[发明专利]电极和电解装置

说明书

技术领域

这里描述的实施方式涉及电极和具备该电极的电解装置。

背景技术

近年来，提供了将水电解而生成具有各种功能的电解水、例如碱离子水、臭氧水或次氯酸水等的电解装置。作为电解装置，已知有具有1室型、2室型、或3室型的电解槽(电解池)的电解装置。例如，3室型的电解槽内通过阳离子交换膜和阴离子交换膜而分隔成中间室、位于该中间室的两侧的阳极室和阴极室这3室。在阳极室和阴极室中分别配置有阳极和阴极。

例如，作为一般的电解用的阳极，使用以钛、钽、铬、铝或其合金等金属作为基材、并将基材表面以铂等贵金属或氧化铱、氧化钌等氧化物催化剂层被覆而得到的电极。

在具有这样的3室型的电解槽的电解装置中，例如，在中间室中流动盐水，在阳极室和阴极室中分别流通水。通过将中间室的盐水用阴极和阳极进行电解，从而由在阳极处产生的氯气生成次氯酸水，同时在阴极室中生成氢氧化钠水。生成的次氯酸水作为杀菌消毒水被充分利用，氢氧化钠水作为洗涤水被充分利用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-198562号公报

专利文献2：日本特开平05-148676号公报

发明内容

发明所要解决的问题

已知在上述那样的电解装置中，若电极长时间进行电解反应则电极表面的劣化进展，变得无法维持最初的电解性能。因长时间的运转而产生的催化剂层的溶出、催化剂层的剥离成为劣化的原因。劣化速度依赖于电压施加时的电极的电流密度、电解槽温度、催化剂量。

实施方式的课题在于提供经过长期而能够维持电解性能且具有高耐久性的电极和具备该电极的电解装置。

用于解决问题的手段

根据实施方式，电解装置具备具有设置有阳极的阳极室和设置有与上述阳极相对的阴极的阴极室的电解槽，上述阳极和阴极中的至少一者具有担载有催化剂的第1表面，上述阳极和阴极中的上述至少一者具有在电压施加时产生的电流密度的分布，上述第1表面中的催化剂的催化剂量具有与上述电流密度的分布相应的分布。

附图说明

图1是概略地表示第1实施方式所述的电解水生成装置的框图。

图2是表示上述电解水生成装置的电极单元的分解立体图。

图3是概略地表示上述电极单元的电极的侧面图。

图4是概略地表示较高地设定电解槽的中间室的水压时的电极的变形状态的电解槽的截面图。

图5是概略地表示较低地设定电解槽的中间室的水压时的电极的变形状态的电解槽的截面图。

图6是表示在第1实施方式所述的电解水生成装置中将电极的催化剂量、电解槽的各室的水压进行各种变更而测定电极的寿命的结果的图。

图7是概略地表示第2实施方式所述的电解水生成装置的截面图。

图8是表示第2实施方式所述的电解水生成装置的电极单元的分解立体图。

具体实施方式

以下，参照附图对各种实施方式进行说明。另外，对实施方式中共同的构成标注相同的符号，并省略重复的说明。此外，各图是实施方式和促进其理解的示意图，其形状或尺寸、比例等与实际的装置有不同的地方，但它们可以通过参考以下的说明和公知的技术来适当地进行设计变更。

(第1实施方式)

图1是概略地表示第1实施方式所述的电解水生成装置的构成的图。作为电解装置的一个例子的电解水生成装置10具备所谓的3室型的电解槽11。电解槽11形成为扁平的矩形箱状，其内部通过第1隔膜16a和第2隔膜16b而分隔成中间室15a、位于中间室15a的两侧的阳极室15b和阴极室15c这3室。即，电解室通过第1隔膜16a而分隔成阳极室15b和中间室15a，通过第2隔膜16b而分隔成中间室15a和阴极室15c。第1隔膜16a和第2隔膜16b空出间隔而彼此大致平行地相对。在阳极室15b内设置有阳极(第1电极)18，与第1隔膜16a相对。在阴极室15c内设置有阴极(第2电极)20，与第2隔膜16b相对。阳极18和阴极20形成为大致相等大小的矩形板状，夹持着第1、第2隔膜和中间室15a而彼此相对。

另外，第1和第2隔膜16a、16b、以及阳极18和阴极20其外周缘部各自被固定、支撑于电解槽11上。

电解水生成装置10具备对电解槽11的中间室15a供给电解液例如饱和盐水的电解液供给部31、对阳极室15b和阴极室15c供给被电解水例如水的给水部32、和对阳极18和阴极20分别施加正电压和负电压的电源33。