JP2009536689A - ポリマー電極を有する電解装置並びに調製方法及び使用方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも一つのカーボン充填ポリマー電極を使用して所望の生成物を電解的に発生させる、低コストの方法及び装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも一つのポリマー電極を有する電解装置、並びにその構築及び使用方法に関し、特に、電解的に酸化性化学種を発生させる少なくとも一つのポリマー電極を含んでなる電解装置に関する。

電解的に発生させた消毒溶液については、開示がある。例えば、バーガー（Ｂａｒｇｅｒ）らは、米国特許第６，２５５，２７０号明細書において、電解消毒ブースターを用いた清浄及び消毒用組成物を開示している。トレンブレイ（Ｔｒｅｍｂｌａｙ）らは、米国特許出願公開第２００３／００４２１３４号明細書において、溶液中で酸化剤を発生させるための高効率電解セルを開示している。事実、ローガン（Ｌｏｇａｎ）は、米国特許第２，１６３，７９３号明細書において、電解的に二酸化塩素を製造することを開示している。

カドレック（Ｋａｄｌｅｃ）らは、米国特許第６，８６９，５１８号明細書において、二酸化塩素の電気化学的発生法を開示している。チェン（Ｃｈｅｎ）らは、米国特許第６，９２１，５２１号明細書において、鉱酸媒体中の塩素酸アルカリと還元剤としての尿素とを使用して二酸化塩素を製造する方法を開示している。シェパー（Ｓｃｈｅｐｅｒ）らは、米国特許第６，９２１，７４３号明細書において、二酸化ハロゲン塩を含む自動食器洗浄組成物、並びに電気化学的電池及び／又は電解デバイスを用いた使用方法を開示している。プライス（Ｐｒｉｃｅ）らは、米国特許出願公開第２００３／０２１３５０３号明細書において、自動食器洗浄のための信号に基づいた（ｓｉｇｎａｌ−ｂａｓｅｄ）電気化学的方法を開示している。

シェパー（Ｓｃｈｅｐｅｒ）らは、米国特許出願公開第２００３／０２１３７０４号明細書において、自動食器洗浄における性能を改良するための、自蔵式、自己給電式の電解デバイスを開示している。

ヘリングトン（Ｈｅｒｒｉｎｇｔｏｎ）は米国特許第７，００８，５２３号明細書において、表面及び使用点（ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｕｓｅ）消毒のための電解セルを開示している。トレンブレイ（Ｔｒｅｍｂｌａｙ）らは、米国特許出願公開第２００４／０１４９５７１号明細書において、器具の中で二酸化ハロゲンを発生させるための電解セルを開示している。トレンブレイ（Ｔｒｅｍｂｌａｙ）らは、米国特許第７，０４８，８４２号明細書において、二酸化塩素を発生させるための電解セルを開示している。

レンシュ（Ｒｏｅｎｓｃｈ）らは、米国特許第７，０７７，９９５号明細書において、局所的に発生させた二酸化塩素を用いて水系を処理するための方法を開示している。

一つ又は複数の実施態様においては、本発明は、少なくとも一つのカーボン充填（ｃａｒｂｏｎ−ｆｉｌｌｅｄ）ポリマー電極を有する電解セルを含んでなる電解装置に関する。

一つ又は複数の実施態様においては、本発明は、少なくとも一つのカーボン担持（ｃａｒｂｏｎ−ｌｏａｄｅｄ）ポリマー電極を有する電解セルを提供することを含んでなる方法に関する。

