(57)【要約】【課題】耐久性及び電解処理の効率にそれぞれ優れた電解用電極及び電解用電極の製造方法を提供する。【解決手段】  電解用電極Ａ１は、少なくともチタンを含む導電性基板１と、複数の凹部２と、複数の複合層３と、を備える。複数の凹部２は、導電性基板１の第１面１ａにおいて導電性基板１の厚み方向に窪んでいる。複数の複合層３は、複数の凹部２の内部にそれぞれ形成されている。複数の複合層３は、酸化イリジウム及び白金を含む少なくとも１つの触媒層３１と、酸化タンタルを含む少なくとも１つの酸化タンタル層３２と、をそれぞれ有する。触媒層３１及び酸化タンタル層３２は厚み方向に沿ってそれぞれ積層している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともチタンを含む導電性基板と、
前記導電性基板の少なくとも１つの面において前記導電性基板の厚み方向に窪んだ複数の凹部と、
前記複数の凹部の内部にそれぞれ形成された複数の複合層と、を備え、
前記複数の複合層は、酸化イリジウム及び白金を含む少なくとも１つの触媒層と、酸化タンタルを含む少なくとも１つの酸化タンタル層と、をそれぞれ有し、
前記触媒層及び前記酸化タンタル層は前記厚み方向に沿ってそれぞれ積層している
電解用電極。
【請求項２】
前記複数の凹部は、前記厚み方向に沿った柱状に形成されている
請求項１記載の電解用電極。
【請求項３】
複数の前記触媒層、及び複数の前記酸化タンタル層を備え、
前記複数の触媒層及び前記複数の酸化タンタル層のそれぞれは、前記厚み方向に沿って交互に形成されている
請求項１又は２記載の電解用電極。
【請求項４】
前記複数の凹部のそれぞれでは、前記複数の触媒層のうち１つの触媒層が各凹部の底面に接する
請求項３記載の電解用電極。
【請求項５】
前記複数の凹部のそれぞれでは、前記複数の酸化タンタル層のうち１つの酸化タンタル層が、前記複数の触媒層よりも各凹部の開口側に位置する
請求項３又は４記載の電解用電極。
【請求項６】
前記複数の凹部の前記少なくとも１つの面に沿った各寸法は、１００ｎｍ以上、かつ、５０μｍ以下であり、
前記複数の凹部の前記厚み方向の各寸法は、０．１μｍ以上、かつ、１００μｍ以下であり、
前記少なくとも１つの面における前記複数の凹部の各開口の占有率は、５０％以上、かつ、１００％未満である
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電解用電極。
【請求項７】
前記酸化タンタル層には、幅寸法が０．００５μｍ以上、かつ、５μｍ以下のクラックが形成され、
前記酸化タンタル層の断面では、前記断面における前記クラックの占有率が、５％以上、かつ、５０％以下である
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電解用電極。
【請求項８】
前記触媒層には、幅寸法が０．００５μｍ以上、かつ、０．０５μｍ以下のクラックが形成されている
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電解用電極。
【請求項９】
前記少なくとも１つの面は、前記厚み方向に対向する前記導電性基板の２つの面である
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電解用電極。
【請求項１０】
チタンを含む導電性基板の少なくとも１つの面において、前記導電性基板の厚み方向に窪んだ複数の凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部形成工程の後に、酸化イリジウム及び白金を含む第１溶液、及び酸化タンタルを含む第２溶液のいずれか一方を前記少なくとも１つの面に塗布し、前記導電性基板を焼成した後、前記第１溶液及び前記第２溶液のいずれか他方を前記少なくとも１つの面に塗布し、前記導電性基板を焼成する充填工程とを備え、
前記充填工程を少なくとも１回行う
