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特開2024-6553電気化学的水素透過試験方法及び電気化学的水素透過試験装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024006553
(43)【公開日】2024-01-17
(54)【発明の名称】電気化学的水素透過試験方法及び電気化学的水素透過試験装置
(51)【国際特許分類】
G01N 27/416 20060101AFI20240110BHJP
G01N 27/28 20060101ALI20240110BHJP
【ＦＩ】
G01N27/416 311H
G01N27/28 301Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022107564
(22)【出願日】2022-07-04
(71)【出願人】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100101557
【弁理士】
【氏名又は名称】萩原 康司
(74)【代理人】
【識別番号】100096389
【弁理士】
【氏名又は名称】金本 哲男
(74)【代理人】
【識別番号】100167634
【弁理士】
【氏名又は名称】扇田 尚紀
(74)【代理人】
【識別番号】100187849
【弁理士】
【氏名又は名称】齊藤 隆史
(74)【代理人】
【識別番号】100212059
【弁理士】
【氏名又は名称】三根 卓也
(72)【発明者】
【氏名】赤星 真琴
(72)【発明者】
【氏名】高橋 武寛
(57)【要約】
【課題】電解質溶液にチオシアン酸塩が添加された場合であっても、より簡便な手段で、電解質溶液のｐＨ変化を抑制すること。
【解決手段】本発明は、金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験方法に関するものであり、第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を用い、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に、それぞれの前記電解質溶液に接触可能なように前記金属材を配置して、前記第１の電解容器の側で水素を発生させるものであり、前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、前記第１の電解容器における陽極として、酸化イリジウム電極を用いる。
【選択図】図１
【解決手段】本発明は、金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験方法に関するものであり、第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を用い、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に、それぞれの前記電解質溶液に接触可能なように前記金属材を配置して、前記第１の電解容器の側で水素を発生させるものであり、前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、前記第１の電解容器における陽極として、酸化イリジウム電極を用いる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験方法であって、
第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を用い、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に、それぞれの前記電解質溶液に接触可能なように前記金属材を配置して、前記第１の電解容器の側で水素を発生させるものであり、
前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、
前記第１の電解容器における陽極として、酸化イリジウム電極を用いる、電気化学的水素透過試験方法。
第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を用い、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に、それぞれの前記電解質溶液に接触可能なように前記金属材を配置して、前記第１の電解容器の側で水素を発生させるものであり、
前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、
前記第１の電解容器における陽極として、酸化イリジウム電極を用いる、電気化学的水素透過試験方法。
【請求項2】
前記第１の電解容器における前記陽極の表面に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換樹脂層コーティングを設ける、請求項１に記載の電気化学的水素透過試験方法。
【請求項3】
金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験方法であって、
第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を用い、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に、それぞれの前記電解質溶液に接触可能なように前記金属材を配置して、前記第１の電解容器の側で水素を発生させるものであり、
前記第１の電解容器における陽極と前記金属材との間に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換部材を設け、
前記陽イオン交換部材と、前記金属材と、の間に収容される前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、
前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液は、前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ以下であるか、又は、
前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ超であり、かつ、前記陽極として、酸化イリジウム電極を用いる、電気化学的水素透過試験方法。
第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を用い、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に、それぞれの前記電解質溶液に接触可能なように前記金属材を配置して、前記第１の電解容器の側で水素を発生させるものであり、
前記第１の電解容器における陽極と前記金属材との間に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換部材を設け、
前記陽イオン交換部材と、前記金属材と、の間に収容される前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、
前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液は、前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ以下であるか、又は、
前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ超であり、かつ、前記陽極として、酸化イリジウム電極を用いる、電気化学的水素透過試験方法。
【請求項4】
前記陽極の電位を、銀－塩化銀電極に対して０．４７Ｖ以下とする、請求項１に記載の電気化学的水素透過試験方法。
【請求項5】
前記陽極の電位を、銀－塩化銀電極に対して０．４７Ｖ以下とする、請求項３に記載の電気化学的水素透過試験方法
【請求項6】
前記第１の電解容器に収容される電解質溶液に加えられるチオシアン酸塩は、チオシアン酸アンモニウム、チオシアン酸ナトリウム、又は、チオシアン酸カリウムの少なくとも何れかである、請求項１～５の何れか１項に記載の電気化学的水素透過試験方法。
【請求項7】
金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験装置であって、
第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を有し、
前記電解槽は、それぞれの前記電解質溶液が前記金属材の表面と接触するように、前記金属材を、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に配置可能であり、
前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、
前記第１の電解容器における陽極は、酸化イリジウム電極である、電気化学的水素透過試験装置。
第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を有し、
前記電解槽は、それぞれの前記電解質溶液が前記金属材の表面と接触するように、前記金属材を、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に配置可能であり、
前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、
前記第１の電解容器における陽極は、酸化イリジウム電極である、電気化学的水素透過試験装置。
【請求項8】
前記第１の電解容器における前記陽極の表面に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換樹脂層コーティングを設ける、請求項７に記載の電気化学的水素透過試験装置。
【請求項9】
金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験装置であって、
第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を有し、
前記電解槽は、それぞれの前記電解質溶液が前記金属材の表面と接触するように、前記金属材を、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に配置可能であり、
前記第１の電解容器における陽極と前記金属材との間に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換部材を設け、
