WO2024005096A1 - 装置及び方法 - Google Patents

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義史 和田
智美 川井
明恭 船川
佳典 角
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Kasei Corp
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • C25B9/77—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having diaphragms

Definitions

  • the present invention relates to apparatus and methods.
  • the ion exchange membrane method using an electrolytic cell equipped with an ion exchange membrane is mainly used, and reducing energy consumption, that is, reducing electrolysis voltage, is a major issue.
  • reducing energy consumption that is, reducing electrolysis voltage
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides a device and method that contributes to managing the usage history of electrodes in electrolytic cells, thereby appropriately evaluating the lifespan of the electrodes, and contributing to longer use of the electrodes.
  • the purpose is to provide
  • the present invention is as follows. [1] comprising a management unit that records usage history information of electrodes included in the electrolytic cell based on operation history information of an electrolytic cell including one or more electrolytic cells; Device. [2] the usage history information of the electrode includes a repair history of the electrode; The device according to [1]. [3] The management unit further records a metal content evaluation value of the electrode as the usage history information. The device according to [1] or [2]. [4] The metal content evaluation value includes a remaining coating amount of a noble metal selected from the group consisting of ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, and platinum. The device described in [3].
  • the management unit records X-ray fluorescence analysis data, inductively coupled plasma emission analysis data, X-ray diffraction data, or X-ray photoelectron spectroscopy data of the electrodes of the electrolytic cell.
  • the device according to any one of [1] to [4].
  • an evaluation unit that evaluates future performance of the electrode based on the usage history information of the electrode;
  • the device according to any one of [1] to [5].
  • the evaluation unit evaluates the magnitude of the metal content evaluation value and the impurity evaluation value, and outputs repair content that can extend the life of the performance the most or improve it temporarily based on the evaluation results.
  • [8] further comprising an operation proposal unit that proposes operation conditions for the electrolytic cell, The operation proposal unit proposes the operation conditions for increasing current efficiency based on the usage history information, The operating conditions include voltage conditions and electrolyte flow conditions, The device according to any one of [1] to [7].
  • [9] further comprising a stop proposal unit that proposes stop conditions for the electrolytic cell; The stop suggestion unit proposes the stop condition under which the amount of metal in the electrode is difficult to decrease, based on the usage history information, The stop condition includes a current attenuation condition and/or an electrolyte flow rate increase condition, The device according to any one of [1] to [8].
  • the electrolytic cell includes a plurality of the electrolytic cells, Based on the usage history information, changing the positions of the electrolytic cell in which the electrode has a relatively high metal content or impurity content and the electrolytic cell in which the electrode has a relatively low metal content or impurity content in the electrolytic tank; further comprising a position change proposal unit that proposes The device according to any one of [1] to [9].
  • the evaluation unit evaluates the future performance of the electrode after repair based on the usage history information of the electrode and the planned repair method.
  • the device according to [6].
  • the device is Based on the operation history information of an electrolytic cell including one or more electrolytic cells, performing a process of recording usage history information of electrodes included in the electrolytic cell; Method. [13] to the device, Based on the operation history information of an electrolytic cell including one or more electrolytic cells, performing a process of recording usage history information of the electrodes included in the electrolytic cell; program.
  • the present invention by managing the usage history of the electrodes of an electrolytic cell, it is possible to provide a device and a method that can appropriately evaluate the lifespan of the electrodes and contribute to the use of the electrodes for a longer period of time.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an electrolytic cell in this embodiment.
  • FIG. 1B is an explanatory diagram when two electrolytic cells of FIG. 1A are connected in series. It is an explanatory view showing an example of an electrolytic cell in this embodiment. It is an explanatory view showing an example of a process of assembling an electrolytic cell in this embodiment.
  • 1 is an example of a block diagram showing a functional configuration of a device according to the present embodiment. It is a schematic diagram showing an example of electrolytic cell data concerning this embodiment. It is a schematic diagram showing an example of electrolytic cell data concerning this embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the amount of metal remaining in the electrodes for each electrolytic cell of an early bipolar electrolytic cell.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an electrolytic cell in this embodiment.
  • FIG. 1B is an explanatory diagram when two electrolytic cells of FIG. 1A are connected in series. It is an explanatory view showing an example
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the amount of metal remaining in the electrodes for each electrolytic cell of a bipolar electrolytic cell in the middle stage. It is a schematic diagram showing the residual metal amount of the electrode for each electrolytic cell of the bipolar electrolytic cell of the latter stage.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the amount of metal remaining in the electrodes of each electrolytic cell of a bipolar electrolytic cell having a reverse current absorber and the like.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the amount of metal remaining in the electrodes of each electrolytic cell of a bipolar electrolytic cell when there is a reverse current. It is a schematic diagram showing an example of learning data concerning this embodiment. It is a schematic diagram showing an example of evaluation contents outputted by the device of this embodiment.
  • FIG. 2 is a sequence diagram illustrating an example of a process executed by the apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of how the device according to the present embodiment is used.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of how the device according to the present embodiment is used.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of how the device according to the present embodiment is used.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of how the device according to the present embodiment is used.
  • the present embodiment an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment") will be described in detail, but the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist thereof. It is.
  • Electrolytic Cell FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of an example of an electrolytic cell constituting the electrolytic cell of this embodiment.
  • the electrolytic cell 90 includes an anode chamber 10, a cathode chamber 20, a partition wall 29 separating the anode chamber 10 and the cathode chamber 20, an anode 11 installed in the anode chamber 10, and a cathode 21 installed in the cathode chamber 20. , is provided.
  • the anode 11 and cathode 21 belonging to one electrolytic cell 90 are electrically connected to each other.
  • the cathode chamber 20 further includes a cathode 21 installed in the cathode chamber 20, a current collector 23, a support 24 that supports the current collector, and an elastic mat 1.
  • the elastic mat 1 is placed between the current collector 23 and the cathode 21.
  • the support body 24 is installed between the current collector 23 and the partition wall 29.
  • the current collector 23 is electrically connected to the cathode 21 via the elastic mat 1.
  • the partition 29 is electrically connected to the current collector 23 via the support 24 . Therefore, the partition 29, the support 24, the current collector 23, the elastic mat 1, and the cathode 21 are electrically connected.
  • the cathode 21 and the reverse current absorber may be directly connected, or may be indirectly connected via a current collector, a support, a metal elastic body, a partition, or the like.
  • the entire surface of the cathode 21 is coated with a catalyst layer for the reduction reaction.
  • the form of electrical connection is such that the partition wall 29 and the support 24, the support 24 and the current collector 23, and the current collector 23 and the elastic mat 1 are directly attached, respectively, and the cathode 21 is laminated on the elastic mat 1. It may be a form. Methods for directly attaching these constituent members to each other include welding, the above-mentioned folding, and the like.
  • each cathode 21 of a plurality of electrolytic cells 90 connected in series is pressed against the ion exchange membrane 2, and each anode 11 and each cathode are 21 becomes shorter, and the voltage applied to the entire plurality of electrolytic cells 90 connected in series can be lowered. By lowering the voltage, power consumption can be lowered.
  • pressure can be applied to the ion exchange membrane with a moderate normal surface pressure, so a zero gap configuration can be achieved while maintaining current efficiency. , damage to the ion exchange membrane can also be preferably prevented.
  • the cathode can be directly stacked on the elastic mat, or the cathode can be stacked with another conductive member interposed therebetween.
  • a cathode that can be used for zero gap a cathode with a small wire diameter and a small mesh number is preferable because it has high flexibility.
  • the wire constituting such a cathode is not particularly limited, but a wire with a wire diameter of 0.1 to 0.5 mm and an opening of about 20 mesh to 80 mesh can also be used.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of two adjacent electrolytic cells 90 in the electrolytic bath 4 of this embodiment.
  • FIG. 2A shows an electrolytic cell 30.
  • FIG. 2B shows the process of assembling the electrolytic cell 30.
  • the electrolytic cell 90, the ion exchange membrane 2, and the electrolytic cell 90 are arranged in series in this order.
  • the ion exchange membrane 2 is arranged between the anode chamber of one electrolytic cell 90 and the cathode chamber of the other electrolytic cell 90 among two adjacent electrolytic cells in the electrolytic cell. That is, the anode chamber 10 of the electrolytic cell 90 and the cathode chamber 20 of the adjacent electrolytic cell 90 are separated by the ion exchange membrane 2.
  • the electrolytic cell 30 is composed of a plurality of electrolytic cells 90 connected in series through the ion exchange membrane 2. That is, the electrolytic cell 30 is a bipolar electrolytic cell that includes a plurality of electrolytic cells 90 arranged in series and an ion exchange membrane 2 arranged between adjacent electrolytic cells 90. As shown in FIG. 2B, the electrolytic cell 30 is assembled by arranging a plurality of electrolytic cells 90 in series via the ion exchange membrane 2 and connecting them by a press 500.
  • the electrolytic cell 30 has an anode terminal 700 and a cathode terminal 600 that are connected to a power source.
  • the anode 11 of the electrolytic cell 90 located at the end of the plurality of electrolytic cells 90 connected in series in the electrolytic cell 30 is electrically connected to the anode terminal 700 .
  • the cathode 21 of the electrolytic cell located at the opposite end of the anode terminal 700 is electrically connected to the cathode terminal 600 .
  • Current during electrolysis flows from the anode terminal 700 side toward the cathode terminal 600 via the anode and cathode of each electrolysis cell 90.
  • an electrolytic cell having only an anode chamber (anode terminal cell) and an electrolytic cell having only a cathode chamber (cathode terminal cell) may be arranged at both ends of the connected electrolytic cells 90.
  • the anode terminal 700 is connected to the anode terminal cell arranged at one end
  • the cathode terminal 600 is connected to the cathode terminal cell arranged at the other end.
  • salt water is supplied to each anode chamber 10, and pure water or a low concentration aqueous sodium hydroxide solution is supplied to the cathode chamber 20.
  • Each liquid is supplied to each electrolytic cell 90 from an electrolyte supply pipe (not shown) via an electrolyte supply hose (not shown). Further, the electrolytic solution and the products of electrolysis are recovered from an electrolytic solution recovery pipe (not shown).
  • sodium ions in salt water move from the anode chamber 10 of one electrolytic cell 90 to the cathode chamber 20 of the adjacent electrolytic cell 90 through the ion exchange membrane 2 . Therefore, the current during electrolysis flows along the direction in which the electrolytic cells 90 are connected in series.
  • the current flows from the anode chamber 10 to the cathode chamber 20 via the ion exchange membrane 2.
  • chlorine gas is generated on the anode 11 side
  • sodium hydroxide (solute) and hydrogen gas are generated on the cathode 21 side.
  • alkaline water electrolysis There are two types of alkaline water electrolysis: one that uses a cation exchange membrane and one that uses an anion exchange membrane.
  • alkali metal ions K + and Na +
  • hydroxide ions OH -
  • the remaining amount of noble metal coating on the electrodes of the electrolytic cell gradually decreases as the electrolytic apparatus operates.
  • the degree of reduction is affected by operating conditions such as operating time and operating voltage, and operating problems such as occurrence of reverse current.
  • operating conditions such as operating time and operating voltage, and operating problems such as occurrence of reverse current.
  • the magnitude of the reverse current generated varies depending on the position of the electrolytic cell in the electrolytic cell, so the electrolytic cell in the electrolytic cell.
  • the degree of reduction in the remaining amount of precious metal coating also differs depending on the position.
  • the device of this embodiment includes a management unit that records usage history information of electrodes included in the electrolytic cell based on operation history information of an electrolytic cell including one or more electrolytic cells.
  • the history of the electrolytic cell is referred to as "operation history” and the history of the electrodes is referred to as "usage history.”
  • This "usage history” is used to refer to all the history that the electrode has undergone, and includes information based on the past operation history of the electrolytic cell, as well as repair history. Further, the usage history may also include a history of reusing an electrode of one electrolytic cell as an electrode of a different electrolytic cell.
  • the device 100 may be a device connected to the electrolysis device 10 via a wired or wireless network N, or the device 100 and the electrolysis device 10 may be connected together. It may be configured as one device. Further, the device 100 may have a configuration in which at least part of the processing of the functional unit shown in FIG. 3 is performed by another device such as a server connected through the network N.
  • Device 100 includes, for example, a processor 110, a communications interface 120, an input/output interface 130, memory 140, storage 150, and one or more communications buses 160 for interconnecting these components.
  • the processor 110 executes processes, functions, or methods implemented by codes or instructions included in programs stored in the storage 150.
  • Processor 110 may include, by way of example and not limitation, one or more central processing units (CPUs), MPUs (Micro Processing Units), GPUs (Graphics Processing Units), microprocessors, processor cores, multiprocessors.
  • Logic circuits hardware formed on integrated circuits (IC (Integrated Circuit) chips, LSI (Large Scale Integration)), etc.
  • IC Integrated Circuit
  • LSI Large Scale Integration
  • the communication interface 120 sends and receives various data to and from other devices via the network.
  • the communication may be performed by wire or wirelessly, and any communication protocol may be used as long as mutual communication can be performed.
  • the communication interface 120 is implemented as hardware such as a network adapter, various communication software, or a combination thereof.
  • Networks include, by way of example and not limitation, an ad hoc network, an intranet, an extranet, a virtual private network (VPN), a local area network (LAN), or a wireless LAN.
  • VPN virtual private network
  • LAN local area network
  • LAN wireless LAN
  • WLAN Wireless LAN: WLAN
  • Wide Area Network WAN
  • WWAN Wireless WAN
  • Metropolitan Area Network MAN
  • PSTN Public Switched Telephone Network Telephone Network
  • PSTN Public Switched Telephone Network Telephone Network
  • PSTN Public Switched Telephone Network Telephone Network
  • PSTN Public Switched Telephone Network Telephone Network
  • PSTN Public Switched Telephone Network Telephone Network
  • PSTN Public Switched Telephone Network Telephone Network
  • PSTN Public Switched Telephone Network Telephone Network
  • PSTN Public Switched Telephone Network Telephone Network
  • PSTN Public Switched Telephone Network Telephone Network
  • PSTN Public Switched Telephone Network Telephone Network
  • PSTN Public Switched Telephone Network Telephone Network
  • PSTN Public Switched Telephone Network Telephone Network
  • PSTN Public Switched Telephone
  • the input/output interface 130 includes an input device for inputting various operations to the device 100, and an output device for outputting processing results processed by the device 100.
  • the input/output interface 130 includes information input devices such as a keyboard, mouse, and touch panel, and information output devices such as a display.
