JP2739607B2 - 電 極 - Google Patents
電 極Info
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- JP2739607B2 JP2739607B2 JP2182879A JP18287990A JP2739607B2 JP 2739607 B2 JP2739607 B2 JP 2739607B2 JP 2182879 A JP2182879 A JP 2182879A JP 18287990 A JP18287990 A JP 18287990A JP 2739607 B2 JP2739607 B2 JP 2739607B2
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- electrode
- electrolysis
- channel
- circulation channel
- producing
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
- C25C7/02—Electrodes; Connections thereof
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- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
- Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電気分解に使用する改良型電極に係るもので
あり、更に詳しく言えば、ガス生成物を効果的に除去
し、電解液の循環を増大させるようにする表面形状を有
する電極に係るものである。更に、本発明は電極の製造
方法とそれの使用とに係るものである。主として、この
電極は膜セルにおける電気分解に使用することを意図し
ているが、他のタイプのプロセスにも有用である。
あり、更に詳しく言えば、ガス生成物を効果的に除去
し、電解液の循環を増大させるようにする表面形状を有
する電極に係るものである。更に、本発明は電極の製造
方法とそれの使用とに係るものである。主として、この
電極は膜セルにおける電気分解に使用することを意図し
ているが、他のタイプのプロセスにも有用である。
［従来技術および発明が解決しようとする課題］ 膜プロセスによる電気分解において電解セルのアノー
ド室とカソード室とはイオン選択膜によって分離されて
いる。膜セル（membranse cell）における電気分解は多
くの方面で利用されている。主たる産業的用途としては
塩素の商業的生産がある。
ド室とカソード室とはイオン選択膜によって分離されて
いる。膜セル（membranse cell）における電気分解は多
くの方面で利用されている。主たる産業的用途としては
塩素の商業的生産がある。
塩素の生産ではアルカリ金属塩化物、主として塩化ナ
トリウムの水溶液を電気分解する。塩化ナトリウムを約
20〜25重量％含むブラインすなわち塩化ナトリウム溶液
をセルのアノード室に供給する。イオン選択膜の目詰ま
りを避けるため、セルに供給する前に、特にイオン交換
を利用して、ブラインを極度に純化しなければならな
い。電気分解では塩素ガスがアノードの表面に生成さ
れ、そしてその発生したガスはセルの頂部のガス抜き孔
を通してセル外へ排出される。ブラインが約５〜10重量
％減ったら新しい塩化ナトリウムを添加して再循環させ
る。
トリウムの水溶液を電気分解する。塩化ナトリウムを約
20〜25重量％含むブラインすなわち塩化ナトリウム溶液
をセルのアノード室に供給する。イオン選択膜の目詰ま
りを避けるため、セルに供給する前に、特にイオン交換
を利用して、ブラインを極度に純化しなければならな
い。電気分解では塩素ガスがアノードの表面に生成さ
れ、そしてその発生したガスはセルの頂部のガス抜き孔
を通してセル外へ排出される。ブラインが約５〜10重量
％減ったら新しい塩化ナトリウムを添加して再循環させ
る。
カソード室に水もしくは希釈した水酸化ナトリウムを
加える。アルカリ金属イオンはアノード室からイオン選
択膜を通してカソード室に入ってくる。このカソード室
は水酸化ナトリウムを約20〜35重量％含む水酸化ナトリ
ウム溶液を含んでいる。電気分解で形成される水素ガス
と濃縮された水酸化ナトリウムとをセルから出して、セ
ルを更にクリーニングする。
