JP2001081589A - セパレータ及びそれを用いた電解セル構造 - Google Patents
セパレータ及びそれを用いた電解セル構造Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 固体高分子膜水電解（ＳＰＷＥ：Solid Poly
mer Water Electrolysis）装置に用いるセパレータを提
供することを課題とする。。 【解決手段】 固体電解質膜１１を挾持してなる給電体
１２，１３の外側に設けられ、電解用の水１４を供給す
るセパレータ１６であって、薄肉のセパレータ本体１７
の四隅に設けた水を供給する供給孔１８ａ，１８ｂ、水
を排出する排出孔１９ａ，１９ｂと、該水供給孔１８
ａ，１８ｂから供給された水１４を流通する複数の波形
の供給溝２０と、上記給電体１２，１３を両面で交互に
支持する凸部（支持部）２１とをプレス型で一体に形成
してなるものである。
mer Water Electrolysis）装置に用いるセパレータを提
供することを課題とする。。 【解決手段】 固体電解質膜１１を挾持してなる給電体
１２，１３の外側に設けられ、電解用の水１４を供給す
るセパレータ１６であって、薄肉のセパレータ本体１７
の四隅に設けた水を供給する供給孔１８ａ，１８ｂ、水
を排出する排出孔１９ａ，１９ｂと、該水供給孔１８
ａ，１８ｂから供給された水１４を流通する複数の波形
の供給溝２０と、上記給電体１２，１３を両面で交互に
支持する凸部（支持部）２１とをプレス型で一体に形成
してなるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体高分子膜水電
解（ＳＰＷＥ：Solid Polymer Water Electrolysis）装
置に用いるセパレータに関する。
解（ＳＰＷＥ：Solid Polymer Water Electrolysis）装
置に用いるセパレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば固体電解質燃料電池の燃料として
の水素の生成にあたって、固体高分子膜水電解（装置）
が用いられることは良く知られている。この固体高分子
膜水電解の基本構造を図８及び図９に示す。
の水素の生成にあたって、固体高分子膜水電解（装置）
が用いられることは良く知られている。この固体高分子
膜水電解の基本構造を図８及び図９に示す。
【０００３】図９に示すように、水素イオン透過性の固
体高分子膜からなる電解質膜１がチタン（Ｔｉ）焼結体
等からなる陽極側給電体２とステンレス鋼（ＳＵＳ）焼
結体等からなる陰極側給電体３とに挾持され、これら給
電体２，３の外側に電解する純水が通るための多数の溝
４を有した金属製のセパレータ５が配されて固体高分子
膜水電解装置のスタック６が形成される。
体高分子膜からなる電解質膜１がチタン（Ｔｉ）焼結体
等からなる陽極側給電体２とステンレス鋼（ＳＵＳ）焼
結体等からなる陰極側給電体３とに挾持され、これら給
電体２，３の外側に電解する純水が通るための多数の溝
４を有した金属製のセパレータ５が配されて固体高分子
膜水電解装置のスタック６が形成される。
【０００４】上記セパレータ５は、図８に示すように、
電解のために供給穴７ａに水を供給し、対向する位置に
設けられた排出穴７ｂから発生した水素又は酸素を伴っ
て排出されている。なお、図中符号８は溝５と穴７ａ，
７ｂとを連通する通路を図示する。
電解のために供給穴７ａに水を供給し、対向する位置に
設けられた排出穴７ｂから発生した水素又は酸素を伴っ
て排出されている。なお、図中符号８は溝５と穴７ａ，
７ｂとを連通する通路を図示する。
【０００５】そして、前記スタック６の溝４に水（純
水）を流し、両給電体２，３間に直流電流を印加する
と、陽極側に酸素ガス、陰極側に水素ガスがそれぞれ発
生するのである。これらガスを含んだ水は図示しない循
環水タンク及びドレンタンクを流れる途中で気水分離さ
れ、酸素ガス及び水素ガスは系外にそれぞれ取り出され
ると共に水は再び電解に供される。
水）を流し、両給電体２，３間に直流電流を印加する
と、陽極側に酸素ガス、陰極側に水素ガスがそれぞれ発
生するのである。これらガスを含んだ水は図示しない循
環水タンク及びドレンタンクを流れる途中で気水分離さ
れ、酸素ガス及び水素ガスは系外にそれぞれ取り出され
