WO2005044738A1

WO2005044738A1 - 電解槽及び電解水生成装置

Info

Publication number: WO2005044738A1
Application number: PCT/JP2004/015820
Authority: WO
Inventors: Kohichi Miyashita
Original assignee: Honda Motor Co., Ltd.
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2004-10-26
Publication date: 2005-05-19
Also published as: KR101071636B1; KR20060113676A; EP1688395A4; WO2005044738A8; EP1688395A1

Abstract

小型で電解効率に優れ、酸性電解水中の陰イオン濃度を低減できる電解槽と電解水生成装置とを提供する。イオン透過性の隔膜２を介して対向配置された電解室１０ａ，１０ｂと、原水供給手段１１ａ，１１ｂと、隔膜２を挟んで設けられた電極３ａ，３ｂと、電解水取出手段１２ａ，１２ｂとを備える。隔膜２は陰イオン透過膜であり、電極３ａ，３ｂは陰イオン透過膜２の両表面に密着して、かつ陰イオン透過膜２の一部を露出させて形成されていて、陰極側電解室１０ｂに供給される原水のみが電解質を含む。電極３ａ，３ｂは、多孔質体であり、ＴｉＣ、ＴｉＮ等の粉末のチタン化合物からなる電極基材と、白金黒、イリジウム黒等の触媒と、ＰＶＡ等の結着剤とを含む。電極３ａ，３ｂは、メッシュ状または櫛形状に形成されていてもよい。電極３ａ，３ｂは、導電性の粉体を含む導電性ペーストを陰イオン透過膜２の表面に塗布し、加熱または加圧することにより形成される。

Description

明細書

電解槽及び電解水生成装置

技術分野

[0001] 本発明は、イオン透過性の隔膜を介して対向配置された 1対の電解室に供給される原水を、該隔膜を挟んで各電解室に設けられた 1対の電極に電圧を印カロして電解する電解槽及び該電解槽を用いて電解水を生成させる電解水生成装置に関するものである。

背景技術

[0002] イオン透過性の隔膜を介して対向配置された 1対の電解室と、該隔膜を挟んで各電解室に設けられた 1対の電極とを備える電解槽を用いて電解水を生成させる電解水生成装置が知られている。前記電解水生成装置では、前記各電解室に電解質を含む原水を供給し、前記 1対の電極に電圧を印加して該原水を電解することにより、陽極側の電解室に酸性の電解水、陰極側の電解室にアルカリ性の電解水を生成させることができる。

[0003] 前記電解水生成装置の電解槽では、通常、前記電極は前記隔膜から離間して設けられている。ところが、前記構成では、前記隔膜を挟んで配設される両電極の間隔が広！ヽために電極間の電気抵抗が大きぐ印加される電力に対する電解効率が低ヽという問題がある。

[0004] 前記問題を解決するために、例えば、平織金網力もなる多孔質電極素材とパンチドメタルとを重ね合わせた電極を隔膜に当接させることにより両電極の間隔を狭めると共に、該多孔質電極素材の内部に原水を流通させることにより該原水と電極との接触面積を大きくした電解槽が提案されてヽる（例えば日本国公開特許公報 2001— 7 3177号参照)。前記電解槽によれば、印加される電力に対する電解効率はある程度向上させることができる。しかし、前記電解槽では、前記原水が前記多孔質電極素材の内部に流通されるために流通抵抗が大きく、単位時間当たりの電解水の生成量を多くしょうとすると装置の大型化が避けられない。また、前記電解槽では、前記電極における平均電解電流密度が 20— 30mAZcm²であって、印加される電圧に対する電解効率を十分に向上させることができない。

[0005] また、前記電解水生成装置では、前記電解質として塩ィ匕ナトリウム、塩ィ匕カリウム等の塩ィ匕物を用い、少なくとも前記陽極側の電解室に該塩ィ匕物を含む原水を供給することにより、該陽極側の電解室に次亜塩素酸 (HCIO)を含む酸性電解水を生成させることができる。前記酸性電解水は、強い殺菌性、酸ィ匕性を備えるので、殺菌、消毒、消臭等の用途に用いられる。

