JP7496480B2

JP7496480B2 - 電解槽

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Description

本発明は、アルカリ水電解用の電解槽に関する。

水素ガスおよび酸素ガスの製造方法として、アルカリ水電解法が知られている。アルカリ水電解法においては、アルカリ金属水酸化物（例えばＮａＯＨ、ＫＯＨ等。）が溶解した塩基性の水溶液（アルカリ水）を電解液として用いて水を電気分解することにより、陰極から水素ガスが発生し、陽極から酸素ガスが発生する。アルカリ水電解用の電解槽としては、イオン透過性の隔膜によって区画された陽極室および陰極室を備え、陽極室に陽極が、陰極室に陰極がそれぞれ配置された電解槽が知られている。アルカリ水電解槽の陽極室及び陰極室中の各極液の液性は、強アルカリ域である。

特開２０１９－９９８４５号公報国際公開第２０１９／１１１８３２号国際公開第２０１９／１８８２６０号国際公開第２０１９／１８８２６１号国際公開第２０２１／０８５３３４号国際公開第２０１３／１９１１４０号特開２０１６－０９４６５０号公報特開昭５７－１３７４８６号公報特開平１－１１９６８７号公報特許第６４０４６８５号公報特許第６６２１９７０号公報国際公開第２０１５／０６４６４４号

野口学，八鍬浩，「腐食防食講座―高温腐食の基礎と対策技術―」第１報：高温腐食の基礎Ｉ（基礎となる理論）．エバラ時報，Ｎｏ．２５２（２０１６－１０），３２－３９．

本発明者は、アルカリ水の電解、特に加圧条件下でのアルカリ水の電解に好適に用いることのできる電解槽として、「第１の極室を構成し、外周部に第１のフランジ部を有する、第１の電解エレメントと、第２の極室を構成し、外周部に第２のフランジ部を有する、第２の電解エレメントと、前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部との間に挟持された、電気絶縁性を有するガスケットと、前記第１の極室と前記第２の極室とを隔てる隔膜とを含み、前記第１のフランジ部は、前記第２のフランジ部に向かい合い且つ前記ガスケットと接する、第１の端面を有し、前記第２のフランジ部は、前記第１のフランジ部の前記第１の端面に向かい合い且つ前記ガスケットと接する、第２の端面を有し、前記ガスケットは、前記第１の端面と前記第２の端面との間に挟持され、前記第１のフランジ部が、前記ガスケットの外周部に前記ガスケットの外周側から接する、ガスケット押さえ部を備え、前記ガスケット押さえ部は、前記第１の電解エレメント及び前記第２の電解エレメントの積層方向において、前記第２の電解エレメント側に向けて前記第１の端面よりも突出して延在し、前記第２のフランジ部は、該第２のフランジ部の外周部において、前記積層方向において前記第１の電解エレメントとは反対側に向けて、前記第２の端面から後退した後退部を有し、前記後退部は、前記ガスケット押さえ部の少なくとも一部を受け容れることが可能に形成されている、電解槽」を発明し、出願している（特許文献１）。特許文献１には、各フランジ部の材料として、鉄、ニッケル、ステンレス鋼等の、アルカリ耐性を有する剛性の材料を用いることが記載されている。

各極室を構成する導電性の隔壁およびフランジ部の材料としては、アルカリ耐性および導電性の観点からは、ニッケルが最も好ましいと考えられる。しかしながら、ニッケル部材の採用は電解槽のコストを増大させる。電解槽の低コスト化の観点からは、電解槽の構造部材には炭素鋼（例えば軟鋼等。）等の安価な金属材料を用いることが好ましい。しかしながら、本発明者がさらに検討したところ、炭素鋼等の安価な金属材料をフランジ部に採用したアルカリ水電解槽においては、特に陽極室側のフランジ部とガスケットとの間で、電解液およびガスのシール性が低下しやすいことが判明した。この問題は、単にフランジ部の表面にニッケルめっき層を設けることによっては、解決することが困難であった。

本発明は、陽極液および陽極室ガスのシール性の低下を抑制することが可能な、アルカリ水電解槽を提供することを課題とする。

本発明は、次の［１］～［１４］の形態を包含する。
［１］導電性の第１の隔壁と、該第１の隔壁の外周部に設けられた第１のフランジ部とを備え、陽極室を画定する、第１の枠体と、
導電性の第２の隔壁と、該第２の隔壁の外周部に設けられた第２のフランジ部とを備え、陰極室を画定する、第２の枠体と、
前記第１の枠体と前記第２の枠体との間に配置され、前記陽極室と前記陰極室とを区画する、イオン透過性の隔膜と、
前記第１の枠体の第１のフランジ部と、前記第２の枠体の第２のフランジ部との間に挟持され、前記隔膜を保持する、ガスケットと、
前記陽極室内に配置され、前記第１の隔壁と電気的に接続された、陽極と、
前記陰極室内に配置され、前記第２の隔壁と電気的に接続された、陰極と、
を備え、
前記ガスケットは、
前記第１のフランジ部および前記隔膜に接触する、第１のガスケット要素と、
前記第２のフランジ部および前記隔膜に接触する、第２のガスケット要素と
を備え、
前記第１のフランジ部は、前記第１のガスケット要素と接触する、第１のガスケット接触面を備え、
前記第１の枠体は、前記第１のフランジ部の前記第１のガスケット接触面に露出して設けられた、厚さ２７μｍ以上の第１のニッケルめっき層を備え、
前記第１のガスケット接触面の表面粗さが、算術平均粗さＲａとして１０μｍ以下である、アルカリ水電解槽。

［２］前記第１のガスケット接触面の表面粗さが、最大高さＲｚとして４０μｍ以下である、［１］に記載のアルカリ水電解槽。

［３］前記第１のニッケルめっき層が、無電解ニッケルめっき層である、［１］又は［２］に記載のアルカリ水電解槽。

［４］前記第１の枠体が、
少なくとも１つの鋼製の第１の芯材と、
前記第１の芯材の表面に設けられた前記第１のニッケルめっき層と
を含む、［１］～［３］のいずれかに記載のアルカリ水電解槽。

［５］前記第１のニッケルめっき層が、前記第１のガスケット接触面、及び、前記第１の枠体の前記陽極室に面した表面に、連続して設けられている、［１］～［４］のいずれかに記載のアルカリ水電解槽。

［６］前記第１のニッケルめっき層の厚みが、３０～１００μｍである、［１］～［５］のいずれかに記載のアルカリ水電解槽。

［７］前記第１の枠体は、
前記第１の隔壁から前記陽極室に突出して設けられ、前記陽極を支持する、導電性の支持部材
をさらに備える、［１］～［６］のいずれかに記載のアルカリ水電解槽。

［８］前記第２のフランジ部は、前記第２のガスケット要素と接触する、第２のガスケット接触面を備え、
前記第２の枠体は、前記第２のフランジ部の前記第２のガスケット接触面に露出して設けられた、厚さ２７μｍ以上の第２のニッケルめっき層を備え、
前記第２のガスケット接触面の表面粗さが、算術平均粗さＲａとして１０μｍ以下である、［１］～［７］のいずれかに記載のアルカリ水電解槽。

［９］前記第２のガスケット接触面の表面粗さが、最大高さＲｚとして４０μｍ以下である、［８］に記載のアルカリ水電解槽。

［１０］前記第２のニッケルめっき層が、無電解ニッケルめっき層である、［８］又は［９］に記載のアルカリ水電解槽。

［１１］前記第２の枠体が、
少なくとも１つの鋼製の第２の芯材と、
前記第２の芯材の表面に設けられた前記第２のニッケルめっき層と
を含む、［８］～［１０］のいずれかに記載のアルカリ水電解槽。

［１２］前記第２のニッケルめっき層が、前記第２のガスケット接触面、及び、前記第２の枠体の前記陰極室に面した表面に、連続して設けられている、［８］～［１１］のいずれかに記載のアルカリ水電解槽。

［１３］前記第２のニッケルめっき層の厚みが、５０～１００μｍである、［８］～［１２］のいずれかに記載のアルカリ水電解槽。

［１４］前記第２の枠体は、
前記第２の隔壁から前記陰極室に突出して設けられ、前記陰極を支持する、導電性の支持部材
をさらに備える、［１］～［１３］のいずれかに記載のアルカリ水電解槽。

本発明のアルカリ水電解槽によれば、陽極室を画定する第１の枠体が、フランジ部のガスケット接触面に露出して設けられた厚さ２７μｍ以上のニッケルめっき層を備え、該ガスケット接触面の表面粗さが算術平均粗さＲａとして１０μｍ以下であることにより、陽極液および陽極室ガスのシール性の低下を抑制することが可能である。

本発明の一の実施形態に係る電解槽１００を模式的に説明する断面図である。図１から第１の枠体１０を抜き出した図である。図１から第２の枠体２０を抜き出した図である。本発明の他の一の実施形態に係る電解槽２００を模式的に説明する断面図である。図４から第３の枠体２１０を抜き出した図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。なお、図面は必ずしも正確な寸法を反映したものではない。また図では、一部の符号を省略することがある。本明細書においては特に断らない限り、数値Ａ及びＢについて「Ａ～Ｂ」という表記は「Ａ以上Ｂ以下」を意味するものとする。かかる表記において数値Ｂのみに単位を付した場合には、当該単位が数値Ａにも適用されるものとする。また「又は」及び「若しくは」の語は、特に断りのない限り論理和を意味するものとする。また要素Ｅ_１及びＥ_２について「Ｅ_１及び／又はＥ_２」という表記は「Ｅ_１若しくはＥ_２、又はそれらの組み合わせ」を意味するものとし、要素Ｅ_１、…、Ｅ_Ｎ（Ｎは３以上の整数）について「Ｅ_１、…、Ｅ_Ｎ－１、及び／又はＥ_Ｎ」という表記は「Ｅ_１、…、Ｅ_Ｎ－１、若しくはＥ_Ｎ、又はそれらの組み合わせ」を意味するものとする。

