JPH11222692A - Gas diffuser electrode - Google Patents

Gas diffuser electrode

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JPH11222692A
JPH11222692A JP10024724A JP2472498A JPH11222692A JP H11222692 A JPH11222692 A JP H11222692A JP 10024724 A JP10024724 A JP 10024724A JP 2472498 A JP2472498 A JP 2472498A JP H11222692 A JPH11222692 A JP H11222692A
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gas
porous body
layer
conductive porous
diffusion electrode
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長一 古屋
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Mitsui Chemicals Inc
Toagosei Co Ltd
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas diffuser electrode by which liq. is surely discharged when there is no space between the gas diffuser electrode and ion-exchange membrane, the supply of gas is never hindered, a high electrode performance is maintained, and the current collecting capacity is improved. SOLUTION: A conductive porous body 2 is used as a core. A reaction bed 3, a gas feed bed 4 and a gas passage bed 5 are successively integrated from the surface side to constitute the electrode main body, and a hydrophilic conductive porous body 6 denser than the conductive porous body 2, permeable to an electrolyte and hardly permeable to the gas is disposed in contact with the gas passage bed 5 to supply the liq. to the porous body 6. The porous body 6 is preferably brought into contact with the frame 10 of an electrolytic cell and supplied with power.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、イオン交換膜を隔
膜とする電解で、イオン交換膜との間隔をゼロとする場
合、すなわちゼロギャプとする場合に電解を障害なく行
うことができるガス拡散電極に関し、特に、電解液を反
応層側からガス供給層側へ移動することができるように
構成されたガス拡散電極に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrolysis using an ion exchange membrane as a membrane, and a gas diffusion electrode capable of performing electrolysis without any trouble when the gap between the ion exchange membrane and the ion exchange membrane is zero, that is, when the gap is zero. In particular, the present invention relates to a gas diffusion electrode configured to be able to move an electrolytic solution from a reaction layer side to a gas supply layer side.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のガス拡散電極は、通常の場合反応
層とガス供給層から成り、ガス供給層は疎水性細孔のみ
から出来ているので、ガス室側に電解液が漏れることが
ない。このようなガス拡散電極を食塩電解の陰極に用い
ると、電解槽の構造は3室型となる。すなわち、この場
合、電解槽は陽極室、陰極液室、酸素ガス室の3室から
なる。この複雑な構造に起因する問題点を解決すべく、
構造の簡単な2室型の電解槽にするために、例えば特開
平7−126880号公報に記載されたような、ガス供
給層に液も透過させるようにした液透過型ガス拡散電極
が提案されている。
2. Description of the Related Art A conventional gas diffusion electrode usually comprises a reaction layer and a gas supply layer. Since the gas supply layer is formed only of hydrophobic pores, the electrolyte does not leak to the gas chamber side. . When such a gas diffusion electrode is used as a cathode for salt electrolysis, the structure of the electrolytic cell becomes a three-chamber type. That is, in this case, the electrolytic cell includes three chambers: an anode chamber, a catholyte chamber, and an oxygen gas chamber. To solve the problems caused by this complicated structure,
In order to provide a two-chamber electrolytic cell having a simple structure, a liquid-permeable gas diffusion electrode that allows liquid to pass through a gas supply layer, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-126880, has been proposed. ing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の液透
過型ガス拡散電極は、ガス供給層に液が透過できるよう
な口径0.1〜1mmの親水性貫通孔を設けたものであ
る。しかしながら、この孔は親水性であるが、その外側
が疎水性のため、液の排出が妨げられ、ガス供給層の表
面全面に排出された液滴が付着することにより、ガス供
給が妨げられるという欠点があった。そこで、特開平8
−302492号公報では、ガス拡散電極とイオン交換
膜との間を降下して電解層の下部に達する電解液(苛性
アルカリ液)の量を大きくし、ガス拡散電極を透過して
ガス室側に達する電解液の量を小さくすることが、ガス
供給を円滑にするために望ましいということから、ガス
拡散電極の反応層表面に溝を形成して、電解液をその溝
に流下させるように改善している。また、液透過型ガス
拡散電極では、ガス室が狭いので、電極の裏側に漏れた
電解液によりガス室内でのガスの流通は阻害され、ガス
供給層へのガスの均一な供給が十分に行われないことが
起こり易い。
Such a conventional liquid-permeable gas diffusion electrode has a gas supply layer provided with a hydrophilic through-hole having a diameter of 0.1 to 1 mm so that liquid can pass therethrough. However, although this hole is hydrophilic, its outside is hydrophobic, so that the discharge of the liquid is hindered, and the gas supply is hindered by the adhered droplets discharged to the entire surface of the gas supply layer. There were drawbacks. Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open
In JP-A-302492, the amount of an electrolytic solution (caustic solution) that descends between the gas diffusion electrode and the ion exchange membrane and reaches the lower portion of the electrolytic layer is increased, and passes through the gas diffusion electrode to the gas chamber side. Since it is desirable to reduce the amount of the reached electrolyte to facilitate gas supply, a groove is formed on the surface of the reaction layer of the gas diffusion electrode, and the electrolyte is allowed to flow down into the groove. ing. Further, in a liquid-permeable gas diffusion electrode, the gas chamber is narrow, so that the gas flowing in the gas chamber is hindered by the electrolyte leaking to the back side of the electrode, and the gas is uniformly supplied to the gas supply layer sufficiently. It is easy for things not to happen.

【0004】液透過型ガス拡散電極は、このような欠点
があるため、それをイオン交換膜型食塩電解槽に酸素陰
極として設置した場合、30A/dm2 、80℃の電解
条件において2.3Vという高い槽電圧となっている。
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもの
であり、液の排出が円滑に行われると共に、ガスの供給
も阻害されることもない、それでいてガス室側に液を供
給できるようにして、電解液濃度の調節が容易となり、
高い電極性能を維持し、集電能力を向上して電解槽電圧
を極限まで低くすることができる、長寿命のガス拡散電
極を提供することを目的とする。
[0004] Since the liquid-permeable gas diffusion electrode has such a drawback, when it is installed as an oxygen cathode in an ion-exchange membrane-type salt electrolytic cell, it is 2.3 V under electrolysis conditions of 30 A / dm 2 and 80 ° C. It is a high cell voltage.
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and the liquid is smoothly discharged, the supply of gas is not hindered, and the liquid can be supplied to the gas chamber side. In this way, the adjustment of the electrolyte concentration becomes easy,
An object of the present invention is to provide a long-life gas diffusion electrode capable of maintaining high electrode performance, improving current collection capability, and lowering the electrolytic cell voltage to the limit.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく鋭意研究した結果、反応層に接触するガス供
給層について、ガスの透過を阻害せず、かつ反応層及び
ガス供給層を通ってきた電解液をガス室底部まで容易に
導くことができる構造をもつガス拡散電極を検討した結
果、ガス室内の部分を多孔体として、その部分をガス通
路部としてそこからガスをガス供給層に供給するように
すると、ガスの流通抵抗が少なく、容易にガスを供給す
ることができる。しかも、漏れてきた液は、多孔体の表
面を伝わってガス室内後方に送ることができ、さらに、
前記多孔体に接してより液を通し易くガスを通し難い導
電性多孔体を設け、その導電性多孔体への液の供給によ
り、反応層中の電解液濃度の調節が可能であることを見
出し、これを基礎として本発明を完成するに到った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor has found that a gas supply layer in contact with a reaction layer does not impede gas permeation and that the reaction layer and the gas supply layer As a result of examining a gas diffusion electrode with a structure that can easily guide the electrolyte that has passed through to the bottom of the gas chamber, the gas inside the gas chamber is made porous, and that part is used as a gas passage to supply gas from there. When the gas is supplied to the layer, gas flow resistance is low, and the gas can be supplied easily. Moreover, the leaked liquid can be sent to the rear of the gas chamber along the surface of the porous body.
It has been found that a conductive porous body is provided which is easier to pass liquid and harder to pass gas in contact with the porous body, and that the concentration of the electrolyte in the reaction layer can be adjusted by supplying the liquid to the conductive porous body. Based on this, the present invention has been completed.

