[發明專利]堿水電解用隔膜、其制造方法以及無機有機復合膜的制造方法

在審

• 申請號: 201880049405.0
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN110945161A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 中山信也;古性和樹
• 申請（專利權）人: 株式會社日本觸媒
• 主分類號: C25B13/08
• 分類號: C25B13/08;B32B5/18;C08J9/28;C08K3/22;C08L81/06;C25B1/10
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 于潔;褚瑤楊

本發明的目的在于以低成本提供在堿溶液中的無機成分的溶出得到抑制的堿水電解用隔膜。本發明涉及一種堿水電解用隔膜，其特征在于，其包含氫氧化鎂和有機高分子樹脂。

技術領域

本發明涉及堿水電解用隔膜及其制造方法。更詳細而言，涉及無機成分的溶出得到抑制的低成本的堿水電解用隔膜及其制造方法。另外，本發明涉及無機有機復合膜的制造方法。

背景技術

以往，為了實現低碳社會，利用太陽能、風力、地熱等天然能源的可再生能源的引入得到推進。可再生能源中的風力發電、太陽能發電等的發電量會因氣象條件而發生變動，因此無法取得電力供需平衡，會產生剩余電力。近年來，用于將這種剩余電力以能量形式進行儲藏、利用的被稱為電轉氣(Power to Gas)的技術受到關注。具體而言，上述技術是利用水的電解將剩余電力轉換為氫氣、甲烷等氣體燃料并進行儲藏、利用的技術。

水的電解作為氫氣的工業制造方法之一而為人所知，通常通過對為了提高導電性而添加有氫氧化鈉、氫氧化鉀等作為電解質的水施加直流電流來進行。這種水的電解使用下述的電解槽，該電解槽具有陽極室和陰極室，它們被隔膜所隔開。

水的電解通過電子(或離子)的移動來進行。因此，為了高效地進行電解，隔膜需要具有高的離子透過性。另外，需要能夠阻隔在陽極室產生的氧氣和在陰極室產生的氫氣的氣體阻隔性。在水的電解中，使用30％左右的高濃度的堿性水溶液，在80℃～90℃左右進行，因而隔膜還需要具有耐高溫性、耐堿性。

作為用于水的電解的堿水電解用隔膜，迄今為止提出了各種方案。

例如，專利文獻1中提出了一種堿水電解用隔膜，其具備離子透過膜和配置于上述離子透過膜的單側或雙側的多孔性增強體，上述離子透過膜由具有離子交換基團的聚合物構成，上述多孔性增強體包含金屬氧化物。另外，例如專利文獻2中提出了一種堿水電解用隔膜，其具備片狀的多孔性支撐體和包含有機高分子樹脂的微多孔膜，在多孔性支撐體的單面或雙面層積有上述微多孔膜。另外，例如專利文獻3中提出了一種堿水電解用隔膜，其包含具有特定范圍的平均孔徑和空隙率且包含聚亞苯基共聚物的微多孔膜和支撐基材作為構成要素，由此在高溫且高濃度的酸性或堿性環境下的耐水解性高，兼具高的氣體阻隔性和離子透過性。

在這樣的現有的堿水電解用隔膜中，為了提高離子透過性、防止所產生的氣體附著到膜上，在隔膜的表面包含氧化鋯、氧化鈦等金屬氧化物或金屬氫氧化物，使隔膜親水化。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2013-249510號公報

專利文獻2：日本特開2013-204146號公報

專利文獻3：日本特開2017-66184號公報

發明內容

發明所要解決的課題

但是，現有的堿水電解用隔膜中使用的氧化鋯、氧化鈦非常昂貴，因此存在上述隔膜的制造費用升高的問題。另外，在與電解裝置的大型化相應地使堿水電解用隔膜大型化的情況下，由于氧化鋯、氧化鈦的比重大，因此使用了它們的堿水電解用隔膜的重量增大，存在該隔膜的制造時、使用時的處理性降低的問題。另外，在水的電解中使用30％左右的高濃度的堿溶液，因此在堿溶液中希望無機成分盡可能不從堿水電解用隔膜中溶出。

本發明是鑒于上述現狀而進行的，其目的在于以低成本提供在堿溶液中的無機成分的溶出得到抑制的堿水電解用隔膜。另外，本發明的目的在于提供以低成本制造無機成分不易溶出的堿水電解用隔膜的方法。

用于解決課題的手段