添付の図面は、一定の縮尺で描かれたものではない。簡明を目的として、図面中に、全ての要素を表示してはいない。

本発明は、電解装置、一つ又は複数の電解装置を利用するシステム、更にはそのような電解デバイスが関連する技術を提供する。いくつかの側面に従えば、本発明の一つ又は複数の実施態様には、少なくとも一つのポリマー電極を有する電解デバイスが関連する。ある場合には、本発明の電解デバイスは、複数のポリマー電極を含んでいてもよい。例えば、電解デバイスは、ポリマー材料からなり、陰極として機能する少なくとも一つの電極、及び、場合により、同一又は異なったポリマー材料を含んでなり、陽極として機能する一つ又は複数の電極を、有していることができる。ある場合には、ポリマー電極は、導電性成分を担持していると考えることができる。いくつかの側面においては、本発明は、従来の電極に比較して相対的に低コストであるが、匹敵する性能を有する構成要素を提供する。ポリマー電極は、カーボン充填ポリマー電極であってもよい。更なる実施態様には、本発明の装置の一つ又は複数のポリマー電極を通して印加された電流の伝導又は輸送を容易にするその他の構成要素を使用することを含めることもできる。ポリマー電極は、更に、電極本体全体に導電性を与える、一つ又は複数の電気コア又は構成要素を含んでいてもよい。例えば、電解セルは、陽極と陰極とを有することができ、その一方又は両方を、その中に埋め込まれた少なくとも一つの金属質コアを有するポリマー電極とすることができる。かくして、金属質コアは、電流を電気的に伝導させるのに役立ち、また、電極での抵抗勾配の可能性を減少する。

本発明の電解デバイスは、一又は複数の前駆体化学種から一又は複数の生成物を電気触媒的に発生させるために使用することができる。種々の本発明の電解デバイスを含む本発明のいくつかの側面は、酸化性化学種を発生させることを目的とすることもできる。特に、本発明のいくつかの側面は、一又は複数のハロゲン化酸化剤を電解的に発生させることを含むことができる。例えば、本発明の一又は複数の電解実施態様では、塩素化、臭素化若しくはフッ素化化合物又はそれらの混合物を電解的に発生させることを含むことができる。これらの化合物は、一又は複数の目標化合物を、例えば非限定的な例としてバクテリアを挙げることができるが、酸化することができる。いくつかの特に有利な実施態様においては、本発明の種々の電解実施態様を使用して、塩素、次亜塩素酸化学種及び二酸化塩素の一つ又は複数を発生させることができる。更に、本発明のいくつかの実施態様は、典型的には即時送出及び使用のために、インサイチューで生成される消毒溶液の中に存在するか搬送することが可能な、酸化性化学種を与える。本明細書で使用するとき、「消毒」とは、有機体を、少なくとも部分的に、生物学的に不活発若しくは不活性にしたり、又は生殖若しくはコロニー繁殖できなくしたりすることを指している。

本発明の更なる具体的な実施態様には、少なくとも一つのポリマー電極を含む電解装置を提供することが含まれる。以下の説明においては、二酸化塩素を発生させることを含むが、本発明は、それだけに限定されるものではなく、その他の望ましい化学種を発生させるために使用することができる。例示的に図１に示した、本発明の一つ又は複数の実施態様における電解装置には、一つ又は複数の電解セル１１０を含むことができ、この電解セルの一つ又は複数は、少なくとも一つの陰極１１２及び少なくとも一つの陽極１１４を含むことができる。電解装置１００は、電解セル１１０と連通しているか、又は少なくとも連通することが可能な、一つ又は複数の電解質源を更に含むことができる。複数の電解質流体源を使用して、装置の運転者によって選択的に選定される機能をフレキシブルに与えることが可能である。従って、例えば、電解装置は、一又は複数の前駆体化合物を含む第一の電解質の第一の又は主たる源と、一又は複数の代替前駆体化合物を含む第二の電解質の代替又は補助的な源と、を含むことができる。電解質は、更に、塩素酸塩、過塩素酸塩、次亜ハロゲン酸塩、過マンガン酸塩、クロム酸塩及び過酸化物からなる群から選択される、少なくとも１種の酸化剤を含むことができる。他の場合には、電解質は、亜ハロゲン酸塩又はハロゲン化物のような、亜塩素酸塩若しくは塩化物のみからなるか、又は実質的にこれらからなることができる。

