JPH05209292A - 電 極 - Google Patents
電 極Info
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- JPH05209292A JPH05209292A JP4273384A JP27338492A JPH05209292A JP H05209292 A JPH05209292 A JP H05209292A JP 4273384 A JP4273384 A JP 4273384A JP 27338492 A JP27338492 A JP 27338492A JP H05209292 A JPH05209292 A JP H05209292A
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- thread
- threads
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
- C25C7/02—Electrodes; Connections thereof
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- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electrotherapy Devices (AREA)
- Resistance Welding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電解液の循環及びガスの除去が容易となり、
しかも薄くて曲がりやすくかつ破損し易い膜を含んでい
る電解槽での使用も可能である、表面積の大きな電極を
提供すること。 【構成】 電極の前面側に、導電性材料からなる実質的
に平行なスレッド（１）によって規定された実質的に平
行な複数のチャンネル（２）を具備しており、これらの
スレッド（１）が基礎電極構造（１０，１１，１２）に
取り付けられかつ電気的に接触していることを特徴とす
る、電気分解用の電極、該電極の製造方法、該電極を具
備する電解槽、並びに電気分解における該電極の使用。
しかも薄くて曲がりやすくかつ破損し易い膜を含んでい
る電解槽での使用も可能である、表面積の大きな電極を
提供すること。 【構成】 電極の前面側に、導電性材料からなる実質的
に平行なスレッド（１）によって規定された実質的に平
行な複数のチャンネル（２）を具備しており、これらの
スレッド（１）が基礎電極構造（１０，１１，１２）に
取り付けられかつ電気的に接触していることを特徴とす
る、電気分解用の電極、該電極の製造方法、該電極を具
備する電解槽、並びに電気分解における該電極の使用。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チャンネル（溝）を形
成するスレッド（細線）をその前面側に取り付けた電
極、電極を形成する方法、本発明の電極を備えた電解
槽、及び電解におけるこのような電極の使用に関するも
のである。
成するスレッド（細線）をその前面側に取り付けた電
極、電極を形成する方法、本発明の電極を備えた電解
槽、及び電解におけるこのような電極の使用に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】電解プロセスにおいては、多くの場合に
おいて電流が経費のうちの大きな部分を占める。このた
め電解槽においては、あらゆる不必要な抵抗を小さくす
ることが望ましい。例えば、陽極と陰極の間の距離は、
電解液の流れを妨げることなくできる限り短くすべきで
ある。電解槽における物質を最も有効に利用するために
は、また、電極の体積に対する表面積を可能な限り大き
くすべきである。
おいて電流が経費のうちの大きな部分を占める。このた
め電解槽においては、あらゆる不必要な抵抗を小さくす
ることが望ましい。例えば、陽極と陰極の間の距離は、
電解液の流れを妨げることなくできる限り短くすべきで
ある。電解槽における物質を最も有効に利用するために
は、また、電極の体積に対する表面積を可能な限り大き
くすべきである。
【０００３】ガスが発生する多くのプロセス、すなわち
陽極と陰極との間にガスの泡が溜るようなプロセスで
は、槽の抵抗が高くなるのを防止しなければならない。
あるプロセスでは、例えば塩素やアルカリが発生するよ
うな場合には、陽極と陰極との間にイオン選択性膜を配
置することによって陽極室と陰極室とを分離することが
普通に行われている。塩素ガスは陽極で発生し、陽極の
前面側を電気分解のために完全に利用できるようにする
ためには、電解液が陽極の表面に沿って自由に流れられ
るようにしなければならない。従って、前記膜は陽極に
近づけ過ぎるべきでないが、同時に陽極と陰極との間の
距離を最小にするためにはできる限り近づけるべきであ
る。更に、電気分解は一般に陰極室において過剰な圧力
のもとで行なわれ、これにより前記膜は陽極の表面に対
して押しつけられることになる。利用できるイオン選択
性膜は非常に薄くまた機械的に曲がり易く、また同時に
機械的な圧力が加わった場合には非常にもろく損傷を受
け易いので、これらの問題を解決することは難しい。
陽極と陰極との間にガスの泡が溜るようなプロセスで
は、槽の抵抗が高くなるのを防止しなければならない。
あるプロセスでは、例えば塩素やアルカリが発生するよ
うな場合には、陽極と陰極との間にイオン選択性膜を配
置することによって陽極室と陰極室とを分離することが
普通に行われている。塩素ガスは陽極で発生し、陽極の
前面側を電気分解のために完全に利用できるようにする
ためには、電解液が陽極の表面に沿って自由に流れられ
るようにしなければならない。従って、前記膜は陽極に
近づけ過ぎるべきでないが、同時に陽極と陰極との間の
距離を最小にするためにはできる限り近づけるべきであ
る。更に、電気分解は一般に陰極室において過剰な圧力
のもとで行なわれ、これにより前記膜は陽極の表面に対
して押しつけられることになる。利用できるイオン選択
性膜は非常に薄くまた機械的に曲がり易く、また同時に
機械的な圧力が加わった場合には非常にもろく損傷を受
け易いので、これらの問題を解決することは難しい。
【０００４】上記の問題は、欧州特許（ＥＰ）第４１
５，８９６号において、前記膜が電極に係合した場合で
あっても電解液が詰まらぬよう前面側に循環チャンネル
（ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｃｈａｎｎｅｌｓ）を浮出
