(57)【要約】      （修正有）【課題】ＮａＯＨの工業生産装置の陰極として、可撓性が優れた炭素繊維電極を用いて電解する方法を提供する。【解決手段】直径が５〜７ミクロンの長繊維が多数集合して構成する炭素の長繊維束（炭素繊維：ＣＦ）を陽イオン交換膜１９に近接したプラスチックの網２０の周りにらせん状に巻いて陰極２１（ＣＦ電極）とする。炭素繊維は可撓性があるので容易に多数回まきつけることができ、表面積が大きい電極となり、電気分解の効率を上げることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
極めて微細で長繊維の炭素繊維（ＣＦと略記。ＣＦのＰＡＮ系、ピッチ系などの別は問わない）の集合体で電極（ＣＦ電極）をつくる。
ＣＦは可撓性があるので、ＣＦ電極は柔軟性を要する形状に加工することができる。
このＣＦ電極を陽極または陰極として電解液に浸漬し、両極に直流の電圧を加えて電気分解を行なう方法。
【請求項２】
請求項１の方法によって、ＮａＣｌ水溶液と水を用いてＮａＯＨ、Ｈ２、Ｃｌ２を製造する装置。
【請求項３】
請求項１の方法によって、海水からＨ２を製造し、海水中のＮａＣｌを減らす方法。
【請求項４】
請求項１の方法によって、水からＨ２を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、炭素（黒鉛）電極に比して、可撓性が優れている炭素繊維電極（ＣＦ電極）を用いて電気分解を行なう技術に関する。
【背景技術】
【０００２】  ２本の炭素電極をＮａＣｌ水溶液（電解液）に浸漬し電気分解をすると、陰極でＨ２Ｏが還元されてＨ２を発生し、陽極でＣｌ−が酸化されてＣｌ２を発生する。
即ち、陰極で：２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→Ｈ２＋２ＯＨ−                      （１）
陽極で：２Ｃｌ−→Ｃｌ２＋２ｅ−                              （２）
全体で：２ＮａＣｌ＋２Ｈ２Ｏ→２ＮａＯＨ＋Ｈ２＋Ｃｌ２        （３）
この化学反応では、電子ｅ−の授受は電極と電解液の界面で行なわれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  電気分解の化学反応は、電極と電解液の界面で電子ｅ−の授受によって進行するので、電極の表面積が大きいほど電子ｅ−の授受が多くなる。
容積が限られている電解槽で表面積が大きい炭素電極をつくるためには、電極を太くするか本数を多くするかの方法があるが、取扱いが難しい。
直径が５〜７ミクロンの極めて微細な長繊維が多数集合して構成される炭素の長繊維束（炭素繊維：ＣＦ）で電極をつくり、ＣＦ電極とする。
ＣＦは可撓性があるので、限られた容積の電解槽でも、らせん状に巻いて長い電極ができ、それだけ表面積が大きい電極をつくることが可能である。
また、ＣＦをシート状に並べて円筒形に巻くと表面積が大きいＣＦ電極ができる。
従って、ＣＦ電極によって、電気分解ができるかを究めることが、発明が解決しようとする課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  電気分解を次の検体を電極に用いて行なう。
◎炭素電極：黒鉛棒５ｍｍφ×１００ｍｍ長（約３，１００ｍｇ）
◎ＣＦ電極（Ａ）：ＰＡＮ系ＣＦ１５束×１００ｍｍ長（約１，１５０ｍｇ）
◎ＣＦ電極（Ｂ）：ピッチ系ＣＦ１５束×１００ｍｍ長（約１，３５０ｍｇ）
但し、ＣＦ電極はばらけないように、金属以外の例えば木綿糸で数カ所結ぶか、耐水性耐薬品性の接着剤（炭素同素体が混同しているもの、及び柔軟性があるものを含む）で固める。
また、電極を電解液に浸漬すると、毛細管現象で電解液が電極の電源接続端子まで上昇して電源接続子の金属に影響を及ぼすので、これを防ぐために、図１のようにＣＦの一部を接着剤で固めたものを電極に接続して電源接続端子とする。
