[发明专利]电解用电极及电解组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业用或民用电解过程中所用的电解用电极。

背景技术

一般来说，臭氧是氧化力非常强的物质，溶解有臭氧的水、也就是所谓臭氧水被期待用于上下水道、食品等或半导体设备制造过程等的清洗处理等广泛的清洗杀菌处理中。作为生成臭氧水的方法，已知有将通过紫外线照射或放电生成的臭氧溶解于水中的方法、利用水的电解在水中生成臭氧的方法等。

专利文献1中，公开了如下的臭氧水生成装置，即，具备利用紫外线灯生成臭氧气体的臭氧生成机构和贮存水的罐，通过将所生成的臭氧气体向罐内的水供给而生成臭氧水。另外，专利文献2中，公开了如下的臭氧水生成装置，即，所述装置中为了将臭氧气体有效地溶解于水中，利用混合泵将由放电方式的臭氧气体生成装置生成的臭氧气体与水以规定的比例混合。

但是，在如上所述地利用紫外线灯或放电方式来生成臭氧气体并将该臭氧气体溶解于水中生成臭氧水的方法中，需要臭氧气体生成装置或用于将臭氧气体溶解于水中的操作等，装置容易复杂化，另外由于是将所生成的臭氧气体溶解于水中的方法，因此存在难以高效率地生成所需的浓度的臭氧水的问题。

专利文献3中，作为用于解决如上所述的问题的方法，公开了利用水的电解在水中生成臭氧的方法。该方法中，使用具有由多孔体或网状体制成的电极基材和含有铂族元素的氧化物等的电极催化剂的臭氧生成用电极。

另外，专利文献4中，公开了通过将作为电解质溶液的模拟自来水利用由氧化钽等电介质构成了表面层的电解用电极进行电解处理，来生成臭氧的做法。

专利文献1  特开平11-77060号公报

专利文献2  特开平11-333475号公报

专利文献3  特开2002-80986号公报

专利文献4  特开2007-016303号公报

但是，如上所述在，公开于专利文献3中的方法中，由于作为电极物质使用金刚石，因此存在装置本身的成本升高的问题。

另外，在该专利文献3中所示的利用水的电解进行的臭氧水的生成方法中，铂族元素为标准的阳极材料，具有在不含有有机物的水系溶液中基本上不溶解的特征，而作为臭氧生成用电极来说臭氧生成效率很低，难以进行高效率的利用电解法的臭氧水生成。另外，在利用使用了此种以往的臭氧生成用电极的电解法进行的臭氧水的生成中，在用于生成臭氧的电解中，需要1A/cm²以上的高电流密度，或需要将电解质设为低温，从而存在消耗非常多的能量的问题。另外，铂很昂贵，而且在使用二氧化铅的情况下，则存在有毒的问题。

另外，如上所述，即使是在使用了专利文献4中所示的电解用电极的情况下，虽然可以生成臭氧，但是期望能进一步提高臭氧生成电流效率。

发明内容

所以，本发明是为了解决以往的技术问题而完成的，提供一种可以通过低电流密度下的水的电解来高效率地生成臭氧的电解用电极。

本发明的电解用电极是具备基体、在该基体的表面形成的表面层的电极，其特征是，表面层是无定形的绝缘体。

技术方案2的发明的电解用电极在上述发明中具有如下特征，即，绝缘体是单一金属的氧化物或复合金属氧化物。

技术方案3的发明的电解用电极在上述各发明中具有如下特征，即，绝缘体是氧化钽或氧化钨。

技术方案4的发明的电解用电极在上述技术方案1或技术方案2的发明中具有如下特征，即，绝缘体是氧化铝。

技术方案5的发明的电解用电极在上述各发明中具有如下特征，即，表面层的厚度在20nm以上2000nm以下。

技术方案6的发明的电解用电极在上述技术方案1至技术方案5的发明中具有如下特征，即，在基体上，在表面层的内侧位置，在基体的表面以难氧化性的金属形成有中间层。

技术方案7的发明的电解组件的特征是，利用上述各技术方案1至技术方案6中所述的电解用电极构成具有透水性的阳极，该阳极和具有透水性的阴极被配置于阳离子交换膜的两面。

根据本发明，在具备基体、在该基体的表面形成的表面层的电解用电极中，由于表面层是无定形的绝缘体，因此可以利用将该电极作为阳极使用的低电流密度下的电解质溶液的电解，有效地生成臭氧。

特别是由于没有像以往那样将电解质溶液的温度设为相当低的温度，并且不需要高电流密度，因此可以实现臭氧生成中所需的耗电量的降低。