JPH10310890A - 水又は水溶液の電解用電極板 - Google Patents

水又は水溶液の電解用電極板

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JPH10310890A
JPH10310890A JP9117942A JP11794297A JPH10310890A JP H10310890 A JPH10310890 A JP H10310890A JP 9117942 A JP9117942 A JP 9117942A JP 11794297 A JP11794297 A JP 11794297A JP H10310890 A JPH10310890 A JP H10310890A
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JP
Japan
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electrode plate
electrolysis
water
reaction
electrode
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JP9117942A
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Minehiro Kamiyama
峰宏 上山
Osamu Yoshimoto
修 吉本
Toshiyuki Miyatani
俊行 宮谷
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Toyo Tanso Co Ltd
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Toyo Tanso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭素粉の脱落が少なく黒濁が生じにくい上
に、割れにくい水又は水溶液の電解用電極板を提供す
る。 【解決手段】 炭素質物質50〜90質量%と樹脂硬化物10
〜50質量%を組成物としてなる水又は水溶液の電解用電
極板において、その表面粗さが中心線平均粗さ(R a )で
8.75a 、最大高さ(Rmax )で35S とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水又は水溶液の電
解用電極板(以下単に電極板と言うこともある)に関
し、詳細には酸素や二酸化炭素の発生を伴う水又は水を
溶媒とした電解質の水溶液の電解に陽極として用いるの
に適した電極板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、植物類の生育を促進するために炭
素電極を用い二酸化炭素を溶存せしめた水又は水溶液が
注目されている。このような水又は水溶液を得るため
に、石油又は石炭コークスをフィラーとし、コールター
ルピッチ等をバインダーとして成形、焼成、黒鉛化して
得られた黒鉛材料からなる電極を陽極として、水溶液系
の電解浴中で電気分解(電解)を行うと、電極表面のみ
ならず、気孔中でも陽極酸化が生じ、黒鉛粒子が多量に
脱落し、遂には電解浴が真っ黒になってしまう。また、
熱硬化性樹脂から調製した気孔が殆ど存在しないガラス
質炭素を陽極として電解を行うと、ピット酸化的な陽極
酸化が生じ、電極表面に剥離が起こり、最後には折損
し、電解不能に陥ってしまう。
【0003】そこで、本出願人は、上記従来技術の欠点
を解消し、酸素や二酸化炭素の発生を伴う水又は水を溶
媒とした電解質の水溶液の電解に陽極として用い、陽極
酸化が生じても炭素粉の脱落が少なく、且つ電極の折損
が生じない電解用電極を開発し、これを先に出願した
(特開平 7− 34280号公報参照)。
【0004】上記先願の発明は、炭素質物質50〜90質量
%と樹脂硬化物10〜50質量%とを組成物としてなる電解
用電極であって、炭素質物質と樹脂硬化物が前記範囲で
あれば、電極の固有抵抗を低くできると共に二酸化炭素
の発生効率を高めることができ、しかも炭素粉の脱落を
少なくして、且つ電極の折損を生じさせることなく水又
は水溶液の電解ができる。この電極は、炭素質物質と樹
脂を前記範囲で混合したものを温度 180℃前後及び圧力
20MPa前後で熱圧成形して製造されるものであるから、
炭素質物質(炭素粉)は樹脂硬化物によって結合保持さ
