TWI504784B - 海水電解系統及海水電解方法 - Google Patents

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Description

海水電解系統及海水電解方法
本發明係有關具備由對於海水施以電性分解而使次氯酸之海水電解裝置之海水電解系統及海水電解方法。
以往，在使用多量海水之火力發電廠，核能發電廠，海水淡化工場，化學工場等中，與其取水口或配管，冷凝器，各種冷卻器等之海水接合部分的藻類或貝類之附著繁殖則成為大的問題。
為了解決此問題，提案有由對於天然的海水施以電性分解而產生次氯酸，再經由將該次氯酸注入於取水口中而抑制海洋生物的附著之海水電解裝置(例如參照專利文獻1)。
即，此海水電解裝置係構成於構成框體狀之電解槽主體內配置有作為電極之陽極．陰極之構造，流通海水於該電解槽主體內。對於海水中係存在有氯化物離子及氫氧化離子之故，於陽極．陰極間通電有電流時，在陽極中係生成有氫氧化鈉。並且經由氯與氫氧化鈉產生反應之時，生成具有海洋生物之附著抑制效果之次氯酸。
在此，作為配置於上述海水電解裝置之電解槽內之電極，特別是陽極，一般而言使用對於鈦基板接合將白金作為主體之複合金屬，即白金主體接合材之構成(例如參照專利文獻2)。
另外，至今尚未有作為海水電解裝置所實用化之事例，但提案有作為電性分解之陽極的接合材，適用將氧化銥作為主體之複合金屬，即氧化銥主體接合材者(例如參照專利文獻3)。
另外，亦知道有將從海水淡水化裝置等之海水濃縮裝置所排出之鹽分濃度高的濃縮液作為處理水而使用之海水電解裝置。此海水電解裝置係由提高經由電性分解濃縮水所生成之電解處理水中的次氯酸濃度，降低消耗電力，謀求海水電解裝置之效率化，小型化者(例如參照專利文獻4)。
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特許第3389082號公報
[專利文獻2]日本特開2001-262388號公報
[專利文獻3]日本特開平8-85894號公報
[專利文獻4]日本特開平9-294986號公報
但在使用白金主體接合材的電極中，係經由於電性分解時在陽極附近產生的氧，或在陰極附近產生的積垢(鈣，鎂等)之影響，加快電極的消耗進行。因此，必須頻繁地進行電極洗淨或電極交換，而維護成本變多。
另外，認為在電極表面的電流密度越高，氯產生效率 變越高。此傾向係對於導入海水濃縮液於海水電解裝置而使次氯酸產生的情況，亦同樣地出現。
但從電流密度增大時，在陽極附近產生的氧，或在陰極附近產生的積垢的量亦增加的情況，反而加快電極的消耗進行。因此，在使用白金主體接合材的電極中，無法提高在電極表面之電流密度，例如將電流密度的最大值抑制為15A/dm2 程度之情況則作為技術常識。
如此因必須抑制電性分解之電流密度之故，對於為了從海水使充分的次氯酸產生，而必須配置數量多的電極，而招致裝置之製造成本增大，裝置的大型化。
本發明係有鑑於如此之課題所作為之構成，其目的為提供可謀求電極之耐久性提升同時，可抑制氯產生效率的下降之海水電解裝置，海水電解系統及海水電解方法。
在此，發明者們對於上述海水電解裝置之電極重覆銳意研究時，得到在被覆氧化銥主體接合材之陽極中，相反於被覆白金主體接合材之以往的電極之技術常識，將超過15A/dm2 之電流密度通電之情況有效抑制電極之耐久性提升及氯產生效率之下降的見解。
即，有關本發明之海水電解裝置係具備：包含將含有氧化銥之接合材，由所被覆的鈦所成之陽極，和陰極的電極；和收納前述陽極及前述陰極的電解槽主體；和於前述陽極及前述陰極間，兩極表面的電流密度呈成為20A/dm2 以上地進行通電之電源裝置。
有關本發明之海水電解方法係使海水流通於前述電解槽主體內，於前述陽極及前述陰極間，兩極表面的電流密度呈成為20A/dm2 以上地進行通電，電性分解前述電解槽主體內的海水。
在本發明中，在電極表面的電流密度則作為較以往的15A/dm2 為大之20A/dm2 以上之故，伴隨電性分解而在陰極所產生的氫氣量則比較於以往為增大。經由此多量的氫氣，發現電極之洗淨效果之故，可防止對陽極之錳積垢之附著，及在陰極的鈣，鎂等之積垢的附著。另外，在陽極附近所產生的氧量亦增大，但氧化銥係具備對於氧的充份耐久性之故，可防止經由氧而電極產生消耗之情況。
在本發明中，經由前述電源裝置加以通電之前述陽極及前述陰極表面的電流密度係含於20A/dm2 以上40A/dm2 以下之範圍亦可。理想為含於20A/dm2 以上30A/dm2 以下之範圍亦可。
電流密度過大之情況，例如對於超過40A/dm2 之情況，在陽極及陰極的積垢產生量則超過氫的洗淨效果之有效範圍。對此而言，在本發明中，將電流密度之上限值作為40A/dm2 ，而理想為作為30A/dm2 之故，可經由氫而有效地發現洗淨效果，進而可效果地防止在陽極及陰極的積垢附著之情況。
有關本發明之海水電解裝置係更具備：複數之前述電解槽主體；和連接在此等電解槽主體彼此之前述海水的流 出口與流入口之連接管；和除去前述連接管內之氣體的氣體除去手段。
越提高電流密度，經由在陰極之氫產生而液氣比越下降之故，氯產生效率則下降。對此，經由設置於連接管之氣體除去手段，特別是由除去氫氣者，可將電解槽內抑制成特定之液氣比以下，防止效率下降。
有關本發明之海水電解系統係具備：有關上述之本發明的海水電解裝置；和提高為了導入於前述電解槽主體之含於海水中的氯化物離子的濃度之濃縮手段。
有關本發明之海水電解方法係提高欲電性分解之含於海水中的氯化物離子的濃度，使提高氯化物離子濃度之海水流通於前述電解槽主體內，通電於前述陽極及前述陰極間，電性分解前述電解槽主體內之海水。
在本發明中，於海水電解裝置，導入提高氯化物離子濃度，電性傳導度之濃縮水。更且，於陽極之接合材含有氧化銥之故，可提高設定在電極表面之電流密度，可提高含於所生成之電解處理水的次氯酸的濃度。即，經由使每電極之單位面積之次氯酸的產生量增加之時，可使電極面積降低，而謀求裝置之小型化。
在本發明中，經由前述電源裝置加以通電之前述陽極及前述陰極表面的電流密度係含於20A/dm2 以上60A/dm2 以下之範圍亦可。理想為含於20A/dm2 以上50A/dm2 以下之範圍亦可。
電流密度過大之情況，例如對於超過60A/dm2 之情況 ，在陽極及陰極的積垢產生量則超過氫的洗淨效果之有效範圍。對此而言，在本發明中，將電流密度之上限值作為60A/dm2 ，而理想為作為50A/dm2 之故，可經由氫而有效地發現洗淨效果，可有效果地防止在陽極及陰極的積垢附著之情況。
