(57)【要約】【課題】オゾンの生成性能に優れ、耐久性を向上させた電解用電極を提供すること。【解決手段】電極基体１２と、電極基体１２の表面に形成され、貴金属、貴金属を含む合金、貴金属を含む酸化物のうち、少なくとも１種からなる貴金属層１３と、貴金属層１３の表面に形成され、主成分が二酸化珪素であるガラス組成物からなるガラス層１４とから構成されている電解用電極１１であり、ガラス層１４が水と貴金属層１３の接触する面積を小さく酸素生成の電圧を高くし、オゾンを生成させる。また、ガラス層１４として、主成分が二酸化珪素のガラス組成物を用いることにより、ガラス層１４の剥離を防止し、耐久性を向上させる。【選択図】図１
2020012123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極基体と、
前記電極基体の表面に形成され、貴金属、貴金属を含む合金、貴金属を含む酸化物のうち、少なくとも１種からなる貴金属層と、
前記貴金属層の表面に形成され、主成分が二酸化珪素であるガラス組成物からなるガラス層と、から構成される電解用電極。
【請求項２】
前記ガラス層は、前記貴金属層に連通する連通孔を有する請求項１に記載の電解用電極。
【請求項３】
前記貴金属層は、主成分が二酸化珪素であるガラス組成物と、貴金属、貴金属を含む合金、貴金属を含む酸化物のうち、少なくとも１種からなる請求項１に記載の電解用電極。
【請求項４】
前記貴金属層の主成分が二酸化珪素であるガラス組成物は、二酸化珪素の含有量が６０〜９０重量％である請求項１または３のいずれか１項に記載の電解用電極。
【請求項５】
前記貴金属層の主成分が二酸化珪素であるガラス組成物は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含まない組成である請求項１または請求項３または請求項４のいずれか１項に記載の電解用電極。
【請求項６】
前記貴金属層を構成する貴金属、貴金属を含む合金、貴金属を含む酸化物は、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、インジウムの少なくとも１種を含む請求項１または請求項３のいずれか１項に記載の電解用電極。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電解用電極を備えた電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を電気分解し、活性物質を生成する電解用電極に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電解用電極は、導電性基体の表面に貴金属、貴金属を含む合金、貴金属酸化物のいずれかを含む中間層を形成し、さらに、この中間層の表面に酸化触媒作用を有する誘電体を含む層状の表面層を形成するとともに、表面層には、表面層を貫通し中間層に到達する孔を形成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、特許文献１に記載された従来の電解用電極の厚さ方向の概略断面拡大図を示すものである。図４に示すように、電解用電極１を構成する導電性基体２の一方の表面に貴金属、貴金属を含む合金、もしくは貴金属酸化物からなる中間層３が形成され、さらに、中間層３の表面には、タンタル、アルミニウム、チタン、タングステン、ニオブなどのアルコキシド化合物と溶剤の混合物を熱分解して得られる酸化物からなる誘電体材料の表面層４が形成されている。
【０００４】
また、表面層４は、誘電体材料が中間層３の表面に塗布、常温乾燥、２２０℃乾燥、６００〜７００℃の高温焼成の工程を十数回繰り返して行なわれ、層状の構造となるように形成される。これにより、表面層４の厚さ方向には、多数のクラックが発生し、クラックを起点とし、表面層４を貫通して中間層３まで到達する孔５が形成される。
【０００５】
