JP6956842B2 - Electrode for electrolysis, electrolytic cell, electrode laminate and electrode renewal method - Google Patents

Electrode for electrolysis, electrolytic cell, electrode laminate and electrode renewal method Download PDF

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Description

本発明は、電解用電極、電解槽、電極積層体及び電極の更新方法に関する。 The present invention relates to an electrode for electrolysis, an electrolytic cell, an electrode laminate, and a method for renewing the electrode.

イオン交換膜法食塩電解とは、電解用電極を用いて塩水を電気分解(電解)し、苛性ソーダ、塩素、及び水素を製造する方法である。イオン交換膜法食塩電解プロセスにおいては、環境への負荷およびエネルギー問題の観点から、消費電力量削減のため、低い電解電圧を長期間に亘って維持できる技術が求められている。
電解電圧の内訳を詳細に解析すると、理論的に必要な電解電圧以外に、イオン交換膜の抵抗及び電解槽の構造抵抗に起因する電圧、電解用電極である陽極及び陰極の過電圧、陽極と陰極との間の距離に起因する電圧等が含まれることが明らかになっている。また、長期に亘って電解を継続すると、塩水中の不純物等の種々の原因に惹起される電圧上昇等が生じることもある。
Ion exchange membrane method salt electrolysis is a method for producing caustic soda, chlorine, and hydrogen by electrolyzing (electrolyzing) salt water using an electrode for electrolysis. In the ion exchange membrane method salt electrolysis process, from the viewpoint of environmental load and energy problems, a technique capable of maintaining a low electrolysis voltage for a long period of time is required in order to reduce power consumption.
A detailed analysis of the breakdown of the electrolytic voltage shows that, in addition to the theoretically required electrolytic voltage, the voltage due to the resistance of the ion exchange film and the structural resistance of the electrolytic tank, the overvoltage of the anode and cathode, which are the electrodes for electrolysis, and the anode and cathode. It has been clarified that the voltage caused by the distance between the two is included. Further, if electrolysis is continued for a long period of time, a voltage increase or the like caused by various causes such as impurities in salt water may occur.

上述した電解電圧の中でも、塩素発生用の陽極の過電圧を低減させることを目的として、様々な検討が行われている。例えば、特許文献1には、ルテニウム等の白金族金属の酸化物をチタン基材上に被覆して成る不溶性陽極の技術が開示されている。この陽極は、DSA(登録商標、Dimension Stable Anode:寸法安定性陽極)と呼ばれる。また非特許文献1には、DSAを用いるソーダ電解技術の変遷が記載されている。 Among the above-mentioned electrolytic voltages, various studies have been conducted for the purpose of reducing the overvoltage of the anode for generating chlorine. For example, Patent Document 1 discloses a technique of an insoluble anode formed by coating an oxide of a platinum group metal such as ruthenium on a titanium base material. This anode is called DSA (Registered Trademark, Dimension Table Anode). Further, Non-Patent Document 1 describes the transition of soda electrolysis technology using DSA.

上述のDSAに関しては、これまでにも様々な改良がなされ、性能改善に向けた検討が行われてきた。
例えば、特許文献2には、所定の厚み・孔径・多孔率を有する金属性の多孔板、又は所定の厚み・長径・短径・開口率を有するエクスパンデッドメタルを用いた陽極に対して、陽イオン交換膜の陽極面を可及的に近づけて電解する方法が提案されている。特許文献3には、実質上ダイヤモンド形状の金属メッシュから成り、メッシュのストランド及び開口部の割合、開口部の長手方向間隔LWD及び幅方向間隔SWDを所定の値とした陽極が提案されている。この特許文献3には、該形状を有する金属メッシュの表面上にコーティングとして、白金族金属酸化物、マグネタイト、フェライト、コバルトスピネル、または混合金属酸化物を用いることが出来ると開示されている。
また特許文献4では、陽極基材としてチタン製エクスパンデッドメタルまたはチタン製金網を用い、該陽極基材の開口率・厚みを所定の範囲とすること、及び該陽極基材への触媒塗布後の陽極表面上の凹凸高低差の最大値を所定の範囲とすることによって、電解性能を向上させる技術が提案されている。
さらに特許文献5においては、陽極の厚みを従来の約半分以下とし、かつ開口部の縦方向、横方向の孔開きの比率を調整することで、電解時のセル電圧を下げることができる旨が記載されており、この電極により、陰極室からイオン交換膜を介して拡散する水酸化物イオンが反応して発生する不純物ガス、すなわち、酸素ガス量を低減させる試みがなされている。
このように従来技術では、陽極の厚みを薄くし、陽極基材の開口率を大きくする方向で、電解時の電圧を下げる方策が採用されている。
Various improvements have been made to the above-mentioned DSA, and studies have been conducted to improve its performance.
For example, Patent Document 2 describes an anode using a metallic porous plate having a predetermined thickness, pore diameter, and aperture ratio, or an expanded metal having a predetermined thickness, major axis, minor axis, and aperture ratio. A method of electrolyzing the anode surface of the cation exchange membrane as close as possible has been proposed. Patent Document 3 proposes an anode made of a substantially diamond-shaped metal mesh and having a predetermined ratio of mesh strands and openings, a longitudinal spacing LWD of openings, and a width spacing SWD. Patent Document 3 discloses that a platinum group metal oxide, magnetite, ferrite, cobalt spinel, or a mixed metal oxide can be used as a coating on the surface of a metal mesh having the shape.
Further, in Patent Document 4, a titanium expanded metal or a titanium wire net is used as the anode base material, the aperture ratio and thickness of the anode base material are set within a predetermined range, and after the catalyst is applied to the anode base material. A technique for improving the electrolytic performance has been proposed by setting the maximum value of the unevenness height difference on the surface of the anode of Titanium within a predetermined range.
Further, in Patent Document 5, it is stated that the cell voltage at the time of electrolysis can be lowered by reducing the thickness of the anode to about half or less of the conventional one and adjusting the ratio of the opening in the vertical direction and the horizontal direction of the opening. Attempts have been made to reduce the amount of impurity gas, that is, oxygen gas, generated by the reaction of hydroxide ions diffused from the cathode chamber through the ion exchange membrane with this electrode.
As described above, in the prior art, a measure of lowering the voltage during electrolysis is adopted in the direction of reducing the thickness of the anode and increasing the aperture ratio of the anode base material.

特公昭46−021884号公報Special Publication No. 46-021884 特開昭58−130286号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-130286 特表昭62−502820号公報Special Table No. 62-502820 特許第4453973号明細書Japanese Patent No. 4453973 国際公開第2015/108115号International Publication No. 2015/108115

相川洋明著、「国立科学博物館 技術の系統化調査報告 第8集」、独立行政法人 国立科学博物館発行、2007年3月30日、p32Hiroaki Aikawa, "National Museum of Nature and Science Technology Systematization Survey Report Vol. 8", published by National Museum of Nature and Science, March 30, 2007, p32

しかしながら、特許文献1に記載のDSA等の従来の陽極では、電解開始直後における過電圧が高く、触媒の活性化によって低い過電圧に落ち着くまでに一定の期間を要するため、電解時に消費電力損失が生じてしまうという問題がある。
また、特許文献2〜4では、エクスパンデッドメタルの開口率、メッシュの長手方向及び幅方向の各間隔等について検討されているが、陽極の形状と電解電圧との関係については充分に検討されたものではなく、更なる電解電圧の低減化が求められている。特に陽極メッシュ厚みが薄く、かつ開口率の高い陽極では、実用上の強度が不足する等の問題も生じる。
特許文献5では、陽極の厚みを従来の約半分以下とすることによって、陽極の低電圧化と酸素ガス発生量の低減を試みる手法が採られているが、工業レベルでのイオン交換膜電解槽では陰極室から加圧して運転されるため、陽極メッシュ厚みが薄すぎると強度が保てず、エクスパンドメタルを2枚重ねて使用する必要がある等、陽極の強度と電解電圧の低減を満足させるには、更なる改善が必要である。
However, in the conventional anode such as DSA described in Patent Document 1, the overvoltage immediately after the start of electrolysis is high, and it takes a certain period of time to settle to a low overvoltage due to the activation of the catalyst, so that power consumption loss occurs during electrolysis. There is a problem that it ends up.
Further, in Patent Documents 2 to 4, the aperture ratio of the expanded metal, the intervals in the longitudinal direction and the width direction of the mesh, and the like are examined, but the relationship between the shape of the anode and the electrolytic voltage is sufficiently examined. There is a demand for further reduction of the electrolytic voltage. In particular, an anode having a thin anode mesh and a high aperture ratio causes problems such as insufficient practical strength.
In Patent Document 5, a method of trying to reduce the voltage of the anode and the amount of oxygen gas generated by reducing the thickness of the anode to about half or less of the conventional one is adopted, but an ion exchange membrane electrolytic cell at an industrial level is adopted. Then, since it is operated by applying pressure from the cathode chamber, if the thickness of the anode mesh is too thin, the strength cannot be maintained, and it is necessary to use two expanded metals in layers, which satisfies the reduction of the anode strength and the electrolytic voltage. Needs further improvement.

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものである。従って本発明は、電解時の電圧・消費電力量を低く抑えることが可能であり、かつ実用上の強度を兼ね備えた電解用電極及び該電解用電極を備えた電解槽を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. Therefore, an object of the present invention is to provide an electrolysis electrode having practical strength and an electrolysis tank provided with the electrolysis electrode, which can suppress the voltage and power consumption during electrolysis to a low level. do.

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、電解用電極の厚みを特定の範囲とし、さらに該電解用電極の開口部の周辺長の総和を該電解用電極の開口率で除した値を特定の範囲とすることにより、電解時の電圧・消費電力量を低く抑えることが可能であり、かつ実用上の強度を兼ね備えた電解用電極を与えることを見出し、本発明をなすに至った。また、本発明者らは、電解用電極の開口部を特定の形状とすることによっても、上記課題を解決できることを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
[1]
有孔金属製板からなる導電性基材と、
該導電性基材の表面上に形成された少なくとも一層の触媒層と、
を備える電解用電極であって、
前記電解用電極の厚みが0.5mm超1.2mm以下であり、
前記電解用電極の開口部の周辺長の総和Bを前記電解用電極の開口率Aで除した値Cが、2超5以下である、電解用電極。
[2]
前記開口率Aが、5%以上25%未満である、[1]に記載の電解用電極。
[3]
前記開口部のメッシュの短目方向中心間距離SWが1.5以上3以下であり、かつ、前記メッシュの長目方向中心間距離LWが2.5以上5以下である、[1]又は[2]に記載の電解用電極。
[4]
前記電解用電極の厚みが、0.5mm超0.9mm以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載の電解用電極。
[5]
下記式(1)で表される値Eが、0.5以上である、[1]〜[4]のいずれかに記載の電解用電極:
E=B/(A×(SW2+LW21/2) (1)
[6]
[1]〜[5]のいずれかに記載の電解用電極を陽極として含む陽極室と、
陰極を含む陰極室と、
前記陽極室と前記陰極室とを隔離するイオン交換膜と、
を備える、電解槽。
[7]
前記イオン交換膜の陽極側表面において、当該イオン交換膜を構成するポリマーからなる突出部を有する、[6]に記載の電解槽。
[8]
[1]〜[3]のいずれかに記載の電解用電極と、
前記電解用電極とは異なる基材電極と、
を備える、電極積層体。
[9]
前記電解用電極の厚みが、0.5mm超0.65mm以下である、[8]に記載の電極積層体。
[10]
[1]〜[3]のいずれかに記載の電解用電極を、電解槽における既設の電極上に溶接する工程を含む、電極の更新方法。
[11]
有孔金属製板からなる導電性基材と、
該導電性基材の表面上に形成された少なくとも一層の触媒層と、
を備える電解用電極であって、
前記電解用電極の開口部の形状が、メッシュの短目方向に伸びる第1の仮想中心線に対して左右対称であり、かつ、メッシュの長目方向に伸びる第2の仮想中心線に対して上下非対称であり、
前記電解用電極の厚みが0.5mm超1.2mm以下である、電解用電極。
[12]
前記開口部を、前記第2の仮想中心線により一方の部分aと他方の部分bに区分したとき、前記部分aの面積Saを前記部分bの面積Sbで除した値が、1.15以上2.0以下である、[11]に記載の電解用電極。
[13]
前記開口部のメッシュの短目方向中心間距離SWから前記開口部のメッシュの短目方向最大目開きを減じた値Stを、前記SWで除した値が、0.4以上である、[11]又は[12]に記載の電解用電極。
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems. As a result, the thickness of the electrode for electrolysis is set to a specific range, and the value obtained by dividing the total peripheral length of the openings of the electrodes for electrolysis by the opening ratio of the electrode for electrolysis is set to a specific range during electrolysis. The present invention has been made by finding that an electrode for electrolysis, which can suppress the voltage and power consumption of the above-mentioned material to be low and has practical strength, is provided. Further, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by forming the opening of the electrode for electrolysis into a specific shape, and have completed the present invention.
That is, the present invention is as follows.
[1]
A conductive base material made of a perforated metal plate and
With at least one catalyst layer formed on the surface of the conductive substrate,
Electrode for electrolysis
The thickness of the electrode for electrolysis is more than 0.5 mm and 1.2 mm or less.
An electrolysis electrode having a value C obtained by dividing the sum total B of the peripheral lengths of the openings of the electrolysis electrodes by the aperture ratio A of the electrolysis electrodes of more than 2 and 5 or less.
[2]
The electrode for electrolysis according to [1], wherein the aperture ratio A is 5% or more and less than 25%.
[3]
The distance SW between the centers in the short direction of the mesh of the opening is 1.5 or more and 3 or less, and the distance LW between the centers in the long direction of the mesh is 2.5 or more and 5 or less, [1] or [ 2] The electrode for electrolysis.
[4]
The electrode for electrolysis according to any one of [1] to [3], wherein the thickness of the electrode for electrolysis is more than 0.5 mm and 0.9 mm or less.
[5]
The electrode for electrolysis according to any one of [1] to [4], wherein the value E represented by the following formula (1) is 0.5 or more.
E = B / (A × (SW 2 + LW 2 ) 1/2 ) (1)
[6]
An anode chamber including the electrode for electrolysis according to any one of [1] to [5] as an anode, and an anode chamber.
A cathode chamber containing a cathode and
An ion exchange membrane that separates the anode chamber from the cathode chamber,
Equipped with an electrolytic cell.
[7]
The electrolytic cell according to [6], which has a protruding portion made of a polymer constituting the ion exchange membrane on the surface on the anode side of the ion exchange membrane.
[8]
The electrode for electrolysis according to any one of [1] to [3] and
A base electrode different from the electrode for electrolysis and
An electrode laminate.
[9]
The electrode laminate according to [8], wherein the thickness of the electrode for electrolysis is more than 0.5 mm and 0.65 mm or less.
[10]
A method for updating an electrode, which comprises a step of welding the electrode for electrolysis according to any one of [1] to [3] onto an existing electrode in an electrolytic cell.
[11]
A conductive base material made of a perforated metal plate and
With at least one catalyst layer formed on the surface of the conductive substrate,
Electrode for electrolysis
The shape of the opening of the electrolytic electrode is symmetrical with respect to the first virtual center line extending in the short direction of the mesh, and is symmetrical with respect to the second virtual center line extending in the long direction of the mesh. It is vertically asymmetric and
An electrode for electrolysis in which the thickness of the electrode for electrolysis is more than 0.5 mm and 1.2 mm or less.
[12]
When the opening is divided into one portion a and the other portion b by the second virtual center line, the value obtained by dividing the area Sa of the portion a by the area Sb of the portion b is 1.15 or more. The electrode for electrolysis according to [11], which is 2.0 or less.
[13]
The value St obtained by subtracting the maximum opening in the short direction of the mesh of the opening from the distance SW between the centers in the short direction of the mesh of the opening is divided by the SW, and the value is 0.4 or more. ] Or the electrode for electrolysis according to [12].

本発明により、電解時の電圧・消費電力量を低く抑えることが可能であり、かつ実用上の強度を兼ね備えた電解用電極が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an electrode for electrolysis which can suppress the voltage and power consumption during electrolysis to a low level and has practical strength is provided.

図1は、電解用電極及び開口部を正方形と仮定し、開口部の周辺長の総和と該電解用電極の開口率との関係について説明するための模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the relationship between the total peripheral length of the openings and the aperture ratio of the electrolysis electrodes, assuming that the electrodes for electrolysis and the openings are square. 図2は、本実施形態の一態様に係る電解用電極をマイクロスコープで観察した投影面の典型例に係る模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing a typical example of a projection surface in which an electrode for electrolysis according to one aspect of the present embodiment is observed with a microscope. 図3は、図2の模式図に基づき、本実施形態における開口部のメッシュの短目方向中心間距離SWとメッシュの長目方向中心間距離LWと距離dの関係を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the short-direction center-to-center distance SW of the mesh of the opening in the present embodiment, the long-direction center-to-center distance LW of the mesh, and the distance d, based on the schematic diagram of FIG. 図4(A)は、本実施形態の他の態様に係る電解用電極の開口部の形状の典型例を模式的に示す説明図である。図4(B)は、図4(A)における、部分aと部分bを示す説明図である。図4(C)は、従来の電解用電極の開口部の形状の典型例を模式的に示す説明図である。FIG. 4A is an explanatory diagram schematically showing a typical example of the shape of the opening of the electrode for electrolysis according to another aspect of the present embodiment. FIG. 4B is an explanatory diagram showing a portion a and a portion b in FIG. 4A. FIG. 4C is an explanatory diagram schematically showing a typical example of the shape of the opening of the conventional electrolytic electrode. 図5は、本実施形態の他の態様に係る電解用電極における、隣接する開口部の位置関係の例を模式的に示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing an example of the positional relationship of adjacent openings in the electrode for electrolysis according to another aspect of the present embodiment. 図6は、本実施形態の電解槽の断面の一例を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic view showing an example of a cross section of the electrolytic cell of the present embodiment.

