(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極を電気分解槽の電解液中に浸漬して電気分解を生じさせる電気分解方法において、陽極から陰極へと電解液中を流れる主電流及びイオン流によって生ずる磁界に対して、これを打ち消す逆磁界を加えることを特徴とする電気分解方法。
【請求項２】
陽極と陰極との間に、これら両極とは分離した電気回路を設け、この電気回路に、陽極から陰極へと電解液中を流れる主電流及びイオン流とは逆方向の電流を流して、電解液中を流れる主電流及びイオン流に基づく磁界を打ち消す逆磁界を生じさせることを特徴とする請求項１に記載の電気分解方法。
【請求項３】
液中を流れる主電流及びイオン流に基づく磁界を打ち消す逆磁界を、永久磁石又は電磁石による磁力により生じさせることを特徴とする請求項１に記載の電気分解方法。
【請求項４】
陽極の外側に電気絶縁被覆した補助陽極を配置して電界を高めることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の電気分解方法。
【請求項５】
陰極を水素吸蔵体として、これに水素原子核を吸蔵させることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の電気分解方法。
【請求項６】
陽極と陰極を電気分解槽の電解液中に浸漬して電気分解を生じさせる電気分解方法において、前記電気分解槽を、電解液の流通が可能な開口部を有する電気絶縁性及び非磁性の仕切壁にて陽極槽と陰極槽とに区画して、陽極を陽極槽、陰極を陰極槽にそれぞれ配置し、陽極から前記開口部を通って陰極へと電解液中を流れる主電流及びイオン流が、陽極から前記開口部までの間と、開口部から陰極までの間とで、陽極と陰極を結ぶ直線に対して垂直方向に関しては、前記仕切壁を挟んで互いに逆向きの流れになるようにすることにより、互いに打ち消し合う磁界を生じさせることを特徴とする電気分解方法。
【請求項７】
陰極を水素吸蔵体として、これに水素原子核を吸蔵させることを特徴とする請求項６に記載の電気分解方法。
【請求項８】
陽極と陰極を電気分解槽の電解液中に浸漬して電気分解を生じさせる電気分解装置において、陽極から陰極へと液中を流れる主電流及びイオン流によって生ずる磁界に対して、これを打ち消す逆磁界を加える手段を備えたことを特徴とする電気分解装置。
【請求項９】
陽極から陰極へと電解液中を流れる主電流及びイオン流によって生ずる磁界に対して、これを打ち消す逆磁界を生じさせる電気回路を、陽極と陰極との間においてこれら両極とは分離して設けたことを特徴とする請求項８に記載の電気分解装置。
【請求項１０】
陽極と陰極を電気分解槽の電解液中に浸漬して電気分解を生じさせる電気分解装置において、前記電気分解槽が、電解液の流通が可能な開口部を有する電気絶縁性及び非磁性の仕切壁にて陽極槽と陰極槽とに区画され、陽極は陽極槽内、陰極は陰極槽にそれぞれ配置され、陽極から前記開口部を通って陰極へと電解液中を流れる主電流及びイオン流が、陽極から前記開口部までの間と、開口部から陰極までの間とで、陽極と陰極を結ぶ直線に対して垂直方向に関しては、前記仕切壁を挟んで互いに逆向きの流れとなることにより、互いに打ち消し合う磁界が生じるようになっていることを特徴とする電気分解装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陽極と陰極を電解液中に浸漬して電気分解を生じさせ、陰極又は／及び陽極に原子又は分子を吸蔵又は付着させる電気分解方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１に示すように、陽極１と陰極２を電解液３中に浸漬して電気分解により陰極２又は／及び陽極１に原子又は分子を吸蔵又は付着させる電気分解方法では、陽極１から陰極２へと電解液３中を流れる主電流及び電離したイオンによるイオン流が生ずる。これを図２に示すように電流束として捉えると、フレミングの左手の法則により円形磁界が発生し、この磁界によって電流束の中心軸方向に直角に向かう電磁力が派生する。ここで、電流の密度をＪ、磁界の密度をＢとすると、電磁力ＦはＦ＝Ｊ×Ｂとなる。
【０００３】
