JP3010496B2 - 水電解用電極及びその製造方法 - Google Patents
水電解用電極及びその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、消毒、水処理、洗浄用等に使用できるオゾ
ンガスやオゾン含有水を電解法により製造するための電
極及びその製造方法に関する。
ンガスやオゾン含有水を電解法により製造するための電
極及びその製造方法に関する。
（従来技術とその問題点） 水を電解して水素及び酸素（及びオゾン）を得ること
は従来から広く行われ、例えば電解液を苛性カリ水溶液
とし隔膜を装着した電解槽を使用してオゾン等を製造
し、該オゾンを殺菌等に利用することが従来から行われ
ている。
は従来から広く行われ、例えば電解液を苛性カリ水溶液
とし隔膜を装着した電解槽を使用してオゾン等を製造
し、該オゾンを殺菌等に利用することが従来から行われ
ている。
この水電解によるオゾン製造では、いかにして電力原
単位を低下させあるいは使用する電極を安価に製造して
効率良く電解を行うかに注目が集められている。最近で
は、隔膜を例えばスルホン基を有するフッ素樹脂系のイ
オン交換膜とし、該交換膜の両側に陽極活性物質及び陰
極活性物質を被覆し、前記イオン交換膜を固体電解質と
し、陽極側から水を供給して電解を行ういわゆる固体電
解質型電解法が採用されている。この電解法では一般に
電極を隔膜に近接あるいは密着させて電解が行われる
が、隔膜中のスルホン基及びフッ素化合物（フッ素樹
脂）が助触媒として機能することから、電解に寄与する
のは主に前記スルホン基の近傍つまりイオン交換膜に近
接する部分の電極物質例えば二酸化鉛のみであると考え
られる。
単位を低下させあるいは使用する電極を安価に製造して
効率良く電解を行うかに注目が集められている。最近で
は、隔膜を例えばスルホン基を有するフッ素樹脂系のイ
オン交換膜とし、該交換膜の両側に陽極活性物質及び陰
極活性物質を被覆し、前記イオン交換膜を固体電解質と
し、陽極側から水を供給して電解を行ういわゆる固体電
解質型電解法が採用されている。この電解法では一般に
電極を隔膜に近接あるいは密着させて電解が行われる
が、隔膜中のスルホン基及びフッ素化合物（フッ素樹
脂）が助触媒として機能することから、電解に寄与する
のは主に前記スルホン基の近傍つまりイオン交換膜に近
接する部分の電極物質例えば二酸化鉛のみであると考え
られる。
勿論電解液が十分に高純度で導電率が約１μS/cm以下
のような場合であればイオン交換膜と接触している部分
以外の電極物質は絶縁体を介して該イオン交換膜に接触
し電解に寄与しないため、電極物質が比較的高価である
電極製造コストの低減を図ることができない点以外には
特に問題は生じない。しかし通常はイオン交換膜に接触
する液の導電率は液中の炭酸ガスや電極からの溶出物に
より10μS/cm以上に上昇するため、直接イオン交換膜に
接触しない部分以外でも電解が起こる。この部分の電解
では触媒不在下の電解となるためオゾン発生効率が低下
し、全体の電流効率を低下させるという問題点がある。
のような場合であればイオン交換膜と接触している部分
以外の電極物質は絶縁体を介して該イオン交換膜に接触
し電解に寄与しないため、電極物質が比較的高価である
電極製造コストの低減を図ることができない点以外には
特に問題は生じない。しかし通常はイオン交換膜に接触
する液の導電率は液中の炭酸ガスや電極からの溶出物に
より10μS/cm以上に上昇するため、直接イオン交換膜に
接触しない部分以外でも電解が起こる。この部分の電解
では触媒不在下の電解となるためオゾン発生効率が低下
し、全体の電流効率を低下させるという問題点がある。
例えば特開昭63−100190号公報には、陽極を２層構造
としてイオン交換膜（固体電解質）に接触する層にのみ
電極物質を存在させて電流効率の向上を図る電極構造が
開示されているが、この電極構造では実質的に電極面積
が制限されて実質電流密度の増大を招き寿命の短縮化の
