(57)【要約】【課題】導電性の向上を図る。【解決手段】電解用電極１は、チタン基板２と、中間層３と、触媒層６と、を備える。チタン基板２は、第１主面２１及び第２主面２２を有する。中間層３は、チタン基板２の第１主面２１側に形成されている。触媒層６は、中間層３上に形成されている。中間層３は、酸化チタン層４と、白金層５と、複数の導体部分５０と、を有する。酸化チタン層４は、チタン基板２の第１主面２１上に形成されている。白金層５は、酸化チタン層４上に形成されている。複数の導体部分５０は、白金層５から酸化チタン層４を貫通してチタン基板２内へ延びており、チタン基板２と接している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面及び前記第１主面とは反対側の第２主面を有するチタン基板と、
前記チタン基板の前記第１主面側に形成されている中間層と、
前記中間層上に形成されている触媒層と、を備え、
前記中間層は、
前記チタン基板の前記第１主面上に形成されている酸化チタン層と、
前記酸化チタン層上に形成されている白金層と、
前記白金層から前記酸化チタン層を貫通して前記チタン基板内へ延びており、前記チタン基板と接している複数の導体部分と、を有する、
電解用電極。
【請求項２】
前記複数の導体部分の各々は、
前記白金層から前記酸化チタン層を貫通して前記チタン基板内へ枝状に延びている枝部と、
前記枝部から分岐して前記チタン基板内へ延びており前記チタン基板に接している複数のコンタクト部と、を含み、
前記中間層は、
前記酸化チタン層から前記複数の枝部の各々に沿って前記チタン基板内へ延びており、各々が前記複数の枝部のうち対応する枝部と前記チタン基板との間に介在している複数の介在部を更に備える、
請求項１に記載の電解用電極。
【請求項３】
前記複数の導体部分の各々は、
前記白金層から前記酸化チタン層を貫通して前記チタン基板内へ突出している突出部と、
前記突出部から前記チタン基板内へ延びており前記チタン基板に接している複数の第１コンタクト部と、
前記突出部から前記チタン基板内へ枝状に延びている複数の枝部と、
前記複数の枝部の各々から分岐して前記チタン基板内へ延びており前記チタン基板に接している複数の第２コンタクト部と、を含み、
前記中間層は、
前記酸化チタン層から前記複数の突出部の各々に沿って前記チタン基板内へ延びており、各々が前記複数の突出部のうち対応する突出部と前記チタン基板との間に介在している複数の第１介在部と、
前記第１介在部の各々から前記複数の枝部の各々に沿って前記チタン基板内へ延びており、各々が前記複数の枝部のうち対応する枝部と前記チタン基板との間に介在している複数の第２介在部と、を更に備える、
請求項１に記載の電解用電極。
【請求項４】
前記触媒層は、酸化物を含み、
前記酸化チタン層の一部が前記触媒層と接している、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電解用電極。
【請求項５】
第１主面及び前記第１主面とは反対側の第２主面を有するチタン基板の前記第１主面側に中間層を形成する中間層形成工程と、
前記中間層上に触媒層を形成する触媒層形成工程と、を備え、
前記中間層形成工程は、
前記チタン基板の前記第１主面から前記チタン基板内へ延びる複数のマイクロクラックを形成するクラック形成工程と、
前記チタン基板の前記第１主面と前記チタン基板における前記複数のマイクロクラックの各々の内周面とに跨る水素化チタン膜を形成する水素化チタン膜形成工程と、
溶媒と白金化合物とを含む溶液を前記水素化チタン膜上に塗布する塗布工程と、
酸素を含む雰囲気中で前記溶液を乾燥させる熱処理を行うことにより、前記白金化合物を熱分解するとともに、前記水素化チタン膜を熱分解する熱処理工程と、を有する、
電解用電極の製造方法。
【請求項６】
前記クラック形成工程では、放電加工法により前記複数のマイクロクラックを形成する、
請求項５に記載の電解用電極の製造方法。
【請求項７】
第１主面及び前記第１主面とは反対側の第２主面を有するチタン基板の前記第１主面側に中間層を形成する中間層形成工程と、
前記中間層上に触媒層を形成する触媒層形成工程と、を備え、
前記中間層形成工程は、
前記チタン基板の前記第１主面に複数の穴を形成する穴形成工程と、
前記複数の穴の各々の内周面から前記チタン基板内に延びる複数のマイクロクラックを形成するクラック形成工程と、
前記チタン基板の前記第１主面と前記チタン基板における前記複数の穴の各々の内周面と前記複数のマイクロクラックの各々の内周面とに跨る水素化チタン膜を形成する水素化チタン膜形成工程と、
溶媒と白金化合物とを含む溶液を前記水素化チタン膜上に塗布する塗布工程と、
酸素を含む雰囲気中で前記溶液を乾燥させる熱処理を行うことにより、前記白金化合物を熱分解するとともに、前記水素化チタン膜を熱分解する熱処理工程と、を有する、
電解用電極の製造方法。
【請求項８】
前記穴形成工程では、放電加工法により前記複数の穴を形成し、
前記穴形成工程が前記クラック形成工程を兼ねている、
請求項７に記載の電解用電極の製造方法。
【請求項９】
前記水素化チタン膜形成工程では、フッ化水素を含む薬品による水素化処理又は水素ガス雰囲気中での熱処理又は水素プラズマ処理によって前記チタン基板の一部を水素化することで前記水素化チタン膜を形成する、