電解用電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電解用電極、及び電解用電極の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、オゾン発生用電極が開示されている。特許文献１のオゾン発生用電極は、基体と、基体の表面に形成されている中間層と、中間層の表面に形成されている表面層とから構成される。中間層は、白金、酸化イリジウムなどを含んでおり、導電性を有する。表面層は、酸化タンタルなどの誘電体を含む。そして、表面層には、表面層の表面から内部に連続して延在する孔が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４６１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のような従来の電解用電極では、酸化タンタルが誘電体であり、このことが表面層の導電性を低下させる要因になっていた。したがって、表面層と基体（導電性基板）との間の導電経路が形成され難くなり、電解処理の効率（電解効率）が低くなりやすかった。
【０００５】
また、酸化イリジウムを用いた電解用電極では、イリジウム同士が凝集することによって、電極としての機能が低下する可能性があり、耐久性に課題があった。
【０００６】
そこで、本開示の目的は、耐久性及び電解処理の効率にそれぞれ優れた電解用電極及び電解用電極の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る電解用電極は、少なくともチタンを含む導電性基板と、複数の凹部と、複数の複合層と、を備える。前記複数の凹部は、前記導電性基板の少なくとも１つの面において前記導電性基板の厚み方向に窪んでいる。前記複数の複合層は、前記複数の凹部の内部にそれぞれ形成されている。前記複数の複合層は、酸化イリジウム及び白金を含む少なくとも１つの触媒層と、酸化タンタルを含む少なくとも１つの酸化タンタル層と、をそれぞれ有する。前記触媒層及び前記酸化タンタル層は前記厚み方向に沿ってそれぞれ積層している。
【０００８】
本開示の一態様に係る電解用電極の製造方法は、凹部形成工程と、充填工程とを備える。前記凹部形成工程は、チタンを含む導電性基板の少なくとも１つの面において、前記導電性基板の厚み方向に窪んだ複数の凹部を形成する。前記充填工程は、前記凹部形成工程の後に、酸化イリジウム及び白金を含む第１溶液、及び酸化タンタルを含む第２溶液のいずれか一方を前記少なくとも１つの面に塗布し、前記導電性基板を焼成する。その後、前記充填工程は、前記第１溶液及び前記第２溶液のいずれか他方を前記少なくとも１つの面に塗布し、前記導電性基板を焼成する。電解用電極の製造方法は、前記充填工程を少なくとも１回行う。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本開示では、耐久性及び電解処理の効率にそれぞれ優れているという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態における電解用電極を示す断面図である。
【図２】図２は、同上の電解用電極を示す斜視図である。
【図３】図３は、同上の電解用電極の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、同上の電解用電極の複合層の断面を示す平面図である。
【図５】図５は、同上の電解用電極の酸化タンタル層の断面を示す平面図である。
【図６】図６は、同上の電解用電極の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の実施形態は、一般に、電解用電極、及び電解用電極の製造方法に関する。より詳細には、導電性基板に複合層を形成した電解用電極、及び電解用電極の製造方法に関する。以下の実施形態において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。なお、以下の実施形態で説明する構成は本開示の一例にすぎない。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１２】
