KR20240063863A - electrolyzer - Google Patents

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야스유키 다나카
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가부시끼가이샤 도꾸야마
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Abstract

도전성의 제1 격벽과, 제1 가스켓 접촉면을 갖는 제1 플랜지부를 구비하고, 양극실을 획정(劃定)하는 제1 프레임체와; 도전성의 제2 격벽과 제2 플랜지부를 구비하고, 음극실을 획정하는 제2 프레임체와; 제1 프레임체와 제2 프레임체의 사이에 배치되고, 양극실과 음극실을 구획하는 격막과; 제1 플랜지부와 제2 플랜지부의 사이에 협지되고, 격막을 유지하는 가스켓과; 양극실 내에 배치된 양극과; 음극실 내에 배치된 음극을 구비하고, 가스켓은, 제1 및 제2 가스켓 요소를 구비하고, 제1 프레임체는, 제1 가스켓 접촉면에 노출되어 마련된 두께 27㎛ 이상의 제1 니켈 도금층을 구비하고, 제1 가스켓 접촉면의 표면 거칠기가 산술 평균 거칠기Ra로서 10㎛ 이하인, 알칼리수 전해조.a first frame having a first conductive partition wall and a first flange portion having a first gasket contact surface, and defining an anode chamber; a second frame body having a conductive second barrier rib and a second flange portion and defining a cathode chamber; a diaphragm disposed between the first frame and the second frame and dividing the anode chamber and the cathode chamber; a gasket sandwiched between the first flange portion and the second flange portion and maintaining the diaphragm; an anode disposed in the anode chamber; It has a cathode disposed in a cathode chamber, the gasket has first and second gasket elements, and the first frame has a first nickel plating layer with a thickness of 27 μm or more exposed to the first gasket contact surface, An alkaline water electrolyzer wherein the surface roughness of the first gasket contact surface is 10㎛ or less as an arithmetic average roughness Ra.

Description

전해조electrolyzer

본 발명은, 알칼리수 전해용의 전해조에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolyzer for alkaline water electrolysis.

수소 가스 및 산소 가스의 제조 방법으로서, 알칼리수 전해법이 알려져 있다. 알칼리수 전해법에 있어서는, 알칼리금속 수산화물(예를 들면, NaOH, KOH 등)이 용해한 염기성의 수용액(알칼리수)을 전해액으로서 사용해서 물을 전기 분해함으로써, 음극으로부터 수소 가스가 발생하고, 양극으로부터 산소 가스가 발생한다. 알칼리수 전해용의 전해조로서는, 이온 투과성의 격막에 의해서 구획된 양극실 및 음극실을 구비하고, 양극실에 양극이, 음극실에 음극이 각각 배치된 전해조가 알려져 있다. 알칼리수 전해조의 양극실 및 음극실 중의 각 극액의 액성은, 강알칼리역이다.As a method for producing hydrogen gas and oxygen gas, the alkaline water electrolysis method is known. In the alkaline water electrolysis method, a basic aqueous solution (alkaline water) in which an alkali metal hydroxide (e.g., NaOH, KOH, etc.) is dissolved is used as an electrolyte to electrolyze water, thereby generating hydrogen gas from the cathode and oxygen gas from the anode. occurs. As an electrolytic cell for alkaline water electrolysis, an electrolytic cell is known that has an anode chamber and a cathode chamber partitioned by an ion-permeable diaphragm, with an anode disposed in the anode chamber and a cathode disposed in the cathode chamber. The liquid nature of each polar liquid in the anode chamber and cathode chamber of the alkaline water electrolyzer is in the strongly alkaline range.

일본국 특개2019-99845호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2019-99845 국제공개 제2019/111832호International Publication No. 2019/111832 국제공개 제2019/188260호International Publication No. 2019/188260 국제공개 제2019/188261호International Publication No. 2019/188261 국제공개 제2021/085334호International Publication No. 2021/085334 국제공개 제2013/191140호International Publication No. 2013/191140 일본국 특개2016-094650호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2016-094650 일본국 특개소57-137486호 공보Japanese Patent Laid-Open Publication No. 57-137486 일본국 특개평1-119687호 공보Japanese Patent Laid-open Publication No. 1-119687 일본국 특허 제6404685호 공보Japanese Patent No. 6404685 Publication 일본국 특허 제6621970호 공보Japanese Patent No. 6621970 Publication 국제공개 제2015/064644호International Publication No. 2015/064644

노구치 마나부, 야쿠와 히로시, 「부식 방식 강좌 -고온 부식의 기초와 대책 기술-」 제1보: 고온 부식의 기초I(기초가 되는 이론). 에바라 시보, No. 252(2016-10), 32-39.Manabu Noguchi, Hiroshi Yakuwa, “Corrosion Method Lecture - High Temperature Corrosion Basics and Countermeasure Techniques -” 1st Edition: High Temperature Corrosion Basics I (Basic Theory). Evara Cibo, no. 252(2016-10), 32-39.

본 발명자는, 알칼리수의 전해, 특히 가압 조건 하에서의 알칼리수의 전해에 호적하게 사용할 수 있는 전해조로서, 「제1 극실을 구성하고, 외주부에 제1 플랜지부를 갖는, 제1 전해 엘리먼트와, 제2 극실을 구성하고, 외주부에 제2 플랜지부를 갖는, 제2 전해 엘리먼트와, 상기 제1 플랜지부와 상기 제2 플랜지부의 사이에 협지된, 전기 절연성을 갖는 가스켓과, 상기 제1 극실과 상기 제2 극실을 격리하는 격막을 포함하고, 상기 제1 플랜지부는, 상기 제2 플랜지부에 대향하고, 상기 가스켓과 접하는, 제1 단면을 갖고, 상기 제2 플랜지부는, 상기 제1 플랜지부의 상기 제1 단면에 대향하고, 상기 가스켓과 접하는, 제2 단면을 갖고, 상기 가스켓은, 상기 제1 단면과 상기 제2 단면의 사이에 협지되고, 상기 제1 플랜지부가, 상기 가스켓의 외주부에 상기 가스켓의 외주측으로부터 접하는, 가스켓 홀딩부를 구비하고, 상기 가스켓 홀딩부는, 상기 제1 전해 엘리먼트 및 상기 제2 전해 엘리먼트의 적층 방향에 있어서, 상기 제2 전해 엘리먼트측을 향해서 상기 제1 단면보다도 돌출되어 연재하고, 상기 제2 플랜지부는, 당해 제2 플랜지부의 외주부에 있어서, 상기 적층 방향에 있어서 상기 제1 전해 엘리먼트와는 반대측을 향해서, 상기 제2 단면으로부터 후퇴한 후퇴부를 갖고, 상기 후퇴부는, 상기 가스켓 홀딩부의 적어도 일부를 수용하는 것이 가능하게 형성되어 있는, 전해조」를 발명해서, 출원하고 있다(특허문헌 1). 특허문헌 1에는, 각 플랜지부의 재료로서, 철, 니켈, 스테인리스강 등의, 알칼리 내성을 갖는 강성의 재료를 사용하는 것이 기재되어 있다.The present inventor has described an electrolytic cell that can be suitably used for the electrolysis of alkaline water, especially for the electrolysis of alkaline water under pressurized conditions. Consists of a second electrolytic element having a second flange portion on the outer periphery, a gasket having electrical insulation sandwiched between the first flange portion and the second flange portion, and the first pole chamber and the second flange portion. It includes a diaphragm that isolates two polar chambers, wherein the first flange portion has a first cross section facing the second flange portion and in contact with the gasket, and the second flange portion has a first cross section of the first flange portion. It has a second end face that faces the first end face and is in contact with the gasket, wherein the gasket is sandwiched between the first end face and the second end face, and the first flange portion is attached to the outer periphery of the gasket. A gasket holding portion is provided in contact with the outer peripheral side, and the gasket holding portion protrudes and extends beyond the first end surface toward the second electrolytic element in a stacking direction of the first electrolytic element and the second electrolytic element. , the second flange portion has a recessed portion that recedes from the second end surface toward the opposite side from the first electrolytic element in the stacking direction at the outer peripheral portion of the second flange portion, and the recessed portion is the gasket. An “electrolyzer configured to accommodate at least part of the holding portion” has been invented and an application has been filed (Patent Document 1). Patent Document 1 describes using a rigid material with alkali resistance, such as iron, nickel, or stainless steel, as the material for each flange portion.

각 극실을 구성하는 도전성의 격벽 및 플랜지부의 재료로서는, 알칼리 내성 및 도전성의 관점에서는, 니켈이 가장 바람직하다고 생각된다. 그러나, 니켈 부재의 채용은 전해조의 코스트를 증대시킨다. 전해조의 저코스트화의 관점에서는, 전해조의 구조 부재에는 탄소강(예를 들면, 연강 등) 등의 저렴한 금속 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명자가 더 검토했더니, 탄소강 등의 저렴한 금속 재료를 플랜지부에 채용한 알칼리수 전해조에 있어서는, 특히 양극실측의 플랜지부와 가스켓의 사이에서, 전해액 및 가스의 씰링성이 저하하기 쉬운 것이 판명되었다. 이 문제는, 단지 플랜지부의 표면에 니켈 도금층을 마련함으로써는, 해결하는 것이 곤란했다.As a material for the conductive partition and flange portion constituting each pole chamber, nickel is considered most preferable from the viewpoint of alkali resistance and conductivity. However, the use of nickel members increases the cost of the electrolytic cell. From the viewpoint of reducing the cost of the electrolytic cell, it is desirable to use inexpensive metal materials such as carbon steel (eg, mild steel, etc.) for the structural members of the electrolytic cell. However, upon further examination by the present inventor, it was found that in an alkaline water electrolyzer employing an inexpensive metal material such as carbon steel for the flange portion, the sealing properties of the electrolyte solution and gas are likely to deteriorate, especially between the flange portion on the anode chamber side and the gasket. It has been done. It was difficult to solve this problem simply by providing a nickel plating layer on the surface of the flange portion.

본 발명은, 양극액 및 양극실 가스의 씰링성의 저하를 억제하는 것이 가능한, 알칼리수 전해조를 제공하는 것을 과제로 한다.The object of the present invention is to provide an alkaline water electrolyzer capable of suppressing the deterioration of the sealing properties of the anolyte and the anode chamber gas.

본 발명은, 다음의 [1]~[14]의 형태를 포함한다.The present invention includes the following aspects [1] to [14].

[1] 도전성의 제1 격벽과, 당해 제1 격벽의 외주부에 마련된 제1 플랜지부를 구비하고, 양극실을 획정(劃定)하는, 제1 프레임체와, [1] A first frame body having a conductive first partition and a first flange portion provided on the outer periphery of the first partition, and defining an anode chamber;

도전성의 제2 격벽과, 당해 제2 격벽의 외주부에 마련된 제2 플랜지부를 구비하고, 음극실을 획정하는, 제2 프레임체와, A second frame body having a conductive second barrier rib and a second flange portion provided on the outer periphery of the second barrier rib, and defining a cathode chamber;

상기 제1 프레임체와 상기 제2 프레임체의 사이에 배치되고, 상기 양극실과 상기 음극실을 구획하는, 이온 투과성의 격막과, an ion-permeable diaphragm disposed between the first frame and the second frame and dividing the anode chamber and the cathode chamber;

상기 제1 프레임체의 제1 플랜지부와, 상기 제2 프레임체의 제2 플랜지부의 사이에 협지되고, 상기 격막을 유지하는, 가스켓과, a gasket sandwiched between a first flange portion of the first frame and a second flange portion of the second frame and maintaining the diaphragm;

상기 양극실 내에 배치되고, 상기 제1 격벽과 전기적으로 접속된, 양극과,an anode disposed in the anode chamber and electrically connected to the first partition,

상기 음극실 내에 배치되고, 상기 제2 격벽과 전기적으로 접속된, 음극A cathode disposed in the cathode chamber and electrically connected to the second partition wall.

을 구비하고, Equipped with

상기 가스켓은, The gasket is,

상기 제1 플랜지부 및 상기 격막에 접촉하는, 제1 가스켓 요소와,a first gasket element contacting the first flange portion and the diaphragm;

상기 제2 플랜지부 및 상기 격막에 접촉하는, 제2 가스켓 요소A second gasket element contacting the second flange portion and the diaphragm.

를 구비하고,Equipped with

상기 제1 플랜지부는, 상기 제1 가스켓 요소와 접촉하는, 제1 가스켓 접촉면을 구비하고, The first flange portion has a first gasket contact surface that contacts the first gasket element,

상기 제1 프레임체는, 상기 제1 플랜지부의 상기 제1 가스켓 접촉면에 노출되어 마련된, 두께 27㎛ 이상의 제1 니켈 도금층을 구비하고, The first frame body has a first nickel plating layer with a thickness of 27 μm or more exposed to the first gasket contact surface of the first flange portion,

상기 제1 가스켓 접촉면의 표면 거칠기가, 산술 평균 거칠기Ra로서 10㎛ 이하인, 알칼리수 전해조.An alkaline water electrolyzer wherein the surface roughness of the first gasket contact surface is 10 μm or less as an arithmetic average roughness Ra.

[2] 상기 제1 가스켓 접촉면의 표면 거칠기가, 최대 높이Rz로서 40㎛ 이하인, [1]에 기재된 알칼리수 전해조.[2] The alkaline water electrolyzer according to [1], wherein the surface roughness of the first gasket contact surface is 40 μm or less as a maximum height Rz.

[3] 상기 제1 니켈 도금층이, 무전해 니켈 도금층인, [1] 또는 [2]에 기재된 알칼리수 전해조.[3] The alkaline water electrolyzer according to [1] or [2], wherein the first nickel plating layer is an electroless nickel plating layer.

[4] 상기 제1 프레임체가, [4] The first frame body,

적어도 하나의 강제(鋼製)의 제1 심재와, At least one steel first core,

상기 제1 심재의 표면에 마련된 상기 제1 니켈 도금층The first nickel plating layer provided on the surface of the first core material

을 포함하는, [1]~[3] 중 어느 하나에 기재된 알칼리수 전해조.The alkaline water electrolyzer according to any one of [1] to [3], including.

[5] 상기 제1 니켈 도금층이, 상기 제1 가스켓 접촉면, 및, 상기 제1 프레임체의 상기 양극실에 면한 표면에, 연속해서 마련되어 있는, [1]~[4] 중 어느 하나에 기재된 알칼리수 전해조.[5] The alkaline water according to any one of [1] to [4], wherein the first nickel plating layer is continuously provided on the first gasket contact surface and the surface facing the anode chamber of the first frame. Electrolyzer.

[6] 상기 제1 니켈 도금층의 두께가, 30~100㎛인, [1]~[5] 중 어느 하나에 기재된 알칼리수 전해조.[6] The alkaline water electrolyzer according to any one of [1] to [5], wherein the first nickel plating layer has a thickness of 30 to 100 μm.

[7] 상기 제1 프레임체는, [7] The first frame is,

상기 제1 격벽으로부터 상기 양극실에 돌출되어 마련되고, 상기 양극을 지지하는, 도전성의 지지 부재A conductive support member provided to protrude from the first partition into the anode chamber and supports the anode.

를 더 구비하는, [1]~[6] 중 어느 하나에 기재된 알칼리수 전해조.The alkaline water electrolyzer according to any one of [1] to [6], further comprising:

[8] 상기 제2 플랜지부는, 상기 제2 가스켓 요소와 접촉하는, 제2 가스켓 접촉면을 구비하고, [8] The second flange portion has a second gasket contact surface that contacts the second gasket element,

상기 제2 프레임체는, 상기 제2 플랜지부의 상기 제2 가스켓 접촉면에 노출되어 마련된, 두께 27㎛ 이상의 제2 니켈 도금층을 구비하고, The second frame body has a second nickel plating layer with a thickness of 27 μm or more exposed to the second gasket contact surface of the second flange portion,

상기 제2 가스켓 접촉면의 표면 거칠기가, 산술 평균 거칠기Ra로서 10㎛ 이하인, [1]~[7] 중 어느 하나에 기재된 알칼리수 전해조.The alkaline water electrolyzer according to any one of [1] to [7], wherein the surface roughness of the second gasket contact surface is 10 μm or less as an arithmetic average roughness Ra.

[9] 상기 제2 가스켓 접촉면의 표면 거칠기가, 최대 높이Rz로서 40㎛ 이하인, [8]에 기재된 알칼리수 전해조.[9] The alkaline water electrolyzer according to [8], wherein the surface roughness of the second gasket contact surface is 40 μm or less in terms of maximum height Rz.

[10] 상기 제2 니켈 도금층이, 무전해 니켈 도금층인, [8] 또는 [9]에 기재된 알칼리수 전해조.[10] The alkaline water electrolyzer according to [8] or [9], wherein the second nickel plating layer is an electroless nickel plating layer.

[11] 상기 제2 프레임체가, [11] The second frame body,

적어도 하나의 강제의 제2 심재와, at least one second heartwood of the force,

상기 제2 심재의 표면에 마련된 상기 제2 니켈 도금층The second nickel plating layer provided on the surface of the second core material

을 포함하는, [8]~[10] 중 어느 하나에 기재된 알칼리수 전해조.The alkaline water electrolyzer according to any one of [8] to [10], including.

[12] 상기 제2 니켈 도금층이, 상기 제2 가스켓 접촉면, 및, 상기 제2 프레임체의 상기 음극실에 면한 표면에, 연속해서 마련되어 있는, [8]~[11] 중 어느 하나에 기재된 알칼리수 전해조.[12] The alkaline water according to any one of [8] to [11], wherein the second nickel plating layer is continuously provided on the second gasket contact surface and the surface facing the cathode chamber of the second frame. Electrolyzer.

[13] 상기 제2 니켈 도금층의 두께가, 50~100㎛인, [8]~[12] 중 어느 하나에 기재된 알칼리수 전해조.[13] The alkaline water electrolyzer according to any one of [8] to [12], wherein the second nickel plating layer has a thickness of 50 to 100 μm.

[14] 상기 제2 프레임체는, [14] The second frame is,

상기 제2 격벽으로부터 상기 음극실에 돌출되어 마련되고, 상기 음극을 지지하는, 도전성의 지지 부재A conductive support member provided to protrude from the second partition into the cathode chamber and supports the cathode.

를 더 구비하는, [1]~[13] 중 어느 하나에 기재된 알칼리수 전해조.The alkaline water electrolyzer according to any one of [1] to [13], further comprising:

본 발명의 알칼리수 전해조에 의하면, 양극실을 획정하는 제1 프레임체가, 플랜지부의 가스켓 접촉면에 노출되어 마련된 두께 27㎛ 이상의 니켈 도금층을 구비하고, 당해 가스켓 접촉면의 표면 거칠기가 산술 평균 거칠기Ra로서 10㎛ 이하임으로써, 양극액 및 양극실 가스의 씰링성의 저하를 억제하는 것이 가능하다.According to the alkaline water electrolyzer of the present invention, the first frame defining the anode chamber is provided with a nickel plating layer of 27 μm or more in thickness exposed to the gasket contact surface of the flange portion, and the surface roughness of the gasket contact surface is 10 as the arithmetic average roughness Ra. By being less than ㎛, it is possible to suppress a decrease in the sealing properties of the anolyte and the anode chamber gas.

[도 1] 본 발명의 일 실시형태에 따른 전해조(100)를 모식적으로 설명하는 단면도이다.
[도 2] 도 1로부터 제1 프레임체(10)를 뽑아낸 도면이다.
[도 3] 도 1로부터 제2 프레임체(20)를 뽑아낸 도면이다.
[도 4] 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 전해조(200)를 모식적으로 설명하는 단면도이다.
[도 5] 도 4로부터 제3 프레임체(210)를 뽑아낸 도면이다.
[Figure 1] is a cross-sectional view schematically explaining the electrolytic cell 100 according to an embodiment of the present invention.
[FIG. 2] A diagram showing the first frame 10 taken out from FIG. 1.
[FIG. 3] A diagram showing the second frame 20 taken out from FIG. 1.
[Figure 4] is a cross-sectional view schematically explaining the electrolytic cell 200 according to another embodiment of the present invention.
[FIG. 5] A diagram showing the third frame 210 taken out from FIG. 4.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 단, 본 발명은 이들의 형태에 한정되는 것은 아니다. 또, 도면은 반드시 정확한 치수를 반영한 것은 아니다. 또한 도면에서는, 일부의 부호를 생략하는 경우가 있다. 본 명세서에 있어서는, 특히 언급하지 않는 한, 수치A 및 B에 대해서, 「A~B」라고 하는 표기는 「A 이상 B 이하」를 의미하는 것으로 한다. 이러한 표기에 있어서 수치B에만 단위를 부기한 경우에는, 당해 단위가 수치A에도 적용되는 것으로 한다. 또한, 「또는」 및 「혹은」의 단어는, 특히 언급이 없는 한, 논리합을 의미하는 것으로 한다. 또한, 요소E1 및 E2에 대해서 「E1 및/또는 E2」라고 하는 표기는 「E1 혹은 E2, 또는 그들의 조합」을 의미하는 것으로 하고, 요소E1, …, EN(N은 3 이상의 정수)에 대해서, 「E1, …, EN-1, 및/또는 EN」이라고 하는 표기는 「E1, …, EN-1, 혹은 EN, 또는 그들의 조합」을 의미하는 것으로 한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these forms. Additionally, the drawings do not necessarily reflect exact dimensions. Additionally, in the drawings, some symbols may be omitted. In this specification, unless otherwise specified, the notation "A to B" for numerical values A and B shall mean "A or more and B or less." In this notation, if a unit is added only to numerical value B, the unit is assumed to apply to numerical value A as well. Additionally, the words “or” and “or” shall mean logical sum, unless otherwise specified. In addition, for elements E 1 and E 2 , the notation “E 1 and/or E 2 ” means “E 1 or E 2 , or a combination thereof”, and elements E 1 ,... , E N (N is an integer of 3 or more), 「E 1 , … , E N-1 , and/or E N ” means “E 1 , … , E N-1 , or E N , or a combination thereof.”