電解セルは、入口ポート１０２を通して電解質流体源と流体的に接続することができる。セル１１０は、発生された生成物を使用点へ送達するための少なくとも一つの出口ポート１０４が更に含む。セル１１０は、キャビティ１０６を含む本体１１４を有しており、このキャビティには、少なくとも１つの前駆体化学種を有する一つ又は複数の電解質源からの電解質が、操作中、充填されている。セル１１０は更に、電源１３０に接続された陽極１１２を有している。本体１１４は更に陰極として機能することも可能であって、本体１１４の中に少なくとも部分的に埋め込まれた一つ又は複数の金属導電性コア１１５を介して、電源１３０に電気的に接続されているように描かれている。典型的には、部材１２０を固定し、陽極１１２を陰極本体１１４から電気的に絶縁することができる。従って、本発明のいくつかの電解セルは、電解質を含む機能を果たし、前駆体化合物が一又は複数の発生酸化性化合物へ電解的に転化するのを容易にする、本体１１４を含むことができる。また、代わりの実施態様においては、電解セルの本体が陽極として機能することも可能である。

本発明のこの側面では、特にポリマー材料を採用した場合の、電解セルの製造が容易になる。従って、本発明のいくつかの側面は、電解質を含むように構成された注型可能又は成形可能な電極を与えることができる。

操作の間に、印加された電流が電解セルを通して流されて、セルの中に輸送された電解質流体の中の一又は複数の前駆体化合物から一又は複数の所望の化合物を発生させる。例えば、電解セルの電極で又は電極の近くで、典型的には陽極で又は陽極の近くで、電解質中の前駆体亜塩素酸塩化学種から二酸化塩素を発生させることができる。本発明のいくつかの具体的な実施態様においては、亜ハロゲン酸塩化合物を電解的に転化させて、二酸化塩素を含む消毒溶液又は脱臭溶液を得ることができる。次亜塩素酸化学種、塩素及びその他の酸化性化学種を発生させる反応を始めとする、その他好適な望ましい又は付属的な反応を促進させることもできる。しかしながら、本明細書にも記載されているように、付属的な酸化性化学種は、電解質中にも存在していてよい。

電流は、一又は複数の電源により、供給することができる。いくつかの場合には、電源から、約６ボルト未満の、いくつかの場合には約４．５ボルト未満の、更に他の場合には約３ボルト未満の、直流電位が得られる。電源によっては、より低い電位を使用して、所望の生成物を十分に発生させることもできる。しかしながら、前駆体化合物を少なくとも部分的に転化させて一又は複数の所望の酸化性生成物を与えるには、典型的には、最小電位、例えば少なくとも約２ボルト、が好ましい。電源の特に有利な実施態様には、亜鉛−カーボン、アルカリ若しくはリチウムベースの電気化学的電池若しくはバッテリー等の、慣用一次電池、更には、ニッケルカドミウム、ニッケル金属水素化物若しくはリチウムイオン電池等の（これらに限定される訳ではないが）、二次若しくは充電可能なバッテリーを挙げることができる。電源は、「ＡＡ」、「ＡＡＡ」、「Ｃ」及び「Ｄ」のサイズ表示を有するような、一又は複数の電池を含んでなることができる。

電解装置に複数の電解セルが含まれている場合、少なくとも一つの電解質源流体の一つ又は複数を、電解セルのいずれか一つに、流体的に結合するか又は結合可能とすることができる。本発明のいくつかの実施態様においては、電解装置の一つ又は複数の構成要素を、除去したり、置き換えたりすることができる。例えば、電解質源を除去したり、近づけたり、或いは新鮮な電解質で充填したりすることができる。同様にして、電源を置き換えたり、再充電したり、或いは再活性化させて、それによりセルのための電流を得ることもできる。

