JP2002519508A - 電気化学電池用のスクリーンアセンブリ - Google Patents

電気化学電池用のスクリーンアセンブリ

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Abstract

(57)【要約】 固体膜の水和反応を支持し容易とするため、電気化学電池で使用されるスクリーンアセンブリである。スクリーンアセンブリは、素線及び開口部を有する平面の2層を備え、第2層の素線が、第1層開口部をほぼ横切って配置される。実施例において、層の開口部は、菱形であり、第1層の開口部が、第2層開口部に一般的に直交して位置付けられる。電気化学電池の膜水和が、スクリーンアセンブリの素線により支持され、その開口部により容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 発明の背景 発明の分野 本発明は、一般に陽子交換膜電気化学電池に関する。より詳細には、本発明は
、陽子交換膜の完全な状態と構造を保持し、高圧力及び高流体流量における作動
を容易とし、その信頼性も向上させるスクリーンアセンブリに関する。
【0002】 関連する技術 電気化学電池は、通常電解槽又は燃料電池のどちらかに分類されるエネルギー
変換装置であり、水素給水を有する電解槽が含まれる。陽子交換膜電解槽は、水
を電気分解し、水素及び酸素ガスを生成する水素発生器として機能する。図1を
参照すると、一般的単一アノード給水電解槽101において、プロセス水102
が、酸素電極(アノード)103で反応を生じ、酸素ガス104、電子、水素イ
オン(陽子)105を生成する。
【0003】 この反応は、アノード103に電気接続される電源106の正端子、水素電極
(カソード)107に接続される電源106の負端子により生じる。酸素ガス1
04、プロセス水102’の一部は、電解槽101から排出するが、一方陽子1
05、水102”は、陽子交換膜108を横切ってカソード107に移動し、そ
こで水素ガス109が生成される。
【0004】 一般的電気化学電池には、多くの個々のスタック状に配置された電池が含まれ
、通常水がその電池を高圧で通過する。スタック内電池は、カソード、陽子交換
膜、アノードを含み、直列に配置される。このカソード・膜・アノードアセンブ
リ(以降、“膜アセンブリ”と称する)は、スクリーン又はエキスパンドメタル
のパックによりどちらか一方側に支持され、これらパックは、電池フレーム及び
分離板に囲まれ、反応室が形成され、そこに流体が封入される。
【0005】 スクリーンパックでは、反応室内にフローフィールドが形成され、それにより
流体移動、膜水和が容易となり、膜に対して機械的支持が与えられ、また電極に
対する電子の搬入・搬出手段が提供される。
【0006】 上述のように、膜アセンブリは、スクリーンパックにより支持される。膜の厚
さは、通常約0.02〜0.012インチ程度である。電極は、膜のどちらか一
方側に圧接、又は結合され、電源に電気接続される高表面積の貴金属の薄い構造
(約0.002インチより薄い)を有し、膜水和が行われる。適切に支持される
と、膜は、水素、酸素ガス間で堅固なバリアの役割を果たすことになる。
【0007】 スクリーンパックは、電極に対して膜の両側に位置付けられ、膜アセンブリは
構造的に剛性が確保される。しかし、作動中の電池内に存在する高差圧のため、
低圧力側の膜と電極が、強制的にスクリーンパックに組込まれることになる。
【0008】 従来のスクリーンパックは、多くの不利な点、欠点がある。例えば、既存のス
クリーンパックは、スクリーン材からなる多数の層を備え、このスクリーン材は
、縦0.125インチ(3.17ミリメートル(mm)),横0.053インチ
(1.35mm)〜0.071インチ(1.80mm)のパターン開口部を有す
る0.007インチ(0.178mm)〜0.0010インチ(0.254mm
)厚の金属素線よりなる(通常3/0スクリーンとして知られている)。
【0009】 通常の作動条件下では、膜アセンブリは、約390プシー(psi)の差圧で
、電池の低圧力側上の第1スクリーン層の開口部内に強制的に押入れられる。こ
のスクリーン層内への膜押出しのため、スクリーン開口部中心における膜応力が
、約4,600psiまで上昇するが、一方で膜材の最大許容圧力は、約2,0
00psi程度である。その結果、高い軸応力により、時間経過とともに膜内に
スクリーン素線が強制的に押入れられることになり、それによりスクリーン開口