請求項５〜８のいずれか一項に記載の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し、より詳細には、塩水を電解することで塩素を発生させるために使用される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】
従来、水道水に食塩を加えた希薄食塩水を電解して塩素を発生させ、この塩素と水との反応により次亜塩素酸を生成する技術が知られている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、電解用電極として、チタン又はチタン合金よりなる電極基体と、該電極基体上に設けられた酸化チタン層と、該酸化チタン層上に設けられた、金属換算で、酸化イリジウム３〜３０モル％と酸化タンタル７０〜９７モル％の複合体からなる中間酸化物層と、該中間酸化物層上に設けられた、金属換算で、酸化ロジウム２〜３５モル％、酸化イリジウム３０〜８０モル％、酸化タンタル６〜３５モル％及び白金１２〜６２モル％の複合体、とからなる電解用電極が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５２０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された電解用電極では、電極基体と複合体（触媒層）との間に酸化チタン層と中間酸化物層との積層構造を有しているので、導電性が低下してしまう。
【０００６】
本開示の目的は、導電性の向上を図ることが可能な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、チタン基板と、中間層と、触媒層と、を備える。前記チタン基板は、第１主面及び前記第１主面とは反対側の第２主面を有する。前記中間層は、前記チタン基板の前記第１主面側に形成されている。前記触媒層は、前記中間層上に形成されている。前記中間層は、酸化チタン層と、白金層と、複数の導体部分と、を有する。前記酸化チタン層は、前記チタン基板の前記第１主面上に形成されている。前記白金層は、前記酸化チタン層上に形成されている。前記複数の導体部分は、前記白金層から前記酸化チタン層を貫通して前記チタン基板内へ延びており、前記チタン基板と接している。
【０００８】
本開示の一態様に係る電解用電極の製造方法は、中間層形成工程と、触媒層形成工程と、を備える。前記中間層形成工程では、第１主面及び前記第１主面とは反対側の第２主面を有するチタン基板の前記第１主面側に中間層を形成する。前記触媒層形成工程では、前記中間層上に触媒層を形成する。前記中間層形成工程は、クラック形成工程と、水素化チタン膜形成工程と、塗布工程と、熱処理工程と、を有する。前記クラック形成工程では、前記チタン基板の前記第１主面から前記チタン基板内に延びる複数のマイクロクラックを形成する。前記水素化チタン膜形成工程では、前記チタン基板の前記第１主面と前記チタン基板における前記複数のマイクロクラックの各々の内周面とに跨る水素化チタン膜を形成する。前記塗布工程では、溶媒と白金化合物とを含む溶液を前記水素化チタン膜上に塗布する。前記熱処理工程では、酸素を含む雰囲気中で前記溶液を乾燥させる熱処理を行うことにより、前記白金化合物を熱分解するとともに、前記水素化チタン膜を熱分解する。
【０００９】
本開示の他の一態様に係る電解用電極の製造方法は、中間層形成工程と、触媒層形成工程と、を備える。前記中間層形成工程では、第１主面及び前記第１主面とは反対側の第２主面を有するチタン基板の前記第１主面側に中間層を形成する。前記触媒層形成工程では、前記中間層上に触媒層を形成する。前記中間層形成工程は、穴形成工程と、クラック形成工程と、水素化チタン膜形成工程と、塗布工程と、熱処理工程と、を有する。前記穴形成工程では、前記チタン基板の前記第１主面に複数の穴を形成する。前記クラック形成工程では、前記複数の穴の各々の内周面から前記チタン基板内に延びる複数のマイクロクラックを形成する。前記水素化チタン膜形成工程では、前記チタン基板の前記第１主面と前記チタン基板における前記複数の穴の各々の内周面と前記複数のマイクロクラックの各々の内周面とに跨る水素化チタン膜を形成する。前記塗布工程では、溶媒と白金化合物とを含む溶液を前記水素化チタン膜上に塗布する。前記熱処理工程では、酸素を含む雰囲気中で前記溶液を乾燥させる熱処理を行うことにより、前記白金化合物を熱分解するとともに、前記水素化チタン膜を熱分解する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の上記態様に係る電解用電極及び電解用電極の製造方法によれば、導電性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１Ａは、実施形態１に係る電解用電極の断面図である。図１Ｂは、図１Ａの要部拡大図である。
【図２】図２Ａ〜２Ｃは、実施形態１に係る電解用電極の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図３】図３は、同上の電解用電極の製造方法におけるクラック形成工程の説明図である。
【図４】図４は、同上の電解用電極の製造方法におけるクラック形成工程を説明するための工程断面図である。
【図５】図５Ａ〜５Ｅは、同上の電解用電極の製造方法における中間層形成工程を説明するための工程断面図である。
