JPH04500428A - 塩水セル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 塩水セル 本発明は海水のごとき塩水を電解液として使用する一次ガルバーニセル（電池） に関する０本発明は以下において説明するごとく、従来の装置に比較して、実質 的な改善を提供する。

従来の装置の一つは米国特許第３，４０１，０６３号明細書に記載されている。

同米国特許明細書には、セルの陰極（カソード、ｃａｔｈｏｄｅ）として働く、 金属ウール（ｍｅｔａｌｗｏｏｌ）を収容している環状バスケットと、中心空間 に設けられた同情状金属陽極（アノード、ａｎｏｄｅ）とからなる海水電池（ｓ ｅａ　ｗａｔｅｒ　ｂａｔｔｅｒｙ）が記載されている；この電池はその主要な 特徴として、電流エネルギーを数年間１発生する能力を有する。この電気化学的 セルの他の重要な特徴は、キロワット時当りの価格及びキログラム当りのワット 時の両方の点から経済的に電気エネルギーを発生する能力である。陽極材料とし てマグネシウムを使用し、陰極材料として“スチールウール”　（”５ｔｅｅｌ 　ｗｏｏｌ”　）を使用した場合、この電池は０．３５〜０．７Ｖブラソケット （ｂｒａｃｋｅｔ）の長時間出力電圧（ｏｕｔｐｕｔ　ｖｏｌｔａｇｅ）を発生 する。

米国特許第３，４０１，０６３号明細書に記載される公知の電池の出力電圧を制 限するものは、主に、陰極材料の腐蝕である。出力電圧を制限することの他に、 “スチールウール″の腐蝕は、電池の寿命時間内に、あるいは湿った空気中で保 管した場合に、陰極材料の崩壊（ｄｉｓｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を招来し得る 。

陰極材料の腐蝕を回避するためには、セル陰極を常に分極Ｃｐ　Ｃ！二＋　ｉ、 ；　Ｃ）させなけ九ばならない：すなわち、セルは電力消費装置（ｕｓｅｒ）か らの電力の需要とは無関係に、ある最小量の出力電流を送出して、スチールを腐 蝕から陰極保護しなければならない。この操作方法においては、陰極材料上への 石灰質物質の沈着（ｃａｌｃａｒｅｏｕｓ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）のためにセ ルが早期に劣化する可能性が増大しまたセルの実際のエネルギー出力が減少する 。

陰極材料の品質を注意深く選択することにより、上記海水電池の主要な制限を排 除し得る。これらの制限はロシア特許第５５９３０７号明細書に記載されるごと きステンレススチール陰極を使用することにより排除し得る。この改善された公 知の装置は保管条件下においても、また操作中にも腐蝕されることがない。上記 ロシア特許明細書においては出力セル電圧は０．９Ｖである。

しかしながら、ステンレススチール陰極材料の品質を注意深く選択することによ り及びセルの構成を最適なものにすることにより、この改善された公知の装置は 潜在的に約１．８ｖまでの出力電圧を送出することかできるものでなければなら ない、このことは、恐らく、セルのエネルギー密度を２〜３倍向上させるであろ う。

前記要件を満足させるステンレススチールの品質すなわち、陽極腐蝕に関して電 気化学的に不動であるか又は海水電池の操作中における腐蝕の程度が非常に低い ステンレススチールの品質の一つの例は、通常、米国鉄鋼協会（Ａｍｅｒｉｃａ ｎ　Ｉｒｏｎ　ａｎｄ　５ｔｅｅｌ　Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅ）によりＡｌ５Ｉ　３ １６として示される品質である。しかしながら、他のステンレススチールの品質 −ステンレススチールという用語は１０重量％以上のクロムと少くとも５０重量 ％の鉄を含有する鉄材料を意味する−により、米国特許第３，４０１，０６３号 明細書に記載の装置に比較して、改善がもたらされる。