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전해조(100)를 모식적으로 설명하는 단면도이다. 전해조(100)는, 알칼리수 전해용의 전해조이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 전해조(100)는, 양극실(A)을 획정하는, 제1 프레임체(10)와; 음극실(C)을 획정하는, 제2 프레임체(20)와; 제1 프레임체(10)와 제2 프레임체(20)의 사이에 배치되고, 양극실(A)과 음극실(C)을 구획하는 이온 투과성의 격막(40)과; 제1 프레임체(10)와 제2 프레임체(20)에 협지되고, 격막(40)의 주연부를 유지하는, 전기 절연성의 가스켓(30)과; 양극실(A)에 배치되고, 제1 격벽(11)과 전기적으로 접속된, 양극(50)과, 음극실(C)에 배치되고, 제2 격벽(21)과 전기적으로 접속된, 음극(60)을 구비하고 있다. 제1 프레임체(10)는, 도전성의 제1 격벽(11)과, 격벽(11)의 외주부에 마련된 제1 플랜지부(12)를 갖는다. 제2 프레임체(20)도, 도전성의 제2 격벽(21)과, 격벽(21)의 외주부에 마련된 제2 플랜지부(22)를 갖는다. 격벽(11, 21)은, 인접하는 전해 셀끼리를 구획하고, 또한, 인접하는 전해 셀끼리를 전기적으로 직렬로 접속한다. 가스켓(30)은, 제1 플랜지부(12) 및 격막(40)에 접촉하는, 제1 가스켓 요소(31)와, 제2 플랜지부(22) 및 격막(40)에 접촉하는, 제2 가스켓 요소(32)를 구비한다. 제1 플랜지부(12)는, 격벽(11), 격막(40), 및 가스켓 요소(31)와 함께 양극실(A)을 획정하고, 제2 플랜지부(22)는, 격벽(21), 격막(40), 및 가스켓 요소(32)와 함께 음극실(C)을 획정한다.Figure 1 is a cross-sectional view schematically explaining an electrolytic cell 100 according to an embodiment of the present invention. The electrolytic cell 100 is an electrolytic cell for electrolyzing alkaline water. As shown in FIG. 1, the electrolytic cell 100 includes a first frame 10 defining an anode chamber A; a second frame body (20) defining the cathode chamber (C); an ion-permeable diaphragm 40 disposed between the first frame 10 and the second frame 20 and dividing the anode chamber A and the cathode chamber C; an electrically insulating gasket (30) clamped between the first frame (10) and the second frame (20) and maintaining the periphery of the diaphragm (40); An anode 50 disposed in the anode chamber A and electrically connected to the first partition 11, and a cathode disposed in the cathode chamber C and electrically connected to the second partition 21 ( 60) is provided. The first frame 10 has a conductive first partition 11 and a first flange portion 12 provided on the outer periphery of the partition 11. The second frame 20 also has a conductive second partition wall 21 and a second flange portion 22 provided on the outer periphery of the partition wall 21. The partition walls 11 and 21 partition adjacent electrolytic cells and electrically connect the adjacent electrolytic cells in series. The gasket 30 includes a first gasket element 31 that contacts the first flange portion 12 and the diaphragm 40, and a second gasket element that contacts the second flange portion 22 and the diaphragm 40. It has an element 32. The first flange portion 12 defines the anode chamber A together with the partition wall 11, the partition wall 40, and the gasket element 31, and the second flange part 22 defines the partition wall 21, Together with the diaphragm 40 and gasket element 32, it defines the cathode chamber C.

제1 프레임체(10)는, 또한, 격벽(11)으로부터 돌출하도록 마련된 적어도 하나의 도전성의 지지 부재(제1 지지 부재)(13), 13, …(이하에 있어서 「지지 부재(13)」라고 하는 경우가 있다)를 구비하고, 양극(50)은 지지 부재(13)에 의해서 유지되어 있다. 지지 부재(13)는 제1 격벽(11) 및 양극(50)과 전기적으로 도통하고 있다. 제2 프레임체(20)는, 또한, 격벽(21)으로부터 돌출하도록 마련된 도전성의 지지 부재(제2 지지 부재)(23), 23, …(이하에 있어서 「지지 부재(23)」라고 하는 경우가 있다)를 구비하고, 음극(60)은 지지 부재(23)에 의해서 유지되어 있다. 지지 부재(23)는 제2 격벽(21) 및 음극(60)과 전기적으로 도통하고 있다. 또, 도 1에는 나타나 있지 않지만, 제1 플랜지부(12)는 양극실(A)에 양극액을 공급하는 양극액 공급 유로와, 양극액(A)로부터 양극액 및 양극에서 발생한 가스를 회수하는 양극액 회수 유로를 구비하고 있다. 또한, 제2 플랜지부(22)는 음극실(C)에 음극액을 공급하는 음극액 공급 유로와, 음극실(C)로부터 음극액 및 음극에서 발생한 가스를 회수하는 음극액 회수 유로를 구비하고 있다.The first frame 10 also includes at least one conductive support member (first support member) 13, 13, . . . provided to protrude from the partition 11. (hereinafter sometimes referred to as “support member 13”), and the anode 50 is held by the support member 13. The support member 13 is electrically connected to the first partition 11 and the anode 50. The second frame 20 also includes conductive support members (second support members) 23, 23, . . . provided to protrude from the partition 21. (hereinafter sometimes referred to as “support member 23”), and the cathode 60 is held by the support member 23. The support member 23 is electrically connected to the second partition 21 and the cathode 60. In addition, although not shown in FIG. 1, the first flange portion 12 has an anolyte supply passage for supplying the anolyte to the anode chamber A, and a means for recovering the anolyte and the gas generated from the anode from the anolyte A. It is equipped with an anolyte recovery channel. In addition, the second flange portion 22 is provided with a catholyte supply passage for supplying catholyte to the cathode chamber (C) and a catholyte recovery passage for recovering the catholyte and the gas generated from the cathode from the cathode chamber (C). there is.

제1 격벽(11) 및 제2 격벽(21)의 재질로서는, 알칼리 내성을 갖는 강성의 도전성 재료를 사용할 수 있고, 예를 들면, 니켈, 철 등의 단체 금속; 보통강(즉, 저탄소강 및 중탄소강), 고탄소강 등의 탄소강, 스테인리스강(예를 들면, SUS304, SUS310, SUS310S, SUS316, SUS316L 등) 등의 강, 등의 금속 재료를 바람직하게 채용할 수 있고, 코스트 저감 및 강도의 관점에서는 탄소강, 스테인리스강 등의 강재를 특히 바람직하게 채용할 수 있다.As the material of the first partition 11 and the second partition 21, a rigid conductive material with alkali resistance can be used, and examples include simple metals such as nickel and iron; Metal materials such as ordinary steel (i.e., low-carbon steel and medium-carbon steel), carbon steel such as high carbon steel, and steel such as stainless steel (e.g., SUS304, SUS310, SUS310S, SUS316, SUS316L, etc.) can be preferably used. From the viewpoint of cost reduction and strength, steel materials such as carbon steel and stainless steel can be particularly preferably employed.

제1 플랜지부(12)의 재질로서는, 알칼리 내성을 갖는 강성의 재료를 사용할 수 있고, 예를 들면, 니켈, 철 등의 단체 금속; 보통강(즉, 저탄소강 및 중탄소강), 고탄소강 등의 탄소강, 스테인리스강(예를 들면, SUS304, SUS310, SUS310S, SUS316, SUS316L 등)의 강, 등의 금속 재료를 바람직하게 채용할 수 있다. 코스트 저감 및 강도의 관점 외에, 상기한 가스켓의 사이에서, 전해액 및 가스의 씰링성이 저하하는 문제가 생기기 쉽고, 이것을 방지하는 본 발명의 효과가 보다 현저하게 발휘되기 쉬운 점에서, 탄소강, 스테인리스강 등의 강재를 특히 바람직하게 채용할 수 있고, 탄소강이 가장 호적하다.As the material of the first flange portion 12, a rigid material with alkali resistance can be used, and examples include simple metals such as nickel and iron; Metal materials such as ordinary steel (i.e., low carbon steel and medium carbon steel), carbon steel such as high carbon steel, and stainless steel (e.g., SUS304, SUS310, SUS310S, SUS316, SUS316L, etc.) can be preferably used. . In addition to the viewpoints of cost reduction and strength, the problem of deterioration of the sealing properties of electrolyte and gas tends to occur among the gaskets described above, and the effect of the present invention for preventing this is likely to be more significantly exhibited, so carbon steel and stainless steel Steel materials such as these can be particularly preferably employed, and carbon steel is most suitable.

제2 플랜지부(22)의 재질로서는, 알칼리 내성을 갖는 강성의 재료를 사용할 수 있고, 예를 들면, 니켈, 철 등의 단체 금속; 보통강(즉, 저탄소강 및 중탄소강), 고탄소강 등의 탄소강, 스테인리스강(예를 들면, SUS304, SUS310, SUS310S, SUS316, SUS316L 등)의 강, 등의 금속 재료 외에, 강화 플라스틱 등의 비금속 재료도 사용할 수 있고, 코스트 저감 및 강도의 관점에서는 탄소강, 스테인리스강 등의 강재를 특히 바람직하게 채용할 수 있다.As the material of the second flange portion 22, a rigid material with alkali resistance can be used, and examples include simple metals such as nickel and iron; In addition to metal materials such as ordinary steel (i.e. low carbon steel and medium carbon steel), carbon steel such as high carbon steel, stainless steel (e.g. SUS304, SUS310, SUS310S, SUS316, SUS316L, etc.), non-metals such as reinforced plastic Materials can also be used, and from the viewpoint of cost reduction and strength, steel materials such as carbon steel and stainless steel can be particularly preferably employed.

제1 프레임체(10)의 격벽(11)과 플랜지부(12)는 용접이나 접착 등으로 접합되어 있어도 되고, 동일한 재료로 일체로 형성되어 있어도 된다. 마찬가지로 제2 프레임체(20)의 격벽(21)과 플랜지부(22)는 용접이나 접착 등으로 접합되어 있어도 되고, 동일한 재료로 일체로 형성되어 있어도 된다. 단, 극실 내부의 압력에 대한 내성을 높이는 것이 용이한 점에서, 제1 프레임체(10)의 격벽(11)과 플랜지부(12)는 동일한 재료로 일체로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 제2 프레임체(20)의 격벽(21)과 플랜지부(22)는 동일한 재료로 일체로 형성되어 있는 것이 바람직하다.The partition wall 11 and the flange portion 12 of the first frame 10 may be joined by welding, adhesion, etc., or may be formed integrally with the same material. Similarly, the partition wall 21 and the flange portion 22 of the second frame 20 may be joined by welding or adhesiveness, or may be formed integrally with the same material. However, because it is easy to increase resistance to pressure inside the pole chamber, it is preferable that the partition wall 11 and the flange portion 12 of the first frame 10 are integrally formed of the same material, and the second frame body 10 is made of the same material. It is preferable that the partition wall 21 and the flange portion 22 of the frame 20 are formed integrally with the same material.

제1 지지 부재(13) 및 제2 지지 부재(23)로서는, 알칼리수 전해조에 있어서 도전성 리브로서 사용 가능한 지지 부재를 사용할 수 있다. 전해조(100)에 있어서, 제1 지지 부재(13)는 제1 프레임체(10)의 격벽(11)으로부터 입설(立設)되어 있고, 제2 지지 부재(23)는 제2 프레임체(20)의 격벽(21)으로부터 입설되어 있다. 제1 지지 부재(13)가 양극(50)을 제1 프레임체(10)에 대해서 고정 및 유지할 수 있는 한에 있어서, 제1 지지 부재(13)의 접속 방법, 형상, 수, 및 배치는 특히 제한되지 않는다. 또한, 제2 지지 부재(23)가 음극(60)을 제2 프레임체(20)에 대해서 고정 및 유지할 수 있는 한에 있어서, 제2 지지 부재(23)의 접속 방법, 형상, 수, 및 배치도 특히 제한되지 않는다.As the first support member 13 and the second support member 23, a support member that can be used as a conductive rib in an alkaline water electrolyzer can be used. In the electrolytic cell 100, the first support member 13 is installed upright from the partition 11 of the first frame 10, and the second support member 23 is connected to the second frame 20. ) is erected from the partition wall 21. As long as the first support members 13 can fix and maintain the anode 50 with respect to the first frame 10, the connection method, shape, number, and arrangement of the first support members 13 are particularly Not limited. In addition, as long as the second support member 23 can fix and maintain the cathode 60 with respect to the second frame 20, the connection method, shape, number, and arrangement of the second support member 23 There is no particular limitation.

제1 지지 부재(13) 및 제2 지지 부재(23)의 재질로서는, 알칼리 내성을 갖는 강성의 도전성 재료를 사용할 수 있고, 예를 들면, 니켈, 철 등의 단체 금속; 보통강(즉, 저탄소강 및 중탄소강), 고탄소강 등의 탄소강, 스테인리스강(예를 들면, SUS304, SUS310, SUS310S, SUS316, SUS316L 등)의 강, 등의 금속 재료를 바람직하게 채용할 수 있고, 코스트 저감 및 강도의 관점에서는 탄소강, 스테인리스강 등의 강재를 특히 바람직하게 채용할 수 있다.As the material of the first support member 13 and the second support member 23, a rigid conductive material with alkali resistance can be used, and examples include simple metals such as nickel and iron; Metal materials such as ordinary steel (i.e., low carbon steel and medium carbon steel), carbon steel such as high carbon steel, and stainless steel (e.g., SUS304, SUS310, SUS310S, SUS316, SUS316L, etc.) can be preferably used. From the viewpoint of cost reduction and strength, steel materials such as carbon steel and stainless steel can be particularly preferably employed.

알칼리수 전해조의 양극실측에 있어서, 플랜지부의 가스켓 접촉면에 단순히 니켈 도금층을 마련한 것만으로는, 플랜지부의 가스켓 접촉면에 있어서의 니켈 부식의 진행에 의한 양극액 및 양극실 가스의 씰링성의 저하를 막을 수 없는 이유에 대해서, 본 발명자는 다음과 같이 고찰하고 있다. 알칼리수 전해조의 양극실 및 음극실 중의 각 극액의 극성은, 강알칼리역이다. 이와 같은 알칼리수는, 용존 산소 가스(O2)의 환원 반응을 캐소드(국부 전지의 양극) 반응으로 해서, 철 등의 비천금속에 대해서 부식성을 나타낸다. 플랜지부의 가스켓 접촉면은 통상, 목시에 의해서는 충분히 평활하게 보이지만, 미시적으로는 요철이 잔존하고 있고, 플랜지부가 가스켓과 함께 체결되었을 때에는, 가스켓 접촉면의 오목부와 가스켓의 사이에, 알칼리수가 침입하는 것이 가능한 미세한 터널상의 유로가 형성된다고 생각된다. 알칼리수가 금속제의 플랜지부의 가스켓 접촉면과 가스켓의 사이에 침입하면, 가스켓 접촉면의 금속을 부식(이온화)시킬 수 있다. 금속 부식이 일어난 개소에는 미세한 포켓이 발생하고, 이 포켓에 기존의 미세한 터널상의 유로를 통해서 알칼리수가 더 유입해서 금속 부식을 확대시킴으로써, 미세한 터널상의 유로가 확대 및/또는 진전하는 악순환이 된다고 생각된다. 이 터널상의 유로가 충분히 발달하면, 플랜지부의 가스켓 접촉면의 외주부까지 알칼리수, 및, 심한 경우에는 가스가 침투하는 것이 가능해져서, 전해액 및 가스의 씰링성이 저하한다고 생각된다.In measuring the anode chamber of an alkaline water electrolyzer, simply providing a nickel plating layer on the gasket contact surface of the flange portion can prevent the deterioration of the sealing properties of the anolyte solution and anode chamber gas due to nickel corrosion on the gasket contact surface of the flange portion. The present inventor considers the reason for this as follows. The polarity of each polar liquid in the anode chamber and cathode chamber of the alkaline water electrolyzer is in the strongly alkaline range. Such alkaline water uses the reduction reaction of dissolved oxygen gas (O 2 ) as a cathode (anode of a local battery) reaction, and is corrosive to base metals such as iron. The gasket contact surface of the flange part usually appears sufficiently smooth when viewed visually, but microscopically, irregularities remain, and when the flange part is fastened together with the gasket, alkaline water intrudes between the concave part of the gasket contact surface and the gasket. It is thought that a fine tunnel-shaped flow path is formed that allows for this. If alkaline water enters between the gasket contact surface of the metal flange portion and the gasket, it may corrode (ionize) the metal on the gasket contact surface. It is thought that microscopic pockets are created in areas where metal corrosion has occurred, and more alkaline water flows into these pockets through the existing microtunnel-shaped flow path, expanding the metal corrosion, thereby creating a vicious cycle in which the microtunnel-shaped channel expands and/or progresses. . If the flow path on this tunnel is sufficiently developed, it is possible for alkaline water and, in severe cases, gas to penetrate into the outer periphery of the gasket contact surface of the flange portion, and it is thought that the sealing properties of the electrolyte solution and gas deteriorate.

니켈은 알칼리수에 대해서 충분한 내부식성을 갖고 있다. 따라서, 플랜지부가 철 등의 비천금속(예를 들면, 탄소강 등)으로 형성되어 있는 경우여도, 플랜지부의 가스켓 접촉면에 니켈 도금이 실시되어 있는 경우에는, 가령, 플랜지부의 가스켓 접촉면에 미세한 요철이 잔존하고 있어서, 가스켓의 사이에 미세한 터널이 형성되었다고 해도, 알칼리수에 의한 금속 부식이 확대하는 것은 피할 수 있으므로, 전해액 및 가스의 씰링성은 유지된다고 생각된다. 그 목적에 있어서, 니켈 도금층의 두께는 2~10㎛이면 충분하고, 이것을 초과해서 두꺼운 니켈 도금층을 마련해도 단지 경제적이지 않다고 생각될 뿐이다. 그러나, 알칼리수 전해조의 양극실에 있어서는, 금속제의 플랜지부가 산화적 전위에 놓여지는 것, 및, 산소 가스가 다량으로 발생하는 것이 문제가 될 수 있다.Nickel has sufficient corrosion resistance to alkaline water. Therefore, even if the flange portion is formed of a base metal such as iron (e.g., carbon steel, etc.), if nickel plating is applied to the gasket contact surface of the flange portion, for example, fine irregularities may appear on the gasket contact surface of the flange portion. Even if it remains and a fine tunnel is formed between the gaskets, expansion of metal corrosion caused by alkaline water can be avoided, so it is thought that the sealing properties of the electrolyte solution and gas are maintained. For that purpose, the thickness of the nickel plating layer is sufficient to be 2 to 10 μm, and it is simply not economical to provide a thicker nickel plating layer than this. However, in the anode chamber of an alkaline water electrolyzer, it may be a problem that the metal flange portion is placed at an oxidative potential and that a large amount of oxygen gas is generated.

특히, 알칼리수 전해조의 음극실에서 발생하는 가스는 수소 가스이어서, 음극실은 환원적 분위기로 충만됨에 대해서, 양극실에서 발생하는 가스는 산소 가스이어서, 양극실은 산화적 분위기로 충만됨과 함께, 양극액에도 산소 가스가 포화 레벨까지 용해한다. 산소 발생 반응 전위의 부근에서는 열역학적으로 니켈 금속의 산화 반응이 진행한다(하기 식(1) 또는 (2)). 수산화니켈(II)은 비산화적 조건 하에서는 알칼리 수용액 중에서 안정하지만, 전위 및 산소 가스 활량 등의 조건에 따라서 니켈의 산화가 더 진행할 수 있다(예를 들면, 하기 식(3)~(6)).In particular, the gas generated in the cathode chamber of the alkaline water electrolyzer is hydrogen gas, so the cathode chamber is filled with a reducing atmosphere, while the gas generated in the anode chamber is oxygen gas, so the anode chamber is filled with an oxidizing atmosphere, and the anolyte Oxygen gas dissolves to saturation level. In the vicinity of the oxygen evolution reaction potential, the oxidation reaction of nickel metal proceeds thermodynamically (Equation (1) or (2) below). Nickel (II) hydroxide is stable in an aqueous alkaline solution under non-oxidizing conditions, but oxidation of nickel may proceed further depending on conditions such as potential and oxygen gas activity (e.g., formulas (3) to (6) below).

