JP2013053348A - Ceramic electrode - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、通電性に優れるセラミックス電極に関するものである。 The present invention relates to a ceramic electrode having excellent electrical conductivity.
以前、殺菌力を有する電解水の製造や、廃水、養殖水槽水、風呂、プール水、冷却用水、合併処理水槽水等の浄化、浄水に使用される電解装置の提案をした（特許文献１）。
すなわち、電解装置としては、機能水（アルカリイオン水や強酸性水）の生成においては、処理電流が小さなことから、陽極として導電性接着剤により電極端子が形成されたフェライト電極が使用され、電極間に隔膜を配置して電気分解を行う隔膜電解が実施されるようになっている。
また、弱酸性又は中性の殺菌、洗浄用水の生成や廃水や各種用水の浄化、殺菌においては、処理電流が大きく、前記フェライト電極を用いると、前記導電性接着剤による接合部分の抵抗が大きく、発熱、冷却が繰り返されることになり、導電性接着剤と電極端子およびフェライト電極との接合が、その熱膨張係数の違いにより外れて、その間隙に用水が浸入することにより接続抵抗が増大するとともに、前記導電性接着剤自身が耐薬品性に劣っているため、電解した用水に溶出してしまい、すぐに使用不能となる。
そのため、電極端子を溶接又はねじ加工等により形成しやすく、電気分解における溶出のある程度少ないチタン表面に白金メッキを施した白金メッキチタン電極が使用され、前記隔膜を使用しない電気分解が実施されている。
これら陽極における耐溶出性の高い金属の順位は、白金＞フェライト＞鉛＞チタンの順であり、高価な白金が最も強いことから、これをチタン表面にメッキして前記したように陽極として使用されているが、これら白金メッキチタン電極を、処理電流を大きくし、電極に印加される電圧を大きくして使用すると、前記白金メッキが剥離し、チタンが溶出して（水素吸蔵する）陽極電極が腐食してしまうという問題がある。
これを防止するためには、電解装置によって処理される用水に、食塩等の電解質を適宜添加し、用水の電気伝導度を向上させなければならないという問題があった。
この提案は上記した問題点に着目してなされたもので、電極端子と電極板との接続抵抗が低く、かつ電気伝導度の低い用水や、用水に添加される電解質を少なくした低電気伝導度の条件下においても、大きな処理電流を長期に渡って流して電解処理できる電解装置を提供することを目的としている。
上記した問題を解決するために、この提案の電解装置は、所定の間隔にて配置された電極板間に電圧を印加して、前記電極板間に存在する用水の電気分解を行う電解装置において、少なくとも陽極の前記電極板がフェライト電極であって、このフェライト電極には少なくとも１つの孔部が形成され、前記孔部と孔部に挿入された電極端子先端部との間隙が、前記電極端子の挿入により変形する導電性の金属結合部材により埋められて、前記フェライト電極と電極端子とが導通、一体化されていることを特徴としている。
この特徴によれば、前記金属結合部材が電極端子の挿入により変形し、電極端子先端部と前記孔部との間隙が埋められるため、電極端子と電極板とを導通抵抗の著しく低い金属単体で接続でき、接続部の発熱が効果的に抑えられる。また、これら金属結合部材の熱膨張係数は、フェライト電極や電極端子の熱膨張係数とほぼ同等であり、例え発熱により膨張しても、両者間に間隙が発生せず、その接合部に用水が侵入して接続抵抗の上昇をまねくことがない。そのため、フェライト電極に長期に渡って大きな電流を流すことができるようになり、結果的に電解質等を用水に添加することなく、或いは可能な限り少ない量として電気分解処理を実施できるようになる、というものである。
しかし、それでも電極板への通電状態があまり良好ではないという問題があった。
That is, as an electrolysis apparatus, since the treatment current is small in the generation of functional water (alkali ion water or strong acid water), a ferrite electrode in which an electrode terminal is formed by a conductive adhesive is used as an anode. Diaphragm electrolysis is performed in which a diaphragm is disposed between the electrodes and electrolysis is performed.
