JP2011167643A - 通液型キャパシタおよびその運転方法 - Google Patents
通液型キャパシタおよびその運転方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011167643A JP2011167643A JP2010034252A JP2010034252A JP2011167643A JP 2011167643 A JP2011167643 A JP 2011167643A JP 2010034252 A JP2010034252 A JP 2010034252A JP 2010034252 A JP2010034252 A JP 2010034252A JP 2011167643 A JP2011167643 A JP 2011167643A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- capacitor
- electrode
- permeable
- metal foil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Abstract
【解決手段】液中のイオンを吸着するための通液型キャパシタであって、セパレータ4を挟んで2つのイオン吸着用電極を配置してなり、少なくとも一方の前記電極が、多孔性金属箔3であることを特徴とする通液型キャパシタ、及びその運転方法。
【選択図】図1
Description
たとえば、特許文献1には、液体の精製を目的とする定電荷クロマトグラフ用カラムに用いる通液型キャパシタであって、導電性支持層、高表面積導電性層、及び非導電性多孔質のスペーサ層からなる構造を、複数回スパイラル状に巻回した通液型キャパシタが開示されている。また、特許文献1には、このキャパシタをたとえば塩化ナトリウム等のイオン性物質を含む水の精製に用いることも開示されている。
本発明では、一方の電極として多孔性金属箔を使用する場合に、もう一方の電極として活性炭電極を使用することもできる。活性炭電極としては、集電極上に高比表面積活性炭を主材とする層を配置した構成を用いることが出来る。
上記の本発明の通液型キャパシタを用いて、イオン性物質を含む液体を処理することが出来る。液体の処理としては、水の浄化、海水の淡水化、廃液の脱窒素等の精製処理だけでなく、貴金属の回収、無機塩の精製、溶存するイオン性物質の定量などイオン性物質の捕捉・回収のための処理も含まれる。液体としては、水やその他の無機系溶媒、有機系溶媒あるいはこれらの混合溶媒を媒体とするものがあげられ、血液などの生体物質であっても構わない。イオン性物質としては、金属塩、アミン塩、アンモニウム塩、無機酸、有機酸などの、液中で解離可能な電解質や帯電性物質があげられる。
厚み100μm、純度99.9%のアルミニウム箔を80℃の1wt%硫酸酸性水溶液中に60秒浸漬し、表面に形成されている自然酸化皮膜を除去した。次に、アルミニウム箔をリン酸濃度が1.0wt%の90℃の水溶液に60秒間浸漬した。次に、塩酸5wt%、塩化アルミニウム2wt%、硫酸0.1wt%、リン酸0.5wt%、硝酸0.2wt%に調製した温度30℃の水溶液(電解液中のアルミニウム濃度を0.1wt%に調製)に上記アルミニウム箔を浸漬し、そのアルミニウム箔に5V、電流密度0.5A/cm2、周波数40Hzの正弦波の電流を印加して300秒間エッチング処理を行い、幅1μm、深さ1−10μmのピットと呼ばれるトンネル状の孔を形成した。次に、ピット孔を拡大するために、60℃の10wt%硫酸水溶液中に、5分間浸漬し、続いて50℃の0.1wt%エタノールアミン水溶液で水和処理を行った後、250℃の大気下で3分間熱処理を行いエッチングが施されたアルミニウム箔を得た。
(参考例2)酸化皮膜を形成したアルミニウム箔の製造方法
参考例1で製造したエッチングが施されたアルミニウム箔を、80℃で、かつ濃度が200g/1のアジピン酸アンモニウム水溶液中に浸漬し、25mA/cm2の低電流密度で15Vの電圧を印加することによりアルミエッチング箔の化成処理を行って、その表面に陽極酸化皮膜を形成した。酸化皮膜の膜厚は、0.6μmであった。比表面積を日本ベル株式会社製蒸気吸着量測定装置「BELSORP−18PLUS:商品名」にて測定したところ4.6m2/gであった。
(参考例3)炭素皮膜を形成したアルミニウム箔の製造方法
参考例1で製造したエッチングが施されたアルミニウム箔を、80℃で、かつ濃度が20g/L のレゾール系フェノール樹脂水溶液中に浸漬し、引き上げた後、80℃の熱風乾燥機で12時間乾燥し、その後、500℃で3時間加熱することによりアルミエッチング箔の炭素皮膜化処理を行って、その表面に炭素皮膜を形成した。炭素皮膜の膜厚は、0.4μmであった。
(実施例1)
繊度1.7dtex(デシテックス)の溶剤紡糸セルロース繊維(レンチング社製 テンセル)を2mmに切断し、パルパーとファイバライザーでCSF150mlに叩解したもの、繊度0.5dtex、繊維長3mm長のポリビニルアルコール繊維((株)クラレ製 ビニロン)、及び水中溶解温度80℃、繊度1dtex、繊維長3mmのポリビニルアルコール繊維((株)クラレ製 ビニロン)を、それぞれ40:50:10の重量割合で抄紙して作製した親水性セパレータを、参考例1で作製した多孔性アルミ箔20cm×20cm両電極の間に設置し、電極間隔を0.5mmとして、ポリプロピレン製のハウジングを使用して図1に示すような通液型キャパシタを作製した。
(実施例2)
実施例1において、参考例2で作製した酸化皮膜付き多孔性アルミニウム箔を使用した以外は、実施例1と同様に行った。同様に流出液から、硼素、ナトリウムは検出されなかった。
(実施例3)
実施例1において、参考例3で作製した酸化皮膜付き多孔性アルミニウム箔を使用した以外は、実施例1と同様に行った。同様に流出液から、硼素、ナトリウムは検出されなかった。
(実施例4)
実施例1において、硼酸ナトリウム20mg/Lの水溶液1Lの代わりにアルミニウムトリイソプロポキシド20mg/Lのイソプロパノール溶液1Lを用いた以外は、実施例1と同様に行った。流出液から、アルミニウムは検出されなかった。