させて設けた（ｅｍｂｏｓｓｅｄ）電極に関連して扱わ
れている。
５，８９６号において、前記膜が電極に係合した場合で
あっても電解液が詰まらぬよう前面側に循環チャンネル
（ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｃｈａｎｎｅｌｓ）を浮出
させて設けた（ｅｍｂｏｓｓｅｄ）電極に関連して扱わ
れている。
【０００５】多くの場合、最近の電極は望ましい反応を
最適に行うために触媒コーティングがなされている。こ
の場合に生じる問題は、多くの場合に腐食性である周囲
の環境のもとで触媒活性が徐々に失われるということで
ある。この問題はフランス特許（ＦＲ）第２，６０６，
７９４号において扱われており、そこでは電極を、ベー
ス構造とこのベース構造に点溶接された（ｐｏｉｎｔ−
ｗｅｌｄｅｄ）薄いネットからなるものとし、このネッ
トの触媒活性が満足できないものとなったときにはこれ
を容易に取り替えられるようにしている。同様の解決方
法がベルギー特許（ＢＥ）第９０２，２９７号において
も提案されている。
最適に行うために触媒コーティングがなされている。こ
の場合に生じる問題は、多くの場合に腐食性である周囲
の環境のもとで触媒活性が徐々に失われるということで
ある。この問題はフランス特許（ＦＲ）第２，６０６，
７９４号において扱われており、そこでは電極を、ベー
ス構造とこのベース構造に点溶接された（ｐｏｉｎｔ−
ｗｅｌｄｅｄ）薄いネットからなるものとし、このネッ
トの触媒活性が満足できないものとなったときにはこれ
を容易に取り替えられるようにしている。同様の解決方
法がベルギー特許（ＢＥ）第９０２，２９７号において
も提案されている。
【０００６】独国特許（ＤＥ）第２５３８０００号は、
ベースプレート及びグリッド状の電極を備えたバイポー
ラ（双極）電極構造を開示している。この電極は薄膜槽
での使用を意図したものではない。
ベースプレート及びグリッド状の電極を備えたバイポー
ラ（双極）電極構造を開示している。この電極は薄膜槽
での使用を意図したものではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電解液の循
環及びガスの除去が容易となり、しかも薄くて曲がりや
すくかつ破損し易い膜を含んでいる電解槽での使用も可
能である、表面積の大きな電極を提供することを目的と
している。
環及びガスの除去が容易となり、しかも薄くて曲がりや
すくかつ破損し易い膜を含んでいる電解槽での使用も可
能である、表面積の大きな電極を提供することを目的と
している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的は請求項１で規
定される電極を提供することによって達成される。より
詳しく言うと、本発明は電気分解用の電極に関し、この
電極の前面側には実質的に平行な導電性素材からなる複
数のスレッド（細線）によって規定された実質的に平行
な複数のチャンネル（溝）が設けられており、そしてこ
れらのスレッドは基礎となる電極構造に取り付けられか
つ電気的に接触している。ここでいう前面側（ｆｒｏｎ
ｔ ｓｉｄｅ）とは、反対極性の電極を向くようにされ
た側を意味し、その側は本質的に垂直面内に広がってい
ることが好ましい。薄膜槽では、上記前面側は膜と向か
い合っている。好ましくは前記チャンネルは実質的に直
線であり、前面側が実質的に垂直とすると、チャンネル
を形成するスレッドは水平面からの角度が約４５度から
約９０度の間、好ましくは約６０度から約９０度の間と
することが適切である。そして、スレッド及びチャンネ
ルは実質的に垂直方向を向くようにするのが最も好まし
い。
定される電極を提供することによって達成される。より
詳しく言うと、本発明は電気分解用の電極に関し、この
電極の前面側には実質的に平行な導電性素材からなる複
数のスレッド（細線）によって規定された実質的に平行
な複数のチャンネル（溝）が設けられており、そしてこ
れらのスレッドは基礎となる電極構造に取り付けられか
つ電気的に接触している。ここでいう前面側（ｆｒｏｎ
ｔ ｓｉｄｅ）とは、反対極性の電極を向くようにされ
た側を意味し、その側は本質的に垂直面内に広がってい
ることが好ましい。薄膜槽では、上記前面側は膜と向か
い合っている。好ましくは前記チャンネルは実質的に直
線であり、前面側が実質的に垂直とすると、チャンネル
を形成するスレッドは水平面からの角度が約４５度から
約９０度の間、好ましくは約６０度から約９０度の間と
することが適切である。そして、スレッド及びチャンネ
ルは実質的に垂直方向を向くようにするのが最も好まし
い。
【０００９】前記チャンネル及びスレッドは電極の前面
側全体にわたって実質的に一様であり、その前面側の寸
法は例えば約０．１〜約５ｍ2 とするのが好ましいが、
この寸法は臨界的なものではない。スレッドの幾何学的
な断面についても、経済的な理由からは実質的に円形で
あることが好ましいが、これも臨界的なものではなく、
例えば円形、楕円形、長方形、三角形などとすることが
できる。但し、前方側の縁については、こわれ易い膜が
損傷を受けないよう丸くすべきである。基礎となる電極
構造には、電解液が循環し易いよう貫通穴を設けるのが
好ましい。
側全体にわたって実質的に一様であり、その前面側の寸
法は例えば約０．１〜約５ｍ2 とするのが好ましいが、
この寸法は臨界的なものではない。スレッドの幾何学的
な断面についても、経済的な理由からは実質的に円形で
あることが好ましいが、これも臨界的なものではなく、
例えば円形、楕円形、長方形、三角形などとすることが
できる。但し、前方側の縁については、こわれ易い膜が
損傷を受けないよう丸くすべきである。基礎となる電極
構造には、電解液が循環し易いよう貫通穴を設けるのが
好ましい。
【００１０】前記チャンネルは狭くし、そしてチャンネ
ルを形成するスレッドは薄くすることによって、最適な
機能が達成される。薄いスレッド及び狭いチャンネルと
することによって、ガスの泡の移動性及び電解液の循環
は良くなり、特に薄膜槽においては薄くて屈曲性のある
膜が、チャンネル内へ曲がり込んで閉塞を引き起こすこ
となくスレッドに係合可能となる。チャンネルを形成す
るスレッドの適切な厚さは約０．０５ｍｍから約３ｍｍ
であり、好ましくは約０．２ｍｍから約１．５ｍｍであ
る。スレッドが円形でない場合には、スレッドの最も広
