JPS59162284A - 水素と酸素と不活性ガスを発生させる方法 - Google Patents
水素と酸素と不活性ガスを発生させる方法Info
- Publication number
- JPS59162284A JPS59162284A JP58037842A JP3784283A JPS59162284A JP S59162284 A JPS59162284 A JP S59162284A JP 58037842 A JP58037842 A JP 58037842A JP 3784283 A JP3784283 A JP 3784283A JP S59162284 A JPS59162284 A JP S59162284A
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- Japan
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- cathode
- air
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- inert gas
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- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本究明は水素と酸素と不活性ガスとを発生させる方法に
関するものであり、その目面とするところは、ひとつの
装置により、これらのガスを効率的に発生せしめんとす
るにある。
関するものであり、その目面とするところは、ひとつの
装置により、これらのガスを効率的に発生せしめんとす
るにある。
従来、ひとつの装置で水素と酸素とを発生させる方法あ
るいは酸素と不活性ガスとを発生させる方法はあつｔコ
。例えば、水電解装置にまり、水素と酸素とを発生させ
ることができる。また、深冷法あるいはモノキュラーシ
ーブ法により空気力？ち酸素と不活性ガスとに分離する
という方法が実施さｎている。その他、特公昭４８−２
５００１号に提案されているように、陰極とじてガス拡
敏電極を用い陽極として酸素発圧電極を用いた電気化学
ナルの陰極に空気を供給し、空気中の酸素を選択的不活
性ガスとに分離するという手法がある。
るいは酸素と不活性ガスとを発生させる方法はあつｔコ
。例えば、水電解装置にまり、水素と酸素とを発生させ
ることができる。また、深冷法あるいはモノキュラーシ
ーブ法により空気力？ち酸素と不活性ガスとに分離する
という方法が実施さｎている。その他、特公昭４８−２
５００１号に提案されているように、陰極とじてガス拡
敏電極を用い陽極として酸素発圧電極を用いた電気化学
ナルの陰極に空気を供給し、空気中の酸素を選択的不活
性ガスとに分離するという手法がある。
いずれにしてもひとつの装置で、水素と酸素と不活性ガ
スを発生させる方法はなかつ１こ。
スを発生させる方法はなかつ１こ。
本発明は、ひとつの電気イσ学装置に水電解装置として
の機能と空気から酸素を分離する装置としての機能をも
Ｔコせ、仁の！電化学装置を水電解装置として作動させ
ることにより、水素と酸素とを発生、空気から酸素を分
離する装置として作動させることにより、空気から酸素
と不活性ガスとを発生させることにより、ひとつの電気
化学装置により、水素と酸素と不活性ガスとを発生させ
ることができるようにしたことに特徴がある。
の機能と空気から酸素を分離する装置としての機能をも
Ｔコせ、仁の！電化学装置を水電解装置として作動させ
ることにより、水素と酸素とを発生、空気から酸素を分
離する装置として作動させることにより、空気から酸素
と不活性ガスとを発生させることにより、ひとつの電気
化学装置により、水素と酸素と不活性ガスとを発生させ
ることができるようにしたことに特徴がある。
本発明で柑いられる電気化学装置では陰極としては水素
の発生反応および空気中の酸素の還元反応の双方に適し
た多孔性電極が、陽極としては酸素の発生反応に適した
電極が用いられ、電解質としては水酸化アルカリ、硫酸
あるいはプロトン伝尋性のイオン交換膜が用いられる。
の発生反応および空気中の酸素の還元反応の双方に適し
た多孔性電極が、陽極としては酸素の発生反応に適した
電極が用いられ、電解質としては水酸化アルカリ、硫酸
あるいはプロトン伝尋性のイオン交換膜が用いられる。
これらの組合わせの中では電Ｍ質としてイオン交換膜を
用い、陰極および陽極をこのイオン交換膜に一体に接合
しｔこものが最も本発明の目的にかなっている。