恐れがあるとともに構造が複雑になるという問題点があ
り、この問題点に対する解決法は未だに見出されていな
いのが現状である。
としてイオン交換膜（固体電解質）に接触する層にのみ
電極物質を存在させて電流効率の向上を図る電極構造が
開示されているが、この電極構造では実質的に電極面積
が制限されて実質電流密度の増大を招き寿命の短縮化の
恐れがあるとともに構造が複雑になるという問題点があ
り、この問題点に対する解決法は未だに見出されていな
いのが現状である。
（発明の目的） 従って本発明は、有効な電極面積を減少させることな
くオゾン発生の電流効率をほぼ一定に維持できる水電解
用電極及びその製造方法を提供することを目的とする。
くオゾン発生の電流効率をほぼ一定に維持できる水電解
用電極及びその製造方法を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） 本発明に係わる水電解用電極は、電解基体、及び該電
極基体の表面に形成されたスルホン基を含むフッ素樹脂
を有する二酸化鉛層を含んで成る水電解用電極であり、
前記電極基体及び二酸化鉛層の間に導電性中間層を形成
してもよい。又本発明に係わる水電解用電極の製造方法
は、電極基体を陽極とし、スルホン基を含むフッ素樹脂
を懸濁した鉛成分を有する溶液を電解液として電解を行
い、前記基体表面にスルホン基を含むフッ素樹脂を有す
る二酸化鉛層を形成することを含んで成る水電解用電極
の製造方法であり、該二酸化鉛層の電解的被覆の前に前
記電極基体に熱分解法により導電性中間層を形成しても
よい。
極基体の表面に形成されたスルホン基を含むフッ素樹脂
を有する二酸化鉛層を含んで成る水電解用電極であり、
前記電極基体及び二酸化鉛層の間に導電性中間層を形成
してもよい。又本発明に係わる水電解用電極の製造方法
は、電極基体を陽極とし、スルホン基を含むフッ素樹脂
を懸濁した鉛成分を有する溶液を電解液として電解を行
い、前記基体表面にスルホン基を含むフッ素樹脂を有す
る二酸化鉛層を形成することを含んで成る水電解用電極
の製造方法であり、該二酸化鉛層の電解的被覆の前に前
記電極基体に熱分解法により導電性中間層を形成しても
よい。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明は、水電解用電極におけるオゾン生成に対する
電極物質として機能する二酸化鉛層に、通常の固体電解
質（イオン交換膜）中で助触媒として機能するスルホン
基を有するフッ素樹脂を添加する。これにより、従来の
水電解では前記固体電解質に接触する前記電極物質のみ
がオゾン生成に有効に機能していたのに対し、本発明に
係わる水電解用電極では電極物質が固体電解質との接触
の有無に係わらずオゾン発生の助触媒として機能するス
ルホン基を有するフッ素樹脂と接触できるため、電流密
度が均一化して電流効率の低下も抑制できる。
電極物質として機能する二酸化鉛層に、通常の固体電解
質（イオン交換膜）中で助触媒として機能するスルホン
基を有するフッ素樹脂を添加する。これにより、従来の
水電解では前記固体電解質に接触する前記電極物質のみ
がオゾン生成に有効に機能していたのに対し、本発明に
係わる水電解用電極では電極物質が固体電解質との接触
の有無に係わらずオゾン発生の助触媒として機能するス
ルホン基を有するフッ素樹脂と接触できるため、電流密
度が均一化して電流効率の低下も抑制できる。
本発明の電極基体は固体電解質に密着して均一に電流
を流すことができ発生する酸素ガス及びオゾンガスをそ
の背後に取り出すことができればその形状は特に限定さ
れないが、通常はガス抜けが良好に行われる程度の微細
な貫通孔通常は50〜300μｍ程度の貫通孔を有する多孔
質であることが望ましい。又前記電極基体の材料は導電
性でありオゾンガスやオゾン含有水に対して耐性があれ
ば特に限定されないが、例えばチタンやチタン合金等の
金属や合金、あるいは酸化チタン焼結体や炭素焼結体等
のセラミックスを使用することが好ましい。
を流すことができ発生する酸素ガス及びオゾンガスをそ