[0006] し力しながら、前記隔膜として陽イオン交換膜を用いると、前記次亜塩素酸を生成させるために前記陽極側の電解室に塩ィ匕物を含む原水を供給する必要があり、このようにすると前記酸性電解水に多量の塩素イオンが残留するという不都合がある。塩素イオンは、金属表面に形成された皮膜を破壊して腐食を促進する性質を備えてヽる。このため、前記多量の塩素イオンが残留している酸性電解水を長期に亘つて使用すると、電解水生成装置の配管系、散布対象の金属部品等が腐食される虞がある特許文献 1：特開 2001-73177号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 本発明は、カゝかる不都合を解消して、小型で電解効率に優れ、陽極側の電解室から殺菌、消毒、消臭等に有効な量の次亜塩素酸を含む前記酸性電解水を得ることができる電解槽及び該電解槽を用いて電解水を生成させる電解水生成装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0008] かかる目的を達成するために、本発明の電解槽は、イオン透過性の隔膜を介して対向配置された 1対の電解室と、各電解室に原水を供給する原水供給手段と、該隔膜を挟んで各電解室に設けられた 1対の電極と、両電極に電圧を印加して該原水供給手段により各電解室に供給された原水を電解することにより得られた電解水を各電解室力も取り出す電解水取出手段とを備える電解槽において、該隔膜は陰イオン交換膜であり、該電極は該陰イオン交換膜の両表面に密着して陰イオンが透過できる膜電極構造体を形成していて、少なくとも陰極側の該電解室に供給される該原水が電解質として塩ィ匕物を含むことを特徴とする。

[0009] 本発明の電解槽では、前記原水供給手段により各電解室に原水を供給する際に、少なくとも陰極側の前記電解室に供給される該原水が電解質として塩化物を含むようにする。このようにして、前記陰イオン交換膜の両表面に形成された電極に電圧を印加して前記原水の電解を行うと、陰極側の電解室では、水の還元により水素ガスと、水酸イオン (OH—)とが生成され、該水酸イオンによりアルカリ性を呈する電解水（以下、アルカリ性電解水と略記する）が得られる。

[0010] 一方、陽極側の電解室では、水の酸化により酸素ガスと、水素イオン (H+)とが生成し、また塩素イオン (C1—)が酸化され塩素 (C1 )を生成する。前記塩素は、水と反応し

2

て次亜塩素酸を生成する。この結果、前記水素イオンにより酸性を呈する電解水（以下、酸性電解水と略記する）が得られる。

[0011] 前記アルカリ性電解水、酸性電解水は、それぞれ電解水取出手段により電解槽から取り出される。

[0012] このとき、本発明の電解槽によれば、前記両電極が前記陰イオン交換膜の両表面に密着して該陰イオン交換膜と一体に形成されて！ヽるので、両電極間の電気抵抗が小さぐ印加される電力に対して優れた電解効率を得ることができる。また、本発明の電解槽によれば、前記電極が前記陰イオン交換膜と一体に形成されているので、部品点数が少なぐ原水の流通構造も簡単になる。

[0013] この結果、原水の流通抵抗が低くなるので、単位時間当たりの電解水の生成量が多くなり、装置の小型化が可能になる。さらに、本発明の電解槽によれば、前述のように両電極間の電気抵抗が小さぐ優れた電解効率を得ることができるので、電源に対する負荷が小さぐ該電源を小容量ィ匕することができる。

[0014] さらに、本発明の電解槽では、前記隔膜が陰イオン交換膜からなる。そこで、前記電解に当たって陰極側の前記電解室で生成する塩素イオンが、該陰イオン交換膜を介して陽極側の前記電解室に移動し、該陰イオン交換膜の陽極側の表面近傍で前記電極に電子を与えて塩素分子となる。そして、前記塩素分子は、前記膜電極構造体中及びその近傍の水と反応して次亜塩素酸を生成する。

[0015] 従って、本発明の電解槽によれば、少なくとも陰極側の前記電解室に供給される前記原水が電解質として塩化物を含むことにより、陽極側の前記電解室から殺菌、消毒、消臭等に有効な量の次亜塩素酸を含む前記酸性電解水を得ることができる。

[0016] 本発明の電解槽は、前述のように、少なくとも陰極側の前記電解室に供給される前記原水が電解質として塩化物を含んでヽればよヽが、陰極側 ·陽極側の両電解室に供給される該原水が電解質として塩ィ匕物を含んでいてもよい。この場合には、前記電解に当たって、陽極側の電解室では前記酸素ガス、水素イオンの他、塩素（C1 )が