(実施例5)
参考例1で作製した多孔性アルミニウム箔20cm×20cmをカソードに用い、20cm×20cmの銅製エキスパンドメタル(短径0.5mm、長径1mm、線幅0.2mm、厚さ0.5mm株式会社サンクメタル製)に厚さ0.5mmのクラレケミカル製活性炭布20cm×20cm(1200m2/g、細孔径15オングストローム)を導電性接着剤(日本アチソン株式会社製DAG-EB012)で接着したものをアノードとして用いた。
(比較例1)
実施例4において、両電極に活性炭電極を用いた以外は、実施例4と同様に行った。1時間後に出ロ側の水をサンプリングし、ICP分析により金属を定量したところ、硼酸ナトリウムの濃度が12mg/Lまで低下していることが確認された。このことから、多孔性金属箔を吸着電極として使用したほうが、効率的なイオン除去に繋がることが分かる。
(実施例6)
実施例1において、全溶液を吸着除去した後、吸着したイオンを電極から脱離させるために、電極を逆に接続してイオン交換水100mlを10ml/分の速度で流し、その後再び電極の接続を元に戻し、硼酸ナトリウム20mg/Lの水溶液1Lを10ml/分の速度で通液して、電圧を印加した。1時間後に出口側の水をサンプリングし、ICP分析により、金属を定量したところ、硼素、ナトリウムは検出されなかった。このことから、本発明のキャパシタは、電極を逆接続し、イオンを一旦排出した後、再使用可能なことが分かる。
(実施例7)
実施例1において作製した通液型キャパシタに、シリコン太陽電池モジュール(ETM500−0.5V(RQ)Everstep社製)を直列で2個連結し、1.0Vを印加して、硼酸ナトリウム20mg/Lの水溶液1Lを8.2m1/分の速度で通液した。1時間後に出ロ側の水をサンプリングし、ICP分析(ICPE9000島津製作所製)により、金属を定量したところ、硼素、ナトリウムは共に検出されなかった。
(実施例8)
実施例1で1時間通電しながら通液を行いイオン吸着が終了した通液型キャパシタの電極から、直流定電圧電源を外した。この通液型キャパシタを電源として用いて、別途用意した実施例1で作製したものと同様のイオン性物質が吸着していない通液型キャパシタの電極に接続し、実施例1と同様に硼酸ナトリウム水溶液中のイオン性物質の除去を行った。実施例1と同様にICP分析により金属を定量したところ、硼酸ナトリウムの濃度は2.7mg/Lまで低下していることが確認された。
2、2’:通液口
3:多孔性金属箔電極
4:セパレータ
5:多孔性電極
6:集電極
Claims (11)
- セパレータを挟んで2つのイオン吸着用電極を配置してなり、少なくとも一方の前記イオン吸着用電極が、多孔性金属箔であることを特徴とする通液型キャパシタ。
- セパレータと、イオン吸着用電極とからなる層を、少なくとも2層以上この順番で隣接させてなり、少なくとも一つの前記イオン吸着用電極が、多孔性金属箔であることを特徴とする通液型キャパシタ。
- 表面が酸化物で被覆されている多孔性金属箔を含む、請求項1又は2に記載の通液型キャパシタ。
- 表面が炭化物で更に被覆されている多孔性金属箔を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の通液型キャパシタ。
- 多孔性金属箔の金属としてアルミニウムを用いる、請求項1〜4のいずれかに記載の通液型キャパシタ。
- 多孔性金属箔の比表面積が0.5〜50m2/gである、請求項1〜4のいずれかに記載の通液型キャパシタ。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の通液型キャパシタにイオン性物質を含む液体を通液しながら、太陽電池またはキャパシタのいずれかを電源として用いて電極に直流定電圧を印加することを特徴とする通液型キャパシタの運転方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の通液型キャパシタにイオン性物質を含む液体を通液しながら、電極への直流定電圧の印加と、電極間のショート又は逆方向への電圧印加とを交互に繰り返すことを特徴とする通液型キャパシタの運転方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の通液型キャパシタにイオン性物質を含む液体を通液しながら、電極への直流定電圧の印加と、印加された電圧の外部装置への利用とを交互に繰り返すことを特徴とする通液型キャパシタの運転方法。
- 電源として用いるキャパシタが、請求項1〜6のいずれかに記載の通液型キャパシタである、請求項7に記載の方法。
- 外部装置が請求項1〜6のいずれかに記載の通液型キャパシタである、請求項9に記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010034252A JP5342468B2 (ja) | 2010-02-19 | 2010-02-19 | 通液型キャパシタおよびその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010034252A JP5342468B2 (ja) | 2010-02-19 | 2010-02-19 | 通液型キャパシタおよびその運転方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011167643A true JP2011167643A (ja) | 2011-09-01 |
JP5342468B2 JP5342468B2 (ja) | 2013-11-13 |
Family
ID=44682323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010034252A Expired - Fee Related JP5342468B2 (ja) | 2010-02-19 | 2010-02-19 | 通液型キャパシタおよびその運転方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5342468B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014042077A1 (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-20 | 株式会社クラレ | 電極及びその製造方法、並びにそれを有する通液型コンデンサ |