領域が膜材で埋められてしまう。或いは、膜破断が起きて、水素と酸素ガスが混
合されてしまう。
【0010】 上述の従来のスクリーンは、大きな開口部を有し、つまり3/0スクリーンで
あり、十分な機械的支持を付与するものではなく、また開口部が小さいスクリー
ンの場合、質量フロー特性が十分ではなかった。米国特許第5,296,109
号(Carlson及び他)記載のように、より小さな開口部、よってより小さい開口
面積を有するスクリーンを利用する努力がなされてきたが、成功には至らなかっ
た。
【0011】 これらの努力は、流体移動の減少をもたらし、結果として膜水和が劣化し、乾
燥点、つまり膜外の局所的乾燥を生じてしまった。そして結局は、電池の故障も
生じてしまう。小さな開口スクリーンに使用に関連する問題のため、Carls
on及び他は、多孔板を使い、所望の質量フロー特性、膜アセンブリ支持を達成
することを教示している。
【0012】 このようなCarlson及び他による多孔板は、電極への水のアクセスを提
供し、酸素による開口部閉鎖の問題が解決される。しかし、このような板は製造
にコストがかかり、また均一な厚さ、多孔性、機械特性等に関して、反復性を達
成することが困難である。よって、比較的低コストの電気化学システム、又は大
量生産用として実行可能な代替物とはならない。 従って、本技術において必要なのは、電池の質量フロー特性に悪影響を与える
ことなく、構造保全性を提供する製造が容易な改良スクリーンアセンブリである
【0013】 発明の概要 上述の先行技術における欠点、不利な点は、本発明の電気化学電池用スクリー
ンアセンブリ、及び電気化学電池により解決される。本発明の電気化学電池用ス
クリーンアセンブリは、それぞれ開口部を有する第1及び第2スクリーン層を備
え、第2スクリーン層の開口部のほうが第1スクリーン層の開口部より大きく、
また第2スクリーン層が、第1スクリーン層に平行に、且つ接触して配置される
【0014】 本発明の電気化学電池は、電解質膜と、膜の両側に配置される電極と、各電極
に隣接配置されるスクリーンアセンブリとを備え、少なくともスクリーンアセン
ブリの1つが、それぞれ開口部を有する第1及び第2スクリーン層を有し、第2
スクリーン層の開口部のほうが第1スクリーン層の開口部より大きい。ここで、
第2スクリーン層は、第1スクリーン層に平行、且つ接触して配置される。 本発明の上述、及び他の特徴、利点は、当業者であれば、次の詳細な説明、図
面から理解できる。
【0015】 発明の好ましい実施の形態 本発明のスクリーンパックは、多層のスクリーンからなり、電極に隣接する層
が、より小さな開口部、及び/又は小さな素線の太さを有し、膜に対する支持が
向上される。図2において、電池1は、どちらか一方側に結合されるアノード3
、カソード7を有する陽子交換膜8を含み、膜8の周辺部は、一対の電池フレー
ム21間に設置される。酸素スクリーンパック43は、アノード3と酸素分離板
45間のフレームアセンブリ活性領域内に設置される。一方、水素スクリーンパ
ック22は、水素分離板24とカソード7間の電池フレーム21内に設置される
【0016】 作動の際、プロセス水2が入口25に入り、水の一部が、酸素スクリーンパッ
ク43内に向けられる。スクリーンパック43内に向けられない水2の一部は、
スタックを備える構成要素内に軸整合な孔により形成される管路25に沿って引
き続き流れ、電池1外に位置する電池スタック(図示せず)の次の電池に入る。
スクリーンパック43を通されたプロセス水2の一部は、アノード3に接触し、
そこで水は電気化学的に酸素ガスと陽子に変換される。酸素ガス、また余分な水
も、水をアノード3に振り向けたのと同じポート構成により、電池から排出され
る。
【0017】 電池内のガス発生は、外部圧力調節と組み合わされ、電池の酸素側と水素側間
で大きな差圧を生じる。この差圧は、膜8とカソード7を反対のスクリーンパッ
クに強制的に押し付けることになる。ここで、差圧方向、つまりカソード側への
圧力が大きいか、小さいかは、電気化学システムの応用条件に依存することに留
意する必要がある。
【0018】 図3において、例えば、第1及び第2スクリーンパック50、51は、水素ス
クリーンパック22の最初の2層を構成する。スクリーン層50、51は、好ま
しくはそれぞれ素線54、55により形成された菱形等の伸張開口部52、53
を有する平面スクリーン層よりなることが望ましい。好適実施例において、開口
部、また後のスクリーンにおける開口が、同位相、又は同一方向配向しないよう
開口部配置が行われる。
