(57)【要約】【課題】電解水が生成されなくなる前（電気分解（電解反応）が行われなくなる前）に、予め、電極の交換時期（電極寿命）を簡単かつ正確に把握することが可能な電極、当該電極を用いた低コストの電解水生成装置、その電解水生成方法を提供する。【解決手段】一実施形態は、被電解液を電気分解するために用いられ、かつ、電解反応を促進させるための触媒が形成された１対の電極１１,１２である。一方の電極１２は、第１電極本体１２ａを有する。他方の電極１１は、第２電極本体１１ａと、第３電極本体１１ｂと、を有する。第２電極本体に形成された触媒の単位面積当たりの第２形成量と、第３電極本体に形成された触媒の単位面積当たりの第３形成量とは、互いに異なっている。【選択図】図１
2017057470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被電解液を電気分解するために用いられ、かつ、電解反応を促進させるための触媒が形成された１対の電極であって、
一方の電極は、単一の第１電極本体を有し、
他方の電極は、少なくとも第２電極本体と、第３電極本体の２つの電極とを有し、
前記第２電極本体に形成された前記触媒の単位面積当たりの第２形成量と、前記第３電極本体に形成された前記触媒の単位面積当たりの第３形成量とは、互いに異なっている電極。
【請求項２】
前記第１電極本体は、前記第２電極本体、及び、前記第３電極本体に対して平行に対向した第１平面を有し、
前記第２電極本体は、前記第１平面に対して平行に対向した第２平面を有し、
前記第３電極本体は、前記第１平面に対して平行に対向した第３平面を有し、
前記第２平面、及び、前記第３平面が、前記第１平面に対して平行に延びる１つの仮想面に沿って整列されるように、前記第２電極本体、及び、前記第３電極本体は、互いに並んで配置され、
前記第３形成量は、前記第２形成量に比して少なく設定されている請求項１に記載の電極。
【請求項３】
前記第３形成量は、前記第２形成量の５０％〜９０％の割合の範囲に設定されている請求項２に記載の電極。
【請求項４】
前記第３平面の全体の第３面積は、前記第２平面の全体の第２面積に比して小さく設定されている請求項２又は３に記載の電極。
【請求項５】
前記第３平面の全体の第３面積は、前記第２平面の全体の第２面積の１０％以下に設定されている請求項４に記載の電極。
【請求項６】
前記第１平面の全体の第１面積は、前記第２平面の全体の第２面積と、前記第３平面の全体の第３面積との合計に一致している請求項２〜５のいずれか１項に記載の電極。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の１対の前記電極と、
１対の前記電極と共に被電解液を収容可能な電解槽と、を備え、
前記電解槽は、
一方の前記電極と被電解液との間で還元反応を生じさせる陰極室と、
他方の前記電極と被電解液との間で酸化反応を生じさせる陽極室と、を有し、
前記陰極室において、前記還元反応によりアルカリ性水が生成されると共に、
前記陽極室において、前記酸化反応により酸性水が生成される電解水生成装置。
【請求項８】
１対の前記電極に定電流を印加して、被電解液を電気分解する際に、
前記第２電極本体の電流密度と、前記第３電極本体の電流密度とは、互いに同一に設定される請求項７に記載の電解水生成装置。
【請求項９】
前記第２電極本体と前記第１電極本体との間の電位差と、前記第３電極本体と前記第１電極本体との間の電位差と、の間に差異が生じるまでの所要時間に基づいて、１対の前記電極の交換時期を把握可能である請求項８に記載の電解水生成装置。
【請求項１０】
前記第３電極本体と前記第１電極本体との間の電位差が、前記第２電極本体と前記第１電極本体との間の電位差よりも大きくなるまでの所要時間に基づいて、１対の前記電極の交換時期を把握可能である請求項９に記載の電解水生成装置。
【請求項１１】
前記第３電極本体と前記第１電極本体との間の電位差が、前記第２電極本体と前記第１電極本体との間の電位差に対して１３０％以上の割合になるまでの所要時間に基づいて、１対の前記電極の交換時期を把握可能である請求項１０に記載の電解水生成装置。
【請求項１２】
１対の前記電極に定電圧を印加して、被電解液を電気分解する際に、
前記第１電極本体と前記第２電極本体との間の電位差と、前記第１電極本体と前記第３電極本体との間の電位差とは、互いに同一に設定される請求項７に記載の電解水生成装置。
【請求項１３】
