ダイヤモンド電極でできることの1つにオゾン水の生成があります。

オゾン水とは読んで字のごとく、オゾンを含んだ水です。

一体どのようにして生成されるのでしょうか?




水を電気分解してオゾンを発生させる


ダイヤモンド電極を使って水を電気分解するとオゾンが発生します。

発生したオゾンが水に溶けることによってオゾン水が出来上がります。



え? そんなに簡単なの?



そうです。簡単です。家庭でもできちゃいます。




実際のセルを作るのはもう少し複雑ですが、

原理的には水を電気分解しているだけです。





水を電気分解してできるのは酸素と水素じゃないの?


ちょっと待って!

中学の時に習ったけど、水を電気分解してできるのは酸素と水素じゃないの?

確か陽極で酸素、陰極で水素が発生するんだよね?


そう思ったあなたは中学校の理科の授業をちゃんと受けていましたね。

素晴らしい!


そうなんです。

通常、水の電気分解では酸素と水素が発生します。

これには電位窓が関係しています。





電位窓とは?


電気分解を起こすのに必要な最低電圧を電位窓と呼びます。


水の電気分解を起こすために必要な理論分解電圧は約1.2ボルトですが、

実はこの電圧では電気分解は起きないのです。


実際には1.2ボルト以上の電圧が必要で、

酸素発生が始まる電位と水素発生が始まる電位の差が電位窓です。


この電位窓は電極の種類によって異なり、

白金や貴金属被覆チタン電極などの電極で約2ボルト、

ダイヤモンド電極では3~5ボルトと、広い電位窓が得られます。





オゾン発生には広い電位窓が必要


で、ダイヤモンド電極の電位窓が広いのはわかったけど、

オゾンとどういう関係があるの?


簡単に言うと、オゾンが発生するまで電圧をかけられるということなんです。


電位窓が広いと、通常電気分解しにくい物質の酸化還元反応を優先的に進行させることができるということなのですが、

これは従来の電気化学では不可能であった物質の分解・合成が可能になることを意味します。



古い研究ですが、電気科学の分野にダイヤモンド電極を使う研究もあります。

導電性ダイヤモンド電極の電気化学的応用






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