JPH10306395A - イオン交換膜電解用電極 - Google Patents
イオン交換膜電解用電極Info
- Publication number
- JPH10306395A JPH10306395A JP9110993A JP11099397A JPH10306395A JP H10306395 A JPH10306395 A JP H10306395A JP 9110993 A JP9110993 A JP 9110993A JP 11099397 A JP11099397 A JP 11099397A JP H10306395 A JPH10306395 A JP H10306395A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- exchange membrane
- ion exchange
- electrolysis
- fiber diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造が簡単で、かつイオン交換膜を損傷する
ようなことなく、効率的な電解を達成することができる
イオン交換膜電解用電極を提供する。 【解決手段】 繊維径１０〜１００μｍのチタン繊維を
使用した空隙率が５０〜８５％の焼結体でイオン交換膜
電解用電極２を構成する。
ようなことなく、効率的な電解を達成することができる
イオン交換膜電解用電極を提供する。 【解決手段】 繊維径１０〜１００μｍのチタン繊維を
使用した空隙率が５０〜８５％の焼結体でイオン交換膜
電解用電極２を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、イオン交換膜に
設けて食塩電解や水電解等を行なうイオン交換膜電解用
電極に関する。
設けて食塩電解や水電解等を行なうイオン交換膜電解用
電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、イオン交換膜を用いる食塩電解や
水電解の実施に当たっては、イオン交換膜の膜面に電極
として多数の開口部をもつパンチング板やエキスパンド
板を圧接させているが、その電解のエネルギー効率をよ
り向上させるために電極をより強くイオン交換膜に圧接
させる傾向が強くなってきている。
水電解の実施に当たっては、イオン交換膜の膜面に電極
として多数の開口部をもつパンチング板やエキスパンド
板を圧接させているが、その電解のエネルギー効率をよ
り向上させるために電極をより強くイオン交換膜に圧接
させる傾向が強くなってきている。
【０００３】ところが、パンチング板やエキスパンド板
による電極は、その開口部の口径が大きいためイオン交
換膜に強く圧接させると、イオン交換膜の膜面に不均一
な圧力が加わってその膜面を機械的に損傷してしまい、
また開口部の口径が大きいことからイオン交換膜との接
触面積が小さくなり、特に高電流密度による電解のとき
に、その接触部に高熱が生じて熱的にイオン交換膜の膜
面を損傷してしまう恐れがある。
による電極は、その開口部の口径が大きいためイオン交
換膜に強く圧接させると、イオン交換膜の膜面に不均一
な圧力が加わってその膜面を機械的に損傷してしまい、
また開口部の口径が大きいことからイオン交換膜との接
触面積が小さくなり、特に高電流密度による電解のとき
に、その接触部に高熱が生じて熱的にイオン交換膜の膜
面を損傷してしまう恐れがある。
【０００４】この改善策としては、電極の開口部の口径
を小さくし、かつ電極の空隙率を大きくして、電解液の
流通を活発に促して冷却効果を高めるようにすることが
有効である。
を小さくし、かつ電極の空隙率を大きくして、電解液の
流通を活発に促して冷却効果を高めるようにすることが
有効である。
【０００５】特開昭６２−２２７０９７号には、電極の
基体をチタン繊維の焼結体で構成し、この基体のイオン
交換膜と接する部分の表面層をチタン粉末、フレーク状
チタンを用いる成形体とした複合構造のイオン交換膜電
解用電極が開示されている。
基体をチタン繊維の焼結体で構成し、この基体のイオン
交換膜と接する部分の表面層をチタン粉末、フレーク状
チタンを用いる成形体とした複合構造のイオン交換膜電
解用電極が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、イオン
交換膜と接する電極の表面層がチタン粉末やフレーク状
チタンを用いた成形体であると、実際問題としては、そ
の空隙率をせいぜい３０％程度とすることが限度であ
り、このため電解液の通りが悪く、発熱によりイオン交
換膜を損傷しやすく、また電極が複合構造であると、そ
の製造の工程が複雑で、実際の製造が相当困難となる。
交換膜と接する電極の表面層がチタン粉末やフレーク状
チタンを用いた成形体であると、実際問題としては、そ
の空隙率をせいぜい３０％程度とすることが限度であ