しかしながら、これらの改善された公知の装置は、天然の海水中に浸漬した場合 には、海水に暴露後の初期の期間中は良好な性能を示さない、この初期期間の後 には、装置は改善された性能を示す；これはステンレススチール陰極の表面に生 物学的被膜（ｂｉｏｌｏｇｉｃｆｉｌｍ）　、すなわち、酸素の減少に関して触 媒的に活性な被膜が形成されることによるものである。この初期期間の長さは、 種々の要因−最も重要なものは陰極電流密度と水の流速である−に応じて、典型 物には１週間〜１ケ月程度であろう。この初期期間においては２ガルバーニセル は、生物学的に活性な被膜の形成後の同一のセルに比較して、負荷性（ｌｏａｄ ａｂｉｌｉｔｙ）及びセル電圧に関して不良な挙動を示す。

この初期期間におけるセル電圧は陰極上の電流密度に大きく依存する。非常に低 い陰極電流密度（ｃａｔｈｏｄａｌｏａｄ）、例えば陰極面積１ｍ当り、３ｍＡ においては、セル電圧は１．２ｖ程度であり、初期期間経過後に約１．７ｖに増 大する。５０ｍＡ／ｒ＆の中間電流密度においては、セル電圧は初期期間中は０ ．７シ程度であるが、水の流速により大きく変動し、一方、１ケ月暴露後のセル 電圧は、セルの設計及び水の流速に応じて１．４〜１．６５Ｖである。より高い 電流密度においては、初期セル電圧は０．７ｖ以下のことさえある。同時に、初 期期間の長さは電流密度が増大するにつれて増大し、そして、電流密度が余りに 高い場合は、セルは上記の高い水準の性能に到達しないであろう。

上記したごとき従来の改良された装置（セル）は、天然海水中で使用した場合、 その初期期間における性能が劣るため、セルがこの期間中に動力を供給すると考 えられる装置に十分なエネルギーを提供することができないという結果が生ずる 。その他の結果として。

この初期期間より短い時間使用する用途については。

不良な性能を補償するために、上記装置（セル）の重量と容量とを、装置系の重 量、容量又は価格による圧迫のために装置が実際上、使用し得ないものになる程 度まで増大させなければならないということが生ずる。

通常の塩水−塩化ナトリウム又は塩化カリウムと特定されていない量の他の成分 を含有する水を意味する−又は例えばＤＩＮ５００１０に従ってＷ製された人工 海水中で使用する場合には、触媒的に活性なバイオフィルム（ｂｉｏｆｉｌｍ） の形成は生起しないであろう、このことはこの種の電解液を使用した場合には、 従来のガルバーニセルは前記した初期期間より長い時間、電解液に暴露した後に おいても不良な性能を有す乙であろうということを意味する。

本発明の主要な目的は、前記従来の装置と比較して、殆んど任意の種類の塩水に 暴露した時点から公称電力（ｎｏｍｉｎａｌ　ｐｏｗｅｒ）を供給する能力を有 する装置を提供することにある０本発明の目的は、また、ステンレススチール陰 極を有するガルバーニセルの、操作の初期期間中の性能を改善することにある。

本発明の別の目的は通常の塩水中又は人工海水中でガルバーニセルを使用するこ とを可能にすること及びガルバーニセルの性能を、上記の環境下において、初期 期間経過後に天然海水中で使用される同一のセルに匹敵する程度まで向上させる ことにある。

本発明の別の目的は、天然海水を使用した場合に。

初期期間及びその後におけるガルバーニルセルの信頼性を増大させることにある 。前記したごとく、初期期間経過後に性能が向上する理由はステンレススチール の表面にバイオフィルムが形成されることにある。この被膜はある種の生物を含 有しており、生物が存在することにより海水中の酸素の減少を促進させることが できる。この生物は、例えば陰極電流密度がＯから高いものに急激に変化するこ とにより生物に隣接する環境が変化した場合あるいは有毒物質がセルと接触した 場合、損傷を受ける。この生物の損傷により陰極の触媒的活性の一時的な減少が 生じる。本発明の目的は生物に対する依存性之大巾に減少させ、そ九によって、 セルの信頼性を増大させることにある。

本発明の更に別の目的は、同一のガルバーニセルを多数回使用すること及び短期 間又は長期間の各々の時期に使用することを可能にすることにある。一つの操作 と次の操作の間、セルは海水から取出しそして不特定の長さの時間、保管するこ とができるものでなければならない。一時的に保管した後に海水に浸漬した時。

