JP4264100B2 - 流体のpHを電気化学的に調節するための微細流動装置、及び該装置の内部の流体のpHを電気化学的に調節する方法 - Google Patents
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Description
本発明によるpH調節用微細流動装置の製作
図5に表した方法を利用し、梯子状のアノード電極及びアノード電極支持部を製作した。
本発明によるpH調節用微細流動装置の製作
アノード電極としてAuをコーティングした点、及び開口部並びに横単位電極の幅をそれぞれ0.5mmとした点を除き、実施例1のような方法を利用し、梯子状のアノード電極及びアノード電極支持部を製作した。
pH調節用微細流動装置の製作
アノード電極が中央部に開口部が形成されている矩形状であり、当該開口部に合わせてアノード電極支持部にも開口部が形成されている点、及びアノード電極としてAuをコーティングした点を除き、実施例1のような方法を利用してアノード電極及びアノード電極支持部を製作した。
イオン交換膜の膨脹確認
実施例及び比較例で製作された微細流動装置に対し、イオン交換膜の膨脹の有無及びその程度を確認した。
微細流動装置の抵抗測定
実施例及び比較例で製作された微細流動装置のカソードチャンバ及びアノードチャンバに、それぞれ10μlの55mMのNa2SO4溶液を注入し、電極間の抵抗値を測定した。
微細流動装置のガス発生確認
実施例1及び実施例2でそれぞれ製作した微細流動装置を利用して電気分解を行った場合のガス発生の有無を確認した。
103 アノード電極、
105 イオン交換膜、
107 カソードチャンバ、
109 アノードチャンバ、
111 アノードチャンバ基板、
113 カソードチャンバ基板、
115 アノード電極支持部、
117 ピラー構造、
119a,125a,127a 流入口、
119b,125a,127b 流出口、
121,129 電源連結部、
123 カソードチャンバ側壁、
125 開口部、
501 PCB、
503 Cu、
505 フォトレジストフィルム、
507 Pb。
Claims (15)
- イオン交換膜と、
一の面が前記イオン交換膜の一の面より構成され、梯子状のアノード電極及びアノード電極支持部を備えるアノードチャンバと、
一の面が前記イオン交換膜の他の面より構成され、カソード電極を備えるカソードチャンバと、を備え、
前記アノード電極支持部は、一の面に前記梯子状のアノード電極を具備し、前記アノード電極の梯子形状に対応する開口部が形成されており、他の面は、前記イオン交換膜と接触して当該イオン交換膜を支持することを特徴とする流体のpHを電気化学的に調節するための微細流動装置。 - 前記アノード電極支持部は、プリント基板からなることを特徴とする請求項1に記載の流体のpHを電気化学的に調節するための微細流動装置。
- 前記イオン交換膜の他の面より構成されるカソードチャンバの一の面に対向する他の面にはピラー構造が形成されており、
前記ピラー構造は、前記イオン交換膜と接触して当該イオン交換膜を支持することを特徴とする請求項1に記載の流体のpHを電気化学的に調節するための微細流動装置。 - 前記アノードチャンバ及びカソードチャンバは、それぞれガス排出口をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の流体のpHを電気化学的に調節するための微細流動装置。
- 前記カソード電極は、水素ガスを吸着できる金属からなり、前記アノード電極は、水よりも標準酸化電位が高くて水と反応しない金属からなることを特徴とする請求項1に記載の流体のpHを電気化学的に調節するための微細流動装置。
- 前記カソード電極は、Pdを含むことを特徴とする請求項5に記載の流体のpHを電気化学的に調節するための微細流動装置。
- 前記アノード電極は、Cu、Pb、Ag、Cr、Ti、Ni、Zn、Fe、及びSnからなる群から選択される少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項5に記載の流体のpHを電気化学的に調節するための微細流動装置。
- 前記イオン交換膜は、電流を通過させる一方で、各チャンバで電気分解によって発生したイオン及びガスを通過させない特性を有することを特徴とする請求項1に記載の流体のpHを電気化学的に調節するための微細流動装置。
- 前記カソードチャンバ及びアノードチャンバは、それぞれ溶液が流入及び流出する流入口及び流出口をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の流体のpHを電気化学的に調節するための微細流動装置。
- 前記カソードチャンバ及びアノードチャンバは、それぞれ溶液を流入及び流出させるためのマイクロポンプをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の流体のpHを電気化学的に調節するための微細流動装置。
- 請求項1に記載の微細流動装置の内部の流体のpHを電気化学的に調節する方法であって、
(a)アノードチャンバに水よりも標準酸化電位の低いイオンまたは高いイオンを含む溶液を流入させる段階と、
(b)カソードチャンバに水よりも標準還元電位の低いイオンを含む溶液を流入させる段階と、
(c)アノード電極及びカソード電極を介して電流を印加し、前記アノードチャンバ及びカソードチャンバで電気分解を起こし、前記アノードチャンバまたはカソードチャンバに流入した溶液のpHを調節する段階と、を含むことを特徴とする流体のpHを電気化学的に調節する方法。 - 前記水よりも標準酸化電位の低いイオンは、NO3 −、F−、SO4 2−、PO4 3−、及びCO3 2−からなる群から選択される一つ以上であることを特徴とする請求項11に記載の流体のpHを電気化学的に調節する方法。
- 前記水よりも標準酸化電位の高いイオンは、Cl−であることを特徴とする請求項11に記載の流体のpHを電気化学的に調節する方法。
- 前記水よりも標準還元電位の低いイオンは、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、及びAl3+からなる群から選択される一つ以上であることを特徴とする請求項11に記載の流体のpHを電気化学的に調節する方法。
- 前記pHは、印加電流の方向、印加電流の強度、電流印加時間、電極の幅、またはイオン交換膜の厚さによって調節されることを特徴とする請求項11に記載の方法。
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