KR20200095533A - 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체 - Google Patents
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Abstract
제1 및 제2 막면을 갖는 격막과, 제1 막면에 겹쳐 배치된 제1 전극과, 격막 및 제1 전극을 일체로 유지하는 전기 절연성의 개스킷을 포함하고, 개스킷은, 양극측의 프레임체에 접하는 제1 면과, 음극측의 프레임체에 접하는 제2 면과, 내주측을 향하여 개구하고 격막 및 제1 전극의 전체 주연부(周緣部)를 수용하는 슬릿부와, 슬릿부를 사이에 두고 대향하는 제1 및 제2 부분과, 슬릿부의 외주측에 마련되고, 제1 및 제2 부분을 일체로 접속하며, 또한 슬릿부의 외주단(外周端)을 봉지(封止)하는 연속부를 구비하고, 슬릿부에 수용된 격막 및 제1 전극의 전체 주연부가, 제1 및 제2 부분에 의해 일체로 협지(挾持)되어 있는, 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체.
Description
본 발명은, 알칼리수 전해용의 전해조에 사용되는 개스킷에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 알칼리수 전해용의 막-전극-개스킷 복합체, 및 그것을 구비하는 알칼리수 전해조에 관한 것이다.
수소 가스 및 산소 가스의 제조 방법으로서, 알칼리수 전해법이 알려져 있다. 알칼리수 전해법에 있어서는, 알칼리 금속 수산화물(예를 들면 NaOH, KOH 등)이 용해한 염기성의 수용액(알칼리수)을 전해액으로서 사용하여 물을 전기 분해함으로써, 음극으로부터 수소 가스가 발생하고, 양극으로부터 산소 가스가 발생한다. 알칼리수 전해용의 전해조로서는, 이온 투과성의 격막(隔膜)에 의해 구획된 양극실 및 음극실을 구비하고, 양극실에 양극이, 음극실에 음극이 각각 배치된 전해조가 알려져 있다. 또한, 에너지 로스를 저감하기 위해, 양극 및 음극이, 각각 격막에 직접 접촉하도록 유지되는, 제로 갭 구조를 갖는 전해조(제로 갭형 전해조)가 제안되어 있다.
도 1은, 일 실시형태에 따른 종래의 제로 갭형 전해조(900)를 모식적으로 설명하는 부분 단면도이다. 제로 갭형 전해조(900)는, 양극실(A)과 음극실(C)을 구분하는 도전성의 격벽(911) 및 플랜지부(912)를 구비하는 극실(極室) 유닛(910, 910, …)과, 인접하는 극실 유닛(910, 910)의 사이에 배치된 이온 투과성의 격막(920)과, 격막(920)과 극실 유닛(910)의 플랜지부(912)와의 사이에 배치되고, 격막(920)의 주연부(周緣部)를 끼워넣는 개스킷(930, 930)과, 한쪽 극실 유닛의 격벽(911)으로부터 입설(立設)된 도전성의 리브(913, 913, …)에 유지된 양극(940)과, 다른쪽 극실 유닛의 격벽(911)으로부터 입설된 도전성의 리브(914, 914, …)에 유지된 집전체(950) 및 당해 집전체(950)에 접하여 배치된 도전성의 탄성체(960)에 유지된 유연한 음극(970)을 구비하고 있다. 음극(970)의 주연부 및 도전성의 탄성체(960)의 주연부는, 집전체(950)의 주연부에 고정되어 있다. 제로 갭형 전해조(900)에 있어서는, 도전성의 탄성체(960)가 유연한 음극(970)을 격막(920) 및 양극(940)을 향하여 압부(押付)함으로써, 인접하는 음극(970) 및 양극(940)의 사이에 격막(920)이 끼워넣어져 있다. 그 결과, 격막(920)과 양극(940) 및 음극(970)이 직접 접촉하므로(즉 제로 갭이므로), 양극(940)과 음극(970)과의 사이의 용액 저항이 저감되고, 따라서 에너지 로스가 저감된다.
그러나, 도 1에 나타내는 바와 같이, 격막(920)의 주연부, 즉 격막(920) 중 플랜지부(912)(또는 개스킷(930))의 근방 부분에 있어서는, 격막(920)과 양극(940) 및 음극(970)이 직접 접촉해 있지 않으므로(즉 제로 갭이 아니므로), 당해 부분에 있어서 전극간의 용액 저항이 커지고, 그 결과 운전 전압의 증대를 초래하고 있었다.
본 발명은, 격막의 주연부에 있어서도 격막과 전극을 직접 접촉시키는 것이 가능한, 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 당해 막-전극-개스킷 복합체를 구비하는 알칼리수 전해조를 제공한다.
본 발명은, 다음 [1]∼[14]의 형태를 포함한다.
[1] 제1 막면(膜面) 및 제2 막면을 갖는 격막과,
상기 격막의 제1 막면에 겹쳐 배치된, 제1 전극과,
상기 격막 및 상기 제1 전극을 일체로 유지하는, 전기 절연성의 개스킷을 포함하고,
상기 개스킷은,
양극측의 프레임체(frame body)에 접하는 제1 면과,
음극측의 프레임체에 접하는 제2 면과,
내주측을 향하여 개구하고, 상기 격막의 전체 주연부 및 상기 제1 전극의 전체 주연부를 수용하는, 슬릿부와,
상기 제1 면 및 상기 제2 면에 교차하는 방향에 있어서 상기 슬릿부를 사이에 두고 대향하는, 상기 제1 면을 갖는 제1 부분 및 상기 제2 면을 갖는 제2 부분과,
상기 슬릿부의 외주측에 마련되고, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 일체로 접속하며, 또한 상기 슬릿부의 외주단(外周端)을 봉지(封止)하는, 연속부를 구비하고,
상기 슬릿부에 수용된, 상기 격막의 전체 주연부 및 상기 제1 전극의 전체 주연부가, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에 의해 일체로 협지(挾持)되어 있는 것을 특징으로 하는, 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체.
[2] 상기 제1 전극이, 가요성(可撓性)을 갖는 제1 다공판인, [1]에 기재된 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체.
[3] 상기 격막의 제2 막면에 겹쳐 배치된, 제2 전극을 더 포함하고,
상기 개스킷은, 상기 격막, 상기 제1 전극, 및 상기 제2 전극을 일체로 유지하고,
상기 슬릿부는, 상기 격막의 전체 주연부, 상기 제1 전극의 전체 주연부, 및 상기 제2 전극의 전체 주연부를 수용하고,
상기 슬릿부에 수용된, 상기 격막의 전체 주연부, 상기 제1 전극의 전체 주연부, 및 상기 제2 전극의 전체 주연부가, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에 의해 일체로 협지되어 있는, [1] 또는 [2]에 기재된 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체.
[4] 상기 제2 전극이, 강체(剛體) 다공판인, [3]에 기재된 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체.
[5] 상기 제2 전극이, 가요성을 갖는 제2 다공판인, [3]에 기재된 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체.
[6] 양극실을 획정하는, 양극측 프레임체와,
음극실을 획정하는, 음극측 프레임체와,
상기 양극측 프레임체 및 상기 음극측 프레임체에 협지된, [1] 또는 [2]에 기재된 막-전극-개스킷 복합체와,
상기 개스킷에 유지되지 않고, 상기 격막의 제2 막면에 접하여 배치된 제2 전극을 포함하고,
상기 막-전극-개스킷 복합체는, 상기 격막의 제1 막면이 상기 양극실에 면(面)하고, 상기 격막의 제2 막면이 상기 음극실에 면하도록 배치되고,
상기 제1 전극은 양극이며,
상기 제2 전극은 음극인, 알칼리수 전해조.
[7] 양극실을 획정하는, 양극측 프레임체와,
음극실을 획정하는, 음극측 프레임체와,
상기 양극측 프레임체 및 상기 음극측 프레임체에 협지된, [1] 또는 [2]에 기재된 막-전극-개스킷 복합체와,
상기 개스킷에 유지되지 않고, 상기 격막의 제2 막면에 접하여 배치된 제2 전극을 포함하고,
상기 막-전극-개스킷 복합체는, 상기 격막의 제1 막면이 상기 음극실에 면하고, 상기 격막의 제2 막면이 상기 양극실에 면하도록 배치되고,
상기 제1 전극은 음극이며,
상기 제2 전극은 양극인, 알칼리수 전해조.
[8] 양극실을 획정하는, 양극측 프레임체와,
음극실을 획정하는, 음극측 프레임체와,
상기 양극측 프레임체 및 상기 음극측 프레임체에 협지된, [3]∼[5] 중 어느 것에 기재된 막-전극-개스킷 복합체를 포함하고,
상기 막-전극-개스킷 복합체는, 상기 격막의 제1 막면이 상기 양극실에 면하고, 상기 격막의 제2 막면이 상기 음극실에 면하도록 배치되고,
상기 제1 전극은 양극이며,
상기 제2 전극은 음극인, 알칼리수 전해조.
[9] 양극실을 획정하는, 양극측 프레임체와,
음극실을 획정하는, 음극측 프레임체와,
상기 양극측 프레임체 및 상기 음극측 프레임체에 협지된, [3]∼[5] 중 어느 것에 기재된 막-전극-개스킷 복합체를 포함하고,
상기 막-전극-개스킷 복합체는, 상기 격막의 제1 막면이 상기 음극실에 면하고, 상기 격막의 제2 막면이 상기 양극실에 면하도록 배치되고,
상기 제1 전극은 음극이며,
상기 제2 전극은 양극인, 알칼리수 전해조.
[10] 상기 제1 전극은, 가요성을 갖는 제1 다공판이며,
상기 제1 전극은, 도전성을 갖는 제1 탄성체에 의해 상기 제2 전극을 향하여 압부되어 있는, [6]∼[9] 중 어느 것에 기재된 알칼리수 전해조.
[11] 상기 제2 전극은, 강체 다공판인, [10]에 기재된 알칼리수 전해조.
[12] 상기 제2 전극은, 도전성을 갖는 제2 탄성체에 의해 상기 제1 전극을 향하여 압부되어 있는, [11]에 기재된 알칼리수 전해조.
[13] 상기 제2 전극은, 가요성을 갖는 제2 다공판이며,
상기 제2 전극은, 도전성을 갖는 제2 탄성체에 의해 상기 제1 전극을 향하여 압부되어 있는, [10]에 기재된 알칼리수 전해조.
[14] 상기 제2 전극에 접하여 배치된, 도전성을 갖는 강체 집전체를 더 구비하고,
상기 강체 집전체는, 당해 강체 집전체와 상기 격막과의 사이에 상기 제2 전극이 끼워지도록 배치되고,
상기 제2 전극은, 가요성을 갖는 제2 다공판이며,
상기 제2 전극은, 상기 강체 집전체에 의해 지지되어 있는, [10]에 기재된 알칼리수 전해조.
본 발명의 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체에 의하면, 격막의 주연부에 있어서도 격막과 전극을 직접 접촉시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체를 구비하는 알칼리수 전해조에 의하면, 운전 전압을 더 저감할 수 있으므로, 에너지 로스를 더 저감하는 것이 가능해진다.