以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について、詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter, simply referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. The following embodiments are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents. The present invention can be appropriately modified and implemented within the scope of the gist thereof.

本実施形態の第1の態様に係る電解用電極(以下、単に「第1の電解用電極」ともいう。)は、有孔金属製板からなる導電性基材と、該導電性基材の表面上に形成された少なくとも一層の触媒層と備える電解用電極であって、前記電解用電極の厚みが0.5mm超1.2mm以下であり、前記電解用電極の開口部の周辺長の総和Bを前記電解用電極の開口率Aで除した値Cが、2超5以下である。このように構成されているため、第1の電解用電極は、電解時の電圧・消費電力量を低く抑えることができ、かつ、実用上の強度も兼ね備えている。第1の電解用電極は、特にイオン交換膜法食塩電解に好適な塩素発生用電極として用いることができる。 The electrode for electrolysis according to the first aspect of the present embodiment (hereinafter, also simply referred to as “first electrode for electrolysis”) is a conductive base material made of a perforated metal plate and the conductive base material. An electrode for electrolysis provided with at least one catalyst layer formed on the surface, the thickness of the electrode for electrolysis is more than 0.5 mm and 1.2 mm or less, and the sum of the peripheral lengths of the openings of the electrodes for electrolysis. The value C obtained by dividing B by the opening ratio A of the electrode for electrolysis is more than 2 and 5 or less. Since it is configured in this way, the first electrode for electrolysis can suppress the voltage and power consumption during electrolysis to a low level, and also has practical strength. The first electrolysis electrode can be used as a chlorine generation electrode particularly suitable for ion exchange membrane method salt electrolysis.

本実施形態の第2の態様に係る電解用電極(以下、単に「第2の電解用電極」ともいう。)は、有孔金属製板からなる導電性基材と、該導電性基材の表面上に形成された少なくとも一層の触媒層と、を備える電解用電極であって、前記電解用電極の開口部の形状が、メッシュの短目方向に伸びる第1の仮想中心線に対して左右対称であり、かつ、メッシュの長目方向に伸びる第2の仮想中心線に対して上下非対称であり、前記電解用電極の厚みが0.5mm超1.2mm以下である。このように構成されているため、第2の電解用電極も、電解時の電圧・消費電力量を低く抑えることができ、かつ、実用上の強度も兼ね備えている。第2の電解用電極も、特にイオン交換膜法食塩電解に好適な塩素発生用電極として用いることができる。
以下、「本実施形態に係る電解用電極」と称するときは、第1の電解用電極及び第2の電解用電極を包含するものとする。
The electrode for electrolysis according to the second aspect of the present embodiment (hereinafter, also simply referred to as “second electrode for electrolysis”) is a conductive base material made of a perforated metal plate and the conductive base material. An electrolysis electrode including at least one layer of a catalyst layer formed on the surface, wherein the shape of the opening of the electrolysis electrode is left and right with respect to the first virtual center line extending in the short direction of the mesh. It is symmetric and vertically asymmetric with respect to the second virtual center line extending in the long direction of the mesh, and the thickness of the electrode for electrolysis is more than 0.5 mm and 1.2 mm or less. Since it is configured in this way, the second electrode for electrolysis can also suppress the voltage and power consumption during electrolysis to a low level, and also has practical strength. The second electrode for electrolysis can also be used as a chlorine generating electrode particularly suitable for ion exchange membrane method salt electrolysis.
Hereinafter, when the term "electrolysis electrode according to the present embodiment" is used, the first electrolysis electrode and the second electrolysis electrode are included.

(導電性基材)
本実施形態に係る電解用電極において、導電性基材は、有孔金属製板からなり、飽和に近い高濃度の食塩水中で、塩素ガス発生雰囲気で用いられる。そのため、該導電性基材の材質としては、耐食性のあるバルブ金属が好ましい。バルブ金属としては、以下に限定されないが、例えば、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウム等が挙げられる。該バルブ金属の中でも、経済性及び触媒層との親和性の観点からチタンが好ましい。
導電性基材の形状としては、金属製で孔を有する平坦状のものであれば特に限定されないが、例えば、エクスパンドメタル、多孔板、金網等の形状が挙げられ、本実施形態においてはエクスパンドメタルが好適に用いられる。エクスパンドメタルとは、一般的に、金属製平板や金属箔に対し、上刃と下刃でスリットを入れながら押し広げてメッシュを形成し、所望の厚みまで圧延ロール掛け等により平坦化加工したものである。連続フープ加工が可能なため生産効率が高く、元の板材の廃棄ロスもなく経済性に優れており、また一体構造のため、金網と異なり完全な電気伝導度が確保され、ほどけることがない。
(Conductive base material)
In the electrode for electrolysis according to the present embodiment, the conductive base material is made of a perforated metal plate and is used in a chlorine gas generating atmosphere in a high concentration salt solution near saturation. Therefore, as the material of the conductive base material, a valve metal having corrosion resistance is preferable. The valve metal is not limited to the following, and examples thereof include titanium, tantalum, niobium, and zirconium. Among the valve metals, titanium is preferable from the viewpoint of economy and affinity with the catalyst layer.
The shape of the conductive base material is not particularly limited as long as it is made of metal and has a flat shape with holes. Examples thereof include expanded metal, perforated plate, wire mesh, and the like. In the present embodiment, the shape of the conductive base material is expanded metal. Is preferably used. Expanded metal is generally a metal flat plate or metal leaf that is spread out while making slits with the upper and lower blades to form a mesh, and then flattened to a desired thickness by rolling rolls or the like. Is. Since continuous hoop processing is possible, production efficiency is high, there is no waste loss of the original plate material, and it is economical, and because of the integrated structure, complete electrical conductivity is secured unlike wire mesh, and it does not unravel. ..

本実施形態に係る電解用電極は、上述の導電性基材の表面上に少なくとも一層の触媒層が形成されて構成される。本実施形態に係る電解用電極の厚みは、0.5mm超1.2mm以下である。電解用電極の厚みが0.5mm以下の薄い基材であると、電解時に生ずる陽極室と陰極室の圧力差や陰極の押しつけ圧力により、イオン交換膜が陽極を押しつける圧力で陽極が落ち込み、電極間距離が広がるため、電解電圧が高くなる。また電解用電極の厚みが1.2mm超であると、本実施形態において好適な開口率及び開口部のSW(開口部のメッシュの短目方向中心間距離)及びLW(開口部のメッシュの長目方向中心間距離)を有するエクスパンドメタルが形成できない。電解用電極の厚みは、上記と同様の観点から、好ましくは0.5mm超1.0mm以下であり、より好ましくは0.5mm超0.9mm以下であり、更に好ましくは0.7mm以上0.9mm以下である。 The electrode for electrolysis according to the present embodiment is configured by forming at least one layer of a catalyst layer on the surface of the above-mentioned conductive base material. The thickness of the electrode for electrolysis according to this embodiment is more than 0.5 mm and 1.2 mm or less. When the thickness of the electrode for electrolysis is a thin base material of 0.5 mm or less, the pressure difference between the anode chamber and the cathode chamber generated during electrolysis and the pressing pressure of the cathode cause the anode to drop due to the pressure of the ion exchange film pressing the anode, resulting in the electrode. Since the distance is widened, the electrolytic voltage becomes high. When the thickness of the electrode for electrolysis is more than 1.2 mm, the aperture ratio and the SW (distance between the centers of the mesh of the opening in the short direction) and LW (the length of the mesh of the opening) are suitable for this embodiment. Expanded metal with eye direction center distance) cannot be formed. From the same viewpoint as above, the thickness of the electrode for electrolysis is preferably more than 0.5 mm and 1.0 mm or less, more preferably more than 0.5 mm and 0.9 mm or less, and further preferably 0.7 mm or more and 0. It is 9 mm or less.

第1の電解用電極においては、当該電解用電極の開口部の周辺長の総和Bを電解用電極の開口率Aで除した値C(=B/A)が2超5以下であり、好ましくは2.5以上4.5以下であり、より好ましくは3以上4以下である。
ここでいう開口率Aとは、電解用電極のいずれか一方の表面の投影面積SAにおける開口部の総面積SBの割合(SB/SA)をいう。開口部の総面積SBとは、電解用電極において、陽イオンや電解液等が導電性基材(有孔金属製板)によって遮断されない領域の投影面積の総計ということができる。
また、ここでいう開口部の周辺長の総和Bとは、電解用電極の単位面積あたりにおける開口部の周辺の長さLiをそれぞれ計測し、該周辺長を単位面積当たりの個数nで積算した値(ΣLi、i=1〜n)をいう。
In the first electrode for electrolysis, the value C (= B / A) obtained by dividing the total peripheral length B of the openings of the electrodes for electrolysis by the aperture ratio A of the electrode for electrolysis is preferably more than 2 and 5 or less. Is 2.5 or more and 4.5 or less, and more preferably 3 or more and 4 or less.
The opening ratio A as used herein means a percentage of the total area S B of the opening in the projected area S A of one of the surfaces of the electrode for electrolysis (S B / S A). The total area S B of the opening, in the electrode for electrolysis, it is possible that the sum of the projected area of the region cations or electrolytes, etc. is not blocked by the conductive substrate (perforated metal plate).
Further, the total B of the peripheral lengths of the openings referred to here is the length Li of the periphery of the openings per unit area of the electrode for electrolysis, and the peripheral lengths are integrated by the number n per unit area. The value (ΣLi, i = 1 to n).

開口部の周辺長の総和と開口率との関係について、図1を参照して説明する。なお、図1では、説明の便宜上、開口部を正方形と仮定しているが、本実施形態に係る電解用電極に形成される開口部の形状とは異なるものである。図1(a)に示すように、正方形(4mm×4mm)の電極1において、正方形(2mm×2mm)の開口部2が1つ形成されているとき、開口部面積は4mm2、開口率は25%、開口部の周辺長の総和は8mmとなる。一方、図1(b)に示すように、同じ形状の電極1において正方形の(1mm×1mm)開口部3が4つ形成されているとき、開口部面積は4mm2で図1(a)と同様であり、開口率も25%で図1(a)と同様であるが、開口部の周辺長の総和は16mmとなり、図1(a)よりも大きくなる。このように、同じ開口率で比べたとき、開口部の周辺長の総和が大きい方が開口部の数も多くなる。つまり、開口部の周辺長の総和を開口率で除した値が大きくなるほど開口部の数が多くなることを意味する。開口部の数が多くなるほど、ガス流路が分散するため、滞留気泡が低減され、電圧上昇の抑制に寄与することとなる。 The relationship between the total peripheral length of the opening and the aperture ratio will be described with reference to FIG. Although the opening is assumed to be square in FIG. 1 for convenience of explanation, it is different from the shape of the opening formed in the electrode for electrolysis according to the present embodiment. As shown in FIG. 1A, when one square (2 mm × 2 mm) opening 2 is formed in the square (4 mm × 4 mm) electrode 1, the opening area is 4 mm 2 and the aperture ratio is 25%, the total peripheral length of the opening is 8 mm. On the other hand, as shown in FIG. 1 (b), when four square (1 mm × 1 mm) openings 3 are formed in the electrodes 1 having the same shape, the opening area is 4 mm 2 and is different from that in FIG. 1 (a). The same is true, and the aperture ratio is 25%, which is the same as in FIG. 1 (a), but the total peripheral length of the openings is 16 mm, which is larger than that in FIG. 1 (a). As described above, when compared at the same aperture ratio, the larger the total peripheral length of the openings, the larger the number of openings. That is, it means that the number of openings increases as the value obtained by dividing the sum of the peripheral lengths of the openings by the aperture ratio increases. As the number of openings increases, the gas flow path is dispersed, so that stagnant bubbles are reduced, which contributes to suppressing the voltage rise.

上述した開口率及び開口部の周辺長の総和を計測する方法としては、以下に限定されないが、例えば、(I)電解用電極を縦10cm横10cmの正方形に切り出し、コピー機により複写して得られた紙より開口部分を切り出し、開口部分として切り出されたものの重量及び周辺長を各々計測する方法;(II)電解用電極のいずれか一方の表面をマイクロスコープ等の画像観察機器で観察し、投影面を撮影した画像データを解析することにより計測する方法等が挙げられる。かかる画像データの典型例を模式的に示した図を図2に示す。図2に示されているように、電解用電極10には複数の開口部20が形成されていることがわかる。
上記(I)について、開口率(%)は、開口部分を切り出す前の紙の重量w1と、開口部分を全て切り出した後の紙の重量w2から、100×(w1−w2)/w1により算出できる。また、周辺長の総和は、開口部分として切り出されたものの各周辺長の合計として求めることができる。
上記(II)について、画像データの解析方法としては、例えば、米国国立衛生研究所(NIH)が開発し公有の「Image J」を画像処理に用いること等が挙げられる。
電解用電極の開口部の周辺長の総和Bを電解用電極の開口率Aで除した値C(=B/A)が2以下であると、開口率が大きくなるか、あるいは少数の大きな開口部を有する電解用電極となり、電解用電極の比表面積が小さくなることで、見かけ上の電流密度が高くなり、電解電圧が上昇する。また上述のCの値が5超であると、開口率が低くなるか、あるいは小さな開口部を多数有する導電性基材となり、電解液の循環や電極で発生するガスの脱離性に悪影響を生じさせることで、電解電圧が上昇する恐れがある。
The method for measuring the aperture ratio and the total peripheral length of the opening is not limited to the following, but for example, (I) the electrode for electrolysis is cut into a square having a length of 10 cm and a width of 10 cm and copied by a copying machine. A method of cutting out an opening portion from the cut paper and measuring the weight and peripheral length of the cut out portion as the opening portion; (II) Observe the surface of either one of the electrolysis electrodes with an image observation device such as a microscope. Examples thereof include a method of measuring by analyzing image data obtained by photographing a projection surface. FIG. 2 shows a diagram schematically showing a typical example of such image data. As shown in FIG. 2, it can be seen that a plurality of openings 20 are formed in the electrolysis electrode 10.
Regarding the above (I), the aperture ratio (%) is calculated by 100 × (w1-w2) / w1 from the weight w1 of the paper before cutting out the opening portion and the weight w2 of the paper after cutting out all the opening portions. can. Further, the total sum of the peripheral lengths can be obtained as the sum of the peripheral lengths of those cut out as the opening portion.
Regarding (II) above, as a method for analyzing image data, for example, the use of "Image J" developed by the National Institutes of Health (NIH) and publicly owned for image processing can be mentioned.
When the value C (= B / A) obtained by dividing the total peripheral length B of the peripheral lengths of the openings of the electrolytic electrodes by the opening ratio A of the electrolytic electrodes is 2 or less, the opening ratio becomes large or a small number of large openings. As the electrode for electrolysis has a portion and the specific surface area of the electrode for electrolysis is reduced, the apparent current density is increased and the electrolysis voltage is increased. Further, when the value of C described above is more than 5, the aperture ratio becomes low or the conductive base material has a large number of small openings, which adversely affects the circulation of the electrolytic solution and the desorption of the gas generated at the electrodes. By causing it, the electrolytic voltage may rise.

従来技術では、電極の厚みを0.5mm以下として電解電圧を下げるための種々の技術が開示されていたが、第1の電解用電極においては、電解用電極の厚みを、0.5mm超1.2mm以下とし、該電解用電極の開口部の周辺長の総和Bを開口率Aで除した値C(=B/A)が2超5以下とすることで、電解時の電圧・消費電力量を低く抑え、かつ実用上の強度を兼ね備えた電解用電極としている。 In the prior art, various techniques for lowering the electrolytic voltage by setting the thickness of the electrode to 0.5 mm or less have been disclosed, but in the first electrode for electrolysis, the thickness of the electrode for electrolysis is more than 0.5 mm 1. The voltage and power consumption during electrolysis are set to .2 mm or less, and the value C (= B / A) obtained by dividing the total peripheral length B of the openings of the electrodes for electrolysis by the opening ratio A is more than 2 and 5 or less. It is an electrode for electrolysis that keeps the amount low and has practical strength.

本実施形態に係る電解用電極において、電解用電極の開口率は、5%以上25%未満であることが好ましく、7%以上20%以下であることがより好ましく、10%以上18%以下であることが特に好ましい。電解用電極の開口率が5%以上であると、電解液の液循環に悪影響を与えることなく、電解時に電極で発生するガスが滞留する等の悪影響を効果的に解消することができる傾向にあり、電解電圧を低減できる傾向にある。また電解用電極の開口率が25%未満であると、電解用電極の比表面積を十分に確保できる、すなわち、イオン交換膜に対向する実質的な電極表面を十分に確保できる傾向にあり、結果として見かけ上の電流密度を低くでき、電解電圧を低減できる傾向にある。 In the electrode for electrolysis according to the present embodiment, the aperture ratio of the electrode for electrolysis is preferably 5% or more and less than 25%, more preferably 7% or more and 20% or less, and 10% or more and 18% or less. It is particularly preferable to have. When the aperture ratio of the electrode for electrolysis is 5% or more, there is a tendency that adverse effects such as retention of gas generated at the electrode during electrolysis can be effectively eliminated without adversely affecting the liquid circulation of the electrolytic solution. There is a tendency that the electrolytic voltage can be reduced. Further, when the opening ratio of the electrolysis electrode is less than 25%, the specific surface area of the electrolysis electrode can be sufficiently secured, that is, a substantial electrode surface facing the ion exchange membrane tends to be sufficiently secured, and as a result. As a result, the apparent current density can be lowered, and the electrolytic voltage tends to be reduced.

