JPS6040673B2 - 電気化学反応セル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、正電極と負電極及びこの二つの電極の間の空
所にある電解液を有し、少くとも一つのタ電極は、気体
状態の電気化学的活性材料が供聯合され、そして放出す
る装置をもった気体電極であるような電気化学電池及び
電解槽のような、化学ェネルギを電気ェネルギに変換し
たり、あるいは電気ェネルギを化学ェネルギに変換した
りする電気０化学反応を利用する装置に用いられる電気
化学反応セルに関する。

ここで、電気化学反応セルと称するものは言わゆる電気
ェネルギを発生する電池のみに限らず電気ェネルギを与
えられて電気化学反応により物質夕を生成する電解装置
にも利用できるようなものであって、二つの電極間に電
解質をはさみ込んだセル構造の電気化学反応システムの
事を称している。

この様な電気化学反応セルでは、いわゆる電池０として
の反応及び電解装置としての反応は互いに相補的であり
、２種類の可逆的な作用を本質的に有する。

例えば水素−酸素燃料電池に於ては電池という名称が付
けられており、水素と酸素の反応により電気ェネルギを
取り出すものであるが、その様な燃料電池は逆に電気ェ
ネルギを与えられる事によって電気分解により水素と酸
素を生成することができ、この生成ガスをさらに燃料電
池に供給し、電気ェネルギを得ることが可能である。さ
らに、後述する鉄空気電池の例も又、同様に相補的な２
種類の作用を有するものである。すなわち電池の充電時
に於ては電気化学反応セルは電気ェネルギを化学ェネル
ギに変換する作用を行い、いわゆる電解装置として働く
。逆に放電時に於ては充電によって貯えられた化学ヱネ
ルギが電流の形で放出され、いわゆる電池として働く。
従って本願においては、電池作用及び電解作用のいずれ
にも適用可能な電気化学反応システムに関するもので、
その発明の名称として電気化学反応セルを使用する。

但し以下の説明においては電池としての例を中心にまず
説明し、電解槽としての実施例も説明する。気体拡散電
極は、例えば金属空気電池、メタノール空気電池、その
他の燃料電池等の多くの新しい電気化学的電源に用いら
れている。

気体拡散電Ｚ極の一方の側は、金属空気電池中の空気室
や水素空気電池の水素室及び空気室のような気相に接し
ていて、それに対して他の側は電解液相にさらされてい
る。この電解液が、一方では例えば金属空気電池中の金
属負極のような実際の電気化学電池Ｚ中の電極に接して
いる。気体拡散電極は、又、塩素やアルカリを製造する
電解槽のような電気分解のための電気化学反応装置でも
用いられている。

本発明は又そのような電気化学的装置にも用いることが
出来る。 ２この分野での命名法は明確ではない。
この記述中では、気体電極とは、気体で電極に供給され
る材料の電気化学的反応を行なう電極全体を意味する。
電極材料、電解液及び気体が同時に接触して電気化学的
反応が行なわれる気体電極中の活性的２部分は、ここで
は気体拡散電極と呼ぶ。気体拡散電極は、一般には多孔
質であり、そこで気相、電解液相及び固体電極材料を多
量に含有する場所となっている。〔背景技術〕
３現在存在する技術にしたがっ
て作られた気体電極は、以下に更に詳細に託すように、
充分な機械的安定性を得ようとし、又気体の供給及び電
子伝導を保証しようとする時、非常に困難な設計上の問
題に出合う。

そこで気体電極は、電気化学的鮫３媒機能に必要とされ
る体積よりも、かなり大きな体積をしめることになる。
触媒機能は、それに対してほんの少量の触媒を必要とす
るだけであり、この触媒は、一般に気体電極の体積の非
常に４・部分をしめるだけである。本発明は、気体電極
の完４全に新しい設計に関係する。本発明では、気体電
極に必要な体積がかなり減らすことが出来る。多数の他
の利点も又本発明によって得られる。より簡単であるこ
と、一層丈夫な機械的設計になっていること等がその例
であり、この点は例えば鉄道輸送に応用する時非常に重
要な事項となる。以下金属空気電池を例として発明を記
述することからはじめる。本発明にしたがった水素空気
電池及び電解槽の例も説明する。・従来の設計によるア
ルカリ鉄空気電池と、アルカリ鉄ニッケル電池を比べる
と、普通のアルカリ蓄電池の酸化ニッケル正電極は、空
気電池に対応し、この空気電極はこの場合、二つの気体
拡散電０極とその間にある空気室とを有する。

鉄ニッケル電池に比べて、鉄空気電池の一つの利点は、
空気電池に活性材料を貯えておく必要がないことである
。空気電極は空気中の酸素の供給をうける。それに対し
て、酸化ニッケル正電極は電気化学的過程に必要な活性
正極材料のすべてをもっていなければならない。この活
性材料は大容量の場合、重量、体積及び価格因子の重要
部分をしめる。しかしながら空気電極では材料の使用量
、体積の必要量及び重量は、上に示したように、無視し
うる項目である。鉄空気電池では、正極の価格がいまし
ば材料計算において、主要な項目となる。〔発明の要約
〕 本発明はこの種の電源の開発においての、新しい段階を
構成する。

この新しい段階は、原理的な面で、通常の酸化ニッケル
正電極から上述した型の空気電極への段階と同様の重要
性をもつ。本発明の原理は、以下のような形により容易
に記述出来る。気体は、気体拡散電極へ、現在の技術に
よるような形の気体拡散電極の反対側にある特別の気体
室から供給されるのでなく、電解液側から供給される。
電極材料での物質移動はそこで電極のまったく同じ側で
行なわれることになる。気体拡散電極の両側をこのよう
にして利用したとすると、本発明の気体電極は、二つの
電極とその間に空気室がある形の代わりに、単一の電極
より成ることになる。気体は、電気化学的触媒活性をも
った電極材料に、電解液側から入って接触することにな
る。気体室と電解液室はこのようにして、現在の技術に
よるものでは電解液だけに用いていた一つの電極間空所
（間隙）に、いつしよに配置されるといって良い。この
新しい原理がいくつかの利点をもつことは、直ちに認知
出釆るであろう。本発明による電極は、差圧をうけない
ので機械的応力がへる。材料の使用量はもちろんかなり
減少させることができ、重量や体積についても同様に低
減できる効果がある。その上様もおどろくべき事は、本
発明による気体電極では、良好な電気化学的機能が得ら
れるということである。本発明による電池の特徴は、気
体の電気化学的活性をもった材料を供給する装置がその
材料を電極間空所に導入供給し、その際前記空所は同時
に気体室及び電解液室として役立つように配置されてい
ることである。特に有利な実施例は、気体電極を少くと
も部分的に、気体は透過出来るが電解質に対しては疎水
性である層で、電極間空所に面した面をおおうことであ
る。