ると共に水は再び電解に供される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記固体高
分子膜水電解（装置）において、高効率での電解を行う
には、前記セパレータ５と電解質膜１とが両給電体２，
３を介して均一に且つ高い面圧で密着して接触抵抗を減
らす必要がある。
分子膜水電解（装置）において、高効率での電解を行う
には、前記セパレータ５と電解質膜１とが両給電体２，
３を介して均一に且つ高い面圧で密着して接触抵抗を減
らす必要がある。
【０００７】そのため、従来では、図６及び図７に示す
ように、金属の厚板に多数の溝４を有するセパレータ５
を用いて電解をしていた。ところが、このセパレータ５
は、水供給のための孔７ａ，７ｂ及び通路８の加工、並
びに切削による加工で溝４を形成していたため、金属の
厚板をある程度厚くする必要があり、材料費・加工費と
もに非常に高価であるという不具合があった。特に、発
生するガスである水素及び酸素に対する耐性、電解質に
対する耐蝕性からチタン等の材料を使用する場合には、
チタンむく材からの加工のため、セパレータの加工及び
材料費用が嵩むという問題がある。また、厚いセパレー
タを使用するために、セルスタックの容積が嵩むという
問題もある。
ように、金属の厚板に多数の溝４を有するセパレータ５
を用いて電解をしていた。ところが、このセパレータ５
は、水供給のための孔７ａ，７ｂ及び通路８の加工、並
びに切削による加工で溝４を形成していたため、金属の
厚板をある程度厚くする必要があり、材料費・加工費と
もに非常に高価であるという不具合があった。特に、発
生するガスである水素及び酸素に対する耐性、電解質に
対する耐蝕性からチタン等の材料を使用する場合には、
チタンむく材からの加工のため、セパレータの加工及び
材料費用が嵩むという問題がある。また、厚いセパレー
タを使用するために、セルスタックの容積が嵩むという
問題もある。
【０００８】本発明は上記問題に鑑み、セパレータ構造
を薄くすると共に加工が容易でシール性の高いセパレー
タ及びそれを用いた電解セル構造を提供することを目的
とする。
を薄くすると共に加工が容易でシール性の高いセパレー
タ及びそれを用いた電解セル構造を提供することを目的
とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
［請求項１］の発明は、固体電解質膜を挾持してなる給
電体の外側に設けられ、電解用の水を供給する多数の溝
を有したセパレータであって、セパレータ本体の四隅に
設けた水供給・排出孔と、該水供給孔から供給された水
を流通する複数の波形の供給溝と、上記給電体を両面で
支持する支持部と、をプレス型で一体に形成してなるこ
とを特徴とする。
［請求項１］の発明は、固体電解質膜を挾持してなる給
電体の外側に設けられ、電解用の水を供給する多数の溝
を有したセパレータであって、セパレータ本体の四隅に
設けた水供給・排出孔と、該水供給孔から供給された水
を流通する複数の波形の供給溝と、上記給電体を両面で
支持する支持部と、をプレス型で一体に形成してなるこ
とを特徴とする。
【００１０】［請求項２］の発明は、請求項１におい
て、上記給電体の支持部が上記供給溝の外周に形成さ
れ、６角形状の各辺に交互に形成された凹凸部であるこ
とを特徴とする。
て、上記給電体の支持部が上記供給溝の外周に形成さ
れ、６角形状の各辺に交互に形成された凹凸部であるこ
とを特徴とする。
【００１１】［請求項３］の発明は、請求項１におい
て、上記水供給・排出孔の近傍に凹凸部を形成し、上記
給電体を支持することを特徴とする。
て、上記水供給・排出孔の近傍に凹凸部を形成し、上記
給電体を支持することを特徴とする。
【００１２】［請求項４］の発明は、請求項１におい
て、セパレータ本体がチタン合金薄膜であることを特徴
とする。
て、セパレータ本体がチタン合金薄膜であることを特徴
とする。
【００１３】［請求項５］の発明は、請求項３におい
て、上記凹凸部と固体電解質膜との間に剛性のヘッダ部
を介装してなることを特徴とする。
て、上記凹凸部と固体電解質膜との間に剛性のヘッダ部
を介装してなることを特徴とする。
【００１４】［請求項６］の電解セル構造の発明は、水
素イオン透過性の固体高分子膜からなる電解質膜と、該
電解質膜の両側に配された陽極側給電体と陰極側給電体
と、これら給電体の外側に電解する純水が通るための多