【0019】 この際、スクリーン層50の配置開口部52が、菱形開口部スクリーン層51
にほぼ直交して配置され、それにより菱形開口部52が、特に好ましい素線55
により部分的に妨害されることになる。開口部の好ましい形状は、質量フロー特
性、これら開口部を有するスクリーンパックで達成される構造保全に依存する。
菱形開口部が図を基に例示されているが、本発明では他の開口形態でも効果が期
待できる。
【0020】 例えば、特に卵形、円形、六角形等があり、伸張形開口部が好ましい。隣接ス
クリーン層内の菱形開口部は、お互い直交するよう配向されるのが好ましいが、
他の配向でも使用できる。更に、図5に示すように、様々なスクリーン層50、
51’の開口部も、異なる幾何形状、つまりそれぞれ菱形、四角形とすることが
でき、スクリーン層の好ましい大きさ、幾何形状は、質量フロー特性に依存する
【0021】 図4、5は、図2と関連して、作動中、膜8に構造及びその保全を提供する膜
支持装置の性能を示す図である。作動中の電池半分側間での差圧により、カソー
ド7と膜8が、平面から菱形せん孔52内に偏向された第1スクリーン層50の
素線54に押圧され、そこで第2スクリーン層51(51’)の素線55により
その変位が阻止される。スクリーン層51(51’)はスクリーン層50を支持
し、一方後の層(図示せず)が、スクリーン層50、51(51’)の両方を支
持する。
【0022】 スクリーン層の好適な数は、スクリーンパックが採用される電池の側、電池差
圧、素線形成の開口部の大きさ、所望の質量フロー特性に依存する。電解槽にお
いて、例えば、差圧390psiで作動し、縦約0.046インチ(1.17m
m)、横約0.077インチ(1.96mm)の菱形開口部を使用する場合、電
池の低圧力側は、スクリーン50、51(51’)、及び後のスクリーンを有し
、合計9スクリーンとする。一方、電池の高圧力側は、スクリーン50、51(
51’)、その後のスクリーンを有し、合計4スクリーンとなる。その後の層の
スクリーンも、前の層に続く後続の層の開口部を有するパターンで配置されるこ
とが好ましい。
【0023】 スクリーン層は、金属板、素線等の導電性材からなるせん孔シート、又は織メ
ッシュとすることができる。好適には、スクリーンは、電気化学電池環境におい
て不活性であり、導電性を有し、膜アセンブリに対して十分な構造保全性を付与
可能な金属製がよい。この金属としては、特にニオビウム、ジルコニウム、チタ
ン、タンタル、又はその合金等が使用できる。スクリーンは、エキスパンドメタ
ル、プレスシート、化学研磨シート、織スクリーン等、ほぼ平面のスクリーン部
材を産出するもであればどのような商用可能な実施例でもよい。
【0024】 本発明のスクリーンは、少なくとも第1の薄層を使用し、膜アセンブリの切断
、破断を防ぐようにすることが好ましい。このような薄いスクリーンは、素線の
厚さが、約0.005インチ(0.127mm)より薄く、好ましくは0.00
4インチ(0.102mm)、特に約0.002インチ(0.051mm)〜約
0.0035インチ(0.089mm)とするのが好ましい。
【0025】 この薄いスクリーン層により膜アセンブリが支持され、スクリーンパック内へ
の押出しが防止され、スクリーン素線による膜アセンブリ切断が抑止される。後
のスクリーン層も同様の素線厚とすることができる。この場合、厚い素線のほう
が構造保全性が向上するため、約0.005インチ以上の素線厚が好ましい。 スクリーン素線厚の減少に加え、少なくとも第1スクリーン層用に、縮小され
た開口部の大きさを採用することも好ましい。この際、質量フロー要求に基づき
、後のスクリーン層用にも縮小された開口部の大きさが採用される。
【0026】 開口部(せん孔、又は孔)の実際の大きさは、採用される所望の質量流量とス
クリーン層数に依存する。菱形パターンの場合、390psi差圧で作動する電
解槽において、0.125インチ(3.17mm)より小さい菱形サイズ,つま
り0.071インチ(1.80mm)より小さい“b”(幅)、3/0の“a”
(高さ)、が使用できる。この際、約0.125インチ(3.17mm)〜約0
.050インチ(1.27mm)の大きさ、つまり約0.071インチ(1.8
0mm)〜約0.027インチ(0.686mm)の“b”,約3/0〜約5/
0の“a”が好ましい。
【0027】 電極隣接のスクリーン層では、特に4/0のスクリーン、つまり縦約0.07
7インチ(1.96mm)、横約0.033インチ(0.838mm)〜約0.