本発明の他の特徴や長所は、以下の本発明による電池の
実施例の記述から明らかになるであろう。

この記述は図と関連している。現在の技術によるものは
、以下第１図の金属空気電池、第２図の水素空気電池、
及び第３図〜第５図の種々の形の電解槽より成る実施例
をもって例示する。

簡単に示す目的で、以下の例はスウェーデン特許出願第
４２４７／７ぴ号及び、スウェーデン特許第２１７０５
４号に記述したように雷堆形に構築した電池で示す。

金属空気電池は、第１図に示すように空気電極１とその
間にある電解液室２及び金属負極（アノード）３を積層
して構成されたものが多い。

メタノール空気電池も又、鉄電極の代りに電解液に加え
たメタノールを酸化するための電気的触媒活性をもつメ
タノール電極を用いて、同様な形につくることが出来る
。第１図は、同じ原理的方法による水素酸化金属電池を
示している。例えば、水素ニッケル電池の場合は水素電
極が１であり、酸化金属電極が３である。第２図の水素
空気電池の場合には、空気電極４ ３及び水素電極５と
を有する。

これらの電池には、電流導体、電極ボルト、電解液及び
気体を供給排出する溝、隔壁等が附属していて電池の動
作に必要なものであるが、これらの構成部分は図に示し
ていない。 ４現在の技
術による空気電極や水素電極のような気体電極は、プラ
スチックのわく７の中におさめてある。このわくは二つ
の電極と、それらの間に気体室８を形成するようにし、
結合している。前記気体電極は、又いまいま気体を供給
排出するための礎をを有している。第１図の金属空気電
池の空気電極は、いよいよ三機館型といわれるものであ
り、それは、この縄極は充電時に酸素を発生するが、そ
れでも放電時に酸素の還元をするための触媒機能には損
傷を与えることがないことを意味している。

二機能空気電極は、電解液に満たされ又電解液にさらさ
れている目の細かい層９と、酸素を還元するための触０
蝶を有し空気室に適していて、普通の動作の間には空気
で半ばみたされる目の荒い層１０とより成っている。こ
のいわゆる二層電極は又燃料電池でも用いられて、この
場合は細かい層は気体が電解液室にもれるのを防ぐ。現
在の技術による気体拡タ散電極の分野は、日．Ａ．Ｌｉ
ｅｂｈａ＄ｋｙとＥ．Ｊ．Ｃａｊｍｓ共著の「Ｆｕｅｌ
ＣｅｌｌｓａｎｄＦＭ１欧ｔｔｅｒｉｅｓ」（Ｊｏｈｎ
Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ社、ＮｅｗＹｏｒｋ ｌ９粥
年発行）に記述してある。第３図による塩素アルカリ電
解槽は電解液室を０陰極室１２とアノラィト室１３とに
分離する隔膜１１を有する。

水素は陰極（カソード）１４のところに発生しその間に
同時にアルカリを陰極室中に生じる。又塩素ガスが塩素
電極１５のところに生じる。塩素電極１５に変えて第４
図では気体室夕１７をもった水素電極１６になっており
、この気体室には水素が供給されて、動作の間に同時に
アノラィト室中に塩酸が生じる。第５図では第３図の陰
極（カソ−ド）１４が空気陰極１８になっている。この
陰極（カソード）は電極１９と空気を０供給する気体室
２０とを有している。この場合には陰極（カソード）の
ところでの水素の発生はない。反対に、空気中の酸素の
還元によりその間に同時に陰極室にアルカリを生じる。
塩酸が水素の酸化でアノライト室１３中に生じる。この
水素はタ第４図の場合と同様にして陽極（アノード）１
６に供給される。第３図〜第５図はセルの概念を原理的
に示しただけのものである。

従ってこれら図には電流や原料を供離合するための既知
の必要な装置や反応生成０物をとり出すための装置は図
示してない。現在の技術については、例えばＫｉｒｋ−
仇ｈｍｅｒ著の「ＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａｏｆＣｈｅ
ｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏ幻」第二版、第一巻６総〜
７０刀罰こ良く記述してある。〔発明の実施態様〕第６
図は、双極性電極をもった鉄空気電池に本発明による実
施例を原理的に示したものである。

本発明の一つの大きな利点は、双極性金属気体電極、例
えば双極性鉄空気或いは亜鉛塩素電極の簡単な合理的詔
信十が可能となることである。第６図の電池堆は、プラ
スチックのフレーム（わく）２２を有する構成要素２１
より作られている。フレームは、ニッケル被覆鉄の隔壁
２４にとりつけた多孔費の鉄の層２３を附着した二極性
鉄空気電極を有している。前記隔壁は導電性であＪり、
空気電極に対する電極材料２５をその反対側にとりつけ
ている。電解液はこの例では州のＫＯＨであるが、これ
が供給路２６から供Ｖ給され、出口２７から排出される
。

この供給排出装置はスェーデン特許第Ｚ３６３１９３号
にしたがったものである。空気は供艶台路２９によって
、空気室と電解液室の合体物則ち電極間空所２８に供給
され、空所が上部から出口３０へ排出される。端面要素
３１が電池堆の両端にあって、これには単極性電極を有
し、電極ボルト２３２に接続している。説明の理解を容
易にするために、図はかなり単純化された誇大な寸法に
なっている。第６図に図示した第１図の変形した装置が
、電解液に向けた面に親水性の面をもつ電極を有して２
いたならば、この電池の負荷特性は比較的悪く、又その
時空気電解液合同室への空気の供給量は多いものとなる
だろう。

このことは、酸素が電極表面の厚い電解液膜をとおして
拡散しなければならないという事実のためである。そこ
で酸素を電気３化学的触媒活性材料のところに供給する
ことを保証し、なおかつ二つの電極２３及び２５の間に
良好な電解液接続を行なうような方策をとることが望ま
しい。これら二つの機能は、電極間空所の可能な体積を
考えると互いに競合的であり、そこで３妥協をはからな
ければならない。多孔質の鉄電極である負極（アノード
）は電解液とだけ接触すれば良いのに対し、正極（カソ
ード）は電解液とも空気とも接触しなければならない。
この分配の工合は電極表面の気体／液体面積比４によっ
て説明出来る。

