(57)【要約】【課題】カルシウムイオンを含む水を交流電解した場合であっても、基材へのスケールの析出を抑制することができる水電解用交流電極および該水電解用交流電極を備えた交流電解式水改質装置ならびにカルシウムイオンを含む水の電解方法を提供すること。【解決手段】カルシウムイオンを含む水を電気分解するための水電解用交流電極であって、シリコン基材と、該シリコン基材上に付着したダイヤモンドとを含む水電解用交流電極および該水電解用交流電極を備えた交流電解式水改質装置ならびにカルシウムイオンを含む水の電解方法。【選択図】図３
2014162929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルシウムイオンを含む水を電気分解するための水電解用交流電極であって、
シリコン基材と、該シリコン基材上に付着したダイヤモンドとを含む、水電解用交流電極。
【請求項２】
前記シリコン基材がｐ型シリコン半導体基材であり、
前記ダイヤモンドがｐ型ダイヤモンド半導体である、請求項１記載の水電解用交流電極。
【請求項３】
前記シリコン基材の体積抵抗率が前記ダイヤモンドの体積抵抗率よりも大きい、請求項１または２記載の水電解用交流電極。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の水電解用交流電極を備えた交流電解式水改質装置。
【請求項５】
カルシウムイオンを含む水中に、シリコン基材と該シリコン基材上に付着したダイヤモンドとを含む第１の電極と、該第１の電極と対となる第２の電極とを配置し、交流を印加することを特徴とする、カルシウムイオンを含む水の電解方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水電解用交流電極および該水電解用交流電極を備えた交流電解式水改質装置ならびにカルシウムイオンを含む水の電解方法に関する。より詳細には、工業用排水等のカルシウムイオンを含む水の改質に使う水電解用交流電極および該水電解用交流電極を備えた交流電解式水改質装置ならびにカルシウムイオンを含む水の電解方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工業用排水等の改質に使う水改質装置が知られている（特許文献１〜２）。これらの水改質装置は交流電極を備え、処理対象となる水に交流を印加することにより水を電気分解（電解）する。電解により水の酸化還元電位が下がり、水中の有機化合物がガス化または沈殿し、水が浄化される。また、電解により増加した水中の溶存酸素は、水中の有機化合物と反応し汚水等を無害化し得る。このような水改質装置に使用される交流電極としては、たとえば白金、リチウム、亜鉛、マグネシウム、鉄、ステンレス、銅等の金属からなる電極が知られている。なかでも、表面が不動態化せず、溶出しにくい点から白金が好適に使用されている。
【０００３】
さらに、白金よりも耐腐食性が高い素材として、ダイヤモンドが知られている（特許文献３）。ダイヤモンドは、本来的には絶縁性が高いが、ホウ素等をドープすることにより導電性を発現するため、基材にメッキされてダイヤモンド電極として使用される。ダイヤモンド電極は、白金電極より電位窓が広く、酸素発生電位が高いため、水を直流電解した場合には、高濃度のオゾンを発生させることができ、水道水など塩素イオンを含む水を交流電解した場合には、次亜塩素酸または次亜塩素酸イオンを発生させることができ、殺菌や殺藻機能を示し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−２２８４７５号公報
【特許文献２】特開平０６−２５４５６７号公報
【特許文献３】特開平０９−１３１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ダイヤモンド電極を用いた交流電解において、カルシウムイオンを含む水を電解した場合、たとえばチタンを基材にしたダイヤモンド電極を使用すると、チタンが露出した部分（側面や、表面のうちダイヤモンドが被覆されていない部分）にスケールが析出する、という問題がある。なお、スケールとは、炭酸カルシウムなどのカルシウム化合物を主成分とする析出物をいう。この現象は、白金メッキされたチタン電極では生じなかったこと、直流電解の場合にはチタン基材を用いたダイヤモンド電極であっても生じなかったことから、交流を印加したダイヤモンド電極に特有の新規現象であることが判った。
【０００６】
