专利名称：电解装置及冰箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及电解装置及冰箱。
背景技术：
以往，进行了除湿装置、氧浓缩装置、脱氧装置、食盐电解装置、气体传感器或湿度传感器等中利用了通过电解的氧还原反应的装置的开发。进行该电解的电解池的阳极使用钼、铅、氧化物、铱复合氧化物或钌复合氧化物的催化剂，阴极使用钼系催化剂。但是，在氧还原反应中，阴极的施加电压如果超过理论氢发生电位，则在阴极侧会产生氢。例如，当冰箱中使用了脱氧装置时，会进行氢化反应，电カ效率变差。这是因为Pt具有非常高的催化性能，所以还容易引起氢化反应，且与氧还原反应同时进行的缘故。另夕卜，如果降低电解的电压，则由于无法取出大的电流，所以存在着脱氧效率不佳的问题。 现有技术文献专利文献日本特开平1-148327号公报
发明内容
发明所要解决的问题本发明的目的是提供一种氢化反应得以抑制的效率高的电解装置以及冰箱。用于解决问题的手段实施方式的电解装置的特征在于，所述电解装置至少具备具有膜电极接合体的电解池，所述膜电极接合体由阳极、具有引入了氮的碳合金催化剂的阴极、以及配置于阳极和所述阴极之间的电解质构成，并且所述电解装置对阳极和阴极施加电压，电解质是酸性、中性或碱性中的任ー种，当电解质是酸性时，通过电解装置在阴极生成水，当电解质是中性或碱性时，通过电解装置在阳极生成氢氧根离子。
图I是表示实施方式的被氮取代了的碳的例子的结构式。图2是实施方式的阴极的示意图。图3是实施方式的电解装置的示意图。图4是实施方式的具备气体扩散电极的纯碱电解装置(日语原文为ソーダ電解装置)的示意图。图5是具备实施方式的电解装置的装置的示意图。图6是具备实施方式的电解装置的装置的示意图。图7是实施方式的脱氧装置的示意图。图8是实施方式的冰箱的示意图。图9是实施方式的三极式旋转环盘电极池的示意图。
图10是表示实施例I的XPS测定结果的曲线图。图11是表示实施例I的XPS测定结果的曲线图。
具体实施例方式实施方式的电解装置至少具备具有膜电极接合体的电解池，所述膜电极接合体由阳极、具有引入了氮的碳合金催化剂的阴极、以及配置于所述阳极和所述阴极之间的电解质构成，并且所述电解装置对所述阳极和所述阴极施加电压。上述电解装置池利用对阳极和阴极施加电压的电源，在阳极侧进行水的电解，并使用产生的质子，在阴极侧进行氧还原反应。一般作为电解用的氧还原催化剂使用Pt，但实施方式的电解池的阴极中不含氧还原开始电位较高的Pt。阴极中如果含有Pt，则会由于氧 还原开始电位较高而容易发生氧还原反应。具体而言，相对于以标准氢电极电位(NHE)为基准的氧还原标准电极电位的I. 23Vvs. NHE，达到O. 95 I. OVvs. NHE左右。但是，含有同样也是优秀的氢发生催化剂的Pt的阴极由于氢发生电位也高，所以氧还原开始电位与氢发生电位之差较小，因此阴极上的氢化反应也容易发生。具体而言，酸性中的氢发生标准电位为OVvs. NHE，如果阴极变为OVvs. NHE以下，则立即产生氢。考虑到并非燃料电池用的实施方式的电解池的用途，高的氢发生能力并不是优点。除湿装置或脱氧装置等情况下，由于从外部施加电压，所以如果增加某种程度的消耗电力，则在电解条件下，较之Pt同等的氧还原性能，难以产生氢的催化剂更具有优点。特别是在不监视阳极和阴极的各电极的电位时，各电极的过电压比例由于由阳极和阴极上的催化剂性能以及物质的扩散速度決定，所以无法容易知道，仅仅用施加的电压(施加电压)无法判断是否产生了氢。