2 生成し、該塩素が水と反応することによつても次亜塩素酸 (HCIO)が生成する。従つて、前記陰極側の電解室力陽極側に移動する塩素イオン力生成する分と合わせて、多量の次亜塩素酸を含む前記酸性電解水を得ることができる。

[0017] また、本発明の電解槽は、前記陰極側の電解室に供給される前記原水のみが前記電解質を含むものであってもよい。この場合、本発明の電解槽では、前述のよう〖こ前記原水の電解を行うと、前記陽極側の電解室に供給される原水には前記塩ィ匕物が含まれていないので、陽極側の電解室では、水の酸化と陰イオン交換膜を透過してきた塩素イオン（C1—)の酸化が起こる。透過してきた塩素イオンのほとんどは、電極近傍で反応してしまうため、原水に由来する塩素イオンはほとんど存在しな、。

[0018] 従って、前記陽極側の電解室で生成する次亜塩素酸は、前記陰極側の電解室から移動してくる塩素イオンに基づくものだけとなり、前記酸性電解水に放出される塩素イオンは次亜塩素酸の生成に由来するものだけである。この結果、殺菌、消毒、消臭等に有効な次亜塩素酸を多量に含む一方、塩素イオン濃度を低減して該塩素ィオンによる金属の腐食等の抑制が可能な酸性電解水を得ることができる。

[0019] 本発明の電解槽にお!、て、前記電極は、導電性の粉体から形成された多孔質体であることを特徴とする。前記多孔質体は例えば直径数 mの細孔を備えるので、例えば陰イオン交換膜の全面を前記電極で被覆したとしても、前記陰イオン交換膜は、該細孔に面した部分を露出部分とすることができる。

[0020] この結果、前記電極は、前記陰極側の電解室では生成した前記電解質由来の陰ィオンを前記露出部分で前記陰イオン交換膜に接触させて該陰イオンを透過させることができる。一方、前記電極は、前記陽極側の電解室では前記陰イオン交換膜の表面近傍で生成した分子を該細孔を介して前記酸性電解水中に放出することができる [0021] 前記電極は、粉末のチタン化合物からなる電極基材と、該電極基材中に分散されている触媒と、該電極基材と該触媒とを結着する結着剤とを含み、前記隔膜と一体的に形成されている多孔質体であることが好ましい。前記電極は、炭素質であってもよいが、前記粉末のチタン化合物からなる電極基材と、該電極基材中に分散されている触媒とが前記結着剤により結着されていることにより、電気化学的に優れた安定 '性を得ることができる。

[0022] 前記チタンィ匕合物としては、例えば、炭化チタンまたは窒化チタンを挙げることができる。また、前記触媒としては、例えば、白金黒またはイリジウム黒を挙げることができる。前記触媒は、前記白金黒とイリジウム黒とをそれぞれ単独で用いてもよぐ前記白金黒とイリジウム黒とを所定の割合で混合して用いてもょ、。

[0023] また、本発明の電解槽にお!ヽて、前記電極は、メッシュ状または櫛形状に形成されていてもよい。この場合には、前記陰イオン交換膜は前記メッシュ状または櫛形状の間隙を露出部分とすることができ、前記メッシュ状または櫛形状の電極は、該露出部分に関し、前記多孔質体力なる電極と同様の作用が得られる。

[0024] また、一般にエッジ効果として知られるように、電極では端部に電流が集中して電荷のやり取りが起こり易いが、前記メッシュ状または櫛形状の電極は、前記端部となる部分が多いので、電荷のやり取りの上で有利であり、さらに優れた電解効率を得ることがでさる。

[0025] 前記メッシュ状または櫛形状の電極は、その形状からメッシュ状または櫛形状の間隙に前記陰イオン交換膜を露出させることができるので、実質的に前記細孔を備えな、緻密な固体であってもよ!、が、前記導電性の粉体から形成された多孔質体であつてもよい。