この比は、主として気体と接触している電極表面と、主
として液体に接触している電極表面の面積比である。電
極表面とはここでは、電極の外部幾何学的表面を意味す
る。気体と接触している面は完全に或いは一部分電解質
薄膜でおおうこともできる。一方液体と接触している面
というのは、連続的な電解液によってこの場合負極（ア
ノード）である相対する電極に間接タ的に接続している
ような面を意味する。他の重要な幾何学的因子は、気体
電極上の、本発明によるそれぞれ気体及び液体と接して
いる部分のとなり合った点の平均距離である。

電流は、正極（カソード）上の気体と接触している電気
化０学的に活性な地点から、液体と接触した部分に流れ
なければならない。この後者の地点は前者の代りに電解
液のブリッジを経由して負極（アノード）へと接続して
いる。この電流路の抵抗値は許容水準に保たれなければ
ならない。このことはそ夕れぞれ気体及び液体と接して
いる部分の間の平均距離を最小にすることによりなされ
うる。この平均距離は、問題の面の中心の間の距離とし
て工合良く定義出来て、気体／液体距離と呼ばれうる。
この電流路は抵抗値は、亀流路の断面積にも依存０し又
電解液膜の抵抗値にも依存する。断面穣は種々の因子の
間でも特に気体拡散電極の厚さによって影響される。い
くつかの他の知子も本発明による電気化学的電池の機能
や他の性質にとって重要であるが、これらの因子は上述
の因子と同様のタ決定的重要性はもたない。気体／液体
面積比と気体／液体距離を、空気を制御して加えること
によって制御するいくつかの可能性が存在する。

この空気は機械的装檀によって電極間空所の中を自由に
立ちのぼることが出釆０るものである。気体／液体面積
比を１以上になるように働かせるのがいまいま有利にな
る。特別に有利な範囲は２〜５であるが、例えば５〜２
促成し、はそれ以上のようにこの比をもっと高くするこ
とも、いまいま有用である。気体／液体距離は出釆るだ
け小さくあるべきである。望ましくは約１〜２伽以下で
あり、有用な値は０．５〜１伽以下であり、特に有用な
範囲は０．１〜０．長ネ或いはそれ以下である。気体／
液体距離が短かし、と、気体拡散電極の厚さを非常に薄
く出来て、０．０１〜０．０２伽或いはそれ以下にまで
下げることが出来る。気体／液体距離の値がより大きい
ときには、電極の厚さを０．４〜０．８肌の範囲にとる
必要も出て来る。電流路の抵抗値をへらす可能性の一つ
は、電解液に満たされた層を、電気化学的に活性であり
、部分的に気体の満ちた電極材料の層に隣接して配置す
ることである。この場合電解液膜からこの電解液に満ち
た層への通路はイオン電流によってひらかれて、これが
次に電極間空所の中の電解液へと導適する。本発明の数
多くの実施例がある。

この代替設計が多い事は、本発明が異なった種類の電源
や電解装置、例えば金属空気電池、メタノール空気電池
、水素空気電池、水素酸化金属電池、アルカリ電解装置
等々に応用出来るという事実に半ば依っている。異つた
形の電池をそれぞれ異なった方法で作成することが出来
る。例えばいわゆる単磁性電極を用いたり、双極性電極
を用いたり出来る。一つの気体電極をもった電気化学電
池、例えば水素空気電池は、一方の電極の従釆の技術に
よる電極で、他方の気体電極を本発明にしたがって設計
して製造出釆るし、或いは代りに、二つの気体電極を本
発明にしたがって設計して製造も出来る。この後者の実
施例では電極間空所に特別の隔壁を必要とする。そのよ
うにして二つの気体をこの空所の対応する電極材料の方
に供給することになる。気体を気体電極に供給する方法
は、本発明の特徴になっているものであるが、いくつか
の異なった協同する手段によって得られる。

この手段は、もちろん問題となる電池の型や他の特別の
必要要件によって影響をうける。これらの手段は以下の
ような形に書き下すことが出来る。‘１｝電解液と気体
を電極間空所に供給し又排出する装置の構造上の変更、
■空所に導入分配構造物のような特別な装置を導入する
こと、脚本発明にしたがって気体を供給することを容易
にする目的での電極の構造上の変更がそれである。これ
らの手段はお互いに組合せ又電極材料の特別の処理と組
合せて、‘１｝良く気体を受けとる部分、（いざいま疎
水性部分）、｛２１電解液を受けとる部分（親水性部分
）或いは■電極部分に気体や電解液が入るのを妨げるた
めの阻止（封じこみ）部分をつくる目的を達成する。本
発明の精神を知っていると技術者にはこの種の適当な方
法をとることに困難はない。そこで以下に、これらの選
択的な案の可能性を示すのに特に工合の良い二、三の実
施例を述べるのにとどめよう。第６図にしたがって双極
性電極をもった鉄空気電池について最初に説明する。こ
の装置は、本発明の精神の簡単な具体化を与える。燃料
電池に比べて金属空気電池が複雑な点は、充電と放電の
二つの動作様態が用いられることである。

充電の間には、酸素が電池の中で発生し、金属電極の活
性材料が金属に還元する。空気電極を充電の間の酸素発
生用に用いることも出来るが、いわゆる第三の電極を充
電の間の酸素発生用として用いる実施例もある。空気電
極に用いられる電極材料は、充電の間の酸素発生に対し
てかなりの抵抗を示す一つ或いはいくつかの材料をいよ
いよ含んでいる。一方白金をつけた疎水性多孔質炭素電
極のような他の電極は充電の間に悪化する。そこで酸素
が発生する電極上には特別の細かい層を必要とし、或い
は充電の闇にだけ用いる第三の電極を必要とする。第７
図は、第６図の一つの電極間空間２８よりみた空気電極
の簡単な実施例を示す。

寸法はこの場合も又誇大にかかれている。正極（カソー
ド）面は部分的に疎水性であったり親水性であったりす
る。スェーデン特許第３６０９５２号１こしたがって製
造した二層電極の荒い方の面に相当するような元来親水
性であった構造物は、次に平行な縞構造３３で疎水性の
処理を施こされ、そうしてその処理のしてない部分３４
と混在するようにする。疎水性の縞の中は実際には０．
３肌であり、親水性の縞の中は０．１弧とする。そこで
両面部分の中心間の距離は０．２伽となる。動作の時は
、電解液は供給路３５を経て供野高されて、出口３６を
経て排出される。