【図６】図６Ａは、実施形態２に係る電解用電極の断面図である。図６Ｂは、図６Ａの要部拡大図である。
【図７】図７Ａ〜７Ｃは、実施形態２に係る電解用電極の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図８】図８は、同上の電解用電極の製造方法における穴形成工程及びクラック形成工程の説明図である。
【図９】図９は、同上の電解用電極の製造方法における穴形成工程及びクラック形成工程を説明するための工程断面図である。
【図１０】図１０Ａ〜１０Ｂは、同上の電解用電極の製造方法における中間層形成工程を説明するための工程断面図である。
【図１１】図１１Ａ〜１１Ｂは、同上の電解用電極の製造方法における中間層形成工程を説明するための工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
下記の実施形態１、２等において説明する図１Ａ、１Ｂ、２Ａ〜２Ｃ、３、４、５Ａ〜５Ｅ、６Ａ、６Ｂ、７Ａ〜７Ｃ、８、９、１０Ａ、１０Ｂ、１１Ａ及び１１Ｂは、模式的な図であり、図中の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。
【００１３】
（実施形態１）
（１．１）概要
以下、実施形態１に係る電解用電極１について、図１Ａ及び１Ｂに基づいて説明する。
【００１４】
電解用電極１は、塩水を電解することで塩素を発生させるために使用される電極である。ここにおいて、塩水は、例えば、食塩水である。電解用電極１を、塩水を電解する用途で用いる場合、例えば、電源から直流電圧を印加する陽極と陰極とのうち陽極として電解用電極１を用いることにより、食塩水を電解して塩素を発生させ、この塩素と水との反応により次亜塩素酸水を生成することができる。
【００１５】
電解用電極１は、チタン基板２と、中間層３と、触媒層６と、を備える。中間層３は、チタン基板２と触媒層６との間に介在している。
【００１６】
（１．２）電解用電極の各構成要素
以下、電解用電極１の各構成要素についてより詳細に説明する。
【００１７】
（１．２．１）チタン基板
チタン基板２は、第１主面２１と、第１主面２１とは反対側の第２主面２２と、を有する。チタン基板２の平面視形状（チタン基板２をチタン基板２の厚さ方向Ｄ１から見たときの外周形状）は、長方形状である。チタン基板２の厚さは、例えば、１００μｍ以上２ｍｍ以下であり、一例として、５００μｍである。チタン基板２の平面視でのサイズは、例えば、２５ｍｍ×６０ｍｍである。
【００１８】
チタン基板２は、純チタンであるが、例えば、パラジウム、ニッケル、ルテニウム、タンタル、アルミニウム、バナジウムのうち少なくとも１種の不純物が添加されていてもよい。
【００１９】
（１．２．２）触媒層
触媒層６は、中間層３上に形成されている。電解用電極１は、触媒層６と中間層３との界面を有する。つまり、触媒層６は、中間層３を介してチタン基板２上に設けられている。
【００２０】
触媒層６は、例えば、白金とイリジウムとを含む。イリジウムは、塩素を発生させるための触媒として機能する。触媒層６では、イリジウムが白金に分散されている。
【００２１】
（１．２．３）中間層
中間層３は、チタン基板２の第１主面２１側に形成されている。
【００２２】
中間層３は、酸化チタン層４と、白金層５と、複数の導体部分５０と、を有する。
【００２３】
酸化チタン層４は、チタン基板２の第１主面２１上に形成されている。酸化チタン層４は、膜状である。
【００２４】
白金層５は、酸化チタン層４上に形成されている。白金層５は、膜状である。
【００２５】
複数の導体部分５０は、白金層５から酸化チタン層４を貫通してチタン基板２内へ延びており、チタン基板２と接している。複数の導体部分５０の各々の材料は、白金である。複数の導体部分５０は、白金層５と連続している。つまり、複数の導体部分５０は、白金層５と一体に形成されている。これにより、電解用電極１では、白金層５が複数の導体部分５０によりチタン基板２と電気的に接続されている。
【００２６】
複数の導体部分５０の各々は、枝部５１と、複数のコンタクト部５２と、を含む。枝部５１は、白金層５から酸化チタン層４を貫通してチタン基板２内へ枝状に延びている。複数のコンタクト部５２は、枝部５１から分岐してチタン基板２内へ延びておりチタン基板２に接している。
【００２７】
中間層３は、複数の介在部４１を更に備える。複数の介在部４１は、酸化チタン層４から複数の枝部５１の各々に沿ってチタン基板２内へ延びている。複数の介在部４１の各々が複数の枝部５１のうち対応する枝部５１とチタン基板２との間に介在している。複数の介在部４１の各々の材料は、酸化チタンである。複数の介在部４１は、酸化チタン層４と連続している。つまり、複数の介在部４１は、酸化チタン層４と一体に形成されている。
【００２８】
電解用電極１では、酸化チタン層４の一部が触媒層６と接している。
【００２９】
（１．３）電解用電極の製造方法
電解用電極１の製造方法の一例について、図２Ａ〜２Ｃ、３、４及び５Ａ〜５Ｅに基づいて説明する。なお、図５Ａは、図４の要部拡大図である。
【００３０】
電解用電極の製造方法では、図２Ａに示すようにチタン基板２を準備し、図２Ｂに示すようにチタン基板２の第１主面２１側に中間層３を形成する中間層形成工程を行い、その後、図２Ｃに示すように中間層３上に触媒層６を形成する触媒層形成工程を行う。
