JPWO2017179632A1 - イオンのオン・オフ面スイッチを用いた電気化学反応装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)初期状態:塩化アルミニウム(AlCl3)水溶液の両側に、それぞれ撥水性多孔質フッ素樹脂膜を介して正極板である銅板と負極板であるアルミニウム板をセットする。ここでは、電解質水溶液を加圧手段で加圧をしていないため、両極板と電解質水溶液の接触は無く化学反応は起こらない。
以下、本発明の効果的な実施の形態を図1から図23に基づいて詳細に説明する。
2 第1の電解質水溶液
3 第1の電解質水溶液の液圧
4 第1の電解質水溶液の液加圧装置
5 第2の電解質水溶液
6 第2の電解質水溶液の液圧
7 第2の電解質水溶液の液加圧装置
8 誘電体(キャパシタ)
9 負極板
10 正極板
11 液加圧装置
12 密閉電解質槽
13 電解質水溶液
15 大気開放口(ピンホール、気体カプセル、気体排出・導入管)
16 弁
17 圧縮気体層
18 第1の面
19 第2の面
20 第1の主面
21 第2の主面
22 第1の撥水性多孔質フッ素樹脂膜
23 第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜
24 第3の撥水性多孔質フッ素樹脂膜
25 第4の撥水性多孔質フッ素樹脂膜
26 気体溜
27 ガスケット
28 多重隔離膜
29 大気保護膜
30 第1の電解質槽
31 第2の電解質槽
32 第3の電解質槽
33 生成ガス回収パイプ
34 金属塩水溶液圧入口
35 卑金属ソーダ回収口
36 無機酸回収口
37 水の圧入口
42 負荷(電球)
43 加圧手段(指圧)
44 水枕型電解質水溶液密閉袋
45 充電電源供給源
46 負イオン交換膜
48 食塩水供給源(圧力水頭)
49 水供給源(圧力水頭)
52 Xe−Clエキシマランプ(波長306nm)
53 エキシマランプ励起電源(交流)
54 油注入口
55 油供給槽
56 生成ガス回収室
57 金属ナトリウム回収口
58 仮想の負極板(油と水の境界層)
60 水圧供給源(湖や海の水面下、水道、水頭位置にある貯水槽)
61 開閉窓または開閉弁
63 芯電極(石英ガラスパイプにモールドされている)
64 塩化銅(CuCl2)結晶
65 第1の多重隔離膜
66 第2の多重隔離膜
67 熱交換パイプ
70 油
71 食塩水(30%)
72 水酸化ナトリウム水溶液
73 第1の半導体レーザー光(532nm)
74 第2の半導体レーザー光(650nm)
75 ミラー
76 光検知器
77 リニアセンサー
78 沈殿槽(再結貯留庫)
Claims (17)
- 一対の電極と、該一対の電極間に存在する電解質水溶液と、少なくとも一面が前記電解質水溶液と接触して配置される、互いに連通する複数の細孔を有する撥水性多孔質フッ素樹脂膜と、前記電解質水溶液を加圧するための加圧手段とを含み、イオン導電体として働くイオンのオン・オフ面スイッチを備える電気化学反応装置であって、
前記イオンのオン・オフ面スイッチは、
前記加圧手段により前記電解質水溶液を加圧した場合、前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜の前記複数の細孔中に前記電解質水溶液を部分的に圧入させて該撥水性多孔質フッ素樹脂膜の面と平行なイオン導電体の層を形成するとともに、前記電解質水溶液の未侵入部を該撥水性多孔質フッ素樹脂膜の面と平行な圧縮気体層とし、他方、前記加圧を解除した場合、前記圧縮気体層を膨張させて前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜を絶縁体に戻し、或いは
前記加圧手段により前記電解質水溶液を加圧した場合、前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜の前記複数の細孔に前記電解質水溶液を圧入させて該細孔中の気体を追い出し、該電解質水溶液で置換し、前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜をイオン導電体とし、他方、前記加圧を解除した場合、前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜の前記複数の細孔中の前記電解質水溶液を前記気体で排出して該撥水性多孔質フッ素樹脂膜を絶縁体として戻す、ように構成される電気化学反応装置。 - 静電容量可変キャパシタ機能を有する電気化学反応装置であって、
正極板および負極板と、該正極板および該負極板の間に存在する電解質水溶液と、少なくとも1面が電解質水溶液と接触して配置される、互いに連通する複数の細孔を有する撥水性多孔質フッ素樹脂膜と、前記電解質水溶液を加圧するための加圧手段とを含み、イオン導電体として働くイオンのオン・オフ面スイッチを備え、
