JPS6341990B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、水素の製造方法に関し、更に詳しく
言えば陽イオン交換膜を用いた特定電極配置の電
解槽で水電解を行なうことからなる、低電圧で効
率よく水素を製造し得る新規な方法に関する。 水素は、最近のエネルギー事情を反映し石油に
代る新しいエネルギー源として多方面から注目さ
れている。そして、水素の工業的製造方法として
は大別して水電解法とコークスや石油のガス化法
が挙げられる。前者の方法は、原料として入手し
易い水が用いられる反面、多数の電解設備が必要
なこと、電流の過不足に対する適応性が不充分で
あること、電解液の炭酸化による劣化が床面積、
設備費などに多くの問題が残されている。他方、
後者の方法は一般に操作が煩雑であると共に設備
もかなり大型なものが要求され、設備費がかなり
かかるなどの問題がある。 更に最近、水電解法の改良として陽イオン交換
基としてスルホン酸基を有する含フツ素陽イオン
交換膜を使用し、該イオン交換膜の一方の面には
白金黒を触媒として用いた陰極を、他方の面には
白金とルテニウムの還元酸化物の合金を触媒とし
て用いた陽極を夫々密着させ、水を電解して効率
よく水素を得る方法が提案されている（特開昭52
―78788号公報などを参照）。この方法は、ガス及
び液透過性の多孔質の陽極や陰極が使用されてお
り、従来この種技術においては避け難いと考えら
れていた被電解液による電気抵抗や、発生する水
素や酸素ガスに基く泡による電気抵抗が減少する
ため、従来法より低電圧で電解し得る手段と考え
られている。 この方法における陽極や陰極は、イオン交換膜
面の表面に密着結合し、埋込まれるように設けら
れ、そして膜と電極との接触界面で電解により発
生したガスが電極から容易に離脱し、且つ電解液
が浸透しうるようにガス及び液透過性にされてい
る。しかしながら、電極とイオン交換膜とが直接
結合されている場合にはそこで電極反応に伴なつ
てガスが発生するため、陽イオン交換膜に膨れな
どの現象が生起し、膜性能が劣化するので長期に
わたつて安定的には実施できないことが判明し
た。 これらの不利益を有さなく、一方では可及的に
槽電圧の小さい電解方法について研究が続けられ
た結果、陽イオン交換膜の表面に電解活性を有し
ないガス及び液透過性の多孔質層を形成し、これ
を介して陽極又は陰極を配置せしめた電解槽にて
水を電解した場合、予想外に低電圧で水素及び酸
素が得られるとともに、前記目的が実質的に解消
しうることが見出され、電極の配置のさせ方につ
いて、さらに検討を加えた結果、ついに本願発明
の製造方法を見出したものである。かくして、本
願は陽極と陰極との間に、ガス及び液透過性の電
極活性を有しない多孔質層を表面の少くとも一方
の面に設けてなる陽イオン交換膜を配置し、該陽
極又は該陰極の少くとも一方が該陽イオン交換膜
よりも剛性の大きい可撓性の空隙性電極であり、
該可撓性電極が変形することにより、該可撓性電
極が該陽イオン交換膜を介して対向する電極面に
密接する水電解槽の陽極側に苛性アルカリを供給
し、陰極側に水を供給して電解することを特徴と
する水素の製造法を要旨とするものである。 かゝる本発明によれば、電極は、上記ガス及び
液透過性の多孔質層を介して配置されるので、膜
と直接に接触することがない。従つて、電極は、
膜又は多孔質層と結合される必要はないので、膜
の寿命によつて、膜とともに廃棄されることもな
い。 また、陽極及び陰極は多孔層を設けて陽イオン