前記第２電極本体の電流密度と、前記第３電極本体の電流密度と、の間に差異が生じるまでの所要時間に基づいて、１対の前記電極の交換時期を把握可能である請求項１２記載の電解水生成装置。
【請求項１４】
前記第３電極本体の電流密度が、前記第２電極本体の電流密度よりも小さくなるまでの所要時間に基づいて、１対の前記電極の交換時期を把握可能である請求項１３に記載の電解水生成装置。
【請求項１５】
前記第３電極本体の電流密度が、前記第２電極本体の電流密度に対して７０％以下の割合になるまでの所要時間に基づいて、１対の前記電極の交換時期を把握可能である請求項１４に記載の電解水生成装置。
【請求項１６】
前記陰極室には、前記第１電極本体が収容され、
前記陽極室には、前記第２電極本体と、前記第３電極本体と、が収容されている請求項７に記載の電解水生成装置。
【請求項１７】
請求項７〜１６のいずれか１項に記載の前記電解水生成装置を用いた電解水生成方法であって、
１対の前記電極に定電流を印加して、被電解液を電気分解する際に、
前記第２電極本体の電流密度と、前記第３電極本体の電流密度とを、互いに同一に制御しつつ、
前記第２電極本体と前記第１電極本体との間の電位差と、前記第３電極本体と前記第１電極本体との間の電位差と、の間に差異が生じるまでの所要時間を測定し、
その測定した結果に基づいて、１対の前記電極の交換時期が把握可能である電解水生成方法。
【請求項１８】
前記所要時間の測定に際し、
前記第３電極本体と前記第１電極本体との間の電位差が、前記第２電極本体と前記第１電極本体との間の電位差よりも大きくなるまでの時間が測定される請求項１７に記載の電解水生成方法。
【請求項１９】
前記所要時間の測定に際し、
前記第３電極本体と前記第１電極本体との間の電位差が、前記第２電極本体と前記第１電極本体との間の電位差に対して１３０％以上の割合になるまでの時間が測定される請求項１８に記載の電解水生成方法。
【請求項２０】
請求項７〜１６のいずれか１項に記載の前記電解水生成装置を用いた電解水生成方法であって、
１対の前記電極に定電圧を印加して、被電解液を電気分解する際に、
前記第１電極本体と前記第２電極本体との間の電位差と、前記第１電極本体と前記第３電極本体との間の電位差とを、互いに同一に制御しつつ、
前記第２電極本体の電流密度と、前記第３電極本体の電流密度と、の間に差異が生じるまでの所要時間を測定し、
その測定した結果に基づいて、１対の前記電極の交換時期が把握可能である電解水生成方法。
【請求項２１】
前記所要時間の測定に際し、
前記第３電極本体の電流密度が、前記第２電極本体の電流密度よりも小さくなるまでの時間が測定される請求項２０に記載の電解水生成方法。
【請求項２２】
前記所要時間の測定に際し、
前記第３電極本体の電流密度が、前記第２電極本体の電流密度に対して７０％以下の割合になるまでの時間が測定される請求項２１に記載の電解水生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電極の交換時期（電極寿命）を把握可能な電極、電解水生成装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電解水を生成する装置として、例えば、１隔膜２室型の電解槽を有する装置、２隔膜３室型の電解槽を有する装置などが知られている。ここで、２隔膜３室型の電解水生成装置において、電解槽は、２つの電極室（陰極室、陽極室）の間に、１つの中間室を備えて構成されている。中間室と電極室との間は、それぞれ、イオン交換膜で仕切られている。電極室には、電極（陽極、陰極）が配置されている。中間室には、電解液が供給される。２つの電極室には、被電解液が供給される。かかる構成において、電気分解により、陽イオンが陰極室に流入すると共に、陰イオンが陽極室に流入する。これにより、陰極室でアルカリ性水が生成され、陽極室で酸性水が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３７６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電極（陽極、陰極）の表面には、触媒（触媒層）が形成されている。これにより、上記した電気分解に際し、電解反応が効率良く促進される。しかし、電解水生成装置の稼働中に、電気分解（電解反応）が行われなくなる場合、即ち、電解水が生成されなくなる場合がある。その原因としては、（１）電極の触媒が損耗し、下地が露出していること、並びに、（２）露出部分の表面が酸化し、電気的に絶縁されたことで、電極における電流の流れが一部阻害されていること、などが確認されている。
