(57)【要約】【課題】        金属を電解質の水溶液に浸漬すると、金属は陽イオンとなって溶出し、金属は腐蝕をする。金属を電解質の水溶液に陽イオンとして溶出させないで、発電をする化学電池を開発する。【解決手段】    イオン化傾向が大きいＺｎの表面を、粘着性を持たせたＣ粉（例えば印刷インキの墨）で密着塗膜し、これをｃＺｎと記す。  Ｃ（黒鉛）とｃＺｎをＮａＣｌ水溶液（食塩水と海水を含む）中に浸漬し、ＣとｃＺｎを導線で接続すると、Ｃは正極に、ｃＺｎは負極となって起電力が生じて、Ｃの近くにはＮａＯＨが生成する。  Ｚｎは表面をＣ粉で密着塗膜してあるので、Ｚｎ２＋となってＮａＣｌ水溶液中には溶出せず、従って、Ｚｎは腐蝕をしない。  また、この現象を利用して、ＮａＯＨを無電源で製造する装置を創る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ（黒鉛：同素体と炭素繊維を含む）棒と、粘着性を持たせたＣ粉（例えば印刷インキの墨）で表面を密着塗膜したＺｎ（ｃＺｎと記す）棒をＮａＣｌ水溶液（電解質水溶液）に浸漬し、ＣとｃＺｎを導線で接続すると、Ｃは正極、ｃＺｎは負極となって起電力を生ずる化学電池。
Ｚｎは表面をＣ粉で密着塗膜してあるので、Ｚｎ２＋はＣ粉の密着塗膜によって止められ、ＮａＣｌ水溶液中には溶出しない。従って、Ｚｎは腐蝕をしない。
塗膜は金属の表面に密着していることが、必要かつ十分条件である。
【請求項２】
ＣとＣ粉で表面を密着塗膜したイオン化傾向が大きい金属（ｃＭと記す）をＮａＣｌ水溶液に浸漬して、ＣとｃＭを導線で接続するとＣは正極、ｃＭは負極となって起電力を生ずる化学電池。
金属は表面をＣ粉で密着塗膜してあるので、金属イオンとなってＮａＣｌ水溶液中には溶出せず、従って、金属は腐蝕をしない。
【請求項３】
〔請求項１〕と〔請求項２〕の現象を利用してつくる、食塩水または海水を電解質水溶液とする化学電池。
【請求項４】
〔請求項１〕と〔請求項２〕の現象では、Ｃの近くでＮａＯＨが生成するので、これを利用して、無電源でＮａＯＨを製造する装置。
【請求項５】
〔請求項１〕と〔請求項２〕の現象を利用して、ＮａＣｌ水溶液に代えて食塩水または海水からＮａＯＨを無電源で製造する装置。
【請求項６】
電極として用いるために、粘着性を持たせたＣ粉を表面に密着塗膜したイオン化傾向が大きい金属。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  炭素Ｃ（黒鉛：同素体と炭素繊維ＣＦを含む）棒と、表面をＣ粉で密着塗膜したイオン化傾向が大きい金属Ｍ（ｃＭと記す）棒を、電解質の水溶液であるＮａＣｌ水溶液に浸漬して、Ｃ棒とｃＭ棒を導線で接続すると、Ｃは正極に、ｃＭは負極となって起電力が生ずる。但し、Ｍはイオン化してＮａＣｌ水溶液中に溶出しない。
これは、現在の化学電池にはない発電現象である。従って本発明は、新しい化学電池の技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  電解質水溶液に、イオン化傾向の大きさが異なる２本の金属を浸漬して導線で接続すると、イオン化傾向が大きい金属は陽イオンとなって電解質水溶液中に溶出し、イオン化傾向が大きい金属（負極）中に残ったｅ−は導線中を移動して、イオン化傾向が小さい金属（正極）に流れて、両金属間に起電力が生ずる。
これは、従来の化学電池の原理である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  化学電池の電極として、有限資源の金属は１本とし、対極の１本には、ほぼ無限に存在する炭素を用いる。
例えば、ＮａＣｌ水溶液中に炭素棒（Ｃ）と亜鉛棒（Ｚｎ）を浸漬して導線で接続すると、Ｃは正極、Ｚｎは負極となって起電力（平均値１．２８Ｖ）を生ずる。