の背後に取り出すことができればその形状は特に限定さ
れないが、通常はガス抜けが良好に行われる程度の微細
な貫通孔通常は50〜300μｍ程度の貫通孔を有する多孔
質であることが望ましい。又前記電極基体の材料は導電
性でありオゾンガスやオゾン含有水に対して耐性があれ
ば特に限定されないが、例えばチタンやチタン合金等の
金属や合金、あるいは酸化チタン焼結体や炭素焼結体等
のセラミックスを使用することが好ましい。
該基体はそのまま後述する中間層あるいは二酸化鉛層
の被覆に使用してもよいが、前処理を行ってその表面を
活性化しておくと前記中間層や二酸化鉛層を強固に被覆
することができる。この前処理法としては、ブラスト処
理による表面積拡大、粗面化、酸洗による表面活性化、
及び硫酸水溶液等の電解液中で陰分極を行い基体表面か
ら水素ガスを発生させて表面洗浄を行いかつ該水素ガス
により一部生成する水素化物による活性化を行う方法等
がある。
の被覆に使用してもよいが、前処理を行ってその表面を
活性化しておくと前記中間層や二酸化鉛層を強固に被覆
することができる。この前処理法としては、ブラスト処
理による表面積拡大、粗面化、酸洗による表面活性化、
及び硫酸水溶液等の電解液中で陰分極を行い基体表面か
ら水素ガスを発生させて表面洗浄を行いかつ該水素ガス
により一部生成する水素化物による活性化を行う方法等
がある。
この電解基体上に直接二酸化鉛層を形成してもよい
が、不働態化を防止するために中間層を設けることもで
きる。この中間層は白金等のそれ自身導電性を有ししか
も電極触媒となり得るものであってもよいが、該中間層
が露出すると電解が起こり電流効率を低下させることに
なるため導電性は有するが電極触媒としての機能を有し
ないか該機能が弱い物質により前記中間層を形成するこ
とが望ましい。該中間層を形成する物質としては例えば
チタンとタンタルの複合酸化物に、モル比で1/4程度の
白金を分散させた材料を使用することができる。この材
料を前記電極基体上に被覆するには、例えば塩化チタン
と塩化タンタルの希塩酸水溶液に所定量の塩化白金酸を
溶解して塗布液とし、該塗布液を前記電極基体表面に塗
布し乾燥後、450〜600℃で焼成し熱分解し、又必要に応
じてこの操作を複数回繰り返せばよい。このようにして
得られる中間層は、チタン−タンタル酸化物のルチル型
結晶と金属白金の混合物であり、これを陽極として電解
を行ってもその電位は二酸化鉛の電位より遥かに高く、
10A/dm2程度の電流密度の電解用としては使用できな
い。但し該中間層の電気抵抗は10-2〜10-3Ωcm程度であ
り通電用としては最適である。
が、不働態化を防止するために中間層を設けることもで
きる。この中間層は白金等のそれ自身導電性を有ししか
も電極触媒となり得るものであってもよいが、該中間層
が露出すると電解が起こり電流効率を低下させることに
なるため導電性は有するが電極触媒としての機能を有し
ないか該機能が弱い物質により前記中間層を形成するこ
とが望ましい。該中間層を形成する物質としては例えば
チタンとタンタルの複合酸化物に、モル比で1/4程度の
白金を分散させた材料を使用することができる。この材
料を前記電極基体上に被覆するには、例えば塩化チタン
と塩化タンタルの希塩酸水溶液に所定量の塩化白金酸を
溶解して塗布液とし、該塗布液を前記電極基体表面に塗
布し乾燥後、450〜600℃で焼成し熱分解し、又必要に応
じてこの操作を複数回繰り返せばよい。このようにして
得られる中間層は、チタン−タンタル酸化物のルチル型
結晶と金属白金の混合物であり、これを陽極として電解
を行ってもその電位は二酸化鉛の電位より遥かに高く、
10A/dm2程度の電流密度の電解用としては使用できな
い。但し該中間層の電気抵抗は10-2〜10-3Ωcm程度であ
り通電用としては最適である。
このように中間層を形成したあるいは形成していない
電極基体に続いて二酸化鉛層を被覆する。この二酸化鉛
層を形成する二酸化鉛としてはα−二酸化鉛とβ−二酸
化鉛とがあり、電極物質として活性の高いβ−二酸化鉛