前記陽イオン交換部材と、前記金属材と、の間に収容される前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、
前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ以下であるか、又は、
前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ超であり、かつ、前記陽極が、酸化イリジウム電極である、電気化学的水素透過試験装置。
第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を有し、
前記電解槽は、それぞれの前記電解質溶液が前記金属材の表面と接触するように、前記金属材を、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に配置可能であり、
前記第１の電解容器における陽極と前記金属材との間に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換部材を設け、
前記陽イオン交換部材と、前記金属材と、の間に収容される前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、
前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ以下であるか、又は、
前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ超であり、かつ、前記陽極が、酸化イリジウム電極である、電気化学的水素透過試験装置。
【請求項10】
前記第１の電解容器に収容される電解質溶液に加えられるチオシアン酸塩は、チオシアン酸アンモニウム、チオシアン酸ナトリウム、又は、チオシアン酸カリウムの少なくとも何れかである、請求項７～９の何れか１項に記載の電気化学的水素透過試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気化学的水素透過試験方法及び電気化学的水素透過試験装置に関する。
【背景技術】
【0002】
各種の鋼材をはじめとする金属材は、水素を含むと靭性が失われ、強度が著しく低下する。かかる現象は、水素脆化と呼ばれている。水素脆化の発生には、金属材中に侵入した水素が関与していることから、かかる水素の侵入について検証を行うために、電気化学的水素透過試験（以下、「水素透過試験」と略記することがある。）が広く用いられている。
【0003】
上記の水素透過試験において、測定における電位の印加によって電解質溶液の分極等が短時間で発生し、電解液のｐＨが変化してしまうことがある。電解質溶液のｐＨが低下するということは、水素透過試験の試験環境が変化することを意味することから、水素透過試験の測定精度の低下を招いてしまう。
【0004】
そこで、以下の特許文献１では、多量の電解質溶液を準備した上で、かかる電解質溶液を循環させることで、電解質溶液のｐＨ変化を抑制する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１１－１５３８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記特許文献１で提案されている技術では、ｐＨ変化を抑制できる程度まで多量の電解質溶液を準備しなければならないため、試験装置の大型化が問題となる。また、多量の電解質溶液を循環させるにしても、ｐＨ変化を完全に抑制することはできず、測定精度の向上に際して、検討の余地がある。
【0007】
また、試験対象となる金属材によっては、試験に要する時間の長期化が見込まれる場合があることから、金属材への水素侵入効率を向上させて試験時間の短縮化を図るために、水素を発生させる側の電解質溶液に、チオシアン酸塩が添加される。
【0008】
ここで、本発明者らが検証した結果、電解質溶液にチオシアン酸塩が添加されると、測定に伴ってチオシアン酸イオンが酸化分解して硫酸が生じ、電解液のｐＨが低下してしまうことが判明した。電解質溶液のｐＨが低下するということは、水素透過試験の試験環境が変化することを意味し、加えて、添加したチオシアン酸塩も酸化分解に伴って減少することから、水素侵入効率も低下することを意味する。そのため、電解質溶液のｐＨ変化は、水素透過試験の測定精度の低下を招いてしまう。
【0009】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、電解質溶液にチオシアン酸塩が添加された場合において、より簡便な手段で、電解質溶液のｐＨ変化を抑制することが可能な、電気化学的水素透過試験方法及び電気化学的水素透過試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、水素を発生させる側の電解容器の陽極として特定の電極を用いるか、又は、水素を発生させる側の電解容器の陽極と、チオシアン酸塩との間で電子の授受が生じないようにすることで、電解質のｐＨ変化を抑制可能であることに想到し、本発明を完成させるに至った。
かかる知見に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
かかる知見に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
【0011】
（１）金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験方法であって、第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を用い、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に、それぞれの前記電解質溶液に接触可能なように前記金属材を配置して、前記第１の電解容器の側で水素を発生させるものであり、前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、前記第１の電解容器における陽極として、酸化イリジウム電極を用いる、電気化学的水素透過試験方法。
（２）前記第１の電解容器における前記陽極の表面に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換樹脂層コーティングを設ける、（１）に記載の電気化学的水素透過試験方法。
（３）金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験方法であって、第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を用い、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に、それぞれの前記電解質溶液に接触可能なように前記金属材を配置して、前記第１の電解容器の側で水素を発生させるものであり、前記第１の電解容器における陽極と前記金属材との間に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換部材を設け、前記陽イオン交換部材と、前記金属材と、の間に収容される前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液は、前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ以下であるか、又は、前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ超であり、かつ、前記陽極として、酸化イリジウム電極を用いる、電気化学的水素透過試験方法。
（４）前記陽極の電位を、銀－塩化銀電極に対して０．４７Ｖ以下とする、（１）に記載の電気化学的水素透過試験方法。
（５）前記陽極の電位を、銀－塩化銀電極に対して０．４７Ｖ以下とする、（３）に記載の電気化学的水素透過試験方法
（６）前記第１の電解容器に収容される電解質溶液に加えられるチオシアン酸塩は、チオシアン酸アンモニウム、チオシアン酸ナトリウム、又は、チオシアン酸カリウムの少なくとも何れかである、（１）～（５）の何れか１つに記載の電気化学的水素透過試験方法。
（７）金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験装置であって、第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を有し、前記電解槽は、それぞれの前記電解質溶液が前記金属材の表面と接触するように、前記金属材を、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に配置可能であり、前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、前記第１の電解容器における陽極は、酸化イリジウム電極である、電気化学的水素透過試験装置。
（８）前記第１の電解容器における前記陽極の表面に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換樹脂層コーティングを設ける、（７）に記載の電気化学的水素透過試験装置。
（９）金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験装置であって、第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を有し、前記電解槽は、それぞれの前記電解質溶液が前記金属材の表面と接触するように、前記金属材を、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に配置可能であり、前記第１の電解容器における陽極と前記金属材との間に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換部材を設け、前記陽イオン交換部材と、前記金属材と、の間に収容される前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ以下であるか、又は、前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ超であり、かつ、前記陽極が、酸化イリジウム電極である、電気化学的水素透過試験装置。
（１０）前記第１の電解容器に収容される電解質溶液に加えられるチオシアン酸塩は、チオシアン酸アンモニウム、チオシアン酸ナトリウム、又は、チオシアン酸カリウムの少なくとも何れかである、（７）～（９）の何れか１つに記載の電気化学的水素透過試験装置。
（２）前記第１の電解容器における前記陽極の表面に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換樹脂層コーティングを設ける、（１）に記載の電気化学的水素透過試験方法。