  • the device 100 may receive a predetermined input by connecting an external input/output interface 130.
  • the device 100 is connected to an X-ray fluorescence spectrometer, an inductively coupled plasma emission spectrometer, an X-ray diffraction device, or an X-ray photoelectron spectrometer as an external input/output interface 130 via a priority or wireless network N. may have been done.
  • an X-ray fluorescence spectrometer an inductively coupled plasma emission spectrometer, an X-ray diffraction device, or an X-ray photoelectron spectrometer as an external input/output interface 130 via a priority or wireless network N.
  • the memory 140 temporarily stores programs loaded from the storage 150 and provides a work area for the processor 110.
  • the memory 140 also temporarily stores various data generated while the processor 110 is executing a program.
  • Memory 140 may be, for example, a high speed random access memory such as DRAM, SRAM, DDR RAM or other random access solid state storage, or a combination thereof.
  • Storage 150 stores programs, each functional unit, and various data.
  • Storage 150 may be, for example, non-volatile memory such as one or more magnetic disk storage devices, optical disk storage devices, flash memory devices, or other non-volatile solid state storage devices, or a combination thereof.
  • Other examples of storage 150 may include one or more storage devices located remotely from processor 110.
  • storage 150 stores programs, functions and data structures, or a subset thereof.
  • the device 100 has a management section 154, a learning section 156, an evaluation section 157, a driving suggestion section 158, and a stoppage section, as shown in FIG. It is configured to function as a proposal unit 159 and a position change proposal unit 161.
  • Operating system 151 includes, for example, procedures for handling various basic system services and performing tasks using hardware.
  • Network communication unit 152 may, for example, communicate device 100 to other computers via communication interface 120 and one or more communication networks, such as the Internet, other wide area networks, local area networks, metropolitan area networks, etc. used to connect.
  • communication networks such as the Internet, other wide area networks, local area networks, metropolitan area networks, etc. used to connect.
  • Electrolytic cell data 153 may store information regarding the electrolytic cell 30 and operation history information of the electrolytic cell 30 for each electrolytic cell. Electrolytic cell data 153 stored in storage 150 will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.
  • Information regarding the electrolytic cell 30 is not particularly limited, and includes, for example, the number of electrolytic cells 31 that the electrolytic cell 30 has, the device configuration of the electrolytic device 10, and the like.
  • the usage history information of the electrode is not particularly limited, but includes, for example, initial data on the types of metals the electrode has and the amount of metals supported before operation, and measurements of the types of metals the electrode has and the amount of metals supported during operation. Examples include actual measurement data, repair history, information based on electrolytic cell operation history information, and evaluation values.
  • the initial data may be, for example, information obtained from an electrode manufacturer.
  • the actual measurement data may be data acquired from the input/output interface 130 of a fluorescent X-ray analyzer or the like, such as fluorescent X-ray analysis data, inductively coupled plasma emission analysis data, and X-ray diffraction data of the electrodes of the electrolytic cell. , or may include X-ray photoelectron spectroscopy data.
  • the method for quantifying precious metals from these analysis data is not particularly limited as long as it is a conventionally known method, but for example, by using a calibration curve from fluorescent X-ray analysis data, it is possible to determine the amount of each precious metal in the catalyst layer of the electrode.
  • Examples include a method of calculating the remaining amount of coating, and a method of calculating the remaining amount of coating of each noble metal in the catalyst layer of the electrode from the strength ratio of the metal used in the base material of the electrode and each noble metal contained in the catalyst layer.
  • the initial data and actual measurement data may be stored for each electrolytic cell 31.
  • the initial data and actual measurement data do not need to include initial data and actual measurement data regarding all the electrolytic cells 31-1 to 31-N included in the electrolytic cell 30, but regarding some of the electrolytic cells 31-N.
  • the information may include initial data and measured data.
  • the measured data of FIG. 4A the measured data for all electrolytic cells 31-1 to 31-100 are not measured, and the measured data for cells 31-1, 31-50, and 31-100 are not measured.
  • An example in which actual measurement data is measured and stored is shown.
  • the electrolytic cell 30 is a bipolar type
  • information regarding the position of each electrolytic cell in the electrolytic cell 30 may be included.
  • Information regarding the position of each electrolytic cell in the electrolytic cell 30 is not particularly limited, but may be, for example, the position of the electrolytic cell counted from the end, such as the first, second, etc. from the end. .
  • the actual measurement data is written as 31-1 cell, 31-50 cell, and 31-100 cell, so that the position of each electrolytic cell in the electrolytic cell 30 is memorized. Good too. Thereby, the state of the electrolytic cell 31-N according to the position in the electrolytic cell 30 can be specifically stored.
  • the timing and contents of replacement or repair of the electrolytic cell may be stored for each electrolytic cell.
  • the information based on the operation history information of the electrolytic cell included in the electrode usage history information includes the total operating time of the electrolytic cell, the total amount of current, and other information described in the operation history information of the electrolytic cell described later. Good too.
  • the evaluation values include, for example, a metal amount evaluation value that evaluates the catalytic ability, such as the amount of metal in the catalyst layer of the electrode, and an impurity evaluation value that shows the extent to which the catalytic ability is inhibited, such as the amount of impurities attached to the electrode. etc. may be included.
  • the metal content evaluation value is also referred to as the remaining precious metal coating amount.
  • the metal content evaluation value it is possible to evaluate whether the catalytic ability of the electrode has decreased due to a decrease in the metal content
  • the impurity evaluation value it is possible to evaluate whether the electrode has deteriorated due to the adhesion of impurities. It is possible to evaluate whether or not the ability is decreasing.
  • the metal content evaluation value of a certain electrode is high and the impurity evaluation value is low, this means that the metal content of that electrode is maintained, but sufficient performance cannot be achieved due to the adhesion of impurities. It can be evaluated as follows. Through this kind of evaluation, it is possible to decide whether to extend the life of the electrode by increasing its metal content or by removing impurities. You can make better point judgments.
  • the metal content evaluation value of a certain electrode is low, whether the degree of decrease in metal content is within a range that can be recovered with simple treatment or whether it can be recovered with fundamental treatment. It is also possible to evaluate the extent of the problem. By performing this kind of evaluation, it is possible to determine which treatment is appropriate among multiple types of treatment when extending the life of an electrode by increasing its metal content. It is possible to make a more appropriate judgment in this regard.
  • the operation history information of the electrolytic cell included in the electrolytic cell data 153 is not particularly limited, but includes, for example, the total operating time of the electrolytic cell, the total amount of current supplied, the current density, the operating voltage, the current efficiency, the operating temperature, the electrolyte, and the anode.
  • the flow rate of the electrolytic solution supplied to the chamber and the cathode chamber, information regarding reverse current, the number of stops, etc., and other known conditions to be controlled or observed in the operation of the electrolyzer 10 may be mentioned.
  • gas purity refers to the purity of gas generated at the cathode or anode.
  • the operation history information of the electrolytic cell 30 may be recorded over time. As shown in FIG. 4B, current density, operating voltage, operating temperature, and other conditions that may change over time can be stored as information over time. It has been found that the remaining amount of noble metal coating on the electrode gradually decreases even when the electrolyzer 10 is operating normally. Therefore, by recording driving history information as time-dependent information in this way, the metal content evaluation value of the electrode may be estimated more specifically.
  • the impurity evaluation value of the electrode may be estimated more specifically by recording driving history information.
  • such data on the operating history over time may include evidence of stoppage periods and reverse current.
  • reverse current will be explained.
  • the electrolysis cell 31 can cause a self-discharge reaction through a leakage current circuit formed by the electrolyte supply piping when electrolysis is stopped.
  • the self-discharge reaction is called a reverse current because the direction of the current flowing through the current-carrying surface is opposite to that during electrolysis.
  • the electrode of the electrolytic cell 31 is oxidized and reduced in the process of generating a reverse current, and the catalyst layer on the surface of the base material may fall off, which may severely affect the amount of precious metal coating remaining.
  • the negative electrode 35 tends to be more affected by the reduction in the amount of noble metal coating remaining due to such reverse current.
  • a reverse current may also occur when the current density is extremely reduced. Specifically, when a positive electrolytic current and a reverse current are compared and the reverse current is larger, a reverse current may occur. Data on driving history over time may include evidence of such reverse current.
  • the information regarding the electrolytic solution in the operation history information of the electrolytic cell 30 may include information regarding the type and amount of impurities in addition to the composition of the electrolytic solution. If the electrolyte contains impurities, the impurities may adhere to the electrodes. Impurities adhering to the electrodes affect the operation of the electrolyzer 10 and also affect the amount of precious metal coating remaining on the electrodes. Therefore, by recording information regarding the electrolytic solution as driving history information in this way, the behavior of decreasing the amount of noble metal coating remaining on the electrode may be estimated more specifically. In particular, the influence of the reduction in the remaining amount of precious metal coating due to such impurities tends to be greater on the anode 33.
  • the management unit 154 records usage history information of the electrodes included in the electrolytic cell based on the operation history information of the electrolytic cell. More specifically, the management unit 154 acquires operational history information of the electrolytic cell from the control unit 70 of the electrolyzer 10, records the acquired operational history information in electrolytic cell data, and records the recorded operational history information. Based on this, recording of usage history information of electrodes included in the electrolytic cell may be performed. Note that the destination from which the management unit 154 of the device 100 acquires the operation history information of the electrolytic cell is not limited to the control unit 70 of the electrolytic device 10.
  • the management unit 154 may further record the metal content evaluation value of the electrode and the impurity evaluation value of the electrode as usage history information.
  • the metal content evaluation value is not particularly limited as long as it is a value indicating catalytic ability such as the metal content of the catalyst layer of the electrode, and may be the remaining amount of precious metal coating.
  • the impurity evaluation value is not particularly limited as long as it is a value indicating the extent to which the performance of the catalyst is inhibited, such as the amount of impurities attached to the electrode, and may be the amount of impurities attached.
  • the management unit 154 may record actual measurement data of the remaining amount of precious metal coating as the metal content evaluation value, or may record at least one of initial data, actual measurement data, repair history, and operation history information of the electrolytic cell. Based on this, the metal content evaluation value may be calculated and recorded.
  • the metal content evaluation value may be calculated and recorded.
  • FIG. 5A to 5E show the amount of remaining metal in the electrodes for each electrolytic cell of a bipolar electrolytic cell, with the vertical axis showing the remaining amount of metal and the horizontal axis showing the amount of metal remaining in the electrode in the bipolar electrolytic cell.
  • FIG. 5A is a graph showing the amount of remaining metal in the unused electrode before operation as 100%
  • FIG. 5B is a graph showing the amount of remaining metal in the electrode after operating the electrolyzer 10 for a predetermined time
  • 5C is a graph showing the amount of metal remaining in the electrode after the electrolyzer 10 is further operated from the state shown in FIG. 5B.
  • the remaining amount of precious metal coating tends to gradually decrease as the electrolytic device 10 operates. Therefore, it is possible to estimate the remaining amount of noble metal coating on the electrode based on operation history information such as how long the device was operated and under what conditions (voltage, current, etc.).
  • FIGS. 5A to 5C it has been found that in the case of a bipolar electrolytic cell, the degree of reduction in the remaining amount of noble metal coating varies depending on the position of the electrolytic cell. More specifically, it has been found that the electrolytic cell located in the center of a bipolar electrolytic cell tends to have a smaller amount of precious metal coating remaining. This is because when the electrolyzer 10 is repeatedly operated and stopped, reverse current is more likely to occur in the electrolytic cell located in the center.
  • the evaluation is performed by weighting the degree of decrease in the remaining amount of precious metal coating according to the cell position. You may do so. More specifically, the remaining amount of noble metal coating may be evaluated by adjusting the electrolytic cell located in the center of the bipolar electrolytic cell so that the degree of decrease in the remaining amount of noble metal coating becomes greater. This makes it possible to collectively estimate the amount of noble metal coating remaining on the electrodes of the electrolytic cells even in the case of having a large number of electrolytic cells such as a bipolar electrolytic cell.
  • the electrolytic cell has a reverse current absorber or the electrode has a reverse current absorbing layer
  • the electrolytic cell located in the center of the bipolar electrolytic cell and the electrolytic cell located at the end The amount of precious metal coating remaining may be more relaxed (FIG. 5D).
  • the repair history includes repainting the catalyst layer on the electrode of the electrolytic cell, or replacing the electrode or the electrolytic cell itself, the time when the electrolytic cell was repaired or replaced should be noted.
  • the degree of decrease in the remaining amount of precious metal coating from that point may be calculated by setting it as 100%. Thereby, the remaining amount of precious metal coating can be individually evaluated even for electrolytic cells that have a history of repair.
  • the calculation process of the metal content evaluation value executed by the management unit 154 is not particularly limited, but for example, a formula for calculating the metal content evaluation value of the electrode is calculated using values included in the driving history information as variables. Examples of methods used include: More specifically, the formula for calculating the metal content evaluation value includes values that indicate the total amount of operation such as total operating time and total energization amount, and steady state values such as operating voltage, operating temperature, current density, and type of electrolyte. One example is one in which variables are values indicating operating conditions.
  • Such a formula is generated by machine learning processing based on learning data that includes information on the operating history and information on the metal content evaluation value of the electrodes of each electrolytic cell of the bipolar electrolytic cell that has undergone the operating history. It may also be obtained as a trained model.
  • the management unit 154 performs machine learning processing based on learning data including information regarding the operation history and information regarding the metal content evaluation value of the electrodes of each electrolytic cell of the bipolar electrolytic cell that has undergone the operation history.
  • the metal content evaluation value may be predicted using the trained model generated by . Note that generation of learning data and trained models will be described later.
  • the management unit 154 determines the metal content evaluation values of the electrodes of other electrolytic cells based on the operation history information of the electrolytic cell and the data obtained by actually measuring the metal content evaluation values of the electrodes of some electrolytic cells. may be predicted.
  • the metal content evaluation value varies from the edge to the center.
  • the weight of the degree of decrease in the metal content evaluation value depending on the position of the cell may be adjusted based on the estimated phenomenon curve.
  • the phenomenon curve refers to a curve that shows a tendency for the metal content evaluation value to increase as it approaches the edges and decrease as it approaches the center, as shown in FIGS. 5B and 5C. .
  • the electrolytic cells located at the ends and the center of the bipolar electrolytic cell are surrounded by a square with a broken line as the electrolytic cells from which the actual measured data is obtained, and the actual measured data considered by the management unit 154 is It shows that it includes actual measurement data of the metal content evaluation values of the electrodes of the electrolytic cells located at the ends and center of the electrolytic cell.