次いで、発生した生成物溶液の少なくとも一部を用いて、表面のような使用点を少なくとも部分的に消毒又は脱臭することができる。一又は複数の生成された酸化剤を含む生成物溶液の送達は、いかなる適切な方法を用いて実施してもよい。例えば、生成された消毒又は脱臭溶液をエアロゾルとして空気中に浮遊させることも可能であるし、或いは除染したい表面の少なくとも一部の上にスプレーすることもできる。また別の場合には、一又は複数の酸化剤を含む生成溶液を、同一の又は異なる、所望の酸化剤を含む浴の中に、移し込むことも可能である。次いで、目標の物品をその中に浸漬させて、一又は複数の酸化性化学種によって、標的化合物の酸化又は不活性化を促進することができる。

ポリマー電極では、如何なる適切な結合成分又はマトリックスを使用してもよい。例えば、電極は、グラファイト及び導電性カーボンを始めとする（これらに限定される訳ではないが）導電性又は電気活性成分を含有する、熱可塑性又は熱硬化性ポリマー材料を含有してなるものであってよい。ポリマー電極は、ポリマー成分を二次加工するために使用される、射出成形又は類似の方法によって、形成することができる。実際のところ、ポリマー材料の成形性によって、従来の非ポリマー系の電極に比較して、増大した表面積を有する低コストの電極を得ることが可能となり、それによって有効電流密度を低下させ、いくつかの場合には操作電圧を低下させることができる。例えば、ポリマー電極がリブを有するように構成して、有効表面積を増やすことも可能である。更に、セルの少なくとも一部を、滑らかな表面及び表面プロファイルを有するように注型することによって、セル流体の動力学の改良を実現して、セルを通過する物質移動を改良し、いくつかのケースにおいては更に石灰質析出物の沈殿の傾向を抑制することもできる。ポリマーバインダーの例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、及びこれらのブレンド物又はコポリマーが挙げられるが、これらに限定される訳ではない。ポリマーバインダーは、繊維等の補強材を更に含むこともできる。いくつかの場合には、補強成分を、導電率を向上させることにも役立たせることができる。例えば、電極は、電源に接続された、例えば銅からなる補強性の、金属質コアを含有していてもよい。いくつかの場合には、ポリマー電極の少なくとも一部が、電気触媒的コーティングを更に有していてもよい。その非限定的な例としては、バルブメタル、プレシャスメタル、白金族金属、更にはそれらの酸化物並びにそれらの混合物が挙げられる。使用可能なその他のコーティング材料としては、例えば、ＣｏＯ₂及びＭｎＯ₂が挙げられる。

電極には、更に、成形電極中に網状又はメッシュ状の基材を使用することもできる。例えば、ポリマー材料をチタンメッシュと共に成形することができる。例えば、高圧点を使用したり、更には網状構造を使用したりして接触特性を更に向上させることによって、更なる電気的接触を容易として、セルの導電特性を改良することが可能である。網状構造は、例えば、銅、ニッケル、アルミニウム及び銀からなるようにすることができる。

本発明の種々の系及び方法は、例として開示された二酸化塩素発生の実施態様以外の用途、例えば、電気的塩素化、混合酸化剤の発生、及び水泳プールの塩素供給機等、においても使用することができる。その他の用途としては、電気的脱イオン化陰極としての使用が挙げられる。

本発明の、これら及びその他の、実施態様の機能及び利点は、以下の実施例によって更に理解することが可能である。これらの実施例は、本発明の一つ又は複数の系及び技術の長所及び／又は利点を説明してはいるが、本発明の全範囲を例示している訳ではない。

実施例１
この実施例では、マサチューセッツ州フランクリン（Ｆｒａｎｋｌｉｎ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）のコバレンス スペシャルティー マテリアルズ コーポレーション（Ｃｏｖａｌｅｎｃｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏｒｐ．）製のカーボン担持ポリエチレン電極を含む電解セルの性能を、むき出しの（ｂａｒｅ）チタン電極を有するセルと比較する。両方のセルの中の陽極は、ニュージャージー州ユニオン（Ｕｎｉｏｎ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）のシーメンス コーポレーション（Ｓｉｅｍｅｎｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製のオプティマ（ＯＰＴＩＭＡ）（登録商標）ＲＵＡ−ＳＷ電気活性コーティングを有するチタンメッシュ電極であった。電極のギャップは２ｍｍであった。使用した電解質溶液は、１Ｍ塩化ナトリウムであった。