本実施形態に係る電解用電極において、電解用電極の開口部一つの周辺長は、1mm以上が好ましく、2.5mm以上がより好ましい。電解用電極の開口部一つの周辺長が1mm以上であると、開口部における電解液流れの圧力損失を抑えることができ、電解電圧を低減できる傾向にある。電解用電極の開口部一つの周辺長は、電解用電極の比表面積を十分に確保する観点から、4.8mm以下が好ましく、4.55mm以下がさらに好ましい。電解用電極の開口部一つの周辺長は、上述した電解用電極のいずれか一方の表面をマイクロスコープ等の画像観察機器で観察し、投影面を撮影した画像データを解析することにより計測する方法(画像解析)によって測定することができる。 In the electrode for electrolysis according to the present embodiment, the peripheral length of one opening of the electrode for electrolysis is preferably 1 mm or more, more preferably 2.5 mm or more. When the peripheral length of one opening of the electrode for electrolysis is 1 mm or more, the pressure loss of the electrolyte flow in the opening can be suppressed, and the electrolysis voltage tends to be reduced. The peripheral length of one opening of the electrode for electrolysis is preferably 4.8 mm or less, more preferably 4.55 mm or less, from the viewpoint of sufficiently securing the specific surface area of the electrode for electrolysis. The peripheral length of one opening of the electrode for electrolysis is measured by observing the surface of one of the electrodes for electrolysis described above with an image observation device such as a microscope and analyzing the image data obtained by photographing the projection surface. It can be measured by (image analysis).

本実施形態に係る電解用電極において、電解用電極の開口部のメッシュの短目方向中心間距離である短径SWが1.5mm以上3mm以下であり、かつメッシュの長目方向中心間距離である長径LWが2.5mm以上5mm以下であることが好ましく、短径SWが1.5mm以上2.5mm以下であり、かつ長径LWが3mm以上4.5mm以下であることがより好ましい。
上記SW及びLWは図3のように特定できる。すなわち、SWは、メッシュの短目方向に隣接する2つの開口部の中心を結んだ距離として特定できる。また、LWはメッシュの長目方向に隣接する2つの開口部の中心を結んだ距離として特定できる。
上記SWが1.5mm以上であり、上記LWが2.5mm以上であると、本実施形態において好適な厚み及び開口率を確保しやすくなる。また、上記SWが3mm以下であり、かつ、上記LWが5mm以下であると、本実施形態において好適な開口率の範囲を確保しやすくなる、すなわち、電解用電極の比表面積を確保しやすくなる。
さらに、図3に示すように、開口部間の距離dも調整することが好ましい。距離dは、SWの二乗にLWの二乗を加えた値の平方根で算出され、この数値が小さいほどガス等の物質移動が促進される傾向にある。かかる観点から、dの値は、2.9〜5.8mmであることが好ましく、3.4〜5.1mmであることがより好ましい。
In the electrode for electrolysis according to the present embodiment, the short diameter SW which is the distance between the centers in the short direction of the opening of the electrode for electrolysis is 1.5 mm or more and 3 mm or less, and the distance between the centers in the long direction of the mesh. It is preferable that a certain major axis LW is 2.5 mm or more and 5 mm or less, a minor axis SW is 1.5 mm or more and 2.5 mm or less, and a major axis LW is 3 mm or more and 4.5 mm or less.
The SW and LW can be specified as shown in FIG. That is, the SW can be specified as the distance connecting the centers of two openings adjacent to each other in the short direction of the mesh. Further, LW can be specified as a distance connecting the centers of two openings adjacent to each other in the long direction of the mesh.
When the SW is 1.5 mm or more and the LW is 2.5 mm or more, it becomes easy to secure a suitable thickness and aperture ratio in this embodiment. Further, when the SW is 3 mm or less and the LW is 5 mm or less, it becomes easy to secure a range of an aperture ratio suitable for this embodiment, that is, it becomes easy to secure a specific surface area of the electrode for electrolysis. ..
Further, as shown in FIG. 3, it is preferable to adjust the distance d between the openings. The distance d is calculated by the square root of the value obtained by adding the square of LW to the square of SW, and the smaller this value is, the more the movement of substances such as gas tends to be promoted. From this point of view, the value of d is preferably 2.9 to 5.8 mm, more preferably 3.4 to 5.1 mm.

本実施形態に係る電解用電極において、開口部の周辺長の総和B、開口部の開口率A、開口部の短径SW及び開口部の長径LWから得られ、下記式(1)で表される値Eが、0.5以上であることが好ましく、0.69以上であることがより好ましく、0.69以上1.5以下であることがさらに好ましい。
E=B/(A×(SW2+LW21/2) (1)
式(1)において、(SW2+LW21/2は前述のdに対応している。このように、A、B及びdの関係を適切な範囲に調整することにより、開口部の空間的な分散度合が好適となり、電解電圧を低減できる傾向にある。すなわち、電解用電極におけるEの値が0.5以上1.5以下であると、電解液の液循環に対して電解用電極の開口部の空間的な分散度合が好適となり、電解電圧を低減できる傾向にある。
In the electrode for electrolysis according to the present embodiment, it is obtained from the total peripheral length B of the opening, the aperture ratio A of the opening, the minor axis SW of the opening, and the major axis LW of the opening, and is represented by the following formula (1). The value E is preferably 0.5 or more, more preferably 0.69 or more, and further preferably 0.69 or more and 1.5 or less.
E = B / (A × (SW 2 + LW 2 ) 1/2 ) (1)
In equation (1), (SW 2 + LW 2 ) 1/2 corresponds to the above-mentioned d. By adjusting the relationship between A, B, and d in an appropriate range in this way, the degree of spatial dispersion of the openings becomes suitable, and the electrolytic voltage tends to be reduced. That is, when the value of E in the electrode for electrolysis is 0.5 or more and 1.5 or less, the degree of spatial dispersion of the opening of the electrode for electrolysis becomes preferable with respect to the liquid circulation of the electrolytic solution, and the electrolysis voltage is reduced. There is a tendency to be able to do it.

次いで、第2の電解用電極について詳述する。第2の電解用電極は、有孔金属製板からなる導電性基材と、該導電性基材の表面上に形成された少なくとも一層の触媒層と、を備える電解用電極であって、電解用電極の開口部の形状が、メッシュの短目方向に伸びる第1の仮想中心線に対して左右対称であり、かつ、メッシュの長目方向に伸びる第2の仮想中心線に対して上下非対称であり、前記電解用電極の厚みが0.5mm超1.2mm以下である。
第2の電解用電極における開口部形状の典型例を図4(A)に示す。図4(A)における開口部100は、メッシュの短目方向αに伸びる第1の仮想中心線101に対して左右対称である。左右対称とは、第1の仮想中心線を基準として開口部を右部分と左部分に分けたとき、右部分の形状が左部分の形状に一致すること、すなわち第1の仮想中心線を基準として右部分と左部分とが線対称であることをいう。左右対称であることは、上述した画像解析により確認することができる。
さらに、開口部100は、メッシュの長目方向βに伸びる第2の仮想中心線102に対して上下非対称である。上下非対称とは、第2の仮想中心線を基準として開口部を上部分と下部分に分けたとき、上部分の形状が下部分の形状と一致しないこと、すなわち第2の仮想中心線を基準として上部分と下部分とが線対称とならないことをいう。左右対称であることは、上述した画像解析により確認することができる。例えば、図4(B)に示す例において、開口部100はメッシュの長目方向βに伸びる第2の仮想中心線102を基準としたとき、上側の部分aと下側の部分bに区分でき、部分aと部分bの形状を比較することで容易に確認することができる。
Next, the second electrode for electrolysis will be described in detail. The second electrode for electrolysis is an electrode for electrolysis including a conductive base material made of a perforated metal plate and at least one layer of a catalyst layer formed on the surface of the conductive base material. The shape of the opening of the electrode for use is symmetrical with respect to the first virtual center line extending in the short direction of the mesh, and is vertically asymmetric with respect to the second virtual center line extending in the long direction of the mesh. The thickness of the electrode for electrolysis is more than 0.5 mm and 1.2 mm or less.
A typical example of the shape of the opening in the second electrode for electrolysis is shown in FIG. 4 (A). The opening 100 in FIG. 4A is symmetrical with respect to the first virtual center line 101 extending in the short direction α of the mesh. Symmetry means that when the opening is divided into a right part and a left part with reference to the first virtual center line, the shape of the right part matches the shape of the left part, that is, the first virtual center line is used as a reference. It means that the right part and the left part are line symmetric. The left-right symmetry can be confirmed by the above-mentioned image analysis.
Further, the opening 100 is vertically asymmetric with respect to the second virtual center line 102 extending in the long direction β of the mesh. Vertical asymmetry means that when the opening is divided into an upper part and a lower part with reference to the second virtual center line, the shape of the upper part does not match the shape of the lower part, that is, the second virtual center line is used as a reference. It means that the upper part and the lower part are not line-symmetrical. The left-right symmetry can be confirmed by the above-mentioned image analysis. For example, in the example shown in FIG. 4B, the opening 100 can be divided into an upper portion a and a lower portion b with reference to the second virtual center line 102 extending in the long direction β of the mesh. , It can be easily confirmed by comparing the shapes of the portion a and the portion b.

第2の電解用電極が、電解時の電圧・消費電力量を低く抑えることができる理由については明らかではないが、本発明者らは下記に起因するものと推測している。ただし、かかる推測に限定されるものではなく、上述した構成を備える電解用電極である限り、第2の電解用電極に包含される。
従来の電解用電極における開口部の典型的な形状としては、上記第1の仮想中心線に対して左右対称であり、かつ、上記第2の仮想中心線に対して上下対称であるものが挙げられる。例えば、図4(C)に示す例において、開口部100’は、メッシュの短目方向αに伸びる第1の仮想中心線101に対して左右対称である。また、開口部100’において、メッシュの長目方向βに伸びる第2の仮想中心線102を基準としたとき、仮想中心線102を基準として上側の部分aと下側の部分bとは線対称となっている。このような形状である場合、典型的には、開口部は菱形形状であり、当該開口部を構成する4辺は、当該開口部の中心点から略等距離に位置することとなる。このような従来の電解用電極において、発生するガス(典型的には球状である。)が開口部を通過しようとするとき、当該ガスが開口部を構成する4辺(すなわち4点)と接触することで通過抵抗が増加する傾向にあると推測される。すなわち、電解時に電極で発生するガスが開口部に内接して滞留し易い傾向にあり、電解液の液循環に悪影響を与えて電解電圧が上昇するといった問題が生じうる。
これに対して、第2の電解用電極は、第1の仮想中心線に対して左右対称であり、かつ、第2の仮想中心線に対して上下非対称であることにより、電極で発生するガス(典型的には球状である。)が開口部を通過しようとするときの通過抵抗が低減される傾向にあると推測される。すなわち、電解時に電極で発生するガスと開口部を構成する各辺との接触点が少なくなる傾向にあるため、ガスを効果的に脱離させることができる傾向にあり、電解液の液循環に悪影響を与えることなく、電解電圧を低減できるものとなる。
It is not clear why the second electrode for electrolysis can suppress the voltage and power consumption during electrolysis low, but the present inventors presume that it is due to the following. However, the present invention is not limited to this speculation, and is included in the second electrolytic electrode as long as it is an electrolytic electrode having the above-described configuration.
Typical shapes of the openings in the conventional electrode for electrolysis include those that are symmetrical with respect to the first virtual center line and vertically symmetrical with respect to the second virtual center line. Be done. For example, in the example shown in FIG. 4C, the opening 100'is symmetrical with respect to the first virtual center line 101 extending in the short direction α of the mesh. Further, in the opening 100', when the second virtual center line 102 extending in the long direction β of the mesh is used as a reference, the upper portion a and the lower portion b are line-symmetrical with respect to the virtual center line 102. It has become. In the case of such a shape, the opening is typically rhombic, and the four sides forming the opening are located substantially equidistant from the center point of the opening. In such a conventional electrode for electrolysis, when the generated gas (typically spherical) tries to pass through the opening, the gas comes into contact with the four sides (that is, four points) constituting the opening. It is presumed that the passage resistance tends to increase by doing so. That is, the gas generated at the electrode during electrolysis tends to inscribe in the opening and easily stay there, which may adversely affect the liquid circulation of the electrolytic solution and cause a problem that the electrolysis voltage rises.
On the other hand, the second electrode for electrolysis is symmetrical with respect to the first virtual center line and vertically asymmetric with respect to the second virtual center line, so that the gas generated at the electrode is generated. It is presumed that the passage resistance (typically spherical) when trying to pass through the opening tends to be reduced. That is, since the number of contact points between the gas generated at the electrode during electrolysis and each side constituting the opening tends to decrease, the gas tends to be effectively desorbed, which leads to liquid circulation of the electrolytic solution. The electrolytic voltage can be reduced without adversely affecting it.

第2の電解用電極において、いずれか一方の表面の投影面積1cm2に対する開口部の面積は、特に限定されないが、電解時の電圧・消費電力量をより低減する観点から、0.05cm2以上であることが好ましい。また、上記投影面積1cm2に対する開口部数についても、特に限定されないが、電解時の電圧・消費電力量をより低減する観点から、15個以上であることが好ましい。上記開口部の面積及び開口部数の値は、上述した画像解析により測定することができる。 In the second electrode for electrolysis, the area of the opening with respect to the projected area of 1 cm 2 on either surface is not particularly limited, but is 0.05 cm 2 or more from the viewpoint of further reducing the voltage and power consumption during electrolysis. Is preferable. The number of openings with respect to the projected area of 1 cm 2 is also not particularly limited, but is preferably 15 or more from the viewpoint of further reducing the voltage and power consumption during electrolysis. The values of the area of the openings and the number of openings can be measured by the image analysis described above.

第2の電解用電極において、開口部を、前記第2の仮想中心線により一方の部分aと他方の部分bに区分したとき、前記部分aの面積Saを前記部分bの面積Sbで除した値(Sa/Sb)が、1.15以上2.0以下であることが好ましい。この場合、上述した加工部の上下非対称性がより顕著となる傾向にある。すなわち、電解用電極の開口部の形状が、メッシュの長目方向に伸びる第2の仮想中心線に対して上下非対称であることは、Sa/Sbの値からも示唆されるものといえる。また、Sa/Sbの値が1.15以上2.0以下であると、電解液の液循環に悪影響を与えることなく、電解時に電極で発生するガスを効果的に脱離させることができる傾向にあり、電解電圧を低減できる傾向にある。Sa及びSbは、図4(B)の例において、それぞれ部分aの面積及び部分bの面積に該当し、Sa>Sbとなる。Sa及びSbの値は、上述した画像解析により測定することができる。 In the second electrode for electrolysis, when the opening is divided into one portion a and the other portion b by the second virtual center line, the area Sa of the portion a is divided by the area Sb of the portion b. The value (Sa / Sb) is preferably 1.15 or more and 2.0 or less. In this case, the vertical asymmetry of the processed portion described above tends to be more remarkable. That is, it can be said from the value of Sa / Sb that the shape of the opening of the electrode for electrolysis is vertically asymmetric with respect to the second virtual center line extending in the long direction of the mesh. Further, when the value of Sa / Sb is 1.15 or more and 2.0 or less, the gas generated at the electrode during electrolysis tends to be effectively desorbed without adversely affecting the liquid circulation of the electrolytic solution. There is a tendency that the electrolytic voltage can be reduced. In the example of FIG. 4B, Sa and Sb correspond to the area of the portion a and the area of the portion b, respectively, and Sa> Sb. The values of Sa and Sb can be measured by the image analysis described above.

第2の電解用電極において、前記開口部のメッシュの短目方向中心間距離SWから前記開口部のメッシュの短目方向最大目開きを減じた値Stを、前記SWで除した値(St/SW)が、0.4以上であることが好ましく、0.67超1.0未満であることがより好ましい。図5に示す例において、電解用電極300には複数の開口部が形成されており、SWは、隣接する2つの開口部より、開口部のメッシュの短目方向中心間距離310により特定される。ここでの「隣接する2つの開口部」とは、ある開口部から第1の仮想中心線を伸ばしたとき、その第1の仮想中心線が最初に接する開口部を意味する。また、LWは、隣接する2つの開口部より、開口部のメッシュの長目方向中心間距離320により特定される。ここでの「隣接する2つの開口部」とは、ある開口部から第2の仮想中心線を伸ばしたとき、その第2の仮想中心線が最初に接する開口部を意味する。なお、図5では、電解用電極300において、第2の仮想中心線330は部分aと部分bとに開口部を区分するものであり、仮想中心線330を基準とし、部分a(340)と部分b(350)とが、上下非対称であることが示されている。さらに、図5では、開口部のメッシュの短目方向に隣接する2つの開口部間の距離360が、開口部のメッシュの短目方向中心間距離SWから前記開口部のメッシュの短目方向最大目開きを減じた値Stに対応する。なお、開口部のメッシュの短目方向最大目開きは、図4(A)に示されている例では第1の仮想中心線101の長さに対応する。St/SWが、0.4以上であると、電解液の液循環に悪影響を与えることなく、電解用電極の比表面積を十分に確保でき、電解電圧を低減できる傾向にある。St及びSWの値は、上述した画像解析により測定することができる。 In the second electrode for electrolysis, the value St obtained by subtracting the maximum opening in the short direction of the mesh of the opening from the distance SW between the centers in the short direction of the mesh of the opening is divided by the SW (St / SW) is preferably 0.4 or more, and more preferably more than 0.67 and less than 1.0. In the example shown in FIG. 5, a plurality of openings are formed in the electrode 300 for electrolysis, and the SW is specified by the distance between the centers in the short direction of the mesh of the openings from the two adjacent openings. .. The "two adjacent openings" here mean an opening in which the first virtual center line first touches when the first virtual center line is extended from a certain opening. Further, the LW is specified by the distance between the centers in the long direction of the mesh of the openings from the two adjacent openings. The "two adjacent openings" here mean an opening in which the second virtual center line first touches when the second virtual center line is extended from a certain opening. In FIG. 5, in the electrode 300 for electrolysis, the second virtual center line 330 divides the opening into a portion a and a portion b, and the portion a (340) is referred to with the virtual center line 330 as a reference. Part b (350) is shown to be vertically asymmetric. Further, in FIG. 5, the distance 360 between two openings adjacent to each other in the short direction of the mesh of the opening is the maximum in the short direction of the mesh of the opening from the distance SW between the centers in the short direction of the mesh of the opening. Corresponds to the value St with the spread reduced. The maximum opening of the mesh of the opening in the short direction corresponds to the length of the first virtual center line 101 in the example shown in FIG. 4 (A). When St / SW is 0.4 or more, the specific surface area of the electrolytic electrode can be sufficiently secured without adversely affecting the liquid circulation of the electrolytic solution, and the electrolytic voltage tends to be reduced. The St and SW values can be measured by the image analysis described above.