上記電極をそれぞれ陽極と陰極として電解槽に浸漬し（図２）、９Ｖの電源に接続すると、陽極に生ずるＣｌ２と陰極に生ずるＨ２が観察されて、いずれの電極でも電気分解が進んでいることが示された。
ピッチ系ＣＦは折れ易いので、以下のＣＦ電極はＰＡＮ系ＣＦを用いたものとする。【０００５】  長繊維のＣＦでつくるＣＦ電極は可撓性があるので、限られた容積の電解槽の形状に合わせて、長い電極を形成することができる。
例えば、ＣＦ１５束×５００ｍｍ長のＣＦ電極をらせん状に巻いて、図３のように電解槽に容易に浸漬できる。
この状態で、９Ｖの電源に接続すると、陽極にＣｌ２、陰極にＨ２の発生が観察され、陽極に炭素電極を用いた場合も同様の現象が生じた。【０００６】  〔０００４〕と〔０００５〕の現象を考察すると、ＣＦ電極は炭素電極と同じ化学反応を行ない、更にＣＦ電極は炭素電極では不可能な曲げの形状で長い電極をつくることができる。
従って、ＣＦ電極を用いて電気分解をするのが、課題を解決するための手段であることを示している。
【発明の効果】
【０００７】  ＣＦ電極には次の点で炭素電極より優れた性質があることが分かった。
１．電解液と接する表面積を大きく加工することが可能で、多くの電子ｅ−を授受で      きる。
２．ＣＦは長繊維で可撓性があるので、電解槽に合わせて自在な形状の電極をつくる      ことができる。
従って、ＣＦ電極の性質を生かした電気分解の方法が発明の効果である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】  ＮａＯＨの工業生産では、陰極に鉄鋼（鉄網）を用いているので腐蝕は避けられない。
これを防ぐために、原理的に耐水性耐薬品性プラスチックなどの適当な厚みの網にＣＦをらせん状に巻きつけて鉄鋼の代替（陰極）とし、炭素（黒鉛）またはＣＦを陽極とするＮａＯＨ生産装置（図４）をつくる。
あるいは、ＣＦを平面に並べて導電性接着剤や導電性プラスチックで固めたシートに、通水用の小穴を多数適宜にあけて鉄鋼の代替とする。但し、導電性接着剤と導電性プラスチックは柔軟性がある耐水性耐薬品性のもので金属を含まないものとする。
以上の装置を基本にして、海水または水を電気分解してＨ２を生産する装置ができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】  電極の電源接続端子を示す図
【図２】  電解槽に電極を浸漬した状態を示す側面図
【図３】  電解槽にらせん状に巻いたＣＦ電極を浸漬した状態を示す側面図
【図４】  ＮａＯＨ生産装置の陰極としてＣＦをらせん状に巻いた基本的状態を示す側断面図
【符号の説明】
【００１０】１    電極（ＣＦまたは黒鉛）
２    電源接続端子（ＣＦ）
３    接着剤（例えばエポキシ系）
４    電極と電源接続端子を結合（金属以外の糸状又は帯状の物質で強く）
５    陽イオン交換膜
６    陽極室（海水）
７    陽極
８    陰極室（海水）
９    陰極
１０  陽極室（ＮａＣｌ水溶液）
１１  陽極（らせん巻ＣＦまたはシート状ＣＦまたは黒鉛）
１２  陰極室（水道水）
１３  陰極（らせん巻ＣＦまたはシート状ＣＦ）
１４  電源接続端子（電源＋側）
１５  電源接続端子（電源−側）
１６  陽極室（ＮａＣｌ水溶液）
１７  陽極（黒鉛またはＣＦ）
１８  陰極室（水）
１９  陽イオン交換膜
２０  耐水性耐薬品性プラスチックなどの適当な厚みの網
２１  陰極（らせん巻ＣＦまたはシート状ＣＦ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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