表１に、種々の操作電流密度において測定された電位を列記している。それらのデータは、チタン陰極に比較して、カーボン担持ポリエチレン電極の比抵抗がより高いことを示している。

実施例２
この実施例においては、実施例１のポリマー電極を、金属の構成要素、４本のアルミニウムバーを使用し、いくつかの接触点を有するように改造することにより性能を改良した。使用した陽極は、シーメンス コーポレーション（Ｓｉｅｍｅｎｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製のオプティマ（ＯＰＴＩＭＡ）（登録商標）ＲＵＡ電気活性コーティングを使用したチタンシートであった。電極のギャップは１．６ｍｍ、電解質溶液は１Ｍ塩化ナトリウムであった。

表２に、種々の接触点を用いて測定した電位を列記していて、接触点を増やすとセル特性を改良することが可能であることが判るが、その理由は、いくつかの場合には、カーボン担持させたものは、相互に接触状態にあって電極の表面への導電経路を与える、カーボン粒子で充填されたポリエチレンとみなすことが可能であるからである。

実施例３
この実施例では、実施例１のカーボン担持ポリエチレン陰極を使用し、銀の網状構造物を更に含む、電気伝導を促進させたセルの性能を示す。陽極は、オプティマ（ＯＰＴＩＭＡ）（登録商標）ＲＵＡコーティングで触媒作用を示すようにされたチタンシートからなっていた。電極のギャップは１．６ｍｍ、電解質は１Ｍ塩化ナトリウムであった。

表３に、網状導電体有り及び無しで測定された電位を列記したが、改良された性能を示している。

実施例４
性能を更に改良するために、実施例１のカーボン担持ポリエチレン陰極を、表面張力を低下させる薬剤を用いて処理した。使用した陽極は、オプティマ（ＯＰＴＩＭＡ）（登録商標）ＲＵＡコーティングで触媒作用を示すようにされたチタンシートであった。電極のギャップは１．６ｍｍ、電解質は塩化ナトリウムであった。カーボン担持ポリエチレン陰極を、２本のアルミニウムバーと２枚の網状発泡体の銀製短冊と共に使用したが、表４に示したデータからは、そのような構成要素が、セル電位を低下させることによって電気的接触を向上させたことが判る。

実施例５
この実施例においては、代替のカーボン系材料である、グラフセル（ＧＲＡＦＣＥＬＬ）（登録商標）グラファイトプレート（オハイオ州パルマ（Ｐａｒｍａ，Ｏｈｉｏ）のグラフテック インターナショナル リミテッド（ＧｒａｆＴｅｃｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｔｄ．）製）を陰極として使用した。カーボン担持電極に比較してカーボン含量が高いので、比抵抗が改良され、接触抵抗がより低くなる筈であると考えられる。陽極は、オプティマ（ＯＰＴＩＭＡ）（登録商標）コーティングで触媒作用を示すようにされたチタンシートからなっていた。電極のギャップは１．６ｍｍ、電解質溶液は塩化ナトリウムであった。

表５に、この構成の性能を示す。

実施例６
この実施例においては、実施例４の陽極及び陰極を変更して、代替の接触構成を評価した。実施例４におけると同様に、チタンシートからなり、オプティマ（ＯＰＴＩＭＡ）（登録商標）コーティングで触媒作用を示すようにされた陽極をサンドブラスト加工し、アルミニウムコンタクトバーを使用せずに、二つの接触点で二つを接続した。グラフセル（ＧＲＡＦＣＥＬＬ）（登録商標）グラファイトプレート陰極も、同様に二つの接触点を有するように、構成した。比較基準を得るために、チタンシートも使用した。

