JPH0143031B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0143031B2 JPH0143031B2 JP59119690A JP11969084A JPH0143031B2 JP H0143031 B2 JPH0143031 B2 JP H0143031B2 JP 59119690 A JP59119690 A JP 59119690A JP 11969084 A JP11969084 A JP 11969084A JP H0143031 B2 JPH0143031 B2 JP H0143031B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- electrolytic cell
- liquid
- chamber
- electrolytic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
（発明の利用分野）
本発明は、液透過型多孔質電極を電極室内に保
持する液流通型の電解槽に関するものである。 （発明の背景） 電解槽は電解液の流れの点でバツチ型と流通型
の二つに分類できる。前者は槽内で液撹拌を行な
い、電解反応終了まで電解液を更新しないタイプ
であり、後者は電解槽に液を流通させて電解中に
常に液を更新するタイプであり、このように常に
電解液を更新するタイプの電解槽を通常「液流通
型電解槽」と称している。この種の電解槽の構成
は、一般に複極仕切板／電極（正）／隔膜／電極
（負）／複極仕切板／の繰り返しからなる積層構
造で、電極としては液を透過する多孔質体からな
るもの（液透過型多孔質電極）が用いられ、該電
極は液流通路を有する枠体内に収納されるか、ま
たは枠体と一体的に形成される。ここで枠体の液
流通路から電極内を流れる電解液は、各電極（多
孔質体からなる電極室）に等配されると共に、電
極室内でも均等に配分して流れることが望まし
い。このため、多孔質電極の構造、形状はきわめ
て重要であり、電解電圧や効率ばかりでなく、送
液動力等にも直接的に影響を及ぼす。 具体的にこの種の電解槽は、第１図に示すよう
に、液透過型多孔質電極１を保持する室枠３を隔
膜の両側に配置し、さらに仕切板で仕切つて構成
した単電解槽（単セル）を多数積層させて電解槽
を構成していた。図中、４は電解液マニホール
ド、５は室枠３に設けられた、電解液が通るスリ
ツトである。そして従来のこの種の電解槽は、電
解液の電極室内の等配性を考慮して、主として電
極幅ａと電極高さｂの比ｂ／ａが１以上の縦型に
構成されていた。 なお、電極高さとは、電解液流動方向（縦方
向）の電極長さを言い、電極幅とは、電極高さと
直角方向（横方向）の電極幅の長さを言う。 しかしながら、このような縦長型の電極を有す
る電解槽の場合、該電極が炭素等の網状体などか
らなり、かつその目付量（みかけの密度）を大き
くしなければならない場合には、電解液透過にお
ける圧力損失が大きくなり、その結果、送液ポン
プの所要動力の増大および陰極室と陽極室（また
は電池の場合は負極室と正極室）の間の隔膜を通
しての液の混合が起こりやすくなり、さらにセル
スタツク等から外部への漏液を生ずる危険性も大
きくなるという問題がある。このため、例えば多
孔質炭素電極を用いた電解セルの場合も、ｂ／ａ
値が１程度のものは電極室厚さを10mm以上に大き
くしなければならず、このように電極室厚さを大
きくすると電位分布の不均一を生じ、また電極使
用量が大きくなるので電解槽のコストが上昇する
という欠点がある。 （発明の目的） 本発明の目的は、液流通型電解槽の電極の厚さ
が５mm以下でありながら、溶液の透過圧損失が小
さく、かつ液の等配性にすぐれた電解槽を提供す
ることにある。 （発明の概要） 本発明は、液透過型多孔質電極を電極室内に保
持する液流通型電解槽（または電池、以下同じ）
において、該電極厚さが５mm以下であり、かつ該
電極の高さａに対する幅ｂの比ａ／ｂが0.8〜0.1
であることを特徴とするものである。 本発明に用いる液透過型多孔質電極としては、
カーボンフエルト、カーボンクロスなどの多孔質
炭素、焼結ニツケルなどの多孔質金属等からな
る、厚さ1.5mm以下のものが用いられる。また本
発明における電極の高さに対する横幅の比ａ／ｂ
の値は0.8〜0.1の範囲である。この値が0.8を超え
ると透過圧損失の減少が十分でなく、また0.1に