セルはその操作方式を直ちに回復するものでなければならない。

本発明の主要な特徴は添付された請求の範囲に記載されている。

前記したごとき本発明の目的はステンレススチール陰極基材（ｓｕｂｓｔｒａｔ ｅ）の表面に触媒を施すことにより達成される。この触媒は以下に述べるごとき 特徴を有する。

第１に、本発明の基礎である触媒は塩水中に溶解している酸素の減少を促進する 能力を有する。酸素の減少を促進することにより、所与の電流密度におけるガル バーニセルの電圧が上昇し、更に、触媒的活性を有するバイオフィルムが存在し ない場合にも負荷性（ｌｏａｄａｂｉｌｉｔｙ）が増大する。

第２に、触媒はガルバーニセルの操作時に遭遇する環境及び条件下で化学的に及 び電気化学的に安定である。

第３に、触媒は機械的に安定でありかつ基材又は支持体に良好に接着し、従って 、セルの通常の操作又は取扱い時に、触媒層と支持体の間での脱落、ふくれ又は 他の形での剥離を生ずることがない。

更に、触媒は陰極全体の価格を著しく増大させる、高価な金属を含有しておらず 、また、費用のかかる製造方法を必要としない。

更に、触媒は、陰極表面に前記した触媒的に活性なバイオフィルムに形成させる 陰極の能力を低下させ得る有毒物質を含有しておらず、また、かかる物質を生成 することもない、このことは本発明の基礎である触媒が、初期期間の経過後の操 作時に性能の劣化を招来することがないことを意味する。

バイオフィルムを陰極表面から除去した場合又はセルを人工海水中で作動させた 場合には性能の低下が僅かに認められるが、触媒を導入することによりガルバー ニセルの操作は、原則的には、触媒的活性バイオフィルムの形成とは無関係なも のになる。

触媒を施すのに好ましい支持体は、陰極において遭遇する電気化学的電位（ｅｌ ｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）は非常に高いので、非常に 高度の耐蝕性を有するものでなければならない、全陰極電流密度は外部からの負 荷（ｅｘｔｅｒｎａｌ　１ｏａｄ）に基づく電流密度と腐蝕電流密度との合計で あるので、支持体が腐蝕された場合、高い局部的陰極電流密度が生ずるために、 セル電圧の降下が招来される１本発明の触媒の支持体として適当であるのに十分 な耐蝕性を示すステンレススチール合金の一つの種類は約１７％のＣｒ、１２％ のＮｉ及び２．５％のＭｏを含有するものであり、これは一般に、ムＩＳＩ　３ １６と称されているものである。他のモリブデン含有ステンレススチール合金も この目的に対して適当であり得る。

好ましい支持体はステンレススチールウールのごときフィラメントの形又は種々 の形態又は形状のシート又はプレートの形で存在し得る。

好ましい触媒の一つは、触媒の活性成分として、コバルトスピネル又は酸化コバ ルトの形のコバルトを含有している。この触媒の製造はアルコール、例えばイソ プロピルアルコール中で稀釈さ九た硝酸コバルトの溶液をステンレススチールか らなる支持体に施しついで酸化性雰囲気中で２７０〜６００℃で１５分〜２４時 間、熱処理することにより行われる。

別法として、硝酸コバルト単独の代りに硝酸コバルトと硝酸ニッケルの混合物を 使用し得る。この混合物をアルコールで稀釈しついで前記したごとく熱処理する 。良好な触媒活性を保持するためには、硝酸ニッケルと硝酸コバルトのモル比は １：１を越えるべきではない。

コバルトの一部をニッケル以外の他の種類の金属元素で置換することにより、塩 水中に溶解している酸素を減少させるための触媒的活性が裸のステフレススチー １１表＝より犬き−・スピ′？７・−構造体を形成させ？予る、コバルトと組合 せてスピネル構造体を形成させ得るかかる元素の例は鉄及びアルミニウムである 。上記した以外の他の元素もある程度、コバルトスピネル構造体に添加すること ができ、かつ、この場合にも本発明の好ましい性質を保持し得る。

他の好ましい触媒は触媒活性成分として、通常、活性炭と称される物質を含有し ている。この触媒は活性炭と、揮発性溶剤を含有するバインダー又は例えば通常 エポキシと称される２枚分型バインダーとを混合することにより製造される。混 合後、混合物を支持体に施しついで混合物が固化するまで、室温又は僅かに高め られた温度で放置する。