【０００５】
そこで、このような不具合が生じる前に、電極の交換時期（即ち、電極寿命）を判定することが可能な技術（例えば、特許文献１参照）が提案されている。しかし、特許文献１の技術では、定期的に被電解液に添加する電解質の量を制御する必要があるため、手間がかかり面倒である。更に、特許文献１の技術では、装置構成が大掛かりになるため、当該装置の製造コストも上昇してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、電解水が生成されなくなる前（電気分解（電解反応）が行われなくなる前）に、予め、電極の交換時期（電極寿命）を、簡単かつ正確に把握することが可能な電極、及び、当該電極を用いた低コストの電解水生成装置、並びに、その方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態は、被電解液を電気分解するために用いられ、かつ、電解反応を促進させるための触媒が形成された１対の電極である。一方の電極は、第１電極本体を有する。他方の電極は、第２電極本体と、第３電極本体とより構成される。第２電極本体に形成された触媒の単位面積当たりの第２形成量と、第３電極本体に形成された触媒の単位面積当たりの第３形成量とは、互いに異なっている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態に係る電解水生成装置の構成を示すブロック図。
【図２】陰極（電極）の構成を示す平面図。
【図３】陽極（電極）の構成を示す平面図。
【図４】陽極（電極）の他の構成を示す平面図。
【図５】第１〜第５陽極（電極）の電流／電圧特性を示す図。
【図６】定電流電源の出力電圧の推移を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
電解水生成装置は、電気分解（電解反応）により、電解水（アルカリ性水、酸性水）を生成する。このとき、当該装置の稼働中に、電解水が生成されなくなる現象が生じる場合がある。かかる現象は、電気分解（電解反応）が行われなくなることが原因である。そこで、原因究明のため、電解水の生成に際し、例えば、陽極（電極）の状態変化を時間経過と共に観察した。
【００１０】
そうすると、下記の２つの条件（１）（２）を満足するタイミングで、初めて、電気分解（電解反応）が行われなくなる（電解水が生成されなくなる）ことが判明した。  
（１）陽極（電極）に部分的（又は、全体的）に形成（担持）された触媒が、全て損耗していること。  
（２）触媒が全て損耗したことで、陽極（電極）の下地が、露出していること。
【００１１】
図５には、上記したタイミング（条件（１）（２））に関する変化の様子が示されている。
【００１２】
特に図示しないが、ここでは、次の５つの第１〜第５陽極（電極）を用意した。即ち、第１陽極（電極）には、触媒が全く形成されていない。第２陽極（電極）には、ほぼ全面積に亘って触媒が形成されている。第３陽極（電極）には、全面積のおよそ１０％の範囲に触媒が形成されている。第４陽極（電極）には全面積のおよそ２０％の範囲に触媒が形成されている。第５陽極（電極）には全面積のおよそ５０％の範囲に触媒が形成されている。
【００１３】
図５に示された第１〜第５曲線１００,２００,３００,４００,５００は、第１〜第５陽極（電極）のそれぞれの電流（Ａ）／電圧（Ｖ）特性を示しており、第１曲線１００は、第１陽極（電極）の電流／電圧特性、第２曲線２００は、第２陽極（電極）の電流／電圧特性、第３曲線３００は、第３陽極（電極）の電流／電圧特性、第４曲線４００は、第４陽極（電極）の電流／電圧特性、第５曲線５００は、第５陽極（電極）の電流／電圧特性、を夫々示している。図に示されているように、第２〜第５曲線２００,３００,４００,５００は、互いにほぼ同様の特性を有している。
【００１４】
この電流／電圧特性によれば、次のようなことが判明した。即ち、全面積のおよそ１０％しか触媒が形成（担持）されていない第３陽極（電極）であっても、１０％以上ないしは全面積に亘って触媒が形成（担持）されている第２陽極（電極）、第４,５陽極（電極）と同等の電流／電圧特性が得られる。要するに、第３陽極（電極）のように僅かでも触媒が残存している限り、それ以上の触媒が存在する第２陽極（電極）、第４陽極（電極）、および第５陽極（電極）と同等の電流／電圧特性を維持し続ける。換言すると、一定の電気分解（電解反応）が持続される。
