JPS5881983A - 複極式電解槽 - Google Patents
複極式電解槽Info
- Publication number
- JPS5881983A JPS5881983A JP56177045A JP17704581A JPS5881983A JP S5881983 A JPS5881983 A JP S5881983A JP 56177045 A JP56177045 A JP 56177045A JP 17704581 A JP17704581 A JP 17704581A JP S5881983 A JPS5881983 A JP S5881983A
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- Japan
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- cation exchange
- composite electrode
- anode
- exchange membrane
- cathode
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- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は複極式電解槽、特には単板型のフィルタープレ
ス式複極電解槽に関する。
ス式複極電解槽に関する。
複極式電解槽として従来知られているものは陽極と陰極
の間に隔壁を配置し、陽極と陰極とを隔壁と電気的に接
続し、隔壁を通して陰極から陽極に電流を通ずるもので
ある。
の間に隔壁を配置し、陽極と陰極とを隔壁と電気的に接
続し、隔壁を通して陰極から陽極に電流を通ずるもので
ある。
しかしながら、この従来の複極式電解槽においては、隔
壁の片面は陽極液と接し、他面は陰極液と接することに
なるため、通常、陽極室電解条件下に耐食性のある金属
と陰極室電解条件下に耐食性のある金属との張り合わせ
構が°とせざるを得なかった。この２袖の金属間の〜、
気気溝導油性確保すること自体かなり困難な上に、アル
カリ電解の場合、陰極室で発生する水素ガスによる金属
の水素脆性の問題や、金属中の水素が透過して、隔壁中
の２釉の金属の接合面に到達し、この水素ガスによシ、
接合面が剥離したりするという問題が生じ、隔壁の構造
について種々の提案がなされてきた。
壁の片面は陽極液と接し、他面は陰極液と接することに
なるため、通常、陽極室電解条件下に耐食性のある金属
と陰極室電解条件下に耐食性のある金属との張り合わせ
構が°とせざるを得なかった。この２袖の金属間の〜、
気気溝導油性確保すること自体かなり困難な上に、アル
カリ電解の場合、陰極室で発生する水素ガスによる金属
の水素脆性の問題や、金属中の水素が透過して、隔壁中
の２釉の金属の接合面に到達し、この水素ガスによシ、
接合面が剥離したりするという問題が生じ、隔壁の構造
について種々の提案がなされてきた。
しかしながら、これらの改良方法は、いたずらに隔壁の
構造を複雑にするのみで、実効上余り大きな改良効果は
みられず、単に加工コストを上昇させるのみというもの
が多かった。
構造を複雑にするのみで、実効上余り大きな改良効果は
みられず、単に加工コストを上昇させるのみというもの
が多かった。
本発明者等は、これに対し、大きく発想の転換を行い、
いわゆる隔壁を全く使用しない方式の複極式電解槽につ
いて種々検討を行い、従来と異った電流の流し方によシ
、隔壁を用いずとも複極式電解槽が可能であることに想
到し、本発明に至ったもので、本発明は、 （ａ）１枚の陽極板と１枚の陰極板が接合されてなる実
質的に平板な陽極と陰極の複合電極板（ａ）陽極室を形
成する開口部と陰極室を形成する開口部が交互に水平方
向に配置され、各開口部の上下には小さい開孔部が各２
個ずつ配置されており、各開口部は各々上下各１個の開
孔部と連通ずる連通部を有する室枠ガスケット （ｃ）陽イオン交換膜 を、複合電極板／室枠ガスケット／陽イオン交換膜の配
列娑１つの繰返し単位とするか、複合電極板／室枠ガス
ケット／複合電極板／陽イオン交換膜の配列を１つの縁
返し単位として、これら繰返し単位を被数個２枚の端板
の間にはさＸ７で締付けてなる電解槽であって、陽イオ
ン交換膜をはさんで隣接対置する繰返し単位中の〜金電
極板の極性が反対極性になるように複合電極板が繰返し
