(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングを備える、イオンを除去するための装置であって、
水が前記ハウジングの内部に入るための水入口と、
水を前記ハウジングの前記内部から外部に出すための水出口と、
電流コレクタが設けられた第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極を分離して水が前記第１の電極と前記第２の電極との間を流れ得るようにするためのスペーサと、
前記ハウジング内部の前記電流コレクタを前記ハウジング外部の電源に接続するコネクタと
を具備し、
前記コネクタには金属が設けられ、
前記コネクタが少なくとも２つのコネクタ部品を備え、前記少なくとも２つのコネクタ部品の間で前記電流コレクタをクランプするようになっており、
当該装置が、前記水と前記コネクタの前記金属との間の接触を避けるように構築され構成され、
前記第１の電極には、前記コネクタと共に結束された複数の電流コレクタが設けられている、装置。
【請求項２】
前記電流コレクタ及び前記コネクタが同じ材料を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記コネクタがカーボンを含む、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記コネクタに設けられた前記金属は、金属挿入体として設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記コネクタが前記ハウジングに対して位置づけられ、部分的に前記ハウジングを通して延びる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記コネクタの金属部を前記水から遮断するために、前記ハウジングと前記コネクタとの間が水密接合される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記コネクタが前記ハウジングに対して配置される位置に、フィードスルーが前記ハウジングを通して設けられる、請求項５又は６に記載の装置。
【請求項８】
前記コネクタの金属の部材が、前記ハウジングに対して配置される前記フィードスルー内に設けられる、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
水と金属との接触を避けるために、樹脂が前記コネクタに付与されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記複数の電流コレクタが前記ハウジング内で共に結束される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
イオンを除去するための方法であって、
ハウジング内に少なくとも第１の電極及び第２の電極を設けるステップと、
水入口を通して水を前記ハウジングに流入させるステップと、
前記水を前記第１の電極と前記第２の電極との間を水出口に向かって流通させるステップと、
前記第１の電極と前記第２の電極のうちの一方に電流コレクタを設けるステップと、
２つのコネクタ部品の間で前記電流コレクタをクランプするステップと、
前記コネクタを介して前記電流コレクタを電源に接続し、水と金属との接触を避け前記電極を帯電させるステップと、
を含み、
前記第１の電極と前記第２の電極のうちの一方に電流コレクタを設けるステップは、複数の電流コレクタを設けて、それらを前記コネクタと共に結束するステップを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジングを備える、イオンを除去するための装置であって、
水がハウジングの内部に入るための水入口と、
水をハウジングの内部から外に出すための水出口と、
電流コレクタ（current collector）を備える第１の電極と、
第２の電極と、
第１及び第２の電極を分離して水が電極間に流入するのを可能にするためのスペーサと、
ハウジング内部の電流コレクタをハウジング外部の電源に接続するコネクタと