達しない場合は幅が広すぎて電極液の等配性が不
十分になる。 以下、本発明を図面によりさらに詳細に説明す
る。 第１図は、本発明の一実施例を示す電解槽の電
極室の構成を示す立面図である。この電極室は、
電解液マニホールド４および電解液流通スリツト
５を有する電極室枠３と、該電極室枠に保持され
た液透過型多孔質電極（この場合はカーボンクロ
ス）１とからなり、該多孔質電極１の横幅ａに対
する高さｂの比、ａ／ｂは0.8より小さくなつて
いる。なお、２は電極室の枠体の空隙部である。 （発明の効果） 上記の構成にすることにより、電極１が横長に
配置されるので、電極液が下方から上方（または
その逆）に流通する際に電極内全域にわたつて均
一な電位分布が得やすく、また溶液透過のための
圧力損失が小さくなるので、副反応の発生、隔膜
を介しての両極液の混合、漏液等の発生が抑制さ
れ、高い効率の電解槽を構成することができる。
また高さを低くすることによつて送液動力も低減
されるので、全システムの効率を著しく向上させ
ることができる。 本発明の電解槽は、レドツクス電池のような二
次電池の電槽としても使用することができる。 （発明の実施例） 実施例１〜４、比較例１ 第１図（実施例）および第２図（比較例）に示
す電極のサイズが、それぞれａ＝0.75ｍ、ｂ＝１
ｍ、厚さ1.5mm（実施例１）、ａ＝0.2ｍ、ｂ＝１
ｍ、厚さ1.5mm（実施例２）、ａ＝１ｍ、ｂ＝0.75
ｍ、厚さ1.5mm（比較例１）、ａ＝0.75ｍ、ｂ＝１
ｍ、厚さ２mm（実施例３）およびａ＝0.05ｍ、ｂ
＝１ｍ、厚さ1.5mm（比較例２）の単電解槽を、
カーボンクロス電極によるエチレンジアミンテト
ラカルボーナト鉄錯体（鉄は２価、３価混合）水
溶液の電解実験を行つた（流量500ml／min）。陰
極室、陽極室の分離には陽イオン交換性隔膜を使
用した。電流密度12ｍＡ／cm2における定電流電解
実験の結果を第１表に示す。
持する液流通型の電解槽に関するものである。 （発明の背景） 電解槽は電解液の流れの点でバツチ型と流通型
の二つに分類できる。前者は槽内で液撹拌を行な
い、電解反応終了まで電解液を更新しないタイプ
であり、後者は電解槽に液を流通させて電解中に
常に液を更新するタイプであり、このように常に
電解液を更新するタイプの電解槽を通常「液流通
型電解槽」と称している。この種の電解槽の構成
は、一般に複極仕切板／電極（正）／隔膜／電極
（負）／複極仕切板／の繰り返しからなる積層構
造で、電極としては液を透過する多孔質体からな
るもの（液透過型多孔質電極）が用いられ、該電
極は液流通路を有する枠体内に収納されるか、ま
たは枠体と一体的に形成される。ここで枠体の液
流通路から電極内を流れる電解液は、各電極（多
孔質体からなる電極室）に等配されると共に、電
極室内でも均等に配分して流れることが望まし
い。このため、多孔質電極の構造、形状はきわめ
て重要であり、電解電圧や効率ばかりでなく、送
液動力等にも直接的に影響を及ぼす。 具体的にこの種の電解槽は、第１図に示すよう
に、液透過型多孔質電極１を保持する室枠３を隔
膜の両側に配置し、さらに仕切板で仕切つて構成
した単電解槽（単セル）を多数積層させて電解槽
を構成していた。図中、４は電解液マニホール
ド、５は室枠３に設けられた、電解液が通るスリ
ツトである。そして従来のこの種の電解槽は、電
解液の電極室内の等配性を考慮して、主として電
極幅ａと電極高さｂの比ｂ／ａが１以上の縦型に
構成されていた。 なお、電極高さとは、電解液流動方向（縦方
向）の電極長さを言い、電極幅とは、電極高さと
直角方向（横方向）の電極幅の長さを言う。 しかしながら、このような縦長型の電極を有す
る電解槽の場合、該電極が炭素等の網状体などか
らなり、かつその目付量（みかけの密度）を大き
くしなければならない場合には、電解液透過にお
ける圧力損失が大きくなり、その結果、送液ポン
プの所要動力の増大および陰極室と陽極室（また
は電池の場合は負極室と正極室）の間の隔膜を通
しての液の混合が起こりやすくなり、さらにセル
スタツク等から外部への漏液を生ずる危険性も大
きくなるという問題がある。このため、例えば多
孔質炭素電極を用いた電解セルの場合も、ｂ／ａ
値が１程度のものは電極室厚さを10mm以上に大き
くしなければならず、このように電極室厚さを大
きくすると電位分布の不均一を生じ、また電極使
用量が大きくなるので電解槽のコストが上昇する
