(57)【要約】【課題】  従来の水の電気分解では、アルカリ水の生成と同時に通常は廃棄される酸性水も同時に生成され、無駄になっている。【解決手段】  相対面する電極の一方に、通常の電気分解において負極側で起こる反応電圧（負電圧）以下の電圧を印加し、その対面電極にはこの電圧に対し反応が生ずる電位差のある負の電圧を印加して、酸性水の生成を抑制する。【選択図】図３
2010214355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道水など原水を入れた容器と、この容器に入れられた原水に、少なくとも相対面する一対の電極を浸漬し、各々の電極に何れも負電圧で電位差のある電圧を印加して、原水を全てアルカリ水に生成するアルカリ水の生成方法。
【請求項２】
前記容器を密閉し、容器の上部に水素ガス取り出し口を設け、水素ガスの回収も可能とした前記請求項１記載のアルカリ水生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、アルカリ水の生成方法に関し、更に詳しくは複数の負電極を使用して酸性水の生成を生じず、原水の全てをアルカリ水とする水の電気分解方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の水の電気分解は、原水（水道水）に、電解隔膜を中間に介在させた２個の電極を入れ、その各々の電極に正、負の電圧を印加し、陰極側にはアルカリ水が生成され、陽極側には酸性水が同時に生成される方法である。【０００３】  以下、図１により従来の電気分解方法について説明する。図において水槽１の内側は電解隔膜５により仕切られており、その各々に電極３，４が配置され、内部には水の電気伝導度を高めるために電解促進補助剤が添加された原水（水道水）６を充填している。【０００４】  この状態で、電源７から電極３，４に正、負の直流電圧を印加すると、負極側では水の還元作用が起こり水素ガスが発生してアルカリ水が生成される。一方正極側では水の酸化反応が起り酸素ガスが発生して酸性水が生成される。【０００５】  同時に生成された酸性水は、用途が限られているため、せっかく生成されたものが廃棄される場合が多く、投入エネルギーや水資源の有効利用の観点からも無駄になっている。【０００６】  この酸性水の無駄をなくするために、生成された酸性水とアルカリ水を混合して弱アルカリ水とする混合装置や、酸性水をアルカリ水に改質する改質器などが提案されているが、投入エネルギーはさらに効率の悪いものになっている。
従来存在している電気分解によるアルカリ水の生成装置としては、次の特許文献が存在するが、何れも正負電極を用いたもので、無駄な酸性水を生成するものであり、酸性水が生成しないアルカリ水の生成方法の提供が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献１】  特開２０００−１１７２５４
【特許文献２】  特開２００３−３９０６８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  以上述べた従来の電気分解では、アルカリ水を生成する際に、酸性水の生成が余儀なくされており、無駄になっていたものである。【０００８】  本発明は、このように無駄になってしまう酸性水は生成されずに、原水（水道水）の全てをアルカリ水とすることができ、かつ、生成過程で排出されてしまう水素ガスを回収できるようにしたアルカリ水の生成方法を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本発明は、前記目的を達成するために、水道水など原水を入れた容器と、この容器に入れられた原水に、少なくとも相対面する一対の電極を浸漬し、各々の電極に何れも負電圧で電位差のある電圧を印加して、原水を全てアルカリ水に生成するアルカリ水の生成方法である。
【発明の効果】
【００１０】  前述した本発明の方法によれば、無駄になってしまう酸性水は生成されずに、原水（水道水）の全てをアルカリ水とすることができ、また、生成過程で排出されてしまう水素ガスを回収できるようにしたアルカリ水の生成方法を提供することができたものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来の水の電気分解方式の概念図。
【図２】本発明の一実施例における電極形状図。
【図３】本発明の一実施例における実施装置図
【図４】同上におけるマイナス直流電圧説明図。
【図５】同上におけるマイナス全波整流電圧説明図。
【図６】同上における水温とｐＨ上昇の関係図。
【図７】同上におけるＮａＣｌ濃度とｐＨ上昇の関係図。
【図８】本発明の一実施例における水素ガス回収形アルカリ水生成装置の概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】  以下、本発明の実施の形態を図２〜図８に基づいて説明するが、その前に、アルカリ水生成の原理及び作用を説明する。
通常の水の電気分解では、負極で起こる反応（２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→Ｈ２＋２ＯＨ−）に必要な電位
Ｅ１は