  • the reduction curve is not limited to this but can be estimated if there is actual measurement data of at least two arbitrary electrolytic cells. More specifically, if it is known in advance that a reduction curve can be obtained, and if there is actual measurement data for electrolytic cells at two arbitrary locations, the metal content evaluation value actually measured by the electrolytic cells at those two locations can be calculated. It is possible to fit a decreasing curve that satisfies Further, in FIG. 5B, a plurality of electrolytic cells are collectively surrounded by a rectangle with a broken line, but the present invention is not limited to this, and as long as there is actually measured data of at least one electrolytic cell at two locations, the reduction curve can be fitted.
  • the actual measurement data may include fluorescent X-ray analysis data, inductively coupled plasma emission analysis data, X-ray diffraction data, or X-ray photoelectron spectroscopy data of the electrodes included in the electrolytic cell.
  • the actual measurement data may be data acquired from the input/output interface 130 of a fluorescent X-ray analyzer or the like, and may include fluorescent X-ray analysis data, inductively coupled plasma emission analysis data, and X-ray diffraction data of the electrodes of the electrolytic cell. , or may include X-ray photoelectron spectroscopy data.
  • the management unit 154 may predict the metal content evaluation value of the cathode based on operation history information including information regarding reverse current. This makes it possible to predict the metal content evaluation value in consideration of the decrease in the metal content evaluation value at the cathode due to the occurrence of a reverse current as shown in FIG. 5E.
  • the management unit 154 may predict the metal content evaluation value of the anode based on operation history information including information regarding impurities in the electrolytic solution. If the electrolyte contains impurities, the impurities may adhere to the electrodes. Impurities adhering to the electrodes affect the operation of the electrolyzer 10 and also affect the amount of precious metal coating remaining on the electrodes. In particular, the anode 33 tends to be more affected by the reduction in the amount of noble metal coating remaining due to such reverse current. Therefore, by recording information regarding the electrolyte as driving history information in this way, it becomes possible to predict the metal content evaluation value of the electrode.
  • the management unit 154 may predict the metal content evaluation value for each of the anode and cathode. As mentioned above, although the decreasing trends in the metal content evaluation values may not match for the anode and cathode, it is possible to more appropriately estimate the precious metal content by predicting the metal content evaluation values for the anode and cathode respectively. Can be done.
  • the metal content evaluation value predicted by the management unit 154 may include the remaining coating amount of a noble metal selected from the group consisting of ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, and platinum. Since these metals function as the main active species in the catalyst layer of the electrode, it is useful to non-invasively evaluate the remaining amount of these rare metals.
  • a noble metal selected from the group consisting of ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, and platinum. Since these metals function as the main active species in the catalyst layer of the electrode, it is useful to non-invasively evaluate the remaining amount of these rare metals.
  • the calculation process of the impurity evaluation value executed by the management unit 154 is not particularly limited, but for example, a method using a formula for calculating the impurity evaluation value of the electrode using values included in the driving history information as variables is a method.
  • the formula for calculating the impurity evaluation value includes values that indicate the total amount of operation, such as total operating time and total energization amount, as well as values that indicate the amount of impurity during operation, such as the type of electrolyte and the type and amount of impurities contained in it.
  • the impurity evaluation value may include indicators such as the surface coverage of the electrode by impurities and the thickness of impurity adhesion.
  • Such a formula was generated by machine learning processing based on learning data including information on the operating history and information on the impurity evaluation value of the electrodes of each electrolytic cell of the bipolar electrolytic cell that has undergone the operating history. It may also be obtained as a trained model.
  • the management unit 154 performs machine learning processing based on learning data including information regarding the operation history and information regarding the impurity evaluation value of the electrodes of each electrolytic cell of the bipolar electrolyzer that has undergone the operation history.
  • the impurity evaluation value may be predicted using the generated trained model. Note that generation of learning data and trained models will be described later.
  • the evaluation unit 157 may evaluate the future performance of the electrode based on the usage history information of the electrode. Furthermore, the evaluation unit 157 may evaluate the future performance of the repaired electrode based on the usage history information of the electrode and the planned repair method.
  • FIGS. 7A to 7D are schematic diagrams showing examples of evaluation contents output by the evaluation unit 157.
  • the performance of the electrode from the start of use is shown by a solid line
  • the future performance of the electrode evaluated by the evaluation unit 157 is shown by a broken line.
  • the solid lines in FIGS. 7A to 7D show that the performance of the electrode gradually deteriorates as time passes from the start of use, and that the rate of deterioration of the electrode's performance slows down by undergoing prescribed repairs midway through use. It is shown that.
  • the performance of the electrode may be the efficiency of electrolytic reaction, or a value related to the metal content evaluation value or the impurity evaluation value.
  • FIGS. 7A to 7D indicate the future performance of the electrode evaluated by the evaluation unit 157 in the case of no repair, the case of repair A, and the case of repair B.
  • repair or non-repair can make a difference in the future performance of the electrode.
  • the future performance of the electrode may differ depending on the nature of the repair.
  • FIG. 7B depending on the usage history information, an evaluation result in which there is no difference in effectiveness between repair A and repair B, which had a difference in effectiveness in FIG. 7A, is assumed.
  • FIG. 7C depending on the usage history information, an evaluation result may be assumed in which the effect of repair B, which had a difference in effect in FIG. 7A, is no longer different from that of the case without repair.
  • the effect of repair is not limited to extending the life of the electrode performance as shown in FIGS. 7A to 7C, but may have the effect of temporarily improving performance as shown in FIG. 7D.
  • repair A and repair B may have different effects on future performance, or the difference in effectiveness may decrease between no repair and repair. Conditions such as this may occur. For example, if the metal content evaluation value of a certain electrode is high and the impurity evaluation value is low, this means that the metal content of that electrode is maintained, but sufficient performance cannot be achieved due to the adhesion of impurities. It can be evaluated as follows. By doing so, it is possible to grasp the situation where repair A, which removes impurities, has a certain effect, but repair A, which increases the amount of metal, is less effective, and to select a more appropriate repair content. Or, is the degree of decrease in metal content within a range that can be recovered with simple treatment (repair B) or is it within a range that can be recovered with fundamental treatment (repair A)? You can also evaluate points.
  • the evaluation unit 157 evaluates the magnitude of the metal content evaluation value and the impurity evaluation value based on one of the metal content evaluation value and the impurity evaluation value, and based on the evaluation result, determines whether the performance can be extended most or temporarily.
  • the repair details that can be improved the most can be output and displayed on a display.
  • information regarding the future performance of the electrode based on each repair content can also be presented and displayed on a display or the like.
  • the evaluation of the magnitude of the metal content evaluation value and the impurity evaluation value refers to evaluating the magnitude of the metal content and impurity content by comparing them. For example, when the metal content evaluation value is large and the impurity evaluation value is small, the evaluation unit 157 may specify and output the repair content that reduces the impurity content. Further, when the metal content evaluation value is small and the impurity evaluation value is small, the evaluation unit 157 may specify and output the repair content that increases the metal content.
  • the evaluation unit 157 may output the repair content that can most prolong the life or most temporarily improve the performance based on the impurity evaluation value, and display it on a display or the like. Similarly, information regarding the future performance of the electrode based on each repair content can also be presented and displayed on a display or the like.
  • the model learning unit 156 uses the learning data 155 for learning the machine based on the learning data 155 including information regarding the operation history and information regarding the metal content evaluation value or impurity evaluation value of the electrode of each electrolytic cell of the electrolytic cell that has undergone the operation history.
  • a trained model may be obtained by performing a learning process.
  • the learned model obtained in this way becomes a model used by the management unit 154, and inputs information regarding the operation history, and evaluates the metal content or impurity of the electrodes of each electrolytic cell of the electrolytic tank that has undergone the operation history.
  • the output may be information regarding the value.
  • the learning data 155 may store, for example, information regarding the electrolytic cell 30, operation history information of the electrolytic cell 30, and information regarding the metal content evaluation value or impurity evaluation value of the electrolytic cell 30 for each electrolytic cell.
  • the learning data 155 stored in the storage 150 will be explained with reference to FIG. 6.
  • the information regarding the electrolytic cell 30 and the operation history information of the electrolytic cell 30 stored in the learning data 155 can be the same as that described in the electrolytic cell data 153.
  • information regarding the metal content evaluation value or impurity evaluation value of the electrolytic cell 30 can be stored. More specifically, as shown in FIG. 6, information that summarizes measured data of metal content evaluation values or impurity evaluation values for each electrolytic cell may be mentioned.
  • the learning unit 156 uses information regarding the operation history and information regarding the remaining amount of precious metal coating on the electrodes of each electrolytic cell of the electrolytic cell that has undergone the operation history as learning data, and uses information regarding the remaining amount of precious metal coating as a correct label.
  • a model may be constructed using machine learning.
  • the learning unit 156 may configure models other than machine learning models.
  • models include, for example, values that indicate the total amount of operation, such as total operating time and total energization amount, and values that indicate conditions during steady operation, such as operating voltage, operating temperature, current density, and type of electrolyte. Examples include variables. The coefficients of such variables may be determined based on the learning data 155.
  • the learning unit 156 may perform machine learning processing to obtain a learned model based on the learning data 155 including electrode usage history information and information regarding electrode performance.
  • the trained model obtained in this way becomes a model used by the evaluation unit 157, which inputs information regarding the operation history and outputs information regarding the future performance of the electrodes of each electrolytic cell of the electrolytic cell that has undergone the operation history. It is also possible to do so.
  • the electrode usage history information in the learning data 155 includes a repair history
  • information regarding the future performance of the electrode after repair is output based on the electrode usage history information and the repair method. It is also possible to obtain a trained model.
  • the operation proposal unit 158 may propose operating conditions for the electrolytic cell 30. Specifically, the driving proposal unit 158 can propose driving conditions for increasing current efficiency based on usage history information.
  • the electrolytic cell 30 In the electrolytic cell 30, movement of ions in the electrolytic solution, transfer of electrons on the electrode surface, and generation of substances accompanying this occur.
  • the substance involved in this electrolytic reaction is not limited to the target substance. Therefore, it is desirable to increase the current efficiency with respect to the target substance.
  • the "current efficiency" in the electrolytic cell 30 refers to the ratio of the amount of material actually produced to the theoretical maximum amount of material produced by a certain amount of electricity in the electrolytic cell.
  • the target substances are, for example, chlorine gas and hydrogen gas in the case of salt water electrolysis, and oxygen gas and hydrogen gas in the case of alkaline water electrolysis.
  • High current efficiency means that much of the electricity used is used to generate the desired substance, such as hydrogen gas.
  • the operating conditions of the electrolytic cell 30 be such that the desired electrolytic reaction is carried out with as high a current efficiency as possible.
  • the operation proposal unit 158 proposes operation conditions including voltage conditions and electrolyte flow conditions based on usage history information. Good too. Note that the operating conditions are not limited to these, and may include other conditions such as the concentration of the electrolytic solution and temperature conditions.
  • the usage history information may include a metal content evaluation value. At this time, the usage history information becomes information that reflects the amount of active species in the electrode. Further, the voltage condition is a value that controls the amount of current flowing between the electrodes. Further, the flow rate condition of the electrolytic solution is a value that controls the amount of ions that exchange electrons with the electrode and the contact efficiency between the electrolytic solution and the electrode. Suitable values for other operating conditions may vary if the amount of active species in the electrode differs. That is, based on the metal content evaluation value, the operation proposal unit 158 selects voltage conditions and conditions under which the movement of ions in the electrolytic solution and the transfer of electrons on the electrode surface proceed more appropriately and the current efficiency is increased. The electrolyte flow rate conditions can be proposed as at least operating conditions.
  • the electrolytic cell 30 can be operated under operating conditions in which the current efficiency increases according to fluctuations in the metal content evaluation value.
  • the current efficiency of the electrolytic cell 30 can be maintained high from a long-term perspective, and the yield can be further increased. Can be done.
  • repair factors refer to factors that do not require immediate repair but may lead to performance deterioration, such as deterioration of partition walls or a decrease in metal content evaluation value.
  • the electrolytic cell 30 is a huge device and requires time to stop for repairs and restart operation, so in order to maximize the operating efficiency of the electrolytic cell 30, it is better to stop the electrolytic cell 30 less frequently. Also from the viewpoint of the influence of the reverse current on the metal content evaluation value, the fewer the number of stops, the better.
  • the stop suggestion unit 159 may propose a stop condition for the electrolytic cell 30. Specifically, the stop suggestion unit 159 can propose a stop condition under which the amount of metal in the electrode is unlikely to decrease, based on the usage history information.
  • the electrode of the electrolytic cell 31 is oxidized and reduced during the process of generating a reverse current, causing the catalyst layer on the surface of the base material to fall off and the amount of metal in the electrode to be extremely affected. There are cases.
  • the reverse current is due to a self-discharge reaction through the leakage current circuit formed by the electrolyte supply piping when electrolysis is stopped.
  • the stop proposal unit 159 does not suddenly reduce the voltage applied to the electrolytic cell 30 to 0V, but gradually reduces the voltage to gradually attenuate the current flowing through the electrolytic cell 30 and then , a current attenuation condition in which the voltage applied to the electrolytic cell 30 is 0V may be proposed as the stop condition.
  • a current attenuation condition in which the voltage applied to the electrolytic cell 30 is 0V may be proposed as the stop condition.
  • the stop proposal unit 159 provides the anode chamber 10 and the cathode chamber 10 in order to quickly expel generated gas such as chlorine gas involved in the reaction of the reverse current from the anode chamber 10 and the cathode chamber 20.
  • a condition for increasing the flow rate of the electrolytic solution supplied to the chamber 20 may be proposed as a stopping condition. The higher the flow rate of the electrolyte supplied to the anode chamber 10 and the cathode chamber 20, the further downstream the generated gas generated at the electrodes will be. Thereby, reverse current can be suppressed compared to the case where the voltage is set to 0V in a state where more produced gas is mixed in the electrolytic solution in the anode chamber 10 and the cathode chamber 20.
  • the stop proposal unit 159 can propose conditions for attenuation of the current and conditions for increasing the flow rate of the electrolytic solution based on usage history information such as the metal content evaluation value. Specifically, in consideration of the fact that reverse current is more likely to occur in the central portion and the amount of metal in the electrode is small, the stop proposal unit 159 sets the current attenuation condition in accordance with the portion where the amount of metal in the electrode is small. You may. Similarly, in consideration of the fact that reverse current is more likely to occur in the central portion, the stop proposal unit 159 increases the flow rate of the electrolyte to match the portion where the metal content of the electrode is small. Conditions may be set.