In addition, in the treatment of weakly acidic or neutral sterilization, cleaning water generation, purification of waste water or various waters, and sterilization, the treatment current is large, and when the ferrite electrode is used, the resistance of the joint portion due to the conductive adhesive is large. Heat generation and cooling are repeated, and the bonding between the conductive adhesive, the electrode terminal, and the ferrite electrode is disengaged due to the difference in thermal expansion coefficient, and the connection resistance increases due to the ingress of water into the gap. At the same time, since the conductive adhesive itself is inferior in chemical resistance, it elutes in the electrolyzed water and becomes unusable immediately.
Therefore, a platinum-plated titanium electrode is used in which the electrode terminal is easily formed by welding or screwing, etc., and the titanium surface is subjected to platinum plating with little elution in electrolysis, and electrolysis without using the diaphragm is performed. .
The order of the metal with high elution resistance in these anodes is platinum>ferrite>lead> titanium, and expensive platinum is the strongest, so this is plated on the titanium surface and used as the anode as described above. However, when these platinum-plated titanium electrodes are used with a large processing current and a large voltage applied to the electrodes, the platinum plating is peeled off and titanium is eluted (according to hydrogen storage). There is a problem of corrosion.
In order to prevent this, there has been a problem that an electrolyte such as salt is appropriately added to the water to be treated by the electrolyzer to improve the electrical conductivity of the water.
This proposal was made paying attention to the above-mentioned problems. Low electrical conductivity with low connection resistance between the electrode terminal and the electrode plate, low electrical conductivity, and less electrolyte added to the service water. It is an object of the present invention to provide an electrolysis apparatus capable of electrolytic treatment by flowing a large treatment current over a long period of time even under the above conditions.
In order to solve the above-described problems, the proposed electrolysis apparatus is an electrolysis apparatus that applies a voltage between electrode plates arranged at a predetermined interval to perform electrolysis of water existing between the electrode plates. And at least the electrode plate of the anode is a ferrite electrode, and at least one hole is formed in the ferrite electrode, and a gap between the hole and the tip of the electrode terminal inserted into the hole is the electrode terminal. The ferrite electrode and the electrode terminal are electrically connected and integrated by being filled with a conductive metal coupling member that is deformed by the insertion.
According to this feature, since the metal coupling member is deformed by insertion of the electrode terminal and the gap between the electrode terminal tip and the hole is filled, the electrode terminal and the electrode plate are made of a single metal having a remarkably low conduction resistance. Connection is possible, and heat generation at the connection portion is effectively suppressed. In addition, the thermal expansion coefficient of these metal coupling members is almost the same as that of the ferrite electrode or electrode terminal, and even if it expands due to heat generation, there is no gap between them, and there is no water at the joint. It does not invade and increase the connection resistance. Therefore, it becomes possible to flow a large current over a long period of time to the ferrite electrode, and as a result, it becomes possible to carry out the electrolysis treatment as much as possible without adding an electrolyte or the like to the water. That's it.
However, there is still a problem that the energization state to the electrode plate is not so good.
そこでこの発明は、従来よりも電極板への通電状態が良好である電極を提供しようとするものである。 In view of this, the present invention is intended to provide an electrode in which the state of energization to the electrode plate is better than before.
前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。
(１)この発明のセラミックス電極は、網状金属製の導電性基材が導電性セラミックスにより囲撓されていることを特徴とする。
前記導電性基材の材質として鉄、チタン、ステンレスなどを例示することができ、その形状としてシート状の網状（メッシュ状）、円筒状の網状、円柱状の網状、角筒状の網状、角柱状の網状などを例示することができる。
前記セラミックスの材料として、ジルコニア（＝二酸化ジルコニウム、ZrO2）や、イットリア（＝酸化イットリウム、Ｙ２Ｏ３）などを例示することができる。このうち前記ジルコニア（融点2715℃、沸点4300℃）を使用すると弾力性、靭性に優れる。それにイットリアを混ぜると靭性や耐割れ性が向上することになる。アルミナ（＝酸化アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３）を混入することにより、焼成温度を低下させることができる。なお、アルミナをあまり混入し過ぎると、割れ易くなる場合がある。
In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
(1) The ceramic electrode of the present invention is characterized in that a conductive metal base is surrounded by conductive ceramics.