用い、陰極および陽極をこのイオン交換膜に一体に接合
しｔこものが最も本発明の目的にかなっている。
またこの場合には陰極としては、白金とフッ素樹脂との
多孔性混合体を用い、陽極としては白金単独か白金とイ
リジウムとの混合款を用い、イオン交ｓ喚に化学メッキ
するのがよい。
多孔性混合体を用い、陽極としては白金単独か白金とイ
リジウムとの混合款を用い、イオン交ｓ喚に化学メッキ
するのがよい。
本発明の電気化学装置を水電解装置として作動させる場
合には、欠の反応が起り、水素と酸素とが発生する。
合には、欠の反応が起り、水素と酸素とが発生する。
陰’ＦＭ ： ４ＨｚｌＪ −）−４ｅ ４２ｆ
１２を斗 ４ｕ）Ｉ−（フル力り電解ペノ ４ｕ＋ ＋４ｅ−−２Ｒ２（峻性電解質ン陽極：’４０
に＋（第２−１−２Ｈｚ（Ｊ＋４６− ＜フル力’
）を解Ｍｌ）２Ｈ２０→０２＋ｊＨ＋４ｅ （階性電
解直）全反応： ２Ｈ２υ→ ２Ｈ２＋ ｌ第２電解す
べき水は陽極の背面から供給されろ。
１２を斗 ４ｕ）Ｉ−（フル力り電解ペノ ４ｕ＋ ＋４ｅ−−２Ｒ２（峻性電解質ン陽極：’４０
に＋（第２−１−２Ｈｚ（Ｊ＋４６− ＜フル力’
）を解Ｍｌ）２Ｈ２０→０２＋ｊＨ＋４ｅ （階性電
解直）全反応： ２Ｈ２υ→ ２Ｈ２＋ ｌ第２電解す
べき水は陽極の背面から供給されろ。
次にこの電気化学装置を空気の分Ｍ装置として作動させ
る場合には、次の反応が起り、陰極で不ｆｌｓ性カスカ
得られ、陽極で酸素が得られる。
る場合には、次の反応が起り、陰極で不ｆｌｓ性カスカ
得られ、陽極で酸素が得られる。
陰極： （第２ ＋ ２Ｍ２（Ｊ＋４８−＋ ４０Ｈ−
（アルカリ電解゛６］（Ｊｚ＋４ＥＩ ＋４ｅ −２
Ｈ２０（ｔｌｌ性電解霞ン陽（ｉｉ、： ４０１−＋
０２＋２Ｍ２（Ｊ ＋４６− （フルカリ電解質２
２Ｊｉ２０− （第２−１−４Ｈ＋÷４０−（酸性電解
’ｔｌ）全反応：０２（空気）→０２（純粋ン この場合には空気は陰極に供給される。陰極で得られる
不活性ガスは窒素が大部分であるが、その池わずかにア
ルゴンおよびヘリウムが含まれる。
（アルカリ電解゛６］（Ｊｚ＋４ＥＩ ＋４ｅ −２
Ｈ２０（ｔｌｌ性電解霞ン陽（ｉｉ、： ４０１−＋
０２＋２Ｍ２（Ｊ ＋４６− （フルカリ電解質２
２Ｊｉ２０− （第２−１−４Ｈ＋÷４０−（酸性電解
’ｔｌ）全反応：０２（空気）→０２（純粋ン この場合には空気は陰極に供給される。陰極で得られる
不活性ガスは窒素が大部分であるが、その池わずかにア
ルゴンおよびヘリウムが含まれる。
また陰極で得られる不活性ガス中の酸素の混入量は供給
すべき空気の供給速度と陰極の作用面積によって決まっ
てくる。一般に空気の供給速度を小さくすればするほど
、また陰極の作用面積を太き（−ｊｆ’Ｌばするほど、
不活性ガス中の面素の混入量を少なくすることができる
。
すべき空気の供給速度と陰極の作用面積によって決まっ
てくる。一般に空気の供給速度を小さくすればするほど
、また陰極の作用面積を太き（−ｊｆ’Ｌばするほど、
不活性ガス中の面素の混入量を少なくすることができる
。
本発明において、電気化学装置を水電解装置として作動
させるか空気分離装置として作動させるかは、いず第１
のガスを目的にするかにまって適宜選択すればよい。
させるか空気分離装置として作動させるかは、いず第１
のガスを目的にするかにまって適宜選択すればよい。
以下本発明の一実施例について述べる。
実施例： ＠１図は本究明の一実施例にか−る水素と酸
素と不活性ガスとを発生させる電気化学装置の断面概略
図を示す。
素と不活性ガスとを発生させる電気化学装置の断面概略
図を示す。
この電気化学装置は、カチオン交換・良（１１に一体に
接合されている、白金とポリ４］づ化エチレンとの混合
物からなる多孔性の陰極（２＋、白金とイリジウムとか
らなる多孔性のｒｌｈ極（８）、水タンクｔ４＋ 、
ｌｉ流流電製装置１５１ 、陰極室（６）、陽極室（７
）、陰極ガス出口（８）、エアポンプ（９）、弁（ｌＯ
）および酸素出口（ｌｌ）から構成さする。
接合されている、白金とポリ４］づ化エチレンとの混合
物からなる多孔性の陰極（２＋、白金とイリジウムとか
らなる多孔性のｒｌｈ極（８）、水タンクｔ４＋ 、
ｌｉ流流電製装置１５１ 、陰極室（６）、陽極室（７
）、陰極ガス出口（８）、エアポンプ（９）、弁（ｌＯ
）および酸素出口（ｌｌ）から構成さする。
この電気化学装置ｌをまず水電解装置として作動させる
ためには、水タンク（４）から１ｉＰｌ極室（７目ζ水
を供給し、弁（１０）を閉じた状態で、直流゛成＃装置
（５）カ弓、陰ｒｌｉｉＬ２］および晩。極（３）に直
流電流を通すと、水の電解が起り、陰極ガス出口（８）