このように、ダイヤモンド電極における基材の露出部分にスケールが付着し、肥大化していくと、ダイヤモンド電極の表面にまでスケールがはみ出し、電極の有効面積が縮小する、という問題がある。また、電極周囲の水の流れがスムーズでなくなり電解効率が落ちる、肥大化したスケールを取り除く必要がある、という問題がある。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、カルシウムイオンを含む水を交流電解した場合であっても、基材へのスケールの析出を抑制することができる水電解用交流電極および該水電解用交流電極を備えた交流電解式水改質装置ならびにカルシウムイオンを含む水の電解方法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】
【０００８】
本発明の一局面における水電解用交流電極は、カルシウムイオンを含む水を電気分解するための水電解用交流電極であって、シリコン基材と、該シリコン基材上に付着したダイヤモンドとを含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の水電解用交流電極は、上記構成を有することにより、カルシウムイオンを含む水を交流電解した場合であっても、基材へのスケールの析出を抑制することができる。その結果、電極にスケールが付着しにくく、電極の有効面積が確保される。また、電極にスケールが付着しにくいため、電解中の水の流れが阻害されにくい。さらに、スケールを取り除く必要がない。
【００１０】
上記構成において、前記シリコン基材がｐ型シリコン半導体基材であり、前記ダイヤモンドがｐ型ダイヤモンド半導体であることが好ましい。
【００１１】
本発明は、シリコン基材およびダイヤモンドをｐ型半導体とすることにより、電極内で発生する局所的な見かけ上の電位差を小さくすることができ、かつ、ダイヤモンドの電位よりもシリコン基材の電位を高くし得る。その結果、水中において正に帯電したカルシウムイオンや炭酸カルシウムイオン等が基材から離れやすく、スケールが析出しにくい。
【００１２】
上記構成において、前記シリコン基材の体積抵抗率が前記ダイヤモンドの体積抵抗率よりも大きいことが好ましい。
【００１３】
本発明は、シリコン基材の体積抵抗率をダイヤモンドの体積抵抗率よりも大きくすることにより、基材側へ流れ込む電流を小さくすることができ、結果としてスケールが析出しにくい。
【００１４】
また、本発明の他の一局面における交流電解式水改質装置は、上記水電解用交流電極を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の交流電解式水改質装置は、上記した本発明の水電解用交流電極を備えるため、カルシウムイオンを含む水を交流電解した場合であっても、スケールの析出を抑制することができる。そのため、電極にスケールが付着しにくく、電極の有効面積が確保される。また、電極にスケールが付着しにくいため、電解中の水の流れが阻害されにくい。さらに、スケールを取り除く必要がない。その結果、効率よくカルシウムを含む水を改質することができる。
【００１６】
さらに、本発明の他の一局面におけるカルシウムイオンを含む水の電解方法は、カルシウムイオンを含む水中に、シリコン基材と該シリコン基材上に付着したダイヤモンドとを含む第１の電極と、該第１の電極と対となる第２の電極とを配置し、交流を印加することを特徴とする。
【００１７】
本発明の水の電解方法は、ダイヤモンドが付着したシリコン基材からなる第１の電極を使用する。第１の電極は、交流が印加された場合であっても、電極表面にスケールが析出しにくい。そのため、電極の有効面積が確保されやすい。また、電解中の水の流れが阻害されにくい。さらに、スケールを取り除く必要がない。その結果、カルシウムを含む水を効率よく改質することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、カルシウムイオンを含む水を交流電解した場合であっても、スケールの析出を抑制することができる水電解用交流電極および該水電解用交流電極を備えた交流電解式水改質装置ならびにカルシウムイオンを含む水の電解方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の水電解用交流電極の構成を説明する概略的な模式図である。
【図２】図２は、本発明の水電解質用電極の構成を説明する概略的な模式図である。
【図３】図３は、本発明の交流電解式水改質装置の構成を説明する概略的な模式図である。
【図４】図４は、本発明の交流電解式改質装置を用いてカルシウムを含む水を電解した際に析出するスケールを説明する概略的な模式図である。