数の溝を有した請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
セパレータとからなることを特徴とする。
素イオン透過性の固体高分子膜からなる電解質膜と、該
電解質膜の両側に配された陽極側給電体と陰極側給電体
と、これら給電体の外側に電解する純水が通るための多
数の溝を有した請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
セパレータとからなることを特徴とする。
【００１５】［請求項７］の水素製造装置の発明は、請
求項１乃至５のいずれか１項に記載のセパレータの表面
側と裏面側とに水を供給して陽極側給電体と陰極側給電
体とに電解用の水を供給し、両給電体間に直流電流を印
加し、陰極側に水素ガスを取り出すことを特徴とする。
求項１乃至５のいずれか１項に記載のセパレータの表面
側と裏面側とに水を供給して陽極側給電体と陰極側給電
体とに電解用の水を供給し、両給電体間に直流電流を印
加し、陰極側に水素ガスを取り出すことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に説明
するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。
するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。
【００１７】本発明の実施の形態を図１乃至図４を用い
て説明する。図１は本実施の形態にかかるセパレータの
斜視図である。図２（Ａ）はそのＡ−Ａ断面図、図２
（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。図４は、本実施の形
態にかかる電解セル構造の概略図である。図４に示すよ
うに、本実施の形態にかかる固体高分子膜水電解装置の
セパレータは、固体電解質膜１１を挾持してなる給電体
１２，１３の外側に設けられ、電解用の水１４を供給す
るセパレータ１６であって、薄肉のセパレータ本体の四
隅に設けた水を供給する供給孔１８ａ，１８ｂと、水を
排出する排出孔１９ａ，１９ｂと、該水供給孔１８ａ，
１８ｂから供給された水１４を流通する複数の波形の供
給溝２０と、上記給電体１２，１３を両面で交互に支持
する凸部（支持部）２１とをプレス型で一体に形成して
なるものである。なお、図４（Ａ）に示すものは、その
Ｘ部分拡大図である図４（Ｂ）に示すように、固体電解
質膜１１の両表面に電極１１ａ及び電極１１ｂを設けた
ものであるが、本発明はこれに限定されず、例えば図４
（Ｃ）に示すように、給電体１２，１３の固体電解質膜
１１側に各々電極１２ａ，１３ｂを設けるようにしても
よい。
て説明する。図１は本実施の形態にかかるセパレータの
斜視図である。図２（Ａ）はそのＡ−Ａ断面図、図２
（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。図４は、本実施の形
態にかかる電解セル構造の概略図である。図４に示すよ
うに、本実施の形態にかかる固体高分子膜水電解装置の
セパレータは、固体電解質膜１１を挾持してなる給電体
１２，１３の外側に設けられ、電解用の水１４を供給す
るセパレータ１６であって、薄肉のセパレータ本体の四
隅に設けた水を供給する供給孔１８ａ，１８ｂと、水を
排出する排出孔１９ａ，１９ｂと、該水供給孔１８ａ，
１８ｂから供給された水１４を流通する複数の波形の供
給溝２０と、上記給電体１２，１３を両面で交互に支持
する凸部（支持部）２１とをプレス型で一体に形成して
なるものである。なお、図４（Ａ）に示すものは、その
Ｘ部分拡大図である図４（Ｂ）に示すように、固体電解
質膜１１の両表面に電極１１ａ及び電極１１ｂを設けた
ものであるが、本発明はこれに限定されず、例えば図４
（Ｃ）に示すように、給電体１２，１３の固体電解質膜
１１側に各々電極１２ａ，１３ｂを設けるようにしても
よい。
【００１８】図１に示すように、本実施の形態にかかる
セパレータ１６は、セパレータ本体の四隅に水供給１８
ａ，１８ｂ、排出孔１９ａ，１９ｂが形成されており、
表面側の供給孔１８ａから供給された水は排出孔１９ａ
から排出され、一方、裏面側の供給孔１８ｂから供給さ
れた水は排出孔１９ｂから排出されている。該排出水
は、各々電解により生じた水素及び酸素を伴った水（Ｏ
2 を含んだ水１４Ａ及びＨ2 を含んだ水１４Ｂ）として
