JPS585266B2 - 電気化学的に空気から酸素を分離するための装置 - Google Patents
電気化学的に空気から酸素を分離するための装置Info
- Publication number
- JPS585266B2 JPS585266B2 JP55061931A JP6193180A JPS585266B2 JP S585266 B2 JPS585266 B2 JP S585266B2 JP 55061931 A JP55061931 A JP 55061931A JP 6193180 A JP6193180 A JP 6193180A JP S585266 B2 JPS585266 B2 JP S585266B2
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- water
- electrolyte
- tank
- oxygen
- electrolytic cell
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気化学的に空気から酸素を分離するための装
置の改良に係り、その目的とするところは、該装置を構
成する電解槽の電解液濃度が過度に稀釈されることを防
止せんとするにある。
置の改良に係り、その目的とするところは、該装置を構
成する電解槽の電解液濃度が過度に稀釈されることを防
止せんとするにある。
燃料電池の分野で公知のいわゆるガス拡散電極を陰極と
し、ニッケル板や白金板などからなる酸素発生電極を陽
極とし、カセイカリリの水溶液などを電解液とする電解
槽のガス拡散電極に空気を供給しながら陰、陽画極間に
直流電圧を印加すると、電極液がアルカリ性の場合には
、 陰極反応：Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ−・・・・
・・（１） 陽極反応：４ＯＨ−→Ｏ２↑＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−・・・
・・・（２） なる反応により、また、電解液が酸性の場合には、陰極
反応：Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏ・・・・・・（
３） 陽極反応：２Ｈ２Ｏ→Ｏ２↑＋４Ｈ＋＋４ｅ−・・・・
・・（４） なる反応により、陰極で空気中の酸素のみが選択的に消
耗し、陽極で酸素が発生する。
し、ニッケル板や白金板などからなる酸素発生電極を陽
極とし、カセイカリリの水溶液などを電解液とする電解
槽のガス拡散電極に空気を供給しながら陰、陽画極間に
直流電圧を印加すると、電極液がアルカリ性の場合には
、 陰極反応：Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ−・・・・
・・（１） 陽極反応：４ＯＨ−→Ｏ２↑＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−・・・
・・・（２） なる反応により、また、電解液が酸性の場合には、陰極
反応：Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏ・・・・・・（
３） 陽極反応：２Ｈ２Ｏ→Ｏ２↑＋４Ｈ＋＋４ｅ−・・・・
・・（４） なる反応により、陰極で空気中の酸素のみが選択的に消
耗し、陽極で酸素が発生する。
換言すれば空気から酸素だけが分離されて、陰極側から
陽極側へ移行する。
陽極側へ移行する。
したがって、このような装置は電気化学的に空気から酸
素を分離する装置として機能する。
素を分離する装置として機能する。
かかる装置は陽極から発生する酸素を目的対象物とする
場合には、酸素発生装置となる。
場合には、酸素発生装置となる。
また、一定の部室あるいは容器と上述の電解槽のガス拡
散電極のガス室とを気密状態になるようにパイプで連結
し、空気を循環すると共に電解槽の陽極から発生する酸
素を系外に放出すれば、上記部室あるいは容器中の酸素
が除去されるので、かかる装置は脱酸素装置として機能
する。
散電極のガス室とを気密状態になるようにパイプで連結
し、空気を循環すると共に電解槽の陽極から発生する酸
素を系外に放出すれば、上記部室あるいは容器中の酸素
が除去されるので、かかる装置は脱酸素装置として機能
する。
このような電気化学的に空気から酸素を分離する装置に
ついては、すでに特公昭４３−２５００１あるいは特開
昭５４−４４２５９に詳細に記載されている。
ついては、すでに特公昭４３−２５００１あるいは特開
昭５４−４４２５９に詳細に記載されている。
かゝる装置を運転すると、つまり、陰、陽画極間に直流
電圧を印加すると各電極の過電圧および電解液の抵抗損
失によりジュール熱が発生し、一般に電解液温度は室温
よりかなり上昇するために、電解液中の水分が、陽極で
発生する酸素の出口あるいは多孔性であるガス拡散電極
の細孔を通して逸散し、電解液面が低下する。
電圧を印加すると各電極の過電圧および電解液の抵抗損
失によりジュール熱が発生し、一般に電解液温度は室温
よりかなり上昇するために、電解液中の水分が、陽極で
発生する酸素の出口あるいは多孔性であるガス拡散電極
の細孔を通して逸散し、電解液面が低下する。
したがって、一般に水を補給するための補水タンクを別
途に用意し、電解槽と補水タンクとをパイプで接続し、
電解槽の液面が低下した分だけ補水タンクから水が電解