を直接被覆してもよいが、全体に均一に該β−二酸化鉛
層を形成するにはまずα−二酸化鉛層を被覆しその上に
β−二酸化鉛層を被覆することが望ましい。
電極基体に続いて二酸化鉛層を被覆する。この二酸化鉛
層を形成する二酸化鉛としてはα−二酸化鉛とβ−二酸
化鉛とがあり、電極物質として活性の高いβ−二酸化鉛
を直接被覆してもよいが、全体に均一に該β−二酸化鉛
層を形成するにはまずα−二酸化鉛層を被覆しその上に
β−二酸化鉛層を被覆することが望ましい。
前記電極基体上にα−二酸化鉛層を被覆するには、該
基体を陽極とし25％程度の水酸化ナトリウム水溶液に酸
化鉛（PbO）を飽和になるように溶解させた溶液を電解
液とし、25〜60℃で2A/dm2程度の比較的低い電流密度で
電解し電着させればよく、このα−二酸化鉛層の厚さは
表面が覆われる程度でよく５〜100μｍ程度が最適であ
る。
基体を陽極とし25％程度の水酸化ナトリウム水溶液に酸
化鉛（PbO）を飽和になるように溶解させた溶液を電解
液とし、25〜60℃で2A/dm2程度の比較的低い電流密度で
電解し電着させればよく、このα−二酸化鉛層の厚さは
表面が覆われる程度でよく５〜100μｍ程度が最適であ
る。
次いでこのα−二酸化鉛層上にあるいは前述の中間層
を形成しあるいは形成していない電極基体上に直接スル
ホン基を含むフッ素樹樹脂を有する好ましくはβ型であ
る二酸化鉛層を被覆する。
を形成しあるいは形成していない電極基体上に直接スル
ホン基を含むフッ素樹樹脂を有する好ましくはβ型であ
る二酸化鉛層を被覆する。
前記フッ素樹脂はスルホン基を含むものであれば特に
限定されないが、オゾン等に対して高い耐性を有するパ
ーフルオロスルホン酸系イオン交換樹脂を使用すること
が望ましい。
限定されないが、オゾン等に対して高い耐性を有するパ
ーフルオロスルホン酸系イオン交換樹脂を使用すること
が望ましい。
前記二酸化鉛層の被覆は電着によることが望ましく、
前記フッ素樹脂を懸濁させた鉛化合物の水溶液を電解液
として電着を行うことができる。代表的なβ−二酸化鉛
の電着による形成条件は、スルホン基を含むフッ素樹脂
を１〜10％懸濁させた200〜300g/の硝酸鉛水溶液を電
解液とし40〜30℃の温度で0.1〜10A/dm2程度の電流密度
で、前記基体を陽極として電解を行う。このフッ素樹脂
を含浸した二酸化鉛層の厚さは電解条件を調節して適宜
選定すればよいが通常は30〜300μｍとなり、オゾン発
生用としてはこの厚さで十分である。
前記フッ素樹脂を懸濁させた鉛化合物の水溶液を電解液
として電着を行うことができる。代表的なβ−二酸化鉛
の電着による形成条件は、スルホン基を含むフッ素樹脂
を１〜10％懸濁させた200〜300g/の硝酸鉛水溶液を電
解液とし40〜30℃の温度で0.1〜10A/dm2程度の電流密度
で、前記基体を陽極として電解を行う。このフッ素樹脂
を含浸した二酸化鉛層の厚さは電解条件を調節して適宜
選定すればよいが通常は30〜300μｍとなり、オゾン発
生用としてはこの厚さで十分である。
この条件で二酸化鉛に対して約0.5〜５重量％程度の
フッ素樹脂を含浸させることができる。このフッ素樹脂
は二酸化鉛全体にほぼ均一に分散するため、二酸化鉛被
覆で常に問題となる電着歪も見掛け上殆どなくなるとい
う副次的効果も生ずる。
フッ素樹脂を含浸させることができる。このフッ素樹脂
は二酸化鉛全体にほぼ均一に分散するため、二酸化鉛被
覆で常に問題となる電着歪も見掛け上殆どなくなるとい
う副次的効果も生ずる。
このように製造した二酸化鉛電極を例えば固体電解質
であるパーフルオロスルホン酸系イオン交換膜に押圧し
イオン交換水を供給しながら電解を行う。該電解による
とイオン交換水の電導度が10〜100μS/cmになってもオ
ゾン発生の電流効率は13％程度以上に保持することがで
きるのに対し、スルホン基を含むフッ素樹脂を有しない
二酸化鉛層から成る電極では一般に10％程度又はそれ以
下の電流効率しか得ることができず、本発明に係わる水
電解用電極は、従来の電極より遥かに安定な状態でオゾ