Ni+2OH-→Ni(OH)2+2e- …(1)Ni+2OH - →Ni(OH) 2 +2e - … (One)

Ni+(1/2)O2+H2O→Ni(OH)2 …(2)Ni+(1/2)O 2 +H 2 O→Ni(OH) 2 … (2)

Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O+e- …(3)Ni(OH) 2 +OH - →NiOOH+H 2 O+e - … (3)

2Ni(OH)2+(1/2)O2→2NiOOH+H2O …(4)2Ni(OH) 2 +(1/2)O 2 →2NiOOH+H 2 O... (4)

NiOOH+OH-→NiO2+H2O+e- …(5)NiOOH+OH - →NiO 2 +H 2 O+e - … (5)

2NiOOH+(1/2)O2→2NiO2+H2O …(6)2NiOOH+(1/2)O 2 →2NiO 2 +H 2 O … (6)

이와 같은 니켈의 산화 반응은, 주로 니켈의 표면 및 그 근방에서 진행한다. 일반적으로, 산화물 피막 / 분위기 가스 계면에서는, 가스 흐름이 충분하면, 산화물로부터의 산소의 해리압은 분위기의 산소 분압과 같아진다. 분위기의 산소 분압이 해리압보다 높으면 금속은 산화되고, 해리압 미만이면 산화물은 환원된다. 산화물 피막 중에서는 산소 분압의 구배가 생겨서, 산화물 피막의 심부일수록 분압이 저하한다. 금속/산화물 계면에서 열역학 평형이 성립해 있다고 가정하면, 계는 금속과 산화물이 공존하는 평형 상태로 간주할 수 있으므로, 산소 분압은 해리압과 같아진다. 따라서, 산화물 피막에 접하는 상 중의 산소 가스의 활량이 높을수록, 금속/산화물 평형은 산화물의 측으로 기울어져서 산화물 피막은 두꺼워진다고 생각된다. 이들 니켈의 산화 반응은 가역 반응이므로, 알칼리수 전해조의 운전이 정지되었을 때에는, 니켈의 산화 반응의 역반응(환원 반응)을 진행할 수 있다. 양극실로부터 산소 가스가 회수되는 것에 의한 양극실 중의 산소 가스 활량의 저하도, 당해 역반응을 뒷받침한다고 생각된다. 니켈 표면 및 그 근방에서의 니켈의 산화 반응 및 그 역반응은, 결정 구조의 변화를 통해서, 니켈 표면 및 그 근방에서의 국소적인 응력 변화를 가져올 수 있다. 니켈 표면 및 그 근방에 있어서의 니켈의 산화 반응 및 그 역반응의 반복은, 국소적인 응력 변화의 반복을 통해서, 니켈 도금 피막의 열화를 촉진할 수 있다. 이 문제는, 알칼리수 전해조의 운전 및 정지가 빈번하게 반복되는 조건에 있어서 특히 현저해질 수 있다. 그와 같은 운전 조건의 예로서는, 알칼리수 전해조의 전류원으로서, 재생 가능 에너지(예를 들면, 태양광 발전, 풍력 발전, 조력 발전 등) 등의 불안정 전원이, 이차전지 등으로 안정화되지 않고 사용되는 경우를 들 수 있다. 니켈 도금 피막이 열화하면, 표면의 요철도 진전해서, 이것이 궁극적으로는 플랜지부와 가스켓의 사이의 전해액 및 가스의 씰링성을 저하시킨다고 생각된다.This oxidation reaction of nickel mainly proceeds on and near the surface of nickel. Generally, at the oxide film/atmospheric gas interface, if the gas flow is sufficient, the dissociation pressure of oxygen from the oxide becomes equal to the partial pressure of oxygen in the atmosphere. If the partial pressure of oxygen in the atmosphere is higher than the dissociation pressure, the metal is oxidized, and if it is lower than the dissociation pressure, the oxide is reduced. A gradient of oxygen partial pressure occurs in the oxide film, and the deeper the oxide film, the lower the partial pressure. Assuming that thermodynamic equilibrium is established at the metal/oxide interface, the system can be considered to be in an equilibrium state where the metal and oxide coexist, so the oxygen partial pressure becomes equal to the dissociation pressure. Therefore, it is thought that the higher the activity of oxygen gas in the phase in contact with the oxide film, the more the metal/oxide balance is tilted toward the oxide side, and the thicker the oxide film becomes. Since these nickel oxidation reactions are reversible reactions, when the operation of the alkaline water electrolyzer is stopped, the reverse reaction (reduction reaction) of the nickel oxidation reaction can proceed. It is believed that the decrease in oxygen gas activity in the anode chamber due to recovery of oxygen gas from the anode chamber also supports the reverse reaction. Nickel oxidation reactions and reverse reactions on and near the nickel surface may result in local stress changes on and near the nickel surface through changes in crystal structure. Repetition of the oxidation reaction of nickel and the reverse reaction on the nickel surface and its vicinity may accelerate deterioration of the nickel plating film through repetition of local stress changes. This problem can become particularly noticeable under conditions where the operation and stop of the alkaline water electrolyzer are frequently repeated. An example of such an operating condition is a case where an unstable power source such as renewable energy (e.g. solar power generation, wind power generation, tidal power generation, etc.) is used as the current source of the alkaline water electrolyzer without being stabilized by a secondary battery, etc. I can hear it. When the nickel plating film deteriorates, surface irregularities also develop, which is thought to ultimately reduce the sealing performance of the electrolyte and gas between the flange portion and the gasket.

본 발명자는, 양극실측의 플랜지부의 가스켓 접촉면에 노출하도록, 두께 27㎛ 이상의 니켈 도금층을 마련함과 함께, 당해 가스켓 접촉면의 표면 거칠기를, 산술 평균 거칠기Ra로서 10㎛ 이하로 함으로써, 알칼리수 전해조의 양극실측이라고 하는 금속 부식에 대해서 엄격한 조건 하에 있어서도, 전해액 및 가스의 씰링성의 저하를 억제할 수 있는 것을 알아냈다.The present inventor provided a nickel plating layer with a thickness of 27 ㎛ or more to expose the gasket contact surface of the flange portion on the anode actual side, and set the surface roughness of the gasket contact surface to 10 ㎛ or less in terms of arithmetic mean roughness Ra, thereby making the anode of an alkaline water electrolyzer. It was found that the deterioration of the sealing properties of the electrolyte solution and gas could be suppressed even under strict conditions regarding metal corrosion, which are said to be actual measurements.

도 2는, 도 1로부터 제1 프레임체(10)만을 뽑아낸 도면이다. 도 2에 있어서, 도 1에 이미 표시된 요소에는 도 1에 있어서의 부호와 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략하는 경우가 있다. 제1 플랜지부(12)는, 제1 가스켓 요소(31)(도 1 참조)와 접촉하는, 제1 가스켓 접촉면(12e)을 갖는다. 제1 프레임체(10)는, 제1 플랜지부(12)의 제1 가스켓 접촉면(12e)에 노출되어 마련된, 제1 니켈 도금층(14)을 구비하고 있다. 제1 니켈 도금층(14)의, 제1 가스켓 접촉면(12e)에 있어서의 두께는, 양극액 및 양극실 가스의 씰링성의 저하를 억제하는 관점, 및, 산소 가스 활량이 높은 알칼리수 중에서의 내부식성을 장기에 걸쳐서 높이는 관점에서, 27㎛ 이상이고, 보다 바람직하게는 30㎛ 이상이다. 당해 두께의 상한은 특히 제한되는 것은 아니지만, 제조 코스트의 관점에서 예를 들면, 100㎛ 이하일 수 있다.FIG. 2 is a view in which only the first frame 10 is taken out from FIG. 1. In FIG. 2, elements already shown in FIG. 1 are given the same symbols as those in FIG. 1, and descriptions may be omitted. The first flange portion 12 has a first gasket contact surface 12e, which contacts the first gasket element 31 (see FIG. 1). The first frame 10 is provided with a first nickel plating layer 14 exposed to the first gasket contact surface 12e of the first flange portion 12. The thickness of the first nickel plating layer 14 at the first gasket contact surface 12e is determined from the viewpoint of suppressing the deterioration of the sealing properties of the anolyte and the anode chamber gas, and corrosion resistance in alkaline water with high oxygen gas activity. From the viewpoint of the height over a long period of time, it is 27 μm or more, and more preferably 30 μm or more. The upper limit of the thickness is not particularly limited, but may be, for example, 100 μm or less from the viewpoint of manufacturing cost.

양극액 및 양극실 가스의 씰링성의 저하를 억제하는 관점, 및, 산소 가스 활량이 높은 알칼리수 중에서의 내부식성을 장기에 걸쳐서 높이는 관점에서, 제1 가스켓 접촉면(12e)의 표면 거칠기는, JIS B0601에 규정된 산술 평균 거칠기Ra로서 10㎛ 이하이고, 바람직하게는 9㎛ 이하, 또는 8㎛ 이하이다. 당해 산술 평균 거칠기Ra의 하한은 특히 제한되는 것은 아니지만, 가스켓의 고정의 안정성 및 제조 코스트의 관점에서는, 일 실시형태에 있어서, 1㎛ 이상, 또는 2㎛ 이상일 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 당해 산술 평균 거칠기Ra는, 1~10㎛, 또는 1~9㎛, 또는 1~8㎛일 수 있다.From the viewpoint of suppressing the deterioration of the sealing properties of the anolyte and the anode chamber gas, and from the viewpoint of increasing corrosion resistance in alkaline water with high oxygen gas activity over a long period of time, the surface roughness of the first gasket contact surface 12e is determined in accordance with JIS B0601. The prescribed arithmetic mean roughness Ra is 10 μm or less, preferably 9 μm or less, or 8 μm or less. The lower limit of the arithmetic mean roughness Ra is not particularly limited, but may be 1 μm or more, or 2 μm or more in one embodiment, from the viewpoint of stability of fixation of the gasket and manufacturing cost. In one embodiment, the arithmetic mean roughness Ra may be 1 to 10 μm, or 1 to 9 μm, or 1 to 8 μm.

양극액 및 양극실 가스의 씰링성의 저하를 더 억제하는 관점, 및, 산소 가스 활량이 높은 알칼리수 중에서의 내부식성을 더 높이는 관점에서, 제1 가스켓 접촉면(12e)의 표면 거칠기는, JIS B0601에 규정된 최대 높이Rz로서, 바람직하게는 40㎛ 이하, 보다 바람직하게는 35㎛ 이하이다. 당해 최대 높이Rz의 하한은 특히 제한되는 것은 아니지만, 제조 코스트의 관점에서는, 일 실시형태에 있어서, 2㎛ 이상, 또는 4㎛ 이상, 또는 6㎛ 이상, 또는 8㎛ 이상일 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 당해 최대 높이Rz는, 2~40㎛, 또는 4~40㎛, 또는 6~40㎛일 수 있다.From the viewpoint of further suppressing the deterioration of the sealing properties of the anolyte and the anode chamber gas, and further improving the corrosion resistance in alkaline water with high oxygen gas activity, the surface roughness of the first gasket contact surface 12e is specified in JIS B0601. The maximum height Rz is preferably 40 μm or less, more preferably 35 μm or less. The lower limit of the maximum height Rz is not particularly limited, but from the viewpoint of manufacturing cost, in one embodiment, it may be 2 μm or more, or 4 μm or more, or 6 μm or more, or 8 μm or more. In one embodiment, the maximum height Rz may be 2 to 40 μm, or 4 to 40 μm, or 6 to 40 μm.

전해조(100)에 있어서, 제1 니켈 도금층(14)은, 제1 가스켓 접촉면(12e), 및, 제1 프레임체(10)의 양극실(A)에 면한 표면에, 연속해서 마련되어 있다. 제1 프레임체(10)가 양극실(A)에 면한 표면에도 이와 같은 두꺼운 니켈 도금층을 구비함으로써, 양극실의 산소 가스 분위기 및 산소 가스 포화 알칼리수 중에서의 내부식성을 장기에 걸친 사용에 충분한 수준까지 저렴하게 높이는 것이 가능해진다. 양극실의 산소 가스 분위기 및 산소 가스 포화 알칼리수 중에서의 내부식성을 더 높이는 관점에서는, 제1 프레임체(10)의 양극실(A)에 면한 표면에 있어서의 니켈 도금층의 두께는, 바람직하게는 27㎛ 이상, 보다 바람직하게는 30㎛ 이상, 특히 바람직하게는 50㎛ 이상이다. 제1 프레임체(10)의 양극실(A)에 면한 표면에 있어서의 니켈 도금층의 두께의 상한은 특히 제한되는 것은 아니지만, 코스트의 관점에서 바람직하게는 예를 들면, 100㎛ 이하일 수 있다. 제1 프레임체(10)의 양극실(A)에 면한 표면에 있어서의 니켈 도금층은, 제1 프레임체(10)의 양극실(A)에 면한 표면의 전체에 마련되어 있어도 되고, 접액부에만 마련되어 있어도 된다.In the electrolytic cell 100, the first nickel plating layer 14 is continuously provided on the first gasket contact surface 12e and the surface facing the anode chamber A of the first frame 10. By providing such a thick nickel plating layer on the surface of the first frame 10 facing the anode chamber A, the corrosion resistance in the oxygen gas atmosphere and oxygen gas-saturated alkaline water of the anode chamber is maintained at a level sufficient for long-term use. It becomes possible to increase it inexpensively. From the viewpoint of further improving corrosion resistance in the oxygen gas atmosphere of the anode chamber and oxygen gas-saturated alkaline water, the thickness of the nickel plating layer on the surface of the first frame 10 facing the anode chamber A is preferably 27 It is ㎛ or more, more preferably 30 ㎛ or more, particularly preferably 50 ㎛ or more. The upper limit of the thickness of the nickel plating layer on the surface of the first frame 10 facing the anode chamber A is not particularly limited, but is preferably, for example, 100 μm or less from the viewpoint of cost. The nickel plating layer on the surface facing the anode chamber A of the first frame 10 may be provided on the entire surface facing the anode chamber A of the first frame 10, or may be provided only on the liquid contact portion. do.

하나의 바람직한 실시형태에 있어서, 제1 프레임체(10)는, 적어도 하나의 강제의 심재(10a)와, 당해 심재(10a)의 표면에 마련된 제1 니켈 도금층(14)을 포함한다. 전해조(100)에 있어서, 강제의 심재(10a)는, 격벽(11)을 구성하는 강제의 심재(11a)와, 플랜지부(12)를 구성하는 강제의 심재(12a)와, 지지 부재(13)를 구성하는 강제의 심재(13a)를 포함한다. 제1 니켈 도금층(14)은, 적어도 플랜지부(12)의 가스켓 접촉면(12e)에 노출하도록 마련되고, 제1 가스켓 접촉면(12e)으로부터 더 연속해서, 심재(10a) 중, 양극실에 면한 표면 전체에 마련되어 있어도 되고, 심재(10a)의 표면 전체에 마련되어 있어도 된다.In one preferred embodiment, the first frame 10 includes at least one steel core 10a and a first nickel plating layer 14 provided on the surface of the core 10a. In the electrolytic cell 100, the steel core material 10a includes the steel core material 11a constituting the partition wall 11, the steel core material 12a constituting the flange portion 12, and the support member 13. ) includes the steel heart material (13a) constituting the The first nickel plating layer 14 is provided to be exposed at least to the gasket contact surface 12e of the flange portion 12, and is further continuous from the first gasket contact surface 12e, and is the surface of the core material 10a facing the anode chamber. It may be provided on the entire surface or may be provided on the entire surface of the core material 10a.

일 실시형태에 있어서, 이와 같은 제1 프레임체(10)는, 격벽(11)을 구성하는 강제의 심재(11a) 및 플랜지부(12)를 구성하는 강제의 심재(12a)에 니켈 도금을 실시함으로써 제조할 수 있다. 격벽(11)을 구성하는 강제의 심재(11a)과 플랜지부(12)를 구성하는 강제의 심재(12a)를 포함하는 일체의 심재에 니켈 도금을 실시해도 되고, 격벽(11)을 구성하는 강제의 심재(11a) 및 플랜지부(12)를 구성하는 강제의 심재(12a)에 각각 별개로 니켈 도금을 실시하고나서 양자를 접합해도 된다. 또한, 제1 프레임체(10)가 지지 부재(13)를 구비하는 경우, 격벽(11)을 구성하는 강제의 심재(11a)와 지지 부재(13)를 구성하는 강제의 심재(13a)를 포함하고, 임의적으로 플랜지부(12)를 구성하는 강제의 심재(12a)를 더 포함하는 일체의 심재에 니켈 도금을 실시해도 되고, 지지 부재(13)를 구성하는 강제의 심재(13a)에 별개로 니켈 도금을 실시하고나서 심재(13a)와 니켈 도금층을 구비하는 지지 부재(13)를 격벽(11)에 접합해도 된다. 또, 상기와 같이, 제1 플랜지부(12)는 양극실(A)에 양극액을 공급하는 양극액 공급 유로(도시않음)와, 양극실(A)로부터 양극액 및 양극에서 발생한 가스를 회수하는 양극액 회수 유로(도시않음)를 구비하고 있다. 플랜지부(12)가 강제의 심재(12a)를 구비하는 경우, 플랜지부(12)에 구비되는 양극액 공급 유로 및 양극액 회수 유로의 내표면에도 상기 니켈 도금층(14)이 마련되는 것이 바람직하다. 당해 니켈 도금층(14)은 플랜지부(12)에 구비되는 양극액 공급 유로 및 양극액 회수 유로의 내표면의 적어도 접액부에 마련되는 것이 바람직하고, 당해 내표면의 전체에 마련되어 있어도 된다.In one embodiment, such a first frame body 10 is provided with nickel plating on the steel core material 11a constituting the partition 11 and the steel core material 12a constituting the flange portion 12. It can be manufactured by doing this. Nickel plating may be applied to all core materials including the steel core material 11a constituting the partition 11 and the steel core material 12a constituting the flange portion 12, and the steel core material constituting the partition 11 may be plated with nickel. The core material 11a and the steel core material 12a constituting the flange portion 12 may be separately nickel-plated and then joined. In addition, when the first frame 10 is provided with the support member 13, it includes a steel core 11a constituting the partition 11 and a steel core 13a constituting the support member 13. Nickel plating may optionally be applied to all core materials further including the steel core material 12a constituting the flange portion 12, and may be applied separately to the steel core material 13a constituting the support member 13. After nickel plating, the support member 13 including the core material 13a and the nickel plating layer may be joined to the partition wall 11. In addition, as described above, the first flange portion 12 has an anolyte supply passage (not shown) that supplies the anolyte to the anode chamber A, and recovers the anolyte and the gas generated from the anode from the anode chamber A. It is equipped with an anolyte recovery channel (not shown). When the flange portion 12 is provided with a steel core material 12a, it is preferable that the nickel plating layer 14 is also provided on the inner surfaces of the anolyte supply passage and the anolyte recovery passage provided in the flange portion 12. . The nickel plating layer 14 is preferably provided at least on a liquid-contacting portion of the inner surface of the anolyte supply passage and the anolyte recovery passage provided in the flange portion 12, and may be provided on the entire inner surface.

도 3은, 도 1로부터 제2 프레임체(20)만을 뽑아낸 도면이다. 도 3에 있어서, 도 1~2에 이미 표시된 요소에는 도 1~2에 있어서의 부호와 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략하는 경우가 있다. 제2 플랜지부(22)는, 제2 가스켓 요소(32)(도 1 참조)와 접촉하는, 제2 가스켓 접촉면(22e)을 갖는다. 제2 프레임체(20)는, 제2 플랜지부(22)의 제2 가스켓 접촉면(22e)에 노출되어 마련된, 제2 니켈 도금층(24)을 구비하고 있다. 제2 니켈 도금층(24)의, 제2 가스켓 접촉면(22e)에 있어서의 두께는, 음극액 및 음극실 가스의 씰링성의 저하를 억제하는 관점에서, 바람직하게는 27㎛ 이상, 보다 바람직하게는 30㎛ 이상이다. 당해 두께의 상한은 특히 제한되는 것은 아니지만, 제조 코스트의 관점에서 예를 들면, 100㎛ 이하일 수 있다.FIG. 3 is a view in which only the second frame 20 is taken out from FIG. 1. In Fig. 3, elements already shown in Figs. 1 and 2 are given the same symbols as those in Figs. 1 and 2, and descriptions may be omitted. The second flange portion 22 has a second gasket contact surface 22e, which contacts the second gasket element 32 (see FIG. 1). The second frame 20 is provided with a second nickel plating layer 24 exposed to the second gasket contact surface 22e of the second flange portion 22. The thickness of the second nickel plating layer 24 at the second gasket contact surface 22e is preferably 27 μm or more, more preferably 30 μm, from the viewpoint of suppressing a decrease in the sealing properties of the catholyte and cathode chamber gas. It is ㎛ or more. The upper limit of the thickness is not particularly limited, but may be, for example, 100 μm or less from the viewpoint of manufacturing cost.