（３）金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験方法であって、第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を用い、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に、それぞれの前記電解質溶液に接触可能なように前記金属材を配置して、前記第１の電解容器の側で水素を発生させるものであり、前記第１の電解容器における陽極と前記金属材との間に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換部材を設け、前記陽イオン交換部材と、前記金属材と、の間に収容される前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液は、前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ以下であるか、又は、前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ超であり、かつ、前記陽極として、酸化イリジウム電極を用いる、電気化学的水素透過試験方法。
（４）前記陽極の電位を、銀－塩化銀電極に対して０．４７Ｖ以下とする、（１）に記載の電気化学的水素透過試験方法。
（５）前記陽極の電位を、銀－塩化銀電極に対して０．４７Ｖ以下とする、（３）に記載の電気化学的水素透過試験方法
（６）前記第１の電解容器に収容される電解質溶液に加えられるチオシアン酸塩は、チオシアン酸アンモニウム、チオシアン酸ナトリウム、又は、チオシアン酸カリウムの少なくとも何れかである、（１）～（５）の何れか１つに記載の電気化学的水素透過試験方法。
（７）金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験装置であって、第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を有し、前記電解槽は、それぞれの前記電解質溶液が前記金属材の表面と接触するように、前記金属材を、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に配置可能であり、前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、前記第１の電解容器における陽極は、酸化イリジウム電極である、電気化学的水素透過試験装置。
（８）前記第１の電解容器における前記陽極の表面に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換樹脂層コーティングを設ける、（７）に記載の電気化学的水素透過試験装置。
（９）金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験装置であって、第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を有し、前記電解槽は、それぞれの前記電解質溶液が前記金属材の表面と接触するように、前記金属材を、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に配置可能であり、前記第１の電解容器における陽極と前記金属材との間に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換部材を設け、前記陽イオン交換部材と、前記金属材と、の間に収容される前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ以下であるか、又は、前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ超であり、かつ、前記陽極が、酸化イリジウム電極である、電気化学的水素透過試験装置。
（１０）前記第１の電解容器に収容される電解質溶液に加えられるチオシアン酸塩は、チオシアン酸アンモニウム、チオシアン酸ナトリウム、又は、チオシアン酸カリウムの少なくとも何れかである、（７）～（９）の何れか１つに記載の電気化学的水素透過試験装置。
【発明の効果】
【0012】
以上説明したように本発明によれば、電解質溶液にチオシアン酸塩が添加された場合であっても、より簡便な手段で、電解質溶液のｐＨ変化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の第１の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置の構成の一例を模式的に示した説明図である。
【図2】本発明の第１の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置における陽極について説明するための説明図である。
【図3】本発明の第２の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置の構成の一例を模式的に示した説明図である。
【図4】本発明の第２の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置における陽極について説明するための説明図である。
【図5】本発明の第１の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置の他の構成の一例を模式的に示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0015】
（第１の実施形態）
以下では、本発明の第１の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置と、かかる装置を用いた電気化学的水素透過試験方法について、詳細に説明する。
以下では、本発明の第１の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置と、かかる装置を用いた電気化学的水素透過試験方法について、詳細に説明する。
【0016】
＜電気化学的水素透過試験装置について＞
まず、図１を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置（以下、「水素透過試験装置」と略記することがある。）について、詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置の構成の一例を模式的に示した説明図である。
まず、図１を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置（以下、「水素透過試験装置」と略記することがある。）について、詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置の構成の一例を模式的に示した説明図である。
【0017】
本発明の第１の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置は、着目する金属材の水素透過性を評価するために用いられる試験装置である。
【0018】
［金属材について］
ここで、評価対象となる金属材については、特に限定されるものではなく、各種の鋼材（各種のめっき鋼材も含む。）、アルミニウム材、亜鉛材等のような、様々な金属材を評価対象とすることができる。また、このような金属材の表面には、各種のめっき膜や蒸着膜等のように、母材となる金属材を保護するような各種の金属層が設けられていてもよい。
ここで、評価対象となる金属材については、特に限定されるものではなく、各種の鋼材（各種のめっき鋼材も含む。）、アルミニウム材、亜鉛材等のような、様々な金属材を評価対象とすることができる。また、このような金属材の表面には、各種のめっき膜や蒸着膜等のように、母材となる金属材を保護するような各種の金属層が設けられていてもよい。
【0019】
本実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置では、以下で詳述するように、水素を発生させる側の電解容器の陽極として特定の電極を用いることで、電解質溶液に添加されるチオシアン酸塩の酸化分解を防止し、電解質溶液のｐＨ変化を抑制している。チオシアン酸塩の酸化分解を防止できることから、チオシアン酸塩による水素侵入効率の向上効果を保持することができ、評価対象となる金属材の表面に各種の金属層が設けられている場合であっても、試験に要する時間の更なる長期化を防ぎながら、安定した測定を実施することができる。
【0020】
なお、評価対象とする金属材の厚みについては、特に限定するものではないが、例えば、０．１～２．０ｍｍ程度とすることが好ましい。
【0021】
［電気化学的水素透過試験装置の構成について］
図１に模式的に示したように、本実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置１は、電解槽１０と、陽極２０と、対極３０と、を有している。また、電気化学的水素透過試験装置１は、更に、参照電極４０と、ガルバノスタット５０と、ポテンショスタット６０と、電流計７０と、を有していることが好ましい。
図１に模式的に示したように、本実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置１は、電解槽１０と、陽極２０と、対極３０と、を有している。また、電気化学的水素透過試験装置１は、更に、参照電極４０と、ガルバノスタット５０と、ポテンショスタット６０と、電流計７０と、を有していることが好ましい。
【0022】
≪電解槽１０について≫
電解槽１０は、図１に示したように、２つの電解容器１１、１３を有しており、電解容器１１と電解容器１３との間に存在する間隙に、評価対象となる金属材Ｓが配設される。
電解槽１０は、図１に示したように、２つの電解容器１１、１３を有しており、電解容器１１と電解容器１３との間に存在する間隙に、評価対象となる金属材Ｓが配設される。
【0023】
第１の電解容器の一例としての電解容器１１は、所定の素材により底面及び壁面が形成されており、金属材Ｓが位置する側の壁面には、開口面積が既知の開口部１０１が形成されている。電解容器１１に収容される第１の電解質溶液１０３は、この開口部１０１を介して、配設された金属材Ｓの表面と接触可能なようになっている。
【0024】
同様に、第２の電解容器の一例としての電解溶液１３は、所定の素材により底面及び壁面が形成されており、金属材Ｓが位置する側の壁面には、開口面積が既知の開口部１０５が形成されている。電解容器１３に収容される第２の電解質溶液１０７は、この開口部１０５を介して、配設された金属材Ｓの表面と接触可能なようになっている。