交換膜をはさんでほぼ均一の極間距離に配置され
るため、場所による電流の偏流がなく、局部的に
みても電流密度が一定となる。極間距離がほぼ上
記陽イオン交換膜の厚さ程度と非常に小さいこと
から、電解電圧が小さくなることも当然期待しう
る所である。 さらに、本発明による槽電圧は、予想外に低
く、例えば、上記多孔質層を介さないで、陽極又
は陰極を直接陽イオン交換膜に接触せしめた電解
槽で水を電解する方法に比べて槽電圧は、飛躍的
に低下する。これは、上記多孔質層が上記特開昭
52―78788号公報記載の方法と異なり、電極活性
を有しない実質的に非導電性粒子層から形成され
る場合にも得られることからして、予想外の効果
といわざるを得ない。 本願発明で用いられる電極は金網、エキスパン
ドメタル等の空隙性金属又はこれの上に電極活性
成分を被覆したもので、一般にかなり薄いもので
その厚みは0.1〜３mm程度である。 一方、その大きさは電極室の大きさにほぼ相当
する大きさを有し、大きい場合には、例えば１ｍ
×２ｍに達する場合もある。 たとえ、これより小さい面積であつても、上述
の如き薄い厚さの電極を多孔質層を設けた陽イオ
ン交換膜を介して対向、近接させ、かつ電極間距
離を場所によらずほぼ一定にすることはかなり難
しいものである。 それは、これらの電極が面積のわりに厚さが薄
く、従つて、たわみやすいために電解液の圧力変
動によつてたわんだり、あるいはそれ自体が製造
の過程でたわんでいたりすることがあるからであ
る。 本発明者等はこれらの問題を解決する方法とし
て電極の少くとも１つを多孔質層を設けた陽イオ
ン交換膜よりも剛性の大きい可撓性のものとし、
該可撓性電極を上記陽イオン交換膜側に変形させ
ることにより充分目的を達しうることを見出した
ものである。 以下、図面をもとに説明する。 第１図は、本発明の方法を実施する場合の多孔
質層を設けた陽イオン交換膜と陽陰極の配置関係
の１例を示す部分断面説明図である。（多孔質層
が陽イオン交換膜の両側に設けられている場合を
示す。）１は多孔質層付着陽イオン交換膜、１１
は陽イオン交換膜、１２，１３は陽極側及び陰極
側多孔質層である。２は例えばエキスパンドメタ
ルに陽極活性成分を担持した陽極であつて、通常
は完全に平面でないため、その部分をやや誇張し
て曲線状に画かれている。３は可撓性陰極であ
る。第１図に示した矢印は可撓性陰極に加える力
の方向を示す。 第２図は、第１図において可撓性陰極に力を加
えた結果を示す部分断面説明図である。多孔質層
付着陽イオン交換膜は、力を加えられて変形した
可撓性陰極に押され、陽極の形状に変形されてい
る。この場合、可撓性陰極の剛性が多孔質層付着
陽イオン交換膜の剛性より大きいために図示の如
く、最終的には陽極の形状に一致するように両者
が変形するのである。もし、剛性の大小関係が逆
の場合には陽極と多孔質層付着陽イオン交換膜の
間に一部隙間を生ずることがあり、好ましくな
い。 第１図、第２図においては多孔質層は陽イオン
交換膜の両側に設けられている例を示したが、必
ずしも両側に設けることは必要でなく、上述の多
孔質層を設ける目的に合わせていずれか一方に設
けることもできる。 また、第１図、第２図では陰極が可撓性である
場合を示したが、勿論、陽極が可撓性であること
もできる。陽陰極ともに可撓性とすることも可能
であるが、通常はいずれか一方のみ可撓性とする
方がよい。 本発明者等の経験によれば、いずれか一方の側
のみに多孔質層を設ける場合には、陽イオン交換
膜の陽極側に設けるのがよいようである。 以下、本発明を、多孔質層が陽イオン交換膜の