排出される。該水供給孔１８ａ，１８ｂから供給された
水１４はプレスで一体に形成された複数の波形の供給溝
２０を流通することになる。
セパレータ１６は、セパレータ本体の四隅に水供給１８
ａ，１８ｂ、排出孔１９ａ，１９ｂが形成されており、
表面側の供給孔１８ａから供給された水は排出孔１９ａ
から排出され、一方、裏面側の供給孔１８ｂから供給さ
れた水は排出孔１９ｂから排出されている。該排出水
は、各々電解により生じた水素及び酸素を伴った水（Ｏ
2 を含んだ水１４Ａ及びＨ2 を含んだ水１４Ｂ）として
排出される。該水供給孔１８ａ，１８ｂから供給された
水１４はプレスで一体に形成された複数の波形の供給溝
２０を流通することになる。
【００１９】上記セパレータ本体の材質は特に限定され
るものではなく、ステンレス，チタン等を用いることが
できるが、発生するガスである水素及び酸素に対する耐
性、電解質に対する耐蝕性からチタン系の材料を用いる
のが好ましい。
るものではなく、ステンレス，チタン等を用いることが
できるが、発生するガスである水素及び酸素に対する耐
性、電解質に対する耐蝕性からチタン系の材料を用いる
のが好ましい。
【００２０】また、肉厚は特に限定されるものではく、
プレスで一体に成形できる厚さ及び一体化した場合に強
度を保持できる厚さであればよく、８ｍｍ以下のものを
適宜用いるようにしている。
プレスで一体に成形できる厚さ及び一体化した場合に強
度を保持できる厚さであればよく、８ｍｍ以下のものを
適宜用いるようにしている。
【００２１】また、セパレータ本体の６角形状に交互に
形成された凸部２１と凹部２２は、表面側では凸部２１
において、図４における６角形状の給電体１２を支持
し、裏面側では、凹部２２の裏面において、図４におけ
る６角形状の給電体１３を支持するようにした、完全リ
バーシブル構造で支持している。また、給電体１２，１
３は溝頂部２０ａにおいても支持されると共に、入口水
室２３及び出口水室２４に形成された凹凸部の凸部２５
においても支持されている。
形成された凸部２１と凹部２２は、表面側では凸部２１
において、図４における６角形状の給電体１２を支持
し、裏面側では、凹部２２の裏面において、図４におけ
る６角形状の給電体１３を支持するようにした、完全リ
バーシブル構造で支持している。また、給電体１２，１
３は溝頂部２０ａにおいても支持されると共に、入口水
室２３及び出口水室２４に形成された凹凸部の凸部２５
においても支持されている。
【００２２】図３に供給する水（Ｏ2 側）の流れを示
す。図３に示すように、セパレータ１６の供給孔１８ａ
から供給された水１４Ａは凹部２２−１から流入し、入
口水室２３において分散され、各々形成された溝２０に
向かって流れ、溝２０において発生する酸素を伴って出
口水室２４において集められ、凹部２２−３から流出
し、排出孔１９ａから排出される。また、表面側の給電
体は凸部２１−１〜２１−４により支持され、裏面側の
給電体は凹部２２−１〜２２−４の裏面側が逆に凸部に
なるのでそれらにより支持されている。同様に、裏面側
では供給孔１８ｂから供給された水は凹部２２−１から
流入し、入口水室２３において分散され、各々形成され
た溝２０に向かって流れ、溝２０において発生する水素
を伴って出口水室２４において集められ、凹部２２−３
から流出し、排出孔１９ｂから排出される。なお、セパ
レータ１６を積層する際には、供給孔１８ａ，１８ｂ、
排出孔１９ａ，１９ｂの周囲には図示しないパッキンを
設けて積層し、シールしている。
す。図３に示すように、セパレータ１６の供給孔１８ａ
から供給された水１４Ａは凹部２２−１から流入し、入
口水室２３において分散され、各々形成された溝２０に
向かって流れ、溝２０において発生する酸素を伴って出
口水室２４において集められ、凹部２２−３から流出
し、排出孔１９ａから排出される。また、表面側の給電
体は凸部２１−１〜２１−４により支持され、裏面側の
給電体は凹部２２−１〜２２−４の裏面側が逆に凸部に
なるのでそれらにより支持されている。同様に、裏面側
では供給孔１８ｂから供給された水は凹部２２−１から
流入し、入口水室２３において分散され、各々形成され
た溝２０に向かって流れ、溝２０において発生する水素
を伴って出口水室２４において集められ、凹部２２−３
から流出し、排出孔１９ｂから排出される。なお、セパ
レータ１６を積層する際には、供給孔１８ａ，１８ｂ、