【0025】
この際、電解容器１１に設けられた開口部１０１の開口面積と、電解容器１３に設けられた加工部１０５の開口面積と、が互いに等しくなるように、各電解容器に対して開口部を設けることが好ましい。
【0026】
本実施形態に係る電解槽１０において、電解容器１１の側に位置した金属材Ｓの表面で水素を発生させて、金属材Ｓの内部に発生した水素を侵入させ、電解容器１３の側に位置した金属材Ｓの表面から、水素を引き抜くようにする。すなわち、本実施形態に係る電解槽１０において、電解容器１１は、水素侵入側（換言すれば、評価環境側）の電解容器と解することができ、いわゆるカソード槽として機能する容器であるともいえる。また、本実施形態に係る電解槽１０において、電解容器１３は、水素引抜側の電解容器と解することができ、いわゆるアノード槽として機能する容器であるともいえる。
【0027】
なお、図１に示した金属材Ｓにおいて、電解容器１１から電解容器１３に向かう方向の金属材Ｓの厚みが、着目する金属材Ｓの厚みに対応している。このような２つの電解容器１１、１３から構成される電解槽１０を用いることで、金属材Ｓにおける電解容器１１側の表面から、電解容器１３側の表面へと透過する水素の量に関する知見を得ることができる。得られた知見を用いることで、着目する金属材Ｓの水素透過性を評価することができる。
【0028】
ここで、電解容器１１、１３の底面及び壁面を構成する素材については、特に限定されるものではなく、各電解容器に収容される電解質溶液を安定して保持可能な素材であれば、公知の各種の素材を用いることが可能である。また、電解容器１１、１３の大きさについても、特に限定されるものではなく、着目する金属材Ｓの大きさ等に応じて、適宜設定することが可能である。
【0029】
なお、図１に例示した電解槽１０の形状は、あくまでも一例に過ぎず、任意の形状を適宜採用することが可能である。また、各電解容器１１、１３の配置についても、あくまでも一例に過ぎず、電解容器１１と電解容器１３の配置を左右逆にしてもよいし、電解容器１１と電解容器１３とを上下に配置してもよい。
【0030】
◇電解質溶液について
電解容器１１の内部空間には、第１の電解質溶液１０３が収容されている。ここで、第１の電解質溶液１０３には、５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で、チオシアン酸塩が含有されている。チオシアン酸塩の濃度が５．０ｍｍｏｌ／Ｌ未満となる場合には、チオシアン酸塩による水素侵入効率の向上効果を発現させることができない。チオシアン酸塩の濃度が５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上となることで、チオシアン酸塩による水素侵入効率の向上効果を発現させることができる。チオシアン酸塩の濃度は、好ましくは１０．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上であり、より好ましくは４０．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上である。一方、チオシアン酸塩の濃度の上限は、特に規定するものではなく、着目する電解質溶液の液温における飽和量であってもよい。
電解容器１１の内部空間には、第１の電解質溶液１０３が収容されている。ここで、第１の電解質溶液１０３には、５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で、チオシアン酸塩が含有されている。チオシアン酸塩の濃度が５．０ｍｍｏｌ／Ｌ未満となる場合には、チオシアン酸塩による水素侵入効率の向上効果を発現させることができない。チオシアン酸塩の濃度が５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上となることで、チオシアン酸塩による水素侵入効率の向上効果を発現させることができる。チオシアン酸塩の濃度は、好ましくは１０．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上であり、より好ましくは４０．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上である。一方、チオシアン酸塩の濃度の上限は、特に規定するものではなく、着目する電解質溶液の液温における飽和量であってもよい。
【0031】
第１の電解質溶液１０３に含有されるチオシアン酸塩として、例えば、チオシアン酸アンモニウム、チオシアン酸ナトリウム、又は、チオシアン酸カリウムの少なくとも何れかを用いることが好ましい。チオシアン酸アンモニウム、チオシアン酸ナトリウム、又は、チオシアン酸カリウムの少なくとも何れかを用いることで、より高い水素侵入効率を得ることができるため、好ましい。
【0032】
また、第１の電解質溶液１０３は、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内である電解質溶液である。第１の電解質溶液１０３のｐＨが３．０未満である場合には、電解質溶液の液性が酸性に偏りすぎ、金属材Ｓによっては金属材Ｓの表面が溶解してしまうことから、水素侵入面の評価を行うことができない。第１の電解質溶液１０３のｐＨを３．０以上とすることで、金属材Ｓの種別によらず、着目する金属材Ｓについて、表面の溶解を懸念することなく水素侵入面の評価を行うことが可能となる。第１の電解質溶液１０３のｐＨは、好ましくは４．０以上であり、より好ましくは６．０以上である。一方、第１の電解質溶液１０３のｐＨが１３．０を超える場合には、金属材Ｓによっては金属材Ｓの表面が溶解してしまい、水素侵入面の評価を行うことができない。第１の電解質溶液１０３のｐＨを１３．０以下とすることで、金属材Ｓの種別によらず、着目する金属材Ｓについて、表面の溶解を懸念することなく水素侵入面の評価を行うことが可能となる。第１の電解質溶液１０３のｐＨは、好ましくは１２．４以下である。
【0033】
上記のような電解質溶液として、例えば、硫酸ナトリウム水溶液、塩化ナトリウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液等を挙げることができる。また、電解質溶液における電解質の濃度については、例えば０．１Ｍ（ｍｏｌ／ｄｍ３）以上であればよく、着目する電解質溶液の液温における飽和量であってもよい。
【0034】
電解容器１３の内部空間には、第２の電解質溶液１０７が収容されている。第２の電解質溶液１０７としては、例えば、水酸化ナトリウム水溶液を用いることが可能である。また、第２の電解質溶液１０７における電解質の濃度は、例えば、０．０５～３．００Ｍの範囲内とすることが好ましい。
【0035】
≪陽極２０について≫
上記のような電解槽１０における電解容器１１には、陽極２０が配置される。
上記のような電解槽１０における電解容器１１には、陽極２０が配置される。
【0036】
先だって言及したように、本発明者らは、電解質溶液にチオシアン酸イオンが添加されると、測定に伴ってチオシアン酸イオンが酸化分解して硫酸となり、電解液のｐＨが低下してしまうことが判明した。また、このようなチオシアン酸イオンの酸化分解は、水素透過試験における一般的な陽極であるＰｔ電極を用いた場合に、特に顕著であることが判明した。
【0037】
陽極として一般的な電極であるＰｔ電極を用いた場合、陽極－金属材間に印加される電流密度によらず、電極であるＰｔの分解反応は生じない。ここで、陽極－金属材間に対し、チオシアン酸イオンの酸化領域に属する程度の電極電位となると、陽極であるＰｔ電極の表面でチオシアン酸イオンの酸化反応が進行し、結果として、チオシアン酸イオンが分解して、硫酸塩となってしまう。これが、本発明者らが見出した、チオシアン酸イオンの酸化分解によるｐＨ低下の反応機構である。
【0038】
かかる知見に基づき本発明者らが検討を行った結果、チオシアン酸イオンの酸化電位（酸化反応が進行する電位）となる前に、電極からの酸素発生が生じやすいような電極（すなわち、チオシアン酸イオンの酸化電位よりも低電位な酸素発生電位を有する電極）を、陽極２０として用いることができれば、チオシアン酸イオンの酸化分解が抑制可能であるとの着想を得ることができた。そこで、かかる着想に基づき本発明者らが更なる検討を行った結果、電解容器１１に設けられる陽極２０として、酸化イリジウム（ＩｒＯ２）電極を用いることに想到した。
【0039】
陽極２０として、酸化イリジウム（ＩｒＯ２）電極を用いることで、チオシアン酸イオンの酸化分解反応よりも先に、電極での酸素発生反応が進行するようになる。その結果、チオシアン酸イオンの酸化分解反応の進行を抑制して、ｐＨの低下を防止することができる。これにより、電解質溶液にチオシアン酸イオンが添加された場合であっても、より簡便な手段で、電解質のｐＨ変化を抑制することが可能となり、水素透過試験における測定精度の低下を防止することができる。
【0040】
ここで、陽極２０の電極面積については、特に規定するものではなく、所望のアノード電位が得られるような電極面積とすればよい。測定時に印加する電流密度で、陽極２０が所望のアノード電位を取るための電極面積の確認方法としては、例えば事前に陽極２０のアノード分極測定を実施することで、陽極２０の電流密度と電極電位の関係を確認する手法が挙げられる。陽極２０の電極面積は、例えば電解槽の大きさ等といった試験環境等に応じて、試験環境に許容される範囲内で適宜設定すればよい。
【0041】
≪対極３０について≫
上記のような電解槽１０における電解容器１３には、対極３０が配置される。
ここで、かかる対極３０については特に限定されるものではなく、意図しない電解反応が生じないものであれば、任意の電極を用いることが可能である。対極３０として使用可能な電極としては、例えば、Ｐｔ電極等を挙げることができる
上記のような電解槽１０における電解容器１３には、対極３０が配置される。
ここで、かかる対極３０については特に限定されるものではなく、意図しない電解反応が生じないものであれば、任意の電極を用いることが可能である。対極３０として使用可能な電極としては、例えば、Ｐｔ電極等を挙げることができる
【0042】
また、対極３０の電極面積についても、特に規定するものではなく、所望の電流密度が得られるような電極面積とすればよい。対極３０の電極面積は、例えば電解槽の大きさ等といった試験環境等に応じて、試験環境に許容される範囲内で適宜設定すればよい。
【0043】
かかる対極３０と、金属材Ｓとの間には、金属材Ｓの電解容器１３側の表面に水素を引き抜くことが可能な電位差が印加される。これにより、金属材Ｓの内部から水素原子が水素イオンとして引き抜かれる結果、金属材Ｓと、対極３０と、第２の電解質溶液１０７と、で構成される電気的回路には、引き抜かれた水素イオンの量に応じた電流が流れることとなる。