【図５】図５は、比較例の交流電解式改質装置を用いてカルシウムを含む水を電解した際に析出するスケールを説明する概略的な模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（水電解用交流電極）
以下、本発明の水電解用交流電極について図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、本実施形態の水電解用交流電極の構成を説明する概略的な模式図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は断面図である。図２は、本実施形態の水電解質用電極の構成を説明する概略的な模式図であり、図２（ａ）は断面図、図２（ｂ）は上面図である。
【００２１】
図１（ａ）、図１（ｂ）、図２（ａ）および図２（ｂ）に示されるように、本実施形態の水電解用交流電極（以下、単に電極１ともいう）は、扁平な板状に成型されたシリコン基材２と、該シリコン基材２に付着したダイヤモンド３とを備える。電極１は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示されるように、シリコン基材２の全面がダイヤモンド３で覆われていてもよく、図２（ａ）および図２（ｂ）に示されるように、シリコン基材２の一部が露出するよう部分的にダイヤモンド３で覆われていてもよい。交流電解時の有効面積を大きく確保するために、電極１は、シリコン基材２の全面がダイヤモンド３で覆われていることが好ましい。
【００２２】
ここで、ダイヤモンドが基材の全面を完全に被覆している場合、理論的には、基材の露出がないためスケールは析出しにくい。しかしながら、ダイヤモンドの成膜時に意図せずピンホールが形成されたり、交流電解中に水中の夾雑物が衝突するなど何らかの原因でダイヤモンドが部分的に剥離する等の理由により、基材が露出する場合がある。このような場合、たとえば、基材が従来のチタン基材であれば、チタン基材の露出部分にスケールが析出する。すなわち、チタン基材の全面をダイヤモンドで被覆したにもかかわらず、チタン基材が意図せず露出し、当該露出部分にスケールが析出することがある。
【００２３】
本実施形態の電極１は、基材として後述するシリコン基材２を採用しているため、このように、ダイヤモンド３の一部にピンホールが形成されてシリコン基材２の一部が露出したり、全面に被覆されたダイヤモンド３が何らかの理由により剥離してシリコン基材２の一部が露出した場合であっても、従来のチタン基材を用いた場合とは異なり、当該露出部分におけるスケールの析出を抑制することができる。すなわち、電極１は、当初からシリコン基材２の一部が露出している場合に加え、たとえばピンホールが発生していた場合や交流電解中にダイヤモンド３が部分的に剥離した場合であっても、シリコン基材２の露出部分にスケールが析出しにくい。そのため、電極１は、長期間にわたり、スケールの析出を抑制し、安定してカルシウムを含む水を改質し得る。
【００２４】
電極１は、たとえば端部を金属板で挟んで固定し、交流電源の一端子と接続することにより、後述する交流電解式水改質装置の電極（第１の電極）として使用でき（図３参照）、カルシウムイオンを含む水を交流電解する際に使用し得る。
【００２５】
電極１を使用して交流電解する対象となる水は、カルシウムイオンを含む水であれば特に限定されない。カルシウムイオンを含む水としては、たとえば、河川水・湖沼水・地下水・雨水などの飲料用原水、食品加工や発酵工業などにおいて使用される食品排水、池や堀や噴水などの観賞用水、各種冷却水などの循環水、プールなどの水泳用水、都市下水や家庭排水、各種部品用の洗浄水、野菜や魚肉類の鮮度保持用の水、産業廃水などが挙げられる。
【００２６】
＜シリコン基材＞
シリコン（Ｓｉ）基材は、電極の主要な構成部分であり、表面にダイヤモンドを付着させることによりダイヤモンド電極を構成し得る。シリコン基材を構成するシリコン材料としては特に限定されず、たとえば、ｐ型シリコン半導体またはｎ型シリコン半導体の単結晶や多結晶のほか、非晶質および微結晶体を採用することができる。いずれも市販されているものを利用することが可能である。
【００２７】
ｐ型シリコン半導体の体積抵抗率は、ダイヤモンドの体積抵抗率より高く、かつ０．０１〜３Ω・ｃｍが望ましい。ダイヤモンドの体積抵抗率より低い場合、ダイヤモンドにピンホールや亀裂などがあると、シリコンへ電流が流れやすくなり、スケールが析出する場合がある。また、体積抵抗率が０．０１Ω・ｃｍ未満の場合、ダイヤモンドより体積抵抗率が高かったとしてもその差は小さいため、前記同様にスケール析出があり得る。一方体積抵抗率が３Ω・ｃｍを超える場合、電極の取り回しによっては電圧降下の原因になる恐れがある。