046インチ(1.17mm)が好ましい(図3の“a”,“b”を参照)。後
の層でも、小さな開口部の大きさを採用できる。或いは、電極隣接のスクリーン
層開口部の大きさより大きな開口部を採用でき、それにより質量フロー特性を向
上できる。
【0028】 スクリーン、又は他の媒体内の孔を塞ぎ、電極への水のアクセスを防ぐ酸素関
連の質量フロー問題は、素線厚さと開口部大きさの組合せによりほぼ排除できる
ことが分かっている。例えば、大きな素線厚では、スクリーン通過のフローを可
能とするため、大きな開口部の大きさが必要である。しかし、薄い素線厚、つま
りおよそ0.003インチ(0.076mm)でも、その質量フロー特性に悪影
響を及ぼすことなく、3/0、4/0のスクリーンも使用可能である。
【0029】 その結果、良好な質量フロー特性を維持する一方、所望の構造保全性を達成す
るのに適当なスクリーンの大きさは、開口部の大きさに基づき素線厚を制御する
ことにより決定できる。本来、開口部の大きさが減少するにつれ、素線の大きさ
も減少する必要がある。例えば、3/0のスクリーンでは、約0.007インチ
(0.178mm)の素線厚が設定できる。4/0、又は5/0のスクリーンで
は、0.005インチ(0.127mm)より小さい素線厚、好ましくはおよそ
0.003インチ(0.076mm)の厚さとする必要がある。
【0030】 再び図3、4、5において、本発明の重要な側面は、層50の開口部52は、
素線55により不当に妨害されることはない。本発明によれば、開口部52の非
妨害部は流体通過を容易とすることにより、膜8が十分に水和される。この容易
な流体通過は、素線開口部では伸張幾何形状が好ましいため、層50内に大きな
開口部を設置し、また比較的薄い素線55を利用することにより達成される。
【0031】 上述の特徴を有する膜支持装置では、スクリーンパックを原因とする損傷から
の保護が向上し、高流体圧力及び高流量のフロー配分が向上し、また低製造コス
トが達成できる。本装置は、ほとんど全タイプの電解槽に有効であり、膜の給水
、及び・又は低圧力側で使用される場合特に有益である。好適実施例では、膜の
非支持長、平面からの変位が減少する。膜の伸張が減少する結果、膜アセンブリ
内の応力が、使用膜タイプで容認できる範囲内に抑制される。
【0032】 以上、好適実施例を図面を基に記載したが、本発明の要旨と範囲を超えること
なく、様々な修正・変更が可能である。従って、本発明を単に例示して、説明し
たものであり、その例に限定されるものではない。説明に供した図は本発明を例
示するものであり、発明の範囲に制限を加えるものではない。
【図面の簡単な説明】 図内、同じ要素は、同様の符号で表示する。
【図1】 先行技術における電気化学反応を行う電気化学電池の略図である。
【図2】 電池の構成要素の関係を示す電気化学電池の断面図である。
【図3】 本発明のスクリーンアセンブリを示す平面図である。
【図4】 本発明における膜を支持するスクリーンアセンブリの等角投影部分断面図であ
る。
【図5】 本発明における膜を支持するスクリーンアセンブリの等角投影部分断面図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB ,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,GH,G M,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE ,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS, LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,M X,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE ,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT, UA,UG,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 4K021 AA01 BA02 BB04 CA08 CA09 DB31 DB46 DB53

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水側電気化学電池用のスクリーンアセンブリであって、 第1開口部を有する第1スクリーン層で、前記第1開口部の大きさが、縦約0
    .077インチ(1.96ミリメートル(mm))以下、横約0.033インチ
    (0.838mm)以下であり、厚さが0.005インチ(0.127mm)よ
    り小さく、前記大きさと前記厚さとが、その組合せにより、前記第1開口部を水
    、及びガスが通過可能となるよう相互に構成され、更に、 第2開口部を有する複数の後続のスクリーン層とを備え、前記後続のスクリー
    ン層が、前記第1スクリーン層に平行、且つ接触して配置されるスクリーンアセ
    ンブリ。
  2. 【請求項2】 前記第1スクリーン層の厚さが、約0.004インチ(0.