JP2014168758A (ja) * | 2013-03-05 | 2014-09-18 | Kuraray Co Ltd | 電極及びその製造方法並びにそれを有する通液型コンデンサ |
JP2014530755A (ja) * | 2011-10-21 | 2014-11-20 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 脱塩システム及び方法 |
JP2015099856A (ja) * | 2013-11-19 | 2015-05-28 | ユニチカ株式会社 | 通液型キャパシタの電極用脱イオンシート |
JP2017144382A (ja) * | 2016-02-16 | 2017-08-24 | 学校法人近畿大学 | 金属イオンの電気化学的吸蔵除去方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102054204B1 (ko) * | 2018-05-14 | 2019-12-10 | 한국에너지기술연구원 | 다공성 지지체 위에 형성된 무결점 분리막 및 이의 제조방법 및 이를 이용한 미소 에너지 추출 소자 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05258992A (ja) * | 1992-01-13 | 1993-10-08 | Marc D Andelman | 通液型コンデンサ、それを用いたクロマトグラフ装置およびクロマトグラフによる精製方法 |
JPH09509880A (ja) * | 1994-02-10 | 1997-10-07 | アンデルマン,マーク ディ | 通液型コンデンサ、クロマトグラフ装置および方法 |
JP2000091169A (ja) * | 1998-09-08 | 2000-03-31 | Kansai Coke & Chem Co Ltd | 通液型コンデンサおよびそれを用いた液体の処理方法 |
JP2001143976A (ja) * | 1999-11-11 | 2001-05-25 | Japan Organo Co Ltd | 通液型コンデンサ |
JP2002273437A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-09-24 | Kurita Water Ind Ltd | 脱塩装置 |
JP2003200164A (ja) * | 2001-12-28 | 2003-07-15 | Yukin Kagi Kofun Yugenkoshi | 液体から帯電体を除去する巻込み型の通液型コンデンサおよび液体処理装置 |
JP2003200166A (ja) * | 2002-01-08 | 2003-07-15 | Kurita Water Ind Ltd | 通液型電気二重層コンデンサ脱塩装置の運転方法 |
JP2003285066A (ja) * | 2002-03-27 | 2003-10-07 | Luxon Energy Devices Corp | エネルギー回収をともなう純水装置 |
-
2010
- 2010-02-19 JP JP2010034252A patent/JP5342468B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05258992A (ja) * | 1992-01-13 | 1993-10-08 | Marc D Andelman | 通液型コンデンサ、それを用いたクロマトグラフ装置およびクロマトグラフによる精製方法 |
JPH09509880A (ja) * | 1994-02-10 | 1997-10-07 | アンデルマン,マーク ディ | 通液型コンデンサ、クロマトグラフ装置および方法 |
JP2000091169A (ja) * | 1998-09-08 | 2000-03-31 | Kansai Coke & Chem Co Ltd | 通液型コンデンサおよびそれを用いた液体の処理方法 |
JP2001143976A (ja) * | 1999-11-11 | 2001-05-25 | Japan Organo Co Ltd | 通液型コンデンサ |
JP2002273437A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-09-24 | Kurita Water Ind Ltd | 脱塩装置 |
JP2003200164A (ja) * | 2001-12-28 | 2003-07-15 | Yukin Kagi Kofun Yugenkoshi | 液体から帯電体を除去する巻込み型の通液型コンデンサおよび液体処理装置 |
JP2003200166A (ja) * | 2002-01-08 | 2003-07-15 | Kurita Water Ind Ltd | 通液型電気二重層コンデンサ脱塩装置の運転方法 |
JP2003285066A (ja) * | 2002-03-27 | 2003-10-07 | Luxon Energy Devices Corp | エネルギー回収をともなう純水装置 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014530755A (ja) * | 2011-10-21 | 2014-11-20 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 脱塩システム及び方法 |
US10351446B2 (en) | 2011-10-21 | 2019-07-16 | Bl Technologies, Inc. | Desalination system and method |