前記イオンのオン・オフ面スイッチは、前記加圧手段により前記電解質水溶液を加圧した場合、前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜の前記複数の細孔中に前記電解質水溶液を部分的に圧入させて該撥水性多孔質フッ素樹脂膜の面と平行なイオン導電体の層を形成するとともに、前記電解質水溶液の未侵入部を該撥水性多孔質フッ素樹脂膜の面と平行な誘電体として機能する圧縮気体層とし、他方、前記加圧を解除した場合、前記圧縮気体層を膨張させて前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜を絶縁体として戻す、ように構成され、
前記誘電体として機能する前記圧縮気体層を形成したときに、さらに前記加圧手段により前記電解質水溶液を前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜の耐水圧以上の圧力で加圧して、正極板と負極板の間に電圧を印加して電荷を与え、かつ前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜を前記絶縁体として戻したときに、前記絶縁体表面に電荷を蓄える電気化学反応装置。 - 前記正極板および前記負極板は、互いに対向して配置され、かつ前記電解質水溶液を収容する密閉容器の一部を構成し、
前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜は、前記密閉容器内に前記電解質水溶液を2つの室に分離するように液密に配置され、
前記イオンのオン・オフ面スイッチは、前記加圧手段により前記密閉容器の2つの室内の前記電解質水溶液を加圧した場合、前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜の両側の前記複数の細孔中に前記電解質水溶液を部分的に圧入させて該撥水性多孔質フッ素樹脂膜の面と平行なイオン導電体の層をそれぞれ形成するとともに、前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜の中央付近に位置する前記電解質水溶液の未侵入部を前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜の面と平行な誘電体として機能する前記圧縮気体層とし、他方、前記加圧を解除した場合、前記圧縮気体層を膨張させて前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜を絶縁体として戻す、ように構成される請求項2記載の電気化学反応装置。 - 前記正極板および前記負極板は、互いに対向して配置され、
前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜は、前記正極板表面または前記負極板表面のいずれか一方もしくは両方に接触して配置され、かつ前記電解質水溶液を収容する密閉容器の一部を構成し、
前記イオンのオン・オフ面スイッチは、前記加圧手段により前記密閉容器内の前記電解質水溶液を加圧した場合、前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜の前記複数の細孔中に前記電解質水溶液を部分的に圧入させて該撥水性多孔質フッ素樹脂膜の面と平行なイオン導電体の層を形成するとともに、該撥水性多孔質フッ素樹脂膜の前記正極板近傍または前記負極板近傍のいずれか一方もしくは両方に位置する前記電解質水溶液の未侵入部を前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜の面と平行な誘電体として機能する前記圧縮気体層とし、他方、前記加圧を解除した場合、前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜の前記圧縮気体層を膨張して前記撥水性多孔質フッ素樹脂膜を絶縁体として戻す、ように構成される請求項2記載の電気化学反応装置。 - 二次電池機能を有する電気化学反応装置であって、
互いに対向され、それぞれ通気性を有する正極板および負極板と、前記正極板表面に配置され、互いに連通する複数の細孔を有する第1の撥水性多孔質フッ素樹脂膜と、前記負極板表面に配置され、互いに連通する複数の細孔を有する第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜と、電解質水溶液を収容し、少なくとも一部が前記第1、第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜で構成される密閉容器と、前記電解質水溶液を加圧するための加圧手段とを含み、イオン導電体として働くイオンのオン・オフ面スイッチを備え、