有關本發明之海水電解系統係更具備：從前述電性分解後的海水，分離在前述陰極所生成之氫氣的氫分離手段。由此，可更一層有效果地發現經由氫氣之洗淨效果，可有效地防止在陽極及陰極的積垢附著之情況。
在有關本發明之海水電解裝置中，對於前述接合材係添加鉭的氧化物亦可。
由添加對於氧而言之耐久性高的鉭於前述接合材者，可使對於在陽極產生的氧之耐久性提升，更一層有效果地防止電極之異常消耗。
在有關本發明之海水電解裝置中，前述電極係含有前述海水之流通方向一方側的部分作為前述陽極之同時，另一方側之部分作為前述陰極之複數的二極電極板，將此等二極電極板拉開間隔配列於前述流通方向所成之電極群則呈構成相互平行地加以複數配置，相互平行鄰接之前述電極群彼此之前述二極電極板則使前述陽極與前述陰極對向加以配置亦可。
如此，由匯集性地配置具有陽極及陰極之二極電極板者，可謀求裝置本身的小型化。
另外，各二極電極板係沿著海水的流通方向加以配置 之故，未妨礙海水的流通。由此，可維持高的海水之流速之故，可有效地得到對於經由該海水之電極之積垢附著的防止效果。
更且，從相互平行鄰接之電極群彼此的陽極及陰極為對向之情況，由通電於此等陽極及陰極之間者，對於流通在電極間的海水而言，可有效率地實施電性分解。
在有關本發明之海水電解裝置中，連接於在各前述電極群之前述流通方向的前述二極電極板彼此之間隔係為相互平行鄰接之前述電極群彼此之間隔的8倍以上亦可。
對於鄰接於流通方向之二極電極板彼此之間隔為小之情況，係產生有流通在此等二極電極板彼此之間的電流，即對於電性分解之貢獻之小的迷走電流。此迷走電流係在電極表面的電流密度變越高而成為越顯著。對此，如上述，經由謀求鄰接於流通方向之二極電極板彼此之間隔之最佳化之時，可抑制該迷走電流的產生，而防止海水電解效率之下降。
在本發明中，前述海水電解裝置係具備將從前述電解槽主體的流出口流出之電性分解後之前述海水，混合於從前述電解槽主體的流入口流入之前的前述海水之循環流路亦可。
越提高電流密度，越擔心對於電極表面之積垢的附著。但因經由將電性分解後之海水，通過循環流路而混合於電性分解前的海水之時，得到經由含於通過海水電解裝置之電解槽之海水中的積垢成分之種晶效果之故，可對於電 極表面防止積垢附著之情況。
如根據本發明，可防止對於電極之積垢的附著，而謀求電極的耐久性之提升及氯產生效率之下降的抑制。
以下，對於本發明之第一實施形態，參照圖1至圖4加以說明。
第一實施形態之海水電解系統100A係從流通有海水之取水用水路徑1，將海水取水，由海水電解裝置10將海水進行電性分解之後，將所處理之海水注入於取水用水路徑1之系統。
此海水電解系統100A係如圖1所示，具備海水電解裝置10，和儲存容器50，和取水部60，和注水部70。儲存容器50係儲存由海水電解裝置10加以電性分解之海水W。取水部60係從取水用水路徑1導入海水W至海水電解裝置10。注水部70係將儲存容器50之海水W注入至取水用水路徑1。
海水電解裝置10係如圖2所示，含有電解槽主體20，和電極支持箱26，和端子板28，29及複數的電極30。
電解槽主體20係具備兩端開口之略筒狀的外筒21，對於外筒21之一端係設置有封閉該一端側之開口的上流側蓋部22。更且，對於外筒21之另一端係設置有封閉該 另一端側之開口的下流側蓋部24。電解槽主體20係經由此等外筒21，上流側蓋部22及下流側蓋部24而確保特定之耐壓強度。
另外，對於上流側蓋部22係形成有連通電解槽主體20內外之流入口23，對於下流側蓋部24係形成有連通電解槽主體20內外之流出口25。即在電解槽主體20中，從上流側蓋部22之流入口23導入海水W，該海水W則在外筒21內從流入口23側朝向流出口25側流通於一方向之後，從該流出口25流出於電解槽主體20外。在以下係將電解槽主體20內之流入口23側稱作上流側，將流出口25側稱作下流側。
電極支持箱26係例如構成以塑料等之電性絕緣材所構成之筒狀的構件，呈延伸存在於海水W之流通方向地收納於電解槽主體20內。此電極支持箱26係藉由複數之固定構件27而加以固定於上流側蓋部22及下流側蓋部24。另外，對於電極支持箱26之內部係複數設置有為了支持電極30之支持棒26a。
端子板28，29係對於支持於電極支持箱26內之電極30而言，具有供給來自電解槽主體20外部之電流的作用，於上述電極支持箱26之兩端配置有一對。
電極30係構成板狀，於上述電極支持箱26之支持棒26a，以配列狀態固定支持複數。在本實施形態中，作為此電極30，使用二極電極板31，陽極板32及陰極板33之三種類。
二極電極板31係將作為電極基板之鈦基板分為兩個部分，具有將其一方作為陽極A，另一方作為陰極K之構造。即，二極電極板31係其一端側一半的範圍則作為被覆含有氧化銥的接合材(氧化銥主體接合材)於表面之陽極A，另一端側一半的範圍係作為未被覆上述氧化銥主體接合材於表面之陰極K。
另外，陽極板32係構成被覆氧化銥主體接合材於上述鈦基板的表面全體之構造，該陽極板32全體則作為電性分解時之陽極A而發揮機能。另一方面，作為陰極板33係採用未施以接合之鈦基板，該陰極板33全體則作為電性分解時之陰極K而發揮機能。
然而，上述氧化銥主體接合材係氧化銥的含有量則以質量比加以設定為50%以上，理想為設定為60%~70%之範圍。由此，可良好得到經由氧化銥之被覆效果。
另外，對於氧化銥主體接合材係添加鉭為佳。更且，對於氧化銥主體接合材係未含有白金為佳。
在此，對於在電極支持箱26內之三種類之電極30的配列構造加以說明。二極電極板31，陽極板32及陰極板33係各加以固定支持於電極支持箱26內之支持棒26a。
上述電極30之中，二極電極板31係如圖2及圖3所示，將陽極A朝向於液入口側之同時，將陰極K朝向於液出口側，其延伸存在方向呈沿著海水W之流通方向地加以複數配列。另外，此等二極電極板31係以於上述流通方向拉開間隔串聯地加以配列者，構成電極群M。並且 ，如此之電極群M係呈構成相互平行地拉開間隔設置複數，即相互並聯地設置複數。
在此，相互平行鄰接之電極群M彼此係相對性地於上述流通方向，以僅二極電極板31之2分之1間距分偏移狀態加以配置。由此，相互平行鄰接之電極群M彼此之二極電極板31係陽極A與陰極K成為對向狀態。另外，在本實施形態中，如圖3所示，鄰接於在各電極群M之上述流通方向之二極電極板31彼此的間隔d1係設定為相互平行鄰接之電極群M之間隔，即相互平行鄰接之二極電極板31彼此的間隔d2之8倍以上為佳。
另一方面，對於二極電極板31之下流側係複數的陽極板32則沿著海水W的流通方向，相互平行地加地配列，對於二極電極板31之上流側係複數的陰極板33則沿著海水W的流通方向，相互平行地加地配列。