本実施形態に係る電解用電極は、上述の導電性基材の表面上に少なくとも一層の触媒層を形成してなるが、該導電性基材における触媒層との接触表面は、触媒層との密着性を向上させるために、導電性基材の表面積を増大化する処理を実施することが好ましい。表面積増大化処理の方法としては、以下に限定されないが、例えば、カットワイヤ、スチールグリッド、アルミナグリッド等を用いるブラスト処理;硫酸又は塩酸を用いる酸処理等が挙げられる。これらの処理の中でも、ブラスト処理により導電性基材の表面に凹凸を形成させた後、更に酸処理する方法が好ましい。 The electrode for electrolysis according to the present embodiment is formed by forming at least one layer of a catalyst layer on the surface of the above-mentioned conductive base material, and the contact surface of the conductive base material with the catalyst layer is with the catalyst layer. In order to improve the adhesion, it is preferable to carry out a treatment for increasing the surface area of the conductive base material. The surface area increasing treatment method is not limited to the following, and examples thereof include blast treatment using cut wire, steel grid, alumina grid, etc .; acid treatment using sulfuric acid or hydrochloric acid, and the like. Among these treatments, a method of forming irregularities on the surface of the conductive base material by blasting and then further treating with acid is preferable.

(触媒層)
本実施形態に係る電解用電極における導電性基材の表面上に、好ましくは上述の処理を施した導電性基材の表面上に形成される触媒層は、電解電圧を下げるために、白金族金属酸化物、マグネタイト、フェライト、コバルトスピネル、または混合金属酸化物等の電極触媒物質を含むことが好ましい。電解時の電圧をより低く抑える観点から、上述した電極触媒物質の中でも、ルテニウム元素、イリジウム元素及びチタン元素が、それぞれ、酸化物の形態にあることがより好ましい。
ルテニウム酸化物としては、以下に限定されないが、例えばRuO2等が挙げられる。
イリジウム酸化物としては、以下に限定されないが、例えばIrO2等が挙げられる。
チタン酸化物としては、以下に限定されないが、例えばTiO2等が挙げられる。
(Catalyst layer)
The catalyst layer formed on the surface of the conductive base material in the electrode for electrolysis according to the present embodiment, preferably on the surface of the conductive base material subjected to the above-mentioned treatment, is a platinum group in order to lower the electrolytic voltage. It preferably contains an electrode catalytic material such as a metal oxide, magnetite, ferrite, cobalt spinel, or a mixed metal oxide. From the viewpoint of suppressing the voltage during electrolysis, it is more preferable that the ruthenium element, the iridium element and the titanium element are each in the form of an oxide among the above-mentioned electrode catalyst substances.
The ruthenium oxide is not limited to the following, and examples thereof include RuO 2 .
Examples of the iridium oxide include, but are not limited to, IrO 2 .
Examples of the titanium oxide include, but are not limited to, TiO 2 and the like.

本実施形態に係る電解用電極の触媒層において、ルテニウム酸化物、イリジウム酸化物、及びチタン酸化物は、固溶体を形成していることが好ましい。ルテニウム酸化物、イリジウム酸化物、及びチタン酸化物が固溶体を形成することによって、ルテニウム酸化物の耐久性が一層向上し、電解電圧が長期に亘って低く抑えられる傾向にある。
固溶体とは、一般的に、2種類以上の物質が互いに溶け合い、全体が均一の固相となっているものをいう。固溶体を形成する物質としては、金属単体、金属酸化物等が挙げられる。特に本実施形態に好適な金属酸化物の固溶体の場合には、酸化物結晶構造における単位格子中の等価な格子点上に、2種類以上の金属原子が不規則に配列している。具体的には、ルテニウム酸化物とイリジウム酸化物とチタン酸化物とが相互に混合し、ルテニウム酸化物の側から見れば、ルテニウム原子がイリジウム原子若しくはチタン原子又はこれらの双方によって置換された置換型固溶体であることが好ましい。その固溶状態は特に限定されず、部分固溶の領域が存在していてもよい。
固溶によって、結晶構造における単位格子の大きさがわずかに変化する。この変化の度合いは、例えば、粉末X線回折の測定において、結晶構造に起因する回折パターンは変化せず、単位格子の大きさに起因するピーク位置が変化すること等から確認することができる。
In the catalyst layer of the electrode for electrolysis according to the present embodiment, it is preferable that the ruthenium oxide, the iridium oxide, and the titanium oxide form a solid solution. By forming a solid solution of ruthenium oxide, iridium oxide, and titanium oxide, the durability of ruthenium oxide is further improved, and the electrolytic voltage tends to be kept low for a long period of time.
A solid solution generally means a substance in which two or more kinds of substances are dissolved in each other to form a uniform solid phase as a whole. Examples of the substance forming the solid solution include simple substances of metal and metal oxides. In particular, in the case of a solid solution of a metal oxide suitable for the present embodiment, two or more kinds of metal atoms are irregularly arranged on equivalent lattice points in a unit lattice in an oxide crystal structure. Specifically, the ruthenium oxide, the iridium oxide, and the titanium oxide are mixed with each other, and when viewed from the ruthenium oxide side, the ruthenium atom is replaced by the iridium atom, the titanium atom, or both of them. It is preferably a solid solution. The solid solution state is not particularly limited, and a partially solid solution region may exist.
Due to the solid solution, the size of the unit cell in the crystal structure changes slightly. The degree of this change can be confirmed, for example, from the fact that the diffraction pattern due to the crystal structure does not change and the peak position due to the size of the unit cell changes in the measurement of powder X-ray diffraction.

本実施形態に係る電解用電極の触媒層において、ルテニウム元素、イリジウム元素、及びチタン元素の含有割合は、ルテニウム元素1モルに対して、イリジウム元素0.2〜3モルであり、かつ、チタン元素0.2〜8モルであることが好ましく;ルテニウム元素1モルに対して、イリジウム元素0.3〜2モルであり、かつ、チタン元素0.2〜6モルであることがより好ましく;ルテニウム元素1モルに対して、イリジウム元素0.5〜1.5モルであり、かつ、チタン元素0.2〜3モルであることが特に好ましい。3種類の元素の含有割合を上述の範囲とすることによって、電解用電極の長期耐久性がより向上する傾向にある。イリジウム、ルテニウム、及びチタンは、それぞれ、酸化物以外の形態、例えば金属単体として触媒層に含まれていてもよい。 In the catalyst layer of the electrode for electrolysis according to the present embodiment, the content ratios of the ruthenium element, the iridium element, and the titanium element are 0.2 to 3 mol of the iridium element and 0.2 to 3 mol of the titanium element with respect to 1 mol of the ruthenium element. It is preferably 0.2 to 8 mol; more preferably 0.3 to 2 mol of the iridium element and 0.2 to 6 mol of the titanium element with respect to 1 mol of the ruthenium element; It is particularly preferable that the amount of iridium element is 0.5 to 1.5 mol and the amount of titanium element is 0.2 to 3 mol with respect to 1 mol. By setting the content ratio of the three types of elements within the above range, the long-term durability of the electrode for electrolysis tends to be further improved. Iridium, ruthenium, and titanium may each be contained in the catalyst layer in a form other than oxide, for example, as a simple metal.

本実施形態に係る電解用電極における触媒層は、構成元素として、上述したルテニウム元素、イリジウム元素、及びチタン元素のみを含有していてもよいし、これら以外に、他の金属元素を含んでいてもよい。他の金属元素の具体例としては、以下に限定されないが、タンタル、ニオブ、スズ、白金、バナジウム等から選ばれる元素が挙げられる。これら他の金属元素の存在形態としては、例えば酸化物中に含まれる金属元素として存在すること等が挙げられる。
本実施形態における触媒層が、他の金属元素を含んでいる場合、その含有割合は、触媒層に含まれる金属元素の全部に対する他の金属元素のモル比として、20モル%以下であることが好ましく、10モル%以下であることがより好ましい。
本実施形態における触媒層の厚さは、0.1〜5μmであることが好ましく、0.5〜3μmであることがより好ましい。触媒層の厚さを上述の下限値以上とすることにより、初期電解性能を十分に維持できる傾向にある。また触媒層の厚みを上述の上限値以下とすることにより、経済性に優れた電解用電極が得られる傾向にある。触媒層の厚みは、基材断面を切断し、光学顕微鏡や電子顕微鏡により計測することができる。
The catalyst layer in the electrode for electrolysis according to the present embodiment may contain only the above-mentioned ruthenium element, iridium element, and titanium element as constituent elements, or may contain other metal elements in addition to these elements. May be good. Specific examples of other metal elements include, but are not limited to, elements selected from tantalum, niobium, tin, platinum, vanadium and the like. Examples of the existence form of these other metal elements include the existence as a metal element contained in an oxide.
When the catalyst layer in the present embodiment contains other metal elements, the content ratio thereof may be 20 mol% or less as the molar ratio of the other metal elements to all the metal elements contained in the catalyst layer. It is preferably 10 mol% or less, and more preferably 10 mol% or less.
The thickness of the catalyst layer in the present embodiment is preferably 0.1 to 5 μm, more preferably 0.5 to 3 μm. By setting the thickness of the catalyst layer to the above lower limit value or more, the initial electrolysis performance tends to be sufficiently maintained. Further, by setting the thickness of the catalyst layer to be equal to or less than the above-mentioned upper limit value, an electrode for electrolysis having excellent economic efficiency tends to be obtained. The thickness of the catalyst layer can be measured by cutting a cross section of the base material and using an optical microscope or an electron microscope.

触媒層は、一層のみから成っていてもよいし、二層以上であってもよい。
触媒層が二層以上である場合には、そのうちの少なくとも一層が本実施形態における触媒層であればよい。触媒層が二層以上である場合には、少なくとも最内層が本実施形態における触媒層であることが好ましい。少なくとも最内層が、ルテニウム酸化物、イリジウム酸化物、及びチタン酸化物から形成される固溶体であることにより、触媒層の耐久性が一層向上する傾向にある。本実施形態における触媒層を、同じ組成又は異なる組成で二層以上有している態様も好ましい。
触媒層が二層以上である場合であっても、本実施形態における触媒層の厚さは、上記のとおり、0.1〜5μmであることが好ましく、0.5〜3μmであることがより好ましい。
The catalyst layer may consist of only one layer, or may have two or more layers.
When there are two or more catalyst layers, at least one of them may be the catalyst layer in the present embodiment. When there are two or more catalyst layers, it is preferable that at least the innermost layer is the catalyst layer in the present embodiment. Since at least the innermost layer is a solid solution formed of ruthenium oxide, iridium oxide, and titanium oxide, the durability of the catalyst layer tends to be further improved. It is also preferable that the catalyst layer in the present embodiment has two or more layers having the same composition or different compositions.
Even when the number of catalyst layers is two or more, the thickness of the catalyst layer in the present embodiment is preferably 0.1 to 5 μm, more preferably 0.5 to 3 μm, as described above. preferable.

(電解用電極の製造方法)
次に、本実施形態に係る電解用電極の製造方法について、導電性基材としてエクスパンドメタルを用いる場合を例にして詳細に説明する。
本実施形態に係る電解用電極は、導電性基材として、バルブ金属製平板に上刃と下刃でスリットを入れながら押し広げてメッシュを形成し、所望の厚みまで圧延ロール掛け等により圧延して平坦化加工したエクスパンドメタルを用い、該導電性基材に、上述の表面積増大化処理を施した後、該導電性基材上に、ルテニウム元素、イリジウム元素、及びチタン元素を含む触媒層を形成することにより、製造することができる。
(Manufacturing method of electrode for electrolysis)
Next, the method for manufacturing the electrode for electrolysis according to the present embodiment will be described in detail by taking as an example the case where expanded metal is used as the conductive base material.
The electrode for electrolysis according to the present embodiment is used as a conductive base material and is expanded by expanding the valve metal flat plate with slits by the upper and lower blades to form a mesh, and is rolled to a desired thickness by rolling or rolling. The conductive base material is subjected to the above-mentioned surface area increasing treatment using the expanded metal flattened, and then a catalyst layer containing ruthenium element, iridium element, and titanium element is formed on the conductive base material. By forming, it can be manufactured.

本実施形態におけるエクスパンドメタルの製造方法としては、バルブ金属製平板に上刃と下刃でスリットを入れながら押し広げてメッシュを形成する工程、次いで、ロール掛け等により圧延して平坦化加工する工程を経ることにより、導電性基材の表面上に少なくとも一層の触媒層を形成してなる電解用電極としたときに、厚みが0.5mm超1.2mm以下であり、かつ開口部の周辺長の総和Bを電解用電極の開口率Aで除した値C(=B/A)が2より大きく5以下となるエクスパンドメタルを製造する。 As a method for producing expanded metal in the present embodiment, a step of forming a mesh by expanding the valve metal flat plate while making slits with an upper blade and a lower blade, and then a step of rolling and flattening by rolling or the like. When the electrode for electrolysis is formed by forming at least one layer of a catalyst layer on the surface of the conductive base material, the thickness is more than 0.5 mm and 1.2 mm or less, and the peripheral length of the opening is long. The value C (= B / A) obtained by dividing the total B of the above by the aperture ratio A of the electrode for electrolysis is greater than 2 and 5 or less to produce an expanded metal.

電解用電極の厚みは、導電性基材の材料として用いるバルブ金属製平板の厚み、及びロール掛け等により圧延する平坦化加工時の圧延強度を調整することによって、本実施形態に好適な範囲に調整することができる。
また、電解用電極の開口率と、開口部のメッシュ短目方向中心間距離である短径SWは、バルブ金属製平板に上刃と下刃でスリットを入れながら押し広げてメッシュを形成する一連の工程において、上刃の上下運動に連動して送りローラーによって連続的に前方へ送る刻み幅を調整することによって、本実施形態に好適な範囲に調整することができる。すなわち、本実施形態の開口部の分散の程度を調整する観点から、バルブ金属製平板に上刃と下刃でスリットを入れる際の刻み幅を0.8mm以下に調整することが好ましい。また、本実施形態の開口部の形状を維持する観点から0.5mm以上が好ましい。
さらに、開口部のメッシュ長目方向中心間距離である長径LWは、バルブ金属製平板にスリットを入れる上刃と下刃の型を適切に選択することにより、本実施形態に好適な範囲に調整することができる。
さらにまた、電解用電極の開口部の周辺長の総和は、開口部の数の増減に依存して増減することから、スリットを入れる上刃と下刃の数等により調整できる。
一方、パンチングメタル等の多孔版を導電性基材として採用する場合は、金属の平板に対して、パンチングプレスの金型で穴あけ加工を施して得ることができ、その際に、例えば、当該金型の形状や配置を適切に選択することにより、開口率、開口部の周辺長の総和、SW及びLWを本実施形態の好適な範囲に調整することができる。
さらに、金網を導電性基材として採用する場合は、種々公知の方法により得られた金網製造用の金属線を複数使用して織り込むことによって得ることができ、その際に、例えば、金網製造用の金属線の単位長さ当たりの重量(デニール、金属線の太さに相当)や、金網の単位面積当たりに織り込む金属線の本数(メッシュ数)を適切に選択することにより、開口率、開口部の周辺長の総和、SW及びLWを本実施形態の好適な範囲に調整することができる。また、上記同様の制御により、第2の電解用電極に係る形状が得られやすくなる傾向にある。
The thickness of the electrode for electrolysis is within a range suitable for this embodiment by adjusting the thickness of the valve metal flat plate used as the material of the conductive base material and the rolling strength at the time of flattening by rolling or the like. Can be adjusted.
Further, the aperture ratio of the electrode for electrolysis and the short-diameter SW, which is the distance between the centers of the mesh in the short direction in the opening, are a series of forming a mesh by expanding the valve metal flat plate while making slits with the upper and lower blades. In the above step, the step size for continuously feeding forward by the feed roller in conjunction with the vertical movement of the upper blade can be adjusted to a range suitable for the present embodiment. That is, from the viewpoint of adjusting the degree of dispersion of the openings of the present embodiment, it is preferable to adjust the step size when slitting the valve metal flat plate with the upper and lower blades to 0.8 mm or less. Further, from the viewpoint of maintaining the shape of the opening of the present embodiment, 0.5 mm or more is preferable.
Further, the major axis LW, which is the distance between the centers in the long mesh direction of the opening, is adjusted to a range suitable for the present embodiment by appropriately selecting the types of the upper blade and the lower blade for slitting the valve metal flat plate. can do.
Furthermore, since the total peripheral length of the openings of the electrode for electrolysis increases or decreases depending on the increase or decrease in the number of openings, it can be adjusted by the number of upper and lower blades to be slit.
On the other hand, when a perforated plate such as a punching metal is used as a conductive base material, it can be obtained by punching a metal flat plate with a punching press die. By appropriately selecting the shape and arrangement of the mold, the aperture ratio, the sum of the peripheral lengths of the openings, SW and LW can be adjusted to a suitable range of the present embodiment.
Further, when a wire mesh is used as a conductive base material, it can be obtained by weaving a plurality of metal wires for wire mesh production obtained by various known methods, and at that time, for example, for wire mesh production. By appropriately selecting the weight per unit length of the metal wire (equivalent to denier and thickness of the metal wire) and the number of metal wires to be woven per unit area of the wire mesh (number of meshes), the opening ratio and opening The sum of the peripheral lengths of the portions, SW and LW can be adjusted to a suitable range of the present embodiment. Further, by the same control as described above, the shape related to the second electrode for electrolysis tends to be easily obtained.