い部分の厚さを電極の広がりと平行に測定する。かかる
場合、電極の広がりに直交するスレッドの高さを、その
厚さと同程度の寸法とするのが都合がよい。スレッドと
スレッドとの間の適切な距離は、約０．１×ｄから約４
×ｄであり、好ましくは約０．５×ｄから約２×ｄであ
る。ここで、ｄはスレッドの厚さである。この距離は二
つのスレッドの間の最短距離として測定する。
ルを形成するスレッドは薄くすることによって、最適な
機能が達成される。薄いスレッド及び狭いチャンネルと
することによって、ガスの泡の移動性及び電解液の循環
は良くなり、特に薄膜槽においては薄くて屈曲性のある
膜が、チャンネル内へ曲がり込んで閉塞を引き起こすこ
となくスレッドに係合可能となる。チャンネルを形成す
るスレッドの適切な厚さは約０．０５ｍｍから約３ｍｍ
であり、好ましくは約０．２ｍｍから約１．５ｍｍであ
る。スレッドが円形でない場合には、スレッドの最も広
い部分の厚さを電極の広がりと平行に測定する。かかる
場合、電極の広がりに直交するスレッドの高さを、その
厚さと同程度の寸法とするのが都合がよい。スレッドと
スレッドとの間の適切な距離は、約０．１×ｄから約４
×ｄであり、好ましくは約０．５×ｄから約２×ｄであ
る。ここで、ｄはスレッドの厚さである。この距離は二
つのスレッドの間の最短距離として測定する。
【００１１】機械的な安定性を高めるために、チャンネ
ル形成スレッドは横方向に、好ましくはチャンネル形成
スレッドと基礎となる電極構造との間に設けられる安定
化スレッドと実質的に直交するように、取り付けてもよ
い。チャンネル形成スレッドと安定化スレッドは、これ
らが交差する場所で適切なレーザー溶接による固定ポイ
ントを介して互いに接触していることが適切である。安
定化スレッドは直線にしたり、又は規則的若しくは不規
則的な波状のパターンとすることもでき、任意的に基礎
となる電極構造の表面に適合するようにしてもよい。更
に安定化スレッドは、チャンネル形成スレッドと同じ厚
さか又はこれよりも厚くするのが好ましく、適切には約
０．５ｍｍから約５ｍｍ、好ましくは約１ｍｍから約３
ｍｍまでの厚さである。上記の安定化スレッド同士の間
の距離は臨界的なものではなく、例えば約５ｍｍから約
１００ｍｍ、好ましくは約２５ｍｍから約５０ｍｍとす
ることができる。
ル形成スレッドは横方向に、好ましくはチャンネル形成
スレッドと基礎となる電極構造との間に設けられる安定
化スレッドと実質的に直交するように、取り付けてもよ
い。チャンネル形成スレッドと安定化スレッドは、これ
らが交差する場所で適切なレーザー溶接による固定ポイ
ントを介して互いに接触していることが適切である。安
定化スレッドは直線にしたり、又は規則的若しくは不規
則的な波状のパターンとすることもでき、任意的に基礎
となる電極構造の表面に適合するようにしてもよい。更
に安定化スレッドは、チャンネル形成スレッドと同じ厚
さか又はこれよりも厚くするのが好ましく、適切には約
０．５ｍｍから約５ｍｍ、好ましくは約１ｍｍから約３
ｍｍまでの厚さである。上記の安定化スレッド同士の間
の距離は臨界的なものではなく、例えば約５ｍｍから約
１００ｍｍ、好ましくは約２５ｍｍから約５０ｍｍとす
ることができる。
【００１２】電極を、損傷を受け易い膜とともに使用す
る場合には、電極上のチャンネル形成スレッドの表面は
滑らかにし、例えば溶接のスパークで生じる尖った部分
が実質的にないようにすることが適切である。前記スレ
ッドと基礎となる電極構造との接合を、非接触（ｃｏｎ
ｔａｃｔｌｅｓｓ）溶接（例えばレーザー溶接又は電子
ビーム溶接）によって、最適な電流分布となるよう直接
に、若しくはチャンネル形成スレッド上の溶接スパーク
の危険性をより軽減できる横方向の安定化スレッドを介
して行うことによって、チャンネル形成スレッドに尖っ
た部分のない電極が得られることが分かった。基礎とな
る電極構造に直接取り付けられるスレッドは、各スレッ
ド上の多数の非接触的に溶接された固定点によって適切
に取り付けられ、各スレッドにおける固定点の間の好ま
しい距離は、ｄをスレッドの厚さとして、約５×ｄから
約１００×ｄ、特に好ましくは約１０×ｄから約５０×
ｄである。
る場合には、電極上のチャンネル形成スレッドの表面は
滑らかにし、例えば溶接のスパークで生じる尖った部分
が実質的にないようにすることが適切である。前記スレ
ッドと基礎となる電極構造との接合を、非接触（ｃｏｎ
ｔａｃｔｌｅｓｓ）溶接（例えばレーザー溶接又は電子
ビーム溶接）によって、最適な電流分布となるよう直接
に、若しくはチャンネル形成スレッド上の溶接スパーク
の危険性をより軽減できる横方向の安定化スレッドを介
して行うことによって、チャンネル形成スレッドに尖っ
た部分のない電極が得られることが分かった。基礎とな
る電極構造に直接取り付けられるスレッドは、各スレッ
ド上の多数の非接触的に溶接された固定点によって適切
に取り付けられ、各スレッドにおける固定点の間の好ま
しい距離は、ｄをスレッドの厚さとして、約５×ｄから
約１００×ｄ、特に好ましくは約１０×ｄから約５０×
ｄである。
【００１３】上記の電極は、特にガスが発生する電気分
解、殊に上昇するガスの泡が循環を良くするので電解液
が上に向かって流れる場合に適しており、また特に薄膜
槽での電気分解、すなわち陽極室と陰極室とがイオン選
択性膜によって分離されている電解槽での電気分解に適
している。この電極は薄膜槽において塩素及びアルカリ
が電解生成される場合に特に有効であるが、希薄溶液か
らの金属の電気化学的な回収又はガスの回収においても
非常に有用である。
解、殊に上昇するガスの泡が循環を良くするので電解液
が上に向かって流れる場合に適しており、また特に薄膜
槽での電気分解、すなわち陽極室と陰極室とがイオン選
択性膜によって分離されている電解槽での電気分解に適
している。この電極は薄膜槽において塩素及びアルカリ
が電解生成される場合に特に有効であるが、希薄溶液か
らの金属の電気化学的な回収又はガスの回収においても
非常に有用である。
【００１４】前記スレッドは多数の途切れることのない
チャンネルを有する電極の前面側となり、これによって
電解液の循環及び発生するガスの有効な除去が行われ
る。薄膜槽ではスレッドの厚さ及びチャンネルの幅を前
記膜の厚さとほぼ同じ程度の寸法とするのが好ましく、
こうすることにより該膜はチャンネルに詰まることなく
スレッドに係合することができ、これにより発生するガ
スの泡が溜る危険性が除去される。この結果、電極のギ