此时，难以产生氢的催化剂可以将极限施加电压设定得较大，所以氧还原反应可有效地进行。无氮取代的碳(例如,KetjenBlack(注册■商标)或Vulcan (注册■商标)XC72R)的氧还原开始电位以可逆氢电极电位(RHE)为基准计为O. 7 O. 6Vvs. RHE左右，所以氧还原性能不高。而且，氢发生电位为约-O. I -O. 2Vvs. RHE，氢发生能力也不低。因此，运转电位窗([氧还原开始电位]-[氢发生电位])为约0.8 O. 9V，氧还原能力和氢发生能力都不适合作为实施方式的阴极用催化剂。实施方式的电解池的阴极所用的催化剂使用以比较快的反应速度进行氧还原反应、并具有高的氢发生抑制效果的催化剂。实施方式的碳合金催化剂是以碳原子的集合体为主体的化合物，碳原子的一部分被氮原子取代。作为催化剂整体，由于具有导电性和高比表面积，所以含有无定形或sp3碳，氮在sp2碳的骨架中如图I的结构式那样，包含氮原子以吡啶型(A)、吡咯/吡啶酮型(B)、氮氧化物型(C)、三配位型(D)中的至少任ー种形态取代碳原子的结构。图I的(A) (D)是表示氮取代的形态的例子，图I的结构式并非表示实施方式的碳合金催化剂本身。实施方式的碳合金催化剂的氮取代量相对于碳合金催化剂的表面兀素量为O. latm% 30atm%。氮取代量如果比该下限值少，则氮取代的效果不充分，因而不优选。另外，氮取代量如果比该上限值多，则结构混乱、导电性下降，因而不优选。此外，从导电性的观点出发，氮取代量更优选为O. latm% 10atm%。当使用碳合金催化剂作为阴极的催化剂时，依赖于氮的取代量，氢发生电位下降，并且运转电位窗超过IV，因而是优选的。具体而言，作为碳合金催化剂，观察到氧还原开始电位为O. 84Vvs. RHE,氢氧化电压为-O. 46V,电位窗为约I. 3V,电位窗比Pt宽。此外，作为本文中的碳合金催化剂的定义，表示碳之间形成了 sp2杂化轨道的碳的一部分被氮取代而得到的催化剂。实施方式的碳合金催化剂中，催化剂的活性点与引入了氮的碳的量成比例地增カロ。另外，对于实施方式的碳催化剂来说，由于表面积越大，对氧还原电流有贡献的活性点就越多，所以碳催化剂的比表面积优选较大。另外，碳合金催化剂的比表面积如果变得过大，则在碳合金催化剂的表面，直径为IOnm以下的微细孔的比例増加。该微细孔使得氧还原反应所需要的氧气的扩散速度变得极慢，所以不优选。因此，优选该微细孔的比例较少，并且碳合金催化剂的孔的大部分(60%以上)具有20nm以上的直径。由以上说明可知，碳合金催化剂的比表面积优选为100m2/g 1200m2/g。
氮原子的取代量是相对于用X射线光电子能谱(X-ray PhotoelectronSpectroscopy XPS)可测定的碳(C)的氮(N)取代的比例(C/N比)。C/N比可以由碳原子Cls的290eV附近的信号、氮原子Nls的400eV附近的信号強度比来计算。计算C/N比吋，可以使用C3N4等组成比明确的化合物作为标准物质，将其作为基准来计算。测定试样可以通过从电解池的阴极上刮削来制作。不过，在XPS的測定中，除了 sp2碳上取代的氮以外，还会检测出胺等非取代氮。因此，为了排除这些非取代氮的影响，要在氩气气氛下于800度将制作的试样烧成I小时，使非取代氮分解，然后进行XPS測定，由此消除非取代氮的影响。这里，还能够进ー步分离取代的形态。通过将氮原子Nls的400eV附近的信号进行分峰，可以分离成398. 5eV-吡啶型、400. 5eV_吡咯/吡啶酮型、401. 2eV_三配位型、402. 