도 1은 일 실시형태에 따른 종래의 제로 갭형 전해조(900)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체(100)를 모식적으로 설명하는 도면이며, (A)는 정면도, (B)는 우측면도, (C)는 배면도, (D)는 (A)의 X-X 단면도, (E)는 (D)의 분해도.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체(200)를 모식적으로 설명하는 도면이며, (A)는 정면도, (B)는 우측면도, (C)는 배면도, (D)는 (A)의 X-X 단면도, (E)는 (D)의 분해도.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체(300)를 모식적으로 설명하는 도면이며, (A)는 정면도, (B)는 우측면도, (C)는 배면도, (D)는 (A)의 X-X 단면도, (E)는 (D)의 분해도.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(1000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(2000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(3000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(4000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(5000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(6000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(7000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 12는 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(8000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 13은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(9000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 14는 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(10000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체(100)를 모식적으로 설명하는 도면이며, (A)는 정면도, (B)는 우측면도, (C)는 배면도, (D)는 (A)의 X-X 단면도, (E)는 (D)의 분해도.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체(200)를 모식적으로 설명하는 도면이며, (A)는 정면도, (B)는 우측면도, (C)는 배면도, (D)는 (A)의 X-X 단면도, (E)는 (D)의 분해도.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체(300)를 모식적으로 설명하는 도면이며, (A)는 정면도, (B)는 우측면도, (C)는 배면도, (D)는 (A)의 X-X 단면도, (E)는 (D)의 분해도.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(1000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(2000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(3000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(4000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(5000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(6000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(7000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 12는 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(8000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 13은 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(9000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
도 14는 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(10000)를 모식적으로 설명하는 단면도.
본 발명의 상기한 작용 및 이득은, 이하에 설명하는 발명을 실시하기 위한 형태로부터 명백해진다. 이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 단, 본 발명은 이들 형태에 한정되는 것이 아니다. 또, 도면은 반드시 정확한 치수를 반영한 것이 아니다. 또한 도면에서는, 일부의 부호를 생략할 경우가 있다. 본 명세서에 있어서는 특별히 명시하지 않는 한, 수치 A 및 B에 대해서 「A∼B」와 같은 표기는 「A 이상 B 이하」를 의미하는 것으로 한다. 이러한 표기에 있어서 수치 B에만 단위를 부여했을 경우에는, 당해 단위가 수치 A에도 적용되는 것으로 한다. 또한 「또는」 및 「혹은」의 단어는, 특별히 명시하지 않는 한 논리합을 의미하는 것으로 한다. 또한 요소 E1 및 E2에 대해서 「E1 및／또는 E2」와 같은 표기는 「E1 혹은 E2, 또는 그것들의 조합」을 의미하는 것으로 하고, 요소 E1, …, EN(N은 3 이상의 정수)에 대해서 「E1, …, EN-1, 및／또는 EN」과 같은 표기는 「E1, …, EN-1, 혹은 EN, 또는 그것들의 조합」을 의미하는 것으로 한다.
<1. 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체>
도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체(100)(이하에 있어서 「복합체(100)」라고 할 경우가 있음)를 모식적으로 설명하는 도면이다. 도 2에 있어서, (A) (B) 및 (C)는 각각 복합체(100)의 정면도, 우측면도, 및 배면도이며, (D)는 (A)의 X-X 단면도이며, (E)는 (D)의 분해도이다. 복합체(100)는, 제1 막면(11) 및 제2 막면(12)을 갖는 격막(10)과; 격막(10)의 제1 막면(11)에 겹쳐 배치된, 음극(제1 전극)(20)과; 격막(10) 및 음극(제1 전극)(20)을 일체로 유지하는 전기 절연성의 개스킷(30)을 포함한다. 개스킷(30)은, 양극측의 프레임체에 접하는 제1 면(31)과; 음극측의 프레임체에 접하는 제2 면(32)과; 내주측을 향하여 개구하고, 격막(10)의 전체 주연부 및 음극(제1 전극)(20)의 전체 주연부를 수용하는, 슬릿부(33)와; 제1 면(31) 및 제2 면(32)에 교차하는 방향(도 2의 (D) 및 (E)에 있어서의 지면(紙面) 상하 방향)에 있어서 슬릿부(33)를 사이에 두고 대향하는, 제1 면(31)을 갖는 제1 부분(34) 및 제2 면(32)을 갖는 제2 부분(35)과; 슬릿부(33)의 외주측에 마련되고, 제1 부분(34) 및 제2 부분(35)을 일체로 접속하며, 또한 슬릿부(33)의 외주단을 봉지하는, 연속부(36)를 구비하고 있다. 복합체(100)에 있어서, 슬릿부(33)에 수용된, 격막(10)의 전체 주연부 및 음극(제1 전극)(20)의 전체 주연부는, 제1 부분(34) 및 제2 부분(35)에 의해 일체로 협지되어 있다. 또한 도 2의 (A) (C) (D)에 나타내는 바와 같이, 음극(제1 전극)(20)은, 격막(10)에 대하여, 개스킷(30)의 제2 면(32)과 같은 측에 배치되어 있다. 도 2의 (A)의 Y-Y 단면도는, 도 2의 (A)의 X-X 단면도, 즉 도 2의 (D)와 마찬가지이다.
격막(10)으로서는, 알칼리수 전해용의 제로 갭형 전해조에 사용되는 공지(公知)의 이온 투과성의 격막을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 격막(10)은, 가스 투과성이 낮고, 전기 전도도가 작고, 강도가 높은 것이 바람직하다. 격막(10)의 예로서는, 아스베스트 및／또는 변성 아스베스트로 이루어지는 다공질막, 폴리설폰계 폴리머를 사용한 다공질 격막, 폴리페닐렌설파이드 섬유를 사용한 직물, 불소계 다공질막, 무기계 재료와 유기계 재료의 양쪽을 포함하는 하이브리드 재료를 사용한 다공질막 등의 다공질 격막을 들 수 있다. 또한 이들 다공질 격막이외에도, 불소계 이온 교환막 등의 이온 교환막을 격막(10)으로서 사용하는 것도 가능하다.
음극(제1 전극)(20)으로서는, 알칼리수 전해용의 제로 갭형 전해조에 사용되는 공지의 수소 발생용 음극을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 음극(20)은 통상, 도전성 기재(基材)와, 당해 기재의 표면을 피복하는 촉매층을 구비한다. 음극(20)의 도전성 기재로서는, 예를 들면, 니켈, 니켈 합금, 스테인리스 스틸, 연강(軟鋼), 니켈 합금, 또는, 스테인리스 스틸 혹은 연강의 표면에 니켈 도금을 실시한 것을 바람직하게 채용할 수 있다. 음극(20)의 촉매층으로서는, 귀금속 산화물, 니켈, 코발트, 몰리브덴, 혹은 망간, 혹은 그것들의 산화물, 또는 귀금속 산화물로 이루어지는 코팅을 바람직하게 채용할 수 있다. 음극(20)은 예를 들면 가요성을 갖는 다공판이어도 되고, 또한 예를 들면 강체 다공판이어도 된다. 강체 다공판인 음극(20)으로서는, 강성을 갖는 도전성 기재(예를 들면 익스팬드 메탈 등)와 상기 촉매층을 구비하는 다공판을 사용할 수 있다. 또한 가요성을 갖는 다공판인 음극(20)으로서는, 가요성을 갖는 도전성 기재(예를 들면 금속 와이어로 짠(또는 엮은) 금망(金網), 얇은 펀치드 메탈 등)와 상기 촉매층을 구비하는 다공판을 사용할 수 있다. 가요성을 갖는 다공판인 음극(20)의 하나의 구멍의 면적은, 바람직하게는 0.05∼2.0㎟, 보다 바람직하게는 0.1∼0.5㎟이다. 가요성을 갖는 다공판인 음극(20)의 개공률(開孔率)은, 통전면의 면적에 대하여 바람직하게는 20％ 이상, 보다 바람직하게는 20∼50％이다. 가요성을 갖는 다공판인 음극(20)의 굽힘 유연성은, 바람직하게는 0.05㎜／g 이상, 보다 바람직하게는 0.1∼0.8㎜／g이다. 또 본 명세서에 있어서 굽힘 유연성이란, 종 10㎜×횡 10㎜의 정방 형상의 시료가 수평이 되도록 1변을 고정하고, 당해 고정된 1변을 마주보는 다른 1변에 하향하여 일정한 하중을 걸었을 때의 당해 다른 1변(시료 선단)의 휨폭(㎜)을 하중(g)으로 나눈 값이다. 즉 굽힘 유연성은, 굽힘 강성과는 반대의 성질을 나타내는 파라미터이다. 굽힘 유연성은, 다공판의 재질 및 두께, 금망에 있어서는 금망을 구성하는 금속 와이어를 짜는 방법(또는 엮는 방법) 등에 의해 조정할 수 있다.
개스킷(30)은, 도 2의 (A) 및 (C)에 나타내는 바와 같이, 양극측 프레임체 및 음극측 프레임체의 형상에 대응한 형상을 갖고 있다. 또한 도 2의 (B) 및 (D) (E)에 나타내는 바와 같이, 개스킷(30)의 제1 면(31) 및 제2 면(32)은 평탄한 면으로 되어 있다. 개스킷(30)은, 내(耐)알칼리성을 갖는 엘라스토머에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 개스킷(30)의 재료의 예로서는, 천연 고무(NR), 스티렌부타디엔 고무(SBR), 클로로프렌 고무(CR), 부타디엔 고무(BR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 실리콘 고무(SR), 에틸렌-프로필렌 고무(EPT), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM), 불소 고무(FR), 이소부틸렌-이소프렌 고무(IIR), 우레탄 고무(UR), 클로로설폰화 폴리에틸렌 고무(CSM) 등의 엘라스토머를 들 수 있다. 또한, 알칼리 내성(耐性)을 갖지 않는 개스킷 재료를 사용할 경우, 당해 개스킷 재료의 표면에 내알칼리성을 갖는 재료의 층을 피복 등에 의해 마련해도 된다.
복합체(100)를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 제1 면(31)을 구비하는 양극측의 개스킷 부재와 제2 면(32)을 구비하는 음극측의 개스킷 부재로 격막(10) 및 음극(20)의 주연부를 끼우고, 그 후 양극측의 개스킷 부재의 주연부와 음극측의 개스킷 부재의 주연부를 용착 또는 접착 등에 의해 접합하여 일체화함으로써, 슬릿부(33) 및 연속부(36)를 구비하는 개스킷(30)의 슬릿부(33)에 격막(10) 및 음극(20)의 주연부가 유지된 복합체(100)(도 2의 (D) 및 (E) 참조)를 얻을 수 있다. 또한 예를 들면, 격막(10), 음극(20), 및 개스킷(30)을 별개로 준비한 후, 개스킷(30)을 적절하게 변형시키면서, 개스킷(30)의 슬릿부(33)에 격막(10) 및 음극(20)의 주연부를 삽입해도 된다.
알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체(100)에 있어서는, 개스킷(30)의 슬릿부(33)에 수용된, 격막(10)의 전체 주연부 및 음극(20)의 전체 주연부가, 개스킷(30)의 제1 부분(34) 및 제2 부분(35)에 의해 일체로 협지되어 있으므로, 적어도 격막(10)과 음극(20)을 전면에 걸쳐(즉 주연부에 있어서도) 직접 접촉시킬 수 있다. 따라서 복합체(100)를 제로 갭형 알칼리수 전해조에 채용함으로써, 운전 전압을 더 저감하고, 에너지 로스를 더 저감하는 것이 가능해진다. 또한 종래의 제로 갭형 전해조에 있어서는 각 전극은 전해 엘리먼트(양극측 프레임체 또는 음극측 프레임체)에 고정되어 있으며, 전극의 고정을 위해 용접이나 핀 고정 등의 조치가 필요했다. 이에 대하여 복합체(100)에 의하면, 음극(20)은 격막(10) 및 개스킷(30)에 일체화되어 있으므로, 음극(20)을 음극측 프레임체에 고정할 필요는 없다. 따라서 복합체(100)를 제로 갭형 알칼리수 전해조에 채용함으로써, 전해조의 조립을 용이하게 할 수 있다. 또한, 격막(10)의 주연부가 개스킷(30)의 슬릿부(33)에 수용되어 있는데, 개스킷(30)은 슬릿부(33)의 외주측에, 슬릿부(33)의 외주단을 봉지하는 연속부(36)를 구비하고 있으므로, 모세관 현상에 의해 격막(10)의 단부(端部)로부터 전해조의 외부로 전해액이나 가스가 누설되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
본 발명에 관한 상기 설명에서는, 격막(10)과, 음극(20)과, 개스킷(30)을 구비하는 형태의 복합체(100)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 음극(20)을 대신하여, 양극을 구비하는 형태의 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체로 하는 것도 가능하다.