【0006】すなわち、本発明は、次の手段により前記
の課題を解決した。 (1)導電性多孔体を心材とし、表面側から反応層、ガ
ス供給層及びガス通路部層が連続して一体に形成された
電極本体と、前記電極本体のガス通路部層側に接して前
記導電性多孔体より密で、電解液が浸透しやすく、ガス
が通りにくい親水性の導電性多孔体を設け、前記親水性
の導電性多孔体に液を供給できるようにしたことを特徴
とするガス拡散電極。 (2)導電性多孔体と親水性の導電性多孔体との間にバ
ネ性のある導電性の網状体を設けることを特徴とする前
記(1)記載のガス拡散電極。 (3)親水性の導電性多孔体を電解槽フレームに接触さ
せることにより給電することを特徴とする前記(1)又
は(2)記載のガス拡散電極。 (4)反応層及びガス供給層が、前記反応層及びガス供
給層を通して電解液がガス通路部層側又はイオン交換膜
側に移動するように構成されていることを特徴とする前
記(1)〜(3)のいずれか1項記載のガス拡散電極。
That is, the present invention has solved the above-mentioned problems by the following means. (1) An electrode body in which a conductive porous body is used as a core material, and a reaction layer, a gas supply layer, and a gas passage section layer are continuously and integrally formed from the surface side, and the electrode body is in contact with the gas passage section layer side. It is characterized by being provided with a hydrophilic conductive porous body that is denser than the conductive porous body, easily penetrates the electrolyte solution, and through which gas does not easily pass, and can supply a liquid to the hydrophilic conductive porous body. Gas diffusion electrode. (2) The gas diffusion electrode according to the above (1), wherein a conductive mesh having a spring property is provided between the conductive porous body and the hydrophilic conductive porous body. (3) The gas diffusion electrode according to (1) or (2), wherein power is supplied by bringing a hydrophilic conductive porous body into contact with the electrolytic cell frame. (4) The reaction layer and the gas supply layer are configured such that the electrolyte moves to the gas passage section layer side or the ion exchange membrane side through the reaction layer and the gas supply layer. The gas diffusion electrode according to any one of (1) to (3).

【0007】本発明は、いわばガス拡散電極の本体の部
分について、一体の多孔体を心材として用い、その心材
の表面側から順に反応層、ガス供給層及びガス通路部層
を形成させる。しかも、この多孔体を導電性材料で構成
することにより、電流の給電体を兼ねさせるものであ
る。この本体の部分が一体であることにより、反応層、
ガス供給層を通って漏れてきた電解液は、伝わり易く、
容易にガス通路部層の終端まで流れるので、ガス供給層
の裏側に溜まることがなく、ガス供給層へのガスの到達
を阻害することがない。さらに、本発明は、前記の本体
の部分に接して、前記導電性多孔体より密で、電解液が
浸透しやすく、ガスが通りにくい導電性多孔体を設けた
ことにより、ガス通路部層の終端まで流れてきた電解液
をこれに容易に受け入れることができる。
According to the present invention, a so-called porous body is used as a core material for the main part of the gas diffusion electrode, and a reaction layer, a gas supply layer and a gas passage layer are formed in this order from the surface of the core material. In addition, by constituting this porous body with a conductive material, it serves also as a current feeder. The reaction layer,
The electrolyte leaking through the gas supply layer is easy to propagate,
Since the gas easily flows to the end of the gas passage portion layer, it does not accumulate on the back side of the gas supply layer, and does not hinder the gas from reaching the gas supply layer. Furthermore, the present invention provides a conductive porous body that is in contact with the main body part, is denser than the conductive porous body, easily penetrates the electrolyte, and hardly allows gas to pass therethrough. The electrolyte flowing to the end can be easily received therein.

【0008】つまり、ガス室の部分は、前記のガス通路
部層とそれに接する親水性の導電性多孔体とから構成さ
れている。そして、前記のガス通路部層はその導電性多
孔体からなる心材のみからなるが、その密度が親水性の
導電性多孔体の密度よりも粗いため、易液浸透性である
親水性導電性多孔体よりもガスが通りやすく、そこを経
てガス供給層へガスを十分に供給することができる。し
かも、このガス通路部層は多孔体からなっているため、
反応層及びガス供給層から移動してきた(漏れてきた)
液を伝わらせて流すことができるものであって、その漏
れてきた液を接する易液浸透性である親水性導電性多孔
体へ流し伝えることができる。前記導電性多孔体と前記
親水性の導電性多孔体との間に導電性のバネ性のある網
状体を入れると、組み立てた際にそのバネの力で、ガス
拡散電極の表面をイオン交換膜に良く密着させるように
することができる。
That is, the gas chamber portion is composed of the gas passage layer and the hydrophilic conductive porous body in contact therewith. The gas passage portion layer is made of only the core material made of the conductive porous material. However, since the density of the gas passage portion layer is lower than the density of the hydrophilic conductive porous material, the hydrophilic conductive porous material is easily permeable to liquid. The gas passes more easily than the body, and the gas can be sufficiently supplied to the gas supply layer through the gas. Moreover, since the gas passage layer is made of a porous material,
Moved from the reaction layer and gas supply layer (leaked)
The liquid can be transmitted and flowed, and the leaked liquid can be flowed and transmitted to a hydrophilic conductive porous body that is easily permeable to liquid. When a conductive reticulated body is inserted between the conductive porous body and the hydrophilic conductive porous body, the spring of the gas is used to assemble the ion-exchange membrane with the force of the spring when assembled. Can be adhered well.