9eV-氮氧化物型，可以将氮的取代形态及其量进行明确化。为了特定氮取代量，考虑到试样的加热或混合时的不均匀，将ー批调制试样按质量四等分、井分别通过XPS測定表面状态的方法是有效的，这对品质的检查是有效的。[碳合金催化剂的制造方法]下面例示出实施方式的碳合金催化剂的制造方法，但并不限定于此。碳合金催化剂可以用包括下面例示的方法在内的公知的制造方法来制造。将含有氮的树脂和含有金属的化合物在不活泼气体气氛下(氮气、氩气等)进行热处理而使其碳化，将碳化后的产物进行酸处理，从而制造实施方式的碳合金催化剂。将树脂和含有金属的化合物在氮气存在的气氛下进行热处理而使其碳化，将碳化后的产物进行酸处理，从而制造实施方式的碳合金催化剂。也可以使用含有金属的树脂来代替树脂和含有金属的化合物。通过对碳进行氮等离子体处理，可以制造实施方式的碳合金催化剂。由含有碳源和氮源的物质通过化学蒸镀来制造实施方式的碳合金催化剂。作为含有氮的树脂，可以列举出含有氮的酚树脂、酰亚胺树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、环氧丙烯酸酯、尿素树脂、双马来酰亚胺苯胺、苯并噁嗪等树脂。作为金属，可以列举出铁、钴。作为含有金属的化合物，可以列举出铁酞菁、钴酞菁、硫酸铁、硫酸钴、氯化铁、氯化钴、硫酸钴、硝酸铁、六氰基铁钾、硝酸钴、醋酸钴等化合物。作为含有碳源的物质，可以列举出甲烷、こ烷、乙炔、こ烯、こ醇、甲醇等。作为含有氮源的靶，可以列举出氨、三氟化氮、肼等。另外，当这些碳合金催化剂的表面积或导电性较低时，还可以将催化剂担载在载体上，或与载体混合。 作为载体，可以使用KetjenBlack(注册■商标)、Vulcan XC72R(注册■商标)、VGCF(注册商标)等市售碳、将酚等含有碳的有机物碳化后的产物、Ru02、IrO2等导电性氧化物。关于将含有氮的树脂或含有金属和氮的树脂与金属或含有金属的化合物等进行混合的方法，可以列举出用球磨机或搅拌机进行的湿式以及干式混合。当通过碳化来向碳中引入氮时，在含有氮的气体气氛下进行树脂等材料的烧成。当没有必要通过碳化来向碳中引入氮时，可以在不活泼气体气氛下烧成树脂等材料。碳化的温度例如可以在600°C 1200°C进行数分钟至数小吋。另外，通过对碳进行氮等离子体处理，也可以向碳中引入氮。还可以通过对碳合金催化剂进行氮等离子体处理来进ー步引入碳。此外，用上述方法制作后，当含有金属化合物时，通过用酸进行处理而除去。酸处理使用的酸的种类也取决于所使用的金属，但可以列举出例如盐酸、硫酸、硝酸等。酸处理可以列举出下述的处理例在用纯水稀释后的溶液(O. I 10M)中浸溃30 20小时，然后用纯水过滤并洗涤，重复进行上述操作3次以上。[阴扱]实施方式的阴极例如如图2的示意图所示，由电极支撑材料3、和电极支撑材料3上的被离子导电性粘合剂2固定的碳合金催化剂I构成。阴极只要是在电极支撑材料上固定有碳合金催化剂，其构成就没有特别限定。实施方式的碳合金催化剂可以如下制作通过在溶剂中分散而制作其浆料，将制作的浆料涂布于电极支撑材料上，通过干燥或烧成等エ序而制作阴极电扱。也可以干燥和烧成这两个エ序都进行等。优选在烧成或干燥之前或之后滴加或涂布离子导电性粘合剤。离子导电性粘合剂也可以混合于浆料中。涂布、干燥和烧成的エ序也可以进行多次。此外，如果是酸性电解质，优选使用Nafion (注册商标)等质子传导性粘合剤，如果是中性或碱性电解质，优选使用碱传导性粘合剤。作为电极支撑材料，可以列举出各种电解质膜、与燃料电池等所具有的气体扩散层(例如碳纸等多孔质材料)同样的多孔质材料、钛网、SUS网、镍网等。作为浆料制作中使用的溶剂，可以列举出制作燃料电池的电极催化剂等时使用的溶剤。具体而言，可以列举出水、こ醇、异丙醇、丁醇、甲苯、ニ甲苯、甲こ酮、丙酮等。作为离子传导性粘合剤，质子传导体的例子可以列举出氟系或烃系的离子键聚合物，氢氧根离子传导体的例子可以列举出具有铵盐基的离子键聚合物，优选溶于こ醇等溶剂中来使用。[阳极]实施方式的阳极可以使用阳极用的催化剂并通过与阴极同样的材料和方法来制作。用于阳极的催化剂可以列举出钼、铅氧化物、铱复合氧化物、钌复合氧化物等。作为上述催化剂的制作方法，可以列举出热分解法、溶胶凝胶法、络合物聚合法等。另外，作为氧化物的复合金属，可以列举出Ti、Nb、V、Cr、Mn、Co、Zn、Zr、Mo、Ta、W、Tl、Ru和Ir中的至少任意ー种金属。作为上述催化剂的电极支撑元素，可以列举出Ta、Ti等阀金属(valve metal)。[电解质]实施方式的电解质可以使用液体电解质、阳离子交換性的膜或阴离子交換性的膜等。作为液体电解质，可以列举出硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氯化钾水溶液等。作为阳离子交换性的膜，可以列举出似れ011(注册商标)112、115、117、フレミオン(注册商标)、アシプレツクス(注册商标)、ゴアセレク卜(注册商标)。作为阴离子交换性的膜，可以列举出株式会社Tokuyama制的A201等。另外,烃膜系也可 以作为电解质使用。[电解反应]当电解质使用酸性物质时，如果对电极施加电压，则在阳极和阴极发生下面的反应(反应式1-2)。阳极2H20 — 02+4H++4e^(反应式 I)阴极02+4H++4e — 2H20 (反应式 2)另外，阴极的表面被水覆盖等，所以氧的供给变得不足，施加电压如果超过一定值(氢发生电位)，则在阴极还会同时发生下面的反应(反应式3)。2H++2e — H2 (反应式 3)当电解质(电解液)使用中性或碱性物质时，如果对电极施加电压，则在阳极和阴极发生下面的反应(反应式4-5)。阳极02+2H20+4e_ — 40F (反应式 4)阴极40F — 02+2H20+4e_ (反应式 5)另外，阴极的表面被水覆盖等，所以氧的供给变得不足，施加电压如果超过一定值(氢发生电位)，则在阴极还会同时发生下面的反应(反应式6)。 20F — 02+H2+2e_ (反应式 5)[膜电极接合体]实施方式的膜电极接合体19如图3的电解池的示意图的一部分所示那样，在阳极12和阴极14之间形成了固体高分子电解质13。膜电极接合体19通过将固体高分子电解质2的两面热压或直接涂布，能够使两电极密合。[电解池、电解装置]如图3的示意图所示，实施方式的电解装置10-1具备电解池和对膜电极接合体19的两极施加电压的电源(直流电源)11，所述电解池由上面说明的膜电极接合体19、水供给管15、水排出管16、供给空气导入管17和空气排出管18构成。水供给管15、水排出管16、供给空气导入管17和空气排出管18是用于供给上述反应所需的气体和水(水溶液)的部件，所以可以根据电解质的种类以及电解池的目的和用途来采取任意的构成。对电解池施加电压而使反应进行。实施方式的碳合金催化剂可以作为具有氢发生抑制效果的氧还原催化剂使用，其用途不只是脱氧元件或加湿、除湿元件。例如还可以作为纯碱电解用的阴极使用。作为实施方式的电解装置的其它例子，可以列举出图4的示意图所示的纯碱电解装置10-2或氯发生用的装置。