JPS586984A - 集電体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電極をイオン交換膜と一体化又は密着してな
る電解槽ｔＣ訃いて使用される集電体に関するものであ
る。

ハロゲン化アルカリ水溶液のイオン交換膜性電解にお−
ては、陽イオン交換膜によｐ陽極室と陰極室を区画し、
陽極及び陰極を膜に近接して配置する。近年、陽極と陰
極との極間距離を小さくして電解電圧を低くするため、
電極触媒を膜表面に堀設する等して膜と電極を一体化さ
せる、いわゆる固体重合体電解質臘構造の装置や、黴細
な網状の電極を膜に＊＊させる構造の電解槽が提案され
ている。

このような電解装置においては、イオン交換膜と一体化
又は密着された電極に対する給電手段としての集電体が
必要でＴｏｌｌ、この集電体は液及びガス透過性である
とともに、電極との接触抵抗がで鳶るだ妙手さいものと
なる構造であることが必蚕とされる。

この丸め、複数の細長いリプ状央起を設は九集電体を用
いる場合（例えば特開昭５５−１１３８８４及び特開ｗ
Ｅ５５−１１５９８０）、’＜＊等ｏ弾ａ体からなる集
電体を用いる場合（例えば特開１８５５−１４８７８２
、特開昭５５−１４４０８５及び特開４５６−５５５７
８）’等が提案されている。

しかし、これらの集電体を用いて一１電極と集電体との
密着強度が十分でなく、接触抵抗が大きいという問題が
あり九。

本発明はこの問題を解決すべくなされえものであシ、電
極との密着強１１ＥＫ優れ、且つ長期にＩって強力な密
着力を保持し得る構造の集電体を提供すべくなされ九も
のである。

本発明の集電体は、陽極又状陰極の少くとも一方の電極
がイオン交換膜と一体化又は密着してなる電解装置の咳
少くとも一方の電極に給電する丸めの集電体において、 諌集電体が （＆）　　相対する２枚の多孔性の集電板と；＞）練条
電板の周日に配置される矩形の室枠と；（ｅ）　　該室
枠の下部に固定されて前記２秋の集電板の中間に導入さ
れる給電棒と； （ｄ）　　腋給電棒を囲んで該給電棒と前記集電板とを
電気的及び機械的に接続する中空筒状の電流分散体と； （・）　線電流分散体内部に不活性ガスを圧入する装置
と； から成ｐ１ 前記電流分散体は、その内部に圧入される不活性ガスの
圧力によル膨張し、鋏膨張力によって前記２枚の集電板
が室枠の幅よｐ外部方向に向けて押し出されうる構造で
あることを特徴とするものである。

食塩電解に使用される場合を例として、本発明に係る集
電体の一実施例を以下に図面に従って説明する。

第１ｇは、本発＠に係る集電体の一部切欠斜視　　　、
外・図であシ、第２図は、第１図のムー人線横断面図で
ある。第ｓ　１ｌＩａ、本発明に係る集電体の一部を構
成する中空体状の電流分散体の一例であｐ１第４図は電
流分散体の別の一例である。第５図は本発明に係る集電
体を使用した電解装置の横断面図である。

図において、集電体１は、相対する２枚の多孔性の′集
電板２，２〆と、集電板２，２１の周ｓＫ配置されゐ矩
形の室枠５と、室枠６の下部に固定されて集電板２．２
′の中間に導入される給電棒４と、給電棒４を凹んで給
電棒４と集電板２．２′とを電気的に接続する中空筒状
の電流分散体５とから成る。

集電板２．２′は網板、多孔板等の淑及びｊスが透過可
能な多孔性構造であ〕、電流分散体５を介して給電棒４
に固定される。給電棒４は矩形の基枠３の下部に固定さ
れ、室枠３と集電板２　、２’０内儒に電解室６，６′
が形成されるようになっている。

集電体１が陽極への給電手段である場合Ｋａ、集電体１
紘陽極側電解生成物に対し耐食性が６９且つ陽極触媒よ
り高い塩素過電圧の材料によｐ構成される。陽極触媒と
しては一般に白金族金属、その合金、これらの還元酸化
物又は黒鉛等が用いられる九め、集電体１はチタン、タ
ンタル、ニオブ等のパルプメタルで構成されるが、陽極
触媒と直接接触する集電＠２．２’の表頁には白金族金
属やその酸化物等の陽極触媒と同様の被覆を設けて、パ
ルプメタルと陽極触媒との接触部分がＩ（ルプメタルの
酸化物によｐ絶縁されるのを防ぐのが望ましいＯ 壕九、陰極触媒としては一般に多孔質ニッケル、白金族
金属又は黒＊＊が用いられる。集電体１が陰極への給電
手段である場合に紘、集電体１は陰極触媒よｐ高い水素
過電圧の材料、例えとニッケル、ニッケル被覆鉄、ステ
ンレス勢によシ構成される。