Examples of the material of the conductive base material include iron, titanium, and stainless steel, and the shape thereof is a sheet-like net (mesh), a cylindrical net, a column-like net, a square tube-like net, a square A columnar net or the like can be exemplified.
Examples of the ceramic material include zirconia (= zirconium dioxide, ZrO 2 ) and yttria (= yttrium oxide, Y 2 O 3 ). Of these, the use of the zirconia (melting point 2715 ° C., boiling point 4300 ° C.) is excellent in elasticity and toughness. When yttria is mixed with it, toughness and crack resistance are improved. By mixing alumina (= aluminum oxide, Al 2 O 3 ), the firing temperature can be lowered. In addition, when too much alumina is mixed, it may be easily broken.
セラミックス電極と金属（網状金属製の導電性基材）とは熱膨張率がほぼ同等であるので、相互間の乖離が発生し難い。
このセラミックス電極の形状は、シート状、円柱状、円筒状、角柱状、角筒状にすることができる。例えば、シート状で網状の導電性基材を、導電性セラミックスに埋設した構造にし、小さく薄くコンパクトにすることが出来る。前記シート状の厚みとして、例えば0.1〜1.0ｍｍ厚強に設定することができる。
前記セラミックスに導電性を付与するため、ニッケルの微粒子を混合することができる。ニッケルの微粒子を混合すると、セラミックスの焼成時の温度を下げることができる。そして、導電性基材から導電性セラミックスのニッケル微粒子等に通電され、次いで液中を通電することにより電気が流れることになる。これにより、液相に電気を流して排水を電気分解したり、液相のイオンを電気的に分離して電気透析し海水の淡水化を行ったりすることができる。
Since the ceramic electrode and the metal (conductive base made of a net-like metal) have substantially the same coefficient of thermal expansion, the difference between them hardly occurs.
The shape of the ceramic electrode can be a sheet, a column, a cylinder, a prism, or a square tube. For example, a sheet-like, net-like conductive base material can be made into a structure embedded in conductive ceramics to make it small and thin. The thickness of the sheet can be set to a thickness of 0.1 to 1.0 mm, for example.
In order to impart conductivity to the ceramic, nickel fine particles can be mixed. When the nickel fine particles are mixed, the temperature at the time of firing the ceramic can be lowered. Then, electricity flows from the conductive substrate to the nickel fine particles of the conductive ceramic, and then through the liquid. Thereby, electricity can be supplied to the liquid phase to electrolyze the waste water, or ions in the liquid phase can be electrically separated and electrodialyzed to desalinate the seawater.
ジルコニアやイットリアのような酸化物中にニッケルなどの導電性物質を混合・分散したこの導電性セラミックスは、酸性条件下でも、単体の金属（鉄など）より溶出し難い性質を有する。また、このセラミックス電極は、有機化合物から成る場合よりも耐久性、耐熱性、耐薬品性、耐酸性、耐アルカリ性、耐破壊性、耐ヒートショック性に優れることとなる。
この導電性セラミックスと外部の制御回路とを電気的に導通させるために、セラミックスに金属製の電極棒を立てるのではなく、網状の導電性基材を囲撓するようにしたので、セラミックス電極全体に満遍なく導電させることができる。
この導電性セラミックスは前記のように構成したので、網状金属製の導電性基材により導電性セラミックスの広い領域へと満遍なく通電することができる。
このセラミックス電極は、該電極板の端部を外部の制御機器と接続した金属体によって挟持することにより通電してもよい。
This conductive ceramic in which a conductive substance such as nickel is mixed and dispersed in an oxide such as zirconia or yttria has a property that it is difficult to elute from a single metal (such as iron) even under acidic conditions. In addition, this ceramic electrode is more excellent in durability, heat resistance, chemical resistance, acid resistance, alkali resistance, fracture resistance, and heat shock resistance than the case of being made of an organic compound.
In order to electrically connect the conductive ceramics and the external control circuit, the metal electrode rod is not raised on the ceramics, but the net-like conductive base material is bent. Can be conducted evenly.
Since this conductive ceramic is configured as described above, a wide area of the conductive ceramic can be energized uniformly by the conductive base material made of a mesh metal.