槽側に自動的に補給されるような手段を講じる必要があ
る。
途に用意し、電解槽と補水タンクとをパイプで接続し、
電解槽の液面が低下した分だけ補水タンクから水が電解
槽側に自動的に補給されるような手段を講じる必要があ
る。
ところがかゝる構成においては、補水タンクと電解槽と
が連通しているために、補水タンク中の水と電解槽中の
電解液とが相互拡散し、電解液濃度が過度に稀薄になっ
てしまい、電解槽の分極特性が劣化するという問題点が
あった。
が連通しているために、補水タンク中の水と電解槽中の
電解液とが相互拡散し、電解液濃度が過度に稀薄になっ
てしまい、電解槽の分極特性が劣化するという問題点が
あった。
本発明はかゝる問題点を解決せんとするものである。
すなわち本発明は、電解槽と補水タンクとを結ぶパイプ
に気密の電槽を介在させ、電解槽の電解液面が正常の位
置にあるときには、気密の電槽の堰で以って補水タンク
からの水と電解槽中の電解液さを隔離し、電解液面が低
下したときにのみ、水が堰を乗り越えて、電解槽側に移
行するようにして、水と電解液との相互拡散を防止する
ものである。
に気密の電槽を介在させ、電解槽の電解液面が正常の位
置にあるときには、気密の電槽の堰で以って補水タンク
からの水と電解槽中の電解液さを隔離し、電解液面が低
下したときにのみ、水が堰を乗り越えて、電解槽側に移
行するようにして、水と電解液との相互拡散を防止する
ものである。
以下、本発明の一実施例により詳述する。
第１図に本発明の一実施例にかゝる電気化学的脱酸素装
置の断面構造略図を示す。
置の断面構造略図を示す。
第１図において電気化学的脱酸素装置は主として電解槽
１、補水タンク２および気密電槽３から構成される。
１、補水タンク２および気密電槽３から構成される。
電解槽１はガス拡散電極からなる陰極４、多孔性ニッケ
ル製の酸素発生電極からなる陽極５．７規定のカセイカ
リ水溶液からなる電解液６、ＡＢＳ樹脂製の電槽７、ガ
ス室８、および酸素導出口９から構成される。
ル製の酸素発生電極からなる陽極５．７規定のカセイカ
リ水溶液からなる電解液６、ＡＢＳ樹脂製の電槽７、ガ
ス室８、および酸素導出口９から構成される。
気密電槽３は堰１４の両側に各々パイプを有し、電解槽
及び補水タンクと接続されるようになっている。
及び補水タンクと接続されるようになっている。
装置の作動に際しては、まず、気密電槽３に一定の空間
部１２が形成されるように一定量の水を入れて、各々の
パイプを閉じた状態で電解槽１及び補水タンク２に接続
する。
部１２が形成されるように一定量の水を入れて、各々の
パイプを閉じた状態で電解槽１及び補水タンク２に接続
する。
次いで電解槽１には７規定カセイカリ水溶液６を、補水
タンク２には水１３を入れ、上記各々のパイプを開くと
堰１４の両側の液間に段差が生じると同時に、水１３′
あるいは１３が堰１４を乗り越えて電解液側６′に移行
を開始する。
タンク２には水１３を入れ、上記各々のパイプを開くと
堰１４の両側の液間に段差が生じると同時に、水１３′
あるいは１３が堰１４を乗り越えて電解液側６′に移行
を開始する。
なお、上記段差は１０ミリメートル程度が適当であり、
これは最初気密電槽３に入れる水の量で調節する。
これは最初気密電槽３に入れる水の量で調節する。
また、補水タンクの水位と電解液位との間には一定の関
係が存在し、電解液位はある一定の幅は許容し得るので
、補水タンクの水位もある一定の幅で変動することが許
容される。
係が存在し、電解液位はある一定の幅は許容し得るので
、補水タンクの水位もある一定の幅で変動することが許
容される。
それ故、補水タンク２は電解液６の液位が許容し得る下
限に達たとき、水位も、下限になるような位置に設置さ
れている。
限に達たとき、水位も、下限になるような位置に設置さ
れている。
脱酸素すべき部室（図示されていない）は空気入口１０
および空気出口１１に接続され、脱酸素すべき部室の中
の空気は空気入口から循環ポンプ１２によりガス室８に
供給され、空気出口１１を経て、再び脱酸素すべき部室
に環流される。
および空気出口１１に接続され、脱酸素すべき部室の中
の空気は空気入口から循環ポンプ１２によりガス室８に
供給され、空気出口１１を経て、再び脱酸素すべき部室
に環流される。
このように空気を循環している間に陰極４と陽極５との
間に直流電圧を印加すると、陰極４で酸素だけが還元さ
れ、陽極５で酸素が発生する。
間に直流電圧を印加すると、陰極４で酸素だけが還元さ
れ、陽極５で酸素が発生する。
この陽極５で発生する酸素は電解液６をくぐり抜け、酸
素導出口９から系外に排出される。
素導出口９から系外に排出される。
かくして脱酸素すべき部室の中の酸素が選択的に除去さ
れる。
れる。
このように脱酸素操作を行なうと、電解液６中の水分は
、酸素導出口９から系外に、あるいは陰極４の細孔を通
して、ガス室８および脱酸素すべき部室を含めた空気の
循環系の中に蒸発して行き、その結果電解液６の液面が
低下する。
、酸素導出口９から系外に、あるいは陰極４の細孔を通
して、ガス室８および脱酸素すべき部室を含めた空気の
循環系の中に蒸発して行き、その結果電解液６の液面が
低下する。
このように液面が低下すると、気密電槽３内の電解液６
′の液面も低下し、空間部１２が減圧になり、補水タン
ク２の水１３が気密電槽３内の水１３′を押し上げ、堰
１４を乗り越えて、電解液６′側に移行する。
′の液面も低下し、空間部１２が減圧になり、補水タン
ク２の水１３が気密電槽３内の水１３′を押し上げ、堰
