JP2003313693A - 電気分解装置及び電気分解方法 - Google Patents
電気分解装置及び電気分解方法Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速度で効率良く電気分解を行うことができ
る電気分解装置及び電気分解方法を提供することを課題
とする。 【解決手段】 電気分解装置１０は、電解槽１２の中
に、陽極として設けられた超音波発振子１４と、陰極と
して設けられた金網１６と、を有する。超音波発振子１
４は、高周波発生器２０によって超音波振動する。この
振動により、電気分解によって発生して電極（超音波発
振子１４や金網１６）に付着した気泡状のガスを、容易
に電極から離して浮上させることができるので、このガ
スによって電気分解の進行が遅れることを防止できる。
従って、単位時間あたりのガス発生量を著しく増大させ
ること、すなわち高速度で電気分解を行うことができ
る。
る電気分解装置及び電気分解方法を提供することを課題
とする。 【解決手段】 電気分解装置１０は、電解槽１２の中
に、陽極として設けられた超音波発振子１４と、陰極と
して設けられた金網１６と、を有する。超音波発振子１
４は、高周波発生器２０によって超音波振動する。この
振動により、電気分解によって発生して電極（超音波発
振子１４や金網１６）に付着した気泡状のガスを、容易
に電極から離して浮上させることができるので、このガ
スによって電気分解の進行が遅れることを防止できる。
従って、単位時間あたりのガス発生量を著しく増大させ
ること、すなわち高速度で電気分解を行うことができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気分解を行うこ
とによりガスを発生させる電気分解装置及び電気分解方
法に関する。
とによりガスを発生させる電気分解装置及び電気分解方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電解液に直流電圧を印加して電気
分解を行うことが広く知られている。この場合、陽極及
び陰極の少なくとも一方でガスが発生することが多い
（例えば、水を電気分解すると、陽極で酸素ガスが、陰
極で水素ガスが、それぞれ発生する）。
分解を行うことが広く知られている。この場合、陽極及
び陰極の少なくとも一方でガスが発生することが多い
（例えば、水を電気分解すると、陽極で酸素ガスが、陰
極で水素ガスが、それぞれ発生する）。
【０００３】ところで、この電気分解では、上記のガス
が発生する場合、一般に電気分解の速度が遅い。この原
因の一つとしては、電極に気泡として付着したガスが浮
き上がらず、電極をシールしている状態にしてしまうた
めである。このシール状態が解消されれば、電気分解を
高速度で効率良く行うことができる。
が発生する場合、一般に電気分解の速度が遅い。この原
因の一つとしては、電極に気泡として付着したガスが浮
き上がらず、電極をシールしている状態にしてしまうた
めである。このシール状態が解消されれば、電気分解を
高速度で効率良く行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事実を
考慮して、高速度で効率良く電気分解を行うことができ
る電気分解装置及び電気分解方法を提供することを課題
とする。
考慮して、高速度で効率良く電気分解を行うことができ
る電気分解装置及び電気分解方法を提供することを課題
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、陽極と陰極とが設けられた電解槽を備え、前記陽極
と前記陰極との間に直流電圧を印加して電気分解を行う
電気分解装置において、前記電解槽内で高周波数の振動
を発生させる振動発生手段を設けたことを特徴とする。
は、陽極と陰極とが設けられた電解槽を備え、前記陽極
と前記陰極との間に直流電圧を印加して電気分解を行う
電気分解装置において、前記電解槽内で高周波数の振動
を発生させる振動発生手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】この振動により、電気分解によって発生し
て電極（陽極や陰極）に付着した気泡状のガスを、容易
に電極から離して浮上させることができるので、このガ
スによって電気分解の進行が遅れることを防止できる。
従って、単位時間あたりのガス発生量を著しく増大させ
ること、すなわち高速度で電気分解を行うことができ、
このことは、電気分解装置の大幅な小型化を実現させ得