陽極板32係其下流側的端部則連接於位於一對之端子板28，29之中的下流側之端子板29，此等陽極板32之上流側的端部係各對向於與上述二極電極板31之陰極K垂直交叉於流通方向的方向。也就是，陽極板32之上流側端部，和二極電極板31的陰極K係從垂直交叉於流通方向的方向而視，呈重疊地相互不同地加以配置。更且，陰極板33係其上流側的端部則連接於位於一對之端子板28，29之中的上流側之端子板28，此等陰極板33之下流側的端部係各對向於與上述二極電極板31之陽極A垂直交叉於流通方向的方向。也就是，陰極板33之下流 側端部，和二極電極板31的陽極A係從垂直交叉於流通方向的方向而視，呈重疊地相互不同地加以配置。
電源裝置40係供給供予海水W之電性分解的電流之裝置，具備直流電源41，和定電流控制電路42。直流電源41係輸出直流電力之電源，例如將從交流電源所輸出的交流電力整流成直流而輸出亦可。
定電流控制電路42係將從直流電源41所供給的直流電力作為定電流而輸出的電路，其中，作為無關於電流通電區間之電性阻抗的變化而可輸出特定的定電流於該電流通電區。即，此定電流控制電路42係在從直流電源41輸入直流電力時，如圖4所示，經由將該直流電力的電壓值，控制在偏差幅度△V之範圍之時，將定電流控制曲線上之所期望的電流值作為定電流而輸出。
在如此之定電流控制電路42中，藉由一對之導線43，44而連接陽極A於下流側的端子板29之同時，連接陰極K於上流側之端子板28。由此，在定電流控制電路42所生成的定電流則藉由端子板28，29加以通電於電極30。
在此，在本實施形態之電源裝置40中，在電極30表面的電流密度呈成為20A/dm2 ~40A/dm2 ，而理想為20A/dm2 ~30A/dm2 之範圍地，定電流控制電路42生成定電流。即，經由生成對應於在電解槽主體20內之電極30的表面積之定電流而供給該定電流於電極30之時，將在電極30表面之電流密度作為20A/dm2 ~40A/dm2 ，理想為 20A/dm2 ~30A/dm2 的範圍。
然而，在接合從以往所使用之白金作為主體之複合金屬(白金主體接合材)的電極中，伴隨電流密度的增加而使電極的消耗進行之氧或積垢的量亦增加之故，將該電流密度的最大值作為15A/dm2 程度。對此，在本實施形態中，作為在較以往電流密度為高之20A/dm2 ~40A/dm2 ，理想為20A/dm2 ~30A/dm2 的範圍進行電性分解。
儲存容器50係暫時儲存從在上述海水電解裝置10之電解槽主體20的流出口25流出之海水W的容器，藉由連接於電解槽主體20的流出口25之中間流路51，導入海水W於內部。
取水部60係含有取水流路61，第一幫浦62，第一流量計64及第一開關控制閥63。
取水流路61係一端連接於取水用路徑1之同時，另一端則連接於在海水電解裝置10之電解槽主體20的流入口23之流路。
第一幫浦62係設置於此取水流路61之中途，該第一幫浦62則由將取水用路徑1的海水W，以一定的輸出取汲者，將此海水W導入至上述流入口23。
第一流量計64係設置於取水流路61之下流側，檢測通過該取水流路61之海水W的流量Q1 。
另外，第一開關控制閥63係設置於在取水流路61之第一流量計64的上流側的閥，其中，依據第一流量計64所檢測之海水W的流量Q1 加以開關控制。由此，由對應 於取水流路61及電解槽主體20之海水流通範圍的面積比而調整流通在取水路徑之海水W的流量者，可任意調整流通在電解槽主體20內之海水W的流速。
在本實施形態之海水電解裝置10中，流通在電解槽主體20內之海水W的流速則至少呈成為0.7m/s以上地控制第一開關控制閥63為佳。
然而，不僅經由第一開關控制閥63之開關控制而調整在電解槽主體20內之海水W的流速，而例如經由控制第一幫浦62之輸出而調整在電解槽主體20內之海水W的流速亦可。
注水部70係含有注水流路71，第二幫浦72，第二開關控制閥73及第二流量計74。
注水流路71係一端連接於儲存容器50之同時，另一端連接於取水用水路徑1之流路。
第二幫浦72係設置於此注水流路71之中途，該第二幫浦72則由將儲存容器50內的海水W，以一定的輸出送入者，將此海水W導入至取水用水路徑1。
第二流量計74係設置於在注水流路71之流路的下流側，檢測通過該注水流路71之海水W的流量Q2 。
另外，第二開關控制閥73係設置於在注水流路71之第二流量計74的上流側的閥，其中，依據第二流量計74所檢測之海水W的流量Q2 加以開關控制。經由此，調整注入於取水用水路徑1之海水W的流量。然而，不僅經由第二開關控制閥73之開關控制而調整對於取水用水路 徑1之海水W的注入量，而例如經由控制第二幫浦72之輸出而調整對於取水用水路徑1之海水W的注入量亦可。
接著，對於本實施形態之海水電解裝置10的作用，及使用海水電解裝置10之海水W的電解方法加以說明。
流通在取水用水路徑1之海水W之中的一部分係經由取水部60，從海水電解裝置10之電解槽主體20的流入口23導入至電解槽主體20內。即，取水用水路徑1的海水W則由經由第一幫浦62而取汲於取水流路61內者，藉由該取水流路61而導入海水W於電解槽主體20內。由此，將電解槽主體20內之電極30浸漬於海水W。此時，第一開關控制閥63則由對應於第一流量計64之檢測的流量而開關者，在電解槽主體20內流通於流通方向之海水W的流速則調整為所期望的值。
如此，對於流通在電解槽主體20內之海水W，係經由電極30而施以電性分解。即，依據在電源裝置40之直流電源41之直流電力，以定電流控制電路42生成所期望的定電流，該定電流則藉由導線43，44而供給至端子板28，29。藉由此等端子板28，29所供給之電流係在電解槽主體20內，依序串聯地流通陽極板32，二極電極板31，陰極板33。
具體而言，從定電流控制電路42流通至陽極板32之電流則藉由海水W而到達至二極電極板31的陰極K時，由流通在此二極電極板31內者而到達至該二極電極板31 之陽極A，之後，於對向於此陽極A之其他的二極電極板31之陰極K，流通在海水W內而到達。如此，電流則從陽極板32依序流通在複數之二極電極板31，最終係流通至陰極板33。然而，在此時之電流之各電極30表面的電流密度係經由定電流控制電路42而控制為20A/dm2 ~40A/dm2 ，理想為20A/dm2 ~30A/dm2 的範圍。
如此通電於海水W之電流係經由上述定電流控制電路42之作用，無關於海水W之電性阻抗的變化，而將在電極30表面之電流密度作為一定。即，流通在電解槽主體20內之海水W係其電性阻抗的值則時時刻刻產生變化，但如圖4所示，定電流控制電路42則由以特定的偏差幅度△V控制電壓者，將在電極30表面之電流密度保持為一定。
如上述，由電流流通在電極30間的海水W內者，對於海水W而言施以電性分解。