ン発生を行うことができる。
であるパーフルオロスルホン酸系イオン交換膜に押圧し
イオン交換水を供給しながら電解を行う。該電解による
とイオン交換水の電導度が10〜100μS/cmになってもオ
ゾン発生の電流効率は13％程度以上に保持することがで
きるのに対し、スルホン基を含むフッ素樹脂を有しない
二酸化鉛層から成る電極では一般に10％程度又はそれ以
下の電流効率しか得ることができず、本発明に係わる水
電解用電極は、従来の電極より遥かに安定な状態でオゾ
ン発生を行うことができる。
（実施例） 以下本発明の実施例を説明するが、該実施例は本発明
を限定するものではない。
を限定するものではない。
実施例１ 厚さ2mmのチタン繊維を焼結して固めた目開き40〜200
μｍの多孔質フィルタを基体とし該基体を90℃の20％硫
酸中で酸洗し、その表面にチタン60モル％、タンタル15
モル％及び白金25モル％から成る各金属の塩化物を10％
希塩酸に溶解した溶液を塗布し乾燥した後、空気を流通
したマッフル炉中で510℃で10分間熱分解した。この操
作を５回繰り返して中間層とした。ルチル型のチタン−
タンタル酸化物と白金金属から成る中間層が形成され
た。
μｍの多孔質フィルタを基体とし該基体を90℃の20％硫
酸中で酸洗し、その表面にチタン60モル％、タンタル15
モル％及び白金25モル％から成る各金属の塩化物を10％
希塩酸に溶解した溶液を塗布し乾燥した後、空気を流通
したマッフル炉中で510℃で10分間熱分解した。この操
作を５回繰り返して中間層とした。ルチル型のチタン−
タンタル酸化物と白金金属から成る中間層が形成され
た。
25％水酸化ナトリウム水溶液中に酸化鉛（PbO）を鉛
として25g/溶解した溶解を電解液とし、前記基体を陽
極として、0.2A/dm2の電流密度で１時間電解を行って該
基体上にα−二酸化鉛の薄膜を形成した。
として25g/溶解した溶解を電解液とし、前記基体を陽
極として、0.2A/dm2の電流密度で１時間電解を行って該
基体上にα−二酸化鉛の薄膜を形成した。
更に800g/の硝酸鉛水溶液中に市販のナフィオン
（商品名）液を２％添加した溶液を電解液とし、前記基
体を陽極とし1A/dm2の電流密度及び液温65℃で２時間電
解を行った。見掛け電流効率85％で前記基体表面に、ナ
フィオンを層中に約３％を含むβ−二酸化鉛層が形成さ
れた。基体上にα−二酸化鉛の薄層を形成して、水電解
用電極とした。
（商品名）液を２％添加した溶液を電解液とし、前記基
体を陽極とし1A/dm2の電流密度及び液温65℃で２時間電
解を行った。見掛け電流効率85％で前記基体表面に、ナ
フィオンを層中に約３％を含むβ−二酸化鉛層が形成さ
れた。基体上にα−二酸化鉛の薄層を形成して、水電解
用電極とした。
この二酸化鉛層が形成された電極を、パーフルオロス
ルホン酸系イオン交換膜ナフィオン117に接触させて陽
極とし、イオン交換水を加えながら100A/dm2の電流密度
で水電解によるオゾン含有ガスの製造を行った。24時間
の予備電解の後、イオン交換水を交換しないでそのまま
電解を継続したところ、当初のオゾン発生の電流効率1
4.5％で、10時間経過後の電流効率は13％であった。こ
の時の陽極側のイオン交換水の電導度は50μS/cmであっ
た。
ルホン酸系イオン交換膜ナフィオン117に接触させて陽
極とし、イオン交換水を加えながら100A/dm2の電流密度
で水電解によるオゾン含有ガスの製造を行った。24時間
の予備電解の後、イオン交換水を交換しないでそのまま
電解を継続したところ、当初のオゾン発生の電流効率1
4.5％で、10時間経過後の電流効率は13％であった。こ
の時の陽極側のイオン交換水の電導度は50μS/cmであっ
た。
比較例 二酸化鉛層形成時に電解液にナフィオン液を添加せず
形成されるβ−二酸化鉛層中にフッ素樹脂を含有させな
い電極を製造し、該電極を実施例１の同一条件で陽極と
してオゾン含有ガスの製造に使用したところ、当初のオ
ゾン発生の電流効率は14％であったが、10時間後の電流