도 3은, 그러한 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체(200)(이하에 있어서 「복합체(200)」라고 할 경우가 있음)를 모식적으로 설명하는 도면이다. 도 3에 있어서, (A) (B) 및 (C)는 각각 복합체(200)의 정면도, 우측면도, 및 배면도이며, (D)는 (A)의 X-X 단면도이며, (E)는 (D)의 분해도이다. 도 3에 있어서, 도 2에 이미 나타난 요소에는 도 2와 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략할 경우가 있다. 복합체(200)는, 제1 막면(11) 및 제2 막면(12)을 갖는 격막(10)과; 격막(10)의 제1 막면(11)에 겹쳐 배치된, 양극(제1 전극)(40)과; 격막(10) 및 양극(제1 전극)(40)을 일체로 유지하는 전기 절연성의 개스킷(30)을 포함한다. 개스킷(30)은, 양극측의 프레임체에 접하는 제1 면(31)과; 음극측의 프레임체에 접하는 제2 면(32)과; 내주측을 향하여 개구하고, 격막(10)의 전체 주연부 및 양극(제1 전극)(40)의 전체 주연부를 수용하는, 슬릿부(33)와; 제1 면(31) 및 제2 면(32)에 교차하는 방향에 있어서 슬릿부(33)를 사이에 두고 대향하는, 제1 면(31)을 갖는 제1 부분(34) 및 제2 면(32)을 갖는 제2 부분(35)과; 슬릿부(33)의 외주측에 마련되고, 제1 부분(34) 및 제2 부분(35)을 일체로 접속하며, 또한 슬릿부(33)의 외주단을 봉지하는, 연속부(36)를 구비하고 있다. 복합체(200)에 있어서, 슬릿부(33)에 수용된, 격막(10)의 전체 주연부 및 양극(제1 전극)(40)의 전체 주연부는, 제1 부분(34) 및 제2 부분(35)에 의해 일체로 협지되어 있다. 또한 도 3의 (A) (C) (D)에 나타내는 바와 같이, 양극(제1 전극)(40)은, 격막(10)에 대하여, 개스킷(30)의 제1 면(31)과 같은 측에 배치되어 있다. 도 3의 (A)의 Y-Y 단면도는, 도 3의 (A)의 X-X 단면도, 즉 도 3의 (D)와 마찬가지이다.
복합체(200)에 있어서의 격막(10) 및 개스킷(30)은, 복합체(100)에 있어서의 격막(10) 및 개스킷(30)과 동일하다. 양극(제1 전극)(40)으로서는, 알칼리수 전해용의 제로 갭형 전해조에 사용되는 공지의 산소 발생용 양극을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 양극(40)은 통상, 도전성 기재와, 당해 기재의 표면을 피복하는 촉매층을 구비한다. 촉매층은 다공질인 것이 바람직하다. 양극(40)의 도전성 기재로서는, 예를 들면, 니켈철, 바나듐, 몰리브덴, 구리, 은, 망간, 백금족 원소, 흑연, 혹은 크롬, 또는 그것들의 조합을 사용할 수 있다. 양극(40)에 있어서는 니켈로 이루어지는 도전성 기재를 바람직하게 사용할 수 있다. 촉매층은 원소로서 니켈을 포함한다. 촉매층은, 산화니켈, 금속 니켈, 혹은 수산화니켈, 또는 그것들의 조합을 포함하는 것이 바람직하고, 니켈과 다른 1종 이상의 금속과의 합금을 포함해도 된다. 촉매층은 금속 니켈로 이루어지는 것이 특히 바람직하다. 또, 촉매층은, 크롬, 몰리브덴, 코발트, 탄탈, 지르코늄, 알루미늄, 아연, 백금족 원소, 혹은 희토류 원소, 또는 그것들의 조합을 더 포함해도 된다. 촉매층의 표면에, 로듐, 팔라듐, 이리듐, 혹은 루테늄, 또는 그것들의 조합이 추가적인 촉매로서 더 담지(擔持)되어 있어도 된다. 양극(40)은 예를 들면 가요성을 갖는 다공판이어도 되고, 또한 예를 들면 강체 다공판이어도 된다. 강체 다공판인 양극(40)으로서는, 강성을 갖는 도전성 기재(예를 들면 익스팬드 메탈 등)와 상기 촉매층을 구비하는 다공판을 사용할 수 있다. 또한 가요성을 갖는 다공판인 양극(40)으로서는, 가요성을 갖는 도전성 기재(예를 들면 금속 와이어로 짠(또는 엮은) 금망, 얇은 펀치드 메탈 등)와 상기 촉매층을 구비하는 다공판을 사용할 수 있다. 가요성을 갖는 다공판인 양극(40)의 하나의 구멍의 면적은, 바람직하게는 0.05∼2.0㎟, 보다 바람직하게는 0.1∼0.5㎟이다. 가요성을 갖는 다공판인 양극(40)의 개공률은, 통전면의 면적에 대하여 바람직하게는 20％ 이상, 보다 바람직하게는 20∼50％이다. 가요성을 갖는 다공판인 양극(40)의 굽힘 유연성은, 바람직하게는 0.05㎜／g 이상, 보다 바람직하게는 0.1∼0.8㎜／g이다.
복합체(200)를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 제1 면(31)을 구비하는 양극측의 개스킷 부재와 제2 면(32)을 구비하는 음극측의 개스킷 부재로 격막(10) 및 양극(40)의 주연부를 끼우고, 그 후 양극측의 개스킷 부재의 주연부와 음극측의 개스킷 부재의 주연부를 용착 또는 접착 등에 의해 접합하여 일체화함으로써, 슬릿부(33) 및 연속부(36)를 구비하는 개스킷(30)의 슬릿부(33)에 격막(10) 및 양극(40)의 주연부가 유지된 복합체(200)(도 3의 (D) 및 (E) 참조)를 얻을 수 있다. 또한 예를 들면, 격막(10), 양극(40), 및 개스킷(30)을 별개로 준비한 후, 개스킷(30)을 적절하게 변형시키면서, 개스킷(30)의 슬릿부(33)에 격막(10) 및 양극(40)의 주연부를 삽입해도 된다.
알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체(200)에 있어서는, 개스킷(30)의 슬릿부(33)에 수용된, 격막(10)의 전체 주연부 및 양극(40)의 전체 주연부가, 개스킷(30)의 제1 부분(34) 및 제2 부분(35)에 의해 일체로 협지되어 있으므로, 적어도 격막(10)과 양극(40)을 전면에 걸쳐(즉 주연부에 있어서도) 직접 접촉시킬 수 있다. 따라서 복합체(200)를 제로 갭형 알칼리수 전해조에 채용함으로써, 운전 전압을 더 저감하고, 에너지 로스를 더 저감하는 것이 가능해진다. 또한 종래의 제로 갭형 전해조에 있어서는 각 전극은 전해 엘리먼트(양극측 프레임체 또는 음극측 프레임체)에 고정되어 있으며, 전극의 고정을 위해 용접이나 핀 고정 등의 조치가 필요했다. 이에 대하여 복합체(200)에 의하면, 양극(40)은 격막(10) 및 개스킷(30)에 일체화되어 있으므로, 양극(40)을 양극측 프레임체에 고정할 필요는 없다. 따라서 복합체(200)를 제로 갭형 알칼리수 전해조에 채용함으로써, 전해조의 조립을 용이하게 할 수 있다. 또한, 격막(10)의 주연부가 개스킷(30)의 슬릿부(33)에 수용되어 있는데, 개스킷(30)은 슬릿부(33)의 외주측에, 슬릿부(33)의 외주단을 봉지하는 연속부(36)를 구비하고 있으므로, 모세관 현상에 의해 격막(10)의 단부로부터 전해조의 외부로 전해액이나 가스가 누설되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
본 발명에 관한 상기 설명에서는, 격막(10)과, 음극(20)과, 개스킷(30)을 구비하는 형태의 복합체(100), 및 격막(10)과, 양극(40)과, 개스킷(30)을 구비하는 형태의 복합체(200)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 음극 및 양극의 양쪽을 구비하는 형태의 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체로 하는 것도 가능하다.
도 4는, 그러한 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체(300)(이하에 있어서 「복합체(300)」라고 할 경우가 있음)를 모식적으로 설명하는 도면이다. 도 4에 있어서, (A) (B) 및 (C)는 각각 복합체(300)의 정면도, 우측면도, 및 배면도이며, (D)는 (A)의 X-X 단면도이며, (E)는 (D)의 분해도이다. 도 4에 있어서, 도 2∼3에 이미 나타난 요소에는 도 2∼3과 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략할 경우가 있다. 복합체(300)는, 제1 막면(11) 및 제2 막면(12)을 갖는 격막(10)과; 격막(10)의 제1 막면(11)에 겹쳐 배치된, 양극(제1 전극)(40)과; 격막(10)의 제2 막면(12)에 겹쳐 배치된, 음극(제2 전극)(20)과; 격막(10), 양극(제1 전극)(40), 및 음극(제2 전극)(20)을 일체로 유지하는 전기 절연성의 개스킷(30)을 포함한다. 개스킷(30)은, 양극측의 프레임체에 접하는 제1 면(31)과; 음극측의 프레임체에 접하는 제2 면(32)과; 내주측을 향하여 개구하고, 격막(10)의 전체 주연부 및 양극(제1 전극)(40)의 전체 주연부를 수용하는, 슬릿부(33)와; 제1 면(31) 및 제2 면(32)에 교차하는 방향(도 4의 (D) 및 (E)에 있어서의 지면 상하 방향)에 있어서 슬릿부(33)를 사이에 두고 대향하는, 제1 면(31)을 갖는 제1 부분(34) 및 제2 면(32)을 갖는 제2 부분(35)과; 슬릿부(33)의 외주측에 마련되고, 제1 부분(34) 및 제2 부분(35)을 일체로 접속하며, 또한 슬릿부(33)의 외주단을 봉지하는, 연속부(36)를 구비하고 있다. 복합체(300)에 있어서, 슬릿부(33)에 수용된, 격막(10)의 전체 주연부, 양극(제1 전극)(40)의 전체 주연부, 및 음극(제2 전극)(20)의 전체 주연부는, 제1 부분(34) 및 제2 부분(35)에 의해 일체로 협지되어 있다. 또한 도 4의 (A) (C) (D)에 나타내는 바와 같이, 양극(제1 전극)(40)은, 격막(10)에 대하여, 개스킷(30)의 제1 면(31)과 같은 측에 배치되어 있으며, 음극(제2 전극)(20)은, 격막(10)에 대하여, 개스킷(30)의 제2 면(32)과 같은 측에 배치되어 있다. 도 4의 (A)의 Y-Y 단면도는, 도 4의 (A)의 X-X 단면도, 즉 도 4의 (D)와 마찬가지이다.
복합체(300)에 있어서의 격막(10), 양극(40), 음극(20), 및 개스킷(30)은, 복합체(100 및 200)에 있어서의 격막(10), 양극(40), 음극(20), 및 개스킷(30)과 각각 마찬가지이다.