上述した導電性基材上への触媒層の形成は熱分解法により行うことが好ましい。
熱分解法による製造方法では、導電性基材上に、上記元素を含有する化合物(前駆体)の混合物を含む塗工液を塗工した後、酸素含有雰囲気下で焼成し、塗工液中の成分を熱分解させることにより、触媒層を形成することができる。この方法によると、従来の製造方法よりも少ない工程数で、高い生産性で、電解用電極を製造することができる。
The formation of the catalyst layer on the above-mentioned conductive substrate is preferably performed by a thermal decomposition method.
In the production method by the thermal decomposition method, a coating liquid containing a mixture of compounds (precursors) containing the above elements is coated on a conductive base material, and then fired in an oxygen-containing atmosphere in the coating liquid. A catalyst layer can be formed by thermally decomposing the components of. According to this method, the electrode for electrolysis can be manufactured with high productivity with a smaller number of steps than the conventional manufacturing method.

ここでいう熱分解とは、前駆体となる金属塩等を酸素含有雰囲気下で焼成して、金属酸化物又は金属と、ガス状物質と、に分解することを意味する。原料として塗工液に配合される前駆体に含まれる金属種、金属塩の種類、熱分解を行う雰囲気等により、得られる分解生成物を制御することができる。通常、酸化性雰囲気下においては、多くの金属は酸化物を形成し易い傾向にある。電解用電極の工業的な製造プロセスにおいて、熱分解は、通常、空気中で行われている。本実施形態においても、焼成の際の酸素濃度の範囲は特に限定されず、空気中で行うことで十分である。しかしながら、必要に応じて焼成炉内に空気を流通し、或いは酸素を供給してもよい。 The term "pyrolysis" as used herein means that a metal salt or the like as a precursor is fired in an oxygen-containing atmosphere to decompose it into a metal oxide or a metal and a gaseous substance. The obtained decomposition product can be controlled by the type of metal contained in the precursor mixed in the coating liquid as a raw material, the type of metal salt, the atmosphere in which thermal decomposition is performed, and the like. Usually, in an oxidizing atmosphere, many metals tend to form oxides. In the industrial manufacturing process of electrolytic electrodes, thermal decomposition is usually carried out in air. Also in this embodiment, the range of oxygen concentration at the time of firing is not particularly limited, and it is sufficient to carry out in air. However, if necessary, air may be circulated in the firing furnace or oxygen may be supplied.

塗工液に含まれる化合物において、ルテニウム化合物、イリジウム化合物、及びチタン化合物は、酸化物であってもよいが、必ずしも酸化物である必要はない。例えば、金属塩等であってもよい。これらの金属塩としては、以下に限定されないが、例えば、塩化物塩、硝酸塩、硫酸塩、及び金属アルコキシドからなる群より選ばれるいずれか1つが挙げられる。
ルテニウム化合物の金属塩としては、以下に限定されないが、例えば、塩化ルテニウム、硝酸ルテニウム等が挙げられる。
イリジウム化合物の金属塩としては、以下に限定されないが、例えば、塩化イリジウム、硝酸イリジウム等が挙げられる。
チタン化合物の金属塩としては、以下に限定されないが、例えば、四塩化チタン等が挙げられる。
In the compound contained in the coating liquid, the ruthenium compound, the iridium compound, and the titanium compound may be oxides, but are not necessarily oxides. For example, it may be a metal salt or the like. Examples of these metal salts include, but are not limited to, any one selected from the group consisting of chloride salts, nitrates, sulfates, and metal alkoxides.
The metal salt of the ruthenium compound is not limited to the following, and examples thereof include ruthenium chloride and ruthenium nitrate.
The metal salt of the iridium compound is not limited to the following, and examples thereof include iridium chloride and iridium nitrate.
The metal salt of the titanium compound is not limited to the following, and examples thereof include titanium tetrachloride.

上記化合物は、触媒層における所望の金属元素比に応じて適宜に選択して使用される。
塗工液には、上記化合物に含まれる化合物以外の他の化合物を、更に含んでいてもよい。他の化合物としては、以下に限定されないが、例えば、タンタル、ニオブ、スズ、白金、ロジウム、バナジウム等の金属元素を含有する金属化合物;タンタル、ニオブ、スズ、白金、ロジウム、バナジウム等の金属元素を含有する有機化合物等が挙げられる。
塗工液は、上記の化合物群が適当な溶媒に溶解又は分散されて成る液体状の組成物であることが好ましい。ここで使用される塗工液の溶媒としては、上記化合物の種類に応じて選択できる。例えば、水;ブタノール等のアルコール類等を用いることができる。塗工液中の総化合物濃度は、特に限定されないが、触媒層の厚さを適正に制御するとの観点から、10〜150g/Lであることが好ましい。
The above compound is appropriately selected and used according to a desired metal element ratio in the catalyst layer.
The coating liquid may further contain a compound other than the compound contained in the above compound. Other compounds include, but are not limited to, metal compounds containing metal elements such as tantalum, niobium, tin, platinum, rhodium and vanadium; metal elements such as tantalum, niobium, tin, platinum, rhodium and vanadium. Examples thereof include organic compounds containing.
The coating liquid is preferably a liquid composition in which the above-mentioned compound group is dissolved or dispersed in an appropriate solvent. The solvent of the coating liquid used here can be selected according to the type of the above compound. For example, water; alcohols such as butanol can be used. The total compound concentration in the coating liquid is not particularly limited, but is preferably 10 to 150 g / L from the viewpoint of appropriately controlling the thickness of the catalyst layer.

塗工液を導電性基材上の表面に塗工する方法としては、以下に限定されないが、例えば、導電性基材を塗工液に浸漬するディップ法、導電性基材の表面に塗工液を刷毛で塗る方法、塗工液を含浸させたスポンジ状のロールに導電性基材を通過させるロール法、導電性基材と塗工液とを反対荷電に帯電させてスプレー噴霧を行う静電塗布法等を用いることができる。これらの塗工法の中でも、工業的な生産性に優れるという観点から、ロール法及び静電塗布法が好ましい。これらの塗工法により、導電性基材の少なくとも片面上に、塗工液の塗膜を形成することができる。
導電性基材に塗工液を塗工した後、必要に応じて、塗膜を乾燥させる工程を行うことが好ましい。この乾燥工程により、塗膜をより強固に導電性基材の表面に形成することができる。乾燥条件は、塗工液の組成、溶媒種等によって適宜選択することができる。乾燥工程は、10〜90℃の温度において1〜20分間行うことが好ましい。
The method of applying the coating liquid to the surface on the conductive base material is not limited to the following, but for example, a dip method in which the conductive base material is immersed in the coating liquid, or a coating method on the surface of the conductive base material. A method of applying the liquid with a brush, a roll method in which a conductive base material is passed through a sponge-like roll impregnated with the coating liquid, and a static charge method in which the conductive base material and the coating liquid are charged in the opposite charge and spray sprayed. An electric coating method or the like can be used. Among these coating methods, the roll method and the electrostatic coating method are preferable from the viewpoint of excellent industrial productivity. By these coating methods, a coating film of the coating liquid can be formed on at least one surface of the conductive base material.
After applying the coating liquid to the conductive base material, it is preferable to carry out a step of drying the coating film, if necessary. By this drying step, the coating film can be formed more firmly on the surface of the conductive base material. The drying conditions can be appropriately selected depending on the composition of the coating liquid, the solvent type, and the like. The drying step is preferably carried out at a temperature of 10 to 90 ° C. for 1 to 20 minutes.

導電性基材の表面に塗工液の塗膜を形成させた後、酸素含有雰囲気下で焼成する。焼成温度は、塗工液の組成及び溶媒種により、適宜選択することができる。焼成温度は、300〜650℃であることが好ましい。焼成温度が300℃未満では、ルテニウム化合物等の前駆体の分解が不十分となり、酸化ルテニウム等を含む触媒層が得られない場合がある。焼成温度が650℃を超えると、導電性基材が酸化を受ける場合があるため、触媒層と基材との界面の密着性が低下することがある。特に導電性基材としてチタン製の基材を用いる場合には、この傾向は重視されるべきである。
焼成時間は、長い方が好ましい。一方、電極の生産性の観点からは、焼成時間が過度に長くなりすぎないように調整することが好ましい。これらを勘案すると、1回の焼成時間は、5〜60分間であることが好ましい。
After forming a coating film of the coating liquid on the surface of the conductive base material, it is fired in an oxygen-containing atmosphere. The firing temperature can be appropriately selected depending on the composition of the coating liquid and the solvent type. The firing temperature is preferably 300 to 650 ° C. If the firing temperature is less than 300 ° C., the decomposition of the precursor such as the ruthenium compound becomes insufficient, and the catalyst layer containing ruthenium oxide or the like may not be obtained. If the firing temperature exceeds 650 ° C., the conductive base material may be oxidized, so that the adhesion between the catalyst layer and the base material may decrease. This tendency should be emphasized especially when a titanium base material is used as the conductive base material.
The firing time is preferably longer. On the other hand, from the viewpoint of electrode productivity, it is preferable to adjust so that the firing time does not become excessively long. In consideration of these, the firing time at one time is preferably 5 to 60 minutes.

必要に応じて、上述した触媒層の塗工・乾燥・焼成の各工程を複数回繰り返し、触媒層を所望の厚みに形成することができる。触媒層を形成した後に、必要に応じて更に長時間の焼成を行い、化学的、物理的、及び熱的に極めて安定な触媒層の安定性を更に向上させることもできる。長時間焼成の条件としては、400〜650℃において30分〜4時間程度が好ましい。 If necessary, the above-mentioned steps of coating, drying, and firing the catalyst layer can be repeated a plurality of times to form the catalyst layer to a desired thickness. After forming the catalyst layer, firing for a longer period of time can be performed if necessary to further improve the stability of the catalyst layer, which is extremely stable chemically, physically, and thermodynamically. The conditions for long-term firing are preferably about 30 minutes to 4 hours at 400 to 650 ° C.

本実施形態に係る電解用電極は、電解初期においても過電圧が低く、かつ長期に亘って低電圧・低消費電力量で電解可能である。そのため、種々の電解に用いることができる。特に、塩素発生用陽極として用いることが好ましく、イオン交換膜法の食塩電解用陽極として用いることがより好ましい。 The electrode for electrolysis according to the present embodiment has a low overvoltage even in the initial stage of electrolysis, and can be electrolyzed with a low voltage and a low power consumption for a long period of time. Therefore, it can be used for various electrolysis. In particular, it is preferably used as an anode for chlorine generation, and more preferably used as an anode for salt electrolysis in the ion exchange membrane method.

(電解槽)
本実施形態の電解槽は、本実施形態に係る電解用電極を備えるものである。すなわち、本実施形態の電解槽は、本実施形態に係る電解用電極を陽極として含む陽極室と、陰極を含む陰極室と、前記陽極室と前記陰極室とを隔離するイオン交換膜と、を備える。この電解槽は、電解する際の初期電圧が低減されたものである。本実施形態の電解槽の断面の一例を図6に模式的に示す。
(Electrolytic cell)
The electrolytic cell of the present embodiment includes an electrode for electrolysis according to the present embodiment. That is, the electrolytic cell of the present embodiment includes an anode chamber including the electrode for electrolysis according to the present embodiment as an anode, a cathode chamber including the cathode, and an ion exchange film that separates the anode chamber and the cathode chamber. Be prepared. In this electrolytic cell, the initial voltage at the time of electrolysis is reduced. An example of the cross section of the electrolytic cell of this embodiment is schematically shown in FIG.

電解槽200は、電解液210、電解液210を収容するための容器220、電解液210中に浸漬された陽極230及び陰極240、イオン交換膜250、並びに陽極230及び陰極240を電源に接続するための配線260を備える。電解槽200のうち、イオン交換膜250で区切られた陽極側の空間を陽極室、陰極側の空間を陰極室という。本実施形態の電解槽は、種々の電解に使用できる。以下にはその代表例として、塩化アルカリ水溶液の電解に使用する場合について説明する。
本実施形態の電解槽に供給する電解液210としては、例えば、陽極室には、2.5〜5.5規定(N)の塩化ナトリウム水溶液(食塩水)、塩化カリウム水溶液等の塩化アルカリ水溶液を、陰極室には、希釈した水酸化アルカリ水溶液(例えば水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等)又は水を、それぞれ使用することができる。
The electrolytic cell 200 connects the electrolytic solution 210, the container 220 for accommodating the electrolytic solution 210, the anode 230 and the cathode 240 immersed in the electrolytic solution 210, the ion exchange film 250, and the anode 230 and the cathode 240 to the power source. The wiring 260 for this is provided. In the electrolytic cell 200, the space on the anode side separated by the ion exchange membrane 250 is called the anode chamber, and the space on the cathode side is called the cathode chamber. The electrolytic cell of this embodiment can be used for various types of electrolysis. The case where it is used for electrolysis of an aqueous alkali chloride solution will be described below as a typical example.
As the electrolytic solution 210 supplied to the electrolytic tank of the present embodiment, for example, in the anode chamber, an alkaline chloride aqueous solution such as a sodium chloride aqueous solution (salt solution) or a potassium chloride aqueous solution of 2.5 to 5.5 (N) is specified. A diluted alkaline aqueous solution of alkali hydroxide (for example, an aqueous solution of sodium hydroxide, an aqueous solution of potassium hydroxide, etc.) or water can be used in the cathode chamber.

陽極230として、本実施形態に係る電解用電極を使用する。
イオン交換膜250としては、例えば、イオン交換基を有するフッ素樹脂膜等を使用できる。イオン交換膜の中でも、イオン交換膜の陽極側表面にイオン交換膜を形成するポリマーからなる突出部(微小突起:デルタ形状)を形成させてなるイオン交換膜を、本実施形態に係る電解用電極と組み合わせて、電解槽として用いることが好ましい。その具体例として、例えば「Aciplex」(登録商標)F6801(旭化成株式会社製)等を挙げることができる。
As the anode 230, the electrode for electrolysis according to this embodiment is used.
As the ion exchange membrane 250, for example, a fluororesin membrane having an ion exchange group or the like can be used. Among the ion exchange membranes, the electrode for electrolysis according to the present embodiment is an ion exchange membrane in which a protrusion (microprojection: delta shape) made of a polymer forming the ion exchange membrane is formed on the surface of the ion exchange membrane on the anode side. It is preferable to use it as an electrolytic cell in combination with. As a specific example thereof, for example, "Aciplex" (registered trademark) F6801 (manufactured by Asahi Kasei Corporation) and the like can be mentioned.

デルタ形状を有するイオン交換膜を用いることにより、イオン交換膜と陽極の間への塩水供給が促進され、イオン交換膜の損傷と苛性ソーダ中の食塩濃度上昇を抑えられる傾向にある。デルタ形状を有するイオン交換膜と、本実施形態に係る電解用電極とを組み合わせることによって、安定した電解性能を維持することができる。突出部を形成するための方法としては、特に限定されないが、例えば、特許第4573715号明細書及び特許第4708133号明細書に記載の方法等により形成することができる。 By using an ion exchange membrane having a delta shape, the supply of salt water between the ion exchange membrane and the anode is promoted, and damage to the ion exchange membrane and an increase in salt concentration in caustic soda tend to be suppressed. By combining the ion exchange membrane having a delta shape and the electrode for electrolysis according to the present embodiment, stable electrolysis performance can be maintained. The method for forming the protruding portion is not particularly limited, but can be formed by, for example, the methods described in Japanese Patent No. 4573715 and Japanese Patent No. 4708133.

陰極240としては、水素発生用の陰極であって、導電性基材上に触媒を塗工した電極等が用いられる。この陰極としては公知のものを採用でき、具体的には、例えば、ニッケル基材上に、ニッケル、酸化ニッケル、ニッケルとスズとの合金、活性炭と酸化物との組み合わせ、酸化ルテニウム、白金等をコーティングした陰極;ニッケル製の金網基材の上に酸化ルテニウムの被覆を形成した陰極等が挙げられる。 As the cathode 240, an electrode or the like which is a cathode for hydrogen generation and in which a catalyst is coated on a conductive base material is used. A known cathode can be used. Specifically, for example, nickel, nickel oxide, an alloy of nickel and tin, a combination of activated carbon and an oxide, ruthenium oxide, platinum, etc. can be used on a nickel substrate. Coated cathode; Examples thereof include a cathode in which a coating of ruthenium oxide is formed on a nickel wire mesh base material.

本実施形態の電解槽の構成は、特に限定されず、単極式でも複極式でもよい。電解槽を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、陽極室の材料としては、塩化アルカリ及び塩素に耐性があるチタン等が好ましく;陰極室の材料としては、水酸化アルカリ及び水素に耐性があるニッケル等が好ましい。
本実施形態に係る電解用電極(陽極230)は、イオン交換膜250との間に適当な間隔を設けて配置してもよいし、イオン交換膜250と接触して配置されていても、何ら問題なく使用できる。陰極240は、イオン交換膜250と適当な間隔を設けて配置してもよいし、イオン交換膜250との間に間隔がない接触型の電解槽(ゼロギャップ式電解槽)であっても、何ら問題なく使用できる。
本実施形態の電解槽の電解条件については特に限定されず、公知の条件で運転することができる。例えば、電解温度を50〜120℃、電流密度を0.5〜10kA/m2に調整して、電解を実施することが好ましい。
The configuration of the electrolytic cell of the present embodiment is not particularly limited, and may be a single pole type or a double pole type. The material constituting the electrolytic cell is not particularly limited, but for example, the material of the anode chamber is preferably titanium which is resistant to alkali chloride and chlorine; the material of the cathode chamber is resistant to alkali hydroxide and hydrogen. Nickel or the like is preferable.
The electrode for electrolysis (anode 230) according to the present embodiment may be arranged at an appropriate distance from the ion exchange membrane 250, or may be arranged in contact with the ion exchange membrane 250. Can be used without problems. The cathode 240 may be arranged at an appropriate distance from the ion exchange membrane 250, or may be a contact type electrolytic cell (zero gap type electrolytic cell) having no space between the cathode 240 and the ion exchange membrane 250. It can be used without any problem.
The electrolysis conditions of the electrolytic cell of the present embodiment are not particularly limited, and the operation can be performed under known conditions. For example, it is preferable to perform electrolysis by adjusting the electrolysis temperature to 50 to 120 ° C. and the current density to 0.5 to 10 kA / m 2.