  • the stop proposal unit 159 can estimate a portion where a reverse current is likely to occur based on the distribution of the amount of metal in the electrode.
  • the operation of the electrolytic cell 30 can be stopped under stop conditions that make it more difficult for reverse current to occur.
  • the control section 70 of the electrolytic cell 30 adopts the stop conditions proposed by the stop proposal section 159, so that the current efficiency of the electrolytic cell 30 can be maintained high from a long-term perspective, and the yield can be further increased. Can be done.
  • the suppression of reverse current achieved by the stoppage proposal unit 159 is also related to extending the life of the electrolytic cell 30.
  • the electrolytic cell 30 is a huge device, and as shown in FIGS. 5A to 5C, in the case of a bipolar electrolytic cell, the degree of reduction in the amount of metal in the electrodes varies depending on the position of the electrolytic cell 90. Easy to occur. Although such a difference in the amount of metal in the electrodes can be tolerated to some extent, if the difference becomes large and the amount of metal in the electrodes of some electrolytic cells 90 becomes smaller than a predetermined value, the operation will be stopped, Repairs to that part will be required.
  • the electrode metal content of other electrolytic cells 90 has also become considerably smaller. Due to the condition, it may be necessary to immediately stop operation and carry out repairs. If such repetition occurs, the number of stops will increase, so it is preferable that the difference in the degree of reduction in the amount of metal in the electrode depending on the position of the electrolytic cell be small.
  • the suppression of reverse current achieved by the stop suggestion unit 159 makes the degree of decrease in the amount of metal in the electrodes more uniform depending on the position of the electrolytic cell 90, and avoids the situation where only some electrodes are repaired. This contributes to extending the life of the electrolytic cell 30 during operation.
  • the stoppage proposal unit 159 may propose a stop condition based on the difference in the configuration of the electrolytic cell 30. It is assumed that the electrolytic cells 30 are different in scale, electrical system specifications, electrolyte feeding specifications, and the like. Therefore, the stop proposal unit 159 can suppress the reverse current more effectively by proposing stop conditions that take these into consideration.
  • the position change proposal unit 161 selects electrolytic cells 90 with a relatively high remaining amount of precious metal coating and electrolytic cells 90 with a relatively high remaining amount of precious metal coating, based on usage history information. It may be proposed to change the position of the electrolytic cell 90, which has a relatively low value, in the electrolytic bath.
  • the usage history information of the electrolytic cell 90 may vary depending on the location.
  • the usage history information of the electrolytic cell 90 may vary depending on the location.
  • other electrolytic cells 90 will also have a metal content. Since the evaluation value has become considerably small or the impurity evaluation value has become considerably large, it may be necessary to immediately stop operation and perform repairs.
  • the electrolytic cell 90 with a relatively high metal content evaluation value or a relatively low impurity evaluation value will be referred to as a "first cell.” Further, the electrolytic cell 90 having a relatively low metal content evaluation value or a relatively high impurity evaluation value will be hereinafter referred to as a "second cell”.
  • the first cell is placed at a position where the amount of metal tends to decrease or the amount of impurities tends to increase
  • the second cell is placed at a position where the amount of metal tends to increase. It is placed at a position where the amount of impurities is difficult to decrease or increase. If the system is restarted with this arrangement, the difference in metal content and impurity content between the first cell and the second cell can be resolved.
  • the position change proposal unit 161 proposes a combination of the first cell and the second cell to be replaced based on the usage history information indicating the degree of reduction, that is, the amount of metal and impurity, so that the entire electrolytic cell 30 can be replaced. As a result, it is possible to eliminate differences in the amounts of metals and impurities and keep the amounts of metals and impurities more uniform.
  • the position change proposal unit 161 avoids the situation where only some electrodes are repaired and extends the length of the electrolytic cell 30, as described in the stop proposal unit 159. Contributes to longer service life and operation.
  • FIG. 8 is a sequence diagram illustrating an example of processing executed by the apparatus according to this embodiment.
  • step S801 the learning unit 156 of the device 100 generates learning data including information regarding the operation history and information regarding the metal content evaluation value or impurity evaluation value of the electrodes possessed by each electrolytic cell of the electrolytic cell that has undergone the operation history.
  • a machine learning process may be performed to obtain a trained model.
  • the model can be used by the management unit 154 when calculating the metal content evaluation value or the impurity evaluation value.
  • step S801 the learning unit 156 of the device 100 performs machine learning processing to obtain a learned model based on the learning data 155 including information regarding driving history and information regarding electrode performance. It's okay.
  • the management unit 154 of the device 100 acquires operation history information of an electrolytic cell including one or more electrolytic cells, and stores it in the electrolytic cell data 153 that records usage history information of electrodes. Then, in step S804, the management unit 154 of the device 100 determines the metal content evaluation value or the impurity evaluation value of the electrode of each electrolytic cell of the electrolytic cell based on the operation history information of the electrolytic cell including one or more electrolytic cells. Predict values.
  • step S805 the management unit 154 of the device 100 may store the predicted result of the metal content evaluation value or impurity evaluation value of the electrode in the electrolytic cell data 153 as the usage history information of the electrode. Furthermore, in step S806, the evaluation unit 157 of the device 100 may evaluate the future performance of the electrode.
  • the operation proposal unit 158 of the device 100 may propose operating conditions for increasing the current efficiency based on the usage history information, and may control display of the operating conditions on a display or the like.
  • the driving suggestion unit 158 may output the driving conditions to the control unit 70.
  • the stop suggestion unit 159 of the device 100 may propose the stop condition under which the amount of metal in the electrode is unlikely to decrease based on the usage history information, and may control the display of the stop condition on a display or the like.
  • the stop proposal unit 159 may output the stop conditions to the control unit 70.
  • step S809 the position change proposal unit 161 of the device 100 determines, based on the usage history information, the electrolytic cell in which the metal content or impurity content of the electrode is relatively high and the electrolytic cell in which the metal content or impurity content of the electrode is relatively low.