る。
て電極（陽極や陰極）に付着した気泡状のガスを、容易
に電極から離して浮上させることができるので、このガ
スによって電気分解の進行が遅れることを防止できる。
従って、単位時間あたりのガス発生量を著しく増大させ
ること、すなわち高速度で電気分解を行うことができ、
このことは、電気分解装置の大幅な小型化を実現させ得
る。
【０００７】なお、電解槽内の電解液に、電気分解の速
度を更に上げるための添加剤（例えば木酢液など）を加
えても良い。
度を更に上げるための添加剤（例えば木酢液など）を加
えても良い。
【０００８】請求項２に記載の発明では、前記振動発生
手段は、前記陽極として設けられた超音波発振子と、前
記超音波発振子を超音波振動させる高周波発生器と、で
構成されることを特徴とする。
手段は、前記陽極として設けられた超音波発振子と、前
記超音波発振子を超音波振動させる高周波発生器と、で
構成されることを特徴とする。
【０００９】超音波振動させるとは、超音波の周波数領
域（２０００Hz以上）で振動させることをいう。
域（２０００Hz以上）で振動させることをいう。
【００１０】請求項２に記載の発明により、簡易な手段
によって陽極を振動させることができ、この陽極に付着
した気泡状のガスは陽極から容易に離れて浮上する。ま
た、超音波発振子が振動すると、電解槽内に収容された
水等の電解液が振動し、この結果、陰極も振動する。従
って、陰極で発生して陰極に付着した気泡状のガスも、
陰極から容易に離れて浮上する。
によって陽極を振動させることができ、この陽極に付着
した気泡状のガスは陽極から容易に離れて浮上する。ま
た、超音波発振子が振動すると、電解槽内に収容された
水等の電解液が振動し、この結果、陰極も振動する。従
って、陰極で発生して陰極に付着した気泡状のガスも、
陰極から容易に離れて浮上する。
【００１１】請求項３に記載の発明では、前記陽極と前
記陰極との間に、イオン透過性かつガス不透過性の仕切
膜を設けたことを特徴とする。
記陰極との間に、イオン透過性かつガス不透過性の仕切
膜を設けたことを特徴とする。
【００１２】仕切膜としては布であってもよい。
【００１３】これにより、電気分解の進行を妨げること
なく、陽極で発生したガス（例えば酸素ガス）と、陰極
で発生したガス（例えば水素ガス）と、を容易に分離し
て回収できる。
なく、陽極で発生したガス（例えば酸素ガス）と、陰極
で発生したガス（例えば水素ガス）と、を容易に分離し
て回収できる。
【００１４】請求項４に記載の発明では、電解槽の中に
陽極と陰極とを設け、前記陽極と前記陰極とに直流電圧
を印加して電気分解を行う電気分解方法であって、前記
電解槽内で高周波数の振動を発生させることにより、前
記陽極及び前記陰極の少なくとも一方に付着している気
泡を付着解除させることを特徴とする。
陽極と陰極とを設け、前記陽極と前記陰極とに直流電圧
を印加して電気分解を行う電気分解方法であって、前記
電解槽内で高周波数の振動を発生させることにより、前
記陽極及び前記陰極の少なくとも一方に付着している気
泡を付着解除させることを特徴とする。
【００１５】これにより、請求項１に記載の発明と同
様、電気分解によって発生して電極（陽極や陰極）に付
着した気泡状のガスを、上記の振動によって容易に電極
から離して浮上させることができるので、このガスによ
って電気分解の進行が遅れることを防止できる。従っ
て、単位時間あたりのガス発生量を著しく増大させるこ
と、すなわち高速度で電気分解を行うことができる。
様、電気分解によって発生して電極（陽極や陰極）に付
着した気泡状のガスを、上記の振動によって容易に電極
から離して浮上させることができるので、このガスによ
って電気分解の進行が遅れることを防止できる。従っ
て、単位時間あたりのガス発生量を著しく増大させるこ
と、すなわち高速度で電気分解を行うことができる。
【００１６】例えば、電解槽内に廃棄物（例えば糞尿や
有害物質）を入れ、この廃棄物の電気分解を行いつつ電
解槽内で高周波の振動を発生させることにより、電解槽
の中に設けた陽極及び陰極の少なくとも一方に付着して
いる気泡を付着除去させる。これにより、廃棄物の分解
に伴なって陽極や陰極に付着した気泡状のガス（例えば
塩素ガスや硫酸ガス）を容易に除去できるので、このガ
スによって廃棄物の分解速度が低減することを回避で
き、分解速度を大幅に向上させることができる。なお、
この場合、電解槽内に発酵剤を入れておくことが一般的
である。
有害物質）を入れ、この廃棄物の電気分解を行いつつ電
解槽内で高周波の振動を発生させることにより、電解槽