The ceramic electrode may be energized by sandwiching the end of the electrode plate with a metal body connected to an external control device.
(２) 前記導電性基材が導電性セラミックスの外部に延在するようにしてもよい。
このように構成すると、導電性基材の延在部を一体的な電極端子として機能させることが出来る。また例えば、セラミックス電極を複数枚積層して、その導電性基材の延在部にまとめて給電することができる。
(2) The conductive base material may extend outside the conductive ceramic.
If comprised in this way, the extension part of an electroconductive base material can be functioned as an integral electrode terminal. In addition, for example, a plurality of ceramic electrodes can be stacked, and power can be supplied collectively to the extending portion of the conductive substrate.
(３) 前記導電性セラミックスが多孔質であるようにしてもよい。
この多孔質の孔径として、例えば1nm、10Åに形成することができ、開孔率を適宜設定することができる。
このように多孔質（ポーラス）に構成すると、セラミックス電極にイオン透過性を付与して電気透析膜としての機能させることができる。
例えば、陽極側として印加したセラミックス電極により正イオン（例えば、ナトリウムイオン）を排斥して負イオン（例えば、塩化物イオン）のみを通過させることができ（カチオン膜として機能）、陰極側として印加したセラミックス電極により負イオンを排斥して正イオンのみを通過させることができる（アニオン膜として機能）。
(3) The conductive ceramics may be porous.
The porous pore diameter can be formed to 1 nm and 10 mm, for example, and the porosity can be set as appropriate.
When configured to be porous in this way, it is possible to impart ion permeability to the ceramic electrode so as to function as an electrodialysis membrane.
For example, positive ions (for example, sodium ions) can be rejected by a ceramic electrode applied as the anode side, and only negative ions (for example, chloride ions) can pass (function as a cation film), and applied as the cathode side. By using a ceramic electrode, negative ions can be eliminated and only positive ions can pass through (function as an anion film).
すなわち、液相の正イオンや負イオンを選択的に通過（イオン・スルー）させたり、選択的に遮断（イオン・バルブ）したりすることが出来る。
そして、これにより海水からナトリウムイオン、塩化物イオンを除去して淡水化を図ることが出来る。
In other words, liquid phase positive ions and negative ions can be selectively passed (ion-through) or selectively blocked (ion valve).
And by this, sodium ion and a chloride ion can be removed from seawater, and desalination can be achieved.
この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。
導電性セラミックスの広い領域へと満遍なく通電することができるので、従来よりも電極板への通電状態が良好である電極を提供することができる。
The present invention is configured as described above and has the following effects.
Since it is possible to uniformly energize a wide area of conductive ceramics, it is possible to provide an electrode in which the state of energization to the electrode plate is better than before.
以下、この発明の実施の形態を説明する。
（実施形態１）
この実施形態のセラミックス電極は、網状金属製の導電性基材が導電性セラミックスにより囲撓されている。具体的には、網状金属製の導電性基材が導電性セラミックスにより囲撓された状態で、炉内で1000℃以上の温度で焼成することにより製造する。
このセラミックス電極は、排水や排液の電気分解による浄化、病院や医療機関における殺菌、スクラバーやクーリングタワー、空気清浄機や温冷水器の除菌、無菌室やクリーンルームの脱臭や空気清浄、その他諸々の高度処理に使用することができる。
前記導電性基材の材質として鉄、チタン、ステンレスなどの金属を例示することができ、その形状としてシート状の網状（メッシュ状）、円筒状の網状、円柱状の網状、角筒状の網状、角柱状の網状などを例示することができる。
Embodiments of the present invention will be described below.
(Embodiment 1)
In the ceramic electrode of this embodiment, a conductive metal base is surrounded by a conductive ceramic. Specifically, it is manufactured by firing in a furnace at a temperature of 1000 ° C. or higher in a state in which a conductive base made of a mesh metal is surrounded by conductive ceramics.
This ceramic electrode is used to purify wastewater and wastewater by electrolysis, sterilization in hospitals and medical institutions, scrubbers and cooling towers, sterilization of air purifiers and hot and cold water heaters, deodorization and air purification of aseptic rooms and clean rooms, and many others. Can be used for advanced processing.