図１は、本発明の一の実施形態に係る電解槽１００を模式的に説明する断面図である。電解槽１００は、アルカリ水電解用の電解槽である。図１に示すように、電解槽１００は、陽極室Ａを画定する、第１の枠体１０と；陰極室Ｃを画定する、第２の枠体２０と；第１の枠体１０と第２の枠体２０との間に配置され、陽極室Ａと陰極室Ｃとを区画するイオン透過性の隔膜４０と；第１の枠体１０と第２の枠体２０とに挟持され、隔膜４０の周縁部を保持する、電気絶縁性のガスケット３０と；陽極室Ａに配置され、第１の隔壁１１と電気的に接続された、陽極５０と；陰極室Ｃに配置され、第２の隔壁２１と電気的に接続された、陰極６０と、を備えている。第１の枠体１０は、導電性の第１の隔壁１１と、隔壁１１の外周部に設けられた第１のフランジ部１２とを有する。第２の枠体２０も、導電性の第２の隔壁２１と、隔壁２１の外周部に設けられた第２のフランジ部２２とを有する。隔壁１１、２１は、隣接する電解セル同士を区画し、かつ、隣接する電解セル同士を電気的に直列に接続する。ガスケット３０は、第１のフランジ部１２及び隔膜４０に接触する、第１のガスケット要素３１と、第２のフランジ部２２及び隔膜４０に接触する、第２のガスケット要素３２とを備える。第１のフランジ部１２は、隔壁１１、隔膜４０、及びガスケット要素３１とともに陽極室Ａを画定し、第２のフランジ部２２は、隔壁２１、隔膜４０、及びガスケット要素３２とともに陰極室Ｃを画定する。

第１の枠体１０はさらに、隔壁１１から突き出すように設けられた少なくとも１つの導電性の支持部材（第１の支持部材）１３、１３、…（以下において「支持部材１３」ということがある。）を備え、陽極５０は支持部材１３によって保持されている。支持部材１３は第１の隔壁１１及び陽極５０と電気的に導通している。第２の枠体２０はさらに、隔壁２１から突き出すように設けられた導電性の支持部材（第２の支持部材）２３、２３、…（以下において「支持部材２３」ということがある。）を備え、陰極６０は支持部材２３によって保持されている。支持部材２３は第２の隔壁２１及び陰極６０と電気的に導通している。なお図１には示していないが、第１のフランジ部１２は陽極室Ａに陽極液を供給する陽極液供給流路と、陽極液Ａから陽極液および陽極で発生したガスを回収する陽極液回収流路とを備えている。また第２のフランジ部２２は陰極室Ｃに陰極液を供給する陰極液供給流路と、陰極室Ｃから陰極液および陰極で発生したガスを回収する陰極液回収流路とを備えている。

第１の隔壁１１及び第２の隔壁２１の材質としては、アルカリ耐性を有する剛性の導電性材料を用いることができ、例えばニッケル、鉄等の単体金属；普通鋼（すなわち低炭素鋼および中炭素鋼。）、高炭素鋼等の炭素鋼、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等。）等の鋼、等の金属材料を好ましく採用でき、コスト低減および強度の観点からは炭素鋼、ステンレス鋼等の鋼材を特に好ましく採用できる。
第１のフランジ部１２の材質としては、アルカリ耐性を有する剛性の材料を用いることができ、例えばニッケル、鉄等の単体金属；普通鋼（すなわち低炭素鋼および中炭素鋼。）、高炭素鋼等の炭素鋼、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等。）の鋼、等の金属材料を好ましく採用できる。コスト低減および強度の観点の他、前記したガスケットとの間で、電解液およびガスのシール性が低下する問題が生じ易く、これを防止する本発明の効果がより顕著に発揮され易いことから、炭素鋼、ステンレス鋼等の鋼材を特に好ましく採用でき、炭素鋼が最も好適である。
第２のフランジ部２２の材質としては、アルカリ耐性を有する剛性の材料を用いることができ、例えばニッケル、鉄等の単体金属；普通鋼（すなわち低炭素鋼および中炭素鋼。）、高炭素鋼等の炭素鋼、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等。）の鋼、等の金属材料のほか、強化プラスチック等の非金属材料も用いることができ、コスト低減および強度の観点からは炭素鋼、ステンレス鋼等の鋼材を特に好ましく採用できる。
第１の枠体１０の隔壁１１とフランジ部１２とは溶接や接着等で接合されていてもよく、同一の材料で一体に形成されていてもよい。同様に第２の枠体２０の隔壁２１とフランジ部２２とは溶接や接着等で接合されていてもよく、同一の材料で一体に形成されていてもよい。ただし、極室内部の圧力に対する耐性を高めることが容易である点で、第１の枠体１０の隔壁１１とフランジ部１２とは同一の材料で一体に形成されていることが好ましく、第２の枠体２０の隔壁２１とフランジ部２２とは同一の材料で一体に形成されていることが好ましい。

第１の支持部材１３及び第２の支持部材２３としては、アルカリ水電解槽において導電性リブとして使用可能な支持部材を用いることができる。電解槽１００において、第１の支持部材１３は第１の枠体１０の隔壁１１から立設されており、第２の支持部材２３は第２の枠体２０の隔壁２１から立設されている。第１の支持部材１３が陽極５０を第１の枠体１０に対して固定および保持できる限りにおいて、第１の支持部材１３の接続方法、形状、数、及び配置は特に制限されない。また第２の支持部材２３が陰極６０を第２の枠体２０に対して固定および保持できる限りにおいて、第２の支持部材２３の接続方法、形状、数、及び配置も特に制限されない。
第１の支持部材１３及び第２の支持部材２３の材質としては、アルカリ耐性を有する剛性の導電性材料を用いることができ、例えばニッケル、鉄等の単体金属；普通鋼（すなわち低炭素鋼および中炭素鋼。）、高炭素鋼等の炭素鋼、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等。）の鋼、等の金属材料を好ましく採用でき、コスト低減および強度の観点からは炭素鋼、ステンレス鋼等の鋼材を特に好ましく採用できる。

アルカリ水電解槽の陽極室側において、フランジ部のガスケット接触面に単にニッケルめっき層を設けただけでは、フランジ部のガスケット接触面におけるニッケル腐食の進行による陽極液および陽極室ガスのシール性の低下を防ぐことができない理由について、本発明者は次のように考察している。アルカリ水電解槽の陽極室及び陰極室中の各極液の極性は、強アルカリ域である。このようなアルカリ水は、溶存酸素ガス（Ｏ_２）の還元反応をカソード（局部電池の正極）反応として、鉄等の卑金属に対して腐食性を示す。フランジ部のガスケット接触面は通常、目視では十分に平滑に見えるが、微視的には凹凸が残存しており、フランジ部がガスケットとともに締結された際には、ガスケット接触面の凹部とガスケットとの間に、アルカリ水が浸入することが可能な微細なトンネル状の流路が形成されると考えられる。アルカリ水が金属製のフランジ部のガスケット接触面とガスケットとの間に浸入すると、ガスケット接触面の金属を腐食（イオン化）させ得る。金属腐食が起きた箇所には微細なポケットが発生し、このポケットに既存の微細なトンネル状の流路を通じてさらにアルカリ水が流入して金属腐食を拡大させることにより、微細なトンネル状の流路が拡大および／または進展する悪循環になると考えられる。このトンネル状の流路が十分に発達すると、フランジ部のガスケット接触面の外周部までアルカリ水、及び、夥しい場合にはガスが浸透することが可能になり、電解液およびガスのシール性が低下すると考えられる。

ニッケルはアルカリ水に対して十分な耐腐食性を有している。したがって、フランジ部が鉄等の卑金属（例えば炭素鋼等。）で形成されている場合であっても、フランジ部のガスケット接触面にニッケルめっきが施されている場合には、仮にフランジ部のガスケット接触面に微細な凹凸が残存しており、ガスケットとの間に微細なトンネルが形成されたとしても、アルカリ水による金属腐食が拡大することは避けられるので、電解液およびガスのシール性は維持されると考えられる。その目的において、ニッケルめっき層の厚さは２～１０μｍもあれば十分であり、これを超えて厚いニッケルめっき層を設けても単に不経済と考えられる。しかしながら、アルカリ水電解槽の陽極室においては、金属製のフランジ部が酸化的電位に置かれること、及び、酸素ガスが多量に発生することが問題になり得る。