【００１５】
これに対して、触媒が形成（担持）されていない第１陽極（電極）では、触媒が形成（担持）されている第２〜第５陽極（電極）の１／１００（百分の一）程度の電流しか流せない。このことから、上記したタイミング（条件（１）（２））で、初めて、電気分解（電解反応）が行われなくなる（電解水が生成されなくなる）ことが確認された。
【００１６】
陽極（電極）に触媒が部分的にでも残存しているうちは、電気分解（電解反応）において、電流／電圧特性に影響を及ぼすことは殆どないない。従って、例えば、１つの陽極（電極）を２つの部分に分け、その２つ部分に、夫々触媒を担持する。双方の部分に担持する触媒は、互いに異なった担持量に設定する。触媒の担持量が少ない方を少量部分とし、触媒の担持量が多い方を多量部分とする。そうすると、電気分解(電解反応)による触媒量の損耗速度は、触媒の担持量の多寡によっては変わらないため、電気分解（電解反応）により、多量部分の触媒よりも少量部分の触媒の方が先に全て損耗する。このときまでの所要時間を測定する。かくして、その測定結果に基づいて、電極寿命（換言すると、電解水が生成されなくなるまでの時間、電極の交換時期など）を予め把握することが可能となる。
【００１７】
本実施形態における電解水生成装置４は、図１に示すように、２隔膜３室型の電解槽５を備えている。電解槽５は、中間室（電解室）６と、中間室６の両側に隣接した陽極室７及び陰極室８と、を有している。中間室６と陽極室７とは、陰イオン交換膜９で仕切られている。中間室６と陰極室８とは、陽イオン交換膜１０で仕切られている。更に、電解槽５は、１対の電極１１,１２、及び、後述する被電解液を収容可能に構成されている。電極１１,１２は、収容した被電解液を電気分解するために用いられる。電極１１,１２には、電解反応を促進させるための触媒（図示しない）が形成されている。
【００１８】
１対の電極１１,１２のうち、一方の電極１２は、陰極１２として、陰極室８内に配置（収容）されている。１対の電極１１,１２のうち、他方の電極１１は、陽極１１として、陽極室７内に配置（収容）されている。陽極１１及び陰極１２は、相互に等しい大きさの形状ないし輪郭を有している。陽極１１及び陰極１２は、中間室６の両側に配置され、互いに対向している。
【００１９】
なお、電極（陽極１１、陰極１２）の基材（母材）としては、例えば、チタン、ステンレス、クロム、ニッケル、或いは、これらの金属を選択的に含有させた合金など、各種の金属を適用することができる。また、触媒の種類については、特に限定されることはなく、既存のものを適宜に選択可能である。陽極１１用の電極には、例えば、白金などの貴金属触媒、或いは、酸化イリジウムなどの酸化物触媒を用いることが可能である。陰極１２用の電極には、例えば、白金などの貴金属触媒を用いてもよいし、チタンやステンレスなどの耐食性を有する金属をそのまま用いてもよい。
【００２０】
更に、電解水生成装置４は、電源ユニット１３と、電解液供給機構１４と、給水機構１５と、を備えている。なお、電源ユニット１３は、陽極１１に正電圧を印加可能に構成されている。電源ユニット１３は、陰極１２に負電圧を印加可能に構成されている。
【００２１】
電解液供給機構１４は、塩水タンク１６と、供給配管１７と、送水ポンプ１８と、排出配管１９と、を有している。塩水タンク１６は、飽和塩水（電解液）を生成可能に構成されている。供給配管１７は、塩水タンク１６と中間室６の下部とを連結するように延びている。供給配管１７には、送水ポンプ１８が接続されている。排出配管１９は、中間室６の上部と塩水タンク１６とを連結するように延びている。
【００２２】
給水機構１５は、給水源（図示しない）と、給水配管２０と、アルカリ性水配管２１と、酸性水配管２２と、気液分離器２３と、を有している。なお、給水源は、例えば、水道水などの水（被電解液）を供給可能に構成されている。
【００２３】
給水配管２０は、給水源と、陽極室７及び陰極室８の双方の下部と、を連結させるように延びている。アルカリ性水配管２１は、陰極室８の上部に接続されている。酸性水配管２２は、陽極室７の上部に接続されている。気液分離器２３は、アルカリ性水配管２１に接続されている。
【００２４】
このような構成において、送水ポンプ１８を駆動させる。これにより、塩水タンク１６で生成された飽和塩水（以下、塩水と言う）が、供給配管１７から中間室６の下部を通って、中間室６に流入する。このとき、給水源から供給された水が、給水配管２０から陽極室７及び陰極室８の双方の下部を通って、陽極室７及び陰極室８にそれぞれ流入する。更に、電源ユニット１３から陽極１１に正電圧を印加し、陰極１２に負電圧を印加する。
