動作を行う。
度)は、必要となる投入電力をP、1パルス(周期)あた
りの投入エネルギーがE、繰り返し数がFなら、変調度
は、 P/(E×F) で示される。
エネルギーが50[mJ]、繰り返し数が20[kHz]な
ら、変調度は、
るようなモードが必要になる。
動作」に限定されるものではなく、例えば「2秒に1度
20ミリ秒動作」や「1秒に2度5ミリ秒動作」等でも
よい。
放電部パラメータによりほぼ一意的に決まるため、間欠
動作を行うことにより、電圧を変化させることなく連続
動作の場合よりも低電力で動作させることができる。
源部8からハニカム電極5に高電圧が印加されると、ハ
ニカム電極5は放電を開始し、この放電により発生した
放電光(紫外線)は光触媒モジュール6に均一に照射さ
れ、光触媒を活性化させる。この活性化した光触媒は化
学的に反応性に富んだヒドロキシラジカル(・OH)を生
成し、さらに放電光によってオゾンが生成される。これ
ら活性化学種のヒドロキシラジカル、オゾンと化学反応
することによって単位構造体2に流入する有害物質は分
解除去される。
は導電性外枠4で覆われることにより、また奥行き幅を
持つことで従来の薄膜電極より耐食性が向上するため、
電極全面に安定した均一の放電光を長期にわたり得るこ
とができるという効果を奏する。
め、電極間の距離を長期にわたり一定に保つことができ
るので、放電光を均一に、かつ効果的に光触媒モジュー
ル6に照射することができ、従来の薄膜電極より高い物
質分解性能を効率的に、かつ長期間安定して得ることが
できるという効果を奏する。
触媒モジュール6で処理できなかった有害物質と化学反
応することによって分解除去される。このオゾンの酸化
力によって光触媒反応装置の分解効率が促進されるとい
う効果を奏する。
が極性をもつ場合、有害物質の流入方向はその電極の正
極側、負極側のどちらからでもよく、同じ効果が得られ
る。
示された単位構造体2を複数積層したものである。
構造体2とそれらを収納する筐体7と高圧電源部8とか
ら構成されている。単位構造体2は一対のハニカム電極
5とそれらに挟持される光触媒モジュール6とから構成
され、ハニカム電極5はそれぞれ高圧電源部8に接続さ
れている。
ることによって隣接する電極を、各単位構造体2間で共
有する状態となっている。電極を交互に配置することに
よって電極両面が発光することになり、効果的に放電光
を得ることができる。
極に用いられる材質、光触媒モジュール6の構造および
モジュールに用いられる半導体微粒子の材質、および高
圧電源部8は、第1の実施形態と同様であるので説明は
省略する。
らハニカム電極5に高電圧が印加されると、ハニカム電
極5は放電を開始し、この放電により発生した放電光
(紫外線)は光触媒モジュール6に均一に照射され、光
触媒を活性化させる。この活性化した光触媒は化学的に
反応性に富んだヒドロキシラジカル(・OH)を生成し、
さらに放電光によってオゾンが生成される。これら活性
化学種のヒドロキシラジカル、オゾンと化学反応するこ
とによって単位構造体2に流入する有害物質は分解除去
される。
第1の実施形態と同様の耐食性、および機械的精度、強
度を持つことで同様の効果を得るとともに、4つの単位
構造体を積層することにより、第1の実施形態と比較し
て4倍の物質分解性能を得ることができるという効果を
奏する。
た分、放電によって発生したオゾンも多くなるため、第
1の実施形態と比較してオゾンの酸化力による有害物質
の分解効率もさらに促進されるという効果を奏する。
光触媒反応装置1(1A)にオゾン分解触媒9を付加し
たものである。
2とオゾン分解触媒9とを収納した筐体7と高圧電源部
8とから構成されている。
れらに挟持される光触媒モジュール6とから構成され、
一対のハニカム電極5は高圧電源部8に接続されてい
る。またオゾン分解触媒9は単位構造体2より、気体の
流入方向に対して下流側に配置される。