排出孔１９ａ，１９ｂの周囲には図示しないパッキンを
設けて積層し、シールしている。
【００２３】上記セパレータ１６を用いて、水素イオン
透過性の固体高分子膜１１からなる電解質膜の両面に設
けた陽極側給電体と陰極側給電体を積層させてスタック
を構成することにより、従来に較べて容積が小さいもの
となる。また、セパレータは一体化され、両面に形成し
た供給溝２０に水を供給することができ、しかも水の流
れは均一となり、水供給が安定され、電解の進行が安定
して行うことができる。
透過性の固体高分子膜１１からなる電解質膜の両面に設
けた陽極側給電体と陰極側給電体を積層させてスタック
を構成することにより、従来に較べて容積が小さいもの
となる。また、セパレータは一体化され、両面に形成し
た供給溝２０に水を供給することができ、しかも水の流
れは均一となり、水供給が安定され、電解の進行が安定
して行うことができる。
【００２４】また、上述したようなセパレータを用い、
セパレータ本体の表面側と裏面側とに水を供給して陽極
側給電体と陰極側給電体とに電解用の水を供給し、両給
電体間に直流電流を印加し、陰極側に水素ガスを取り出
すことで水素を安定して製造することができる。
セパレータ本体の表面側と裏面側とに水を供給して陽極
側給電体と陰極側給電体とに電解用の水を供給し、両給
電体間に直流電流を印加し、陰極側に水素ガスを取り出
すことで水素を安定して製造することができる。
【００２５】図５は本発明の他の実施の形態のセパレー
タ構造の概略図である。図６はヘッダ部の構成図であ
り、図７はセパレータとヘッダ部とを積層させた状態の
断面図である。
タ構造の概略図である。図６はヘッダ部の構成図であ
り、図７はセパレータとヘッダ部とを積層させた状態の
断面図である。
【００２６】これらの図面に示すように、本実施の形態
では図１に示すセパレータと同様な構成であり、水の供
給孔１８ａ近傍及び排出孔１９ａ近傍に凸部２５を形成
してなるものである。そして、この凸部２５の頂点と固
体高分子膜１１との間には剛性のヘッダ部３１が介装さ
れており、上記固体高分子膜１１が凹凸部の凹部内を閉
塞し、水の流れを阻止することを防止している。上記ヘ
ッダ部３１には、水の供給又は排出用の孔３２を形成し
てなると共に、凸部２５の頂点と接する空間部である切
り欠き部３３が形成されている。上記ヘッダ部３１はそ
の材質をチタン材やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）等の剛性を高いものとしている。
では図１に示すセパレータと同様な構成であり、水の供
給孔１８ａ近傍及び排出孔１９ａ近傍に凸部２５を形成
してなるものである。そして、この凸部２５の頂点と固
体高分子膜１１との間には剛性のヘッダ部３１が介装さ
れており、上記固体高分子膜１１が凹凸部の凹部内を閉
塞し、水の流れを阻止することを防止している。上記ヘ
ッダ部３１には、水の供給又は排出用の孔３２を形成し
てなると共に、凸部２５の頂点と接する空間部である切
り欠き部３３が形成されている。上記ヘッダ部３１はそ
の材質をチタン材やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）等の剛性を高いものとしている。
【００２７】上記ヘッダ部３１を用いて固体高分子膜１
１とセパレータ１６を積層することにより、図７に示す
ように、凸部２５の頂点部分とヘッダ部３１の切り欠き
部分３３の内面が接するので、固体高分子膜１１が凹部
内に侵入することがなくなり、水１４の流路の閉塞が防
止される。これにより、気液の流路が固体高分子膜１１
で閉塞することが防止され、供給溝２０への水１４の供
給のアンバランスが解消し、均一な水１４の供給が可能
となる。また、ヘッダ部３１に剛性があるので、気液の
シール性が向上し、燃料電池運転の信頼性も向上する。
なお、図中符号３４，３５はシール部材を各々図示す
る。
１とセパレータ１６を積層することにより、図７に示す
ように、凸部２５の頂点部分とヘッダ部３１の切り欠き
部分３３の内面が接するので、固体高分子膜１１が凹部
内に侵入することがなくなり、水１４の流路の閉塞が防
止される。これにより、気液の流路が固体高分子膜１１
で閉塞することが防止され、供給溝２０への水１４の供
給のアンバランスが解消し、均一な水１４の供給が可能
となる。また、ヘッダ部３１に剛性があるので、気液の