【００２５】
ここで、中間室６に流入した塩水中に電離しているナトリウムイオン（陽イオン）は、陰極１２に引き寄せられる。ナトリウムイオン（陽イオン）は、陽イオン交換膜１０を通過して、陰極室８に流入する。陰極室８において、陰極１２で水が電気分解される。換言すると、陰極１２と水との間で還元反応が生じる。これにより、水素ガスと水酸化ナトリウム水溶液が生成される。生成された水素ガスと水酸化ナトリウム水溶液は、陰極室８からアルカリ性水配管２１に流出した後、気液分離器２３によって、水素ガスと水酸化ナトリウム水溶液とに分離される。分離された水酸化ナトリウム水溶液（アルカリ性水）は、アルカリ性水配管２１を通って供給される。
【００２６】
更に、中間室６に流入した塩水中に電離している塩素イオン（陰イオン）は、陽極１１に引き寄せられる。塩素イオン（陰イオン）は、陰イオン交換膜９を通過して、陽極室７に流入する。陽極室７において、塩素イオン（陰イオン）が還元される。換言すると、陽極１１と水との間で酸化反応が生じる。これにより、次亜塩素酸と塩酸が生成される。生成された次亜塩素酸と塩酸によって、陽極室７内に酸性水が生成される。生成された酸性水は、陽極室７から流出した後、酸性水配管２２を通って供給される。
【００２７】
なお、中間室６の下部から中間室６内に流入した塩水は、中間室６の上部から流出した後、排出配管１９を通って塩水タンクに１６戻される。これにより、塩水タンク１６から供給配管１７、そして、電解槽５の中間室６を経由した後、排出配管１９から再び塩水タンク１６に至る一連の電解液（塩水）循環経路が構成されている。
【００２８】
陰極１２は、図２に示したように、単一の第１電極（陰極）本体１２ａを有している。第１電極（陰極）本体１２ａは、陰極室８内に収容されている。一方、陽極１１は、複数（少なくとも２つ）の電極（陽極）本体を有している。図３、図４には一例として、２つの電極（陽極）本体、即ち、第２電極（陽極）本体１１ａ、第３電極（陽極）本体１１ｂが示されている。これら２つの電極（陽極）本体（第２電極（陽極）本体１１ａ、第３電極（陽極）本体１１ｂ）で１組の陽極を形成し、共に、陽極室７内に収容されている。
【００２９】
第１電極（陰極）本体１２ａは、第１平面１２ｓ（図２参照）を有している。第１平面１２ｓは、第２電極（陽極）本体１１ａ、及び、第３電極（陽極）本体１１ｂに対して平行に対向している。第２電極（陽極）本体１１ａは、第２平面１１-ｓ１を有している。第２平面１１-ｓ１は、第１平面１２ｓに対して平行に対向している。第３電極（陽極）本体１１ｂは、第３平面１１-ｓ２を有している。第３平面１１-ｓ２は、第１平面１２ｓに対して平行に対向している。
【００３０】
第２電極（陽極）本体１１ａ、及び、第３電極（陽極）本体１１ｂは、図示しない同一平面（仮想面）に沿って、電気的に絶縁された状態で、互いに並んで配置されている。換言すると、第２電極（陽極）本体１１ａと、第３電極（陽極）本体１１ｂとは、同一平面上に沿って互いに組み合わされる。これにより、１組の陽極１１が構成される。かかる構成において、第２平面１１-ｓ１、及び、第３平面１１-ｓ２が、第１平面１２ｓに対して平行に延びる１つの仮想面に沿って整列されている。
【００３１】
ところで、陽極１１および陰極１２の大きさは異なっていてもかまわないが、被電解液に対する電気分解（電解反応）の性能を一定に維持するという観点からは、陽極１１及び陰極１２は、相互に等しい大きさに構成することが好ましい。このため、第１平面１２ｓの全体の第１面積は、第２平面１１-ｓ１の全体の第２面積と、第３平面１１-ｓ２の全体の第３面積との合計に一致させて構成されている。図面では一例として、第１平面１２ｓの輪郭は、横Ｗ、縦Ｔの矩形状を有している。これに対応して、第２平面１１-ｓ１と第３平面１１-ｓ２とを合わせた形状の輪郭は、第１平面１２ｓの輪郭に一致させている。
【００３２】
図３〜図４には、１組の陽極１１を構成する場合において、第２電極（陽極）本体１１ａ、及び、第３電極（陽極）本体１１ｂの組み合わせの一例が示されている。  
図３に示した形状について説明する。先ず、矩形状の第３電極（陽極）本体１１ｂを用意する。一方、第２電極（陽極）本体１１ａには、その一部に矩形状の切欠部１１ｐを形成する。かかる切欠部１１ｐに、第３電極（陽極）本体１１ｂを配置する。