空気は供Ｖ給路３７を経て供給されて、排気気体出口３
８をへて、ここで示してはいないが、とりかこんでいる
容器の電極間空所から排出される。動作に当っては、空
気は正極（カソード）の疎水性の部分を通り、電解液は
親水性部分を通るのが望ましい。この作用は正極（カソ
ード）の電解液に接する面に相対する負極（アノード）
の部分も又電解質の層でおおうことによって、より促進
できる。他の可能性は、負極（アノード）の面上を完全
に例えばポリプロピレン等の疎水性薄膜でおおうことで
ある。この膜はプラズマ吹つけ法「或いは他の方法で得
られる。それらの条件においては、気体／液体面積比は
電極面の疎水性部分と親水性部分の比、則ち３にほぼ等
しくなる。第７図の疎水性の綿は、望むならテフロン（
登録商標）分散液例えば１５％テフロン（登録商標）を
含むものを飽和させ、引きつづいて蒸着させ、３０００
０の附近の温度で燐結して得られる。

この処方は多孔質の電極材料、特に燃料電池の電極を疎
水性にする一般の技術による。所望の疎水性部分の形状
を得るためには、テフロン（登録商標）分散液を、対応
する縞の形にぬることも出来る。親水性を保っておく必
要のある電極の部分は、マスターシート（型板）でおお
つておくことが出来るし、又電解液に溶け或いは材料の
熱処理中に蒸発してしまうような縞状となることの出来
るペイント或いは保護膜をぬっておくことも出釆る。他
の可能性はニッケルの絹や穴あきニッケル板等を疎水性
の基礎構造物に圧着し、絹等が親水性の面としての役を
はたすようにすることである。第７図では説明の簡単化
のために、平行な垂直方向の綿を示している。

全断面にわたって一様な流れを保証するための特殊な用
途に応じた、多くの他の形状を描くことも出来る。第８
図はそのような有用な他の形状の数例を示す。ここでは
前の図と同じ記号が用いられている。現在の技術による
材料は、一般に、第７図や第８図の鉄空気電池用の電極
材料として用いることができる。空気正極（カソード）
の活性材料だけでなく、鉄電極もこのようにして、スェ
ーデン特許第３６０９５２号１こしたがって製造出来る
。しかしながら酸素を還元する触媒を空気が後する縞部
分に置き、酸素発生用の触媒を電解液が接する縞部分に
附けておくことは有用である。差圧が加わらないので、
正極（カソード）材料の疎水化加工をかなり強くするこ
とが必要になる。

比較的大きな孔の寸法をもったもので有孔度の高いもの
を構造物中に用いることが又望ましい。このことは、本
発明の場合構造物中の機械的応力が小さいので、容易に
なしうる。寿命の必要性が穏当な範囲ならば活性化した
ニッケル網を組込んで含むテフロン（登録商標）で結合
した活性炭構造も又使用出来る。高温の動作が必要な時
及び高電流を要する時のようなもっときつい条件の目的
には、部分的に酸化して疎水加工されたニッケル電極に
、銀、コバルト或いはニッケルを基にした触媒をつけて
用いることが出来る。

電極間空間は第７図のように完全に空いたままにも出来
るし、或いは支持物及び間隔決定要素を中に入れること
も出来る。空気中の酸素と活性負極（アノード）材料の
間の直接の接触を妨げるためには、負極（アノード）を
隔膿でつつむことがいよいよ必要になる。タ 充鰭の
闇に、酸素は初め正極（カソード）の親水性の部分から
発生する。

この部分はニッケルのような酸素の過鷺圧をへるす材料
でおおつておくことが望ましい。そうして気体は、疎水
性の縞の上の略に導かれることになる。第７図に従った
「ｏ本発明の非常に簡単な実施例でも、おどろくほど良
い技術的効果を与える。この方法で酸素の輸送が満足な
のはおどろくに当らないが、電極間のイオンの輸送が大
して低下しないことはおどろくべき事である。タ この
種の電源に必要なすべての機能をもった完全な装置を上
記の記述に基いて設計することは、技術者にとって驚か
しいものではない。

その場合の重要な問題は電極間の距離、即ち空所の中で
ある。この中は他の多くの因子の中で、特に、電池０を
低電流密度で動作する目的であるが、高電流密度をねら
うかに依る。高電流密度の場合は、もちろんより多くの
空気を必要とし、これが空所の寸法に影響する。中は一
般に０．２肋から２．山脇のあたり１こなっている。電
極間の距離が小さい場合特別５の距離設定装置を導入す
ることが有用でありうるし、前記装置は又空所の中の流
れを制御するのにも用いうる。スェーデン特許第３６０
９５２号に記述された鉄空気電池と比べると、次の長所
がある。

第５例の荒い０層の構成部分に対応するものといえる活
性電極材料は、０．２肋にへらすことが出来る。この値
は関係する電極の３０％である。この部分が材料の電気
化学的活性のある部分に当っている。この関係する電極
の寸法は、主に機械的理由によって定まつ夕てし、た。
電解液室の厚さが参照例と同じであるなら、与えられた
容量に対する電池の間隔は約３０％へらしうろことにな
り、これが（単位体積当りの）エネルギー密度として約
４０％の増加に当っている。他の面では同じような条件
にあるなら単位面積当りの電力密度は約２０％減である
が、電流を担う面積は単位体積当り４０％増加している
ので、そこでこの電池の電力密度は、又本発明による設
計を用いると、かなり改良される。本発明が双極型金属
空気電極を設計するむづかしい問題に対して、簡単な解
答を与えていることは又明らかである。

双極型電極は電流導体を必要としないので、電池の体積
と重量を減小させる。さらに又電池の断面にわたって、
完全に一様電流分布が得られらる。このことは、鉄電極
において、電子活動度を良くするためにいよいよ用いら
れる。金属絹のような構造物が除去されることを意味し
、これが又重量、体積及び価格の節約になる。他の重要
な事項は、これは直ちにはわからない事であるが、現在
の技術に比べて、良好な冷却がなされる事である。

ここでは正極（カソード）材料が直接負極（アノード）
や電解液と接触して効果的に冷却されるような形に開発
された。短かし、距離のため材料の熱的損傷を防ぐこと
が出来る。そこで現在の技術の電池と比べて寿命を犠牲
にすることないこ、動作温度を増すことが出来る。空気
正極（カソード）を冷却することの有益な効果は、第１
図にしたがった設計原理による金属空気電池でも、本発
明を応用することに対応して、両側が冷却用電解液に接
触している単極性空気電極においても得られる。より高
い動作温度は機能上非常に重要であり、主として冷却の
必要性による補助装置の大きさをへらすことになる。有
用な動作温度は、現在までの技術による鉄空気電池の４
０〜５０ｑｏに比べて、今や５０〜６０ｏｏとなってい
る。本発明にしたがった気体電極の非常な利点は、これ
は空気電極を用いた場合特に重要であるが、気体が電解
質と直接に接している湿気を速やかに吸収することであ
る。