好ましい種類のバインダーの一つは有機溶剤で稀釈されたポリ塩化ビニル（ＰＶ Ｃ）を含有している。この種類のバインダーの一つはＨｅｎｋｅｌ、Ａ、Ｇによ りＴａｎｇｉｔの名称で製造されている。

バインダー中の乾燥活性炭とｐｖｃの重量比は、触媒が塩水中の溶解酸素を減少 させるための良好な能力を有しかつ同時に支持体への良好な機械的接着性に有し そして触媒がガルバーニセル中で長時間使用するのに十分な程度に機械的に安定 であるようなものでなければならない、これらの要件の全てを満たす比率の範囲 は１：４〜１：２である。

これらの触媒の両者は、前記ガルバーニセル中で使用するために述べた要件と目 的を満足させる。

本発明及び従来公知の装置と比較した場合に本発明により得られる改善を更に明 らかにするために、以下においては図面を参照する。

第１図は予め製造された触媒を使用していないステンレススチール陰極とマグネ シウム陽極とを有するがつ天然海水電解液を使用するガルバーニセルの使用例を 例示している。この図面は一定の電流出力におけるセル電圧と時間の関係を示す 。

第２図はステンレススチール陰極基材の表面にコバルト含有触媒が被覆されてい る陰極を使用したこと以外、第１図の場合と同様の２つの実験の結果を示す。

第３図は活性炭含有触媒がステンレススケール基材に被覆されていること以外、 第１図及び第２図の場合と同様の実験の結果を示す。

第４図〜第９図は本発明に基づく陰極触媒を使用する。３種の可能なセルの設計 を示す。

以下の実施例を参照して本発明を更に例示する。

実施例１： 円筒状マグネシウム陽極とステンレススチール陰極とからなるガルバーニセル。

上記陰極は８枚の平行に配列された正方形のプレート（陰極板）からなり、各々 のプレートはその中央に中心陽極を挿入する空間を形成するための環状の孔を有 する。上記のプレートの各々の間に１５■の間隔を設けた。各プレートの大きさ は０．５ｍＸ０．５ｍ、厚さは１ｍであった。中央の孔は０．２ｍの直径を有し ていた。陰極板は４本の平行なステンレススチールロッドにより機械的に固定し 、このロッドは陰極板の各々のコーナーに溶接しかつ陰極板の全てを通して伸長 させた。これらのロッドの端部に電気絶縁材料からなる２枚の端板を設けて陽極 を固定した。陽極は０．１４ｍの直径と約０．２ｍの長さを有していた。金属陽 極及び陰極への適当な電気接続体を設けた。

陽極材料は、マグネシウムは別として、約６％のアルミニウムと３％の亜鉛を主 要構成成分として含有していた。

陰極は２５０５Ｍ０型のステンレススチール合金からなり。

スウェーデン国の会社であるＡｖｅｓｔａ　ＡＢにより製造されたものである。

この合金はＦａは別として、約２０％のＣｒ、　１８％のＮｉ及び６％のＮｏを その主要構成成分として含有していた。この実験においてはステンレススチール 陰極に対して予備処理は行わなかった。

上記したガルバーニセルを、平行に配列された陰極板が水中で垂直になり、円筒 状陽極の軸が水中で水平になるような方法で、天然海水中に浸漬した。海水は８ 〜１２℃の温度を有しており、流速は１秒当り１■程度であった。セルは陰極１ ｍ当り５０ｍＡの一定の電流密度としそして対応するセル電圧を定期的に記録し た。

第１図は最初の９０日の操作中のセル電圧を示す。図面から判るごとく、最初の ２０日間はセル電圧は低い；すなわち、５０＋ｉＡ／ｍの特定の電流密度におい て約０．７■である。２０日後、セル電圧は約１．４ｖのプラトーまで増大しそ して更に２０日後には約１．７ｖの新しいプラトーに到達する。２０日後にｌ［ 察されるセル電圧の増加は１本明細書中で前記したごとく、陰極の表面に形成さ れる活性な生物学的被膜によるものである。セル電圧が２段階で増大する理由は 知られていない。