加える。アルカリ金属イオンはアノード室からイオン選
択膜を通してカソード室に入ってくる。このカソード室
は水酸化ナトリウムを約20〜35重量％含む水酸化ナトリ
ウム溶液を含んでいる。電気分解で形成される水素ガス
と濃縮された水酸化ナトリウムとをセルから出して、セ
ルを更にクリーニングする。
電力コストが電解プロセスにおける支配的な費用とな
っているので、エネルギー消費を減少するためにかなり
の努力が払われてきた。こうして、高度に開発された触
媒がアノードとカソードとの両方の表面で使用されてい
る。更に、薄い膜を使用したり、電極の形を変えたり、
温度を高くしたりしている。
っているので、エネルギー消費を減少するためにかなり
の努力が払われてきた。こうして、高度に開発された触
媒がアノードとカソードとの両方の表面で使用されてい
る。更に、薄い膜を使用したり、電極の形を変えたり、
温度を高くしたりしている。
電気分解しようとしている溶液の抵抗を小さくするた
めにはアノードとカソードとの間の間隙をできるだけ小
さくすることが望ましい。水酸化ナトリウムは塩化ナト
リウムよりもはるかに良く電気を通すので、カソード室
の圧力を幾らか過剰とするのが普通である。この過剰な
圧力のために薄い膜はアノードの表面に押される。電気
分解、例えばアルカリ金属塩化物の電気分解でガスが発
生すると、ガスの泡はアノードおよび／またはカソード
と膜との間の界面に集まって、電解液の抵抗を大きくす
る。この生成されたガス泡の分離を容易とする幾つかの
方法が提案されている。例えば、膜表面を疎水性として
ガス泡の大きさを最小とし、そして同時に膜へ固着しな
いようにする。更に、電極表面に縦模様をつけることも
知られている。例えば、ヨーロッパ特許第159,138合は
生成ガスを迅速に除去するよう設計した電極を開示して
いる。この電極はラメラを備えているが、電極表面に凹
凸（embossing）はない。
めにはアノードとカソードとの間の間隙をできるだけ小
さくすることが望ましい。水酸化ナトリウムは塩化ナト
リウムよりもはるかに良く電気を通すので、カソード室
の圧力を幾らか過剰とするのが普通である。この過剰な
圧力のために薄い膜はアノードの表面に押される。電気
分解、例えばアルカリ金属塩化物の電気分解でガスが発
生すると、ガスの泡はアノードおよび／またはカソード
と膜との間の界面に集まって、電解液の抵抗を大きくす
る。この生成されたガス泡の分離を容易とする幾つかの
方法が提案されている。例えば、膜表面を疎水性として
ガス泡の大きさを最小とし、そして同時に膜へ固着しな
いようにする。更に、電極表面に縦模様をつけることも
知られている。例えば、ヨーロッパ特許第159,138合は
生成ガスを迅速に除去するよう設計した電極を開示して
いる。この電極はラメラを備えているが、電極表面に凹
凸（embossing）はない。
膜セルで塩素を生成するときの他の既知の問題は、イ
オン選択膜を通しての水酸化ナトリウムの泳動である。
これによりアノードに最も近く形成されたアルカリフィ
ルムがアノードの触媒に非常に悪影響を及ぼし、そして
アノードの支持構造にも非常に悪影響を及ぼす。
オン選択膜を通しての水酸化ナトリウムの泳動である。
これによりアノードに最も近く形成されたアルカリフィ
ルムがアノードの触媒に非常に悪影響を及ぼし、そして
アノードの支持構造にも非常に悪影響を及ぼす。
適度の循環促進法によってかなりのエネルギーを節約
できることが、水銀プロセスによる塩素−アルカリ電気
分解から判明した。電極の形を適当なものとすることに
より、そしてチタンの細いガイドレールを取りつけるこ
とにより、生成した塩素ガスの泡によって電極間隙に広
範囲にわたりブラインを循環させられる。塩素酸塩と水
との電気分解では、塩素ガスの泡の浮力を利用してプロ
セスに好都合の電解液の循環を生じさせるように電解セ
ルと電極は形成される。
できることが、水銀プロセスによる塩素−アルカリ電気
分解から判明した。電極の形を適当なものとすることに
より、そしてチタンの細いガイドレールを取りつけるこ
とにより、生成した塩素ガスの泡によって電極間隙に広
範囲にわたりブラインを循環させられる。塩素酸塩と水
との電気分解では、塩素ガスの泡の浮力を利用してプロ
セスに好都合の電解液の循環を生じさせるように電解セ
ルと電極は形成される。
［課題を解決するための手段］ 特許請求の範囲に記載の本発明は、生成したガス迅速
に除去し、そして電解液の循環を改善するように電極の