WO2014042077A1 (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-20 | 株式会社クラレ | 電極及びその製造方法、並びにそれを有する通液型コンデンサ |
CN104797534A (zh) * | 2012-09-13 | 2015-07-22 | 株式会社可乐丽 | 电极及其制造方法、以及具有该电极的流通型电容器 |
JPWO2014042077A1 (ja) * | 2012-09-13 | 2016-08-18 | 株式会社クラレ | 電極及びその製造方法、並びにそれを有する通液型コンデンサ |
JP2014168758A (ja) * | 2013-03-05 | 2014-09-18 | Kuraray Co Ltd | 電極及びその製造方法並びにそれを有する通液型コンデンサ |
JP2015099856A (ja) * | 2013-11-19 | 2015-05-28 | ユニチカ株式会社 | 通液型キャパシタの電極用脱イオンシート |
WO2015076123A1 (ja) * | 2013-11-19 | 2015-05-28 | ユニチカ株式会社 | 通液型キャパシタの電極用脱イオンシート |
JP2017144382A (ja) * | 2016-02-16 | 2017-08-24 | 学校法人近畿大学 | 金属イオンの電気化学的吸蔵除去方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5342468B2 (ja) | 2013-11-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lee et al. | Enhanced capacitive deionization by dispersion of CNTs in activated carbon electrode | |
JP5342468B2 (ja) | 通液型キャパシタおよびその運転方法 | |
US6761809B2 (en) | Alternating-polarity operation for complete regeneration of electrochemical deionization system | |
US6462935B1 (en) | Replaceable flow-through capacitors for removing charged species from liquids | |
KR101004707B1 (ko) | 이온제거용 축전식 전극 및 그를 이용한 전해셀 | |
KR102093443B1 (ko) | 전기 흡착 탈이온 장치 및 이를 사용한 유체 처리 방법 | |
JP5881086B2 (ja) | イオンを除去するための装置及び方法 | |
CN102249380B (zh) | 一种高效液流式膜电容脱盐装置 | |
JP6006493B2 (ja) | スーパーキャパシタ及びその製造方法 | |
US20120125776A1 (en) | Apparatus and method for removal of ions | |
JP3302443B2 (ja) | 平板形状の通液型電気二重層コンデンサおよびそれを用いた液体の処理方法 | |
Liu et al. | Performance loss of activated carbon electrodes in capacitive deionization: mechanisms and material property predictors | |
JP2000091169A (ja) | 通液型コンデンサおよびそれを用いた液体の処理方法 | |
US6798639B2 (en) | Fluid deionization flow through capacitor systems | |
KR20150061323A (ko) | 전기 흡착 탈이온 전극 재생 방법 | |
CN103359809A (zh) | 一种离子去除装置 | |
KR101343334B1 (ko) | 패턴화 된 채널이 형성된 활성탄 전극을 갖는 축전 탈이온화용 전기화학셀 및 이의 제조방법 | |
CN110809564A (zh) | 脱盐设备及其制造方法 | |
KR101944954B1 (ko) | 은 전극을 포함하는 탈염 및 살균 시스템, 및 이를 이용한 염수의 탈염 및 살균 방법 | |
JP2003200166A (ja) | 通液型電気二重層コンデンサ脱塩装置の運転方法 | |
JP7441855B2 (ja) | 電気活性化により高度に活性化された電極の製造方法 | |
KR20140119545A (ko) | 축전식 탈염 장치 및 탈염 시스템 | |
JP2003200164A (ja) | 液体から帯電体を除去する巻込み型の通液型コンデンサおよび液体処理装置 | |
JP2002336859A (ja) | 脱塩水製造方法 | |
JP2002336863A (ja) | 脱塩水製造方法および装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120831 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130515 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130517 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130626 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130711 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130809 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |