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公開番号2025122344
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-21
出願番号2024017737
出願日2024-02-08
発明の名称電解装置
出願人株式会社カネカ
代理人個人,個人
主分類C25B 9/00 20210101AFI20250814BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】本発明は、従来に比べて、電解室内の電解液の液面低下による電解効率の低下を抑制できる電解装置を提供する。
【解決手段】陽極部と、陰極部と、電解室と、電解室内に電解液を供給する電解液供給部と、排出部を有し、電解室は、天面部と、天面部から下方に向かって延びる側面部を有し、排出部は、天面部よりも低い位置であって、かつ電解室の側面部に設けられており、少なくとも陽極部又は陰極部の一方で電解液を酸化又は還元して生成ガスを生成するガス生成動作を実施可能であり、ガス生成動作では、電解室内の電解液の液面が排出部よりも高く、かつ天面部よりも低い位置となるように、電解液供給部から電解液を供給しつつ、排出部から電解液とともに生成ガスを排出させながら陽極部と陰極部との間に電圧を印加する構成とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
陽極部と、陰極部と、電解室と、前記電解室内に電解液を供給する電解液供給部を有し、
前記電解室は、天面部と、前記天面部から下方に向かって延びる側面部と、排出部を有し、
前記排出部は、前記天面部よりも低い位置であって、かつ前記電解室の側面部に設けられており、
少なくとも前記陽極部又は前記陰極部の一方で前記電解液を酸化又は還元して生成ガスを生成するガス生成動作を実施可能であり、
前記ガス生成動作では、前記電解室内の前記電解液の液面が前記排出部よりも高く、かつ前記天面部よりも低い位置となるように、前記電解液供給部から前記電解液を供給しつつ、前記排出部から前記電解液とともに前記生成ガスを排出させながら前記陽極部と前記陰極部との間に電圧を印加する、電解装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記排出部は、前記生成ガス及び前記電解液を吸引する吸引手段を有し、
前記ガス生成動作では、前記電解液の液面が下がらないように前記吸引手段によって前記生成ガス及び前記電解液を吸引する、請求項１に記載の電解装置。
【請求項３】
前記電解室は、前記陽極部が配される陽極室を有し、
前記排出部は、前記陽極室の側面部に設けられており、
前記ガス生成動作は、前記陽極部で前記電解液を分解して前記生成ガスを生成する、請求項１に記載の電解装置。
【請求項４】
前記電解室は、前記陽極部が配される陽極室と、前記陰極部が配される陰極室と、前記陽極室と前記陰極室を分割し特定のイオンを前記陽極室と前記陰極室側との間で通過可能にするイオン交換部を有し、
前記陽極室内に前記電解液を供給する前記電解液供給部と、前記陰極室内に第２電解液を供給する第２電解液供給部と、前記陽極室内の前記電解液及び前記陽極部で生成した生成ガスを排出する前記排出部と、前記陰極室内の前記第２電解液及び前記陰極部で生成した生成ガスを排出する第２排出部を有し、
前記排出部は、前記陽極室の天面部よりも低い位置であって、前記陽極室の側面部に設けられており、
前記第２排出部は、前記陰極室の天面部よりも低い位置であって、前記陰極室の側面部に設けられており、
前記ガス生成動作では、前記陰極室内の前記第２電解液の液面が前記第２排出部よりも高く、かつ前記陰極室の天面部よりも低い位置となるように、前記第２電解液供給部から前記第２電解液を供給しつつ、前記第２排出部から前記第２電解液とともに前記陰極部で生成した生成ガスを排出させながら前記陽極部と前記陰極部との間に電圧を印加する、請求項１に記載の電解装置。
【請求項５】
前記陰極部は、ガス拡散電極であり、
前記電解室は、前記陽極部が配される陽極室と、前記陽極室と前記陰極部を分割し特定のイオンを前記陽極室と前記陰極部側との間で通過可能にするイオン交換部と、前記陰極部に材料ガスを供給する材料ガス供給部と、前記陰極部を通過したガスを排出する陰極側ガス排出部を備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の電解装置。