  • a change in the position of the electrolytic cell in the electrolytic bath may be proposed and displayed on a display or the like.
  • steps S807 to S809 are described in the order of steps S807, S808, and S809 for convenience in FIG. They can be arbitrarily reordered or executed in parallel.
  • FIGS. 9A to 9C show an example of the usage mode of the apparatus of this embodiment.
  • an electrolysis device 10 including an electrolytic cell is sold or lent from a vendor to a vendor.
  • the device 100 acquires operation history information of the electrolytic cell via the network N, and based on that, the management unit 154 of the device 100 determines the electrodes of the electrolytic cell.
  • Usage history information is recorded (steps S802, S803).
  • the electrolyzer 10 is collected from the customer to the seller, and maintenance and repair are performed at the seller.
  • the vendor may perform repairs based on the future performance of the electrode output by the evaluation unit 157 of the device 100.
  • the device 100 receives the repair history and records the electrode usage history information.
  • the repaired electrolytic device 10 may be sold or lent again from the vendor to the vendor.
  • the vendor may present information regarding the future performance of the electrode output by the evaluation section 157 of the device 100 as one of the quality assurance information. Note that the sales destination in FIG. 9A and the sales destination in FIG. 9C may be different.
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Abstract

電解槽が有する電極に含まれる希少金属の残存量を非侵襲的に評価するための装置及び方法を提供することを目的とする。 一又は複数の電解セルを備える電解槽の運転履歴情報に基づいて、前記電解セルが有する電極の使用履歴情報を記録する管理部を有する、装置。

Description

装置及び方法
　本発明は、装置及び方法に関する。
　電気分解（電解）には、イオン交換膜を備えた電解槽を用いたイオン交換膜法が主に利用され、エネルギー消費量の削減、すなわち電解電圧の低減が大きな課題である。例えば、特許文献１に示す電解槽を使用することにより、大幅に使用電力を抑制することが可能である。
　また、近年、二酸化炭素等の温室効果ガスによる地球温暖化、化石燃料の埋蔵量の減少等の問題を解決するため、消費電力削減を目的とした技術開発が継続されている。
　例えば、電解用の電極に注目すると、陽極反応あるいは陰極反応を促進する電極コーティング組成の開発や、電極の形状などの検討が行われている。（例えば、特許文献２参照）。
特開2021-172867号公報 特許第6670948号公報
　ところで、昨今、環境負荷の低減などのサステナビリティの観点から、設備の寿命を延ばし、より有効に利用するための検討がされている。電解槽の電極は老朽化すると性能が低下し、やがて寿命を迎えるが、電極の使用履歴に応じた適切な補修をすれば、電極の性能を回復し、より長く使用することが可能である。電極の使用履歴や補修履歴などを管理して、これを設備の長寿化に活かすことで、希少資源のさらなる利用を図り、持続可能性を向上することはあまり検討されてこなかった。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、電解槽の電極の使用履歴を管理することで、ひいては電極の寿命を適正に評価し、電極をより長く使用することに寄与する装置及び方法を提供することを目的とする。
　すなわち、本発明は以下のとおりである。
〔１〕
　一又は複数の電解セルを備える電解槽の運転履歴情報に基づいて、前記電解セルが有する電極の使用履歴情報を記録する管理部を有する、
　装置。
〔２〕
　前記電極の前記使用履歴情報が、電極の補修履歴を含む、
　〔１〕に記載の装置。
〔３〕
　前記管理部は、前記使用履歴情報として、前記電極の金属量評価値をさらに記録する、
　〔１〕又は〔２〕に記載の装置。
〔４〕
　前記金属量評価値が、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、及び白金からなる群より選ばれる貴金属のコーティング残量を含む、
　〔３〕に記載の装置。
〔５〕
　前記管理部は、前記電解セルが有する前記電極の、蛍光Ｘ線分析データ、誘導結合プラズマ発光分析データ、Ｘ線回折データ、又はＸ線光電子分光分析データを記録する、
　〔１〕～〔４〕のいずれか一項に記載の装置。
〔６〕
　前記電極の前記使用履歴情報に基づいて、前記電極の将来のパフォーマンスを評価する評価部を有する、
　〔１〕～〔５〕のいずれか一項に記載の装置。
〔７〕
　前記評価部は、前記金属量評価値及び不純物評価値の大小を評価し、評価結果に基づいて、パフォーマンスを最も延命できる、または一時的に最も向上できる補修内容を出力する、
　〔６〕に記載の装置。
〔８〕
　前記電解槽の運転条件を提案する運転提案部をさらに有し、
　前記運転提案部は、前記使用履歴情報に基づいて、電流効率がより大きくなるようにするための前記運転条件を提案し、
　前記運転条件は、電圧条件及び電解液の流量条件を含む、
　〔１〕～〔７〕のいずれか一項に記載の装置。
〔９〕
　前記電解槽の停止条件を提案する停止提案部をさらに有し、
　前記停止提案部は、前記使用履歴情報に基づいて、電極の金属量が減少しにくい前記停止条件を提案し、
　前記停止条件は、電流の減衰条件、及び／又は、電解液の流量の増加条件を含む、
　〔１〕～〔８〕のいずれか一項に記載の装置。
〔１０〕
　前記電解槽が複数の前記電解セルを備え、
　前記使用履歴情報に基づいて、前記電極の金属量又は不純物量が相対的に高い前記電解セルと前記電極の金属量又は不純物量が相対的に低い前記電解セルの、前記電解槽における位置の変更を提案する位置変更提案部をさらに有する、
　〔１〕～〔９〕のいずれか一項に記載の装置。
〔１１〕
　前記評価部は、前記電極の前記使用履歴情報と、行う予定の補修方法と、に基づいて、補修後の前記電極の将来のパフォーマンスを評価する、
　〔６〕に記載の装置。
〔１２〕
　装置が、
　一又は複数の電解セルを備える電解槽の運転履歴情報に基づいて、前記電解セルが有する電極の使用履歴情報を記録する処理を実行する、
　方法。
〔１３〕
　装置に、
　一又は複数の電解セルを備える電解槽の運転履歴情報に基づいて、前記電解セルが有する電極の使用履歴情報を記録する処理を実行させる、
　プログラム。
　本発明によれば、電解槽の電極の使用履歴を管理することで、ひいては電極の寿命を適正に評価し、電極をより長く使用することに寄与する装置及び方法を提供することができる。
本実施形態における電解セルの一例を示す断面模式図である。 図１Ａの電解セルを２つ直列に接続する場合の説明図である。 本実施形態における電解槽の一例を示す説明図である。 本実施形態における電解槽を組み立てる工程の一例を示す説明図である。 本実施形態に係る装置の機能的な構成を示すブロック図の一例である。 本実施形態に係る電解槽データの一例を示す概略図である。 本実施形態に係る電解槽データの一例を示す概略図である。 初期の複極式電解槽の電解セルごとの電極の残存金属量を示す概略図である。 中期の複極式電解槽の電解セルごとの電極の残存金属量を示す概略図である。 後期の複極式電解槽の電解セルごとの電極の残存金属量を示す概略図である。 逆電流吸収体などを有する複極式電解槽の電解セルごとの電極の残存金属量を示す概略図である。 逆電流があった場合の複極式電解槽の電解セルごとの電極の残存金属量を示す概略図である。 本実施形態に係る学習用データの一例を示す概略図である。 本実施形態の装置が出力する評価内容の一例を示す概略図である。 本実施形態の装置が出力する評価内容の一例を示す概略図である。 本実施形態の装置が出力する評価内容の一例を示す概略図である。 本実施形態の装置が出力する評価内容の一例を示す概略図である。 本実施形態に係る装置が実行する処理の一例を示すシーケンス図である。 本実施形態に係る装置の使用態様の一例を示す概略図である。 本実施形態に係る装置の使用態様の一例を示す概略図である。 本実施形態に係る装置の使用態様の一例を示す概略図である。
　以下、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
１．電解セル
　図１Ａは、本実施形態の電解槽を構成する電解セルの一例を断面模式図として示したものである。電解セル９０は、陽極室１０と、陰極室２０と、陽極室１０及び陰極室２０を隔離する隔壁２９と、陽極室１０に設置された陽極１１と、陰極室２０に設置された陰極２１と、を備える。１つの電解セル９０に属する陽極１１及び陰極２１は互いに電気的に接続されている。
　また、図１Ａに示す例では、陰極室２０は、陰極室２０内に設置された陰極２１と、集電体２３と、当該集電体を支持する支持体２４と、弾性マット１とを更に有する。弾性マット１は、集電体２３及び陰極２１の間に設置されている。支持体２４は、集電体２３及び隔壁２９の間に設置されている。集電体２３は、弾性マット１を介して、陰極２１と電気的に接続されている。隔壁２９は、支持体２４を介して、集電体２３と電気的に接続されている。したがって、隔壁２９、支持体２４、集電体２３、弾性マット１及び陰極２１は電気的に接続されている。陰極２１及び逆電流吸収体は、直接接続されていてもよく、集電体、支持体、金属弾性体又は隔壁等を介して間接的に接続されていてもよい。陰極２１の表面全体は還元反応のための触媒層で被覆されていることが好ましい。また、電気的接続の形態は、隔壁２９と支持体２４、支持体２４と集電体２３、集電体２３と弾性マット１がそれぞれ直接取り付けられ、弾性マット１上に陰極２１が積層される形態であってもよい。これらの各構成部材を互いに直接取り付ける方法として、溶接や前述した折り込み等が挙げられる。
　集電体２３と陰極２１との間に弾性マット１が設置されることにより、直列に接続された複数の電解セル９０の各陰極２１がイオン交換膜２に押し付けられ、各陽極１１と各陰極２１との間の距離が短くなり、直列に接続された複数の電解セル９０全体に掛かる電圧を下げることができる。電圧が下がることにより、消費電量を下げることができる。本実施形態の弾性マットによれば、上述したように適度な常圧面圧でイオン交換膜に圧力を印加することができるため、電流効率を維持しつつゼロギャップの構成をとることができ、さらに、イオン交換膜の損傷も好ましく防止することができる。
　なお、弾性マットの上には直接陰極を重ねることもできるし、別の導電性部材を介して陰極を重ねる構成であってもよい。ゼロギャップに使用できる陰極としては、線径が細くメッシュ数の小さい陰極が柔軟性も高く好ましい。このような陰極を構成する線材としては特に限定されないが、線径０．１～０．５ｍｍで、目開きが２０メッシュから８０メッシュ程度の範囲のものを使用することもできる。
　図１Ｂは、本実施形態の電解槽４内において隣接する２つの電解セル９０の断面図である。図２Ａは、電解槽３０を示す。図２Ｂは、電解槽３０を組み立てる工程を示す。
　図１Ｂに示すように、電解セル９０、イオン交換膜２、電解セル９０がこの順序で直列に並べられている。電解槽内において隣接する２つの電解セルのうち一方の電解セル９０の陽極室と他方の電解セル９０の陰極室との間にイオン交換膜２が配置されている。つまり、電解セル９０の陽極室１０と、これに隣接する電解セル９０の陰極室２０とは、イオン交換膜２で隔てられる。
　図２Ａに示すように、電解槽３０は、イオン交換膜２を介して直列に接続された複数の電解セル９０から構成される。つまり、電解槽３０は、直列に配置された複数の電解セル９０と、隣接する電解セル９０の間に配置されたイオン交換膜２と、を備える複極式電解槽である。図２Ｂに示すように、電解槽３０は、イオン交換膜２を介して複数の電解セル９０を直列に配置して、プレス器５００により連結されることにより組み立てられる。
　電解槽３０は、電源に接続される陽極端子７００と陰極端子６００とを有する。電解槽３０内で直列に連結された複数の電解セル９０のうち最も端に位置する電解セル９０の陽極１１は、陽極端子７００に電気的に接続される。電解槽３０内で直列に連結された複数の電解セル２のうち陽極端子７００の反対側の端に位置する電解セルの陰極２１は、陰極端子６００に電気的に接続される。電解時の電流は、陽極端子７００側から、各電解セル９０の陽極及び陰極を経由して、陰極端子６００へ向かって流れる。なお、連結した電解セル９０の両端には、陽極室のみを有する電解セル（陽極ターミナルセル）と、陰極室のみを有する電解セル（陰極ターミナルセル）を配置してもよい。この場合、その一端に配置された陽極ターミナルセルに陽極端子７００が接続され、他の端に配置された陰極ターミナルセルに陰極端子６００が接続される。
　塩水の電解を行なう場合、各陽極室１０には塩水が供給され、陰極室２０には純水又は低濃度の水酸化ナトリウム水溶液が供給される。各液体は、電解液供給管（図中省略）から、電解液供給ホース（図中省略）を経由して、各電解セル９０に供給される。また、電解液及び電解による生成物は、電解液回収管（図中省略）より、回収される。電解において、塩水中のナトリウムイオンは、一方の電解セル９０の陽極室１０から、イオン交換膜２を通過して、隣の電解セル９０の陰極室２０へ移動する。よって、電解中の電流は、電解セル９０が直列に連結された方向に沿って、流れることになる。つまり、電流は、イオン交換膜２を介して陽極室１０から陰極室２０に向かって流れる。塩水の電解に伴い、陽極１１側で塩素ガスが生成し、陰極２１側で水酸化ナトリウム（溶質）と水素ガスが生成する。
　アルカリ水電解は、陽イオン交換膜を使うタイプと陰イオン交換膜を使うタイプの二つがある。陽イオン交換膜を使うタイプでは、アルカリ金属イオン（Ｋ＋やＮａ＋）が陽極室１０から陰極室２０へ移動する。一方、陰イオン交換膜を使用するタイプでは、水酸化物イオン（ＯＨ－）が陰極室２０から陽極室１０へ移動する。　
２．装置
　電解セルが有する電極の貴金属コーティング残量は電解装置の運転とともに少しずつ減少する。その減少の程度は、運転時間や運転電圧などの運転条件、逆電流の発生などの運転トラブルなどによって影響を受ける。また、多数の電解槽が連なった複極式の電解槽を備える電解装置においては、その電解槽における電解セルの位置によって発生する逆電流の大きさなどが異なったりするため、電解槽における電解セルの位置によって、貴金属コーティング残量の減少の程度も異なる。
　本実施形態の装置は、一又は複数の電解セルを備える電解槽の運転履歴情報に基づいて、電解セルが有する電極の使用履歴情報を記録する管理部を有する。なお、本実施形態においては、電解槽の履歴は「運転履歴」、電極の履歴は「使用履歴」という。この「使用履歴」は電極が経たすべての履歴を指す意味で使用し、電解槽の過去の運転履歴に基づく情報が含まれるほか、補修履歴も含まれる意味で使用する。また、ある電解槽の電極を異なる電解槽の電極として再利用した場合の履歴も、使用履歴に含まれうる。
　これにより、電解槽の電極の使用履歴を管理することで、ひいては電極の寿命を適正に評価し、電極をより長く使用することを可能とすることができる。
　本実施形態では、例えば、図３に示すように、装置１００は、電解装置１０と有線又は無線のネットワークＮを介して接続される装置であってもよいし、装置１００と電解装置１０が一つの装置として構成されていてもよい。また、装置１００は、図３に示す機能部の少なくとも一部の処理を、ネットワークＮで接続したサーバなどの他の装置により行う構成としてもよい。
２．１．構成
　図３を参照しつつ、装置１００のハードウェア構成について説明する。装置１００は、例えば、プロセッサ１１０、通信インターフェース１２０、入出力インターフェース１３０、メモリ１４０、ストレージ１５０、及びこれらの構成要素を相互接続するための１つ又は複数の通信バス１６０を含む。