今、電気分解方法を利用して、水素を陰極であるパラジウム等の水素吸蔵体に吸蔵させる場合を想定すると、水素原子核はプラスの電荷を有しているため、電磁力Ｆを受けることになり、陰極であるパラジウム等の水素吸蔵体へ向かおうとする運動が妨げられ、結果として、水素吸蔵体への吸蔵が抑制される。メッキ等の場合も同様のことが言える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような現象に着目し、陽極から陰極へと電解液中を流れる主電流及びイオン流によって生ずる電磁力により、水素吸蔵や原子、分子の付着（メッキ等）が妨げられないようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、陽極から陰極へと電解液中を流れる主電流及びイオン流によって生ずる磁界に対して、これを打ち消す逆磁界を加えることを特徴とする。
【０００６】
陽極と陰極との間に、これら両極とは分離した電気回路を設け、この電気回路に、陽極から陰極へと電解液中を流れる主電流及びイオン流とは逆方向の電流を流して、液中を流れる電流及びイオン流に基づく磁界を打ち消す逆磁界を生じさせる。
【０００７】
電解液中を流れる主電流及びイオン流に基づく磁界を打ち消す逆磁界は、永久磁石又は電磁石による磁力により生じさせてもよい。陽極の外側に電気絶縁被覆した補助陽極を配置して、陽極側の電圧を高めることができる。
【０００８】
陰極を水素吸蔵体として、これに水素原子核を吸蔵させることができる。
【０００９】
また、本発明のもう一つの形態では、電気分解槽を、電解液の流通が可能な開口部を有する電気絶縁性及び非磁性の仕切壁にて陽極槽と陰極槽とに区画して、陽極を陽極槽、陰極を陰極槽にそれぞれ配置し、陽極から開口部を通って陰極へと電解液中を流れる主電流及びイオン流が、陽極から開口部までの間と、開口部から陰極までの間とで、陽極と陰極を結ぶ直線に対して垂直方向に関しては、仕切壁を挟んで互いに逆向きの流れになるようにすることにより、互いに打ち消し合う磁界を生じさせる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図３において、陽極１と陰極２とは電気分解槽１０の電解液３中に浸漬され、陽極１にプラスの電圧、陰極２に負の電圧が印加され、吸蔵やメッキ等のための電気分解が行われる。このとき、図２に示したような電磁力Ｆが発生する。今、電解液３を重水又は軽水、陰極２をパラジウム等の水素吸蔵体として、陰極２に水素（水素原子核）を吸蔵させる場合を想定すると、前述したように水素原子核はプラスの電荷をもっているため、電磁力Ｆの作用を受け、陰極２に向かおうとする運動が妨げられる。
【００１２】
そこで、陰極２側から陽極１側へ向かって電流を流して、電解液３中で図２とは逆方向の磁界を生じて電磁力Ｆと相殺させるため、陽極１及び陰極２に接触することなくこれらの中央の孔１ａ・２ａを貫通する被覆電線４が電解液３中に配線されている。そして、この被覆電線４にはダイオード５と可変抵抗６とが接続されて、陽極１及び陰極２とは分離した電気回路７が形成されている。この電気回路７の電源は、陽極１及び陰極２のための直流電源と共通で、電解液３中における陽極１と陰極２との間では、被覆電線４に流れる電流の方向は、陰極２側から陽極１側へ向かう方向となる。その電流値は可変抵抗６にて調整できる。また、陽極１については、それに印加する電圧を可変抵抗１１にて調整できるようになっている。
【００１３】
このような構成において、被覆電線４に陰極２側から陽極１側へ向かって電流が流れると、それによって生ずる磁界は、陽極１から陰極２へと電解液３中を流れる主電流及びイオン流によって生ずる磁界と逆向きであるため、後者の磁界による電磁力Ｆは相殺される。従って、この電磁力Ｆが水素原子核に与える力が無くなるので、水素吸蔵体である陰極２への水素原子核の吸蔵は効率よく行われる。
【００１４】
また、陽極１による電界を高めるため、その外側（陰極２側とは反対側）に、電気絶縁被覆された補助陽極８が電解液３中に配置されている。この補助陽極８はスイッチ９を介して直流電源に接続され、このスイッチ９をオンにすることによりプラスの直流電圧を印加される。補助電極８にて陽極１側の電圧を高めることにより、電気分解性能が向上する。