表６に、グラフセル（ＧＲＡＦＣＥＬＬ）（登録商標）グラファイトシート陰極及びチタンシート陰極を使用して、種々の電流密度において測定された電位を列記する。電解質は、３Ｍ塩化ナトリウム溶液であった。グラフセル（ＧＲＡＦＣＥＬＬ）（登録商標）シートは、０．５Ａ／ｍ²で４０時間前処理をした。これらのデータから、グラファイトシート陰極と従来のチタン陰極との間で、性能が同等であることが判る。

実施例７
この実施例においては、グラフセル（ＧＲＡＦＣＥＬＬ）（登録商標）グラファイトシートを陰極として、更に陽極としても、使用して、セルを組み立てた。電極のギャップは１．６ｍｍ、溶液は塩化ナトリウムであった。０．２ｋＡ／ｍ²における操作電位は３．３７ボルトであった。従って、この実施例から、本発明のいくつかの側面によれば、カーボン担持電極を含むセルを使用することが可能であることが、判る。

実施例８
この実施例においては、実施例７と同様のセルを、グラファイトシート陽極を白金めっきすることによって更に変更した。同一の操作構成において、操作電圧を測定すると約２．９９ボルトであったが、それにより過電圧電位が低下していた。

本発明についていくつかの説明的な実施態様を記述してきたが、当業者には当然明らかであろうが、これまでの記述は単に説明のためのものであって、単に例を示す方法で提示されたものであって、限定的なものではない。多くの変更及びその他の実施態様は、当業者の技量の範囲であり、本発明の範囲に入るものと考えられる。例えば、電解セルの陽極には、カーボン充填ポリマー材料を使用することができる。特に、本明細書に提示された多くの例には、方法作用又は系の構成要素の特定の組合せが含まれているが、それらの作用及びそれらの構成要素は、別の方法で組み合わせて同一の目的を達成することも可能であることは理解されたい。

当業者ならば理解すべきことであるが、本明細書に記載されたパラメーター及び構成は例示的なものであり、実際のパラメーター及び／又は構成は、本発明の系と技術が使用される特定の用途に依存することであろう。当業者ならば、日常的な実験以上のことをしなくても、本発明の特定の実施態様の等価物を認識したり、或いは確認したりすることが可能な筈である。従って、本明細書に記載された実施態様は、例示のためだけに提示されていること、及び、添付の特許請求項及びそれの等価物の範囲内で、具体的に記載されたものとは別な方法で本発明を実施してもよいことは、理解されるべきである。

更に、本発明は、本明細書に記載されたそれぞれの特徴、システム、サブシステム又は技術、及び本明細書に記載された２種以上の特徴、システム、サブシステム又は技術の各種組合せを目的としており、そして２種以上の特徴、システム、サブシステム及び／又は方法の各種組合せが、そのような特徴、システム、サブシステム又は技術が相互に矛盾することがない場合には、特許請求項において具体的に表されている本発明の範囲の中である、ということもまた理解されるべきである。更に、ひとつの実施態様に関連させただけで記述されている作用、構成要素及び特徴は、他の実施態様における同様の役割を除外することを意図している訳ではない。

本明細書で使用するとき、「複数（ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）」という用語は、二つ又はそれ以上の項目（ｉｔｅｍ）又は構成要素を指している。「含む」（「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、「ｃａｒｒｙｉｎｇ」、「ｈａｖｉｎｇ」、「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」、及び「ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ」）」という用語は、明細書中又は特許請求項中等いずこで使用しても、オープンエンデッドターム（ｏｐｅｎ−ｅｎｄｅｄ ｔｅｒｍｓ）である、即ち、「を含むが、それだけに限定されない」ということを意味している。従って、そのような用語を使用することは、それ以降に列記されている項目及びそれらと同等物、更には追加の項目も包含されるということを意味している。特許請求項に関連して、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」及び「から実質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」）というトランジショナルフレーズ（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌ ｐｈｒａｓｅ）のみは、それぞれクローズド又はセミクローズドなトランジショナルフレーズである。特許請求項中で請求項要素を形容するための、例えば「第一の」、「第二の」、「第三の」等の序数用語の使用は、それ自体では、一つの請求項要素の他の請求項要素に対するいかなる優先順位、先行若しくは順序（ｐｒｉｏｒｉｔｙ、ｐｒｅｃｅｄｅｎｃｅ ｏｒ ｏｒｄｅｒ）又は方法の作用が実施される一時的な順序を意味するものではないが、（序数用語を使用して）請求項要素を区別するために、ある名称を有する一つの請求項要素を、同一の名称を有する他の要素から区別するためのラベルとして単に使用されている。