복합체(300)를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 제1 면(31)을 구비하는 양극측의 개스킷 부재와 제2 면(32)을 구비하는 음극측의 개스킷 부재로, 양극(40), 격막(10), 및 음극(20)의 주연부를 끼우고, 그 후 양극측의 개스킷 부재의 주연부와 음극측의 개스킷 부재의 주연부를 용착 또는 접착 등에 의해 접합하여 일체화함으로써, 슬릿부(33) 및 연속부(36)를 구비하는 개스킷(30)의 슬릿부(33)에 양극(40), 격막(10), 및 음극(20)의 주연부가 유지된 복합체(300)(도 4의 (D) 및 (E) 참조)를 얻을 수 있다. 또한 예를 들면, 격막(10), 양극(40), 음극(20), 및 개스킷(30)을 별개로 준비한 후, 개스킷(30)을 적절하게 변형시키면서, 개스킷(30)의 슬릿부(33)에 격막(10), 양극(40), 및 음극(20)의 주연부를 삽입해도 된다.
알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체(300)에 있어서는, 개스킷(30)의 슬릿부(33)에 수용된, 격막(10)의 전체 주연부, 양극(40)의 전체 주연부, 및 음극(20)의 전체 주연부가, 개스킷(30)의 제1 부분(34) 및 제2 부분(35)에 의해 일체로 협지되어 있으므로, 양극(40)과 격막(10)을 전면에 걸쳐(즉 주연부에 있어서도) 직접 접촉시키며, 또한, 격막(10)과 음극(20)을 전면에 걸쳐(즉 주연부에 있어서도) 직접 접촉시킬 수 있다. 따라서 복합체(300)를 제로 갭형 알칼리수 전해조에 채용함으로써, 운전 전압을 더 저감하고, 에너지 로스를 더 저감하는 것이 가능해진다. 또한 종래의 제로 갭형 전해조에 있어서는 각 전극은 전해 엘리먼트(양극측 프레임체 또는 음극측 프레임체)에 고정되어 있으며, 전극의 고정을 위해 용접이나 핀 고정 등의 조치가 필요했다. 이에 대하여 복합체(300)에 의하면, 양극(40) 및 음극(20)은 격막(10) 및 개스킷(30)에 일체화되어 있으므로, 양극(40)을 양극측 프레임체에 고정할 필요는 없고, 또한 음극(20)을 음극측 프레임체에 고정할 필요도 없다. 따라서 복합체(300)를 제로 갭형 알칼리수 전해조에 채용함으로써, 전해조의 조립을 용이하게 할 수 있다. 또한, 격막(10)의 주연부가 개스킷(30)의 슬릿부(33)에 수용되어 있는데, 개스킷(30)은 슬릿부(33)의 외주측에, 슬릿부(33)의 외주단을 봉지하는 연속부(36)를 구비하고 있으므로, 모세관 현상에 의해 격막(10)의 단부로부터 전해조의 외부로 전해액이나 가스가 누설되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
본 발명에 관한 상기 설명에서는, 사각 형상의 개스킷(30)을 구비하는 형태의 복합체(100, 200, 및 300)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 환(環) 형상, 또는, 사각형 이외의 다각 형상(예를 들면 육각형이나 팔각형 등)을 갖는 개스킷을 구비하는 형태의 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체로 하는 것도 가능하다. 격막, 음극, 및 양극의 형상은, 개스킷의 형상에 맞춰 결정된다.
<2. 알칼리수 전해조>
도 5는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(1000)(이하에 있어서 「전해조(1000)」라고 할 경우가 있음)를 모식적으로 설명하는 단면도이다. 전해조(1000)는, 상기 설명한 막-전극-개스킷 복합체(100)(도 2 참조)를 구비하는 알칼리수 전해조이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 전해조(1000)는, 양극실(A)을 획정하는 도전성의 양극측 프레임체(51)와; 음극실(C)을 획정하는 도전성의 음극측 프레임체(52)와; 양극측 프레임체(51)가 제1 면(31)에 접하고, 음극측 프레임체(52)가 제2 면(32)에 접하도록, 양극측 프레임체(51) 및 음극측 프레임체(52)에 협지된 복합체(100)와; 개스킷(30)에 유지되지 않고, 격막(10)의 제2 막면(12)에 접하여 배치된 양극(제2 전극)(41)을 구비하고 있다. 전해조(1000)에 있어서, 복합체(100)는, 격막(10)의 제1 막면(11)이 음극실(C)에 면하고, 격막(10)의 제2 막면(12)이 양극실(A)에 면하도록 배치되어 있다. 전해조(1000)에 있어서, 음극(제1 전극)(20)은 가요성을 갖는 다공판(제1 다공판)이며, 양극(제2 전극)(41)은 강체 다공판(제2 다공판)이다. 전해조(1000)는, 양극측 프레임체(51)의 내벽으로부터 돌출하도록 마련된 도전성 리브(61, 61, …)(이하에 있어서 「도전성 리브(61)」라고 할 경우가 있음)를 더 구비하고, 양극(41)은 도전성 리브(61)에 유지되어 있다. 전해조(1000)는 또한, 음극측 프레임체(52)의 내벽으로부터 돌출하도록 마련된 도전성 리브(62, 62, …)(이하에 있어서 「도전성 리브(62)」라고 할 경우가 있음)와, 도전성 리브(62)에 유지된 집전체(72)와, 집전체(72)에 유지된 도전성을 갖는 탄성체(제1 탄성체)(82)를 구비하고 있으며, 음극(20)은 탄성체(82)에 의해 양극(41)을 향하여 압부되어 있다.
양극측 프레임체(51) 및 음극측 프레임체(52)로서는, 양극실(A) 및 음극실(C)을 각각 획정할 수 있는 한에 있어서, 알칼리수 전해조에 사용되는 공지의 프레임체를 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 양극측 프레임체(51)는, 도전성의 배면 격벽(51a)과, 배면 격벽(51a)의 전체 주연부와 수밀(水密)하게 결합된 플랜지부(51b)를 갖는다. 마찬가지로 음극측 프레임체(52)도, 도전성의 배면 격벽(52a)과, 배면 격벽(52a)의 전체 주연부와 수밀하게 결합된 플랜지부(52b)를 갖는다. 배면 격벽(51a, 52a)은, 인접하는 전해 셀끼리를 구획하며, 또한, 인접하는 전해 셀끼리를 전기적으로 직렬로 접속한다. 플랜지부(51b)는, 배면 격벽(51a), 격막(10), 및 개스킷(30)과 함께 양극실을 획정하고, 플랜지부(52b)는, 배면 격벽(52a), 격막(10), 및 개스킷(30)과 함께 음극실을 획정한다. 플랜지부(51b, 52b)는, 복합체(100)의 개스킷(30)에 대응하는 형상을 갖고 있다. 즉, 양극측 프레임체(51)와 음극측 프레임체(52)에서 복합체(100)의 개스킷(30)을 협지했을 때에, 양극측 프레임체(51)의 플랜지부(51b)는 개스킷(30)의 제1 면(31)과 극간 없이 접촉하고, 음극측 프레임체(52)의 플랜지부(52b)는 개스킷(30)의 제2 면(32)과 극간 없이 접촉한다. 또 도 5에는 나타내고 있지 않지만, 플랜지부(51b)는 양극실(A)에 양극액을 공급하는 양극액 공급 유로와, 양극액(A)으로부터 양극액 및 양극에서 발생한 가스를 회수하는 양극액 회수 유로를 구비하고 있다. 또한 플랜지부(52b)는 음극실(C)에 음극액을 공급하는 음극액 공급 유로와, 음극실(C)로부터 음극액 및 음극에서 발생한 가스를 회수하는 음극액 회수 유로를 구비하고 있다. 배면 격벽(51a, 52a)의 재질로서는, 알칼리 내성을 갖는 강성의 도전성 재료를 특별히 제한 없이 사용할 수 있고, 그러한 재료의 예로서는, 니켈, 철 등의 단체(單體) 금속; SUS304, SUS310, SUS310S, SUS316, SUS316L 등의 스테인리스강; 및, 이들에 니켈 도금을 실시한 금속 재료를 들 수 있다. 플랜지부(51b, 52b)의 재질로서는, 알칼리 내성을 갖는 강성의 재료를 특별히 제한 없이 사용할 수 있고, 그러한 재료의 예로서는, 니켈, 철 등의 단체 금속; SUS304, SUS310, SUS310S, SUS316, SUS316L 등의 스테인리스강; 및, 이들에 니켈 도금을 실시한 금속 재료; 그리고, 강화 플라스틱 등의 비금속 재료를 들 수 있다. 양극측 프레임체(51)의 배면 격벽(51a)과 플랜지부(51b)는 용접이나 접착 등으로 접합되어 있어도 되고, 동일한 재료로 일체로 형성되어 있어도 된다. 마찬가지로 음극측 프레임체(52)의 배면 격벽(52a)과 플랜지부(52b)는 용접이나 접착 등으로 접합되어 있어도 되고, 동일한 재료로 일체로 형성되어 있어도 된다. 또한 도 5에는 단일의 전해 셀(전해조(1000))만을 나타내고 있지만, 양극측 프레임체(51)의 플랜지부(51b)는 배면 격벽(51a)의 반대측(도 5에 있어서의 지면 우측)으로도 연재(延在)하여, 배면 격벽(51a)과 함께 인접하는 전해 셀의 음극실을 획정해도 되고, 또한 음극측 프레임체(52)의 플랜지부(52b)는 배면 격벽(52a)의 반대측(도 5에 있어서의 지면 좌측)으로도 연재하여, 배면 격벽(52a)과 함께 인접하는 전해 셀의 양극실을 획정해도 된다.
도전성 리브(61) 및 도전성 리브(62)로서는, 알칼리수 전해조에 사용되는 공지의 도전성 리브를 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 전해조(1000)에 있어서, 도전성 리브(61)는 양극측 프레임체(51)의 배면 격벽(51a)으로부터 입설되어 있으며, 도전성 리브(62)는 음극측 프레임체의 배면 격벽(52a)으로부터 입설되어 있다. 도전성 리브(61)가 양극(41)을 양극측 프레임체(51)에 대하여 고정 및 유지할 수 있는 한에 있어서, 도전성 리브(61)의 형상, 수, 및 배치는 특별히 제한되지 않는다. 또한 도전성 리브(62)가 집전체(72)를 음극측 프레임체(52)에 대하여 고정 및 유지할 수 있는 한에 있어서, 도전성 리브(62)의 형상, 수, 및 배치도 특별히 제한되지 않는다. 도전성 리브(61) 및 도전성 리브(62)의 재질로서는, 알칼리 내성을 갖는 강성의 도전성 재료를 특별히 제한 없이 사용할 수 있고, 그러한 재료의 예로서는, 니켈, 철 등의 단체 금속; SUS304, SUS310, SUS310S, SUS316, SUS316L 등의 스테인리스강; 이들에 니켈 도금을 실시한 금속, 등의 재료를 들 수 있다.
집전체(72)로서는, 알칼리수 전해조에 있어서 사용되는 공지의 집전체를 특별히 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들면 내알칼리성을 갖는 강성의 도전성 재료로 이루어지는, 익스팬드 메탈, 펀치드 메탈 등을 바람직하게 채용할 수 있다. 집전체(72)의 재료의 예로서는, 니켈, 철 등의 단체 금속; SUS304, SUS310, SUS310S, SUS316, SUS316L 등의 스테인리스강; 및 이들에 니켈 도금을 실시한 금속, 등을 들 수 있다. 집전체(72)를 도전성 리브(62)에 유지하는데 있어서는, 용접이나 핀 고정 등의 공지의 방법을 특별히 제한 없이 채용할 수 있다.