　プロセッサ１１０は、ストレージ１５０に記憶されるプログラムに含まれるコード、又は、命令によって実現する処理、機能、又は、方法を実行する。プロセッサ１１０は、限定でなく例として、１又は複数の中央処理装置（ＣＰＵ）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、マイクロプロセッサ（microprocessor）、プロセッサコア（processor core）、マルチプロセッサ（multiprocessor）、ＡＳＩＣ（Application-Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を含み、集積回路（ＩＣ（Integrated Circuit）チップ、ＬＳＩ（Large Scale Integration））等に形成された論理回路（ハードウェア）や専用回路によって各実施形態に開示されるそれぞれの、処理、機能、又は、方法を実現してもよい。
　通信インターフェース１２０は、ネットワークを介して他の装置と各種データの送受信を行う。当該通信は、有線、無線のいずれで実行されてもよく、互いの通信が実行できるのであれば、どのような通信プロトコルを用いてもよい。例えば、通信インターフェース１２０は、ネットワークアダプタ等のハードウェア、各種の通信用ソフトウェア、又はこれらの組み合わせとして実装される。
　ネットワークは、限定でなく例として、アドホック・ネットワーク（Ad Hoc Network）、イントラネット、エクストラネット、仮想プライベート・ネットワーク（Virtual Private Network：ＶＰＮ）、ローカル・エリア・ネットワーク（Local Area Network：ＬＡＮ）、ワイヤレスＬＡＮ（Wireless LAN：ＷＬＡＮ）、広域ネットワーク（Wide Area Network：ＷＡＮ）、ワイヤレスＷＡＮ（Wireless WAN：ＷＷＡＮ）、大都市圏ネットワーク（Metropolitan Area Network：ＭＡＮ）、インターネットの一部、公衆交換電話網（Public Switched Telephone Network：ＰＳＴＮ）の一部、携帯電話網、ＩＳＤＮｓ（Integrated Service Digital Networks）、無線ＬＡＮｓ、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）、ブルートゥース（Bluetooth（登録商標））、衛星通信等であってよく、これらが組み合わせられてもよい。ネットワークは、１つまたは複数のネットワークを含むことができる。
　入出力インターフェース１３０は、装置１００に対する各種操作を入力する入力装置、および、装置１００で処理された処理結果を出力する出力装置を含む。例えば、入出力インターフェース１３０は、キーボード、マウス、及びタッチパネル等の情報入力装置、及びディスプレイ等の情報出力装置を含む。なお、装置１００は、外付けの入出力インターフェース１３０を接続することで、所定の入力を受け付けてもよい。
　例えば、装置１００は、外付けの入出力インターフェース１３０として、蛍光Ｘ線分析装置、誘導結合プラズマ発光分析装置、Ｘ線回折装置、又はＸ線光電子分光分析装置と、優先又は無線のネットワークＮで接続されていてもよい。これにより、電極の貴金属コーティング残量の実測データを直接かつ簡便に測定することができ、また、測定したデータを装置１００が取得できる。
　メモリ１４０は、ストレージ１５０からロードしたプログラムを一時的に記憶し、プロセッサ１１０に対して作業領域を提供する。メモリ１４０には、プロセッサ１１０がプログラムを実行している間に生成される各種データも一時的に格納される。メモリ１４０は、例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＤＲ　ＲＡＭ又は他のランダムアクセス固体記憶装置などの高速ランダムアクセスメモリであってよく、これらが組み合わせられてもよい。
　ストレージ１５０は、プログラム、各機能部、及び各種データを記憶する。ストレージ１５０は、例えば、１つ又は複数の磁気ディスク記憶装置、光ディスク記憶装置、フラッシュメモリデバイス、又は他の不揮発性固体記憶装置などの不揮発性メモリ等であってよく、これらが組み合わせられてもよい。ストレージ１５０の他の例としては、プロセッサ１１０から遠隔に設置される１つ又は複数の記憶装置を挙げることができる。
　本発明の一実施形態において、ストレージ１５０はプログラム、機能部及びデータ構造、又はそれらのサブセットを格納する。装置１００は、ストレージ１５０に記憶されているプログラムに含まれる命令をプロセッサ１１０が実行することによって、図３に示すように、管理部１５４、学習部１５６、評価部１５７、運転提案部１５８、停止提案部１５９、及び位置変更提案部１６１として機能するように構成されている。
　オペレーティングシステム１５１は、例えば、様々な基本的なシステムサービスを処理するとともにハードウェアを用いてタスクを実行するためのプロシージャを含む。
　ネットワーク通信部１５２は、例えば、装置１００を他のコンピュータに、通信インターフェース１２０、及びインターネット、他の広域ネットワーク、ローカル・エリア・ネットワーク、大都市圏ネットワークなどの１つ又は複数の通信ネットワークを介して接続するために使用される。
２．１．１．電解槽データ
　電解槽データ１５３は、電解槽３０に関する情報や、電解槽３０の運転履歴情報が、電解槽ごとに、格納していてもよい。図４Ａ及び図４Ｂを参照しつつ、ストレージ１５０に記憶される電解槽データ１５３について説明する。
　電解槽３０に関する情報としては、特に限定されないが、例えば、電解槽３０の有する電解セル３１の数や電解装置１０の装置構成などが挙げられる。
　電極の使用履歴情報としては、特に限定されないが、例えば、運転前の電極が有する金属種やそれら金属の担持量についての初期データ、運転途中で電極が有する金属種やそれら金属の担持量について測定した実測データ、修理歴、電解槽の運転履歴情報に基づく情報、及び評価値などが挙げられる。
　初期データは、例えば、電極メーカから取得した情報であってもよい。また、実測データは、蛍光Ｘ線分析装置などの入出力インターフェース１３０から取得したデータであってもよく、電解セルが有する電極の蛍光Ｘ線分析データ、誘導結合プラズマ発光分析データ、Ｘ線回折データ、又はＸ線光電子分光分析データを含んでいてもよい。
　なお、これら分析データから貴金属を定量する方法については、従来公知の方法であれば特に限定されないが、例えば、蛍光Ｘ線分析データから検量線等を用いることで、電極の触媒層における各貴金属のコーティング残量を算出する方法、電極の基材に使用される金属と触媒層に含まれる各貴金属の強度比から電極の触媒層における各貴金属のコーティング残量を算出する方法などが挙げられる。
　なお、電解槽３０が複極式である場合には、初期データや実測データは、電解セル３１毎に記憶されていてもよい。ここで、初期データや実測データには、電解槽３０に含まれる全ての電解セル３１－１～３１－Ｎに関する初期データや実測データが含まれる必要はなく、一部の電解セル３１－Ｎに関する情報が初期データや実測データを含むようにしてもよい。一例として、図４Ａの実測データにおいては、３１－１～３１－１００のすべての電解セルについての実測データは測定されておらず、３１－１セル、３１－５０セル、及び３１－１００セルの実測データが測定され記憶される例を示す。
　また、電解槽３０が複極式である場合には、各電解セルの電解槽３０中の位置に関する情報が含まれていてもよい。各電解セルの電解槽３０中の位置に関する情報としては、特に限定されないが、例えば、端から１個目、２個目・・・などの端からカウントした電解セルの位置などであってもよい。一例として、図４Ａにおいて、実測データで、３１－１セル、３１－５０セル、及び３１－１００セルと記載されることで、電解槽３０中の各電解セルの位置が記憶されるようにしてもよい。これにより、電解槽３０中の位置に応じた電解セル３１－Ｎの状態を具体的に記憶することができる。
　その他、修理歴としては、電解セルの交換や修理の時期、内容などが、電解セルごとに記憶されるようにしてもよい。
　電極の使用履歴情報に含まれる電解槽の運転履歴情報に基づく情報としては、電解槽の総運転時間、総通電量、その他、後述する電解槽の運転履歴情報に記載の情報が含まれていてもよい。
　評価値としては、例えば、電極の触媒層が有する金属量などの触媒能力を評価する金属量評価値や、電極に付着した不純物量など触媒能力の発揮が阻害されている程度を示す不純物評価値などが含まれていてもよい。金属量評価値は貴金属コーティング残量ともいう。これら評価値は、初期データ、実測データ、修理歴、及び電解槽の運転履歴情報の少なくとも１つ以上に基づいて、管理部１５４が算出して、電極の使用履歴情報の一つとして記録することができる。
　このような評価値を用いることにより、電極の状態を具体的に把握することができる。例えば、金属量評価値によれば、電極は金属量の減少により触媒能力が低下しているのか否かを評価することができるし、不純物評価値によれば、電極は不純物の付着などによりその能力が低下しているのか否かを評価することができる。
　例えば、ある電極の金属量評価値が高く不純物評価値が低いような場合には、その電極は金属量は維持されているが不純物が付着しているために十分な性能が発揮されない状態であると評価できる。このような評価をすることで、電極に対して、金属量を増加させるような処置をして寿命を延ばすべきか否か、それとも不純物を除去する処置をして寿命を延ばすべきか否かという点の判断をより適切に下すことができる。
　さらに、ある電極の金属量評価値が低い場合でも、その程度として、金属量の減少の度合いが簡易な処置で回復可能な程度の範囲であるのか、それとも根本的な処置をして回復可能な程度の範囲であるのか、という程度も評価することができる。このような評価をすることで、電極に対して、金属量を増加させるような処置をして寿命を延ばすとしたときに、複数種類ある処置のなかからいずれを選択するのが適切であるかという点の判断をより適切に下すことができる。
　なお、上記判断は、後述する評価部１５７が下してもよい。
　電解槽データ１５３に含まれる電解槽の運転履歴情報としては、特に限定されないが、例えば、電解槽の総運転時間、総通電量、電流密度、運転電圧、電流効率、運転温度、電解液、陽極室及び陰極室に供給される電解液の流量、逆電流に関する情報、停止回数等、またその他、電解装置１０の運転において制御又は観測すべき条件として公知のものが挙げられる。なお、ガス純度とは、陰極又は陽極で生成して得られたガスの純度を言う。
　電解槽３０の運転履歴情報は、経時的に記録されてもよい。図４Ｂに示すように、電流密度、運転電圧、運転温度、及びそのほか経時的に変動し得る条件については、経時的な情報として記憶することができる。電極の貴金属のコーティング残量は、電解装置１０の運転が正常に行われている場合でも、少しずつ減少していくことが分かってきた。そのため、このように経時的な情報として運転履歴情報を記録することで、電極の金属量評価値をより具体的に推定してもよい。
　また、電極には、用いる電解液の不純物量や総運転時間など、その運転条件に応じて不純物が徐々に付着する場合があることが分かってきた。そのため、運転履歴情報を記録することで、電極の不純物評価値をより具体的に推定してもよい。
　さらに、図４Ｂに示すように、このような経時的な運転履歴のデータには、停止期間や、逆電流に関する形跡が含まれていてもよい。ここで、逆電流について説明する。電解セル３１は、電解停止時に電解液供給配管によって形成される漏洩電流回路を介して自己放電反応を生じ得る。自己放電反応は、通電面に流れる電流の向きが、電解時と逆向きであるため、逆電流と呼ばれる。電解セル３１の電極は、逆電流が生じる過程で酸化還元されることで、基材表面にある触媒層が脱落するなどして、貴金属のコーティング残量が極端に影響を受ける場合がある。そのため、このような逆電流に関する情報を運転履歴情報として記録することで、電極の貴金属のコーティング残量の減少挙動をより具体的に推定してもよい。特に、このような逆電流による貴金属のコーティング残量の減少の影響は陰極３５のほうが大きい傾向にある。
　また、上記に加えて又は代えて、電流密度が極端に低下した場合にも逆電流が生じる場合がある。具体的には、正電解の電流と逆電流を比較して、逆電流の方が大きい場合には、逆電流が生じる場合があり得る。経時的な運転履歴のデータには、このような逆電流に関する形跡が含まれていてもよい。
　また、電解槽３０の運転履歴情報における電解液に関する情報としては、その電解液の組成のほか、不純物の種類やその量に関する情報が含まれていてもよい。電解液に不純物が含まれる場合には、電極に不純物が付着することがある。電極に付着した不純物は、電解装置１０の運転にも影響を与え、電極の貴金属のコーティング残量にも影響する。そのため、このように電解液に関する情報を運転履歴情報として記録することで、電極の貴金属のコーティング残量の減少挙動をより具体的に推定してもよい。特に、このような不純物による貴金属のコーティング残量の減少の影響は陽極３３のほうが大きい傾向にある。
２．１．２．管理部
　管理部１５４は、電解槽の運転履歴情報に基づいて、電解セルが有する電極の使用履歴情報を記録する。より具体的には、管理部１５４は、電解装置１０の制御部７０から、電解槽の運転履歴情報を取得すること、取得した運転履歴情報を電解槽データに記録すること、記録した運転履歴情報に基づいて、電解セルが有する電極の使用履歴情報を記録すること、を実行してもよい。なお、装置１００の管理部１５４が電解槽の運転履歴情報を取得する先は、電解装置１０の制御部７０に限られない。
　管理部１５４は、使用履歴情報として、電極の金属量評価値や、電極の不純物評価値をさらに記録してもよい。金属量評価値は、電極の触媒層が有する金属量などの触媒能力を示す値であれば特に制限されず、貴金属のコーティング残量であってもよい。不純物評価値は、電極に付着した不純物量など触媒能力の発揮が阻害されている程度を示す値であれば特に制限されず、不純物の付着量であってもよい。
　なお、管理部１５４は、貴金属のコーティング残量の実測データなどを金属量評価値として記録してもよいし、初期データ、実測データ、修理歴、及び電解槽の運転履歴情報の少なくとも１つ以上に基づいて、金属量評価値を算出し、記録してもよい。以下、金属量の減少傾向について説明した後、金属量評価値を算出する場合の態様の一例について説明する。
２．１．２．１．減少傾向
　管理部１５４が実行する予測処理について説明する前に、貴金属コーティング残量の減少傾向について、図５Ａ～図５Ｅを参照して説明する。
　図５Ａ～図５Ｅは、複極式の電解槽の電解セルごとの電極の残存金属量を表したものであり、縦軸が金属残存量を示し、横軸が複極式の電解槽における電極の位置を示す。図５Ａは、運転前の未使用の電極の残存金属量を１００％として示すグラフであり、図５Ｂは、電解装置１０を所定時間運転したあとの電極の残存金属量を示すグラフであり、図５Ｃは、さらに、図５Ｂで示す状態からさらに電解装置１０を運転したあとの電極の残存金属量を示すグラフである。
　図５Ａ～図５Ｃに示すように、いずれの電解セルにおいても、貴金属コーティング残量は電解装置１０の運転とともに徐々に減少する傾向にある。そのため、どの程度の時間を、どの程度の条件（電圧、電流等）で運転をしたかという運転履歴情報によって、電極の貴金属コーティング残量を推定することが可能である。
　また、図５Ａ～図５Ｃに示すように、複極式電解槽の場合には、電解セルの位置によって貴金属コーティング残量の減少の程度が異なってくることが分かってきた。より具体的には、複極式電解槽の中央に位置する電解セルほど、貴金属コーティング残量がより少なくなる傾向があることが分かってきた。これは、電解装置１０の運転と停止を繰り返した際に、中央に位置する電解セルにおいてより逆電流が生じやすいことに起因する。
　そのため、どの程度の時間を、どの程度の条件（電圧、電流等）で運転をしたかという運転履歴情報に加えて、セルの位置に応じて貴金属コーティング残量の減少度に重みをつけて評価をしてもよい。より具体的には、複極式電解槽の中央に位置する電解セルほど貴金属コーティング残量の減少度が大きくなるように調整して、貴金属コーティング残量を評価してもよい。これにより、複極式電解槽のように多数の電解セルを有する場合でも、それら電解セルの電極の貴金属コーティング残量をまとめて推定することが可能となる。
　なお、電解セルが逆電流の吸収体を有したり、電極が逆電流の吸収層を有する場合には、複極式電解槽の中央に位置する電解セルと、端部に位置する電解セルの貴金属コーティング残量がより緩和されることもある（図５Ｄ）。
　さらに、図５Ｅに示すように、逆電流が顕著に生じた場合には、逆電流が生じた電解セルの貴金属コーティング残量が著しく減少する傾向にある。そのため、運転履歴情報の一つとして逆電流を考慮することにより、電解セルの貴金属コーティング残量を評価することができる。
　また、上記のように修理歴として、電解セルの電極に触媒層を再塗装したり、電極や電解セル自体を交換したりした場合には、その電解セルについては修理や交換がなされた時点を１００％として、その時点からの貴金属コーティング残量の減少度を算出してもよい。これにより、修理歴を有する電解セルについても、貴金属コーティング残量を個別に評価することができる。
　なお、図５Ａ～図５Ｅにおいては、貴金属コーティング残量の減少の程度が分かりやすいように、その減少の程度を顕著に示しているが、本実施形態における貴金属コーティング残量の減少はこれに限定されるものではない。
２．１．２．２．金属量評価値の算出
　管理部１５４が実行する金属量評価値の算出処理は、特に限定されないが、例えば、運転履歴情報に含まれる値を変数として、電極の金属量評価値を算出する式を用いる方法が挙げられる。金属量評価値を算出する式としては、より具体的には、総運転時間や総通電量などの運転した総量を示す値や、運転電圧、運転温度、電流密度、電解液の種類などの定常運転時の条件を示す値を変数としたものが挙げられる。