形を決めた電極であり、２次的効果としては電極面をか
なり拡張したことがある。更に本発明は電極の製造方法
とその使用とに係る。主としてこの電極は膜セルでの電
気分解に有用である。膜セルでの電気分解において膜と
アノードとの界面での生成ガスの除去と電解液の循環と
が特に改善され、他のタイプの電気分解法においてもそ
のことは有利である。希釈溶液からの金属の電気化学的
回収とガスの電気分解による回収、例えば海水からの塩
素の回収は、改良された電極の形状が大きな効果をもた
らす例である。
に除去し、そして電解液の循環を改善するように電極の
形を決めた電極であり、２次的効果としては電極面をか
なり拡張したことがある。更に本発明は電極の製造方法
とその使用とに係る。主としてこの電極は膜セルでの電
気分解に有用である。膜セルでの電気分解において膜と
アノードとの界面での生成ガスの除去と電解液の循環と
が特に改善され、他のタイプの電気分解法においてもそ
のことは有利である。希釈溶液からの金属の電気化学的
回収とガスの電気分解による回収、例えば海水からの塩
素の回収は、改良された電極の形状が大きな効果をもた
らす例である。
上記電極は導電金属から成るものであって、その表面
には中心に配置された循環チャンネルとヘリンボーンの
パターンに配置された上向きのチャンネルとが凹凸（em
boss）でつけてある。上向きのチャンネルは中心の循環
チャンネルと通じており、これらの中心の循環チャンネ
ルには、必要ならスリットまたは孔を開けてもよい。電
極をこのように構成したので膜プロセスでこれまで不十
分であった電解液の循環が膜と電極面との間の間隙で得
られるようになった。この間隙は上記プロセスにとって
重要である。電解液を迅速に供給することに加えて、生
成されたガスを効果的に除去することもできる。更に、
電解液の流れが急速であるので水酸化ナトリウムの泳動
により形成されたアルカリフィルムが希釈される。
には中心に配置された循環チャンネルとヘリンボーンの
パターンに配置された上向きのチャンネルとが凹凸（em
boss）でつけてある。上向きのチャンネルは中心の循環
チャンネルと通じており、これらの中心の循環チャンネ
ルには、必要ならスリットまたは孔を開けてもよい。電
極をこのように構成したので膜プロセスでこれまで不十
分であった電解液の循環が膜と電極面との間の間隙で得
られるようになった。この間隙は上記プロセスにとって
重要である。電解液を迅速に供給することに加えて、生
成されたガスを効果的に除去することもできる。更に、
電解液の流れが急速であるので水酸化ナトリウムの泳動
により形成されたアルカリフィルムが希釈される。
電極面に凹凸をつけること（embossing）によって金
属表面にマイクロ構造が形成される。このマイクロ構造
は凹凸でつくられたチャンネルの間隔とそれらのチャン
ネルの大きさとに関係していて、膜プロセスで使用する
薄膜がガスの流れを阻止する程には曲がって入り込んで
来ないようにしている。凹凸をつけてパターンをつける
ことにより得られるマイクロ構造は電極表面を大きく
し、その結果電極ポテンシャルを小さくする。性能の改
善に加えて電極の動作にもゆとりが出て、使用寿命が長
くなる。
属表面にマイクロ構造が形成される。このマイクロ構造
は凹凸でつくられたチャンネルの間隔とそれらのチャン
ネルの大きさとに関係していて、膜プロセスで使用する
薄膜がガスの流れを阻止する程には曲がって入り込んで
来ないようにしている。凹凸をつけてパターンをつける
ことにより得られるマイクロ構造は電極表面を大きく
し、その結果電極ポテンシャルを小さくする。性能の改
善に加えて電極の動作にもゆとりが出て、使用寿命が長
くなる。
上記の凹凸をつけることによって電極表面を２〜３倍
大きくすることができ、実施するプロセスの性格と電極
の反応とによって変わるが、電極のポテンシャルを小さ
くする。ガスを生成する電極の反応において電極に所望
の反応を選択的に行わせるのに拡大された表面は好都合
な影響を有し、このことは発生ガスのタイプは電極の外
面形状によって決まることを意味している。例えば、他
のアニオンを含む弱い塩化物溶液から塩素をつくるのは
他のガスをつくるよりも容易である。この効果は、塩素
と塩素酸塩の商業的生産に通常使用する溶液よりも希釈
した溶液において高められる。こうして、拡大された表
面はアノードの２次反応の減少に寄与する。
大きくすることができ、実施するプロセスの性格と電極