탄성체(82)로서는, 알칼리수 전해조에 있어서 사용되는 공지의 도전성 탄성체를 특별히 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들면 내알칼리성을 갖는 도전성 재료로 이루어지는, 금속선의 집합체로 이루어지는 탄성 매트, 코일 스프링, 판 스프링 등을 바람직하게 채용할 수 있다. 탄성체(82)의 재료의 예로서는, 니켈, 철 등의 단체 금속; SUS304, SUS310, SUS310S, SUS316, SUS316L 등의 스테인리스강; 이들에 니켈 도금을 실시한 금속, 등을 들 수 있다. 탄성체(82)를 집전체(72)에 유지하는데 있어서는, 용접이나 핀 고정, 볼트 고정 등의 공지의 방법을 특별히 제한 없이 채용할 수 있다.
양극(41)으로서는, 복합체(200)(도 3)에 관련하여 상기 설명한 양극(40)과 마찬가지의 알칼리수 전해용 양극으로서, 강체 다공판인 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 양극(41)을 리브(61)에 유지하는데 있어서는, 용접이나 핀 고정, 볼트 고정 등의 공지의 방법을 특별히 제한 없이 채용할 수 있다.
전해조(1000)는, 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체(100)를 구비하고 있으므로, 적어도 격막(10)과 음극(20)을 전면에 걸쳐(즉 주연부에 있어서도) 직접 접촉시킬 수 있다. 따라서 전해조(1000)에 의하면, 종래의 제로 갭형 전해조보다 운전 전압을 더 저감하고, 에너지 로스를 더 저감하는 것이 가능해진다. 또한 음극(20)이 격막(10) 및 개스킷(30)과 함께 일체화되어 있으므로, 음극(20)을 음극측 프레임체(52)에 고정할 필요는 없다. 따라서 전해조(1000)에 의하면, 전해조의 조립을 용이하게 할 수 있다. 또한, 격막(10)의 주연부가 개스킷(30)의 슬릿부(33)에 수용되어 있는데, 개스킷(30)은 슬릿부(33)의 외주측에, 슬릿부(33)의 외주단을 봉지하는 연속부(36)를 구비하고 있으므로, 모세관 현상에 의해 격막(10)의 단부로부터 전해조의 외부로 전해액이나 가스가 누설되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
본 발명에 관한 상기 설명에서는, 복합체(100)를 구비하는 형태의 알칼리수 전해조(1000)를 예로 들었지만, 본 발명은 해당 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 설명한 복합체(200)(도 3)를 구비하는 형태의 알칼리수 전해조로 하는 것도 가능하다. 도 6은, 그러한 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(2000)(이하에 있어서 「전해조(2000)」라고 할 경우가 있음)를 모식적으로 설명하는 단면도이다. 도 6에 있어서, 도 2∼5에 이미 나타난 요소에는 도 2∼5에 있어서의 부호와 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략할 경우가 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 전해조(2000)는, 양극실(A)을 획정하는 도전성의 양극측 프레임체(51)와; 음극실(C)을 획정하는 도전성의 음극측 프레임체(52)와; 양극측 프레임체(51)가 제1 면(31)에 접하고, 음극측 프레임체(52)가 제2 면(32)에 접하도록, 양극측 프레임체(51) 및 음극측 프레임체(52)에 협지된 복합체(200)와; 개스킷(30)에 유지되지 않고, 격막(10)의 제2 막면(12)에 접하여 배치된 음극(제2 전극)(21)을 구비하고 있다. 전해조(2000)에 있어서, 복합체(200)는, 격막(10)의 제1 막면(11)이 양극실(A)에 면하고, 격막(10)의 제2 막면(12)이 음극실(C)에 면하도록 배치되어 있다. 전해조(1000)에 있어서, 양극(제1 전극)(40)은 가요성을 갖는 다공판(제1 다공판)이며, 음극(제2 전극)(21)은 강체 다공판(제2 다공판)이다. 전해조(2000)는, 음극측 프레임체(52)의 내벽으로부터 돌출하도록 마련된 도전성 리브(62)를 더 구비하고, 음극(21)은 도전성 리브(62)에 유지되어 있다. 전해조(2000)는 또한, 양극측 프레임체(51)의 내벽으로부터 돌출하도록 마련된 도전성 리브(61)와, 도전성 리브(61)에 유지된 집전체(71)와, 집전체(71)에 유지된 도전성을 갖는 탄성체(제1 탄성체)(81)를 구비하고 있으며, 양극(40)은 탄성체(81)에 의해 음극(21)을 향하여 압부되어 있다.
집전체(71)로서는, 알칼리수 전해조에 있어서 사용되는 공지의 집전체를 특별히 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들면 내알칼리성을 갖는 강성의 도전성 재료로 이루어지는, 익스팬드 메탈, 펀치드 메탈, 망(網) 형상체 등을 바람직하게 채용할 수 있다. 집전체(71)의 재료의 예로서는, 니켈, 철 등의 단체 금속; SUS304, SUS310, SUS310S, SUS316, SUS316L 등의 스테인리스강; 이들에 니켈 도금을 실시한 금속, 등을 들 수 있다. 집전체(71)를 도전성 리브(61)에 유지하는데 있어서는, 용접이나 핀 고정 등의 공지의 방법을 특별히 제한 없이 채용할 수 있다.
탄성체(81)로서는, 알칼리수 전해조에 있어서 사용되는 공지의 도전성 탄성체를 특별히 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들면 내알칼리성을 갖는 도전성 재료로 이루어지는, 금속선의 집합체로 이루어지는 탄성 매트, 코일 스프링, 판 스프링 등을 바람직하게 채용할 수 있다. 집전체(81)의 재료의 예로서는, 니켈, 철 등의 단체 금속; SUS304, SUS310, SUS310S, SUS316, SUS316L 등의 스테인리스강; 이들에 니켈 도금을 실시한 금속, 등을 들 수 있다. 탄성체(81)를 집전체(71)에 유지하는데 있어서는, 용접, 핀 고정 등의 공지의 방법을 특별히 제한 없이 채용할 수 있다.
음극(21)으로서는, 복합체(100)(도 2)에 관련하여 상기 설명한 음극(20)과 마찬가지의 알칼리수 전해용 음극으로서, 강체 다공판인 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 음극(21)을 리브(62)에 유지하는데 있어서는, 용접이나 핀 고정, 볼트 고정 등의 공지의 방법을 특별히 제한 없이 채용할 수 있다.
전해조(2000)는, 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체(200)를 구비하고 있으므로, 적어도 격막(10)과 양극(40)을 전면에 걸쳐(즉 주연부에 있어서도) 직접 접촉시킬 수 있다. 따라서 전해조(2000)에 의하면, 종래의 제로 갭형 전해조보다 운전 전압을 더 저감하고, 에너지 로스를 더 저감하는 것이 가능해진다. 또한 양극(40)이 격막(10) 및 개스킷(30)과 함께 일체화되어 있으므로, 양극(40)을 양극측 프레임체(51)에 고정할 필요는 없다. 따라서 전해조(2000)에 의하면, 전해조의 조립을 용이하게 할 수 있다. 또한, 격막(10)의 주연부가 개스킷(30)의 슬릿부(33)에 수용되어 있는데, 개스킷(30)은 슬릿부(33)의 외주측에, 슬릿부(33)의 외주단을 봉지하는 연속부(36)를 구비하고 있으므로, 모세관 현상에 의해 격막(10)의 단부로부터 전해조의 외부로 전해액이나 가스가 누설되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
본 발명에 관한 상기 설명에서는, 강체 다공판인 제2 전극(41)이 도전성 리브(61)에 의해 유지되어 있는 형태의 알칼리수 전해조(1000), 및, 강체 다공판인 제2 전극(21)이 도전성 리브(62)에 의해 유지되어 있는 형태의 알칼리수 전해조(2000)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 강체 다공판인 제2 전극이, 도전성을 갖는 제2 탄성체에 의해 제1 전극을 향하여 압부되어 있는 형태의 알칼리수 전해조로 하는 것도 가능하다. 도 7은, 그러한 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(3000)(이하에 있어서 「전해조(3000)」라고 할 경우가 있음)를 모식적으로 설명하는 단면도이다. 도 7에 있어서, 도 2∼6에 이미 나타난 요소와 동일한 요소에는 도 2∼6에 있어서의 부호와 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략할 경우가 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 전해조(3000)는, 양극실(A)을 획정하는 도전성의 양극측 프레임체(51)와; 음극실(C)을 획정하는 도전성의 음극측 프레임체(52)와; 양극측 프레임체(51)가 제1 면(31)에 접하고, 음극측 프레임체(52)가 제2 면(32)에 접하도록, 양극측 프레임체(51) 및 음극측 프레임체(52)에 협지된 복합체(100)와; 개스킷(30)에 유지되지 않고, 격막(10)의 제2 막면(12)에 접하여 배치된 양극(제2 전극)(41)을 구비하고 있다. 전해조(3000)에 있어서, 복합체(100)는, 격막(10)의 제1 막면(11)이 음극실(C)에 면하고, 격막(10)의 제2 막면(12)이 양극실(A)에 면하도록 배치되어 있다. 전해조(3000)에 있어서, 음극(제1 전극)(20)은 가요성을 갖는 다공판(제1 다공판)이다. 양극(제2 전극)(41)은 강체 다공판이어도 되고, 가요성을 갖는 다공판이어도 되지만(제2 다공판), 바람직하게는 강체 다공판이다. 전해조(3000)는, 음극측 프레임체(52)의 내벽으로부터 돌출하도록 마련된 도전성 리브(62)와, 도전성 리브(62)에 유지된 집전체(72)와, 집전체(72)에 유지된 도전성을 갖는 탄성체(제1 탄성체)(82)를 구비하고 있으며, 음극(20)은 탄성체(82)에 의해 양극(41)을 향하여 압부되어 있다. 전해조(3000)는 또한, 양극측 프레임체(51)의 내벽으로부터 돌출하도록 마련된 도전성 리브(61)와, 도전성 리브(61)에 유지된 집전체(71)와, 집전체(71)에 유지된 도전성을 갖는 탄성체(제2 탄성체)(81)를 구비하고 있으며, 양극(41)은 탄성체(81)에 의해 음극(20)을 향하여 압부되어 있다.
전해조(3000)에 의하면, 복합체(100)에 일체화된 제1 전극(20)이 제1 탄성체(82)에 의해 양극(41)을 향하여(격막(10)을 향하여) 압부되어 있을뿐만 아니라, 복합체(100)에 일체화되어 있지 않은 제2 전극(41)도, 제2 탄성체(81)에 의해 음극(20)을 향하여(즉 격막(10)을 향하여) 압부되어 있다. 따라서 복합체(100)에 일체화된 제1 전극(20)을 프레임체(52)에 고정할 필요가 없을뿐만 아니라, 복합체(100)에 일체화되어 있지 않은 제2 전극(41)을 프레임체(51)에 고정할 필요도 없다. 그러므로 전해조(3000)에 의하면, 전해조의 조립을 더 용이하게 하는 것이 가능해진다. 또한 격막(10)이 양극측 및 음극측의 양쪽으로부터 탄성체에 의한 압력을 받으므로, 제2 전극(41)의 주연부의 근방에 있어서의 격막(10)의 변형을 저감하는 것이 용이해진다. 전해조(1000)에 대해서 상기 설명한 효과도 마찬가지로 얻을 수 있다.