単位内で多数配置されてなることを特徴とする複極式電
解槽を要旨とするものである。
いわゆる隔壁を全く使用しない方式の複極式電解槽につ
いて種々検討を行い、従来と異った電流の流し方によシ
、隔壁を用いずとも複極式電解槽が可能であることに想
到し、本発明に至ったもので、本発明は、 （ａ）１枚の陽極板と１枚の陰極板が接合されてなる実
質的に平板な陽極と陰極の複合電極板（ａ）陽極室を形
成する開口部と陰極室を形成する開口部が交互に水平方
向に配置され、各開口部の上下には小さい開孔部が各２
個ずつ配置されており、各開口部は各々上下各１個の開
孔部と連通ずる連通部を有する室枠ガスケット （ｃ）陽イオン交換膜 を、複合電極板／室枠ガスケット／陽イオン交換膜の配
列娑１つの繰返し単位とするか、複合電極板／室枠ガス
ケット／複合電極板／陽イオン交換膜の配列を１つの縁
返し単位として、これら繰返し単位を被数個２枚の端板
の間にはさＸ７で締付けてなる電解槽であって、陽イオ
ン交換膜をはさんで隣接対置する繰返し単位中の〜金電
極板の極性が反対極性になるように複合電極板が繰返し
単位内で多数配置されてなることを特徴とする複極式電
解槽を要旨とするものである。
以下、本発明を図面をもとに説明する。
第１図は、複合Ｖ極板／室枠ガスケット／陽イオン交換
膜を繰返し単位とする本発明電、解檜の部分斜視図であ
る。
膜を繰返し単位とする本発明電、解檜の部分斜視図であ
る。
まず、複合電極板について説明する。
複合電極板１は、公知の多孔板電極からなる陽極及び陰
極を実質的に平面性を保持するように結合した平板な陽
極／陰極複合体である。この結合方法については、特に
限定されるを要しないが、長方形の薄い多孔性陽極と同
様の多孔性陰極の一辺を、薄い銅等の細長い金属片を間
においてわずかに重ね合わせ加熱加圧して拡散接合法に
よシ接合するのが好ましい方法である。
極を実質的に平面性を保持するように結合した平板な陽
極／陰極複合体である。この結合方法については、特に
限定されるを要しないが、長方形の薄い多孔性陽極と同
様の多孔性陰極の一辺を、薄い銅等の細長い金属片を間
においてわずかに重ね合わせ加熱加圧して拡散接合法に
よシ接合するのが好ましい方法である。
この方法による場合は、接合部分がわずかに段がつくが
、電極板及び金属片は非常に薄いために接合して得られ
る複合電極板は実質的に平板性を維持しているため、実
用上何ら問題はない。
、電極板及び金属片は非常に薄いために接合して得られ
る複合電極板は実質的に平板性を維持しているため、実
用上何ら問題はない。
このわずかな段をも避けたい場合には、陽極板と陰極板
とを突き合わせ、その部分をロウ付は法等で接合するこ
とによってなしうる。
とを突き合わせ、その部分をロウ付は法等で接合するこ
とによってなしうる。
陽極板及び陰極板の形状は通常のエキスバンドメタルの
ような多孔性のものでもよいが、電極平板に縦方向にス
リットを入れ、これをねじって得られるルーバー状のも
の、あるいは、このスリットによって形成される短冊部
分を一つおきに電極面の一面の側にプレスして押し出す
か、一つおきに電極面の両側に交互に押し出したものが
後述の理由から、より好ましい。
ような多孔性のものでもよいが、電極平板に縦方向にス
リットを入れ、これをねじって得られるルーバー状のも
の、あるいは、このスリットによって形成される短冊部
分を一つおきに電極面の一面の側にプレスして押し出す
か、一つおきに電極面の両側に交互に押し出したものが
後述の理由から、より好ましい。
室枠ガスケット４は、ＢＤＰＭなどの弾力性を有するゴ
ムちるいは塩ビ等の合成樹脂で製作することが可能であ
る。室枠ガスケット４は複合電極板の陽極部分及び陰極
部分の大きさに相当する開口が水平方向に複数個設けら
れておりこれらの開口は順次陽極室５及び陰極室６を形
成する。室枠ガスケットの開口の上部及び下部には、各
々２個の開孔部が設けられる。上部に設けられる開孔部
は、陽極生成物の通路７及び陰極生成物の通路８に分れ
、陽極生成物の通路７は陽極室５と連通部９によって通
じており、陰極生成物の通路８は、陰極室６と連通部１
０によって通じている。
ムちるいは塩ビ等の合成樹脂で製作することが可能であ
る。室枠ガスケット４は複合電極板の陽極部分及び陰極
部分の大きさに相当する開口が水平方向に複数個設けら
れておりこれらの開口は順次陽極室５及び陰極室６を形