の反応とによって変わるが、電極のポテンシャルを小さ
くする。ガスを生成する電極の反応において電極に所望
の反応を選択的に行わせるのに拡大された表面は好都合
な影響を有し、このことは発生ガスのタイプは電極の外
面形状によって決まることを意味している。例えば、他
のアニオンを含む弱い塩化物溶液から塩素をつくるのは
他のガスをつくるよりも容易である。この効果は、塩素
と塩素酸塩の商業的生産に通常使用する溶液よりも希釈
した溶液において高められる。こうして、拡大された表
面はアノードの２次反応の減少に寄与する。
ヘリンボーンのパターンは中心の循環チャンネルから
上向きに伸びるチャンネルから形成されている。上向き
に伸びるチャンネルは、電極面内で水平線に対して斜め
になっている。これらのチャンネルは垂直になってはな
らなず、水平に対する角度は90度より小さくなければな
らない。この角度の適当な範囲は10〜70度であり、好ま
しくは30〜60度である。これらの上向きに伸びるチャン
ネルの横断面は三角形もしくはＵ字形でよい。ヘリンボ
ーンパターンを形成しているチャンネルのサイズと詰め
合わせ具合は重要ではなく、当業者が適宜選択できる。
但し、電極表面上の上記パターンの大きさと間隔とがマ
イクロ構造を構成していなければならない。例えば、上
記チャンネルの深さ／幅は0.3〜1.0mmの間で選択でき、
そして該チャンネルの間隔は0.2〜2mmの間でよい。斜め
の、上向きの狭いチャンネルに生成されたガスが溜ま
り、これが上昇していき、そしてその後に未反応のブラ
インが置き換わる。
上向きに伸びるチャンネルから形成されている。上向き
に伸びるチャンネルは、電極面内で水平線に対して斜め
になっている。これらのチャンネルは垂直になってはな
らなず、水平に対する角度は90度より小さくなければな
らない。この角度の適当な範囲は10〜70度であり、好ま
しくは30〜60度である。これらの上向きに伸びるチャン
ネルの横断面は三角形もしくはＵ字形でよい。ヘリンボ
ーンパターンを形成しているチャンネルのサイズと詰め
合わせ具合は重要ではなく、当業者が適宜選択できる。
但し、電極表面上の上記パターンの大きさと間隔とがマ
イクロ構造を構成していなければならない。例えば、上
記チャンネルの深さ／幅は0.3〜1.0mmの間で選択でき、
そして該チャンネルの間隔は0.2〜2mmの間でよい。斜め
の、上向きの狭いチャンネルに生成されたガスが溜ま
り、これが上昇していき、そしてその後に未反応のブラ
インが置き換わる。
中心の循環チャンネルは垂直上方に向かう。中心の循
環チャンネルには、電極の用途に応じて多数のスリット
や孔を設け、それらを通してそのチャンネルは電極の裏
側の自由に循環している電解液と連絡する。孔やスリッ
トの数、大きさそして形は広い範囲で選択でき、例えば
上記チャンネルの長さの20〜60％がスリットであっても
よい。循環チャンネルの大きさも重要ではなく、当業者
が電極の設計と用途によって決めてよい。適当な値とし
ては深さ／幅は0.2〜0.8mmである。中心の循環チャンネ
ルの間隔は５〜15mmでよい。
環チャンネルには、電極の用途に応じて多数のスリット
や孔を設け、それらを通してそのチャンネルは電極の裏
側の自由に循環している電解液と連絡する。孔やスリッ
トの数、大きさそして形は広い範囲で選択でき、例えば
上記チャンネルの長さの20〜60％がスリットであっても
よい。循環チャンネルの大きさも重要ではなく、当業者
が電極の設計と用途によって決めてよい。適当な値とし
ては深さ／幅は0.2〜0.8mmである。中心の循環チャンネ
ルの間隔は５〜15mmでよい。
本発明に係るヘリンボーンのパターンは、電極をつく
るときに凹凸でつけてしまってもよく、また既存の電極
に凹凸をつけてその性能を高めてもよい。上記パターン
を異なる設計の電極に、そして異なる用途の電極につけ
てもよい。
るときに凹凸でつけてしまってもよく、また既存の電極
に凹凸をつけてその性能を高めてもよい。上記パターン
を異なる設計の電極に、そして異なる用途の電極につけ
てもよい。
膜セルによく使われる電極は、同じ金属、例えばチタ
ンの板から打ち抜かれた薄い、湾曲した垂直なラメラ
（lamellae）から成る。このラメラにヘリンボーンパタ
ーン、並びにスリットや孔をあけた循環チャンネルを設
ける。
ンの板から打ち抜かれた薄い、湾曲した垂直なラメラ
（lamellae）から成る。このラメラにヘリンボーンパタ
