JPH0938653A - 電解イオン水の製造方法およびその装置 - Google Patents
電解イオン水の製造方法およびその装置Info
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- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 少ない消費電力で電解イオン水を製造しうる
ようにする。 【構成】 電解槽１は隔膜４によって陰極室５及び陽極
室６に仕切られており、陰極室５及び陽極室６には、原
水７に電解質８を混合した電解液供給される。この電解
イオン水製造装置において、直流電源２および燃料電池
３により２．５Ｖの電圧を陰極および陽極間に印加する
ことによって電気分解処理を行う。生成されたアルカリ
イオン水１９と酸性イオン水２０は別々に取り出され、
それぞれの用途に使用される。陰極側で発生した水素と
酸素は燃料電池３に供給され発電のために用いられる。
ようにする。 【構成】 電解槽１は隔膜４によって陰極室５及び陽極
室６に仕切られており、陰極室５及び陽極室６には、原
水７に電解質８を混合した電解液供給される。この電解
イオン水製造装置において、直流電源２および燃料電池
３により２．５Ｖの電圧を陰極および陽極間に印加する
ことによって電気分解処理を行う。生成されたアルカリ
イオン水１９と酸性イオン水２０は別々に取り出され、
それぞれの用途に使用される。陰極側で発生した水素と
酸素は燃料電池３に供給され発電のために用いられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電解イオン水の製造
方法およびその装置に関し、特に、電解イオン水製造に
要する電力を大幅に削減することができる電解イオン水
の製造方法とその装置に関するものである。
方法およびその装置に関し、特に、電解イオン水製造に
要する電力を大幅に削減することができる電解イオン水
の製造方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電解イオン水は飲料用に広く用いられて
いるほか、医療、食品産業などの分野において殺菌や消
毒に効果があることから、大量に使用されるようになっ
てきている。
いるほか、医療、食品産業などの分野において殺菌や消
毒に効果があることから、大量に使用されるようになっ
てきている。
【０００３】図３は、従来の電解イオン水製造装置の概
略の構成図である。同図に示されるように、電解イオン
水は、隔膜１３で仕切られた陰極室１４および陽極室１
５に、それぞれ陰極１６および陽極１７を浸し、陰極１
６および陽極１７に直流電源１８により直流電圧を印加
して水を電気分解処理することによって、アルカリイオ
ン水１９および酸性イオン水２０として得られる。
略の構成図である。同図に示されるように、電解イオン
水は、隔膜１３で仕切られた陰極室１４および陽極室１
５に、それぞれ陰極１６および陽極１７を浸し、陰極１
６および陽極１７に直流電源１８により直流電圧を印加
して水を電気分解処理することによって、アルカリイオ
ン水１９および酸性イオン水２０として得られる。
【０００４】ここで、電解イオン水の製造において純水
あるいは通常の水道水を電気分解した場合には電気抵抗
が高く電解効率が低いため、通常、電解液として塩化ナ
トリウムなどの適当な電解質２１を原水２２に混合した
溶液が電解槽２３に導入される。電気分解処理により生
成したアルカリイオン水１９および酸性イオン水２０
は、陰極室１４および陽極室１５からそれぞれ別々に取
り出され、各種の用途に用いられる。
あるいは通常の水道水を電気分解した場合には電気抵抗
が高く電解効率が低いため、通常、電解液として塩化ナ
トリウムなどの適当な電解質２１を原水２２に混合した
溶液が電解槽２３に導入される。電気分解処理により生
成したアルカリイオン水１９および酸性イオン水２０
は、陰極室１４および陽極室１５からそれぞれ別々に取
り出され、各種の用途に用いられる。
【０００５】なお、電解イオン水の製造には多大な電力
を必要とするが、電解イオン水製造に要する消費電力を
できるだけ抑えるためには、電極として水素過電圧の小
さい材料を用いると同時に、両電極間の電気抵抗を下げ
ることが重要であり、両電極間に位置する隔膜にイオン
交換性の材料などを用い電気抵抗を抑えること、両電極