り、このため電解液の通りが悪く、発熱によりイオン交
換膜を損傷しやすく、また電極が複合構造であると、そ
の製造の工程が複雑で、実際の製造が相当困難となる。
【０００７】この発明はこのような点に着目してなされ
たもので、その目的とするところは、製造が簡単で、か
つイオン交換膜を損傷するようなことなく、効率的な電
解を達成することができるイオン交換膜電解用電極を提
供することにある。
たもので、その目的とするところは、製造が簡単で、か
つイオン交換膜を損傷するようなことなく、効率的な電
解を達成することができるイオン交換膜電解用電極を提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明では、繊維径１
０〜１００μｍのチタン繊維を使用した空隙率が５０〜
８５％の単一の焼結体、あるいは繊維径２〜１００μｍ
のステンレス（Ｎｉ合金を含む）繊維を使用した空隙率
が５０〜８５％の単一の焼結体をイオン交換膜電解用電
極として用いることを特徴としている。
０〜１００μｍのチタン繊維を使用した空隙率が５０〜
８５％の単一の焼結体、あるいは繊維径２〜１００μｍ
のステンレス（Ｎｉ合金を含む）繊維を使用した空隙率
が５０〜８５％の単一の焼結体をイオン交換膜電解用電
極として用いることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】この発明においては、例えば陽極
の電極として、繊維径が１０〜１００μｍのチタン繊維
を使用した焼結体で構成する。繊維径が１０〜１００μ
ｍのチタン繊維を使用すると、空隙率が５０〜８５％の
多孔質の焼結体を得ることができる。
の電極として、繊維径が１０〜１００μｍのチタン繊維
を使用した焼結体で構成する。繊維径が１０〜１００μ
ｍのチタン繊維を使用すると、空隙率が５０〜８５％の
多孔質の焼結体を得ることができる。
【００１０】製造上の点を考慮するならば、繊維径が２
０〜３０μｍのチタン繊維を用いることが好ましい。繊
維径が２０〜３０μｍのチタン繊維を用いる場合には、
空隙率が６０〜８０％で、その開口部の最大口径が５０
μｍ程度の焼結体を得ることができる。
０〜３０μｍのチタン繊維を用いることが好ましい。繊
維径が２０〜３０μｍのチタン繊維を用いる場合には、
空隙率が６０〜８０％で、その開口部の最大口径が５０
μｍ程度の焼結体を得ることができる。
【００１１】また、陰極の電極として、繊維径が４〜２
０μｍのステンレス（Ｎｉ合金を含む）繊維を使用した
焼結体で構成する。繊維径が４〜２０μｍのステンレス
繊維を使用すると、空隙率が８０％程度で、その開口部
の最大口径が５０μｍ程度の多孔質の焼結体を得ること
ができる。
０μｍのステンレス（Ｎｉ合金を含む）繊維を使用した
焼結体で構成する。繊維径が４〜２０μｍのステンレス
繊維を使用すると、空隙率が８０％程度で、その開口部
の最大口径が５０μｍ程度の多孔質の焼結体を得ること
ができる。
【００１２】この発明の電極に使用するチタン繊維やス
テンレス繊維は、びびり振動切削法、集束伸線法、溶融
紡糸法、コイルファイバー切削法等により製作すること
が可能である。そしてこのようなチタン繊維やステンレ
ス繊維を例えば真空中で１０００〜１３００℃の温度で
加熱することにより、各繊維を原子の拡散結合により固
着させて焼結させることができる。
テンレス繊維は、びびり振動切削法、集束伸線法、溶融
紡糸法、コイルファイバー切削法等により製作すること
が可能である。そしてこのようなチタン繊維やステンレ
ス繊維を例えば真空中で１０００〜１３００℃の温度で
加熱することにより、各繊維を原子の拡散結合により固
着させて焼結させることができる。
【００１３】電解に当たっては、チタン繊維の焼結体か
らなる陽極の電極をイオン交換膜の一方の面に圧接して
取り付け、ステンレス繊維の焼結体からなる陰極の電極
をその他方の面に圧接して取り付けて水電解や食塩電解
を行なう。
らなる陽極の電極をイオン交換膜の一方の面に圧接して
取り付け、ステンレス繊維の焼結体からなる陰極の電極
をその他方の面に圧接して取り付けて水電解や食塩電解
を行なう。
【００１４】この発明の電極においては、その材料が繊
維径１０〜１００μｍのチタン繊維あるいは繊維径４〜
２０μｍのステンレス繊維であるから、特開昭６２−２
２７０９７号に開示されているチタン粉末やフレーク状
チタンを用いた成形体に比べ、その空隙率を高めること
ができ、したがって電解液が円滑に流通し、イオン交換
膜と電極との接触部に対する冷却効果が高まり、その接
触部での発熱を有効に抑えることができ、高電流密度に
よる電解であってもイオン交換膜を損傷するような恐れ
がない。また電極の開口部の口径が小さいから、電極を
機械的に損傷するようなこともない。さらに、この発明
の電極は、特開昭６２−２２７０９７号のような複合構
造でなく、単一の焼結体で構成されており、したがって
その製造が容易である。