【００３１】
中間層形成工程では、クラック形成工程、水素化チタン膜形成工程、塗布工程及び熱処理工程を順次行うことにより、中間層３を形成する。
【００３２】
クラック形成工程では、図３、４及び５Ａに示すように、チタン基板２の第１主面２１からチタン基板２内に延びる複数のマイクロクラック２４を形成する。ここにおいて、クラック形成工程では、放電加工法（ＥＤＭ：Electrical Discharge Machining）により複数のマイクロクラック２４を形成する。複数のマイクロクラック２４の各々の形成位置は、複数の枝部５１のうち対応する枝部５１の形成位置に対応している。マイクロクラック２４の幅は、例えば、０．１μｍ〜１０μｍである。
【００３３】
クラック形成工程では、例えば図３に示すようにＥＤＭワイヤ９をチタン基板２の第１主面２１と略平行となるように対向させてＥＤＭワイヤ９とチタン基板２との間に電気火花１０を発生させることにより、チタン基板２にマイクロクラック２４を形成する。図３中の矢印Ｄ１は、ＥＤＭワイヤ９の移動方向を示している。つまり、ＥＤＭワイヤ９をチタン基板２の第１主面２１に沿った方向Ｄ１に移動させる。
【００３４】
水素化チタン膜形成工程では、図５Ｂに示すように、チタン基板２の第１主面２１とチタン基板２における複数のマイクロクラック２４の各々の内周面２４１とに跨る水素化チタン膜７を形成する。ここにおいて、水素化チタン膜形成工程では、例えば、フッ化水素を含む薬品による水素化処理又は水素ガス雰囲気中での熱処理又は水素プラズマ処理によってチタン基板２の一部を水素化することで水素化チタン膜７を形成する。水素ガス雰囲気での熱処理の温度（プロセス温度）は、例えば、３００℃〜８００℃である。水素プラズマ処理を行う場合のプロセス温度は、例えば、室温（例えば、２７℃）であるが、これに限らない。水素プラズマ処理の場合には、水素ガス雰囲気中での熱処理の場合と比べて、プロセス温度の低温化を図れる。
【００３５】
塗布工程では、図５Ｃに示すように、溶媒と白金化合物とを含む溶液８を水素化チタン膜７上に塗布する。溶液８は、溶媒に白金化合物を溶解させた溶液である。溶媒は、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテルと塩酸とエタノールとを混合した液体である。白金化合物は、例えば、塩化白金酸であるが、これに限らず、例えば、塩化白金等であってもよい。
【００３６】
熱処理工程では、酸素を含む雰囲気中で溶液８を乾燥させる熱処理を行うことにより、白金化合物を熱分解するとともに、水素化チタン膜７を熱分解する。熱処理工程では、溶液８を焼成することにより、図５Ｅに示すように、白金層５、複数の枝部５１及び複数のコンタクト部５２を形成する。図５Ｄにおける点線の矢印は、熱処理工程において、溶液８における溶媒が蒸発する経路を模式的に示している。また、熱処理工程では、水素化チタン膜７からＨ２ガスを生成しながら、酸素とチタンとの反応により酸化チタンを生成することにより、図５Ｅに示すように、酸化チタン層４及び複数の介在部４１を形成する。図５Ｄにおける実線の矢印は、熱処理工程において、水素化チタン膜７から発生するＨ２ガスの移動する経路を模式的に示している。酸化チタン層４及び複数の介在部４１の各々は、溶液８における溶媒の蒸発によってできたスペース、水素化チタン膜７からのＨ２ガスの発生によってできたスペース等へ延びるように形成される。熱処理工程で形成される酸化チタン層４の一部は、白金層５を貫通して露出する。また、熱処理工程で形成されるコンタクト部５２は、複数の枝部５１のうち対応する枝部５１を覆う介在部４１を貫通してチタン基板２内へ延びている。
【００３７】
触媒層形成工程では、例えば、触媒層６の元になる白金化合物とイリジウム化合物とを含む溶液を塗布してから、焼成することにより、触媒層６を形成する。溶液は、例えば、溶媒に白金化合物とイリジウム化合物とを溶解させた溶液である。溶媒は、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテルと塩酸とエタノールとを混合した液体である。白金化合物は、例えば、塩化白金酸であるが、これに限らず、例えば、塩化白金等であってもよい。イリジウム化合物は、例えば、塩化イリジウム酸であるが、これに限らず、例えば、塩化イリジウム、硝酸イリジウム等であってもよい。焼成条件は、焼成温度と、焼成時間と、を含む。焼成温度は、例えば、５００℃〜７００℃であり、一例として、５６０℃である。焼成時間は、例えば、１０分〜２０分であり、一例として１５分である。
【００３８】
実施形態１に係る電解用電極の製造方法では、触媒形成工程までの工程を終了することにより、電解用電極１を得ることができる。
【００３９】
（１．４）効果
実施形態１に係る電解用電極１では、中間層３がチタン基板２の第１主面２１上の酸化チタン層４と、この酸化チタン層４上の白金層５と、複数の導体部分５０と、を備え、白金層５からチタン基板２内へ延びた複数の導体部分５０の各々の一部がチタン基板２と接触していることにより、導電性の向上を図れる。
【００４０】
また、実施形態１に係る電解用電極１は、酸化チタン層４から複数の枝部５１の各々に沿ってチタン基板２内へ延びており、各々が複数の枝部５１のうち対応する枝部５１とチタン基板２との間に介在している複数の介在部４１を更に備えることにより、耐食性の向上を図れる。