以下では、本実施形態の電解用電極Ａ１について、図１〜図５に基づいて説明する。電解用電極Ａ１は、液体を電気分解するために使用され、例えば水及び塩を含む電解質溶液を電気分解することで次亜塩素酸（又は塩素）を生成する。次亜塩素酸は、空間の除菌、又は脱臭などに用いられる。なお、電解用電極が電気分解の対象とする電解質溶液は、特定の電解質溶液に限定されない。
【００１３】
図１及び図２に示すように、電解用電極Ａ１は、導電性基板１と、導電性基板１の少なくとも第１面１ａにおいて導電性基板１の厚み方向に窪んだ複数の凹部２と、複数の凹部２の内部にそれぞれ形成された複数の複合層３と、を備える。複数の複合層３は、酸化イリジウム及び白金を含む少なくとも１つの触媒層３１と、酸化タンタルを含む少なくとも１つの酸化タンタル層３２と、をそれぞれ有する。触媒層３１及び酸化タンタル層３２は厚み方向にそれぞれ積層している。電解用電極Ａ１は、電解質溶液と触媒層３１との電極反応によって電解質溶液を電気分解して、次亜塩素酸を生成する。
【００１４】
電解用電極Ａ１は、板状に形成されている。電解用電極Ａ１は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸で規定された３次元空間において、Ｘ軸に沿った長さ、Ｙ軸に沿った幅、Ｚ軸に沿った厚みを有する矩形板形状に形成されている。電解用電極Ａ１のサイズは、例えば、矩形板形状の電解用電極Ａ１の長さ寸法（Ｘ軸に沿った寸法）６０ｍｍ、電解用電極Ａ１の幅寸法（Ｙ軸に沿った寸法）２５ｍｍ、電解用電極Ａ１の厚み寸法（Ｚ軸に沿った寸法）５００μｍ、である。但し、電解用電極Ａ１の各寸法は、特定の値に限定されず、上記値以外であってもよい。また、厚み方向から見た電解用電極Ａ１の平面視形状は、三角形状、５角形以上の多角形状、又は円形状などであってもよく、電解用電極Ａ１の平面視形状は特定の形状に限定されない。電解用電極Ａ１の平面視形状は、導電性基板１の平面視形状と略同じである。
【００１５】
導電性基板１は、純チタン、チタン合金、及び純チタンに不純物が添加された基体のいずれで形成されてもよい。すなわち、導電性基板１は、少なくともチタン（Ｔｉ）を含む板状の基体である。矩形板形状の導電性基板１の外面は６個の面で形成されており、６個の面のうち、Ｘ軸及びＹ軸によって規定される１つの面を第１面１ａとする。
【００１６】
図３は、電解用電極Ａ１の製造方法を示すフローチャートである。電解用電極Ａ１の製造方法は、まず、導電性基板１を準備し、その後、凹部形成工程Ｓ１、充填工程Ｓ２、及び判定工程Ｓ３を行う。
【００１７】
凹部形成工程Ｓ１は、導電性基板１の第１面１ａに、複数の凹部２を形成する。凹部形成工程Ｓ１は、導電性基板１の第１面１ａにレーザを照射するレーザ加工によって、複数の凹部２を形成することが好ましい。複数の凹部２は、導電性基板１の厚み方向にそれぞれ窪んでおり、導電性基板１の厚み方向を軸方向とする柱状にそれぞれ形成されている。本実施形態の複数の凹部２は、円柱状にそれぞれ形成されている。また、複数の凹部２は、角柱状、又は楕円柱状にそれぞれ形成されてもよい。また、凹部形成工程Ｓ１は、導電性基板１の第１面１ａにドライエッチングなどのエッチング処理を施すことによって、複数の凹部２を形成してもよい。複数の凹部２がそれぞれ柱状に形成されることで、複合層３の熱膨張による複合層３の剥離、脱落などが生じ難くなり、耐久性が向上する。
【００１８】