間の距離をできるだけ狭くすること、あるいは電解イオ
ン水の用途に応じて可能であればできるだけ電解質濃度
を高くすることなどの方法がとられてきた。
を必要とするが、電解イオン水製造に要する消費電力を
できるだけ抑えるためには、電極として水素過電圧の小
さい材料を用いると同時に、両電極間の電気抵抗を下げ
ることが重要であり、両電極間に位置する隔膜にイオン
交換性の材料などを用い電気抵抗を抑えること、両電極
間の距離をできるだけ狭くすること、あるいは電解イオ
ン水の用途に応じて可能であればできるだけ電解質濃度
を高くすることなどの方法がとられてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来の方法は、たとえ電解条件や材料の改良によって電
解効率を限りなく１００％に近づけたとしても、本質的
に水の電気分解自体に相当な電力を必要とするため、電
解イオン水の製造が水の電気分解を利用したものである
限り一定の電力消費は避けられず、特に大量の電解イオ
ン水を製造する場合には必然的に膨大な電力を必要とす
るという問題点があった。
従来の方法は、たとえ電解条件や材料の改良によって電
解効率を限りなく１００％に近づけたとしても、本質的
に水の電気分解自体に相当な電力を必要とするため、電
解イオン水の製造が水の電気分解を利用したものである
限り一定の電力消費は避けられず、特に大量の電解イオ
ン水を製造する場合には必然的に膨大な電力を必要とす
るという問題点があった。
【０００７】本発明は、この問題点を解決すべくなされ
たものであって、その目的とするところは、電解イオン
水製造時に必要となる消費電力を低減し、大量の電解イ
オン水を低コストで供給できる電解イオン水製造方法お
よびその装置を提供できるようにすることである。
たものであって、その目的とするところは、電解イオン
水製造時に必要となる消費電力を低減し、大量の電解イ
オン水を低コストで供給できる電解イオン水製造方法お
よびその装置を提供できるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による電解イオン水の製造方法は、水の電気
分解によって発生する酸素ガスおよび水素ガスを回収
し、回収した酸素ガスおよび水素ガスにより燃料電池を
用いて発電し、この発電した電力を再び水の電気分解に
要する電力の一部として利用することを特徴としてい
る。
めの本発明による電解イオン水の製造方法は、水の電気
分解によって発生する酸素ガスおよび水素ガスを回収
し、回収した酸素ガスおよび水素ガスにより燃料電池を
用いて発電し、この発電した電力を再び水の電気分解に
要する電力の一部として利用することを特徴としてい
る。
【０００９】また、上記の目的を達成するための本発明
による電解イオン水製造装置は、原水供給口およびイオ
ン水取り出し口が設けられ、隔膜を隔てて陽極と陰極と
が配置されている電解槽と、前記電解槽において発生す
る水素ガスおよび酸素ガスの供給を受ける燃料電池とを
備え、該燃料電池の発生する電力を前記陽極および陰極
に供給することを特徴している。
による電解イオン水製造装置は、原水供給口およびイオ
ン水取り出し口が設けられ、隔膜を隔てて陽極と陰極と
が配置されている電解槽と、前記電解槽において発生す
る水素ガスおよび酸素ガスの供給を受ける燃料電池とを
備え、該燃料電池の発生する電力を前記陽極および陰極
に供給することを特徴している。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例を説明
するための電解イオン水の製造装置の概略を示す構成図
である。本実施例の電解イオン水製造装置は、電解槽
１、直流電源２および燃料電池３を備えている。電解槽
１は隔膜４によって陰極室５および陽極室６に仕切られ
た構造となっており、これらの陰極室５および陽極室６
には、原水７に電解質８を混合した電解液が供給される
構造となっている。
を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例を説明
するための電解イオン水の製造装置の概略を示す構成図
である。本実施例の電解イオン水製造装置は、電解槽
１、直流電源２および燃料電池３を備えている。電解槽
１は隔膜４によって陰極室５および陽極室６に仕切られ