の中に設けた陽極及び陰極の少なくとも一方に付着して
いる気泡を付着除去させる。これにより、廃棄物の分解
に伴なって陽極や陰極に付着した気泡状のガス（例えば
塩素ガスや硫酸ガス）を容易に除去できるので、このガ
スによって廃棄物の分解速度が低減することを回避で
き、分解速度を大幅に向上させることができる。なお、
この場合、電解槽内に発酵剤を入れておくことが一般的
である。
【００１７】請求項５に記載の発明では、前記電解槽内
に水を貯留して前記水を電気分解することにより、前記
陽極で酸素ガスを発生させ、前記陰極で水素ガスを発生
させることを特徴とする。
に水を貯留して前記水を電気分解することにより、前記
陽極で酸素ガスを発生させ、前記陰極で水素ガスを発生
させることを特徴とする。
【００１８】これにより、水素ガス及び酸素ガスを高速
で発生させて得ることができる。
で発生させて得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、実施形態を挙げ、本発明の
実施の形態について説明する。図１、図２に示すよう
に、本発明の一実施形態の電気分解装置１０（以下、電
解装置１０という）では、略円筒状の電解槽１２と、電
解槽１２の中央に陽極として設けられた細長状の超音波
発振子１４と、電解槽１２の側壁近くに陰極として設け
られた金網１６と、を有する。また、電解装置１０は、
超音波発振子１４に超音波振動を与える高周波発生器２
０と、交流電源（図示せず）に接続された電圧調整器２
２と、電圧調整器２２に接続され、交流電圧を直流電圧
に変換する変換器２４と、を有する。変換器２４は、正
極が、電流計２６を介して超音波発振子１４に、負極が
金網１６にそれぞれ接続されている。更に、電解槽１２
は、超音波発振子１４と金網１６との間をし切る仕切膜
３０を有する。この仕切膜３０は、イオン透過性であっ
てガス不透過性である。
実施の形態について説明する。図１、図２に示すよう
に、本発明の一実施形態の電気分解装置１０（以下、電
解装置１０という）では、略円筒状の電解槽１２と、電
解槽１２の中央に陽極として設けられた細長状の超音波
発振子１４と、電解槽１２の側壁近くに陰極として設け
られた金網１６と、を有する。また、電解装置１０は、
超音波発振子１４に超音波振動を与える高周波発生器２
０と、交流電源（図示せず）に接続された電圧調整器２
２と、電圧調整器２２に接続され、交流電圧を直流電圧
に変換する変換器２４と、を有する。変換器２４は、正
極が、電流計２６を介して超音波発振子１４に、負極が
金網１６にそれぞれ接続されている。更に、電解槽１２
は、超音波発振子１４と金網１６との間をし切る仕切膜
３０を有する。この仕切膜３０は、イオン透過性であっ
てガス不透過性である。
【００２０】電解槽１２の上部には、仕切膜３０の外側
（金網側）に設けられ、金網１６の近くで発生したガス
（水素ガス）を回収するための水素ガス回収管３２と、
仕切膜３０の内側（超音波発振子側）に設けられ、超音
波発振子１４の近くで発生したガス（酸素ガス）を回収
するための酸素ガス回収管３４と、が接続されている。
また、電解槽１２には、給水管３６が下部側壁に、排水
管３８が上部側壁に、それぞれ接続されている。
（金網側）に設けられ、金網１６の近くで発生したガス
（水素ガス）を回収するための水素ガス回収管３２と、
仕切膜３０の内側（超音波発振子側）に設けられ、超音
波発振子１４の近くで発生したガス（酸素ガス）を回収
するための酸素ガス回収管３４と、が接続されている。
また、電解槽１２には、給水管３６が下部側壁に、排水
管３８が上部側壁に、それぞれ接続されている。
【００２１】この電解装置１０で電気分解するには、図
２に示すように、水を電解槽１２に入れた状態にして、
変換器２４で電圧を印加すると共に、高周波発生器２０
により超音波発振子１４を超音波振動させる。変換器２
４は、例えば２４Ｖで印加し、このとき、超音波発振子
１４と金網１６との間に４Ａの電流が流れる。高周波発
生器２０は、例えば２０±０．５ｋＨｚの範囲内の高周
波を発生する。
２に示すように、水を電解槽１２に入れた状態にして、
変換器２４で電圧を印加すると共に、高周波発生器２０
により超音波発振子１４を超音波振動させる。変換器２
４は、例えば２４Ｖで印加し、このとき、超音波発振子
１４と金網１６との間に４Ａの電流が流れる。高周波発
生器２０は、例えば２０±０．５ｋＨｚの範囲内の高周
波を発生する。
【００２２】この結果、陽極である超音波発振子１４に
は酸素イオンが集まり、気泡状の酸素ガスとなって超音