成する。室枠ガスケットの開口の上部及び下部には、各
々２個の開孔部が設けられる。上部に設けられる開孔部
は、陽極生成物の通路７及び陰極生成物の通路８に分れ
、陽極生成物の通路７は陽極室５と連通部９によって通
じており、陰極生成物の通路８は、陰極室６と連通部１
０によって通じている。
下部に設けられる開孔部は陽極液供給通路１１と陰極液
供給通路１２に分れ、陽極液供給通路１１は陽極室５と
連通部１３によって通じており、陰極液供給通路１２は
陰極室６と連通部１ （によって通じている。
供給通路１２に分れ、陽極液供給通路１１は陽極室５と
連通部１３によって通じており、陰極液供給通路１２は
陰極室６と連通部１ （によって通じている。
また、室枠ガスケットには、隣りあった一対の陽極室と
陰極室をカバーするような大きさで、複合電極板の大き
さ、厚みに相当する切欠き部１５を設けておくのがよい
。複合電極板を室枠ガスケットに接して配置する場合、
上述の室枠・切欠き部に複合電極板をはめ込むことによ
り、室枠ノゴム弾性によって液密効果が得られるため、
別途バッキングを配置する必要がないこと、複合電極板
自体は電解液及び電解生成物通液用の開孔部を設ける必
要がないことから好ましい。
陰極室をカバーするような大きさで、複合電極板の大き
さ、厚みに相当する切欠き部１５を設けておくのがよい
。複合電極板を室枠ガスケットに接して配置する場合、
上述の室枠・切欠き部に複合電極板をはめ込むことによ
り、室枠ノゴム弾性によって液密効果が得られるため、
別途バッキングを配置する必要がないこと、複合電極板
自体は電解液及び電解生成物通液用の開孔部を設ける必
要がないことから好ましい。
このように、室枠に切欠き部を設ける場合、一対の陽極
室、陰極室を含む切欠き部と隣りの対の陽極室、陰極室
を含む切欠き部は連続した状態で々〈分離されているこ
とが必要である。
室、陰極室を含む切欠き部と隣りの対の陽極室、陰極室
を含む切欠き部は連続した状態で々〈分離されているこ
とが必要である。
また、電極室と連通する連通部９，１０，１３゜１４は
室枠にくシぬいた孔でもよいし、室枠面に設けた溝でも
よい。
室枠にくシぬいた孔でもよいし、室枠面に設けた溝でも
よい。
本発明に用いられる陽イオン交換膜１６としては、イオ
ン交換基としてカルでン酸基、スルホン酸基、ホスホン
酸基等の１つないし２つ以上を含むパーフルオロ、カー
ボン膜が好ましく、このような陽イオン交換膜としては
、例えば、特開昭５２−４８５９８号公報、特開昭５３
−２２１９４号公報に開示される如きものが好ましく用
いられる。
ン交換基としてカルでン酸基、スルホン酸基、ホスホン
酸基等の１つないし２つ以上を含むパーフルオロ、カー
ボン膜が好ましく、このような陽イオン交換膜としては
、例えば、特開昭５２−４８５９８号公報、特開昭５３
−２２１９４号公報に開示される如きものが好ましく用
いられる。
また、上記のような陽イオン交換膜の表面に酸化チタン
、炭化ケイ素などのような電極活性を有しない粒子から
なるガス及び液体透過性の多孔質層を設けたものも電解
電圧を下げるためにより好ましいものとして用いられる
。
、炭化ケイ素などのような電極活性を有しない粒子から
なるガス及び液体透過性の多孔質層を設けたものも電解
電圧を下げるためにより好ましいものとして用いられる
。
次に、上述の複合電極板、室枠ガスケット、陽イオン交
換膜を用いて本発明ｔ１解槽を組立てる方法について説
明する。
換膜を用いて本発明ｔ１解槽を組立てる方法について説
明する。
室枠ガスケットの切欠き部に複合電極体をはめ込む電解
槽への給電部及び電流の取出部は、各々１枚の陽極板及
び陰極板にそれぞれ導電部材１７．１８を取付け、この
電極を、陽極板及び陰極板の大きさに相当する室枠ガス
ケットの切欠き部にはめ込む、以上の電極の配置に際し
ては、陽イオン交換膜をはさんで対置する電極は極性が
反対になるようにする。
槽への給電部及び電流の取出部は、各々１枚の陽極板及
び陰極板にそれぞれ導電部材１７．１８を取付け、この
電極を、陽極板及び陰極板の大きさに相当する室枠ガス
ケットの切欠き部にはめ込む、以上の電極の配置に際し
ては、陽イオン交換膜をはさんで対置する電極は極性が
反対になるようにする。
次に、室枠ガスケットの電極のある反対側の面に陽イオ
ン交換膜を面接すると、第１図の繰返し単位Ａ又はＢが