即在陽極A中，如下述(1)式所示，從海水W中的氯離子取得電子e而引起氧化，生成氯【數1】2Cl- → Cl2 +2e………(1)
另一方面，在陰極K中，如下述(2)式所示，賦予電子於海水W中的氫而引起還原，生成氫氧化離子與氫氣。
【數2】2H2 O+2e → 2OH- +H2 ↑………(2)
另外，如下述(3)式所示，在陰極K所生成的氫氧化離子係與海水W中的鈉離子反應而生成氫氧化鈉。
【數3】2Na+ +2OH- → 2NaOH………(3)
更且，如(4)式所示，經由氫氧化鈉與氯產生反應之時，生成次氯酸，氯化鈉及水。
【數4】Cl2 +2NaOH → NaClO+NaCl+H2 O………(4)
如此，依據海水W之電性分解，生成對於海洋生成物的附著而言具有抑制效果之次氯酸。
並且，施以電性分解的海水W係從電解槽主體20之流出口25流出，通過中間流路51而暫時性地儲存於儲存容器50。之後，儲存容器50內之海水W係藉由注水部70而注入至取水用水路徑1。即，含有儲存容器50內之次氯酸的海水W則經由第二幫浦72稼動之時而藉由注水流路71，注入至取水用水路徑1。此時，第二開關控制閥73則由對應於第二流量計74之檢測的流量而加以開關者，調整含有對於取水用水路徑1之次氯酸的海水W之流量。
在此，一般而言，對於被覆氧化銥主體接合材之陽極 A係附著有因在電性分解時，含於海水W中的錳離子引起的錳積垢。經由此錳積垢的附著而陽極A的消耗則進行，更且，電極30表面的觸媒活性下降之故，產生有氯產生效率下降的不良狀況。另外，陰極K係附著有因含於海水W中的錳或鈣引起的積垢，經由此積垢依然電極30之消耗進行著。
對此，如根據上述實施形態，在電極30表面的電流密度則設定為較以往的15A/dm2 為大之20A/dm2 以上之故，伴隨電性分解而在陰極K產生的氫氣量則比較於以往為增大。經由此多量的氫氣，發現電極30之洗淨效果之故，可防止對陽極A之錳積垢之附著，及在陰極K之鈣，鎂等之積垢的附著。
更且，經由在電極30表面的電流密度的增加，在陽極A附近產生的氧量亦增大，但氧化銥係具備對於氧的充分之耐久性之故，可防止由含有該氧化銥之接合材所被覆之陽極A則經由氧而消耗之情況。
然而，在電極30表面的電流密度過大之情況，例如對於超過40A/dm2 之情況，在陽極A及陰極K的積垢產生量則超過氫的洗淨效果之有效範圍。對此，在本實施形態中係將電流密度的上限作為40A/dm2 之故，經由氫而有效地發現洗淨效果，可有效果地防止在陽極A及陰極K的積垢之附著。另外，對於將電流密度的上限作為30A/dm2 時，係可經由氫而更有效地發現洗淨效果，可有效果地防止積垢之附著。
如此，在本實施形態中，含有氧化銥於陽極A之接合材，更且在電極30表面之電流密度則設定為20A/dm2 ~40A/dm2 之範圍，而理想為20A/dm2 ~30A/dm2 之故，可有效地得到經由氫氣之洗淨效果。由此，可防止對於電極30之積垢的附著之故，而成為可謀求電極30的耐久性之提升及氯產生效率之下降的抑制。
隨之，除了可提升海水電解裝置10之維護性之外，經由高氯產生效率可減少電極30的數量，而可謀求裝置之小型化。
另外，對於添加鉭的氧化物於被覆陽極A之氧化銥主體接合材之情況，該鉭則對於氧而言發揮高耐久性之故，可更一層有效地防止經由在陽極A附近產生的氧之電極30之異常消耗情況。
然而，經由未含有白金於此氧化銥主體接合材之時，可謀求成本的降低。
更且，在本實施形態中，串聯性地配置二極電極板31而構成電極群M之同時，由相互平行地配列此電極群M者，匯集性地配置多數之二極電極板31之故，大大的擔保氯的總產生量同時，可謀求裝置本身的小型化。
另外，各二極電極板31係沿著海水W流通方向加以配置之故，未妨礙海水W的流通。由此，可維持高的海水W的流速之故，可有效地得到對於電極30之積垢附著的防止效果。
並且，從相互平行地鄰接之電極群M彼此的陽極A 及陰極K為對向之情況，由通電於此等陽極A及陰極K之間者，對於流通在電極30間之海水W而言可有效率地施以電性分解。
在此，於鄰接於海水W的流通方向之二極電極板31彼此之間隔為小之情況，係產生有流通在此等二極電極板31彼此之間的電流，即對於電性分解之貢獻之小的迷走電流。此迷走電流係在電極30表面的電流密度越高而成為越顯著之構成，招致海水電解效率之下降。
對此，在本實施形態中，鄰接於在各電極群M之流通方向的二極電極板31彼此之間隔d1係設定為相互平行鄰接之電極群M彼此之間隔d2的8倍以上，即，謀求鄰接於流通方向的二極電極板31彼此之間隔之最佳化之故，可抑制上述迷走電流之產生，而防止海水電解效率的下降。
接著，對於關於本發明之第二實施形態之海水電解系統100B，參照圖5加以說明。然而，在第二實施形態中，對於與第一實施形態同樣的構成要素係附上同一符號，省略詳細的說明。
如圖5所示，第二實施形態之海水電解系統100B係於取水部60之取水流路61與注水部70之注水流路71之間，具備使注水流路71之海水W混合於取水流路61之循環部80。此循環部80係含有循環流路81，和第三流量計84，和第三開關控制閥83。
循環流路81係一端連接於注水流路71之同時，另一 端連接於取水流路61之流路。在本實施形態中，循環流路81的一端係連接於在注水流路71之第二幫浦72與第二開關控制閥73之間，而該循環流路81的另一端係連接於在取水流路61之第一幫浦62與第一開關控制閥63之間。
第三流量計84係設置於循環流路81之中途，檢測通過該循環流路81之海水W的流量Q3 。
另外，第三開關控制閥83係設置於在循環流路81之第三流量計84的下流側的閥，其中，依據第三流量計84所檢測之海水W的流量Q3 加以開關控制。由此，可從注水流路71藉由循環流路81而任意地控制循環於取水流路61之海水W的流量。
在如此之海水電解系統100B中，儲存於儲存容器50之電性分解後之海水W則經由第二幫浦72而導入至注水流路71內時，該海水W係在連接有循環流路81之一端的注水流路71之分歧部，分流至流通在注水流路71之海水W與流通在循環流路81之海水W。
通過循環流路81之海水W係在該循環流路81之另一端導入至取水流路61內。即，通過循環流路81之電性分解後之海水W則合流於通過取水流路61之電性分解前之海水W，再次導入至電解槽主體20內。此時，第三開關控制閥83則由對應於第三流量計84之檢測的流量而加以開關者，可調整合流於流通在取水流路61之海水W的電性分解後之海水W的流量。
如此，從電解槽主體20的流出口25流出之電性分解後之海水W則由流通在循環流路81者，從電解槽主體20的流入口23加以再流入。