【0044】
≪参照電極４０について≫
上記のような電解槽１０における電解容器１３には、参照電極４０が配置されることが好ましい。電解容器１３に、上記の対極３０に加えて更に参照電極４０を配置することで、金属材Ｓの電位を、より正確に制御することが可能となる。その結果、水素透過試験の測定精度を、より向上させることが可能となる。
上記のような電解槽１０における電解容器１３には、参照電極４０が配置されることが好ましい。電解容器１３に、上記の対極３０に加えて更に参照電極４０を配置することで、金属材Ｓの電位を、より正確に制御することが可能となる。その結果、水素透過試験の測定精度を、より向上させることが可能となる。
【0045】
このような参照電極４０としては、特に限定されるものではなく、公知の各種の標準電極を用いることが可能である。このような標準電極として、例えば、水素電極（Ｐｔ－Ｐｔ｜Ｈ２｜ＨＣｌ、「ＳＨＥ」と略記される。）飽和カロメル電極（Ｈｇ｜Ｈｇ２Ｃｌ２｜飽和ＫＣｌ、「ＳＣＥ」と略記される。）、銀－塩化銀電極（Ａｇ｜ＡｇＣｌ｜飽和ＫＣｌ、「Ａｇ｜ＡｇＣｌ」と略記される。）、水銀－酸化水銀電極（Ｈｇ｜ＨｇＯ｜１Ｍ ＮａＯＨ）等を挙げることができる。その中でも、参照電極４０として、アルカリ用参照電極である水銀－酸化水銀電極（Ｈｇ｜ＨｇＯ｜１Ｍ ＮａＯＨ）を用いることが好ましい。
【0046】
≪金属材Ｓの測定前処理について≫
金属材Ｓの電解容器１３側の表面には、高い測定精度を得るために、Ｎｉめっき又はＰｄめっきを施すことが好ましい。水素透過試験では、検出された水素を酸化することで定量するため、より微量な水素量まで測定するには、水素の酸化電流以外の残余電流ができるだけ小さいことが好ましい。一方、金属材Ｓが鉄鋼材料等である場合には、電解容器１３でのアノード分極によって、金属材Ｓの表面が不動態被膜で覆われるため、交換電流密度が小さくなり、残余電流が大きくなる。かかる観点から、金属材Ｓの電解容器１３側の表面にＮｉめっき又はＰｄめっきを施すことで、残余電流が小さくなり、より微小な水素を検出することができる。Ｎｉめっき又はＰｄめっきは、一般的な電気めっき法により実施すればよく、その浴組成や電析条件は特に規定されるものではない。また、Ｎｉめっき又はＰｄめっきの厚みは、１０～１００ｎｍとすることが好ましい。
金属材Ｓの電解容器１３側の表面には、高い測定精度を得るために、Ｎｉめっき又はＰｄめっきを施すことが好ましい。水素透過試験では、検出された水素を酸化することで定量するため、より微量な水素量まで測定するには、水素の酸化電流以外の残余電流ができるだけ小さいことが好ましい。一方、金属材Ｓが鉄鋼材料等である場合には、電解容器１３でのアノード分極によって、金属材Ｓの表面が不動態被膜で覆われるため、交換電流密度が小さくなり、残余電流が大きくなる。かかる観点から、金属材Ｓの電解容器１３側の表面にＮｉめっき又はＰｄめっきを施すことで、残余電流が小さくなり、より微小な水素を検出することができる。Ｎｉめっき又はＰｄめっきは、一般的な電気めっき法により実施すればよく、その浴組成や電析条件は特に規定されるものではない。また、Ｎｉめっき又はＰｄめっきの厚みは、１０～１００ｎｍとすることが好ましい。
【0047】
≪ガルバノスタット５０について≫
陽極２０、第１の電解質溶液１０３、金属材Ｓで構成される電気的回路には、図１に示したように、ガルバノスタット５０が設けられることが好ましい。ガルバノスタット５０を設けることで、電気的回路に流れる電流を正確に制御することが可能となる。これにより、上記の電気的回路を流れる電流量を一定に保ちながら、陽極２０や金属材Ｓにおける電流密度が所望の状態となるように精密に制御して、金属材Ｓの表面における水素発生量を精密に制御することが可能となり、測定精度の更なる向上を図ることが可能となる。
陽極２０、第１の電解質溶液１０３、金属材Ｓで構成される電気的回路には、図１に示したように、ガルバノスタット５０が設けられることが好ましい。ガルバノスタット５０を設けることで、電気的回路に流れる電流を正確に制御することが可能となる。これにより、上記の電気的回路を流れる電流量を一定に保ちながら、陽極２０や金属材Ｓにおける電流密度が所望の状態となるように精密に制御して、金属材Ｓの表面における水素発生量を精密に制御することが可能となり、測定精度の更なる向上を図ることが可能となる。
【0048】
かかるガルバノスタット５０については、特に限定されるものではなく、市販の各種のガルバノスタットを適宜用いることが可能である。
【0049】
≪ポテンショスタット６０、電流計７０について≫
対極３０、第２の電解質溶液１０７、金属材Ｓで構成される電気的回路には、図１に示したように、ポテンショスタット６０及び電流計７０が設けられることが好ましい。
対極３０、第２の電解質溶液１０７、金属材Ｓで構成される電気的回路には、図１に示したように、ポテンショスタット６０及び電流計７０が設けられることが好ましい。
【0050】
ポテンショスタット６０を設けることで、対極３０と金属材Ｓとの間に印加される電位差を正確に制御することが可能となる。これにより、対極３０と金属材Ｓとの間に印加される電位差を一定に保ちながら、金属材Ｓの表面における水素引抜量を精密に制御することが可能となり、測定精度の更なる向上を図ることが可能となる。
【0051】
かかるポテンショスタット６０については、特に限定されるものではなく、市販の各種のポテンショスタットを適宜用いることが可能である。
【0052】
また、電流計７０を設けることで、引き抜かれた水素イオンの量に応じて変化する、電気的回路中を流れる電流量を、測定することが可能となる。かかる電流量に着目することで、試験対象である金属材Ｓの水素透過性を評価することが可能となる。
【0053】
かかる電流計７０による電流量の測定結果は、例えば未図示のコンピュータ等に出力されることが好ましい。これにより、電流量の測定結果の出力先であるコンピュータ等において、水素透過性の評価処理の自動化を図ることが可能となる。
【0054】
かかる電流計７０についても、特に限定されるものではなく、市販の各種の電流計を適宜用いることが可能である。
【0055】
以上、図１を参照しながら、本実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置１について、詳細に説明した。
【0056】
＜電気化学的水素透過試験方法について＞
続いて、上記のような水素透過試験装置１を用いた、電気化学的水素透過試験方法について説明する。
続いて、上記のような水素透過試験装置１を用いた、電気化学的水素透過試験方法について説明する。
【0057】
かかる水素透過試験方法では、上記のような水素透過試験装置１を用い、電解容器１１と電解容器１３との間に、電解質溶液に接触可能なように金属材Ｓを配置した上で、電解容器１１の側で水素を発生させる。
【0058】
この際、電解容器１１の内部空間に収容されている第１の電解質溶液１０３には、先だって説明したように、チオシアン酸塩が５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有されており、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内となっている。また、電解容器１１に設けられる陽極２０として、酸化イリジウム電極が用いられる。
【0059】
ここで、陽極２０と、第１の電解質溶液１０３と、金属材Ｓとで構成される電気的回路において、所定の電流密度となるように分極することで、第１の電解質溶液１０３の側の金属材Ｓの表面において水素が発生する。発生した水素は、金属材Ｓ中に侵入していくこととなる。
【0060】
金属材Ｓにおける電流密度は、例えば、１０．０～１０００．０μＡ／ｃｍ２程度とすることが好ましい。このような電流密度とすることで、金属材Ｓの表面近傍において、十分な量の水素を発生させることが可能となり、より安定した状態で水素透過試験を実施することが可能となる。
【0061】
なお、陽極２０の電位は、Ａｇ／ＡｇＣｌ電極に対して０．４７Ｖ以下とすることが好ましい。このような陽極２０の電位では、チオシアン酸イオンの酸化分解反応が開始する電位よりも卑となり、チオシアン酸イオンの酸化分解反応の進行を、防止することが可能となる。その結果、電解質溶液のｐＨ変化を、より一層抑制することが可能となる。
【0062】
その上で、金属材Ｓと、対極３０と、第２の電解質溶液１０７とで構成される電気的回路において、金属材Ｓの電解容器１３側の表面に水素を引き抜くことが可能な電位を印加する。これにより、金属材Ｓの内部から水素原子が水素イオンとして引き抜かれる結果、かかる電気的回路において、引き抜かれた水素イオンの量に応じた電流が流れることとなる。かかる電流の大きさを計測することで、試験対象である金属材Ｓの水素透過性を評価することが可能となる。
【0063】
ここで、計測した電流の大きさから、試験対象である金属材Ｓの水素透過性を評価する方法については、特に限定されるものではなく、予め特定した閾値等を基準として、電流値そのものに基づいて、金属材Ｓの水素透過性を評価してもよい。また、計測した電流の大きさに基づき、公知の各種の二次的な情報（例えば水素拡散係数等の二次的な情報）を更に算出して、金属材Ｓの水素透過性を評価してもよい。
【0064】
また、例えば水素拡散係数等の二次的な情報の算出方法については、特に限定されるものではなく、各種の文献（例えば、原卓也、樽井敏三、「アルカリ環境での鋼中への水素侵入挙動」、材料と環境、５９、１７３～１７８ページ、２０１０年や、水流徹、「電気化学法による鉄鋼への水素侵入・透過の計測」、材料と環境、６３、３～９ページ、２０１４年等）に開示されている方法を適宜利用することが可能である。
【0065】
なお、陽極２０と、第１の電解質溶液１０３と、金属材Ｓとで構成される電気的回路への通電時間については、評価対象とする金属材Ｓに応じて適宜決定すればよいが、例えば、０秒超７２０時間の範囲内とすればよい。
【0066】
＜電気化学的水素透過試験装置の変形例について＞
続いて、図２を参照しながら、本実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置１の変形例について、簡単に説明する。
続いて、図２を参照しながら、本実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置１の変形例について、簡単に説明する。
【0067】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置の他の構成の一例を模式的に示した説明図である。