将碳合金催化剂和粘合剂(PTFE)在こ醇中混合，并将得到的浆料涂布于钛网上，将其在Ar中于300度进行烧成，得到的气体扩散电极作为阴极14。此时，阳极12使用碳电极等，电解液为NaCl水溶液，用离子交換膜13将阴极14和阳极12分离。图4的装置的阴极侧如下构成由气体供给管17C供给氧或空气，由水供给管15C供给水，由液体排出管16C排出苛性钠，由气体排出管18C排出排出气体。图4的装置的阳极侧如下构成由液体供给管15A供给氯化钠水溶液，由气体排出管18A排出氯气。通过使用上述装置，由外部电源11对电极间施加电压吋，阳极生成氯气，阴极生成氢氧化钠。此时，通过氮取代碳，与其它的催化剂相比，能够在施加高电压时抑制氢的生成。这样，产生的氢 的处理或安全装置的导入就不必要或可以减少，即使不监视电极电位也能够高效地取出电流，所以是有效的。[具备膜电极接合体的电解装置]将实施方式的连接了电源的膜电极接合体装入容器，由此能够制成减氧装置、氧浓缩装置、加湿装置或除湿装置。如图5的装置20-1的示意图所示，按照将容器22的空间分成膜电极接合体19的阳极侧和阴极侧的方式将膜电极接合体19固定。是在膜电极接合体19上连接有电源11，能够对膜电极接合体的两极施加电压的构成。膜电极接合体的固定是按照能够将各个电极侧的反应体系的空间分离的方式使用密封剂21进行密封。另外，如图6的装置20-2的示意图所示，容器22也可以安装于膜电极接合体的阳极侧或阴极侧中的任ー侧。在装置20-1、20-2中，容器22和膜电极接合体19也可以按照能够卸下的方式半固定。 在电解质使用酸性物质的膜电极接合体的阳极侧的空间中，由于发生将水分解为氧和质子的反应，所以可作为氧浓缩或除湿的装置起作用。另ー方面，在电解质使用酸性物质的电解池的阴极侧的空间中，由于发生由氧和阳极产生的质子生成水的反应，所以可作为减氧或加湿的装置起作用。当电解质使用中性或碱性物质时，是阳极消耗水、阴极生成水的反应，与电解质使用酸性物质的情况为相反的功能。当是以加湿或除湿为目的的装置吋，容器22也可以用作给水容器或储水容器等。图7中表示使用了膜电极接合体的减氧装置20-3的一个例子的示意图。减氧装置20-3的电解质为酸性。在减氧装置20-3中，容器22用密封剂21固定于膜电极接合体19的阴极侧，水箱24用密封剂21固定于阳极侧。在容器22上具有欲置于减氧下的物体能够进出的门23。在水箱24侧具有水供给管25和氧的排出管26。在容器22上也可以具有物体能够进出的门以及吸气管、排气管、给水管、排水管等用于供给和排出气体、液体或物质的部件。这些门或管根据装置的目的和用途也可以采用任意的形状和功能。另外，具备膜电极接合体的装置也可以由未图示的控制部来切換吸排气、给排水、密闭区域等，控制为减氧、氧浓缩、除湿和加湿中的任一个动作。也可以设置氧浓度计或湿度计，以便能够容易地确认装置的动作所产生的效果。另外，也可以控制为任意的氧浓度或湿度。上述的控制可以使用微型电子计算机或FPGA (Field-Programmable Gate Array)等能够编程的IC来进行电子控制，也可以用手动控制。[具备减氧装置的冰箱]图8是具备具有膜电极接合体的装置20'的冰箱30的示意图。进行减氧时，具有膜电极接合体的装置20'可以列举出例如图8的将减氧装置20-3的门23设定为冰箱的门的形态。进行减氧时，图8的冰箱30中，冰箱的一室成为减氧装置，但也可以是在一室中的一部分配置了减氧装置的构成，也可以配置于冰箱内的任意位置。在保存生鮮食品的冰箱内进行减氧动作时，可以抑制食品的氧化。在冰箱30中，代替具有膜电极接合体的装置20，，也可以使用具有膜电极接合体的加湿装置、除湿装置。
