JP4998713B2 - イオン透過性隔膜 - Google Patents
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Description
(1)膜を通じてイオンのみを通し、ガスの通過や拡散がないこと
(2)電解液中で物理的、化学的に耐久性があること
(3)電気抵抗が低いこと
図1は、本発明の一実施形態に係るイオン透過性隔膜を用いたアルカリ水電解装置の電解ユニットの一単位を示す拡大断面図である。
まず、有機溶剤に有機結合材料を溶解させ、これに親水性無機材料を分散させて懸濁液(スラリー)を調製する。この懸濁液(スラリー)をガラス板等の不活性材料からなる平滑面上に所定の厚さに均一に塗布することで湿潤シートを製造する。そして、この湿潤シートに有機繊維布を伸張した状態で浸漬し、有機繊維布の伸張を維持したまま、蒸発や水浴中での浸出等により有機溶剤を除去した後、平滑面に残った膜材料1Aを剥離する。
N−メチル−2−ピロリドン(NMP)60質量%(30g)、平均粒径5μmのフルオロアパタイト(FAP,関東化学社製)32質量%(16g)及びポリスルホン(PSF,ソルベイアドバンストポリマーズ社製,商品名:UDEL)8質量%(4g)を混合し、十分に撹拌してポリスルホン(PSF)を溶解させるとともに、FAPを分散させて懸濁液を調製した。
N−メチル−2−ピロリドン(NMP)65質量%(30g)、平均粒径5μmのヒドロキシアパタイト(HAP,キシダ化学社製)26質量%(12g)及びポリスルホン(PSF,ソルベイアドバンストポリマーズ社製,商品名:UDEL)9質量%(4g)を混合し、十分に撹拌してポリスルホン(PSF)を溶解させるとともに、ヒドロキシアパタイト(HAP)を分散させて懸濁液を調製した。
N−メチル−2−ピロリドン(NMP)65質量%(30g)、平均粒径5μmのフッ化カルシウム(CaF2,キシダ化学社製)26質量%(12g)及びポリスルホン(PSF,ソルベイアドバンストポリマーズ社製,商品名:UDEL)9質量%(4g)を混合し、十分に撹拌してポリスルホン(PSF)を溶解させるとともに、フッ化カルシウム(CaF2)を分散させて懸濁液を調製した。
N−メチル−2−ピロリドン(NMP)60質量%(30g)、平均粒径5μmの酸化ジルコニウム(ZrO2,キシダ化学社製)32質量%(16g)及びポリスルホン(PSF,ソルベイアドバンストポリマーズ社製,商品名:UDEL)8質量%(4g)を混合し、十分に撹拌してポリスルホン(PSF)を溶解させるとともに、酸化ジルコニウムを分散させて懸濁液を調製した。
上記のようにして得られた実施例1〜3及び比較例のイオン透過性隔膜を1mol/LのKOH溶液に浸漬し、これらのイオン透過性隔膜について、25℃で1000Hzの交流にて抵抗測定器(ヤナコアナリティカル社製)を用いて膜抵抗を測定した。
結果を表1に示す。
25%KOH溶液を用いて、図1に示すような電解ユニットに実施例1〜3及び比較例1のイオン透過性隔膜を用いて80℃で水電解を行い、電解電圧を測定し、エネルギー効率を算出した。
結果を表2に示す。
1A…膜材料
2…電極(陽極)
2A…電導部材
3…電極(陰極)
3A…電導部材
4,5…バイポーラ電極
6…電解槽
W…水酸化カリウム(KOH)溶液(アルカリ溶液)
t…膜材料の厚さ
Claims (6)
- アルカリ水電解に用いられるイオン透過性隔膜であって、
前記イオン透過性隔膜の膜材料が、親水性無機材料としてのリン酸カルシウム化合物又はフッ化カルシウムを含有することを特徴とするイオン透過性隔膜。 - 前記親水性無機材料としてのリン酸カルシウム化合物が、フルオロアパタイトであることを特徴とする請求項1に記載のイオン透過性隔膜。
- 前記親水性無機材料としてのリン酸カルシウム化合物が、ヒドロキシアパタイトであることを特徴とする請求項1に記載のイオン透過性隔膜。
- 前記膜材料が、前記親水性無機材料と、ポリサルフォン、ポリプロピレン、フッ化ポリビニリデンから選択される有機結合材料との混合物に有機繊維布を内在させたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のイオン透過性隔膜。
- 前記有機繊維布が、ポリプロピレンのメッシュであることを特徴とする請求項4に記載のイオン透過性隔膜。
- 前記膜材料の厚みが、100μm以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のイオン透過性隔膜。
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