凹部２の第１面１ａに沿った寸法は、１００ｎｍ以上、かつ、５０μｍ以下であることが好ましい。凹部２の第１面１ａに沿った寸法は、レーザ加工によって１μｍまで小さくできる。さらに、第１面１ａを酸化させ、レーザの吸収エネルギーを調整したレーザ加工、又はエッチング処理などにより、凹部２の第１面１ａに沿った寸法は、１μｍ以下にまで小さくできる。また、凹部２の厚み方向の寸法は、０．１μｍ以上、かつ、１００μｍ以下であることが好ましい。凹部２の厚み方向の寸法は、レーザ加工によって１μｍまで小さくできる。さらに、第１面１ａを酸化させ、レーザの吸収エネルギーを調整したレーザ加工、又はエッチング処理などにより、凹部２の厚み方向の寸法は、１μｍ以下にまで小さくできる。また、第１面１ａにおける複数の凹部２の各開口の占有率は、５０％以上、かつ、１００％未満であることが好ましい。具体的に、本実施形態の凹部２は円柱状に形成されており、凹部２の開口の直径は、１００ｎｍ以上、かつ、５０μｍ以下の範囲に収まる。また、凹部２の開口から底面までの寸法は、０．１μｍ以上、かつ、１００μｍ以下の範囲に収まる。また、第１面１ａにおける複数の凹部２の円形状の各開口の占有率は、５０％以上、かつ、１００％未満の範囲に収まる。
【００１９】
なお、凹部２は、溝状であってもよい。
【００２０】
充填工程Ｓ２は、複数の凹部２の内部に複合層３をそれぞれ形成する。複合層３は、複数の触媒層３１と複数の酸化タンタル層３２とを有する。複数の触媒層３１及び複数の酸化タンタル層３２のそれぞれは、導電性基板１の厚み方向に沿って交互に積層している。本実施形態の複合層３では、凹部２の底面に触媒層３１が積層され、凹部２の底面から開口に向かって触媒層３１、酸化タンタル層３２、………、触媒層３１、酸化タンタル層３２、となるように、触媒層３１と酸化タンタル層３２とが交互に積層している。すなわち、複合層３では、凹部２の底面に接する厚み方向の第１端部が触媒層３１であり、凹部２の開口側に位置する厚み方向の第２端部が酸化タンタル層３２である。言い換えると、複数の凹部２のそれぞれでは、複数の触媒層３１のうち１つの触媒層３１が凹部２の底面に接する。また、複数の凹部２のそれぞれでは、複数の酸化タンタル層３２のうち１つの酸化タンタル層３２が、複数の触媒層３１よりも凹部２の開口側に位置している。
【００２１】
さらに、複数の触媒層３１は凹部２の内部で円板状に形成されており、触媒層３１の側面は凹部２の内側面に接している。また、複数の酸化タンタル層３２は凹部２の内部で円板状に形成されており、酸化タンタル層３２の側面は凹部２の内側面に接している。すなわち、触媒層３１の側面及び酸化タンタル層３２の側面は、凹部２の内側面にそれぞれ接することで、導電性基板１にそれぞれ接している。
【００２２】
充填工程Ｓ２は、触媒層３１及び酸化タンタル層３２を交互に積層させるために、第１塗布工程Ｓ２１、第１焼成工程Ｓ２２、第２塗布工程Ｓ２３、及び第２焼成工程Ｓ２４を備える。
【００２３】
第１塗布工程Ｓ２１は、酸化イリジウム及び白金を含む第１溶液を、導電性基板１の第１面１ａに塗布する。第１溶液は、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、エチレングリコールモノエチルエーテル（Ethylene Glycol Monoethyl Ether）、塩酸、及びエタノールの混合溶液（第１前駆体溶液）である。第１塗布工程Ｓ２１は、第１面１ａの凹部２の開口以外をマスクすることが好ましい。
【００２４】
第１焼成工程Ｓ２２は、第１溶液を塗布された導電性基板１に対して、焼成温度２２０℃で１０分間の焼成処理を施す。この結果、導電性基板１の第１面１ａには、白金及び酸化イリジウムを有する触媒層３１が積層される。触媒層３１の厚み方向の寸法は、例えば５０ｎｍ程度である。
【００２５】
第２塗布工程Ｓ２３は、酸化タンタルを含む第２溶液を、第１焼成工程Ｓ２２で生成された触媒層３１の表面に塗布する。第２溶液は、例えば、タンタル（Ｔａ）、エチレングリコールモノエチルエーテル、塩酸、及びエタノールの混合溶液（第２前駆体溶液）である。第２塗布工程Ｓ２３は、第１面１ａにおいて凹部２の開口以外の領域を予めマスクしておくことが好ましい。
【００２６】
第２焼成工程Ｓ２４は、第２溶液を塗布された導電性基板１に対して、焼成温度２２０℃で１０分間の焼成処理を施す。この結果、触媒層３１の表面には、酸化タンタルを有する酸化タンタル層３２が積層される。酸化タンタル層３２の厚み方向の寸法は、例えば１００ｎｍ程度である。酸化タンタル層３２の厚み方向の寸法は、触媒層３１の厚み方向の寸法の２〜３倍程度であることが好ましい。
【００２７】
