JP2003523599A - 電気化学電池における作用面積の圧縮維持方法 - Google Patents

電気化学電池における作用面積の圧縮維持方法

Info

Publication number
JP2003523599A
JP2003523599A JP2000591248A JP2000591248A JP2003523599A JP 2003523599 A JP2003523599 A JP 2003523599A JP 2000591248 A JP2000591248 A JP 2000591248A JP 2000591248 A JP2000591248 A JP 2000591248A JP 2003523599 A JP2003523599 A JP 2003523599A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
high pressure
electrochemical cell
pad
operating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000591248A
Other languages
English (en)
Inventor
ケー．シープ ジェイソン
イー．ドリスティー マーク
エム．モルター トレント
シー．モールスロープ，ジュニア． ローレンス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proton Energy Systems Inc
Original Assignee
Proton Energy Systems Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Proton Energy Systems Inc filed Critical Proton Energy Systems Inc
Publication of JP2003523599A publication Critical patent/JP2003523599A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0232—Metals or alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/05—Pressure cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0239—Organic resins; Organic polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0241—Composites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

(57)【要約】 本発明は導電性プレッシャーパッドを採用するユニークな電気化学電池スタックに関する。プレッシャーパッドは、電気化学電池環境と適合する材料よりなり、膜アセンブリの高圧力側上に、高圧力側スクリーンパックと緊密に接触して配置される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気化学電池の作用面積内に圧縮力を維持する方法に関する。特に
、本発明は、電気化学電池の高圧力側の作用面積内に圧縮力を維持するための圧
力パッドアセンブリの使用に関する。
【０００２】
【発明の背景】
電気化学電池は、通常電解槽か燃料電池のどちらかとして分類されるエネルギ
変換装置である。陽子交換膜電解槽は、電気分解的に水分解を行うことにより水
素と酸素ガスを生成する、水素ジェネレータとして機能する。図１を参照すると
、一般的単一陽極給水電解槽１０１において、プロセス水１０２が、酸素電極(
陽極)１０３で反応をおこし、酸素ガス１０４、電子、および水素イオン(陽子)
１０５生成する。
【０００３】 この反応は、電気的に陽極１０３に接続された電源１０６の正端子と、水素電
極(陰極)１０７に接続された電源１０６の負端子によって引き起こされる。酸素
ガス１０４とプロセス水１０２'の一部が電界槽１０１を退出し、その一方で陽
子１０５と水１０２''が、陽子交換膜１０８を横切り陰極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は、スタック状に配置される多くの個々の電池を含み、流
体、通常水、が高圧力で強制的に電池を通される。スタック内の電池は、陰極、
陽子交換膜、および陽極を含めて連続して配置される。陰極・膜・陽極アセンブ
リ(以下、「膜アセンブリ」と称する)は、スクリーンパック、またはエキスパン
ド金属により、どちらか一方側に支持される。
【０００５】 ついで、スクリーンパック、またはエキスパンド金属は、電池フレームと分離
器板によって囲まれ、反応室を形成して、その中に流体を封入する。スクリーン
パックは、反応室内にフローフィールドを確立し、それにより流体移動と膜の水
和を容易にし、膜の機械的支持と、電極へ、またはそこから電子を送る手段を提
供する。
【０００６】 圧力パッドは、電池作用面積、すなわち、電極において均一な圧縮を維持して
、それにより長時間フローフィールドと電池電極の間の緊密な接触を維持するた
め、電気化学電池内で従来から使用されてきた。従来、圧力パッドは、シリコン
ゴムなどのように、システム流体および/または電池膜と不適合な材料から作ら
れてきた。その結果、これらの圧力パッドは、保護ケース内に配置する必要があ
る。
【０００７】 通常、圧力パッドは、電池部品間の接触を保証するために、電気化学電池の作
動流体の加圧レベルから生じるものを相殺する応力レベルに、約プラス５０p.s.