Ｅ１＝（−０．５９１４ｐＨ）〔Ｖ〕である。（ｐＨ＝７のとき、Ｅ１＝−０．４１４〔Ｖ〕）
一方正極で起こる反応（Ｈ２Ｏ→１／２Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−）に必要な電位Ｅ２は
Ｅ２＝（１．２２９−０．０５９１４ｐＨ）〔Ｖ〕である。（ｐＨ＝７のとき、Ｅ２＝０．８１５〔Ｖ〕）
そして  Ｅ２−Ｅ１＝１．２３〔Ｖ〕であることから、ｐＨにかかわらず１．２３〔Ｖ〕以上の電圧を印加すれば両極でこれらの反応が起こる。
【００１３】  ｐＨ７の水が反応するのに必要な電位をまとめると下表のようになる。
2010214355.tif 000003
【００１４】  上記のことから、Ｅ２（負の低電圧側）には−０．４１４〔Ｖ〕以下の電位を印加し、Ｅ１（負の高電圧側）にはＥ２より１．２３〔Ｖ〕以上のマイナス電位を印加することで、酸性水の生成を抑制することができる。
【００１５】  また、本発明の方法では、従来方法の電気分解では必然的に発生する酸素ガスの発生はなく、両極から水素ガスのみの発生となるため発生量は２倍となり、効率のよい水素ガス回収形アルカリ水生成方法となる。
【００１６】  先ず、図３に示すように、容器１２に原水（水道水）１３を１，０００ｃｃ入れ、その水の中に図２に示す形状のフェライト電極１４，１５を間隔１ｍｍで浸漬セットする。そして、これらの電極１３，１４に電源１６から負の電圧を通電して電気分解を行なった。尚、原水には電解促進補助剤は添加していない。
【００１７】  水の電気分解には通常直流電源を使用するため、本発明では図４に示すマイナス−マイナスの直流電圧を印加することとしているが、今回は電源製作の都合上、図５に示すマイナス−マイナスの全波整流電圧を印加し、Ｅ１（負低圧側）に−０．４５〔Ｖ〕、Ｅ２〔負高圧側〕に−７．９〔Ｖ〕を印加した。
【００１８】  通電中に、水中のＮａ＋、Ｃａ＋などの陽イオンが電極１４，１５に集積してスケールを形成することで、電気分解効率を低下させる可能性も考えられるため、この対策として両極の電圧を１分間隔で切り替えた。
【００１９】  水道水はｐＨを７付近に調整したものを使用、水温は一定になるまで恒温槽内に静置した。
【００２０】  ｐＨは３０分間隔で測定した。測定方法は一定時間の通電後、電極１４，１５を取り出し、攪拌棒で攪拌してからｐＨ計で測定した。
【００２１】  水の電気分解では水の電気伝導率の影響が大きいため、この伝導率向上の一因である水温の影響も把握するため、水温を１０℃、２０℃、３０℃としその各々につき同一条件で測定した。
【００２１】  この結果を図６に示す。図６で見るごとく、水温のいずれの条件でもｐＨが上昇（アルカリ化）し、もくろみ通り酸性水の生成が抑制できたものと考えられ、本発明が推測どおりに作用していることが実証された。ただし、ｐＨの上昇に水温依存性があり、１０℃付近では上昇率が低く、２０℃程度以上が好ましいことが判った。尚、２０℃と３０℃ではあまり差が出ていないので製品化に際しての参考とすればよい。
【００２２】  水の電気分解では水の電気伝導率の影響が大きいため、この伝導率向上のため水に電解促進補助剤を添加するのが通常である。本発明の方法でもその効果を確認するため、電解促進補助剤としてＮａＣｌを用い、０．２％、２．０％の溶液を作り、水温２０℃として上記方法と同一条件で５分間隔で測定した。
【００２３】  この結果を図７に示す。図７で見るごとく、電解促進補助剤の効果は顕著で、従来の電気分解と同様、本発明の電気分解方式でもその有用性が確認できた。尚、０．２％溶液と２．０％溶液ではその効果にほとんど差がでていないことから、電解促進補助剤の選定や溶液濃度などの適正値を把握する必要がある。
【００２４】  上述のごとく、本発明では酸性水の生成がなく原水の全量がアルカリ水になるということが確認された。つまり、生成過程では酸素ガス（Ｏ２）の発生がなく、水素ガス（Ｈ２）のみが発生していることであり、従来の水の電気分解による水素ガスの取得方法と比較すれば、はるかに効率よく水素ガスを取得できることになる。
【００２５】  そこで図８に見るごとく、密閉した電気分解槽２０の上部に水素ガスの収集口２１を設ければ、アルカリ水の生成過程で水素ガスの取得もでき、投入エネルギーの効率も格段に向上した水の電気分解装置とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】  本発明アルカリ水は、界面活性剤を使用していないため、排水処理費用が不要であり、広い応用分野に適用される。
【符号の説明】
【００２７】３，４      電極
５          電解隔膜
１４，１５  電極
１６        電源
２０        密閉電解槽
２１        水素ガス収集口
【図１】
2010214355.tif 000004
【図２】
2010214355.tif 000005
【図３】
2010214355.tif 000006
【図４】
2010214355.tif 000007
【図５】
2010214355.tif 000008
【図６】
2010214355.tif 000009
【図７】
2010214355.tif 000010
【図８】
2010214355.tif 000011