図２に模式的に示したように、電解質溶液に曝される陽極２０の表面を覆うように、陽イオン交換樹脂コーティング８０を設けてもよい。ここで、陽イオン交換樹脂コーティング８０とは、陽イオン交換機能（すなわち、陽イオンのみを透過させて、例えばチオシアン酸塩に由来するチオシアン酸イオン等の陰イオンは透過させない機能）を有する樹脂コーティング層である。
図２に模式的に示したように、電解質溶液に曝される陽極２０の表面を覆うように、陽イオン交換樹脂コーティング８０を設けてもよい。ここで、陽イオン交換樹脂コーティング８０とは、陽イオン交換機能（すなわち、陽イオンのみを透過させて、例えばチオシアン酸塩に由来するチオシアン酸イオン等の陰イオンは透過させない機能）を有する樹脂コーティング層である。
【0068】
電解質溶液に曝される陽極２０の表面を、陽イオン交換樹脂コーティング８０で覆うことで、陽イオン交換樹脂コーティング８０を超えたチオシアン酸イオンの移動が抑制される。これにより、陽極２０におけるチオシアン酸イオンの酸化分解反応の発生をより一層抑制することが可能となり、酸化イリジウム電極を用いる効果に加えて、測定精度の更なる向上を図ることが可能となる。
【0069】
以上、図２を参照しながら、本実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置１の変形例について、簡単に説明した。
【0070】
（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置と、かかる装置を用いた電気化学的水素透過試験方法について、詳細に説明する。
続いて、本発明の第２の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置と、かかる装置を用いた電気化学的水素透過試験方法について、詳細に説明する。
【0071】
ここで、本実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置及び電気化学的水素透過試験方法で着目する金属材については、第１の実施形態において着目した金属材と同様である。そのため、以下では、着目する金属材についての説明は省略する。また、金属材に対する測定前処理についても、第１の実施形態と同様である。
【0072】
なお、本実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置では、以下で詳述するように、水素を発生させる側の電解容器の陽極と、チオシアン酸イオンとの間で電子の授受が生じないようにすることで、電解質溶液に添加されるチオシアン酸イオンの酸化分解を防止し、電解質溶液のｐＨ変化を抑制している。チオシアン酸イオンの酸化分解を防止できることから、チオシアン酸イオンによる水素侵入効率の向上効果を保持することができ、評価対象となる金属材の表面に各種の金属層が設けられている場合であっても、試験に要する時間の更なる長期化を防ぎながら、安定した測定を実施することができる。
【0073】
＜電気化学的水素透過試験装置について＞
以下では、図３及び図４を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置（以下、「水素透過試験装置」と略記することがある。）について、詳細に説明する。図３及び図４は、本発明の第２の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置の構成の一例を模式的に示した説明図である。
以下では、図３及び図４を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置（以下、「水素透過試験装置」と略記することがある。）について、詳細に説明する。図３及び図４は、本発明の第２の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置の構成の一例を模式的に示した説明図である。
【0074】
本発明の第２の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置についても、着目する金属材の水素透過性を評価するために用いられる試験装置である。
【0075】
図３に模式的に示したように、本実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置１Ａは、電解槽１０と、陽極２５と、対極３０と、陽イオン交換部材９０と、を有している。また、電気化学的水素透過試験装置１Ａは、更に、参照電極４０と、ガルバノスタット５０と、ポテンショスタット６０と、電流計７０と、を有していることが好ましい。
【0076】
ここで、本実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置１Ａにおける、対極３０、参照電極４０、ガルバノスタット５０、ポテンショスタット６０、及び、電流計７０については、第１の実施形態と同様の構成を有し、同様の機能を有するものであるため、以下では詳細な説明は省略する。
以下では、本実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置１Ａにおける電解槽１０及び陽極２５について、相違点を中心に説明する。
以下では、本実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置１Ａにおける電解槽１０及び陽極２５について、相違点を中心に説明する。
【0077】
本実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置１Ａにおける電解槽１０は、陽イオン交換部材９０によって、電解容器１１の内部空間が２つの領域に区分されており、かつ、この２つの領域に収容される電解質溶液に相違がある以外は、第１の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置１における電解槽１０と同様の構成を有し、同様の効果を奏するものである。従って、以下では、第１の実施形態に係る電解槽１０との相違点を中心に説明を行うものとする。
【0078】
図３に示したように、電解容器１１の内部空間は、陽イオン交換部材９０によって、２つの領域に区分されている。かかる陽イオン交換部材９０は、陽イオン交換機能（すなわち、陽イオンのみを透過させて、例えばチオシアン酸塩に由来するチオシアン酸イオン等の陰イオンは透過させない機能）を有する部材である。
【0079】
ここで、電解容器１１における金属材Ｓから陽イオン交換部材９０までの領域には、第１の実施形態における第１の電解質溶液１０３と同様の、第１の電解質溶液１０３Ａが収容されている。すなわち、かかる第１の電解質溶液１０３Ａは、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、かつ、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内である電解質溶液である。電解容器１１における金属材Ｓから陽イオン交換部材９０までの領域に、第１の電解質溶液１０３Ａが収容されていることにより、金属材Ｓに対して、チオシアン酸塩による水素侵入効率の向上効果を発現させることが可能となる。
【0080】
本実施形態に係る電解槽１０では、陽イオン交換部材９０によって、電解容器１１の内部空間が２つに区分されていることで、金属材Ｓ側の領域に保持されている第１の電解質溶液１０３Ａに含まれるチオシアン酸塩（より詳細には、チオシアン酸イオン）が、陽極２５が存在する側の領域へと移動してくることを、防止できる。これにより、金属材Ｓの近傍でのチオシアン酸イオンの濃度変化を、より一層抑制することが可能となり、測定精度の更なる向上を図ることが可能となる。
【0081】
一方、陽イオン交換部材９０によって区分された２つの領域のうち、陽極２５が存在する側の領域には、第１の電解質溶液１０３Ｂが収容されている。この第１の電解質溶液１０３Ｂは、電解質を含有するものであれば、特に限定されるものではなく、各種の電解質溶液を用いることが可能である。
【0082】
上記のような電解質溶液として、例えば、硫酸ナトリウム水溶液、塩化ナトリウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液等を挙げることができる。また、電解質溶液における電解質の濃度については、例えば０．１Ｍ以上であればよく、着目する電解質溶液の液温における飽和量であってもよい。
【0083】
また、第１の電解質溶液１０３Ｂは、先だって第１の実施形態で説明したような、チオシアン酸イオンの酸化分解反応を進行させないために、チオシアン酸塩を含有していないことが好ましい。ここで、「チオシアン酸塩を含有しない」とは、着目する電解質溶液におけるチオシアン酸塩の濃度が、濃度を測定する機器における濃度検出限界未満であることを意味する。
【0084】
ここで、第１の電解質溶液１０３Ｂとして、チオシアン酸塩を含有しない電解質溶液が用いられ、かつ、陽イオン交換部材９０が存在することによって、第１の電解質溶液１０３Ａ中に含まれるチオシアン酸塩（より詳細には、チオシアン酸イオン）が第１の電解質溶液１０３Ｂ中に移動してくることは無い。そのため、陽極２５におけるチオシアン酸イオンの酸化分解反応は発生せず、電解質溶液のｐＨの低下を防止することができ、水素透過試験における測定精度の低下を防止することができる。
【0085】
上記の場合には、陽極２５として、電気化学的水素透過試験に用いられる一般的な電極を適宜利用することができる。このような電極として、例えば、Ｐｔ電極等を挙げることができる。
【0086】
なお、何らかの要因で、第１の電解質溶液１０３Ｂ中に、チオシアン酸塩が混入してしまう可能性も考えられる。この際であっても、第１の電解質溶液１０３Ｂ中のチオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ以下であれば、測定精度に影響を与えるほどのｐＨ低下を招く硫酸は発生しないと考えられる。そのため、陽極２５として、第１の実施形態で説明したような酸化イリジウム（ＩｒＯ２）電極ではなく、Ｐｔ電極等が用いられていたとしても、水素透過試験を適切な測定精度で実施することが可能である。換言すれば、第１の電解質溶液１０３Ｂにおけるチオシアン酸塩の濃度は、０．１ｍｍｏｌ／Ｌまでは許容されうる。
【0087】
一方、第１の電解質溶液１０３Ｂとして、０．１ｍｍｏｌ／Ｌを超える濃度のチオシアン酸塩を含有する電解質溶液が用いられている場合には、第１の実施形態で説明したようなチオシアン酸イオンの酸化分解反応が生じる可能性がある。従って、第１の電解質溶液１０３Ｂとして、０．１ｍｍｏｌ／Ｌを超える濃度のチオシアン酸塩を含有する電解質溶液が用いられている場合には、陽極２５として、酸化イリジウム電極が用いられる。