음극액 및 음극실 가스의 씰링성의 저하를 억제하는 관점에서, 제2 가스켓 접촉면(22e)의 표면 거칠기는, JIS B0601에 규정된 산술 평균 거칠기Ra로서 바람직하게는 10㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 9㎛ 이하, 또는 8㎛ 이하이다. 당해 산술 평균 거칠기Ra의 하한은 특히 제한되는 것은 아니지만, 가스켓의 고정의 안정성 및 제조 코스트의 관점에서는, 일 실시형태에 있어서, 1㎛ 이상, 또는 2㎛ 이상일 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 당해 산술 평균 거칠기Ra는, 1~10㎛, 또는 1~9㎛, 또는 1~8㎛일 수 있다.From the viewpoint of suppressing deterioration of the sealing properties of the catholyte and cathode chamber gas, the surface roughness of the second gasket contact surface 22e is preferably 10 μm or less as the arithmetic mean roughness Ra specified in JIS B0601, and more preferably It is 9㎛ or less, or 8㎛ or less. The lower limit of the arithmetic mean roughness Ra is not particularly limited, but may be 1 μm or more, or 2 μm or more in one embodiment, from the viewpoint of stability of fixation of the gasket and manufacturing cost. In one embodiment, the arithmetic mean roughness Ra may be 1 to 10 μm, or 1 to 9 μm, or 1 to 8 μm.

음극액 및 음극실 가스의 씰링성의 저하를 더 억제하는 관점에서, 제2 가스켓 접촉면(22e)의 표면 거칠기는, JIS B0601에 규정된 최대 높이Rz로서, 바람직하게는 40㎛ 이하, 보다 바람직하게는 35㎛ 이하이다. 당해 최대 높이Rz의 하한은 특히 제한되는 것은 아니지만, 제조 코스트의 관점에서는, 일 실시형태에 있어서, 2㎛ 이상, 또는 4㎛ 이상, 또는 6㎛ 이상, 또는 8㎛ 이상일 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 당해 최대 높이Rz는, 2~40㎛, 또는 4~40㎛, 또는 6~40㎛일 수 있다.From the viewpoint of further suppressing the deterioration of the sealing properties of the catholyte and cathode chamber gas, the surface roughness of the second gasket contact surface 22e is the maximum height Rz specified in JIS B0601, and is preferably 40 μm or less, more preferably It is 35㎛ or less. The lower limit of the maximum height Rz is not particularly limited, but from the viewpoint of manufacturing cost, in one embodiment, it may be 2 μm or more, or 4 μm or more, or 6 μm or more, or 8 μm or more. In one embodiment, the maximum height Rz may be 2 to 40 μm, or 4 to 40 μm, or 6 to 40 μm.

전해조(100)에 있어서, 제2 니켈 도금층(24)은, 제2 가스켓 접촉면(22e), 및, 제2 프레임체(20)의 음극실(C)에 면한 표면에, 연속해서 마련되어 있다. 제2 프레임체(20)가 음극실(C)에 면한 표면에도 니켈 도금층을 구비함으로써, 음극실의 알칼리 조건 하에서의 내부식성을 충분한 수준까지 높이는 것이 가능해진다. 제2 프레임체(20)의 음극실(C)에 면한 표면에 있어서, 니켈 도금층은, 음극실의 알칼리 조건에 견디는 것이 가능한 내부식성을 가져오는 두께를 갖는다. 그 두께는 2㎛이면 충분하고, 바람직하게는 10㎛ 이상, 보다 바람직하게는 27㎛ 이상, 일 실시형태에 있어서 30㎛ 이상일 수 있다. 제2 프레임체(20)의 음극실(C)에 면한 표면에 있어서의 니켈 도금층의 두께의 상한은 특히 제한되는 것은 아니지만, 코스트의 관점에서 바람직하게는 예를 들면, 100㎛ 이하일 수 있다. 제2 프레임체(20)의 음극실(C)에 면한 표면에 있어서의 니켈 도금층은, 제2 프레임체(20)의 음극실(C)에 면한 표면의 전체에 마련되어 있어도 되고, 접액부에만 마련되어 있어도 된다.In the electrolytic cell 100, the second nickel plating layer 24 is continuously provided on the second gasket contact surface 22e and the surface facing the cathode chamber C of the second frame 20. By providing a nickel plating layer on the surface of the second frame 20 facing the cathode chamber C, it becomes possible to increase the corrosion resistance under alkaline conditions in the cathode chamber to a sufficient level. On the surface of the second frame 20 facing the cathode chamber C, the nickel plating layer has a thickness that provides corrosion resistance capable of withstanding the alkaline conditions of the cathode chamber. The thickness is sufficient if it is 2㎛, preferably 10㎛ or more, more preferably 27㎛ or more, and in one embodiment, may be 30㎛ or more. The upper limit of the thickness of the nickel plating layer on the surface of the second frame 20 facing the cathode chamber C is not particularly limited, but is preferably, for example, 100 μm or less from the viewpoint of cost. The nickel plating layer on the surface facing the cathode chamber C of the second frame 20 may be provided on the entire surface facing the cathode chamber C of the second frame 20, or may be provided only on the liquid contact portion. do.

하나의 바람직한 실시형태에 있어서, 제2 프레임체(20)는, 적어도 하나의 강제의 심재(20a)와, 당해 심재(20a)의 표면에 마련된 제2 니켈 도금층(24)을 포함한다. 전해조(100)에 있어서, 강제의 심재(20a)는, 격벽(21)을 구성하는 강제의 심재(21a)와, 플랜지부(22)를 구성하는 강제의 심재(22a)와, 지지 부재(23)를 구성하는 강제의 심재(23a)를 포함한다. 제2 니켈 도금층(24)은, 적어도 플랜지부(22)의 가스켓 접촉면(22e)에 노출하도록 마련되고, 제2 가스켓 접촉면(22e)으로부터 더 연속해서, 심재(20a) 중, 음극실에 면한 표면 전체에 마련되어 있어도 되고, 심재(20a)의 표면 전체에 마련되어 있어도 된다.In one preferred embodiment, the second frame 20 includes at least one steel core material 20a and a second nickel plating layer 24 provided on the surface of the core material 20a. In the electrolytic cell 100, the steel core material 20a includes the steel core material 21a constituting the partition wall 21, the steel core material 22a constituting the flange portion 22, and the support member 23. ) includes the steel heart material 23a constituting the The second nickel plating layer 24 is provided to be exposed at least to the gasket contact surface 22e of the flange portion 22, and is further continuous from the second gasket contact surface 22e, and is the surface of the core material 20a facing the cathode chamber. It may be provided on the entire surface, or may be provided on the entire surface of the core material 20a.

일 실시형태에 있어서, 이와 같은 제2 프레임체(20)는, 격벽(21)을 구성하는 강제의 심재(21a) 및 플랜지부(22)를 구성하는 강제의 심재(22a)에 니켈 도금을 실시함으로써 제조할 수 있다. 격벽(21)을 구성하는 강제의 심재(21a)과 플랜지부(22)를 구성하는 강제의 심재(22a)를 포함하는 일체의 심재에 니켈 도금을 실시해도 되고, 격벽(21)을 구성하는 강제의 심재(21a) 및 플랜지부(22)를 구성하는 강제의 심재(22a)에 각각 별개로 니켈 도금을 실시하고나서 양자를 접합해도 된다. 또한, 제2 프레임체(20)가 지지 부재(23)를 구비하는 경우, 격벽(21)을 구성하는 강제의 심재(21a)와 지지 부재(23)를 구성하는 강제의 심재(23a)를 포함하고, 임의적으로 플랜지부(22)를 구성하는 강제의 심재(22a)를 더 포함하는 일체의 심재에 니켈 도금을 실시해도 되고, 지지 부재(23)를 구성하는 강제의 심재(23a)에 별개로 니켈 도금을 실시하고나서 심재(23a)와 니켈 도금층을 구비하는 지지 부재(23)를 격벽(21)에 접합해도 된다. 또, 상기와 같이, 제2 플랜지부(22)는, 또한, 음극실(C)에 음극액을 공급하는 음극액 공급 유로(도시않음)와, 음극실(C)로부터 음극액 및 음극에서 발생한 가스를 회수하는 음극액 회수 유로(도시않음)를 구비하고 있다. 플랜지부(22)가 강제의 심재(22a)를 구비하는 경우, 플랜지부(22)에 구비되는 음극액 공급 유로 및 음극액 회수 유로의 내표면에도 상기 니켈 도금층(24)이 마련되는 것이 바람직하다. 당해 니켈 도금층(24)은 플랜지부(22)에 구비되는 음극액 공급 유로 및 음극액 회수 유로의 내표면의 적어도 접액부에 마련되는 것이 바람직하고, 당해 내표면의 전체에 마련되어 있어도 된다.In one embodiment, such a second frame body 20 is provided with nickel plating on the steel core material 21a constituting the partition 21 and the steel core material 22a constituting the flange portion 22. It can be manufactured by doing this. Nickel plating may be applied to all core materials including the steel core material 21a constituting the partition 21 and the steel core material 22a constituting the flange portion 22, and the steel core material constituting the partition 21 may be plated with nickel. The core material 21a and the steel core material 22a constituting the flange portion 22 may be separately nickel-plated and then joined. In addition, when the second frame 20 is provided with the support member 23, it includes a steel core 21a constituting the partition 21 and a steel core 23a constituting the support member 23. Nickel plating may optionally be applied to all core materials further including the steel core material 22a constituting the flange portion 22, and may be applied separately to the steel core material 23a constituting the support member 23. After performing nickel plating, the support member 23 including the core material 23a and the nickel plating layer may be joined to the partition wall 21. In addition, as described above, the second flange portion 22 also has a catholyte supply passage (not shown) for supplying catholyte to the cathode chamber C, and a catholyte supply passage (not shown) for supplying catholyte to the cathode chamber C. It is equipped with a catholyte recovery channel (not shown) to recover gas. When the flange portion 22 is provided with a steel core material 22a, it is preferable that the nickel plating layer 24 is also provided on the inner surfaces of the catholyte supply passage and the catholyte recovery passage provided in the flange portion 22. . The nickel plating layer 24 is preferably provided on at least the liquid contact portion of the inner surface of the catholyte supply flow path and the catholyte recovery flow path provided in the flange portion 22, and may be provided on the entire inner surface.

다른 일 실시형태에 있어서, 제2 프레임체(20)는, 격벽(21)을 구성하는 강제의 심재(21a)에 니켈 도금을 실시한 후, 심재(21a) 및 니켈 도금층을 구비하는 격벽(21)과 비금속 재료로 구성된 플랜지부(22)를 접합함으로써 제조할 수 있다. 제2 프레임체(20)가 지지 부재(23)를 구비하는 경우, 격벽(21)을 구성하는 강제의 심재(21a)와 지지 부재(23)를 구성하는 강제의 심재(23a)를 포함하는 일체의 심재에 니켈 도금을 실시해도 되고, 격벽(21)을 구성하는 강제의 심재(21a) 및 지지 부재(23)를 구성하는 강제의 심재(23a)에 각각 별개로 니켈 도금을 실시하고나서 양자를 접합해도 된다.In another embodiment, the second frame 20 is formed by applying nickel plating to the steel core material 21a constituting the partition 21, and then forming the partition wall 21 provided with the core material 21a and the nickel plating layer. It can be manufactured by joining the flange portion 22 made of a non-metallic material. When the second frame 20 is provided with the support member 23, an integral body including the steel core material 21a constituting the partition 21 and the steel core material 23a constituting the support member 23. Nickel plating may be applied to the core material, or nickel plating may be performed separately on the steel core material 21a constituting the partition 21 and the steel core material 23a constituting the support member 23, and then You can join it.

제1 프레임체(10)에 제1 니켈 도금층(14)을 마련함에 있어서는, 공지의 니켈 도금 방법을 채용할 수 있다. 금속제의 심재에 대한 니켈 도금은 전해 도금에 의해서 행해도 되고, 무전해 도금에 의해서 행해도 된다. 단, 전해 도금은 일반적으로 표면이 거칠어지는 바, 무전해 도금은, 본 발명에 있어서의 상기 산술 평균 거칠기Ra의 요건을 만족하는 표면을 얻기 쉽다. 이 때문에, 양극액 및 양극실 가스의 씰링성의 저하를 억제하는 관점, 및, 산소 가스 활량이 높은 알칼리수 중에서의 내부식성을 높이는 관점에서는, 무전해 니켈 도금을 바람직하게 채용할 수 있다. 무전해 니켈 도금은 공지의 프로세스에 의해서 행할 수 있다. 예를 들면, 금속제의 심재에 대해서, 산세 처리 공정, 탈지 처리 공정, 전해 탈지 처리 공정, 산활성 공정, 무전해 니켈 도금 석출 공정, 및 도금 후 열처리 공정을 상기 순으로 행함으로써, 금속제의 심재의 표면에 무전해 니켈 도금층을 형성할 수 있다. 무전해 니켈 도금은 무전해 니켈-인 도금이어도 되고, 무전해 니켈-붕소 도금이어도 되지만, 양극액 및 양극실 가스의 씰링성의 저하를 더 억제하는 관점, 및, 산소 가스 활량이 높은 알칼리수 중에서의 내부식성을 더 높이는 관점에서는, 무전해 니켈-인 도금이 바람직하다. 무전해 니켈 도금층(14) 중의 인 함유량은, 통상 1~13질량%이고, 일 실시형태에 있어서, 1질량% 이상 5질량% 미만, 또는 5질량% 이상 10질량% 미만, 또는 10질량% 이상 13질량% 이하일 수 있다. 양극액 및 양극실 가스의 씰링성의 저하를 더 억제하는 관점, 및, 산소 가스 활량이 높은 알칼리수 중에서의 내부식성을 더 높이는 관점에서는, 무전해 니켈 도금층(14) 중의 인 함유량은, 바람직하게는 5~13질량%이고, 일 실시형태에 있어서, 5질량% 이상 10질량% 미만일 수 있다. 특히 제1 가스켓 접촉면(12e) 및 제1 프레임체(10)의 양극실(A)에 면한 표면에 연속해서 제1 니켈 도금층(14)을 마련하는 경우에는, 전해조(100)의 전기 저항을 더 저감해서, 에너지 효율을 높이는 관점에서, 무전해 니켈 도금층(14) 중의 인 함유량은, 바람직하게는 5질량% 이상 10질량% 미만이다.In providing the first nickel plating layer 14 on the first frame 10, a known nickel plating method can be adopted. Nickel plating on the metal core material may be performed by electrolytic plating or electroless plating. However, electrolytic plating generally results in a rough surface, and electroless plating is easy to obtain a surface that satisfies the requirements of the arithmetic mean roughness Ra in the present invention. For this reason, electroless nickel plating can be preferably employed from the viewpoint of suppressing a decrease in the sealing properties of the anolyte and the anode chamber gas, and from the viewpoint of enhancing corrosion resistance in alkaline water with high oxygen gas activity. Electroless nickel plating can be performed by a known process. For example, for a metal core material, the pickling treatment process, degreasing treatment process, electrolytic degreasing treatment process, acid activation process, electroless nickel plating precipitation process, and post-plating heat treatment process are performed in the above order, thereby forming the metal core material. An electroless nickel plating layer can be formed on the surface. The electroless nickel plating may be electroless nickel-phosphorus plating or electroless nickel-boron plating, but from the viewpoint of further suppressing the deterioration of the sealing properties of the anode solution and the anode chamber gas, and the resistance in alkaline water with high oxygen gas activity. From the viewpoint of further increasing corrosion resistance, electroless nickel-phosphorus plating is preferable. The phosphorus content in the electroless nickel plating layer 14 is usually 1 to 13 mass%, and in one embodiment, it is 1 mass% or more and less than 5 mass%, or 5 mass% or more and less than 10 mass%, or 10 mass% or more. It may be 13% by mass or less. From the viewpoint of further suppressing the decline in the sealing properties of the anolyte and the anode chamber gas, and further improving the corrosion resistance in alkaline water with high oxygen gas activity, the phosphorus content in the electroless nickel plating layer 14 is preferably 5. ~13% by mass, and in one embodiment, may be 5% by mass or more and less than 10% by mass. In particular, when providing the first nickel plating layer 14 continuously on the first gasket contact surface 12e and the surface facing the anode chamber A of the first frame 10, the electrical resistance of the electrolytic cell 100 is further reduced. From the viewpoint of reducing and increasing energy efficiency, the phosphorus content in the electroless nickel plating layer 14 is preferably 5 mass% or more and less than 10 mass%.

제2 프레임체(20)에 제2 니켈 도금층(24)을 마련함에 있어서는, 공지의 니켈 도금 방법을 채용할 수 있다. 금속제의 심재에 대한 니켈 도금은 전해 도금에 의해서 행해도 되고, 무전해 도금에 의해서 행해도 된다. 단, 음극액 및 음극실 가스의 씰링성의 저하를 더 억제하는 관점, 및, 알칼리수 중에서의 내부식성을 더 높이는 관점에서는, 무전해 니켈 도금을 바람직하게 채용할 수 있다. 무전해 니켈 도금은 공지의 프로세스에 의해서 행할 수 있다. 예를 들면, 금속제의 심재에 대해서, 산세 처리 공정, 탈지 처리 공정, 전해 탈지 처리 공정, 산활성 공정, 무전해 니켈 도금 석출 공정, 및 도금 후 열처리 공정을 상기 순으로 행함으로써, 금속제의 심재의 표면에 무전해 니켈 도금층을 형성할 수 있다. 무전해 니켈 도금은 무전해 니켈-인 도금이어도 되고, 무전해 니켈-붕소 도금이어도 되지만, 음극액 및 음극실 가스의 씰링성의 저하를 더 억제하는 관점, 및, 알칼리수 중에서의 내부식성을 더 높이는 관점에서는, 무전해 니켈-인 도금이 바람직하다. 무전해 니켈 도금층(24) 중의 인 함유량은, 통상 1~13질량%이고, 일 실시형태에 있어서, 1질량% 이상 5질량% 미만, 또는 5질량% 이상 10질량% 미만, 또는 10질량% 이상 13질량% 이하일 수 있다. 음극액 및 음극실 가스의 씰링성의 저하를 더 억제하는 관점, 및, 알칼리수 중에서의 내부식성을 더 높이는 관점에서는, 무전해 니켈 도금층(24) 중의 인 함유량은, 바람직하게는 5~13질량%이고, 일 실시형태에 있어서, 5질량% 이상 10질량% 미만일 수 있다. 특히 제2 가스켓 접촉면(22e) 및 제2 프레임체(20)의 양극실(A)에 면한 표면에 연속해서 제2 니켈 도금층(24)을 마련하는 경우에는, 전해조(100)의 전기 저항을 더 저감해서, 에너지 효율을 높이는 관점에서, 무전해 니켈 도금층(24) 중의 인 함유량은, 바람직하게는 5질량% 이상 10질량% 미만이다.When providing the second nickel plating layer 24 on the second frame 20, a known nickel plating method can be adopted. Nickel plating on the metal core material may be performed by electrolytic plating or electroless plating. However, from the viewpoint of further suppressing a decrease in the sealing properties of the catholyte and cathode chamber gas, and from the viewpoint of further improving corrosion resistance in alkaline water, electroless nickel plating can be preferably employed. Electroless nickel plating can be performed by a known process. For example, for a metal core material, the pickling treatment process, degreasing treatment process, electrolytic degreasing treatment process, acid activation process, electroless nickel plating precipitation process, and post-plating heat treatment process are performed in the above order, thereby forming the metal core material. An electroless nickel plating layer can be formed on the surface. The electroless nickel plating may be electroless nickel-phosphorus plating or electroless nickel-boron plating, but from the viewpoint of further suppressing the deterioration of the sealing properties of the catholyte and cathode chamber gas, and from the viewpoint of further improving corrosion resistance in alkaline water. In , electroless nickel-phosphorus plating is preferred. The phosphorus content in the electroless nickel plating layer 24 is usually 1 to 13 mass%, and in one embodiment, it is 1 mass% or more and less than 5 mass%, or 5 mass% or more and less than 10 mass%, or 10 mass% or more. It may be 13% by mass or less. From the viewpoint of further suppressing the decline in the sealing properties of the catholyte and cathode chamber gas, and further improving the corrosion resistance in alkaline water, the phosphorus content in the electroless nickel plating layer 24 is preferably 5 to 13% by mass. , in one embodiment, it may be 5 mass% or more and less than 10 mass%. In particular, when the second nickel plating layer 24 is continuously provided on the second gasket contact surface 22e and the surface facing the anode chamber A of the second frame 20, the electrical resistance of the electrolytic cell 100 is further reduced. From the viewpoint of reducing and increasing energy efficiency, the phosphorus content in the electroless nickel plating layer 24 is preferably 5 mass% or more and less than 10 mass%.