特に、アルカリ水電解槽の陰極室で発生するガスは水素ガスであり、陰極室は還元的雰囲気で満たされるのに対して、陽極室で発生するガスは酸素ガスであり、陽極室は酸化的雰囲気で満たされるとともに、陽極液にも酸素ガスが飽和レベルまで溶解する。酸素発生反応電位の付近では熱力学的にニッケル金属の酸化反応が進行する（下記式（１）又は（２））。水酸化ニッケル（ＩＩ）は非酸化的条件下ではアルカリ水溶液中で安定であるが、電位および酸素ガス活量等の条件に応じてニッケルの酸化がさらに進行し得る（例えば下記式（３）～（６））。
Ｎｉ＋２ＯＨ^－→Ｎｉ（ＯＨ）_２＋２ｅ^－ …（１）
Ｎｉ＋（１／２）Ｏ_２＋Ｈ_２Ｏ→Ｎｉ（ＯＨ）_２ …（２）
Ｎｉ（ＯＨ）_２＋ＯＨ^－→ＮｉＯＯＨ＋Ｈ_２Ｏ＋ｅ^－ …（３）
２Ｎｉ（ＯＨ）_２＋（１／２）Ｏ_２→２ＮｉＯＯＨ＋Ｈ_２Ｏ …（４）
ＮｉＯＯＨ＋ＯＨ^－→ＮｉＯ_２＋Ｈ_２Ｏ＋ｅ^－ …（５）
２ＮｉＯＯＨ＋（１／２）Ｏ_２→２ＮｉＯ_２＋Ｈ_２Ｏ …（６）
このようなニッケルの酸化反応は、主としてニッケルの表面及びその近傍で進行する。一般に、酸化物皮膜／雰囲気ガス界面では、ガス流れが十分であれば、酸化物からの酸素の解離圧は雰囲気の酸素分圧に等しくなる。雰囲気の酸素分圧が解離圧より高ければ金属は酸化され、解離圧未満であれば酸化物は還元される。酸化物皮膜中では酸素分圧の勾配が生じ、酸化物皮膜の深部ほど分圧が低下する。金属／酸化物界面で熱力学平衡が成立していると仮定すると、系は金属と酸化物とが共存する平衡状態とみなせるので、酸素分圧は解離圧に等しくなる。したがって酸化物皮膜に接する相中の酸素ガスの活量が高いほど、金属／酸化物平衡は酸化物の側に傾いて酸化物皮膜は厚くなると考えられる。これらのニッケルの酸化反応は可逆反応であるので、アルカリ水電解槽の運転が停止された際には、ニッケルの酸化反応の逆反応（還元反応）が進行し得る。陽極室から酸素ガスが回収されることによる陽極室中の酸素ガス活量の低下も、該逆反応を後押しすると考えられる。ニッケル表面及びその近傍でのニッケルの酸化反応およびその逆反応は、結晶構造の変化を通じて、ニッケル表面及びその近傍での局所的な応力変化をもたらし得る。ニッケル表面及びその近傍におけるニッケルの酸化反応及びその逆反応の繰り返しは、局所的な応力変化の繰り返しを通じて、ニッケルめっき皮膜の劣化を促進し得る。この問題は、アルカリ水電解槽の運転及び停止が頻繁に繰り返される条件において特に顕著になり得る。そのような運転条件の例としては、アルカリ水電解槽の電流源として、再生可能エネルギー（例えば太陽光発電、風力発電、潮力発電等。）等の不安定電源が、二次電池等で安定化されることなく用いられる場合を挙げることができる。ニッケルめっき皮膜が劣化すると、表面の凹凸も進展し、これが究極的にはフランジ部とガスケットとの間の電解液およびガスのシール性を低下させると考えられる。

本発明者は、陽極室側のフランジ部のガスケット接触面に露出するように、厚さ２７μｍ以上のニッケルめっき層を設けるとともに、該ガスケット接触面の表面粗さを、算術平均粗さＲａとして１０μｍ以下とすることにより、アルカリ水電解槽の陽極室側という金属腐食について厳しい条件下においても、電解液およびガスのシール性の低下を抑制できることを見出した。

図２は、図１から第１の枠体１０のみを抜き出した図である。図２において、図１に既に表れた要素には図１における符号と同一の符号を付し、説明を省略することがある。第１のフランジ部１２は、第１のガスケット要素３１（図１参照。）と接触する、第１のガスケット接触面１２ｅを有する。第１の枠体１０は、第１のフランジ部１２の第１のガスケット接触面１２ｅに露出して設けられた、第１のニッケルめっき層１４を備えている。第１のニッケルめっき層１４の、第１のガスケット接触面１２ｅにおける厚さは、陽極液および陽極室ガスのシール性の低下を抑制する観点、及び、酸素ガス活量の高いアルカリ水中での耐腐食性を長期にわたって高める観点から、２７μｍ以上であり、より好ましくは３０μｍ以上である。当該厚さの上限は特に制限されるものではないが、製造コストの観点から例えば１００μｍ以下であり得る。

陽極液および陽極室ガスのシール性の低下を抑制する観点、及び、酸素ガス活量の高いアルカリ水中での耐腐食性を長期にわたって高める観点から、第１のガスケット接触面１２ｅの表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１に規定の算術平均粗さＲａとして１０μｍ以下であり、好ましくは９μｍ以下、又は８μｍ以下である。当該算術平均粗さＲａの下限は特に制限されるものではないが、ガスケットの固定の安定性及び製造コストの観点からは、一の実施形態において１μｍ以上、又は２μｍ以上であり得る。一の実施形態において、当該算術平均粗さＲａは、１～１０μｍ、又は１～９μｍ、又は１～８μｍであり得る。

陽極液および陽極室ガスのシール性の低下をさらに抑制する観点、及び、酸素ガス活量の高いアルカリ水中での耐腐食性をさらに高める観点から、第１のガスケット接触面１２ｅの表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１に規定の最大高さＲｚとして、好ましくは４０μｍ以下、より好ましくは３５μｍ以下である。当該最大高さＲｚの下限は特に制限されるものではないが、製造コストの観点からは、一の実施形態において２μｍ以上、又は４μｍ以上、又は６μｍ以上、又は８μｍ以上であり得る。一の実施形態において、当該最大高さＲｚは、２～４０μｍ、又は４～４０μｍ、又は６～４０μｍであり得る。

電解槽１００において、第１のニッケルめっき層１４は、第１のガスケット接触面１２ｅ、及び、第１の枠体１０の陽極室Ａに面した表面に、連続して設けられている。第１の枠体１０が陽極室Ａに面した表面にもこのような厚いニッケルめっき層を備えることにより、陽極室の酸素ガス雰囲気および酸素ガス飽和アルカリ水中での耐腐食性を長期にわたる使用に十分な水準まで安価に高めることが可能になる。陽極室の酸素ガス雰囲気および酸素ガス飽和アルカリ水中での耐腐食性をさらに高める観点からは、第１の枠体１０の陽極室Ａに面した表面におけるニッケルめっき層の厚さは、好ましくは２７μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上、特に好ましくは５０μｍ以上である。第１の枠体１０の陽極室Ａに面した表面におけるニッケルめっき層の厚さの上限は特に制限されるものではないが、コストの観点から好ましくは例えば１００μｍ以下であり得る。第１の枠体１０の陽極室Ａに面した表面におけるニッケルめっき層は、第１の枠体１０の陽極室Ａに面した表面の全体に設けられていてもよく、接液部のみに設けられていてもよい。

一の好ましい実施形態において、第１の枠体１０は、少なくとも１つの鋼製の芯材１０ａと、該芯材１０ａの表面に設けられた第１のニッケルめっき層１４とを含む。電解槽１００において、鋼製の芯材１０ａは、隔壁１１を構成する鋼製の芯材１１ａと、フランジ部１２を構成する鋼製の芯材１２ａと、支持部材１３を構成する鋼製の芯材１３ａとを含む。第１のニッケルめっき層１４は、少なくともフランジ部１２のガスケット接触面１２ｅに露出するように設けられ、さらに第１のガスケット接触面１２ｅから連続して、芯材１０ａのうち陽極室に面した表面全体に設けられていてもよく、芯材１０ａの表面全体に設けられていてもよい。

一の実施形態において、このような第１の枠体１０は、隔壁１１を構成する鋼製の芯材１１ａ及びフランジ部１２を構成する鋼製の芯材１２ａにニッケルめっきを施すことにより製造することができる。隔壁１１を構成する鋼製の芯材１１ａとフランジ部１２を構成する鋼製の芯材１２ａとを含む一体の芯材にニッケルめっきを施してもよく、隔壁１１を構成する鋼製の芯材１１ａ及びフランジ部１２を構成する鋼製の芯材１２ａにそれぞれ別個にニッケルめっきを施してから両者を接合してもよい。また第１の枠体１０が支持部材１３を備える場合、隔壁１１を構成する鋼製の芯材１１ａと支持部材１３を構成する鋼製の芯材１３ａとを含み、任意的にフランジ部１２を構成する鋼製の芯材１２ａをさらに含む一体の芯材にニッケルめっきを施してもよく、支持部材１３を構成する鋼製の芯材１３ａに別個にニッケルめっきを施してから芯材１３ａとニッケルめっき層とを備える支持部材１３を隔壁１１に接合してもよい。なお上記の通り、第１のフランジ部１２は陽極室Ａに陽極液を供給する陽極液供給流路（不図示）と、陽極液Ａから陽極液および陽極で発生したガスを回収する陽極液回収流路（不図示）とを備えている。フランジ部１２が鋼製の芯材１２ａを備える場合、フランジ部１２に備えられる陽極液供給流路および陽極液回収流路の内表面にも上記ニッケルめっき層１４が設けられることが好ましい。該ニッケルめっき層１４はフランジ部１２に備えられる陽極液供給流路および陽極液回収流路の内表面の少なくとも接液部に設けられることが好ましく、当該内表面の全体に設けられていてもよい。

図３は、図１から第２の枠体２０のみを抜き出した図である。図３において、図１～２に既に表れた要素には図１～２における符号と同一の符号を付し、説明を省略することがある。第２のフランジ部２２は、第２のガスケット要素３２（図１参照。）と接触する、第２のガスケット接触面２２ｅを有する。第２の枠体２０は、第２のフランジ部２２の第２のガスケット接触面２２ｅに露出して設けられた、第２のニッケルめっき層２４を備えている。第２のニッケルめっき層２４の、第２のガスケット接触面２２ｅにおける厚さは、陰極液および陰極室ガスのシール性の低下を抑制する観点から、好ましくは２７μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上である。当該厚さの上限は特に制限されるものではないが、製造コストの観点から例えば１００μｍ以下であり得る。

陰極液および陰極室ガスのシール性の低下を抑制する観点から、第２のガスケット接触面２２ｅの表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１に規定の算術平均粗さＲａとして好ましくは１０μｍ以下であり、より好ましくは９μｍ以下、又は８μｍ以下である。当該算術平均粗さＲａの下限は特に制限されるものではないが、ガスケットの固定の安定性及び製造コストの観点からは、一の実施形態において１μｍ以上、又は２μｍ以上であり得る。一の実施形態において、当該算術平均粗さＲａは、１～１０μｍ、又は１～９μｍ、又は１～８μｍであり得る。

陰極液および陰極室ガスのシール性の低下をさらに抑制する観点から、第２のガスケット接触面２２ｅの表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１に規定の最大高さＲｚとして、好ましくは４０μｍ以下、より好ましくは３５μｍ以下である。当該最大高さＲｚの下限は特に制限されるものではないが、製造コストの観点からは、一の実施形態において２μｍ以上、又は４μｍ以上、又は６μｍ以上、又は８μｍ以上であり得る。一の実施形態において、当該最大高さＲｚは、２～４０μｍ、又は４～４０μｍ、又は６～４０μｍであり得る。