【請求項６】
前記陰極部は、前記イオン交換部に接する、請求項５に記載の電解装置。
【請求項７】
陽極部が配される陽極室と、
陰極部と、
前記陽極室と前記陰極部を分割し特定のイオンを前記陽極室と前記陰極部側との間で通過可能にするイオン交換部と、
前記陽極室内に電解液を供給する電解液供給部と、
前記陽極室内の前記電解液及び前記陽極部で生成した生成ガスを排出する排出部と、
前記陰極部に材料ガスを供給する材料ガス供給部と、
前記陰極部で生成した第２生成ガスを排出する陰極側ガス排出部を有し、
前記陰極部は、前記イオン交換部と接しており、
前記陽極部と前記陰極部の間に電圧を印加することで、前記陽極部で前記電解液を分解して生成ガスを生成し、前記陰極部で前記材料ガスを還元して第２生成ガスを生成する、電解装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、カーボンニュートラル社会の実現に向けて、二酸化炭素を電気分解して炭素化合物を生成する電解装置が開発されている（例えば、特許文献１）。
例えば、特許文献１に記載の電解装置では、電気化学反応により、カソードにおいて電解液中の二酸化炭素を還元し、炭素化合物を含む還元生成物を生成することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－２５２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような電解液を電気分解する電解装置において、電気分解を長期間にわたって行うと、電解液の電極部上での電気化学反応に伴って電解液が消費され、液面が低下してしまう。そのため、従来の電解装置では、電極部の電解液の反応面積が低下し、電解効率が低下する問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、従来に比べて、電解効率の低下を抑制できる電解装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するための本発明の一つの様相は、陽極部と、陰極部と、電解室と、前記電解室内に電解液を供給する電解液供給部を有し、前記電解室は、天面部と、前記天面部から下方に向かって延びる側面部と、排出部を有し、前記排出部は、前記天面部よりも低い位置であって、かつ前記電解室の側面部に設けられており、少なくとも前記陽極部又は前記陰極部の一方で前記電解液を酸化又は還元して生成ガスを生成するガス生成動作を実施可能であり、前記ガス生成動作では、前記電解室内の前記電解液の液面が前記排出部よりも高く、かつ前記天面部よりも低い位置となるように、前記電解液供給部から前記電解液を供給しつつ、前記排出部から前記電解液とともに前記生成ガスを排出させながら前記陽極部と前記陰極部との間に電圧を印加する、電解装置である。
【０００７】
本様相によれば、ガス生成動作において、電解室内の電解液の液面が排出部よりも高く、かつ天面部よりも低い位置となるように、電解液供給部から電解液を供給しつつ、排出部から電解液とともに生成ガスを排出させながら陽極部と陰極部との間に電圧を印加する。そのため、電解室内の電解液の液面が排出部の下端部よりも低下せず、生成された生成ガスも順次排出されるので、従来に比べて、電解室内の電解液の液面低下による電解効率の低下を抑制できる。
【０００８】
好ましい様相は、前記排出部は、前記生成ガス及び前記電解液を吸引する吸引手段を有し、前記ガス生成動作では、前記電解液の液面が下がらないように前記吸引手段によって前記生成ガス及び前記電解液を吸引する。
【０００９】
本様相によれば、吸引手段によって強制的に生成ガス及び電解液を吸引するので、生成ガスの生成によって電解室内の圧力が上がりにくく、安定的に電解できる。
【００１０】
好ましい様相は、前記電解室は、前記陽極部が配される陽極室を有し、前記排出部は、前記陽極室の側面部に設けられており、前記ガス生成動作は、前記陽極部で前記電解液を分解して前記生成ガスを生成する。
（【００１１】以降は省略されています）

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