極に用いられる材質、光触媒モジュール6の構造および
モジュールに用いられる半導体微粒子の材質、および高
圧電源部8は、第1の実施形態と同様であるので説明は
省略する。
て、放電光によって発生したオゾンはその酸化力で有害
物質を分解除去するが、有害物質と反応しなかったオゾ
ンは、そのまま放出されてしまう。しかし、オゾンは通
常大気中にそのまま放出すると人体にとって有害なた
め、場合によっては分解しなければならない。オゾン分
解触媒9はそうした未反応のオゾンを無害な酸素に分解
処理する。
状況によって様々なものが考えられるが、代表的なもの
として、活性炭吸着分解法、加熱分解法、接触分解法、
水洗法、薬液洗浄法(アルカリ洗浄法)、薬液還元法等
が上げられる。
らハニカム電極5に高電圧が印加されると、ハニカム電
極5は放電を開始し、この放電により発生した放電光
(紫外線)は光触媒モジュール6に均一に照射され、光
触媒を活性化させる。この活性化した光触媒は化学的に
反応性に富んだヒドロキシラジカル(・OH)を生成し、
さらに放電光によってオゾンが生成される。これら活性
化学種のヒドロキシラジカル、オゾンと化学反応するこ
とによって単位構造体2に流入する有害物質は分解除去
される。またオゾン分解触媒9で未反応のオゾンは無害
な酸素に分解処理される。
と同様の物質分解性能を得ることができる。さらにオゾ
ン分解触媒9で有害物質と反応しなかったオゾンを分解
処理することにより、大気中に人体に有害なオゾンを放
出しないようにすることができるという効果を奏する。
最下流部に1つ設置したが、排オゾンを効率的に除去で
きるものであれば、特に配置位置および数を限定するも
のではない。
応装置1Bにオゾン分解触媒9を付加したものである。
構造体2とオゾン分解触媒9とを収納した筐体7と高圧
電源部8とから構成されている。単位構造体2は一対の
ハニカム電極5とそれらに挟持される光触媒モジュール
6とから構成され、ハニカム電極5はそれぞれ高圧電源
部8に接続されている。またオゾン分解触媒9は単位構
造体2より、気体の流入方向に対して下流側に配置され
る。
の構成、構造および電極に用いられる材質、光触媒モジ
ュール6の構造およびモジュールに用いられる半導体微
粒子の材質、および高圧電源部8は、第2の実施形態と
同様であるので説明は省略する。
らハニカム電極5に高電圧が印加されると、ハニカム電
極5は放電を開始し、この放電により発生した放電光
(紫外線)は光触媒モジュール6に均一に照射され、光
触媒を活性化させる。この活性化した光触媒は化学的に
反応性に富んだヒドロキシラジカル(・OH)を生成し、
さらに放電光によってオゾンが生成される。これら活性
化学種のヒドロキシラジカル、オゾンと化学反応するこ
とによって単位構造体2に流入する有害物質は分解除去
される。またオゾン分解触媒9で未反応のオゾンは無害
な酸素に分解処理される。
と同様の物質分解性能を得ることができる。さらにオゾ
ン分解触媒9で有害物質と反応しなかったオゾンを分解
処理することにより、大気中に人体に有害なオゾンを放
出しないようにすることができるという効果を奏する。
最下流部に1つ設置したが、排オゾンを効率的に除去で
きるものであれば、特に配置位置および数を限定するも
のではない。
光触媒反応装置1(1A)に送風機10を付加したもの
である。
2と送風機10と、それらを収納する筐体7と高圧電源
部8とから構成されている。単位構造体2は一対のハニ
カム電極5とそれらに挟持される光触媒モジュール6と
から構成され、一対のハニカム電極5は高圧電源部8に
接続されている。
れらに挟持される光触媒モジュール6とから構成され、
一対のハニカム電極5は高圧電源部8に接続されてい
る。また送風機10は気体流入部に設置されている。
極に用いられる材質、光触媒モジュール6の構造および
モジュールに用いられる半導体微粒子の材質、および高
圧電源部8は、第1の実施形態と同様であるので説明は