【００４１】
（実施形態２）
（２．１）概要
以下、実施形態２に係る電解用電極１ａについて、図６Ａ及び６Ｂに基づいて説明する。
【００４２】
実施形態２に係る電解用電極１ａは、実施形態１に係る電解用電極１と同様、塩水を電解することで塩素を発生させるために使用される電極である。
【００４３】
電解用電極１ａは、チタン基板２ａと、中間層３ａと、触媒層６ａと、を備える。中間層３ａは、チタン基板２ａと触媒層６ａとの間に介在している。
【００４４】
（２．２）電解用電極の各構成要素
以下、電解用電極１ａの各構成要素についてより詳細に説明する。
【００４５】
（２．２．１）チタン基板
チタン基板２ａは、実施形態１に係る電解用電極１におけるチタン基板２と同様、第１主面２１ａと、第１主面２１ａとは反対側の第２主面２２ａと、を有する。チタン基板２ａの平面視形状は、長方形状である。
【００４６】
チタン基板２ａは、純チタンであるが、例えば、パラジウム、ニッケル、ルテニウム、タンタル、アルミニウム、バナジウムのうち少なくとも１種の不純物が添加されていてもよい。
【００４７】
（２．２．２）触媒層
触媒層６ａは、中間層３ａ上に形成されている。電解用電極１ａは、触媒層６ａと中間層３ａとの界面を有する。つまり、触媒層６ａは、中間層３ａを介してチタン基板２ａ上に設けられている。
【００４８】
触媒層６ａは、実施形態１に係る電解用電極１における触媒層６と同様、例えば、白金とイリジウムとを含む。
【００４９】
（２．２．３）中間層
中間層３ａは、チタン基板２ａの第１主面２１ａ側に形成されている。
【００５０】
中間層３ａは、酸化チタン層４ａと、白金層５ａと、複数の導体部分５０ａと、を有する。
【００５１】
酸化チタン層４ａは、チタン基板２ａの第１主面２１ａ上に形成されている。酸化チタン層４ａは、膜状である。
【００５２】
白金層５ａは、酸化チタン層４ａ上に形成されている。白金層５ａ（図１１Ｂ参照）は、膜状である。
【００５３】
複数の導体部分５０ａの各々は、突出部５３と、複数の第１コンタクト部５４と、複数の枝部５５と、複数の第２コンタクト部５６と、を含む。複数の導体部分５０ａの各々の材料は、白金である。複数の導体部分５０ａは、白金層５ａと連続している。つまり、複数の導体部分５０ａは、白金層５ａと一体に形成されている。これにより、電解用電極１ａでは、白金層５ａが複数の導体部分５０ａによりチタン基板２と電気的に接続されている。
【００５４】
複数の突出部５３は、白金層５ａから酸化チタン層４ａを貫通してチタン基板２ａ内へ突出している。複数の突出部５３の各々は、先細りする形状である。複数の突出部５３の各々は、図６Ａの紙面に直交する方向の全長に亘って形成されている。
【００５５】
複数の第１コンタクト部５４は、突出部５３からチタン基板２ａ内へ延びておりチタン基板２ａに接している。
【００５６】
複数の枝部５５は、突出部５３からチタン基板２ａ内へ枝状に延びている。
【００５７】
複数の第２コンタクト部５６は、複数の枝部５５の各々から分岐してチタン基板２ａ内へ延びておりチタン基板２ａに接している。これにより、複数の第２コンタクト部５６は、チタン基板２ａと電気的に接続されている。
【００５８】
中間層３ａは、複数の第１介在部４３と、複数の第２介在部４５と、を更に備える。
【００５９】
複数の第１介在部４３は、酸化チタン層４ａから複数の突出部５３の各々に沿ってチタン基板２ａ内へ延びている。複数の第１介在部４３の各々が複数の突出部５３のうち対応する突出部５３とチタン基板２ａとの間に介在している。複数の第１介在部４３の各々の材料は、酸化チタンである。複数の第１介在部４３は、酸化チタン層４ａと連続している。つまり、複数の第１介在部４３は、酸化チタン層４ａと一体に形成されている。
【００６０】
複数の第２介在部４５は、第１介在部４３の各々から複数の枝部５５の各々に沿ってチタン基板２ａ内へ延びている。複数の第２介在部４５の各々が複数の枝部５５のうち対応する枝部５５とチタン基板２ａとの間に介在している。複数の第２介在部４５の各々の材料は、酸化チタンである。複数の第２介在部４５は、対応する第１介在部４３と連続している。
【００６１】
（２．３）電解用電極の製造方法
以下、実施形態２に係る電解用電極１ａの製造方法について図７Ａ〜７Ｃ、８、９、１０Ａ、１０Ｂ、１１Ａ及び１１Ｂに基づいて説明する。なお、実施形態１に係る電解用電極１の製造方法と同様の工程については説明を適宜省略する。
【００６２】
電解用電極の製造方法では、図７Ａに示すようにチタン基板２ａを準備し、図７Ｂに示すようにチタン基板２ａの第１主面２１ａ側に中間層３ａを形成する中間層形成工程を行い、その後、図７Ｃに示すように中間層３ａ上に触媒層６ａを形成する触媒層形成工程を行う。
【００６３】
中間層形成工程は、穴形成工程と、クラック形成工程と、水素化チタン膜形成工程と、塗布工程と、熱処理工程と、を備える。
【００６４】