両側に設け、陰極のみが可撓性である場合につい
て更に詳しく説明するが、本発明がこのような場
合のみを含むものではないことは上述の説明から
も明らかである。 さて、可撓性陰極を多孔質層付着陽イオン交換
膜の方向に押しつける手段として、各種の方法が
考えられる。それは可撓性陰極を導電性支持体で
押しつける方法である。そして、この導電性支持
体は他の導電手段でもつてマイナス電源に接続さ
れる。 導電性支持体として好ましのものは棒状あるい
は板状の導電性リブ、導電性波状体、導電性網状
体、あるいはクツシヨン性を有する導電部材であ
る。 第３図及び第４図は導電性リブを用いる場合を
示すもので、第３図は多孔質層付着陽イオン交換
膜と陽陰極及び導電性リブの配置関係を示す部分
断面説明図であり、第４図は導電性リブによつて
陰極が多孔質層付着陽イオン交換膜の方向に押し
つけられた状態を示す部分断面説明図である。４
は導電性リブであつて、この場合は紙面に垂直な
板状体である。この導電性リブ４は、陰極３と電
気的に接触が保たれるようになされている。 第５図は導電性支持体として導電性波状体を用
いる場合である。導電性波状体５は陰極と電気的
接触を保つように配置され、陰極を多孔質層付着
陽イオン交換膜の方向に押しつける。 第６図は導電性支持体として導電性網状体を用
いる場合である。導電性網状体６は陰極と電気的
接触を保つように配置され、陰極を多孔質層付着
陽イオン交換膜の方向に押しつける。 第７図は導電性支持体が導電性網状体と導電性
波状体の複合されたものからなる場合である。導
電性複層構造体７は導電性網状体７１及び導電性
波状体７２，７３を積層して構成され、これら７
１，７２，７３は充分に電気的接触を保持される
ようになされており、この導電性複層構造体７は
陰極と電気的接触を保つて多孔質層付着陽イオン
交換膜の方向へ該陰極を押しつける。導電性複層
構造体７は必ずしも導電性網状体１枚と導電性波
状体２枚から構成されることを要せず、これらを
適宜枚数積層したものでありうる。 第８図及び第９図は、導電性支持体がクツシヨ
ン性を有する導電部材である例を示す。第８図ク
ツシヨン性を有する導電部材がスプリングの場合
であつて、９はスプリングである。第９図はクツ
シヨン性を有する導電部材が板バネの場合であつ
て、９は板バネ、１０は例えば平板の導電部材で
ある。 第１０図及び第１１図は陽陰極ともに可撓性で
ある場合を示す。第１０図は多孔質層付着陽イオ
ン交換膜、可撓性陽陰極及び導電性支持体の配置
関係を示す部分断面説明図である。多孔質層付着
陽イオン交換膜１をはさんで配置される陽陰極
２，３はともに可撓性であるため、陽極側導電性
支持体４１と陰極側導電性支持体４２はお互いに
対向しないように互い違いに配置されることが好
ましい。 第１１図は第１０図の配置状態で導電性支持体
４１，４２に力を加え、可撓性電極を変形させ
て、これらをお互いに密接させた状態を示す部分
断面説明図である。 第１２図は導電性支持体が導電性ロツドである
場合であつて、陽陰極ともに可撓性である場合を
示す。陽陰極と電気的に接触して配置される導電
性ロツド１１はお互いに対向しない互い違いの位
置に配置されることが好ましい。 本発明に用いる電極は、陽極としては、通常白
金族金属、その導電性酸化物又はその導電性還元
酸化物、鉄族金属等が使用され、一方陰極として
は白金族金属、その導電性酸化物又は鉄族金属等
が使用される。なお、白金族金属としては白金、
ロジウム、ルテニウム、パラジウム、イリジウム
が例示され、また鉄族金属としては鉄、コバル