維径１０〜１００μｍのチタン繊維あるいは繊維径４〜
２０μｍのステンレス繊維であるから、特開昭６２−２
２７０９７号に開示されているチタン粉末やフレーク状
チタンを用いた成形体に比べ、その空隙率を高めること
ができ、したがって電解液が円滑に流通し、イオン交換
膜と電極との接触部に対する冷却効果が高まり、その接
触部での発熱を有効に抑えることができ、高電流密度に
よる電解であってもイオン交換膜を損傷するような恐れ
がない。また電極の開口部の口径が小さいから、電極を
機械的に損傷するようなこともない。さらに、この発明
の電極は、特開昭６２−２２７０９７号のような複合構
造でなく、単一の焼結体で構成されており、したがって
その製造が容易である。
【００１５】
【実施例】びびり振動切削法で製作した繊維径が２０μ
ｍのチタン繊維を、真空中において、１１５０℃で２時
間、 0.1Kg／cm2 の圧力をかけたもとで焼結を行ない、
空隙率が７５％の多孔質のチタン板を得た。
ｍのチタン繊維を、真空中において、１１５０℃で２時
間、 0.1Kg／cm2 の圧力をかけたもとで焼結を行ない、
空隙率が７５％の多孔質のチタン板を得た。
【００１６】また、集束伸線法で製作した繊維径が８μ
ｍのステンレス繊維を、真空中において、１１００℃で
２時間、 0.1Kg／cm2 の圧力をかけたもとで焼結を行な
い、空隙率が８０％の多孔質のステンレス板を得た。
ｍのステンレス繊維を、真空中において、１１００℃で
２時間、 0.1Kg／cm2 の圧力をかけたもとで焼結を行な
い、空隙率が８０％の多孔質のステンレス板を得た。
【００１７】そして多孔質の焼結チタン板を用いて直径
が８０ｍｍ、厚さが２ｍｍの陽極の電極を加工し、また
多孔質の焼結ステンレス板を用いて直径が８０ｍｍ、厚
さが２ｍｍの陰極の電極を加工し、さらに焼結チタン板
からなる陽極の電極には白金メッキを施した。
が８０ｍｍ、厚さが２ｍｍの陽極の電極を加工し、また
多孔質の焼結ステンレス板を用いて直径が８０ｍｍ、厚
さが２ｍｍの陰極の電極を加工し、さらに焼結チタン板
からなる陽極の電極には白金メッキを施した。
【００１８】そして図１に示すように、イオン交換膜１
の一方の面に、焼結チタン板からなる陽極の電極２を、
他方の面に焼結ステンレス板からなる陰極の電極３をそ
れぞれ圧接して取り付けて水電解を行なった。
の一方の面に、焼結チタン板からなる陽極の電極２を、
他方の面に焼結ステンレス板からなる陰極の電極３をそ
れぞれ圧接して取り付けて水電解を行なった。
【００１９】図２には、その電解時のセル電圧と電流密
度との関係を示してあり、低いセル電圧に対しても高電
流密度の電解を行なうことができた。そしてイオン交換
膜１に何ら損傷が発生することがないことが判明した。
度との関係を示してあり、低いセル電圧に対しても高電
流密度の電解を行なうことができた。そしてイオン交換
膜１に何ら損傷が発生することがないことが判明した。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明の電極によれ
ば、製造が簡単で、かつイオン交換膜を損傷するような
ことなく、効率的な電解を達成することができる。
ば、製造が簡単で、かつイオン交換膜を損傷するような
ことなく、効率的な電解を達成することができる。
【図１】この発明の一実施例を示す断面図。
【図２】電解時のセル電圧と電流密度との関係を示すグ
ラフ図。
ラフ図。
１…イオン交換膜 ２…陽極の電極 ３…陰極の電極
Claims (2)
- 【請求項１】繊維径１０〜１００μｍのチタン繊維を使
用した空隙率が５０〜８５％の焼結体からなるイオン交
換膜電解用電極。 - 【請求項２】繊維径２〜１００μｍのステンレス（Ｎｉ
合金を含む）繊維を使用した空隙率が５０〜８５％の焼
結体からなるイオン交換膜電解用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9110993A JPH10306395A (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | イオン交換膜電解用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9110993A JPH10306395A (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | イオン交換膜電解用電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10306395A true JPH10306395A (ja) | 1998-11-17 |
Family