尚、集電体１のうち室枠３のみは、電層電流に関与しな
いのでプラスチック等の絶縁性材料で構成することもで
自為。

集電板２．２′は電流分散体５　Ｋ１１ｌ！され、電流
分散体５は給電棒４に溶接されて、固定されているが、
集電板２．２′の周縁と室枠３とは直接に固定されてお
らず、集電板２，２′は室枠３から離隔しうるようにな
っている。

電流分散体５は、中空体状であシ、不活性ガス供給管７
により内部に窒素ガス勢の不活性ガスが圧入されるよう
になっておシ、この不活性ガスの圧力によシミ流分散体
が膨張し、膨張力によって２枚の集電板２．２′が室枠
５の幅よシ外部方向に向けて押し出されうる構造となっ
ている。従って、電流分散体５は、２秋Ｏ集電板の間隔
を拡げるＯＫ有効な構造であることがｉｉましく、例え
ば第３図に示すように扁平で側部に緩衝部分８を有して
いる中空筒状構造が採用しうる。ｔた、第４１１に示す
ように上部においてもｌ！１町部分９を有する構造であ
れば、上部方向への不必要な膨張を抑制することがでＩ
ｊ！に好ましい。

不活性ガス供給管７には、集電体１の外部において圧力
制御弁（図示せず）が取シ付けられ、電流分散体５内部
を所定の圧力に保持できるようになっている。

本発明に係る集電体を電解装置に使用する場合、第５図
に示すように、陽極側集電体１ａと陰極側集電体１ｂが
、電極と一体化された陽イオン交換膜１０を挾んで交互
に配置される。陽極側集電体１ａと接する側の陽イオン
交換属表藺には陽極触媒、陰極側集電体１ｂと接する側
の陽イオン交換膜表面に杜、陰極触媒が密着せしめられ
ている。

とれらの集電体及び電極と一体化された陽イオン交換膜
は、全体をタイロッド１２によりてボルト締め勢の手段
によシ締め付けられる。この締め付は力は、室枠６、陽
イオン交換膜１０及びその中間に挾まれるガスケット１
３を密着させ、且つ電流分散体５の膨張に基づき集電板
２．２′にかかる圧力に打ち勝つだけの圧力とする。従
って、集電板２．２′にかかる圧力によって、集電板と
膜よＯ電極触媒との緊密な接触が達成される。

上記は、陽極及び陰極が陽イオン交換膜の表面上に一体
化された場合の例であるが、陽極及び／　　　　・□ゝ
・又は陰極として黴細な三次元の網等を使用し、これを
イオン交換膜Ｋｌ！Ｆ着させる場合にも、本発明の集電
体を使用することがで自る。１＋、陽極又は陰極のいず
れか一方がイオン交換膜と一体化又は密着され、他方社
電極板と室枠岬とからなる電極構造を用いる場合の、イ
オン交換膜と一体化又は密着された電極への給電手段と
して本発明の集電体を用いることもできる。ζや場合、
材質の経済性及び加工の容易さ等の点から陰極側に本発
明の集電体を用いることが望ましい。

本発明に係る集電体によれば、中空筒状の電流分散体の
内部に圧入される不活性ガスの圧力によｐ電流分散体が
膨張し、その膨張力により集電板が室枠の輻よシ外部方
向に向けて押し出される構造であるため、集電板にかか
る圧力によって電極と集電体との緊密な接触が達成され
る。更に、電流分散体の内部への不活性ガスの圧入は、
集１体外部に設けられる圧力制御弁によシ適宜調節する
ことができるので、電解槽運転中においても長期に亘っ
て強力な圧力を加えることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る集電体の一部切欠斜視図であ）、
第２図は第１図ＯＡ−人線横断面図である。第３図線本
発１１に係る集電体の一部を構成する中空体状の電流分
散体の一例であシ、第４図は電流分散体の別の一例でお
る。第５図紘本発明に係る集電体を使用した電解装置の
横断面図である。 １・・・・・・・・・・・・・・・集電体１ａ・・・・
・・・・・・・・陽極側集電体１ｂ・・・・・・・・・
・・・陰極側集電体２．２′　・・・・・・・・・集電
板 ３・・・・・・・・・・・・・・・室枠４・・・・・・
・・・・・・・・・給電棒５・・・・・・・・・・・・
・・・電流分散体６．６Ｉ　・・・・・・・・・電解室

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 陽極又は陰極の少くとも一方の電極がイオン交換膜と一
   体化又は密着してなる電解装置の腋少くとも一方の電極
   に給電するための集電体において、該集電体が （Ａ）　　相対する２秋の多孔性の集電板と：（ｂ）　
   　諌集電板の周囲に配置される矩形の室枠と；（ｔｌ）
   　　諌意枠の下部に固定されて前記２枚０集電板の中間
   に導入される給、電棒と； （イ）腋給電棒を囲んで皺給電棒と前記集電板とを電気
   的及び機械的に接続する中９筒状の電流分散体と： （６）　　諌電流分散体内部に不活性ガスを圧入する装
   置と； から成シ、 前記電流分散体は、その内部に圧入される不活性ガスの
   圧力によシ膨張し、該膨張力によって前記２枚の集電板
   が室枠０幅よ〕外部方向に向けて押し出されうる構造で
   あることを特徴とする集電体。