穴形成工程では、チタン基板２ａの第１主面２１ａに、複数の突出部５３に一対一に対応する複数の穴２５（図８及び９参照）を形成する。クラック形成工程では、複数の穴２５の各々の内周面２５１からチタン基板２ａ内に延びる複数のマイクロクラック２６を形成する。穴形成工程では、放電加工法により複数の穴２５を形成する。ここにおいて、穴形成工程では、例えば図８に示すようにＥＤＭワイヤ９をチタン基板２ａの第１主面２１ａからチタン基板２ａの厚さ方向に沿った方向Ｄ２へ移動させることにより穴２５を形成しながら、ＥＤＭワイヤ９とチタン基板２ａとの間に電気火花１０を発生させることにより、チタン基板２ａに穴２５の内周面２５１からマイクロクラック２６を形成する。穴形成工程では、ＥＤＭワイヤ９をチタン基板２ａの厚さ方向に沿った方向Ｄ２へ移動させる過程を、平面視におけるＥＤＭワイヤ９とチタン基板２ａとの相対的な位置関係を変えて穴２５の数だけ繰り返す。実施形態２に係る電解用電極の製造方法では、穴形成工程がクラック形成工程を兼ねている。
【００６５】
水素化チタン膜形成工程では、図１０Ａに示すように、チタン基板２ａの第１主面２１ａとチタン基板２ａにおける複数の穴２５の各々の内周面２５１と複数のマイクロクラック２６の各々の内周面２６１とに跨る水素化チタン膜７ａを形成する。ここにおいて、水素化チタン膜形成工程では、例えば、フッ化水素を含む薬品による水素化処理又は水素ガス雰囲気中での熱処理又は水素プラズマ処理によってチタン基板２ａの一部を水素化することで水素化チタン膜７ａを形成する。水素ガス雰囲気での熱処理の温度は、例えば、３００℃〜８００℃である。
【００６６】
塗布工程では、図１０Ｂに示すように、溶媒と白金化合物とを含む溶液８ａを水素化チタン膜７ａ上に塗布する。溶液８ａは、溶媒に白金化合物を溶解させた溶液である。溶媒は、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテルと塩酸とエタノールとを混合した液体である。白金化合物は、例えば、塩化白金酸であるが、これに限らず、例えば、塩化白金等であってもよい。
【００６７】
熱処理工程では、酸素を含む雰囲気中で溶液８ａを乾燥させる熱処理を行うことにより、白金化合物を熱分解するとともに、水素化チタン膜７ａを熱分解する。熱処理工程では、溶液８ａを焼成することにより、白金層５ａ、複数の突出部５３、複数の第１コンタクト部５４、複数の枝部５５及び複数の第２コンタクト部５６を形成する（図１１Ｂ参照）。図１１Ａにおける点線の矢印は、熱処理工程において、溶液８ａにおける溶媒が蒸発する経路を模式的に示している。また、熱処理工程では、水素化チタン膜７ａからＨ２ガスを生成しながら、酸素とチタンとの反応により酸化チタンを生成することにより、酸化チタン層４ａ、複数の第１介在部４３及び複数の第２介在部４５を形成する（図１１Ｂ参照）。図１１Ａにおける実線の矢印は、熱処理工程において、水素化チタン膜７ａから発生するＨ２ガスの移動する経路を模式的に示している。酸化チタン層４ａ、複数の第１介在部４３及び複数の第２介在部４５は、溶液８ａにおける溶媒の蒸発によってできたスペース、水素化チタン膜７ａからのＨ２ガスの発生によってできたスペース等へ延びるように形成される。熱処理工程で形成される第１コンタクト部５４は、対応する突出部５３を覆う第１介在部４３を貫通してチタン基板２ａ内へ延びている。熱処理工程で形成される第２コンタクト部５６は、対応する枝部５５を覆う第２介在部４５を貫通してチタン基板２ａ内へ延びている。
【００６８】
触媒層形成工程では、例えば、触媒層６ａの元になる白金化合物とイリジウム化合物とを含む溶液を塗布してから、焼成することにより、触媒層６ａを形成する。溶液は、例えば、溶媒に白金化合物とイリジウム化合物とを溶解させた溶液である。溶媒は、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテルと塩酸とエタノールとを混合した液体である。白金化合物は、例えば、塩化白金酸であるが、これに限らず、例えば、塩化白金等であってもよい。イリジウム化合物は、例えば、塩化イリジウム酸であるが、これに限らず、例えば、塩化イリジウム、硝酸イリジウム等であってもよい。焼成条件は、焼成温度と、焼成時間と、を含む。焼成温度は、例えば、５００℃〜７００℃であり、一例として、５６０℃である。焼成時間は、例えば、１０分〜２０分であり、一例として１５分である。
【００６９】
（２．４）効果
実施形態２に係る電解用電極１ａでは、中間層３ａがチタン基板２ａの第１主面２１ａ上の酸化チタン層４ａと、この酸化チタン層４ａ上の白金層５ａと、複数の導体部分５０ａと、を備え、白金層５ａからチタン基板２ａ内へ延びた複数の導体部分５０ａの各々の一部がチタン基板２ａと接触していることにより、導電性の向上を図れる。
【００７０】
また、実施形態２に係る電解用電極１ａは、複数の第１介在部４３と複数の第２介在部４５とを更に備えることにより、耐食性の向上を図れる。
【００７１】
実施形態１、２は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００７２】
例えば、実施形態１に係る電解用電極１におけるチタン基板２の平面視形状は、長方形状に限らず、例えば、正方形状であってもよい。実施形態２に係る電解用電極１ａにおけるチタン基板２ａについても同様である。
【００７３】
また、実施形態１に係る電解用電極１では、触媒層６が酸化物（例えば、酸化イリジウム等）を含んでいてもよい。実施形態２に係る電解用電極１ａでは、触媒層６ａが酸化物（例えば、酸化イリジウム等）を含んでいてもよく、酸化チタン層４ａの一部が触媒層６ａと接していてもよい。
【００７４】