れた形態となっており、これにより、電解に使用しても
樹脂硬化物から炭素粉が離脱しにくいため炭素粉の脱落
が少なくなったものと考えられる。また、樹脂硬化物は
電解によって消耗することは殆ど無いので電極の折損や
崩壊が防止できたものと考えられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
願の発明による電解用電極板は炭素粉の脱落が少なくで
き、一般の炭素電極や黒鉛電極に比較して水又は水溶液
の電解に適しているが、中には極稀ではあるが使用初期
より黒濁を生じるものがあり炭素粉の脱落が完全に無く
なったわけではない。また、厚みが厚いと黒濁と共に割
れを生じ易いことも分かった。
【0006】本発明は、上記事情を基になしたものであ
って、その目的は、炭素質物質50〜90質量%と樹脂硬化
物10〜50質量%とを組成物としてなる水の電解用電極板
において、更に炭素粉の脱落が少なく黒濁が生じにくい
上に、割れにくい水又は水溶液の電解用電極板を提供す
るものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る水又は水溶液の電解用電極板は、炭
素質物質50〜90質量%と樹脂硬化物10〜50質量%を組成
物としてなる水又は水溶液の電解用電極板において、そ
の表面粗さが中心線平均粗さ(Ra )で8.75a 、最大高さ
(Rmax )で35S とするものである。
【0008】以下、本発明の構成並びに作用を詳細に説
明する。本発明者等は、黒濁や炭素粉の脱落を更に少な
くすべく鋭意検討、研究を行った。その結果、先願の炭
素質物質50〜90質量%と樹脂硬化物10〜50質量%とを組
成物としてなる水又は水溶液の電解用電極板において
は、炭素粉の脱落が比較的電極板の使用初期に見られる
ことから電極板の表面の粗さに着目した。そして、表面
粗さが荒いと黒濁や炭素粉の脱落が多いことが分かっ
た。
【0009】電解用電極板の表面の粗さが荒いと黒濁や
炭素粉の脱落が生じやすい理由としては次のように考え
る。すなわち、水の電気分解により、電極板中の炭素は
電気分解で発生した酸素と反応し主に二酸化炭素となっ
て消耗する。微視的に見た場合、その反応は電極板表面
で均一に進行するのではなく、電極板表面に点在する反
応起点から反応が始まり周辺に広がっていく。その広が
り方も電極板表面に均一に広がるのではなく、電極板内
部の構造上反応し易いところに沿って広がる。反応し易
い構造とは、炭素、黒鉛の粒子表面や結晶構造の乱れた
ところなどである。黒鉛質構造に比べて炭素質構造は結
晶構造が発達しておらず、水の電解により粒子内部に反
応が進みやすい傾向がある。同一粒子内部にも結晶構造
の乱れたところがあり、その面に沿って反応が進む。電
極板内部に進行した反応面は他の起点からの反応面ある
いは再び電極板表面に到達したときに電極板本体から表
面の一部を分離する場合がある。このとき、分離片が十
分大きければ剥離となり電解槽底面に沈殿する。分離片
が小さければ浮遊した粒子となり、黒濁として認識され
る。因みに黒濁の粒子直径をマイクロトラック社製モデ
ル7991・0 で測定したところ測定限界の 2μm 以下であ
った。一般に電極表面の角や針状電極の先端部など尖っ
た部分は反応起点となり電荷が集中して反応が激しくな
ることは知られている。このようなことから、電極板の
表面粗さが荒い場合には、電極板表面の凸部が反応起点
となり電荷が集中して局部的に反応が進行する結果、使
用初期に上述したような現象が極度に現れ黒濁が生じた
ものと考えられる。一方、表面粗さが小さい場合には、
電極板表面の凹凸部の電荷差がほとんど無く、反応起点
が広く均一に存在することから反応が均一に進むので黒
濁の発生が低減される。
【0010】上記したことから、本発明では電解用電極
板の表面粗さを中心線平均粗さ(Ra)で8.75a 、最大高
さ(Rmax )で35S とするもので、この表面粗さを超える
場合には上記したように使用初期の黒濁が懸念される。
なお、表面粗さの表示はJISB 0601に基づく。
【0011】また、上記の表面粗さであっても電極板に
割れを生じることがあるので、その割れを防止する意味
で電極板の電解を行う部分の厚みは12mm以下とすること
が好ましい。厚みが12mm以下であれば電極板に割れが生
じにくくなる理由は次のように考える。すなわち、陰極
板に対向する陽極板の表面は電解反応の進行に伴い炭素
粒子が消耗し、後に穴が残る。その穴に水が浸入し樹脂
部分が膨張する。巨視的に見た場合、電解反応は表面か