ーン、並びにスリットや孔をあけた循環チャンネルを設
ける。
膜セルによく使われる別の電極は、金属、例えばチタ
ンのいわゆるジル（ひれ付き）シート（gilled sheet）
から成るベネシアンブラインド型（venetian blind−ty
pe）電極である。上記金属シートはジル（gills）とし
て知られる打ち出された水平で、平行な電極ラメラを有
している。それらの上に本発明に従ってヘリンボーンの
パターンを凹凸で付けると効果が改善されることとな
る。上記電極ラメラが水平であり、そして上記パターン
の循環チャンネルが垂直に配置されているので、各ラメ
ラに幾つもの『ヘリンボーンのパターン』を隣り合せに
並べられる。全ラメラを上記パターンで覆い尽すのが好
ましい。中心の循環チャンネルから上向きチャンネルが
出て、中心の循環チャンネルで上向きのチャンネルが終
わるようになっており、中心の循環チャンネルが隣接す
る各『ヘリンボーンのパターン』の境界を定めている。
上記電極を膜セルに使用するので、循環チャンネルに孔
もしくはスリットをつける。
ンのいわゆるジル（ひれ付き）シート（gilled sheet）
から成るベネシアンブラインド型（venetian blind−ty
pe）電極である。上記金属シートはジル（gills）とし
て知られる打ち出された水平で、平行な電極ラメラを有
している。それらの上に本発明に従ってヘリンボーンの
パターンを凹凸で付けると効果が改善されることとな
る。上記電極ラメラが水平であり、そして上記パターン
の循環チャンネルが垂直に配置されているので、各ラメ
ラに幾つもの『ヘリンボーンのパターン』を隣り合せに
並べられる。全ラメラを上記パターンで覆い尽すのが好
ましい。中心の循環チャンネルから上向きチャンネルが
出て、中心の循環チャンネルで上向きのチャンネルが終
わるようになっており、中心の循環チャンネルが隣接す
る各『ヘリンボーンのパターン』の境界を定めている。
上記電極を膜セルに使用するので、循環チャンネルに孔
もしくはスリットをつける。
膜セルに使用する多孔板電極もしくはエクスパンデッ
ドメタル（expanded metal）の電極に前記パターンをつ
ける場合は、中心循環チャンネルに孔やスリットを開け
ることは必要ではない。電解液は板の孔を通って流れる
ことができるからである。また、板状電極に上に述べた
ようにして幾つものパターンを隣合せにつけてもよい。
ドメタル（expanded metal）の電極に前記パターンをつ
ける場合は、中心循環チャンネルに孔やスリットを開け
ることは必要ではない。電解液は板の孔を通って流れる
ことができるからである。また、板状電極に上に述べた
ようにして幾つものパターンを隣合せにつけてもよい。
他の電気分解法において、例えば塩水からの塩素の回
収もしくは電気分解による金属の回収において、孔はこ
のような場合有用な目的を果たさないので、循環チャン
ネルに孔もしくはスリットをつけないで前記パターンを
電極へつける。これらの電気分解法で普通使用する電極
は、大きなユニットに組み立てられる多数の平行ロッド
を有している。各ロッドの周りにヘリンボーンのパター
ンが付けられる。
収もしくは電気分解による金属の回収において、孔はこ
のような場合有用な目的を果たさないので、循環チャン
ネルに孔もしくはスリットをつけないで前記パターンを
電極へつける。これらの電気分解法で普通使用する電極
は、大きなユニットに組み立てられる多数の平行ロッド
を有している。各ロッドの周りにヘリンボーンのパター
ンが付けられる。
本発明に従って前記パターンを凹凸でつける（emboss
ing）のには幾つかの仕方がある。例えば、型を使って
打ち出してもよい。もしくは型ローラで圧延して前記パ
ターンを凹凸でつけてもよい。既存の電極へ前記パター
ンを凹凸でつけるときはそれらの電極を適当に酸洗いし
たり、ブラストしてから前記パターンを凹凸でつける操
作を施す。活性触媒被膜を有する電極に前記パターンを
凹凸でつけた後に新しい被膜をつけるとよい。
ing）のには幾つかの仕方がある。例えば、型を使って
打ち出してもよい。もしくは型ローラで圧延して前記パ
ターンを凹凸でつけてもよい。既存の電極へ前記パター
ンを凹凸でつけるときはそれらの電極を適当に酸洗いし
たり、ブラストしてから前記パターンを凹凸でつける操
作を施す。活性触媒被膜を有する電極に前記パターンを
凹凸でつけた後に新しい被膜をつけるとよい。
循環チャンネルに孔やスリットを開けるには普通のカ