電解槽１００において、第２のニッケルめっき層２４は、第２のガスケット接触面２２ｅ、及び、第２の枠体２０の陰極室Ｃに面した表面に、連続して設けられている。第２の枠体２０が陰極室Ｃに面した表面にもニッケルめっき層を備えることにより、陰極室のアルカリ条件下での耐腐食性を十分な水準まで高めることが可能になる。第２の枠体２０の陰極室Ｃに面した表面において、ニッケルめっき層は、陰極室のアルカリ条件に耐えることが可能な耐腐食性をもたらす厚さを有する。その厚さは２μｍもあれば十分であり、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２７μｍ以上、一の実施形態において３０μｍ以上であり得る。第２の枠体２０の陰極室Ｃに面した表面におけるニッケルめっき層の厚さの上限は特に制限されるものではないが、コストの観点から好ましくは例えば１００μｍ以下であり得る。第２の枠体２０の陰極室Ｃに面した表面におけるニッケルめっき層は、第２の枠体２０の陰極室Ｃに面した表面の全体に設けられていてもよく、接液部のみに設けられていてもよい。

一の好ましい実施形態において、第２の枠体２０は、少なくとも１つの鋼製の芯材２０ａと、該芯材２０ａの表面に設けられた第２のニッケルめっき層２４とを含む。電解槽１００において、鋼製の芯材２０ａは、隔壁２１を構成する鋼製の芯材２１ａと、フランジ部２２を構成する鋼製の芯材２２ａと、支持部材２３を構成する鋼製の芯材２３ａとを含む。第２のニッケルめっき層２４は、少なくともフランジ部２２のガスケット接触面２２ｅに露出するように設けられ、さらに第２のガスケット接触面２２ｅから連続して、芯材２０ａのうち陰極室に面した表面全体に設けられていてもよく、芯材２０ａの表面全体に設けられていてもよい。

一の実施形態において、このような第２の枠体２０は、隔壁２１を構成する鋼製の芯材２１ａ及びフランジ部２２を構成する鋼製の芯材２２ａにニッケルめっきを施すことにより製造することができる。隔壁２１を構成する鋼製の芯材２１ａとフランジ部２２を構成する鋼製の芯材２２ａとを含む一体の芯材にニッケルめっきを施してもよく、隔壁２１を構成する鋼製の芯材２１ａ及びフランジ部２２を構成する鋼製の芯材２２ａにそれぞれ別個にニッケルめっきを施してから両者を接合してもよい。また第２の枠体２０が支持部材２３を備える場合、隔壁２１を構成する鋼製の芯材２１ａと支持部材２３を構成する鋼製の芯材２３ａとを含み、任意的にフランジ部２２を構成する鋼製の芯材２２ａをさらに含む一体の芯材にニッケルめっきを施してもよく、支持部材２３を構成する鋼製の芯材２３ａに別個にニッケルめっきを施してから芯材２３ａとニッケルめっき層とを備える支持部材２３を隔壁２１に接合してもよい。なお上記の通り、第２のフランジ部２２はまた、陰極室Ｃに陰極液を供給する陰極液供給流路（不図示）と、陰極室Ｃから陰極液および陰極で発生したガスを回収する陰極液回収流路（不図示）とを備えている。フランジ部２２が鋼製の芯材２２ａを備える場合、フランジ部２２に備えられる陰極液供給流路および陰極液回収流路の内表面にも上記ニッケルめっき層２４が設けられることが好ましい。該ニッケルめっき層２４はフランジ部２２に備えられる陰極液供給流路および陰極液回収流路の内表面の少なくとも接液部に設けられることが好ましく、当該内表面の全体に設けられていてもよい。

他の一の実施形態において、第２の枠体２０は、隔壁２１を構成する鋼製の芯材２１ａにニッケルめっきを施した後、芯材２１ａ及びニッケルめっき層を備える隔壁２１と非金属材料で構成されたフランジ部２２とを接合することにより製造することができる。第２の枠体２０が支持部材２３を備える場合、隔壁２１を構成する鋼製の芯材２１ａと支持部材２３を構成する鋼製の芯材２３ａとを含む一体の芯材にニッケルめっきを施してもよく、隔壁２１を構成する鋼製の芯材２１ａ及び支持部材２３を構成する鋼製の芯材２３ａにそれぞれ別個にニッケルめっきを施してから両者を接合してもよい。

第１の枠体１０に第１のニッケルめっき層１４を設けるにあたっては、公知のニッケルめっき方法を採用できる。金属製の芯材に対するニッケルめっきは電解めっきにより行ってもよく、無電解めっきにより行ってもよい。ただし、電解めっきは一般に表面が粗くなるところ、無電解めっきは、本発明における上記算術平均粗さＲａの要件を満足する表面を得やすい。このため、陽極液および陽極室ガスのシール性の低下を抑制する観点、及び、酸素ガス活量の高いアルカリ水中での耐腐食性を高める観点からは、無電解ニッケルめっきを好ましく採用できる。無電解ニッケルめっきは公知のプロセスにより行うことができる。例えば、金属製の芯材に対し、酸洗処理工程、脱脂処理工程、電解脱脂処理工程、酸活性工程、無電解ニッケルめっき析出工程、及びめっき後熱処理工程を上記順に行うことにより、金属製の芯材の表面に無電解ニッケルめっき層を形成できる。無電解ニッケルめっきは無電解ニッケル－リンめっきであってもよく、無電解ニッケル－ホウ素めっきであってもよいが、陽極液および陽極室ガスのシール性の低下をさらに抑制する観点、及び、酸素ガス活量の高いアルカリ水中での耐腐食性をさらに高める観点からは、無電解ニッケル－リンめっきが好ましい。無電解ニッケルめっき層１４中のリン含有量は、通常１～１３質量％であり、一の実施形態において１質量％以上５質量％未満、又は５質量％以上１０質量％未満、又は１０質量％以上１３質量％以下であり得る。陽極液および陽極室ガスのシール性の低下をさらに抑制する観点、及び、酸素ガス活量の高いアルカリ水中での耐腐食性をさらに高める観点からは、無電解ニッケルめっき層１４中のリン含有量は、好ましくは５～１３質量％であり、一の実施形態において５質量％以上１０質量％未満であり得る。特に第１のガスケット接触面１２ｅ及び第１の枠体１０の陽極室Ａに面した表面に連続して第１のニッケルめっき層１４を設ける場合には、さらに電解槽１００の電気抵抗を低減してエネルギー効率を高める観点から、無電解ニッケルめっき層１４中のリン含有量は、好ましくは５質量％以上１０質量％未満である。

第２の枠体２０に第２のニッケルめっき層２４を設けるにあたっては、公知のニッケルめっき方法を採用できる。金属製の芯材に対するニッケルめっきは電解めっきにより行ってもよく、無電解めっきにより行ってもよい。ただし、陰極液および陰極室ガスのシール性の低下をさらに抑制する観点、及び、アルカリ水中での耐腐食性をさらに高める観点からは、無電解ニッケルめっきを好ましく採用できる。無電解ニッケルめっきは公知のプロセスにより行うことができる。例えば、金属製の芯材に対し、酸洗処理工程、脱脂処理工程、電解脱脂処理工程、酸活性工程、無電解ニッケルめっき析出工程、及びめっき後熱処理工程を上記順に行うことにより、金属製の芯材の表面に無電解ニッケルめっき層を形成できる。無電解ニッケルめっきは無電解ニッケル－リンめっきであってもよく、無電解ニッケル－ホウ素めっきであってもよいが、陰極液および陰極室ガスのシール性の低下をさらに抑制する観点、及び、アルカリ水中での耐腐食性をさらに高める観点からは、無電解ニッケル－リンめっきが好ましい。無電解ニッケルめっき層２４中のリン含有量は、通常１～１３質量％であり、一の実施形態において１質量％以上５質量％未満、又は５質量％以上１０質量％未満、又は１０質量％以上１３質量％以下であり得る。陰極液および陰極室ガスのシール性の低下をさらに抑制する観点、及び、アルカリ水中での耐腐食性をさらに高める観点からは、無電解ニッケルめっき層２４中のリン含有量は、好ましくは５～１３質量％であり、一の実施形態において５質量％以上１０質量％未満であり得る。特に第２のガスケット接触面２２ｅ及び第２の枠体２０の陽極室Ａに面した表面に連続して第２のニッケルめっき層２４を設ける場合には、さらに電解槽１００の電気抵抗を低減してエネルギー効率を高める観点から、無電解ニッケルめっき層２４中のリン含有量は、好ましくは５質量％以上１０質量％未満である。

ガスケット３０（図１参照。）としては、アルカリ水電解用の電解槽に使用可能であり、電気絶縁性を有するガスケットを特に制限なく用いることができる。図１にはガスケット３０の断面が表れている。ガスケット３０は平坦な形状を有し、隔膜４０の周縁部を挟持する一方で、第１のフランジ部１２と第２のフランジ部２２との間に挟持される。ガスケット３０は、第１のフランジ部１２及び隔膜４０に接触する、第１のガスケット要素３１と、第２のフランジ部２２及び隔膜４０に接触する、第２のガスケット要素３２とを備える。一の実施形態において、第１のガスケット要素３１と第２のガスケット要素３２とは、分離した別個のガスケット要素である。他の実施形態において、第１のガスケット要素３１と第２のガスケット要素３２とは、外縁部で接合されて一体のガスケットを形成していてもよい。そのような一体型のガスケットによれば、電解液およびガスのシール性をさらに高めることが可能になる。ガスケット３０は、耐アルカリ性を有するエラストマーによって形成されていることが好ましい。ガスケット３０の材料の例としては、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴム（ＳＲ）、エチレン－プロピレンゴム（ＥＰＴ）、エチレン－プロピレン－ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、フッ素ゴム（ＦＲ）、イソブチレン－イソプレンゴム（ＩＩＲ）、ウレタンゴム（ＵＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）等のエラストマーを挙げることができる。また、アルカリ耐性を有しないガスケット材料を使用する場合、該ガスケット材料の表面に耐アルカリ性を有する材料の層を被覆等により設けても良い。