得られる。そして、繰返し単位を第１図に示すようにＡ
ＢＡＢ−−−一の順序で配列し、両端に端板を設けて、
フィルタープレス式に組み立てると、本発明の電解槽が
得られる。そして、繰返し単位の１つおきに設けられる
導電部材１７．１８をそれぞれ陽極ブスバー及び陰極ブ
スバーと接続することにより、電流は、まづ、単位Ｂの
陽極板から陽イオン交換膜を通して、これと対置される
単位Ａの複合電極板の陰極板に流れ、この電流は次にこ
の複合電極板の陽極板から、陽イオン交”換膜を通して
これと対置される単位Ｂの複合電極板の陰極板に流れる
。このようにして電流は、フィルタープレス型電槽の締
め付は方向とは直角、かつ水平方向に単位Ａ−１−Ｂ−
Ａ−Ｂ−一−−というように流れ、給電側と反対側に設
けられた陰極の導電部材１８を経て陰極側のブスバーに
流れる。
ン交換膜を面接すると、第１図の繰返し単位Ａ又はＢが
得られる。そして、繰返し単位を第１図に示すようにＡ
ＢＡＢ−−−一の順序で配列し、両端に端板を設けて、
フィルタープレス式に組み立てると、本発明の電解槽が
得られる。そして、繰返し単位の１つおきに設けられる
導電部材１７．１８をそれぞれ陽極ブスバー及び陰極ブ
スバーと接続することにより、電流は、まづ、単位Ｂの
陽極板から陽イオン交換膜を通して、これと対置される
単位Ａの複合電極板の陰極板に流れ、この電流は次にこ
の複合電極板の陽極板から、陽イオン交”換膜を通して
これと対置される単位Ｂの複合電極板の陰極板に流れる
。このようにして電流は、フィルタープレス型電槽の締
め付は方向とは直角、かつ水平方向に単位Ａ−１−Ｂ−
Ａ−Ｂ−一−−というように流れ、給電側と反対側に設
けられた陰極の導電部材１８を経て陰極側のブスバーに
流れる。
陽惨・放及び陰極液の流し方は公知の方法を採用すれば
よく、第１図に従って説明すると、陽極液は、陽極液供
給通路１１から連通部１３を経て陽極室５に供給され、
そこで電解された電解生成物は連通部９を経て陽極生成
物の通路フに排出され、この通路から電解槽外部に取り
出される。一方、陰極液は陰極液供給通路１２から連通
部１４を経て陰極室に供給され、そこで電解の結果生成
した陰極生成物は連通部１０を経て陰極生成物の通路８
に排出され、そこから電槽外部に取り出される。
よく、第１図に従って説明すると、陽極液は、陽極液供
給通路１１から連通部１３を経て陽極室５に供給され、
そこで電解された電解生成物は連通部９を経て陽極生成
物の通路フに排出され、この通路から電解槽外部に取り
出される。一方、陰極液は陰極液供給通路１２から連通
部１４を経て陰極室に供給され、そこで電解の結果生成
した陰極生成物は連通部１０を経て陰極生成物の通路８
に排出され、そこから電槽外部に取り出される。
次に、本発明電解槽に好適な電極の構造について説明す
る。
る。
第２図は、第１図の電解槽に好適に用いうる電極の構造
を示す部分斜視図である。
を示す部分斜視図である。
第３図は今１つの好ましい電極構造を示す斜視図である
。
。
第２図の場合、平板の電極に細い巾のスリットを入れ、
この短冊を１つおきに一方の側にプレスして押し出して
簡単に製作される。この場合、押し出し高さは室枠ガス
ケットの切欠き部の残存厚み相当とすると、それよシ若
干小さくする方がよい。
この短冊を１つおきに一方の側にプレスして押し出して
簡単に製作される。この場合、押し出し高さは室枠ガス
ケットの切欠き部の残存厚み相当とすると、それよシ若
干小さくする方がよい。
かくして、得られる電極は、押し出された短冊部分１９
と平担な短冊部分２０が交互に配置されたものとなる。
と平担な短冊部分２０が交互に配置されたものとなる。
そして、この電極を第１図の電解槽に用いる場合は、押
し出された短冊部分１９が電極室内に置かれるように配
置する。
し出された短冊部分１９が電極室内に置かれるように配
置する。
第３図の電極は、第２図の電極の場合と同じようにして
細い巾のスリットを入れ、この短冊を交互に電極面の反
対側にプレスして押し出すことによって容易に製作が可
能である。
細い巾のスリットを入れ、この短冊を交互に電極面の反
対側にプレスして押し出すことによって容易に製作が可
能である。
かくして得られる電極は一方の面側に押し出された短冊
部分２１と反対面側に押し出された短冊部分２２からな
るランタン型の電極となる。
部分２１と反対面側に押し出された短冊部分２２からな