ッティングおよび／またはレーザーによってもよい。ま
た、孔開けに機械的もしくは光化学的方法を使用しても
よい。
ッティングおよび／またはレーザーによってもよい。ま
た、孔開けに機械的もしくは光化学的方法を使用しても
よい。
電極は導電金属もしくは合金でできている。金属もし
くは合金の選択は、その電極をアノードとして使用する
か、もしくはカソードとして使用するかによって決ま
り、また電解液の性格にもよる。例えば、塩化ナトリウ
ム溶液を電気分解するときは、アノードとして使用する
電極はチタンから、あるいはニオブ、タンタル、タング
ステンもしくはジルコニウム等の他のバルブ（valve）
金属、またはそれらの金属をベースとする合金からつく
られる。チタンもしくはチタン合金がアノード材料とし
て好ましい。
くは合金の選択は、その電極をアノードとして使用する
か、もしくはカソードとして使用するかによって決ま
り、また電解液の性格にもよる。例えば、塩化ナトリウ
ム溶液を電気分解するときは、アノードとして使用する
電極はチタンから、あるいはニオブ、タンタル、タング
ステンもしくはジルコニウム等の他のバルブ（valve）
金属、またはそれらの金属をベースとする合金からつく
られる。チタンもしくはチタン合金がアノード材料とし
て好ましい。
プラチナ・グループからの一つのもしくはそれ以上の
金属、あるいはそれらの合金から成る触媒として活性な
物質の被膜をアノードに設けるのが普通である。イリジ
ウムやルテニウムは特に適している。
金属、あるいはそれらの合金から成る触媒として活性な
物質の被膜をアノードに設けるのが普通である。イリジ
ウムやルテニウムは特に適している。
電極をカソードとして使用するとき、そして電解液が
塩化ナトリウム溶液であるとき、電極はニッケル、鉄も
しくは他の耐アルカリ金属から成るものであるとよい。
カソードも通常は触媒として活性な被膜を有している。
塩化ナトリウム溶液であるとき、電極はニッケル、鉄も
しくは他の耐アルカリ金属から成るものであるとよい。
カソードも通常は触媒として活性な被膜を有している。
セルの設計によって電極の構成はモノポーラーもしく
はバイポーラーとすることができる。
はバイポーラーとすることができる。
電気分解セルは多数のアノードとカソードとを有し、
その数は所要の容量によって決まる。セルが膜セルであ
る場合、それはフィルタ・プレス型であることが好まし
い。
その数は所要の容量によって決まる。セルが膜セルであ
る場合、それはフィルタ・プレス型であることが好まし
い。
［実施例］ 以下に添付図を参照して本発明の好ましい実施態様を
説明する。
説明する。
第１図は金属シートから打ち出した垂直ラメラから成
る電極の詳細を示す正面図である。該ラメラは平らもし
くは中高であり、そして各ラメラには上向きのチャンネ
ル１と中心の循環チャンネル２とが設けられている。循
環チャンネル２には孔もしくはスリット３を開ける。チ
ャンネル１および２はヘリンボーンパターンを形成して
いる。第２図は第１図において凹凸でつけられたパター
ンの拡大図である。第３図は平らなラメラの第２図の線
Ａ−Ａに沿う断面図である。第４図はラメラが中高のと
きの同様の断面図である。第５図は第２図の線Ｂ−Ｂに
沿う断面図を示す。第５図から上向きチャンネルの輪郭
が判る。すべての図において１は上向きチャンネル、２
は中心の循環チャンネル、そして３は孔もしくはスリッ
トである。
る電極の詳細を示す正面図である。該ラメラは平らもし
くは中高であり、そして各ラメラには上向きのチャンネ
ル１と中心の循環チャンネル２とが設けられている。循
環チャンネル２には孔もしくはスリット３を開ける。チ
ャンネル１および２はヘリンボーンパターンを形成して
いる。第２図は第１図において凹凸でつけられたパター
ンの拡大図である。第３図は平らなラメラの第２図の線
Ａ−Ａに沿う断面図である。第４図はラメラが中高のと
きの同様の断面図である。第５図は第２図の線Ｂ−Ｂに
沿う断面図を示す。第５図から上向きチャンネルの輪郭
が判る。すべての図において１は上向きチャンネル、２
は中心の循環チャンネル、そして３は孔もしくはスリッ
トである。
第６図はベネシアンブラインド型の電極の詳細を示す
正面図である。これらのベネシアンブラインドもしくは
ジルは水平に並んでおり、そして金属シートから打ち出
されている。第６図の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である第７
