JPS6331254B2 - - Google Patents
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- JPS6331254B2 JPS6331254B2 JP58188921A JP18892183A JPS6331254B2 JP S6331254 B2 JPS6331254 B2 JP S6331254B2 JP 58188921 A JP58188921 A JP 58188921A JP 18892183 A JP18892183 A JP 18892183A JP S6331254 B2 JPS6331254 B2 JP S6331254B2
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、経時的に濃縮効率を低下させないで
重水の濃縮を可能とする水の電気分解による水素
同位体濃縮装置に関するものである。
重水の濃縮を可能とする水の電気分解による水素
同位体濃縮装置に関するものである。
従来、水の電解による水素同位体の濃縮装置に
はバツチ操作による無隔膜電解槽が使用され、こ
の無隔膜電解槽の陽極材料としてニツケル又はニ
ツケルメツキ、陰極材料として炭素鋼を用いる
と、濃縮効率が高いことが知られている。またそ
の他の接液部には種々な材料が使用されるが、機
械的強度が必要な場合には、通常価格の安い炭素
鋼が用いられる。この場合、鉄の腐食による機器
の破損、或いは溶出金属による液の汚染が問題と
なる。腐食を防止するためには、電極以外の接液
部材料としてイオン化傾向が陽極より小さいもの
を用いれば腐食の発生は防止されるが、装置の価
格が高くなり経済的でない。そのため、腐食の面
では実用上ほぼ満足出来、かつそれほど高価でな
いクロム又はクロムを含有するステンレス鋼が考
えられる。
はバツチ操作による無隔膜電解槽が使用され、こ
の無隔膜電解槽の陽極材料としてニツケル又はニ
ツケルメツキ、陰極材料として炭素鋼を用いる
と、濃縮効率が高いことが知られている。またそ
の他の接液部には種々な材料が使用されるが、機
械的強度が必要な場合には、通常価格の安い炭素
鋼が用いられる。この場合、鉄の腐食による機器
の破損、或いは溶出金属による液の汚染が問題と
なる。腐食を防止するためには、電極以外の接液
部材料としてイオン化傾向が陽極より小さいもの
を用いれば腐食の発生は防止されるが、装置の価
格が高くなり経済的でない。そのため、腐食の面
では実用上ほぼ満足出来、かつそれほど高価でな
いクロム又はクロムを含有するステンレス鋼が考
えられる。
ところで、上記ステンレス鋼を使用することに
よつて電解液の汚染は格段に少なくなるが、濃縮
操作の回数を重ねるに従つて、濃縮効率が漸減
し、結果として重水の濃縮装置の生産能力を著し
く低下させる不都合があつた。
よつて電解液の汚染は格段に少なくなるが、濃縮
操作の回数を重ねるに従つて、濃縮効率が漸減
し、結果として重水の濃縮装置の生産能力を著し
く低下させる不都合があつた。
本発明者は、上記の事情に鑑み、鋭意研究した
結果、重水素の濃縮効率が次第に低下するのは電
解液中に極微量溶解する重金属、特にCrが原因
であることを発見した。Crの場合には、電解液
中のCr濃度が50PPbを越えると、急速に重水素
の濃縮効率が低下する。
結果、重水素の濃縮効率が次第に低下するのは電
解液中に極微量溶解する重金属、特にCrが原因
であることを発見した。Crの場合には、電解液
中のCr濃度が50PPbを越えると、急速に重水素
の濃縮効率が低下する。
本発明は上記の発見に基づいて完成されたもの
で、その要旨は、電解濃縮槽の陰極および陽極以
外の接液部の材料の一部又は全部がクロム又はク
ロム合金によつてつくられ、かつ上記接液部材料
が他から電気的に絶縁されるとともに上記陰極と
電気的に接続されていることを特徴とする水の電
気分解による水素同位体濃縮装置にある。
で、その要旨は、電解濃縮槽の陰極および陽極以
外の接液部の材料の一部又は全部がクロム又はク
ロム合金によつてつくられ、かつ上記接液部材料
が他から電気的に絶縁されるとともに上記陰極と
電気的に接続されていることを特徴とする水の電
気分解による水素同位体濃縮装置にある。
以下本発明を図面を参照して説明する。
第１図は本発明に係る水の電気分解による水素
同位体濃縮装置において使用する無隔膜電解槽１
の一実施例を示すものである。図中符号２は、内
面接液部がニツケルメツキされた円筒状の陽極で
ある。この陽極２の上部には絶縁材３によつて陽
極２と電気的に絶縁され、かつ配管その他からも
絶縁されているクロム合金製の容器４が取付けら
れている。また上記陽極２の下部から、陽極２の
内面に対向して鉄製の円筒状の陰極５が挿入さ
れ、陽極２の下端に絶縁材３を介して固定されて
いる。上記容器４は導線６によつて陰極５と接続
されている。
同位体濃縮装置において使用する無隔膜電解槽１
の一実施例を示すものである。図中符号２は、内
面接液部がニツケルメツキされた円筒状の陽極で
ある。この陽極２の上部には絶縁材３によつて陽
極２と電気的に絶縁され、かつ配管その他からも
絶縁されているクロム合金製の容器４が取付けら
れている。また上記陽極２の下部から、陽極２の
内面に対向して鉄製の円筒状の陰極５が挿入さ