このセルは最初の２０日間は特定の電流密度において。

４０日間操作後の電力出力と比較して、半分以下の量の電力を供給する。なお、 この初期期間中の負荷性は初期期間後と比較して実質的に低い。

実施例２： セル操作の初期期間中の、海水に溶解した酸素を減少させることについての触媒 活性を増大させるために陰極板を予備処理したこと以外、実施例１と同様の構造 のガルバーニセルを作成した。

予備処理は陰極表面を完全に洗浄した後に、イソプロピルアルコールで稀釈した 硝酸コバルトの薄層を施すことからなる。上記混合物中のコバルトの濃度は０． ２モル／Ｑであった。乾燥後、陰極板を約４００℃の温度の加熱炉中に装入し、 １時間放置した。熱処理中の加熱炉内の雰囲気は空気であった。

セルを実施例１の場合と同様の試験条件下に置いた。

第２図に５ｋＡ／ｒｒｆの特定の一定の陰極電流密度で操作した０合の、最初の ４０日１のセル電圧を示す。第２２から判るごとく、当初のセル電圧は、実施例 １の従来の装置については０．７Ｖであるのに対して、約１．５Ｖである。１週 間の操作後にはセル電圧は１．５ｖから１．７７Ｖに増大した。セル電圧は実験 を終了するまでの７ケ月間、この高いセル電圧のままであった。

最初の１週間の操作後のセル電圧の増加は１本発明の基礎である触媒は陰極表面 での活性バイオフィルムの形成を阻害しないことを示している。実際には、適用 された触媒の導入により初期期間の長さが短縮されると考えられる。

また、初期期間中の負荷性はコバルトスピネル型の触媒の導入により著しく増大 する。更に、上記バイオフィルムが破壊された場合には、約１．７ｖから１．５ ｖへのセル電圧の低下に対応する。極めて僅かな性能の低下が観察されるであろ う。

更に、初期期間におけるガルバーニセルからの電力出力はコバルトスピネル型触 媒の導入により約２倍まで増大する。

実施例３： 実施例２で述べたものと同一の構造を有するかつ実施例２と同一の陰極予備処理 を行ったガルバーニセルを使用して別の実験を行った。１００ｍＡ／ｒｒｒの特 定の陰極電流密度を使用したこと以外、試験条件は実施例２と同一であった。

第２ズカら判るごとく、セル電圧は実施例２の場合と同一の挙動を示した。予想 され得るごとく、電流密度がより大きいため、この実験においてはセル電圧は若 干低かった。しかしながら、１００＠Ａ／ｒｒＦのこの高い陰極電流密度におい ても、セル電圧は初期期間中、約１．４５Ｖであり、この値は従来の同様の装置 から予測される値より２〜３倍、大きい。このことは初期期間におけるセル電圧 、負荷性、電力出力という点及び信頼性という点からの性能の向上を例示するも のでありそしてこのことは本発明により直接的に得られる結果である。

実施例４： ２５４５Ｍ０型のステンレススチールの３枚のプレートを０．５モルの塩化ナト リウムを含有する水中で試験した。

第１のプレートは実施例２及び３で述べた予備処理を行うことによって触媒を施 した（ｃａｔａｌｙｚｅ）　＊第２のプレートは、イソプロピルアルコールで稀 釈した硝酸コバルトと硝酸ニッケルの混合物の薄層を施しついで４００℃で１時 間、熱処理することにより触媒を施した。

硝酸コバルトと硝酸ニッケルのモル比は２：１であった。第３のプレートは触媒 を施さなかった。

これらのプレートをマグネシウム対向電極を有する電気化学的セル中で試験した 。電解液は螺動ポンプを使用してセル中を循環させた。電解液の温度は約２０℃ であった。陰極板の露出面積は３．５ｄであった。プレートはポテンシオスタッ トを使用して（ｐｏｔｅｎｔｉｏｓｔａｔｉｃａｌｌｙ）検査した。対応する電 流を記録した。

第１表に３つの異る電気化学的セルのセル電圧と対応するセル電流を示す、測定 は電解液に暴露した後、２０時間行った。コバルトスピネル陰極触媒を用いたセ ルをセル＃１と称し、コバルト−ニッケルスピネル陰極触媒を用いたセルをセル ＃２と称しそして触媒を用いていないセルをセル＃３と称する。