본 발명에 관한 상기 설명에서는, 복합체(100)에 일체화되어 있지 않은 제2 전극이 강체 다공판인 형태의 알칼리수 전해조(1000, 2000, 및 3000)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체에 일체화되어 있지 않은 제2 전극이 가요성을 갖는 다공판인 형태의 알칼리수 전해조로 하는 것도 가능하다. 도 8은, 그러한 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(4000)(이하에 있어서 「전해조(4000)」라고 할 경우가 있음)를 모식적으로 설명하는 단면도이다. 도 8에 있어서, 도 2∼7에 이미 나타난 요소에는 도 2∼7에 있어서의 부호와 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략할 경우가 있다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 전해조(4000)는, 양극실(A)을 획정하는 도전성의 양극측 프레임체(51)와; 음극실(C)을 획정하는 도전성의 음극측 프레임체(52)와; 양극측 프레임체(51)가 제1 면(31)에 접하고, 음극측 프레임체(52)가 제2 면(32)에 접하도록, 양극측 프레임체(51) 및 음극측 프레임체(52)에 협지된 복합체(100)와; 개스킷(30)에 유지되지 않고, 격막(10)의 제2 막면(12)에 접하여 배치된 양극(제2 전극)(42)을 구비하고 있다. 전해조(4000)에 있어서, 복합체(100)는, 격막(10)의 제1 막면(11)이 음극실(C)에 면하고, 격막(10)의 제2 막면(12)이 양극실(A)에 면하도록 배치되어 있다. 전해조(4000)에 있어서, 음극(제1 전극)(20)은 가요성을 갖는 다공판(제1 다공판)이며, 양극(제2 전극)(42)는 가요성을 갖는 다공판(제2 다공판)이다. 전해조(4000)는, 음극측 프레임체(52)의 내벽으로부터 돌출하도록 마련된 도전성 리브(62)와, 도전성 리브(62)에 유지된 집전체(72)와, 집전체(72)에 유지된 도전성을 갖는 탄성체(제1 탄성체)(82)를 구비하고 있으며, 음극(20)은 탄성체(82)에 의해 양극(42)을 향하여 압부되어 있다. 전해조(4000)는 또한, 양극측 프레임체(51)의 내벽으로부터 돌출하도록 마련된 도전성 리브(61)와, 도전성 리브(61)에 유지된 집전체(71)와, 집전체(71)에 유지된 도전성을 갖는 탄성체(제2 탄성체)(81)와, 탄성체(81)와 양극(42)과의 사이에 배치된, 도전성을 갖는 강체 집전체(91)를 구비하고 있으며, 양극(42)은 탄성체(81)에 의해 강체 집전체(91)를 통해 음극(20)을 향하여 압부되어 있다. 즉, 전해조(4000)에 있어서, 강체 집전체(91)는, 강체 집전체(91)와 격막(10)과의 사이에 제2 전극(양극)(42)이 끼워지도록 배치되어 있으며, 제2 전극(양극)(42)은 강체 집전체(91)에 의해 지지되어 있다.
강체 집전체(91)로서는, 도전성을 갖는 강성의 집전체를 사용할 수 있고, 예를 들면 내알칼리성을 갖는 강성의 도전성 재료로 이루어지는, 익스팬드 메탈, 펀치드 메탈 등을 바람직하게 채용할 수 있다. 강성 집전체(91)의 재료의 예로서는, 니켈, 철 등의 단체 금속; SUS304, SUS310, SUS310S, SUS316, SUS316L 등의 스테인리스강; 이들에 니켈 도금을 실시한 금속, 등을 들 수 있다. 강체 집전체(91)는 탄성체(81)에 유지되어 있어도 되고, 유지되어 있지 않아도 된다. 강체 집전체(91)를 탄성체(81)에 유지할 경우, 용접이나 핀 고정, 볼트 고정 등의 공지의 수단을 특별히 제한 없이 채용할 수 있다.
전해조(4000)에 의하면, 복합체(100)에 일체화된 제1 전극(20)이 제1 탄성체(82)에 의해 양극(42)을 향하여(즉 격막(10)을 향하여) 압부되어 있을뿐만 아니라, 복합체(100)에 일체화되어 있지 않은 제2 전극(42)도, 제2 탄성체(81)에 의해 강성 집전체(91)를 통해 음극(20)을 향하여(즉 격막(10)을 향하여) 압부되어 있다. 따라서 복합체(100)에 일체화된 제1 전극(20)을 프레임체(52)에 고정할 필요가 없을뿐만 아니라, 복합체(100)에 일체화되어 있지 않은 제2 전극(42)을 프레임체(51)에 고정할 필요도 없다. 그러므로 전해조(4000)에 의하면, 전해조의 조립을 더 용이하게 하는 것이 가능해진다. 또한 탄성체(81)가 강성 집전체(91)를 통해 제2 전극(42)을 압부하고 있으므로(즉 제2 전극(42)이 강성 집전체(91)에 의해 배후(背後)로부터 지지되어 있으므로), 복합체에 일체화되어 있지 않은 제2 전극이 가요성을 가질 경우에도, 양(兩)전극이 격막(10)을 향하여 압부되는 압력을 양전극의 전면에 걸쳐 보다 균일하게 하는 것이 가능해지고, 따라서 전류 밀도를 보다 균일하게 하는 것이 가능해진다. 또한 격막(10)이 양극측 및 음극측의 양쪽으로부터 탄성체에 의한 압력을 받으므로, 개스킷(30)의 근방에 있어서의 격막(10)의 변형을 저감하는 것이 용이해진다. 전해조(1000)에 대해서 상기 설명한 효과도 마찬가지로 얻을 수 있다.
본 발명에 관한 상기 설명에서는, 격막(10) 및 음극(20)이 개스킷(30)과 함께 일체화된 복합체(100)(도 2) 또는 격막(10) 및 양극(40)이 개스킷(30)과 함께 일체화된 복합체(200)(도 3)를 구비하는 알칼리수 전해조(1000, 2000, 3000, 및 4000)(도 5∼8)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 격막(10), 음극(20), 및 양극(40)이 개스킷(30)과 함께 일체화된 복합체(300)(도 4)를 구비하는 형태의 알칼리수 전해조로 하는 것도 가능하다. 도 9는, 그러한 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(5000)(이하에 있어서 「전해조(5000)」라고 할 경우가 있음)를 모식적으로 설명하는 단면도이다. 도 9에 있어서, 도 2∼8에 이미 나타난 요소에는 도 2∼8에 있어서의 부호와 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략할 경우가 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 전해조(5000)는, 양극실(A)을 획정하는 도전성의 양극측 프레임체(51)와; 음극실(C)을 획정하는 도전성의 음극측 프레임체(52)와; 양극측 프레임체(51)가 제1 면(31)에 접하고, 음극측 프레임체(52)가 제2 면(32)에 접하도록, 양극측 프레임체(51) 및 음극측 프레임체(52)에 협지된 복합체(300)를 구비하고 있다. 전해조(5000)에 있어서, 복합체(300)는, 양극(40)이 양극실(A)에 면하고, 음극(20)이 음극실(C)에 면하도록 배치되어 있다. 전해조(5000)에 있어서, 음극(제1 전극)(20)은 가요성을 갖는 다공판(제1 다공판)이다. 양극(제2 전극)(40)은 가요성을 갖는 다공판(제2 다공판)이어도 되고, 강체 다공판이어도 된다. 전해조(5000)는, 음극측 프레임체(52)의 내벽으로부터 돌출하도록 마련된 도전성 리브(62)와, 도전성 리브(62)에 유지된 집전체(72)와, 집전체(72)에 유지된 도전성을 갖는 탄성체(제1 탄성체)(82)를 구비하고 있으며, 음극(20)은 탄성체(82)에 의해 양극(40)을 향하여 압부되어 있다. 전해조(5000)는 또한, 양극측 프레임체(51)의 내벽으로부터 돌출하도록 마련된 도전성 리브(61)와, 도전성 리브(61)에 유지된 집전체(71)를 구비하고 있으며, 양극(40)은 집전체(71)에 의해 배후로부터 지지되어 있다.
전해조(5000)는, 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체(300)를 구비하고 있으므로, 격막(10)과 음극(20)을 전면에 걸쳐(즉 주연부에 있어서도) 직접 접촉시킬 수 있으며, 또한, 격막(10)과 양극(40)을 전면에 걸쳐(즉 주연부에 있어서도) 직접 접촉시킬 수 있다. 따라서 전해조(5000)에 의하면, 종래의 제로 갭형 전해조보다 운전 전압을 더 저감하고, 에너지 로스를 더 저감하는 것이 가능해진다. 또한 양극(40) 및 음극(20)이 격막(10) 및 개스킷(30)과 함께 일체화되어 있으므로, 양극(40)을 양극측 프레임체(51)에 고정할 필요가 없고, 음극(20)을 음극측 프레임체(52)에 고정할 필요도 없다. 따라서 전해조(5000)에 의하면, 전해조의 조립을 용이하게 할 수 있다. 또한, 격막(10)의 주연부가 개스킷(30)의 슬릿부(33)에 수용되어 있는데, 개스킷(30)은 슬릿부(33)의 외주측에, 슬릿부(33)의 외주단을 봉지하는 연속부(36)를 구비하고 있으므로, 모세관 현상에 의해 격막(10)의 단부로부터 전해조의 외부로 전해액이나 가스가 누설되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
본 발명에 관한 상기 설명에서는, 도전성 리브(61)에 지지된 집전체(71)를 구비하고, 양극(40)이 집전체(71)에 의해 배후로부터 지지되어 있는 형태의 알칼리수 전해조(5000)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 양극(40)이 강체의 다공 전극일 경우에는, 집전체(71)를 구비하지 않고, 도전성 리브(61)가 양극(40)을 배후로부터 직접 지지하는 형태의 알칼리수 전해조로 하는 것도 가능하다.
본 발명에 관한 상기 설명에서는, 음극(20)이 가요성을 갖는 다공판으로서 탄성체(82)에 의해 양극(40)을 향하여 압부되어 있으며, 양극(40)이 도전성 리브(61) 및 집전체(71)에 의해 배후로부터 지지되어 있는 형태의 알칼리수 전해조(5000)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 양극이 가요성을 갖는 다공판으로서 탄성체에 의해 음극을 향하여 압부되어 있으며, 음극이 도전성 리브 및 집전체에 의해 배후로부터 지지되어 있는 형태의 알칼리수 전해조로 하는 것도 가능하다. 도 10은, 그러한 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(6000)(이하에 있어서 「전해조(6000)」라고 할 경우가 있음)를 모식적으로 설명하는 단면도이다. 도 10에 있어서, 도 2∼9에 이미 나타난 요소에는 도 2∼9에 있어서의 부호와 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략할 경우가 있다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 전해조(6000)는, 양극실(A)을 획정하는 도전성의 양극측 프레임체(51)와; 음극실(C)을 획정하는 도전성의 음극측 프레임체(52)와; 양극측 프레임체(51)가 제1 면(31)에 접하고, 음극측 프레임체(52)가 제2 면(32)에 접하도록, 양극측 프레임체(51) 및 음극측 프레임체(52)에 협지된 복합체(300)를 구비하고 있다. 전해조(6000)에 있어서, 복합체(300)는, 양극(40)이 양극실(A)에 면하고, 음극(20)이 음극실(C)에 면하도록 배치되어 있다. 전해조(6000)에 있어서, 양극(제1 전극)(40)은 가요성을 갖는 다공판(제1 다공판)이다. 음극(제2 전극)(20)은 가요성을 갖는 다공판(제2 다공판)이어도 되고, 강체 다공판이어도 된다. 전해조(6000)는, 양극측 프레임체(51)의 내벽으로부터 돌출하도록 마련된 도전성 리브(61)와, 도전성 리브(61)에 유지된 집전체(71)와, 집전체(71)에 유지된 도전성을 갖는 탄성체(제1 탄성체)(81)를 구비하고 있으며, 양극(40)은 탄성체(81)에 의해 음극(20)을 향하여 압부되어 있다. 전해조(6000)는 또한, 음극측 프레임체(52)의 내벽으로부터 돌출하도록 마련된 도전성 리브(62)와, 도전성 리브(62)에 유지된 집전체(72)를 구비하고 있으며, 음극(20)은 집전체(72)에 의해 배후로부터 지지되어 있다. 이러한 형태의 알칼리수 전해조(6000)에 의해서도, 상기 설명한 전해조(5000)와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 관한 상기 설명에서는, 도전성 리브(62)에 지지된 집전체(72)를 구비하고, 음극(20)이 집전체(72)에 의해 배후로부터 지지되어 있는 형태의 알칼리수 전해조(6000)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 음극(20)이 강체의 다공 전극일 경우에는, 집전체(72)를 구비하지 않고, 도전성 리브(62)가 음극(20)을 배후로부터 직접 지지하는 형태의 알칼리수 전해조로 하는 것도 가능하다.