가스켓(30)(도 1 참조)으로서는, 알칼리수 전해용의 전해조에 사용 가능하고, 전기 절연성을 갖는 가스켓을 특히 제한없이 사용할 수 있다. 도 1에는 가스켓(30)의 단면이 표시되어 있다. 가스켓(30)은 평탄한 형상을 갖고, 격막(40)의 주연부를 협지하는 한편, 제1 플랜지부(12)와 제2 플랜지부(22)의 사이에 협지된다. 가스켓(30)은, 제1 플랜지부(12) 및 격막(40)에 접촉하는, 제1 가스켓 요소(31)와, 제2 플랜지부(22) 및 격막(40)에 접촉하는, 제2 가스켓 요소(32)를 구비한다. 일 실시형태에 있어서, 제1 가스켓 요소(31)와 제2 가스켓 요소(32)는, 분리한 별개의 가스켓 요소이다. 다른 실시형태에 있어서, 제1 가스켓 요소(31)와 제2 가스켓 요소(32)는, 외연부에서 접합되어서 일체의 가스켓을 형성하고 있어도 된다. 그와 같은 일체형의 가스켓에 의하면, 전해액 및 가스의 씰링성을 더 높이는 것이 가능해진다. 가스켓(30)은, 내알칼리성을 갖는 엘라스토머에 의해서 형성되어 있는 것이 바람직하다. 가스켓(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), 클로로설폰화폴리에틸렌 고무(CSM) 등의 엘라스토머를 들 수 있다. 또한, 알칼리 내성을 갖지 않는 가스켓 재료를 사용하는 경우, 당해 가스켓 재료의 표면에 내알칼리성을 갖는 재료의 층을 피복 등에 의해서 마련해도 된다.As the gasket 30 (see FIG. 1), a gasket that can be used in an electrolyzer for alkaline water electrolysis and has electrical insulation properties can be used without particular restrictions. 1 shows a cross section of the gasket 30. The gasket 30 has a flat shape, sandwiches the peripheral portion of the diaphragm 40, and is sandwiched between the first flange portion 12 and the second flange portion 22. The gasket 30 includes a first gasket element 31 that contacts the first flange portion 12 and the diaphragm 40, and a second gasket element that contacts the second flange portion 22 and the diaphragm 40. It has an element 32. In one embodiment, the first gasket element 31 and the second gasket element 32 are separate, separate gasket elements. In another embodiment, the first gasket element 31 and the second gasket element 32 may be joined at the outer edge to form an integrated gasket. With such an integrated gasket, it becomes possible to further improve the sealing properties of electrolyte and gas. The gasket 30 is preferably formed of an elastomer having alkali resistance. Examples of materials for the gasket 30 include natural rubber (NR), styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), butadiene rubber (BR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), silicone rubber (SR), Ethylene-propylene rubber (EPT), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), fluorine rubber (FR), isobutylene-isoprene rubber (IIR), urethane rubber (UR), chlorosulfonated polyethylene rubber (CSM), etc. Examples include elastomers. Additionally, when using a gasket material that does not have alkali resistance, a layer of a material that has alkali resistance may be provided on the surface of the gasket material by coating or the like.

격막(40)으로서는, 알칼리수 전해용의 전해조에 사용 가능한 이온 투과성의 격막을 특히 제한없이 사용할 수 있다. 격막(40)은, 가스 투과성이 낮고, 전기 전도도가 작고, 강도가 높은 것이 바람직하다. 격막(40)의 예로서는, 아스베스토나 변성 아스베스토로 이루어지는 다공질막, 폴리설폰계 폴리머를 사용한 다공질 격막, 폴리페닐렌설파이드 섬유를 사용한 포, 불소계 다공질막, 무기계 재료와 유기계 재료의 양쪽을 포함하는 하이브리드 재료를 사용한 다공질막 등의 다공질 격막을 들 수 있다. 또한, 이들 다공질 격막 이외에도, 불소계 등의 이온교환막을 격막(40)으로서 사용하는 것도 가능하다.As the diaphragm 40, an ion-permeable diaphragm that can be used in an electrolytic cell for alkaline water electrolysis can be used without particular restrictions. The diaphragm 40 preferably has low gas permeability, low electrical conductivity, and high strength. Examples of the diaphragm 40 include a porous membrane made of asbestos or modified asbestos, a porous membrane using a polysulfone polymer, a fabric using polyphenylene sulfide fibers, a fluorine-based porous membrane, and a porous membrane containing both inorganic and organic materials. Examples include porous membranes such as porous membranes using hybrid materials. In addition to these porous membranes, it is also possible to use an ion exchange membrane such as a fluorine-based membrane as the membrane 40.

양극(50)으로서는, 알칼리수 전해용의 전해조에 사용 가능한 양극을 특히 제한없이 사용할 수 있다. 양극(50)은 통상, 도전성 기재와, 당해 기재의 표면을 피복하는 촉매층을 구비한다. 촉매층은 다공질인 것이 바람직하다. 양극(50)의 도전성 기재로서는, 예를 들면, 니켈, 니켈 합금, 니켈철, 바나듐, 몰리브덴, 구리, 은, 망간, 백금족 원소, 흑연, 혹은 크롬, 또는 그들의 조합을 사용할 수 있다. 양극(50)에 있어서는 니켈로 이루어지는 도전성 기재를 바람직하게 사용할 수 있다. 촉매층은 원소로서 니켈을 포함한다. 촉매층은, 산화니켈, 금속 니켈, 혹은 수산화니켈, 또는 그들의 조합을 포함하는 것이 바람직하고, 니켈과 다른 1종 이상의 금속과의 합금을 포함해도 된다. 촉매층은 금속 니켈로 이루어지는 것이 특히 바람직하다. 또, 촉매층은, 크롬, 몰리브덴, 코발트, 탄탈륨, 지르코늄, 알루미늄, 아연, 백금족 원소, 혹은 희토류 원소, 또는 그들의 조합을 더 포함해도 된다. 촉매층의 표면에, 로듐, 팔라듐, 이리듐, 혹은 루테늄, 또는 그들의 조합이 추가적인 촉매로서 더 담지(擔持)되어 있어도 된다. 양극(50)의 도전성 기재는 강성의 기재여도 되고, 가요성(可撓性)의 기재여도 된다. 양극(50)을 구성하는 강성의 도전성 기재로서는, 예를 들면, 익스팬드 메탈, 펀치드 메탈 등을 들 수 있다. 또한, 양극(50)을 구성하는 가요성의 도전성 기재로서는, 예를 들면, 금속 와이어로 직조한(또는 편직한) 쇠망 등을 들 수 있다.As the anode 50, any anode that can be used in an electrolytic cell for alkaline water electrolysis can be used without particular restrictions. The anode 50 usually includes a conductive substrate and a catalyst layer that covers the surface of the substrate. The catalyst layer is preferably porous. As the conductive substrate for the anode 50, for example, nickel, nickel alloy, nickel iron, vanadium, molybdenum, copper, silver, manganese, platinum group elements, graphite, or chromium, or a combination thereof can be used. For the anode 50, a conductive substrate made of nickel can be preferably used. The catalyst layer contains nickel as an element. The catalyst layer preferably contains nickel oxide, metallic nickel, or nickel hydroxide, or a combination thereof, and may also contain an alloy of nickel and one or more other metals. It is particularly preferable that the catalyst layer is made of metallic nickel. Additionally, the catalyst layer may further contain chromium, molybdenum, cobalt, tantalum, zirconium, aluminum, zinc, platinum group elements, or rare earth elements, or a combination thereof. Rhodium, palladium, iridium, or ruthenium, or a combination thereof may be further supported on the surface of the catalyst layer as an additional catalyst. The conductive substrate of the anode 50 may be a rigid substrate or a flexible substrate. Examples of the rigid conductive substrate constituting the anode 50 include expanded metal and punched metal. In addition, examples of the flexible conductive substrate constituting the anode 50 include a mesh woven (or knitted) with metal wire.

음극(60)으로서는, 알칼리수 전해용의 전해조에 사용 가능한 음극을 특히 제한없이 사용할 수 있다. 음극(60)은 통상, 도전성 기재와, 당해 기재의 표면을 피복하는 촉매층을 구비한다. 음극(60)의 도전성 기재로서는, 예를 들면, 니켈, 니켈 합금, 스테인리스 스틸, 연강, 니켈 합금, 또는, 스테인리스 스틸 혹은 연강의 표면에 니켈 도금을 실시한 것을 바람직하게 채용할 수 있다. 음극(60)의 촉매층으로서는, 귀금속 산화물, 니켈, 코발트, 몰리브덴, 혹은 망간, 혹은 그들의 산화물, 또는 귀금속 산화물로 이루어지는 촉매층을 바람직하게 채용할 수 있다. 음극(60)을 구성하는 도전성 기재는 예를 들면, 강성의 기재여도 되고, 가요성의 기재여도 된다. 음극(60)을 구성하는 강성의 도전성 기재로서는, 예를 들면, 익스팬드 메탈, 펀치드 메탈 등을 들 수 있다. 또한, 음극(60)을 구성하는 가요성의 도전성 기재로서는, 예를 들면, 금속 와이어로 직조한(또는 편직한) 쇠망 등을 들 수 있다.As the cathode 60, any cathode that can be used in an electrolytic cell for alkaline water electrolysis can be used without particular restrictions. The cathode 60 usually includes a conductive substrate and a catalyst layer that covers the surface of the substrate. As a conductive base material for the cathode 60, for example, nickel, nickel alloy, stainless steel, mild steel, nickel alloy, or stainless steel or mild steel plated with nickel can be preferably used. As the catalyst layer of the cathode 60, a catalyst layer made of noble metal oxide, nickel, cobalt, molybdenum, or manganese, or their oxides, or noble metal oxide can be preferably used. The conductive substrate constituting the cathode 60 may be, for example, a rigid substrate or a flexible substrate. Examples of the rigid conductive substrate constituting the cathode 60 include expanded metal and punched metal. Additionally, examples of the flexible conductive substrate constituting the cathode 60 include a mesh woven (or knitted) with metal wire.

전해조(100)에 의하면, 양극실(A)을 획정하는 제1 프레임체(10)가, 제1 플랜지부(12)의 가스켓 접촉면(12e)에 노출되어 마련된 두께 27㎛ 이상, 보다 바람직하게는 30㎛ 이상의 제1 니켈 도금층(14)을 구비하고, 당해 가스켓 접촉면(12e)의 표면 거칠기가 산술 평균 거칠기Ra로서 10㎛ 이하임으로써, 양극액 및 양극실 가스의 씰링성의 저하를 억제하는 것이 가능하다.According to the electrolytic cell 100, the first frame 10 defining the anode chamber A has a thickness of 27 μm or more, more preferably exposed to the gasket contact surface 12e of the first flange portion 12. By providing a first nickel plating layer 14 of 30 μm or more and having a surface roughness of the gasket contact surface 12e of 10 μm or less as an arithmetic mean roughness Ra, it is possible to suppress a decrease in the sealing properties of the anolyte solution and the anode chamber gas. do.

본 발명에 관한 상기 설명에서는, 양극(50)과 격막(40)의 사이, 및, 음극(60)과 격막(40)의 사이에 극간이 있는 형태의 전해조(100)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 강성의 음극(60) 대신에 유연한 음극이 음극실에 구비되고, 지지 부재(23)에 유지된 음극 집전체와, 음극 집전체와 격막(40)의 사이에 배치되고, 음극 집전체에 지지된 도전성의 탄성체와, 당해 탄성체와 격막(40)의 사이에 배치된 유연한 음극을 구비하고, 탄성체가 유연한 음극을 격막(40) 및 양극(50)을 향해서 압부(押付)함으로써, 유연한 음극과 격막(40)이 직접적으로 접촉함과 동시에, 격막(40)과 양극(50)이 직접적으로 접해 있는 형태의, 소위, 제로갭(zero-gap)형의 알칼리수 전해조로 하는 것도 가능하다.In the above description of the present invention, an electrolytic cell 100 having a gap between the anode 50 and the diaphragm 40 and between the cathode 60 and the diaphragm 40 is given as an example, but the present invention It is not limited to the form in question. For example, instead of the rigid negative electrode 60, a flexible negative electrode is provided in the negative electrode chamber, and is disposed between the negative electrode current collector held by the support member 23 and the negative electrode current collector and the diaphragm 40. It is provided with a conductive elastic body supported throughout and a flexible cathode disposed between the elastic body and the diaphragm 40, and the elastic body presses the flexible cathode toward the diaphragm 40 and the anode 50, thereby forming a flexible cathode. It is also possible to use a so-called zero-gap type alkaline water electrolyzer in which the cathode and the diaphragm 40 are in direct contact, and the diaphragm 40 and the anode 50 are in direct contact.

본 발명에 관한 상기 설명에서는, 제1 니켈 도금층(14)이, 제1 가스켓 접촉면(12e), 및, 제1 프레임체(10)의 양극실(A)에 면한 표면에 연속해서 마련되어 있는 형태의 전해조(100)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 프레임체(10)에 있어서, 제1 가스켓 접촉면(12e)에만 니켈 도금층이 마련되어 있는 형태의 알칼리수 전해조로 하는 것도 가능하다. 또한, 예를 들면, 제1 니켈 도금층(14)이 제1 가스켓 접촉면(12e)에 노출되어 마련되어 있음과 동시에, 제1 니켈 도금층(14)과 연속해 있지 않는 제3 니켈 도금층이, 제1 프레임체(10)의 양극실(A)에 면한 표면에 마련되어 있는 형태의 알칼리수 전해조로 하는 것도 가능하다.In the above description of the present invention, the first nickel plating layer 14 is provided continuously on the first gasket contact surface 12e and the surface facing the anode chamber A of the first frame 10. Although the electrolytic cell 100 is used as an example, the present invention is not limited to this form. For example, in the first frame 10, it is also possible to use an alkaline water electrolyzer in which a nickel plating layer is provided only on the first gasket contact surface 12e. In addition, for example, the first nickel plating layer 14 is exposed to the first gasket contact surface 12e, and a third nickel plating layer that is not continuous with the first nickel plating layer 14 is provided on the first frame. It is also possible to use an alkaline water electrolyzer of the type provided on the surface facing the anode chamber A of the sieve 10.

본 발명에 관한 상기 설명에서는, 제2 니켈 도금층(24)이, 제2 가스켓 접촉면(22e), 및, 제2 프레임체(20)의 음극실(C)에 면한 표면에 연속해서 마련되어 있는 형태의 전해조(100)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제2 프레임체(20)에 있어서, 제2 가스켓 접촉면(22e)에만 니켈 도금층이 마련되어 있는 형태의 알칼리수 전해조로 하는 것도 가능하다. 또한, 예를 들면, 제2 니켈 도금층(24)이 제2 가스켓 접촉면(22e)에 노출되어 마련되어 있음과 동시에, 제2 니켈 도금층(24)과 연속해 있지 않는 제4 니켈 도금층이, 제2 프레임체의 양극실(C)에 면한 표면에 마련되어 있는 형태의 알칼리수 전해조로 하는 것도 가능하다.In the above description of the present invention, the second nickel plating layer 24 is continuously provided on the second gasket contact surface 22e and the surface facing the cathode chamber C of the second frame 20. Although the electrolytic cell 100 is used as an example, the present invention is not limited to this form. For example, in the second frame 20, it is also possible to use an alkaline water electrolyzer in which a nickel plating layer is provided only on the second gasket contact surface 22e. In addition, for example, the second nickel plating layer 24 is provided exposed to the second gasket contact surface 22e, and a fourth nickel plating layer that is not continuous with the second nickel plating layer 24 is provided on the second frame. It is also possible to use an alkaline water electrolyzer of the type provided on the surface facing the anode chamber (C) of the sieve.

본 발명에 관한 상기 설명에서는, 음극실(C)을 획정하는 제2 프레임체(20)가, 제2 가스켓 접촉면(22e)에 노출되어 마련된 제2 니켈 도금층(24)을 구비하는 형태의 전해조(100)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제2 프레임체(20)가 제2 가스켓 접촉면(22e)에 니켈 도금층을 구비하지 않는 형태의 알칼리수 전해조로 하는 것도 가능하다.In the above description of the present invention, the second frame 20 defining the cathode chamber C is provided in an electrolytic cell ( 100) was used as an example, but the present invention is not limited to this form. For example, it is possible for the second frame 20 to be an alkaline water electrolyzer in which the second gasket contact surface 22e does not have a nickel plating layer.

본 발명에 관한 상기 설명에서는, 제1 프레임체(10)가, 제1 격벽(11)으로부터 양극실(A)에 돌출되어 마련되고, 양극(50)을 지지하는 도전성의 지지 부재(13)를 구비하는 형태의 전해조(100)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 지지 부재(13)를 구비하지 않는 형태의 알칼리수 전해조로 하는 것도 가능하다. 그와 같은 알칼리수 전해조의 예로서는, 도전성의 지지 부재(13) 대신에, 제1 격벽(11)과 양극(50)의 사이에 배치된 제1 도전성의 탄성체를 구비하고, 당해 제1 도전성의 탄성체가, 양극(50)을 배후로부터 격막(40)을 향해서 압부하고 있는 형태의 알칼리수 전해조를 들 수 있다.In the above description of the present invention, the first frame 10 is provided to protrude from the first partition 11 into the anode chamber A, and includes a conductive support member 13 for supporting the anode 50. Although the electrolytic cell 100 is provided as an example, the present invention is not limited to this form. For example, it is also possible to use an alkaline water electrolyzer without the support member 13. An example of such an alkaline water electrolyzer is provided with a first conductive elastic body disposed between the first partition 11 and the anode 50 instead of the conductive support member 13, and the first conductive elastic body is provided. , an alkaline water electrolyzer in which the anode 50 is pressed from the back toward the diaphragm 40 can be mentioned.

본 발명에 관한 상기 설명에서는, 제2 프레임체(20)가, 제2 격벽(21)으로부터 음극실(C)에 돌출되어 마련되고, 음극(60)을 지지하는 도전성의 지지 부재(23)를 구비하는 형태의 전해조(100)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 지지 부재(23)를 구비하지 않는 형태의 알칼리수 전해조로 하는 것도 가능하다. 그와 같은 알칼리수 전해조의 예로서는, 도전성의 지지 부재(13) 대신에, 제2 격벽(21)과 음극(60)의 사이에 배치된 제2 도전성의 탄성체를 구비하고, 당해 제2 도전성의 탄성체가, 음극(60)을 배후로부터 격막(40)을 향해서 압부하고 있는 형태의 알칼리수 전해조를 들 수 있다.In the above description of the present invention, the second frame 20 is provided to protrude from the second partition 21 into the cathode chamber C, and includes a conductive support member 23 for supporting the cathode 60. Although the electrolytic cell 100 is provided as an example, the present invention is not limited to this form. For example, it is also possible to use an alkaline water electrolyzer that does not include the support member 23. An example of such an alkaline water electrolyzer is provided with a second conductive elastic body disposed between the second partition 21 and the cathode 60 instead of the conductive support member 13, and the second conductive elastic body is provided. , an alkaline water electrolyzer in which the cathode 60 is pressed from the back toward the diaphragm 40 can be cited.