本発明の一つ又は複数の実施態様における電解装置を示す図である。

Claims (22)

1. 少なくとも一つのカーボン充填ポリマー電極を有する電解セルを含んでなる電解装置。
2. 少なくとも一つのカーボン充填ポリマー電極が、熱可塑性ポリマーバインダーの中に配置された導電性カーボンを、含んでなる、請求項１に記載の電解装置。
3. ポリマーバインダーがポリエチレンを含んでなる、請求項２に記載の電解装置。
4. 電解セルの少なくとも一部を収納した本体を更に含んでなり、本体の少なくとも一部がポリマーバインダーの中に配置されたカーボンを含んでなる、請求項１に記載の電解装置。
5. 本体の少なくとも一部が、電解セルの少なくとも一つの電極として、機能する、請求項４に記載の電解装置。
6. 亜ハロゲン酸塩及びハロゲン化物の内の少なくとも一つを含んでなる電解質源を更に含んでなる、請求項１に記載の電解装置。
7. 電解質が亜塩素酸塩を含んでなる、請求項６に記載の電解装置。
8. 電解質が塩化物を含んでなる、請求項６に記載の電解装置。
9. 電解質が、塩素酸塩、過塩素酸塩、次亜ハロゲン酸塩、過マンガン酸塩、クロム酸塩及び過酸化物からなる群から選択される少なくとも１つの酸化剤を、更に含んでなる、請求項６に記載の電解装置。
10. 少なくとも一つのカーボン充填ポリマー電極に接続されている電位源を更に含んでなり、電解セルに約３ボルト未満を供給する、請求項１に記載の電解装置。
11. 電解セルへの電位を少なくとも約２ボルトに調節するように構成された回路を更に含んでなる、請求項１０に記載の電解装置。
12. 少なくとも一つのカーボン充填ポリマー電極が陰極として機能する、請求項１に記載の電解装置。
13. 少なくとも一つのカーボン充填ポリマー電極が少なくとも一つの金属質コアを含んでなる、請求項１に記載の電解装置。
14. 少なくとも一つのカーボン充填ポリマー電極が、その表面の少なくとも一部の上に配置された電気触媒的コーティングを、含んでなる請求項１に記載の電解装置。
15. 少なくとも一つのカーボン担持ポリマー電極を有する電解セルを提供することを含んでなる、方法。
16. 少なくとも一つのカーボン担持ポリマー電極を介して電流を確立することを更に含んでなる、請求項１５に記載の方法。
17. 電流を確立することが、約３ボルト未満の電位を電流に与えることを、含んでなる請求項１６に記載の方法。
18. 電流を確立することが、少なくとも約２ボルトの電位を電流に与えることを、含んでなる請求項１７に記載の方法。
19. 電流を確立することが、電源の端子を電解セルのカーボン担持ポリマー陰極に接続することを、含んでなる請求項１６に記載の方法。
20. 電流を確立することが、その表面の少なくとも一部の上に配置された電気活性コーティングを有するカーボン担持ポリマー電極に電源の端子を接続することを、更に含んでなる請求項１６に記載の方法。
21. 電流を確立することが、金属質コアを有するカーボン担持ポリマー電極に電源を接続することを、含んでなる請求項１６に記載の方法。
22. 電流を確立することが、電源からカーボン担持ポリマー電極へ、カーボン担持ポリマー電極の少なくとも一部に接触する導電性の網状部材を通して、電流を通すことを含んでなる、請求項１６に記載の方法。

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