另外，也可以通过未图示的控制部来切換吸排气、给排水、密闭区域等，具备能够控制为减氧、除湿和加湿中的任一个动作的装置来代替减氧装置20'。也可以设置氧浓度计或湿度计，以便能够容易地确认装置的动作所产生的效果。另外，也可以控制为任意的氧浓度或湿度。上述的控制可以使用微计算机或FPGA等能够编程的IC来进行电子控制，也可以用手动控制。[与氧还原和氢发生有关的电极活性试验]作为评价催化剂单体的氧还原特性和氢发生特性的方法，可以列举出电极的电位扫描作为简便的方法。与氧还原和氢发生有关的电极活性使用图9的示意图所示的三极式旋转环盘电极池通过扫描电位来測定。具体而言，具备图9的中央部的工作电极41、附图左侧的參比电极(Ag/AgCl)42和附图右侧的对电极(碳毡)43。该工作电极41中，在中央部由玻璃状纤维形成了盘电极，在盘电极的外周上涂布上述催化剂油墨，烧成并干燥而形成了催化剂。然后，催化剂被高分子绝缘体覆盖，其周围用Au的环电极覆盖。进而，环电极的周围用高分子绝缘体覆盖。作为电解液44，使用鼓泡过氮或氧的酸性水溶液(O. 5M H2S04aq.)或碱性水溶液(O. IM KOH aq.)。在图9的示意图记载的形态的装置中，使用恒电位仪以10mV/S进行电位扫描。此夕卜，转速固定为2000rpm,电位范围设定为I. 2 -O. 7V vs. RHE。(I)氧化还原开始电位在电极活性试验中，使用清除了氮和氧的电解质进行电位扫描，从得到的伏安图中取差分，将开始流过负电流时的电位设定为氧还原开始电位。(2)氢发生开始电位由于即便是清除了氮的电解质也会产生氢、以及会流过氢的吸附电流等原因，所以无法估计正确的氢发生开始电位。因此，将在标准电极电位以下且流过-5mA/cm2以上的电流的电位设定为氢发生开始电位。(3)过氧化氢生成率在酸性电解液的情况下，有可能反应式2的反应在中途停止，反应式7的反应不是生成水而是生成过氧化氢。因此，对工作电极21的金电极27施加电压，使反应式8的反应发生,从此时的反应电流求出过氧化氢生成率。同样在中性或碱性电解液的情况下，有可能反应式5的反应在中途停止，反应式9的反应不是生成水而是生成过氧化氢。因此，使反应式10的反应发生，同样地求出过氧化氢生成率。02+2H++2e_ — H2O2 (反应式 7)H2O2 — 02+2H++2e (反应式 8)I. 502+H20+2e_ — 2H02-(反应式 9)2E02 — I. 502+H20+2e_(反应式 10)具体而言，对金的环电极施加I. 2V vs RHE，由电位扫描中的电流值求出过氧化氢生成率。过氧化氢生成率X的导出式(式I)如下所示。
权利要求
1.一种电解装置，其特征在于，所述电解装置至少具备具有膜电极接合体的电解池，所述膜电极接合体由阳极、具有引入了氮的碳合金催化剂的阴极、以及配置于所述阳极和所述阴极之间的电解质构成，并且所述电解装置对所述阳极和所述阴极施加电压， 所述电解质是酸性、中性或碱性中的任ー种， 当所述电解质是酸性吋，通过所述电解装置在所述阴极生成水， 当所述电解质是中性或碱性时，通过所述电解装置在所述阳极生成氢氧根离子。
2.根据权利要求I所述的电解装置，其特征在于，所述膜电极接合体的所述电解质是酸性，并且是阳离子交換性的膜。
3.根据权利要求I所述的电解装置，其特征在于，所述膜电极接合体的所述电解质是中性或碱性，并且是阴离子交換性的膜。