【００２８】
本実施形態のシリコン基材としては、ｐ型、ｎ型どちらでも利用可能であるが、現時点では、低抵抗なダイヤモンドはｎ型に比較してｐ型の方が、技術的に容易にまた安価に成膜できるため、それと同じ伝導型のｐ型シリコン半導体基材を採用することが好ましい。ダイヤモンドとシリコンとを同じ伝導型とすることにより、シリコン、ダイヤモンド界面で発生する電気的な障壁をなくすことができる。
【００２９】
＜ダイヤモンド＞
ダイヤモンドは、シリコン基材の表面に付着され、電極の表層を構成する。ダイヤモンドの付着態様としては特に限定されず、シリコン基材の少なくとも一部を薄膜状に覆うよう付着させることができる。
【００３０】
ダイヤモンドとしては、ｐ型ダイヤモンド半導体またはｎ型ダイヤモンド半導体を採用することができる。ダイヤモンドは、通常、室温における電気抵抗率が高く、絶縁体と同等である。しかしながら、ホウ素等を添加することでｐ型半導体となり得る。また、ダイヤモンドは、硫黄等を添加したり、イオン注入等の方法で格子欠陥を導入したりすることにより、ｎ型半導体となり得る。
【００３１】
ｐ型ダイヤモンド半導体に含まれるｐ型ドーパントはホウ素が用いられる。得られるｐ型ダイヤモンド半導体の体積抵抗率は０．１Ω・ｃｍ以下、より好ましくは０．０１Ω・ｃｍ以下である。体積抵抗率が０．１Ω・ｃｍを超える場合、電極部での抵抗が上がり効率が減少する。
【００３２】
特に、ｐ型ダイヤモンド半導体を、ｐ型シリコン半導体基材に付着させた場合には、ダイヤモンドとシリコンとの接触抵抗を下げることができる。即ち、ジュール熱発生による損失を低減できる。
【００３３】
ダイヤモンドをシリコン基材に付着させる方法としては特に限定されず、たとえば、シリコン基材にダイヤモンドを被覆する方法や、ダイヤモンドをシリコン基材の表面に埋め込む（含浸させる）方法、超高圧で製造される合成ダイヤモンド粉末を樹脂等の結着剤を用いてシリコン基材に担持させる方法等を採用することができる。具体的には、たとえば、マイクロ波ＣＶＤ（化学気相合成、Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、熱フィラメントＣＶＤ等によりダイヤモンドをシリコン基材の表面に蒸着または塗布する方法等を採用することができる。これらの中でも成膜速度が速いこと、均一に成膜されやすいこと等から、マイクロ波ＣＶＤ法を採用することが好ましい。マイクロ波ＣＶＤ法では、たとえば、メタン、ジボランおよび水素を含む原料ガス（ホウ素をドーパントとする場合）をシリコン基材が設置された反応チャンバ内に導入し、プラズマを発生させることにより、シリコン基材上にダイヤモンドを成長させる方法を採用することができる。マイクロ波によるプラズマではイオンは殆ど振動せず、電子のみを振動させた状態で擬似高温を達成できる。プラズマの出力は０．１〜６０ｋＷとすることができる。プラズマの出力が大きいほど、活性種を多く発生させることができるため、ダイヤモンドの成長速度を上げることができる。なお、原料ガス中のそれぞれのガスの濃度は、適宜、調整し得る。また、蒸着時の温度、圧力は特に限定されず、たとえば、シリコン基材を７００〜１０００℃に保ち、１〜２００Ｔｏｒｒの状態で蒸着し得る。
【００３４】
シリコン基材に付着させたダイヤモンドの厚みとしては特に限定されず、たとえば、１００ｎｍ〜１００μｍとすることができる。ダイヤモンドの厚みが１００ｎｍ未満の場合、ピンホールが形成されて寿命が短くなる傾向がある。一方、ダイヤモンドの厚みが１００μｍを超える場合、成膜時間が長くなり経済的にコストアップする傾向がある。
【００３５】
以上、本実施形態の電極は、シリコン基材にダイヤモンドが付着されている。そのため、後述する交流電解式水改質装置に使用してカルシウムを含む水を交流電解した場合、水中のカルシウムイオンが、電極表面にスケールとして析出しにくい。これは、スケールとシリコン基材とが結合しにくいことや、シリコン基材よりもダイヤモンドの電位が低いため、水中において正に帯電したカルシウムイオンや炭酸カルシウムイオン等がシリコン基材から離れやすいこと等のためと考えられる。その結果、電極の有効面積が確保される。また、電極にスケールが付着しにくいため、電解時に水の流れが阻害されにくい。さらに、電極からスケールを取り除く必要がない。
【００３６】