という欠点がある。 （発明の目的） 本発明の目的は、液流通型電解槽の電極の厚さ
が５mm以下でありながら、溶液の透過圧損失が小
さく、かつ液の等配性にすぐれた電解槽を提供す
ることにある。 （発明の概要） 本発明は、液透過型多孔質電極を電極室内に保
持する液流通型電解槽（または電池、以下同じ）
において、該電極厚さが５mm以下であり、かつ該
電極の高さａに対する幅ｂの比ａ／ｂが0.8〜0.1
であることを特徴とするものである。 本発明に用いる液透過型多孔質電極としては、
カーボンフエルト、カーボンクロスなどの多孔質
炭素、焼結ニツケルなどの多孔質金属等からな
る、厚さ1.5mm以下のものが用いられる。また本
発明における電極の高さに対する横幅の比ａ／ｂ
の値は0.8〜0.1の範囲である。この値が0.8を超え
ると透過圧損失の減少が十分でなく、また0.1に
達しない場合は幅が広すぎて電極液の等配性が不
十分になる。 以下、本発明を図面によりさらに詳細に説明す
る。 第１図は、本発明の一実施例を示す電解槽の電
極室の構成を示す立面図である。この電極室は、
電解液マニホールド４および電解液流通スリツト
５を有する電極室枠３と、該電極室枠に保持され
た液透過型多孔質電極（この場合はカーボンクロ
ス）１とからなり、該多孔質電極１の横幅ａに対
する高さｂの比、ａ／ｂは0.8より小さくなつて
いる。なお、２は電極室の枠体の空隙部である。 （発明の効果） 上記の構成にすることにより、電極１が横長に
配置されるので、電極液が下方から上方（または
その逆）に流通する際に電極内全域にわたつて均
一な電位分布が得やすく、また溶液透過のための
圧力損失が小さくなるので、副反応の発生、隔膜
を介しての両極液の混合、漏液等の発生が抑制さ
れ、高い効率の電解槽を構成することができる。
また高さを低くすることによつて送液動力も低減
されるので、全システムの効率を著しく向上させ
ることができる。 本発明の電解槽は、レドツクス電池のような二
次電池の電槽としても使用することができる。 （発明の実施例） 実施例１〜４、比較例１ 第１図（実施例）および第２図（比較例）に示
す電極のサイズが、それぞれａ＝0.75ｍ、ｂ＝１
ｍ、厚さ1.5mm（実施例１）、ａ＝0.2ｍ、ｂ＝１
ｍ、厚さ1.5mm（実施例２）、ａ＝１ｍ、ｂ＝0.75
ｍ、厚さ1.5mm（比較例１）、ａ＝0.75ｍ、ｂ＝１
ｍ、厚さ２mm（実施例３）およびａ＝0.05ｍ、ｂ
＝１ｍ、厚さ1.5mm（比較例２）の単電解槽を、
カーボンクロス電極によるエチレンジアミンテト
ラカルボーナト鉄錯体（鉄は２価、３価混合）水
溶液の電解実験を行つた（流量500ml／min）。陰
極室、陽極室の分離には陽イオン交換性隔膜を使
用した。電流密度12ｍＡ／cm2における定電流電解
実験の結果を第１表に示す。
【表】
但し反応量はポーラログラフで測定。
実施例４、５、比較例３〜５ 電極枠内の面積が高さ（たて）50cm、幅（よ
こ）30cmの単電解槽に、電極高さが10cm、20cm、
30cm、40cmの厚さ５mmのカーボンクロス電極を挿
入し（カーボンクロス３枚重ねの電極）、塩素、
水素ガス発生反応を検討した。電解液は、陰極液
および陽極液ともに約１モル／塩化ナトリウム
水溶液とし、流量は約１／分とした。10Aで定
電流電解を行つたときの電解槽電圧、電解液の電
解槽透過圧力損失、水素ガス補集効率（電解槽外
に放出、回収した水素量の通電量に対する比で、
電流効率と見なせる）と測定した。さらに、カー
ボンクロス６枚重ねの厚さ10mm電極を有する電解
槽（電極枠内の大きさは同じ）の電極高さ20cmに
おける、同条件の電解実験を行つた。これらの結
果を第２表に示す。
実施例４、５、比較例３〜５ 電極枠内の面積が高さ（たて）50cm、幅（よ
こ）30cmの単電解槽に、電極高さが10cm、20cm、
30cm、40cmの厚さ５mmのカーボンクロス電極を挿
入し（カーボンクロス３枚重ねの電極）、塩素、
水素ガス発生反応を検討した。電解液は、陰極液
および陽極液ともに約１モル／塩化ナトリウム
水溶液とし、流量は約１／分とした。10Aで定
電流電解を行つたときの電解槽電圧、電解液の電
解槽透過圧力損失、水素ガス補集効率（電解槽外
に放出、回収した水素量の通電量に対する比で、
電流効率と見なせる）と測定した。さらに、カー
ボンクロス６枚重ねの厚さ10mm電極を有する電解
槽（電極枠内の大きさは同じ）の電極高さ20cmに
おける、同条件の電解実験を行つた。これらの結