現在の技術による空気電極でも又、そうした湿気は、（
入って来る空気がすでに湿気で飽和しているのでない時
）空気室中においてとり去られる。この場合、湿気は気
体拡散電極において電解質からとり去られることにな３
り、これがいよいよ、特に空気室の空気入口附近で、局
部的乾燥をまねく。このような局部的乾燥は、ひどい腐
蝕損傷を引きおこし、これが空気室の局部的圧縮を生じ
る。そこで現在の技術による金属空気電池では、空気が
入口から空気室に入る４前に湿気で飽和させる必要があ
り、或いは空気鰭極それ自身に特別の耐腐蝕手段をこう
ずる必要がある。上に述べた状況の一つの結果として、
例えば、純粋酸素で動作する時、或いは酸素圧を増し及
び／或いは酸素空気混合比を増して動作させる時より大
きい負荷を接続することが可能だということが出て来る
。潜水艦の推進用の加圧鉄酸素電池のような特別な応用
例でこの事は興味がある事夕 である。本発明にしたが
った気体電極は又細伝達が良いために、現在の技術で可
能なものよりもずっと極端な条件でよりはげしく使用出
釆る。本発明の非常に簡単な可能な実施例をこのように
提示し、それによって本発明の利点を論じて来０たが、
以下には電極間空間や電極に特別な手段や装置を必要と
するより複雑な実施例について説明する。第９図は特別
な構造物３９を電極間空所２８に配置した実施例を示す
。この構造物は気体と電解液の流れを更に制御された形
にするものであ夕る。第９図はいくっかの独立な手段や
装涜を示していて、そのうちの一つ或いはいくつかのも
のは、より要求の小さい応用例では、用いなくても良い
。第９図は上から見た電極と電極間空所の断面を示す。
ここでは簡単にするために気体と電解０液の流れは第６
図と第７図にあるように垂直方向すなわち第９図の紙面
に垂直な方向になっている。（寸法は又、明瞭に示すた
めに誇大になっている）構造物３９は普通の隔壁材料を
使ってコンパクトに作られ、最終的には庄入或いは溶接
によ夕り、部分４０でそしてたいてい又側面４１でも封
じている。アルカリ装置で有用である隔壁材料は、Ｕ
ＦａｌｋとＡ Ｓａｌｋｉｎｄ共著の「Ａｌｋａｌｉｎ
ｅＳのｒａ鱒Ｂａ比ｅｒｉｅｓ」に、特に２０２８、７
０、１４０、１４２、１６＆１７８ ２０２、２４Ｑ
２４入２４６及び斑９べ‐０ジに記述している。この構
造は、まつすぐの気体用溝を与え、これが気体を、空気
電極の上の疎水性縞３３上に供給する。電解液は溝或い
は通路４３を経由して供給し、多孔質電極材料中に分配
される。通路４４を又負極（アノード）中に電解液５輸
送のためにつくっている。充電の間には、酸素は初めは
通賂４３中に発生する。

通路４３と空気用の通路４２の間に側方接続を行うこと
が出来て酸素を空気用通燐の方にうつす。０ 上に述べ
たように、これらの手段装置のいくつかのものは省くこ
とも出釆、又他のものをつけ加えることも出釆る。

電解液の循環についていえば、負極（アノード）中の通
路４４を下降路として内部循環装置をつくり、通路４３
や最終的には空気用通路４２を上昇路とする可能性もあ
る。（電解液はここで空気用通路４２を通って加えられ
る）。第９図にしたがって空所の中に特別につくった通
路をもった実施例では空気流の広範囲の変化が可能であ
る。

さらに又これによって電極間の分離が良好になり回路短
絡の危険をへるす。第９図に原理的に示した実施例には
、明らかに多くの変形が考えられる。

そうした可能性の一つは第１０図に示したように、鉄電
極の中に通路をつくることである。通路４５はここでは
負極（アノード）２３中に配置されており、これは最終
的には、プラスチック膜をぬるとか熔接するとかして、
封じる。電極の間の蟻解液接続は、自由な蟹解液膜によ
って、或いは電解液を満たした多孔質隔壁体４６によっ
てなされる。第１１図は通路４８中のプラスチック４７
の外形の変形を示す。

このプラスチックは同時に電極の間の距離設定装置とし
て役立ち、又これが液体と気体の接する部分の境界とな
る。これらの入口はポリスチレンやその他適当な高分子
材料で製造出来る。第１２図は、電解液を導びく部分に
穴５０が設けられた薄い底用箔４９と、空気用通路の境
界となる翼或いは隔壁板（バツフル）５１を有する構造
を有している。

間隙５２は、多孔質の電解液を吸収した分離用材料でみ
たしておくと有利である。この場合電解液の循環は望む
なら負極（アノード）中につくった通路４４によって得
られる。例として用いた鉄空気電池に対する上述実施例
３では、単純な流れ模様を用いて来た。空気は電極間空
所の低い部分に供給されて上部から排出される。電解液
は原則として電極間空所で同じ通路を流れていく。本発
明はもちろんそれら特定の流れ模様に限ら３れるわけで
はない。

気体流や電解液流を支持構造物や境界要素によって制御
するあらゆる可能性がある。例えば一つの入口通路から
対角線方向にある出口通路に向うように出来る。全く異
つた実施例、例えばジグザグ流或いはらせん流を気体や
液４体にとらせることも可能である。電極は図に示した
ように主として平面であるという必要はない。

平面電極系を波形にして与えられた電池体積に対して電
極面積を増すことも出来る。電極には電極材料の翼をつ
けて、その妨害物が電解液相と接触するようにも出来る
。平面電極系を巻いて円筒形の電池容器中に入れた円筒
電池にも出来る。現在の技術による実施例と本発明によ
る実施例の複合形にも出来る。第１３図は自己呼吸（酸
素吸入）型金属空気電池の一例を上からみた断面で示す
。

金属電極２３は、多孔質の隔壁であり電解液が含浸した
構造物５３（これは原理的には第９図の構造物３９に対
０応する）でとりかこまれていて、この構造物には通路
４２を有している。ニッケル被覆鉄鋼５４に支持され、
多孔性ポリエチレンの箔５５で保護されているテフロン
（登録商標）で結合した活性炭の正極（カソード）材２
５は、金属電極のまわり夕をとりまいている。空気は本
発明にしたがって外から電極間空間を通って入り或いは
自己呼吸型金属空気電池についての現在の技術にしたが
った形で外から入り、電極材料に接舷をおこす。第１４
図は、普通のいわゆる乾電池の代りとなる円筒形鉄空気
電池を示す。