（交流電解式水改質装置）
次に、本発明の交流電解式水改質装置について図面を参照しながら具体的に説明する。図３は、本実施形態の交流電解式水改質装置の構成を説明する概略的な模式図である。図４は、本実施形態の交流電解式改質装置を用いてカルシウムを含む水を電解した際に析出するスケールの位置を説明する概略的な模式図である。
【００３７】
図３に示されるように、本実施形態の交流電解式水改質装置（以下、単に改質装置４ともいう）は、水電解用交流電極（第１の電極５）を備える。第１の電極５は、シリコン基材６と、該シリコン基材６に付着したダイヤモンド７とを備える。具体的には、たとえば、第１の電極５は、図１（ａ）、図１（ｂ）、図２（ａ）および図２（ｂ）に関連して説明した電極１と同様の材質、構造の電極を採用することができる。図３では、図２（ａ）および図２（ｂ）に関連して説明した、シリコン基材の一部が露出した電極を第１の電極５として使用した例を示している。
【００３８】
第１の電極５は、端部が金属板８で挟持され、導線を介して交流電源９の端子と接続される。使用される金属板８としては特に限定されず、たとえば、Ｃｕ（銅）、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、ステンレス等を採用することができる。第１の電極５を、導線を介して交流電源９の端子と接続する方法は特に限定されず、金属板８で挟持する以外にも、第１の電極５の一部と導線とを電気的に接続し得る方法であればよい。
【００３９】
改質装置４は、図３に示されるように、第１の電極５のほかに、当該第１の電極５と対となる第２の電極１０と、接地された接地極１１とを備える。
【００４０】
第２の電極１０としては特に限定されず、第１の電極５と同じ材料、構造としてもよく、異なる材料、構造としてもよい。第２の電極１０は、たとえば、白金をメッキしたチタン基材（白金メッキチタン電極）や、白金メッシュ電極を採用することができる。第２の電極１０は、第１の電極５と同様に、端部が金属板８で挟持され、導線を介して交流電源９の端子と接続される。
【００４１】
接地極１１としては特に限定されず、たとえば、ＳＵＳ３０４等のステンレス電極や、銅を採用することができる。接地極１１は、図３に示されるように籠状に形成することができる。この場合、第１の電極および第２の電極と併せて交流電解ユニットを形成し得る。形成した交流電解ユニットは、カルシウムを含む水Ｗ中に浸漬させやすい。また、接地極１１を籠状に形成することにより、籠の周囲の水Ｗを対流させやすく、電解効率を向上させることができる。
【００４２】
図４に示されるように、本実施形態の改質装置４を用いて、カルシウムを含む水Ｗを交流電解した場合、水Ｗ中のカルシウムイオンは、第１の電極５の表面にスケールＳとして析出しにくい。スケールＳは、接地極１１のうち水Ｗ中に浸漬された枠１１ａにのみ析出している。上記のとおり、接地極１１は籠状に形成されている。そのため、このように枠１１ａにスケールＳが析出した場合であっても、接地極１１の周囲の水Ｗの対流を抑制しにくいため、電解効率が高く維持される。
【００４３】
（カルシウムイオンを含む水の電解方法）
次に、本発明のカルシウムイオンを含む水の電解方法について、具体的に説明する。本実施形態のカルシウムイオンを含む水の電解方法（以下、単に電解方法ともいう）は、カルシウムイオンを含む水中に、シリコン基材と該シリコン基材上に付着したダイヤモンドとを含む第１の電極と、該第１の電極と対となる第２の電極とを配置し、交流を印加することを特徴とする。
【００４４】
第１の電極としては、上記した水電解用交流電極を採用とすることができる。第２の電極としては、上記した交流電解式水改質装置に関連して説明した第２の電極を採用することができる。第１の電極および第２の電極は、たとえば、図３に示されるように、それぞれの端部が導線を介して交流電源９の一端に接続された状態で、カルシウムを含む水Ｗに浸漬される。水Ｗ中に配置された第１の電極５および第２の電極１０には、交流電源９より交流が印加される。
【００４５】
電解時に印加する交流の周波数として特に限定されず、たとえば、０．００１〜１００Ｈｚ程度とすることができる。また、電流密度としては特に限定されず、１０〜１００００ｍＡ／ｄｍ２程度とすることができる。
【００４６】
交流電解の所要時間は、カルシウムを含む水に含まれるカルシウムの濃度、電極を構成するシリコン基材とダイヤモンドとのそれぞれの半導体種別およびドーピング量、有効面積、第２の電極の種類、交流の条件等により変動するため特に限定されないが、たとえば１分〜７２時間とすることができる。なお、条件によっては終夜の連続運転も可能である。