電解用電極１をアノード電極とし、対極としてカソード電極を用いて水を電気分解すると、電解用電極１の側では、水が孔５を通って中間層３に到達する。これにより、孔５と連接する中間層３の表面部分の僅かな面積上で電極反応が起こり、孔５と連接する中間層３の部分の貴金属の電流密度が上昇し、表面層４の孔５周囲の誘電体材料の触媒作用により酸素が酸化されオゾンが生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−９７１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成では、表面層４を形成するために十数回の塗布、乾燥、焼成を繰り返している。このような多層構造になると、表面層４の膜厚が不均一となることや発生したクラックの分岐と結合が複雑な構造となる。このため、クラックを起点とする孔５を安定して形成することが困難となり、オゾンの生成が安定しないという課題を有していた。
【０００８】
また、表面層４の誘電体は、金属アルコキシドを原料とした熱分解によって生成する粒子のみで構成されるが、６００〜７００℃の焼成では、誘電体の粒子同士の結合や誘電体の粒子と中間層３の結合が半焼結状態であるので、中間層３と表面層４、表面層４自体の密着性が弱く、電極反応によって発生する酸素やオゾン等のガスの圧力によって表面層４の剥離が起き易くなり、耐久性が劣るという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、安定したオゾンの生成や耐久性を向上させるとともに、生産性に優れた電解用電極を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記従来の課題を解決するために、本発明の電解用電極は、電極基体の表面に貴金属、貴金属を含む合金、貴金属を含む酸化物の少なくとも１種からなる貴金属層と、貴金属層の表面に主成分が二酸化珪素であるガラス組成物からなるガラス層を順次形成したものである。
【００１１】
これによって、本発明の電解用電極をアノード電極とし、対極のカソード電極との間に電圧、または電流を印加すると、アノード電極である電解用電極は、ガラス層が水と貴金属層との接触を制限するので、電解用電極は、ガラス層のない構成の電極よりも水の電気分解による酸素生成の電圧が高くなる。
【００１２】
酸素生成の電圧がある電圧以上になると、酸素の生成と同時に酸素ラジカル等の活性種が生成され、この活性種と酸素が反応してオゾンが生成される。したがって、オゾンが生成可能な電圧以上となるようにガラス層の膜厚を制御し、オゾン生成量に応じた電圧または電流で水を電気分解することにより、任意の濃度のオゾン水を製造することができる。
【００１３】
また、ガラス層を主成分が二酸化珪素であるガラス組成物で形成することにより、貴金属層との高い接着性を実現することができるので、電極反応によって発生するガスによるガラス層の破壊や剥離が防止される。
【００１４】
また、主成分が二酸化珪素であるガラス組成物からなるガラス層は、耐酸性、耐塩基性に優れているので、電解用電極をアノード電極、あるいは転極操作によってカソード電極として使用してもガラス層成分の溶出が抑制され、オゾンの生成量が安定している。
【００１５】
また、ガラス層は、ガラスペーストのスクリーン印刷法など厚膜形製法で形成されるため、多くとも数回の塗布、焼成の繰り返しだけで所定の膜厚のガラス層を簡単に形成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、安定したオゾンの生成や耐久性を向上させるとともに、生産性に優れた電解用電極を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１における電解用電極の厚さ方向の概略断面拡大図
【図２】同電解用電極を用いた電解装置の概略図
【図３】本発明の実施の形態２における電解用電極の厚さ方向の概略断面拡大図
【図４】従来の電解用電極の厚さ方向の概略断面拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
第１の発明は、電極基体と、前記電極基体の表面に形成され、貴金属、貴金属を含む合金、貴金属を含む酸化物のうち、少なくとも１種からなる貴金属層と、前記貴金属層の表面に形成され、主成分が二酸化珪素であるガラス組成物からなるガラス層とからなる電解電極である。
【００１９】