果を第２表に示す。
【表】
上表において、電解電圧として許容できる
4.5V程度以下は比較例５を除いて達成される。
しかし、比較例３、４は電解液透過圧損が大きい
ため、隔膜を通してのガスの陰陽極間の混合が大
きく、ガス補効率が著しく低下した。そのため、
ポンプ動力の増大および電流効率低下という二重
の欠点が発生した。
4.5V程度以下は比較例５を除いて達成される。
しかし、比較例３、４は電解液透過圧損が大きい
ため、隔膜を通してのガスの陰陽極間の混合が大
きく、ガス補効率が著しく低下した。そのため、
ポンプ動力の増大および電流効率低下という二重
の欠点が発生した。
第１図および第２図は、本発明および従来の電
解槽を形成する電極室の構成を示す立面図であ
る。 １……液透過型多孔質電極、３……電極室枠、
４……電極液マニホールド、５……スリツト、ａ
……電極の幅、ｂ……電極の高さ。
解槽を形成する電極室の構成を示す立面図であ
る。 １……液透過型多孔質電極、３……電極室枠、
４……電極液マニホールド、５……スリツト、ａ
……電極の幅、ｂ……電極の高さ。
Claims (1)
- １ 液透過型多孔質電極を電極室内に保持する液
流通型電解槽において、該電極がカーボンフエル
ト、カーボンクロス、多孔質カーボンまたは焼結
ニツケルからなり、その厚さが５mm以下で、該電
極の高さａに対する幅ｂの比ａ／ｂが0.8〜0.1で
あることを特徴とする液流通型電解槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59119690A JPS60262987A (ja) | 1984-06-11 | 1984-06-11 | 液流通型電解槽 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59119690A JPS60262987A (ja) | 1984-06-11 | 1984-06-11 | 液流通型電解槽 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60262987A JPS60262987A (ja) | 1985-12-26 |
| JPH0143031B2 true JPH0143031B2 (ja) | 1989-09-18 |
Family
ID=14767642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59119690A Granted JPS60262987A (ja) | 1984-06-11 | 1984-06-11 | 液流通型電解槽 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60262987A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6350490A (ja) * | 1986-08-21 | 1988-03-03 | Ebara Corp | 水素回収フイルタ−プレス型電解槽 |
| JP6895784B2 (ja) * | 2017-03-28 | 2021-06-30 | 高砂熱学工業株式会社 | 水電解装置、水電解システム、水電解・燃料電池装置及び水電解・燃料電池システム |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5079731A (ja) * | 1973-11-20 | 1975-06-28 | ||
| JPS5232866A (en) * | 1975-09-08 | 1977-03-12 | Sakai Seibiyoushiyo Kk | Method of making door locking metal fittings |
| JPS5846300Y2 (ja) * | 1977-07-12 | 1983-10-21 | カルソニックカンセイ株式会社 | クランプ |
-
1984
- 1984-06-11 JP JP59119690A patent/JPS60262987A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60262987A (ja) | 1985-12-26 |
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