隔膜４０としては、アルカリ水電解用の電解槽に使用可能なイオン透過性の隔膜を特に制限なく用いることができる。隔膜４０は、ガス透過性が低く、電気伝導度が小さく、強度が高いことが望ましい。隔膜４０の例としては、アスベストや変性アスベストからなる多孔質膜、ポリスルホン系ポリマーを用いた多孔質隔膜、ポリフェニレンスルファイド繊維を用いた布、フッ素系多孔質膜、無機系材料と有機系材料との両方を含むハイブリッド材料を用いた多孔質膜等の多孔質隔膜を挙げることができる。またこれらの多孔質隔膜以外にも、フッ素系等のイオン交換膜を隔膜４０として用いることも可能である。

陽極５０としては、アルカリ水電解用の電解槽に使用可能な陽極を特に制限なく用いることができる。陽極５０は通常、導電性基材と、該基材の表面を被覆する触媒層とを備える。触媒層は多孔質であることが好ましい。陽極５０の導電性基材としては、例えば、ニッケル、ニッケル合金、ニッケル鉄、バナジウム、モリブデン、銅、銀、マンガン、白金族元素、黒鉛、若しくはクロム、又はそれらの組み合わせを用いることができる。陽極５０においてはニッケルからなる導電性基材を好ましく用いることができる。触媒層は元素としてニッケルを含む。触媒層は、酸化ニッケル、金属ニッケル、若しくは水酸化ニッケル、又はそれらの組み合わせを含むことが好ましく、ニッケルと他の１種以上の金属との合金を含んでもよい。触媒層は金属ニッケルからなることが特に好ましい。なお、触媒層は、クロム、モリブデン、コバルト、タンタル、ジルコニウム、アルミニウム、亜鉛、白金族元素、もしくは希土類元素、またはそれらの組み合わせをさらに含んでもよい。触媒層の表面に、ロジウム、パラジウム、イリジウム、若しくはルテニウム、又はそれらの組み合わせが追加的な触媒としてさらに担持されていてもよい。陽極５０の導電性基材は剛性の基材であってもよく、可撓性の基材であってもよい。陽極５０を構成する剛性の導電性基材としては、例えばエキスパンドメタル、パンチドメタル等を挙げることができる。また陽極５０を構成する可撓性の導電性基材としては、例えば金属ワイヤーで織った（又は編んだ）金網等を挙げることができる。

陰極６０としては、アルカリ水電解用の電解槽に使用可能な陰極を特に制限なく用いることができる。陰極６０は通常、導電性基材と、該基材の表面を被覆する触媒層とを備える。陰極６０の導電性基材としては、例えば、ニッケル、ニッケル合金、ステンレススチール、軟鋼、ニッケル合金、又は、ステンレススチール若しくは軟鋼の表面にニッケルめっきを施したものを好ましく採用できる。陰極６０の触媒層としては、貴金属酸化物、ニッケル、コバルト、モリブデン、若しくはマンガン、若しくはそれらの酸化物、又は貴金属酸化物からなる触媒層を好ましく採用できる。陰極６０を構成する導電性基材は例えば剛性の基材であってもよく、可撓性の基材であってもよい。陰極６０を構成する剛性の導電性基材としては、例えばエキスパンドメタル、パンチドメタル等を挙げることができる。また陰極６０を構成する可撓性の導電性基材としては、例えば金属ワイヤーで織った（又は編んだ）金網等を挙げることができる。

電解槽１００によれば、陽極室Ａを画定する第１の枠体１０が、第１のフランジ部１２のガスケット接触面１２ｅに露出して設けられた厚さ２７μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上の第１のニッケルめっき層１４を備え、該ガスケット接触面１２ｅの表面粗さが算術平均粗さＲａとして１０μｍ以下であることにより、陽極液および陽極室ガスのシール性の低下を抑制することが可能である。

本発明に関する上記説明では、陽極５０と隔膜４０との間、及び、陰極６０と隔膜４０との間に隙間がある形態の電解槽１００を例に挙げたが、本発明は当該形態に限定されない。例えば、剛性の陰極６０に代えて柔軟な陰極が陰極室に備えられ、支持部材２３に保持された陰極集電体と、陰極集電体と隔膜４０との間に配置され陰極集電体に支持された導電性の弾性体と、該弾性体と隔膜４０との間に配置された柔軟な陰極とを備え、弾性体が柔軟な陰極を隔膜４０及び陽極５０に向けて押し付けることにより、柔軟な陰極と隔膜４０とが直接に接触するとともに、隔膜４０と陽極５０とが直接に接している形態の、いわゆるゼロギャップ型のアルカリ水電解槽とすることも可能である。

本発明に関する上記説明では、第１のニッケルめっき層１４が、第１のガスケット接触面１２ｅ、及び、第１の枠体１０の陽極室Ａに面した表面に連続して設けられている形態の電解槽１００を例に挙げたが、本発明は当該形態に限定されない。例えば、第１の枠体１０において、第１のガスケット接触面１２ｅのみにニッケルめっき層が設けられている形態のアルカリ水電解槽とすることも可能である。また例えば、第１のニッケルめっき層１４が第１のガスケット接触面１２ｅに露出して設けられているとともに、第１のニッケルめっき層１４と連続していない第３のニッケルめっき層が、第１の枠体１０の陽極室Ａに面した表面に設けられている形態のアルカリ水電解槽とすることも可能である。

本発明に関する上記説明では、第２のニッケルめっき層２４が、第２のガスケット接触面２２ｅ、及び、第２の枠体２０の陰極室Ｃに面した表面に連続して設けられている形態の電解槽１００を例に挙げたが、本発明は当該形態に限定されない。例えば、第２の枠体２０において、第２のガスケット接触面２２ｅのみにニッケルめっき層が設けられている形態のアルカリ水電解槽とすることも可能である。また例えば、第２のニッケルめっき層２４が第２のガスケット接触面２２ｅに露出して設けられているとともに、第２のニッケルめっき層２４と連続していない第４のニッケルめっき層が、第２の枠体の陽極室Ｃに面した表面に設けられている形態のアルカリ水電解槽とすることも可能である。

本発明に関する上記説明では、陰極室Ｃを画定する第２の枠体２０が、第２のガスケット接触面２２ｅに露出して設けられた第２のニッケルめっき層２４を備える形態の電解槽１００を例に挙げたが、本発明は当該形態に限定されない。例えば、第２の枠体２０が第２のガスケット接触面２２ｅにニッケルめっき層を備えない形態のアルカリ水電解槽とすることも可能である。

本発明に関する上記説明では、第１の枠体１０が、第１の隔壁１１から陽極室Ａに突出して設けられ、陽極５０を支持する導電性の支持部材１３を備える形態の電解槽１００を例に挙げたが、本発明は当該形態に限定されない。例えば、支持部材１３を備えない形態のアルカリ水電解槽とすることも可能である。そのようなアルカリ水電解槽の例としては、導電性の支持部材１３に代えて、第１の隔壁１１と陽極５０との間に配置された第１の導電性の弾性体を備え、該第１の導電性の弾性体が、陽極５０を背後から隔膜４０に向けて押し付けている形態のアルカリ水電解槽を挙げることができる。

本発明に関する上記説明では、第２の枠体２０が、第２の隔壁２１から陰極室Ｃに突出して設けられ、陰極６０を支持する導電性の支持部材２３を備える形態の電解槽１００を例に挙げたが、本発明は当該形態に限定されない。例えば、支持部材２３を備えない形態のアルカリ水電解槽とすることも可能である。そのようなアルカリ水電解槽の例としては、導電性の支持部材１３に代えて、第２の隔壁２１と陰極６０との間に配置された第２の導電性の弾性体を備え、該第２の導電性の弾性体が、陰極６０を背後から隔膜４０に向けて押し付けている形態のアルカリ水電解槽を挙げることができる。

本発明に関する上記説明では、単一のセルからなる形態の電解槽１００を例に挙げたが、本発明は当該形態に限定されない。例えば、第１の枠体１０によって画定される陽極室Ａ及び第２の枠体２０によって画定される陰極室Ｃの組によって構成された電解セルが複数直列に接続された形態の電解槽とすることも可能である。また例えば、第１の枠体１０のフランジ部１２は隔壁１１の反対側（図１における紙面右側）にも延在して、隔壁１１とともに隣接する電解セルの陰極室をさらに画定してもよく、また第２の枠体２０のフランジ部２２は隔壁２１の反対側（図１における紙面左側）にも延在して、隔壁２１とともに隣接する電解セルの陽極室をさらに画定してもよい。図４は、そのような他の一の実施形態に係るアルカリ水電解槽２００（以下において「電解槽２００」ということがある。）を模式的に説明する図である。図４において、図１～３に既に表れた要素には図１～３における符号と同一の符号を付し、説明を省略することがある。電解槽２００は、陽極室Ａ１及び陰極室Ｃ１からなる電解セルと、陽極室Ａ２及び陰極室Ｃ２からなる電解セルとが直列に接続された構造を有するアルカリ水電解槽である。電解槽２００は、陽極端子に接続され、陽極室Ａ１を画定する第１の枠体１０と；陰極端子に接続され、陰極室Ｃ２を画定する第２の枠体２０と；第１の枠体１０と第２の枠体２０との間に配置された、少なくとも１つの第３の枠体２１０と；それぞれ複数のガスケット３０、隔膜４０、陽極５０、及び陰極６０と、を備える。隔膜４０は、第１の枠体１０と、これに隣接する第３の枠体２１０との間、第２の枠体２０と、これに隣接する第３の枠体２１０との間、及び、第３の枠体２１０が複数存在する場合には隣接する２つの第３の枠体２１０の間に配置され、それぞれガスケット３０に挟持されている。第１の枠体１０と第３の枠体２１０とによって陽極室Ａ１及び陰極室Ｃ１が画定され、第３の枠体２１０と第２の枠体２０とによって陽極室Ａ２及び陰極室Ｃ２が画定されている。陽極室Ａ１及びＡ２のそれぞれに陽極５０が配置され、陰極室Ｃ１及びＣ２のそれぞれに陰極６０が配置されている。