これにより、第１の発明の電解用電極をアノード電極とし、カソード電極との間に電圧または電流を印加した場合、アノード電極はガラス層が水と貴金属層との接触を制限し、水と貴金属層の接触面積を小さくするので、アノード電極は、ガラス層のない構成よりも水の電気分解による酸素生成の電圧が高くなる。
【００２０】
この酸素生成の電圧がある電圧以上になると、酸素の生成と同時に酸素ラジカル等の活性種が生成され、この活性種と酸素が反応してオゾンを生成させることができる。したがって、オゾンが生成可能な電圧以上となるように貴金属層への水の浸透を制限するガラス層を形成し、オゾン生成量に応じた電圧あるいは電流で電気分解することによって任意の濃度のオゾン水を製造することができる。
【００２１】
また、ガラス層を主成分が二酸化珪素であるガラス組成物で形成することによって、ガラス層と貴金属層との接着性を向上させることができる。したがって、電気分解によって発生する酸素などのガスによるガラス層の破壊やガラス層の剥離が防止されるため、水と貴金属層との接触面積が一定に保つことができ、長期にわたり初期のオゾン生成性能を発揮させることができる。
【００２２】
また、主成分が二酸化珪素であるガラス組成物からなるガラス層は、耐酸性、耐塩基性に優れているので、電解用電極をアノード電極、あるいは転極操作によってカソード電極として使用してもガラス層成分の溶出が抑制されるため、膜厚の低下が防止され、オゾンの生成量が常に安定するとともに、耐久性を向上させることができる。
【００２３】
また、ガラス層はガラスペーストのスクリーン印刷法など簡単な工法で厚膜を形成することができる。したがって、多くとも数回の塗布、焼成の繰り返しだけで所定の膜厚のガラス層を形成することができるので、製造工程の簡素化、工数削減による低コスト化が可能となり、生産性に優れた電解用電極を提供することができる。
【００２４】
第２の発明は、特に、第１の発明において、ガラス層に貴金属層と連通する連通孔を有する構成としている。
【００２５】
これにより、電気分解される水が貴金属層に到達しやすくなり、水と貴金属層との接触面積を大きくすることができるので、オゾンが生成する電圧領域が狭くなる欠点があるものの、貴金属層での電極反応による電流密度を小さくすることができ、電解用電極としての耐久性をさらに向上させることができる。
【００２６】
この連通孔は、ガラス層の塗布、焼成によって発現するガラス層のピンホールであり、ピンホールは、膜厚に応じて安定して形成することができる。
【００２７】
第３の発明は、特に、第１の発明において、貴金属層を主成分が二酸化珪素であるガラス組成物と、貴金属、貴金属を含む合金、貴金属を含む酸化物のうち、少なくとも１種で形成している。
【００２８】
これにより、水がガラス層を浸透し、貴金属層表面で水が電気分解されても、貴金属層がガラス層と同じ組成のガラス組成物を用いているので、ガラス層と貴金属層の接着性をさらに向上させることができ、電極反応によって発生するガスによるガラス層の破壊や剥離が防止されるとともに、ガラス層成分の溶出が抑制されることにより、オゾンの生成量が常に安定して得られ、電解用電極としての耐久性を向上させることができる。
【００２９】
第４の発明は、特に、第１の発明または第３の主成分が二酸化珪素であるガラス組成物の二酸化珪素の含有量を６０〜９０重量％としたものである。
【００３０】
これにより、強酸性環境、強塩基性環境の水に浸漬されてもガラスに含まれる二酸化珪素が耐酸、耐塩基性に優れているので、ガラス組成物の溶出が防止され、電解用電極としての耐久性を向上させることができる。
【００３１】
第５の発明は、特に、第１の発明、または第３の発明、または第４の発明の主成分が二酸化珪素であるガラス組成物に、アルカリ金属、アルカリ土類金属を含まない組成としたものである。
【００３２】
これにより、水に浸漬された状態で放置されても水に溶解し易いアルカリ金属、アルカリ土類金属の溶出が原因で起こるガラス層、または貴金属層の多孔質化を防止することができるので、長期にわたり初期のオゾン生成性能を維持することができる。
【００３３】
第６の発明は、特に、第１の発明、または第３の発明の貴金属層を構成する貴金属、貴金属を含む合金、貴金属を含む酸化物が、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、インジウムの少なくとも１種からなるものである。