Examples of the material of the conductive base material include metals such as iron, titanium, and stainless steel, and the shape thereof is a sheet-like net (mesh), a cylindrical net, a columnar net, a rectangular tube-like net Examples thereof include a prismatic net-like shape.
前記セラミックスの材料として、ジルコニア（＝二酸化ジルコニウム、ZrO2）や、イットリア（＝酸化イットリウム、Ｙ２Ｏ３）などを例示することができる。このうち前記ジルコニア（融点2715℃、沸点4300℃）を使用すると弾力性、靭性に優れる。それにイットリアを混ぜると靭性や耐割れ性が向上することになる。アルミナ（＝酸化アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３）を混入することにより、焼成温度を低下させることができる。なお、アルミナをあまり混入し過ぎると、割れ易くなる場合がある。セラミックス電極と金属（網状金属製の導電性基材）とは熱膨張率がほぼ同等に設定すると、電気分解時に電極板が多少発熱しても相互間の乖離が発生し難い。
このセラミックス電極の形状は、シート状、円柱状、円筒状、角柱状、角筒状にすることができる。例えば、シート状で網状の導電性基材を、導電性セラミックスに埋設した構造にし、小さく薄くコンパクトにすることが出来る。前記シート状の厚みとして、例えば0.1〜1.0ｍｍ厚強に設定することができる。
Examples of the ceramic material include zirconia (= zirconium dioxide, ZrO 2 ) and yttria (= yttrium oxide, Y 2 O 3 ). Of these, the use of the zirconia (melting point 2715 ° C., boiling point 4300 ° C.) is excellent in elasticity and toughness. When yttria is mixed with it, toughness and crack resistance are improved. By mixing alumina (= aluminum oxide, Al 2 O 3 ), the firing temperature can be lowered. In addition, when too much alumina is mixed, it may be easily broken. When the ceramic electrode and the metal (conductive metal base material) are set to have substantially the same coefficient of thermal expansion, even if the electrode plate generates a little heat during electrolysis, it is difficult for a difference between them to occur.
The shape of the ceramic electrode can be a sheet, a column, a cylinder, a prism, or a square tube. For example, a sheet-like, net-like conductive base material can be made into a structure embedded in conductive ceramics to make it small and thin. The thickness of the sheet can be set to a thickness of 0.1 to 1.0 mm, for example.
前記セラミックスに導電性を付与するため、例えばニッケルの微粒子を混合することができる。ニッケルの微粒子を混合すると、セラミックスの焼成時の温度を下げることができる。
そして、導電性基材から導電性セラミックスのニッケル微粒子等に通電され、次いで液中を通電することにより電気が流れることになる。これにより、液相に電気を流して排水を電気分解したり、液相のイオンを電気的に分離して電気透析し海水の淡水化を行ったりすることができる。
また、前記導電性基材の一部が導電性セラミックスの外部に延在するようにしている。例えば、セラミックス電極をスペーサーを介して複数枚積層し、その導電性基材の延在部にまとめて給電することができる。なお、前記のような延在部を設けず、このセラミックス電極の該電極板の端部を外部の制御機器と接続した金属体によって挟持することにより通電してもよい。
In order to impart conductivity to the ceramic, for example, nickel fine particles can be mixed. When the nickel fine particles are mixed, the temperature at the time of firing the ceramic can be lowered.
Then, electricity flows from the conductive substrate to the nickel fine particles of the conductive ceramic, and then through the liquid. Thereby, electricity can be supplied to the liquid phase to electrolyze the waste water, or ions in the liquid phase can be electrically separated and electrodialyzed to desalinate the seawater.
In addition, a part of the conductive base material extends outside the conductive ceramic. For example, a plurality of ceramic electrodes can be stacked via a spacer, and power can be supplied collectively to the extending portion of the conductive substrate. In addition, it may energize by not providing the above-mentioned extension part, but pinching the edge part of this electrode plate of this ceramic electrode with the metal body connected with the external control apparatus.