た構造となっており、これらの陰極室５および陽極室６
には、原水７に電解質８を混合した電解液が供給される
構造となっている。
【００１１】この電解イオン水製造装置において、電解
質８として塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を用い、塩化ナ
トリウム濃度が１％となるように原水７に混合した後、
電解槽１に供給し、直流電源２および燃料電池３により
２．５Ｖの電圧を陰極および陽極間に印加することによ
って電気分解処理を行う。このとき、陰極側および陽極
側で起こる反応は次の通りである。 陰極側：２Ｈ+ ＋２ＯＨ- ＋２ｅ- →Ｈ2 ＋２ＯＨ- 陽極側：２Ｈ+ ＋２ＯＨ- →１／２Ｏ2 ＋Ｈ2 Ｏ＋２Ｈ
+ ＋２ｅ- すなわち、陰極側でアルカリイオン水１９が生成され、
水素が発生する。また、陽極側で酸性イオン水２０が生
成され、酸素が発生する。
質８として塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を用い、塩化ナ
トリウム濃度が１％となるように原水７に混合した後、
電解槽１に供給し、直流電源２および燃料電池３により
２．５Ｖの電圧を陰極および陽極間に印加することによ
って電気分解処理を行う。このとき、陰極側および陽極
側で起こる反応は次の通りである。 陰極側：２Ｈ+ ＋２ＯＨ- ＋２ｅ- →Ｈ2 ＋２ＯＨ- 陽極側：２Ｈ+ ＋２ＯＨ- →１／２Ｏ2 ＋Ｈ2 Ｏ＋２Ｈ
+ ＋２ｅ- すなわち、陰極側でアルカリイオン水１９が生成され、
水素が発生する。また、陽極側で酸性イオン水２０が生
成され、酸素が発生する。
【００１２】電解層１より回収された水素と酸素は、燃
料電池３へ供給され、発電のために消費される。図２
は、本発明において用いられる燃料電池の概略の構成を
示す断面図である。同図に示されるように、燃料電池３
は、水素供給口および酸素供給口を有する筐体９内に、
多孔質負極１０および多孔質正極１１を配置し、これら
電極間に電解液１２を充填することによって構成され
る。供給された水素と酸素は、それぞれ多孔質負極１
０、多孔質正極１１に取り込まれて、以下の反応が起こ
る。
料電池３へ供給され、発電のために消費される。図２
は、本発明において用いられる燃料電池の概略の構成を
示す断面図である。同図に示されるように、燃料電池３
は、水素供給口および酸素供給口を有する筐体９内に、
多孔質負極１０および多孔質正極１１を配置し、これら
電極間に電解液１２を充填することによって構成され
る。供給された水素と酸素は、それぞれ多孔質負極１
０、多孔質正極１１に取り込まれて、以下の反応が起こ
る。
【００１３】 多孔質負極：Ｈ2 ＋２ＯＨ- →２Ｈ2 Ｏ＋２ｅ- 多孔質正極：１／２Ｏ2 ＋Ｈ2 Ｏ＋２ｅ- →２ＯＨ- 多孔質負極１０において生成された電荷は、外部回路
（この場合は電解槽１）を介して多孔質正極１１に到達
している。すなわち、燃料電池全体で、 １／２Ｏ2 ＋Ｈ2 →Ｈ2 Ｏ の反応が起こって外部に電力の供給が行われる。ここ
で、燃料電池３によって発生する電荷量は、あらゆるロ
スを無視すると電解槽１の両電極間を流れる電荷量と等
しくなるが、実際には水の電気分解における電荷量に対
する水素および酸素の発生効率、発生した水素および酸
素の回収効率、水素および酸素による燃料電池３の発電
効率等に従って低下する。
（この場合は電解槽１）を介して多孔質正極１１に到達
している。すなわち、燃料電池全体で、 １／２Ｏ2 ＋Ｈ2 →Ｈ2 Ｏ の反応が起こって外部に電力の供給が行われる。ここ
で、燃料電池３によって発生する電荷量は、あらゆるロ
スを無視すると電解槽１の両電極間を流れる電荷量と等
しくなるが、実際には水の電気分解における電荷量に対
する水素および酸素の発生効率、発生した水素および酸
素の回収効率、水素および酸素による燃料電池３の発電
効率等に従って低下する。
【００１４】燃料電池３で得られる起電力は１．２３Ｖ
であり、したがって電解槽１中の両電極間を流れる電流
値または両電極間の電圧値を燃料電池３を接続しない状
態と等しくするためには、これらの不足分だけを直流電
源２で補えばよい。本実施例において電解槽１中の両電
極間の電圧値を２．５Ｖとするために直流電源２が消費
する電力は、燃料電池３の電力を利用しない場合に比べ
て約４９％で済み、半分以下の電力で同じ特性の電解イ