【0009】この親水性の導電性多孔体は、前記のガス
通路部層よりも密度が高く、緻密であるため、内部通路
が細く、それによりガスが流れ難いが、液には流れ易く
なっている。具体的には、親水性の導電性多孔体は、心
材の導電性多孔体よりも多孔体の孔径又はピッチが小さ
いことが必要である。より吸水性が強い多孔体と弱い多
孔体があるところにガスと液とを流すと、ガスと液とが
分離して流れる。また、ガス通路部となる多孔体の一部
をフッ素樹脂で撥水化してもよい。親水性導電性多孔体
上部より電解液、具体的には希薄な苛性アルカリ液又は
水(本明細書では、ここで供給する液を総称して「電解
液」という)を供給することにより、得られる苛性ソー
ダ濃度を制御することができる。またイオン交換膜側に
供給した電解液を移動させることにより、3室法でも運
転できる。
The hydrophilic conductive porous body is denser and denser than the above-mentioned gas passage portion layer, so that the inner passage is narrow, thereby making it difficult for gas to flow, but making it easier for liquid to flow. I have. Specifically, it is necessary that the hydrophilic conductive porous body has a smaller pore diameter or pitch than the conductive porous body of the core material. When a gas and a liquid are caused to flow where a porous body having a higher water absorption and a porous body having a lower water absorption exist, the gas and the liquid flow separately. Further, a part of the porous body serving as the gas passage may be made water-repellent with a fluororesin. By supplying an electrolytic solution, specifically a dilute caustic solution or water (in the present specification, the liquid supplied here is collectively referred to as “electrolytic solution”) from the upper portion of the hydrophilic conductive porous material, The caustic soda concentration can be controlled. In addition, by moving the electrolytic solution supplied to the ion exchange membrane side, it is possible to operate even with the three-chamber method.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明のガス拡散電極は、例えば
イオン交換法で食塩を電解する場合にこのガス拡散電極
を酸素陰極として使用することができる。通常、イオン
交換膜法電解は、陽イオン交換膜であるイオン交換膜に
より陽極室と陰極室とに区画された電解槽で行われ、こ
の電解槽の陽極を有する陽極室には塩化ナトリウム水溶
液が、陰極を有する陰極部にはか性ソ−ダ水溶液が入っ
ているが、陰極としてガス拡散電極を用いる形式のもの
では、陰極部は、イオン交換膜とガス拡散電極の間のか
性ソ−ダ水溶液が入っている陰極液室と反応層、ガス供
給層からなるガス拡散電極および酸素ガス室からなって
おり、いわゆる3室型である。しかしながら、本発明
は、食塩を電解する場合2室型となる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The gas diffusion electrode of the present invention can be used as an oxygen cathode, for example, when electrolyzing salt by an ion exchange method. Usually, the ion exchange membrane method electrolysis is performed in an electrolytic cell partitioned into an anode chamber and a cathode chamber by an ion exchange membrane which is a cation exchange membrane, and an aqueous sodium chloride solution is supplied to an anode chamber having an anode of the electrolytic cell. The caustic soda solution is contained in the cathode section having a cathode, but in the case of using a gas diffusion electrode as the cathode, the cathode section is provided between the ion exchange membrane and the gas diffusion electrode. It is composed of a catholyte chamber containing an aqueous solution, a reaction layer, a gas diffusion electrode composed of a gas supply layer, and an oxygen gas chamber, and is a so-called three-chamber type. However, the present invention is of a two-chamber type when salt is electrolyzed.

【0011】次に、本発明のガス拡散電極を図面により
具体的に説明する。すなわち、本発明のガス拡散電極1
は、導電性多孔体2を心材とし、表面側から反応層3、
ガス供給層4及びガス通路部層5が連続して一体に形成
された電極本体と、前記電極本体のガス通路部層5に接
して前記導電性多孔体2より密で、電解液が浸透しやす
く、ガスが通りにくい親水性導電性多孔体6を設け、前
記親水性導電性多孔体6に電解液を供給できるようにし
たことを特徴とするガス拡散電極である。図1に示すよ
うに、反応層3を表面側に有し、反応層3の下側(図1
では右側)9にガス供給層4を有し、そのガス供給層4
の下側(図1では右側)にガス通路部層5を有するが、
反応層3は例えば、銀微粉末とポリテトラフルオロエチ
レン(PTFE)微粉末から焼成により形成され、また
ガス供給層4はポリテトラフルオロエチレン微粉末だけ
から形成される。しかし、ガス通路部層5は導電性多孔
体2の心材だけにより形成される。ガス通路部層5で
は、多孔体からなるため、ガスの流路が屈曲されてお
り、その結果ガスの流速が増すような構造となってい
る。この点から、心材とする多孔体は、少なくともガス
通路部層5の部分において、ガスの流路が屈曲されてガ
スの流速が増すように形成さるのが好ましい。
Next, the gas diffusion electrode of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. That is, the gas diffusion electrode 1 of the present invention
A conductive layer 2 as a core material, a reaction layer 3 from the surface side,
An electrode body in which a gas supply layer 4 and a gas passage section layer 5 are continuously and integrally formed; and an electrolyte solution that is denser than the conductive porous body 2 in contact with the gas passage section layer 5 of the electrode body. A gas diffusion electrode characterized in that a hydrophilic conductive porous body 6 that is easy to pass gas through is provided so that an electrolytic solution can be supplied to the hydrophilic conductive porous body 6. As shown in FIG. 1, the reaction layer 3 is provided on the surface side, and
The gas supply layer 4 is provided on the right side 9).
Has a gas passage section layer 5 on the lower side (right side in FIG. 1),
The reaction layer 3 is formed by baking silver fine powder and polytetrafluoroethylene (PTFE) fine powder, for example, and the gas supply layer 4 is formed only by polytetrafluoroethylene fine powder. However, the gas passage layer 5 is formed only of the core material of the conductive porous body 2. Since the gas passage section layer 5 is made of a porous body, the gas flow path is bent, and as a result, the gas flow velocity is increased. From this point, it is preferable that the porous body as the core material is formed so that the gas flow path is bent at least in the gas passage section layer 5 to increase the gas flow velocity.