上述のように、充填工程Ｓ２は、複数の凹部２に触媒層３１を充填した後、酸化タンタル層３２をそれぞれ充填する。この結果、１回の充填工程Ｓ２は、複数の凹部２のそれぞれにおいて、１つの触媒層３１及び１つの酸化タンタル層３２を厚み方向に積層することができる。すなわち、１回の充填工程Ｓ２は、厚み方向に積層した１組の触媒層３１及び酸化タンタル層３２を形成できる。
【００２８】
判定工程Ｓ３は、上述の充填工程Ｓ２による充填回数（充填工程Ｓ２の実行回数）を予め決められた閾値と比較する。充填回数が閾値未満であれば、充填工程Ｓ２を再度行う。充填回数が閾値以上であれば、本処理を終了する。閾値は１以上の整数であればよいが、本実施形態では、閾値は２以上の整数Ｎであることが好ましい。すなわち、本実施形態では、充填工程Ｓ２をＮ回繰り返し行う。充填工程Ｓ２の実行回数がＮに達すると、本処理を終了する。この結果、凹部２には、Ｎ個の触媒層３１及びＮ個の酸化タンタル層３２のそれぞれが交互に積層され、複合層３が凹部２内に生成される。
【００２９】
なお、電解用電極Ａ１の製造方法は、凹部形成工程Ｓ１、充填工程Ｓ２、及び判定工程Ｓ３の後、導電性基板１に対して加熱温度５６０℃で１０〜１５分間の熱処理を施す熱処理工程を行うことが好ましい。
【００３０】
また、凹部２の直径が１０μｍ以下である場合、第１塗布工程Ｓ２１及び第２塗布工程Ｓ２３は、スプレー法で触媒層３１及び酸化タンタル層３２を凹部２の内部に積層させることが好ましい。
【００３１】
上述の凹部形成工程Ｓ１、充填工程Ｓ２、及び判定工程Ｓ３によって、導電性基板１と、導電性基板１の第１面１ａにおいて厚み方向に窪んだ複数の凹部２と、複数の凹部２の内部にそれぞれ形成された複数の複合層３と、を備える電解用電極Ａ１が製造される。複数の複合層３は、酸化イリジウム及び白金を含む少なくとも１つの触媒層３１と、酸化タンタルを含む少なくとも１つの酸化タンタル層３２と、をそれぞれ有する。触媒層３１及び酸化タンタル層３２は厚み方向にそれぞれ積層している。電解用電極Ａ１は、電解質溶液と触媒層３１との電極反応によって電解質溶液を電気分解して、次亜塩素酸を生成する。
【００３２】
しかしながら、酸化イリジウムを用いた従来の電解用電極では、使用時間の経過に伴ってイリジウム同士が凝集することによって、電極としての機能が低下することがあった。具体的に、塩素は、１個のイリジウム原子から生成される。酸素は、２個のイリジウム原子から生成される。したがって、イリジウム同士が凝集すると、次亜塩素酸の生成に寄与する電極反応よりも、酸素の生成に寄与する電極反応のほうが支配的になる。この結果、電解処理の効率が低下していた。
【００３３】
一方、電解用電極Ａ１では、複数の凹部２に複合層３がそれぞれ形成されている。すなわち、複数の凹部２によって、複数の複合層３が互いに分離して形成されている。したがって、１つの複合層３に含まれる酸化イリジウムの量が凹部２の大きさによって制限されており、使用時間の経過に伴う酸化イリジウムの凝集を抑制することができる。この結果、電解用電極Ａ１では、使用時間が経過しても、酸素の生成に寄与する電極反応よりも、次亜塩素酸の生成に寄与する電極反応のほうが支配的になり、電解処理の効率が低下することを抑制できる。
【００３４】
また、複数の触媒層３１の各側面は、導電性基板１に接している。したがって、複数の触媒層３１にそれぞれ含まれる酸化イリジウムの殆どは、次亜塩素酸の発生に寄与でき、電解処理の効率が向上する。
【００３５】
また、触媒層３１の側面及び酸化タンタル層３２の側面が凹部２の内側面にそれぞれ接することで、凹部２に対する触媒層３１及び酸化タンタル層３２の密着性が向上する。この結果、触媒層３１及び酸化タンタル層３２の剥離、脱落などが生じ難くなり、耐久性が向上する。
【００３６】
したがって、電解用電極Ａ１は、耐久性及び電解処理の効率にそれぞれ優れた電極になる。
【００３７】
さらに、複合層３では、Ｎ個の触媒層３１及びＮ個の酸化タンタル層３２のそれぞれが交互に積層している。すなわち、複合層３の触媒層は、Ｎ個の触媒層３１に分割されており、複合層３に含まれる酸化イリジウムは、Ｎ個の触媒層３１にそれぞれ分散している。したがって、使用時間の経過に伴う酸化イリジウムの凝集がさらに抑制される。