【００４７】
本実施形態の電解方法によれば、ダイヤモンドが付着したシリコン基材からなる第１の電極が使用される。図４に示されるように、カルシウムを含む水Ｗを交流電解した場合、水Ｗ中に含まれるカルシウムイオン（図示せず）は、第１の電極５の表面にスケールＳとして析出しにくい。そのため、第１の電極５の有効面積が確保されやすい。また、電解中の水Ｗの流れが阻害されにくい。さらに、スケールＳを取り除く必要がない。その結果、本実施形態の電解方法によれば、カルシウムを含む水Ｗは、効率よく改質され得る。
【実施例】
【００４８】
本発明の実施例を以下に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。本発明は、本発明に趣旨に適合しうる範囲で以下の実施例に変更を加えて実施することが可能である。それら変更を加えた実施例は、いずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４９】
＜実施例１＞
板状のｐ型シリコン半導体基材（体積抵抗率０．０１〜３Ω・ｃｍ、厚み０．５５ｍｍ）に、以下の条件に従ってマイクロ波プラズマＣＶＤ法によりダイヤモンド薄膜（体積抵抗率は０．０１Ω・ｃｍ未満、厚み０．５〜５μｍ）を成膜し、第１の電極とした。なお、得られたダイヤモンドにおいて、実用上、意図せずダイヤモンド薄膜成膜時にピンホールができたり、電極として使用中に微粒子が衝突するなど何らかの原因でダイヤモンド薄膜が部分的に剥離したりした場合等を模擬し、より過酷な雰囲気下での効果を確認するため、意図的に核発生処理を施さず、微小領域にシリコン基材を露出させた（図２（ａ）および図２（ｂ）参照）。
（成膜条件）
原料ガス：メタン０．５％、ジボラン１０ｐｐｍ、残り水素の混合ガス
圧力：５０Ｔｏｒｒ
基材温度：８００℃
成膜時間：５時間
第１の電極の端を２枚のチタン製の金属板で挟み、ボルトで締めて固定し、交流電源の１端子に接続した。金属板とダイヤモンドとを固定時に軽く擦り合わせ、両部材の導通を確保した。第２の電極として、ほぼ同じ大きさのチタン基材に白金メッキしたものを用意し、第１の電極と同様に交流電源のもう１つの端子に接続した。記第１の電極と第２の電極とを１０〜２０ｍｍ離して対向させ、ＳＵＳ３０４製の籠の内部に配置し、交流電解式水改質装置を作製した。籠は接地極とした。
【００５０】
作製した交流電解式水改質装置を、水（カルシウム硬度１５０〜１８０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ、塩化物イオン濃度１００〜１５０ｍｇＣｌ／Ｌ、電気伝導度７０〜９０ｍＳ／ｍ、ｐＨ６〜８）に浸漬し、第１の電極および第２の電極に、３０ｋＨｚの高周波を印加し、２４時間連続動作させた。
【００５１】
交流電解後のスケールの付着を目視で確認したところ、白色のスケールは、接地極の籠の枠に沿って析出したが、シリコン基材の露出部分には析出しなかった。
【００５２】
＜比較例１＞
第１の電極の基材をチタン基材（厚さ１．５ｍｍ）とした以外は、実施例１と同様の条件で交流電解式水改質装置を作製し、交流電解を行った。
【００５３】
図５は、比較例１の交流電解式改質装置を用いてカルシウムを含む水を電解した際に析出したスケールを説明する概略的な模式図である。交流電解後のスケールの付着を目視で確認したところ、図５に示されるように、白色のスケールＳは、接地極１１の籠の枠１１ａだけでなく、第１の電極５ａのチタン基材１２の露出部分にも析出した。
【００５４】
以上、本発明によれば、カルシウムイオンを含む水を交流電解した場合であっても、スケールの析出を抑制することができる水電解用交流電極および該水電解用交流電極を備えた交流電解式水改質装置ならびにカルシウムイオンを含む水の電解方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  電極
２、６  シリコン基材
３、７  ダイヤモンド
４  改質装置
５  第１の電極
５ａ  （比較例１の）第１の電極
８  金属板
９  交流電源
１０  第２の電極
１１  接地極
１１ａ  枠
１２  チタン基材
Ｓ  スケール
Ｗ  水
【図１】
2014162929.tif 000003
【図２】
2014162929.tif 000004
【図３】
2014162929.tif 000005
【図４】
2014162929.tif 000006
【図５】
2014162929.tif 000007