シール性が向上し、燃料電池運転の信頼性も向上する。
なお、図中符号３４，３５はシール部材を各々図示す
る。
【００２８】本実施の形態ではセパレータ１６の水を供
給又は排出する孔１８ａ，１９ａの周囲近傍に凸部２５
を形成しているので、ヘッダ部材３１の形状を直角三角
形状としているが、例えば図１のような供給溝２０の両
端部分の二等辺三角形状となるように凹凸部を形成した
場所にはそれに合わせて二等辺三角形状のヘッダ部材と
すればよい。
給又は排出する孔１８ａ，１９ａの周囲近傍に凸部２５
を形成しているので、ヘッダ部材３１の形状を直角三角
形状としているが、例えば図１のような供給溝２０の両
端部分の二等辺三角形状となるように凹凸部を形成した
場所にはそれに合わせて二等辺三角形状のヘッダ部材と
すればよい。
【００２９】
【発明の効果】以上述べたように、［請求項１］の発明
によれば、固体電解質膜を挾持してなる給電体の外側に
設けられ、電解用の水を供給する多数の溝を有したセパ
レータであって、セパレータ本体の四隅に設けた水供給
・排出孔と、該水供給孔から供給された水を流通する複
数の波形の供給溝と、上記給電体を両面で支持する支持
部と、をプレス型で一体に形成してなるので、支持部で
給電体を良好に支持できると共に、両面に形成した溝に
水を供給することができ、しかも水の流れは均一とな
り、水供給が安定され、電解の進行が安定して行うこと
ができる。また、一体に成形してなるので、従来のよう
な水の供給・排出ヘッダ等の部材が不要となり、コンパ
クトになるとともに、製造コストが低減する。
によれば、固体電解質膜を挾持してなる給電体の外側に
設けられ、電解用の水を供給する多数の溝を有したセパ
レータであって、セパレータ本体の四隅に設けた水供給
・排出孔と、該水供給孔から供給された水を流通する複
数の波形の供給溝と、上記給電体を両面で支持する支持
部と、をプレス型で一体に形成してなるので、支持部で
給電体を良好に支持できると共に、両面に形成した溝に
水を供給することができ、しかも水の流れは均一とな
り、水供給が安定され、電解の進行が安定して行うこと
ができる。また、一体に成形してなるので、従来のよう
な水の供給・排出ヘッダ等の部材が不要となり、コンパ
クトになるとともに、製造コストが低減する。
【００３０】［請求項２］の発明によれば、上記給電体
の支持部が上記供給溝の外周に形成され、６角形状の各
辺に交互に形成された凹凸部であるので、給電体の支持
構造が完全リバーシブル構造となると共に、供給水の流
れがさらに良好となり、電解の進行が安定して行うこと
ができる。
の支持部が上記供給溝の外周に形成され、６角形状の各
辺に交互に形成された凹凸部であるので、給電体の支持
構造が完全リバーシブル構造となると共に、供給水の流
れがさらに良好となり、電解の進行が安定して行うこと
ができる。
【００３１】［請求項３］の発明によれば、上記水供給
・排出孔の近傍に凹凸部を形成し、上記給電体を支持す
るので、供給体の支持がさらに良好となる。
・排出孔の近傍に凹凸部を形成し、上記給電体を支持す
るので、供給体の支持がさらに良好となる。
【００３２】［請求項４］の発明によれば、請求項１に
おいて、セパレータ本体がチタン合金薄膜であるので、
発生するガスである水素及び酸素に対する耐性、電解質
に対する耐蝕性が良好となる。
おいて、セパレータ本体がチタン合金薄膜であるので、
発生するガスである水素及び酸素に対する耐性、電解質
に対する耐蝕性が良好となる。
【００３３】［請求項５］の発明によれば、請求項３に
おいて、上記凹凸部と固体電解質膜との間に剛性のヘッ
ダ部を介装してなるので、固体高分子膜が凹部に張り付
くことが防止され、水の供給が良好となり、供給溝への
水の供給が均一と共に、シール性も向上する。
おいて、上記凹凸部と固体電解質膜との間に剛性のヘッ
ダ部を介装してなるので、固体高分子膜が凹部に張り付
くことが防止され、水の供給が良好となり、供給溝への
水の供給が均一と共に、シール性も向上する。
【００３４】［請求項６］の電解セル構造の発明によれ
ば、水素イオン透過性の固体高分子膜からなる電解質膜
と、該電解質膜の両側に配された陽極側給電体と陰極側
給電体と、これら給電体の外側に電解する純水が通るた
めの多数の溝を有した請求項１乃至５記載のいずれか１
項のセパレータとからなるので、電解セル構造がコンパ
クト化され、また良好な電解が可能となる。