【００３３】
次に図４に示した形状について説明する。先ず、横Ｗ、縦Ｔの矩形状の第２電極（陽極）本体１１ａを用意する。次いで、第２電極（陽極）本体１１ａの一部を横Ｗ方向に沿って平行に切断する。換言すると、第２電極（陽極）本体１１ａを、縦Ｔ方向に２分割する。そして、切断（分割）して切り離した部分を、第３電極（陽極）本体１１ｂとする。
【００３４】
なお、図３の形状において、矩形状の第３電極（陽極）本体１１ｂに代えて、第３電極（陽極）本体１１ｂを、例えば、円形状や楕円形状、或いは、三角形状や多角形状に構成してもよい。図４の形状において、横Ｗ方向への平行切断に代えて、第２電極（陽極）本体１１ａを、例えば、斜めに切断したり、或いは、円弧状に曲げて切断してもよい。
【００３５】
なお、電極上での触媒量の損耗速度は、電極の周辺部と中央部とで異なる場合が多いため、図３に記載のごとく、電極の周辺部と中央部にまたがった第３電極を形成することが好ましい。
【００３６】
ここで、上記した各形状において、第２電極（陽極）本体１１ａと、第３電極（陽極）本体１１ｂとの間に、絶縁用のギャップ１１ｃを設定することが好ましい。ギャップ１１ｃの大きさ（広さ）は、例えば、電極（陽極１１、陰極１２）の大きさ、使用目的や使用環境などに応じて適宜設定される。更に、ギャップ１１ｃに代えて、例えば、当該ギャップ１１ｃを埋めるように、絶縁剤（図示しない）を充填させてもよい。絶縁剤としてはセラミックスやポリマーのように、電気的絶縁性と耐薬品性を有している材料が使用できる。第２陽極と第３陽極を相互に接着固定するという観点からはポリマーが好ましく、なかでもPTFEやPFA等のフッ素系ポリマーや、PEやPP等のポリオレフィン系ポリマーが耐薬品性の観点からは好ましい。
【００３７】
この場合、第３電極（陽極）本体１１ｂ（第３平面１１-ｓ２）の第３面積は、第２電極（陽極）本体１１ａ（第２平面１１-ｓ１）の第２面積に比して小さく設定することが好ましい。例えば、第３面積を、第２面積の１０％以下に設定する。
【００３８】
更に、陽極１１に形成する触媒（図示しない）の単位面積当たりの形成量（担持量）は、第２電極（陽極）本体１１ａの単位面積当たりの第２形成量（担持量）と、第３電極（陽極）本体１１ｂの単位面積当たりの第３形成量（担持量）との間で、その割合を相違させる。具体的には、単位面積当たりの第３形成量を、単位面積当たりの第２形成量に比して少なく設定する。例えば、単位面積当たりの第３形成量を、単位面積当たりの第２形成量の５０％〜９０％の割合の範囲に設定する。
【００３９】
ところで、触媒は、電極（陽極１１、陰極１２）全体に塗布される。従って、触媒の形成量（担持量）は、触媒の塗布量（ｇ／ｍ２）に応じて規定することができる。これにより、上記した単位面積当たりの第２形成量（担持量）は、第２電極（陽極）本体１１ａに形成された触媒の単位面積当たりの塗布量（ｇ／ｍ２）として規定することができる。同様に、上記した単位面積当たりの第３形成量（担持量）は、第３電極（陽極）本体１１ｂに形成された触媒の単位面積当たりの塗布量（ｇ／ｍ２）として規定することができる。
【００４０】
更に、電源ユニット１３は、メイン電源１３ａと、サブ電源１３ｂと、を有している。メイン電源１３ａは、第１電極（陰極）本体１２ａと、第２電極（陽極）本体１１ａとの間に、定電流（又は、定電圧）を印加可能に構成されている。一方、サブ電源１３ｂは、第１電極（陰極）本体１２ａと、第３電極（陽極）本体１１ｂとの間に、定電流（又は、定電圧）を印加可能に構成されている。
【００４１】
別の捉え方をすると、１対の電極１１,１２において、１つの陰極１２に対向して、２つの陽極（仮に、メイン陽極１１ａ、サブ陽極１１ｂとする）が配置されている。メイン電源１３ａは、メイン陽極１１ａと陰極１２との間に、定電流（又は、定電圧）を印加可能に構成されている。一方、サブ電源１３ｂは、サブ陽極１１ｂと陰極１２との間に、定電流（又は、定電圧）を印加可能に構成されている。
【００４２】
なお、定電流電源とは、負荷の変動の影響を受けることなく、出力電流を、常に一定の設定値に維持可能な電源を指す。一方、定電圧電源とは、負荷の変動の影響を受けることなく、出力電圧を、常に一定の設定値に維持可能な電源を指す。
【００４３】