[0026] 前記導電性の粉体から形成された多孔質体からなる電極は、導電性の粉体を含む導電性ペーストを前記陰イオン交換膜の表面に塗布し、加熱または加圧することにより形成されていることを特徴とする。前記電極は、前記導電性ペーストを印刷等の手段を用いて前記陰イオン交換膜の表面に塗布することにより容易に任意の形状に形成することができ、量産化に好適である。前記電極は、前記導電性ペーストを陰ィォン交換膜の表面に塗布したのち、加熱する力加圧するかいずれか一方の手段により形成してもよぐ加熱した後さらに加圧するように両方の手段を併用して形成してもよい。

[0027] そして、本発明の電解水生成装置は、前記電解槽を用いて電解水を生成させることを特徴とする。本発明の電解水生成装置によれば、前記電解槽を備えることにより装置構成全体を小型化、軽量ィ匕を図ることができる。

発明を実施するための最良の形態

[0028] 次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図 1は本実施形態の電解槽の組立図、図 2は図 1に示す電解槽の膜電極構造体の説明的断面図、図 3、図 4は膜電極構造体の他の例を示す平面図、図 5は図 1に示す電解槽で得られた酸性電解水に塩化銀の白沈を生成させて白濁させたときの透過光量のスペクトルを示すグラフである。

[0029] 図 1に示すように、本実施形態の電解槽 1は、陰イオン交換膜 2の両表面に膜状の電極 3a, 3bが形成された膜電極構造体 4の両側に、集電板 5a, 5b、スぺーサ 6a, 6b、外板 7a, 7bが重ね合わされた構成となっている。膜-電極構造体 4、集電板 5a, 5b、スぺーサ 6a, 6b、外板 7a, 7bは、図示しない貫通孔に揷通されるボルトと該ボルトに螺着されるナットにより締結される。

[0030] 集電板 5a, 5bは、アルミニウム等の金属箔力なり、中央部に電極 3a, 3bを露出させる窓部 8a, 8bを備えると共に窓部 8a, 8bの外周部で電極 3a, 3bに接触している。集電板 5a, 5bの上端部には、端子部 9a, 9bが設けられている。

[0031] スぺーサ 6a, 6bは、中央部に集電板 5a, 5bの窓部 8a, 8bに連通する空洞部を備え、該空洞部が電解室 10a, 10bとなっている。スぺーサ 6a, 6bは、電解室 10a, 10 bに原水を供給する給水孔 11a, l ibを備え、給水孔 11a, l ibは図示しない原水タンク等の原水供給手段に接続されている。また、スぺーサ 6a, 6bは、電解室 10a, 1 Obで生成した電解水を取り出す排水孔 12a, 12bを備え、排水孔 12a, 12bは図示しな、貯水タンク等に接続されて、る。

[0032] 外板 7a, 7bは、エンドプレートとなる盲板であり、スぺーサ 6a, 6bの空洞部を閉蓋して電解室 10a, 10bを形成するようになっている。 [0033] 端子部 9a, 9bは、集電板 5a, 5bの上端部から、互いに異なる方向に引き出されており、導線 13により電源装置 14に接続されている。

[0034] 前記電解槽 1にお、て、膜-電極構造体 4は、図 2に示すように、陰イオン交換膜 2 の両表面に矩形状に形成された膜状の電極 3a, 3bを備えている。陰イオン交換膜 2 としては、例えば、旭化成工業株式会社製ァシプレックス (登録商標）、旭硝子株式会社製セレミオン (登録商標)等の炭化水素系ポリマー力なる陰イオン交換膜を用いることがでさる。

[0035] 電極 3a, 3bは、電極基材と、触媒と、結着剤とを含む多孔質体である。

[0036] 前記電極基材としては、例えば、炭化チタン (TiC)、窒化チタン (TiN)等のチタン化合物を用いることができる。前記電極基材は、カーボンブラック等の炭素質材料であってもよいが、該炭素質材料は電解中に原水に溶出して、電極の寿命が短くなることがある。これに対して、前記チタン化合物は、電気伝導性が良好である上、炭素に比較して電気化学的に安定で、電解中に原水に溶解しにくい。従って、前記チタン化合物は、電極 3a, 3bとしたときに、十分な寿命を得ることができる。

[0037] 前記触媒としては、例えば、白金黒またはイリジウム黒を挙げることができる。前記触媒は、前記白金黒とイリジウム黒とをそれぞれ単独で用いてもよぐ前記白金黒とィリジゥム黒とを所定の割合で混合して用いてもょ、。