ば、水素イオン透過性の固体高分子膜からなる電解質膜
と、該電解質膜の両側に配された陽極側給電体と陰極側
給電体と、これら給電体の外側に電解する純水が通るた
めの多数の溝を有した請求項１乃至５記載のいずれか１
項のセパレータとからなるので、電解セル構造がコンパ
クト化され、また良好な電解が可能となる。
【００３５】［請求項７］の水素製造装置の発明によれ
ば、請求項１乃至５記載のいずれか１項のセパレータの
表面側と裏面側とに水を供給して陽極側給電体と陰極側
給電体とに電解用の水を供給し、両給電体間に直流電流
を印加し、陰極側に水素ガスを取り出すので、コンパク
トな構造で安定して水素を得ることができる。
ば、請求項１乃至５記載のいずれか１項のセパレータの
表面側と裏面側とに水を供給して陽極側給電体と陰極側
給電体とに電解用の水を供給し、両給電体間に直流電流
を印加し、陰極側に水素ガスを取り出すので、コンパク
トな構造で安定して水素を得ることができる。
【図１】本実施の形態にかかるセパレータの概略図であ
る。
る。
【図２】図２（Ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、図２（Ｂ）
は図１のＢ−Ｂ断面図である。
は図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】本実施の形態にかかるセパレータ本体の平面図
である。
である。
【図４】本実施の形態にかかる電解セル構造の概略図で
ある。
ある。
【図５】他の実施の形態のセパレータ構造の概略図であ
る。
る。
【図６】ヘッダ部の構成図であり、
【図７】セパレータとヘッダ部とを積層させた状態の断
面図である。
面図である。
【図８】従来技術にかかるセパレータの斜視図である。
【図９】従来技術にかかる電解セル構造図である。
１１ 固体電解質膜 １２，１３ 給電体 １４ 水 １６ セパレータ １８ａ，１８ｂ 供給孔 １９ａ，１９ｂ 排出孔 ２０ 供給溝 ２１ 凸部（支持部） ２２ 凹部 ２３ 入口水室 ２４ 出口水室 ２５ 凸部
フロントページの続き (72)発明者 谷 俊宏 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 Ｆターム(参考） 4K021 AA01 BA02 CA02 DB04 DB31 DB48 DB49 DB53 DC03 5H026 AA06 BB02 CC03 CC08 EE08
Claims (7)
- 【請求項１】 固体電解質膜を挾持してなる給電体の外
側に設けられ、電解用の水を供給する多数の溝を有した
セパレータであって、 セパレータ本体の四隅に設けた水供給・排出孔と、 該水供給孔から供給された水を流通する複数の波形の供
給溝と、 上記給電体を両面で支持する支持部と、をプレス型で一
体に形成してなることを特徴とするセパレータ。 - 【請求項２】 請求項１において、 上記給電体の支持部が上記供給溝の外周に形成され、６
角形状の各辺に交互に形成された凹凸部であることを特
徴とするセパレータ。 - 【請求項３】 請求項１において、 上記水供給・排出孔の近傍に凹凸部を形成し、上記給電
体を支持することを特徴とするセパレータ。 - 【請求項４】 請求項１において、 セパレータ本体がチタン合金薄膜であることを特徴とす
るセパレータ。 - 【請求項５】 請求項３において、 上記凹凸部と固体電解質膜との間に剛性のヘッダ部を介
装してなることを特徴とするセパレータ。 - 【請求項６】 水素イオン透過性の固体高分子膜からな
る電解質膜と、 該電解質膜の両側に配された陽極側給電体と陰極側給電
体と、 これら給電体の外側に電解する純水が通るための多数の
溝を有した請求項１乃至５記載のいずれか１項のセパレ
ータとからなることを特徴とする電解セル構造。 - 【請求項７】 請求項１乃至５記載のいずれか１項のセ
パレータの表面側と裏面側とに水を供給して陽極側給電
体と陰極側給電体とに電解用の水を供給し、 両給電体間に直流電流を印加し、陰極側に水素ガスを取
り出すことを特徴とする水素製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000008522A JP4451954B2 (ja) | 1999-07-14 | 2000-01-18 | セパレータ及びそれを用いた電解セル構造 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-199829 | 1999-07-14 | ||