iに予め加圧する。例えば、およそ４００p.s.iで作動する電解槽では、圧力パッ
ドは、装置保証圧力(使用圧力の1.5倍)プラス５０p.s.iを構成する ６５０p.s.i
を扱うように設計される。
【０００８】 通常、操作の間、５０〜およそ５００p.s.iの圧縮応力レベルでこれらのパッ
ドは維持される。あいにく、より高い応力レベルに圧縮されると、圧力パッドに
通常使用されるエラストマ材料は、圧縮永久ひずみが生じ、化学的に破壊されて
しまう。当該技術において必要なのは、均一な圧縮を維持し、２，０００p.s.i
を超える圧力で利用でき、また電気化学電池環境と適合する改良圧力パッドであ
る。
【０００９】
【発明の概要】
本発明はユニークな電気化学電池に関する。本発明によるこの電気化学電池は
、陽極; 陰極; 前記陽極と陰極間に配置される膜; 前記陰極に隣接配置され
、緊密接触される陰極スクリーンパック; そして前記陰極反対側の前記陰極ス
クリーンパックの側に隣接配置され、緊密接触される導電性圧力パッドとを備え
る。 本発明の上述の特徴、他の特徴および利点は、当業者であれば以下の詳細な説
明と図面により、理解、解釈できるであろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、ユニークな圧力パッドと、電気化学電池内でのその使用に関する。
この圧力パッドは、先行技術による圧力パッドと異なり、電気化学電池の高圧力
側上で、そのスクリーンパックと緊密に接触し、その代替品として利用すること
ができる。
【００１１】 本発明の圧力パッドは、支持部材と、電気化学電池環境に適合する導電性材料
を備える。好適には、この圧力パッドは、スクリーンパックとほぼ同様のサイズ
(特に直径)と、形状を有する。可能なエラストマ材料には、制限するわけでなは
いが、フッ化シリコン、フッ化エラストマなど、例えば、次のような市販品、Ｋ
ａｌｒｅｚ（商標）（デュポンドヌムール社、デラウェア州ウィルミントン）、
Ｖｉｔｏｎ（商標）（同社）、Ｆｌｕｏｒｅｌ（商標）（３Ｍ社、ミシガン州）
、またはその組合せ、混合、中でも特にフッ素エラストマが好適である。
【００１２】 本発明で利用できる導電性材料として、限定するわけではないが、鉄鋼、例え
ばステンレス、ニッケル、コバルト、炭素、貴金属、および耐火金属、混合物、
その合金を利用できる。導電性材料のタイプ、サイズ、およびジオメトリーは、
圧力パッドの片側からもう他方側に電流伝える必要性に基づく。その結果、その
ような電流を伝導することができるどんな材料ジオメトリーでも利用することが
できる。
【００１３】 そして、粒子、布(織布・不織布)、ファイバ(ランダム、プリフォーム)、他の
連続した片またはストリップを使用することができる。一実施例では、ファイバ
、または他の連続した片が好ましい。これは、粒子をい使用する際、電気パッド
を形成するため比較的高い圧力が必要となるためである。
【００１４】 例えば、圧力パッドを形成するために、エラストマ材料に鉄鋼か炭素ファイバ
のストリップを織ることができる。鋼板ストリップ、または炭素ファイバは、エ
ラストマストリップかファイバで織り交ぜるか、または直接エラストマ基板に縫
い付けてもよい。別の例では、圧力パッドを形成するために、炭素ファイバとＶ
ｉｔｏｎコードを一緒に織ることができる。即ち、直接炭素布基板にＶｉｔｏｎ
コードを織ることができるか、またはＶｉｔｏｎコードと炭素ファイバを一緒に
織ることができる。
【００１５】 圧力パッドは，スクリーンパックとすることができるである高圧力フローフィ
ールドと緊密に接触して配置される。陰極、陽極スクリーンパックとも、それぞ
れ水素ガス、水、酸素ガス、および水を通し、電流を通すものであれば、膜を支
