世界首次,田中貴金屬工業成功開發出比以往高出40倍的效率生成臭氧水的白金系電極
世界首次,田中貴金屬工業成功開發出比以往高出40倍的效率生成臭氧水的白金系電極。
已開始提供樣品,目標是在2013年進行量產。
可引進至殺菌、除臭等用途,范圍涵蓋家電產品、汽車、醫療設施、食品乃至排水處理。
Tanaka Holdings Co., Ltd.(總公司:東京都千代田區、執行總裁:岡本英彌)發表了關于經營田中貴金屬集團制造事業的田中貴金屬工業株式會社(總公司:東京都千代田區、執行總裁:岡本英彌)已成功開發出白金系電極,比以往技術40倍的高效率生成可廣泛用于殺菌、除臭等用途的臭氧水的報告。
此次開發的電極,是將水電解后能以高效率生成臭氧的白金類電極,在每1平方厘米0.1安培的低電流條件下將水電解30分鐘,即可生成3.6ppm(ppm為100萬分之1)的臭氧。若利用以往的白金電極,在同樣條件下能夠生成的臭氧水僅有0.09ppm,因此以往的方法向來受生成效率低這一問題的困擾,但我們構筑了以白金作為基底的新觸媒層,使比以往高40倍的高生成效率首次得以實現。
目前,在采用以電解生成臭氧這一方式(電解法)的消毒水及清洗水用途方面,此次新開發電極替代方案能抑制電力的消耗,所以有望使執行成本降低至十分之一以下。而且,在排水處理及半導體清洗作業的用途方面,根據要求事項,除了電解法之外還采用了放電方式及光化學反應方式等多樣的生成方法。而此次開發的電極生成方式,就是有效利用了其高效的生成效率,使生成效率不致降低,有望實際替代各種臭氧生成方式。
我們所開發的電極是使鈦及白金合金化,構筑出全新觸媒層的電極。作為陽極使用時,能提高水電解生成的氧的生成電位(高氧過電壓化),且能以高效率產生陽極反應——陽極反應會與一般電極不易產生的產氧反應相競爭。鈦的特性是氧過電壓較高但壽命非常短,而白金的特性則是壽命較長但氧過電壓較低。田中貴金屬工業將具有相反特性的鈦及白金,以較適合的條件合金化,由此建構出兼具兩者優點的全新電極觸媒,成功開發出以往無法實現的高氧過電壓及長壽命(※1)電極。
- 現有技術所面臨的課題
利用電解法生成臭氧,目前主要用于閥金屬等基體覆蓋了氧化鉛的電極,以及白金無垢電極等的工業用途。但覆蓋了氧化鉛的電極,向來面臨著因電解過程中產生的剝離現象而導致電極壽命降低,以及會溶解出鉛這一有害物質等問題。另一方面,白金無垢電極的臭氧生成效率較低且材料價格昂貴,因此成本問題成了較大的障礙。同時,也正在開發覆蓋了白金的鈦電極,雖然不會產生如同氧化鉛的環保問題及白金無垢材料的成本問題,但也存在無法達到高產氧效率及長效電極壽命的問題。
此外,還可列舉出在排水處理及半導體制造過程中所采用的放電方式(無聲放電方式及電暈放電方式等)等具有代表性的臭氧生成方式。這些方式的優點是能大量生成臭氧,但也有不便之處,例如需要具備大型裝置,以及一旦原料中不使用氧氣,就會生成氮氧化物這一污染物質。
- 可引進至臭氧水的所有使用范圍
臭氧水是氧化力非常強的物質,能夠殺菌、除臭、抑制病毒活化、去除有機物等。而且它在常溫下能自然分解成氧氣,與次氯酸等氧化劑相比更為安全,因此用途相當廣泛,除了用于家電產品及汽車、醫療設施等與我們切身相關的殺菌、除臭之外,還能用于排水處理及半導體制造過程中的清洗作業。(臭氧水的應用領域請參考圖1)
田中貴金屬工業此次成功開發出的白金類電極,除了能夠作為實用的生成電極應用于臭氧水的各種用途之外,也能夠替代現有的技術,有效利用到目前尚未使用臭氧水的領域當中。本電極的特色如下所示。
- 臭氧生成效率比以往的白金電極高出40倍
- 與以往的白金電極相比,能夠在低能源條件中生成臭氧,因此有望將執行成本降低至十分之一以下
- 能夠從水直接生成臭氧,因此不會另外生成氮氧化物
- 不含鉛等有害物質,因此也可放心的用于食品及醫療相關用途
- 使用較小型的裝置即可生成