[0038] 前記結着剤は、前記電極基材と前記触媒とを相互に結着するものである。このような結着剤として、例えば、ポリビュルアルコール（PVA)、ポリ塩化ビュル（PVC)、ポリメタクリル酸メチル（PMMA)、ポリスチレン（PS)、酢酸セルロース（CA)等を挙げることができる。

[0039] また、電極 3a, 3bは、前記電極基材、前記触媒の他、副成分として、活性炭、導電性カーボン、金属等の粉体を含んでいてもよい。

[0040] 電極 3a, 3bは、前記電極基材に前記触媒を分散させ、さらに前記結着剤と混合して得られたペースト状体を、イオン透過膜 2の両表面に所定の形状に塗布し、加熱及び Zまたは加圧することにより、イオン透過膜 2に密着し、イオン透過膜 2と一体に形成されている。前記塗布は、例えば印刷、描画等の方法により行うことができる。尚、前記ペースト状体にぉ、て、ポリビュルアルコールは結着剤と溶剤とを兼ねて、る。 [0041] 電極 3a, 3bは、前記電極基材、前記触媒等の粉体により形成されるので、直径数 μ mの細孔を備える多孔質体となっており、陰イオン交換膜 2は該細孔に面する部分が露出している。

[0042] 膜電極構造体 4では、陰イオン交換膜 2は 50— 200 μ mの膜厚を備えて、る。また、電極 3a, 3bは、前述の方法により乾燥膜厚が 30— 200 /z mとなるように形成されている。

[0043] 本実施形態の電解槽 1では、例えば電極 3aを陽極、電極 3bを陰極とする場合、給水孔 11aを介して電解室 10aに電解質を含まない原水として蒸留水を供給し、給水孔 l ibを介して電解室 10bに電解質を含む原水として食塩水 (塩ィ匕ナトリウム水溶液 )を供給しながら、電源装置 14により電極 3a, 3bに通電する。この結果、電解室 10a には次亜塩素酸を含む酸性電解水が得られ、該酸性電解水は排水孔 12aを介して取り出される。一方、電解室 10bにはアルカリ性電解水が得られ、該アルカリ性電解水は排水孔 12bを介して取り出される。

[0044] このとき、電極 3a, 3bは、陰イオン交換膜 2の両表面に密着して陰イオン交換膜 2と一体に形成されており両電極間の間隔が非常に狭いので、電極間抵抗が小さぐ低電圧で効率よく電解を行うことができる。また、電解室 10a, 10bは陰イオン交換膜 2 により隔てられており、電解室 10aには蒸留水、電解室 10bには食塩水が供給されるので、電解室 10aに得られる次亜塩素酸を含む酸性電解水は、残留塩素イオン濃度を非常に低ぐ水道水程度とすることができる。

[0045] 尚、前記実施形態では、陰イオン交換膜 2の両表面に、多孔質体力もなる膜状の電極 3a, 3bを矩形状に設けているが、電極 3a, 3bは前記形状に限定されるものではなぐ図 3に示すようにメッシュ状であってもよぐ図 4に示すように櫛形状であってもよい。電極 3a, 3bを櫛形状とする場合には、図 4に示すように、電極 3aと電極 3b (図 4に隠れ線で示す）とは、相互に重なり合わない位置に設けるようにしてもよい。

[0046] 電極 3a, 3bは、前記メッシュ状または櫛形状に形成される場合、メッシュ状または櫛形状の間隙力陰イオン交換膜 2が露出するので、多孔質体ではなぐ細孔を備えない緻密な固体であってもよい。但し、図 1に示す電極 3a, 3bと同様の多孔質体である場合には、前記ペースト状体をスクリーン印刷等の方法により陰イオン交換膜 2に塗布することにより、前記メッシュ状または櫛形状の形状を容易に形成することができるので有利である。

[0047] また、前記実施形態の電解槽 1は、電極 3a, 3bに電力を供給する電源装置 14や前記原水供給手段等の作動を制御する制御装置等の周辺装置を備えることにより、電解水生成装置を構成することができる。