【0012】前記のガス通路部層5に接して、例えばニ
ッケル製である親水性で緻密な導電性多孔体6が設けら
れる。この親水性導電性多孔体6は、ガス通路部層5に
接着することにより密着させることができる。なお、親
水性導電性多孔体6をガス室の全部に設ける必要はな
く、親水性導電性多孔体6からのフレーム10への導電
に支障がないかぎり、その親水性導電性多孔体6の一部
を粗な導電性多孔体7により置き換えても差し支えがな
く、図1に示すようにフレーム10に接する一部を粗な
導電性多孔体7により置き換えることができる。このよ
うにして構成されたガス拡散電極を、前記の導電性多孔
体6が電解槽の陰極室枠9の導電性のフレーム10に接
するように入れ、表面側の反応層3の上(図1では左
側)にイオン交換膜11を配置する。陰極室枠9の上部
には、酸素ガス入口12を設け、また導電性多孔体6に
接して水又は苛性ソーダ水溶液導入口13を設けて、水
又は苛性ソーダ水溶液を導入し、下部の排出口14から
濃厚苛性ソーダ水溶液と未反応ガスを排出する。
A hydrophilic and dense conductive porous body 6 made of nickel, for example, is provided in contact with the gas passage section layer 5. The hydrophilic conductive porous body 6 can be adhered to the gas passage section layer 5 by bonding. Note that it is not necessary to provide the hydrophilic conductive porous body 6 in the entire gas chamber, and as long as the conduction from the hydrophilic conductive porous body 6 to the frame 10 is not hindered, one of the hydrophilic conductive porous bodies 6 may be provided. There is no problem if the part is replaced by the coarse conductive porous body 7, and a part in contact with the frame 10 can be replaced by the coarse conductive porous body 7 as shown in FIG. The gas diffusion electrode configured as described above is inserted so that the conductive porous body 6 is in contact with the conductive frame 10 of the cathode chamber frame 9 of the electrolytic cell, and is placed on the reaction layer 3 on the surface side (FIG. 1). On the left side), the ion exchange membrane 11 is disposed. An oxygen gas inlet 12 is provided at the upper part of the cathode chamber frame 9, and a water or caustic soda aqueous solution inlet 13 is provided in contact with the conductive porous body 6 to introduce water or caustic soda aqueous solution, and a lower outlet 14 is provided. Discharge concentrated caustic soda aqueous solution and unreacted gas.

【0013】なお、このガス拡散電極の内部には、図1
に示すように、反応層3からガス供給層4、ガス通路部
層5を経て導電性多孔体6に達する金属線或いは金属網
8が埋め込まれているようにして、その全体がその線或
いは網により伸縮するようにすることができ、そのよう
にすると、熱などにより反応層などが剥離するようなこ
とを防ぐことができる。その線或いは網の太さは適宜選
択することができる。前記陰極室枠9のフレーム10の
部分を導電部とすると、ここから導電性多孔体6と前記
導電性多孔体2の反応層3に給電することができる。な
お、導電性多孔体6のガス通路部層に面する側の部分が
酸素ガスを通りにくいものとなっていれば、導電性多孔
体6内にガス流れがないから、それと反対の側の部分
は、液体が通り易いより粗な多孔体で構成してもなんら
支障がない。前記反応層3は、親水性であり液が通り易
く、ガス供給層4は、疎水性の高いPTFEの多孔体が
充填されているが、液がガス通路部層5に漏れてくる。
The inside of the gas diffusion electrode is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, a metal wire or a metal net 8 reaching the conductive porous body 6 from the reaction layer 3 via the gas supply layer 4 and the gas passage layer 5 is embedded, and the entire wire or the net is formed. This makes it possible to prevent the reaction layer or the like from peeling off due to heat or the like. The thickness of the line or net can be appropriately selected. When the portion of the frame 10 of the cathode chamber frame 9 is a conductive portion, power can be supplied to the conductive porous body 6 and the reaction layer 3 of the conductive porous body 2 therefrom. If the portion of the conductive porous body 6 on the side facing the gas passage layer is difficult to pass oxygen gas, there is no gas flow in the conductive porous body 6 and the portion on the opposite side thereof does not flow. Does not matter at all even if it is constituted by a coarser porous body through which liquid can easily pass. The reaction layer 3 is hydrophilic and easy to pass liquid, and the gas supply layer 4 is filled with a highly hydrophobic PTFE porous body, but the liquid leaks into the gas passage layer 5.

【0014】前記金属線又は金属網8としては、毛羽状
に線が出た網、三次元網、発泡体が使用され、耐食性の
高い金属が望ましい。銀網、銀メッキ発泡ニッケルが好
適である。また、反応層などの形成に当たっては、先ず
心材の導電性多孔体2の一方の面にPTFEディスパ−
ジョンをアルコ−ルで自己組織化した泥しょうを層状に
塗り込むことによりガス供給層を形成し、その上に1ミ
クロン以下の銀微粒子とポリテトラフルオロエチレン
(PTFE)ディスパ−ジョンの混合物をアルコ−ルで
自己組織化し泥しょうとしたものを、層状に塗り込んで
反応層を形成する。そのガス供給層を形成する際には、
心材の導電性多孔体の他方の面側にその泥しょうが入ら
ないようにして、ガス通路部層を形成することが必要で
あって、その形成を確実にするためには、先に心材の導
電性多孔体の他方の面側から可溶性物質の泥しょうを充
填しておき、反応層などの形成後に可溶性物質を溶解さ
せて除去するようにしても良い。
As the metal wire or metal net 8, a net having a fluffy shape, a three-dimensional net, or a foam is used, and a metal having high corrosion resistance is desirable. Silver netting and silver-plated foamed nickel are preferred. In forming the reaction layer and the like, first, a PTFE dispersion is applied to one surface of the conductive porous body 2 of the core material.
A gas supply layer is formed by applying a layer of self-assembled slurry of alcohol with alcohol to form a gas supply layer, on which a mixture of silver microparticles of 1 micron or less and polytetrafluoroethylene (PTFE) dispersion is applied. A self-assembled slurry is applied in a layer to form a reaction layer. When forming the gas supply layer,
It is necessary to form a gas passage layer so that the slurry does not enter the other surface side of the conductive porous body of the core material. The soluble porous material may be filled in from the other surface side of the porous material, and the soluble material may be dissolved and removed after the formation of the reaction layer.

【0015】前記の導電性多孔体は、例えば発泡ニッケ
ルや銀メッキ発泡ニッケルが挙げられるが、導電性が高
いことから銀メッキ発泡ニッケルが好適である。これら
の表面の一部に親水性、液移動性を増すためにNiCo
2 4 等の耐食性の多孔質コ−テイング等の表面処理を
することもできる。銀メッキ発泡ニッケルとしては、例
えば発泡ウレタンにニッケル微粉を付着し、乾燥後焼成
し、ポリウレタン部分を焼去し、ニッケルを焼結したこ
とにより、孔径が0.5〜0.6mmで、気孔率が90
%以上と高い、発泡ニッケル体を得、この発泡ニッケル
に耐食性を向上させるために5〜10μmの厚さの銀メ
ッキを施したものである。発泡ウレタンの多孔性の状態
を種々設定することにより、所定の銀メッキ発泡ニッケ
ルを得ることができる。
Examples of the conductive porous body include foamed nickel and silver-plated foamed nickel, and silver-plated foamed nickel is preferred because of its high conductivity. To increase the hydrophilicity and liquid mobility of a part of these surfaces, NiCo
Surface treatment such as corrosion-resistant porous coating such as 2 O 4 can also be performed. As silver-plated nickel foam, for example, nickel fine powder is attached to urethane foam, dried and fired, the polyurethane portion is burned off, and nickel is sintered to have a pore diameter of 0.5 to 0.6 mm and a porosity. Is 90
% Or more, a foamed nickel body is obtained, and this foamed nickel is plated with silver having a thickness of 5 to 10 μm in order to improve corrosion resistance. By setting the porous state of the urethane foam in various ways, a predetermined silver-plated nickel foam can be obtained.