田中貴金屬工業未來將不斷地致力于技術改良,延長電極壽命、使之達到更穩定的質量等,目前已開始提供樣品,目標是在2013年進行量產。
www.acnnewswire.com/clientreports/513/406_CS.pdf
(※1)經本公司的通電耐久測試確認,在每1平方厘米0.1安培的通電條件下,具有1,000小時以上的長效壽命(100Ah/cm2以上)。
圖1 臭氧水的應用領域(例)
少量應用
除臭: 醫療設施、汽車及列車、旅館、居住空間(冰箱等家電)等
殺菌: 醫療設施、食品及食品工廠、農業、一般家庭的廁所等
空氣清潔: 醫療設施、汽車、居住空間等
清潔: 公共廁所、洗車、地板(大樓等)等
大量應用
排水處理:上下水道、產業排水、填海造地滲出水等
清洗: 半導體制造過程、PET瓶及塑料等的食品容器等
電解合成: 過氧化物的電解合成等
Tanaka Holdings Co., Ltd.(統籌田中貴金屬集團之控股公司)
總公司:東京都千代田區丸之內2-7-3 東京Building22F
代表:執行總裁 岡本 英彌
創業:1885年
設立:1918年
注冊資金:5億日元
集團員工人數:3,456名(2010年度)
集團營業額:8,910億日元(2010年度)
集團的主要經營內容:貴金屬材料(白金・金・銀等)及各種工業用貴金屬產品的制造・銷售, 進出口及貴金屬的回收・精煉
網址: http://www.tanaka.co.jp
田中貴金屬工業株式會社
總公司:東京都千代田區丸之內2-7-3 東京Building22F
代表:執行總裁 岡本 英彌
創業:1885年
設立:1918年
資本額:5億日圓
員工人數: 1,532名(2010年度)
營業額: 8,654億日圓(2010年度)
營業內容:制造、銷售、進口及出口貴金屬 (白金、金、銀及其他)和多各種工業用貴金屬產品。貴金屬回收及再精制。
網站: http://www.tanaka.com.cn
關于田中貴金屬集團
田中貴金屬集團自1885年(明治18年)創業以來,經營范圍一直以貴金屬為中心,并以此展開廣泛活動。于2010年4月1日,以Tanaka Holdings Co., Ltd.做為控股公司(集團母公司)的形式,完成集團組織重組。加強內部控制體系的同時有效進行迅速經營及機動性業務,以提供顧客更佳服務為目標。作為貴金屬相關的專家團隊,集團內各公司攜手合作提供多樣化的產品及服務。
在日本國內,以較高水準的貴金屬交易量為傲的田中貴金屬集團,從工業用貴金屬材料的開發到穩定供應,裝飾品及活用貴金屬的儲蓄商品的提供等方面長年來不遺余力。田中貴金屬集團今后也更將以專業的團隊形態,為寬裕豐富的生活貢獻一己之力。
田中貴金屬集團核心8家公司如下所示:
- Tanaka Holdings Co., Ltd. (pure holding company)(譯文:TANAKA控股株式會社,純粹控股公司)
- Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.(譯文:田中貴金屬工業株式會社)
- Tanaka Kikinzoku Hanbai K.K.(譯文:田中貴金屬販賣株式會社)
- Tanaka Kikinzoku International K.K.(譯文:田中貴金屬國際株式會社)
- Tanaka Denshi Kogyo K.K.(譯文:田中電子工業株式會社)
- Electroplating Engineers of Japan, Limited(譯文:日本電鍍工程株式會社)
- Tanaka Kikinzoku Jewelry K.K.(譯文:田中貴金屬珠寶株式會社)
- Tanaka Kikinzoku Business Service K.K.(譯文:田中貴金屬商業服務株式會社)
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