(電解用電極の再活性化)
本実施形態に係る電解用電極は、電解槽に既設の触媒被覆電極の活性が低下した際に、電極を更新する用途に好適に用いることができる。すなわち、本実施形態における電極の更新方法は、本実施形態に係る電解用電極を、電解槽における既設の電極上に溶接する工程を含む。このように、本実施形態に係る電解用電極を既存の電極上に新たに溶接するだけで、活性が低下した既設電極における電解性能を劣化前の水準に戻す、またはさらに向上させる、すなわち、容易に再活性化させることが可能である。そのため、従来は、活性の低下した既存の電極を更新する際に、既存の電極を電解槽から剥ぎ取る工程、さらに新たな電極を溶接する工程、の2つの工程を経ていた電極更新時の負荷を軽減できる。
上記のようにして、溶接された本実施形態に係る電解用電極と、電解槽における既設の電極とは、積層体とみなすことができる。すなわち、本実施形態の電極積層体は、本実施形態に係る電解用電極と、前記電解用電極とは異なる基材電極と、を備えるものである。ここでいう基材電極は特に限定されないが、典型的には、上述した電解槽における既設の電極であって、活性が低下した電極を挙げることができる。
なお、電解用電極の再活性化に好適な、本実施形態に係る電解用電極としては、厚みが0.5mm超0.65mm以下であり、かつ開口部の周辺長の総和Bを開口率Aで除した値C(=B/A)が2より大きく5以下であることが好ましい。厚みが上述の範囲であると、既存の電極上に新たに溶接する際に溶接し易く、既存の電解槽の内部構造・使用部品等を特に変更することなく、電解性能を劣化前の水準に戻す、またはさらに向上させる、すなわち、再活性化させることが可能である。すなわち、本実施形態の電極積層体において、電解用電極の厚みが0.5mm超0.65mm以下であることが好ましい。
(Reactivation of electrolytic electrodes)
The electrode for electrolysis according to the present embodiment can be suitably used for the purpose of renewing the electrode when the activity of the catalyst-coated electrode existing in the electrolytic cell decreases. That is, the electrode renewal method in the present embodiment includes a step of welding the electrode for electrolysis according to the present embodiment onto the existing electrode in the electrolytic cell. In this way, simply by newly welding the electrode for electrolysis according to the present embodiment onto the existing electrode, the electrolysis performance of the existing electrode whose activity has decreased can be returned to the level before deterioration or further improved, that is, easily. Can be reactivated. Therefore, conventionally, when renewing an existing electrode having reduced activity, the load at the time of electrode renewal has undergone two steps: a step of peeling the existing electrode from the electrolytic cell and a step of welding a new electrode. Can be reduced.
The electrode for electrolysis according to the present embodiment welded as described above and the existing electrode in the electrolytic cell can be regarded as a laminated body. That is, the electrode laminate of the present embodiment includes an electrode for electrolysis according to the present embodiment and a base electrode different from the electrode for electrolysis. The base electrode referred to here is not particularly limited, but typically, an existing electrode in the above-mentioned electrolytic cell and having reduced activity can be mentioned.
The electrode for electrolysis according to the present embodiment, which is suitable for reactivating the electrode for electrolysis, has a thickness of more than 0.5 mm and 0.65 mm or less, and the total peripheral length B of the opening is the aperture ratio A. The value C (= B / A) divided by 3 is preferably greater than 2 and 5 or less. When the thickness is within the above range, it is easy to weld when newly welding on the existing electrode, and the electrolytic performance is returned to the level before deterioration without changing the internal structure and used parts of the existing electrolytic cell. It can be returned or further improved, i.e. reactivated. That is, in the electrode laminate of the present embodiment, the thickness of the electrode for electrolysis is preferably more than 0.5 mm and 0.65 mm or less.

本実施形態に係る電解用電極は、食塩電解における電解電圧を従来よりも低下させることが可能である。そのため、該電解用電極を備える本実施形態の電解槽によれば、食塩電解に要する消費電力を低くすることができる。
更に本実施形態に係る電解用電極は、化学的、物理的、及び熱的に極めて安定な触媒層を有するため、長期の耐久性に優れる。よって、該電解用電極を備える本実施形態の電解槽によれば、長時間に亘って電極の触媒活性が高く維持され、高純度の塩素を安定して製造することが可能となる。
The electrode for electrolysis according to the present embodiment can lower the electrolysis voltage in salt electrolysis as compared with the conventional case. Therefore, according to the electrolytic cell of the present embodiment provided with the electrode for electrolysis, the power consumption required for salt electrolysis can be reduced.
Further, the electrode for electrolysis according to the present embodiment has an extremely stable catalyst layer chemically, physically and thermally, and therefore has excellent long-term durability. Therefore, according to the electrolytic cell of the present embodiment provided with the electrode for electrolysis, the catalytic activity of the electrode is maintained high for a long period of time, and high-purity chlorine can be stably produced.

以下に、本実施形態を実施例に基づいて更に詳細に説明する。本実施形態はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
先ず、実施例及び比較例における各評価方法について、以下に示す。
Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail based on the examples. The present embodiment is not limited to these examples.
First, each evaluation method in Examples and Comparative Examples is shown below.

(イオン交換膜法食塩電解試験)
電解セルとして、陽極室を有する陽極セルと、陰極室を有する陰極セルと、を具備する電解セルを用意した。
各実施例及び比較例で準備した電解用電極を所定のサイズ(95×110mm=0.01045m2)に切り出したものを試験用電極とし、該試験用電極を溶接によって陽極セルの陽極室のリブに装着して、陽極として用いた。
陰極としては、ニッケル製の金網基材の上に酸化ルテニウムの触媒被覆を行ったものを用いた。先ず、陰極セルの陰極室のリブ上に、集電体として金属ニッケル製のエキスパンド基材を、陽極と同じサイズで切り出して溶接した後、ニッケル製ワイヤーを編んだクッションマットを乗せ、その上に陰極を配置した。
ガスケットとしては、EPDM(エチレンプロピレンジエン)製のゴムガスケットを用い、陽極セルと陰極セルとの間にイオン交換膜を挟んだ。このイオン交換膜としては、食塩電解用の陽イオン交換膜「Aciplex」(登録商標)F6801(旭化成株式会社製)を用いた。
(Ion exchange membrane method salt electrolysis test)
As the electrolytic cell, an electrolytic cell including an anode cell having an anode chamber and a cathode cell having a cathode chamber was prepared.
The electrode for electrolysis prepared in each Example and Comparative Example was cut out to a predetermined size (95 × 110 mm = 0.01045 m 2 ) and used as a test electrode, and the test electrode was welded to the rib of the anode chamber of the anode cell. It was attached to and used as an anode.
As the cathode, a nickel wire mesh base material coated with ruthenium oxide catalyst was used. First, on the rib of the cathode chamber of the cathode cell, an expanded base material made of metallic nickel as a current collector is cut out to the same size as the anode and welded, and then a cushion mat woven with nickel wire is placed on it. A cathode was placed.
As the gasket, a rubber gasket made of EPDM (ethylene propylene diene) was used, and an ion exchange membrane was sandwiched between the anode cell and the cathode cell. As this ion exchange membrane, a cation exchange membrane "Aciplex" (registered trademark) F6801 (manufactured by Asahi Kasei Corporation) for salt electrolysis was used.

電解電圧の測定は、陰極と陽極との間の電位差を測定することによって実施した。陽極の初期電解性能を測定するため、電解電圧は、電解開始5日経過後の値を測定した。電解条件は、電流密度6kA/m2、陽極セル内の塩水濃度205g/L、陰極セル内のNaOH濃度32質量%、温度90℃で行った。電解用の整流器としては、「PAD36−100LA」(菊水電子工業社製)を用いた。 The measurement of the electrolytic voltage was carried out by measuring the potential difference between the cathode and the anode. In order to measure the initial electrolysis performance of the anode, the electrolysis voltage was measured 5 days after the start of electrolysis. The electrolysis conditions were a current density of 6 kA / m 2 , a salt water concentration of 205 g / L in the anode cell, a NaOH concentration of 32% by mass in the cathode cell, and a temperature of 90 ° C. As a rectifier for electrolysis, "PAD36-100LA" (manufactured by Kikusui Electronics Co., Ltd.) was used.

[実施例1]
導電性基材として、メッシュの短目方向中心間距離(SW)が2.1mm、メッシュの長目方向中心間距離(LW)が3mm、板厚0.81mmのチタン製エクスパンドメタルを用いた。上記板厚は厚み計で測定した。また、SW、LW、St、開口率、及び開口部の周辺長の総和の値は、導電性基材の表面の所定範囲をマイクロスコープ等の画像観察機器で観察し、投影面を撮影した画像データを解析することにより求めた。画像データの解析方法として、米国国立衛生研究所(NIH)が開発し公有の「Image J」を画像処理に用いた。画像処理に用いた画像サイズは、導電性基材の8.0×5.3mmの範囲とした。すなわち、この範囲に存在する開口部を対象として、隣接する開口部の各々に対して特定されるメッシュの短目方向中心間距離、メッシュの長目方向中心間距離、及び、開口部のメッシュの短目方向中心間距離から前記開口部のメッシュの短目方向最大目開きを減じた値を測定し、これらの平均値を算出して、それぞれSW、LW及びStとした。以下、各実施例及び比較例における導電性基材及び電解用電極についても、上記と同様にSW、LW、St、開口率A、開口部の周辺長の総和B、開口部1つの周辺長、E(=B/(A×(SW2+LW21/2))及び厚みの値を求めることとした。このエクスパンドメタルを、大気中540℃で4時間焼成し、表面に酸化被膜を形成させた後、25質量%硫酸中において85℃で4時間酸処理を行い、導電性基材の表面に細かい凹凸を設ける前処理を施した。
次に、ルテニウムとイリジウムとチタンとの元素比(モル比)が25:25:50になるように、塩化ルテニウム水溶液(田中貴金属社製、ルテニウム濃度100g/L)をドライアイスで5℃以下に冷却及び撹拌しながら、四塩化チタン(キシダ化学社製)を少量ずつ加えた後、更に塩化イリジウム水溶液(田中貴金属社製、イリジウム濃度100g/L)を少量ずつ加えて、総金属濃度が100g/Lの水溶液である塗工液CL1を得た。一方で、ルテニウムとチタンとの元素比(モル比)が35:65になるように、上述の塩化ルテニウム水溶液と四塩化チタンを、上述と同様の混合方法によって、総金属濃度が100g/Lの水溶液である塗工液CL2を得た。
[Example 1]
As the conductive base material, a titanium expanded metal having a mesh short distance center-to-center distance (SW) of 2.1 mm, a mesh long-direction center-to-center distance (LW) of 3 mm, and a plate thickness of 0.81 mm was used. The plate thickness was measured with a thickness gauge. Further, the values of SW, LW, St, aperture ratio, and the sum of the peripheral lengths of the openings are obtained by observing a predetermined range of the surface of the conductive base material with an image observation device such as a microscope and photographing the projection surface. Obtained by analyzing the data. As a method for analyzing image data, the publicly owned "Image J" developed by the National Institutes of Health (NIH) was used for image processing. The image size used for the image processing was in the range of 8.0 × 5.3 mm of the conductive base material. That is, for the openings existing in this range, the distance between the centers in the short direction of the mesh specified for each of the adjacent openings, the distance between the centers in the long direction of the mesh, and the mesh of the openings. The values obtained by subtracting the maximum opening in the short direction of the mesh of the opening from the distance between the centers in the short direction were measured, and the average values thereof were calculated and used as SW, LW, and St, respectively. Hereinafter, for the conductive base material and the electrode for electrolysis in each Example and Comparative Example, SW, LW, St, aperture ratio A, total peripheral length of the opening B, peripheral length of one opening, as described above. It was decided to obtain the values of E (= B / (A × (SW 2 + LW 2 ) 1/2)) and the thickness. This expanded metal is calcined in the air at 540 ° C. for 4 hours to form an oxide film on the surface, and then acid-treated in 25% by mass sulfuric acid at 85 ° C. for 4 hours to cause fine irregularities on the surface of the conductive substrate. Pretreatment was performed.
Next, reduce the ruthenium chloride aqueous solution (manufactured by Tanaka Kikinzoku Co., Ltd., ruthenium concentration 100 g / L) to 5 ° C or lower with dry ice so that the element ratio (molar ratio) of ruthenium, iridium, and titanium is 25:25:50. While cooling and stirring, add titanium tetrachloride (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) little by little, and then add an aqueous solution of iridium chloride (manufactured by Tanaka Kikinzoku Co., Ltd., iridium concentration 100 g / L) little by little to bring the total metal concentration to 100 g / L. A coating liquid CL1 which is an aqueous solution of L was obtained. On the other hand, the ruthenium chloride aqueous solution and titanium tetrachloride were mixed in the same manner as described above so that the element ratio (molar ratio) of ruthenium and titanium was 35:65, and the total metal concentration was 100 g / L. A coating liquid CL2, which is an aqueous solution, was obtained.

この塗工液CL1を塗工機の液受けバット内に注入し、EPDM製スポンジロールを回転させることにより塗工液CL1を吸い上げて含浸させ、該スポンジロールの上部に接するようにPVC製ロールを配置した。そして、前記EPDM製スポンジロールと前記PVC製ロールとの間に、前処理を施した導電性基材を通して塗工した。塗工後直ちに、布を巻いた2本のEPDM製スポンジロールの間に、上記塗工後の導電性基材を通し、過剰な塗工液を拭き取った。その後、50℃において10分間乾燥した後、大気中、475℃において10分間、焼成を行った。
上記のロール塗工、乾燥、及び焼成から成るサイクルを合計7回繰り返し行い、次いで520℃における1時間の焼成を更に行うことにより、導電性基材上に黒褐色の第一触媒層を形成した。この第一触媒層を形成した基材に対して、塗工液をCL2に代える以外は、塗工液CL1を用いて塗工した時と同様にロール塗工、次いで乾燥を実施し、大気中、440℃において10分間、焼成を行った。最後に大気中、440℃において60分間焼成し、電解用電極を作製した。
得られた電解用電極は、厚み0.81mm、開口率7.4%、電極の投影面積当たりの開口部数は20個/cm2超、開口部の周辺長の総和を開口率で除した値は4.54であった。また、開口部の形状は図4(A)と同様の形状が観察され、開口部100は、メッシュの短目方向αに伸びる第1の仮想中心線101に対して左右対称であった。さらに、開口部100は、メッシュの長目方向βに伸びる第2の仮想中心線102に対して上下非対称であった。さらにまた、部分aの面積Saを部分bの面積Sbで除した値は1.28、StをSWで除した値は0.76であった。
This coating liquid CL1 is injected into the liquid receiving vat of the coating machine, and the coating liquid CL1 is sucked up and impregnated by rotating the EPDM sponge roll, and the PVC roll is placed in contact with the upper part of the sponge roll. Placed. Then, a pretreated conductive base material was passed between the EPDM sponge roll and the PVC roll for coating. Immediately after coating, the conductive substrate after coating was passed between two EPDM sponge rolls wrapped with cloth, and excess coating liquid was wiped off. Then, it was dried at 50 ° C. for 10 minutes, and then calcined in the air at 475 ° C. for 10 minutes.
The cycle consisting of roll coating, drying, and firing was repeated 7 times in total, and then firing at 520 ° C. for 1 hour was further performed to form a dark brown first catalyst layer on the conductive substrate. On the base material on which the first catalyst layer was formed, roll coating was performed in the same manner as when coating with the coating liquid CL1 except that the coating liquid was replaced with CL2, and then drying was performed in the air. Baking was carried out at 440 ° C. for 10 minutes. Finally, it was calcined in the air at 440 ° C. for 60 minutes to prepare an electrode for electrolysis.
The obtained electrolytic electrode has a thickness of 0.81 mm, an aperture ratio of 7.4%, the number of openings per projected area of the electrode is more than 20 / cm 2 , and the total peripheral length of the openings is divided by the aperture ratio. Was 4.54. Further, the shape of the opening was observed to be the same as that shown in FIG. 4A, and the opening 100 was symmetrical with respect to the first virtual center line 101 extending in the short direction α of the mesh. Further, the opening 100 was vertically asymmetric with respect to the second virtual center line 102 extending in the long direction β of the mesh. Furthermore, the value obtained by dividing the area Sa of the portion a by the area Sb of the portion b was 1.28, and the value obtained by dividing St by SW was 0.76.