を備える、装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人は、人的活動が環境に与える影響、及びこの影響が有することがある負の結果に次第に気付くようになった。資源を削減し、再使用し、リサイクルするための方法が、より重要になりつつある。特に、清浄水は、希少商品になりつつある。それ故、水を浄化するための種々の方法及びデバイスが公開されてきた。
【０００３】
水を浄化するための方法は、水中のイオンを除去するためのフロースルーキャパシタ（flow through capacitor）（ＦＴＣ）を備える装置を使用する、容量性脱イオン化（capacitive deionisation）による。ＦＴＣは、容量性脱イオン化のための電気的再生可能セル（electrically regenerable cell）として機能する。電極を帯電させることによって、イオンが、電解質から除去されて電極における電気二重層内に保持される。電極は、そのような以前に除去されたイオンを、化学薬品を添加することなく脱離させるために、（部分的に）電気的に再生されうる。
【０００４】
イオンを除去するための装置は、１対又は複数対の離隔された電極（カソード及びアノード）と、電極を分離して水が電極間を流れるのを可能にするスペーサとを備える。電極は、イオンを蓄えるために、電流コレクタ、すなわち電極及び材料に全体的に隣接するか又は非常に接近するバッキング層（backing layer）を備える。電流コレクタは導電性であり、電荷を電極の内外に運ぶ。
【０００５】
装置は、水をハウジング内に入れるための水入口と、水をハウジングから出すための水出口とを備えるハウジングを備える。イオンを除去するための装置のハウジングの中で、電極とスペーサとの層が、圧縮力によって、普通は機械的締結によって「サンドイッチ」状に積層される。
【０００６】
電荷バリアが、フロースルーキャパシタの電極に隣接して設置されてもよい。用語、電荷バリアは、透過性又は半透過性であって電荷を保持することができる材料の層に言及する。イオンは、電荷バリアの、同符号に帯電したイオンが移行する側に保留又は捕捉される。電荷バリアは、イオン効率（ionic efficiency）の向上を可能にし、そのことが同様に、エネルギー効率の良いイオン除去を可能にする。
【０００７】
イオンを除去するための装置に伴う問題は、効率が低いことがあること、及び／又は効率が時間が経つと悪化することがあることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、イオンを除去するための改善された装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従って、本発明は、ハウジングを備える、イオンを除去するための装置であって、
水がハウジングの内部に入るための水入口と、
水をハウジングの内部から外に出すための水出口と、
電流コレクタを備える第１の電極と、
第２の電極と、
第１及び第２の電極を分離して水が電極間に流入するのを可能にするためのスペーサと、
電流コレクタをハウジング外部の電源に接続するコネクタと
を備え、コネクタが金属を備え、電流コレクタが、電流コレクタを出入りして電気を伝導するように構築され構成されたコネクタでクランプされ、当該装置が、水とコネクタの金属との間の接触を避けるように構築され構成される、装置を提供する。
【００１０】
本発明の他の実施形態によれば、イオンを除去するための方法が提供され、この方法は、
ハウジング内において、電流コレクタを備える第１の電極と第２の電極とを使用するステップと、
水入口を介して水がハウジングに入るのを可能にするステップと、
水が電極の間に流入し、水出口に向かって流れるのを可能にするステップと、
金属を備えるコネクタで電流コレクタをクランプするステップと、
コネクタを介してハウジング内部の電流コレクタをハウジング外部の電源に接続するステップと、
水が金属と接触するのを避けながら、電極を帯電させるステップと
を含む。
【００１１】