ID=14549689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9110993A Pending JPH10306395A (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | イオン交換膜電解用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10306395A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014062275A (ja) * | 2012-08-30 | 2014-04-10 | Daiso Co Ltd | 不溶性陽極 |
-
1997
- 1997-04-28 JP JP9110993A patent/JPH10306395A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014062275A (ja) * | 2012-08-30 | 2014-04-10 | Daiso Co Ltd | 不溶性陽極 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6852438B2 (en) | Embossed current collector separator for electrochemical fuel cell | |
| JP3644385B2 (ja) | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 | |
| JP3423799B2 (ja) | 燃料電池の反応層形成方法 | |
| JP4908821B2 (ja) | 支持体付水素分離膜、それを備える燃料電池および水素分離装置ならびにそれらの製造方法 | |
| CN112838232A (zh) | 一种全通孔金属纤维烧结体燃料电池双极板及燃料电池堆 | |
| US20060254047A1 (en) | Supply plate for an electrochemical system | |
| JPS61216257A (ja) | 燃料電池用セパレ−タ | |
| US20110079966A1 (en) | Assembly comprising a seal inserted between two components of different mean thermal expansion coefficient, associated seal, application to sealing of hte electrolyzers and sofc fuel cells | |
| JP4881511B2 (ja) | 給電体 | |
| JPS62227097A (ja) | チタン電極 | |
| JP3842954B2 (ja) | 燃料電池用セパレータおよび燃料電池 | |
| JP4485613B2 (ja) | 高分子電解質型燃料電池 | |
| CN109817882B (zh) | 一种热电池锂硼合金负极组件及其制备方法 | |
| JP2009252399A (ja) | 燃料電池用金属多孔体セパレータおよびその製造方法 | |
| JPH10306395A (ja) | イオン交換膜電解用電極 | |
| JP3917442B2 (ja) | 燃料電池用金属製セパレータおよびその製造方法 | |
| JP2005078981A (ja) | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 | |
| CN111600043A (zh) | 一种燃料电池金属双极板及其表面涂层方法 | |
| JPH072208B2 (ja) | 湿度調整器 | |
| JP2000182640A (ja) | 車載用燃料電池 | |
| JP2004536430A (ja) | バイプレート積層体の製造方法、バイプレート積層体及びバイポーラ電池 | |
| JPS58126675A (ja) | イオン交換膜燃料電池及びその製造方法 | |
| KR102080472B1 (ko) | 연료 전지의 세퍼레이터용 스테인리스 강판 및 그 제조 방법 | |
| JP3816377B2 (ja) | 燃料電池用金属製セパレータの製造方法 | |
| JP3971267B2 (ja) | 燃料電池用金属製セパレータ用素材板およびそれを使用した燃料電池用金属製セパレータ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040629 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040727 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040924 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050712 |