【００３４】
これにより、水の電気分解性能を高くすることができるので、オゾンの生成量を多くすることができるとともに、化学的に安定した材料であるので、耐久性を向上させることができる。
【００３５】
第７の発明は、特に、第１から第６の発明のいずれかの発明の電解用電極を備えた電気機器である。
【００３６】
これにより、耐久性に優れ、安定したオゾンを生成することのできる電解用電極を有する電解装置を備えた電気機器を提供することができる。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における電解用電極の厚さ方向の概略断面拡大図である。
【００３９】
図１において、電解用電極１１は、電極基体１２の一方の表面に、貴金属層１３が形成される。貴金属層１３は、貴金属、貴金属を含む合金、貴金属を含む酸化物のうち、少なくとも１種からなる。さらに、貴金属層１３の表面には、ガラス層１４が形成される。ガラス層１４は、主成分が二酸化珪素であるガラス組成物からなる。電解用電極１１は、電極基体１２と、貴金属層１３と、ガラス層１４とから構成される。
【００４０】
電極基体１２は、例えばチタン、ニオブ、タンタル、ステンレスなどの金属が適用可能であるが、耐食性、機械的強度、加工性、コストなどの点から実用的にはチタンが適している。
【００４１】
貴金属層１３は、貴金属、貴金属を含む合金、貴金属を含む酸化物のうち、少なくとも１種が用いられる。貴金属層１３として白金を用いた場合の製法としては、出発原料として塩化白金酸をチタン基板の表面に塗布し、乾燥、焼成の熱分解処理によって白金粒子の層を形成する焼成法、白金をチタン基板に電気めっきして、白金粒子の層を形成する電気めっき法などがあるが、特に限定されるものではなく、市販されている電極材料を採用してもよい。
【００４２】
ガラス層１４は、主成分が二酸化珪素のガラスフリット、樹脂、溶剤を混合して作製したガラスペーストを電極基体１２に塗布し、焼成することによって形成される。また、ガラス層１４には、焼成した際に、ガラス層１４を貫通するピンホールが発生する。このピンホールがガラス層１４に形成された連通孔１５である。
【００４３】
ガラス層１４を形成する方法としては、スプレー塗装、刷毛やヘラ塗り、ロールコーター、スピンコーター、スクリーン印刷が挙げられ、限定されるものではない。また、スパッタリング、ＣＶＤによる製法も採用することができる。
【００４４】
図２は、本実施の形態の電解用電極１１を用いた流通式の電解装置の一例を示す概略図である。
【００４５】
図２において、電解装置１６は、筐体１９と、筐体１９の内部に取り付けられたアノード電極としての電解用電極１１と、カソード電極である対極２０と、電解用電極１１及び対極２０に通電するための直流電源２１とを備えている。
【００４６】
筐体１９には、水の流入口１７と、電解された水の流出口１８が設けられ、水が電解用電極１１と対極２０の間を流れる流路を設けている。
【００４７】
電解用電極１１は、貴金属層１３とガラス層１４を形成した面が対極２０と対向するように配置される。
【００４８】
次に、図２に示す電解装置１６の動作とオゾン発生について説明する。
【００４９】
電解装置１６の一端に設けられた流入口１７に水が所定の流量で供給される。水は、電解用電極１１と対極２０に接触しながら、両極の間に形成される流路を流れ、流出口１８から排出される。電解用電極１１と対極２０の間の流路が水で満たされると、直流電源２１から電解用電極１１をアノード極、対極２０をカソード極として電圧、もしくは電流が印加され、水を電気分解する。
【００５０】
水の電気分解処理により、アノード極である電解用電極１１では、酸素が発生し、カソード極である対極２０では、水素が発生する。
【００５１】
本実施の形態では、電解用電極１１の水と接触する最表層には、ガラス層１４を形成している。
【００５２】
本実施の形態のガラス層１４は、導電性を有さないため、直流電源２１から電圧、もしくは電流が印加されても、ガラス層１４の表面では、水の電気分解反応が生じない。
【００５３】
しかしながら、ガラス層１４には、ピンホールにより連通孔１５が形成されており、水は、連通孔１５を通り、電極基体１２の表面に形成されている導電性の貴金属層１３に到達する。貴金属層１３の到達した水は、貴金属層１３の表面で電気分解される。