ト、ニツケル、ラネーニツケル、安定化ラネーニ
ツケル、ステンレス、アルカリエツチングステン
レス（特公昭54―19229号公報）、ラネーニツケル
メツキ陰極（特開昭54―112785号公報）、ロダン
ニツケルメツキ陰極（特開昭53―115676号公報）
等が例示される。 空隙性の電極を使用する場合は、該電極は、上
記陽極又は陰極を形成する物質それ自体からこれ
を形成することができる。しかし、白金族金属又
はその導電性酸化物等を使用するときには、通常
チタンやタンタルなどの弁金属のエキスパンデツ
ドメタルの表面にこれらの物質を被覆せしめて形
成するのが好ましい。 一方、本発明において使用されるガス及び液透
過性で耐食性を有する多孔質層は、用いるイオン
交換膜の種類及び電解液の種類によつて異なる
が、ホスホン酸基、スルホン酸基及びカルボキシ
ル基を陽イオン交換基として含有する含フツ素陽
イオン交換膜を使用し、アルカリ性の電解液を使
用して電解を行う場合には、周期律表―Ａ族、
―Ｂ族、―Ｂ族、鉄族金属、クロム又はマン
ガンなどの単体もしくは合金、酸化物、水酸化
物、窒化物又は炭化物から選ばれる。 また、スルホン酸基、ホスホン酸基を陽イオン
交換基として含有する含フツ素陽イオン交換膜を
使用し、中性ないし、酸性の電解液を使用して電
解を行う場合には、周期律表―Ａ族、―Ｂ
族、―Ｂ族、鉄族金属などの単体もしくは合
金、酸化物、窒化物、炭化物などから選ばれる。 これらの材質から、本発明の多孔質層を形成す
る場合、上記材料は粉末乃至粒子状で使用し、好
ましくはポリテトラフルオロエチレンなどの含フ
ツ素重合体の懸濁液で結合させて使用される。こ
の際必要ならば両者の混合を均一にするため界面
活性剤が使用される多孔質層を形成する。これら
の混合物は、適宜層状に成形した後、イオン交換
膜表面に圧力及び熱を作用させることにより結合
させ、好ましくは埋込まれる。 又、これら多孔質層の物性としては、陰極、陽
極側ともにほぼ同一であり、平均細孔径0.01〜
2000μ、多孔率10〜99％、空気透過係数１×10^-5
〜10モル／cm²・min・cmHgを有するのが適当で
ある。 これら物性が何れも前記範囲を逸脱する場合に
は、所期の低い電解電圧を期待し得なかつたり、
電解電圧の低下現象が不安定となるおそれがある
ので何れも好ましくない。そして上記諸物性のう
ち、平均細孔径0.1〜1000μ、多孔率20〜98％、空
気透過係数１×10^-4〜１モル／cm²・min・cmHg
を採用する場合には特に低電圧で安定した電解操
業を期待し得るので好ましい。 又、かかる多孔質層の厚さは、厳密には用いら
れる材質や物性等により決定されるが、一般に
0.1〜500μ、好ましくは１〜300μを採用するのが
適当である。 厚さが前記範囲を逸脱する場合には、電気抵抗
が高くなつたり、ガスの離脱が困難になつたり、
電解液の移動が困難になるのが好ましくない。 本発明において、上記多孔質層を介して配置さ
れる陽極は、該多孔質層面に接触して設けられ
る。かくして多孔質層を介して設けられ、電極
は、陽極又は陰極の何れか一方だけでもよいが、
イオン交換膜の陽極側及び陰極側の両面に設けた
場合には、電解槽電圧を低下させるうえで特に好
ましい。 また、陽極又は陰極の何れか一方が、イオン交
換膜に本発明の多孔質層を介して設けた場合、そ
の対電極は、通常の水電解の場合と同様の組成及
び形状のものが採用される。 実際、上記多孔質層を介して電極を設ける手段
としては、例えば多孔質層を形成する粉末をスク
リーン印刷法等でイオン交換膜に塗布後、加熱圧