省略する。
遅い場合や、気流の強制循環を必要とする場合に使用さ
れる。自然対流によって気体の循環を行っている場合
は、状況によっては対流が止まる場合が考えられる。そ
の際、送風機10を使用することで強制的に対流を起
し、ある程度の流速を確保する。
上げられるが、特に装置の出入り口に限定するものでは
ない。単位構造体2を複数積層した場合、各単位構造体
の間や、装置の設置環境によっては放電電極と光触媒モ
ジュール6の間や、オゾン分解触媒の前に設置してもよ
い。
って有害物質を含む流体は強制的に筐体7へ送り込まれ
る。また高圧電源部8からハニカム電極5に高電圧が印
加されると、ハニカム電極5は放電を開始し、この放電に
より発生した放電光(紫外線)は光触媒モジュール6に
均一に照射され、光触媒を活性化させる。この活性化し
た光触媒は化学的に反応性に富んだヒドロキシラジカル
(・OH)を生成し、さらに放電光によってオゾンが生成
される。これら活性化学種のヒドロキシラジカル、オゾ
ンと化学反応することによって単位構造体2に流入する
有害物質は分解除去される。
と同様の物質分解性能を得ることができる。さらに送風
機を利用することにより、ある程度の流速を確保するこ
とができ、一定の処理能力を断続して得ることが可能と
なり、本実施形態の光触媒反応装置1Eの物質分解性能
を長期間維持させるという効果を奏する。
応装置1Eにフィルター11を付加したものである。
2と送風機10とフィルター11と、それらを収納する
筐体7と高圧電源部8とから構成されている。単位構造
体2は一対のハニカム電極5とそれらに挟持される光触
媒モジュール6とから構成され、高圧電源部8に接続さ
れている。
れらに挟持される光触媒モジュール6とから構成され、
一対のハニカム電極5は高圧電源部8に接続されてい
る。また送風機10は気体流入部に設置され、フィルタ
ー11は送風機10の流入側に設置されている。
極に用いられる材質、光触媒モジュール6の構造および
モジュールに用いられる半導体微粒子の材質、および高
圧電源部8は、第1の実施形態と同様であるので説明は
省略する。
ュール6やハニカム電極5の目詰まりや破損を引き起こ
す可能性が十分に考えられる。埃や塵といった電極や光
触媒を覆うことでそれらの性能を低下させるものや機能
を阻害するもの、本実施形態では分解処理できないもの
をまずフィルター11を用いて取り除き、継続して安定
した物質分解性能を確保する。
によって塵や埃等を除去された有害物質を含む流体は、
送風機10によって強制的に筐体7へ送り込まれる。ま
た高圧電源部8からハニカム電極5に高電圧が印加され
ると、ハニカム電極5は放電を開始し、この放電により発
生した放電光(紫外線)は光触媒モジュール6に均一に
照射され、光触媒を活性化させる。この活性化した光触
媒は化学的に反応性に富んだヒドロキシラジカル(・O
H)を生成し、さらに放電光によってオゾンが生成され
る。これら活性化学種のヒドロキシラジカル、オゾンと
化学反応することによって単位構造体2に流入する有害
物質は分解除去される。
と同様の物質分解性能を得ることができる。さらにフィ
ルター11を用いて予め有害物質中の本願発明では分解
できないものを取り除くことによって、物質分解性能を
安定して確保することが可能となり、本実施形態の光触
媒反応装置1Fの物質分解性能を長期間維持させるとい
う効果を奏する。
用いた例を示したが、本願発明はこれらの例に限定され
るものではない。
薄膜状電極を用いることは可能であり、また、図3や図
5において、交互に違う形状の電極を用いることも可能
である。
極、格子状の電極、網目状の電極を使用する場合、正
極、負極の電極に同じ物を使用する必要はなく、片方は
ハニカム状の電極、片方は格子状の電極といった組み合
わせも考えられる。
なる物を用いることも使用法として考えられる。例え
ば、正極はセルサイズ5mmのハニカム状の電極、負極