【００３８】
上述の電解用電極Ａ１では、Ｎ個の触媒層３１及びＮ個の酸化タンタル層３２のそれぞれが、凹部２の内部に交互に積層される。そして、凹部２の底面には触媒層３１が形成されており、凹部２の底面は触媒層３１に接している。したがって、凹部２の底面に接する触媒層３１によって、電解質溶液が導電性基板１の第１面１ａに接することを抑制できる。この結果、導電性基板１の腐食を抑えることができる。
【００３９】
また、複数の凹部２のそれぞれでは、複数の酸化タンタル層３２のうち１つの酸化タンタル層３２が、複数の触媒層３１よりも各凹部２の開口側に位置している。すなわち、酸化タンタル層３２が、凹部２の開口を塞いでいる。したがって、触媒層３１の酸化イリジウムが複合層３から電解質溶液内に溶出して、他の複合層３に移動することを抑制できる。この結果、使用時間の経過に伴う酸化イリジウムの凝集がさらに抑制される。
【００４０】
また、凹部２の開口の直径を５０μｍ以下に抑えることで、１つの複合層３に含まれる酸化イリジウムの量を、酸化イリジウムの凝集が発生しない程度に制限することができる。さらに、凹部２の厚み方向の寸法を１００μｍ以下に抑えることでも、１つの複合層３に含まれる酸化イリジウムの量を、酸化イリジウムの凝集が発生しない程度に制限することができる。さらに、第１面１ａにおける複数の凹部２の各開口の占有率を、５０％以上、かつ、１００％未満にすることで、使用時間の経過に伴う酸化イリジウムの凝集を抑制し、かつ、電解処理の効率を高くすることができる。
【００４１】
図４は、凹部２の厚み方向に沿った断面（Ｚ−Ｘ平面で切断した断面）を示し、凹部２には、５個の触媒層３１及び５個の酸化タンタル層３２のそれぞれが交互に積層されている。そして、酸化タンタル層３２には、幅寸法が０．０５μｍ以上、かつ、５μｍ以下のクラック４が形成されることが好ましい。クラック４の幅寸法は、クラック４の隙間の幅寸法である。さらに、酸化タンタル層３２の断面では、当該断面におけるクラック４の占有率が、５％以上、かつ、５０％以下であることが好ましい。なお、断面は、Ｘ−Ｙ平面で切断した断面、Ｚ−Ｘ平面で切断した断面、及びＺ−Ｙ平面で切断した断面のいずれでもよい。
【００４２】
具体的に、第２塗布工程Ｓ２３で塗布される酸化タンタルを含む第２溶液の濃度、及び第２焼成工程Ｓ２４の焼成温度を制御することで、クラック４の大きさ及び密度などを調整できる。
【００４３】
図５は、酸化タンタル層３２をＸ−Ｙ平面で切断した断面Ｇ１であり、酸化タンタル層３２にクラック４が形成されている。この断面Ｇ１では、クラック４は網目状に延びて、酸化タンタル層３２を複数の小領域に分割している。クラック４には、電解質溶液が浸入し、電解質溶液の流路になる。したがって、電解質溶液が複合層３内に浸透しやすくなり、電解質溶液と触媒層３１との電極反応が生じやすくなる。そして、断面Ｇ１におけるクラック４の幅寸法を０．０１μｍ以上とすることによって、酸化タンタル層３２内に電解質溶液の流路を形成できる。また、断面Ｇ１におけるクラック４の幅寸法を５μｍ以下とすることによって、酸化タンタル層３２の剥離、脱落などが生じ難くなり、耐久性が向上する。さらに、断面Ｇ１におけるクラック４の占有率を５％以上とすることによって、酸化タンタル層３２内に電解質溶液の流路を形成できる。また、断面Ｇ１におけるクラック４の占有率を５０％以下とすることによって、酸化タンタル層３２の剥離、脱落などが生じ難くなり、耐久性が向上する。
【００４４】
また、触媒層３１には、幅寸法が０．００５μｍ以上、かつ、０．０５μｍ以下のクラックが形成されていることが好ましい。触媒層３１のクラックは網目状に延びて、触媒層３１を複数の小領域に分割している。そして、触媒層３１のクラックには、電解質溶液が浸入し、電解質溶液の流路になる。したがって、触媒層３１の表面だけでなく、触媒層３１のクラック内でも電解質溶液と触媒層３１との電極反応が生じやすくなる。そして、クラック４の幅寸法を０．００５μｍ以上とすることによって、触媒層３１内に電解質溶液の流路を形成できる。また、クラックの幅寸法を０．０５μｍ以下とすることによって、触媒層３１の剥離、脱落などが生じ難くなり、耐久性が向上する。