上記及び他の態様、特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲を読めば、当業者には明らかとなるであろう。誤解を避けるために、本発明の一態様の任意の特徴は、本発明の任意の他の態様において使用されてもよい。以下の説明において与えられる例は、本発明を明確にすることが意図されており、本発明をそれらの例自体に制限することを意図されていないことに留意されたい。同様に、すべての百分率は、別段に指示されない場合は、重量／重量の百分率である。「ｘ〜ｙ」の形で表現される数字の範囲は、ｘ及びｙを含むものと理解される。特定の特徴に対して複数の好ましい範囲が「ｘ〜ｙ」の形で記載されるときは、すべての範囲が異なる終点を組み込むことが、同様に意図されることを理解されたい。
【００１２】
本発明の実施形態は、対応する参照記号が対応する部品を示す、添付の概略図を参照して、例としてのみ説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による、イオンを除去するための装置を示す概略的断面図である。
【図２】本発明の別の実施形態による、イオンを除去するための装置を示す概略的断面図である。
【図３】図１の装置の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態による、イオンを除去するための装置を示す概略的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明による、イオンを除去するための装置の概略的断面図を示す。装置は、比較的堅い材料、例えば硬質プラスティックで作られた、第１のハウジング部１及び第２のハウジング部３を備えるハウジングを有することができる。第１及び第２のハウジング部を互いに、例えばボルトとナット（図示されず）を用いて押しつけることによって、ハウジングは水密にされる。ハウジングの水密性を改善するために、接着剤、封止材、又はＯリングが使用されてもよい。
【００１５】
ハウジングは、水入口７及び水出口９を備える。イオンを水から除去する間、第１の電極と第２の電極とを互いに分離するスペーサ１１を通して、水が入口７から出口９に流れる。水漏れ防止装置（water leakage free apparatus）を設けるために、電極は、ハウジング内部でクランプされる。第１の電極と第２の電極との間に電位差を生成させることによって、例えば第１の電極（アノード）１３の電流コレクタに正電圧を印加し、第２の電極（カソード）１５の電流コレクタに負電圧を印加することによって、スペーサ１１を通って流れる水の陰イオンが第１の電極に引きつけられ、陽イオンが第２の電極に引きつけられる。このようにして、スペーサ１１を通って流れる水から、イオン（陰イオン及び陽イオン）が除去される。電極がイオンで飽和されたならば、電位差を解除して電極を放電することによって、電極は再生されうる。イオンは、電極から、スペーサを通って流れる水の中に開放される。この開放が、スペーサ内の水中のイオン含有量の増加をもたらし、この水は、スペーサの外に流し出される。大半のイオンが電極から開放されて、増加したイオン含有量の水がスペーサの外に流し出されると、電極は再生され、イオンを引きつけるために再び使用されうる。
【００１６】
アノードとカソードとの間の電位差はかなり低く、例えば２ボルトより低く、好ましくは１．７ボルトより低く、より好ましくは１．４ボルトより低い。電気回路の電気抵抗が十分に低いことが重要である。このために、第１の電極の電流コレクタ１３は、第１のコネクタ１７と共に結束され、第２の電極の電流コレクタ１５は、第２のコネクタ１９と共に結束される。
【００１７】
本発明の第１の実施形態によれば、第１のコネクタ１７は、２つのクランプ１８の間で第１の電極部１３をクランプするために、２つのコネクタ部、例えばクランプ１８を備える。クランプ１８は、カーボン、例えば黒鉛ブロックで作られてもよい。第１の電極の電流コレクタ１３をより良くクランプして、第１の電極の電流コレクタ１３とクランプ１８との間の接触面を最適化するために、クランプ１８は凹部を備えてもよい。第１のコネクタ１７を作るために、２つのクランプ１８が、複数の電流コレクタ１３を共に押しつけるために、第１の電極１３の複数の電流コレクタに対して押しつけられてもよく、引き続き、クランプ１８と電流コレクタ１３とを水密状態で永久に固定するために、接着剤が使用されてもよい。