電極單元、具備電極單元的電解槽及電解裝置的制作方法

這里所述的實施方式涉及電極單元、具備該電極單元的電解槽及電解裝置。

背景技術：

近年來，提供了通過對水進行電解而生成具有多種功能的電解水例如堿離子水、臭氧水或次氯酸水等的電解裝置。電解水內，次氯酸水具有優異的殺菌力，而且對人體是安全的，作為食品添加物也是被認可的。

作為電解裝置，例如，提出了具有3室型的電解槽的電解水生成裝置。電解槽內，通過陽離子交換膜及陰離子交換膜分隔成中間室、位于該中間室的兩側的陽極室及陰極室這3室。陽極室及陰極室中分別設有陽極及陰極。作為電極，使用通過擴張、蝕刻或沖孔在金屬板基材上加工了多個孔的多孔結構的電極。

在這樣的電解裝置中，例如，向中間室中流通鹽水，分別向陽極室及陰極室中流通水。通過用陰極及陽極電解中間室的鹽水，由在陽極產生的氯氣生成次氯酸水，同時在陰極室生成氫氧化鈉水。生成的次氯酸水可作為殺菌消毒水使用，氫氧化鈉水可作為清洗水使用。

在3室型的電解槽中，陰離子交換膜因氯及次氯酸而容易劣化。此外，在使多孔體的電極和離子交換膜(電解質膜)密合時，在電極的孔的邊緣部分應力容易集中，容易使薄的且機械強度低的電解質膜等隔膜劣化。因此，提出了在多孔結構的電極與電解質膜之間插入嵌入了搭接(overlap)或切口的無紡布，從而降低由氯造成的電極劣化的技術。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2014-101549號公報

專利文獻2：日本特開2006-322053號公報

技術實現要素：

發明要解決的問題

但是，在電極與電解質膜之間夾著無紡布這樣的多孔質膜時，因對多孔質膜施加應力而使多孔質膜的膜厚產生分布。即，多孔質膜的膜厚變得不均勻。該膜厚不均勻的多孔質膜在電解反應中產生不均，招致電解裝置的反應效率的下降及電解質膜的劣化。

本發明要解決的課題在于，提供反應效率高且長壽命的電極單元、電解槽及電解裝置。

用于解決問題的手段

根據實施方式，電解裝置具備電極單元。電極單元具備：第1電極，其具有第1表面、位于該第1表面的相反側的第2表面、在所述第1表面開口的多個第1孔部、和在所述第2表面開口而且開口面積比所述第1孔部大的多個第2孔部，多個第1孔部與1個第2孔部連通；第2電極，其與所述第1電極的第1表面相對地設置；和連續的多孔質膜，其配置在所述第1電極與第2電極之間，覆蓋所述第1電極的第1表面。

附圖說明

圖1是表示第1實施方式涉及的電解裝置的剖視圖。

圖2是表示第1實施方式涉及的電解裝置的電極單元的剖視圖。

圖3是所述電極單元的分解立體圖。

圖4是表示電極的制造工序的剖視圖。

圖5是表示第2實施方式涉及的電解裝置的電極單元的剖視圖。

圖6是表示第2實施方式涉及的電極單元的電極的立體圖。

圖7是表示第3實施方式涉及的電解裝置的電極單元的剖視圖。

圖8是表示第4實施方式涉及的電極單元的電極的立體圖。

圖9是表示第5實施方式涉及的電解裝置的剖視圖。

圖10是表示第6實施方式涉及的電解裝置的剖視圖。

圖11是表示第6實施方式涉及的電極單元的剖視圖。

圖12是表示變形例涉及的第1電極及第2電極的立體圖。

圖13是概略地表示由平面內或立體上具有不規則的孔的含有無機氧化物的膜形成的多孔質膜的剖視圖。

圖14是概略地表示由層疊膜構成的多孔質膜的剖視圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對多種實施方式進行說明。再者，貫通實施方式對于通用的構成標注相同的符號，并將重復的說明省略。此外，各圖是用于促進實施方式和其理解的示意圖，其形狀及尺寸、比例等有與實際裝置不同的地方，但這些可參酌以下的說明和公知的技術適宜地進行設計變更。例如，附圖中在平面上描繪了電極，但也可以對照電極單元的形狀進行彎曲，也可以形成圓筒狀。

(第1實施方式)

圖1是概略地表示第1實施方式涉及的電解裝置的圖。電解裝置10例如具備2室型的電解槽11及配置在電解槽11內的電極單元12。電解槽11形成為扁平的矩形箱狀，其內部通過隔壁14及電極單元12分隔成陽極室16和陰極室18兩個室。

電極單元12具有位于陽極室16內的第1電極(陽極)20、位于陰極室18內的第2電極(對置電極、陰極)22、和設在第1及第2電極間的多孔質膜24及隔膜26。

電解裝置10具備：用于驅動電極單元12的第1及第2電極20、22的電源30、電流表32、電壓表34及控制它們的控制裝置36。也可以在陽極室16、陰極室18中設置液體流路。也可以在陽極室16、陰極室18上連接用于從外部供給、排出液體的配管及泵等。此外，根據情況，也可以在電極單元12與陽極室16或陰極室18之間設置多孔質的間隔物。

接著，對電極單元12進行詳細的說明。圖2是電極單元的剖視圖，圖3是電極單元的分解立體圖。

如圖2及圖3所示的那樣，第1電極20例如具有在由矩形狀金屬板構成的基材21上形成多個貫通孔的多孔結構。基材21具有第1表面22a及與第1表面22a大致平行地相對的第2表面22b。第1表面22a和第2表面22b的間隔、即基材21的板厚形成為T1。第1表面22a與多孔質膜24相對，第2表面22b與陽極室16相對。

在基材21的第1表面22a上形成多個例如正方形的第1孔部40，在第1表面22a開口。此外，在第2表面22b上形成多個第2孔部42，在第2表面22b開口。第2孔部42的開口面積以大于第1孔部40的開口面積的方式形成。為多孔質膜24側的第1孔部40的開口的一邊R1小于例如正方形的第2孔部42的開口的一邊R2，此外，孔部的數量以第1孔部40多于第2孔部42的方式形成。第1孔部40的深度為T2，第2孔部42的深度為T3，按T2+T3＝T1形成。此外，在本實施方式中，按T2<T3形成。

本實施方式中，第2孔部42例如形成為正方形，矩陣狀排列地設在第2表面22b。規定各第2孔部42的周圍壁也可以從孔部的底部朝著開口、即朝著第2表面22b側以孔變寬這樣的錐面42a或彎曲面形成。將相鄰的第2孔部42間的間隔、即電極的線狀部的寬度設定為W2。再者，第2孔部42并不限定于矩形狀，也可以設定為其它多種形狀。此外，第2孔部42并不局限于規則地排列形成，也可以任意地排列形成。

作為第1孔部40的開口，為了使壓力均勻化而優選小的，但因阻礙物質擴散而需要具有一定程度的尺寸，正方形的開口的一邊優選為0.1～2mm，更優選為0.3～1mm。作為開口可采用正方形、長方形、菱形、圓形、橢圓等多種形狀。正方形及長方形、菱形的頂點也可以帶圓。作為開口面積，與上述正方形的開口面積相同，優選為0.01～4mm²。更優選為0.1mm²～1.5mm²。進一步優選為0.2mm²～1mm²。開口面積在包括開口的電極面積中所占的比例(開口率)優選為0.05～0.5，更優選為0.1～0.4，進一步優選為0.15～0.3。如果開口率過小則除氣變得困難，如果開口率過大則阻礙電極反應。

第1孔部40例如形成為正方形，矩陣狀排列地設在第1表面22a上。規定各第1孔部40的周圍壁也可以從孔部的底部朝著開口、即朝著第1表面22a以開口變寬這樣的錐面40a或彎曲面形成。本實施方式中，多個、例如9個第1孔部40與1個第2孔部42相對地設置，分別與第2孔部42連通，貫通基材21。將相鄰的第1孔部40間的間隔W1設定成小于第2孔部42間的間隔W2。由此，第1表面22a中的第1孔部40的數量密度充分大于第2表面22b中的第2孔部42的數量密度。

第2孔部42的開口也能采用正方形、長方形、菱形、圓形、橢圓等多種形狀。作為第2孔部42的開口徑，開口徑大可較好地除氣因而優選，但因電阻增大而不能太大。如果為正方形的開口，則一邊優選為1～40mm，更優選為2～30mm，進一步優選為3～20mm。作為開口可采用正方形、長方形、菱形、圓形、橢圓等多種形狀，但作為開口面積與上述正方形的開口面積相同，優選為1～1600mm²。更優選為4mm²～900mm²，進一步優選為9mm²～400mm²。如長方形及橢圓形那樣也可形成向一方向延長、從電極的一端連接到另一端這樣的開口。

作為第1電極20的基材21，可使用鈦、鉻、鋁及其合金等閥金屬、導電性金屬。其中優選鈦。優選通過電解反應在電極的第1表面及第2表面上形成電解催化劑(催化劑層)。在陽極時，作為基材本身優選使用鉑等貴金屬催化劑或氧化銥等氧化物催化劑。也可以將電解催化劑的單位面積的量在電極兩面不同作為特征。由此能夠抑制副反應等。

第1孔部40并不局限于規則地排列形成，也可以任意地排列形成。另外，并不局限于所有第1孔部40都與第2孔部42連通的構成，也可以包含不與第2孔部42連通的第1孔部。即，也可以有不與陽極室16連通的第1孔部40。例如，如圖12所示的那樣，第1孔部40、44可以是從電極的一端附近延伸到另一端附近的長方形，其中與第2孔部42、46連通的多個開口部分41a、45a也可以具有一定間隔地配置。此外，也可以形成只有第1孔部40、44的孔的一部分與第2孔部42、44連通的構成。不與第2孔部42、44連通的第1孔部40、44具有增大電極面積的效果。

在多個第1孔部40、40內，開口面積為0.01mm²～4mm²的第1孔部優選為全部第1孔部的85％以上，更優選為90％以上，進一步優選為95％以上。

上述構成的第1電極20例如可通過采用掩模的蝕刻法來制作。圖4中概略地示出其制作方法。如圖4(a)、(b)所示的那樣，準備1片平坦的基材21，在基材21的第1表面22a及第2表面22b上涂布抗蝕膜50a、50b。如圖4(c)所示的那樣，采用未圖示的光學掩模使抗蝕膜50a、50b曝光，分別制作蝕刻用的掩模52a、52b。如圖4(d)所示的那樣，通過經由這些掩模52a、52b，利用溶液對基材21的第1表面22a及第2表面22b進行濕法蝕刻，形成多個第1孔部40及多個第2孔部42。然后，通過除去掩模52a、52b，得到第1電極20。

可根據基材21的材質及蝕刻條件，控制第1及第2孔部40、42的錐面或彎曲面的形狀。第1孔部40的深度為T2，第2孔部42的深度為T3，如前所述，以達到T2<T3的方式形成第1及第2孔部。再者，在蝕刻中，可以同時對基材21的兩面進行蝕刻，或者也可以逐面地進行蝕刻。蝕刻的種類并不局限于濕法蝕刻，也可以采用干法蝕刻等。此外，并不局限于蝕刻，通過采用激光及精密切削等的加工也能制造第1電極20。

如圖1～圖3所示的那樣，根據本實施方式，第2電極(對置電極)22與第1電極20同樣地構成。即，第2電極22例如具有在由矩形狀金屬板構成的基材23上形成多個貫通孔的多孔結構。基材23具有第1表面23a及大致平行地位于第1表面23a的相反側的第2表面23b。第1表面23a與隔膜26相對，第2表面23b與陰極室18相對。

在基材23的第1表面23a上形成多個第1孔部44，在第1表面23a開口。此外，在第2表面23b上形成多個第2孔部46，在第2表面23b開口。為隔膜26側的第1孔部44的開口面積小于第2孔部44的開口面積，此外，孔部的數量以第1孔部44多于第2孔部46的方式形成。第1孔部44的深度以小于第2孔部46的深度的方式形成。

多個、例如9個第1孔部44與1個第2孔部46相對地設置，分別與第2孔部46連通，貫通基材23。相鄰的第1孔部44間的間隔設定成小于第2孔部46間的間隔。由此，第1表面23a中的第1孔部44的數量密度充分大于第2表面23b中的第2孔部46的數量密度。

在第1電極20的第1表面22a與第2電極22的第1表面23a之間，夾持多孔質膜24及隔膜26。連續的多孔質膜24例如形成為與第1電極20大致同等的尺寸的矩形狀，與第1表面22a的整面相對。作為多孔質膜24，可使用無紡布及布、用溶膠凝膠法形成的多孔質膜，可使用多種材質的多孔質膜。多孔質膜在化學上穩定，特別是具有對氯、次氯酸及氧的穩定性，及對酸性及堿性的耐性，此外在用于處理食品等的情況下，有必要在高分子時使單體等溶出至法定值以上，或在無機物時不使重金屬離子溶出至法定值以上。在機械上無內襯材料地單獨使用多孔質膜的情況下，處理容易性是重要的，作為膜厚優選20～500μm。在電極上直接制作多孔質膜的情況下，盡管也可以減薄，但為了具有作為多孔質膜的性質而優選50nm以上的膜厚。在這些多孔質膜中，主鏈中含有氟原子或氯原子的高分子膜、或玻璃布、具有不規則的連續孔的含有無機氧化物的膜特別是在化學上穩定，是優選的。作為高分子膜特別優選特氟隆。無機氧化物中也可以含有氫氧化物及醇鹽、羥基鹵化物、水合物。在經由金屬鹵化物及金屬醇鹽的水解制作無機氧化物的情況下，雖然也取決于后處理的溫度，但容易成為它們的混合物。也可以將高分子膜、玻璃布及無機氧化物組合，也可以例如用無機氧化物被覆高分子膜及玻璃布。如圖13所示的那樣，在作為多孔質膜24使用平面內或立體上具有不規則的孔的含有無機氧化物的膜時，還可用多孔質膜24兼作隔膜26，即還可將隔膜26省略。

如圖14所示的那樣，多孔質膜24也可以使用孔徑不同的多個多孔質膜27a、27b的層疊膜。在此種情況下，通過使位于隔膜26側的多孔質膜27b的孔徑大于位于第1電極20側的多孔質膜27a的孔徑，能夠使離子的移動更容易，而且能夠降低由電極的孔造成的應力集中。這是因為隔膜26側的開口大者通過擴散離子移動變得容易。在將電極20用作陽極時，由于是正電位，所以即使電極20側的孔徑小，陰離子也容易被拉入電極中。相反如果電極20側的孔徑大則生成的氯等容易向多孔質膜側擴散。

多孔質膜的表面的孔徑可采用高分辨率的掃描式電子顯微鏡(SEM)進行測定。此外內部的孔可通過斷面SEM觀察進行測定。

如圖2及圖3所示的那樣，隔膜26例如形成為與第1電極20大致同等的尺寸的矩形狀，配置在第2電極22的第1表面23a與多孔質膜24之間。隔膜26與第2電極22的第1表面23a的整面密合，另外還與多孔質膜24密合。

位于第1及第2電極20、22間的隔膜26是使離子及/或液體透過的膜。作為隔膜26，可使用多種電解質膜及具有納米孔的多孔質膜。作為電解質膜可使用高分子電解質膜，例如陽離子交換固體高分子電解質膜，具體可使用陽離子交換性的膜或陰離子交換性的膜、或者烴系的膜。作為陽離子交換性的膜，可列舉出NAFION(EI杜邦公司：商標)112、115、117、Flemion(旭硝子株式會社：商標)、ACIPLEX(旭化成株式會社：商標)、Gore-Select(W.L.Gore&Associates,公司：商標)。作為陰離子交換性的膜，可列舉出Tokuyama株式會社制造的A201等。作為具有納米孔的多孔質膜，有多孔質玻璃、多孔質氧化鋁、多孔質氧化鈦、多孔質沸石、多孔質氧化鋯等多孔質陶瓷、多孔質聚乙烯、多孔質丙烯、多孔質特氟隆、多孔質聚酰亞胺等多孔質聚合物等。

通過以將多孔質膜24及隔膜26夾在按上述構成的第1電極20與第2電極22之間的狀態對它們進行加壓，使第1電極20和多孔質膜24相接，同時使隔膜26與多孔質膜24及第2電極22相接，由此得到電極單元12。

如圖1所示的那樣，電極單元12設在電解槽11內，安裝在隔壁14上。通過隔壁14和電極單元12，將電解槽11內分隔成陽極室16和陰極室18。由此，電極單元12以構成其的各部件相接的方向為例如水平方向的方式配設在電解槽11內。電極單元12的陽極20面對陽極室16地配置，陰極22面對陰極室18地配置。

在電解裝置10中，電源30的兩極與第1電極20和第2電極22電連接。電源30在控制裝置36的控制下對電極單元12施加電壓。電壓表34與第1電極20和第2電極22電連接，檢測施加給電極單元12的電壓。將其檢測信息供給到控制裝置35。電流表32與電極單元12的電壓施加電路連接，檢測流過電極單元12的電流。將其檢測信息供給到控制裝置36。控制裝置36按照存儲在存儲器中的程序，根據所述檢測信息，控制電源30對電極單元12的電壓施加或負載。電解裝置10在向陽極室16及陰極室18供給了反應對象物質的狀態下，對第1電極20與第2電極22之間施加或負載電壓，進行用于電解的電化學反應。本實施方式的電解裝置10優選對含有氯化物離子的電解質進行電解。

根據按以上構成的電解裝置及電極單元，在第1電極20中，通過使形成于多孔質膜24側的第1表面22a中的第1孔部40的孔徑(開口面積)小于第2孔部42的孔徑(開口面積)，增大孔部的數量密度，能夠降低從第1電極20側向多孔質膜24作用的應力的集中。通過將多孔質膜24作為連續的膜，與第1電極20的第1表面22a整面抵接，能夠用多孔質膜24覆蓋第1電極20的孔部，容易使第1電極20與隔膜26的距離遍及整面地保持均等。即，可防止多孔質膜24的膜厚產生分布，可均勻地維持多孔質膜24的膜厚。由此，能夠穩定且均勻地進行電解反應，能夠謀求提高電解裝置的反應效率及防止電解質膜劣化。

此外，通過將第1電極20的第1孔部40設定為電極的第1表面側變寬這樣的錐形狀或彎曲面形狀，第1孔部40和多孔質膜24的接觸角為鈍角，能夠進一步降低應力從第1電極20側向多孔質膜24的集中。再者，第1電極20的多孔質膜24側的第1表面22a除凹部以外，優選為大致平坦。所謂凹部可以是上述的第1孔部，或者也可以是后述的凹處。

通過增大形成于第1電極20的第2表面22b上的第2孔部42的開口面積，且降低數量密度，能夠使第2孔部42間的線狀部的寬度W2充分增大。由此，能夠較高地維持第1電極20的機械強度，同時謀求降低電阻。

如上所述，根據第1實施方式，可得到反應效率高且長壽命的電極單元及電解裝置。

再者，第1實施方式中，第2電極22并不限定于具有孔徑不同的第1孔部和第2孔部的電極，也可以設定為不具有貫通孔的平板狀的電極。或者，也可以設定為在電極基材中，在第1表面及第2表面形成相同孔徑的貫通孔的電極。第2電極22和隔膜26也可以彼此接觸，或者也可以中間插入另外的構成物。

接著，對其它實施方式涉及的電解裝置及電極單元進行說明。再者，在以下說明的其它實施方式中，對于與上述第1實施方式相同的部分，標注相同的參照符號，并將詳細的說明省略，以與第1實施方式不同的部分為中心詳細地進行說明。

(第2實施方式)

圖5是表示第2實施方式涉及的電解裝置的電極單元的剖視圖，圖6是表示電極的立體圖。

根據第2實施方式，在電極單元12中，第1電極20的第1表面22a平坦地形成，在該第1表面22a上形成上述的多個第1孔部40，這些第1孔部40貫通基材21。第1電極20具有形成于第1表面22a上的多個凹部54，即具有沒有貫通基材21的凹陷。凹部54例如由在多個第1孔部40間延伸的連續的槽形成。或者，凹部54也可以設為多個獨立的點狀的凹部。

多孔質膜24密合地設置在第1電極20的第1表面22a。多孔質膜24與第1孔部40及凹部54相對，將它們堵塞。

第1電極20的第1表面22a優選除第1孔部40及凹部54以外為平坦的。通過設置凹部54，能夠增大電極面積，而且能夠形成用于除去生成的氣體的流路。通過除凹部54以外使第1電極20的第1表面22a大致平坦化，能夠進一步降低應力向多孔質膜24的集中。盡管也隨著多孔質膜24的膜厚而變化，但也優選第1表面22a的平坦性、平均粗糙度為多孔質膜24的平均膜厚的10％以下，更優選設為5％以下。進一步優選為2％以下。平均粗糙度可通過斷面SEM觀察來調查。

再者，并不只局限于第1電極20，也可以在第2電極22的第1表面23a上設置多個凹部。

(第3實施方式)

圖7是表示第3實施方式涉及的電解裝置的電極單元的剖視圖。第3實施方式中，在第1電極20的表面的至少一部分上形成有不使液體透過的電絕緣膜56。在第1電極20中，在隔膜26側與多孔質膜24大面積相接的第1表面22a中，難排出由反應產生的氯等氣體，所以由于該產生氣體隔膜26容易劣化。因此，通過在第1表面22a內用絕緣膜56覆蓋沒有形成第1孔部40的區域，可抑制這些區域中的反應氣體的產生，能夠防止隔膜26的劣化。在本實施方式中，在第1電極20的寬度寬的線狀部(寬度W2)的兩表面上設有絕緣膜56。

但是，由于設置絕緣膜56，第1電極20的反應面積減少。因此，優選在容易除去產生氣體的部分，發生第1電極20的充分的反應。此外，也可以用電絕緣膜57覆蓋位于隔膜26的相反側的第1電極20的第2表面22b。在3室型的電解槽中使用這樣的電極單元12時，能夠降低第2表面22b側的副反應。再者，絕緣膜的一部分也可以向電極的截面方向露出。

(第4實施方式)

圖8是表示第4實施方式涉及的電解裝置的電極單元的電極的立體圖。第4實施方式中，在第1電極20中，以形成于電極中心部的第1孔部40間的間隔W3大于形成于電極周緣部的第1孔部40間的間隔W1的方式進行設定。由此，第1電極20的中心部的開口率(開口面積相對于包含開口的電極面積的比例)小于第1電極20的周緣部的開口率。因此，第1電極20的中心部與周緣部相比可減小電阻，即使在從電極的周緣部向電極供電時，也能降低電極中心部的電壓上升。通過使形成于第1電極20的中央部的第1孔部40的開口面積如圖8所示的那樣小于設在周圍的第1孔部40的開口面積，或者通過減少數量，可減小開口率。

(第5實施方式)

圖9是表示第5實施方式涉及的電解裝置的剖視圖。第5實施方式中，電解裝置10的電解槽11以具有單一的電解室17的1室型的電解槽的形式構成。電極單元12配置在電解室17內。也可以在電解室17上連接用于從外部供給、排出電解液的配管及泵等。

在1室型的電解槽11中，電極單元12的第2電極(對置電極)22與第1電極20同樣優選形成多孔結構。通過形成多孔結構，可增加電極面積。

(第6實施方式)

圖10是表示第6實施方式涉及的電解裝置的剖視圖，圖11是表示電解裝置中的電極單元的剖視圖。

如圖10所示的那樣，電解裝置10具備具有電極單元12的3室型的電解槽11。電解槽11形成為扁平的矩形箱狀，其內部的電解室通過隔壁14及電極單元12被分隔成陽極室16、陰極室18和形成于電極間的中間室19這3室。

電極單元12具有：位于陽極室16內的第1電極(陽極)20、位于陰極室18內的第2電極(對置電極、陰極)22、設在第1及第2電極間的2個隔膜26a、26b、夾持在第1電極22與隔膜26a之間的多孔質膜24a、和夾持在第2電極22與隔膜26b之間的多孔質膜24b。隔膜26a、26b間隔間隙地彼此平行地相對，在這些隔膜26a、26b間形成有保持電解液的中間室(電解液室)19。也可以在中間室19內設置保持電解液的保持體25。第1電極20及第2電極22通過具有絕緣性的多個橋(bridge)60相互連接。

電解裝置10具備：用于對電極單元12的第1及第2電極20、22施加電壓的電源30、電流表32、電壓表34及控制它們的控制裝置36。也可以在陽極室16、陰極室18中設置液體流路。也可以在陽極室16、陰極室18上連接用于從外部供給、排出液體的配管及泵等。此外，根據情況，也可以在電極單元12與陽極室16或陰極室18之間設置多孔質的間隔物。

如圖10及圖11所示的那樣，在電極單元12中，第1電極20及第2電極22構成為與上述第1實施方式同樣的多孔結構。連續的多孔質膜24a例如形成為與第1電極20大致同等的尺寸的矩形狀，與第1表面22a的整面相對。連續的多孔質膜24b形成為與第2電極22大致同等的尺寸的矩形狀，與第1表面23a的整面相對。作為這些多孔質膜24a、24b，可使用無紡布及布、用溶膠凝膠法形成的多孔質膜，可使用多種材質的多孔質膜。在這些多孔質膜中，主鏈中含有氟原子或氯原子的高分子膜及玻璃布、具有不規則的連續孔的含有無機氧化物的膜在化學上穩定，是優選的。多孔質膜24a、24b只要是具有不規則的孔的含有無機氧化物的膜，就能兼任隔膜26a、26b。多孔質膜24a、24b也可以使用孔徑不同的多個多孔質膜的層疊膜。

隔膜26a例如形成為與第1電極20大致同等的尺寸的矩形狀，與第1電極20的第1表面22a相對。在第1電極20的第1表面22a與隔膜26a之間夾持多孔質膜24a，與第1電極20及隔膜26a密合。

隔膜26b例如形成為與第2電極22大致同等的尺寸的矩形狀，與第2電極22的第1表面23a相對。在第2電極22的第1表面23a與隔膜26b之間夾持多孔質膜24b，與第2電極22及隔膜26b密合。

隔膜26a、26b是使離子及/或液體透過的膜。作為隔膜26a、26b，可使用上述的第1實施方式中說明的多種電解質膜及具有納米孔的多孔質膜。

即使在按以上構成的第6實施方式中，也能得到與上述第1實施方式同樣的作用效果，可得到反應效率高且長壽命的電極單元及電解裝置。

接著，對多種實施例及比較例進行說明。

(實施例1)

電極基材21使用板厚T1為0.5mm的平坦的鈦板，通過對該鈦板進行圖4所示的蝕刻，制作電極。電極內，包含小孔徑的第1孔部40的區域的厚度(第1孔部的深度)T2為0.15mm，包含大孔徑的第2孔部42的區域的厚度(第2孔部的深度)T3為0.35mm。第1孔部40設為正方形，正方形的頂點帶圓，但通過外插入直線部而得到的正方形的一邊R1為0.57mm，第2孔部42設為正方形，其一邊R2為2mm。形成于相鄰的第1孔部40間的線狀部的寬度W1為0.1mm，形成于相鄰的第2孔部42間的寬幅的線狀部的寬度W2為1.0mm。

預先，將電極基材21在10wt％草酸水溶液中在80℃處理1小時。在氯化銥(IrCl₃·nH₂O)中加入1-丁醇達到0.25M(Ir)，進行調整，并涂布在電極基材21的形成有第1孔部40的面(第1表面)上，然后進行干燥及燒成。在此種情況下，將干燥在80℃進行10分鐘，將燒成在450℃進行10分鐘。將如此的涂布、干燥、燒成重復5次，將得到的電極基材切裁成反應電極面積為3cm×4cm的尺寸，作為第1電極(陽極)20。第1電極20的除去凹部的平坦部的平均粗糙度根據AFM測定為1μm。

此外，通過對上述的電極基材的形成有第1孔部的第1表面濺射鉑，制作第2電極(對置電極、陰極)22。

使用得到的第1及第2電極，制作圖11所示的電極單元12。作為隔膜26a使用陰離子交換膜即Tokuyama制的A201，作為隔膜26b使用NAFION(商標)117。作為多孔質膜24a、24b使用玻璃布(膜厚75μm)。作為保持電解液的保持體25，將厚度為5mm的多孔質聚苯乙烯設在中間室(電解液室)19中。使用有機硅密封劑及螺釘，將這些第1及第2電極、多孔質膜、隔壁、多孔質聚苯乙烯重合固定，作為電極單元12。使用該電極單元12，制作圖10所示的電解槽11及電解裝置10。

電解槽11的陽極室16及陰極室18分別由形成有直的流路的氯乙烯制容器形成。設置有控制裝置36、電源30、電壓表34、電流表32。將用于向陽極室16及陰極室18供給水的配管和泵與電解槽11連接，將用于向電極單元12的保持體(多孔質聚苯乙烯)25循環供給飽和食鹽水的飽和食鹽水罐和配管、泵與電極單元連接。

采用電解裝置10，以電壓5V、電流1.5A進行電解，在陽極20側生成次氯酸水，在陰極22側生成氫氧化鈉水。即使在1000小時連續運轉后，也幾乎沒有發現電壓上升及產物濃度的變化，能夠進行穩定的電解處理。

(實施例2)

變更蝕刻時的掩模，將3×4cm的電極基材的中央部1×1.4cm中的第1孔部40設定為正方形，以其一邊R1為0.7mm、線狀部的寬度W1為0.2mm的方式制作第1電極20。第2孔部42設為正方形，其一邊為2mm。中央部的第2孔部中包含2×2個第1孔部。其它構成與實施例1相同，制作電極單元12及電解裝置10。

采用該電解裝置10，以電壓4.8V、電流1.5A進行電解，在陽極20側生成次氯酸水，在陰極22側生成氫氧化鈉水。即使在1000小時連續運轉后，也幾乎沒有發現電壓上升及產物濃度的變化，可進行穩定的電解處理。

(實施例3)

作為多孔質膜，替代玻璃布而使用聚偏氯乙烯制的無紡布。其它構成與實施例1相同，制作電極單元12及電解裝置10。

采用該電解裝置10，以電壓5.1V、電流1.5A進行電解，在陽極20側生成次氯酸水，在陰極22側生成氫氧化鈉水。即使在1000小時連續運轉后，也幾乎沒有發現電壓上升及產物濃度的變化，可進行穩定的電解處理。

(實施例4)

作為多孔質膜，替代玻璃布而使用具有不規則的孔的多孔質的氧化鈦膜。其它構成與實施例1相同，制作電極單元12及電解裝置10。

采用該電解裝置10，以電壓5.2V、電流1.5A進行電解，在陽極20側生成次氯酸水，在陰極22側生成氫氧化鈉水。即使在1000小時連續運轉后，也幾乎沒有發現電壓上升及產物濃度的變化，可進行穩定的電解處理。

(實施例5)

作為多孔質膜，替代玻璃布而使用特氟隆制無紡布。其它構成與實施例1相同，制作電極單元12及電解裝置10。

采用該電解裝置10，以電壓5.0V、電流1.5A進行電解，在陽極20側生成次氯酸水，在陰極22側生成氫氧化鈉水。即使在1000小時連續運轉后，也幾乎沒有發現電壓上升及產物濃度的變化，可進行穩定的電解處理。

(實施例6)

在與實施例1同樣地制作的第1電極20的寬幅的線狀部(寬W2)，采用絲網印刷法選擇性地涂布電絕緣性的聚氯乙烯，形成絕緣膜，其它構成與實施例1相同，制作電極單元12及電解裝置10。

采用該電解裝置10，以電壓5.3V、電流1.5A進行電解，在陽極20側生成次氯酸水，在陰極22側生成氫氧化鈉水。即使在1000小時連續運轉后，也幾乎沒有發現電壓上升及產物濃度的變化，可進行穩定的電解處理。

(實施例7)

與實施例1同樣地制作多孔結構的第2電極(對置電極)22。作為隔膜26使用多孔質玻璃膜(膜厚50μm)。作為多孔質膜24使用玻璃布(膜厚75μm)。用有機硅密封劑及螺釘將它們重合，制作電極單元12。

使用該電極單元12制作圖9所示的1室型的電解槽11及電解裝置10。設置控制裝置36、電源30、電壓表34、電流表32，設置用于向電解室17供給食鹽水的配管和泵。采用電解裝置10，以電壓4.3V、電流1.5A進行電解，生成次氯酸鈉水。即使在1000小時連續運轉后，也幾乎沒有發現電壓上升及產物濃度的變化，可進行穩定的電解處理。

(實施例8)

作為多孔質膜，替代玻璃布而使用涂敷了含有氧化鈦的膜的聚苯硫醚多孔質膜。作為隔膜26a及26b，可兼作涂敷了上述含有氧化鈦的膜的聚苯硫醚膜。其它構成與實施例1相同，制作電極單元12及電解裝置10。

采用該電解裝置10，以電壓4.8V、電流1.5V進行電解，在陽極20側生成次氯酸水，在陰極22側生成氫氧化鈉水。即使在2000小時連續運轉后，也幾乎沒有發現電壓上升及產物濃度的變化，可進行穩定的電解處理。

(實施例9)

作為多孔質膜，替代使用涂敷了含有氧化鈦的膜的聚苯硫醚多孔質膜，而使用涂敷了含有氧化鈦的膜的玻璃制無紡布(濾紙)。其它構成與實施例8相同，制作電極單元12及電解裝置10。

采用該電解裝置10，以電壓4.7V、電流1.5V進行電解，在陽極20側生成次氯酸水，在陰極22側生成氫氧化鈉水。即使在2000小時連續運轉后，也幾乎沒有發現電壓上升及產物濃度的變化，可進行穩定的電解處理。

(實施例10)

作為多孔質膜，替代使用涂敷了含有氧化鈦的膜的聚苯硫醚多孔質膜，而使用涂敷了含有氧化鋯的膜的玻璃制無紡布(濾紙)。其它構成與實施例8相同，制作電極單元12及電解裝置10。

采用該電解裝置10，以電壓4.8V、電流1.5V進行電解，在陽極20側生成次氯酸水，在陰極22側生成氫氧化鈉水。即使在2000小時連續運轉后，也幾乎沒有發現電壓上升及產物濃度的變化，可進行穩定的電解處理。

(實施例11)