【００５４】
貴金属層１３に到達した水が貴金属層１３と接触する面積は、貴金属層１３の面積に比べ極めて小さいため、水と貴金属層１３が接触する部分に電極反応によって流れる電流が集中（電流密度が高い）する。その結果、電解用電極１１に印加される電圧が高くなり、酸素発生の電圧が高くなる（過電圧が高くなる）。酸素生成の電圧が所定の電圧以上になると、酸素の生成と同時に酸素ラジカル等の活性種が生成され、活性種と酸素が反応してオゾンが生成される。
【００５５】
したがって、オゾンが生成する電圧以上で酸素生成の電極反応が起こるように、ガラス層１４に形成する連通孔１５の数（量）を制御することによって、所定の濃度のオゾン水を得ることができる。
【００５６】
ガラス層１４に形成する連通孔１５の多孔性は、ガラス層１４の膜厚で制御することができる。すなわち、膜厚が薄いと、ピンホールが多くなるため、連通孔１５が多くなり、酸素発生の電圧が低くなる。一方、膜厚が厚いと、ピンホールが少なくなるため、連通孔１５も少なくなり、酸素発生の電圧が高くなる。
【００５７】
酸素発生の電圧が低くなると、酸素は生成するが、活性種の生成量が少なくなるため、オゾンの生成量が少なくなるという欠点を有する。酸素発生の電圧が高くなると、オゾン生成量は増加するが、電解装置としての印加電圧が高くなり、電源回路が複雑になるとともに、消費電力が大きくなる欠点を有する。実用的な印加電圧とオゾン生成量の両立させるために、ガラス層１４の膜厚は、５〜１５μｍが適している。
【００５８】
前述のように、ガラス層１４の連通孔１５は、ガラスペーストを塗布し、焼成することによって発生するピンホールで構成される。ガラス層１４は、他の無化合物粒子を含まないガラス組成物のみで構成されため、ピンホールの数は、同じ膜厚で発生すると、安定する。したがって、ガラス層１４の膜厚を規制することにより、連通孔１５の多孔性は、安定したものが得られ、オゾン生成性能も安定化させることができる。
【００５９】
本実施の形態のガラス層１４は、貴金属層１３との接着性に優れ、かつガラス成分が貴金属層１３の孔を介して電極基体１２とも接着させることができる。これにより、水の電気分解によって発生する酸素などのガスの圧力によるガラス層１４の破壊や剥離を防止することができる。また、ガラス層１４と貴金属層１３の界面、貴金属層１３と電極基体１２の界面おける水の浸食による層間剥離を防止することができる。その結果、水と貴金属層１３が接触する面積を安定して維持することができるので、電解用電極１１は、長期にわたり初期のオゾン生成性能を実現することができる。
【００６０】
電解用電極１１は、目的とするオゾンを生成させるために、アノード電極として用いられる。アノード電極側では、酸素発生の電極反応が起こるため、電解用電極１１を構成するガラス層１４、貴金属層１３は、ｐＨの低い強酸酸性環境に曝される。
【００６１】
一方、カソード電極の電極表面は、水に含まれるカルシウムイオンなどの金属イオンが還元され、スケール成分として付着する。そのため、アノード電極とカソード電極を反転し、スケールを除去するという操作（転極）が行われる。転極の際には、電解用電極１１がカソード電極となるため、電解用電極１１表面は、ｐＨの高い強塩基性環境となる。
【００６２】
本実施の形態の電解用電極１１は、ガラス層１４の主成分が二酸化珪素であるガラス組成物を用いている。二酸化珪素のガラスは、耐酸性、耐塩基性に優れているので、両者の環境下でもガラス層１４の成分の溶出が抑制され、ガラス層１４の剥離や溶解を防止することができ、長期にわたり、安定したオゾン生成性能を維持することができる。
【００６３】
ガラス層１４中の二酸化珪素の含有量は、６０重量％以下になると、他のガラス成分の溶出が多くなり、ガラス層の溶解が生じる。また、６０重量％以上では、ガラス層の溶出は防止されるが、二酸化珪素の含有量が多くなると、焼成温度が高くなり、電極基体１２の酸化変変形が発生する。耐酸性、耐塩基性を両立するためには、適正なガラス層１４の二酸化珪素の含有量は、６０〜９０重量％が好ましい。
【００６４】