4.根据权利要求I所述的电解装置，其特征在于，所述电解池设置在能够密闭的容器中。
5.根据权利要求I所述的电解装置，其特征在于，所述碳合金催化剂是相对于其表面元素量的O. latm% 30atm%由碳取代为氮而得到的。
6.根据权利要求I所述的电解装置，其特征在于，所述碳合金催化剂是相对于其表面元素量的O. latm% 10atm%由碳取代为氮而得到的。
7.根据权利要求I所述的电解装置，其特征在于，所述碳合金催化剂是碳之间形成了Sp2杂化轨道的碳的一部分被氮取代而得到的。
8.根据权利要求I所述的电解装置，其特征在于，所述碳合金催化剂具有吡啶型的氮取代。
9.根据权利要求I所述的电解装置，其特征在于，所述碳合金催化剂具有吡咯/批啶酮型的氮取代。
10.根据权利要求I所述的电解装置，其特征在于，所述碳合金催化剂具有氮氧化物型的氮取代。
11.根据权利要求I所述的电解装置，其特征在于，所述碳合金催化剂具有孔，孔的60%以上具有20nm以上的直径。
12.根据权利要求I所述的电解装置，其特征在于，所述碳合金催化剂的比表面积为IOOm2/g 1200m2/g。
13.—种冰箱，其特征在于，所述冰箱具有电解装置，所述电解装置至少具备具有膜电极接合体的电解池，所述膜电极接合体由阳极、具有引入了氮的碳合金催化剂的阴极、以及配置于所述阳极和所述阴极之间的电解质构成，并且所述电解装置对所述阳极和所述阴极施加电压， 所述电解质是酸性、中性或碱性中的任ー种， 当所述电解质是酸性吋，通过所述电解装置在所述阴极生成水， 当所述电解质是中性或碱性时，通过所述电解装置在所述阳极生成氢氧根离子。
14.根据权利要求13所述的冰箱，其特征在于，所述膜电极接合体的所述电解质是酸性，并且是阳离子交換性的膜。
15.根据权利要求13所述的冰箱，其特征在于，所述膜电极接合体的所述电解质是中性或碱性，并且是阴离子交換性的膜。
16.根据权利要求13所述的冰箱，其特征在于，所述电解池设置在能够密闭的容器中。
17.根据权利要求13所述的冰箱，其特征在于，所述碳合金催化剂是相对于其表面元素量的O. latm% 30atm%由碳取代为氮而得到的。
18.根据权利要求13所述的冰箱，其特征在于，所述碳合金催化剂是碳之间形成了Sp2杂化轨道的碳的一部分被氮取代而得到的。
19.根据权利要求13所述的冰箱，其特征在于，所述碳合金催化剂具有吡啶型的氮取代、吡咯/吡啶酮型的氮取代和氮氧化物型的氮取代中的至少任意一种氮取代。
20.根据权利要求13所述的冰箱，其特征在于，所述碳合金催化剂具有孔，孔的60%以上具有20nm以上的直径,所述碳合金催化剂的比表面积为100m2/g 1200m2/g。
全文摘要
本发明的目的是提供一种氢化反应得以抑制的效率高的电解装置以及冰箱。实施方式的电解装置的特征在于，所述电解装置至少具备具有膜电极接合体的电解池，所述膜电极接合体由阳极、具有引入了氮的碳合金催化剂的阴极、以及配置于阳极和所述阴极之间的电解质构成，并且所述电解装置对阳极和阴极施加电压，电解质是酸性、中性或碱性中的任一种，当电解质是酸性时，通过电解装置在阴极生成水，当电解质是中性或碱性时，通过电解装置在阳极生成氢氧根离子。
文档编号B01D53/32GK102688664SQ20121005367
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月2日 优先权日2011年3月24日
发明者中野义彦, 吉永典裕, 富松师浩, 赤坂芳浩 申请人:株式会社东芝