前記イオンのオン・オフ面スイッチは、前記加圧手段で前記電解質水溶液を加圧した場合、前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜内の複数の細孔に前記電解質水溶液を圧入し、各細孔内の気体をそれぞれ通気性を有する前記正極板および負極板に追出し、該電解質水溶液で置換し、前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜をイオン導電体とし、前記電解質水溶液および前記イオン導電体の前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜が介在された前記正極板および前記負極板間で充放電を開始し、他方、前記加圧を解除した場合、気体をそれぞれ通気性を有する前記正極板および負極板から前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜の複数の細孔内に引き戻し、前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜を絶縁体とし、蓄電状態を維持するように構成される電気化学反応装置。 - 前記正極板は、前記第1の撥水性多孔質フッ素樹脂膜側の表面に銅塩膜が被覆された銅板から作られ、前記負極板は卑金属板から作られ、かつ前記電解質水溶液は卑金属塩水溶液である請求項5記載の電気化学反応装置。
- 前記密閉容器を前記正極板側の第1の室および負極板側の第2の室に分離する負イオン交換膜をさらに備え、かつ前記前記正極板側に位置する第1の室および前記負極板側の第2の室は互いに負イオンが同一で、正イオンが異なる第1の電解質水溶液および第2の電解質水溶液を収容される請求項5記載の電気化学反応装置。
- 前記イオンのオン・オフ面スイッチのオン・オフにおいて、前記密閉容器内の前記電解質水溶液を挟んで対向する前記正極板および前記負極板間で充放電、蓄電を行っている間に起こる、 前記電解質水溶液の屈折率変化を前記電解質水溶液にレーザー光を照射することにより測定し、充電終了および放電限界を検知する第1の検知手段と、前記充放電、蓄電を行っている間に起こる、 前記電解質水溶液の飽和溶解度を越えることに伴う再結晶化を前記電解質水溶液にレーザー光の照射による透過率変化から検知する第2の検知手段をさらに備える請求項5記載の電気化学反応装置。
- 前記二次電池機能を有する電気化学反応装置において、充電の場合には、前記電解質水溶液を加温するための加温手段と、放電の場合には、前記電解質水溶液を冷却するための冷却手段または水を補給するための水補給手段とをさらに備える請求項6記載の電気化学反応装置。
- 電気分解機能を有する電気化学反応装置であって、
互いに隣接して配置された、それぞれ密閉状態の第1の電解質槽および第2の電解質槽;
前記第1および第2の電解質槽の間に配置され、イオン導電体として働くイオンのオン・オフ面スイッチを有する多重隔離膜であって、前記第1および第2の電解質槽の間に配置された枠状のガスケットと、前記第1の電解質槽側の前記ガスケット表面に配置され、互いに連通する複数の細孔を有する第1の撥水性多孔質フッ素樹脂膜と、前記第2の電解質槽側の前記ガスケット表面に配置され、互いに連通する複数の細孔を有する第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜と、前記ガスケットと前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜で囲まれた空間に一端が連通された気体排出・導入管と、を備える;
前記第1の電解質槽に収容される水;
前記第2の電解質槽に収容される電解質水溶液;
前記多重隔離膜と反対側に位置する前記第1の電解質槽の壁に前記水と接触するように配置された、互いに連通する複数の細孔を有する第3の撥水性多孔質フッ素樹脂膜;
前記多重隔離膜と反対側に位置する前記第2の電解質槽の面に前記電解質水溶液と接触するように配置された、互いに連通する複数の細孔を有する第4の撥水性多孔質フッ素樹脂膜;
前記第3の撥水性多孔質フッ素樹脂膜の前記水との接触表面と反対側の表面に配置された通気性を有する負極板;および
前記第4の撥水性多孔質フッ素樹脂膜の前記電解質水溶液との接触表面と反対側の表面に配置された通気性を有する正極板;
前記電解質水溶液および水を加圧するための加圧手段;
を備え、
前記イオンのオン・オフ面スイッチは、前記加圧手段で前記第1および第2の電解質槽内の前記電解質水溶液および前記水を加圧した場合、前記第1の電解質槽内の水を前記第1の撥水性多孔質フッ素樹脂膜内の複数の細孔に圧入し、各細孔内の気体を追出すとともに、前記第2の電解質槽内の前記電解質水溶液を前記第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜内の複数の細孔に圧入し、各細孔内の気体を追出し、前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜をイオン導電体とするとともに、前記気体を前記空間を通して前記気体排出・導入管から外部に排出し、他方、前記第1および第2の電解質槽内の前記水および前記電解質水溶液への加圧を解除した場合、気体を前記気体排出・導入管から前記空間を通して前記第1の撥水性多孔質フッ素樹脂膜の複数の細孔内および前記第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜の複数の細孔内に戻し、前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜を絶縁体にする、ように構成され、