持可能などんな従来のスクリーンでもよい。通常、スクリーンは、金属、または
より糸から形成されたさん孔シート、または織メッシュの層よりなる。
【００１６】 これらのスクリーンには、特に、ニオブ、ジルコニウム、タンタル、チタニウ
ム、ステンレス、ニッケル、およびコバルト等の鋼、その合金などの材料で通常
使用される。スクリーンにおける開口形状は、楕円形、円、および六角形からダ
イアモンド、他細長い形状まで及ぶことができる。電気化学電池における使用の
ために特に好適なスクリーンアセンブリとしては、本明細書で参照される米国特
許第０９−１０２，３０５号（トレントＭ．モルタ、弁理士書類番号９７−１８
０１）開示のものが挙げられる。
【００１７】 スクリーンアセンブリは、陰極・膜・陽極構成の膜アセンブリを支持する。こ
の構成において、陰極と陽極が、膜と緊密に接触して配置され、スクリーンアセ
ンブリが、したがって陰極と陽極に緊密に接触して配置される。膜は、限定する
わけではないが、陽子交換膜を含むどのような従来の膜でもよい。
【００１８】 陽子交換膜には、その他、Ｎａｆｉｏｎ（商標）（デラウェア州、ウィルミン
トン、Ｅ．Ｉデュポンドヌムール社より市販）などの均質過フッ化イオノマー、
Ｇｏｒｅ Ｓｅｌｅｃｔ（商標）（メリーランド州、エルクトン、Ｗ．Ｌ．Ｇｏ
ｒｅアソシエーツ社より市販）などのイオノマーＴｅｆｌｏｎ複合物、硫酸化ス
チレンなどのスチレン、ジビニルベンゼンなどのベンゼン、その混合物等が含ま
れる。
【００１９】 同様に、陰極と陽極電極は、従来の電極でよい。この従来の電極は、プラチナ
、パラジウム、ロジウム、炭素、金、タンタル、タングステン、ルテニウム、イ
リジウム、オスミウム、それの合金、および水を電解して、水素を生成すること
ができる他の触媒などの材料でよりなる。
【００２０】 図２、３を参照すると、図２は、陰極１０７，膜１０８、低圧力フローフィー
ルド１１０、高圧力フローフィールド１１２、高圧力分離板１１４、圧力パッド
１１６を有する一般的電気化学電池を示す。一方、図３は、陽極１０３、陰極１
０７、膜１０８、低圧力フローフィールド１１０、高圧力フローフィールド１１
２、および導電性圧力パッド１１８を有する、本発明一実施例による電気化学電
池を示す。
【００２１】 例えば、図３構成の０．１平方フィート(ｆ2)の作用面積を有する水電解槽で
は、１０p.s.iの圧力における水は、低圧力フローフィールド室により、陽極電
極を横断する。１００アンペアの直流(ＤＣ)が、電池を通過する間に、およそ２
ボルトの電圧が電池に印可される。Ｖｉｔｏｎ（商標）圧力パッドアセンブリが
、機械的に５０p.s.iに加圧され、１５０p.s.iの圧力で水素ガスが生成される。
【００２２】 本発明の別の実施例では、水など(最大で１００p.s.i，１０００p.s.i，２５
００p.s.i、またはそれをも超える圧力下)の高圧力流体を、本発明の導電性圧力
パッドと緊密に接触するように配置された高圧力フローフィールドを有する電気
化学電池の高圧力側に取り入れることができる。水は、高圧フローフィールドを
通り、高圧力電極から膜を横断し、イオンが生成される低圧力電極まで移動する
。イオンは、膜を横断して、高圧力電極に移動し、そこで水素等の第２高圧力流
体が生成される。そして、高圧力流体は、高圧力フローフィールドを通り抜ける
。
【００２３】 本発明の別の実施例では、高圧力流体(ここでも、最大で１００p.s.i，５００
p.s.i，１０００p.s.i，２５００p.s.i、またはそれをも超える圧力)を、本発明
の導電性圧力パッドと緊密に接触するように配置された高圧力フローフィールド
を有する電気化学電池の高圧力側に導入することができる。 高圧力流体は、高圧力フローフィールドに隣接、または流体が連通する電極上で