この電池は双極性鉄空気電極によって直列接続になった
二つの電池より成っている。電池の負電極５６（第１５
図）は中央の多孔性鉄電極５７に接続されている。電極
５７は、本発明にしたがって空気を供ｇ溝するための空
気の通路５９を設けた電解液が含浸された隔壁５８によ
ってかこまれている。正極（カソ−ド）６０‘ま他面が
多孔質鉄６２の層を支持する板６１に配置されている。
これらの三つの構成部分６０，６１及び６２が明らかに
双極形鉄空気電極を構成している。その外側には空気用
通路６４を設けて電解質が合浸している隔壁材料６３の
別の層がある。この隔壁は円筒６６の上にある正極材料
６５に面していて、前記円筒は電池の正電極６７（第１
５図）と接続している。第１４図は、構成部分５７〜６
６をもった電池本体の上からみた断面を示す。

第１５図は、電池本体６８をもった完全な電池を横から
みた断面を示す。この本体は二つの極５６及び６７と接
続していて、絶縁分離用プラスチック円筒６９の中に入
っている。部屋７０及び７１が円筒の上下部分にあって
、通路５９及び６４をとおして空気を出入れする役を行
なう。これらの部屋は第１５図では円筒の金属表面にあ
る穴７２と７３によって、周囲の大気と連結している。
穴は円筒の周辺にある穴７２及び７３に即応する穴７６
及び７７をもった可動円嬢７４と７５をうごかすことに
よって閉じることが可能である。空気はもちろん同じよ
うな方法で電池の上下経由で供給することも出来る。亜
鉛空気電池、アルカリ性二酸化マンガン電池、円筒形ニ
ッケルカドミウム電池に対して開発されている技術を利
用すれば、ここに記載の電池を製造することは、技術者
にはむづかしいことではない。第１４図と第１５図の鉄
空気電池は、数百Ｗｈ／ｋ９のエネルギー密度をもち、
再充電可能であり、環境汚染になるような材料を有しな
い安い材料で製造することが出釆る等現在用いられてい
る型の電池に比べて、重要な進歩段階を有している。本
電池は又、例えば鉄道輸送に応用出来るような大型なも
のにも出来る。今まで行なって来た記述は、簡単なため
、種々の型の鉄空気電池を説明の目的に用いて来た。

同じ技術は種々の型のカドミウム空気電池でも、又同様
に亜鉛空気電池でも使用出来る。これらの電極、有用な
隔壁等を製造するための方法についての、現在の技術は
、上に参照したＦａｌｋとＳａｌｋｉｎｄの本を良く記
述してある。亜鉛電極については、英国におけるＳｏｃ
ｉｅｔｙ的ｒＥ１ｅｃ口ｏｃｈｅｍｉｓｔひ刊行のＲ．
Ｖ．Ｒｏｂｋｅｒ著の「Ｚｉｎｋ−ｍ−Ｎｋａｌｉ母ｔ
ｔｅｒｉｅｓ」（１９７３年８自発行）に特別の参照が
なされうる。亜鉛空気装置は、亜鉛電極が放電の間に完
全に或いは半ば溶けてしまうという事実だけ複雑になっ
ている。しかしながら、この事は、本発明の応用につい
ては、特別の問題はおこさない。反対に、亜鉛電極の問
題、即ち形の変形及び樹枝状構造の成長は、本発明によ
る空気電極によって良い方向に解決出来る。このことは
、多分、一様な電流分布によるのであろうし、又電極間
に隔壁をおく事が又櫨枝状構造の成長を妨げるためであ
ろう。．本発明の他の型の、気体電極を用いる電源装置
に用いることも、当業者にとって困難はない。

又、水素酸化ニッケル電池に直接適用可能であろう。そ
こでは負金属電極が正酸化ニッケル電極とおき代り、正
空気電極が、負水素電極とおき代る。もちろん酸化ニッ
ケル電極を酸化銀、酸化水銀或いは酸化鉄のようなアル
カリ装置で用いる他の正電極材料でおき代えることも可
能である。

さらに又金属電極を、普遍の型の貴金属触媒をもった多
孔質ニッケルで母釆たメタノール電極とおき代えること
によって、メタノール空気電池にも応用することが出来
る。この実施例の一つの変形物は、発生した二酸化炭素
が電極中の通路をとおって電極のｐＨ勾配によって、排
出されるようにすることである。その際電解液と空気正
極（カソード）の間の接触を最小にすることは有用にな
る。それはメタノールの余分の酸化を、第９図に示した
ような封着によってへらすことが出来るからである。メ
タノールは第９図の通路４４に対応する通路によってメ
タノール電極に与えることが工合良く出釆る。本発明は
又水素空気電極のような二つの電極共気体電極であるよ
うな電源装置にも用いられる。

一つの簡単なそのような実施例は、第１図に示したかよ
うな一つの普通の電極と組合わせることである。この普
通の電極には例えばメタノールや炭化水素の化学変化に
よってつくった水素を供発給して、正電極は上述したと
同じ種類の空気電極とすることが出来る。これによって
水素電極は空気電極や電極間空間から分離されることに
なり、電極間空間は本発明にしたがってそこより空気電
極へ空気を供聯合することになる。第１６図は水素電極
も空気電極も本発明にしたがって設計した水素空気電池
を示す。

この場合、水素と空気はお互いに電解液空所で、電解質
を満たし、隔壁７８によって分離されている。この隔壁
は、同時にそれぞれの気体が電極に接して流れるのを導
く案内装置として役立つ。空気は管装置２９を経て電極
２５に供孫舎され、管装置３０を経て排気される。水素
も同様に管装置７９を経由して電極２３に供給されて、
管装置８０を経て導き排出される。他の必要な装置、例
えば電解液の循環装置等は示していない。隔壁７８には
もちろん極めて大きな必要条件がおかれる。

それは水素と空気がお互に接触するようになるのを防が
なければならない。そこでこの隔壁をいくつかの異つた
層より成るように製作することが有用である。この隔壁
は又凝結した多孔質の金属薄板を有し、さらに機械的安
定性を改良している。この隔壁は又電解液供給と排出用
の溝があって電解液が気体拡散電極に供孫合されるのを
確実にする。第１７図は、本発明にしたがってつくった
塩素アルカリ電解槽を示す。