はセルサイズ10mmの格子状の電極といった組み合わ
せも可能である。
触媒や吸着材といった特定物質を取り除くような物をさ
らに組み合わせて使用することも考えられる。ある特定
物質を他の触媒や吸着材で除去し、残存物質を本願発明
で分解除去する場合や、本願発明で分解除去できなかっ
た残存物質を、他の触媒や吸着材で取り除くというよう
な場合も、使用方法としては十分に考えられる。本願発
明の性能を向上させる手段として有効である。
触媒反応装置では、産業用の排ガス処理機や空気清浄器
等が想定される。また、図4や図5の光触媒反応装置で
は、室内用エアコン、車載用エアコン、掃除機、冷蔵庫
等に組み込まれることが想定される。さらに図6の場合
においては、自然対流の冷蔵庫等に組み込まれることが
想定され、図7の場合においては、室内用空気清浄器
(この場合オゾン分解触媒付きで用いられる)や分煙機
等が想定される。
び請求項2に記載の放電電極、特にハニカム電極の特性
を検証するために行った試験結果について述べる。なお
比較試験は図1に示す単位構造体2を用いて行った。
媒を活性化するために強い放電光(紫外線、波長380
nm以下)を発生する光源が必要である。放電は電界が
強いほど生じ易くなり、電界は電極の形状に大きく依存
することが知られている。
を使用し、同一面積における放電光の発光強度を比較し
たものである。図9から分かる通り、本願発明品は従来
型に比べ1.5倍から2倍程度の強い放電光を発生し
た。つまり、同一の電力で、1.5倍から2倍程度高い
物質分解性能を得ることができた。
布比較 図10および図11は同一電源(入力エネルギーが同
じ)を使用し、同一面積における放電光の発光強度を面
内の分布として示したものである。
化させるために必要十分な発光強度を得たが、中央部で
は光触媒を活性化させるほどの発光強度は得られていな
かった。この様にばらつきが生じるため、十分な触媒効
果を得ることができなかった。
発光強度が得られた。そのため従来品に比べて、安定し
た触媒効果が期待でき、高い物質分解性能を得ることが
できた。
ズ12(桝目の大きさ(図12))の違いにより、放電
光の発光強度に違いを生じる。図13はセルサイズ12
と発光強度の関係を示したものである。セルサイズ12
が5mm以上になると急激に放電光の発光強度が増加
し、高い物質分解性能を得ることができた。
箔の厚さの違いにより、放電光の発光強度に違いを生じ
る。図14は箔厚13と発光強度の関係を示したもので
ある。箔厚13が0.1〜0.2mmであると急激に放
電光の強さが増加し、高い物質分解性能を得ることがで
きた。
質分解性能を得るためには、光触媒を活性化させる放電
光を触媒面に均一に、かつ光触媒の内部まで照射する必
要がある。図15は光触媒モジュール6の表面に放電光
を照射したときの発光強度と到達距離の関係を示したも
のである。
10−6W/cm2とされている。図15から明らかな
ように、15mmより厚い部分については、光触媒を活
性化させるほどの放電光が到達していないことが分かっ
た。よって光触媒を挟持する本願発明の構成では、光触
媒モジュール6の厚さは15mm以下にすることで、光
触媒全体に渡って高い物質分解性能を得ることができ
た。
ば、請求項1および請求項2では、ハニカム電極は導電
性外枠で覆われることにより、また奥行き幅を持つこと
により従来の薄膜電極より耐食性が向上するため、電極
全面に安定した均一の放電光を長期にわたり得ることが
できる。
め、電極間の距離を長期にわたり一定に保つことができ
るので、放電光を均一に、かつ効果的に光触媒モジュー
ルに照射することができ、従来の薄膜電極より高い物質
分解性能を効率的に、かつ長期間安定して得ることがで
きる。
び請求項2に記載の放電電極を用いて、有害物資を含ん
だ流体中で放電を行うことによって、放電光は光触媒を
励起させ活性化学種(ヒドロキシラジカル)を生成し、