効率は９％に低下し、イオン交換水の電導度が50μS/cm
となった。イオン交換水を入れ換えたところ電流効率は
13.5％まで回復した。
形成されるβ−二酸化鉛層中にフッ素樹脂を含有させな
い電極を製造し、該電極を実施例１の同一条件で陽極と
してオゾン含有ガスの製造に使用したところ、当初のオ
ゾン発生の電流効率は14％であったが、10時間後の電流
効率は９％に低下し、イオン交換水の電導度が50μS/cm
となった。イオン交換水を入れ換えたところ電流効率は
13.5％まで回復した。
実施例２ 基体としてマグネリ相の酸化チタン製多孔質焼結体を
使用し中間層を形成せずに、該基体上に実施例１と同様
の条件α−二酸化鉛層、次いでフッ素樹脂を含浸させた
β−二酸化鉛層を形成し、電極とした。
使用し中間層を形成せずに、該基体上に実施例１と同様
の条件α−二酸化鉛層、次いでフッ素樹脂を含浸させた
β−二酸化鉛層を形成し、電極とした。
この電極を、ナフィオン117を固体電解質とした電解
層の陽極として固体電解質に密着して取り付け100A/dm2
の電流密度で電導度10μS/cmの純水の電解によるオゾン
含有ガスの製造を行った。24時間の予備電解の電流効率
は13.8％であり、１週間後の電流効率は14.2％まで上昇
した。
層の陽極として固体電解質に密着して取り付け100A/dm2
の電流密度で電導度10μS/cmの純水の電解によるオゾン
含有ガスの製造を行った。24時間の予備電解の電流効率
は13.8％であり、１週間後の電流効率は14.2％まで上昇
した。
（発明の効果） 本発明に係わる水電解用電極は、電極基体、及び該電
極基体の表面に形成れたスルホン基を含有フッ素樹脂を
含浸した二酸化鉛層を含んで成る水電解用電極（請求項
１）、あるいは該電極基体と二酸化鉛層の間に導電性中
間層を形成した水電解用電極（請求項３）である。
極基体の表面に形成れたスルホン基を含有フッ素樹脂を
含浸した二酸化鉛層を含んで成る水電解用電極（請求項
１）、あるいは該電極基体と二酸化鉛層の間に導電性中
間層を形成した水電解用電極（請求項３）である。
従って本発明で電極では、電極機能を有する二酸化鉛
層中に助触媒機能を有するスルホン基を含むフッ素樹脂
が存在するため、該電極を固体電解質であるイオン交換
膜に密着させて水電解を行う場合に固体電解質中のスル
ホン基を含むフッ素樹脂に接触していない二酸化鉛層中
の二酸化鉛も該二酸化鉛層中の同様のスルホン基を含む
フッ素樹脂に接触してオゾン発生反応が促進される。従
って電解液の電導度が高くても二酸化鉛層のほぼ全体で
有効な電極面積を減少させることなく、均一にオゾン発
生反応が生じてオゾン発生の電流効率を高く維持するこ
とができる。更に電極基体と二酸化鉛層の間に導電性中
間層を形成すると、前記電極基体の不働態化が防止され
て十分な通電量が確保される。
層中に助触媒機能を有するスルホン基を含むフッ素樹脂
が存在するため、該電極を固体電解質であるイオン交換
膜に密着させて水電解を行う場合に固体電解質中のスル
ホン基を含むフッ素樹脂に接触していない二酸化鉛層中
の二酸化鉛も該二酸化鉛層中の同様のスルホン基を含む
フッ素樹脂に接触してオゾン発生反応が促進される。従
って電解液の電導度が高くても二酸化鉛層のほぼ全体で
有効な電極面積を減少させることなく、均一にオゾン発
生反応が生じてオゾン発生の電流効率を高く維持するこ
とができる。更に電極基体と二酸化鉛層の間に導電性中
間層を形成すると、前記電極基体の不働態化が防止され
て十分な通電量が確保される。
本発明に係わる水電解用電極の二酸化鉛層はα−二酸
化鉛層と、スルホン基を含むフッ素樹脂を有するβ−二
酸化鉛層の２層構造とすることが好ましく（請求項
２）、このように構成することにより電極触媒として高
い機能を有するβ−二酸化鉛層を前記電極基体表面全体
に均一に被覆することができる。
化鉛層と、スルホン基を含むフッ素樹脂を有するβ−二
酸化鉛層の２層構造とすることが好ましく（請求項
２）、このように構成することにより電極触媒として高