[比較例1]
実施例1における導電性基材を、メッシュの短目方向中心間距離(SW)が3mm、メッシュの長目方向中心間距離(LW)が6mm、板厚1.0mmのチタン製エクスパンドメタルとした以外は、実施例1と同様の方法により、電解用電極を作製した。
得られた電解用電極は、厚み1.0mm、開口率37.8%、電極の投影面積当たりの開口部数は13個/cm2、開口部の周辺長の総和を開口率で除した値は1.06であった。また、開口部の形状は図4(C)と同様の形状が観察され、開口部100’は、メッシュの短目方向αに伸びる第1の仮想中心線101に対して左右対称であった。さらに、開口部100’は、メッシュの長目方向βに伸びる第2の仮想中心線102に対して上下対称であった。さらにまた、部分aの面積Saを部分bの面積Sbで除した値は1.03、StをSWで除した値は0.667であった。
[Comparative Example 1]
The conductive base material in Example 1 was a titanium expanded metal having a mesh with a short center-to-center distance (SW) of 3 mm, a mesh with a long-direction center-to-center distance (LW) of 6 mm, and a plate thickness of 1.0 mm. Except for the above, an electrode for electrolysis was produced by the same method as in Example 1.
The obtained electrolytic electrode has a thickness of 1.0 mm, an aperture ratio of 37.8%, the number of openings per projected area of the electrode is 13 / cm 2 , and the sum of the peripheral lengths of the openings divided by the aperture ratio is the value. It was 1.06. Further, the shape of the opening was observed to be the same as that shown in FIG. 4C, and the opening 100'was symmetrical with respect to the first virtual center line 101 extending in the short direction α of the mesh. Further, the opening 100'was vertically symmetrical with respect to the second virtual center line 102 extending in the long direction β of the mesh. Furthermore, the value obtained by dividing the area Sa of the portion a by the area Sb of the portion b was 1.03, and the value obtained by dividing St by SW was 0.667.

[実施例2]
実施例1における導電性基材を、メッシュの短目方向中心間距離(SW)が2.2mm、メッシュの長目方向中心間距離(LW)が4.2mm、板厚0.8mmのチタン製エクスパンドメタルとした以外は、実施例1と同様の方法により、電解用電極を作製した。
得られた電解用電極は、厚み0.80mm、開口率10.9%、電極の投影面積当たりの開口部数は20個/cm2、開口部の周辺長の総和を開口率で除した値は3.26であった。また 、開口部の形状は図4(A)と同様の形状が観察され、開口部100は、メッシュの短目方向αに伸びる第1の仮想中心線101に対して左右対称であった。さらに、開口部100は、メッシュの長目方向βに伸びる第2の仮想中心線102に対して上下非対称であった。さらにまた、部分aの面積Saを部分bの面積Sbで除した値は1.64、StをSWで除した値は0.73であった。
[Example 2]
The conductive base material in Example 1 is made of titanium having a mesh with a short center-to-center distance (SW) of 2.2 mm, a mesh with a long-direction center-to-center distance (LW) of 4.2 mm, and a plate thickness of 0.8 mm. An electrode for electrolysis was produced by the same method as in Example 1 except that it was made of expanded metal.
The obtained electrolytic electrode has a thickness of 0.80 mm, an aperture ratio of 10.9%, the number of openings per projected area of the electrode is 20 / cm 2 , and the total peripheral length of the openings is divided by the aperture ratio. It was 3.26. Further, the shape of the opening was observed to be the same as that shown in FIG. 4A, and the opening 100 was symmetrical with respect to the first virtual center line 101 extending in the short direction α of the mesh. Further, the opening 100 was vertically asymmetric with respect to the second virtual center line 102 extending in the long direction β of the mesh. Furthermore, the value obtained by dividing the area Sa of the portion a by the area Sb of the portion b was 1.64, and the value obtained by dividing St by SW was 0.73.

[実施例3]
実施例1における導電性基材を、メッシュの短目方向中心間距離(SW)が2.3mm、メッシュの長目方向中心間距離(LW)が3.3mm、板厚0.83mmのチタン製エクスパンドメタルとした以外は、実施例1と同様の方法により、電解用電極を作製した。
得られた電解用電極は、厚み0.83mm、開口率9.25%、電極の投影面積当たりの開口部数は20個/cm2超、開口部の周辺長の総和を開口率で除した値は3.65であった。また、開口部の形状は図4(A)と同様の形状が観察され、開口部100は、メッシュの短目方向αに伸びる第1の仮想中心線101に対して左右対称であった。さらに、開口部100は、メッシュの長目方向βに伸びる第2の仮想中心線102に対して上下非対称であった。さらにまた、部分aの面積Saを部分bの面積Sbで除した値は1.27、StをSWで除した値は0.70であった。
[Example 3]
The conductive base material in Example 1 is made of titanium having a mesh with a short center-to-center distance (SW) of 2.3 mm, a mesh with a long-direction center-to-center distance (LW) of 3.3 mm, and a plate thickness of 0.83 mm. An electrode for electrolysis was produced by the same method as in Example 1 except that it was made of expanded metal.
The resulting electrode for electrolysis has a thickness 0.83 mm, opening ratio 9.25%, the opening parts per projected area of the electrode is 20 / cm 2, greater than a value obtained by dividing the sum of the perimeter of the opening by an aperture Was 3.65. Further, the shape of the opening was observed to be the same as that shown in FIG. 4A, and the opening 100 was symmetrical with respect to the first virtual center line 101 extending in the short direction α of the mesh. Further, the opening 100 was vertically asymmetric with respect to the second virtual center line 102 extending in the long direction β of the mesh. Furthermore, the value obtained by dividing the area Sa of the portion a by the area Sb of the portion b was 1.27, and the value obtained by dividing St by SW was 0.70.

[実施例4]
実施例1における導電性基材を、メッシュの短目方向中心間距離(SW)が2.3mm、メッシュの長目方向中心間距離(LW)が3.3mm、板厚0.81mmのチタン製エクスパンドメタルとした以外は、実施例1と同様の方法により、電解用電極を作製した。
得られた電解用電極は、厚み0.81mm、開口率22.1%、電極の投影面積当たりの開口部数は20個/cm2超、開口部の周辺長の総和を開口率で除した値は2.05であった。また、開口部の形状は図4(A)と同様の形状が観察され、開口部100は、メッシュの短目方向αに伸びる第1の仮想中心線101に対して左右対称であった。さらに、開口部100は、メッシュの長目方向βに伸びる第2の仮想中心線102に対して上下非対称であった。さらにまた、部分aの面積Saを部分bの面積Sbで除した値は1.28、StをSWで除した値は0.43であった。
[Example 4]
The conductive base material in Example 1 is made of titanium having a mesh with a short center-to-center distance (SW) of 2.3 mm, a mesh with a long-direction center-to-center distance (LW) of 3.3 mm, and a plate thickness of 0.81 mm. An electrode for electrolysis was produced by the same method as in Example 1 except that it was made of expanded metal.
The obtained electrolytic electrode has a thickness of 0.81 mm, an aperture ratio of 22.1%, the number of openings per projected area of the electrode is more than 20 / cm 2 , and the total peripheral length of the openings is divided by the aperture ratio. Was 2.05. Further, the shape of the opening was observed to be the same as that shown in FIG. 4A, and the opening 100 was symmetrical with respect to the first virtual center line 101 extending in the short direction α of the mesh. Further, the opening 100 was vertically asymmetric with respect to the second virtual center line 102 extending in the long direction β of the mesh. Furthermore, the value obtained by dividing the area Sa of the portion a by the area Sb of the portion b was 1.28, and the value obtained by dividing St by SW was 0.43.

[実施例5]
実施例1における導電性基材を、メッシュの短目方向中心間距離(SW)が1.6mm、メッシュの長目方向中心間距離(LW)が3.0mm、板厚0.56mmのチタン製エクスパンドメタルとした以外は、実施例1と同様の方法により、電解用電極を作製した。
得られた電解用電極は、厚み0.56mm、開口率17.5%、電極の投影面積当たりの開口部数は43個/cm2、開口部の周辺長の総和を開口率で除した値は3.30であった。また、開口部の形状は図4(A)と同様の形状が観察され、開口部100は、メッシュの短目方向αに伸びる第1の仮想中心線101に対して左右対称であった。さらに、開口部100は、メッシュの長目方向βに伸びる第2の仮想中心線102に対して上下非対称であった。さらにまた、部分aの面積Saを部分bの面積Sbで除した値は1.88、StをSWで除した値は0.65であった。
[Example 5]
The conductive base material in Example 1 is made of titanium having a mesh with a short center-to-center distance (SW) of 1.6 mm, a mesh with a long-direction center-to-center distance (LW) of 3.0 mm, and a plate thickness of 0.56 mm. An electrode for electrolysis was produced by the same method as in Example 1 except that it was made of expanded metal.
The obtained electrolytic electrode has a thickness of 0.56 mm, an aperture ratio of 17.5%, the number of openings per projected area of the electrode is 43 / cm 2 , and the total peripheral length of the openings is divided by the aperture ratio. It was 3.30. Further, the shape of the opening was observed to be the same as that shown in FIG. 4A, and the opening 100 was symmetrical with respect to the first virtual center line 101 extending in the short direction α of the mesh. Further, the opening 100 was vertically asymmetric with respect to the second virtual center line 102 extending in the long direction β of the mesh. Furthermore, the value obtained by dividing the area Sa of the portion a by the area Sb of the portion b was 1.88, and the value obtained by dividing St by SW was 0.65.

[実施例6]
実施例1における導電性基材を、メッシュの短目方向中心間距離(SW)が2.1mm、メッシュの長目方向中心間距離(LW)が3.1mm、板厚0.81mmのチタン製エクスパンドメタルとした以外は、実施例1と同様の方法により、電解用電極を作製した。
得られた電解用電極は、厚み0.81mm、開口率15.5%、電極の投影面積当たりの開口部数は20個/cm2超、開口部の周辺長の総和を開口率で除した値は2.72であった。また、開口部の形状は図4(A)と同様の形状が観察され、開口部100は、メッシュの短目方向αに伸びる第1の仮想中心線101に対して左右対称であった。さらに、開口部100は、メッシュの長目方向βに伸びる第2の仮想中心線102に対して上下非対称であった。さらにまた、部分aの面積Saを部分bの面積Sbで除した値は1.42、StをSWで除した値は0.67であった。
[Example 6]
The conductive base material in Example 1 is made of titanium having a mesh with a short center-to-center distance (SW) of 2.1 mm, a mesh with a long-direction center-to-center distance (LW) of 3.1 mm, and a plate thickness of 0.81 mm. An electrode for electrolysis was produced by the same method as in Example 1 except that it was made of expanded metal.
The resulting electrode for electrolysis has a thickness 0.81 mm, opening ratio 15.5%, the opening parts per projected area of the electrode is 20 / cm 2, greater than a value obtained by dividing the sum of the perimeter of the opening by an aperture Was 2.72. Further, the shape of the opening was observed to be the same as that shown in FIG. 4A, and the opening 100 was symmetrical with respect to the first virtual center line 101 extending in the short direction α of the mesh. Further, the opening 100 was vertically asymmetric with respect to the second virtual center line 102 extending in the long direction β of the mesh. Furthermore, the value obtained by dividing the area Sa of the portion a by the area Sb of the portion b was 1.42, and the value obtained by dividing St by SW was 0.67.

[実施例7]
実施例6と同様に作製したチタン製エクスパンドメタル(SW:2.2mm、LW:3.2mm、板厚0.82mm)に対し、実施例1における塗工液CL1を実施例1と同様の方法で塗工し、上記導電性基材上に第一触媒層を形成した。
次に、ルテニウムとイリジウムとチタンとバナジウムとの元素比(モル比)が21.25:21.25:42.5:15になるように、硝酸ルテニウム水溶液(フルヤ金属社製、ルテニウム濃度100g/L)をドライアイスで5℃以下に冷却及び撹拌しながら、四塩化チタン(和光純薬社製)を少量ずつ加えた後、更に塩化イリジウム水溶液(田中貴金属社製、イリジウム濃度100g/L)及び塩化バナジウム(III)(キシダ化学社製)を少量ずつ加えて、総金属濃度が100g/Lの水溶液である塗工液CL3を得た。上記第一触媒層を形成した基材に対して、塗工液CL3を用いて実施例1と同様にロール塗工、乾燥、及び焼成から成るサイクルを、1回目の焼成温度を400℃とし、次いで450℃に昇温して更に3回繰り返し行い、最後に520℃における1時間の焼成を更に行うことにより、電解用電極を作製した。
得られた電解用電極は、厚み0.82mm、開口率16.1%、電極の投影面積当たりの開口部数は20個/cm2超、開口部の周辺長の総和を開口率で除した値は2.73であった。また、開口部の形状は図4(A)と同様の形状が観察され、開口部100は、メッシュの短目方向αに伸びる第1の仮想中心線101に対して左右対称であった。さらに、開口部100は、メッシュの長目方向βに伸びる第2の仮想中心線102に対して上下非対称であった。さらにまた、部分aの面積Saを部分bの面積Sbで除した値は1.38、StをSWで除した値は0.63であった。
[Example 7]
The coating liquid CL1 in Example 1 was applied to the titanium expanded metal (SW: 2.2 mm, LW: 3.2 mm, plate thickness 0.82 mm) produced in the same manner as in Example 6 in the same manner as in Example 1. A first catalyst layer was formed on the conductive substrate.
Next, an aqueous ruthenium nitrate solution (manufactured by Furuya Metal Co., Ltd., ruthenium concentration 100 g /) so that the element ratio (molar ratio) of ruthenium, iridium, titanium, and vanadium is 21.25: 21.25: 42.5: 15. While cooling and stirring L) with dry ice to 5 ° C. or lower, titanium tetrachloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added little by little, and then an aqueous solution of iridium chloride (manufactured by Tanaka Kikinzoku Co., Ltd., iridium concentration 100 g / L) and Vanadium (III) chloride (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was added little by little to obtain a coating liquid CL3 which is an aqueous solution having a total metal concentration of 100 g / L. On the base material on which the first catalyst layer was formed, the first firing temperature was set to 400 ° C. in a cycle consisting of roll coating, drying, and firing using the coating liquid CL3 in the same manner as in Example 1. Then, the temperature was raised to 450 ° C. and repeated three times, and finally, firing at 520 ° C. for 1 hour was further carried out to prepare an electrode for electrolysis.
The obtained electrolytic electrode has a thickness of 0.82 mm, an aperture ratio of 16.1%, the number of openings per projected area of the electrode is more than 20 / cm 2 , and the total peripheral length of the openings is divided by the aperture ratio. Was 2.73. Further, the shape of the opening was observed to be the same as that shown in FIG. 4A, and the opening 100 was symmetrical with respect to the first virtual center line 101 extending in the short direction α of the mesh. Further, the opening 100 was vertically asymmetric with respect to the second virtual center line 102 extending in the long direction β of the mesh. Furthermore, the value obtained by dividing the area Sa of the portion a by the area Sb of the portion b was 1.38, and the value obtained by dividing St by SW was 0.63.

[比較例2]
実施例1における導電性基材を、メッシュの短目方向中心間距離(SW)が2.3mm、メッシュの長目方向中心間距離(LW)が3.0mm、板厚0.6mmで、圧延ロールによる平坦化を実施していないチタン製エクスパンドメタルとした以外は、実施例1と同様の方法により、電解用電極を作製した。
得られた電解用電極は、厚み0.6mm、開口率43.3%、開口部の周辺長の総和を開口率で除した値は1.07であった。また、開口部の形状は図4(C)と同様の形状が観察され、開口部100’は、メッシュの短目方向αに伸びる第1の仮想中心線101に対して左右対称であった。さらに、開口部100’は、メッシュの長目方向βに伸びる第2の仮想中心線102に対して上下対称であった。さらにまた、部分aの面積Saを部分bの面積Sbで除した値は0.90、StをSWで除した値は0.45であった。
[Comparative Example 2]
The conductive substrate according to Example 1 is rolled with a mesh with a short center-to-center distance (SW) of 2.3 mm, a mesh with a long-direction center-to-center distance (LW) of 3.0 mm, and a plate thickness of 0.6 mm. An electrode for electrolysis was produced by the same method as in Example 1 except that the expanded metal was made of titanium which was not flattened by a roll.
The obtained electrode for electrolysis had a thickness of 0.6 mm, an aperture ratio of 43.3%, and a value obtained by dividing the total peripheral length of the openings by the aperture ratio was 1.07. Further, the shape of the opening was observed to be the same as that shown in FIG. 4C, and the opening 100'was symmetrical with respect to the first virtual center line 101 extending in the short direction α of the mesh. Further, the opening 100'was vertically symmetrical with respect to the second virtual center line 102 extending in the long direction β of the mesh. Furthermore, the value obtained by dividing the area Sa of the portion a by the area Sb of the portion b was 0.90, and the value obtained by dividing St by SW was 0.45.

[比較例3]
実施例1における導電性基材を、メッシュの短目方向中心間距離(SW)が2.1mm、メッシュの長目方向中心間距離(LW)が4.0mm、板厚0.5mmのチタン製エクスパンドメタルとした以外は、実施例1と同様の方法により、電解用電極を作製した。
得られた電解用電極は、厚み0.5mm、開口率35.7%、開口部の周辺長の総和を開口率で除した値は1.78であった。また、開口部の形状は図4(C)と同様の形状が観察され、開口部100’は、メッシュの短目方向αに伸びる第1の仮想中心線101に対して左右対称であった。さらに、開口部100’は、メッシュの長目方向βに伸びる第2の仮想中心線102に対して上下対称であった。さらにまた、部分aの面積Saを部分bの面積Sbで除した値は1.10、StをSWで除した値は0.48であった。
[Comparative Example 3]
The conductive base material in Example 1 is made of titanium having a mesh with a short center-to-center distance (SW) of 2.1 mm, a mesh with a long-direction center-to-center distance (LW) of 4.0 mm, and a plate thickness of 0.5 mm. An electrode for electrolysis was produced by the same method as in Example 1 except that it was made of expanded metal.
The obtained electrode for electrolysis had a thickness of 0.5 mm, an aperture ratio of 35.7%, and a value obtained by dividing the total peripheral length of the openings by the aperture ratio was 1.78. Further, the shape of the opening was observed to be the same as that shown in FIG. 4C, and the opening 100'was symmetrical with respect to the first virtual center line 101 extending in the short direction α of the mesh. Further, the opening 100'was vertically symmetrical with respect to the second virtual center line 102 extending in the long direction β of the mesh. Furthermore, the value obtained by dividing the area Sa of the portion a by the area Sb of the portion b was 1.10, and the value obtained by dividing St by SW was 0.48.