着する等の手段を用いて、イオン交換膜の表面に
多孔質層を形成させ、多孔質層の表面に電極を押
しあてることなどが用いられる。 本発明に用いられるイオン交換膜としては、例
えばカルボキシル基、スルホン酸基、燐酸基、フ
エノール性水酸基等の陽イオン交換基を含有する
重合体から成り、かかる重合体としては、含弗素
重合体を採用するのが特に好ましい。イオン交換
基含有の含弗素重合体としては、例えばテトラフ
ルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン等
のビニルモノマーとスルホン酸、カルボン酸、燐
酸基等のイオン交換基に転化し得る反応性基を有
するパーフルオロのビニルモノマーとスルホン
酸、カルボン酸、燐酸基等のイオン交換基を有す
るパーフルオロのビニルモノマーとの共重合体が
好適に使用される。 又、トリフルオロスチレンの膜状重合体にスル
ホン酸基等のイオン交換基を導入したものやスチ
レンジビルベンゼンにスルホン酸基を導入したも
の等も使用出来る。 そして、これらのうち夫々以下の(イ)，(ロ)の重合
単位を形成し得る単量体を用いる場合には、比較
的高い電流効率で電解することが出来るので特に
好ましい。 (イ)（―CF₂―CXX′）―、(ロ)

【式】 ここでＸは弗素、塩素、水素又は―CF₃であ
り、X′はＸ又はCF₃（CF₂）_nであり、ｍは１〜５
であり、Ｙは次のものから選ばれる。 ―Ｐ―Ａ、―Ｏ―（CF₂）_n（Ｐ，Ｑ，Ｒ）―Ａ ここでＰは（―CF₂）_a（CXX′）_b（CF₂）―_cであり、
Ｑは（―CF₂―Ｏ―CXX′）―_dであり、Ｒは（―
CXX′―Ｏ―CF₂）―）_eであり、（Ｐ，Ｑ，Ｒ）は
Ｐ，Ｑ，Ｒの少なくとも一つを任意の順序で配列
することを表わす。 Ｘ，X′は上記と同じであり、ｎ＝０〜１、ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅは０〜６である。Ａは―COOH、
又は―CN，―COF，―COOR，―COOM，―
CONR₂R₃等の加水分解若しくは中和により、―
COOHに転換し得る官能基を表わす。R₁は炭素
数１〜10のアルキル基、Ｍはアルカリ金属又は第
四級アンモニウム基であり、R₂，R₃は水素又は
炭素数１〜10のアルキル基を示す。 上記Ｙの好ましい代表例としては、Ａが弗素を
有する炭素と結合された構造を有する、例えば、
次の如きものが挙がられる。 （―CF₂）―_xＡ，―Ｏ（―CF₂）―_xＡ，

【式】

ｘ，ｙ，ｚは共に１〜10であり、Ｚ，R_fは―
Ｆ又は炭素数１〜10のパーフルオロアルキル基か
ら選ばれた基であり、Ａは上記と同様である。 そして、これら共重合体から成る乾燥樹脂１ｇ
当りの膜内カルボン酸基濃度が0.5〜2.5ミリ当量
である含弗素陽イオン交換膜を用いる場合には、
その電流効率は90％以上にも達する。そして、上
記乾燥樹脂１ｇ当りの膜内カルボン酸基濃度が
1.12〜２ミリ当量の場合には、高電流効率で長期
にわたり安定して電解を継続することが出来るの
で特に好ましい。そして、かかるイオン交換容量
を達成するには、上記(イ)及び(ロ)の重合単位から成
る共重合体の場合、好ましくは(ロ)の重合単位が１
〜40モル％、特に３〜25モル％であるのが適当で
ある。 本発明に用いられる好ましいイオン交換膜は、
上記の様な弗素化オレフイン単量体とカルボン酸
基若しくはカルボン酸基に転換し得る官能基を有
する重合能ある単量体との共重合体によつて得ら
れる非架橋性の共重合体から構成されるが、その