【0016】また、発泡ウレタンとして、特に骨格のみ
を残した発泡ウレタンを用いるときには、線の太さ0.
05〜0.10mm、孔径が0.5〜0.6mmで、気
孔率が95%と高い、三次元構造を有する線状体ないし
網状体といえる、銀メッキ発泡ニッケルを得ることがで
きる。このような「骨格のみを残した発泡ウレタン」
は、ポリウレタン発泡体を爆発処理して前記発泡体の壁
部を吹き飛ばすことなどにより得られるもので、前記発
泡体の骨格のみからなり、このため三次元網状体となっ
ているものであり、これを基材として用いることによ
り、反応層からの導電体として作用する三次元構造を有
する線状体ないし網状体を形成することができる。「骨
格のみを残した発泡ウレタン」は、多孔性が大きいの
で、反応層泥しょうなどの塗り込みが容易であり、これ
から得た銀メッキ発泡ニッケルは多孔性が大きいので、
ガス通路部層の通気抵抗が小さくて好ましい。
Further, when urethane foam having only a skeleton is used as the urethane foam, the thickness of the line is 0.1 mm.
It is possible to obtain a nickel-plated foamed nickel that can be said to be a linear or net-like body having a three-dimensional structure, having a high porosity of 95 to 0.10 mm, a hole diameter of 0.5 to 0.6 mm, and a high porosity of 95%. Such "foamed urethane leaving only the skeleton"
Is obtained by, for example, explosion-treating a polyurethane foam to blow off the wall of the foam, and is composed of only the skeleton of the foam, and thus has a three-dimensional network. By using as a base material, a linear or net-like body having a three-dimensional structure acting as a conductor from the reaction layer can be formed. "Polyurethane foam leaving only the skeleton" has high porosity, so it is easy to apply reaction layer slurry, etc., and silver-plated nickel foam obtained from this has high porosity,
It is preferable because the gas passage portion layer has low airflow resistance.

【0017】このように、ガス供給層原料と反応層原料
をそれぞれ層状に充填し、乾燥し、界面活性剤を抽出除
去し、常温で40kg/cm2 の圧力でプレスして反応
層とガス供給層の密度を高め、250℃程度で加熱を行
うことによりガス拡散電極が得られる。常温プレスの圧
力は10から50kg/cm2 が望ましく、これ以上の
圧力でプレスすると反応層、ガス供給層とも空孔率が低
下して電極性能が低下する。熱処理温度は200℃から
310℃が好ましく、フッ素樹脂の融点(327℃)以
上で加熱を行うと、特にガス供給層にフッ素樹脂の焼結
が進行しすぎて、空孔率が低下し、その結果電極性能が
低下する。また、ガス供給層の形成に際しては、フッ素
樹脂の焼結を行うことは必ずしも必要ではなく、フッ素
樹脂微粉末は加圧することにより結着する特性があるの
で、加圧操作のみでこれらの層を形成することができ
る。本発明の電極で使用する反応層の厚さは0.01〜
1mm、ガス供給層の厚さは0.01〜1mm、ガス通
路部層の厚さは0.1〜2mm、親水性導電性多孔体の
厚さは0.1〜3mmが好適である。本発明では、槽電
圧を極限の1.9Vまで低くすることが出来る。
[0017] Thus, the reaction layer raw material gas supply layer material was filled in layers respectively, dried, extracted remove the surfactant, the press to the reaction layer and the gas supply at a pressure of 40 kg / cm 2 at room temperature By increasing the density of the layer and heating at about 250 ° C., a gas diffusion electrode can be obtained. The pressure of the room temperature press is desirably 10 to 50 kg / cm 2 , and if pressed at a pressure higher than this, the porosity of both the reaction layer and the gas supply layer is reduced, and the electrode performance is reduced. The heat treatment temperature is preferably from 200 ° C. to 310 ° C. If the heating is performed at a temperature higher than the melting point of the fluororesin (327 ° C.), sintering of the fluororesin proceeds particularly in the gas supply layer, and the porosity decreases, As a result, the electrode performance decreases. In forming the gas supply layer, it is not always necessary to perform sintering of the fluororesin, and since the fluororesin fine powder has a property of binding by pressing, these layers can be formed only by pressing operation. Can be formed. The thickness of the reaction layer used in the electrode of the present invention is 0.01 to
1 mm, the thickness of the gas supply layer is preferably 0.01 to 1 mm, the thickness of the gas passage portion layer is preferably 0.1 to 2 mm, and the thickness of the hydrophilic conductive porous body is preferably 0.1 to 3 mm. In the present invention, the cell voltage can be reduced to the limit of 1.9V.

【0018】[0018]

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。ただし本発明は、これらの実施例のみに限定される
ものではない。なお、全実施例を通じて、部は全て重量
部を意味する。
The present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to only these examples. Throughout the examples, all parts mean parts by weight.

【0019】実施例1 厚さ1.7mm、大きさ12×28cmの発泡ニッケル
体に厚さ5ミクロンの銀メッキを施した銀メッキ多孔体
薄板の表面に、PTFEディスパージョンD−1(ダイ
キン工業社製)1部にエタノールを加えて糊状にしたも
のを押し込み、ガス供給層とする。このガス供給層の厚
みは最終的には0.5mmとなる。銀微粒子(三井金属
鉱業製、Ag−3010、平均粒径0.11ミクロン)
5部に、界面活性剤トライトン1部、水9部を加え、超
音波分散機で分散させる。これにPTFEディスパージ
ョンD−1(ダイキン工業社製)1部を加え、攪拌混合
した後に、エタノール2部を加え、攪拌することにより
自己組織化させる。この沈殿物を孔径が1μmの濾紙で
濾過し、スラリーを前記銀メッキ発泡ニッケル薄板のガ
ス供給層の上に塗り込み、10kg/cm2 の圧力でプ
レスして、反応層を形成する。この反応層の厚みは最終
的には0.15mm厚さとなる。
Example 1 A PTFE dispersion D-1 (Daikin Industries, Ltd.) was applied to the surface of a silver-plated porous thin plate in which a nickel foamed member having a thickness of 1.7 mm and a size of 12 × 28 cm was plated with silver having a thickness of 5 μm. (Manufactured by a company) and ethanol was added to 1 part to form a paste. The thickness of this gas supply layer finally becomes 0.5 mm. Silver fine particles (Mitsui Mining & Smelting, Ag-3010, average particle size 0.11 micron)
To 5 parts, 1 part of surfactant Triton and 9 parts of water are added and dispersed by an ultrasonic dispersing machine. To this, 1 part of PTFE dispersion D-1 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) is added, and the mixture is stirred and mixed. Then, 2 parts of ethanol is added, and the mixture is self-organized by stirring. The precipitate is filtered through a filter paper having a pore size of 1 μm, and the slurry is applied on the gas supply layer of the silver-plated foamed nickel sheet and pressed at a pressure of 10 kg / cm 2 to form a reaction layer. The thickness of this reaction layer is finally 0.15 mm.