[0048] 次に、本発明の実施例及び比較例を示す。

実施例 1

[0049] 本実施例では、図 1に示す電解槽 1で、電解室 10a, 10bに臨む電極 3a, 3bの面積を 16cm²とすると共に、陽極側の電解室 10aに蒸留水を、陰極側の電解室 10bに 0. 8gZLの濃度の食塩水 (塩ィ匕ナトリウム水溶液)を、それぞれ 16mLZ分の流量で供給し、電極 3a, 3b〖こ 0. 5 Aの定電流を供給して電解を行った。

[0050] このとき、電圧は約 7V、電解室 10aに得られた酸性電解水は、 pHl . 94、有効塩素濃度 50ppmであった。結果を表 1に示す。

[0051] 前記有効塩素濃度は、前記酸性電解液 5mLに 0. 1モル ZLの硝酸銀溶液 0. 5m Lを滴下して塩ィ匕銀の白沈を生成させ、白濁した溶液の透過光量を測定することにより求めた。前記透過光量のスペクトルを図 5に示す。また、前記酸性電解水に代えて、純水、水道水を用いた以外は、前記と全く同一にして測定した前記透過光量のスベクトルを図 5に併せて示す。

[0052] 〔比較例 1〕

本比較例では、図 1に示す電解槽 1で、両表面に電極 3a, 3bが形成されていない陰イオン交換膜 2を用い、電解室 10a, 10bの外板 7a, 7b側に白金電極を設け、該白金電極を集電板 5a, 5bに接続した以外は、実施例 1と全く同一にして電解を行つた。前記白金電極は、陰イオン交換膜 2に接触しないようにされている。

[0053] このとき、電圧は約 17V、電解室 10aに得られた酸性電解水は、 pHl . 91、有効塩素濃度 55ppmであった。結果を表 1に示す。

[0054] 前記有効塩素濃度は、実施例 1と全く同一にして、前記酸性電解液に塩化銀の白沈を生成させ、白濁した溶液の透過光量を測定することにより求めた。前記スぺタトルを図 5に示す。 [0055] 〔比較例 2〕

本比較例では、電解室 10a, 10bの両方に前記食塩水を供給するようにした以外は、比較例 1と全く同一にして電解を行った。

このとき、電圧は約 1 IV、電解室 10aに得られた酸性電解水は、 pH2. 22、有効塩素濃度 120ppmであった。結果を表 1に示す。

[0056] 前記有効塩素濃度は、実施例 1と全く同一にして、前記酸性電解液に塩化銀の白沈を生成させ、白濁した溶液の透過光量を測定することにより求めた。前記スぺタトルを図 5に示す。

[0057] [表 1]

[0058] 表 1から、陰イオン交換膜 2の両表面に密着し、陰イオン交換膜 2と一体に形成された電極 3a, 3bを備える本発明の電解槽 1 (実施例 1)によれば、陰イオン交換膜 2に接触しなヽ電極を備える場合 (比較例 1 , 2)よりも低、電圧で電解を行うことができ、電解効率に優れてヽることが明らかである。

[0059] また、表 1、図 5から、陰イオン交換膜 2を用い陰極側の電解室 10bにのみ電解質を含む原水 (食塩水）を流通する本発明の電解槽 1 (実施例 1)によれば、塩素イオン濃度は水道水と同程度であり、電解室 10a, 10bの両方に電解質を含む原水 (食塩水）を供給する場合 (比較例 2)よりも格段に低くなつていることが明らかである。

実施例 2

[0060] 本実施例では、まず、電極基材と触媒と結着剤とを 100： 5： 7の重量比で混合してペースト状混合物を作成した。前記電極基材は、 325メッシュ以下の炭化チタン (Ti C)を用い、前記触媒は、白金黒とイリジウム黒とを 3 : 7の重量比で混合したものを用いた。また、前記結着剤としては、酸ィ匕率 100%のポリビニルアルコールを 2重量％の濃度で水 Zエタノール混合溶媒 (容積比、 1： 1)に溶解した溶液を用い、前記べ一スト状混合物の粘度は 15— 25cpsであった。

[0061] 次に、前記ペースト状混合物を、イオン透過膜 2としての厚さ約 100 μ mの陰イオン交換膜 (旭硝子株式会社製セレミオン (登録商標) AMV)上に塗布し、乾燥させた後、 80°C、 lOMPaで 30分間加熱、加圧し、膜 -電極構造体 4を形成した。本実施例で得られた膜電極構造体 4における電解水生成用電極 3a, 3bの表面抵抗を 2針法で測定したところ、 20 Ω cm以下であった。