ャップを非常に小さくできて槽の抵抗が最小となり、前
記膜を通る電流の分布が従来技術の電極に比べてより一
様になり、そして高価な膜の寿命を引き伸ばすことがで
きる。塩素−アルカリの電気分解の場合には、前記膜に
近づくアルカリ性のフィルムは酸性の陽極液によって流
し去られ、これにより望ましくない塩素の吸収や酸素の
発生を回避できることが分かった。前記スレッドはま
た、例えば約２倍から約５倍というかなり大きな面積の
電極表面をもたらし、これは槽の効率を上げるとともに
電極電位を低減して電極の耐用年数の延長につながる。
表面積が大きくなることは同時に反応の選択性に影響を
与え、例えば薄い塩化物溶液の電気分解において塩素ガ
スの発生が促進される。電気分解プロセスに関係なく、
本発明の電極はモノポーラ（単極）でもバイポーラ（双
極）でもよい。
チャンネルを有する電極の前面側となり、これによって
電解液の循環及び発生するガスの有効な除去が行われ
る。薄膜槽ではスレッドの厚さ及びチャンネルの幅を前
記膜の厚さとほぼ同じ程度の寸法とするのが好ましく、
こうすることにより該膜はチャンネルに詰まることなく
スレッドに係合することができ、これにより発生するガ
スの泡が溜る危険性が除去される。この結果、電極のギ
ャップを非常に小さくできて槽の抵抗が最小となり、前
記膜を通る電流の分布が従来技術の電極に比べてより一
様になり、そして高価な膜の寿命を引き伸ばすことがで
きる。塩素−アルカリの電気分解の場合には、前記膜に
近づくアルカリ性のフィルムは酸性の陽極液によって流
し去られ、これにより望ましくない塩素の吸収や酸素の
発生を回避できることが分かった。前記スレッドはま
た、例えば約２倍から約５倍というかなり大きな面積の
電極表面をもたらし、これは槽の効率を上げるとともに
電極電位を低減して電極の耐用年数の延長につながる。
表面積が大きくなることは同時に反応の選択性に影響を
与え、例えば薄い塩化物溶液の電気分解において塩素ガ
スの発生が促進される。電気分解プロセスに関係なく、
本発明の電極はモノポーラ（単極）でもバイポーラ（双
極）でもよい。
【００１５】従来技術の電極、好ましくは貫通穴を有す
る電極にスレッドを取り付けることによって比較的簡単
な方法で新規な電極を製造できることが明らかとなっ
た。このような改良ができる従来技術の電極の例として
は、穴のあるプレート電極、エキスパンデッドメタルの
電極、縦又は横のロッドを有する電極、あるいは共通の
金属シートから打ち抜かれた曲がった又はまっすぐな薄
板（ｌａｍｅｌｌａｅ）を垂直又は水平に延ばした電極
（例えばルーバー型電極）などが挙げられる。このよう
な種類の電極は当業者にとっては周知であり、例えば前
述の欧州特許（ＥＰ）第４１５，８９６号や英国特許
（ＧＢ）第１，３２４，４２７号などにおいて説明され
ている。本発明にとって特に好ましい電極は、上で説明
したようなスレッドが前面側に設けられているルーバー
型の電極である。
る電極にスレッドを取り付けることによって比較的簡単
な方法で新規な電極を製造できることが明らかとなっ
た。このような改良ができる従来技術の電極の例として
は、穴のあるプレート電極、エキスパンデッドメタルの
電極、縦又は横のロッドを有する電極、あるいは共通の
金属シートから打ち抜かれた曲がった又はまっすぐな薄
板（ｌａｍｅｌｌａｅ）を垂直又は水平に延ばした電極
（例えばルーバー型電極）などが挙げられる。このよう
な種類の電極は当業者にとっては周知であり、例えば前
述の欧州特許（ＥＰ）第４１５，８９６号や英国特許
（ＧＢ）第１，３２４，４２７号などにおいて説明され
ている。本発明にとって特に好ましい電極は、上で説明
したようなスレッドが前面側に設けられているルーバー
型の電極である。
【００１６】電極の全体すなわちスレッド及び基礎構造
の両方が、同一の材料（例えばＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｔ
ａ，Ｐｂ，Ａｌ又はこれらの合金）からなることが適切
である。電極が陽極として機能する場合はＴｉ又はＴｉ
合金が好ましく、一方電極が陰極として機能する場合は
Ｆｅ，Ｎｉ又はこれらの合金が好ましい。陽極又は陰極
としての用途によっては、スレッド及び基礎構造の両方
がある適当な触媒活性の材料によって活性化されるよう
にするのが好ましい。又はスレッドだけが活性化された
電極を使用することもできる。有用な触媒材料として
は、周期表の８Ｂ群、すなわちＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ（この中で特にＩｒ
とＲｕが好ましい）の中から選ばれる金属、金属酸化
物、又はこれらの混合物がある。
の両方が、同一の材料（例えばＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｔ
ａ，Ｐｂ，Ａｌ又はこれらの合金）からなることが適切
である。電極が陽極として機能する場合はＴｉ又はＴｉ
合金が好ましく、一方電極が陰極として機能する場合は
Ｆｅ，Ｎｉ又はこれらの合金が好ましい。陽極又は陰極
としての用途によっては、スレッド及び基礎構造の両方
がある適当な触媒活性の材料によって活性化されるよう
にするのが好ましい。又はスレッドだけが活性化された
電極を使用することもできる。有用な触媒材料として
は、周期表の８Ｂ群、すなわちＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ（この中で特にＩｒ
とＲｕが好ましい）の中から選ばれる金属、金属酸化
物、又はこれらの混合物がある。
【００１７】本発明はまた、表面に取り付けられた１又
はそれ以上のスレッドを具備する電極の製造方法にも関
係し、その方法は、各スレッドに沿って非接触的に溶接
された多数の固定点によってスレッドを基礎構造へ付け
ることを包含する。可能な非接触式溶接（コンタクトレ
ス溶接）の方法の中で、電子ビーム溶接又はレーザー溶
接が挙げられるが、中でも後者が好ましい。溶接スパー
クの危険性及び溶接スパークによって生じるスレッド上
の凹凸を最小にするために、レーザー溶接を横方向から
行うのが適切であり、好ましくはスレッドの長い側に実
質的に垂直にし、かつ基礎電極構造の接触表面に対して
約５度から約６０度、特に好ましくは約１５度から約４
５度の角度とするのが好ましい。
はそれ以上のスレッドを具備する電極の製造方法にも関
係し、その方法は、各スレッドに沿って非接触的に溶接
された多数の固定点によってスレッドを基礎構造へ付け