| JP19982999 | 1999-07-14 | ||
| JP2000008522A JP4451954B2 (ja) | 1999-07-14 | 2000-01-18 | セパレータ及びそれを用いた電解セル構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001081589A true JP2001081589A (ja) | 2001-03-27 |
| JP4451954B2 JP4451954B2 (ja) | 2010-04-14 |
Family
ID=26511779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000008522A Expired - Lifetime JP4451954B2 (ja) | 1999-07-14 | 2000-01-18 | セパレータ及びそれを用いた電解セル構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4451954B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006504872A (ja) * | 2002-10-14 | 2006-02-09 | ラインツ−ディクトゥングス−ゲーエムベーハー | 電気化学的システム |
| WO2011158551A1 (ja) * | 2010-06-15 | 2011-12-22 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池セル |
| JP2013173995A (ja) * | 2012-02-27 | 2013-09-05 | Vantec:Kk | 電解室構造、電解セルユニット、電解セルスタック及び水素発生装置 |
| JP2015003294A (ja) * | 2013-06-20 | 2015-01-08 | パナソニック株式会社 | 電解水生成装置 |
| JP2016174982A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-10-06 | 株式会社東芝 | 電解装置 |
-
2000
- 2000-01-18 JP JP2000008522A patent/JP4451954B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006504872A (ja) * | 2002-10-14 | 2006-02-09 | ラインツ−ディクトゥングス−ゲーエムベーハー | 電気化学的システム |
| WO2011158551A1 (ja) * | 2010-06-15 | 2011-12-22 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池セル |
| JP5516917B2 (ja) * | 2010-06-15 | 2014-06-11 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池セル |
| US8999597B2 (en) | 2010-06-15 | 2015-04-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
| JP2013173995A (ja) * | 2012-02-27 | 2013-09-05 | Vantec:Kk | 電解室構造、電解セルユニット、電解セルスタック及び水素発生装置 |
| JP2015003294A (ja) * | 2013-06-20 | 2015-01-08 | パナソニック株式会社 | 電解水生成装置 |
| JP2016174982A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-10-06 | 株式会社東芝 | 電解装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4451954B2 (ja) | 2010-04-14 |
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