この場合、ＮａＣｌ水溶液中にはＺｎ２＋が溶出していて、Ｚｎは腐蝕する。
従って、Ｚｎ２＋が溶出しないでＺｎが負極を発現する方法の解明が、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】  〔０００３〕の現象ではＺｎ２＋が溶出してＺｎが腐蝕する。
そこで、Ｚｎの表面に電気の良導体であるＣ粉を密着塗膜して、これをｃＺｎと略記する。ｃＺｎを用いて次の試行をした。
Ｚｎ表面へのＣ粉の密着塗膜の本試行には、一例として印刷インキの墨を用いた。印刷インキの墨にはＣ粉が用いられており、対物への密着性も優れている。
また、印刷インキの中に抵抗器の計測用端子棒を差し込んで電流を観察したので、印刷インキ中でのＣ粒子のつながりを確認できた。印刷インキ塗膜の厚さは約０．３ｍｍ。
ＣとｃＺｎをＮａＣｌ水溶液に浸漬して、生ずる起電力の次の平均値を得た。
（−）ｃＺｎ｜ＮａＣｌａｑ｜Ｃ（＋）          １．１３Ｖ【０００５】  〔０００４〕の現象について、図１によって考察する。
イオン化傾向が大きい金属は、電解質水溶液に浸漬するとイオン化して溶出する。Ｚｎの表面はＣ粉で密着塗膜してあるので、Ｚｎ２＋となってＮａＣｌ水溶液中に溶出できないが、ＣとｃＺｎを導線で接続すると、ＣとｃＺｎの間に起電力が生じた。
ＮａＣｌ水溶液にｃＺｎを浸漬すると、Ｚｎは電解質水溶液を感知してＺｎ２＋を生じ溶出しようとするが、Ｃ粉密着塗膜があるので溶出できず、Ｃ粉密着塗膜との界面に留まり、ｅ−はＺｎの中に遊離している。
そこで、ＣとｃＺｎを導線で接続するとｅ−はＣへ移動する（ＣからｅＺｎへ電流が生ずる）。ＮａＣｌ水溶液中には、Ｎａ＋、Ｃｌ−、Ｈ＋、ＯＨ−が存在している。
このため、ｃＺｎの中のｅ−が減少し、Ｚｎ２＋の電気力が強くなってｃＺｎの中の電気的バランスがくずれ、Ｃｌ−がＺｎ２＋に引かれて、Ｃｌ−のｅ−はＣ粉密着塗膜を通過してｃＺｎの中に放出されてＣｌ２が発生する。
また、ｃＺｎからＣに移ったｅ−を受けてＨ２が発生し、Ｃの近くでＮａ＋とＯＨ−によってＮａＯＨが生成する。
導線で接続したＣとｃＺｎをＮａＣｌ水溶液に浸漬し続けると、以上の現象はＮａ＋とＣｌ−が存在するかぎり続いて起こる。
以上のような現象から、イオン化傾向が大きい金属の表面をＣ粉で密着塗膜して電極とすることが、課題を解決するための手段であることが示された。【０００６】  なお、Ｃ粉を接着剤であるＩＴＷ社製のＤＥＶＴＵＢＥ  Ｓ−３１（エポキシ樹脂５０％、変性ポリアミン５０％）で練り込んでＺｎの表面に密着塗膜をして、ｅｃＺｎと略記する。
ＣとｅｃＺｎをＮａＣｌ水溶液に浸漬して、生ずる起電力の次の平均値を得た。
（−）ｅｃＺｎ｜ＮａＣｌａｑ｜Ｃ（＋）          １．１１Ｖ
この試行の１０日後、同様の試行では０．１７２Ｖを示したので、塗膜を調べたところ塗膜がＺｎの表面から浮いていた。
従って、ＤＥＶＴＵＢＥ  Ｓ−３１はＣ粉接着剤には適していないことが分った。
【発明の効果】
【０００７】  イオン化傾向が大きい金属、例えばＺｎの表面をＣ粉で密着塗膜（ｃＺｎ）する。
ＮａＣｌ水溶液にｃＺｎを浸漬してもＺｎ２＋がＮａＣｌ水溶液中に溶出せず、従ってＣとｃＺｎをＮａＣｌ水溶液に浸漬してＣとｃＺｎを導線で接続すると、Ｚｎは腐蝕することなく、ｃＺｎからＣにｅ−が流れて起電力を生ずる化学電池ができる。
また、この化学電池の発電現象の化学反応では、無電源で正極側にＮａＯＨが生成している。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】  Ｚｎの表面をＣ粉で密着塗膜したｃＺｎとＣをＮａＣｌ水溶液に浸漬して、ＣとｃＺｎを導線で接続するとＣとｃＺｎの間に起電力が生ずる反応を示す説明図である。
【図２】  海水を電解質水溶液として、ＣとｃＺｎを海水に浸漬することにより発電をする化学電池で、ＬＥＤを点灯させる方法を示す基本図である。