オン水を同じ量生成させることができる。
であり、したがって電解槽１中の両電極間を流れる電流
値または両電極間の電圧値を燃料電池３を接続しない状
態と等しくするためには、これらの不足分だけを直流電
源２で補えばよい。本実施例において電解槽１中の両電
極間の電圧値を２．５Ｖとするために直流電源２が消費
する電力は、燃料電池３の電力を利用しない場合に比べ
て約４９％で済み、半分以下の電力で同じ特性の電解イ
オン水を同じ量生成させることができる。
【００１５】以上望ましい実施例について説明したが、
本発明はこの例に限定されるものではなく、各種の変更
が可能である。例えば、実施例では燃料電池３としてア
ルカリ水溶液電解質型のものを用いていたが他の型のも
のを用いてもよい。また、燃料電池と直流電源との接続
回路としては次のような変更が可能である。電気分解処
理に必要な電圧が得られる個数の燃料電池を直列に接続
し、直流電源を並列に接続する。燃料電池の出力電圧を
電気分解処理に必要な電圧に変換しこの電圧を電解槽に
印加するとともに直流電源を並列に接続する。また、燃
料電池に水素タンクを付設しておき、電解槽で発生する
水素以外の水素をも使用して発電を行うようにして直流
電源の使用を廃止することもできる。
本発明はこの例に限定されるものではなく、各種の変更
が可能である。例えば、実施例では燃料電池３としてア
ルカリ水溶液電解質型のものを用いていたが他の型のも
のを用いてもよい。また、燃料電池と直流電源との接続
回路としては次のような変更が可能である。電気分解処
理に必要な電圧が得られる個数の燃料電池を直列に接続
し、直流電源を並列に接続する。燃料電池の出力電圧を
電気分解処理に必要な電圧に変換しこの電圧を電解槽に
印加するとともに直流電源を並列に接続する。また、燃
料電池に水素タンクを付設しておき、電解槽で発生する
水素以外の水素をも使用して発電を行うようにして直流
電源の使用を廃止することもできる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による電解
イオン水の製造方法は、水の電気分解によって発生する
酸素ガスおよび水素ガスを回収し、この回収した酸素ガ
スおよび水素ガスにより燃料電池を用いて発電し、発電
した電力を、再び水の電気分解に要する電力の一部とし
て利用するものであるので、電解イオン水製造における
水の電気分解に要する消費電力を著しく低減することが
でき、大量の電解イオン水を低コストで供給することが
可能になる。
イオン水の製造方法は、水の電気分解によって発生する
酸素ガスおよび水素ガスを回収し、この回収した酸素ガ
スおよび水素ガスにより燃料電池を用いて発電し、発電
した電力を、再び水の電気分解に要する電力の一部とし
て利用するものであるので、電解イオン水製造における
水の電気分解に要する消費電力を著しく低減することが
でき、大量の電解イオン水を低コストで供給することが
可能になる。
【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図。
【図２】本発明の一実施例において用いられる燃料電池
の概略構成図。
の概略構成図。
【図３】従来例の概略構成図。
１、２３ 電解槽 ２、１８ 直流電源 ３ 燃料電池 ４、１３ 隔膜 ５、１４ 陰極室 ６、１５ 陽極室 ７、２２ 原水 ８、２１ 電解質 ９ 筐体 １０ 多孔質負極 １１ 多孔質正極 １２ 電解液 １６ 陰極 １７ 陽極 １９ アルカリイオン水 ２０ 酸性イオン水
Claims (5)
- 【請求項１】 水の電気分解処理によって電解イオン水
を生成する電解イオン水の製造方法において、水の電気
分解によって発生する酸素ガスおよび水素ガスを回収
し、回収した酸素ガスおよび水素ガスにより燃料電池を
用いて発電し、この発電した電力を再び水の電気分解に
要する電力の一部として利用することを特徴とする電解
イオン水の製造方法。 - 【請求項２】 原水供給口およびイオン水取り出し口が
設けられ、隔膜を隔てて陽極と陰極とが配置されている
電解槽と、前記電解槽において発生する水素ガスおよび
酸素ガスの供給を受ける燃料電池とを備え、該燃料電池
の発生する電力を前記陽極および陰極に供給することを
特徴とする電解イオン水製造装置。 - 【請求項３】 前記燃料電池には他の直流電源が直列ま
たは並列に接続されていることを特徴とする請求項２記