　そのような式は、運転履歴に関する情報と、該運転履歴を経た複極式電解槽の各電解セルが有する電極の金属量評価値に関する情報と、を含む学習用データに基づく機械学習処理によって生成した学習済みモデルとして得てもよい。言い換えると、管理部１５４は、運転履歴に関する情報と、該運転履歴を経た複極式電解槽の各電解セルが有する電極の金属量評価値に関する情報と、を含む学習用データに基づく機械学習処理によって生成した学習済みモデルを用いて、金属量評価値の予測を行ってもよい。なお、学習用データおよび学習済みモデルの生成については後述する。
　また、図５Ａ～図５Ｅに示すように、複極式電解槽の場合には運転条件が同一でも電解セルの位置に応じて金属量評価値の減少度が異なり得る。そこで、管理部１５４は、電解槽の運転履歴情報と、一部の電解セルが有する電極の金属量評価値を実測したデータと、に基づいて、他の電解セルが有する電極の金属量評価値を予測してもよい。
　より具体的には、図５Ｂの破線の四角で囲うような複極式電解槽の任意の位置の電解セルにおいて実測データを得ておくことで、端部から中央部にかけて金属量評価値がどのような減少カーブを示すかを推定し、推定した現象カーブに基づいて、セルの位置に応じた金属量評価値の減少度の重みを調整してもよい。ここで、現象カーブとは、図５Ｂや図５Ｃに示すように、端部に近いほど金属量評価値が多く、中央部に近いほど金属量評価値が少なくなる傾向を示すカーブのことをいう。
　なお、図５Ｂでは、実測データを取得する電解セルとして、複極式電解槽の端部と中央部に位置する電解セルを破線の四角で囲っており、管理部１５４が考慮する実測データが、電解槽の端部と中央部に位置する電解セルが有する電極の金属量評価値の実測データを含むことを示している。
　これにより、複極式電解槽のように多数の電解セルを有する場合でも、それら電解セルの電極の金属量評価値を、より精度よく、まとめて推定することが可能となる。特に、一部の電解セルの実測データを参照することにより、実測データを有しない他の電解セルが有する電極の金属量評価値の予測精度を向上することができる。
　しかしながら、これに限らず少なくとも任意の２か所の電解セルの実測データがあれば、減少カーブを推定することができる。より具体的には、あらかじめ減少カーブが得られることが分かっていれば、任意の２か所の電解セルの実測データがあれば、その２か所の位置の電解セルが実測した金属量評価値を満たすような減少カーブをフィッティングすることができる。また、図５Ｂでは複数の電解セルをまとめて破線の四角で囲っているが、これに限らず少なくとも１つ電解セルの実測データが２か所あれば、減少カーブをフィッティングすることができる。
　なお、実測データは、電解セルが有する電極の蛍光Ｘ線分析データ、誘導結合プラズマ発光分析データ、Ｘ線回折データ、又はＸ線光電子分光分析データを含んでもよい。なお、実測データは、蛍光Ｘ線分析装置などの入出力インターフェース１３０から取得したデータであってもよく、電解セルが有する電極の蛍光Ｘ線分析データ、誘導結合プラズマ発光分析データ、Ｘ線回折データ、又はＸ線光電子分光分析データを含んでいてもよい。
　管理部１５４は、逆電流に関する情報を含む運転履歴情報に基づいて、陰極の金属量評価値を予測してもよい。これにより、図５Ｅに示すような逆電流が生じることによる陰極における金属量評価値の低下を考慮して、金属量評価値を予測することが可能となる。
　管理部１５４は、電解液の不純物に関する情報を含む運転履歴情報に基づいて、陽極の金属量評価値を予測してもよい。電解液に不純物が含まれる場合には、電極に不純物が付着することがある。電極に付着した不純物は、電解装置１０の運転にも影響を与え、電極の貴金属のコーティング残量にも影響する。特に、このような逆電流による貴金属のコーティング残量の減少の影響は陽極３３のほうが大きい傾向にある。そのため、このように電解液に関する情報を運転履歴情報として記録することで、電極の金属量評価値を予測することが可能となる。
　さらに、管理部１５４は、陽極と陰極それぞれについて、金属量評価値を予測してもよい。上記のように、陽極と陰極では、金属量評価値の減少傾向が一致しない場合もあるが、陽極と陰極それぞれについて、金属量評価値を予測することで、より適切に貴金属量を推定することができる。
　また、管理部１５４が予測する金属量評価値が、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、及び白金からなる群より選ばれる貴金属のコーティング残量を含んでもよい。これら金属は電極の触媒層において主たる活性種として機能するものであるため、このような希少金属の残存量を非侵襲的に評価することは有用である。
２．１．２．３．不純物評価値の算出
　管理部１５４が実行する不純物評価値の算出処理は、特に限定されないが、例えば、運転履歴情報に含まれる値を変数として、電極の不純物評価値を算出する式を用いる方法が挙げられる。不純物評価値を算出する式としては、より具体的には、総運転時間や総通電量などの運転した総量を示す値や、電解液の種類やそれに含まれる不純物の種類や量など運転時に不純物の要因となる値を変数としたものが挙げられる。また、不純物評価値には、不純物による電極の表面被覆率や、不純物の付着厚みと言った指標が含まれてもよい。
　そのような式は、運転履歴に関する情報と、該運転履歴を経た複極式電解槽の各電解セルが有する電極の不純物評価値に関する情報と、を含む学習用データに基づく機械学習処理によって生成した学習済みモデルとして得てもよい。言い換えると、管理部１５４は、運転履歴に関する情報と、該運転履歴を経た複極式電解槽の各電解セルが有する電極の不純物評価値に関する情報と、を含む学習用データに基づく機械学習処理によって生成した学習済みモデルを用いて、不純物評価値の予測を行ってもよい。なお、学習用データおよび学習済みモデルの生成については後述する。
２．１．３．評価部
　評価部１５７は、電極の使用履歴情報に基づいて、電極の将来のパフォーマンスを評価してもよい。また、評価部１５７は、電極の使用履歴情報と、行う予定の補修方法と、に基づいて、補修後の電極の将来のパフォーマンスを評価してもよい。
　図７Ａ～図７Ｄに、評価部１５７が出力する評価内容の一例を表す模式図を示す。図７Ａ～図７Ｄでは、使用開始からの電極のパフォーマンスを実線で示し、評価部１５７が評価する電極の将来のパフォーマンスを破線で示す。図７Ａ～図７Ｄにおける実線は、使用開始から時間がたつにつれて電極のパフォーマンスが徐々に低下していること、及び、途中で所定の補修を受けることで電極のパフォーマンスの低下速度が鈍化していることを示している。ここで、電極のパフォーマンスとは、電解反応の効率であってもよいし、金属量評価値又は不純物評価値に関連する値であってもよい。
　図７Ａ～図７Ｄにおける破線は、評価部１５７が評価した電極の将来のパフォーマンスとして、補修をしない場合、補修Ａをした場合、補修Ｂをした場合を示すものである。
　図７Ａにおける破線で示すように、補修をするかしないかという点で、電極の将来のパフォーマンスに相違が生じ得る。また、その補修内容によっても、電極の将来のパフォーマンスに相違が生じ得る。また、図７Ｂにおける破線で示すように、使用履歴情報によっては、図７Ａで効果に差のあった補修Ａと補修Ｂの効果の差がなくなる評価結果も想定される。さらに、図７Ｃにおける破線で示すように、使用履歴情報によっては、図７Ａで効果に差のあった補修Ｂの効果が補修をしない場合との差がなくなる評価結果も想定される。なお、補修の効果は、図７Ａ～図７Ｃに示すような電極のパフォーマンスの延命に限られず、図７Ｄに示すように、一時的にパフォーマンスを向上する効果を有していてもよい。
　図７Ａ～図７Ｄで示すように、電極の使用履歴情報によっては、補修Ａと補修Ｂで将来のパフォーマンスに与える影響が相違したり、補修をしない場合と補修をした場合で効果の差が減少したりするなどの状態が生じ得る。例えば、ある電極の金属量評価値が高く不純物評価値が低いような場合には、その電極は金属量は維持されているが不純物が付着しているために十分な性能が発揮されない状態であると評価できる。すれば、不純物を除去するような補修Ａは一定の効果があるとしても、金属量を増加させるような補修Ａの効果薄いなどの状況を把握し、より適切な補修内容を選択できる。あるいは、金属量の減少の度合いが簡易な処置（補修Ｂ）で回復可能な程度の範囲であるのか、それとも根本的な処置（補修Ａ）をして回復可能な程度の範囲であるのか、という点を評価することもできる。
　評価部１５７は、金属量評価値及び不純物評価値の一方に基づいて、金属量評価値及び不純物評価値の大小を評価し、その評価結果に基づいて、パフォーマンスを最も延命できる、または一時的に最も向上できる補修内容を出力し、ディスプレイ等に表示することができる。また、同様に各補修内容に基づいた前記電極の将来のパフォーマンスに関する情報も提示し、ディスプレイ等に表示することができる。
　ここで、金属量評価値及び不純物評価値の大小の評価とは、金属量と不純物量とを対比してその大小を評価することを言う。例えば、金属量評価値が大きく不純物評価値が小さい場合には、評価部１５７は、不純物量を低減させる補修内容を特定して、出力してもよい。また、金属量評価値が小さく、不純物評価値が小さい場合には、評価部１５７は、金属量を増加させる補修内容を特定して、出力してもよい。
　また、評価部１５７は、不純物評価値に基づいて、パフォーマンスを最も延命できる、または一時的に最も向上できる補修内容を出力し、ディスプレイ等に表示してもよい。また、同様に各補修内容に基づいた前記電極の将来のパフォーマンスに関する情報も提示し、ディスプレイ等に表示することができる。
　このような補修をした後の将来パフォーマンス（予後）を評価することで、電極の寿命や選択すべき補修内容を適正に評価することが可能となり、ひいては電極をより長く使用することに寄与する。
２．１．４．モデル
　学習部１５６は、運転履歴に関する情報と、該運転履歴を経た電解槽の各電解セルが有する電極の金属量評価値又は不純物評価値に関する情報と、を含む学習用データ１５５に基づいて、機械学習処理を行い、学習済みモデルを得てもよい。このようにして得られる学習済みモデルは、管理部１５４が使用するモデルとなり、運転履歴に関する情報を入力とし、該運転履歴を経た電解槽の各電解セルが有する電極の金属量評価値又は不純物評価値に関する情報を出力とするものであってもよい。
　学習用データ１５５は、例えば、電解槽３０に関する情報、電解槽３０の運転履歴情報、電解槽３０の金属量評価値又は不純物評価値に関する情報が、電解槽ごとに、格納していてもよい。図６を参照しつつ、ストレージ１５０に記憶される学習用データ１５５について説明する。
　学習用データ１５５が記憶する、電解槽３０に関する情報及び電解槽３０の運転履歴情報は、電解槽データ１５３で記載したものと同様とすることができる。
　また、電解槽３０の金属量評価値又は不純物評価値に関する情報としては、電解槽３０の実際の金属量評価値又は不純物評価値に関する情報を記憶することができる。より具体的には、図６のように、電解セルごとの金属量評価値又は不純物評価値の実測データをまとめた情報が挙げられる。
　学習部１５６は、運転履歴に関する情報と、該運転履歴を経た電解槽の各電解セルが有する電極の貴金属コーティング残量に関する情報とを学習用データとし、貴金属コーティング残量に関する情報とを正解ラベルとして機械学習を行ってモデルを構築してもよい。
　その他、学習部１５６は、機械学習モデル以外のモデルを構成してもよい。そのようなモデルとしては、例えば、総運転時間や総通電量などの運転した総量を示す値や、運転電圧、運転温度、電流密度、電解液の種類などの定常運転時の条件を示す値を変数として有するものが挙げられる。このような変数の係数は、学習用データ１５５に基づいて定めてもよい。
　また、学習部１５６は、電極の使用履歴情報と、電極のパフォーマンスに関する情報と、を含む学習用データ１５５に基づいて、機械学習処理を行い、学習済みモデルを得てもよい。このようにして得られる学習済みモデルは、評価部１５７が使用するモデルとなり、運転履歴に関する情報を入力とし、該運転履歴を経た電解槽の各電解セルが有する電極の将来のパフォーマンスに関する情報を出力とするものであってもよい。この際、学習用データ１５５における電極の使用履歴情報が修理歴を含むものである場合には、電極の使用履歴情報と、補修方法と、に基づいて、補修後の電極の将来のパフォーマンスに関する情報を出力とする学習済みモデルを得ることもできる。
２．１．５．運転提案部
　運転提案部１５８は、電解槽３０の運転条件を提案してもよい。具体的には、運転提案部１５８は、使用履歴情報に基づいて、電流効率がより大きくなるようにするための運転条件を提案することができる。
　電解槽３０内では、電解液におけるイオンの移動と、電極面上での電子の授受と、それに伴う物質の生成が起こる。しかし、この電解反応に関与する物質は目的とする物質に限らない。そこで、目的とする物質に関する電流効率がより大きくすることが望まれる。電解槽３０における「電流効率」とは、電解槽において、ある電気量により生成する物質の理論上の最大量に対する、実際に生成した物質の量の比率を言う。
　本実施形態においては、目的とする物質とは、例えば、塩水電解であれば塩素ガスと水素ガスであり、アルカリ水電解であれば、酸素ガスと水素ガスである。電流効率が高いということは、使用した電気量の多くが水素ガス等の目的とする物質の生成に使用されることを意味する。
　電解槽３０の運転条件は、希望する電解反応ができる限り高い電流効率で行われるようにすることが望ましい。そのためには、種々の条件設定を整えることが望ましいが、その一つの観点として、運転提案部１５８は、使用履歴情報に基づいて、電圧条件及び電解液の流量条件を含む運転条件を提案してもよい。なお、運転条件は、これに限定されず、電解液の濃度や温度条件など他の条件を含んでもよい。
　使用履歴情報は金属量評価値を含んでもよい。この時、使用履歴情報は電極における活性種の量を反映する情報となる。また、電圧条件は電極間に流れる電流量を制御する値である。さらに、電解液の流量条件は電極と電子授受をするイオンの存在量や電解液と電極の接触効率を制御する値である。電極における活性種の量が異なれば、他の運転条件の適正値は変わり得る。すなわち、運転提案部１５８は、金属量評価値に基づいて、電解液におけるイオンの移動と電極面上での電子の授受とが、より適切に進行し、電流効率が高くなるような電圧条件及び電解液の流量条件を少なくとも運転条件として提案することができる。
　これにより、一定の運転条件で電解槽３０を運転することに代えて、金属量評価値の変動に応じて電流効率が高くなる運転条件で電解槽３０を運転することができる。その結果、運転提案部１５８が提案する運転条件を、電解槽３０の制御部７０が採用することにより、長期的な観点において電解槽３０の電流効率を高く維持でき、収率をより高くすることができる。
　また、運転提案部１５８が達成する電解槽３０の電流効率の維持は、電解槽３０の長寿命化にも関係する。図１に示すように電解槽３０は巨大な装置であるため、様々な個所で様々なタイミングで、少しずつ補修要因が蓄積する。本実施形態において「補修要因」とは直ちに補修する必要性はないものの隔壁の劣化や金属量評価値の低下等、性能低下につながるような要因を言う。補修要因が一定程度蓄積した際には電解槽３０の運転を停止し、補修を行い運転を再開するということが行われる。しかし、電解槽３０は巨大な装置であり、補修のための停止作業と運転再開作業に時間を要するため、電解槽３０の運転効率を最大化するためには停止回数は少ないほうがよく、また、上記逆電流による金属量評価値への影響の点からも停止回数は少ないほうがよい。
　つまり、補修のために運転を停止する場合には、一回の運転停止でより多くの補修を実行できるようにすることが望ましい。言い換えれば、できる限り補修要因の蓄積を待てるように、電解槽３０を長寿命化して運転することが好ましい。もっとも、補修要因の蓄積を待つといっても、安全性が担保されることは前提である。そして、このような背景においては、運転提案部１５８が達成する電解槽３０の電流効率の維持は、補修要因の蓄積を待てるように、電解槽３０を長寿命化して運転することに寄与する。
２．１．６．停止提案部
　停止提案部１５９は、電解槽３０の停止条件を提案してもよい。具体的には、停止提案部１５９は、使用履歴情報に基づいて、該電極の金属量が減少しにくい停止条件を提案することができる。
　既に述べたように、電解セル３１の電極は、逆電流が生じる過程で酸化還元されることで、基材表面にある触媒層が脱落するなどして、電極の金属量が極端に影響を受ける場合がある。逆電流は、電解停止時に電解液供給配管によって形成される漏洩電流回路を介して自己放電反応によるものである。
　したがって、電解槽３０の停止条件としては、逆電流を小さくし、電極の金属量の減少を抑制することが望ましい。そのためには、一つの観点として、停止提案部１５９は、電解槽３０にかける電圧を突然０Ｖにするのではなく、電圧を徐々に低下させて電解槽３０に流れる電流を徐々に減衰させてから、電解槽３０にかける電圧を０Ｖとする電流の減衰条件を停止条件として提案してもよい。これにより、高電圧から電圧を突然０Ｖにすることに比べて、電圧を徐々に低下してから０Vとするほうが、自己放電反応による逆電流を小さくすることができる。
　また、逆電流が生じる場合には、電解反応とは逆に生成した塩素ガスなどが分解される反応が生じ得る。したがって、逆電流を抑制する他の観点として、停止提案部１５９は、逆電流の反応に関与する塩素ガスなどの生成ガスを陽極室１０と陰極室２０から早く追い出すために、陽極室１０と陰極室２０に供給する電解液の流量の増加条件を停止条件として提案してもよい。陽極室１０と陰極室２０に供給する電解液の流量が多いほど、電極で生じた生成ガスがより下流へと流される。これにより、陽極室１０と陰極室２０において電解液に生成ガスがより多く混在した状態で電圧を０Ｖにした場合と比べて、逆電流を抑制することができる。