【図３】  ＣとｃＺｎをＮａＣｌ水溶液に浸漬してつくる化学電池の発電反応を利用して、無電源でＮａＯＨを製造する方法を示す基本図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】  〔０００４〕の試行と、〔０００５〕の考察によると、Ｃ粉で表面を密着塗膜したイオン化傾向が大きい金属とＣを導線で接続してＮａＣｌ水溶液に浸漬すると、金属は溶出しないでＣと金属の間に起電力が生じ、ＮａＯＨが生成する。
【実施例１】
【００１０】  〈海水発電〉
海水の主成分はＮａ＋とＣｌ−である。そこで海水にＣとｃＺｎを浸漬して起電力を測った。
図４のＡ槽とＢ槽に海水を入れ、それぞれにＣとｃＺｎを浸漬して起電力を測った。
Ａ槽  （−）ｃＺｎ｜海水｜Ｃ（＋）        １．１０Ｖ
Ｂ槽  （−）ｃＺｎ｜海水｜Ｃ（＋）        １．１４Ｖ
Ａ槽とＢ槽を直列に接続した起電力          ２．１５Ｖ
Ａ槽とＢ槽の直列装置に高輝度赤色ＬＥＤを接続して、スイッチをｏｎにするとＬＥＤは点灯をし、起電力は１．６８Ｖに降下した。ＬＥＤの消費電力は少ないので、海水中のＮａ＋とＣｌ−はゆるやかな減少をして起電力もゆるやかに降下し、５時間後の起電力は１．６０ＶでＬＥＤは点灯を続けた。これは、ｅ−がｃＺｎからＣに流れ続けていることを示している。
スイッチをｏｆｆにして３０分後に起電力は１．８１Ｖを示した。
そこで、Ａ槽とＢ槽に海水を継続して注入しながら、Ｎａ＋とＣｌ−が減少してうすくなった海水を排出し続けると、起電力の降下を防ぐことができ、ＬＥＤは点灯し続ける。
この発電方法を海水発電と呼称し、Ａ槽またはＢ槽を１単位とすると、多くの単位を直列と並列に接続することにより、大きな電力が得られる。
【実施例２】
【００１１】  〈ＣとｃＺｎによる化学電池の発電現象を利用した無電源ＮａＯＨ製造〉
図１の正極と負極の間を陽イオン交換膜で仕切り、負極側にＮａＣｌ水溶液、正極側に水を入れてＮａＯＨを製造する原理を示したのが図３である。
これによると、正極側にＮａＯＨが生成していることが、フェノールフタレインの滴下で赤紫色を呈することで確認できる。
【産業上の利用可能性】
【００１２】  〔実施例１〕によれば、海水発電は昼夜、天候、地形などの条件は問わずに装置を設けられるので、太陽光発電、風力発電、波力発電、海流発電、地熱発電に劣らない産業上の利用性は計り知れず、また、離島や僻地、船舶での利用性も高いものがある。
〔実施例２〕によると、ＣとｃＺｎをＮａＣｌ水溶液中に浸漬して接続した時の化学反応で、無電源によってＮａＯＨが生成される。従って、使われる電力は図３によると飽和ＮａＣｌ水溶液とＨ２Ｏの注入が主であり、電力の節約が計られる。また、送電設備に大きな費用を掛けないで、岩塩採取地や塩湖の現地でのＮａＯＨ製造が可能になる。
また、純度を問わなければ、海水を用いてＮａＯＨを製造できる。
【符号の説明】
【００１３】  １    ＮａＣｌ水溶液
２    Ｃ（炭素棒）
３    Ｃ粉の密着塗膜
４    Ｚｎ棒
５    導線
６    Ｚｎ２＋
７    Ｃ（５ｍｍφ×１００ｍｍ長）
８    ｃＺｎ（表面をＣ粉で密着塗膜した亜鉛棒・５ｍｍφ×１００ｍｍ長）
９    抵抗（１００Ω）
１０  ＬＥＤ（高輝度赤色）
１１  導線
１２  スイッチ
１３  Ｃ（５ｍｍφ×１００ｍｍ長）
１４  ｃＺｎ（５ｍｍφ×１００ｍｍ長）
１５  導線
１６  陽イオン交換膜
【図１】
2011086596.tif 000003
【図２】
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【図３】
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