るランタン型の電極となる。
この電極を用いる電解槽は、第１図の電解槽を少し変更
して陽イオン交換膜の両側に室枠ガスケットを配置した
ような電槽に好適に用いられる。
して陽イオン交換膜の両側に室枠ガスケットを配置した
ような電槽に好適に用いられる。
以上の説明から分るように、第２図、第３図の電極を用
いると、電極は陽イオン交換膜に近接ないし接触するこ
とになり、その結果として陽陰極間距離が減少し、電解
電圧が小さくなるという利点が得られる。
いると、電極は陽イオン交換膜に近接ないし接触するこ
とになり、その結果として陽陰極間距離が減少し、電解
電圧が小さくなるという利点が得られる。
かくして、本発明の電解槽は製作の容易な優れた複極型
電解槽でろって、各種の電解、合成反応に用いられるが
、ことにノ・ロゲン化アルカリ水溶液電解、水電解に好
適なものである。
電解槽でろって、各種の電解、合成反応に用いられるが
、ことにノ・ロゲン化アルカリ水溶液電解、水電解に好
適なものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明電解槽の１例を示す部分斜視図である。
第２図は本発明電解槽に用いられる電極の１例を示す部
分斜視図である。 第３図は本発明電解槽、に用いられる電極の１例を示す
部分斜視図である。 ｔｌ用。
分斜視図である。 第３図は本発明電解槽、に用いられる電極の１例を示す
部分斜視図である。 ｔｌ用。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ａ）１枚の陽極板と１枚の陰極板が接合されてなる実
質的に平板な陽極と陰極の複合電極板（ｂ）陽極室を形
成する開口部と陰極室を形成する開口部が交互に水平方
向に配置され、各開口部の上下には小さい開孔部が各２
個ずつ配置されており、各開口部は各々上下各１個の開
孔部と連通ずる連通部を有する室枠ガスケット （Ｃ）陽イオン交換膜 を、複合電極板／室枠ガスケット／陽イオン交換膜の配
列を１つの繰返し単位とするが、複合電極板／室枠ガス
ケット／複合電極板／陽イオン交換膜の配列を１つの繰
返し単位として、これら繰返し単位を複数個２枚の端板
の間にはさんで締付けてなる電解槽であって、陽イオン
交換膜をはさんで隣接対置する顧返し単位中の複合電極
板の極性が反対極性になるように複合電極板が繰返し単
位内で多数配置されてなることを特徴とする複極式電解
槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56177045A JPS5924195B2 (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 複極式電解槽 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56177045A JPS5924195B2 (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 複極式電解槽 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5881983A true JPS5881983A (ja) | 1983-05-17 |
| JPS5924195B2 JPS5924195B2 (ja) | 1984-06-07 |
Family
ID=16024168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56177045A Expired JPS5924195B2 (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 複極式電解槽 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5924195B2 (ja) |
-
1981
- 1981-11-06 JP JP56177045A patent/JPS5924195B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5924195B2 (ja) | 1984-06-07 |
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