作為多孔質膜，替代使用涂敷了含有氧化鈦的膜的聚苯硫醚多孔質膜，而使用在該多孔質膜的電極側表面進一步涂敷了含有氧化鋯的更致密的膜的膜，除此以外，與實施例8同樣地制作電極單元12及電解裝置10。

采用該電解裝置10，以電壓4.9V、電流1.5V進行電解，在陽極20側生成次氯酸水，在陰極22側生成氫氧化鈉水。即使在2000小時連續運轉后，也幾乎沒有發現電壓上升及產物的變化，可進行穩定的電解處理。

(實施例12)

作為多孔質膜，替代使用涂敷了含有氧化鈦的膜的聚苯硫醚多孔質膜，而使用涂敷了含有氧化鋯的膜的特氟隆多孔質膜，除此以外，與實施例8同樣地制作電極單元12及電解裝置10。

采用該電解裝置10，以電壓4.9V、電流1.5V進行電解，在陽極20側生成次氯酸水，在陰極22側生成氫氧化鈉水。即使在2500小時連續運轉后，也幾乎沒有發現電壓上升及產物的變化，可進行穩定的電解處理。

(實施例13)

電極基材21使用板厚T1為0.5mm的平坦的鈦板，通過對該鈦板進行圖4所示的蝕刻，制作電極。電極內，包含小孔徑的第1孔部40的區域的厚度(第1孔部的深度)T2為0.15mm，包含大孔徑的第2孔部42的區域的厚度(第2孔部的深度)T3為0.35mm。第1孔部40設為菱形，長的對角線設為0.69mm，短的對角線設為0.4mm。第2孔部42設為菱形，長的對角線設為6.1mm，短的對角線設為3.5mm。形成于相鄰的第1孔部40間的線狀部的寬度W1為0.15mm，形成于相鄰的第2孔部42間的寬幅的線狀部的寬度W2為1mm。其它構成與實施例1相同，制作電極單元12及電解裝置10。

采用該電解裝置10，以電壓5.3V、電流1.5A進行電解，在陽極20側生成次氯酸水，在陰極22側生成氫氧化鈉水。即使在1000小時連續運轉后，也幾乎沒有發現電壓上升及產物濃度的變化，可進行穩定的電解處理。

(實施例14)

電極基材21使用板厚T1為0.5mm的平坦的鈦板，通過對該鈦板進行圖4所示的蝕刻，制作電極。電極內，包含小孔徑的第1孔部40的區域的厚度(第1孔部的深度)T2為0.15mm，包含大孔徑的第2孔部42的區域的厚度(第2孔部的深度)T3為0.35mm。第1孔部40設為正方形，其一邊R1為0.57mm，第2孔部42設為長方形，其長邊為40mm，短邊為4mm。形成于相鄰的第1孔部40間的線狀部的寬度W1為0.1mm，形成于相鄰的第2孔部42間的寬幅的線狀部的寬度W2為1.0mm。其它構成與實施例1相同，制作電極單元12及電解裝置10。

采用該電解裝置10，以電壓5.8V、電流1.5A進行電解，在陽極20側生成次氯酸水，在陰極22側生成氫氧化鈉水。即使在1000小時連續運轉后，也幾乎沒有發現電壓上升及產物濃度的變化，可實現穩定的電解處理。

(比較例1)

除了不使用連續的多孔質膜以外，與實施例1同樣地制作電解裝置。采用該電解裝置，以電壓5V、電流1.5A進行電解，在陽極側生成次氯酸水，在陰極側生成氫氧化鈉水。在1000小時連續運轉后，發現電壓大幅度上升及產物濃度下降，缺乏長期穩定性。

(比較例2)

替代通過蝕刻制作電極，而使用通過沖孔在電極基材上形成直徑為1mm的貫通孔、且開口率與實施例1的電極相同的電極。其它構成與實施例1相同，制作電極單元及電解裝置。

采用該電解裝置，以電壓5.2V、電流1.5A進行電解，在陽極側生成次氯酸水，在陰極側生成氫氧化鈉水。在1000小時連續運轉后，發現電壓大幅度上升及產物濃度下降，缺乏長期穩定性。

本發明并不限定于上述實施方式原狀，在實施階段可通過在不脫離其主旨的范圍內對構成要素進行變形來具體化。此外，通過上述實施方式中公開的多個構成要素的適宜的組合，可形成多種發明。例如，也可以從實施方式中示出的全部構成要素中刪除幾個構成要素。另外，也可以將不同的實施方式涉及的構成要素適宜地組合。

例如，第1電極及第2電極并不限定于矩形狀，也可選擇其它多種形狀。第1電極的第1孔部及第2孔部并不限定于正方形，也可以形成長方形、菱形、圓形、橢圓形等其它多種形狀。各構成部件的材料并不限定于上述的實施方式及實施例，也可以適宜選擇其它材料。電極裝置的電解槽并不限定于1～3室型的電解槽，可應用于采用電極的所有電解槽。電解質及產物也并不限定于鹽及次氯酸，也可以向各式各樣的電解質及產物擴展。