図から明らかなように、各ベネシアンブラインドは斜め
になっている。ベネシアンブラインドが水平で、そして
凹凸でつけられた前記パターンが垂直に配置されている
と、第６図から判るように循環チャンネルを持つ多数の
ヘリンボーンパターンは隣合せになる。
正面図である。これらのベネシアンブラインドもしくは
ジルは水平に並んでおり、そして金属シートから打ち出
されている。第６図の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である第７
図から明らかなように、各ベネシアンブラインドは斜め
になっている。ベネシアンブラインドが水平で、そして
凹凸でつけられた前記パターンが垂直に配置されている
と、第６図から判るように循環チャンネルを持つ多数の
ヘリンボーンパターンは隣合せになる。
第８図と第９図は、周りに上向きのチャンネル１と中
心の循環チャンネル２とが設けられているロッド状の電
極部材を示している。第９図は該電極部材の詳細を示す
正面図であり、そして第８図は第９図の線Ａ−Ａに沿う
断面図である。
心の循環チャンネル２とが設けられているロッド状の電
極部材を示している。第９図は該電極部材の詳細を示す
正面図であり、そして第８図は第９図の線Ａ−Ａに沿う
断面図である。
第10図は、上向きのチャンネル１と中心の循環チャン
ネル２とが設けられている多孔金属シートの詳細を示す
正面図である。多孔プレートの孔は４で示す。第11図は
第10図の線Ａ−Ａに沿う断面図である。第12図は本発明
に従って前記パターンを凹凸でつけたエクスパンデッド
メタルの詳細を示す正面図である。そして最後に、第13
図は第12図の線Ａ−Ａに沿う断面図である。参照数字1,
2は他の図面と同様の部分を示し、参照数字４はエクス
パンデッドメタルの孔を示す。
ネル２とが設けられている多孔金属シートの詳細を示す
正面図である。多孔プレートの孔は４で示す。第11図は
第10図の線Ａ−Ａに沿う断面図である。第12図は本発明
に従って前記パターンを凹凸でつけたエクスパンデッド
メタルの詳細を示す正面図である。そして最後に、第13
図は第12図の線Ａ−Ａに沿う断面図である。参照数字1,
2は他の図面と同様の部分を示し、参照数字４はエクス
パンデッドメタルの孔を示す。
上記の好ましい実施態様は対象的な上向きチャンネル
を持つ『ヘリンボーンパターン』を有しているが、本発
明はこれに限定されるものではない。上向きのチャンネ
ルは中心循環チャンネルに対して非対象であってもよ
い。
を持つ『ヘリンボーンパターン』を有しているが、本発
明はこれに限定されるものではない。上向きのチャンネ
ルは中心循環チャンネルに対して非対象であってもよ
い。
第１〜５図は打ち出した、平らなもしくは中高なラメラ
から成る電極上に凹凸でつけたヘリンボーンパターンを
示す。 第１図は金属シートから打ち出した垂直ラメラから成る
電極の詳細を示す正面図であり、 第２図は第１図において凹凸でつけられたパターンの拡
大図であり、 第３図は平らなラメラの第２図の線Ａ−Ａに沿う断面図
であり、 第４図はラメラが中高のときの同様の断面図であり、 第５図は第２図の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。 第６〜７図はベネシアンブラインドが水平に配置された
ベネシアンブラインド型電極に凹凸でつけたヘリンボー
ンパターンを示す。 第６図はベネシアンブラインド型の電極の詳細を示す正
面図であり、 第７図は第６図の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。 第８〜９図はラチス状（lattice−like）電極のロッド
状電極部材に凹凸でつけたヘリンボーンパターンを示
す。 第９図は電極部材の詳細を示す正面図であり、 第８図は第９図の線Ａ−Ａに沿う断面図である。 第10〜13図は多孔電極に凹凸でつけたヘリンボーンパタ
ーンと、エクスパンデッドメタルでできた電極に凹凸で
つけたヘリンボーンパターンとを示す。 第10図は多孔金属シートの詳細を示す正面図であり、 第11図は第10図の線Ａ−Ａに沿う断面図であり、 第12図はエクスパンデッドメタルの詳細を示す正面図で
あり、 第13図は第12図の線Ａ−Ａに沿う断面図である。 1:上向きチャンネル、 2:中心の循環チャンネル、 3:孔もしくはスリット、 4:多孔プレートの孔もしくはエクスパンデッドメタルの