　さらに、停止提案部１５９は、金属量評価値等の使用履歴情報に基づいて、上記電流の減衰条件や上記電解液の流量の増加条件を提案できる。具体的には、中央部分において逆電流がより生じやすく、電極の金属量が少ないという点を考慮して、停止提案部１５９は、電極の金属量が少ない部分に合わせて電流の減衰条件を設定してもよい。また、同様に、中央部分において逆電流がより生じやすいという点を考慮して、停止提案部１５９は、電極の金属量が少ない部分に合わせて電解液の流量をより多くするように、上記増加条件を設定してもよい。
　なお、上記では例示として中央部分に逆電流が生じやすいという典型例に基づいて説明した。しかしながら、逆電流は必ずしも中央部分において生じやすい必要はなく、逆電流が生じやすい部分は電解槽３０の仕様によって異なってもよい。停止提案部１５９は、電極の金属量の分布により、逆電流が生じやすい部分を推定可能である。
　以上により、逆電流をより生じにくい停止条件で電解槽３０の運転を停止することができる。その結果、停止提案部１５９が提案する停止条件を、電解槽３０の制御部７０が採用することにより、長期的な観点において電解槽３０の電流効率を高く維持でき、収率をより高くすることができる。
　また、停止提案部１５９が達成する逆電流の抑制は、電解槽３０の長寿命化にも関係する。上述のとおり電解槽３０は巨大な装置であり、図５Ａ～図５Ｃに示すように、複極式電解槽の場合には、電解セル９０の位置による電極の金属量の減少の程度の違いが生じやすい。このような電極の金属量の違いはある程度は許容できるものの、その差が大きくなり、一部の電解セル９０の電極の金属量が所定値以上小さくなった場合には、運転を停止して、その部分についての補修が必要となる。しかし、電極の金属量が所定値以上小さくなった一部の電解セル９０を部分的に補修し、運転を再開したとしても、他の電解セル９０も電極の金属量が相当程度小さくなっている状態のため、またすぐに運転を停止して補修をする必要が生じ得る。このような繰り返しとなれば、停止回数が多くなってしまうため、電解セルの位置による電極の金属量の減少の程度の違いは少ないほうが好ましい。
　このような背景においては、停止提案部１５９が達成する逆電流の抑制は、電解セル９０の位置による電極の金属量の減少の程度をより均一とし、一部の電極だけ補修する状況を回避して、電解槽３０を長寿命化して運転することに寄与する。
　さらに、停止提案部１５９は、電解槽３０の構成の相違に基づいて、停止条件を提案してもよい。電解槽３０は、その規模、電気系統の仕様、電解液の送液の仕様等が各々異なることが想定される。そのため、停止提案部１５９は、それらを考慮した停止条件を提案することにより、逆電流をより効果的に抑制することができる。
２．１．７．位置変更提案部
　電解槽３０が複数の電解セル９０を備える場合には、位置変更提案部１６１は、使用履歴情報に基づいて、貴金属コーティング残量が相対的に高い電解セル９０と貴金属コーティング残量が相対的に低い電解セル９０の、電解槽における位置の変更を提案してもよい。
　具体的には、複極式電解槽の場合には、位置によって電解セル９０の使用履歴情報が異なり得る。このような場合には、上述のとおり、金属量評価値や不純物評価値に応じて一部の電解セル９０を部分的に補修し、運転を再開したとしても、他の電解セル９０も金属量評価値が相当程度小さくなっていたり、不純物評価値が相当程度大きくなっている状態のため、またすぐに運転を停止して補修をする必要が生じ得る。
　金属量評価値が相対的に高かったり、又は、不純物評価値が相対的に低かったりする電解セル９０を、以下、「第１セル」という。また、金属量評価値が相対的に低かったり、又は、不純物評価値が相対的に高かったりする電解セル９０、以下、「第２セル」という。
　ここで、第１セルと第２セルの電解槽における位置を交換すると、第１セルが金属量が減少しやすい、又は、不純物量が増加しやすい位置に配置され、第２セルが金属量が減少しにくい、又は、不純物量が増加しにくい位置に配置される。その配置で再運転をすると、第１セルと第２セルの金属量や不純物量の違いが解消され得る。
　複極式電解槽の場合には、金属量や不純物量が異なる電解セル９０が複数ある。そのため、それらの減少の程度、つまり金属量や不純物量を示す使用履歴情報に基づいて、位置変更提案部１６１が交換する第１セルと第２セルの組み合わせを提案することで、電解槽３０全体として金属量や不純物量の違いを解消し、金属量や不純物量をより均一に保つことができる。
　金属量や不純物量の均一性が維持されることにより、上記停止提案部１５９で述べたように、位置変更提案部１６１は一部の電極だけ補修する状況を回避して、電解槽３０を長寿命化して運転することに寄与する。
２．２．動作処理
　次に、本実施形態に係る装置の動作について説明する。図８は、本実施形態に係る装置が実行する処理の一例を示すシーケンス図である。
　ステップＳ８０１において、装置１００の学習部１５６は、運転履歴に関する情報と、該運転履歴を経た電解槽の各電解セルが有する電極の金属量評価値又は不純物評価値に関する情報と、を含む学習用データ１５５に基づいて、機械学習処理を行い、学習済みモデルを得てもよい。当該モデルは、管理部１５４が金属量評価値又は不純物評価値を算出する際に使用することができる。
　また、ステップＳ８０１において、装置１００の学習部１５６は、運転履歴に関する情報と、電極のパフォーマンスに関する情報に関する情報と、を含む学習用データ１５５に基づいて、機械学習処理を行い、学習済みモデルを得てもよい。
　ステップＳ８０２，Ｓ８０３において、装置１００の管理部１５４は、一又は複数の電解セルを備える電解槽の運転履歴情報を取得して、電極の使用履歴情報を記録する電解槽データ１５３に記憶する。そして、ステップＳ８０４において、装置１００の管理部１５４は、一又は複数の電解セルを備える電解槽の運転履歴情報に基づいて、該電解槽の各電解セルが有する電極の金属量評価値又は不純物評価値を予測する。
　ステップＳ８０５において、装置１００の管理部１５４は、電極の使用履歴情報として、電極の金属量評価値又は不純物評価値の予測結果を電解槽データ１５３に記憶してもよい。また、ステップＳ８０６において、装置１００の評価部１５７は、電極の将来のパフォーマンスを評価してもよい。
　ステップＳ８０７において、装置１００の運転提案部１５８は、使用履歴情報に基づいて、電流効率がより大きくなるようにするための運転条件を提案し、運転条件をディスプレイ等に表示制御してもよい。あるいは、運転提案部１５８は、運転条件を制御部７０に出力してもよい。
　ステップＳ８０８において、装置１００の停止提案部１５９は、使用履歴情報に基づいて、該電極の金属量が減少しにくい前記停止条件を提案し、停止条件をディスプレイ等に表示制御してもよい。あるいは、停止提案部１５９は、停止条件を制御部７０に出力してもよい。
　ステップＳ８０９において、装置１００の位置変更提案部１６１は、使用履歴情報に基づいて、電極の金属量又は不純物量が相対的に高い前記電解セルと電極の金属量又は不純物量が相対的に低い前記電解セルの、前記電解槽における位置の変更を提案し、ディスプレイ等に表示制御してもよい。
　なお、ステップＳ８０７～Ｓ８０９においては、図８において便宜上ステップＳ８０７、Ｓ８０８，Ｓ８０９の順で記載をしているが、これら処理は独立したものであり、Ｓ８０４以降に実行されるのであれば順番に意味はなく、これらは任意に順番を変更し、又は並列に実行することができる。
３．使用態様
　図９Ａ～図９Ｃに、本実施形態の装置の使用態様の一例を示す。まず、図９Ａに示すように、販売元から販売先へ電解槽を備える電解装置１０を販売または貸与する。そして、販売先が電解装置１０を使用すると、装置１００は、ネットワークＮを介して、電解槽の運転履歴情報を取得し、それに基づいて、装置１００の管理部１５４が、電解セルが有する電極の使用履歴情報を記録する（ステップＳ８０２，Ｓ８０３）。
　次いで、図９Ｂに示すように、電解装置１０は販売先から販売元へ回収され、販売元でメンテナンスや補修などが行われる。その際に、販売元は装置１００の評価部１５７の出力した電極の将来のパフォーマンスに基づいて、修理を行ってもよい。修理を行った場合には、装置１００はその補修歴などを受信し、電極の使用履歴情報を記録する。
　そして、図９Ｃに示すように、補修後の電解装置１０は販売元から販売先へ、改めて、販売または貸与されてもよい。この貸与の際に、販売元は装置１００の評価部１５７の出力した電極の将来のパフォーマンスに関する情報を、品質保証情報の一つとして提示してもよい。なお、図９Ａにおける販売先と図９Ｃにおける販売先は異なっていてもよい。
　なお、上述したとおり、本開示は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において様々な変形が可能である。すなわち、上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。例えば、上述した各処理ステップは処理内容に矛盾を生じない範囲で任意に順番を変更し、又は並列に実行することができる。
　本実施形態のプログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供されてもよい。ここで、記憶媒体は、「一時的でない有形の媒体」に、プログラムを記憶可能である。プログラムは、限定でなく例として、ソフトウェアプログラムやコンピュータプログラムを含む。
１…弾性マット、２…イオン交換膜、１０…陽極室、１９…底部、２０…陰極室、２９…隔壁、１１…陽極、２１…陰極、２３…集電体、２４…支持体、３０…電解槽、５１…陽極側ガスケット、９０…電解セル、５００…プレス器、６００…陰極端子、７００…陽極端子、７０…制御部、１００…装置、１１０…プロセッサ、１２０…通信インターフェース、１３０…入出力インターフェース、１４０…メモリ、１５０…ストレージ、１５１…オペレーティングシステム、１５２…ネットワーク通信部、１５３…電解槽データ、１５４…管理部、１５５…学習用データ、１５６…学習部、１５７…評価部、１６０…通信バス

Claims (13)

  1. 　一又は複数の電解セルを備える電解槽の運転履歴情報に基づいて、前記電解セルが有する電極の使用履歴情報を記録する管理部を有する、
    　装置。
  2. 　前記電極の前記使用履歴情報が、電極の補修履歴を含む、
    　請求項１に記載の装置。
  3. 　前記管理部は、前記使用履歴情報として、前記電極の金属量評価値を記録する、
    　請求項１に記載の装置。
  4. 　前記金属量評価値が、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、及び白金からなる群より選ばれる貴金属のコーティング残量を含む、
    　請求項３に記載の装置。
  5. 　前記管理部は、前記電解セルが有する前記電極の、蛍光Ｘ線分析データ、誘導結合プラズマ発光分析データ、Ｘ線回折データ、又はＸ線光電子分光分析データを記録する、
    　請求項１に記載の装置。
  6. 　前記電極の前記使用履歴情報に基づいて、前記電極の将来のパフォーマンスを評価する評価部を有する、
    　請求項１に記載の装置。
  7. 　前記評価部は、前記金属量評価値及び不純物評価値の大小を評価し、評価結果に基づいて、パフォーマンスを最も延命できる、または一時的に最も向上できる補修内容を出力する、
    　請求項６に記載の装置。
  8. 　前記電解槽の運転条件を提案する運転提案部をさらに有し、
    　前記運転提案部は、前記使用履歴情報に基づいて、電流効率がより大きくなるようにするための前記運転条件を提案し、
    　前記運転条件は、電圧条件及び電解液の流量条件を含む、
    　請求項１に記載の装置。
  9. 　前記電解槽の停止条件を提案する停止提案部をさらに有し、
    　前記停止提案部は、前記使用履歴情報に基づいて、電極の金属量が減少しにくい前記停止条件を提案し、
    　前記停止条件は、電流の減衰条件、及び／又は、電解液の流量の増加条件を含む、
    　請求項１に記載の装置。
  10. 　前記電解槽が複数の前記電解セルを備え、
    　前記使用履歴情報に基づいて、前記電極の金属量又は不純物量が相対的に高い前記電解セルと前記電極の金属量又は不純物量が相対的に低い前記電解セルの、前記電解槽における位置の変更を提案する位置変更提案部をさらに有する、
    　請求項１に記載の装置。
  11. 　前記評価部は、前記電極の前記使用履歴情報と、行う予定の補修方法と、に基づいて、補修後の前記電極の将来のパフォーマンスを評価する、
    　請求項６に記載の装置。
  12. 　装置が、
    　一又は複数の電解セルを備える電解槽の運転履歴情報に基づいて、前記電解セルが有する電極の使用履歴情報を記録する処理を実行する、
    　方法。
  13. 　装置に、
    　一又は複数の電解セルを備える電解槽の運転履歴情報に基づいて、前記電解セルが有する電極の使用履歴情報を記録する処理を実行させる、
    　プログラム。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001170642A (ja) * 1999-12-17 2001-06-26 Sanyo Electric Co Ltd 水処理装置
JP2018513276A (ja) * 2015-04-20 2018-05-24 イネオス テクノロジーズ ソシエテ アノニム 電極アセンブリ、電極構造体及び電解槽
CN108728864A (zh) * 2017-04-17 2018-11-02 蓝星(北京)化工机械有限公司 一种电极涂层修复方法
JP6670948B2 (ja) 2016-11-22 2020-03-25 旭化成株式会社 電解用電極
JP2021130859A (ja) * 2020-02-21 2021-09-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 水素製造システム並びにその運転方法
JP2021172867A (ja) 2020-04-28 2021-11-01 旭化成株式会社 水電解用複極式電解槽
CN114351189A (zh) * 2021-10-13 2022-04-15 杭州三耐环保科技股份有限公司 一种电解生产监控方法和系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3406403B2 (ja) * 1994-09-16 2003-05-12 田中貴金属工業株式会社 強酸性水用電極
US6591199B2 (en) * 2000-04-11 2003-07-08 Recherche 2000 Inc. Method and system for acquisition, monitoring, display and diagnosis of operational parameters of electrolyzers
JP2002012996A (ja) * 2000-06-30 2002-01-15 Nippon Mining & Metals Co Ltd 電解製錬における異常電極の自動検出方法
ITMI20101100A1 (it) * 2010-06-17 2011-12-18 Industrie De Nora Spa Sistema per la generazione elettrochimica di ipoclorito
US10465302B2 (en) * 2014-08-07 2019-11-05 Marathon Systems, Inc. Modular gaseous electrolysis apparatus with actively-cooled header module, co-disposed heat exchanger module and gas manifold modules therefor
US11339484B2 (en) 2017-03-13 2022-05-24 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Electrolytic cell and electrolyzer
JP7381008B2 (ja) * 2019-09-20 2023-11-15 Ｅｎｅｏｓ株式会社 水素発生システムの制御方法、および水素発生システム
PL4008806T3 (pl) * 2020-11-30 2025-04-22 Recherche 2000 Inc. Sposoby i układy do wykrywania zanieczyszczeń w ogniwach do elektrolizy

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001170642A (ja) * 1999-12-17 2001-06-26 Sanyo Electric Co Ltd 水処理装置
JP2018513276A (ja) * 2015-04-20 2018-05-24 イネオス テクノロジーズ ソシエテ アノニム 電極アセンブリ、電極構造体及び電解槽
JP6670948B2 (ja) 2016-11-22 2020-03-25 旭化成株式会社 電解用電極
CN108728864A (zh) * 2017-04-17 2018-11-02 蓝星(北京)化工机械有限公司 一种电极涂层修复方法
JP2021130859A (ja) * 2020-02-21 2021-09-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 水素製造システム並びにその運転方法
JP2021172867A (ja) 2020-04-28 2021-11-01 旭化成株式会社 水電解用複極式電解槽
CN114351189A (zh) * 2021-10-13 2022-04-15 杭州三耐环保科技股份有限公司 一种电解生产监控方法和系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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