反応し、膜を横断し低圧力電極に移動するイオンが生成される。そして、この低
圧力流体は、低圧力フローフィールドを通り抜ける。
【００２４】 本発明の別の実施例では、低圧力流体が低圧力フローフィールドに導入され、
そこで低圧力流体が、低圧力フローフィールドに隣接、または流体が連通する電
極上で反応し、膜を横断し高圧力電極に移動するイオンが生成される。高圧力電
極では、高圧力流体が生成される。そして、高圧力流体は、本発明の導電性圧力
パッドに緊密接触配置される高圧力フローフィールドを通り抜ける。生成された
高圧力流体の圧力は、システム能力により、最大４００，１，０００、２、５０
０p.s.i、またはそれ以上の圧力を有することができる。
【００２５】 本発明のさらに別の実施例では、多孔度の勾配を有する圧力パッドを提供する
。この勾配は、膜への流体配分を向上するだけでなく、電気化学反応に必要であ
る電圧を下げて、膜と電極アセンブリの構造的健全性を提供し、スクリーンパッ
クの必要性を排除する。
【００２６】 織り交ぜられたエラストマと導電性材料を層状にすることにより、スクリーン
パックのサポートが向上し、または取り替えられ、多孔度勾配が形成される。例
えば、勾配を形成するために、漸次よりしっかり織られた圧力パッド材料の層を
形成することができる。この例では、層状の圧力パッドは、膜の方向に、または
その反対方向の勾配を有し、膜のどちらかの側に位置付ける。この構成において
、圧力パッドは、電池構成要素の積極的接触を確実にする手段として役立つだけ
でなく、膜サポートの第一手段としても役立つ。
【００２７】 本発明の電気化学電池では、電気化学環境に適合する圧力パッドが利用される
。圧力パッドは、電池の陰極側に置かれることにより、ユニークに利用され、そ
れによりパッドは、およそ５０p.s.iの圧縮だけですむ。一方、圧力上限がシス
テム能力により制御され、２，０００p.s.i、または５，０００p.s.iも超える圧
力に耐えることもできる。
【００２８】 さらに、本発明の利点は、電気抵抗がより低いため、電流密度がより高くなり
、アセンブリと準備が簡単になり、また、スクリーン層、保護のため先行技術で
使用される圧力パッド空洞が除去されるため、電池電圧がより低くなる。最終的
に、本発明の電気化学電池は、より少ない部品のため、低コストが実現され、信
頼度がより高くなる。
【００２９】 好適実施例を図を参照して説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱しな
い限り、様々な変更と修正が可能である。したがって、本発明は、上述の例に限
定されるわけでなく、単に例示したものである。
【図面の簡単な説明】
添付図面は、単なる例であり、なんら限定を加えるものではく、また同一構成
要素は同一の符号で示されている。
【図１】 先行技術における電気化学反応を示す電気化学電池の概要図である。
【図２】 先行技術における従来の圧力パッドとその位置を示す電気化学電池の概要図で
ある。
【図３】 本発明における圧力パッドとその位置を示す電気化学電池の概要図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年１月２日（２００１．１．２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 電気化学電池における作用面積の圧縮維持方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、電気化学電池の作用面積内に圧縮力を維持する方法に関する。特に
、本発明は、電気化学電池の高圧力側の作用面積内に圧縮力を維持するための圧
力パッドアセンブリの使用に関する。