・　セル　・　セル＃１　・　セル＃２　・　セル＃３・・　電圧　・　セル電 流　・　セル電流　・　セル電流・・　（ｖ）　・　（騰Ａ）　・　（ＩＩＡ） 　・　（璽Ａ）　・・　１．２５　・　５．２　・　１４．０　・　０　・第１ 表：コバルトスピネルを使用したガルバーニセル、コバルト−ニッケルスピネル を使用したガルバーニセル及び触媒を使用していないガルバーニセルの性能 第１表から判るごとく、塩水に２０時間暴露した後のセル電流は、触媒を使用し ないセルと比較して、触媒を有する＃１ｆ！を使用したセルにおいて高い値を示 す６実施例５： この実施例においては、活性成分として活性炭を含有する陰極触媒を用いたこと 以外、実施例２及び３で述べたものと同一のセル構造を有する海水ガルバーニセ ルを使用した。

この実験で使用した触媒の調製は活性炭とポリ塩化ビニルバインダーの混合物の 薄層を、十分に洗浄したステンレススチール支持体に施すことにより行った。

上記混合物はオランダ、Ｎｏｒｉｔ　Ａｃｔｉｖａｔｅｄ　Ｃａｒｂｏｎｓによ り製造されたＮｏｒｉｔ　ＳＸ　Ｕｌｔｒａという銘柄の活性炭１部（重量部） と、　Ｔａｎｇｉｔという銘柄のポリ塩化ビニルバインダー２部とからなる。

この混合物に二塩化メチレンを添加して、ステンレススチール支持体上に該混合 物を施すのに適当な粘度にした。この実験においてはこの量は活性炭−ポリ塩化 ビニル混合物１部当り、二塩化メチレン１０部（重量部）であった。

触媒材料を支持体に施した後、６０℃の温度で揮発性成分を蒸発させることによ り触媒材料を固化させた。

セルを天然海水中に浸漬しそして実施例３と同一の実験条件下、すなわち、１０ ０ｍＡ／　ｒｒ！の特定の陰極電流密度で試験を行った。

第３図に実施例２で示したものと同様の、ガルバーニセルの操作時間とセル電圧 の関係を示す、このガルバーニセルは陰極表面に触媒層を予め形成させた、前記 ２つの実施例の場合と同様の挙動を示し、た。しか（７ながら、コバルトスピネ ル触媒を使用した場合と比較して、性能が若干低いことが認められる。これは活 性炭触媒を用いる予備処理は最適なものではないことし−Ｉ−Ｘ＊Ｉ７′１−＋ １　九　ス 第４図及び第５図に本発明の一態様が略図的に例示されている。

第５図は第４１２ｆｆの切断ラインｖ−■における断面を示し、一方、第４図は 第５図の切断ラインＩＶ−ｒＶにおける断面を示す、前記したごとき触媒を施し またステンレススチールウールからなる陰極１が２個のステンレススチールグリ ッド２及び３の間に充填されておりそして同軸的に配置された陽極４が絶縁装置 ｉｉ５及び６になり陰極内に支持されている。セル流出電流（ｃｅｌｌｏｕｔｐ ｕｔ）はケーブル７により取り出され、そしてこのケーブル７は接続装置８及び ９を介して陰極１と陽極４に連結されている。セルを海水中に垂直に設置させ得 る懸吊装置が１０及び１１に示されている。

本発明の用途は特定のセルの設計、例えば上記で例示したごとき、陰極材料とし ての、触媒を施したステンレススチールウールの使用に限定されるものではない 。本発明の基礎である触媒を有する陰極材料を使用することにより、前記したご とき従来の装置を改善するために、海水セルを組立てるのに可能な方法は極めて 多数存在する。

このことを例示するために、一つの別のセル配列が６図及び第７図に例示されて いる。第７図は第６図の切断ライン■−■における断面を示し、一方、第６図は 第７図の切断ライン■−〜１における断面を示す。ユニでは、ヒ２゛−は字失月 筒状金＝腸極ばｋ［する。この陽極はマグネシウム合金、アルミニウム合金、亜 鉛合金又はリチウム合金、すなわち、ステンレススチールに関して負である、ガ ルバーニセルにおける任意の金属であり得る。