第１の枠体１０及び第２の枠体２０は、それぞれ、上記説明した電解槽１００（図１）における第１の枠体１０（図２）及び第２の枠体２０（図４）と同一の構成を有する。第１の枠体１０の隔壁１１が陽極端子に接続されており、第２の枠体２０の隔壁２１が陰極端子に接続されている。また第１の枠体１０が画定する陽極室Ａ１において陽極５０は支持部材１３に保持されており、第２の枠体２０が画定する陰極室Ｃ２において陰極２０は支持部材２３に保持されている点についても上記同様である。

第３の枠体２１０は、第１の枠体１０と第２の枠体２０とが一体となった構造を有する、複極式電解エレメントである。すなわち、第３の枠体２１０は、導電性の隔壁２１１と、隔壁２１１の外周部から第２の枠体２０側（図４の紙面左側）に延在する第１のフランジ部２１２と、隔壁２１１の外周部から第１の枠体１０側（図４の紙面右側）に延在する第２のフランジ部２２２と、を備える。第３の枠体２１０において、第１のフランジ部２１２と第２のフランジ部２２２とは一体に形成されている。第３の枠体２１０において、隔壁２１１の第１の枠体１０側（図４の紙面右側）には導電性の支持部材（第２の支持部材）２２３が隔壁２１１から突出して設けられている。支持部材２２３は陰極室Ｃ１において陰極６０を保持しており、陰極室Ｃ１に配置された陰極６０及び隔壁２１１と電気的に導通している。第３の枠体２１０において、隔壁２１１の第２の枠体２０側（図４の紙面左側）には導電性の支持部材（第１の支持部材）２１３が隔壁２１１から突出して設けられている。支持部材２１３は陽極室Ａ２において陽極５０を保持しており、陽極室Ａ２に配置された陽極５０及び第３の枠体２１０の隔壁２１１と電気的に導通している。隔壁２１１、第１の支持部材２１３、及び第２の支持部材２２３の構成は、電解槽１００（図１）に関連して上記説明した隔壁１１、第１の支持部材１３、及び第２の支持部材２３と同様である。第１のフランジ部２１２及び第２のフランジ部２２２の構成は、第１のフランジ部２１２と第２のフランジ部２２２とが一体に形成されているほかは、電解槽１００（図１）に関連して上記説明した第１のフランジ部１２及び第２のフランジ部２２とそれぞれ同様である。第３の枠体２１０の第１のフランジ部２１２は、隔壁２１１、隔膜４０、及び第１のガスケット要素３１とともに陽極室Ａ２を画定しており、第３の枠体２１０の第２のフランジ部２２２は、隔壁２１１、隔膜４０、及び第２のガスケット要素３２とともに陰極室Ｃ１を画定している。

図５は、図４から第３の枠体２１０のみを抜き出した図である。図５において、図１～４に既に表れた要素には図１～４における符号と同一の符号を付し、説明を省略することがある。第３の枠体２１０の第１のフランジ部２１２は、第１のガスケット要素３１（図１参照。）と接触する、第１のガスケット接触面２１２ｅを有する。第３の枠体２１０は、第１のフランジ部２１２の第１のガスケット接触面２１２ｅに露出して設けられた、第１のニッケルめっき層２１４を備えている。第１のニッケルめっき層２１４の、第１のガスケット接触面２１２ｅにおける厚さは、陽極液および陽極室ガスのシール性の低下を抑制する観点、及び、酸素ガス活量の高いアルカリ水中での耐腐食性を長期にわたって高める観点から、２７μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上である。当該厚さの上限は特に制限されるものではないが、製造コストの観点から例えば１００μｍ以下であり得る。

陽極液および陽極室ガスのシール性の低下を抑制する観点、及び、酸素ガス活量の高いアルカリ水中での耐腐食性を長期にわたって高める観点から、第１のガスケット接触面２１２ｅの表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１に規定の算術平均粗さＲａとして１０μｍ以下であり、好ましくは９μｍ以下、又は８μｍ以下である。当該算術平均粗さＲａの下限は特に制限されるものではないが、ガスケットの固定の安定性及び製造コストの観点からは、一の実施形態において１μｍ以上、又は２μｍ以上であり得る。一の実施形態において、当該算術平均粗さＲａは、１～１０μｍ、又は１～９μｍ、又は１～８μｍであり得る。

陽極液および陽極室ガスのシール性の低下をさらに抑制する観点、及び、酸素ガス活量の高いアルカリ水中での耐腐食性をさらに高める観点から、第１のガスケット接触面２１２ｅの表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１に規定の最大高さＲｚとして、好ましくは４０μｍ以下、より好ましくは３５μｍ以下である。当該最大高さＲｚの下限は特に制限されるものではないが、製造コストの観点からは、一の実施形態において２μｍ以上、又は４μｍ以上、又は６μｍ以上、又は８μｍ以上であり得る。一の実施形態において、当該最大高さＲｚは、２～４０μｍ、又は４～４０μｍ、又は６～４０μｍであり得る。

電解槽２００において、第１のニッケルめっき層２１４は、第１のガスケット接触面２１２ｅ、及び、第３の枠体２１０の陽極室Ａ２に面した表面に、連続して設けられている。第３の枠体２１０が陽極室Ａ２の接液部にこのような厚いニッケルめっき層を備えることにより、陽極室の酸素ガス雰囲気および酸素ガス飽和アルカリ水中での耐腐食性を長期にわたる使用に十分な水準まで高めることが可能になる。陽極室の酸素ガス雰囲気および酸素ガス飽和アルカリ水中での耐腐食性をさらに高める観点からは、第３の枠体２１０の陽極室Ａ２に面した表面におけるニッケルめっき層の厚さは、好ましくは２７μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上、特に好ましくは５０μｍ以上である。第３の枠体２１０の陽極室Ａ２に面した表面におけるニッケルめっき層の厚さの上限は特に制限されるものではないが、コストの観点から好ましくは例えば１００μｍ以下であり得る。第３の枠体２１０の陽極室Ａ２に面した表面におけるニッケルめっき層は、第３の枠体２１０の陽極室Ａ２に面した表面の全体に設けられていてもよく、接液部のみに設けられていてもよい。

一の好ましい実施形態において、第３の枠体２１０は、少なくとも１つの鋼製の芯材２１０ａと、該芯材２１０ａの表面に設けられた第１のニッケルめっき層２１４とを含む。電解槽２００において、第３の枠体２１０の鋼製の芯材２１０ａは、隔壁２１１を構成する鋼製の芯材２１１ａと、第１のフランジ部２１２及び第２のフランジ部２２２をそれぞれ構成する鋼製の芯材２１２ａ及び２２２ａと、第１の支持部材２１３及び第２の支持部材２２３をそれぞれ構成する鋼製の芯材２１３ａ及び２２３ａとを含む。第３の枠体２１０において、第１のフランジ部２１２を構成する鋼製の芯材２１２ａと、第２のフランジ部２２２を構成する鋼製の芯材２２２ａとは、一体に形成されている。第１のニッケルめっき層２１４は、少なくとも第１のフランジ部２１２のガスケット接触面２１２ｅに露出するように設けられ、さらに第１のガスケット接触面２１２ｅから連続して、芯材２１０ａのうち陽極室Ａ２に面した表面全体に設けられていてもよく、芯材２１０ａの表面全体に設けられていてもよい。

第３の枠体２１０の第２のフランジ部２２２は、第２のガスケット要素３２（図４参照。）と接触する、第２のガスケット接触面２２２ｅを有する。第３の枠体２１０は、第２のフランジ部２２２の第２のガスケット接触面２２２ｅに露出して設けられた、第２のニッケルめっき層２２４を備えている。第２のニッケルめっき層２２４の、第２のガスケット接触面２２２ｅにおける厚さは、陰極液および陰極室ガスのシール性の低下を抑制する観点から、好ましくは２７μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上である。当該厚さの上限は特に制限されるものではないが、製造コストの観点から例えば１００μｍ以下であり得る。

陰極液および陰極室ガスのシール性の低下を抑制する観点から、第２のガスケット接触面２２２ｅの表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１に規定の算術平均粗さＲａとして好ましくは１０μｍ以下であり、より好ましくは９μｍ以下、又は８μｍ以下である。当該算術平均粗さＲａの下限は特に制限されるものではないが、ガスケットの固定の安定性及び製造コストの観点からは、一の実施形態において１μｍ以上、又は２μｍ以上であり得る。一の実施形態において、当該算術平均粗さＲａは、１～１０μｍ、又は１～９μｍ、又は１～８μｍであり得る。

陰極液および陰極室ガスのシール性の低下をさらに抑制する観点から、第２のガスケット接触面２２２ｅの表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１に規定の最大高さＲｚとして、好ましくは４０μｍ以下、より好ましくは３５μｍ以下である。当該最大高さＲｚの下限は特に制限されるものではないが、製造コストの観点からは、一の実施形態において２μｍ以上、又は４μｍ以上、又は６μｍ以上、又は８μｍ以上であり得る。一の実施形態において、当該最大高さＲｚは、２～４０μｍ、又は４～４０μｍ、又は６～４０μｍであり得る。