ることを包含する。可能な非接触式溶接（コンタクトレ
ス溶接）の方法の中で、電子ビーム溶接又はレーザー溶
接が挙げられるが、中でも後者が好ましい。溶接スパー
クの危険性及び溶接スパークによって生じるスレッド上
の凹凸を最小にするために、レーザー溶接を横方向から
行うのが適切であり、好ましくはスレッドの長い側に実
質的に垂直にし、かつ基礎電極構造の接触表面に対して
約５度から約６０度、特に好ましくは約１５度から約４
５度の角度とするのが好ましい。
【００１８】通常のポイント溶接とは対照的に上記の非
接触式溶接は、実際の接触点において非常に小さくニー
ドル（針）状の接合点をもたらし、そしてスレッドの他
の部分は本質的に影響を受けないので、この方法は特に
薄いスレッド、好ましくは厚さが約０．０５ｍｍから約
５ｍｍ、特に好ましくは厚さが約０．５ｍｍから約３ｍ
ｍのものに適している。電気的な接触は良好であり、同
時にこのスレッドは基礎構造に損傷を与えることなく機
械的に引き離すことも可能である。その後再び他のプロ
セスを必要とすることなく前記電極にスレッドを設ける
ことができ、不動態化した電極の再生が容易となる。こ
の溶接方法は、電極の製造において通常使用される全て
の金属の溶接に使用でき、また特に、スレッド及び／又
は基礎構造がチタン又はチタン合金でできている場合に
は非常に有利である。レーザー溶接の容量が大きいこと
から製造に要する時間は短くなり、特に多数のレーザー
源、例えば１個〜約１０個のレーザー源を溶接ユニット
中に平行に設置することにより製造時間を短縮できる。
また光学的な構成、例えば光ファイバーを伴ったビーム
ディビジョンを使用することも可能である。
接触式溶接は、実際の接触点において非常に小さくニー
ドル（針）状の接合点をもたらし、そしてスレッドの他
の部分は本質的に影響を受けないので、この方法は特に
薄いスレッド、好ましくは厚さが約０．０５ｍｍから約
５ｍｍ、特に好ましくは厚さが約０．５ｍｍから約３ｍ
ｍのものに適している。電気的な接触は良好であり、同
時にこのスレッドは基礎構造に損傷を与えることなく機
械的に引き離すことも可能である。その後再び他のプロ
セスを必要とすることなく前記電極にスレッドを設ける
ことができ、不動態化した電極の再生が容易となる。こ
の溶接方法は、電極の製造において通常使用される全て
の金属の溶接に使用でき、また特に、スレッド及び／又
は基礎構造がチタン又はチタン合金でできている場合に
は非常に有利である。レーザー溶接の容量が大きいこと
から製造に要する時間は短くなり、特に多数のレーザー
源、例えば１個〜約１０個のレーザー源を溶接ユニット
中に平行に設置することにより製造時間を短縮できる。
また光学的な構成、例えば光ファイバーを伴ったビーム
ディビジョンを使用することも可能である。
【００１９】前記方法は、本発明による電極の製造に特
に適したものである。設置されるスレッドはそれ自身で
電極表面上に循環チャンネルを形成することができ、ま
たこれらとつながっているチャンネル形成スレッドに対
する安定化機能を持たせることができる。本発明の方法
によれば、スレッドが他の幾何学的なパターンを形成す
るよう設置したり、あるいは設置されるスレッドが他の
種類の表面を大きくしている要素、循環を促進している
要素又は触媒活性の要素をサポートする構造となるよう
設置することも可能である。
に適したものである。設置されるスレッドはそれ自身で
電極表面上に循環チャンネルを形成することができ、ま
たこれらとつながっているチャンネル形成スレッドに対
する安定化機能を持たせることができる。本発明の方法
によれば、スレッドが他の幾何学的なパターンを形成す
るよう設置したり、あるいは設置されるスレッドが他の
種類の表面を大きくしている要素、循環を促進している
要素又は触媒活性の要素をサポートする構造となるよう
設置することも可能である。
【００２０】チャンネル形成スレッド及びこれを横切る
よう設けられた安定化スレッドを備えた電極を製造する
ときには、まず上記スレッドをグリッド状の構造を形成
するよう組み立て、そしてそのグリッド状構造をチャン
ネル形成スレッド又は横方向のスレッドを介して基礎と
なる電極構造に非接触式に溶接することができる。しか
し、最初に一つの方向に延びたスレッドを基礎となる電
極構造に設け、それからこれらのスレッドに対して横方
向に伸びるスレッドを設けることも可能である。
よう設けられた安定化スレッドを備えた電極を製造する
ときには、まず上記スレッドをグリッド状の構造を形成
するよう組み立て、そしてそのグリッド状構造をチャン
ネル形成スレッド又は横方向のスレッドを介して基礎と
なる電極構造に非接触式に溶接することができる。しか
し、最初に一つの方向に延びたスレッドを基礎となる電
極構造に設け、それからこれらのスレッドに対して横方
向に伸びるスレッドを設けることも可能である。
【００２１】この方法は電極を製造するときにも、また
既存の電極を改良するときにも使用できる。電極を製造
する場合には、実際上の理由から、スレッドを取り付け
た後に触媒コーティングで活性化を実施するのが好まし
い。しかし既存の活性化された電極には、レーザー溶接
のときに活性コーティングに損傷を受けることなく、活
性化されたスレッドを設けることが可能である。また非
活性電極又は長期にわたる使用によって活性が消滅した
電極に、活性化されたスレッドを設けることも可能であ
る。望ましい寸法及び素材に関しては、本発明の電極の
ところの説明が参照できる。
既存の電極を改良するときにも使用できる。電極を製造
する場合には、実際上の理由から、スレッドを取り付け
た後に触媒コーティングで活性化を実施するのが好まし
い。しかし既存の活性化された電極には、レーザー溶接
のときに活性コーティングに損傷を受けることなく、活
性化されたスレッドを設けることが可能である。また非
活性電極又は長期にわたる使用によって活性が消滅した
電極に、活性化されたスレッドを設けることも可能であ
る。望ましい寸法及び素材に関しては、本発明の電極の
ところの説明が参照できる。
【００２２】実際の溶接は、例えばＹＡＧレーザーなど
のパルス固体レーザーによって、パルス持続時間を約１
〜約５００ｍｓ、好ましくは約１〜約１００ｍｓとし、
平均出力を約１０〜約２００Ｗとして実行するのが好ま
しい。
のパルス固体レーザーによって、パルス持続時間を約１
〜約５００ｍｓ、好ましくは約１〜約１００ｍｓとし、
平均出力を約１０〜約２００Ｗとして実行するのが好ま