或いは、コネクタの水−金属接触を避けるために、ナットとボルトが、電流コレクタ１３をクランプと共に押しつけるために使用されてもよい。低電気抵抗のために、電流コレクタとコネクタとの接触面を同じ材料、例えばカーボンで作ることが有利である。カーボンの利点は、それが、水中で腐蝕しないこと、及び非腐食性金属と比べると比較的安価であることである。電流コレクタ１３、１５をコネクタ１７、１９にクランプするための圧力は、少なくとも０．１バール（０．０１ＭＰａ）、好ましくは少なくとも０．５バール（０．０５ＭＰａ）、並びに１５バール（１．５ＭＰａ）未満、好ましくは１０バール（１．０ＭＰａ）未満、及び最も好ましくは５バール（０．５ＭＰａ）未満であってもよい。第１のコネクタ１７は、カーボンと挿入体との間に良好な電気的接続をもたらす金属挿入体２４を備えてもよい。コネクタは、ハウジング内のフィードスルー（feed through）を介して挿入体２４との接触をもたらすために、ねじ２０を備えてもよい。ハウジング内の水が、金属挿入体２４、又は同様に金属で作られている可能性があるねじ２０と接触するのを避けるために、コネクタ１７は、ハウジングに対して接着されてもよい。このようにして、金属挿入体及びねじの腐蝕が防止されうる。挿入体２４とねじ２０の両方が金属で作られているならば、両者の間の良好な電気的接触が確保される。
【００１８】
第２のコネクタ１９は、本発明の他の実施形態による３つのコネクタ部、例えばクランプ１８を備えてもよい。クランプ１８は箱形であってもよく、第２の電極の電流コレクタ１５を中間にクランプするために使用されてもよい。クランプ１８は、カーボン、例えば黒鉛で作られてもよい。第２のコネクタ１９を作るために、３つのクランプ１８が、複数の電流コレクタ１５を共に押しつけるために、複数の電流コレクタ１５に対して押しつけられてもよく、引き続き、クランプ１８と電流コレクタ１５とを、任意選択で水密状態で、永久に固定するために接着剤が使用されてもよい。或いは、第２のコネクタ１９は、第１のコネクタ１７の凹所を備えるクランプを備えてもよい。第２のコネクタ１９の箱形のクランプが、第１のコネクタ１７の凹所を有するクランプの代替として同様に使用されてもよい。
【００１９】
第２のコネクタ１９は、ハウジング１、３に対して位置づけされてもよい。第２のコネクタ１９は、電源に接続されてもよい。水密接合が、コネクタ１９がハウジングに対して位置づけられる位置に、ハウジングと第２のコネクタ１９との間に設けられてもよい。第２のコネクタがハウジング１、３に対して位置づけられる位置に、フィードスルーがハウジング１、３を通して設けられる。フィードスルーは、電源ＰＳに接続されるケーブル２２が接続されてもよい金属ねじ２０を備えてもよい。イオンを除去するための装置の動作を制御するために、電源ＰＳが制御器ＣＮで制御されてもよい。
【００２０】
ハウジングの濡れた内部で電極が腐食しないように保つため、及び同時に、大量生産のために十分安価であるように維持するために、電極は、実質的に無金属で作られてもよい。電極は、実質的に無金属で導電性の大表面積層を備える電流コレクタ１３、１５から作成されてもよく、又は、水と接触状態にある両面に、活性炭、カーボンナノチューブ、若しくはカーボンエアロゲルを含むことができる自立膜（self supporting film）から作成されてもよい。電極は、イオンを貯蔵する材料、例えば、平方メートル／層材料重量が例えば５００ｍ２／グラムより大きい大表面積を有する層である大表面積層を備える。
【００２１】
図２は、本発明の他の実施形態による第２のコネクタ１９を開示する。コネクタ１９は、第２の電極の複数の電流コレクタ１５を個別に共にクランプするために使用される複数のクランプ１８を備える。コネクタ１９は、第２の電極の電流コレクタ１５とクランプ１８とを共に押しつけることによって、及び水−金属接触を避けるために任意選択で水密であってもよい永久接合を作るために、コネクタの周囲に接着剤を設けることによって、作成されてもよい。コネクタ１９は、接着剤を用いてハウジング３に対して同様に搭載されてもよい。続いて、ケーブル２２を介して電極と電源とを接続するために、フィードスルー、例えば金属ねじ２０が、ハウジング３を通してクランプ及び第２の電極の複数の電流コレクタ１５の中に設けられてもよい。