前記加圧手段で前記第1の電解質槽内の前記水を加圧したときに、前記第1の電解質槽内の前記水を前記第3の撥水性多孔質フッ素樹脂膜の複数の細孔に圧入し、各細孔内の気体を通気性を有する前記負極板を通して追出し、前記第3の撥水性多孔質フッ素樹脂膜をイオン導電体とし、前記加圧手段で前記第2の電解質槽内の前記電解質水溶液を加圧したときに、前記第2の電解質槽内の前記電解質水溶液を前記第4の撥水性多孔質フッ素樹脂膜の複数の細孔に圧入し、各細孔内の気体を通気性を有する前記正極板を通して追出し、前記第4の撥水性多孔質フッ素樹脂膜をイオン導電体とすることによって、前記正極板と前記負極板の間で電気分解がなされる電気化学反応装置。 - 電気分解機能を有する電気化学反応装置であって、
互いに隣接して配置された、それぞれ密閉状態の第1の電解質槽および第2の電解質槽;
前記第2の電解質槽に隣接して配置された、密閉状態の第3の電解質槽;
前記第1および第2の電解質槽の間に配置され、イオン導電体として働く第1のイオンのオン・オフ面スイッチを有する第1の多重隔離膜であって、前記第1の多重隔離膜は、前記第1および第2の電解質槽の間に配置された枠状の第1のガスケットと、前記第1の電解質槽側の前記第1のガスケット表面に配置され、互いに連通する複数の細孔を有する第1の撥水性多孔質フッ素樹脂膜と、前記第2の電解質槽側の前記ガスケット表面に配置され、互いに連通する複数の細孔を有する第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜と、前記第1のガスケットと前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜で囲まれた第1の空間に一端が連通された第1の気体排出・導入管と、を備える;
前記第2および第3の電解質槽の間に配置されたイオン導電体として働く第2のイオンのオン・オフ面スイッチを有する第2の多重隔離膜であって、前記第2の多重隔離膜は前記第2および第3の電解質槽の間に配置された枠状の第2のガスケットと、該第2のガスケットの前記第2の電解質槽側の表面に配置され、互いに連通する複数の細孔を有する第3の撥水性多孔質フッ素樹脂膜と、前記第2のガスケットの前記第3の電解質槽側の表面に配置され、互いに連通する複数の細孔を有する第4の撥水性多孔質フッ素樹脂膜と、前記第2の枠状のガスケットと前記第3、第4の撥水性多孔質フッ素樹脂膜で囲まれた第2の空間に一端が連通された第2の気体排出・導入管と、を備える;
前記第2の電解質槽内に収容される電解質水溶液としての塩化ナトリウム水溶液;
前記第1および第3の電解質槽内にそれぞれ収容される水;
前記第3の電解質槽内に配置されるエキシマランプ;
前記第1の多重隔離膜と反対側に位置する前記第1の電解質槽の面に前記電解質水溶液と接触するように配置された、互いに連通する複数の細孔を有する第5の撥水性多孔質フッ素樹脂膜;
前記第5の撥水性多孔質フッ素樹脂膜の前記水との接触表面と反対側の表面に配置された通気性を有する負極板;および
前記第3の電解質槽内に位置する前記第4の撥水性多孔質フッ素樹脂膜の表面に配置された通気性を有する網状正極板;
前記第1〜第3の電解質槽内の前記電解質水溶液および前記水を加圧するための加圧手段;
を備え、
前記第1のイオンのオン・オフ面スイッチは、前記加圧手段で前記第1および第2の電解質槽内の前記電解質水溶液および前記水を加圧した場合、前記第1の電解質槽内の前記水を前記第1の撥水性多孔質フッ素樹脂膜内の複数の細孔に圧入し、各細孔内の気体を追出すとともに、前記第2の電解質槽内の電解質水溶液を前記第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜内の複数の細孔に圧入し、各細孔内の気体を追出し、前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜をイオン導電体とするとともに、前記気体を前記第1の空間を通して前記第1の気体排出・導入管から外部に排出し、他方、前記第1および第2の電解質槽内の電解質水溶液および水への加圧を解除した場合、気体を前記第1の気体排出・導入管から前記空間を通して前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜の複数の細孔内に戻し、前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜を絶縁体にする、ように構成され、