電解槽２００において、第２のニッケルめっき層２２４は、第２のガスケット接触面２２２ｅ、及び、第３の枠体２１０の陰極室Ｃ１に面した表面に、連続して設けられている。第３の枠体２１０が陰極室Ｃ１に面した表面にもニッケルめっき層を備えることにより、陰極室のアルカリ条件下での耐腐食性を十分な水準まで高めることが可能になる。第３の枠体２１０の陰極室Ｃ１に面した表面において、ニッケルめっき層は、陰極室のアルカリ条件に耐えることが可能な耐腐食性をもたらす厚さを有する。その厚さは２μｍもあれば十分であり、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２７μｍ以上、一の実施形態において３０μｍ以上であり得る。第３の枠体２１０の陰極室Ｃ１に面した表面におけるニッケルめっき層の厚さの上限は特に制限されるものではないが、コストの観点から好ましくは例えば１００μｍ以下であり得る。第３の枠体２１０の陰極室Ｃ１に面した表面におけるニッケルめっき層は、第３の枠体２１０の陰極室Ｃ１に面した表面の全体に設けられていてもよく、接液部のみに設けられていてもよい。

一の好ましい実施形態において、第３の枠体２１０は、少なくとも１つの鋼製の芯材２１０ａと、該芯材２１０ａの表面に設けられた上記第１のニッケルめっき層２１４及び第２のニッケルめっき層２２４とを含む。電解槽２００において、第３の枠体２１０の鋼製の芯材２１０ａは、隔壁２１１を構成する鋼製の芯材２１１ａと、第１のフランジ部２１２及び第２のフランジ部２２２をそれぞれ構成する鋼製の芯材２１２ａ及び２２２ａと、第１の支持部材２１３及び第２の支持部材２２３をそれぞれ構成する鋼製の芯材２１３ａ及び２２３ａとを含む。第３の枠体２１０において、第１のフランジ部２１２を構成する鋼製の芯材２１２ａと、第２のフランジ部２２２を構成する鋼製の芯材２２２ａとは、一体に形成されている。第２のニッケルめっき層２２４は、少なくとも第２のフランジ部２２２のガスケット接触面２２２ｅに露出するように設けられ、さらに第２のガスケット接触面２２２ｅから連続して、芯材２１０ａのうち陰極室Ｃ１に面した表面全体に設けられていてもよく、芯材２１０ａの表面全体に設けられていてもよい。

一の実施形態において、このような第３の枠体２１０は、隔壁２１１を構成する鋼製の芯材２１１ａ及び第１のフランジ部２１２を構成する鋼製の芯材２１２ａ、並びに任意的に、第２のフランジ部２２２を構成する鋼製の芯材２２２ａにニッケルめっきを施すことにより製造することができる。隔壁２１１を構成する鋼製の芯材２１１ａとフランジ部２１２、２２２を構成する鋼製の芯材２１２ａ、２２２ａとを含む一体の芯材にニッケルめっきを施してもよく、隔壁２１１を構成する鋼製の芯材２１１ａ、第１のフランジ部２１２を構成する鋼製の芯材２１２ａ、及び第２のフランジ部２２２を構成する鋼製の芯材２２２ａにそれぞれ別個にニッケルめっきを施してから両者を接合してもよい。また第３の枠体２１０が支持部材２１３、２２３を備える場合、隔壁２１１を構成する鋼製の芯材２１１ａと支持部材２１３、２２３を構成する鋼製の芯材２１３ａ、２２３ａとを含み、任意的にフランジ部２１２、２２２を構成する鋼製の芯材２１２ａ、２２２ａをさらに含む一体の芯材にニッケルめっきを施してもよく、支持部材２１３、２２３を構成する鋼製の芯材２１３ａ、２２３ａに別個にニッケルめっきを施してから、芯材２１３ａとニッケルめっき層とを備える第１の支持部材２１３及び芯材２２３ａとニッケルめっき層とを備える第２の支持部材２２３をそれぞれ隔壁２１１に接合してもよい。

なお図４～５には示していないが、第３の枠体２１０において、フランジ部２１２、２２２は、陽極室Ａ２に陽極液を供給する陽極液供給流路（不図示）と、陽極液Ａ２から陽極液および陽極で発生したガスを回収する陽極液回収流路（不図示）と、陰極室Ｃ１に陰極液を供給する陰極液供給流路（不図示）と、陰極室Ｃ１から陰極液および陰極で発生したガスを回収する陰極液回収流路（不図示）とを備えている。電解槽２００において、第３の枠体２１０に設けられた陽極液供給流路および陽極液回収流路は、ガスケット３０及び隔膜４０にそれぞれ設けられた貫通孔（不図示）を通じて、第１の枠体１０に設けられた陽極液供給流路および陽極液回収流路とそれぞれ流体連通している。また第３の枠体２１０に設けられた陰極液供給流路および陰極液回収流路は、ガスケット３０及び隔膜４０にそれぞれ設けられた貫通孔（不図示）を通じて、第２の枠体２０に設けられた陰極液供給流路および陰極液回収流路とそれぞれ流体連通している。ただし、陽極液供給流路および陽極液回収流路と陰極室Ｃ１、Ｃ２とは流体連通しておらず、両者の間に電解液およびガスの流れはない。また陰極液供給流路および陰極液回収流路と陽極室Ａ１、Ａ２とは流体連通しておらず、両者の間に電解液およびガスの流れはない。フランジ部２１２、２２２が鋼製の芯材２１２ａ、２２２ａを備える場合、フランジ部２１２、２２２に備えられる陽極液供給流路および陽極液回収流路の内表面にもニッケルめっき層２１４が設けられることが好ましく、フランジ部２１２、２２２に備えられる陰極液供給流路および陰極液回収流路の内表面にもニッケルめっき層２２４が設けられることが好ましい。該ニッケルめっき層２１４は、フランジ部２１２、２２２に備えられる陽極液供給流路および陽極液回収流路の内表面の少なくとも接液部に設けられることが好ましく、当該内表面の全体に設けられていてもよい。またニッケルめっき層２２４は、フランジ部２１２、２２２に備えられる陰極液供給流路および陰極液回収流路の内表面の少なくとも接液部に設けられることが好ましく、当該内表面の全体に設けられていてもよい。第３の枠体２１０において、第１のニッケルめっき層２１４と第２のニッケルめっき層２２４とは、連続した一体のニッケルめっき層であってもよい。例えば、第１のニッケルめっき層２１４と第２のニッケルめっき層２２４とは、第１のフランジ部２１２及び第２のフランジ部２２２に設けられた陽極液供給流路および陽極液回収流路ならびに陰極液供給流路および陰極液回収流路の内表面を通じて、一体の連続したニッケルめっき層を形成していてもよい。また例えば、第１のニッケルめっき層２１４と第２のニッケルめっき層２２４とは、フランジ部２１２、２２２の外周面を通じて、一体の連続したニッケルめっき層を形成していてもよい。

電解槽２００によれば、陽極室Ａ１を画定する第１の枠体１０が、第１のフランジ部１２のガスケット接触面１２ｅに露出して設けられた厚さ２７μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上の第１のニッケルめっき層１４を備え、該ガスケット接触面１２ｅの表面粗さが算術平均粗さＲａとして１０μｍ以下であるとともに、陽極室Ａ２を画定する第３の枠体１０が、第１のフランジ部２１２のガスケット接触面２１２ｅに露出して設けられた厚さ２７μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上の第１のニッケルめっき層２１４を備え、該ガスケット接触面２１２ｅの表面粗さが算術平均粗さＲａとして１０μｍ以下であることにより、陽極液および陽極室ガスのシール性の低下を抑制することが可能である。

以下、実施例及び比較例に基づき、本発明についてさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（測定方法）
以下の実施例および比較例において、めっき層厚みの測定は、電磁膜厚計（株式会社ケツト科学研究所製、ＬＥ－３７３）を用いて行った。表面粗さの測定は、表面粗さ形状測定器（東京精密製、サーフコム４８０Ａ）を用いて行った。

（サンプルの作製）
ニッケルめっき対象物として、溶接構造用圧延鋼材（ＳＭ４００Ｂ）製の鋼板（縦３０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ１０ｍｍ）のエッジ部に面取りを施したものを用いた。ガスケットを挟み込むために必要なボルト穴として、直径５ｍｍの穴を四隅に設けた。めっき後の表面粗さが変わるように鋼板の表面粗さを意図的に調整した鋼板サンプルを複数種類、各種類について複数枚、作製した。表面粗さの異なる鋼板サンプルは、研磨材として褐色アルミナ（２０００～４０００番）を用いたショットブラスト加工により作製した。ショットブラスト加工における表面粗さの調整は、研磨剤の番手およびショット時間を調整することにより行った。無電解ニッケルめっき又は電気ニッケルめっきにより、各鋼板サンプルにニッケルめっきを施して、めっき厚みおよび表面粗さの異なるニッケルめっき鋼板サンプルを作製した。

無電解めっき処理は、一般的な無電解ニッケルめっきの処理手順に沿って行った。鋼板サンプルをアセトン溶液に浸漬し、１０分間超音波脱脂した。その後、純水洗浄を行い、１０％希塩酸中に５分間浸漬することにより酸洗浄を行った。鋼板を純水洗浄した後、無電解ニッケル－リンめっき液（中リンタイプ、奥野製薬工業社製「トップニコロン」（登録商標）））に浸漬した。めっき液の温度は９０℃に維持した。鋼板をめっき液に浸漬している間、めっき液を緩やかに攪拌した。めっき浴組成の変化を抑えるため、めっき液は適宜入れ替えを実施した。めっき膜厚は、鋼板のめっき液への浸漬時間を変更することにより調整した。鋼板をめっき液から引き上げた後、純水洗浄、乾燥を行い、無電解ニッケルめっきされた試験片を得た。得られた試験片のめっき厚および表面粗さ（算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｚ）を測定した。