【００４５】
具体的に、第１塗布工程Ｓ２１で塗布される酸化イリジウム及び白金を含む第１溶液の濃度、及び第１焼成工程Ｓ２２の焼成温度を制御することで、触媒層３１のクラックの大きさ及び密度などを調整できる。
【００４６】
また、複合層３では、凹部２の底面には酸化タンタル層３２が形成されて、凹部２の底面は酸化タンタル層３２に接してもよい。さらに、触媒層３１が、凹部２の開口を塞いでいてもよい。さらに、複合層３では、触媒層３１の数と酸化タンタル層３２の数とが同じでもよいし、異なっていてもよい。
【００４７】
（変形例）
図６は、変形例の電解用電極Ａ２を示す。矩形板形状の導電性基板１の外面は６個の面で形成されており、６個の面のうち、Ｘ軸及びＹ軸によって規定される２つの面を第１面１ａ及び第２面１ｂとする。第１面１ａ及び第２面１ｂは、厚み方向において互いに対向している。
【００４８】
電解用電極Ａ２は、第１面１ａだけでなく、第２面１ｂにも複数の凹部２を有し、第２面１ｂの複数の凹部２のそれぞれに複合層３を形成している。すなわち、電解用電極Ａ２は、厚み方向の両面のそれぞれに複合層３を有する。したがって、電解用電極Ａ２は、第１面１ａ及び第２面１ｂの２つの面で電極反応を生じるので、電解用電極Ａ１に比べて電解処理の効率を高くすることができる。
【００４９】
以上のように、実施形態に係る第１の態様の電解用電極（Ａ１、Ａ２）は、少なくともチタンを含む導電性基板（１）と、複数の凹部（２）と、複数の複合層（３）と、を備える。複数の凹部（２）は、導電性基板（１）の少なくとも１つの面（１ａ、１ｂ）において導電性基板（１）の厚み方向に窪んでいる。複数の複合層（３）は、複数の凹部（２）の内部にそれぞれ形成されている。複数の複合層（３）は、酸化イリジウム及び白金を含む少なくとも１つの触媒層（３１）と、酸化タンタルを含む少なくとも１つの酸化タンタル層（３２）と、をそれぞれ有する。触媒層（３１）及び酸化タンタル層（３２）は厚み方向に沿ってそれぞれ積層している。
【００５０】
上述の電解用電極（Ａ１、Ａ２）は、耐久性及び電解処理の効率にそれぞれ優れている。
【００５１】
実施形態に係る第２の態様の電解用電極（Ａ１、Ａ２）では、第１の態様において、複数の凹部（２）は、厚み方向に沿った柱状に形成されていることが好ましい。
【００５２】
上述の電解用電極（Ａ１、Ａ２）では、複合層（３）の熱膨張による複合層（３）の剥離、脱落などが生じ難くなり、耐久性が向上する。
【００５３】
実施形態に係る第３の態様の電解用電極（Ａ１、Ａ２）は、第１又は第２の態様において、複数の触媒層（３１）、及び複数の酸化タンタル層（３２）を備えることが好ましい。複数の触媒層（３１）及び複数の酸化タンタル層（３２）のそれぞれは、厚み方向に沿って交互に形成されている。
【００５４】
上述の電解用電極（Ａ１、Ａ２）では、使用時間の経過に伴う酸化イリジウムの凝集が抑制される。
【００５５】
実施形態に係る第４の態様の電解用電極（Ａ１、Ａ２）では、第３の態様において、複数の凹部（２）のそれぞれでは、複数の触媒層（３１）のうち１つの触媒層（３１）が各凹部（２）の底面に接することが好ましい。
【００５６】
上述の電解用電極（Ａ１、Ａ２）は、導電性基板（１）の腐食を抑えることができる。
【００５７】
実施形態に係る第５の態様の電解用電極（Ａ１、Ａ２）では、第３又は第４の態様において、複数の凹部（２）のそれぞれでは、複数の酸化タンタル層（３２）のうち１つの酸化タンタル層（３２）が、複数の触媒層（３１）よりも各凹部（２）の開口側に位置することが好ましい。
【００５８】
上述の電解用電極（Ａ１、Ａ２）では、使用時間の経過に伴う酸化イリジウムの凝集が抑制される。
【００５９】