【００２２】
図３は、図１の装置の線Ａ−Ａに沿った断面を開示する。図３は、第２のコネクタ１９を有する第２の電極１５を示す。ハウジングは、水が電極の周りを流れるのを可能にするための空間２１と、水がすべてのスペーサ１１から集まって出口９（図１）を通って流れるのを可能にするためのスペーサ１１及び第２の通路２３とを備える。第１の電極部１３を接続するためのコネクタ１７が、同様に示される。図１は、図３の線Ｂ−Ｂに沿った断面である。
【００２３】
図４は、ハウジングの一部が取り除かれた、本発明の他の実施形態によるイオンを除去するための装置の概略的断面を示す。装置は、１０個のフロースルーキャパシタスタック４１から形成される。フロースルーキャパシタスタックは、第１の電極と、スペーサと、第２の電極との反復ユニットを備えてもよい。第１の電極の第１の電流コレクタ４３が、コネクタ４５と共に結束及び／又はクランプされる。第２の電極の第２の電流コレクタが、同様に、共に結束及び／又はクランプされてもよい。コネクタ４５は、電流コレクタを共にクランプするために、カーボン、例えば黒鉛を備えるコネクタ部品４９を備える。電流コレクタ４３をコネクタ４５にクランプするための圧力は、少なくとも０．１バール（０．０１ＭＰａ）、好ましくは少なくとも０．５バール（０．０５ＭＰａ）、並びに１５バール（１．５ＭＰａ）未満、好ましくは１０バール（１．０ＭＰａ）未満、及び最も好ましくは５バール（０．５ＭＰａ）未満であってもよい。この範囲は、良好な導電性を確保しながらコネクタ部品を損傷しないことを確保するので、有利である。電流コレクタ４３及びコネクタ部品４９は、共に、電流コレクタ４３とコネクタ４５との間の電気抵抗を引き下げるために、同じ材料、例えばカーボンで作られてもよい。コネクタ部品は、金属、例えば銅の挿入体５１を備えてもよい。金属挿入体５１とコネクタ部品４９との間の低電気抵抗を確保するために、挿入体５１は、コネクタ部品４９の内部にあらかじめ作られる。すべてのコネクタ部品４９をそれらの金属挿入体５１を介して電源（図示されず）に電気的に接続するために、コネクタ４５は、例えば銅で作られた金属ロッド５３を備えてもよい。金属挿入体５１及び金属ロッド５３は、コネクタ４５に施用された樹脂５２によって、装置内部の水から遮断される。金属、例えば銅ロッド及び／又は金属挿入体は、コネクタの導電性を改善することができる。水−金属接触を避けるために、樹脂の代替として、ワセリン（petroleum jelly）、パラフィン、又はワックスが、コネクタに設けられてもよい。ワセリン、パラフィン、又はワックスの利点は、ワセリン、パラフィン、又はワックスが、高温において液体の形で施用されてもよく、それによって冷却後に固体になることである。修理又は検査のために装置が開かれる必要があるときはいつも、ワセリン、パラフィン、又はワックスは、融解されてよい。
【００２４】
装置は、頂部５５及び底部５７を備えるハウジング５６を備える。ハウジングの頂部５５及び／又は底部５７は、コネクタ４５がハウジング５６の外部で電源と接続を成すことを可能にするフィードスルー５９を備える。ハウジングを水密にするために、プラスティックの挿入体が、ハウジング内に設けられてもよい。
【００２５】
水は、水入口を介して装置の内部に供給されてもよく、フロースルーキャパシタスタック４１の周りを流れることを可能にされ、スペーサを介してスタックに入ることができる。フロースルーキャパシタスタック４１は、スタックの中央に正方形の穴を備える。正方形の穴の中に円形の管６５が設けられ、正方形の穴と管との間の空間を介して水が出口に向かって流れる。ハウジングの頂部５７と底部５５との間でキャパシタスタック４１をクランプするために、管６５の内部は、ナットとボルトを備えてもよい。
【００２６】
ハウジングの内部の水は金属挿入体５１及びロッド５３と接触状態にはなく、それ故腐蝕が装置の動作を悪化させることはないので、装置の効率は、比較的長期間の間、保証されうる。
【００２７】
電極