また、実施形態１に係る電解用電極１は、チタン基板２の第１主面２１側のみに中間層３及び触媒層６が形成されているが、これに限らず、チタン基板２の第２主面２２側にも中間層３及び触媒層６が形成されていてもよい。この場合、電解用電極１は、チタン基板２と、２つの中間層３と、２つの触媒層６と、を備える。チタン基板２は、一対の主面（第１主面２１及び第２主面２２）を有する。２つの中間層３のうち一方の中間層３は、チタン基板２の第１主面２１側に形成され、他方の中間層３は、第２主面２２側に形成されている。２つの触媒層６は、２つの中間層３に一対一に対応し、対応する中間層３上に形成されている。複数の導体部分５０は、白金層５から酸化チタン層４を貫通してチタン基板２内へ延びており、チタン基板２と接している。電解用電極１の製造方法では、チタン基板２の一対の主面（第１主面２１及び第２主面２２）の各々に対して中間層３を形成し、各々の中間層３上に触媒層６を形成する。同様に、実施形態２に係る電解用電極１ａは、チタン基板２ａの第１主面２１ａ側のみに中間層３ａ及び触媒層６ａが形成されているが、これに限らず、チタン基板２ａの第２主面２２ａ側にも中間層３ａ及び触媒層６ａが形成されていてもよい。この場合、電解用電極１ａの製造方法では、チタン基板２ａの一対の主面（第１主面２１ａ及び第２主面２２ａ）の各々に対して中間層３ａを形成し、各々の中間層３ａ上に触媒層６ａを形成する。
【００７５】
また、実施形態１に係る電解用電極の製造方法では、例えばマイクロクラック２４の幅が比較的大きい場合（例えば、１μｍ〜１０μｍの場合）、水素化チタン膜形成工程において、ＣＶＤ法によって水素化チタン膜７を形成してもよい。また、実施形態２に係る電解用電極の製造方法では、水素化チタン膜形成工程において、例えばマイクロクラック２６の幅が比較的大きい場合（例えば、１μｍ〜１０μｍの場合）、ＣＶＤ法によって水素化チタン膜７ａを形成してもよい。
【００７６】
また、実施形態２に係る電解用電極の製造方法では、穴形成工程において、複数の穴２５を、エッチング技術、レーザ加工技術等を利用して形成し、穴形成工程の後のクラック形成工程において、放電加工法により複数の穴２５の各々の内周面２５１からチタン基板２ａ内に延びる複数のマイクロクラック２４を形成してもよい。
【００７７】
（まとめ）
以上説明した実施形態等から以下の態様が開示されている。
【００７８】
第１の態様に係る電解用電極（１；１ａ）は、チタン基板（２；２ａ）と、中間層（３；３ａ）と、触媒層（６；６ａ）と、を備える。チタン基板（２；２ａ）は、第１主面（２１；２１ａ）及び第１主面（２１；２１ａ）とは反対側の第２主面（２２；２２ａ）を有する。中間層（３；３ａ）は、チタン基板（２；２ａ）の第１主面（２１；２１ａ）側に形成されている。触媒層（６；６ａ）は、中間層（３；３ａ）上に形成されている。中間層（３；３ａ）は、酸化チタン層（４；４ａ）と、白金層（５；５ａ）と、複数の導体部分（５０；５０ａ）と、を有する。酸化チタン層は、チタン基板（２；２ａ）の第１主面（２１；２１ａ）上に形成されている。白金層（５；５ａ）は、酸化チタン層（４；４ａ）上に形成されている。複数の導体部分（５０；５０ａ）は、白金層（５；５ａ）から酸化チタン層（４；４ａ）を貫通してチタン基板（２；２ａ）内へ延びており、チタン基板（２；２ａ）と接している。
【００７９】
第１の態様に係る電解用電極（１；１ａ）では、導電性の向上を図ることが可能となる。
【００８０】
第２の態様に係る電解用電極（１）では、第１の態様において、複数の導体部分（５０）の各々は、枝部（５１）と、複数のコンタクト部（５２）と、を含む。枝部（５１）は、白金層（５）から酸化チタン層（４）を貫通してチタン基板（２）内へ枝状に延びている。複数のコンタクト部（５２）は、枝部（５１）から分岐してチタン基板（２）内へ延びておりチタン基板（２）に接している。中間層（３）は、複数の介在部（４１）を更に備える。複数の介在部（４１）は、酸化チタン層（４）から複数の枝部（５１）の各々に沿ってチタン基板（２）内へ延びている。複数の介在部（４１）の各々が複数の枝部（５１）のうち対応する枝部（５１）とチタン基板（２）との間に介在している。
【００８１】
第２の態様に係る電解用電極（１）では、耐食性の向上を図ることが可能となる。
【００８２】
第３の態様に係る電解用電極（１ａ）では、第１の態様において、複数の導体部分（５０ａ）の各々は、突出部（５３）と、複数の第１コンタクト部（５４）と、複数の枝部（５５）と、複数の第２コンタクト部（５６）と、を含む。突出部（５３）は、白金層（５）から酸化チタン層（４ａ）を貫通してチタン基板（２ａ）内へ突出している。複数の第１コンタクト部（５４）は、突出部（５３）からチタン基板（２ａ）内へ延びておりチタン基板（２ａ）に接している。複数の枝部（５５）は、突出部（５３）からチタン基板（２ａ）内へ枝状に延びている。複数の第２コンタクト部（５６）は、複数の枝部（５５）の各々から分岐してチタン基板（２ａ）内へ延びておりチタン基板（２ａ）に接している。中間層（３ａ）は、複数の第１介在部（４３）と、複数の第２介在部（４５）と、を更に備える。複数の第１介在部（４３）は、酸化チタン層（４ａ）から複数の突出部（５３）の各々に沿ってチタン基板（２ａ）内へ延びている。複数の第１介在部（４３）の各々が複数の突出部（５３）のうち対応する突出部（５３）とチタン基板（２ａ）との間に介在している。複数の第２介在部（４５）は、第１介在部（４３）の各々から複数の枝部（５５）の各々に沿ってチタン基板（２ａ）内へ延びている。複数の第２介在部（４５）の各々が複数の枝部（５５）のうち対応する枝部（５５）とチタン基板（２ａ）との間に介在している。