【０００２】
【発明の背景】 電気化学電池は、通常電解槽か燃料電池のどちらかとして分類されるエネルギ
変換装置である。陽子交換膜電解槽は、電気分解的に水分解を行うことにより水
素と酸素ガスを生成する、水素ジェネレータとして機能する。図１を参照すると
、一般的単一陽極給水電解槽１０１において、プロセス水１０２が、酸素電極(
陽極)１０３で反応をおこし、酸素ガス１０４、電子、および水素イオン(陽子)
１０５生成する。
【０００３】 この反応は、電気的に陽極１０３に接続された電源１０６の正端子と、水素電
極(陰極)１０７に接続された電源１０６の負端子によって引き起こされる。酸素
ガス１０４とプロセス水１０２’の一部が電界槽１０１を退出し、その一方で陽
子１０５と水１０２’’が、陽子交換膜１０８を横切り陰極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は、スタック状に配置される多くの個々の電池を含み、流
体、通常水、が高圧力で強制的に電池を通される。スタック内の電池は、陰極、
陽子交換膜、および陽極を含めて連続して配置される。陰極・膜・陽極アセンブ
リ(以下、「膜アセンブリ」と称する)は、スクリーンパック、またはエキスパン
ド金属により、どちらか一方側に支持される。
【０００５】 ついで、スクリーンパック、またはエキスパンド金属は、電池フレームと分離
器板によって囲まれ、反応室を形成して、その中に流体を封入する。スクリーン
パックは、反応室内にフローフィールドを確立し、それにより流体移動と膜の水
和を容易にし、膜の機械的支持と、電極へ、またはそこから電子を送る手段を提
供する。
【０００６】 圧力パッドは、電池作用面積、すなわち、電極において均一な圧縮を維持して
、それにより長時間フローフィールドと電池電極の間の緊密な接触を維持するた
め、電気化学電池内で従来より使用されてきた。従来、圧力パッドは、シリコン
ゴムなどのように、システム流体および/または電池膜と不適合な材料から作ら
れてきた。その結果、これらの圧力パッドは、保護ケース内に配置する必要があ
る。
【０００７】 通常、圧力パッドは、電池部品間の接触を保証するために、電気化学電池の作
動流体の加圧レベルから生じるものを相殺する応力レベルに、約プラス５０p.s.
i（74.4 Pa）に予め加圧する。例えば、およそ４００p.s.i(595 Pa)で作動する
電解槽では、圧力パッドは、装置保証圧力(使用圧力の1.5倍)プラス５０p.s.i(7
4.4 Pa)を構成する６５０p.s.i(967 Pa)を扱うように設計される。
【０００８】 通常、操作の間、５０〜およそ５００p.s.i(74.4-744 Pa)の圧縮応力レベルで
これらのパッドは維持される。あいにく、より高い応力レベルに圧縮されると、
圧力パッドに通常使用されるエラストマ材料は、圧縮永久ひずみが生じ、化学的
に破壊されてしまう。当該技術において必要なのは、均一な圧縮を維持し、２，
０００p.s.i(2976 Pa)を超える圧力で利用でき、また電気化学電池環境と適合す
る改良圧力パッドである。
【０００９】
【発明の概要】 本発明はユニークな電気化学電池に関する。本発明によるこの電気化学電池は
、陽極; 陰極; 前記陽極と陰極間に配置される膜; 前記陰極に隣接配置され
、緊密接触される陰極スクリーンパック; そして前記陰極反対側の前記陰極ス
クリーンパックの側に隣接配置され、緊密接触される導電性圧力パッドとを備え
る。 本発明の上述の特徴、他の特徴および利点は、当業者であれば以下の詳細な説
明と図面により、理解、解釈できるであろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】 本発明は、ユニークな圧力パッドと、電気化学電池内でのその使用に関する。