【0020】これを80℃で3時間乾燥、界面活性剤を
エタノ−ルを用いた抽出器で除去した後、100℃で2
時間乾燥後、ガス供給層側にシリコン樹脂シ−トを重
ね、常温、40kg/cm2 の条件で、60秒間プレス
し、次いで無加圧で250℃、10分間熱処理し、引き
続き冷却して電極本体を得た。このときの銀微粒子の使
用量は430g/m2 であった。これにより、前記の銀
メッキ発泡ニッケル薄板の一方の面側には何も塗り込ん
でいないので、その部分はガス通路部層となる。前記の
電極本体のガス通路部層に接して、厚さ2mmの親水性
の緻密なニッケル多孔体を接着することにより、本発明
のガス拡散電極を得た。この電極を図1に示す陰極室枠
にはめ込み、イオン交換膜を密着させて、電極とイオン
交換膜の間をゼロギャプとした食塩電解槽を組立て、連
続運転した。その結果、電流密度30A/dm2 、温度
90℃、陰極液濃度32%NaOH、理論値の2倍量の
酸素供給で、1.98Vの電解槽電圧が得られた。50
日間電圧変動無く運転でき継続中である。イオン交換膜
を透過した電解液はガス拡散電極を全量漏液させるよう
にしても、電極性能に与える影響はほとんどないことが
分った。
This was dried at 80 ° C. for 3 hours, and the surfactant was removed with an extractor using ethanol.
After drying for a period of time, a silicone resin sheet is overlaid on the gas supply layer side, pressed at room temperature and 40 kg / cm 2 for 60 seconds, then heat-treated at 250 ° C. without pressure for 10 minutes, and subsequently cooled to form an electrode. Got the body. At this time, the used amount of the silver fine particles was 430 g / m 2 . As a result, nothing is applied to one surface side of the silver-plated nickel foam sheet, so that portion becomes a gas passage portion layer. The gas diffusion electrode of the present invention was obtained by bonding a hydrophilic dense nickel porous body having a thickness of 2 mm in contact with the gas passage layer of the electrode body. This electrode was fitted into the cathode chamber frame shown in FIG. 1 and the ion exchange membrane was brought into close contact with the electrode chamber to assemble a salt electrolysis cell with no gap between the electrode and the ion exchange membrane and operated continuously. As a result, an electrolytic cell voltage of 1.98 V was obtained with a current density of 30 A / dm 2 , a temperature of 90 ° C., a catholyte concentration of 32% NaOH, and an oxygen supply of twice the theoretical value. 50
It can be operated without voltage fluctuation for a day and is continuing. It was found that even if the electrolyte solution permeated through the ion exchange membrane was caused to leak all the gas diffusion electrode, there was almost no effect on the electrode performance.

【0021】実施例2 PTFEディスパージョンD−1(ダイキン工業社製)
1部にエタノールを加えて糊状にしたものを、50pp
i、厚さ1.7mm、大きさ10×60cm角の銀メッ
キ発泡ニッケル体の内部に、押し込むことにより、ガス
供給層を形成する。その上からすぐに、銀微粒子(三井
金属鉱業製、Ag−3030、平均粒径0.3ミクロ
ン)5部に、PTFEディスパージョンD−1(ダイキ
ン工業社製)2部を加え、攪拌混合した後に、エタノー
ル1部を加え、攪拌することにより自己組織化させた銀
−PTFEペーストを刷り込み、10kg/cm2 の圧
力でプレスして、銀メッキ発泡ニッケル体の内部に押し
込むことにより、反応層を形成する。これでガス供給層
と反応層が形成される。
Example 2 PTFE dispersion D-1 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.)
One part was added with ethanol to form a paste, and then 50 pp
i, a gas supply layer is formed by pushing into a silver-plated nickel foam body having a thickness of 1.7 mm and a size of 10 × 60 cm square. Immediately from above, 2 parts of PTFE dispersion D-1 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) were added to 5 parts of silver fine particles (Ag-3030, manufactured by Mitsui Mining & Smelting, average particle size: 0.3 micron) and mixed with stirring. Thereafter, 1 part of ethanol was added, and a silver-PTFE paste self-assembled by stirring was printed thereon, pressed at a pressure of 10 kg / cm 2 , and pressed into the inside of a silver-plated foamed nickel body to form a reaction layer. To form Thus, a gas supply layer and a reaction layer are formed.

【0022】これを80℃で3時間乾燥、界面活性剤を
エタノ−ルを用いた抽出器で除去した後、100℃で2
時間乾燥後、ガス供給層側にシリコン樹脂シ−トを重
ね、常温、40kg/cm2 の条件で、60秒間プレス
し、次いで無加圧で250℃、10分間熱処理し、続い
て冷却することで図2のガス供給層15、反応層16及
びガス通路部層17を有するガス拡散電極18を得た。
このときの銀微粒子の使用量は480g/m2 であっ
た。
This was dried at 80 ° C. for 3 hours, and the surfactant was removed with an extractor using ethanol.
After drying for a period of time, a silicone resin sheet is overlaid on the gas supply layer side, pressed at room temperature and 40 kg / cm 2 for 60 seconds, then heat-treated at 250 ° C. without pressure for 10 minutes, and then cooled. Thus, a gas diffusion electrode 18 having the gas supply layer 15, the reaction layer 16, and the gas passage layer 17 of FIG. 2 was obtained.
At this time, the used amount of the silver fine particles was 480 g / m 2 .