    102mm)以下である、請求項1に記載の水側電気化学電池用のスクリーンア
    センブリ。
  3. 【請求項3】 前記第1スクリーン層の厚さが、約0.0035インチ(0
    .089mm)以下である、請求項1に記載の水側電気化学電池用のスクリーン
    アセンブリ。
  4. 【請求項4】 前記第2開口部の少なくとも一部の大きさが、前記第1開口
    部より大きい、請求項1に記載の水側電気化学電池用のスクリーンアセンブリ。
  5. 【請求項5】 前記後続のスクリーン層の少なくとも一部が、前記第1の厚
    さより大きい第2の厚さを持つ第2素線を有する、請求項1に記載の水側電気化
    学電池用のスクリーンアセンブリ。
  6. 【請求項6】 前記第1の厚さが、前記第2の厚さの約半分である、請求項
    5に記載の水側電気化学電池用のスクリーンアセンブリ。
  7. 【請求項7】 前記第1と第2開口部が、ほぼ伸張された、菱形、又は卵形
    の幾何形状を有する、請求項1に記載の水側電気化学電池用のスクリーンアセン
    ブリ。
  8. 【請求項8】 前記第1開口部が、前記第2開口部に対して一般に直交して
    配置される、請求項7に記載の水側電気化学電池用のスクリーンアセンブリ。
  9. 【請求項9】 前記第1及び第2開口部が、異なる幾何形状を有する、請求
    項1に記載の水側電気化学電池用のスクリーンアセンブリ。
  10. 【請求項10】 前記後のスクリーン層の少なくとも一部が、前記第1の厚
    さとほぼ等しい第2の厚さを持つ第2素線を有する、請求項1に記載の水側電気
    化学電池用のスクリーンアセンブリ。
  11. 【請求項11】 前記後のスクリーン層の一部が、前記第1開口部とほぼ等
    しい開口部の大きさを有する、請求項10に記載の水側電気化学電池用のスクリ
    ーンアセンブリ。
  12. 【請求項12】 電気化学電池であり、 第1及び第2のガス側を有する電解質膜と、 前記膜の第1ガス側上に配置される第1ガス電極と、 前記膜の第2ガス側上に配置される第2ガス電極と、 前記第1ガス電極に隣接配置される第1ガススクリーンアセンブリで、前記第
    1ガススクリーンアセンブリが、第1開口部を有する第1スクリーン層と、前記
    第1開口部は、縦約0.077インチ(1.96mm)以下、横約0.033イ
    ンチ(0.838mm)以下の第1大きさと、0.005インチ(0.127m
    m)より小さい第1の厚さとを有し、後続の開口部を有する少なくとも1つの後
    続のスクリーン層とを有し、前記後続のスクリーン層が、前記第1スクリーン層
    に平行、且つ接触して配置され、前記第1大きさと前記第1の厚さとが、その組
    合せにより、前記第1開口部を水、及び第1ガスが通過可能となるよう、相互に
    構成され、 前記カソード電極に隣接し、且つ接触して配置される第2ガススクリーンアセ
    ンブリと、を備える。
  13. 【請求項13】 前記電気化学電池が、前記膜の第1ガス側での圧力が、前
    記膜の第2ガス側での圧力より低くなるよう、前記膜に対する差圧を有する、請
    求項12に記載の電気化学電池。
  14. 【請求項14】 前記後続の開口部が、後続の大きさ、及び厚さを有し、前
    記第1の厚さが、前記後続の厚さより小さい、請求項13に記載の電気化学電池
  15. 【請求項15】 前記第1の厚さが、前記第2の厚さの約半分以下である、
    請求項14に記載の電気化学電池。
  16. 【請求項16】 前記第1開口部と、前記後の開口部が、ほぼ伸張された、
    菱形、又は卵形の幾何形状を有する、請求項12に記載の電気化学電池。
  17. 【請求項17】 前記第1開口部が、前記後の開口部に対して一般に直交し
    て配置される、請求項16に記載の電気化学電池。
  18. 【請求項18】 前記第1と第2開口部が、異なる幾何形状を有する、請求