電気めっき処理は、一般的な電気ニッケルめっきの処理手順に沿って行った。鋼板サンプルをアセトン溶液に浸漬し、１０分間超音波脱脂した。その後、純水洗浄を行い、１０％希塩酸中に５分間浸漬することにより酸洗浄を行った。鋼板を純水洗浄した後、電気ニッケルめっき浴液（ワット浴、硫酸ニッケル２８０ｇ／Ｌ、塩化ニッケル４５ｇ／Ｌ、ホウ酸３５ｇ／Ｌ）中に浸漬し、電析電流密度を１０Ａ／ｄｍ^２にてニッケルめっき層を電析させた。めっき処理中、めっき浴液の温度は４５℃に維持し、めっき液を緩やかに攪拌した。めっき浴組成の変化を抑えるため、めっき液は適宜入れ替えを実施した。所定のめっき膜厚が得られるまでニッケルめっき層を電析させた後、鋼板をめっき浴から引き上げ、純水洗浄および乾燥を行い、電気ニッケルめっきされた試験片を得た。得られた試験片のめっき厚および表面粗さ（算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｚ）を測定した。

無電解ニッケルめっき又は電気ニッケルめっきを施した、同一の表面粗さを有する試験片２枚で、平板状ガスケット（ＥＰＤＭ製、縦３０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ３ｍｍ）を挟み込み、アルカリ水電解槽の実機相当のプレス面圧（１．５ｋｇｆ／ｃｍ^２）で締め付け固定することにより、浸漬用サンプルを作製した。

＜実施例１～５及び比較例１～５＞
（アルカリ浸漬－塩水噴霧試験（１））
各浸漬用サンプルのめっき前後の性状を表１～２に示す。各浸漬用サンプルを、アルカリ液（３０質量％水酸化カリウム水溶液、１００℃）中に２４０時間浸漬した。これはアルカリ水電解槽における通常の電解液よりも、金属腐食について厳しい条件である。浸漬用サンプルをアルカリ液から引き上げた後、解体し、水洗および乾燥した。試験片がガスケットと接していた面（試験対象面）について、ＪＩＳＺ２３７１に準拠して、中性塩化ナトリウム水溶液を用いた塩水噴霧試験を行い、塩水噴霧から７２時間経過後の試験対象面の表面状態を観察し、１～３の評点で評価した。評価の基準は次の通りである。
３：赤錆の発生が全く観察されず、変色も観察されなかった
２：赤錆の発生は観察されなかったが、変色が観察された
１：広い表面で赤錆および変色の両方が観察された
結果を表１～２に示す。

上記のアルカリ浸漬－塩水噴霧試験においては、試験対象面においてニッケルめっきが劣化している箇所が存在すると、評点が悪化する。そして、試験片がガスケットとともに締結されてアルカリ液に浸漬された際に、試験片とガスケットとの間のシール性が悪いほど、試験片とガスケットとの間で広い範囲に多量のアルカリ液が浸入するため、試験対象面のニッケルめっきが広範囲にわたって劣化しやすい。ニッケルめっきが劣化すると、その劣化した箇所にさらにアルカリ液が浸入するため、シール性がさらに悪化する悪循環となる。実施例１～５の試験片は、いずれも、アルカリ浸漬－塩水噴霧試験において良好な成績を示した。
めっき後鋼板の表面粗さが算術平均粗さＲａとして１０μｍを超えていた比較例１～５の試験片は、めっき厚が２７μｍ以上であったにも関わらず、アルカリ浸漬－塩水噴霧試験において劣った結果を示した。

＜実施例６及び比較例６～７＞
（アルカリ浸漬－塩水噴霧試験（２））
各浸漬用サンプルのめっき前後の性状を表３に示す。各浸漬用サンプルを、アルカリ液（４８質量％水酸化カリウム水溶液、１２０℃）中に２０００時間浸漬した。これは実施例１～５及び比較例１～５における条件よりも、金属腐食についてさらに厳しい条件である。浸漬用サンプルをアルカリ液から引き上げた後、解体し、水洗および乾燥した。試験片がガスケットと接していた面（試験対象面）について、上記同様に塩水噴霧試験を行い、７２時間経過後の試験対象面の表面状態を評価した。結果を表３に示す。

実施例６及び比較例６～７に対して行われたアルカリ浸漬－塩水噴霧試験においても同様に、試験対象面においてニッケルめっきが劣化している箇所が存在すると、評点が悪化する。そして、試験片がガスケットとともに締結されてアルカリ液に浸漬された際に、試験片とガスケットとの間のシール性が悪いほど、試験片とガスケットとの間で広い範囲に多量のアルカリ液が浸入するため、試験対象面のニッケルめっきが広範囲にわたって劣化しやすい。ニッケルめっきが劣化すると、その劣化した箇所にさらにアルカリ液が浸入するため、シール性がさらに悪化する悪循環となる。本試験においては実施例１～５、比較例１～５の試験と比較してアルカリ液の腐食性が高く、さらにアルカリ浸漬の時間も長いため、この悪循環がより進行しやすい。しかしながら実施例６の試験片は、アルカリ浸漬－塩水噴霧試験において良好な成績を示した。
めっき厚が２７μｍ未満であった比較例６～７の試験片は、めっき後鋼板の表面粗さが算術平均粗さＲａとして１０μｍ以下であったにも関わらず、アルカリ浸漬－塩水噴霧試験において劣った結果を示した。

以上の結果から、本発明のアルカリ水電解槽によれば、金属腐食について条件の厳しい陽極室側においても、陽極液および陽極室ガスのシール性の低下を抑制することが可能であると考えられる。また、金属腐食について厳しい条件下においても、フランジ部のガスケット接触面におけるニッケルめっきの長寿命化が可能になると考えられる。

１０第１の枠体
２０第２の枠体
２１０第３の枠体
１０ａ、２０ａ、２１０ａ（鋼製の）芯材
１４、２１４第１のニッケルめっき層
２４、２２４第２のニッケルめっき層
１１、２１、２１１（導電性の）隔壁
１２、２１２第１のフランジ部
２２、２２２第２のフランジ部
１３、２１３、２３、２２３（導電性の）支持部材
３０ガスケット
３１第１のガスケット要素
３２第２のガスケット要素
４０（イオン透過性の）隔膜
５０陽極
６０陰極
１００、２００電解槽
Ａ、Ａ１、Ａ２陽極室
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２陰極室

Claims

導電性の第１の隔壁と、該第１の隔壁の外周部に設けられた第１のフランジ部とを備え、陽極室を画定する、第１の枠体と、
導電性の第２の隔壁と、該第２の隔壁の外周部に設けられた第２のフランジ部とを備え、陰極室を画定する、第２の枠体と、
前記第１の枠体と前記第２の枠体との間に配置され、前記陽極室と前記陰極室とを区画する、イオン透過性の隔膜と、
前記第１の枠体の第１のフランジ部と、前記第２の枠体の第２のフランジ部との間に挟持され、前記隔膜を保持する、ガスケットと、
前記陽極室内に配置され、前記第１の隔壁と電気的に接続された、陽極と、
前記陰極室内に配置され、前記第２の隔壁と電気的に接続された、陰極と、
を備え、
前記ガスケットは、
前記第１のフランジ部および前記隔膜に接触する、第１のガスケット要素と、
前記第２のフランジ部および前記隔膜に接触する、第２のガスケット要素と
を備え、
前記第１のフランジ部は、前記第１のガスケット要素と接触する、第１のガスケット接触面を備え、
前記第１の枠体は、前記第１のフランジ部の前記第１のガスケット接触面に露出して設けられた、厚さ２７μｍ以上の第１のニッケルめっき層を備え、
前記第１のニッケルめっき層の前記第１のガスケット接触面における表面粗さが、算術平均粗さＲａとして１０μｍ以下である、アルカリ水電解槽。
前記第１のニッケルめっき層の前記第１のガスケット接触面における表面粗さが、最大高さＲｚとして４０μｍ以下である、請求項１に記載のアルカリ水電解槽。
前記第１のニッケルめっき層が、無電解ニッケルめっき層である、請求項１又は２に記載のアルカリ水電解槽。
前記第１の枠体が、
少なくとも１つの鋼製の第１の芯材と、
前記第１の芯材の表面に設けられた前記第１のニッケルめっき層と
を含む、請求項１又は２に記載のアルカリ水電解槽。
前記第１のニッケルめっき層が、前記第１のガスケット接触面、及び、前記第１の枠体の前記陽極室に面した表面に、連続して設けられている、請求項１又は２に記載のアルカリ水電解槽。
前記第１のニッケルめっき層の厚みが、３０～１００μｍである、請求項１又は２に記載のアルカリ水電解槽。
前記第１の枠体は、
前記第１の隔壁から前記陽極室に突出して設けられ、前記陽極を支持する、導電性の支持部材
をさらに備える、請求項１又は２に記載のアルカリ水電解槽。
前記第２のフランジ部は、前記第２のガスケット要素と接触する、第２のガスケット接触面を備え、
前記第２の枠体は、前記第２のフランジ部の前記第２のガスケット接触面に露出して設けられた、厚さ２７μｍ以上の第２のニッケルめっき層を備え、
前記第２のニッケルめっき層の前記第２のガスケット接触面における表面粗さが、算術平均粗さＲａとして１０μｍ以下である、請求項１又は２に記載のアルカリ水電解槽。
前記第２のニッケルめっき層の前記第２のガスケット接触面における表面粗さが、最大高さＲｚとして４０μｍ以下である、請求項８に記載のアルカリ水電解槽。
前記第２のニッケルめっき層が、無電解ニッケルめっき層である、請求項８に記載のアルカリ水電解槽。
前記第２の枠体が、
少なくとも１つの鋼製の第２の芯材と、
前記第２の芯材の表面に設けられた前記第２のニッケルめっき層と
を含む、請求項８に記載のアルカリ水電解槽。
前記第２のニッケルめっき層が、前記第２のガスケット接触面、及び、前記第２の枠体の前記陰極室に面した表面に、連続して設けられている、請求項８に記載のアルカリ水電解槽。
前記第２のニッケルめっき層の厚みが、５０～１００μｍである、請求項８に記載のアルカリ水電解槽。
前記第２の枠体は、
前記第２の隔壁から前記陰極室に突出して設けられ、前記陰極を支持する、導電性の支持部材
をさらに備える、請求項１又は２に記載のアルカリ水電解槽。