【0023】図2に示すように、フレーム21に親水性
の多孔体である50ppi、厚さ1.7mm、大きさ1
0×60cm角の銀メッキ発泡ニッケル体22を接合
し、銀メッキした厚さ1mmのバネ性のある網(「バネ
性網」という)23を重ね、その上にガス拡散電極1
8、イオン交換膜19、陽極20をセットした。ガス拡
散電極18は、固定された陽極20とフレーム21の間
で厚さ1mmのバネ性網23によって、ガス拡散電極1
8と親水性の多孔体である発泡ニッケル体22とが電気
的に接触され、通電が可能となる。このガス拡散電極1
8とイオン交換膜19との間はゼロギャップとなる。こ
の食塩電解槽を運転した。その結果、30A/dm2
90℃、32%NaOHの電解条件で、理論値の1.8
倍量の酸素供給において、2.05Vの電解槽電圧が得
られた。
As shown in FIG. 2, the frame 21 has a hydrophilic porous body of 50 ppi, a thickness of 1.7 mm, and a size of 1.
A silver-plated foamed nickel body 22 of 0 × 60 cm square is joined, and a silver-plated 1 mm-thick resilient net (referred to as “spring net”) 23 is overlaid thereon.
8. The ion exchange membrane 19 and the anode 20 were set. The gas diffusion electrode 18 is held between the fixed anode 20 and the frame 21 by a spring mesh 23 having a thickness of 1 mm.
8 and the foamed nickel body 22 which is a hydrophilic porous body are electrically contacted, and electricity can be supplied. This gas diffusion electrode 1
There is a zero gap between 8 and the ion exchange membrane 19. The salt electrolyzer was operated. As a result, 30 A / dm 2 ,
Under the electrolysis conditions of 90 ° C. and 32% NaOH, the theoretical value of 1.8 was obtained.
With twice the oxygen supply, an electrolytic cell voltage of 2.05 V was obtained.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明のガス拡散電極は、反応層、ガス
供給層及びガス通路部層が一体の導電多孔体の心材の上
に形成されているので、ガス通路部層におけるガスの流
通抵抗が少なく、ガス供給層にガスが十分にかつ均一に
供給される。さらに、前記の導電性多孔体が親水性の導
電多孔体に密接して設けられているので、その親水性の
導電性多孔体に電解液を流下させることができるので、
漏れてきた生成苛性ソーダ液をそこに流し、必要により
供給した水をそこに流して反応層中の苛性ソーダ濃度を
調節し、所定濃度の生成苛性ソーダ液を得ることができ
る。電解槽の陰極室枠から、その親水性の導電性多孔体
を介して前記の一体の導電性多孔体の反応層に直接給電
することもできる。さらに、2つの導電性多孔体が合わ
さった形態をしているので、このガス拡散電極は強度が
大きい。導電性多孔体の内部に線或いは網を設けて相互
に接合すると、構造的にさらに強化することができる。
また、2つの導電性多孔体の間にバネ性の網を設ける
と、ガス拡散電極の表面をイオン交換膜に密着指せるよ
うにすることができる。
According to the gas diffusion electrode of the present invention, since the reaction layer, the gas supply layer and the gas passage layer are formed on the integral conductive core material, the flow resistance of the gas in the gas passage layer is reduced. And the gas is sufficiently and uniformly supplied to the gas supply layer. Furthermore, since the conductive porous body is provided in close contact with the hydrophilic conductive porous body, the electrolyte can flow down into the hydrophilic conductive porous body.
The leaked caustic soda solution is allowed to flow there, and if necessary, the supplied water is allowed to flow there to adjust the caustic soda concentration in the reaction layer to obtain a caustic soda solution having a predetermined concentration. Power can also be supplied directly from the cathode chamber frame of the electrolytic cell to the reaction layer of the integral conductive porous body via the hydrophilic conductive porous body. Further, the gas diffusion electrode has a high strength because the two conductive porous bodies are combined. If a wire or a net is provided inside the conductive porous body and bonded to each other, the structure can be further strengthened.
Further, when a spring network is provided between the two conductive porous bodies, the surface of the gas diffusion electrode can be brought into close contact with the ion exchange membrane.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のガス拡散電極の一例を示す断面説明図
である。
FIG. 1 is an explanatory sectional view showing an example of a gas diffusion electrode of the present invention.

【図2】本発明のガス拡散電極の他の例を示す断面説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory sectional view showing another example of the gas diffusion electrode of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガス拡散電極 2 導電性多孔体 3 反応層 4 ガス供給層 5 ガス通路部層 6 親水性導電性多孔体 7 粗な導電性多孔体 8 金属線 9 陰極室枠 10 フレーム 11 イオン交換膜 12 酸素ガス入口 13 水又は苛性ソーダ水溶液入口 14 排出口 15 反応層 16 ガス供給層 17 ガス通路部層 18 ガス拡散電極 19 イオン交換膜 20 陽極 21 フレーム 22 銀メッキ発泡ニッケル体 23 バネ性網 REFERENCE SIGNS LIST 1 gas diffusion electrode 2 conductive porous material 3 reaction layer 4 gas supply layer 5 gas passage layer 6 hydrophilic conductive porous material 7 coarse conductive porous material 8 metal wire 9 cathode chamber frame 10 frame 11 ion exchange membrane 12 oxygen Gas inlet 13 Water or caustic soda aqueous solution inlet 14 Outlet 15 Reaction layer 16 Gas supply layer 17 Gas passage section layer 18 Gas diffusion electrode 19 Ion exchange membrane 20 Anode 21 Frame 22 Silver-plated nickel foam body 23 Spring net

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年2月22日[Submission date] February 22, 1999

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項4[Correction target item name] Claim 4

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0003[Correction target item name] 0003

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の液透
過型ガス拡散電極は、ガス供給層に液が透過できるよう
な口径0.1〜1mmの親水性貫通孔を設けたものであ
る。しかしながら、この孔は親水性であるが、その外側
が疎水性のため、液の排出が妨げられ、ガス供給層の表
面全面に排出された液滴が付着することにより、ガス供
給が妨げられるという欠点があった。そこで、特開平8
−302492号公報では、ガス拡散電極とイオン交換
膜との間を降下して電解の下部に達する電解液(苛性
アルカリ液)の量を大きくし、ガス拡散電極を透過して
ガス室側に達する電解液の量を小さくすることが、ガス
供給を円滑にするために望ましいということから、ガス
拡散電極の反応層表面に溝を形成して、電解液をその溝
に流下させるように改善している。また、液透過型ガス
拡散電極では、ガス室が狭いので、電極の裏側に漏れた
電解液によりガス室内でのガスの流通は阻害され、ガス
供給層へのガスの均一な供給が十分に行われないことが
起こり易い。
Such a conventional liquid-permeable gas diffusion electrode has a gas supply layer provided with a hydrophilic through-hole having a diameter of 0.1 to 1 mm so that liquid can pass therethrough. However, although this hole is hydrophilic, its outside is hydrophobic, so that the discharge of the liquid is hindered, and the gas supply is hindered by the adhered droplets discharged to the entire surface of the gas supply layer. There were drawbacks. Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open
In JP-A-302492, the amount of an electrolytic solution (caustic solution) that descends between the gas diffusion electrode and the ion exchange membrane and reaches the lower part of the electrolytic cell is increased, and passes through the gas diffusion electrode to the gas chamber side. Since it is desirable to reduce the amount of the reached electrolyte to facilitate gas supply, a groove is formed on the surface of the reaction layer of the gas diffusion electrode, and the electrolyte is allowed to flow down into the groove. ing. Further, in a liquid-permeable gas diffusion electrode, the gas chamber is narrow, so that the gas flowing in the gas chamber is hindered by the electrolyte leaking to the back side of the electrode, and the gas is uniformly supplied to the gas supply layer sufficiently. It is easy for things not to happen.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0006[Correction target item name] 0006