ら板厚方向中心部に向かって進み反応面を境として表面
に近い膨張層と未反応層に分かれる。電解反応が進むに
つれ、膨張層は厚くなり、その膨張力で反応面に近い未
反応層の一部に反応面に沿った方向に割れ(縦割れ)が
入る。電極が薄ければ、未反応層がわずかに撓むこと
で、前記膨張力による応力を緩和することができ割れが
発生しにくくなる。厚みが12mm以下であれば、そのよう
な作用効果を十分に享受し得るが、これより厚くなると
割れが発生し易くなる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。フェノール樹脂40重量部に対して天然黒鉛60重量部
を加えて、総重量を 100重量部とした。この混合物を 1
90℃に予熱した金型に入れ、温度 190℃の鉄板上で20MP
aの圧力で30分間熱圧成形し、直径 300mm×厚み 5mmの
円板状の成形体を製造した。この成形体を 200℃で 5時
間熱処理し、フェノール樹脂を完全に硬化させた。
【0013】
【実施例】
〔実施例1〕上記で得た樹脂硬化物と天然黒鉛からなる
成形体から幅40mm×長さ 200mmの試験片を切り出し、そ
れぞれの表面を表1に示す粗さとなるようにグラインダ
加工し、超音波洗浄した。この洗浄後の黒鉛板を陽極と
し陰極にSUS304ステンレスを用い、電流 100mAで
水の電気分解を行った。そして、電解24時間後に電解水
の透視度を透視度計により測定した〔工業用水試験方法
(JIS K 0101)参照〕。その測定結果を併せて表1に示
す。なお、透視度は数値が大きい程良い。
【0014】
【表1】
【0015】上記表1から明らかなように、透視度が本
発明例では70cm以上と大きいのに対して比較例では40cm
と小さく、本発明例の方が黒濁が少なかったことが分か
る。
【0016】〔実施例2〕上記段落番号〔0012〕に
説明したと同要領で厚みが 5mm、10mm、40mmである円板
状形成体を製造し、それぞれの成形体から幅40mm×長さ
200mmの試験片を切り出し、それぞれの表面を中心線平
均粗さ(Ra )で8.75a 、最大高さ(Rmax )で35S となる
ようにグラインダ加工し、超音波洗浄した。この洗浄後
の黒鉛板を陽極とし陰極にSUS304ステンレスを用
い、電流 100mAで水の電気分解を行った。その結果、比
較例である厚み40mmのものが 2週間後に縦割れを生じで
電解が不能となり、また電解水は黒く濁りを生じた。一
方、本発明例である厚み 5mmと10mmの試験片は 1カ月の
電解でも割れを起こすことは無かった。なお、縦割れを
起こした原因は、厚みが40mmと厚いため、段落番号〔0
011〕に述べたように、樹脂の吸水による膨張力を緩
和できず縦割れに到ったものと考える。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る水又
は水溶液の電解用電極板によれば、使用初期より炭素粉
の脱落を少なくして電解水の黒濁を大きく低減するとと
もに、長期間の使用に割れることなく電解を行うことが
できる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭素質物質50〜90質量%と樹脂硬化物10
    〜50質量%を組成物としてなる水又は水溶液の電解用電
    極板において、その表面粗さが中心線平均粗さ(Ra )で
    8.75a 、最大高さ(Rmax )で35S であることを特徴とす
    る水又は水溶液の電解用電極板。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の水又は水溶液の電解用電
    極板において、電解を行う部分の厚みが12mm以下である
    水又は水溶液の電解用電極板。
JP9117942A 1997-05-08 1997-05-08 水又は水溶液の電解用電極板 Withdrawn JPH10310890A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009207962A (ja) * 2008-03-03 2009-09-17 Panasonic Electric Works Co Ltd 電解水生成装置
JP2018131660A (ja) * 2017-02-16 2018-08-23 アークレイ株式会社 電気分解装置

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