電極（アノード及び又はカソード）は、炭素質材料、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（商標））マトリックス又はカーボンエアロゲルの中で結合されてもよい活性炭素で電極を作ることによって、無金属に作られてもよい。電極のイオン除去能力並びにイオン伝導度（ion conductivity）、それ故除去速度を促進するために、ＦＴＣセルの中で使用されてもよい電極が、濃厚塩溶液（concentrated salt solution）で処理されてもよい。
【００２８】
イオンを貯蔵するための材料は、大表面積層、例えば柔軟な層であってもよく、又は柔軟でない層であってもよい多孔質カーボン層を備えることができる。
【００２９】
電極層内で使用されるカーボンは、活性炭素、並びに任意選択で、カーボンブラック、カーボンエアロゲル、カーボンナノファイバ、グラフェン（graphene）又はカーボンナノチューブなど、任意の他の炭素質材料を備えてもよい。カーボンは、化学的活性化炭素であってもよく、又は蒸気活性化炭素であってもよい。カーボンは、少なくとも５００ｍ２／ｇ、好ましくは少なくとも１０００ｍ２／ｇ、より好ましくは少なくとも１５００ｍ２／ｇの大表面積を有することができる。アノード及びカソードは、さらに、異なる炭素質材料で作られてもよい。よく知られている非柔軟性カーボン層は、カーボンエアロゲルで作られる。これらのエアロゲルは、多くの場合、レゾルシノール−ホルムアルデヒドエアロゲルを含浸され且つ熱分解されたカーボンファイバで作られた不織紙（non-woven paper）である合成紙（composite paper）として製造される。密度に応じてカーボンエアロゲルは導電性であることができ、合成エアロゲル紙（composite aerogel paper）を、キャパシタ内の電極又は脱イオン化電極にとって有用にさせる。
【００３０】
カーボンは、乾燥電極の重量に基づいて、少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％、より好ましくは少なくとも８０％、又はさらには少なくとも８５％の濃度で電極内に存在してもよい。粉末材料からモノリス（monolith）を形成するために、ラテックス（latex）又は硬化性樹脂など、熱可塑性又は粘弾性の材料の使用が一般的である。Ｐｏｌｙ  Ｆｌｕｏｒ  Ｔｅｔｒａ  Ｅｔｈｅｅｎ（ＰＴＦＥ）をバインダー材料として使用するカーボン層の例は、（Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｍｅｔｈｏｄｓの）ＰＡＣＭＭ（商標）シリーズがある。
【００３１】
本発明の一実施形態は、活性カーボンファイバ織布層又は炭素布、例えば（Ｃｈｅｍｖｉｒｏｎ  Ｃａｒｂｏｎの）Ｚｏｒｆｌｅｘ（商標）製品群を含む。
【００３２】
本発明の好ましい一実施形態は、参照により本明細書に組み入れられる国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０６の出願番号の特許出願に記載されている方法によって、電流コレクタ上に直接被覆されてもよい高分子電解質（polyelectrolyte）、バインダ及びカーボンを含むカーボン被覆を含む。
【００３３】
電極は、電流コレクタを備えてもよい。電流コレクタは、導電性材料で作られてもよい。適切な無金属材料は、例えば、黒鉛、グラフェン、黒鉛シート、又は高黒鉛含有量のカーボン混合物など、カーボンである。金属は高価であり、腐蝕のリスクを招くので、無金属電極を使用することが有利である。電流コレクタは、一般に、シートの形態を取る。そのようなシートは、本明細書では、少なくとも３３アンペア／ｍ２で２０００アンペア／ｍ２までを伝送するのに適切であるように規定される。黒鉛の電流コレクタの厚さは、それ故典型的には、１００〜１０００マイクロメートル、一般には２００〜５００マイクロメートルになる。
【００３４】
スペーサ