次に、この実施形態のセラミックス電極の使用状態を説明する。
この導電性セラミックスは前記のように構成したので、網状金属製の導電性基材により導電性セラミックスの広い領域へと満遍なく通電することができ、従来よりも電極板への通電状態が良好であるという利点を有する。
また、ジルコニアやイットリアのような酸化物中にニッケルなどの導電性物質を混合・分散したこの導電性セラミックスは、酸性条件下でも、単体の金属（鉄など）より溶出し難い性質を有する。さらに、このセラミックス電極は、有機化合物から成る場合よりも耐久性、耐熱性、耐薬品性、耐酸性、耐アルカリ性、耐破壊性、耐ヒートショック性に優れることとなる。
Next, the usage state of the ceramic electrode of this embodiment will be described.
Since this conductive ceramic is configured as described above, it is possible to uniformly energize a wide area of the conductive ceramic with the conductive substrate made of a mesh metal, and the state of energization to the electrode plate is better than before. Has the advantage.
Further, this conductive ceramic in which a conductive substance such as nickel is mixed and dispersed in an oxide such as zirconia or yttria has a property that it is difficult to elute from a single metal (such as iron) even under acidic conditions. Furthermore, this ceramic electrode is superior in durability, heat resistance, chemical resistance, acid resistance, alkali resistance, fracture resistance, and heat shock resistance compared to the case of being made of an organic compound.
そして、この導電性セラミックスと外部の制御回路とを電気的に導通させるために、セラミックスに金属製の電極棒を立てるのではなく、網状の導電性基材を囲撓するようにしたので、セラミックス電極全体に満遍なく導電させることができるという利点を有する。
また、前記導電性基材が導電性セラミックスの外部に延在するようにしたので、導電性基材の延在部を一体的な電極端子として機能させることが出来るという利点を有する。
In order to electrically connect the conductive ceramics to the external control circuit, a metal electrode rod is not raised on the ceramics, but a mesh-like conductive base material is bent. This has the advantage that the entire electrode can be uniformly conducted.
In addition, since the conductive base material extends outside the conductive ceramic, there is an advantage that the extended portion of the conductive base material can function as an integral electrode terminal.
（実施形態２）
この実施形態では、排水・排液に食塩などの電解質を添加し電気分解することにより、液中に次亜塩素酸やヒドロキシラジカルを生成させ、その酸化作用により汚れ物質を分解・浄化せしめると共に、電気分解時に陽極から塩素ガスが発生し、陰極から水素ガスが発生するが、前記水素ガスを回収して燃料電池に供給して発電するようにした。
すなわち、排水・排液を電気分解すると、その陰極側で水（H2O）が還元されて水素ガス（H2）が発生し水酸基（OH−）が生成するが、前記水素ガス（H2）を燃料電池の燃料として利用する。ここで、水が陰極で還元される化学式は次の通りである。
H2O+２e−→H2↑+２OH−
(Embodiment 2)
In this embodiment, an electrolyte such as sodium chloride is added to the drainage / drainage and electrolyzed to generate hypochlorous acid and hydroxy radicals in the solution, and the oxidizing action decomposes and purifies the contaminants, During electrolysis, chlorine gas is generated from the anode and hydrogen gas is generated from the cathode. The hydrogen gas is recovered and supplied to the fuel cell to generate power.
That is, when the electrolysis of drainage and drainage, its the cathode side water (H 2 O) is reduced hydrogen gas (H 2) generated hydroxyl (OH -) is generated, the hydrogen gas (H 2 ) As fuel for fuel cells. Here, the chemical formula in which water is reduced at the cathode is as follows.
H 2 O + 2e − → H 2 ↑ + 2OH −
排水・排液の電気分解による浄化では、陽極表面で塩化物イオン（Cl−）が酸化されて塩素（Cl2）が生成し、この塩素（Cl2）が水（H2O）と反応することにより、次亜塩素酸（HOCｌ）と塩酸（HCｌ）とが生成する。これらの化学式は次の通りである。
２Cl−→Cl２+２e−
Cl２+
H2O→HOCｌ+ HCｌ
The purification by electrolysis of the waste water, drainage, chloride ions at the anode surface (Cl -) are oxidized to generate chlorine (Cl 2), chlorine (Cl 2) are reacted with water (H 2 O) As a result, hypochlorous acid (HOC1) and hydrochloric acid (HC1) are produced. These chemical formulas are as follows.