在此，對於電性分解後之海水W內係存在有在電性分解時產生的錳，鎂，鈣等之積垢成分。如此之海水W則經由再次導入至電解槽主體20內之時，經由根據上述積垢成分之種晶效果，可防止對於電極30表面之積垢附著。即，積垢成分則成為種晶，新生成的積垢係附著於該種晶之故，可迴避對於電極30表面之積垢的析出。由此，可謀求電極30之耐久性的提升及氯產生效率之下降的抑制。
以上，對於本發明之實施形態詳細加以說明過，但只要不脫離本發明之技術思想，並不限定於此等而亦可做多少之設計變更等。
例如，在海水電解系統100B中，從注水部70注入至取水用水路徑1之海水W的次氯酸濃度大約作為2500ppm程度為佳。
在此，所生成之次氯酸的總量係對於從電源裝置40供給至電極30之電流的總量大約作比例。隨之，經由記錄供給至電極30之電流量之時，可把握產生之次氯酸的總量。另外，注入至取水用水路徑1之海水W的次氯酸濃度係可經由以注入於取水用水路徑1之海水W的流量Q2 除以產生之次氯酸的總量而算出。隨之，對應於次氯酸的總量，經由控制第二開關控制閥73而決定注入於取 水用水路徑1之海水W的流量Q2 之時，可將該海水W內的次氯酸濃度容易地調整為上述2500ppm。
另外，例如作為變形例，如圖6所示，海水電解裝置10則具有複數之電解槽主體20，設置有連接此等電解槽主體20彼此之流出口25與前述流入口23之連接管85，和作為除去連接管85內的氣體之氣體去除手段之氣體去除閥86亦可。然而，氣體去除閥86係作為可開關控制的閥，其中，於電解槽主體20內的壓力上升至特定的高壓情況，開放該氣體去除閥86而釋放海水W中的氣體。
越提高電流密度，經由在陰極K的氫產生而液氣比則越下降之故，氯產生效率則下降，但由經由設置於上述連接管85之氣體去除閥86而除去氫氣者，可將電解槽主體20內抑制為特定之液氣比以下，防止效率下降。
然而，在上述實施形態中，對於作為電極30而使用二極電極板31的例加以說明過，但例如未使用二極電極板31而對向配置陽極板32與陰極板33，通電電流於此等陽極板32與陰極板33間的海水W亦可。另外，交互配置此等陽極板32與陰極板33，通電電流於相互鄰接對向之陽極板32與陰極板33之間的海水W亦可。
另外，在上述實施形態中，二極電極板31係將陽極A朝向液入口側之同時，將陰極K朝向於液出口側加以配置，但將陽極A朝向液出口側之同時，將陰極K朝向於液入口側加以配置亦可。
接著，對於關於本發明之第三實施形態之海水電解系 統100C，參照圖7及圖8加以說明。然而，在第三實施形態中，亦對於與第一實施形態同樣的構成要素係附上同一符號，省略詳細的說明。
如圖7所示，第三實施形態之海水電解系統100C係具備：海水電解裝置10，和取水部60，和氫分離裝置90，和儲存容器50，和注水部70，和循環部80。取水部60係從取水用水路徑1導入海水W至海水電解裝置10。氫分離裝置90係分離從海水電解裝置10所排出之電解處理水E中的氫。儲存容器50係儲存由海水電解裝置10加以電性分解之電解處理水E。注水部70係將儲存容器50之電解處理水E注入至取水用水路徑1。循環部80係使電解處理水E循環於海水電解裝置10。對於取水部60係設置有淡水化裝置65。
在此，在本實施形態之電源裝置40中，在電極30表面的電流密度呈成為20A/dm2 ~60A/dm2 ，而理想為20A/dm2 ~50A/dm2 之範圍地，定電流控制電路42生成定電流。即，經由生成對應於在電解槽主體20內之電極30的表面積之定電流而供給該定電流於電極30之時，將在電極30表面之電流密度作為20A/dm2 ~60A/dm2 ，，理想為20A/dm2 ~50A/dm2 的範圍。
然而，在接合從以往所使用之白金作為主體之複合金屬(白金主體接合材)的電極中，伴隨電流密度的增加而使電極的消耗進行之氧或積垢的量亦增加之故，將該電流密度的最大值設定為15A/dm2 程度。對此，在本實施形態 中，作為在較以往電流密度為高之20A/dm2 ~60A/dm2 ，理想為20A/dm2 ~50A/dm2 的範圍進行電性分解。
取水部60係含有取水流路61，第一幫浦62，淡水化裝置65，第一流量計64，及第一開關控制閥63。
淡水化裝置65係利用逆浸透膜(RO膜)而將海水分離成淡水(脫鹽水)，和濃縮水C之裝置。經由淡水化裝置65所分離的淡水係藉由淡水線路66而送入至淡水容器(未圖示)，濃縮水C係藉由取水流路61之第一開關控制閥63而導入至海水電解裝置10。
在本實施形態之海水電解裝置10中，流通在電解槽主體20內之濃縮水C的流速則至少呈成為0.7m/s以上地控制第一開關控制閥63為佳。
然而，不僅經由第一開關控制閥63之開關控制而調整在電解槽主體20內之濃縮水C的流速，而例如經由控制第一幫浦62之輸出而調整在電解槽主體20內之濃縮水C的流速亦可。
氫分離裝置90係分離含於從在上述海水電解裝置10之電解槽主體20的流出口25流出之電解處理水E的氫氣之裝置。如圖8所示，氫分離裝置90係具備：設置有排氣筒91於上部之受液槽92，和藉由中間流路8而與電解槽主體20之流出口25加以連接，導入電解處理水於受液槽92之內部上方的氣相部92a之導入管93，和設置於導入管93之途中的噴嘴94，和設置於受液槽92之內部下方的液相部92b之攪拌機95。
噴嘴94係將導入於導入管93之電解處理水E噴射至受液槽92之內部上方的氣相部92a。攪拌機95係由螺槳96，和使其螺槳96旋轉的馬達97所成，攪拌儲留於受液槽92之液相部92b之液體。另外，對於受液槽92之下部係設置有排出電解處理水的排出口98。
儲存容器50係暫時性地儲存從在氫分離裝置90之排出口98所排出的電解處理水E的容器。
循環部80係使流動在注水流路71之電解處理水E循環於取水部60之取水流路61的部位。此循環部80係含有循環流路81，和第三流量計82，和第三開關控制閥83。
循環流路81係一端連接於注水流路71之同時，另一端連接於取水流路61之流路。在本實施形態中，循環流路81的一端係連接於在注水流路71之第二幫浦72與第二開關控制閥73之間，而該循環流路81的另一端係連接於在取水流路61之第一開關控制閥63與第一流量計64之間。
第三流量計82係設置於循環流路81之中途，檢測通過該循環流路81之電解處理水E的流量Q3 。
另外，第三開關控制閥83係設置於在循環流路81之第三流量計82的下流側的閥，其中，依據第三流量計82所檢測之電解處理水E的流量Q3 加以開關控制。由此，可從注水流路71藉由循環流路81而任意地控制循環於取水流路61之電解處理水E的流量。
接著，對於本實施形態之海水電解系統100C之作用，及使用海水電解系統100C之海水W的電解方法加以說明。