前記第2のイオンのオン・オフ面スイッチは、前記加圧手段で前記第2および第3の電解質槽内の前記電解質水溶液および前記水を加圧した場合、前記第2の電解質槽内の前記電解質水溶液を前記第3の撥水性多孔質フッ素樹脂膜内の複数の細孔に圧入し、各細孔内の気体を追出すとともに、前記第3の電解質槽内の水を前記第4の撥水性多孔質フッ素樹脂膜内の複数の細孔に圧入し、各細孔内の気体を追出し、前記第3、第4の撥水性多孔質フッ素樹脂膜をイオン導電体とするとともに、前記気体を前記第2の空間を通して前記第2の気体排出・導入管から外部に排出し、他方、前記第2および第3の電解質槽内の電解質水溶液および水への加圧を解除した場合、気体を前記第2の気体排出・導入管から前記第2の空間を通して前記第3および第4の撥水性多孔質フッ素樹脂膜の複数の細孔内に戻し、前記第3および第4の撥水性多孔質フッ素樹脂膜を絶縁体にする、ように構成され、
前記加圧手段で前記第2および第3の電解質槽内の前記電解質水溶液および前記水を加圧するとともに、前記第1の電解質槽内の前記水を加圧したときに、前記第1の電解質槽内の前記水を前記第5の撥水性多孔質フッ素樹脂膜の複数の細孔に圧入し、各細孔内の気体を通気性を有する前記負極板を通して追出し、前記第5の撥水性多孔質フッ素樹脂膜をイオン導電体とすることによって、前記正極板と前記負極板の間で電気分解がなされ、当該電気分解で前記第3の電解質槽内に生成した次亜塩素酸水溶液に前記エキシマランプからエキシマランプ光を照射する電気化学反応装置。 - 電気分解機能を有する電気化学反応装置であって、
互いに隣接して配置された、それぞれ密閉状態の第1の電解質槽および第2の電解質槽;
前記第1および第2の電解質槽の間に配置され、イオン導電体として働くイオンのオン・オフ面スイッチを有する多重隔離膜であって、前記多重隔離膜は、前記第1および第2の電解質槽の間に配置された枠状のガスケットと、前記第1の電解質槽側の前記ガスケット表面に配置され、互いに連通する複数の細孔を有する第1の撥水性多孔質フッ素樹脂膜と、前記第2の電解質槽側の前記ガスケット表面に配置され、互いに連通する複数の細孔を有する第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜と、前記ガスケットと前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜で囲まれた空間に一端が連通された気体排出・導入管と、を備える;
前記第1の電解質槽に収容される水または海水;
前記第2の電解質槽に収容される電解質水溶液としての硫酸水溶液または水酸化ナトリウム水溶液;
前記第2の電解質槽に該第2の電解質槽内の前記電解質水溶液と接触するように配置された、互いに連通する複数の細孔を有する第3の撥水性多孔質フッ素樹脂膜;
前記第2の電解質槽に該第2の電解質槽内の前記電解質水溶液と接触するとともに、前記第3の撥水性多孔質フッ素樹脂膜と対向するように配置された、互いに連通する複数の細孔を有する第4の撥水性多孔質フッ素樹脂膜;
前記第3の撥水性多孔質フッ素樹脂膜の前記電解質水溶液との接触表面と反対側の表面に配置された通気性を有する負極板;
前記第4の撥水性多孔質フッ素樹脂膜の前記電解質水溶液との接触表面と反対側の表面に配置された通気性を有する正極板;および
前記第1の電解質槽内の水または海水を加圧するための加圧手段;
を備え、
前記オン・オフ面スイッチは、前記加圧手段で前記第1の電解質槽内の前記水または海水を前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜のいずれかの撥水性多孔質フッ素樹脂膜の耐圧の2倍以上の圧力で加圧した場合、前記第1の電解質槽内の前記水または海水を前記第1の撥水性多孔質フッ素樹脂膜内の複数の細孔に圧入し、各細孔内の気体を追出し、前記空間を通して前記気体排出・導入管から外部に排出し、さらに前記水または海水を前記空間を経由して前記第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜内の複数の細孔に圧入し、各細孔内の気体を前記第2の電解質槽内に追出して前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜をイオン導電体とし、他方、前記第1の電解質槽内の前記水または海水への加圧を解除した場合、気体を前記気体排出・導入管から前記空間を通して前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜の複数の細孔内に戻し、前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜を絶縁体にする、ように構成され
前記加圧手段で前記第1の電解質槽内の前記水または海水を加圧したときに、前記第2の電解質槽内の前記電解質水溶液も加圧され、前記電解質水溶液を前記第2の電解質槽に配置した前記第3および第4の撥水性多孔質フッ素樹脂膜内の複数の細孔に圧入し、各細孔内の気体を通気性を有する前記正極板および前記負極板にそれぞれ追出し、前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜をイオン導電体とすることによって、前記正極板と前記負極板との間で電気分解がなされる電気化学反応装置。 - 金属ナトリウムを生成する、電気分解機能を有する電気化学反応装置であって、