実施形態に係る第６の態様の電解用電極（Ａ１、Ａ２）では、第１乃至第５の態様のいずれか一つにおいて、複数の凹部（２）の少なくとも１つの面（１ａ、１ｂ）に沿った各寸法は、１００ｎｍ以上、かつ、５０μｍ以下であることが好ましい。複数の凹部（２）の厚み方向の各寸法は、０．１μｍ以上、かつ、１００μｍ以下であることが好ましい。少なくとも１つの面（１ａ、１ｂ）における複数の凹部（２）の各開口の占有率は、５０％以上、かつ、１００％未満であることが好ましい。
【００６０】
上述の電解用電極（Ａ１、Ａ２）は、使用時間の経過に伴う酸化イリジウムの凝集を抑制し、かつ、電解処理の効率を高くすることができる。
【００６１】
実施形態に係る第７の態様の電解用電極（Ａ１、Ａ２）では、第１乃至第６の態様のいずれか一つにおいて、酸化タンタル層（３２）には、幅寸法が０．０５μｍ以上、かつ、５μｍ以下のクラック（４）が形成されることが好ましい。酸化タンタル層（３２）の断面（Ｇ１）では、断面（Ｇ１）におけるクラック（４）の占有率が、５％以上、かつ、５０％以下である。
【００６２】
上述の電解用電極（Ａ１、Ａ２）では、酸化タンタル層（３２）内に電解質溶液の流路を形成して、電解質溶液が複合層（３）内に浸透しやすくなり、電極反応が生じやすくなる。また、酸化タンタル層（３２）の剥離、脱落などが生じ難くなり、耐久性が向上する。
【００６３】
実施形態に係る第８の態様の電解用電極（Ａ１、Ａ２）では、第１乃至第７の態様のいずれか一つにおいて、触媒層（３１）には、幅寸法が０．００５μｍ以上、かつ、０．０５μｍ以下のクラックが形成されていることが好ましい。
【００６４】
上述の電解用電極（Ａ１、Ａ２）では、触媒層（３１）の表面だけでなく、触媒層（３１）のクラック内でも電極反応が生じやすくなる。また、触媒層（３１）の剥離、脱落などが生じ難くなり、耐久性が向上する。
【００６５】
実施形態に係る第９の態様の電解用電極（Ａ２）では、第１乃至第８の態様のいずれか一つにおいて、少なくとも１つの面は、厚み方向に対向する導電性基板（１）の２つの面（１ａ、１ｂ）であることが好ましい。
【００６６】
上述の電解用電極（Ａ２）は、電解処理の効率を高くすることができる。
【００６７】
実施形態に係る第１０の態様の電解用電極（Ａ１、Ａ２）の製造方法は、凹部形成工程（Ｓ１）と、充填工程（Ｓ２）とを備える。凹部形成工程（Ｓ１）は、チタンを含む導電性基板（１）の少なくとも１つの面（１ａ、１ｂ）において、導電性基板（１）の厚み方向に窪んだ複数の凹部（２）を形成する。充填工程（Ｓ２）は、凹部形成工程（Ｓ１）の後に、酸化イリジウム及び白金を含む第１溶液、及び酸化タンタルを含む第２溶液のいずれか一方を前記少なくとも１つの面（１ａ、１ｂ）にし、導電性基板（１）を焼成する。その後、充填工程（Ｓ２）は、第１溶液及び第２溶液のいずれか他方を少なくとも１つの面（１ａ、１ｂ）に塗布し、導電性基板（１）を焼成する。そして、電解用電極（Ａ１、Ａ２）の製造方法は、充填工程（Ｓ２）を少なくとも１回行う。
【００６８】
上述の電解用電極（Ａ１、Ａ２）の製造方法は、耐久性及び電解処理の効率にそれぞれ優れている電解用電極（Ａ１、Ａ２）を製造できる。
【００６９】
また、実施形態に係る第１１の態様の電解用電極（Ａ１、Ａ２）では、第１乃至第６、及び第８乃至第９の態様のいずれか一つにおいて、酸化タンタル層（３２）には、クラック（４）が形成されることが好ましい。
【００７０】
また、実施形態に係る第１２の態様の電解用電極（Ａ１、Ａ２）では、第１乃至第７、第９、及び第１１の態様のいずれか一つにおいて、触媒層（３１）には、クラックが形成されていることが好ましい。
【符号の説明】
【００７１】
Ａ１，Ａ２  電解用電極
１  導電性基板
１ａ  導電性基板の第１面
１ｂ  導電性基板の第２面
２  凹部
３  複合層
３１  触媒層
３２  酸化タンタル層
４  クラック
Ｇ１  断面
Ｓ１  凹部形成工程
Ｓ２充填工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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