しい。
【００２３】更に本発明は、本発明に係るチャンネル形
成スレッドと適合させた少なくとも一つの電極を具備し
た電解槽に関連する。この電解槽は、本発明による電極
のスレッドと係合するようにして陽極と陰極との間に配
置されたイオン選択性膜を備えていることが好ましい。
この槽がアルカリ金属塩化物溶液の塩素ガス及びアルカ
リへの電気分解を意図したものである場合には、陽極は
スレッドを有する電極、好ましくはスレッドを取り付け
たルーバータイプの電極とし、一方陰極は同じ電極又は
スレッドのない点を除いては同様のタイプの電極とする
ことができる。前記槽はフィルタープレスタイプの電解
槽（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｅｒ）に包含されることが最
も好ましい。なお、前記槽は当業者にとって周知の従来
技術により設計することが可能である。
成スレッドと適合させた少なくとも一つの電極を具備し
た電解槽に関連する。この電解槽は、本発明による電極
のスレッドと係合するようにして陽極と陰極との間に配
置されたイオン選択性膜を備えていることが好ましい。
この槽がアルカリ金属塩化物溶液の塩素ガス及びアルカ
リへの電気分解を意図したものである場合には、陽極は
スレッドを有する電極、好ましくはスレッドを取り付け
たルーバータイプの電極とし、一方陰極は同じ電極又は
スレッドのない点を除いては同様のタイプの電極とする
ことができる。前記槽はフィルタープレスタイプの電解
槽（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｅｒ）に包含されることが最
も好ましい。なお、前記槽は当業者にとって周知の従来
技術により設計することが可能である。
【００２４】最後に、本発明はまた、少なくとも一つの
電極が本発明によるチャンネル形成スレッドを有した電
極である、電気分解の方法に関連する。この方法は、特
にガスの発生がある電気分解であって、好ましくはガス
が発生する電極が本発明のスレッドが設けられた電極で
あって、好ましくは電解液が上方へ流れるような電気分
解に適する。この方法は特に薄膜槽における電気分解に
適しており、殊に塩素及びアルカリの製造のためのアル
カリ金属溶液（例えば塩化ナトリウム溶液又は塩化カリ
ウム溶液）の電気分解に適しており、陽極は本発明のス
レッドが設けられた電極であることが好ましく、陰極は
従来のタイプのものでよい。なお、上記電気分解は当業
者にとって周知である従来の技術に従って実行すること
が可能である。
電極が本発明によるチャンネル形成スレッドを有した電
極である、電気分解の方法に関連する。この方法は、特
にガスの発生がある電気分解であって、好ましくはガス
が発生する電極が本発明のスレッドが設けられた電極で
あって、好ましくは電解液が上方へ流れるような電気分
解に適する。この方法は特に薄膜槽における電気分解に
適しており、殊に塩素及びアルカリの製造のためのアル
カリ金属溶液（例えば塩化ナトリウム溶液又は塩化カリ
ウム溶液）の電気分解に適しており、陽極は本発明のス
レッドが設けられた電極であることが好ましく、陰極は
従来のタイプのものでよい。なお、上記電気分解は当業
者にとって周知である従来の技術に従って実行すること
が可能である。
【００２５】
【実施例】以下で本発明を、添付図面を参照しながらよ
り詳細に説明する。しかしながら本発明は例示された実
施態様に限定されるものではなく、他の多くの変形態様
が請求項の範囲内で実現可能である。
り詳細に説明する。しかしながら本発明は例示された実
施態様に限定されるものではなく、他の多くの変形態様
が請求項の範囲内で実現可能である。
【００２６】図１は電極の製造を例示した概略上部平面
図、図２は完成した電極を詳細に示す正面図である。図
３は安定化スレッドを含んだ電極を詳細に示した概略側
面図であり、図４は同じ電極を詳細に示した正面図であ
る。
図、図２は完成した電極を詳細に示す正面図である。図
３は安定化スレッドを含んだ電極を詳細に示した概略側
面図であり、図４は同じ電極を詳細に示した正面図であ
る。
【００２７】図１及び図２は、レーザー溶接接点３を介
して基礎電極構造１０へ取り付けられていて、電極の前
面側に垂直なチャンネル２を形成している、互いに平行
な多数のスレッド１を示している。図１は、レーザー溶
接ユニット１５をどうやってスレッド１の長手側から接
点に向けて基礎電極構造の接触表面に対して角度αをな
すようにするか示しており、前記角度は好ましくは約５
度から約６０度とする。図２においては溶接点３の位置
をマークしてあるが、通常上からはこれらは見えない。
して基礎電極構造１０へ取り付けられていて、電極の前
面側に垂直なチャンネル２を形成している、互いに平行
な多数のスレッド１を示している。図１は、レーザー溶
接ユニット１５をどうやってスレッド１の長手側から接
点に向けて基礎電極構造の接触表面に対して角度αをな
すようにするか示しており、前記角度は好ましくは約５
度から約６０度とする。図２においては溶接点３の位置
をマークしてあるが、通常上からはこれらは見えない。
【００２８】図３及び図４は、基礎電極構造に貫通穴１
３が形成されるよう共通の金属シート１１から打ち出さ
れたルーバー１２を有するルーバー型の電極を例示して
いる。この電極には更に垂直チャンネル２があり、これ
らのチャンネル２は安定化のための横向きのスレッド４
にレーザー溶接接点３を介して取り付けられたチャンネ
ル形成スレッド１によって規定されている。安定化スレ
ッド４は一つおきのルーバー１２に沿って延在してお
り、これによってチャンネル形成スレッド１はルーバー
によっても支えられる。この設計によって、実質的に完
全に途切れることのないチャンネル２が、電極の前面側
に沿って形成される。ここで示した実施態様では、安定
化スレッド４をレーザー溶接接点３を介してルーバー１
２に取り付けているが、その代わりにチャンネル形成ス
レッド１をルーバー１２にレーザー溶接によって取り付
けることも可能である。横方向のスレッド４どうしの間
の距離を安定性の要求に応じて変化させ得ることは、当
業者にとっては自明のことである。
３が形成されるよう共通の金属シート１１から打ち出さ
れたルーバー１２を有するルーバー型の電極を例示して
いる。この電極には更に垂直チャンネル２があり、これ
らのチャンネル２は安定化のための横向きのスレッド４
にレーザー溶接接点３を介して取り付けられたチャンネ