本実施形態では、電解水生成装置４において、１対の電極１１,１２、それぞれに流れる電流密度が等しくなるように「定電流」を印加して、被電解液を電気分解する際に、第２電極（陽極）本体１１ａの「電流密度」と、第３電極（陽極）本体１１ｂの「電流密度」とを、互いに同一に設定（制御）する。この状態において、第２電極（陽極）本体１１ａの電位と、第３電極（陽極）本体１１ｂの電位と、の間に差異が生じるまでの所要時間を測定する。
【００４４】
なお、上記した電位の設定（制御）は、電解水生成装置４に設けられた制御回路（図示しない）によって行われる。更に、上記した所要時間の測定は、電解水生成装置４に設けられた測定回路（図示しない）によって行われる。
【００４５】
ここで、所要時間は、最初の通電開始後、第３電極（陽極）本体１１ｂに形成された触媒が経年損耗することで、「サブ電源１３ｂの電位が上昇し始めるまで」のトータル時間として規定される。この場合、所要時間（トータル時間）は、最初の通電開始後、第３電極（陽極）本体１１ｂの電位が、第２電極（陽極）本体１１ａの電位よりも所定量だけ大きくなるまでの時間として規定することが好ましい。例えば、最初の通電開始後、第３電極（陽極）本体１１ｂの電位が、前記第２電極（陽極）本体１１ａの電位に対して１３０％以上の割合になるまでの時間として規定する。
【００４６】
かかる所要時間を測定することで、その測定結果に基づいて、電極の交換時期を予め把握することができる。このとき、触媒の損耗によって、第３電極（陽極）本体１１ｂと第１電極（陰極）本体１２ａとの間で、電解水（アルカリ性水、酸性水）が生成されなくなったとしても、第２電極（陽極）本体１１ａと、第１電極（陰極）本体１２ａとの間では、途切れることなく、電解水（アルカリ性水、酸性水）が生成される。更に、第３電極よりも第２電極の面積を大きくしているため、ニーズに応じた分量の一定品質の電解水（アルカリ性水、酸性水）の生成を維持、継続することができる。この結果、電解水（アルカリ性水、酸性水）の生成が全くできなくなる以前に、電極の交換或いは電解槽５自体の交換を、時間的に余裕を持って行うことができる。なお、電極の交換は、１組の陽極（１１ａ，１１ｂ）のみを交換しても良いし、更に陰極も合わせて１対の電極を全部交換しても良い。
【００４７】
定電流電源を用いた詳細について、以下に説明する。  
先ず、第２電極（陽極）本体１１ａの電流密度、並びに、第３電極（陽極）本体１１ｂの電流密度を、共に、０.１Ａ／ｃｍ２に設定（制御）する。本実施形態においては第２陽極の面積を１４０ｃｍ２に、第３電極の面積を８．８２ｃｍ２としたので、メイン電源１３ａの出力電流を「１４Ａ」に設定（制御）すると共に、サブ電源１３ｂの出力電流を「０.８８２Ａ」に設定（制御）する。また電極１１、１２の異常損耗を防止すべく、メイン電源およびサブ電源の最大出力電圧を２０Ｖに設定した。
【００４８】
かかる設定条件の下、メイン電源１３ａ、及び、サブ電源１３ｂの出力電圧をモニタしながら、被電解水に対する電気分解を連続的に行った。当初、サブ電源１３ｂの出力電圧は、５Ｖ付近で推移していた。通電開始後、３５００時間を超えた当たりから（所謂、上記した「所要時間」を過ぎた当たりから）、サブ電源１３ｂの出力電圧は、５Ｖよりも上昇し始めた。そして、３６００時間当たりで、サブ電源１３ｂの最大出力電圧（２０Ｖ）に到達した（図６の実線で示す曲線７００参照）。この結果、第３電極（陽極）本体１１ｂ（サブ電源１３ｂ）による電気分解が終了した。
【００４９】
一方、メイン電源１３ａは、その後も、５Ｖ付近で推移し続けた。通電開始後、４５００時間を超えた当たりから、メイン電源１３ａの出力電圧は、５Ｖよりも上昇し始めた。そして、４６５０時間当たりで、メイン電源１３ａの最大出力電圧（２０Ｖ）に到達した（図６の破線で示す曲線６００参照）。この結果、第２電極（陽極）本体１１ａ（メイン電源１３ａ）による電気分解が終了した。
【００５０】
これにより、サブ電源１３ｂの出力電圧が上昇し始めてから、メイン電源１３ａが最大出力電圧（２０Ｖ）に到達して電解水の生成が行えなくなるまでに要した時間を演算すると、１１５０時間の時間的余裕のあることが確認された。このため、サブ電源１３ｂの出力電圧が上昇し始めてから、電極の交換ないし電解槽５自体の交換の準備を開始したとしても、電解水（アルカリ性水、酸性水）の生成が全くできなくなる以前に、電極の交換或いは電解槽５自体の交換の準備を、時間的に余裕を持って完了させることができる。
【００５１】