【００８３】
第３の態様に係る電解用電極（１ａ）では、耐食性の向上を図ることが可能となる。
【００８４】
第４の態様に係る電解用電極（１；１ａ）では、第１〜３の態様のいずれか一つにおいて、触媒層（６；６ａ）が酸化物を含む。酸化チタン層（４；４ａ）の一部が触媒層（６；６ａ）と接している。
【００８５】
第４の態様に係る電解用電極（１；１ａ）では、触媒層（６；６ａ）と中間層（３；３ａ）との密着性の向上を図れる。
【００８６】
第５の態様に係る電解用電極の製造方法は、中間層形成工程と、触媒層形成工程と、を備える。中間層形成工程では、第１主面（２１）及び第１主面（２１）とは反対側の第２主面（２２）を有するチタン基板（２）の第１主面（２１）側に中間層（３）を形成する。触媒層形成工程では、中間層（３）上に触媒層（６）を形成する。中間層形成工程は、クラック形成工程と、水素化チタン膜形成工程と、塗布工程と、熱処理工程と、を有する。クラック形成工程では、チタン基板（２）の第１主面（２１）からチタン基板（２）内に延びる複数のマイクロクラック（２４）を形成する。水素化チタン膜形成工程では、チタン基板（２）の第１主面（２１）とチタン基板（２）における複数のマイクロクラック（２４）の各々の内周面（２４１）とに跨る水素化チタン膜（７）を形成する。塗布工程では、溶媒と白金化合物とを含む溶液（８）を水素化チタン膜（７）上に塗布する。熱処理工程では、酸素を含む雰囲気中で溶液（８）を乾燥させる熱処理を行うことにより、白金化合物を熱分解するとともに、水素化チタン膜（７）を熱分解する。
【００８７】
第５の態様に係る電解用電極の製造方法では、導電性の向上を図ることが可能となる。
【００８８】
第６の態様に係る電解用電極の製造方法は、第５の態様において、クラック形成工程では、放電加工法により複数のマイクロクラック（２４）を形成する。
【００８９】
第６の態様に係る電解用電極の製造方法では、複数のマイクロクラック（２４）を容易に形成することができる。
【００９０】
第７の態様に係る電解用電極の製造方法は、中間層形成工程と、触媒層形成工程と、を備える。中間層形成工程では、第１主面（２１ａ）及び第１主面（２１ａ）とは反対側の第２主面（２２ａ）を有するチタン基板（２ａ）の第１主面（２１ａ）側に中間層（３ａ）を形成する。触媒層形成工程では、中間層（３ａ）上に触媒層（６ａ）を形成する。中間層形成工程は、穴形成工程と、クラック形成工程と、水素化チタン膜形成工程と、塗布工程と、熱処理工程と、を有する。穴形成工程では、チタン基板（２ａ）の第１主面（２１ａ）に複数の穴（２５）を形成する。クラック形成工程では、複数の穴（２５）の各々の内周面（２５１）からチタン基板（２ａ）内に延びる複数のマイクロクラック（２６）を形成する。水素化チタン膜形成工程では、チタン基板（２ａ）の第１主面（２１ａ）とチタン基板（２ａ）における複数の穴（２５）の各々の内周面（２５１）と複数のマイクロクラック（２６）の各々の内周面（２６１）とに跨る水素化チタン膜（７ａ）を形成する。塗布工程では、溶媒と白金化合物とを含む溶液（８ａ）を水素化チタン膜（７ａ）上に塗布する。熱処理工程では、酸素を含む雰囲気中で溶液（８ａ）を乾燥させる熱処理を行うことにより、白金化合物を熱分解するとともに、水素化チタン膜（７ａ）を熱分解する。
【００９１】
第７の態様に係る電解用電極の製造方法では、導電性の向上を図ることが可能となる。
【００９２】
第８の態様に係る電解用電極の製造方法は、第７の態様において、穴形成工程では、放電加工法により複数の穴（２５）を形成する。穴形成工程がクラック形成工程を兼ねている。
【００９３】
第８の態様に係る電解用電極の製造方法では、複数の穴（２５）と複数のマイクロクラック（２６）とを同じ工程で形成することができる。
【００９４】
第９の態様に係る電解用電極の製造方法は、第５〜８の態様のいずれか一つにおい、水素化チタン膜形成工程では、フッ化水素を含む薬品による水素化処理又は水素ガス雰囲気中での熱処理又は水素プラズマ処理によってチタン基板（２；２ａ）の一部を水素化することで水素化チタン膜（７；７ａ）を形成する。
【００９５】
第９の態様に係る電解用電極の製造方法では、水素化チタン膜（７；７ａ）を容易に形成することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１、１ａ  電解用電極
２、２ａ  チタン基板
２１、２１ａ  第１主面
２２、２２ａ  第２主面
２４  マイクロクラック
２４１  内周面
２５  穴
２５１  内周面
２６  マイクロクラック
２６１  内周面
３、３ａ  中間層
４、４ａ  酸化チタン層
４１  介在部
４３  第１介在部
４５  第２介在部
５、５ａ  白金層
５０、５０ａ  導体部分
５１  枝部
５２  コンタクト部
５３  突出部
５４  第１コンタクト部
５５  枝部
５６  第２コンタクト部
６、６ａ  触媒層
７、７ａ  水素化チタン膜
８、８ａ  溶液
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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