ル形成スレッド１によって規定されている。安定化スレ
ッド４は一つおきのルーバー１２に沿って延在してお
り、これによってチャンネル形成スレッド１はルーバー
によっても支えられる。この設計によって、実質的に完
全に途切れることのないチャンネル２が、電極の前面側
に沿って形成される。ここで示した実施態様では、安定
化スレッド４をレーザー溶接接点３を介してルーバー１
２に取り付けているが、その代わりにチャンネル形成ス
レッド１をルーバー１２にレーザー溶接によって取り付
けることも可能である。横方向のスレッド４どうしの間
の距離を安定性の要求に応じて変化させ得ることは、当
業者にとっては自明のことである。
【図１】 本発明の電極の製造を例示した概略上部平面
図である。
図である。
【図２】 完成した本発明の電極を詳細に示す正面図で
ある。
ある。
【図３】 安定化スレッドを含んだ本発明の電極を詳細
に示した概略側面図である。
に示した概略側面図である。
【図４】 図３と同じ電極を詳細に示した正面図であ
る。
る。
１：チャンネル形成スレッド、２：チャンネル、３：溶
接接点、４：安定化スレッド、１０，１１，１２：基礎
電極構造、１３：貫通穴、１５：レーザー溶接ユニッ
ト、α：レーザー溶接ユニットの基礎電極構造表面に対
する角度。
接接点、４：安定化スレッド、１０，１１，１２：基礎
電極構造、１３：貫通穴、１５：レーザー溶接ユニッ
ト、α：レーザー溶接ユニットの基礎電極構造表面に対
する角度。
Claims (14)
- 【請求項１】 電極の前面側に、導電性材料からなる実
質的に平行なスレッド（１）によって規定された実質的
に平行な複数のチャンネル（２）を具備しており、これ
らのスレッド（１）が基礎電極構造（１０，１１，１
２）に取り付けられかつ電気的に接触していることを特
徴とする、電気分解用の電極。 - 【請求項２】 前記電極の前面側は本質的に垂直面内に
あり、チャンネル形成スレッド（１）が水平面から約４
５度から約９０度の間の角度をなすことを特徴とする、
請求項１記載の電極。 - 【請求項３】 チャンネル形成スレッド（１）の厚さは
約０．０５〜約３ｍｍであり、前記スレッド（１）どう
しの間の距離は、ｄを前記スレッドの厚さとして、約
０．１×ｄ〜約４×ｄであることを特徴とする、請求項
１又は２記載の電極。 - 【請求項４】 基礎電極構造（１０，１１，１２）は貫
通穴（１３）を備えていることを特徴とする、請求項１
〜３のうちいずれか一項記載の電極。 - 【請求項５】 チャンネル形成スレッド（１）は、チャ
ンネル形成スレッド（１）と基礎電極構造（１０，１
１，１２）との間に配置された横方向の安定化スレッド
（４）に取り付けられていることを特徴とする、請求項
１〜４のうちいずれか一項記載の電極。 - 【請求項６】 チャンネル形成スレッド（１）の表面は
スムースでかつ実質的に尖った部分がないことを特徴と
する請求項１〜５のうちいずれか一項記載の電極。 - 【請求項７】 前記スレッド（１）を、各スレッドに沿
った複数の非接触式溶接固定点（３）によって基礎電極
構造（１０，１１，１２）に付けることを特徴とする、
表面に取り付けられた１又は２以上のスレッドを有する
電極の製造方法。 - 【請求項８】 前記溶接作業を基礎電極構造（１０，１
１，１２）の接触表面に対して約５度から約６０度の間
の角度をなして横方向から行うことを特徴とする、請求
項７記載の方法。 - 【請求項９】 前記溶接作業をレーザー溶接によって行
うことを特徴とする、請求項７又は８記載の方法。 - 【請求項１０】 請求項１〜６のうちいずれか一項記載
のチャンネル形成スレッド（１）を有する少なくとも一
つの電極を備えていることを特徴とする、電解槽。 - 【請求項１１】 陽極と陰極との間に配置されたイオン
選択性膜を備えていることを特徴とする、請求項１０記
載の電解槽。 - 【請求項１２】 請求項１〜６のうちいずれか一項記載
のチャンネル形成スレッド（１）を有する電極を使用す
ることを特徴とする、電気分解の方法。 - 【請求項１３】 薄膜槽を使用したことを特徴とする、
請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 アルカリ金属塩化物溶液からの塩素と
アルカリの電気分解を包含し、前記陽極をチャンネル形
成スレッドを有する電極とすることを特徴とする、請求
項１２又は１３記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9102712A SE505714C2 (sv) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | Elektrod med kanalbildande trådar, sätt att tillverka elektroden, elektrolyscell försedd med elektroden samt sätt vid elektrolys |
| SE9102712-8 | 1991-09-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05209292A true JPH05209292A (ja) | 1993-08-20 |
| JP2789288B2 JP2789288B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=20383766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4273384A Expired - Lifetime JP2789288B2 (ja) | 1991-09-19 | 1992-09-18 | 電 極 |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5290410A (ja) |
| EP (1) | EP0533237B1 (ja) |
| JP (1) | JP2789288B2 (ja) |
| CN (1) | CN1043064C (ja) |
| AT (1) | ATE150493T1 (ja) |
| AU (1) | AU639186B2 (ja) |
| BR (1) | BR9203661A (ja) |
| CA (1) | CA2078518C (ja) |
| DE (1) | DE69218328T2 (ja) |
| ES (1) | ES2100270T3 (ja) |