油が収容される密閉状態の第1の電解質槽;
前記第1の電解質槽に隣接して配置され、ナトリウム系水溶液を電解質水溶液として収容された、密閉状態の第2の電解質槽;
前記第1および第2の電解質槽の間に配置され、イオン導電体として働くイオンのオン・オフ面スイッチを有する多重隔離膜であって、前記多重隔離膜は前記第1および第2の電解質槽の間に配置された枠状のガスケットと、前記ガスケットの前記第1の電解質槽側の表面に配置され、互いに連通する複数の細孔を有する第1の撥水性多孔質フッ素樹脂膜と、該ガスケットの前記第2の電解質槽側の表面に配置され、互いに連通する複数の細孔を有する第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜と、前記枠状のガスケットと前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜で囲まれた空間に一端が連通された気体排出・導入管と、を備える;
前記第2の電解質槽に該第2の電解質槽内の前記電解質水溶液と接触するように配置された、互いに連通する複数の細孔を有する二重層構造の第3の撥水性多孔質フッ素樹脂膜;
前記第1の電解質槽側に位置する前記多重隔離膜の前記第1の撥水性多孔質フッ素樹脂膜表面に配置された、網状負極板;および
前記二重層構造の第3の撥水性多孔質フッ素樹脂膜の前記電解質水溶液と接する表面と反対側の表面に配置された、通気性を有する正極板;
前記第2の電解質槽内の電解質水溶液を加圧するために加圧手段;
を備え、
前記オン・オフ面スイッチは、前記加圧手段で前記第2の電解質槽内の前記電解質水溶液を前記二重層構造の第3の撥水性多孔質フッ素樹脂膜の耐水圧以上の圧力で加圧した場合、前記第2の電解質槽内の前記電解質水溶液を前記第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜内の複数の細孔に圧入し、各細孔内の気体を追出し、前記空間を通して前記気体排出・導入管から外部に排出し、さらに前記電解質水溶液を前記空間を経由して前記第1の撥水性多孔質フッ素樹脂膜内の複数の細孔に圧入し、各細孔内の気体を前記第1の電解質槽内に追出し、前記多重隔離膜の前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜をイオン導電体として前記正極板と前記負極板の間の電流流れを可能とし、
他方、前記第2の電解質槽内の前記電解質水溶液への加圧を解除した場合、気体を前記気体排出・導入管から前記空間を通して前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜の複数の細孔内に戻し、前記第1および第2の撥水性多孔質フッ素樹脂膜を絶縁体にする、ように構成され、
前記加圧手段で前記第2の電解質槽内の前記電解質水溶液を加圧するときに、前記第2の電解質槽に配置した前記二重層構造の第3の撥水性多孔質フッ素樹脂膜内の複数の細孔に圧入し、各細孔内の気体を前記正極板に追出し、前記二重層構造の第3の撥水性多孔質フッ素樹脂膜をイオン導電体とすることによって、前記正極板と前記負極板の間で電気分解がなされる電気化学反応装置。 - 前記多重隔離膜の前記第1の撥水性多孔質フッ素樹脂膜表面に配置された網状負極板は、仮想の負極板で、該仮想の負極板は前記多重隔離膜と対向する前記第1の電解質槽の内壁にまたは該内壁から離れて無垢負極板を配置し、当該無垢負極板と前記正極板の間にコンデンサーを繋ぎ、電荷を前記第1の電解質槽内の油を通して前記第1の撥水性多孔質フッ素樹脂膜表面に移動することにより生成する請求項13記載の電気化学反応装置。
- 前記電解質水溶液としての前記ナトリウム系水溶液が水酸化ナトリウム水溶液であり、前記第2の電解質槽内の水酸化ナトリウム水溶液を加温するための加熱手段をさらに備える請求項13または14記載の電気化学反応装置。
- 前記第1の電解質槽に配置され、該第1の電解質槽内に収容された前記水を冷却するための冷却手段または水を補給するための水補給手段と、前記第2の電解質槽に配置され、該第2の電解質槽内に収容された前記電解質水溶液を加温するための加温手段とをさらに備える請求項10記載の電気化学反応装置。
- 前記多重隔離膜の前記枠状のガスケットがフッ素樹脂からなる場合、該ガスケットを2枚の撥水性多孔質フッ素樹脂膜で挟んで積層した積層体を用意し、該積層体を少なくとも一方が赤外線透過性を有する2枚の板で挟み、前記2枚の板と前記積層体の間を真空にした状態にし、大気圧下で、前記赤外線透過性の板表面から赤外線を照射して、フッ素樹脂製の前記ガスケットと該ガスケットを挟む前記2枚の撥水性多孔質フッ素樹脂膜とを外周縁近傍の周辺で互いに熱融着することにより前記多重隔離膜を作製する請求項10〜13いずれか1項記載の電気化学反応装置。
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