スペーサの材料は、オープンスペースの合成材料（open space synthetic material）など、不活性型の材料を含むことができ、ポリマー、プラスティック、又はグラスファイバで作られる任意の材料であってもよい。スペーサは、多孔質又は無孔質の織布材料又は不織布材料であってもよい。スペーサは、電気的に絶縁性であるがイオン伝導を可能にする材料から準備されてもよい。適切なスペーサは、例えば、ポリアミド又はポリエチレンテレフタレートで作られるオープンメッシュ織物（open mesh fabric）又はフィルタ織物（filter fabric）である、（Ｓｅｆａｒの）Ｎｉｔｅｘ（商標）製品群又はＰｅｔｅｘ（商標）製品群である。
【００３５】
電荷バリア層
フロースルーキャパシタは、電荷バリアを備えることができる。電荷バリアは、陰イオン若しくは陽イオン、又はある特定の陰イオン若しくは陽イオンに対して選択性であり、電極とスペーサとの間に設置されうる膜を備える。電荷バリアは、被覆層又はラミネート層（laminate layer）として大表面積電極層に貼付されてもよい。
【００３６】
適切な膜材料は、均質であっても不均質であってもよい。適切な膜材料は、陰イオン交換膜及び／又は陽イオン交換膜の材料を含み、好ましくは、強く解離した陰イオン基及び／又は強く解離した陽イオン基を含むイオン交換材料を含む。そのような膜材料の例は、（Ｔｏｋｕｙａｍａの）Ｎｅｏｓｅｐｔａ（商標）製品群の材料、（ＰＣＡ  ＧｍｂＨの）ＰＣ−ＳＡ（商標）及びＰＣ−ＳＫ（商標）の製品群、イオン交換膜材料ｅｘ  Ｆｕｍａｔｅｃ、（Ｍｅｇａの）イオン交換膜材料Ｒａｌｅｘ（商標）、又は（Ｓｎｏｗｐｕｒｅの）不均質膜材料のＥｘｃｅｌｌｉｏｎ（商標）レンジである。
【００３７】
スタック
ＦＴＣは、
陰イオンの電流コレクタ／電極、
任意選択で電荷バリアとしての陰イオン交換膜、
従来のＦＴＣスペーサ、
任意選択で電荷バリアとしての陽イオン交換膜、
カソードの電流コレクタ／電極
のうちの少なくとも１つの反復ユニットを備えることができる。
【００３８】
典型的には、実際に見出されるように、ＦＴＣスタック内の反復ユニットの数は、コネクタに実際に結束され接続されうる数ではなく、電極層の数によって制限される。ＦＴＣ内の反復ユニットの数は、少なくとも１つ、好ましくは少なくとも５つ、より好ましくは少なくとも１０、さらに好ましくは少なくとも２０であることが好ましい。実用的な理由から、反復ユニットの数は、一般に、多くて２００、好ましくは多くて１５０、多くて１００、さらには多くて５０である。
【００３９】
スタックは、４バール（０．４ＭＰａ）未満、好ましくは高くて１．５バール（０．１５ＭＰａ）の圧力で圧縮されてもよい。
【００４０】
スタックは、いわゆる浮遊電極（floating electrode）を備えてもよい。浮遊電極は、電源に直接接続される電極ではなく、電源に接続されるスタック内の他の電極から、それらの電荷を受ける電極である。浮遊電極は、スタック内の複数の親電極（master electrode）に平行に、且つそれらの間に位置づけられてもよい。本発明は、スタック内の親電極を電源に接続するために使用されてもよい。浮遊電極を使用する利点は、コネクタを介する電圧がより高い一方で、コネクタを介する電流がより低いことである。コネクタ内の電気抵抗率は、浮遊電極を使用することによって著しく引き下げられうる。
【００４１】
電極は又、らせん状に巻かれた形のＦＴＣスタックの構成であってもよい。
【００４２】
本発明の具体的な実施形態が上で説明されたが、本発明は、説明されたもの以外で実施されてもよいことが理解されよう。例えば、本発明は、上で開示された方法を記載する一つ若しくは複数の一連の機械可読命令を含むコンピュータプログラム、又はそのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気若しくは光ディスク）の形態を取ってもよい。
【００４３】
上の説明は、制限することではなく、例示することを意図されている。従って、以下に提示される特許請求の範囲を逸脱することなく、説明された本発明に改変がなされうることは、当業者には理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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