分子量は、好ましくは約10万〜200万、特に15万
〜100万が適当である。又、かかる共重合体を製
造するには前記各単量体の一種以上を用い、さら
に第三の単量体を共重合することにより得られる
膜を改質することも出来る。例えば、CF₂＝
CFOR_f（R_fは炭素数１〜10のパーフルオロアルキ
ル基）を併用することにより、得られる膜に可撓
性を付与したり、或はCF₂＝CF−CF＝CF₂、CF₂
＝CFO（CF₂）_1〜3CF＝CF₂等のジビニルモノマー
を併用することにより、得られる共重合体を架橋
せしめ、膜に機械的強度を付与することも出来
る。弗素化オレフイン単量体とカルボン酸基若し
くは該基に転換し得る官能基を有する重合能であ
る単量体、さらには第三の単量体との共重合は、
既知の任意の手段で行なわれる。即ち、必要に応
じ例えばハロゲン化炭化水素等の溶媒を用い、触
媒重合、熱重合、放射線重合し得る。又、得られ
た共重合体からイオン交換膜に製膜する手段も特
に制限はなく、例えばプレス成形、ロール成形、
押出し成形、溶液流延法、デイスパージヨン成
形、粉末成形等適宜公知の手段を採用し得る。 かくして得られる膜は、その厚さが20〜500μ、
好ましくは50〜400μにせしめるのが適当である。 又、共重合体の製膜工程に相前後し、好ましく
は製膜後に共重合体がカルボン酸基そのものでは
なく、該基に転換し得る官能基の場合には、それ
に応じた適宜な処理により、これらの官能基がカ
ルボン酸基に転換される。例えば、―CN，―
COF，―COOR₁，―COOM，―CONR₂R₃（Ｍ，
R₁〜R₃は上記と同様）の場合には、酸又はアル
カリのアルコール溶液により加水分解又は中和せ
しめてカルボン酸基に転換し、又官能基が二重結
合の場合には、―COF₂と反応せしめてカルボン
酸基に転換される。さらに、本発明に用いられる
陽イオン交換膜は、必要に応じ、製膜時にポリエ
チレン、ポリプロピレン等のオレフインの重合
体、好ましくはポリテトラフルオロエチレン、エ
チレンとテトラフルオロエチレンとの共重合体等
の含弗素重合体を混合して成形することも出来、
或はこれらの重合体からなる布、網等の織物、不
織布又は多孔質フイルム等を支持体としたり、金
属製の線や網、多孔体を支持体として用いて膜を
補強することも可能である。 次に本発明を実施例により説明する。 実施例 １ ２重量％のメチルセルロース水溶液10部の増粘
剤に対して、粒径1μ以下の変性ポリテトラフル
オロエチレン（ポリテトラフルオロエチレン表面
をテトラフルオロエチレンとCF₂＝
CFOCF₂COOCH₃の共重合体で被覆した粒子、以
下変性PTFEと記す）を7.0重量％含む水分散液
2.5部および粒径25μ以下の窒化ケイ素粉末５部を
混合し、予め充分混合した後、イソプロピルアル
コール２部およびシクロヘキサノール１部を添加
し、再混練してペーストを得た。 該ペーストをメツシユ数200、厚さ60μのステ
ンレス製スクリーンでその下に厚さ8μのスクリ
ーンマスクを施した印刷板およびポリウレタン製
のスキージーを用いて被印刷基材である、イオン
交換容量が1.70meq／ｇ乾燥樹脂、厚さ210μを有
するポリテトラフルオロエチレンとCF₂＝CFO
（CF₂）₃COOCH₃の共重合体から成るイオン交換
膜の一面に20cm×25cmの大きさにスクリーン印刷
した。 イオン交換膜の一面に得られた印刷層を空気中
で乾燥し、ペーストを固化させた。一方イオン交
換膜のもう一方の面に全く同様にして25μ以下の
粒径を有する窒化ケイ素をスクリーン印刷した。