【0088】
ただし、電解質溶液１０３Ｂとして、０．１ｍｍｏｌ／Ｌを超える濃度のチオシアン酸塩を含有する電解質溶液を用いた場合、陽イオン交換部材９０を超えたチオシアン酸イオンの移動が抑制されるため、電解質溶液１０３Ｂ中のチオシアン酸塩が有する水素侵入促進剤としての機能を、金属材Ｓに対して効果的に発現させることが困難となる。かかる観点からも、電解質溶液１０３Ｂは、チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ以下である電解質溶液であることが好ましく、チオシアン酸塩を含有しない電解質溶液であることが、より好ましい。
【0089】
また、図３では、電解容器１１の内部空間における陽極２５と金属材Ｓとの間の任意の位置に、陽イオン交換部材９０が設けられる場合について図示しているが、図４に模式的に示したように、電解質溶液に曝される陽極２５の表面を覆うように、陽イオン交換樹脂層コーティング８０を設けることがより好ましい。これにより、陽極２５がチオシアン酸イオンに曝されることが、より一層抑制されるため、陽極２５におけるチオシアン酸イオンの酸化分解反応をより効果的に防止することが可能となる。これにより、電解質溶液のｐＨの低下を防止することができ、水素透過試験における測定精度の低下を、より一層防止することができる。
【0090】
なお、図４に示したように、陽極２５を覆うように陽イオン交換樹脂層コーティング８０を設けた場合であっても、図３に示したような、仕切り板のように設けられた陽イオン交換部材９０を設けることが好ましい。これにより、陽極２５におけるチオシアン酸塩の酸化分解反応を確実に抑制することが可能となる。
【0091】
【0092】
＜電気化学的水素透過試験方法について＞
本実施形態に係る電気化学的水素透過試験方法については、水素透過試験装置として、図３や図４に示した水素透過試験装置１Ａを用いる以外は、第１の実施形態に係る電気化学的水素透過試験方法と同様であるため、以下では詳細な説明は省略する。
本実施形態に係る電気化学的水素透過試験方法については、水素透過試験装置として、図３や図４に示した水素透過試験装置１Ａを用いる以外は、第１の実施形態に係る電気化学的水素透過試験方法と同様であるため、以下では詳細な説明は省略する。
【0093】
（第１の実施形態の変形例について）
以下では、図５を参照しながら、第１の実施形態に係る水素透過試験装置１の変形例について、簡単に説明する。図５は、本発明の第１の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置の他の構成の一例を模式的に示した説明図である。
以下では、図５を参照しながら、第１の実施形態に係る水素透過試験装置１の変形例について、簡単に説明する。図５は、本発明の第１の実施形態に係る電気化学的水素透過試験装置の他の構成の一例を模式的に示した説明図である。
【0094】
図５に模式的に示したように、第１の実施形態に係る水素透過試験装置１に対して、第２の実施形態で示したような陽イオン交換部材９０を設けることも可能である。この場合、図５に示した水素透過試験装置１において、電解容器１１は、陽イオン交換部材９０によって、２つの領域に区分されることとなる。
【0095】
かかる場合には、第２の実施形態と同様に、電解容器１１における金属材Ｓから陽イオン交換部材９０までの領域には、第１の電解質溶液１０３Ａが収容され、陽イオン交換部材９０から陽極２０までの領域には、第１の電解質溶液１０３Ｂが収容される。
【実施例0096】
以下では、実施例及び比較例を示しながら、本発明に係る電気化学的水素透過試験方法及び電気化学的水素透過試験装置について、具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明に係る電気化学的水素透過試験方法及び電気化学的水素透過試験装置の一例に過ぎず、本発明に係る電気化学的水素透過試験方法及び電気化学的水素透過試験装置が、下記の例に限定されるものではない。
【0097】
【0098】
本試験例で着目する金属材Ｓとして、板厚０．８ｍｍのＩＦ鋼の表面に、片面当たり５．０μｍの電気亜鉛めっきが施された、実験室で試作した電気亜鉛めっき材を用いた。鋼板の表面に電気亜鉛めっきが施された電気亜鉛めっき材は、従来の水素透過試験装置では、水素透過性の評価に長時間を要する金属材であり、試験装置及び試験方法を評価するに際して、適切な金属材であると言える。また、かかる電気亜鉛めっき材について、適切な試験が実施可能であれば、他の金属材についても、適切に試験が可能であると考えられる。
【0099】
【0100】
一方、電解容器１１に収容される第１の電解質溶液として、塩化ナトリウム水溶液を準備した上で、チオシアン酸アンモニウムの濃度及びｐＨを変えながら、検証を行った。なお、高ｐＨとする電解質溶液のｐＨは、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）により調整した。低ｐＨとする電解質溶液のｐＨは、塩酸（ＨＣｌ）により調整した。また、陽極２０、２５として、以下の表１、表２に示した電極を用い、電流密度が１０．０～１０００．０μＡ／ｃｍ２程度となるように制御した。
【0101】
一部の水準については、陽極として、ＩｒＯ２電極の表面に陽イオン交換樹脂層コーティング８０が施されたもの（日新化成株式会社製アノデック１００ＳＥ）を用いた。また、陽イオン交換部材９０を用いた水準においては、陽イオン交換部材９０として、株式会社アストム製ＣＳＥを用いた。
【0102】
なお、以下の表１は、図１に示した電解槽１０を用いた水準であり、以下の表２は、図３に示した電解槽１０を用いた水準である。なお、以下の表２に示した水準では、第１の電解質溶液１０３Ａとして、以下の表２の「電解質溶液１０３Ａ」の欄に示した電解質溶液を用い、第１の電解質溶液１０３Ｂとして、塩化ナトリウム水溶液を用いた。この際、第１の電解質溶液１０３Ｂにおけるチオシアン酸塩の濃度を、表２の「電解質溶液１０３Ｂ」の欄に示したように調整した。
【0103】
電解容器１３に設けられる対極３０として、Ｐｔ電極を用い、参照電極４０として、水銀－酸化水銀（Ｈｇ｜ＨｇＯ）電極を用いた。
【0104】
水素侵入側の陽極２０、２５の電位は、電極面積を調整することで０．４５～０．５０Ｖの範囲内とし、２４時間の通電を行うとともに、電解容器１３では、金属材の電位を、ポテンショスタット（北斗電工株式会社製ＨＡ－１５１Ａ）を用いて０ＶｖｓＨｇ｜ＨｇＯに保持して、金属材からの水素の引き抜きを行った。かかる水素の引き抜きに応じて発生する電流値を、電流計（北斗電工株式会社製ＨＡ－１５１Ａ）により計測し、定常状態となった検出電流の大きさを評価した。
【0105】
また、２４時間の通電の前後での、第１の電解質溶液におけるｐＨの変化を評価するために、２４時間通電後の第１の電解質溶液のｐＨを、ｐＨメータ（ＨＯＲＩＢＡ製）により測定した。更に、２４時間の通電の前後での、金属材の表面の溶解の有無を、目視により確認し、めっきの欠損による地鉄の露出や荒れを確認した場合を「溶解あり」と判定した。
【0106】
以下では、金属材の表面の溶解がなく、定常状態となった検出電流が１０μＡ以上であり、かつ、通電前後でのｐＨ変化が±０．３以内であったものを、評点「ＡＡ」を付与し、金属材の表面の溶解がなく、定常状態となった検出電流が１０μＡ以上であり、かつ、通電前後でのｐＨ変化が±０．５以内であったものを、評点「Ａ」を付与した。評点「ＡＡ」又は評点「Ａ」が付与されたものを、合格とした。また、金属材の表面の溶解が生じたもの、検出電流が１０μＡ未満であったもの、又は、通電前後でのｐＨ変化が±０．５超であったものは、不合格として、評点「Ｂ」を付与した。
【0107】
なお、検出電流に関して、電流値が１０μＡ以上であれば、検出された電流値そのもの、又は、かかる電流値に基づき算出された各種の特性値に基づき、水素透過性の評価が可能であると考えられる。
【0108】
得られた結果を、以下の表１、表２にまとめて示した。
【0109】
【表1】
【0110】
【表2】
【0111】
上記表１、表２から明らかなように、本発明の実施例に対応する水準では、金属材の表面の溶解がなく、検出電流が１０μＡ以上、かつ、ｐＨ変化が±０．５以内となり、水素透過試験の試験環境を好ましい状態に保持できた。一方で、本発明の比較例に対応する水準では、金属材の表面の溶解が生じたり、検出電流が１０μＡ未満となったり、ｐＨ変化が±０．５超となったりして、水素透過試験の試験環境を好ましい状態に保持できなかった。
【0112】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0113】
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではない。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその主旨、並びに、後述するような構成及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。例えば、上記実施形態の構成要件は、その効果を損なわない範囲内で、任意に組み合わせることが可能である。また、当該任意の組み合せからは、組み合わせにかかるそれぞれの構成要件についての作用及び効果が当然に得られるとともに、本明細書の記載から当業者には明らかな他の作用及び他の効果が得られる。
【0114】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的又は例示的なものであって、限定的ではない。つまり、本発明に係る技術は、上記の効果とともに、又は、上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【0115】
なお、以下のような構成も、本発明の技術的範囲に属する。
（１）金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験方法であって、
第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を用い、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に、それぞれの前記電解質溶液に接触可能なように前記金属材を配置して、前記第１の電解容器の側で水素を発生させるものであり、
前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、
前記第１の電解容器における陽極として、酸化イリジウム電極を用いる、電気化学的水素透過試験方法。