流通在取水用水路徑1之海水W之中的一部分係經由取水部60而導入至淡水化裝置65。即，取水用水路徑1的海水W則由經由第一幫浦62而取汲於取水流路61內者，藉由該取水流路61而導入海水W於淡水化裝置65內。經由此，海水W係分離成淡水與濃縮水C。
淡水化裝置65係加上壓力於海水W而通過於RO膜，濃縮海水W的鹽分過濾出淡水。由此，海水W之氯化物離子濃度係例如從20,000mg/l濃縮至30,000mg/l~40,000mg/l，生成濃縮水C。淡水係藉由淡水線路66而送入至儲存淡水之淡水容器(未圖示)，濃縮水C係藉由取水流路61而導入至電解槽主體20內。
由此，將電解槽主體20內之電極30浸漬於濃縮水C。此時，第一開關控制閥63則由對應於第一流量計64之檢測的流量而開關者，在電解槽主體20內流通於流通方向之濃縮水C的流速則調整為所期望的值。
如此，對於流通在電解槽主體20內之濃縮水C，係經由電極30而施以電性分解。即，依據在電源裝置40之直流電源41之直流電力，以定電流控制電路42生成所期望的定電流，該定電流則藉由導線43，44而供給至端子板28，29。藉由此等端子板28，29所供給之電流係在電解槽主體20內，依序串聯地流通陽極板32，二極電極板 31，陰極板33。
具體而言，從定電流控制電路42流通至陽極板32之電流則藉由濃縮水C而到達至二極電極板31的陰極K時，由流通在此二極電極板31內者而到達至該二極電極板31之陽極A，之後，於對向於此陽極A之其他的二極電極板31之陰極K，流通在濃縮水內而到達。如此，電流則從陽極板32依序流通在複數之二極電極板31，最終係流通至陰極板33。然而，在此時之電流之各電極30表面的電流密度係經由定電流控制電路42而控制為20A/dm2 ~60A/dm2 ，理想為20A/dm2 ~50A/dm2 的範圍。
如此通電於濃縮水C之電流係經由上述定電流控制電路42之作用，無關於濃縮水C之電性阻抗的變化，而將在電極30表面之電流密度作為一定。即，流通在電解槽主體20內之濃縮水C係其電性阻抗的值則時時刻刻產生變化，但如圖4所示，定電流控制電路42則由以特定的偏差幅度△V控制電壓者，將在電極30表面之電流密度保持為一定。
如上述，由電流流通在電極30間的濃縮水內者，對於濃縮水C而言施以電性分解。
即在陽極A中，如在第一實施形態的(1)式所示，從濃縮水C中的氯離子取得電子e而引起氧化，生成氯。
另一方面，在陰極K中，如在第一實施形態的(2)式所示，賦予電子於濃縮水C中的氫而引起還原，生成氫氧化離子與氫氣。
另外，如在第一實施形態的(3)式所示，在陰極K所生成的氫氧化離子係與濃縮水中的鈉離子反應而生成氫氧化鈉。
更且，如在第一實施形態的(4)式所示，經由氫氧化鈉與氯產生反應之時，生成次氯酸，氯化鈉及水。
如此，依據濃縮水C之電性分解，生成對於海洋生成物的附著而言具有抑制效果之次氯酸。
次氯酸的濃度係從濃縮水C之氯化物離子濃度提高至30,000~40,000mg/l之情況，作為2,500~5,000ppm為佳。
並且，施以電性分解之濃縮水C係與氫氣同時作為電解處理水E而從電解槽主體20的流出口25流出，通過中間流路8而流入至氫分離裝置90。
氫氣及電解處理水E所成之氣液混合流體係導入至氫分離裝置90之導入管93，經由噴嘴94而噴射至受液槽92之氣相部92a。由此，作為氣泡而混入於電解處理水E之氫氣則加以脫氣處理，由排氣筒91加以排氣。
另一方面，電解處理水E係儲存於受液槽92之液相部92b。所儲存之電解處理水E係經由攪拌機95加以攪拌。即，電解處理水E係經由馬達97而旋轉之螺槳96生成的旋回流而強制性地加以攪拌。由此，防止伴隨電性分解產生的積垢則堆積於受液槽92之底部者。暫時儲存於受液槽92之電解處理水E係從設置於受液槽92之底部的排出口98加以排出，導入至儲存容器50。
暫時儲存於儲存容器50之電解處理水E則經由第二 幫浦72而導入至注水流路71內時，電解處理水E係在連接循環流路81之一端的注水流路71之分歧部中，分流為流通在注水流路71之電解處理水E與流通在循環流路81之電解處理水E。
流通在注水流路71之電解處理水E係注入至取水用水路徑1。即，含有儲存容器50內之次氯酸的電解處理水E則經由第二幫浦72稼動之時而藉由注水流路71，注入至取水用水路徑1。此時，第二開關控制閥73則由對應於第二流量計74之檢測的流量而加以開關者，調整含有對於取水用水路徑1之次氯酸的電解處理水E之流量。
在此，所生成之次氯酸的總量係對於從電源裝置40供給至電極30之電流的總量大約作比例。隨之，經由記錄供給至電極30之電流量之時，可把握產生之次氯酸的總量。另外，注入至取水用水路徑1之電解處理水E的次氯酸濃度係可經由以注入於取水用水路徑1之海水W的流量Q2 除以產生之次氯酸的總量而算出。隨之，對應於次氯酸的總量，經由控制第二開關控制閥73而決定注入於取水用水路徑1之電解處理水E的流量Q2 之時，可將該電解處理水E內的次氯酸濃度進行調整。
另一方面，流通在循環流路81之電解處理水E係在該循環流路81之另一端導入至取水流路61內。即，通過循環流路81之電解處理水E則合流於通過取水流路61之海水W，再次導入至電解槽主體20內。此時，第三開關控制閥83則由對應於第三流量計82之檢測的流量而加以 開關者，可調整合流於流通在取水流路61之海水W的電解處理水E的流量。
如此，從電解槽主體20的流出口25流出之電解處理水E則由流通在循環流路81者，從電解槽主體20的流入口23加以再流入。
如根據上述實施形態，於海水電解裝置10，導入提高氯化物離子濃度，電性傳導度之濃縮水C。更且，含有氧化銥於陽極A之接合材之故，可將在電極30表面之電流密度設定為20A/dm2 ~60A/dm2 之範圍，而理想為20A/dm2 ~50A/dm2 ，可提高含於所生成之電解處理水E的次氯酸濃度。即，經由使每電極之單位面積之次氯酸的產生量增加之時，可使電極面積降低，而謀求裝置之小型化。
另外，河口附近，灣內的海水係氯化物離子濃度則較通常的海水為薄，電性傳導度亦低之故，經由電極之異常消耗等，運轉的安定性則有問題，但由將濃縮水C通過於海水電解裝置10者，可提高氯離子濃度，電性傳導度之故，可謀求處理性能的安定化。
另外，上述增大之氫氣係經由氫分離裝置90加以脫氣之故，未有氫氣歷經儲存容器50而損傷後段之第二幫浦72或配管。
另外，由設置循環部80者，在電性分解時產生的錳，鎂，鈣等之積垢成分則與電解處理水E同時加以導入至電解槽主體20內。如此之含有積垢成分之電解處理水E 則經由再次導入至電解槽主體20內之時，經由根據上述積垢成分之種晶效果，可防止對於電極30表面之積垢附著。即，積垢成分則成為種晶，新生成的積垢係附著於該種晶之故，可迴避對於電極30表面之積垢的析出。由此，可謀求電極30之耐久性的提升及氯產生效率之下降的抑制。