본 발명에 관한 상기 설명에서는, 단일의 셀로 이루어지는 형태의 전해조(100)를 예로 들었지만, 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 프레임체(10)에 의해서 획정되는 양극실(A) 및 제2 프레임체(20)에 의해서 획정되는 음극실(C)의 조(set)에 의해서 구성된 전해 셀이 복수 직렬로 접속된 형태의 전해조로 하는 것도 가능하다. 또한, 예를 들면, 제1 프레임체(10)의 플랜지부(12)는 격벽(11)의 반대측(도 1에 있어서의 지면 우측)으로도 연재해서, 격벽(11)와 함께 인접하는 전해 셀의 음극실을 더 획정해도 되고, 또한, 제2 프레임체(20)의 플랜지부(22)는 격벽(21)의 반대측(도 1에 있어서의 지면 좌측)으로도 연재해서, 격벽(21)와 함께 인접하는 전해 셀의 양극실을 더 획정해도 된다. 도 4는, 그와 같은 다른 일 실시형태에 따른 알칼리수 전해조(200)(이하에 있어서, 「전해조(200)」라고 하는 경우가 있다)를 모식적으로 설명하는 도면이다. 도 4에 있어서, 도 1~3에 이미 표시된 요소에는 도 1~3에 있어서의 부호와 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략하는 경우가 있다. 전해조(200)는, 양극실(A1) 및 음극실(C1)로 이루어지는 전해 셀과, 양극실(A2) 및 음극실(C2)로 이루어지는 전해 셀이 직렬로 접속된 구조를 갖는 알칼리수 전해조이다. 전해조(200)는, 양극 단자에 접속되고, 양극실(A1)을 획정하는 제1 프레임체(10)와; 음극 단자에 접속되고, 음극실(C2)을 획정하는 제2 프레임체(20)와; 제1 프레임체(10)와 제2 프레임체(20)의 사이에 배치된, 적어도 하나의 제3 프레임체(210)와; 각각 복수의 가스켓(30), 격막(40), 양극(50), 및 음극(60)을 구비한다. 격막(40)은, 제1 프레임체(10)와, 이것에 인접하는 제3 프레임체(210)의 사이, 제2 프레임체(20)와, 이것에 인접하는 제3 프레임체(210)의 사이, 및, 제3 프레임체(210)가 복수 존재하는 경우에는 인접하는 두 제3 프레임체(210)의 사이에 배치되고, 각각 가스켓(30)에 협지되어 있다. 제1 프레임체(10)와 제3 프레임체(210)에 의해서 양극실(A1) 및 음극실(C1)이 획정되고, 제3 프레임체(210)와 제2 프레임체(20)에 의해서 양극실(A2) 및 음극실(C2)이 획정되어 있다. 양극실(A1 및 A2)의 각각에 양극(50)이 배치되고, 음극실(C1 및 C2)의 각각에 음극(60)이 배치되어 있다.In the above description of the present invention, the electrolytic cell 100 in the form of a single cell is used as an example, but the present invention is not limited to this form. For example, a plurality of electrolytic cells composed of a set of an anode chamber (A) defined by the first frame 10 and a cathode chamber (C) defined by the second frame 20 are connected in series. It is also possible to use an electrolyzer in the form of a connection. In addition, for example, the flange portion 12 of the first frame 10 extends to the opposite side of the partition wall 11 (right side in Fig. 1) to form an electrolytic cell adjacent to the partition wall 11. The cathode chamber may be further defined, and the flange portion 22 of the second frame 20 may extend to the opposite side of the partition 21 (left side of the drawing in FIG. 1) to form the partition wall 21 and the partition wall 21. The anode chambers of the electrolytic cells adjacent together may be further defined. FIG. 4 is a diagram schematically explaining an alkaline water electrolyzer 200 (hereinafter sometimes referred to as “electrolyzer 200”) according to another such embodiment. In Fig. 4, elements already shown in Figs. 1 to 3 are given the same symbols as those in Figs. 1 to 3, and descriptions may be omitted. The electrolytic cell 200 is an alkaline water electrolytic cell having a structure in which an electrolytic cell composed of an anode chamber (A1) and a cathode chamber (C1) and an electrolytic cell composed of an anode chamber (A2) and a cathode chamber (C2) are connected in series. The electrolytic cell 200 includes a first frame 10 connected to an anode terminal and defining an anode chamber A1; a second frame (20) connected to the cathode terminal and defining a cathode chamber (C2); At least one third frame 210 disposed between the first frame 10 and the second frame 20; Each is provided with a plurality of gaskets 30, a diaphragm 40, an anode 50, and a cathode 60. The diaphragm 40 is between the first frame 10 and the third frame 210 adjacent to it, and between the second frame 20 and the third frame 210 adjacent to this. In the case where there is a plurality of third frames 210, they are disposed between two adjacent third frames 210, and are each sandwiched by a gasket 30. The anode chamber A1 and the cathode chamber C1 are defined by the first frame 10 and the third frame 210, and the anode chamber A1 and the cathode chamber C1 are defined by the third frame 210 and the second frame 20. A chamber (A2) and a cathode chamber (C2) are defined. An anode 50 is disposed in each of the anode chambers A1 and A2, and a cathode 60 is disposed in each of the cathode chambers C1 and C2.

제1 프레임체(10) 및 제2 프레임체(20)는, 각각, 상기 설명한 전해조(100)(도 1)에 있어서의 제1 프레임체(10)(도 2) 및 제2 프레임체(20)(도 4)와 동일한 구성을 갖는다. 제1 프레임체(10)의 격벽(11)가 양극 단자에 접속되어 있고, 제2 프레임체(20)의 격벽(21)이 음극 단자에 접속되어 있다. 또한, 제1 프레임체(10)가 획정하는 양극실(A1)에 있어서 양극(50)은 지지 부재(13)에 유지되어 있고, 제2 프레임체(20)가 획정하는 음극실(C2)에 있어서 음극(20)은 지지 부재(23)에 유지되어 있는 점에 대해서도 상기와 마찬가지이다.The first frame 10 and the second frame 20 are, respectively, the first frame 10 (FIG. 2) and the second frame 20 in the electrolytic cell 100 (FIG. 1) described above. ) has the same configuration as (Figure 4). The partition 11 of the first frame 10 is connected to the positive terminal, and the partition 21 of the second frame 20 is connected to the negative terminal. In addition, the anode 50 is held by the support member 13 in the anode chamber A1 defined by the first frame 10, and is held in the cathode chamber C2 defined by the second frame 20. The same applies to the above in that the cathode 20 is held by the support member 23.

제3 프레임체(210)는, 제1 프레임체(10)와 제2 프레임체(20)가 일체로 된 구조를 갖는, 복극식 전해 엘리먼트이다. 즉, 제3 프레임체(210)는, 도전성의 격벽(211)과, 격벽(211)의 외주부로부터 제2 프레임체(20)측(도 4의 지면 좌측)으로 연재하는 제1 플랜지부(212)와, 격벽(211)의 외주부로부터 제1 프레임체(10)측(도 4의 지면 우측)으로 연재하는 제2 플랜지부(222)를 구비한다. 제3 프레임체(210)에 있어서, 제1 플랜지부(212)와 제2 플랜지부(222)는 일체로 형성되어 있다. 제3 프레임체(210)에 있어서, 격벽(211)의 제1 프레임체(10)측(도 4의 지면 우측)에는 도전성의 지지 부재(제2 지지 부재)(223)가 격벽(211)으로부터 돌출되어 마련되어 있다. 지지 부재(223)는 음극실(C1)에 있어서 음극(60)을 유지하고 있고, 음극실(C1)에 배치된 음극(60) 및 격벽(211)과 전기적으로 도통하고 있다. 제3 프레임체(210)에 있어서, 격벽(211)의 제2 프레임체(20)측(도 4의 지면 좌측)에는 도전성의 지지 부재(제1 지지 부재)(213)가 격벽(211)으로부터 돌출되어 마련되어 있다. 지지 부재(213)는 양극실(A2)에 있어서 양극(50)을 유지하고 있고, 양극실(A2)에 배치된 양극(50) 및 제3 프레임체(210)의 격벽(211)과 전기적으로 도통하고 있다. 격벽(211), 제1 지지 부재(213), 및 제2 지지 부재(223)의 구성은, 전해조(100)(도 1)에 관련해서 상기 설명한 격벽(11), 제1 지지 부재(13), 및 제2 지지 부재(23)와 마찬가지이다. 제1 플랜지부(212) 및 제2 플랜지부(222)의 구성은, 제1 플랜지부(212)와 제2 플랜지부(222)가 일체로 형성되어 있는 것 외에는, 전해조(100)(도 1)에 관련해서 상기 설명한 제1 플랜지부(12) 및 제2 플랜지부(22)와 각각 마찬가지이다. 제3 프레임체(210)의 제1 플랜지부(212)는, 격벽(211), 격막(40), 및 제1 가스켓 요소(31)와 함께 양극실(A2)을 획정하고 있고, 제3 프레임체(210)의 제2 플랜지부(222)는, 격벽(211), 격막(40), 및 제2 가스켓 요소(32)와 함께 음극실(C1)을 획정하고 있다.The third frame 210 is a bipolar electrolytic element having a structure in which the first frame 10 and the second frame 20 are integrated. That is, the third frame 210 includes a conductive partition 211 and a first flange portion 212 extending from the outer periphery of the partition 211 toward the second frame 20 (left side in FIG. 4). ) and a second flange portion 222 extending from the outer periphery of the partition wall 211 toward the first frame 10 (right side of the drawing in FIG. 4). In the third frame 210, the first flange portion 212 and the second flange portion 222 are formed integrally. In the third frame 210, on the first frame 10 side of the partition 211 (right side in Fig. 4), a conductive support member (second support member) 223 is provided from the partition 211. It is provided protruding. The support member 223 holds the cathode 60 in the cathode chamber C1 and is electrically connected to the cathode 60 and the partition wall 211 disposed in the cathode chamber C1. In the third frame 210, on the second frame 20 side of the partition 211 (left side in FIG. 4), a conductive support member (first support member) 213 is provided from the partition 211. It is provided protruding. The support member 213 holds the anode 50 in the anode chamber A2 and is electrically connected to the anode 50 disposed in the anode chamber A2 and the partition wall 211 of the third frame 210. It's running smoothly. The configuration of the partition 211, the first support member 213, and the second support member 223 is similar to the partition 11 and the first support member 13 described above with respect to the electrolytic cell 100 (FIG. 1). , and the second support member 23. The configuration of the first flange portion 212 and the second flange portion 222 is similar to that of the electrolytic cell 100 (FIG. 1) except that the first flange portion 212 and the second flange portion 222 are formed integrally. ) are the same as the first flange portion 12 and the second flange portion 22 described above, respectively. The first flange portion 212 of the third frame 210 defines the anode chamber A2 together with the partition 211, the partition 40, and the first gasket element 31, and the third frame 210 defines the anode chamber A2. The second flange portion 222 of the sieve 210 defines the cathode chamber C1 together with the partition wall 211, the diaphragm 40, and the second gasket element 32.

도 5는, 도 4로부터 제3 프레임체(210)만을 뽑아낸 도면이다. 도 5에 있어서, 도 1~4에 이미 표시된 요소에는 도 1~4에 있어서의 부호와 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략하는 경우가 있다. 제3 프레임체(210)의 제1 플랜지부(212)는, 제1 가스켓 요소(31)(도 1 참조)와 접촉하는, 제1 가스켓 접촉면(212e)을 갖는다. 제3 프레임체(210)는, 제1 플랜지부(212)의 제1 가스켓 접촉면(212e)에 노출되어 마련된, 제1 니켈 도금층(214)을 구비하고 있다. 제1 니켈 도금층(214)의, 제1 가스켓 접촉면(212e)에 있어서의 두께는, 양극액 및 양극실 가스의 씰링성의 저하를 억제하는 관점, 및, 산소 가스 활량이 높은 알칼리수 중에서의 내부식성을 장기에 걸쳐서 높이는 관점에서, 27㎛ 이상, 보다 바람직하게는 30㎛ 이상이다. 당해 두께의 상한은 특히 제한되는 것은 아니지만, 제조 코스트의 관점에서 예를 들면, 100㎛ 이하일 수 있다.FIG. 5 is a diagram in which only the third frame 210 is extracted from FIG. 4 . In Fig. 5, elements already shown in Figs. 1 to 4 are given the same symbols as those in Figs. 1 to 4, and descriptions may be omitted. The first flange portion 212 of the third frame 210 has a first gasket contact surface 212e that contacts the first gasket element 31 (see FIG. 1). The third frame 210 includes a first nickel plating layer 214 exposed to the first gasket contact surface 212e of the first flange portion 212. The thickness of the first nickel plating layer 214 at the first gasket contact surface 212e is determined from the viewpoint of suppressing a decrease in the sealing properties of the anolyte and the anode chamber gas, and corrosion resistance in alkaline water with high oxygen gas activity. From the viewpoint of long-term height, it is 27 μm or more, more preferably 30 μm or more. The upper limit of the thickness is not particularly limited, but may be, for example, 100 μm or less from the viewpoint of manufacturing cost.

양극액 및 양극실 가스의 씰링성의 저하를 억제하는 관점, 및, 산소 가스 활량이 높은 알칼리수 중에서의 내부식성을 장기에 걸쳐서 높이는 관점에서, 제1 가스켓 접촉면(212e)의 표면 거칠기는, JIS B0601에 규정된 산술 평균 거칠기Ra로서 10㎛ 이하이고, 바람직하게는 9㎛ 이하, 또는 8㎛ 이하이다. 당해 산술 평균 거칠기Ra의 하한은 특히 제한되는 것은 아니지만, 가스켓의 고정의 안정성 및 제조 코스트의 관점에서는, 일 실시형태에 있어서, 1㎛ 이상, 또는 2㎛ 이상일 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 당해 산술 평균 거칠기Ra는, 1~10㎛, 또는 1~9㎛, 또는 1~8㎛일 수 있다.From the viewpoint of suppressing the deterioration of the sealing properties of the anolyte and the anode chamber gas, and from the viewpoint of increasing corrosion resistance in alkaline water with high oxygen gas activity over a long period of time, the surface roughness of the first gasket contact surface 212e is in accordance with JIS B0601. The prescribed arithmetic mean roughness Ra is 10 μm or less, preferably 9 μm or less, or 8 μm or less. The lower limit of the arithmetic mean roughness Ra is not particularly limited, but may be 1 μm or more, or 2 μm or more in one embodiment, from the viewpoint of stability of fixation of the gasket and manufacturing cost. In one embodiment, the arithmetic mean roughness Ra may be 1 to 10 μm, or 1 to 9 μm, or 1 to 8 μm.

양극액 및 양극실 가스의 씰링성의 저하를 더 억제하는 관점, 및, 산소 가스 활량이 높은 알칼리수 중에서의 내부식성을 더 높이는 관점에서, 제1 가스켓 접촉면(212e)의 표면 거칠기는, JIS B0601에 규정된 최대 높이Rz로서, 바람직하게는 40㎛ 이하, 보다 바람직하게는 35㎛ 이하이다. 당해 최대 높이Rz의 하한은 특히 제한되는 것은 아니지만, 제조 코스트의 관점에서는, 일 실시형태에 있어서, 2㎛ 이상, 또는 4㎛ 이상, 또는 6㎛ 이상, 또는 8㎛ 이상일 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 당해 최대 높이Rz는, 2~40㎛, 또는 4~40㎛, 또는 6~40㎛일 수 있다.From the viewpoint of further suppressing the deterioration of the sealing properties of the anolyte and the anode chamber gas, and further improving the corrosion resistance in alkaline water with high oxygen gas activity, the surface roughness of the first gasket contact surface 212e is specified in JIS B0601. The maximum height Rz is preferably 40 μm or less, more preferably 35 μm or less. The lower limit of the maximum height Rz is not particularly limited, but from the viewpoint of manufacturing cost, in one embodiment, it may be 2 μm or more, or 4 μm or more, or 6 μm or more, or 8 μm or more. In one embodiment, the maximum height Rz may be 2 to 40 μm, or 4 to 40 μm, or 6 to 40 μm.

전해조(200)에 있어서, 제1 니켈 도금층(214)은, 제1 가스켓 접촉면(212e), 및, 제3 프레임체(210)의 양극실(A2)에 면한 표면에, 연속해서 마련되어 있다. 제3 프레임체(210)가 양극실(A2)의 접액부에 이와 같은 두꺼운 니켈 도금층을 구비함으로써, 양극실의 산소 가스 분위기 및 산소 가스 포화 알칼리수 중에서의 내부식성을 장기에 걸친 사용에 충분한 수준까지 높이는 것이 가능해진다. 양극실의 산소 가스 분위기 및 산소 가스 포화 알칼리수 중에서의 내부식성을 더 높이는 관점에서는, 제3 프레임체(210)의 양극실(A2)에 면한 표면에 있어서의 니켈 도금층의 두께는, 바람직하게는 27㎛ 이상, 보다 바람직하게는 30㎛ 이상, 특히 바람직하게는 50㎛ 이상이다. 제3 프레임체(210)의 양극실(A2)에 면한 표면에 있어서의 니켈 도금층의 두께의 상한은 특히 제한되는 것은 아니지만, 코스트의 관점에서 바람직하게는 예를 들면, 100㎛ 이하일 수 있다. 제3 프레임체(210)의 양극실(A2)에 면한 표면에 있어서의 니켈 도금층은, 제3 프레임체(210)의 양극실(A2)에 면한 표면의 전체에 마련되어 있어도 되고, 접액부에만 마련되어 있어도 된다.In the electrolytic cell 200, the first nickel plating layer 214 is continuously provided on the first gasket contact surface 212e and the surface facing the anode chamber A2 of the third frame 210. By providing the third frame 210 with such a thick nickel plating layer on the liquid-contacting portion of the anode chamber A2, corrosion resistance in the oxygen gas atmosphere and oxygen gas-saturated alkaline water of the anode chamber is increased to a level sufficient for long-term use. It becomes possible. From the viewpoint of further improving corrosion resistance in the oxygen gas atmosphere of the anode chamber and oxygen gas-saturated alkaline water, the thickness of the nickel plating layer on the surface of the third frame 210 facing the anode chamber A2 is preferably 27 It is ㎛ or more, more preferably 30 ㎛ or more, particularly preferably 50 ㎛ or more. The upper limit of the thickness of the nickel plating layer on the surface of the third frame 210 facing the anode chamber A2 is not particularly limited, but is preferably, for example, 100 μm or less from the viewpoint of cost. The nickel plating layer on the surface facing the anode chamber A2 of the third frame 210 may be provided on the entire surface facing the anode chamber A2 of the third frame 210, or may be provided only on the liquid contact portion. do.

하나의 바람직한 실시형태에 있어서, 제3 프레임체(210)는, 적어도 하나의 강제의 심재(210a)와, 당해 심재(210a)의 표면에 마련된 제1 니켈 도금층(214)을 포함한다. 전해조(200)에 있어서, 제3 프레임체(210)의 강제의 심재(210a)는, 격벽(211)을 구성하는 강제의 심재(211a)와, 제1 플랜지부(212) 및 제2 플랜지부(222)를 각각 구성하는 강제의 심재(212a 및 222a)와, 제1 지지 부재(213) 및 제2 지지 부재(223)를 각각 구성하는 강제의 심재(213a 및 223a)를 포함한다. 제3 프레임체(210)에 있어서, 제1 플랜지부(212)를 구성하는 강제의 심재(212a)와, 제2 플랜지부(222)를 구성하는 강제의 심재(222a)는, 일체로 형성되어 있다. 제1 니켈 도금층(214)은, 적어도 제1 플랜지부(212)의 가스켓 접촉면(212e)에 노출하도록 마련되고, 제1 가스켓 접촉면(212e)으로부터 더 연속해서, 심재(210a) 중, 양극실(A2)에 면한 표면 전체에 마련되어 있어도 되고, 심재(210a)의 표면 전체에 마련되어 있어도 된다.In one preferred embodiment, the third frame 210 includes at least one steel core material 210a and a first nickel plating layer 214 provided on the surface of the core material 210a. In the electrolytic cell 200, the steel core material 210a of the third frame 210 includes the steel core material 211a constituting the partition 211, the first flange portion 212, and the second flange portion. It includes steel core members 212a and 222a respectively constituting 222, and steel core members 213a and 223a respectively constituting the first support member 213 and the second support member 223. In the third frame 210, the steel core material 212a constituting the first flange portion 212 and the steel core material 222a constituting the second flange portion 222 are formed as one piece. there is. The first nickel plating layer 214 is provided to be exposed to at least the gasket contact surface 212e of the first flange portion 212, and is further continuous from the first gasket contact surface 212e, in the core material 210a, the anode chamber ( It may be provided on the entire surface facing A2), or may be provided on the entire surface of the core material 210a.

제3 프레임체(210)의 제2 플랜지부(222)는, 제2 가스켓 요소(32)(도 4 참조)와 접촉하는, 제2 가스켓 접촉면(222e)을 갖는다. 제3 프레임체(210)는, 제2 플랜지부(222)의 제2 가스켓 접촉면(222e)에 노출되어 마련된, 제2 니켈 도금층(224)을 구비하고 있다. 제2 니켈 도금층(224)의, 제2 가스켓 접촉면(222e)에 있어서의 두께는, 음극액 및 음극실 가스의 씰링성의 저하를 억제하는 관점에서, 바람직하게는 27㎛ 이상, 보다 바람직하게는 30㎛ 이상이다. 당해 두께의 상한은 특히 제한되는 것은 아니지만, 제조 코스트의 관점에서 예를 들면, 100㎛ 이하일 수 있다.The second flange portion 222 of the third frame 210 has a second gasket contact surface 222e that contacts the second gasket element 32 (see FIG. 4). The third frame 210 is provided with a second nickel plating layer 224 exposed to the second gasket contact surface 222e of the second flange portion 222. The thickness of the second nickel plating layer 224 at the second gasket contact surface 222e is preferably 27 μm or more, more preferably 30 μm, from the viewpoint of suppressing a decrease in the sealing properties of the catholyte and cathode chamber gas. It is more than ㎛. The upper limit of the thickness is not particularly limited, but may be, for example, 100 μm or less from the viewpoint of manufacturing cost.

음극액 및 음극실 가스의 씰링성의 저하를 억제하는 관점에서, 제2 가스켓 접촉면(222e)의 표면 거칠기는, JIS B0601에 규정된 산술 평균 거칠기Ra로서 바람직하게는 10㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 9㎛ 이하, 또는 8㎛ 이하이다. 당해 산술 평균 거칠기Ra의 하한은 특히 제한되는 것은 아니지만, 가스켓의 고정의 안정성 및 제조 코스트의 관점에서는, 일 실시형태에 있어서, 1㎛ 이상, 또는 2㎛ 이상일 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 당해 산술 평균 거칠기Ra는, 1~10㎛, 또는 1~9㎛, 또는 1~8㎛일 수 있다.From the viewpoint of suppressing the deterioration of the sealing properties of the catholyte and cathode chamber gas, the surface roughness of the second gasket contact surface 222e is preferably 10 μm or less as the arithmetic mean roughness Ra specified in JIS B0601, and more preferably It is 9㎛ or less, or 8㎛ or less. The lower limit of the arithmetic mean roughness Ra is not particularly limited, but may be 1 μm or more, or 2 μm or more in one embodiment, from the viewpoint of stability of fixation of the gasket and manufacturing cost. In one embodiment, the arithmetic mean roughness Ra may be 1 to 10 μm, or 1 to 9 μm, or 1 to 8 μm.