（２）前記第１の電解容器における前記陽極の表面に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換樹脂層コーティングを設ける、（１）に記載の電気化学的水素透過試験方法。
（３）金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験方法であって、
第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を用い、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に、それぞれの前記電解質溶液に接触可能なように前記金属材を配置して、前記第１の電解容器の側で水素を発生させるものであり、
前記第１の電解容器における陽極と前記金属材との間に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換部材を設け、
前記陽イオン交換部材と、前記金属材と、の間に収容される前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、
前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ以下であるか、又は、
前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ超であり、かつ、前記陽極として、酸化イリジウム電極を用いる、電気化学的水素透過試験方法。
（４）前記陽極の電位を、銀－塩化銀電極に対して０．４７Ｖ以下とする、（１）又は（３）請求項１に記載の電気化学的水素透過試験方法。
（５）前記第１の電解容器に収容される電解質溶液に加えられるチオシアン酸塩は、チオシアン酸アンモニウム、チオシアン酸ナトリウム、又は、チオシアン酸カリウムの少なくとも何れかである、（１）～（４）の何れか１つに記載の電気化学的水素透過試験方法。
（６）金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験装置であって、
第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を有し、
前記電解槽は、それぞれの前記電解質溶液が前記金属材の表面と接触するように、前記金属材を、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に配置可能であり、
前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、
前記第１の電解容器における陽極は、酸化イリジウム電極である、電気化学的水素透過試験装置。
（７）前記第１の電解容器における前記陽極の表面に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換樹脂層コーティングを設ける、（６）に記載の電気化学的水素透過試験装置。
（８）金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験装置であって、
第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を有し、
前記電解槽は、それぞれの前記電解質溶液が前記金属材の表面と接触するように、前記金属材を、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に配置可能であり、
前記第１の電解容器における陽極と前記金属材との間に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換部材を設け、
前記陽イオン交換部材と、前記金属材と、の間に収容される前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、
前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ以下であるか、又は、
前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ超であり、かつ、前記陽極が、酸化イリジウム電極である、電気化学的水素透過試験装置。
（９）前記第１の電解容器に収容される電解質溶液に加えられるチオシアン酸塩は、チオシアン酸アンモニウム、チオシアン酸ナトリウム、又は、チオシアン酸カリウムの少なくとも何れかである、（６）～（８）の何れか１つに記載の電気化学的水素透過試験装置。
（１）金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験方法であって、
第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を用い、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に、それぞれの前記電解質溶液に接触可能なように前記金属材を配置して、前記第１の電解容器の側で水素を発生させるものであり、
前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、
前記第１の電解容器における陽極として、酸化イリジウム電極を用いる、電気化学的水素透過試験方法。
（２）前記第１の電解容器における前記陽極の表面に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換樹脂層コーティングを設ける、（１）に記載の電気化学的水素透過試験方法。
（３）金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験方法であって、
第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を用い、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に、それぞれの前記電解質溶液に接触可能なように前記金属材を配置して、前記第１の電解容器の側で水素を発生させるものであり、
前記第１の電解容器における陽極と前記金属材との間に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換部材を設け、
前記陽イオン交換部材と、前記金属材と、の間に収容される前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、
前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ以下であるか、又は、
前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ超であり、かつ、前記陽極として、酸化イリジウム電極を用いる、電気化学的水素透過試験方法。
（４）前記陽極の電位を、銀－塩化銀電極に対して０．４７Ｖ以下とする、（１）又は（３）請求項１に記載の電気化学的水素透過試験方法。
（５）前記第１の電解容器に収容される電解質溶液に加えられるチオシアン酸塩は、チオシアン酸アンモニウム、チオシアン酸ナトリウム、又は、チオシアン酸カリウムの少なくとも何れかである、（１）～（４）の何れか１つに記載の電気化学的水素透過試験方法。
（６）金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験装置であって、
第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を有し、
前記電解槽は、それぞれの前記電解質溶液が前記金属材の表面と接触するように、前記金属材を、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に配置可能であり、
前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、
前記第１の電解容器における陽極は、酸化イリジウム電極である、電気化学的水素透過試験装置。
（７）前記第１の電解容器における前記陽極の表面に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換樹脂層コーティングを設ける、（６）に記載の電気化学的水素透過試験装置。
（８）金属材の水素透過性を評価するための電気化学的水素透過試験装置であって、
第１の電解質溶液が収容された第１の電解容器と、第２の電解質溶液が収容された第２の電解容器とを有する電解槽を有し、
前記電解槽は、それぞれの前記電解質溶液が前記金属材の表面と接触するように、前記金属材を、前記第１の電解容器と前記第２の電解容器との間に配置可能であり、
前記第１の電解容器における陽極と前記金属材との間に、陽イオン交換機能を有する陽イオン交換部材を設け、
前記陽イオン交換部材と、前記金属材と、の間に収容される前記第１の電解質溶液は、チオシアン酸塩を５．０ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で含有し、ｐＨが３．０～１３．０の範囲内であり、
前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ以下であるか、又は、
前記陽極と、前記陽イオン交換部材と、の間に収容される電解質溶液における前記チオシアン酸塩の濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ超であり、かつ、前記陽極が、酸化イリジウム電極である、電気化学的水素透過試験装置。
（９）前記第１の電解容器に収容される電解質溶液に加えられるチオシアン酸塩は、チオシアン酸アンモニウム、チオシアン酸ナトリウム、又は、チオシアン酸カリウムの少なくとも何れかである、（６）～（８）の何れか１つに記載の電気化学的水素透過試験装置。
【符号の説明】
【0116】
１、１Ａ 電気化学的水素透過試験装置
１０ 電解槽
１１ 電解容器（第１の電解容器）
１３ 電解容器（第２の電解容器）
２０、２５ 陽極
３０ 対極
４０ 参照電極
５０ ガルバノスタット
６０ ポテンショスタット
７０ 電流計
８０ 陽イオン交換樹脂層コーティング
９０ 陽イオン交換部材
１０１、１０５ 開口部
１０３、１０３Ａ 第１の電解質溶液
１０７ 第２の電解質溶液
Ｓ 金属材
１０ 電解槽
１１ 電解容器（第１の電解容器）
１３ 電解容器（第２の電解容器）
２０、２５ 陽極
３０ 対極
４０ 参照電極
５０ ガルバノスタット
６０ ポテンショスタット
７０ 電流計
８０ 陽イオン交換樹脂層コーティング
９０ 陽イオン交換部材
１０１、１０５ 開口部
１０３、１０３Ａ 第１の電解質溶液
１０７ 第２の電解質溶液
Ｓ 金属材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】