[イオン交換膜法食塩電解試験]
実施例1〜6及び比較例1〜3でそれぞれ作製した電解用電極を用いて、イオン交換膜法食塩電解試験を実施した。その結果を表1に示す。
なお表1において、導電性基材として用いるエクスパンドメタルに対し、圧延ロールによる平坦化を実施したものを「FR化○」、実施していないものを「FR化×」と記した。また、比較例1を基準とした電解電圧の低減分を「効果:ΔV」の正の値とした。
[Ion exchange membrane method salt electrolysis test]
The ion exchange membrane method salt electrolysis test was carried out using the electrodes for electrolysis prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3, respectively. The results are shown in Table 1.
In Table 1, the expanded metal used as the conductive base material was flattened by a rolling roll as “FR ○” and not flattened as “FR ×”. Further, the amount of reduction in the electrolytic voltage based on Comparative Example 1 was set as a positive value of "effect: ΔV".

Figure 0006956842
Figure 0006956842

電流密度6kA/m2において、比較例1を基準とした電解電圧の低減分は、実施例1において35mV、実施例2において43mV、実施例3において41mV、実施例4において8mV、実施例5において42mV、実施例6において19mVであり、いずれも比較例1に対して電解電圧を低減できることが分かった。
一方、比較例2、3においては、比較例1に対してそれぞれ、23mV、19mV、電解電圧が増大した。
At a current density of 6 kA / m 2 , the reduction in electrolytic voltage based on Comparative Example 1 was 35 mV in Example 1, 43 mV in Example 2, 41 mV in Example 3, 8 mV in Example 4, and in Example 5. It was 42 mV and 19 mV in Example 6, and it was found that the electrolytic voltage could be reduced as compared with Comparative Example 1.
On the other hand, in Comparative Examples 2 and 3, the electrolytic voltage was increased by 23 mV and 19 mV, respectively, as compared with Comparative Example 1.

また、実施例6〜7及び比較例1でそれぞれ作製した電解用電極を用いて、イオン交換膜法食塩電解試験を実施した。その結果を、触媒層の塗工液の種類と共に表2に示す。 In addition, an ion exchange membrane method salt electrolysis test was carried out using the electrodes for electrolysis prepared in Examples 6 to 7 and Comparative Example 1, respectively. The results are shown in Table 2 together with the types of coating liquids for the catalyst layer.

Figure 0006956842
Figure 0006956842

電流密度6kA/m2において、比較例1を基準とした電解電圧の低減分は、実施例6において19mV、実施例7において39mVであり、いずれも比較例1に対して電解電圧を低減できることが分かった。特に実施例6と実施例7の比較から、本実施形態に係る電解用電極がバナジウム含有触媒層を有する場合、電解電圧の低減効果は更に大きくなることが分かった。 At a current density of 6 kA / m 2 , the amount of reduction in the electrolytic voltage based on Comparative Example 1 is 19 mV in Example 6 and 39 mV in Example 7, and both can reduce the electrolytic voltage as compared with Comparative Example 1. Do you get it. In particular, from the comparison between Example 6 and Example 7, it was found that when the electrode for electrolysis according to this embodiment has a vanadium-containing catalyst layer, the effect of reducing the electrolysis voltage is further increased.

[実施例8]
実施例5の電解用電極を、活性の低下した電極の再活性化に用いた。活性の低下した電極として、セミコマーシャルプラントの電解槽で6.9年通電した比較例1と同様に作製した電解用電極を、所定のサイズ(95×110mm=0.01045m2)に切り出したものを基材電極とし、この基材電極を溶接によって陽極セルの陽極室のリブに装着した。この基材電極の電流密度6kA/m2における電解電圧は、比較例1を基準として32mV上昇していた。この基材電極の上に、実施例5の電解用電極を更新用電極として溶接し、電極積層体を含む電解槽とした。
[Example 8]
The electrode for electrolysis of Example 5 was used for reactivation of the electrode having reduced activity. As an electrode with reduced activity, an electrode for electrolysis produced in the same manner as in Comparative Example 1 energized for 6.9 years in an electrolytic cell of a semi-commercial plant was cut out to a predetermined size (95 × 110 mm = 0.0145 m 2). Was used as a base electrode, and this base electrode was attached to the rib of the anode chamber of the anode cell by welding. The electrolytic voltage of this base material electrode at a current density of 6 kA / m 2 increased by 32 mV with reference to Comparative Example 1. The electrode for electrolysis of Example 5 was welded onto the base electrode as an electrode for renewal to form an electrolytic cell containing an electrode laminate.

[実施例9]
実施例1における導電性基材を、メッシュの短目方向中心間距離(SW)が2.2mm、メッシュの長目方向中心間距離(LW)が3.0mm、板厚0.52mmのチタン製エクスパンドメタルとした以外は、実施例1と同様の方法により、電解用電極を作製した。
得られた電解用電極は、厚み0.52mm、開口率23.3%、開口部の周辺長の総和を開口率で除した値は2.36であった。
上述の電解用電極を、活性の低下した電極の再活性化に用いた。活性の低下した電極として、製造プラントの電解槽で7.1年通電した比較例1と同様に作製した電解用電極を所定のサイズ(95×110mm=0.01045m2)に切り出したものを基材電極とし、この基材電極を溶接によって陽極セルの陽極室のリブに装着した。この基材電極の電流密度6kA/m2における電解電圧は、比較例1を基準として35mV上昇していた。この基材電極の上に、上記の電解用電極を更新用電極として溶接し、電極積層体を含む電解槽とした。
[Example 9]
The conductive base material in Example 1 is made of titanium having a mesh with a short center-to-center distance (SW) of 2.2 mm, a mesh with a long-direction center-to-center distance (LW) of 3.0 mm, and a plate thickness of 0.52 mm. An electrode for electrolysis was produced by the same method as in Example 1 except that it was made of expanded metal.
The obtained electrode for electrolysis had a thickness of 0.52 mm, an aperture ratio of 23.3%, and a value obtained by dividing the total peripheral length of the openings by the aperture ratio was 2.36.
The above-mentioned electrode for electrolysis was used for reactivation of the electrode having reduced activity. As an electrode with reduced activity, an electrode for electrolysis produced in the same manner as in Comparative Example 1 energized for 7.1 years in an electrolytic cell of a manufacturing plant was cut out to a predetermined size (95 × 110 mm = 0.0145 m 2). It was used as a material electrode, and this base electrode was attached to the rib of the anode chamber of the anode cell by welding. The electrolytic voltage of this base material electrode at a current density of 6 kA / m 2 increased by 35 mV with reference to Comparative Example 1. The above-mentioned electrode for electrolysis was welded onto the base electrode as a renewal electrode to form an electrolytic cell containing an electrode laminate.

実施例8〜9のそれぞれで作製した電解槽を用いて、イオン交換膜法食塩電解試験を実施した。その結果を表3に示す。 The ion exchange membrane method salt electrolysis test was carried out using the electrolytic cells prepared in each of Examples 8 to 9. The results are shown in Table 3.

Figure 0006956842
Figure 0006956842

電流密度6kA/m2において、比較例1を基準とした電解電圧の低減分は、実施例8において33mV、実施例9において24mVであり、いずれも比較例1に対して電解電圧が低減しており、活性の低下した既存の電極を更新する際に、電解性能を劣化前の水準に戻す、またはさらに向上させる、すなわち、再活性化できることが分かった。 At a current density of 6 kA / m 2 , the amount of reduction in the electrolytic voltage based on Comparative Example 1 was 33 mV in Example 8 and 24 mV in Example 9, both of which the electrolytic voltage was reduced as compared with Comparative Example 1. It was found that when the existing electrode with reduced activity is renewed, the electrolytic performance can be returned to the pre-deterioration level or further improved, that is, reactivated.

本発明の電解用電極は、電解時の電圧・消費電力量を低く抑えることが可能であり、かつ実用上の強度を兼ね備えるため、食塩電解の分野において好適に利用できる。特に、イオン交換膜法食塩電解用陽極として有用であり、酸素ガス濃度の低い高純度の塩素ガスを長期に亘って低電圧・低消費電力量で製造することを可能とする。 Since the electrode for electrolysis of the present invention can suppress the voltage and power consumption during electrolysis to a low level and has practical strength, it can be suitably used in the field of salt electrolysis. In particular, it is useful as an anode for ion exchange membrane method salt electrolysis, and makes it possible to produce high-purity chlorine gas having a low oxygen gas concentration for a long period of time with a low voltage and low power consumption.

1 電極
2,3 開口部
10 電解用電極
20 開口部
100 開口部
100’ 開口部
101 第1の仮想中心線
102 第2の仮想中心線
a 部分a
b 部分b
200 電気分解用電解槽
210 電解液
220 容器
230 陽極(電解用電極)
240 陰極
250 イオン交換膜
260 配線
300 電解用電極
310 開口部のメッシュの短目方向中心間距離(短径SW)
320 開口部のメッシュの長目方向中心間距離(長径LW)
330 第2の仮想中心線
340 部分a
350 部分b
360 開口部のメッシュの短目方向の開口部と開口部との間の距離
1 Electrode 2, 3 Opening 10 Electrode for electrolysis 20 Opening 100 Opening 100'Opening 101 First virtual center line 102 Second virtual center line a Part a
b part b
200 Electrolytic cell for electrolysis 210 Electrolyte 220 Container 230 Anode (electrode for electrolysis)
240 Cathode 250 Ion exchange membrane 260 Wiring 300 Electrode electrode 310 Distance between centers in the short direction of the mesh of the opening (short diameter SW)
320 Distance between centers in the long direction of the mesh of the opening (major axis LW)
330 Second virtual centerline 340 Part a
350 part b
The distance between the shortest openings of the 360 opening mesh

Claims (3)

有孔金属製板からなる導電性基材と、
該導電性基材の表面上に形成された少なくとも一層の触媒層と、
を備える電解用電極であって、
前記電解用電極の開口部の形状が、メッシュの短目方向に伸びる第1の仮想中心線に対して左右対称であり、かつ、メッシュの長目方向に伸びる第2の仮想中心線に対して上下非対称であり、
前記電解用電極の厚みが0.5mm超1.2mm以下である、電解用電極。
A conductive base material made of a perforated metal plate and
With at least one catalyst layer formed on the surface of the conductive substrate,
Electrode for electrolysis
The shape of the opening of the electrolytic electrode is symmetrical with respect to the first virtual center line extending in the short direction of the mesh, and is symmetrical with respect to the second virtual center line extending in the long direction of the mesh. It is vertically asymmetric and
An electrode for electrolysis in which the thickness of the electrode for electrolysis is more than 0.5 mm and 1.2 mm or less.
前記開口部を、前記第2の仮想中心線により一方の部分aと他方の部分bに区分したとき、前記部分aの面積Saを前記部分bの面積Sbで除した値が、1.15以上2.0以下である、請求項1に記載の電解用電極。 When the opening is divided into one portion a and the other portion b by the second virtual center line, the value obtained by dividing the area Sa of the portion a by the area Sb of the portion b is 1.15 or more. The electrode for electrolysis according to claim 1 , which is 2.0 or less. 前記開口部のメッシュの短目方向中心間距離SWから前記開口部のメッシュの短目方向最大目開きを減じた値Stを、前記SWで除した値が、0.4以上である、請求項1又は2に記載の電解用電極。 The value St obtained by subtracting the short-time direction maximum mesh opening of mesh of the opening from the short-time direction center distance SW of the mesh of the opening, divided by the SW is 0.4 or more, claim The electrode for electrolysis according to 1 or 2.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102503553B1 (en) * 2019-02-22 2023-02-27 주식회사 엘지화학 Electrode for Electrolysis
CN113994029A (en) 2019-06-18 2022-01-28 蒂森克虏伯伍德氯工程有限公司 Electrolytic electrode and electrolytic cell
JP7464313B1 (en) 2023-01-20 2024-04-09 ウェスコ エレクトロード シーオーエルティーディー Electrode for chlor-alkali electrolysis using ion exchange membrane method, its manufacturing method and zero gap type ion exchange membrane electrolytic cell using same

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4621884Y1 (en) 1966-07-13 1971-07-28
IT989421B (en) * 1973-06-25 1975-05-20 Oronzio De Nora Impiantielettr ELECTROLYSIS CELL WITH SPECIAL SHAPED ELECTRODES AND DEFLECTORS SUITABLE TO REMOVE THE GASES THAT DEVELOP THE ELECTRODES OUTSIDE THE INTERELECTRODIC SPACE
JPS5842778B2 (en) * 1979-05-28 1983-09-21 新日本製鐵株式会社 Continuous casting method for slabs for cold-rolled steel sheets
JPS5842778Y2 (en) * 1979-07-06 1983-09-28 株式会社東芝 Drain recovery processing equipment
JPS5689520A (en) * 1979-12-21 1981-07-20 Unitika Ltd Bonding method of metal plate
JPS6244589Y2 (en) * 1979-12-26 1987-11-26
IN154740B (en) * 1980-04-15 1984-12-15 Asahi Chemical Ind
JPS5842778A (en) * 1981-09-09 1983-03-12 Toyo Soda Mfg Co Ltd Electrolytic method
JPS5842778U (en) * 1981-09-18 1983-03-22 シチズン時計株式会社 Structure to prevent rotation of register ring in diver watch
JPS5883466U (en) * 1981-11-27 1983-06-06 ペルメレツク電極株式会社 Electrolyte using ion exchange membrane
JPS58130286A (en) 1982-01-26 1983-08-03 Toyo Soda Mfg Co Ltd Electrolytic method
US4708888A (en) * 1985-05-07 1987-11-24 Eltech Systems Corporation Coating metal mesh
AU587467B2 (en) * 1985-05-07 1989-08-17 Eltech Systems Corporation Cathodic protection system for a steel-reinforced concrete structure and method of installation
JPS6244589A (en) * 1985-08-23 1987-02-26 Permelec Electrode Ltd Electrode for electrolysis
JPS6227584A (en) * 1985-07-29 1987-02-05 Permelec Electrode Ltd Electrode for electrolysis
JPS6244589U (en) * 1985-09-05 1987-03-18
JPS6321251A (en) * 1986-07-16 1988-01-28 新日本製鐵株式会社 Silicon carbide base ceramic sintered body
JP2594245B2 (en) * 1988-11-23 1997-03-26 ペルメレック電極株式会社 Reactivation method of insoluble metal electrode
JPH02141593U (en) * 1989-04-26 1990-11-28
JP3002232B2 (en) * 1990-05-29 2000-01-24 ペルメレック電極株式会社 Reactivation method of electrode for electrolysis
JPH0456791A (en) * 1990-06-22 1992-02-24 Permelec Electrode Ltd Reactivating method for insoluble metallic electrode
JPH0456791U (en) * 1990-09-20 1992-05-15
JP3075580B2 (en) * 1991-04-05 2000-08-14 旭硝子株式会社 Fluorine-containing cation exchange membrane for electrolysis
JP2003041388A (en) * 2001-07-31 2003-02-13 Association For The Progress Of New Chemistry Electrolysis cell with ion exchange membrane and electrolysis method
CN101220482B (en) 2002-11-27 2011-02-09 旭化成化学株式会社 Bipolar zero-gap electrolytic cell
KR100603536B1 (en) * 2003-11-19 2006-07-26 박상길 Electrolysis having a mesh type electrode
JP4573715B2 (en) 2004-07-09 2010-11-04 旭化成ケミカルズ株式会社 Fluorine cation exchange membrane for electrolysis
JP2007023374A (en) * 2005-07-12 2007-02-01 Ask:Kk Electrolytic electrode structure
JP4708133B2 (en) * 2005-09-14 2011-06-22 旭化成ケミカルズ株式会社 Fluorine cation exchange membrane for electrolysis and method for producing the same
JP5437651B2 (en) * 2009-01-30 2014-03-12 東ソー株式会社 Ion exchange membrane electrolytic cell and method for producing the same
CN101656320B (en) * 2009-09-04 2012-01-18 新奥科技发展有限公司 Flow-field plate for electrochemical cell
HUE033084T2 (en) * 2010-12-15 2017-11-28 Asahi Chemical Ind Electrode for electrolysis, electrolytic cell and production method for electrode for electrolysis
CN201990733U (en) * 2011-01-10 2011-09-28 华南理工大学 Hydrogen production unit based on solid electrolyte electrolyzers
JP5614462B2 (en) * 2011-12-26 2014-10-29 東レ株式会社 Gas diffusion electrode base material for fuel cell, membrane electrode assembly, and fuel cell
ES2593354T3 (en) * 2012-03-19 2016-12-07 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Electrolysis cell and electrolytic cell
JP5548296B1 (en) * 2013-09-06 2014-07-16 ペルメレック電極株式会社 Method for producing electrode for electrolysis
US11643739B2 (en) 2014-01-15 2023-05-09 Tosoh Corporation Anode for ion exchange membrane electrolysis vessel, and ion exchange membrane electrolysis vessel using same
WO2016042801A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 株式会社 東芝 Electrode unit, electrolytic bath provided with electrode unit, electrolysis device, and method of manufacturing electrode of electrode unit
US20160191181A1 (en) * 2014-12-31 2016-06-30 Qualcomm Technologies International, Ltd. Audio broadcast retransmissions
WO2016125333A1 (en) * 2015-02-02 2016-08-11 株式会社 東芝 Electrode unit and electrolysis device using same
JP2016196674A (en) * 2015-04-02 2016-11-24 株式会社東芝 Electrochemical cell, electrochemical device using the electrochemical cell and storage using the electrochemical device
JP6938261B2 (en) 2017-07-21 2021-09-22 株式会社ディスコ Wafer processing method and cutting equipment

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