れ、陽極２の下端に絶縁材３を介して固定されて
いる。上記容器４は導線６によつて陰極５と接続
されている。
また、第２図は上記無隔膜電解槽１を用いた外
は、公知の水素同位体電解濃縮装置を示す図であ
る。図中１１は濃縮電解液の貯槽、１２は蒸留
塔、１２ａは濃縮器、１３は製品タンク、１４
は、蒸留塔１２のボトムの分離された電解質１５
と原料重水（劣化重水）１６および復水系１７よ
り排出される回収重水１８とを調整して電解液と
する電解液調整槽、１９は調整した電解液を貯留
して電解濃縮槽１にバツチ充填する電解液貯槽で
ある。なお２０の点線は、駆動装置２０ａによつ
てガス（例えばHe）を循環して発生するH2、D2
およびO2を復水系に送るガス循環系である。
は、公知の水素同位体電解濃縮装置を示す図であ
る。図中１１は濃縮電解液の貯槽、１２は蒸留
塔、１２ａは濃縮器、１３は製品タンク、１４
は、蒸留塔１２のボトムの分離された電解質１５
と原料重水（劣化重水）１６および復水系１７よ
り排出される回収重水１８とを調整して電解液と
する電解液調整槽、１９は調整した電解液を貯留
して電解濃縮槽１にバツチ充填する電解液貯槽で
ある。なお２０の点線は、駆動装置２０ａによつ
てガス（例えばHe）を循環して発生するH2、D2
およびO2を復水系に送るガス循環系である。
次に以上のように構成された本発明に係る装置
の作用を説明する。
の作用を説明する。
上記無隔膜電解槽１は上記のように構成され、
容器４は陰極５と同じ負電圧が印加されているの
で、クロム合金が電解液中に溶出することはな
い。
容器４は陰極５と同じ負電圧が印加されているの
で、クロム合金が電解液中に溶出することはな
い。
上記構成の電解槽１を使用することによつて、
最も重金属が溶出し易い電解槽１内でのクロムの
溶出は完全に防止され、濃縮効率を低下させない
で長期間水素同位体の濃縮が出来る。
最も重金属が溶出し易い電解槽１内でのクロムの
溶出は完全に防止され、濃縮効率を低下させない
で長期間水素同位体の濃縮が出来る。
しかし、第２図のフローより明らかなように電
解質は、反復使用されるため長期間にはこれら電
解質の回収装置から重金属が溶出し、電解液の汚
染或いは濃縮効率の低下の原因となる。このた
め、電解濃縮終了後の電解液から電解質を回収す
る設備を他部分より電気的に絶縁するとともに陰
極と接続すれば、重金属の溶出をさらに確実に防
止することが出来る。上記説明においては、負電
圧に印加する方法として陰極と接続したが、通常
の電気防食で行なうように、陰極以外の外部より
負電圧を加えててもよい。
解質は、反復使用されるため長期間にはこれら電
解質の回収装置から重金属が溶出し、電解液の汚
染或いは濃縮効率の低下の原因となる。このた
め、電解濃縮終了後の電解液から電解質を回収す
る設備を他部分より電気的に絶縁するとともに陰
極と接続すれば、重金属の溶出をさらに確実に防
止することが出来る。上記説明においては、負電
圧に印加する方法として陰極と接続したが、通常
の電気防食で行なうように、陰極以外の外部より
負電圧を加えててもよい。
また、第３図は本発明に使用する無隔膜電解槽
１の他の例を示すもので、鉄製円筒状の陰極５の
上部に電気的に接続してクロム又はクロム合金製
の容器４を取付け、上記陰極５の下方より、接液
面にニツケルメツキを施した円筒状の陽極２を挿
入し、絶縁材３を介して陰極５の下端に取付けた
ものである。
１の他の例を示すもので、鉄製円筒状の陰極５の
上部に電気的に接続してクロム又はクロム合金製
の容器４を取付け、上記陰極５の下方より、接液
面にニツケルメツキを施した円筒状の陽極２を挿
入し、絶縁材３を介して陰極５の下端に取付けた
ものである。
すなわち、本発明に使用する無隔膜電解槽１
は、電気的には第４図に原理図を示すように、電
極２，５以外の接液部（容器）４がクロム又はク
ロム合金製で、他部には、電気的に絶縁部２１を
介して連結され、かつ負の電圧が印加され、構造
的には、密閉構造で発生したガスは、循環ガスに
よつて稀釈されるものであればよい。
は、電気的には第４図に原理図を示すように、電
極２，５以外の接液部（容器）４がクロム又はク
ロム合金製で、他部には、電気的に絶縁部２１を
介して連結され、かつ負の電圧が印加され、構造
的には、密閉構造で発生したガスは、循環ガスに
よつて稀釈されるものであればよい。
次に実施例、比較例を示し、本発明の作用効果
を示す。第１図に示した無隔膜電解濃縮槽１をセ
ツトした第２図の装置を用い、電解液約100を
供給充填して、800〜1500Aの電流で軽水素と重
水素の同位体の分離を行なつた。
を示す。第１図に示した無隔膜電解濃縮槽１をセ
ツトした第２図の装置を用い、電解液約100を
供給充填して、800〜1500Aの電流で軽水素と重
水素の同位体の分離を行なつた。
ここで、濃縮効率αは次式で表わされる。
α＝log｛HF（100−〓Ｆ／HP（100−〓Ｐ）｝／log
｛HF・χF／HP・χP｝ 但し、 HF：原料のモル量 Hp：製品のモル量 χF：原料中の重水モル濃度（％） χp：製品中の重水モル濃度（％） 上記電解濃縮槽１の陰極５、陽極２を接続して
濃縮を行なつた場合には、多数回のバツチ運転を
行なつても長期間にわたりαは8.0〜10.0と高い
濃縮効率を示した。