본 발명에 관한 상기 설명에서는, 가요성을 갖는 다공판인 제1 전극이 도전성을 갖는 제1 탄성체에 의해 제2 전극을 향하여 압부되어 있으며, 제2 전극이 도전성 리브에 의해 배후로부터 지지되어 있는 형태의 알칼리수 전해조(5000 및 6000)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 가요성을 갖는 다공판인 제1 전극이 도전성을 갖는 제1 탄성체에 의해 제2 전극을 향하여 압부되어 있으며, 제2 전극이 도전성을 갖는 제2 탄성체에 의해 제1 전극을 향하여 압부되어 있는 형태의 알칼리수 전해조로 하는 것도 가능하다. 도 11은, 그러한 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(7000)(이하에 있어서 「알칼리수 전해조(7000)」라고 할 경우가 있음)를 모식적으로 설명하는 단면도이다. 도 11에 있어서, 도 2∼10에 이미 나타난 요소에는 도 2∼10에 있어서의 부호와 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략할 경우가 있다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 전해조(7000)는, 양극실(A)을 획정하는 도전성의 양극측 프레임체(51)와; 음극실(C)을 획정하는 도전성의 음극측 프레임체(52)와; 양극측 프레임체(51)가 제1 면(31)에 접하고, 음극측 프레임체(52)가 제2 면(32)에 접하도록, 양극측 프레임체(51) 및 음극측 프레임체(52)에 협지된 복합체(300)를 구비하고 있다. 전해조(7000)에 있어서, 복합체(300)는, 양극(40)이 양극실(A)에 면하고, 음극(20)이 음극실(C)에 면하도록 배치되어 있다. 전해조(7000)에 있어서, 음극(제1 전극)(20) 및 양극(제2 전극)(40)의 적어도 한쪽은, 가요성을 갖는 다공판이다. 음극(제1 전극)(20) 및 양극(제2 전극)(40)의 양쪽이 가요성을 갖는 다공판이어도 되지만, 음극(제1 전극)(20) 및 양극(제2 전극)(40)의 한쪽이 가요성을 갖는 다공판이며, 다른쪽이 강체 다공판인 것이 바람직하다. 전해조(7000)는, 음극측 프레임체(52)의 내벽으로부터 돌출하도록 마련된 도전성 리브(62)와, 도전성 리브(62)에 유지된 집전체(72)와, 집전체(72)에 유지된 도전성을 갖는 탄성체(제1 탄성체)(82)를 구비하고 있으며, 음극(20)은 탄성체(82)에 의해 양극(40)을 향하여 압부되어 있다. 전해조(7000)는 또한, 양극측 프레임체(51)의 내벽으로부터 돌출하도록 마련된 도전성 리브(61)와, 도전성 리브(61)에 유지된 집전체(71)와, 집전체(71)에 유지된 도전성을 갖는 탄성체(제2 탄성체)(81)를 구비하고 있으며, 양극(40)은 탄성체(81)에 의해 음극(20)을 향하여 압부되어 있다.
이러한 형태의 알칼리수 전해조(7000)에 의해서도, 상기 설명한 전해조(5000)와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한 격막(10)이 양극측 및 음극측의 양쪽으로부터 탄성체에 의한 압력을 받으므로, 개스킷(30)의 근방에 있어서의 격막(10)의 변형을 저감하는 것이 용이해진다.
도 12는, 또 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(8000)(이하에 있어서 「전해조(8000)」라고 할 경우가 있음)를 모식적으로 설명하는 단면도이다. 도 12에 있어서, 도 2∼11에 이미 나타난 요소에는 도 2∼11에 있어서의 부호와 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략할 경우가 있다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 전해조(8000)는, 양극실(A)을 획정하는 도전성의 양극측 프레임체(51)와; 음극실(C)을 획정하는 도전성의 음극측 프레임체(52)와; 양극측 프레임체(51)가 제1 면(31)에 접하고, 음극측 프레임체(52)가 제2 면(32)에 접하도록, 양극측 프레임체(51) 및 음극측 프레임체(52)에 협지된 복합체(300)를 구비하고 있다. 전해조(8000)에 있어서, 복합체(300)는, 양극(40)이 양극실(A)에 면하고, 음극(20)이 음극실(C)에 면하도록 배치되어 있다. 전해조(8000)에 있어서, 음극(제1 전극)(20)은 가요성을 갖는 다공판(제1 다공판)이다. 양극(제2 전극)(40)은 강성을 갖는 다공판이어도 되고, 가요성을 갖는 다공판이어도 되지만(제2 다공판), 바람직하게는 가요성을 갖는 다공판이다. 전해조(8000)는, 음극측 프레임체(52)의 내벽으로부터 돌출하도록 마련된 도전성 리브(62)와, 도전성 리브(62)에 유지된 집전체(72)와, 집전체(72)에 유지된 도전성을 갖는 탄성체(제1 탄성체)(82)를 구비하고 있으며, 음극(20)은 탄성체(82)에 의해 양극(40)을 향하여 압부되어 있다. 전해조(8000)는 또한, 양극측 프레임체(51)의 내벽으로부터 돌출하도록 마련된 도전성 리브(61)와, 도전성 리브(61)에 유지된 집전체(71)와, 집전체(71)에 유지된 도전성을 갖는 탄성체(제2 탄성체)(81)와, 탄성체(81)와 양극(40)과의 사이에 배치된, 도전성을 갖는 강체 집전체(91)를 구비하고 있으며, 양극(40)은 탄성체(81)에 의해 강체 집전체(91)를 통해 음극(20)을 향하여 압부되어 있다. 즉, 전해조(8000)에 있어서, 강체 집전체(91)는, 강체 집전체(91)와 격막(10)과의 사이에 제2 전극(양극)(40)이 끼워지도록 배치되어 있으며, 제2 전극(양극)(40)은 강체 집전체(91)에 의해 지지되어 있다.
전해조(8000)에 의하면, 탄성체(81)가 강성 집전체(91)를 통해 양극(40)을 압부하고 있으므로(즉 양극(40)이 강성 집전체(91)에 배후로부터 지지되어 있으므로), 양극(40) 및 음극(20)의 양쪽이 가요성을 가질 경우에도, 양전극이 격막(10)을 향하여 압부되는 압력을 양전극의 전면에 걸쳐 보다 균일하게 하는 것이 가능해지며, 따라서 전류 밀도를 보다 균일하게 하는 것이 가능해진다. 전해조(7000)에 대해서 상기 설명한 효과도 마찬가지로 얻을 수 있다.
본 발명에 관한 상기 설명에서는, 도전성의 탄성체(81)가 강성 집전체(91)를 통해 양극(40)을 음극(20)을 향하여 압부하는 형태의 알칼리수 전해조(8000)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도전성의 탄성체가 강성 집전체를 통해 음극을 양극을 향하여 압부하는 형태의 알칼리수 전해조로 하는 것도 가능하다. 도 13은, 그러한 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(9000)(이하에 있어서 「전해조(9000)」라고 할 경우가 있음)를 모식적으로 설명하는 단면도이다. 도 13에 있어서, 도 2∼12에 이미 나타난 요소에는 도 2∼12에 있어서의 부호와 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략할 경우가 있다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 전해조(9000)는, 양극실(A)을 획정하는 도전성의 양극측 프레임체(51)와; 음극실(C)을 획정하는 도전성의 음극측 프레임체(52)와; 양극측 프레임체(51)가 제1 면(31)에 접하고, 음극측 프레임체(52)가 제2 면(32)에 접하도록, 양극측 프레임체(51) 및 음극측 프레임체(52)에 협지된 복합체(300)를 구비하고 있다. 전해조(9000)에 있어서, 복합체(300)는, 양극(40)이 양극실(A)에 면하고, 음극(20)이 음극실(C)에 면하도록 배치되어 있다. 전해조(9000)에 있어서, 양극(제1 전극)(40)은 가요성을 갖는 다공판(제1 다공판)이다. 음극(제2 전극)(20)은 강성을 갖는 다공판이어도 되고, 가요성을 갖는 다공판(제2 다공판)이어도 되지만, 바람직하게는 가요성을 갖는 다공판이다. 전해조(9000)는, 양극측 프레임체(51)의 내벽으로부터 돌출하도록 마련된 도전성 리브(61)와, 도전성 리브(61)에 유지된 집전체(71)와, 집전체(71)에 유지된 도전성을 갖는 탄성체(제1 탄성체)(81)를 구비하고 있으며, 양극(40)은 탄성체(81)에 의해 음극(20)을 향하여 압부되어 있다. 전해조(9000)는 또한, 음극측 프레임체(52)의 내벽으로부터 돌출하도록 마련된 도전성 리브(62)와, 도전성 리브(62)에 유지된 집전체(72)와, 집전체(72)에 유지된 도전성을 갖는 탄성체(제2 탄성체)(82)와, 탄성체(82)와 음극(20)과의 사이에 배치된, 도전성을 갖는 강체 집전체(91)를 구비하고 있으며, 음극(20)은 탄성체(82)에 의해 강체 집전체(91)를 통해 양극(40)을 향하여 압부되어 있다. 즉, 전해조(9000)에 있어서, 강체 집전체(91)는, 강체 집전체(91)와 격막(10)과의 사이에 제2 전극(음극)(20)이 끼워지도록 배치되어 있으며, 제2 전극(음극)(20)은 강체 집전체(91)에 의해 지지되어 있다.
이러한 형태의 알칼리수 전해조(9000)에 의해서도, 상기 설명한 전해조(8000)와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 전해조(9000)에 의하면, 탄성체(82)가 강성 집전체(91)를 통해 음극(20)을 압부하고 있으므로(즉 음극(20)이 강성 집전체(91)에 배후로부터 지지되어 있으므로), 양극(40) 및 음극(20)의 양쪽이 가요성을 가질 경우에도, 양전극이 격막(10)을 향하여 압부되는 압력을 양전극의 전면에 걸쳐 보다 균일하게 하는 것이 가능해지고, 따라서 전류 밀도를 보다 균일하게 하는 것이 가능해진다. 전해조(7000)에 대해서 상기 설명한 효과도 마찬가지로 얻을 수 있다.