| FI (1) | FI924155A (ja) |
| IS (1) | IS1744B (ja) |
| NO (1) | NO307221B1 (ja) |
| NZ (1) | NZ244339A (ja) |
| RU (1) | RU2086710C1 (ja) |
| SE (1) | SE505714C2 (ja) |
| ZA (1) | ZA927169B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100257807B1 (ko) * | 1991-05-30 | 2000-06-01 | 엔.프럼 | 전기분해 셀 전극 챔버 및 이를 이용한 전기분해도금 및 금속층 제거방법 |
| SE505714C2 (sv) * | 1991-09-19 | 1997-09-29 | Permascand Ab | Elektrod med kanalbildande trådar, sätt att tillverka elektroden, elektrolyscell försedd med elektroden samt sätt vid elektrolys |
| JPH08315947A (ja) * | 1995-05-12 | 1996-11-29 | Yazaki Corp | 圧接治具 |
| GB2327300A (en) * | 1996-04-25 | 1999-01-20 | Strix Ltd | Electrical contacts |
| GB9608482D0 (en) * | 1996-04-25 | 1996-07-03 | Strix Ltd | Electrical contacts |
| ITMI20070980A1 (it) * | 2007-05-15 | 2008-11-16 | Industrie De Nora Spa | Elettrodo per celle elettrolitiche a membrana |
| CN104674153B (zh) * | 2008-01-08 | 2016-08-24 | 特来德斯通技术公司 | 用于电化学应用的高导电性表面 |
| DE202009008219U1 (de) * | 2009-06-15 | 2010-11-04 | Mekra Lang Gmbh & Co. Kg | Optische Einrichtung mit Reinigungsvorrichtung |
| US8936770B2 (en) | 2010-01-22 | 2015-01-20 | Molycorp Minerals, Llc | Hydrometallurgical process and method for recovering metals |
| EP3283665A4 (en) | 2015-04-15 | 2018-12-12 | Treadstone Technologies, Inc. | Method of metallic component surface moodification for electrochemical applications |
| CN107902725B (zh) * | 2017-11-16 | 2023-11-17 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种腐蚀产物捕集装置及方法 |
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| DE68318C (de) * | A. HENNETON in Lille, Frankreich: | Anode für elektrolytische Zersetzungsapparate | ||
| US1448208A (en) * | 1922-07-15 | 1923-03-13 | Electro Chemical Company | Electrode for electrolytic cells |
| DE897839C (de) * | 1951-07-28 | 1953-11-23 | Bamag Meguin Ag | Vorelektrode fuer Elektrolysezellen |
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| IT1198131B (it) * | 1986-11-19 | 1988-12-21 | Permelec Spa | Elettrodo sostituibile per celle elettrolitiche |
| IT1229874B (it) * | 1989-02-13 | 1991-09-13 | Permelec Spa Nora | Procedimento per migliorare il trasporto di materia ad un elettrodo in una cella a diaframma e mezzi idrodinamici relativi. |
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| SE505714C2 (sv) * | 1991-09-19 | 1997-09-29 | Permascand Ab | Elektrod med kanalbildande trådar, sätt att tillverka elektroden, elektrolyscell försedd med elektroden samt sätt vid elektrolys |
-
1991
- 1991-09-19 SE SE9102712A patent/SE505714C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1992
- 1992-08-27 EP EP92202606A patent/EP0533237B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-08-27 ES ES92202606T patent/ES2100270T3/es not_active Expired - Lifetime
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