から水素か得られ、酸素出口（ｌＥ）から酸素が得られ
ろ。
ためには、水タンク（４）から１ｉＰｌ極室（７目ζ水
を供給し、弁（１０）を閉じた状態で、直流゛成＃装置
（５）カ弓、陰ｒｌｉｉＬ２］および晩。極（３）に直
流電流を通すと、水の電解が起り、陰極ガス出口（８）
から水素か得られ、酸素出口（ｌＥ）から酸素が得られ
ろ。
欠にこの電気化学装置を空気分離装置として作動させろ
ためには、弁（１０）を開き、エアポンプ（９↑を作動
させて空気を陰極室（６）に供給するとともに、向胤電
源装ｖＩＬ（５１から陰極（２）おまび陽極（３）に直
流の定ｔｌｆを印叩すると、陰極（２）で空気中の酸素
が選択的に還元１消費され、陰極カス出口（８）から窒
素を主成分とする不活性カスか得られると同時に、酸素
出口（１１）から酸素が得られる。
ためには、弁（１０）を開き、エアポンプ（９↑を作動
させて空気を陰極室（６）に供給するとともに、向胤電
源装ｖＩＬ（５１から陰極（２）おまび陽極（３）に直
流の定ｔｌｆを印叩すると、陰極（２）で空気中の酸素
が選択的に還元１消費され、陰極カス出口（８）から窒
素を主成分とする不活性カスか得られると同時に、酸素
出口（１１）から酸素が得られる。
この電気化学装置において、水素だけを得たい場合には
、水電解をおこない、水素を得、酸素を排棄すればよく
、酸素ｔごけを得Ｔコい場合には、空気分離装置として
作動させるとともに空気の供給量を充分多くし、さらに
、定電流で作動させ陰極（２）から発生してくる酸素を
比較的多く含むガスを排棄するとともに陰極（３）から
発生してくる酸素だけを利用するという方法が適してい
る。ま１こ不活性ガスだけを目的とする場合には、空気
分ｉ１１装置として作動させ、空気の供給量を制限し、
疋電土作動にし、陰極（２）から発生してくる酸素混入
量が極端に少ないガスだけを利用し、陽極から発生して
くる酸素を排棄すればよい。
、水電解をおこない、水素を得、酸素を排棄すればよく
、酸素ｔごけを得Ｔコい場合には、空気分離装置として
作動させるとともに空気の供給量を充分多くし、さらに
、定電流で作動させ陰極（２）から発生してくる酸素を
比較的多く含むガスを排棄するとともに陰極（３）から
発生してくる酸素だけを利用するという方法が適してい
る。ま１こ不活性ガスだけを目的とする場合には、空気
分ｉ１１装置として作動させ、空気の供給量を制限し、
疋電土作動にし、陰極（２）から発生してくる酸素混入
量が極端に少ないガスだけを利用し、陽極から発生して
くる酸素を排棄すればよい。
以上詳述せる如く、本発明はひとつの電気化学装置に水
電解機能と空気分離機能とを６１こせることにより、水
電解装置と空気分離装置とをそれぞれ別途に用意するこ
となく目的に応じて水素と酸素と不活性ガスとをそれぞ
れ発生させることが可能な方法を提供するもので、その
工業的価値極めて大である。
電解機能と空気分離機能とを６１こせることにより、水
電解装置と空気分離装置とをそれぞれ別途に用意するこ
となく目的に応じて水素と酸素と不活性ガスとをそれぞ
れ発生させることが可能な方法を提供するもので、その
工業的価値極めて大である。
＠１図は本発明の一実／ｉ例にかかる水素と酸素と不活
性ガスとを発生する電気化学装置の断面概略図を示す。 ■・・−・・イオン交換嗅、 ２・・・・・・陰極、
３・・・・・・陰極４・・−・・水タンク、 ５・・
・・・・直流電源装置。 １＋、 ６・・−・・陽極室、 ７・・・・・・陽極室、
８・・・・・・陰罎カス出口、 ９・・・・・エアボ゛
ノブ、ｌＯ・・・・・弁。 ｉｆ・・−・・酸素出口。 １１ 口
性ガスとを発生する電気化学装置の断面概略図を示す。 ■・・−・・イオン交換嗅、 ２・・・・・・陰極、
３・・・・・・陰極４・・−・・水タンク、 ５・・
・・・・直流電源装置。 １＋、 ６・・−・・陽極室、 ７・・・・・・陽極室、
８・・・・・・陰罎カス出口、 ９・・・・・エアボ゛
ノブ、ｌＯ・・・・・弁。 ｉｆ・・−・・酸素出口。 １１ 口
Claims (1)
- 水素の発生に適しｔコ機能と酸素の電解還元に鴻した機
能とを有する電極を陰極とし、酸素に生電極を陽極とし
てなるひとつの電気化学装置に水電解装置としての機能
と空気から酸素を分離する装置としての機能とをもたせ
、該電気化学装置を水電解装置として作動させることに
より、水素と酸素とを発生させ、空気から酸素を分離す
る装置として作動させることにまり空気から酸素と不活
性ガスを発生させることを特徴とする水素と酸素と不活