음극액 및 음극실 가스의 씰링성의 저하를 더 억제하는 관점에서, 제2 가스켓 접촉면(222e)의 표면 거칠기는, JIS B0601에 규정된 최대 높이Rz로서, 바람직하게는 40㎛ 이하, 보다 바람직하게는 35㎛ 이하이다. 당해 최대 높이Rz의 하한은 특히 제한되는 것은 아니지만, 제조 코스트의 관점에서는, 일 실시형태에 있어서, 2㎛ 이상, 또는 4㎛ 이상, 또는 6㎛ 이상, 또는 8㎛ 이상일 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 당해 최대 높이Rz는, 2~40㎛, 또는 4~40㎛, 또는 6~40㎛일 수 있다.From the viewpoint of further suppressing the deterioration of the sealing properties of the catholyte and cathode chamber gas, the surface roughness of the second gasket contact surface 222e is the maximum height Rz specified in JIS B0601, and is preferably 40 μm or less, more preferably It is 35㎛ or less. The lower limit of the maximum height Rz is not particularly limited, but from the viewpoint of manufacturing cost, in one embodiment, it may be 2 μm or more, or 4 μm or more, or 6 μm or more, or 8 μm or more. In one embodiment, the maximum height Rz may be 2 to 40 μm, or 4 to 40 μm, or 6 to 40 μm.

전해조(200)에 있어서, 제2 니켈 도금층(224)은, 제2 가스켓 접촉면(222e), 및, 제3 프레임체(210)의 음극실(C1)에 면한 표면에, 연속해서 마련되어 있다. 제3 프레임체(210)가 음극실(C1)에 면한 표면에도 니켈 도금층을 구비함으로써, 음극실의 알칼리 조건 하에서의 내부식성을 충분한 수준까지 높이는 것이 가능해진다. 제3 프레임체(210)의 음극실(C1)에 면한 표면에 있어서, 니켈 도금층은, 음극실의 알칼리 조건에 견디는 것이 가능한 내부식성을 가져오는 두께를 갖는다. 그 두께는 2㎛이면 충분하고, 바람직하게는 10㎛ 이상, 보다 바람직하게는 27㎛ 이상, 일 실시형태에 있어서 30㎛ 이상일 수 있다. 제3 프레임체(210)의 음극실(C1)에 면한 표면에 있어서의 니켈 도금층의 두께의 상한은 특히 제한되는 것은 아니지만, 코스트의 관점에서 바람직하게는 예를 들면, 100㎛ 이하일 수 있다. 제3 프레임체(210)의 음극실(C1)에 면한 표면에 있어서의 니켈 도금층은, 제3 프레임체(210)의 음극실(C1)에 면한 표면의 전체에 마련되어 있어도 되고, 접액부에만 마련되어 있어도 된다.In the electrolytic cell 200, the second nickel plating layer 224 is continuously provided on the second gasket contact surface 222e and the surface facing the cathode chamber C1 of the third frame 210. By providing a nickel plating layer on the surface of the third frame 210 facing the cathode chamber C1, it becomes possible to increase corrosion resistance under alkaline conditions in the cathode chamber to a sufficient level. On the surface of the third frame 210 facing the cathode chamber C1, the nickel plating layer has a thickness that provides corrosion resistance capable of withstanding the alkaline conditions of the cathode chamber. The thickness is sufficient if it is 2㎛, preferably 10㎛ or more, more preferably 27㎛ or more, and in one embodiment, may be 30㎛ or more. The upper limit of the thickness of the nickel plating layer on the surface of the third frame 210 facing the cathode chamber C1 is not particularly limited, but is preferably, for example, 100 μm or less from the viewpoint of cost. The nickel plating layer on the surface facing the cathode chamber C1 of the third frame 210 may be provided on the entire surface facing the cathode chamber C1 of the third frame 210, or may be provided only on the liquid contact portion. do.

하나의 바람직한 실시형태에 있어서, 제3 프레임체(210)는, 적어도 하나의 강제의 심재(210a)와, 당해 심재(210a)의 표면에 마련된 상기 제1 니켈 도금층(214) 및 제2 니켈 도금층(224)을 포함한다. 전해조(200)에 있어서, 제3 프레임체(210)의 강제의 심재(210a)는, 격벽(211)을 구성하는 강제의 심재(211a)와, 제1 플랜지부(212) 및 제2 플랜지부(222)를 각각 구성하는 강제의 심재(212a 및 222a)와, 제1 지지 부재(213) 및 제2 지지 부재(223)를 각각 구성하는 강제의 심재(213a 및 223a)를 포함한다. 제3 프레임체(210)에 있어서, 제1 플랜지부(212)를 구성하는 강제의 심재(212a)와, 제2 플랜지부(222)를 구성하는 강제의 심재(222a)는, 일체로 형성되어 있다. 제2 니켈 도금층(224)은, 적어도 제2 플랜지부(222)의 가스켓 접촉면(222e)에 노출하도록 마련되고, 제2 가스켓 접촉면(222e)으로부터 더 연속해서, 심재(210a) 중, 음극실(C1)에 면한 표면 전체에 마련되어 있어도 되고, 심재(210a)의 표면 전체에 마련되어 있어도 된다.In one preferred embodiment, the third frame body 210 includes at least one steel core material 210a, and the first nickel plating layer 214 and the second nickel plating layer provided on the surface of the core material 210a. Includes (224). In the electrolytic cell 200, the steel core material 210a of the third frame 210 includes the steel core material 211a constituting the partition 211, the first flange portion 212, and the second flange portion. It includes steel core members 212a and 222a respectively constituting 222, and steel core members 213a and 223a respectively constituting the first support member 213 and the second support member 223. In the third frame 210, the steel core material 212a constituting the first flange portion 212 and the steel core material 222a constituting the second flange portion 222 are formed as one piece. there is. The second nickel plating layer 224 is provided to be exposed to at least the gasket contact surface 222e of the second flange portion 222, and is further continuous from the second gasket contact surface 222e, in the core material 210a, the cathode chamber ( It may be provided on the entire surface facing C1), or may be provided on the entire surface of the core material 210a.

일 실시형태에 있어서, 이와 같은 제3 프레임체(210)는, 격벽(211)을 구성하는 강제의 심재(211a) 및 제1 플랜지부(212)를 구성하는 강제의 심재(212a), 그리고, 임의적으로, 제2 플랜지부(222)를 구성하는 강제의 심재(222a)에 니켈 도금을 실시함으로써 제조할 수 있다. 격벽(211)을 구성하는 강제의 심재(211a)와 플랜지부(212, 222)을 구성하는 강제의 심재(212a, 222a)를 포함하는 일체의 심재에 니켈 도금을 실시해도 되고, 격벽(211)을 구성하는 강제의 심재(211a), 제1 플랜지부(212)를 구성하는 강제의 심재(212a), 및 제2 플랜지부(222)를 구성하는 강제의 심재(222a)에 각각 별개로 니켈 도금을 실시하고나서 양자를 접합해도 된다. 또한, 제3 프레임체(210)가 지지 부재(213, 223)를 구비하는 경우, 격벽(211)을 구성하는 강제의 심재(211a)와 지지 부재(213, 223)을 구성하는 강제의 심재(213a, 223a)를 포함하고, 임의적으로 플랜지부(212, 222)를 구성하는 강제의 심재(212a, 222a)를 더 포함하는 일체의 심재에 니켈 도금을 실시해도 되고, 지지 부재(213, 223)를 구성하는 강제의 심재(213a, 223a)에 별개로 니켈 도금을 실시하고나서, 심재(213a)와 니켈 도금층을 구비하는 제1 지지 부재(213) 및 심재(223a)와 니켈 도금층을 구비하는 제2 지지 부재(223)를 각각 격벽(211)에 접합해도 된다.In one embodiment, such a third frame body 210 includes a steel core material 211a constituting the partition 211 and a steel core material 212a constituting the first flange portion 212, and Optionally, it can be manufactured by plating nickel on the steel core material 222a constituting the second flange portion 222. Nickel plating may be applied to all core materials including the steel core material 211a constituting the partition 211 and the steel core materials 212a and 222a constituting the flange portions 212 and 222, and the partition wall 211 Nickel plating is performed separately on the steel core material 211a constituting the steel core material 212a constituting the first flange portion 212 and the steel core material 222a constituting the second flange portion 222. After performing this, the two may be joined. In addition, when the third frame 210 is provided with support members 213 and 223, the steel core material 211a constituting the partition 211 and the steel core material constituting the support members 213 and 223 ( Nickel plating may be applied to all core materials including (213a, 223a) and optionally further including steel core materials (212a, 222a) constituting the flange portions (212, 222), and the support members (213, 223) After separately nickel plating the steel core materials 213a and 223a constituting the first support member 213 including the core material 213a and a nickel plating layer, and the first support member 213 including the core material 223a and a nickel plating layer. The two support members 223 may each be joined to the partition wall 211.

또, 도4~5에는 나타나 있지 않지만, 제3 프레임체(210)에 있어서, 플랜지부(212, 222)는, 양극실(A2)에 양극액을 공급하는 양극액 공급 유로(도시않음)와, 양극액(A2)으로부터 양극액 및 양극에서 발생한 가스를 회수하는 양극액 회수 유로(도시않음)와, 음극실(C1)에 음극액을 공급하는 음극액 공급 유로(도시않음)와, 음극실(C1)로부터 음극액 및 음극에서 발생한 가스를 회수하는 음극액 회수 유로(도시않음)를 구비하고 있다. 전해조(200)에 있어서, 제3 프레임체(210)에 마련된 양극액 공급 유로 및 양극액 회수 유로는, 가스켓(30) 및 격막(40)에 각각 마련된 관통공(도시않음)을 통해서, 제1 프레임체(10)에 마련된 양극액 공급 유로 및 양극액 회수 유로와 각각 유체 연통하고 있다. 또한, 제3 프레임체(210)에 마련된 음극액 공급 유로 및 음극액 회수 유로는, 가스켓(30) 및 격막(40)에 각각 마련된 관통공(도시않음)을 통해서, 제2 프레임체(20)에 마련된 음극액 공급 유로 및 음극액 회수 유로와 각각 유체 연통하고 있다. 단, 양극액 공급 유로 및 양극액 회수 유로와 음극실(C1, C2)은 유체 연통하고 있지 않아서, 양자의 사이에 전해액 및 가스의 흐름은 없다. 또한, 음극액 공급 유로 및 음극액 회수 유로와 양극실(A1, A2)은 유체 연통하고 있지 않아서, 양자의 사이에 전해액 및 가스의 흐름은 없다. 플랜지부(212, 222)가 강제의 심재(212a, 222a)를 구비하는 경우, 플랜지부(212, 222)에 구비되는 양극액 공급 유로 및 양극액 회수 유로의 내표면에도 니켈 도금층(214)이 마련되는 것이 바람직하고, 플랜지부(212, 222)에 구비되는 음극액 공급 유로 및 음극액 회수 유로의 내표면에도 니켈 도금층(224)이 마련되는 것이 바람직하다. 당해 니켈 도금층(214)은, 플랜지부(212, 222)에 구비되는 양극액 공급 유로 및 양극액 회수 유로의 내표면의 적어도 접액부에 마련되는 것이 바람직하고, 당해 내표면의 전체에 마련되어 있어도 된다. 또한, 니켈 도금층(224)은, 플랜지부(212, 222)에 구비되는 음극액 공급 유로 및 음극액 회수 유로의 내표면의 적어도 접액부에 마련되는 것이 바람직하고, 당해 내표면의 전체에 마련되어 있어도 된다. 제3 프레임체(210)에 있어서, 제1 니켈 도금층(214)과 제2 니켈 도금층(224)은, 연속한 일체의 니켈 도금층이어도 된다. 예를 들면, 제1 니켈 도금층(214)과 제2 니켈 도금층(224)은, 제1 플랜지부(212) 및 제2 플랜지부(222)에 마련된 양극액 공급 유로 및 양극액 회수 유로 그리고, 음극액 공급 유로 및 음극액 회수 유로의 내표면을 통해서, 일체의 연속한 니켈 도금층을 형성하고 있어도 된다. 또한, 예를 들면, 제1 니켈 도금층(214)과 제2 니켈 도금층(224)은, 플랜지부(212, 222)의 외주면을 통해서, 일체의 연속한 니켈 도금층을 형성하고 있어도 된다.In addition, although not shown in FIGS. 4 and 5, in the third frame 210, the flange portions 212 and 222 include an anolyte supply passage (not shown) that supplies the anolyte to the anode chamber A2. , an anolyte recovery passage (not shown) that recovers the anolyte and the gas generated from the anode from the anolyte (A2), a catholyte supply passage (not shown) that supplies the catholyte to the cathode chamber (C1), and a cathode chamber. (C1) is provided with a catholyte recovery passage (not shown) for recovering the catholyte and the gas generated from the cathode. In the electrolyzer 200, the anolyte supply flow path and the anolyte recovery flow path provided in the third frame 210 pass through the first through holes (not shown) provided in the gasket 30 and the diaphragm 40, respectively. They are in fluid communication with the anolyte supply flow path and the anolyte recovery flow path provided in the frame 10, respectively. In addition, the catholyte supply flow path and the catholyte recovery flow path provided in the third frame body 210 are connected to the second frame body 20 through through holes (not shown) provided in the gasket 30 and the diaphragm 40, respectively. It is in fluid communication with the catholyte supply flow path and the catholyte recovery flow path provided in . However, the anolyte supply passage, the anolyte recovery passage and the cathode chambers C1 and C2 are not in fluid communication, so there is no flow of electrolyte and gas between them. Additionally, the catholyte supply flow path, the catholyte recovery flow path, and the anode chambers A1 and A2 are not in fluid communication, so there is no flow of electrolyte solution and gas between them. When the flange portions 212 and 222 are provided with steel core materials 212a and 222a, the nickel plating layer 214 is also formed on the inner surfaces of the anolyte supply passage and the anolyte recovery passage provided in the flange portions 212 and 222. It is preferable that the nickel plating layer 224 be provided on the inner surfaces of the catholyte supply flow path and the catholyte recovery flow path provided in the flange portions 212 and 222. The nickel plating layer 214 is preferably provided on at least the liquid contact portion of the inner surfaces of the anolyte supply flow path and the anolyte recovery flow path provided in the flange portions 212 and 222, and may be provided on the entire inner surface. In addition, the nickel plating layer 224 is preferably provided on at least the liquid contact portion of the inner surface of the catholyte supply flow path and the catholyte recovery flow path provided in the flange portions 212 and 222, and may be provided on the entire inner surface. . In the third frame 210, the first nickel plating layer 214 and the second nickel plating layer 224 may be one continuous nickel plating layer. For example, the first nickel plating layer 214 and the second nickel plating layer 224 are an anolyte supply flow path and an anolyte recovery flow path provided in the first flange part 212 and the second flange part 222, and the cathode. A continuous nickel plating layer may be formed through the inner surfaces of the liquid supply flow path and the catholyte recovery flow path. Additionally, for example, the first nickel plating layer 214 and the second nickel plating layer 224 may form a continuous nickel plating layer through the outer peripheral surfaces of the flange portions 212 and 222.

전해조(200)에 의하면, 양극실(A1)을 획정하는 제1 프레임체(10)가, 제1 플랜지부(12)의 가스켓 접촉면(12e)에 노출되어 마련된 두께 27㎛ 이상, 보다 바람직하게는 30㎛ 이상의 제1 니켈 도금층(14)을 구비하고, 당해 가스켓 접촉면(12e)의 표면 거칠기가 산술 평균 거칠기Ra로서 10㎛ 이하임과 동시에, 양극실(A2)을 획정하는 제3 프레임체(10)가, 제1 플랜지부(212)의 가스켓 접촉면(212e)에 노출되어 마련된 두께 27㎛ 이상, 보다 바람직하게는 30㎛ 이상의 제1 니켈 도금층(214)을 구비하고, 당해 가스켓 접촉면(212e)의 표면 거칠기가 산술 평균 거칠기Ra로서 10㎛ 이하임으로써, 양극액 및 양극실 가스의 씰링성의 저하를 억제하는 것이 가능하다.According to the electrolytic cell 200, the first frame 10 defining the anode chamber A1 has a thickness of 27 μm or more, more preferably exposed to the gasket contact surface 12e of the first flange portion 12. A third frame body 10 having a first nickel plating layer 14 of 30 μm or more, having a surface roughness of the gasket contact surface 12e of 10 μm or less as an arithmetic mean roughness Ra, and defining the anode chamber A2. ) is provided with a first nickel plating layer 214 exposed to the gasket contact surface 212e of the first flange portion 212 and has a thickness of 27 ㎛ or more, more preferably 30 ㎛ or more, and the gasket contact surface 212e When the surface roughness is 10 μm or less as the arithmetic mean roughness Ra, it is possible to suppress a decrease in the sealing properties of the anolyte and the anode chamber gas.

[실시예][Example]

이하, 실시예 및 비교예에 기해서, 본 발명에 대해서 더 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(측정 방법)(measurement method)

이하의 실시예 및 비교예에 있어서, 도금층 두께의 측정은, 전자 막두께계(가부시키가이샤 게츠토 가가쿠겐큐쇼제, LE-373)를 사용해서 행했다. 표면 거칠기의 측정은, 표면 거칠기 형상 측정기(도쿄세이미츠제, 서프콤 480A)를 사용해서 행했다.In the following examples and comparative examples, the plating layer thickness was measured using an electronic thickness meter (LE-373, manufactured by Getsuto Chemical Co., Ltd.). Surface roughness was measured using a surface roughness shape measuring device (Surfcom 480A, manufactured by Tokyo Seimitsu).

(샘플의 제작)(Production of samples)

니켈 도금 대상물로서, 용접 구조용 압연 강재(SM400B)제의 강판(종30mm×횡50mm×두께10mm)의 엣지부에 면취(面取)를 실시한 것을 사용했다. 가스켓을 끼우기 위해서 필요한 볼트 구멍으로서, 직경 5mm의 구멍을 네 모서리에 마련했다. 도금 후의 표면 거칠기가 변하도록 강판의 표면 거칠기를 의도적으로 조정한 강판 샘플을 복수 종류, 각 종류에 대해서 복수매, 제작했다. 표면 거칠기가 상이한 강판 샘플은, 연마재로서 갈색 알루미나(2000~4000번)를 사용한 샷블라스트(shot blast) 가공에 의해서 제작했다. 샷블라스트 가공에 있어서의 표면 거칠기의 조정은, 연마제의 번수 및 샷 시간을 조정함으로써 행했다. 무전해 니켈 도금 또는 전기 니켈 도금에 의해서, 각 강판 샘플에 니켈 도금을 실시해서, 도금 두께 및 표면 거칠기가 상이한 니켈 도금 강판 샘플을 제작했다.As a nickel plating object, a steel plate (30 mm long x 50 mm wide x 10 mm thick) made of rolled steel for welded structures (SM400B) that was chamfered on the edge was used. As bolt holes required to insert the gasket, holes with a diameter of 5 mm were provided at the four corners. A plurality of types of steel sheet samples, each of which had the surface roughness of the steel sheet intentionally adjusted so that the surface roughness after plating would change, were produced. Steel plate samples with different surface roughness were produced by shot blast processing using brown alumina (No. 2000 to 4000) as an abrasive. The surface roughness in shot blast processing was adjusted by adjusting the number of abrasives and the shot time. Nickel plating was performed on each steel sheet sample using electroless nickel plating or electric nickel plating, and nickel-plated steel sheet samples with different plating thicknesses and surface roughness were produced.

무전해 도금 처리는, 일반적인 무전해 니켈 도금의 처리 수순에 따라서 행했다. 강판 샘플을 아세톤 용액에 침지하고, 10분간 초음파 탈지했다. 그 후, 순수 세정을 행하고, 10% 묽은 염산 중에 5분간 침지함으로써 산 세정을 행했다. 강판을 순수 세정한 후, 무전해 니켈-인 도금액(중간 인 타입, 오쿠노세이야쿠고교샤제 「톱뉴론」(등록상표)))에 침지했다. 도금액의 온도는 90℃로 유지했다. 강판을 도금액에 침지하고 있는 사이, 도금액을 완만하게 교반했다. 도금욕 조성의 변화를 억제하기 위해서, 도금액은 적의 교체를 실시했다. 도금막 두께는, 강판의 도금액에의 침지 시간을 변경함으로써 조정했다. 강판을 도금액으로부터 인상한 후, 순수 세정, 건조를 행해서, 무전해 니켈 도금된 시험편을 얻었다. 얻어진 시험편의 도금 두께 및 표면 거칠기(산술 평균 거칠기Ra 및 최대 높이Rz)를 측정했다.The electroless plating process was performed according to the general electroless nickel plating process procedure. The steel plate sample was immersed in an acetone solution and ultrasonically degreased for 10 minutes. After that, pure water washing was performed, and acid washing was performed by immersing it in 10% diluted hydrochloric acid for 5 minutes. After washing the steel sheet with pure water, it was immersed in an electroless nickel-phosphorus plating solution (medium phosphorus type, “Top Neuron” (registered trademark) manufactured by Okuno Seiyaku Kogyo Corporation). The temperature of the plating solution was maintained at 90°C. While the steel sheet was immersed in the plating solution, the plating solution was gently stirred. In order to suppress changes in the plating bath composition, the plating solution was changed appropriately. The plating film thickness was adjusted by changing the immersion time of the steel sheet in the plating solution. After pulling the steel sheet from the plating solution, it was washed with pure water and dried to obtain a test piece plated with electroless nickel. The plating thickness and surface roughness (arithmetic average roughness Ra and maximum height Rz) of the obtained test pieces were measured.