しかる後温度140℃、成型圧力30Kg／cm²の条件で
印刷層をイオン膜に圧着後90℃、25重量％の苛性
カリ水溶液に浸漬して前記イオン膜を加水分解す
ると共にメチルセルロースを溶出せしめた。 該イオン交換膜上に得られた窒化ケイ素層は厚
さ20μ、多孔率70％を有し、酸化チタンが1.5mg／
cm²含まれていた。 次に、開孔寸法６mm×13mm、板厚1.5mmのニツ
ケル製エキスパンドメタル陽極を製作し、また、
開孔寸法３mm×６mm、板厚0.5mmのニツケル製エ
キスパンドメタルを陰極として、第３図、第４図
の如く以下のようにして配置した。導電性支持体
として厚さ４mmのニツケル板を10.3mm間隔で配置
し、そのニツケル板の先端辺を上記ニツケル製エ
キスパンドメタルに溶接し、該導電性支持体の間
隔を少し狭く10mm間隔になるようにニツケル金網
陰極を少したわませて第２図の如く配置した。次
に、該導電性支持体を陽極側に押しつけて第３図
の如くなし、後は、中空パイプ等を用いる公知の
室枠を用いて電解槽を組み立てた。 そして、電解槽の陽極室に30％の苛性カリ水溶
液を供給し、また陰極室に水を供給して、陽陰極
液中の苛性カリ濃度を20％に保ちつつ、90℃で電
解し、以下の結果を得た。 電流密度（Ａ／ｄm²） 槽電圧（Ｖ） 20 1.70 40 1.90 60 2.11 実施例 ２ 導電性支持体として厚さ0.5mmのニツケル板を
振巾15mm、ピツチ70mmの波板とし、この波板の山
の部分をニツケル製エキスパンドメタル陰極に溶
接すること以外は実施例１と同様に電解槽を組立
て、実施例１と同様にして電解を行つた。結果は
以下の通りであつた。 電流密度（Ａ／ｄm²） 槽電圧（Ｖ） 20 1.73 40 1.94 60 2.15 実施例 ３ 導電性支持体として20メツシユのニツケル金網
を２cm²当り１ケ所ニツケル製エキスパンドメタル
陰極を溶接したこと以外は実施例１と同様にして
電解を行つた。結果は以下の通りであつた。 電流密度（Ａ／ｄm²） 槽電圧（Ｖ） 20 1.68 40 1.89 60 2.09 実施例 ４ 実施例２及び実施例３に用いたのと同じニツケ
ル波板とニツケル金網をニツケル波板／ニツケル
波板／ニツケル金網と積層して溶接し、導電性複
層構造体を得た。次に、この導電性複層構造体の
ニツケル金網側の面をニツケル製エキスパンドメ
タル陰極に２cm²当り１ケ所の割合で溶接し、他は
実施例１と同様にして電解槽を組立て、実施例１
と同様にして電解を行つた。結果は以下の通りで
あつた。 電流密度（Ａ／ｄm²） 槽電圧（Ｖ） 20 1.69 40 1.90 60 2.12 実施例 ５ 陽極を開孔寸法３mm×６mmのニツケル製エキス
パンドメタル、陰極を開孔寸法３mm×６mmのニツ
ケル製エキスパンドメタルとし、これに陽極側導
電性支持体として厚さ４mmのニツケル板を、陰極
側導電性支持体として厚さ４mmのニツケル板を
各々10cm間隔で溶接した。そして実施例１と同様
にして製作された多孔質層付着陽イオン交換膜を
はさんで、これら陽陰極をそれぞれの導電性支持
体が互い違いになるように配置し、各々多孔質層
付着陽イオン交換膜の方へ押しつけた。他は実施
例１と同じようにして電解槽を組立て、実施例１
と同じようにして電解を行つた。結果は以下の通
り。 電流密度（Ａ／ｄm²） 槽電圧（Ｖ） 20 1.68 40 1.88 60 2.08

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための多孔質層付着
陽イオン交換膜と陽陰極の配置関係を示す部分断