この電解槽はカソラィト室１２に、本発明による空気電
極２５を有している。本発明による水素電極２３をもっ
た対応するアルカリ電解槽は第１８図に示してある。第
１８図は本発明による水素電極２３と空気電極２５の両
方をもったアルカリ電解槽である。本電解槽の構成設計
に関するもっと詳細な点については、米国特許第３８６
４２３６号に記述されている。この特許と例えば米国特
許第３１２４５２び号及び第３２６２８粥号及び上述の
記載から、塩素アルカリ電解槽及びアルカリ電解槽を設
計することは、技術者にとって、困難なことはない。Ｃ
ＬＡＮＯＲ（登録商標）電解装置のような双極性の電極
をもった設計を本発明による空気電極をもつように変形
することは、特に有利である。この分野の技術は、例え
ばＡｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍ ＳＭ．発行の論文集第
１５４号「Ｃｈｌｏｒｉｎｅ」に詳細に記述されている
。

本発明は一般的性格のものであり、電解液と接触する気
体拡散電極を用いるあらゆる種類の電気化学反応セルに
応用出来る。本発明はもちろん上述の実施例に限定され
るものでなく、気体電機を用いたあらゆる種類の電気化
学反応セルに又応用出来る。本発明の精神は、上の記述
で明らかなように、非常に単純なものである。技術的効
果を実現するためには、可能な特別の手段が必要とされ
る。これらの手段は事例毎に異なる。しかしながら、本
発明の精神を、そうした事例の各々について、既知の技
術を応用して動作可能な電気化学的セルに移行していく
ことには、当業者にとって容易であろう。〔効果〕 以上述べたように、本願発明の特徴である、正負電極間
の間隙を隔壁で区切って気体の通路と電解質の通路（隔
壁内）とを共通の間隙内に配置した構成によって、従来
気体室と電解液室と８０の場所にそれぞれ配置していた
ものと比べ寸法及び重量が軽減されるという優れた効果
を有する。

これを例えば鉄−空気電池を例にとって具体的に説明す
る。従来の鉄−空気電池においては、気体正電極は中央
に空気室を設けそれをはさんで両側に気体拡散電極を有
しておりその両気体拡散電極の外側に電解液がしみ込ん
だ隔壁を介して鉄負電極を配置して構成されていた。こ
れに対して本顕発明の構成による鉄−空気電池において
は、空気正電極が中央に１ケ有り、その両側に電解液の
しみ込んだ隔壁があってその隔壁は空気電極との間に区
切をつけて空気を通じる通路を設けてある。そしてさら
にそれらの外側に鉄負極が配置されている。従って従来
の鉄−空気電池では実質的に気体電極は２つ必要であり
、本願発明の構成のものでは電極間の間隙を有効に利用
することによって１つですむことになり、よってセルの
寸法及び重量が軽減できるのである。この本願発明の空
気電池は従来のものでは６０〜７０Ｗｈ／ｋ９のヱネル
ギ密度に対して約１００Ｗｈ′ｋ９も得られている。

電流密度は両電池ではほぼ同じ値を示しており、これは
むしろ鉄電極の性能に負う所が大きい。この様な効果は
鉄−空気電池だけに限るものではなく、もちろん本願発
明による構成をもった他の実施例についても又、同様に
得られるものである。本発明を適用した鉄−空気電池に
は現在２種類ありいずれもセルの寸法は高さが２５狐で
底面寸法が１５×５肌であり、１方の種類のものは３時
間放電中で１２Ｖ−１１Ｍ比の性能を有し、他の種類の
ものは３時間枚電中で２４Ｖ一５舷比の能力を有してい
る。

１２Ｖの仕様のものでは１４０Ｗｈ′ｋ９：２４Ｖの仕
様のものでは１３０Ｗｈ′ｋ９のェネルギ密度をそれぞ
れ有する。

又、本発明によるメタノール−空気燃料電池の例におい
ては電流密度は触媒によって制御されるものの、セルの
重量と容量はかなり減少させることができた。そして鉄
−空気電池の例と同様の寸法仕様で２０Ｖで４アンペア
が連続して得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、現在の技術による金属空気電池を示す図、第
２図は現在の技術による水素空気電池を示す図、第３図
は現在の技術による空気飲極を用いた塩素アルカリ電解
装置を示す図、第４図は現在の技術による水素電極をも
ったアルカリ電解槽を示す図、第５図は現在の技術によ
る水素電極と空気電極をもったアルカリ電解槽を示す図
、第６図は本発明による電池の一実施例を示す図、第７
図は本発明による空気電極の一実施例を電池の一つの電
極間空所からまた状態で示す図、第８図は第７図にした
がって電極面の他のパターンを示す図。 第９図は電極間空所にある電解液に対して気体用分離通
路をもった本発明による電池を示す図、第１０図〜第１
２図は第９図による通路の変化を示す図、第１３図は本
発明によろいわゆる空気呼吸金属空気電池を示す図、第
１４図〜第１５図は本発明による円筒形鉄空気電池を示
す図、第１６図は本発明に従った水素および空気電極を
有する水素空気電池を示す図、第１７図は本発明による
空気電極をもった塩素アルカリ電解装置を示す図、第１
８図は本発明による水素および空気電極をもったアルカ
リ電解装置を示す図である。１，４，１８・・・・・・
空気電極、２・…・・電解液室、３・・・・・・金属電
極、５，１６・・・・・・水素電極、６，１９・・・・
・・電極、７，２２・・・・・・プラスチックのわく、
８，１７，２０・・・・・・気体室、９・・・・・・気
体拡散電極の目の細かい材料の層、１０・・・・・・気
体拡散電極の目の荒い材料の層、１１・・・・・・隔膜
、１２・・・・・・カソラィト室、１３……アノラィト
室、１４……陰極、１５・・・・・・塩素発生極、２１
・…・・本発明の電池の単位構成要素、２３・・・・・
・多孔性鉄電極、２４・・・…隔壁、２５……気体（空
気）電極（正極）部分、２６，３５・・・・・・電解液
供給略、２７，３６・・・・・・電解液出口、２８・・
・・・・電極間空間（間隙）、２９，３７・・・・・・
気体（空気）供給路、３０，３８・・・・・・気体（空
気）出口、３１・・・・・・端面要素、３２・・・…電
極ボルト、３３…・・・気体電極の疎水性縞部分、３４
…・・・気体電極の親水性部分、３９・・・・・・構造
物、４０・・・・・・構造物の部分、４１・・・・・・
構造物の側面、４２，５９，６４・・・・・・空気の通
路、４３・・・・・・電解液の通路、４４…・・・電解
液通路、４５・・・・・・気体通路、４６・・・・・・
電解液を浸した多孔質物体の隔壁、４７・・・…分配用
構造のプラスチックかべ、４８・・・・・・通路、４９
・・・・・・底用の箔、５０…・・・箔内の穴、５１・
・…・隔壁板、５２・・・・・・間隙、５３，５８，６
３・・・・・・電解質をみたした孔質材料構造物、５４
・・・・・・ニッケル被覆鉄絹、５５・・・・・・多孔
性ポリエチレン箔、５６・・・・・・電池の負極、５７
・・・・・・多孔性鉄電極、６０・・・・・・正極、６
１・・・・・・極板、６２・・・・・・多孔質鉄の層、
６５・・…・正極材料、６６・・・・・・円筒、６７・
・・・・・電池の正極、６８・・・・・・電池の本来部
分、６９…・・・外部絶縁円筒、７０，７１・・・・・
・部屋（空気室）、７２，７３……外界との連絡用穴、
７４，７５・・・・・・可動性円環、７６，７７・・・
・・・環上の穴、７８・・・・・・隔壁、７９・・・・
・・水素供給管、８０・・・・・・水素出口管。 力亨ノ Ｆ支字乙 左石ゾ 力ラム 力亨Ｊ 力牢．〆 Ｆ；‐〆 ｊこヲ‐夕 力亨Ｊ 力亨Ｍ 力亨〃 方；」Ｚ 方亨」ｙ 力；」 Ｆ；字」び 方６」ｙ 力亨」ァ 方；必