ガラス層１４は、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属の化合物を含まない組成のガラスとすることが好ましい。アルカリ金属、アルカリ土類金属の化合物を含有したガラス層は、長期間水中に浸漬されると、アルカリ金属、アルカリ土類金属が徐々に溶出し、多孔質化する。ガラス層１４が多孔質化すると、水と貴金属層１３が接触する面積が増加し、酸素生成の電圧が低下し、オゾン生成性能が低下する。
【００６５】
本実施の形態のガラス層１４は、アルカリ金属、アルカリ土類金属の化合物を含まないガラスからなる主成分が二酸化珪素であるガラス組成物から構成される。このガラス層１４は、ガラス成分の溶出を抑制することができるため、電解用電極１１が水に浸漬された状態で長期間放置されても、ガラス層１４の多孔質化を防止することができ、長期にわたり初期のオゾン生成性能を維持することができる。
【００６６】
貴金属層１３は、水を電解分解させるための電極反応を高める材料が好ましい。電極反応を活性化させる材料は、貴金属を含む材料が挙げられるが、中でも、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、インジウムの貴金属、これら貴金属を含む合金、貴金属を含む酸化物が好ましい。
【００６７】
これにより、水の電気分解性能を高くできるので、オゾンの生成量を多くすることができる。また、化学的に安定した材料のため、耐久性を向上させることができる。
【００６８】
本実施の形態のガラス層１４は、従来の電解用電極のように、十数回以上の塗り重ねを必要とせず、多くとも数回の塗布、焼成の繰り返しで所定の膜厚を得ることができる。これにより、製造工程の簡素化、製造工数の削減による低コスト化が可能となり、生産性に優れた電解用電極１１を提供することができる。
【００６９】
また、本実施の形態では、電極基体１２として金属材料を挙げているが、セラミックなどの誘電体の基板でもよい。セラミック基板を電極基体１２として用いる場合は、電源に電気的に接続される電解用電極の端子部を、貴金属層１３と同じように導電性の被膜を設けることにより電解用電極１１を実現することができる。
【００７０】
（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態おける電解用電極の厚さ方向の概略断面拡大図である。実施の形態１と異なる点は、貴金属層の構成材料にある。なお、実施の形態１と同じ構成材料には、同じ符号を付けて説明を省略する。
【００７１】
電解用電極２２は、電極基体１２の一方の表面に貴金属層２３が形成され、貴金属層２３の表面には、主成分が二酸化珪素であるガラス層１４が形成される。
【００７２】
貴金属層２３は、貴金属、貴金属を含む合金、もしくは貴金属酸化物と、主成分が二酸化珪素であるガラス組成物からなる。ガラス層１４は、主成分が二酸化珪素であり、ガラス層１４には、貴金属層２３と連通する連通孔１５が形成されている。
【００７３】
なお、電極基体１２、ガラス層１４は、実施の形態１と同様の材料を用いることができる。
【００７４】
本実施の形態２の貴金属層２３は、主成分が二酸化珪素であるガラス組成物２４に、貴金属、貴金属を含む合金、貴金属を含む酸化物のうち、少なくとも１種の貴金属粒子２５を分散させた状態で構成している。
【００７５】
具体的には、貴金属層２３は、貴金属粒子２５と主成分が二酸化珪素であるガラスフリットと樹脂と溶剤を混合した導電性ペーストを作製し、これを電極基体１２に塗布し、焼成することにより形成している。
【００７６】
このように作製した電解用電極２２は、電解される水がガラス層１４の連通孔１５を通り、水が貴金属層２３の表面で電気分解される。貴金属層２３は、ガラス層１４と同じ組
成のガラス組成物を用いているので、ガラス層１４と貴金属層２３の接着性をさらに向上させることができ、電極反応によって発生するガスによるガラス層１４の破壊や剥離が防止される。
【００７７】
また、本実施の形態の貴金属層２３は、主成分が二酸化珪素であるガラス組成物を含んでいるので、電極基体１２との接着性を向上させることができ、ガラス層１４と貴金属層２３のみならず、貴金属層２３と電極基体１２の界面おける水の浸食による層間剥離を防止することができる。その結果、水と貴金属層１３が接触する面積を安定して維持することができるので、電解用電極２２は、長期にわたり初期のオゾン生成性能を実現することができる。