｛HF・χF／HP・χP｝ 但し、 HF：原料のモル量 Hp：製品のモル量 χF：原料中の重水モル濃度（％） χp：製品中の重水モル濃度（％） 上記電解濃縮槽１の陰極５、陽極２を接続して
濃縮を行なつた場合には、多数回のバツチ運転を
行なつても長期間にわたりαは8.0〜10.0と高い
濃縮効率を示した。
次いで、導線６を外して、上記と同様に濃縮を
行なつたところ、運転バツチ回数と共にαは低下
し、最終的に4.0〜4.5となつた。
行なつたところ、運転バツチ回数と共にαは低下
し、最終的に4.0〜4.5となつた。
以上述べたように、本発明に係る水の電気分解
による水素同位体の濃縮装置は、長期にわたつて
高い濃縮効率を保持するので、極めて高能率で重
水の濃縮を可能とするものである。
による水素同位体の濃縮装置は、長期にわたつて
高い濃縮効率を保持するので、極めて高能率で重
水の濃縮を可能とするものである。
第１図は、本発明の電解濃縮装置に使用する電
解濃縮槽の一例を示す縦断面図、第２図は、装置
のフローを示す略図、第３図は電解濃縮槽の他の
例を示す縦断面図、第４図は、電気的接続を示す
原理図である。 １……無隔膜電解槽（電解濃縮槽）、２……陽
極、３……絶縁材、４……容器、５……陰極、６
……導線、１１……濃縮電解液貯槽、１２……蒸
留塔、１２ａ……凝縮器、１３……製品タンク、
１４……電解液調整槽、１５……分離された電解
質、１６……原料重水、１７……復水系、１８…
…回収重水、１９……電解液貯槽、２０……ガス
循環系、２０ａ……駆動装置、２１……絶縁部。
解濃縮槽の一例を示す縦断面図、第２図は、装置
のフローを示す略図、第３図は電解濃縮槽の他の
例を示す縦断面図、第４図は、電気的接続を示す
原理図である。 １……無隔膜電解槽（電解濃縮槽）、２……陽
極、３……絶縁材、４……容器、５……陰極、６
……導線、１１……濃縮電解液貯槽、１２……蒸
留塔、１２ａ……凝縮器、１３……製品タンク、
１４……電解液調整槽、１５……分離された電解
質、１６……原料重水、１７……復水系、１８…
…回収重水、１９……電解液貯槽、２０……ガス
循環系、２０ａ……駆動装置、２１……絶縁部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電解濃縮槽の陰極および陽極以外の接液部の
材料の一部又は全部がクロム又はクロム合金によ
つてつくられ、かつ上記接液部の材料が他から電
気的に絶縁されるとともに負電圧が印加されてい
ることを特徴とする水の電気分解による水素同位
体濃縮装置。 ２ 負電圧の印加が陰極と電気的に接続すること
によつて行なわれている特許請求の範囲第１項記
載の水の電気分解による水素同位体濃縮装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58188921A JPS6082125A (ja) | 1983-10-08 | 1983-10-08 | 水の電気分解による水素同位体濃縮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58188921A JPS6082125A (ja) | 1983-10-08 | 1983-10-08 | 水の電気分解による水素同位体濃縮装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6082125A JPS6082125A (ja) | 1985-05-10 |
| JPS6331254B2 true JPS6331254B2 (ja) | 1988-06-23 |
Family
ID=16232210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58188921A Granted JPS6082125A (ja) | 1983-10-08 | 1983-10-08 | 水の電気分解による水素同位体濃縮装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6082125A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100686755B1 (ko) * | 2005-03-09 | 2007-02-26 | 엘지전자 주식회사 | 공기 조화기의 열교환기 |
| DE112023004060T5 (de) * | 2022-11-01 | 2025-07-31 | Ihi Corporation | Bestimmungsverfahren, qualitätssicherungsverfahren, elektrolysevorrichtung, und elektrolyseverfahren |
| JP7772126B2 (ja) * | 2022-11-01 | 2025-11-18 | 株式会社Ihi | 判定方法、品質保証方法及び判定装置 |
-
1983
- 1983-10-08 JP JP58188921A patent/JPS6082125A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6082125A (ja) | 1985-05-10 |
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