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0006】すなわち、本発明は、次の手段により前記
の課題を解決した。 (1)導電性多孔体を心材とし、表面側から反応層、ガ
ス供給層及びガス通路部層が連続して一体に形成された
電極本体と、前記電極本体のガス通路部層側に接して前
記導電性多孔体より密で、電解液が浸透しやすく、ガス
が通りにくい親水性の導電性多孔体を設け、前記親水性
の導電性多孔体に液を供給できるようにしたことを特徴
とするガス拡散電極。 (2)導電性多孔体と親水性の導電性多孔体との間にバ
ネ性のある導電性の網状体を設けることを特徴とする前
記(1)記載のガス拡散電極。 (3)親水性の導電性多孔体を電解槽フレームに接触さ
せることにより給電することを特徴とする前記(1)又
は(2)記載のガス拡散電極。 (4)反応層及びガス供給層は、電解液が前記反応層及
びガス供給層を通してガス通路部層側又は表面側に移動
することができるように構成されていることを特徴とす
る前記(1)〜(3)のいずれか1項記載のガス拡散電
極。
That is, the present invention has solved the above-mentioned problems by the following means. (1) An electrode body in which a conductive porous body is used as a core material, and a reaction layer, a gas supply layer, and a gas passage section layer are continuously and integrally formed from the surface side, and the electrode body is in contact with the gas passage section layer side. It is characterized by being provided with a hydrophilic conductive porous body that is denser than the conductive porous body, easily penetrates the electrolyte solution, and through which gas does not easily pass, and can supply a liquid to the hydrophilic conductive porous body. Gas diffusion electrode. (2) The gas diffusion electrode according to the above (1), wherein a conductive mesh having a spring property is provided between the conductive porous body and the hydrophilic conductive porous body. (3) The gas diffusion electrode according to (1) or (2), wherein power is supplied by bringing a hydrophilic conductive porous body into contact with the electrolytic cell frame. (4) the reaction layer and the gas supply layer, wherein the electrolyte is configured to be able to move into the reaction layer and the gas passage layer side or the surface side through a gas supply layer The gas diffusion electrode according to any one of (1) to (3).

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0011】次に、本発明のガス拡散電極を図面により
具体的に説明する。すなわち、本発明のガス拡散電極1
は、導電性多孔体2を心材とし、表面側から反応層3、
ガス供給層4及びガス通路部層5が連続して一体に形成
された電極本体と、前記電極本体のガス通路部層5に接
して前記導電性多孔体2より密で、電解液が浸透しやす
く、ガスが通りにくい親水性導電性多孔体6を設け、前
記親水性導電性多孔体6に電解液を供給できるようにし
たことを特徴とするガス拡散電極である。図1に示すよ
うに、反応層3を表面側に有し、反応層3の下側(図1
では右側)にガス供給層4を有し、そのガス供給層4の
下側(図1では右側)にガス通路部層5を有するが、反
応層3は例えば、銀微粉末とポリテトラフルオロエチレ
ン(PTFE)微粉末から焼成により形成され、またガ
ス供給層4はポリテトラフルオロエチレン微粉末だけか
ら形成される。しかし、ガス通路部層5は導電性多孔体
2の心材だけにより形成される。ガス通路部層5では、
多孔体からなるため、ガスの流路が屈曲されており、そ
の結果ガスの流速が増すような構造となっている。この
点から、心材とする多孔体は、少なくともガス通路部層
5の部分において、ガスの流路が屈曲されてガスの流速
が増すように形成さるのが好ましい。
Next, the gas diffusion electrode of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. That is, the gas diffusion electrode 1 of the present invention
A conductive layer 2 as a core material, a reaction layer 3 from the surface side,
An electrode body in which a gas supply layer 4 and a gas passage section layer 5 are continuously and integrally formed; and an electrolyte solution that is denser than the conductive porous body 2 in contact with the gas passage section layer 5 of the electrode body. A gas diffusion electrode characterized in that a hydrophilic conductive porous body 6 that is easy to pass gas through is provided so that an electrolytic solution can be supplied to the hydrophilic conductive porous body 6. As shown in FIG. 1, the reaction layer 3 is provided on the surface side, and
In a gas supply layer 4 on the right side), it has a gas passage layer 5 on the gas below the supply layer 4 (right side in FIG. 1), the reaction layer 3 is, for example, silver fine powder and polytetrafluoroethylene The (PTFE) fine powder is formed by firing, and the gas supply layer 4 is formed only of the polytetrafluoroethylene fine powder. However, the gas passage layer 5 is formed only of the core material of the conductive porous body 2. In the gas passage section layer 5,
Since it is made of a porous material, the gas flow path is bent, and as a result, the gas flow velocity is increased. From this point, it is preferable that the porous body as the core material is formed so that the gas flow path is bent at least in the gas passage section layer 5 to increase the gas flow velocity.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図1[Correction target item name] Fig. 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図1】 FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古屋 長一 山梨県甲府市中村町2−14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Choichi Furiya 2-14 Nakamuracho, Kofu City, Yamanashi Prefecture

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導電性多孔体を心材とし、表面側から反
応層、ガス供給層及びガス通路部層が連続して一体に形
成された電極本体と、前記電極本体のガス通路部層側に
接して前記導電性多孔体より密で、電解液が浸透しやす
く、ガスが通りにくい親水性の導電性多孔体を設け、前
記親水性の導電性多孔体に液を供給できるようにしたこ
とを特徴とするガス拡散電極。
An electrode body having a conductive porous body as a core material, a reaction layer, a gas supply layer, and a gas passage section layer formed continuously and integrally from the surface side; and a gas passage section layer side of the electrode body. It is provided that a hydrophilic conductive porous body that is in contact with the conductive porous body, is denser than the conductive porous body, easily penetrates the electrolyte, and hardly allows gas to pass therethrough, so that a liquid can be supplied to the hydrophilic conductive porous body. Characterized gas diffusion electrode.
【請求項2】 導電性多孔体と親水性の導電性多孔体と
の間にバネ性のある導電性の網状体を設けることを特徴
とする請求項1記載のガス拡散電極。
2. The gas diffusion electrode according to claim 1, wherein a conductive mesh having spring properties is provided between the conductive porous body and the hydrophilic conductive porous body.
【請求項3】 親水性の導電性多孔体を電解槽フレーム
に接触させることにより給電することを特徴とする請求
項1又は請求項2記載のガス拡散電極。
3. The gas diffusion electrode according to claim 1, wherein power is supplied by bringing a hydrophilic conductive porous body into contact with the electrolytic cell frame.
【請求項4】 反応層及びガス供給層が、前記反応層及
びガス供給層を通して電解液がガス通路部層側又はイオ
ン交換膜側に移動するように構成されていることを特徴
とする請求項1〜3のいずれか1項記載のガス拡散電
極。
4. The reaction layer and the gas supply layer, wherein the electrolyte is moved to the gas passage layer side or the ion exchange membrane side through the reaction layer and the gas supply layer. The gas diffusion electrode according to any one of claims 1 to 3.
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