[0062] 次に、本実施例で得られた膜電極構造体 4を図 1に示す電解槽 1に適用して、陰極側に 0. 01Mの KC1溶液、陽極側に純水を供給し、電解水生成用電極 3a, 3b間に 4Vの電圧を印加して、バッチ式で電解を行った。この結果、陽極側から、有効塩素濃度 80ppm、 pH4. 0の殺菌力のある酸性水が得られた。このとき、平均電解電流密度は 11 ImAZcm²であり、従来の電極を用いる電解槽における平均電解電流密度が 20— 30mAZcm²であることに比較して、格段に優れた電解効率が得られた図面の簡単な説明

[0063] [図 1]本発明に係る電解槽の一構成例を示す組立図。

[図 2]図 1に示す電解槽の膜電極構造体の説明的断面図。

[図 3]膜電極構造体の他の例を示す平面図。

[図 4]膜電極構造体の他の例を示す平面図。

[図 5]図 1に示す電解槽で得られた酸性電解水に塩化銀の白沈を生成させて白濁させたときの透過光量のスペクトルを示すグラフ。

符号の説明

[0064] 1 · · ·電解槽、 2· · ·陰イオン交換膜、 3a, 3b…電極、 10a, 10b…電解室、 11a , l ib…原水供給手段、 12a, 12b…電解水取出手段。

Claims

請求の範囲

[1] イオン透過性の隔膜を介して対向配置された 1対の電解室と、各電解室に原水を供給する原水供給手段と、該隔膜を挟んで各電解室に設けられた 1対の電極と、両電極に電圧を印加して該原水供給手段により各電解室に供給された原水を電解することにより得られた電解水を各電解室から取り出す電解水取出手段とを備える電解槽において、

該隔膜は陰イオン交換膜であり、該電極は該陰イオン交換膜の両表面に密着して陰イオンが透過できる膜電極構造体を形成していて、少なくとも陰極側の該電解室に供給される該原水が電解質として塩化物を含むことを特徴とする電解槽。

[2] 前記両電解室に供給される前記原水が前記電解質を含むことを特徴とする請求項 1記載の電解槽。

[3] 前記陰極側の電解室に供給される前記原水のみが前記電解質を含むことを特徴とする請求項 1記載の電解槽。

[4] 前記電極は、導電性の粉体から形成された多孔質体であることを特徴とする請求項 1記載の電解槽。

[5] 前記電極は、導電性の粉体を含む導電性ペーストを前記陰イオン交換膜の表面に塗布し、加熱または加圧することにより形成されて!ヽることを特徴とする請求項 4記載の電解槽。

[6] 前記電極は、粉末のチタン化合物からなる電極基材と、該電極基材中に分散されている触媒と、該電極基材と該触媒とを結着する結着剤とを含み、前記隔膜と一体的に形成されて、る多孔質体であることを特徴とする請求項 4記載の電解槽。

[7] 前記チタンィ匕合物は、炭化チタンまたは窒化チタンであることを特徴とする請求項 6 記載の電解槽。

[8] 前記触媒は、白金黒またはイリジウム黒であることを特徴とする請求項 6記載の電解槽。

[9] 前記電極は、メッシュ状または櫛形状に形成されていることを特徴とする請求項 1記載の電解槽。

[10] 前記電極は、導電性の粉体を含む導電性ペーストを前記陰イオン交換膜の表面に塗布し、加熱または加圧することにより形成されていることを特徴とする請求項 9記載の電解槽。

イオン透過性の隔膜を介して対向配置された 1対の電解室と、各電解室に原水を供給する原水供給手段と、該隔膜を挟んで各電解室に設けられた 1対の電極と、両電極に電圧を印加して該原水供給手段により各電解室に供給された原水を電解することにより得られた電解水を各電解室から取り出す電解水取出手段とを備え、該隔膜は陰イオン交換膜であり、該電極は該陰イオン交換膜の両表面に密着して該陰ィオンが透過できる膜電極構造体を形成していて、少なくとも陰極側の該電解室に供給される該原水が電解質として塩化物を含む電解槽を用いて電解水を生成させることを特徴とする電解水生成装置。