【００１５】
また、陽極１と陰極２との間に、図４に示すように複数の永久磁石１２を、陽極１と陰極２との中心線を中心として環状に配置し、陽極から陰極へと電解液中を流れる主電流及びイオン流に基づく磁界を、永久磁石１２の磁力による磁界によって打ち消してもよい。永久磁石１２に代えて電磁石を用いることもできる。
【００１６】
次に、図５に示す変形例について説明する。この例では、電気分解槽１０が、電気絶縁性及び非磁性の仕切壁１３にて陽極槽１０ａと陰極槽１０ｂとに区画され、陽極１は陽極槽１０ａ内、陰極２は陰極槽１０ｂ内にそれぞれ分けて配置され、これら陽極１と陰極２は仕切壁１３を挟んで互いに対向している。仕切壁１３には、陽極槽１０ａと陰極槽１０ｂとの間で電解液３を流通させる開口部１４が、陽極１と陰極２の対向位置から離れたところに設けられている。
【００１７】
この図５に示す実施例では、陽極１と陰極２との間で行われる電解液３の電気分解は、仕切壁１３の開口部１４を通じて行われので、陽極１から陰極２へと電解液３中を流れる主電流及びイオン流は開口部１４を通り抜ける。その主電流及びイオン流の流れは、陽極１と陰極２を結ぶ直線に対して垂直方向に関しては、陽極１から開口部１４までの間では実線の矢印Ｘで示す向き、開口部１４から陰極２までの間では、破線で矢印Ｙで示す向きとなり、仕切壁１３を挟んで互いに逆向きになる。従って、矢印Ｘで示す向きに流れる主電流及びイオン流によって生ずる磁界と、矢印Ｙで示す向きに流れる主電流及びイオン流によって生ずる磁界とは、互いに逆向きとなって打ち消し合うので、電磁力による影響を回避できる。陽極槽１０ａにて生成されたガスと陰極槽１０ｂにて生成されたガスは、別々に回収される。
【００１８】
本発明は電気分解方式にて水素吸蔵させる場合に限らず、メッキ処理などの電気分解を利用する技術にも適用できる。また、本発明によれば、主電流及びイオン流によって生ずる磁界を打ち消すことにより、電気分解効率が向上し、また従来に比べて電圧及び電流を高くすることが可能になるので、多量の水素ガスや酸素ガス等を得ることができるようになる。さらに、陰極に炭素系物質を用いた場合には、炭素の反応により炭素水素系ガスが多量に得られ、電解液として海水（ＮａＣｌの３％水溶液）を用いれば、多量のエチレン系ガスと酸素が得られるので、ガソリンや天然ガスに比べて安価な燃料の生成にも寄与できる、また、陰極にパラジウムを用い、電解液として海水に少量の重水を混入した場合にも、本発明によれば、水素原子核を陰極に十分に吸蔵させることが可能である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、陽極から陰極へと電解液中を流れる主電流及びイオン流によって生ずる磁界に対して、これを打ち消す逆磁界を生じさせて電磁力を打ち消すので、その電磁力により水素吸蔵や分子の付着（メッキ等）が妨げられるようなことがなくなり、従って電気分解効率が向上し、しかも従来に比べて電圧及び電流を高くすることができるので、水素吸蔵効率やメッキ効率や各種ガスの製造効率等が大いに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電気分解方法の原理説明図である。
【図２】陽極から陰極へと電解液中を流れる電流によって電磁力が生ずることを示す説明図である。
【図３】本発明の方法の一例を示す説明図である。
【図４】陽極から陰極へと電解液中を流れる主電流及びイオン流に基づく磁界を、永久磁石の磁力による磁界によって打ち消す例において、永久磁石の配置を示す正面図である。
【図５】電気分解槽を仕切壁にて陽極槽と陰極槽とに区画した本発明の変形例の一部破断斜視図である。
【符号の説明】
１  陽極
１ａ  孔
２  陰極
２ａ  孔
３  電解液
４  被覆電線
５  ダイオード
６  可変抵抗
７  電気回路
８  補助陽極
９  スイッチ
１０  電気分解槽
１０ａ  陽極槽
１０ｂ  陰極槽
１１  可変抵抗
１２  永久磁石
１３  仕切壁
１４  開口部
【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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