面説明図である。第２図は第１図において可撓性
陰極に力を加えた結果を示す部分断面説明図であ
る。第３図は導電性支持体として導電性リブを用
いる本発明方法を実施するための、多孔質層付着
陽イオン交換膜と陽陰極の配置関係を示す部分断
面説明図である。第４図は第３図において、導電
性リブによつて陰極が多孔質層付着陽イオン交換
膜の方向に押しつけられた状態を示す部分断面説
明図である。第５図は導電性支持体として導電性
波状体を用いる本発明方法を実施するための多孔
質層付着陽イオン交換膜と陽陰極の配置関係を示
す部分断面説明図である。第６図は導電性支持体
として導電性網状体を用いる本発明方法を実施す
るための多孔質層付着陽イオン交換膜と陽陰極の
配置関係を示す部分断面説明図である。第７図は
導電性支持体が導電性網状体と導電性波状体が積
層された複層構造体である本発明方法を実施する
ための多孔質層付着陽イオン交換膜と陽陰極の配
置関係を示す部分断面説明図である。第８図は本
発明を実施するための電解槽の陽陰極、多孔質層
付着陽イオン交換膜及びクツシヨン性を有する導
電性支持体の配置関係を示す部分断面説明図であ
つて、該導電性支持体として板バネを用いる場合
を示す。第９図は本発明を実施するための電解槽
の陽陰極、多孔質層付着陽イオン交換膜及びクツ
シヨン性を有する導電性支持体の配置関係を示す
部分断面説明図であつて、該導電性支持体として
板バネを用いる場合を示す。第１〜９図は陰極の
みが可撓性である場合を示す。第１０図は陽陰極
ともに可撓性である場合の本発明方法を実施する
ための多孔質層付着イオン交換膜と陽陰極の配置
関係を示す部分断面説明図である。第１１図は第
１０図において導電性支持体に力を加えて可撓性
陰極を変形させた後の状態を示す部分断面説明図
である。第１２図は陽陰極ともに可撓性である場
合の本発明方法を実施するための多孔質層付着陽
イオン交換膜と陽陰極の配置関係を示す部分断面
説明図であり、導電性支持体が導電性ロツドであ
る場合を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 陽極と陰極との間に、ガス及び液透過性の電
   極活性を有しない多孔質層を表面の少くとも一方
   の面に設けてなる陽イオン交換膜を配置し、該陽
   極又は該陰極の少くとも一方が該陽イオン交換膜
   よりも剛性の大きい可撓性の空隙性電極であり、
   該可撓性電極が変形することにより、該可撓性電
   極が該陽イオン交換膜を介して対向する電極間に
   密接する水電解槽の陽極側に苛性アルカリを供給
   し、陰極側に水を供給ずて電解することを特徴と
   する水素の製造法。 ２ 可撓性の空隙性電極が導電性支持体と電気的
   接触が保たれている特許請求の範囲第１項の水素
   の製造法。 ３ 導電性支持体が導電性リブである特許請求の
   範囲第２項の水素の製造法。 ４ 導電性支持体が導電性波状体である特許請求
   の範囲第２項の水素の製造法。 ５ 導電性支持体が導電性網状体である特許請求
   の範囲第２項の水素の製造法。 ６ 導電性支持体が導電性波状体と導電性網状体
   を積層してなる導電性複層構造体である特許請求
   の範囲第２項の水素の製造法。 ７ 導電性支持体がクツシヨン性を有する導電部
   材である特許請求の範囲第２項の水素の製造法。 ８ 陽極及び陰極が共に可撓性であつて、該陽極
   及び該陰極を支える導電性支持体が対向しないよ
   うに互い違いに配置されている特許請求の範囲第
   １項の水素の製造法。