【実施例】
【００７８】
次に、第１の実施の形態、第２の実施の形態における電解用電極１１、２２の効果を確認するため、図２で示した電解装置１６を用い、耐久性を評価した。
【００７９】
電解用電極の有効電極面積を９ｃｍ２、電流密度を２０ｍＡ／ｃｍ２、通水する水の流量を９０ｍｌ／分とし、電解用電極１１、２２をアノード電極として３０分、カソード電極として３０分（転極）の運転動作の繰り返し試験を実施した。このとき、対極となる電極は、市販の白金電極を用いている。
【００８０】
比較として、実施の形態１のガラス層１４として、ビスマス系ガラスを用いたもの、従来例の誘電体層を用いたものについても同様な試験を実施した。
【００８１】
表１にその結果を示す。
【００８２】
【表１】
2020012123.tif 000003
【００８３】
第１の実施の形態、第２の実施の形態による電解用電極１１、２２は、従来例の電解用電極よりも高いオゾン生成性能を示し、本実施の形態の効果が確認された。
【００８４】
また、第１の実施の形態のガラス層１４の主成分を、二酸化珪素であるガラス組成物に替えて、ビスマス系ガラス組成物とした電解用電極は、貴金属層１３、ガラス層ともに溶解、剥離し、オゾンの生成能力はなくなっていた。
【００８５】
以上のように、本発明の電解用電極は、耐久性に優れていることが実証された。
【００８６】
なお、本発明の第１の実施の形態、および第２の実施の形態におけるガラス層１４は、酸素生成の電圧を高くすることにより、オゾンが生成する。オゾンが生成する酸素生成の電圧を明確にするため、電解質として０．１Ｍｏｌ濃度の硫酸ナトリウム、参照電極としてＡｇ／ＡｇＣｌ電極、対極として白金、作用極として本実施の形態の電解用電極１１、２２を用い、ポテンショスタット測定器によって電流−電圧特性を評価した。
【００８７】
その結果、電解用電極１１、２２の電圧は、１．６〜３Ｖ（参照電極の電位に対して）の範囲がオゾン生成に好適であることがわかった。１．６Ｖ未満では、オゾンの生成量が少なく、３Ｖより高いと、オゾンの生成によって流れる電流が大きくなり、貴金属層１３に含まれる貴金属が溶出して耐久性が低下する。
【００８８】
なお、本実施の形態のガラス層１４は、従来例のように貴金属層１３、２３に到達するクラックは発生しておらず、従来技術のようにクラックを水の流通路とするものではない。
【００８９】
また、ガラス層１４に用いられるガラス組成物は、酸素を酸化し、オゾンを生成させる触媒効果もないと判断する。
【００９０】
以上のように、本発明の第１の実施の形態、および第２の実施の形態における電解用電極は、ガラス層によってオゾンが生成する電圧を制御することができるので、任意の濃度のオゾン水を製造することができる。また、ガラス層と貴金属層の接着性が高く、ガラス層の剥離が防止されるため、耐久性に優れ、長期にわたり安定したオゾン濃度の水を得ることができる。また、ガラス層は、簡単な工程で容易に形成できるので、生産性に優れている。
【００９１】
さらに、本発明の第１の実施の形態、または、第２の実施の形態における電解用電極を有する電解装置を備えた電気機器を提供することで、この電解用電極を有する電解装置が生成するオゾンにより、水や食品の除菌、臭気成分の分解による室内の脱臭、風呂水の浄化、浴槽の汚染防止などが実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
以上のように、本発明にかかる電解用電極は、安定したオゾンの生成や耐久性を向上させるとともに、生産性に優れているので、オゾンによる水や食品の除菌、臭気成分の分解による室内の脱臭、風呂水の浄化、浴槽の汚染防止などの機能を有する電解装置を備えた電気機器に適用できる。
【符号の説明】
【００９３】
１１、２２  電解用電極
１２  電極基体
１３、２３  貴金属層
１４  ガラス層
１５  連通孔
２４  ガラス組成物
２５  貴金属粒子
【図１】
2020012123.tif 000004
【図２】
2020012123.tif 000005
【図３】
2020012123.tif 000006
【図４】
2020012123.tif 000007