上記によれば、電極寿命（換言すると、電解水が生成されなくなるまでの時間、電極の交換時期など）を予め正確に把握することができる。例えば、所要時間（トータル時間）が「３５００時間」、同じ電極構成の装置により電解水を生成して得られた電解有効時間が「４９００時間」であった場合、係数「１.４＝４９００時間／３５００時間」が設定される。これより、電極の有効残余時間（電極が使用できなくなるまでに残された時間）は、次のように求められる。
【００５２】
有効残余時間＝所要時間×（係数−１）
即ち、サブ電源１３ｂの電位が上昇し始めた時間（所要時間）から、あと何時間で電極の寿命に到達するか（有効残余時間）が推定できる。この係数は、第２電極と第３電極の触媒の単位面積当たりの塗布料（ｇ／ｍ２）により求めることも可能であるが、予め複数回試行して平均することにより、より精度を上げることができる。
【００５３】
かかる関係式によれば、電極の交換時期を把握するだけでなく、更に、電極寿命（電解水が生成されなくなるまでの時間）を正確に把握できる。この結果、突然の電解水の生成停止を防止できるのみならず、高価な電極を最後まで使用することができ、電解水生成に係る運転費用の低減を図ることができる。
【００５４】
定電圧電源を用いた詳細について、以下に説明する。
【００５５】
第１電極（陰極）本体１２ａと、第２電極（陽極）本体１１ａとの間の電圧、並びに、第１電極（陰極）本体１２ａと、第３電極（陽極）本体１１ｂとの間の電圧を、共に、５Ｖに設定（制御）する。このとき、電極１１,１２の異常損耗を防止すべく、メイン電源とサブ電源の最大出力電流を、本実施例においては使用した第２陽極と第３陽極の面積である１４０ｃｍ２と８．８２ｃｍ２をもとに、メイン電源１３ａの最大出力電流を「２０Ａ」に設定（制御）すると共に、サブ電源１３ｂの最大出力電流を「２Ａ」に設定（制御）する。
【００５６】
かかる設定条件の下、メイン電源１３ａ、及び、サブ電源１３ｂの出力電流をモニタしながら、被電解水に対する電気分解を連続的に行った。当初、サブ電源１３ｂの出力電流は、０.９Ａ付近で推移していた。通電開始後、３４００時間を超えた当たりから（所謂、上記した「所要時間」を過ぎた当たりから）、サブ電源１３ｂの出力電流は、０.９Ａよりも低下し始めた。そして、３５５０時間当たりで、サブ電源１３ｂの出力電流は、ほぼ０Ａとなった。この結果、第３電極（陽極）本体１１ｂ（サブ電源１３ｂ）による電気分解が終了した。
【００５７】
一方、メイン電源１３ａは、その後も、１４.５Ａ付近で推移し続けた。通電開始後、４３００時間を超えた当たりから、メイン電源１３ａの出力電流は、１４.５Ａよりも低下し始めた。そして、４５００時間当たりで、メイン電源１３ａの出力電流は、ほぼ０Ａとなった。この結果、第２電極（陽極）本体１１ａ（メイン電源１３ａ）による電気分解が終了した。
【００５８】
これにより、サブ電源１３ｂの出力電流が低下し始めてから、メイン電源１３ａの出力電流が、ほぼ０Ａとなるまでに要した時間を演算すると、１１００時間の時間的余裕のあることが確認された。このため、サブ電源１３ｂの出力電流が低下し始めてから、電極の交換ないし電解槽５自体の交換の準備を開始したとしても、電解水（アルカリ性水、酸性水）の生成が全くできなくなる以前に、電極の交換ないし電解槽５自体の交換の準備を、時間的に余裕を持って完了させることができる。
【００５９】
上記した定電流電源を用いた場合と同様に、定電圧電源を用いた場合でも、電極寿命（換言すると、電解水が生成されなくなるまでの時間、電極の交換時期など）を予め正確に把握することができる。例えば、所要時間（トータル時間）が「３４００時間」、電解有効時間が「４７６０時間」であった場合、係数は「１.４＝４７６０時間／３４００時間」と設定される。これより、電極の有効残余時間（電極が使用できなくなるまでに残された時間）は、次のように求められる。
【００６０】
有効残余時間＝所要時間×（係数-１）
かかる関係式によれば、電極の交換時期を把握するだけでなく、更に、電極寿命（電解水が生成されなくなるまでの時間）を正確に把握可能できるこの結果、高価な電極を最後まで使用することができ、電解水生成に係る運転費用の低減を図ることができる。
【符号の説明】
【００６１】
４…電解水生成装置、５…電解槽、６…中間室、７…陽極室、８…陰極室、
１１…陽極、１１ａ…第２電極本体、１１ｂ…第３電極本体、１２…陰極、
１３…電源ユニット、１３ａ…メイン電極、１３ｂ…サブ電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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