然而，在電極30表面的電流密度過大之情況，例如對於超過60A/dm2 之情況，在陽極A及陰極K的積垢產生量則超過氫的洗淨效果之有效範圍。對此，在本實施形態中係將電流密度的上限作為60A/dm2 之故，經由氫而有效地發現洗淨效果，可有效果地防止在陽極A及陰極K的積垢之附著。另外，對於將電流密度的上限作為50A/dm2 時，係可經由氫而更有效地發現洗淨效果，可有效果地防止積垢之附著。
如此，在本實施形態中，含有氧化銥於陽極A之接合材，更且在電極30表面之電流密度則設定為20A/dm2 ~60A/dm2 之範圍，而理想為20A/dm2 ~50A/dm2 之故，可有效地得到經由氫氣之洗淨效果。由此，可防止對於電極30之積垢的附著之故，而成為可謀求電極30的耐久性之提升及氯產生效率之下降的抑制。
隨之，除了可提升海水電解裝置10之維護性之外，經由高氯產生效率可減少電極30的數量，而可謀求裝置之小型化。
然而，在上述實施形態中，對於作為電極30而使用 二極電極板31的例加以說明過，但例如未使用二極電極板31而對向配置陽極板32與陰極板33，通電電流於此等陽極板32與陰極板33間的海水W亦可。另外，交互配置此等陽極板32與陰極板33，通電電流於相互鄰接對向之陽極板32與陰極板33之間的海水W亦可。
另外，在上述實施形態中，二極電極板31係將陽極A朝向液入口側之同時，將陰極K朝向於液出口側加以配置，但將陽極A朝向液出口側之同時，將陰極K朝向於液入口側加以配置亦可。
另外，在本實施形態中，作為濃縮海水W生成濃縮水C之手段，採用使用RO膜之淡水化裝置65，但生成濃縮水C之手段並不限於此，而採用例如使用蒸餾法而濃縮海水W之方法亦可。
另外，作為從混入有氫氣之電解處理水E分離氫氣的方法，不限於使用如本實施形態記載之噴嘴94的氫分離裝置90，而如可將氣液混合流體分離成氣體與液體，例如採用利用離心分離器等之氣液分離裝置亦可。
更且，未另外設置作為氣液分離裝置之氫分離裝置90，而於儲存容器50，由附加經由於儲存容器50之液相中供給空氣而稀釋氫氣之氣液分離機能者，分離氫亦可。
另外，如對於電極30表面之積垢附著未成為問題，未設置循環部80，而供給所有的電解處理水E於取水用水路徑1亦可。
[實施例]
以下，對於實施例加以說明。
(氯產生效率測定試驗)
調查在電性分解海水W及濃縮水C時之電極表面的電流密度與氯產生效率之關係，進行試驗。
準備構成電極面積為50×50mm的板狀之陽極板及陰極板，拉開5mm的間隔加以對向配置。作為陽極板係使用將以質量比含有50%以上氧化銥(IrO2 )的接合材被覆於鈦基板之構成。另外，作為陰極板係使用未被覆接合材之鈦基板。
海水W之氯化物離子濃度係作為20,000mg/l，濃縮水C之氯化物離子濃度係作為30,000~40,000mg/l。
將此等陽極板及陰極板浸漬於海水W及濃縮水C中，使該海水W及濃縮水C，以250ml/min的流量加以流通，經由通電至陽極板及陰極板間之時而進行電性分解。並且，測定在各電流密度之氯產生效率。
然而，氯產生效率係指意味依據流通電流的電流密度，對於理論上會產生的氯量而言之實際產生的氯量比率。
將此氯產生效率的測定結果示於圖9。
如圖9所示，對於海水W，濃縮水C同時電流密度不足20A/dm2 之情況，係伴隨電流密度變大而氯產生效率上升。
為濃縮的海水W之情況，對於電流密度為20A/dm2 ~ 30A/dm2 時，氯產生效率係成為一定，當電流密度超過30A/dm2 時，氯產生效率則緩慢下降。另外，電流密度為20A/dm2 、30A/dm2 時之氯效率係得到最高值的96%。
然而，在使用含有白金之接合材的電極，作為技術常識之電流密度為15A/dm2 之情況，氯產生效率係為93%。
從此情況，在海水W之情況，在使用含有氧化銥之接合材之電極中，經由將電流密度設定為20A/dm2 ~30A/dm2 之範圍之時，了解到可得到高氯產生效率。此係產生的氫氣的量增大之故，認為因得到經由該氫氣之陽極板及陰極板的積垢洗淨效果而引起。
在此，電流密度越大，理論上會產生的氯量係增大。隨之，即使為氯產生效率顯示相同值之情況，電流密度大者，則成為產生有更多的氯之情況。
因而，對於將電流密度作為40A/dm2 時，氯產生效率係顯示93%，與電流密度15A/dm2 時同等之效率，但氯產生效率係電流密度40A/dm2 之情況者則比較於電流密度15A/dm2 之情況而成為大的構成。隨之，將電流密度作為40A/dm2 之情況係從氯的產生量之觀點可說是有效。另一方面，當電流密度超過40A/dm2 時，氫氣的洗淨效果則超過有效作用之範圍，氯產生效率則較15A/dm2 之情況為下降。隨之，電流密度之上限係作為40A/dm2 者為佳，經由此，了解到維持高氯產生效率之同時，可確保多的所產生之氯的量。
濃縮水C的情況，對於電流密度為20A/dm2 ~50A/dm2 時，氯產生效率係成為一定，當電流密度為60A/dm2 時，氯產生效率係維持93%之高效率。
從此情況，對於濃縮水C之情況，係經由電流密度設定為20A/dm2 ~60A/dm2 之範圍之時，了解到可得到高氯產生效率，與未濃縮之情況作比較，了解到可提高電流密度。
如以上，經由氯產生效率測定試驗，了解到由經由導入濃縮水C於海水電解裝置10之時而將在電性分解時之電極表面的電流密度設定為20A/dm2 ~60A/dm2 ，理想為20A/dm2 ~50A/dm2 之範圍者，可得到高氯產生效率。
然而，當長時間持續電性分解時，電極則緩慢消耗之故，顯示測定結果之圖9的曲線係認為成為更急遽之構成。隨之，特別是對於電極消耗之後，將電流密度設定為上述範圍者，可推測更一層有效者。
(電解壽命試驗結果)
調查海水W之電性分解時之電流密度與觸媒保持量之關係，進行試驗。
與氯產生效率測定試驗同樣，準備構成電極面積為50×50mm的板狀之陽極板及陰極板，拉開5mm的間隔加以對向配置。作為陽極板，係使用被覆以質量比含有50%以上氧化銥(IrO2 )之接合材於鈦基板之構成，和被覆含有白金(Pt)之接合材於鈦基板之構成的兩種類。另外 ，作為陰極板係使用未被覆接合材之鈦基板。
將此等陽極板及陰極板各浸漬於海水W中，使該海水W，以250ml/min的流量加以流通，經由通電至陽極板及陰極板間之時而進行電性分解。並且，與時間同時測定在各電流密度之觸媒保持量。
然而，觸媒保持量係指意味在電性分解後所保持之電極的觸媒量，與時間同時如觸媒保持量變小，僅此部分電極產生消耗。將此觸媒保持量的測定結果示於圖10。
如圖10所示，對於作為陽極板而使用含有白金之接合材的情況(Pt/Ti)，觸媒保持量係與時間同時緩慢下降，特別是了解到電流密度越大，觸媒保持量之下降越顯著之情況。