전기 도금 처리는, 일반적인 전기 니켈 도금의 처리 수순에 따라서 행했다. 강판 샘플을 아세톤 용액에 침지하고, 10분간 초음파 탈지했다. 그 후, 순수 세정을 행하고, 10% 묽은 염산 중에 5분간 침지함으로써 산 세정을 행했다. 강판을 순수 세정한 후, 전기 니켈 도금욕액(와트욕(Watt bath), 황산니켈 280g/L, 염화니켈 45g/L, 붕산 35g/L) 중에 침지하고, 전석(電析) 전류 밀도를 10A/d㎡로 니켈 도금층을 전석시켰다. 도금 처리 중, 도금욕액의 온도는 45℃로 유지하며, 도금액을 완만하게 교반했다. 도금욕 조성의 변화를 억제하기 위해서, 도금액은 적의 교체를 실시했다. 소정의 도금막 두께가 얻어지기까지 니켈 도금층을 전석시킨 후, 강판을 도금욕으로부터 인상하고, 순수 세정 및 건조를 행해서, 전기 니켈 도금된 시험편을 얻었다. 얻어진 시험편의 도금 두께 및 표면 거칠기(산술 평균 거칠기Ra 및 최대 높이Rz)를 측정했다.The electroplating process was performed according to the general electronickel plating process procedure. The steel plate sample was immersed in an acetone solution and ultrasonically degreased for 10 minutes. After that, pure water washing was performed, and acid washing was performed by immersing it in 10% diluted hydrochloric acid for 5 minutes. After washing the steel sheet with pure water, it was immersed in an electric nickel plating bath (Watt bath, nickel sulfate 280 g/L, nickel chloride 45 g/L, boric acid 35 g/L), and the electroplating current density was set to 10 A/L. The nickel plating layer was electrodeposited in dm2. During the plating process, the temperature of the plating bath liquid was maintained at 45°C, and the plating liquid was gently stirred. In order to suppress changes in the plating bath composition, the plating solution was changed appropriately. After the nickel plating layer was electrodeposited until the predetermined plating film thickness was obtained, the steel sheet was lifted from the plating bath, washed with pure water and dried, and a test piece electroplated with nickel was obtained. The plating thickness and surface roughness (arithmetic average roughness Ra and maximum height Rz) of the obtained test pieces were measured.

무전해 니켈 도금 또는 전기 니켈 도금을 실시한, 동일한 표면 거칠기를 갖는 시험편 2매로, 평판상 가스켓(EPDM제, 종30mm×횡50mm×두께3mm)을 끼우고, 알칼리수 전해조의 실기 상당의 프레스면압(1.5kgf/㎠)으로 체결 고정함으로써, 침지용 샘플을 제작했다.Two test pieces with the same surface roughness, which were subjected to electroless nickel plating or electric nickel plating, were fitted with a flat gasket (made of EPDM, 30 mm long kgf/cm2) to produce a sample for immersion.

<실시예 1~5 및 비교예 1~5><Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5>

(알칼리 침지 - 염수 분무 시험(1))(Alkali immersion - salt spray test (1))

각 침지용 샘플의 도금 전후의 성상을 표 1~2에 나타낸다. 각 침지용 샘플을, 알칼리액(30질량% 수산화칼륨 수용액, 100℃) 중에 240시간 침지했다. 이것은 알칼리수 전해조에 있어서의 통상의 전해액보다도, 금속 부식에 대해서 엄격한 조건이다. 침지용 샘플을 알칼리액으로부터 인상한 후, 해체하고, 수세 및 건조했다. 시험편이 가스켓과 접해 있었던 면(시험 대상면)에 대해서, JIS Z2371에 준거해서, 중성 염화나트륨 수용액을 사용한 염수 분무 시험을 행하고, 염수 분무로부터 72시간 경과 후의 시험 대상면의 표면 상태를 관찰해서, 1~3의 평점으로 평가했다. 평가의 기준은 다음과 같다.The properties of each immersion sample before and after plating are shown in Tables 1 and 2. Each sample for immersion was immersed in an alkaline solution (30 mass% potassium hydroxide aqueous solution, 100°C) for 240 hours. This is a more stringent condition for metal corrosion than a typical electrolyte solution in an alkaline water electrolyzer. After the sample for immersion was lifted from the alkaline solution, it was dismantled, washed with water, and dried. For the surface where the test piece was in contact with the gasket (test surface), a salt spray test using a neutral sodium chloride aqueous solution was performed in accordance with JIS Z2371, and the surface condition of the test surface 72 hours after the salt water spray was observed, 1 It was rated at ~3. The evaluation criteria are as follows.

3: 붉은 녹의 발생이 전혀 관찰되지 않고, 변색도 관찰되지 않았음3: No occurrence of red rust was observed at all, and no discoloration was observed.

2: 붉은 녹의 발생은 관찰되지 않았지만, 변색이 관찰됨2: No occurrence of red rust was observed, but discoloration was observed.

1: 넓은 표면에서 붉은 녹 및 변색의 양쪽이 관찰됨1: Both red rust and discoloration observed on a large surface

결과를 표 1~2에 나타낸다.The results are shown in Tables 1 and 2.

[표 1][Table 1]

Figure pct00001
Figure pct00001

[표 2][Table 2]

Figure pct00002
Figure pct00002

상기의 알칼리 침지 - 염수 분무 시험에 있어서는, 시험 대상면에 있어서 니켈 도금이 열화해 있는 개소가 존재하면, 평점이 악화한다. 그리고, 시험편이 가스켓과 함께 체결되어서 알칼리액에 침지되었을 때에, 시험편과 가스켓의 사이의 씰링성이 나쁠수록, 시험편과 가스켓의 사이에서 넓은 범위에 다량의 알칼리액이 침입하기 때문에, 시험 대상면의 니켈 도금이 광범위에 걸쳐서 열화하기 쉽다. 니켈 도금이 열화하면, 그 열화한 개소에 더 알칼리액이 침입하기 때문에, 씰링성이 더 악화하는 악순환이 된다. 실시예 1~5의 시험편은, 어느 것도, 알칼리 침지 - 염수 분무 시험에 있어서 양호한 성적을 나타냈다.In the alkali immersion-salt spray test described above, if there are areas where nickel plating is deteriorated on the surface to be tested, the score deteriorates. And, when the test piece is fastened together with the gasket and immersed in the alkaline liquid, the worse the sealing performance between the test piece and the gasket, the larger the amount of alkaline liquid intrudes into a wider area between the test piece and the gasket, so that the surface to be tested is Nickel plating is prone to deterioration over a wide area. When the nickel plating deteriorates, more alkaline liquid penetrates into the deteriorated areas, creating a vicious cycle in which the sealing performance further deteriorates. All of the test pieces of Examples 1 to 5 showed good results in the alkali immersion-salt spray test.

도금 후 강판의 표면 거칠기가 산술 평균 거칠기Ra로서 10㎛를 초과했던 비교예 1~5의 시험편은, 도금 두께가 27㎛ 이상이었음에도 불구하고, 알칼리 침지 - 염수 분무 시험에 있어서 뒤떨어진 결과를 나타냈다.The test pieces of Comparative Examples 1 to 5, in which the surface roughness of the steel sheet after plating exceeded 10 ㎛ as the arithmetic mean roughness Ra, showed poor results in the alkali immersion-salt spray test, even though the plating thickness was 27 ㎛ or more.

<실시예 6 및 비교예 6~7><Example 6 and Comparative Examples 6 to 7>

(알칼리 침지 - 염수 분무 시험(2))(Alkali immersion - salt spray test (2))

각 침지용 샘플의 도금 전후의 성상을 표 3에 나타낸다. 각 침지용 샘플을, 알칼리액(48질량% 수산화칼륨 수용액, 120℃) 중에 2000시간 침지했다. 이것은 실시예 1~5 및 비교예 1~5에 있어서의 조건보다도, 금속 부식에 대해서 더 엄격한 조건이다. 침지용 샘플을 알칼리액으로부터 인상한 후, 해체하고, 수세 및 건조했다. 시험편이 가스켓과 접해 있었던 면(시험 대상면)에 대해서, 상기와 마찬가지로 염수 분무 시험을 행하고, 72시간 경과 후의 시험 대상면의 표면 상태를 평가했다. 결과를 표 3에 나타낸다.Table 3 shows the properties of each immersion sample before and after plating. Each sample for immersion was immersed in an alkaline solution (48 mass% potassium hydroxide aqueous solution, 120°C) for 2000 hours. This is a more stringent condition for metal corrosion than the conditions in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5. After the sample for immersion was lifted from the alkaline solution, it was dismantled, washed with water, and dried. A salt spray test was performed in the same manner as above on the surface where the test piece was in contact with the gasket (test surface), and the surface condition of the test surface after 72 hours was evaluated. The results are shown in Table 3.

[표 3][Table 3]

Figure pct00003
Figure pct00003

실시예 6 및 비교예 6~7에 대해서 행해진 알칼리 침지 - 염수 분무 시험에 있어서도 마찬가지로, 시험 대상면에 있어서 니켈 도금이 열화해 있는 개소가 존재하면, 평점이 악화한다. 그리고, 시험편이 가스켓과 함께 체결되어서 알칼리액에 침지되었을 때에, 시험편과 가스켓의 사이의 씰링성이 나쁠수록, 시험편과 가스켓의 사이에서 넓은 범위에 다량의 알칼리액이 침입하기 때문에, 시험 대상면의 니켈 도금이 광범위에 걸쳐서 열화하기 쉽다. 니켈 도금이 열화하면, 그 열화한 개소에 더 알칼리액이 침입하기 때문에, 씰링성이 더 악화하는 악순환이 된다. 본 시험에 있어서는, 실시예 1~5, 비교예 1~5의 시험과 비교해서 알칼리액의 부식성이 높고, 알칼리 침지의 시간도 더 길기 때문에, 이 악순환이 보다 진행하기 쉽다. 그러나, 실시예 6의 시험편은, 알칼리 침지 - 염수 분무 시험에 있어서 양호한 성적을 나타냈다.Similarly, in the alkali immersion-salt spray test performed on Example 6 and Comparative Examples 6 to 7, if there are areas where nickel plating is deteriorated on the test surface, the rating deteriorates. And, when the test piece is fastened together with the gasket and immersed in the alkaline liquid, the worse the sealing performance between the test piece and the gasket, the larger the amount of alkaline liquid intrudes into a wider area between the test piece and the gasket, so that the surface to be tested is Nickel plating is prone to deterioration over a wide area. When the nickel plating deteriorates, more alkaline liquid penetrates into the deteriorated areas, creating a vicious cycle in which the sealing performance further deteriorates. In this test, compared to the tests of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5, the corrosiveness of the alkaline solution is higher and the alkali immersion time is longer, so this vicious cycle is more likely to proceed. However, the test piece of Example 6 showed good performance in the alkali immersion-salt spray test.

도금 두께가 27㎛ 미만이었던 비교예 6~7의 시험편은, 도금 후 강판의 표면 거칠기가 산술 평균 거칠기Ra로서 10㎛ 이하였음에도 불구하고, 알칼리 침지 - 염수 분무 시험에 있어서 뒤떨어진 결과를 나타냈다.The test pieces of Comparative Examples 6 to 7, where the plating thickness was less than 27㎛, showed poor results in the alkali immersion-salt water spray test, even though the surface roughness of the steel sheet after plating was 10㎛ or less as the arithmetic mean roughness Ra.

이상의 결과로부터, 본 발명의 알칼리수 전해조에 의하면, 금속 부식에 대해서 조건이 엄격한 양극실측에 있어서도, 양극액 및 양극실 가스의 씰링성의 저하를 억제하는 것이 가능하다고 생각된다. 또한, 금속 부식에 대해서 엄격한 조건 하에 있어서도, 플랜지부의 가스켓 접촉면에 있어서의 니켈 도금의 장수명화가 가능해진다고 생각된다.From the above results, it is believed that, according to the alkaline water electrolyzer of the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the sealing properties of the anolyte and the anode chamber gas even in the anode chamber where the conditions for metal corrosion are strict. In addition, it is believed that even under strict conditions regarding metal corrosion, nickel plating on the gasket contact surface of the flange section can prolong the lifespan.

10: 제1 프레임체
20: 제2 프레임체
210: 제3 프레임체
10a, 20a, 210a: (강제의) 심재
14, 214: 제1 니켈 도금층
24, 224: 제2 니켈 도금층
11, 21, 211: (도전성의) 격벽
12, 212: 제1 플랜지부
22, 222: 제2 플랜지부
13, 213, 23, 223: (도전성의) 지지 부재
30: 가스켓
31: 제1 가스켓 요소
32: 제2 가스켓 요소
40: (이온 투과성의) 격막
50: 양극
60: 음극
100, 200: 전해조
A, A1, A2: 양극실
C, C1, C2: 음극실
10: first frame
20: Second frame
210: Third frame
10a, 20a, 210a: (forced) heartwood
14, 214: first nickel plating layer
24, 224: second nickel plating layer
11, 21, 211: (conductive) septum
12, 212: first flange portion
22, 222: second flange portion
13, 213, 23, 223: (conductive) support absence
30: gasket
31: first gasket element
32: second gasket element
40: (ionically permeable) diaphragm
50: anode
60: cathode
100, 200: Electrolyzer
A, A1, A2: Anode chamber
C, C1, C2: cathode chamber

Claims (14)

도전성의 제1 격벽과, 당해 제1 격벽의 외주부에 마련된 제1 플랜지부를 구비하고, 양극실을 획정(劃定)하는, 제1 프레임체와,
도전성의 제2 격벽과, 당해 제2 격벽의 외주부에 마련된 제2 플랜지부를 구비하고, 음극실을 획정하는, 제2 프레임체와,
상기 제1 프레임체와 상기 제2 프레임체의 사이에 배치되고, 상기 양극실과 상기 음극실을 구획하는, 이온 투과성의 격막과,
상기 제1 프레임체의 제1 플랜지부와, 상기 제2 프레임체의 제2 플랜지부의 사이에 협지되고, 상기 격막을 유지하는, 가스켓과,
상기 양극실 내에 배치되고, 상기 제1 격벽과 전기적으로 접속된, 양극과,
상기 음극실 내에 배치되고, 상기 제2 격벽과 전기적으로 접속된, 음극
을 구비하고,
상기 가스켓은,
상기 제1 플랜지부 및 상기 격막에 접촉하는, 제1 가스켓 요소와,
상기 제2 플랜지부 및 상기 격막에 접촉하는, 제2 가스켓 요소
를 구비하고,
상기 제1 플랜지부는, 상기 제1 가스켓 요소와 접촉하는, 제1 가스켓 접촉면을 구비하고,
상기 제1 프레임체는, 상기 제1 플랜지부의 상기 제1 가스켓 접촉면에 노출되어 마련된, 두께 27㎛ 이상의 제1 니켈 도금층을 구비하고,
상기 제1 가스켓 접촉면의 표면 거칠기가, 산술 평균 거칠기Ra로서 10㎛ 이하인, 알칼리수 전해조.
A first frame body having a conductive first partition and a first flange portion provided on the outer periphery of the first partition, and defining an anode chamber;
A second frame body having a conductive second barrier rib and a second flange portion provided on the outer periphery of the second barrier rib, and defining a cathode chamber;
an ion-permeable diaphragm disposed between the first frame and the second frame and dividing the anode chamber and the cathode chamber;
a gasket sandwiched between a first flange portion of the first frame and a second flange portion of the second frame and maintaining the diaphragm;
an anode disposed in the anode chamber and electrically connected to the first partition,
A cathode disposed in the cathode chamber and electrically connected to the second partition wall.
Equipped with
The gasket is,
a first gasket element contacting the first flange portion and the diaphragm;
A second gasket element contacting the second flange portion and the diaphragm.
Equipped with
The first flange portion has a first gasket contact surface that contacts the first gasket element,
The first frame body has a first nickel plating layer with a thickness of 27 μm or more provided and exposed to the first gasket contact surface of the first flange portion,
An alkaline water electrolyzer wherein the surface roughness of the first gasket contact surface is 10 μm or less as an arithmetic average roughness Ra.
제1항에 있어서,
상기 제1 가스켓 접촉면의 표면 거칠기가, 최대 높이Rz로서 40㎛ 이하인, 알칼리수 전해조.
According to paragraph 1,
An alkaline water electrolyzer wherein the surface roughness of the first gasket contact surface is 40 μm or less as a maximum height Rz.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 니켈 도금층이, 무전해 니켈 도금층인, 알칼리수 전해조.
According to claim 1 or 2,
An alkaline water electrolyzer wherein the first nickel plating layer is an electroless nickel plating layer.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 프레임체가,
적어도 하나의 강제(鋼製)의 제1 심재와,
상기 제1 심재의 표면에 마련된 상기 제1 니켈 도금층
을 포함하는, 알칼리수 전해조.
According to claim 1 or 2,
The first frame body,
At least one steel first core,
The first nickel plating layer provided on the surface of the first core material
Containing an alkaline water electrolyzer.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 니켈 도금층이, 상기 제1 가스켓 접촉면, 및, 상기 제1 프레임체의 상기 양극실에 면한 표면에, 연속해서 마련되어 있는, 알칼리수 전해조.
According to claim 1 or 2,
An alkaline water electrolyzer wherein the first nickel plating layer is continuously provided on the first gasket contact surface and the surface facing the anode chamber of the first frame.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 니켈 도금층의 두께가, 30~100㎛인, 알칼리수 전해조.
According to claim 1 or 2,
An alkaline water electrolyzer wherein the first nickel plating layer has a thickness of 30 to 100 μm.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 프레임체는,
상기 제1 격벽으로부터 상기 양극실에 돌출되어 마련되고, 상기 양극을 지지하는, 도전성의 지지 부재
를 더 구비하는, 알칼리수 전해조.
According to claim 1 or 2,
The first frame is,
A conductive support member provided to protrude from the first partition into the anode chamber and supports the anode.
An alkaline water electrolyzer further comprising:
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 플랜지부는, 상기 제2 가스켓 요소와 접촉하는, 제2 가스켓 접촉면을 구비하고,
상기 제2 프레임체는, 상기 제2 플랜지부의 상기 제2 가스켓 접촉면에 노출되어 마련된, 두께 27㎛ 이상의 제2 니켈 도금층을 구비하고,
상기 제2 가스켓 접촉면의 표면 거칠기가, 산술 평균 거칠기Ra로서 10㎛ 이하인, 알칼리수 전해조.
According to claim 1 or 2,
The second flange portion has a second gasket contact surface that contacts the second gasket element,
The second frame body has a second nickel plating layer with a thickness of 27 μm or more exposed to the second gasket contact surface of the second flange portion,
An alkaline water electrolyzer wherein the surface roughness of the second gasket contact surface is 10 μm or less as an arithmetic average roughness Ra.
제8항에 있어서,
상기 제2 가스켓 접촉면의 표면 거칠기가, 최대 높이Rz로서 40㎛ 이하인, 알칼리수 전해조.
According to clause 8,
An alkaline water electrolyzer wherein the surface roughness of the second gasket contact surface is 40 μm or less as a maximum height Rz.
제8항에 있어서,
상기 제2 니켈 도금층이, 무전해 니켈 도금층인, 알칼리수 전해조.
According to clause 8,
An alkaline water electrolyzer wherein the second nickel plating layer is an electroless nickel plating layer.
제8항에 있어서,
상기 제2 프레임체가,
적어도 하나의 강제의 제2 심재와,
상기 제2 심재의 표면에 마련된 상기 제2 니켈 도금층
을 포함하는, 알칼리수 전해조.
According to clause 8,
The second frame body,
at least one second heartwood of the force,
The second nickel plating layer provided on the surface of the second core material
Containing an alkaline water electrolyzer.
제8항에 있어서,
상기 제2 니켈 도금층이, 상기 제2 가스켓 접촉면, 및, 상기 제2 프레임체의 상기 음극실에 면한 표면에, 연속해서 마련되어 있는, 알칼리수 전해조.
According to clause 8,
An alkaline water electrolyzer wherein the second nickel plating layer is continuously provided on the second gasket contact surface and the surface of the second frame facing the cathode chamber.
제8항에 있어서,
상기 제2 니켈 도금층의 두께가, 50~100㎛인, 알칼리수 전해조.
According to clause 8,
An alkaline water electrolyzer wherein the second nickel plating layer has a thickness of 50 to 100 μm.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 프레임체는,
상기 제2 격벽으로부터 상기 음극실에 돌출되어 마련되고, 상기 음극을 지지하는, 도전성의 지지 부재
를 더 구비하는, 알칼리수 전해조.
According to claim 1 or 2,
The second frame is,
A conductive support member provided to protrude from the second partition into the cathode chamber and supports the cathode.
An alkaline water electrolyzer further comprising:
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