１４を乗り越えて、電解液６′側に移行する。
失われた電解液中の水分は補給される。
なお、電解液６の液面が正常の位置にあるときは、堰１
４を隔てて、電解液６′と水１３′とは相互に隔離され
ているので、電解液と水とが混合されることはない。
４を隔てて、電解液６′と水１３′とは相互に隔離され
ているので、電解液と水とが混合されることはない。
補水タンク２の水１３が不足したときには、水注入口１
５から水を補給すればよい。
５から水を補給すればよい。
なお、図に示していないが補水タンク２には、適宜、液
面規定管を付設することも出来る。
面規定管を付設することも出来る。
次に、脱酸素すべき容器の内容積を１０１とし、陰極の
作用面積を４ｄｍ２として繰り返し脱酸素テストをおこ
ない、１００回脱酸素後の電解液濃度を測定したところ
、本発明のように気密電槽を設けた場合には、当初７規
定であったカセイカリが６．２規定となったのに対し、
従来のように気密電槽がない場合には３．６規定にまで
下ってしまった。
作用面積を４ｄｍ２として繰り返し脱酸素テストをおこ
ない、１００回脱酸素後の電解液濃度を測定したところ
、本発明のように気密電槽を設けた場合には、当初７規
定であったカセイカリが６．２規定となったのに対し、
従来のように気密電槽がない場合には３．６規定にまで
下ってしまった。
すなわち本発明のように気密電槽を設けることによって
、電解液濃度の低下が抑止できることがわかる。
、電解液濃度の低下が抑止できることがわかる。
以上詳述せるように本発明は、電解液濃度の低下を抑止
する上において、極めて効果的な手段を提供するもので
、その工業的価値極めて大である。
する上において、極めて効果的な手段を提供するもので
、その工業的価値極めて大である。
第１図は本発明の一実施例にかゝる電気化学的脱酸素装
置の断面構造略図を示す。 １・・・・・・電解槽、２・・・・・・補水タンク、３
・・・・・・気密層槽、４・・・・・・陰極、５・・・
・・・陽極、６・・・・・・電解液。
置の断面構造略図を示す。 １・・・・・・電解槽、２・・・・・・補水タンク、３
・・・・・・気密層槽、４・・・・・・陰極、５・・・
・・・陽極、６・・・・・・電解液。
Claims (1)
- １ 酸素を電解還元し得るガス拡散電極からなる陰極、
酸素発生電極からなる陽極およびカセイカリまたは硫酸
水溶液からなる電解液で以って構成される電解槽と該電
解槽に水を補給するための補水タンクとの間に電解槽側
の電解液面が一定の位置より低下したときにのみ、補水
タンクからの水が電解液槽側に移行し得る気密層層を設
けてなることを特徴とする電気化学的に空気から酸素を
分離するための装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55061931A JPS585266B2 (ja) | 1980-05-09 | 1980-05-09 | 電気化学的に空気から酸素を分離するための装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55061931A JPS585266B2 (ja) | 1980-05-09 | 1980-05-09 | 電気化学的に空気から酸素を分離するための装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56158882A JPS56158882A (en) | 1981-12-07 |
| JPS585266B2 true JPS585266B2 (ja) | 1983-01-29 |
Family
ID=13185400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55061931A Expired JPS585266B2 (ja) | 1980-05-09 | 1980-05-09 | 電気化学的に空気から酸素を分離するための装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS585266B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH019088Y2 (ja) * | 1981-09-28 | 1989-03-13 | ||
| JPH0334039Y2 (ja) * | 1985-08-29 | 1991-07-18 | ||
| JPH0425795Y2 (ja) * | 1985-04-15 | 1992-06-22 |
-
1980
- 1980-05-09 JP JP55061931A patent/JPS585266B2/ja not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH019088Y2 (ja) * | 1981-09-28 | 1989-03-13 | ||
| JPH0425795Y2 (ja) * | 1985-04-15 | 1992-06-22 | ||
| JPH0334039Y2 (ja) * | 1985-08-29 | 1991-07-18 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56158882A (en) | 1981-12-07 |
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