본 발명에 관한 상기 설명에서는, 양극실에 도전성 리브(61)를 구비하고, 음극실에 도전성 리브(62)를 구비하는 형태의 알칼리수 전해조(1000∼9000)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 양극실 및 음극실의 한쪽 또는 양쪽이 도전성 리브를 구비하지 않는 형태의 알칼리수 전해조로 하는 것도 가능하다. 도 14는, 그러한 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(10000)(이하에 있어서 「전해조(10000)」라고 할 경우가 있음)를 모식적으로 설명하는 단면도이다. 도 14에 있어서, 도 2∼13에 이미 나타난 요소에는 도 2∼13에 있어서의 부호와 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략할 경우가 있다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 전해조(10000)는, 양극실(A)을 획정하는 도전성의 양극측 프레임체(51)와; 음극실(C)을 획정하는 도전성의 음극측 프레임체(52)와; 양극측 프레임체(51)가 제1 면(31)에 접하고, 음극측 프레임체(52)가 제2 면(32)에 접하도록, 양극측 프레임체(51) 및 음극측 프레임체(52)에 협지된 복합체(300)를 구비하고 있다. 전해조(10000)에 있어서, 복합체(300)는, 양극(40)이 양극실(A)에 면하고, 음극(20)이 음극실(C)에 면하도록 배치되어 있다. 전해조(10000)에 있어서, 음극(제1 전극)(20) 및 양극(제2 전극)(40)의 적어도 한쪽은, 가요성을 갖는 다공판이다. 음극(제1 전극)(20) 및 양극(제2 전극)(40)의 양쪽이 가요성을 갖는 다공판이어도 되지만, 음극(제1 전극)(20) 및 양극(제2 전극)(40)의 한쪽이 가요성을 갖는 다공판이며, 다른쪽이 강체 다공판인 것이 바람직하다. 전해조(10000)는, 음극측 프레임체(52)의 도전성의 배면 격벽(52a)과 음극(20)과의 사이에, 배면 격벽(52a) 및 음극(20)에 직접 접하도록 배치된, 도전성을 갖는 탄성체(제1 탄성체)(82)를 구비하고 있으며, 음극(20)은 탄성체(82)에 의해 양극(40)을 향하여 압부되어 있다. 전해조(10000)는 또한, 양극측 프레임체(51)의 도전성의 배면 격벽(51a)과 양극(40)과의 사이에, 배면 격벽(51a) 및 양극(40)에 직접 접하도록 배치된, 도전성을 갖는 탄성체(제2 탄성체)(81)를 구비하고 있으며, 양극(40)은 탄성체(81)에 의해 음극(20)을 향하여 압부되어 있다.
이러한 형태의 알칼리수 전해조(10000)에 의해서도, 상기 설명한 전해조(7000)와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 전해조(10000)에 있어서는, 양극실(A) 및 음극실(C)이 도전성 리브를 구비하지 않으므로, 전해 셀 하나당 두께를 얇게 하는 것이 가능해지고, 따라서 전해조를 소형화하여 점유 부지 면적당 가스 생산량을 높이는 것이 가능해진다. 또한, 양극실 및 음극실의 한쪽 또는 양쪽이 도전성 리브를 구비하지 않으므로, 전해조를 구성하는 재료 및 전해조의 제작에 필요한 공수(工數)를 삭감하는 것이 가능해진다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예에 의거하여, 본 발명에 대해서 더 상세하게 설명한다. 단 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다.
<실시예>
본 발명에 포함되는 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체(300)(도 4)를 구비하는 알칼리수 전해조(5000)(도 9)를 사용하여, 통전 면적 0.5dm2, 극액 온도 80℃, KOH 농도 25질량％, 전류 밀도 60A／m2의 조건으로 알칼리수의 전해를 행하고, 필요한 전압을 측정했다.
<비교예>
실시예에서 사용한 알칼리수 전해조를 대신하여, 개스킷과 전극이 일체화되어 있지 않은 종래형의 구조(도 1 참조)를 갖는 제로 갭형 전해조를 사용한 것 외는, 실시예 1과 동일한 조건으로 알칼리수의 전해를 행하고, 필요한 전압을 측정했다.
<평가 결과>
실시예에서 사용한 알칼리수 전해조에 의하면, 비교예에서 사용한 종래형의 제로 갭형 전해조에 비하여, 통전 면적 및 전류값이 동일함에도 불구하고, 전해에 필요한 전압을 1.5％ 저감할 수 있었다. 이것은 제로 갭화되어 있는(전극과 격막이 직접 접촉해 있는) 면적이 증가한 것에 의해, 통전면의 전체에 걸쳐 보다 균일하게 전류가 흐르게 된 것을 나타내고 있다. 또한 비교예의 전해조에서는 전해 개시로부터 1일 후에는 개스킷 주변에 극액의 누설에 의한 결정의 석출이 확인된 것에 비하여, 실시예에서 사용한 알칼리수 전해조에 있어서는 2주에 걸쳐 전해를 계속해도 극액의 누설에 의한 결정의 석출은 관찰되지 않았다.
10: (이온 투과성의) 격막
11: 제1 막면
12: 제2 막면 20, 21: 음극
30: 개스킷 31: 제1 면
32: 제2 면 33: 슬릿
34: 제1 부분 35: 제2 부분
36: 연속부 40, 41, 42: 양극
100, 200, 300: 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체
51: 양극측 프레임체 52: 음극측 프레임체
51a, 52a: (도전성의) 배면 격벽 51b, 52b: 플랜지부
61, 62: 도전성 리브 71, 72: 집전체
81, 82: 도전성을 갖는 탄성체 91: 강성 집전체
900: 종래의 제로 갭형 전해조 910: 극실 유닛
911: 도전성의 격벽 912: 플랜지부
913, 914: 도전성의 리브 920: 이온 투과성의 격막
930: 개스킷 940: 양극
950: 집전체 960: 도전성의 탄성체
970: 음극
1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000, 8000, 9000, 10000: 알칼리수 전해조
A: 양극실 C: 음극실
12: 제2 막면 20, 21: 음극
30: 개스킷 31: 제1 면
32: 제2 면 33: 슬릿
34: 제1 부분 35: 제2 부분
36: 연속부 40, 41, 42: 양극
100, 200, 300: 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체
51: 양극측 프레임체 52: 음극측 프레임체
51a, 52a: (도전성의) 배면 격벽 51b, 52b: 플랜지부
61, 62: 도전성 리브 71, 72: 집전체
81, 82: 도전성을 갖는 탄성체 91: 강성 집전체
900: 종래의 제로 갭형 전해조 910: 극실 유닛
911: 도전성의 격벽 912: 플랜지부
913, 914: 도전성의 리브 920: 이온 투과성의 격막
930: 개스킷 940: 양극
950: 집전체 960: 도전성의 탄성체
970: 음극
1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000, 8000, 9000, 10000: 알칼리수 전해조
A: 양극실 C: 음극실
Claims (14)
- 제1 막면(膜面) 및 제2 막면을 갖는 격막과,
상기 격막의 제1 막면에 겹쳐 배치된, 제1 전극과,
상기 격막 및 상기 제1 전극을 일체로 유지하는, 전기 절연성의 개스킷을 포함하고,
상기 개스킷은,
양극측의 프레임체(frame body)에 접하는 제1 면과,
음극측의 프레임체에 접하는 제2 면과,
내주(內周)측을 향하여 개구하고, 상기 격막의 전체 주연부(周緣部) 및 상기 제1 전극의 전체 주연부를 수용하는, 슬릿부와,
상기 제1 면 및 상기 제2 면에 교차하는 방향에 있어서 상기 슬릿부를 사이에 두고 대향하는, 상기 제1 면을 갖는 제1 부분 및 상기 제2 면을 갖는 제2 부분과,
상기 슬릿부의 외주(外周)측에 마련되고, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 일체로 접속하며, 또한 상기 슬릿부의 외주단(外周端)을 봉지(封止)하는, 연속부를 구비하고,
상기 슬릿부에 수용된, 상기 격막의 전체 주연부 및 상기 제1 전극의 전체 주연부가, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에 의해 일체로 협지(挾持)되어 있는 것을 특징으로 하는, 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체. - 제1항에 있어서,
상기 제1 전극이, 가요성(可撓性)을 갖는 제1 다공판인, 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 격막의 제2 막면에 겹쳐 배치된, 제2 전극을 더 포함하고,
상기 개스킷은, 상기 격막, 상기 제1 전극, 및 상기 제2 전극을 일체로 유지하고,
상기 슬릿부는, 상기 격막의 전체 주연부, 상기 제1 전극의 전체 주연부, 및 상기 제2 전극의 전체 주연부를 수용하고,
상기 슬릿부에 수용된, 상기 격막의 전체 주연부, 상기 제1 전극의 전체 주연부, 및 상기 제2 전극의 전체 주연부가, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에 의해 일체로 협지되어 있는 것을 특징으로 하는, 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체. - 제3항에 있어서,
상기 제2 전극이, 강체(剛體) 다공판인, 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체. - 제3항에 있어서,
상기 제2 전극이, 가요성을 갖는 제2 다공판인, 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체. - 양극실을 획정하는, 양극측 프레임체와,
음극실을 획정하는, 음극측 프레임체와,
상기 양극측 프레임체 및 상기 음극측 프레임체에 협지된, 제1항 또는 제2항에 기재된 막-전극-개스킷 복합체와,
상기 개스킷에 유지되지 않고, 상기 격막의 제2 막면에 접하여 배치된 제2 전극을 포함하고,
상기 막-전극-개스킷 복합체는, 상기 격막의 제1 막면이 상기 양극실에 면(面)하고, 상기 격막의 제2 막면이 상기 음극실에 면하도록 배치되고,
상기 제1 전극은 양극이며,
상기 제2 전극은 음극인, 알칼리수 전해조. - 양극실을 획정하는, 양극측 프레임체와,
음극실을 획정하는, 음극측 프레임체와,
상기 양극측 프레임체 및 상기 음극측 프레임체에 협지된, 제1항 또는 제2항에 기재된 막-전극-개스킷 복합체와,
상기 개스킷에 유지되지 않고, 상기 격막의 제2 막면에 접하여 배치된 제2 전극을 포함하고,
상기 막-전극-개스킷 복합체는, 상기 격막의 제1 막면이 상기 음극실에 면하고, 상기 격막의 제2 막면이 상기 양극실에 면하도록 배치되고,
상기 제1 전극은 음극이며,
상기 제2 전극은 양극인, 알칼리수 전해조. - 양극실을 획정하는, 양극측 프레임체와,
음극실을 획정하는, 음극측 프레임체와,
상기 양극측 프레임체 및 상기 음극측 프레임체에 협지된, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 막-전극-개스킷 복합체를 포함하고,
상기 막-전극-개스킷 복합체는, 상기 격막의 제1 막면이 상기 양극실에 면하고, 상기 격막의 제2 막면이 상기 음극실에 면하도록 배치되고,
상기 제1 전극은 양극이며,
상기 제2 전극은 음극인, 알칼리수 전해조. - 양극실을 획정하는, 양극측 프레임체와,
음극실을 획정하는, 음극측 프레임체와,
상기 양극측 프레임체 및 상기 음극측 프레임체에 협지된, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 막-전극-개스킷 복합체를 포함하고,
상기 막-전극-개스킷 복합체는, 상기 격막의 제1 막면이 상기 음극실에 면하고, 상기 격막의 제2 막면이 상기 양극실에 면하도록 배치되고,
상기 제1 전극은 음극이며,
상기 제2 전극은 양극인, 알칼리수 전해조. - 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 전극은, 가요성을 갖는 제1 다공판이며,
상기 제1 전극은, 도전성을 갖는 제1 탄성체에 의해 상기 제2 전극을 향하여 압부(押付)되어 있는, 알칼리수 전해조. - 제10항에 있어서,
상기 제2 전극은, 강체 다공판인, 알칼리수 전해조. - 제11항에 있어서,
상기 제2 전극은, 도전성을 갖는 제2 탄성체에 의해 상기 제1 전극을 향하여 압부되어 있는, 알칼리수 전해조. - 제10항에 있어서,
상기 제2 전극은, 가요성을 갖는 제2 다공판이며,
상기 제2 전극은, 도전성을 갖는 제2 탄성체에 의해 상기 제1 전극을 향하여 압부되어 있는, 알칼리수 전해조. - 제10항에 있어서,
상기 제2 전극에 접하여 배치된, 도전성을 갖는 강체 집전체를 더 구비하고,
상기 강체 집전체는, 당해 강체 집전체와 상기 격막과의 사이에 상기 제2 전극이 끼워지도록 배치되고,
상기 제2 전극은, 가요성을 갖는 제2 다공판이며,
상기 제2 전극은, 상기 강체 집전체에 의해 지지되어 있는, 알칼리수 전해조.
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