性カスを発生させる方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58037842A JPS59162284A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | 水素と酸素と不活性ガスを発生させる方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58037842A JPS59162284A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | 水素と酸素と不活性ガスを発生させる方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59162284A true JPS59162284A (ja) | 1984-09-13 |
Family
ID=12508781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58037842A Pending JPS59162284A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | 水素と酸素と不活性ガスを発生させる方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59162284A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62196388A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-08-29 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 水素吸蔵放出方法および水素吸蔵放出装置 |
| US5484512A (en) * | 1992-01-08 | 1996-01-16 | Shinko Pantec Co., Ltd. | Methods and apparatuses for producing high purity oxygen and hydrogen |
| CN1041643C (zh) * | 1993-11-27 | 1999-01-13 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种制备氮气和氧气的电化学发生器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5691805A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-25 | Japan Storage Battery Co Ltd | Electrochemical device with oxygen electrode |
-
1983
- 1983-03-07 JP JP58037842A patent/JPS59162284A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5691805A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-25 | Japan Storage Battery Co Ltd | Electrochemical device with oxygen electrode |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62196388A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-08-29 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 水素吸蔵放出方法および水素吸蔵放出装置 |
| US5484512A (en) * | 1992-01-08 | 1996-01-16 | Shinko Pantec Co., Ltd. | Methods and apparatuses for producing high purity oxygen and hydrogen |
| CN1041643C (zh) * | 1993-11-27 | 1999-01-13 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种制备氮气和氧气的电化学发生器 |
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