另一方面，對於作為陽極板而使用含有氧化銥之接合材之情況(IrO2 )，係了解到即使時間經過，觸媒保持量亦下降。
由此，使用含有氧化銥之接合材之陽極板係比較於使用含有白金之接合材之陽極板，了解到電極的耐久性為高。
[產業上之可利用性]
本發明係有關具備由對於海水施以電性分解而使次氯酸產生之海水電解裝置之海水電解系統及海水電解方法。
如根據本發明，可防止對於電極之積垢的附著，而謀求電極的耐久性之提升及氯產生效率之下降的抑制。
A‧‧‧陽極
K‧‧‧陰極
M‧‧‧電極群
W‧‧‧海水
C‧‧‧濃縮水
10‧‧‧海水電解裝置
20‧‧‧電解槽主體
30‧‧‧電極
31‧‧‧二極電極板
32‧‧‧陽極板
33‧‧‧陰極板
40‧‧‧電源裝置
60‧‧‧取水部
65‧‧‧淡水化裝置(濃縮手段)
70‧‧‧注水部
80‧‧‧循環部
81‧‧‧循環流路
90‧‧‧氫分離裝置(氫分離手段)
100A、100B、100C‧‧‧海水電解系統
圖1係顯示關於本發明之海水電解系統之第一實施形態的模式圖。
圖2係顯示在第一實施形態之海水電解裝置的縱剖面圖。
圖3係擴大顯示海水電解裝置之要部的圖。
圖4係說明在電源裝置之定電流控制電路之定電流控制曲線的圖表。
圖5係顯示關於本發明之海水電解系統之第二實施形態的模式圖。
圖6係顯示第二實施形態的變形例之模式圖。
圖7係顯示關於本發明之海水電解系統之第三實施形態的模式圖。
圖8係顯示在第三實施形態之氫分離裝置的概略圖。
圖9係顯示氯產生效率測定試驗的結果圖表。
圖10係顯示電極消耗量測定試驗的結果圖表。
10‧‧‧海水電解裝置
20‧‧‧電解槽主體
40‧‧‧電源裝置
50‧‧‧儲存容器
51‧‧‧中間流路
60‧‧‧取水部
61‧‧‧取水流路
62‧‧‧第一幫浦
63‧‧‧第一開關控制閥
64‧‧‧第一流量計
70‧‧‧注水部
71‧‧‧注水流路
72‧‧‧第二幫浦
73‧‧‧第二開關控制閥
74‧‧‧第二流量計
100A‧‧‧海水電解系統

Claims (17)

  1. 一種海水電解裝置，係具備：由被覆著含有氧化銥不含白金之塗布材的鈦所成之陽極，和陰極，和收納前述陽極及前述陰極的電解槽主體，和通電於前述陽極及前述陰極之電源裝置，其特徵為於前述陽極及前述陰極間，兩極表面的電流密度則呈含於20A/dm2 以上40A/dm2 以下範圍地進行通電，電性分解前述電解槽主體內的海水。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之海水電解裝置，其中，經由前述電源裝置加以通電之前述陽極及前述陰極表面的電流密度係含於20A/dm2 以上30A/dm2 以下之範圍。
  3. 如申請專利範圍第1項記載之海水電解裝置，其中，於前述塗布材，添加鉭的氧化物。
  4. 如申請專利範圍第1項記載之海水電解裝置，其中，前述電極係前述海水的流通方向一方側的部分作為前述陽極之同時，另一方側的部分作為前述陰極之複數的二極電極板，將此等二極電極板拉開間隔配列於前述流通方向所成之電極群則呈構成相互平行地加以複數配置，相互平行鄰接之前述電極群彼此之前述二極電極板則使前述陽極與前述陰極對向加以配置。
  5. 如申請專利範圍第4項記載之海水電解裝置，其中，鄰接於在各前述電極群之前述流通方向的前述二極電極板彼此之間隔，則設定為相互平行鄰接之前述電極群彼 此之間隔的8倍以上。
  6. 如申請專利範圍第1項記載之海水電解裝置，其中，更具備：複數之前述電解槽主體；和連接在此等電解槽主體彼此之前述海水的流出口與流入口之連接管；和除去前述連接管內之氣體的氣體除去手段。
  7. 一種海水電解系統，其特徵為具備如申請專利範圍第1項至第6項任一項記載之海水電解裝置；和將從前述電解槽主體的流出口流出之電性分解後之前述海水，混合於從前述電解槽主體的流入口流入之前的前述海水之循環流路。
  8. 一種海水電解方法，係使用如申請專利範圍第1項至第6項任一項記載之海水電解裝置之海水電解方法，其特徵為於前述電解槽主體導入海水，於前述陽極及前述陰極間，兩極表面的電流密度則呈含於20A/dm2 以上40A/dm2 以下範圍地進行通電，電性分解前述電解槽主體內的海水。
  9. 一種海水電解系統，係具備：由被覆著含有氧化銥不含白金之塗布材的鈦所成之陽極，和陰極，和收納前述陽極及前述陰極的電解槽主體，和通電於前述陽極及前述陰極之電源裝置的海水電解裝置；和提高欲導入於前述電解槽主體之海水中所含的氯化物離子的濃度之濃縮手段之海水電解系統，其特徵為 於前述陽極及前述陰極間，經由前述電源裝置，使兩極表面之電流密度含在20A/dm2 以上60A/dm2 以下之範圍加以通電、電解前述電解槽主體內之海水者。
  10. 如申請專利範圍第9項記載之海水電解系統，其中，經由前述電源裝置加以通電之前述陽極及前述陰極表面的電流密度係含於20A/dm2 以上50A/dm2 以下之範圍。
  11. 如申請專利範圍第9項記載之海水電解系統，其中，具備從前述電性分解後的海水，分離在前述陰極所生成的氫氣之氫分離手段。
  12. 如申請專利範圍第9項記載之海水電解系統，其中，具備將從前述電解槽主體所排出的電性分解後之海水，混合於欲導入於前述電解槽主體之海水的循環流路。
  13. 如申請專利範圍第9項記載之海水電解系統，其中，於前述塗布材，添加鉭的氧化物。
  14. 如申請專利範圍第9項記載之海水電解系統，其中，前述電極係前述海水的流通方向一方側的部分作為前述陽極之同時，另一方側的部分作為前述陰極之複數的二極電極板，將此等二極電極板拉開間隔配列於前述流通方向所成之電極群呈構成相互平行地加以複數配置，相互平行鄰接之前述電極群彼此之前述二極電極板使前述陽極與前述陰極對向加以配置。
  15. 如申請專利範圍第14項記載之海水電解系統，其中，鄰接於在各前述電極群之前述流通方向的前述二極 電極板彼此之間隔，則設定為相互平行鄰接之前述電極群彼此之間隔的8倍以上。
  16. 一種海水電解方法，係使用如申請專利範圍第9項至第15項任一項記載之海水電解系統之海水需解方法，其特徵為提高含於欲電性分解之海水中的氯化物離子濃度，將提高氯化物離子濃度的海水導入至前述電解槽主體，通電於前述陽極及前述陰極間，電性分解前述電解槽主體內的海水。
  17. 如申請專利範圍第16項記載之海水電解方法，其中，經由前述電源裝置加以通電之前述陽極及前述陰極表面的電流密度係含於20A/dm2 以上60A/dm2 以下之範圍。
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