    項12に記載の電気化学電池。
  19. 【請求項19】 前記第1の厚さが、約0.0035インチ(0.089m
    m)以下である、請求項11に記載の電気化学電池。
  20. 【請求項20】 電気化学電池であり、 第1及び第2ガス側を有する電解質膜と、 前記第1ガス側上に配置される第1ガス電極と、 前記第2ガス側上に配置される第2ガス電極と、 前記第1ガス電極に隣接配置される第1ガススクリーンアセンブリと、前記第
    1ガススクリーンアセンブリが、第1開口部を有する第1スクリーン層と、前記
    第1開口部は、縦が約0.125インチ(3.17mm)より小さく、横が約0
    .071インチ(1.80mm)より小さい第1の大きさと、前記第1の厚さが
    、約0.0035インチ(0.089mm)以下であり、後続の開口部を有する
    少なくとも1つの後のスクリーン層とを有し、前記後続のスクリーン層が、前記
    第1スクリーン層に平行、且つ接触して配置され、前記第1大きさと前記第1の
    厚さとが、その組合せにより、前記第1開口部を水、及び第1ガスが通過可能と
    なるよう、相互に構成され、 前記カソード電極に隣接、且つ接触して配置される第2ガススクリーンアセン
    ブリと、を備える。
  21. 【請求項21】 前記電気化学電池が、前記膜の酸素側での圧力が、前記膜
    の水素側での圧力より低くなるよう、前記膜に対する差圧を有する、請求項20
    に記載の電気化学電池。
  22. 【請求項22】 前記後続の開口部が、後続の大きさ、及び厚さを有し、前
    記第1厚さが、前記後続の厚さより小さい、請求項20に記載の電気化学電池。
  23. 【請求項23】 前記第1の厚さが、前記第2の厚さの約半分以下である、
    請求項22に記載の電気化学電池。
  24. 【請求項24】 前記第1開口部と前記後続の開口部が、ほぼ菱形、又は卵
    形の幾何形状を有する、請求項20に記載の電気化学電池。
  25. 【請求項25】 前記第1開口部が、前記後続の開口部に対して一般に直交
    して配置される、請求項24に記載の電気化学電池。
  26. 【請求項26】 前記第1の大きさが、縦約0.050インチ(1.27m
    m)〜約0.125インチ(3.17mm)、横約0.027インチ(0.68
    6mm)〜約0.071インチ(1.80mm)である、請求項20に記載の電
    気化学電池。
  27. 【請求項27】 前記第1の大きさが、縦約0.050インチ(1.27m
    m)〜約0.007インチ(1.96mm)、横約0.027インチ(0.68
    6mm)〜約0.033インチ(0.838mm)である、請求項20に記載の
    電気化学電池。
  28. 【請求項28】 電気化学電池であり、 高圧側と低圧力側を有する電解質膜と、前記低圧力側が、前記高圧力側より低
    い圧力を有し、 前記高圧力側上に配置される高圧電極と、 前記低圧力側上に配置される低圧電極と、 前記低圧電極に隣接配置される低圧スクリーンアセンブリと、前記低圧スクリ
    ーンアセンブリが、第1開口部を有する第1スクリーン層と、前記第1開口部が
    、縦約0.077インチ(1.96mm)以下、横約0.033インチ(0.8
    38mm)以下の第1大きさを有し、前記第1の厚さが、約0.0035インチ
    (0.089mm)以下であり、後続の開口部を有する少なくとも1つの後続の
    スクリーン層とを有し、前記後続のスクリーン層が、前記第1スクリーン層に平
    行、且つ接触して配置され、前記第1の大きさ、前記第1の厚さが、組み合わせ
    られるよう相互に構成され、 前記カソード電極に隣接、且つ接触して配置される高圧スクリーンアセンブリ
    と、を備える。
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