波発振子１４に付着する。超音波発振子１４が振動して
いるので、気泡状の酸素ガスは超音波発振子１４から直
ちに離れ、水中を浮上し、酸素ガス回収管３４から回収
される。
は酸素イオンが集まり、気泡状の酸素ガスとなって超音
波発振子１４に付着する。超音波発振子１４が振動して
いるので、気泡状の酸素ガスは超音波発振子１４から直
ちに離れ、水中を浮上し、酸素ガス回収管３４から回収
される。
【００２３】これと併行して、陰極である金網１６には
水素イオンが集まり、気泡状の水素ガスとなって金網１
６に付着する。超音波発振子１４の振動により電解槽１
２内の水全体が振動しており、このため、金網１６も振
動しているので、金網１６に付着した気泡状の水素ガス
は直ちに金網１６から離れ、水中を浮上し、水素ガス回
収管３２から回収される。
水素イオンが集まり、気泡状の水素ガスとなって金網１
６に付着する。超音波発振子１４の振動により電解槽１
２内の水全体が振動しており、このため、金網１６も振
動しているので、金網１６に付着した気泡状の水素ガス
は直ちに金網１６から離れ、水中を浮上し、水素ガス回
収管３２から回収される。
【００２４】これにより、陽極である超音波発振子１４
と、陰極である金網１６とが、何れもガスでシールされ
ることを回避できる。従って、電極の有効面積がガスに
よって低減することを回避できるので、電気分解を著し
く高速度で行うことができる。
と、陰極である金網１６とが、何れもガスでシールされ
ることを回避できる。従って、電極の有効面積がガスに
よって低減することを回避できるので、電気分解を著し
く高速度で行うことができる。
【００２５】以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形
態を説明したが、上記実施形態は一例であり、要旨を逸
脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発
明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言う
までもない。
態を説明したが、上記実施形態は一例であり、要旨を逸
脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発
明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言う
までもない。
【００２６】
【発明の効果】本発明は上記構成としたので、以下の効
果を奏することができる。
果を奏することができる。
【００２７】請求項１に記載の発明によれば、この振動
により、電気分解によって発生して電極（陽極や陰極）
に付着した気泡状のガスを、容易に電極から離して浮上
させることができるので、このガスによって電気分解の
進行が遅れることを防止できる。従って、単位時間あた
りのガス発生量を著しく増大させること、すなわち高速
度で電気分解を行うことができ、このことは、電気分解
装置の大幅な小型化を実現させ得る。
により、電気分解によって発生して電極（陽極や陰極）
に付着した気泡状のガスを、容易に電極から離して浮上
させることができるので、このガスによって電気分解の
進行が遅れることを防止できる。従って、単位時間あた
りのガス発生量を著しく増大させること、すなわち高速
度で電気分解を行うことができ、このことは、電気分解
装置の大幅な小型化を実現させ得る。
【００２８】請求項２に記載の発明によれば、簡易な手
段によって陽極を振動させることができ、この陽極に付
着した気泡状のガスは陽極から容易に離れて浮上する。
また、超音波発振子が振動すると、電解槽内に収容され
た水等の電解液が振動し、この結果、陰極も振動する。
従って、陰極で発生して陰極に付着した気泡状のガス
も、陰極から容易に離れて浮上する。
段によって陽極を振動させることができ、この陽極に付
着した気泡状のガスは陽極から容易に離れて浮上する。
また、超音波発振子が振動すると、電解槽内に収容され
た水等の電解液が振動し、この結果、陰極も振動する。
従って、陰極で発生して陰極に付着した気泡状のガス
も、陰極から容易に離れて浮上する。
【００２９】請求項３に記載の発明によれば、電気分解
の進行を妨げることなく、陽極で発生したガス（例えば
酸素ガス）と、陰極で発生したガス（例えば水素ガス）
と、を容易に分離して回収できる。
の進行を妨げることなく、陽極で発生したガス（例えば
酸素ガス）と、陰極で発生したガス（例えば水素ガス）
と、を容易に分離して回収できる。