第６図及び第７図における陰極１３はステンレススチール材料からなりかつ前記 し、たごとき特徴を有する触媒的活性層を有する。多数の平行に配列されたプレ ート１４からなる。長方形又は円形であり得る各々のプレートの中央に金属陽極 １２のための空間を提供する孔１５が設けられている。各々のプレートは、一本 又はそれ以上のロッド１６、好ましくは陰極板１４と同一の材料からなるロッド １６に取付けられている；この取付けはプレート１４とロッド１６との間での電 気的接続が良好になるように行われる。陰極の電気的接続は接続装置１７によっ て行われる。陽極／陽極集成体の端部に、電気絶縁性でありかつ陽極／陰極集成 体を機械的に固定することを可能にする材料から製造された２枚の端板１８及び １９が設けられている。陽極の一方の端部には、陽極１２からの電流の捕捉を可 能にする装置ｉ２０が設けられている。固定装置２１及び２２も示されている。

第８図及び第９図にはプレート陰極２９を有する塩水セルを作成する別の方法が 例示されている８第８図は第９図の切断線■−■における断面を示し、一方、第 ９図は第８図における切断線■−仄における断面を示す（但し、第９図において はロッド３５が省略されている）、触媒を施した多数のステンレススチールプレ ート又はシート３０が棒状陽極３１に対して放射状に取付けられている。陰極板 ３０は２枚の端板３２及び３３の間に設けられておりそしてこれらの端板はロッ ド３４及び３５により集成されている。支持装置及び電気的接続装置は示されて いない。

上記した塩水セルの設計はセルの構成成分の３種の可能な配列の例として採用さ れたものであり、本発明を例示するためのものであって、本発明の限界を示すも のでないことが強調されなければならない。ステンレススチールウール又はプレ ートは陰極についての好ましい触媒支持体材料であり、マグネシウム合金は好ま しい陽極材料であると考えられるが、従来の装置と比較してガルバーニセルの性 能を改善するために、他の金属の組合せも使用し得る。従って本発明の範囲から 逸脱することなしにある種の修正、変更及び置換を行い得ることが理解される。

陰極板は例えば有孔金属板であり得る。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の７第１項）平成２年１１月 １日

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．金属陰極と金属陽極とからなる塩水セルにおいて．金属陰極が酸素を減少さ せるための触媒で被覆されたステンレススチール基材であることを特徴とする塩 水セル。
2. ２．触媒は酸化コバルト、例えばコバルトスピネル又はコバルトニッケルスピネ ルの薄層である請求項１に記載のセル。
3. ３．陰極基材に硝酸コバルトを含有する溶液を被覆しついで陰極基材を２７０〜 ６００℃の温度で熱処理することにより、触媒剤（ｃａｔａｌｙｚｉｎｇａｇｅ ｎｔ）を施す請求項２に記載のセル。
4. ４．陰極基材に硝酸コバルトと硝酸ニッケルの混合物を含有する溶液を被覆しつ いで陰極基材を２７０〜６００℃の温度で熱処理することにより触媒剤を施す請 求項２に記載のセル。
5. ５．硝酸コバルトと硝酸ニッケルのモル比は１より大きい請求項４に記載のセル 。
6. ６．触媒はバインダーを用いて陰極基材に施された活性炭の薄層である請求項１ に記載のセル。
7. ７．バインダーはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）化合物である請求項６に記載のセル 。
8. ８．活性炭とＰＶＣの重量比は１：４〜１：２である請求項７に記載のセル。
9. ９．陰極は、棒状陽極の周囲に同軸的に配置された、触媒を施したステンレスス チールウールのごとき、触媒を施したフィラメント状材料からなる請求項１〜８ のいずれかに記載のセル。
10. １０．陰極は多数の、平行に配列された、触媒を施したステンレススチールプレ ート又はシートからなる請求項１〜９のいずれかに記載のセル。
11. １１．陰極は、棒状陽極に対して放射状に伸長している．触媒を施した多数のス テンレススチールプレートからなる請求項１〜１０のいずれかに記載のセル。