孔。
から成る電極上に凹凸でつけたヘリンボーンパターンを
示す。 第１図は金属シートから打ち出した垂直ラメラから成る
電極の詳細を示す正面図であり、 第２図は第１図において凹凸でつけられたパターンの拡
大図であり、 第３図は平らなラメラの第２図の線Ａ−Ａに沿う断面図
であり、 第４図はラメラが中高のときの同様の断面図であり、 第５図は第２図の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。 第６〜７図はベネシアンブラインドが水平に配置された
ベネシアンブラインド型電極に凹凸でつけたヘリンボー
ンパターンを示す。 第６図はベネシアンブラインド型の電極の詳細を示す正
面図であり、 第７図は第６図の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。 第８〜９図はラチス状（lattice−like）電極のロッド
状電極部材に凹凸でつけたヘリンボーンパターンを示
す。 第９図は電極部材の詳細を示す正面図であり、 第８図は第９図の線Ａ−Ａに沿う断面図である。 第10〜13図は多孔電極に凹凸でつけたヘリンボーンパタ
ーンと、エクスパンデッドメタルでできた電極に凹凸で
つけたヘリンボーンパターンとを示す。 第10図は多孔金属シートの詳細を示す正面図であり、 第11図は第10図の線Ａ−Ａに沿う断面図であり、 第12図はエクスパンデッドメタルの詳細を示す正面図で
あり、 第13図は第12図の線Ａ−Ａに沿う断面図である。 1:上向きチャンネル、 2:中心の循環チャンネル、 3:孔もしくはスリット、 4:多孔プレートの孔もしくはエクスパンデッドメタルの
孔。
Claims (15)
- 【請求項１】導電金属から成る電極であって、該電極表
面に少なくとも一つの中心の垂直循環チャンネル２と上
向きになっているチャンネル１とがヘリンボーンパター
ンに凹凸をつけられており、該上向きになっているチャ
ンネル１は該電極面内で水平線に対して90度より小さい
角を形成しかつ中心に垂直に配置した循環チャンネル２
に通じていることを特徴とする電気分解用電極。 - 【請求項２】前記循環チャンネル２に貫通スリットもし
くは孔３を開けた、請求項１に記載の電気分解用電極。 - 【請求項３】前記上向きになっているチャンネル１の横
断面が三角形もしくはＵ字形である、請求項１に記載の
電気分解用電極。 - 【請求項４】前記電極が薄い多孔金属プレートもしくは
エクスパンデッドメタルから成る、請求項１もしくは３
に記載の電気分解用電極。 - 【請求項５】前記電極が垂直もしくは水平な、平行なラ
メラを有する薄い金属プレートから成る、請求項１、２
もしくは３に記載の電気分解用電極。 - 【請求項６】前記電極が一体に組まれた平行な金属ロッ
ドから成る、請求項１もしくは３に記載の電気分解用電
極。 - 【請求項７】少なくとも一つの中心の垂直循環チャンネ
ル２と上向きになっているチャンネル１とを電極表面に
ヘリンボーンパターンに凹凸をつけ、該上向きになって
いるチャンネル１は該電極面内で水平線に対して90度よ
り小さい角を形成しかつ中心に垂直に配置した循環チャ
ンネル２に通じていることを特徴とする、請求項１ない
し６のいずれかに記載の電気分解用電極を製造する方
法。 - 【請求項８】前記循環チャンネル２にスリットもしくは
孔３を開ける、請求項７に記載の電気分解用電極の製造
方法。 - 【請求項９】型で打ち出すことによって前記の凹凸をつ
ける、請求項７に記載の電気分解用電極の製造方法。 - 【請求項１０】型ローラで圧延することによって前記の
凹凸をつける、請求項７に記載の電気分解用電極の製造
方法。 - 【請求項１１】前記循環チャンネルのスリットもしくは
孔３をカッティングおよび／またはレーザーにより、あ
るいは機械的もしくは光化学的方法によって開ける、請
求項８に記載の電気分解用電極の製造方法。 - 【請求項１２】前記電極が既存の電極である、請求項７
に記載の電気分解用電極の製造方法。 - 【請求項１３】膜セルにおける電気分解のための、請求
項１ないし５のいずれかに記載の電極の使用。 - 【請求項１４】金属の電気化学的回収のための、請求項
１、２もしくは６に記載の電極の使用。 - 【請求項１５】海水から塩素を回収するための、請求項
１に記載の電極の使用。
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