2Cl − → Cl 2 + 2e −
Cl 2 +
H 2 O → HOC1 + HC1
そして、排水・排液中の汚れ成分（有機化合物など）は、次亜塩素酸（HOCｌ）により酸化分解されていくことになり、これにより排水・排液が浄化されていく。
また、燃料電池で発電する際の高温（700〜1200℃）の余熱を排水・排液に及ぼしてこれを分解・蒸発せしめるようにしてもよい。
Then, dirt components (such as organic compounds) in the drainage / drainage are oxidatively decomposed by hypochlorous acid (HOCl), thereby purifying the drainage / drainage.
Further, high-temperature (700 to 1200 ° C.) residual heat generated when generating electricity with the fuel cell may be applied to the drainage / drainage to be decomposed and evaporated.
（実施形態３）
この実施形態では、前記導電性セラミックスが多孔質（ポーラス）であるようにした（電気透析による海水等の淡水化）。この多孔質の孔径として、例えば1nm、10Åに形成することができ、開孔率は適宜設定することができる。
このようにセラミックス電極を多孔質に構成したので、電極板にイオン透過性を付与して電気透析膜としての機能させることができる。
ここで、この実施形態では、対向する正負のセラミックス電極に沿って電極間の通路に液体を流す（実施形態１、２）のではなく、セラミックス電極に直行して液体を電極板の膜を透過させる方向に垂直に流すことになる。
(Embodiment 3)
In this embodiment, the conductive ceramic is porous (desalination of seawater or the like by electrodialysis). The porous pore diameter can be formed to 1 nm and 10 mm, for example, and the porosity can be set as appropriate.
Thus, since the ceramic electrode was comprised porous, it can be made to function as an electrodialysis membrane by providing ion permeability to an electrode plate.
Here, in this embodiment, liquid is not allowed to flow along the opposing positive and negative ceramic electrodes in the passage between the electrodes (Embodiments 1 and 2), but directly through the ceramic electrode and the liquid passes through the membrane of the electrode plate. It will flow perpendicular to the direction of the movement.
そして、陽極側として印加したセラミックス電極により正イオン（例えば、ナトリウムイオン）を排斥して負イオン（例えば、塩化物イオン）のみを通過させ（カチオン膜として機能）、陰極側として印加したセラミックス電極により負イオンを排斥して正イオンのみを通過させることができる（アニオン膜として機能）。
すなわち、液相の正イオンや負イオンを選択的に通過（イオン・スルー）させたり、選択的に遮断（イオン・バルブ）したりすることが出来る。そして、これにより海水からナトリウムイオン、塩化物イオンを除去して淡水化を図ることが出来る。
Then, positive ions (for example, sodium ions) are rejected by the ceramic electrode applied as the anode side, and only negative ions (for example, chloride ions) are allowed to pass (function as a cation film). Negative ions can be eliminated and only positive ions can pass through (function as anion membrane).
In other words, liquid phase positive ions and negative ions can be selectively passed (ion-through) or selectively blocked (ion valve). And by this, sodium ion and a chloride ion can be removed from seawater, and desalination can be achieved.
従来よりも電極板への通電状態が良好であることによって、種々のセラミックス電極の用途（排水処理、空気清浄、電気透析など）に適用することができる。 Since the state of energization to the electrode plate is better than before, it can be applied to various uses (ceramics treatment, air purification, electrodialysis, etc.) of ceramic electrodes.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56136988A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-26 | Ube Ind Ltd | Titanium nitride electrode for electrolytic reduction |
| JPS57192281A (en) * | 1981-05-19 | 1982-11-26 | Permelec Electrode Ltd | Durable electrode for electrolysis and manufacture thereof |
| JPH07316862A (en) * | 1994-05-27 | 1995-12-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electrode |
| JP2007113114A (en) * | 2005-09-26 | 2007-05-10 | General Electric Co <Ge> | Electrochemical cell structures and method of making the same |
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-
2011
- 2011-09-05 JP JP2011192637A patent/JP2013053348A/en active Pending
Patent Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
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