光触媒モジュール表面において有害物質と活性化学種を
化学反応させることによって有害物質を除去することが
できる。
電電極を用いた単位構造体を複数積層することによっ
て、より高い物質分解性能を継続して、かつ安定して得
ることができる。
ちオゾンは、光触媒モジュール表面および放電電極表面
において有害物質と反応することによって、光触媒モジ
ュールで処理できなかった有害物質を確実に処理し、光
触媒反応装置の処理効率を向上することができる。
物質と反応しなかったオゾンを分解処理することによ
り、人体に有害なオゾンを大気中に放出しないようにす
ることができる。
により、装置内である程度の流速を確保することがで
き、一定の処理能力を断続して得ることが可能となり、
光触媒反応装置の性能を長期間維持させる手段として有
効である。
め有害物質中の本願発明では分解できないものを取り除
くことによって、物質分解性能を安定して確保すること
が可能となり、光触媒反応装置の性能を長期間維持させ
る手段として有効である。
動作させることによって、電力を効率的に投入すること
ができ、連続動作の場合より低電力で放電を行うことが
できる。
と、それらを収納する筐体から構成される光触媒反応装
置を示す図である。
れる光触媒反応装置の模式図である。
される光触媒反応装置の模式図である。
構成される光触媒反応装置の模式図である。
分解触媒から構成される光触媒反応装置の模式図であ
る。
る光触媒反応装置の模式図である。
から構成される光触媒反応装置の模式図である。
である。
ある。
る。
る。
さ)とその発光強度の関係を示す図である。
置の模式図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 立体形状の電極であって、 導電性の箔によって正面および背面形状がハニカム状、
格子状、または網目状に形成され、かつ正面から背面方
向に所定の奥行き幅を有する電極本体と、 前記電極本体の側面を覆う導電性の外枠と、 から構成されることを特徴とする放電電極。 - 【請求項2】 請求項1に記載の放電電極において、前
記電極本体を形成する箔の配置間隔(セルサイズ)が5
mm以上であり、箔厚が1mm以下、望ましくは0.1
から0.2mmであることを特徴とする放電電極。 - 【請求項3】 光触媒反応による脱臭、およびガス浄化
を行う装置において、 光触媒を三次元網目構造のセラミック基体に担持した少
なくとも1つの光触媒モジュールと、 該光触媒モジュールを挟持する一対の電極のうち、少な
くとも一方が請求項1に記載の放電電極である放電電極
部とから構成されることを特徴とする光触媒反応装置。 - 【請求項4】 請求項3に記載の光触媒反応装置におい
て、前記光触媒モジュールの厚さは、光触媒の活性化に
必要な10−6W/cm2以上の発光強度をもつ放電光
が、光触媒全体に渡って到達する距離以下であることを
特徴とする光触媒反応装置。 - 【請求項5】 請求項3に記載の光触媒反応装置におい
て、前記光触媒モジュールと前記放電電極部とからなる
単位構造体を複数個積層してなることを特徴とする光触
媒反応装置。 - 【請求項6】 請求項3または請求項5に記載の光触媒
反応装置において、オゾン分解触媒部を具備しているこ
とを特徴とする光触媒反応装置。 - 【請求項7】 請求項3乃至請求項6に記載の光触媒反
応装置において、送風機を具備していることを特徴とす
る光触媒反応装置。 - 【請求項8】 請求項3乃至請求項7に記載の光触媒反
応装置において、気体流入部に除塵用のフィルターを具
備していることを特徴とする光触媒反応装置。 - 【請求項9】 請求項3乃至請求項8に記載の光触媒反
応装置において、10kHz以上の高周波交流電源を間
欠動作させる高圧電源部を具備していることを特徴とす
る光触媒反応装置。
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