旭化成荣获2025年度全国发明表彰“恩赐发明奖”

~通过新创意和产业化技术,为支撑生活和社会基础设施的离子交换膜法食盐电解工艺的稳定运行做贡献~

旭化成株式会社(总公司:东京都千代田区、法定代表人总经理:工藤幸四郎、以下简称“本公司”)在2025年度全国发明表彰(主办方:公益社团法人发明协会)中,凭借“使用镍延长电极寿命的技术发明(专利号6120804)”(以下简称“本次发明”),荣获最高奖项“恩赐发明奖”和“发明实施功绩奖”,详情如下。

  • 离子交换膜法食盐电解工艺外观

1. 获奖内容

此次被表彰的发明可在离子交换膜法食盐电解工艺(以下简称“该工艺”)中,抑制电极的劣化,实现长期稳定的运行。该工艺是指使用离子交换膜电解食盐水来生产氯、烧碱(氢氧化钠)和氢的系统。本公司自1975年开始销售该工艺以来,凭借50年积累的业绩和技术广度,可一站式提供食盐电解所需的材料、设计和运营支持等工艺,已被全球30个国家的160多家工厂(2024年12月数据)采用。

以往,在该工艺的运行过程中,需求波动造成氯和烧碱的需求暂时减少,导致食盐电解装置停机时;设备故障或发电厂停电等状况导致食盐电解装置紧急停机时,在反向电流※1的影响下,电极(尤其阴极)劣化、电解电压上升,进而会导致功耗增加或阴极寿命缩短等问题发生,难以继续稳定运行。

目前为止采取的办法是使用机械设备来抑制这种反向电流,但这种办法也存在因运转失灵或操作失误而导致阴极劣化的问题,因此需要一种不依赖机械设备的根本的解决方案。

为解决这一课题,本次发明的技术另辟蹊径,不使用机械设备,而是通过在电解装置内设置具有特定的多孔结构的镍作为“反向电流吸收层”,利用镍的化学反应来消除反向电流对阴极的影响。由于电解停止时产生的反向电流,当阴极电位达到一定电位后,阴极会开始劣化。原则上,通过放置一个在略低于该电位的电位上发生化学反应的元素,可以抑制阴极达到特定的电位,但由于技术难度大,尚未投入实际应用。

本次发明的特点在于,确定了能长期稳定发挥功能的“反向电流吸收层”的结构,并明确了实现产业化的方法。这种“反向电流吸收层”需要克服多孔性和高强度的矛盾关系,并且可实现大面积加工。本公司运用热喷涂法※2来解决这些课题,并在产业化方面取得了成功。采用热喷涂法形成的“反向电流吸收层”,因为镍的化学反应可逆,所以即使反复关停和重启电解,反向电流的吸收功能也不会受损,可为阴极提供稳定的保护。

  • “具有特定结构的镍”的示意图
    “具有特定结构的镍”的示意图
  • 电解过程中和停止电解时镍的化学反应示意图
    电解过程中和停止电解时镍的化学反应示意图

搭载本次发明的技术的电解装置已销售给世界各地的化学制造商,正在为支撑全球大众生活的氯和烧碱的稳定生产做贡献。今后也有望得到更广泛的采用。同时,本公司还致力于将本次发明的技术向制绿氢用碱性水电解等其他电解工艺应用和拓展。

2. 获奖者 *按照获奖时所属的部门和职位记录

【恩赐发明奖】

  • 船川明恭

    旭化成株式会社 交换膜事业部 交换膜技术开发部部长

  • 蜂谷敏德

    旭化成株式会社 膜・水处理事业部 膜・水处理品质保证部部长

【发明实施功绩奖】

  • 工藤幸四郎

    旭化成株式会社 法定代表人总经理 兼 总经理执行官

3. 获奖者感言

恩赐发明奖 获奖者 船川明恭 感言
“氯和烧碱作为重要原料,是为生活提供支撑的众多产品的基础。在此次获奖的激励下,今后我们也会继续努力开发对社会有贡献的电解技术。”

恩赐发明奖 获奖者 蜂谷敏德 感言
“在为客户排忧解难的过程中,我们直面重重课题,与众多的伙伴们一起反复研究,埋头苦干。顽强拼搏的成果最终得到认可,我感到非常高兴。”

  • ※1 反向电流:电解停止时等情况下,流向与正常方向相反的电流。是引起电极劣化和催化剂溶解的原因。
  • ※2 热喷涂法:将材料加热至熔融或接近熔融状态,喷涂至物体表面形成薄膜的表面处理技术。该技术的特点是,可对大面积基材进行加工,用途十分广泛。

旭化成株式会社
2025年5月27日