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 正電極と、前記正電極と間隙をおいて配置されその
   間隙に電解質を通すようにして設けられた負電極とを有
   し、前記両電極の少なくとも一方は前記間隙に面した気
   体電極である電気化学反応セルにおいて、前記化学反応
   セルはさらに、前記間隙中に置かれ前記気体電極の面と
   もう一方の電極の面と接している多孔性隔壁を有し、前
   記隔壁は前記間隙に面した気体電極の部分を区切つて気
   体物質を前記間隙の入口から出口へと通すための通路を
   確立し、前記気体電極の前記通路にそつた部分は電解質
   をはじく材料でおおわれ、さらに前記電気化学反応セル
   は、気体状態の電気化学的活性材料を前記通路に供給し
   て前記気体電極の前記通路にそつた電解質をはじく材料
   でおおつた部分を通過させてその通路にそつた部分と反
   応させる気体供給装置と、前記間隙に液体の電解質を供
   給し、前記隔壁に前記電解質をしみこませ前記気体電極
   の前記電解質をはじく材料でおおわれた部分以外の部分
   に前記電解質を接触させるようにする電解質供給装置と
   を有することを特徴とする電気化学反応セル。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記気体電極は少
   くとも前記電極間の間隙に面した表面の一部分が、電解
   液ははじくが気体は透す層でおおわれていることを特徴
   とする電気化学反応セル。 ３ 特許請求の範囲第２項において前記気体電極の電解
   液をはじく部分の面積と、電解液をはじかない部分の面
   積の比が１：１を越えることを特徴とする電気化学反応
   セル。 ４ 特許請求の範囲第３項において、前記比が２：１〜
   ２０：１の範囲で好ましくは２：１〜５：１であること
   を特徴とする電気化学反応セル。 ５ 特許請求の範囲第２項〜第４項のいずれかにおいて
   、前記気体電極の電解液をはじく面と、隣接した電解液
   をはじかない面の間中心の平均間隔が約１〜２ｃｍ以下
   で、好ましくは約０．５〜１ｃｍ以下であることを特徴
   とする電気化学反応セル。 ６ 特許請求の範囲第５項において、前記間隔０．２〜
   ０．５ｃｍの範囲内にあることを特徴とする電気化学反
   応セル。 ７ 特許請求の範囲第１項〜第６項のいずれかにおいて
   、前記電極の間隙２８の巾が０．２〜２ｍｍの範囲内に
   あることを特徴とする電気化学反応セル。 ８ 特許請求の範囲第２項〜第７項のいずれかにおいて
   、前記気体電極は空気電極であつて、この空気電極は電
   解液をはじく面内において酸素を還元する触媒を有し、
   電解液をはじかない面内に酸素を発生させる触媒を有す
   ることを特徴とする電気化学反応セル。 ９ 特許請求の範囲第１項〜第８項のいずれかにおいて
   、前記電極の間隙２８に気体用の溝４２，４５，５１，
   ５９，６４が電解液の部分４３，４６，５２と分離して
   存在していることを特徴とする電気化学反応セル。 １０ 特許請求の範囲第１項〜第９項のいずれかにおい
   て、前記負電極２３が電解液輸送のための通路４４を有
   することを特徴とする電気化学反応セル。 １１ 特許請求の範囲第１項〜第１０項のいずれかにお
   いて、前記負電極材料は鉄であり、前記気体電極は空気
   電極であることを特徴とする電気化学反応セル。 １２ 特許請求の範囲第１項〜第１０項のいずれかにお
   いて、前記負電極材料は亜鉛であり前記気体電極は空気
   電極であることを特徴とする電気化学反応セル。 １３ 特許請求の範囲第１項〜第１０項のいずれかにお
   いて、前記負電極材料はカドミウムであり、前記気体電
   極は空気電極であることを特徴とする電気化学反応セル
   。 １４ 特許請求の範囲第１項〜第７項そして第９項〜第
   １０項のいずれかにおいて、前記負電極材料は亜鉛であ
   り、前記気体電極は塩素電極であることを特徴とする電
   気化学反応セル。 １５ 特許請求の範囲第１項〜第７項そして第９項〜第
   １０項のいずれかにおいて、前記負電極は水素電極であ
   り、前記正電極材料は酸化ニツケルであることを特徴と
   する電気化学反応セル。 １６ 特許請求の範囲第１項〜第７項そして第９項〜第
   １０項のいずれかにおいて、負電極は水素電極であり、
   前記正電極材料は酸化鉄であることを特徴とする電気化
   学反応セル。 １７ 特許請求の範囲第１項〜第１０項のいずれかにお
   いて、前記負電極は水素電極であり、前記正電極は空気
   電極であることを特徴とする電気化学反応セル。 １８ 特許請求の範囲第１項〜第１０項のいずれかにお
   いて、前記負電極はメタノール電極であり、前記正電極
   は空気電極であることを特徴とする電気化学反応セル。 １９ 特許請求の範囲第１項〜第７項および第７項〜第
   １０項のいずれかにおいて、食塩水を電解して塩酸とア
   ルカリを製造する電解槽用として、前記正電極は水素電
   極であり、前記負電極は水素発生のための陰極であるこ
   とを特徴とする電気化学反応セル。２０ 特許請求の範
   囲第１項〜第１０項のいずれかにおいて、食塩水を電解
   して塩素とアルカリを製造する電解槽用として、前記正
   電極は不活性電極であり、前記負電極は空気電極である
   ことを特徴とする電気化学反応セル。