載の電解イオン水製造装置。 - 【請求項４】 前記燃料電池には電圧変換装置が付設さ
れており、該電圧変換装置の出力が前記陽極と陰極に供
給されることを特徴とする請求項２記載の電解イオン水
製造装置。 - 【請求項５】 前記燃料電池には水素タンクが付設され
ており、前記燃料電池は前記電解槽の発生する以外の水
素の供給も受けることを特徴とする請求項２記載の電解
イオン水製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7210189A JPH0938653A (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | 電解イオン水の製造方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7210189A JPH0938653A (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | 電解イオン水の製造方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0938653A true JPH0938653A (ja) | 1997-02-10 |
Family
ID=16585265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7210189A Pending JPH0938653A (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | 電解イオン水の製造方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0938653A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007503705A (ja) * | 2003-05-15 | 2007-02-22 | ザ ジレット カンパニー | 電気化学セル |
| JP2007111647A (ja) * | 2005-10-21 | 2007-05-10 | Skg:Kk | 電解器 |
| JP2008537300A (ja) * | 2005-04-18 | 2008-09-11 | ヴァルタ マイクロバッテリー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 電気化学的水素発生セル付き燃料電池システム |
| JPWO2008044499A1 (ja) * | 2006-10-06 | 2010-02-12 | 森 幸信 | 水素発生装置 |
| WO2011093124A1 (ja) * | 2010-01-26 | 2011-08-04 | パナソニック電工株式会社 | 水処理装置 |
| WO2018074811A1 (ko) * | 2016-10-17 | 2018-04-26 | 한동하이드로 주식회사 | 가역 고분자전해질막 연료전지를 이용한 기능수 제조장치 |
| WO2020184796A1 (ko) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | (주) 테크윈 | 수소 및 산소 생성을 위한 전기분해 장치 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5028483A (ja) * | 1973-07-16 | 1975-03-24 | ||
| JPS61188863A (ja) * | 1985-02-15 | 1986-08-22 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池発電設備の反応ガス供給装置 |
| JPH06218370A (ja) * | 1993-01-27 | 1994-08-09 | Matsushita Electric Works Ltd | イオン水生成装置 |
-
1995
- 1995-07-27 JP JP7210189A patent/JPH0938653A/ja active Pending
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