【００３０】請求項４に記載の発明によれば、電気分解
によって発生して電極（陽極や陰極）に付着した気泡状
のガスを、上記の振動によって容易に電極から離して浮
上させることができるので、このガスによって電気分解
の進行が遅れることを防止できる。従って、単位時間あ
たりのガス発生量を著しく増大させること、すなわち高
速度で電気分解を行うことができる。
によって発生して電極（陽極や陰極）に付着した気泡状
のガスを、上記の振動によって容易に電極から離して浮
上させることができるので、このガスによって電気分解
の進行が遅れることを防止できる。従って、単位時間あ
たりのガス発生量を著しく増大させること、すなわち高
速度で電気分解を行うことができる。
【００３１】請求項５に記載の発明によれば、水素ガス
及び酸素ガスを高速で発生させて得ることができる。
及び酸素ガスを高速で発生させて得ることができる。
【図１】本発明の一実施形態の電気分解装置の構成図で
ある（装置が稼動していない状態）。
ある（装置が稼動していない状態）。
【図２】本発明の一実施形態の電気分解装置の構成図で
ある（装置が稼動している状態）。
ある（装置が稼動している状態）。
１０ 電気分解装置
１２ 電解槽
１４ 超音波発振子
１６ 金網（陰極）
２０ 高周波発生器
３０ 仕切膜
Claims (5)
- 【請求項１】 陽極と陰極とが設けられた電解槽を備
え、前記陽極と前記陰極との間に直流電圧を印加して電
気分解を行う電気分解装置において、 前記電解槽内で高周波数の振動を発生させる振動発生手
段を設けたことを特徴とする電気分解装置。 - 【請求項２】 前記振動発生手段は、前記陽極として設
けられた超音波発振子と、 前記超音波発振子を超音波振動させる高周波発生器と、 で構成されることを特徴とする請求項１に記載の電気分
解装置。 - 【請求項３】 前記陽極と前記陰極との間に、イオン透
過性かつガス不透過性の仕切膜を設けたことを特徴とす
る請求項２に記載の電気分解装置。 - 【請求項４】 電解槽の中に陽極と陰極とを設け、前記
陽極と前記陰極とに直流電圧を印加して電気分解を行う
電気分解方法であって、 前記電解槽内で高周波数の振動を発生させることによ
り、前記陽極及び前記陰極の少なくとも一方に付着して
いる気泡を付着解除させることを特徴とする電気分解方
法。 - 【請求項５】 前記電解槽内に水を貯留して前記水を電
気分解することにより、前記陽極で酸素ガスを発生さ
せ、前記陰極で水素ガスを発生させることを特徴とする
請求項４に記載の電気分解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002123738A JP2003313693A (ja) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | 電気分解装置及び電気分解方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002123738A JP2003313693A (ja) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | 電気分解装置及び電気分解方法 |
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|---|---|
| JP2003313693A true JP2003313693A (ja) | 2003-11-06 |
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ID=29538947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002123738A Pending JP2003313693A (ja) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | 電気分解装置及び電気分解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003313693A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2002
- 2002-04-25 JP JP2002123738A patent/JP2003313693A/ja active Pending
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