い機能を有するβ−二酸化鉛層を前記電極基体表面全体
に均一に被覆することができる。
又、前記導電性中間層は、チタン及びタンタルの複合
酸化物に白金を分散させた層として形成することが好ま
しく（請求項４）、このような中間層は電極触媒として
の機能が弱くかつ導電性が高いために、二酸化鉛層によ
るオゾン発生を阻害することなく不働態化の防止と十分
な通電量の確保を行うことができる。
酸化物に白金を分散させた層として形成することが好ま
しく（請求項４）、このような中間層は電極触媒として
の機能が弱くかつ導電性が高いために、二酸化鉛層によ
るオゾン発生を阻害することなく不働態化の防止と十分
な通電量の確保を行うことができる。
更に本発明に係わる水電解用電極の製造方法では、前
記スルホン基を含むフッ素樹脂を含浸した二酸化鉛層を
被覆する際に電解法を使用し（請求項５）、又導電性中
間層を形成する際には該中間層は熱分解法により被覆し
更に二酸化鉛層を前記電解法により形成する（請求項
６）ようにしている。従って本発明方法により製造され
る水電解用電極は前述と同様に二酸化鉛層のほぼ全体で
均一にオゾン発生反応が生じてオゾン発生の電流効率を
高く維持することができ、かつ中間層を有する電極では
十分な通電量が確保される。
記スルホン基を含むフッ素樹脂を含浸した二酸化鉛層を
被覆する際に電解法を使用し（請求項５）、又導電性中
間層を形成する際には該中間層は熱分解法により被覆し
更に二酸化鉛層を前記電解法により形成する（請求項
６）ようにしている。従って本発明方法により製造され
る水電解用電極は前述と同様に二酸化鉛層のほぼ全体で
均一にオゾン発生反応が生じてオゾン発生の電流効率を
高く維持することができ、かつ中間層を有する電極では
十分な通電量が確保される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−19230（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−123389（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−24584（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−68406（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−72975（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C25B 1/00 - 15/08
Claims (6)
- 【請求項１】電極基体、及び該電極基体の表面に形成さ
れたスルホン基を含むフッ素樹脂を有する二酸化鉛層を
含んで成る水電解用電極。 - 【請求項２】二酸化鉛が、電極基体上に形成されたα−
二酸化鉛層と、該α−二酸化鉛層上に形成されたスルホ
ン基を含むフッ素樹脂を含浸したβ−二酸化鉛層から成
る請求項１に記載の水電解用電極。 - 【請求項３】電極基体、該電極基体の表面に形成された
導電性中間層、及び該導電性中間層の表面に形成された
スルホン基を含むフッ素樹脂を有する二酸化鉛層を含ん
で成る水電解用電極。 - 【請求項４】導電性中間層が、チタン及びタンタルの複
合酸化物に白金を分散させた層である請求項３に記載の
水電解用電極。 - 【請求項５】電極基体を陽極とし、スルホン基を含むフ
ッ素樹脂を懸濁した鉛成分を有する溶液を電解液として
電解を行い、前記基体表面にスルホン基を含むフッ素樹
脂を有する二酸化鉛層を形成することを含んで成る水電
解用電極の製造方法。 - 【請求項６】電極基体表面に、中間層形成成分の化合物
を含有する塗布液を塗布し該塗布液を熱分解することに
より前記基体上に中間層を形成し、該中間層が形成され
た基体を陽極とし、スルホン基を含むフッ素樹脂を懸濁
した鉛成分を有する溶液を電解液として電解を行い、前
記中間層上にスルホン基を含むフッ素樹脂を有する二酸
化鉛層を形成することを含んで成る水電解用電極の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2119871A JP3010496B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 水電解用電極及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2119871A JP3010496B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 水電解用電極及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0417689A JPH0417689A (ja) | 1992-01-22 |
| JP3010496B2 true JP3010496B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=14772327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2119871A Expired - Fee Related JP3010496B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 水電解用電極及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3010496B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100138769A (ko) * | 2009-06-23 | 2010-12-31 | 크로린엔지니아즈 가부시키가이샤 | 도전성 다이아몬드 전극 및 도전성 다이아몬드 전극을 이용한 오존 생성장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3201316B2 (ja) * | 1997-10-24 | 2001-08-20 | 三菱電機株式会社 | 電解式オゾン発生素子および電解式オゾン発生装置 |
| CN1900367A (zh) * | 2005-07-20 | 2007-01-24 | 徐名勇 | 电解臭氧发生器的一种阳极结构 |
| WO2019082878A1 (ja) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電解用電極、それを備えるオゾン発生装置および電気機器 |
| JP7207580B1 (ja) * | 2022-01-12 | 2023-01-18 | トヨタ自動車株式会社 | 水電解セル、水電解セルの製造方法 |
| JP7207591B1 (ja) * | 2022-04-20 | 2023-01-18 | トヨタ自動車株式会社 | 水電解セル、水電解セルの製造方法 |
-
1990
- 1990-05-11 JP JP2119871A patent/JP3010496B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100138769A (ko) * | 2009-06-23 | 2010-12-31 | 크로린엔지니아즈 가부시키가이샤 | 도전성 다이아몬드 전극 및 도전성 다이아몬드 전극을 이용한 오존 생성장치 |
| KR101676494B1 (ko) * | 2009-06-23 | 2016-11-15 | 드 노라 페르멜렉 가부시키가이샤 | 도전성 다이아몬드 전극 및 도전성 다이아몬드 전극을 이용한 오존 생성장치 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0417689A (ja) | 1992-01-22 |
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