この圧力パッドは、先行技術による圧力パッドと異なり、電気化学電池の高圧力
側上で、そのスクリーンパックと緊密に接触し、その代替品として利用すること
ができる。
【００１１】 本発明の圧力パッドは、支持部材と、電気化学電池環境に適合する導電性材料
を備える。好適には、この圧力パッドは、スクリーンパックとほぼ同様のサイズ
(特に直径)と、形状を有する。可能なエラストマ材料には、制限するわけでなは
いが、フッ化シリコン、フッ化エラストマなど、例えば、次のような市販品、Ｋ
ａｌｒｅｚ（商標）（デュポンドヌムール社、デラウェア州ウィルミントン）、
Ｖｉｔｏｎ（商標）（同社）、Ｆｌｕｏｒｅｌ（商標）（３Ｍ社、ミシガン州）
、またはその組合せ、混合、中でも特にフッ素エラストマが好適である。
【００１２】 本発明で利用できる導電性材料として、限定するわけではないが、鉄鋼、例え
ばステンレス、ニッケル、コバルト、炭素、貴金属、および耐火金属、混合物、
その合金を利用できる。導電性材料のタイプ、サイズ、および形状は、圧力パッ
ドの片側からもう他方側に電流伝える必要性に基づく。その結果、そのような電
流を伝導することができるどんな材料ジオメトリーでも利用することができる。
【００１３】 そして、粒子、布(織布・不織布)、ファイバ(ランダム、プリフォーム)、他の
連続した片またはストリップを使用することができる。一実施例では、ファイバ
、または他の連続した片が好ましい。これは、粒子を使用する際、電気パッドを
形成するため比較的高い圧力が必要となるためである。
【００１４】 例えば、圧力パッドを形成するために、エラストマ材料に鉄鋼か炭素ファイバ
のストリップを織ることができる。鋼板ストリップ、または炭素ファイバは、エ
ラストマストリップかファイバで織り交ぜるか、または直接エラストマ基板に縫
い付けてもよい。別の例では、圧力パッドを形成するために、炭素ファイバとＶ
ｉｔｏｎコードを一緒に織ることができる。即ち、直接炭素布基板にＶｉｔｏｎ
コードを織ることができるか、またはＶｉｔｏｎコードと炭素ファイバを一緒に
織ることができる。
【００１５】 圧力パッドは，スクリーンパックとすることができるである高圧力フローフィ
ールドと緊密に接触して配置される。陰極、陽極スクリーンパックとも、それぞ
れ水素ガス、水、酸素ガス、および水を通し、電流を通すものであれば、膜を支
持可能などんな従来のスクリーンでもよい。通常、スクリーンは、金属、または
より糸から形成されたさん孔シート、または織メッシュの層よりなる。
【００１６】 これらのスクリーンには、特に、ニオブ、ジルコニウム、タンタル、チタニウ
ム、ステンレス、ニッケル、およびコバルト等の鋼、その合金などの材料で通常
使用される。スクリーンにおける開口形状は、楕円形、円、および六角形からダ
イアモンド、他細長い形状まで及ぶことができる。電気化学電池における使用の
ために特に好適なスクリーンアセンブリとしては、本明細書で参照される米国特
許第０９−１０２，３０５号（トレントＭ．モルタ、弁理士書類番号９７−１８
０１）開示のものが挙げられる。
【００１７】 スクリーンアセンブリは、陰極・膜・陽極構成の膜アセンブリを支持する。こ
の構成において、陰極と陽極が、膜と緊密に接触して配置され、スクリーンアセ
ンブリが、したがって陰極と陽極に緊密に接触して配置される。膜は、限定する
わけではないが、陽子交換膜を含むどのような従来の膜でもよい。
【００１８】 陽子交換膜には、その他、Ｎａｆｉｏｎ（商標）（デラウェア州、ウィルミン
トン、Ｅ．Ｉデュポンドヌムール社より市販）などの均質過フッ化イオノマー、
Ｇｏｒｅ Ｓｅｌｅｃｔ（商標）（メリーランド州、エルクトン、Ｗ．Ｌ．Ｇｏ
ｒｅアソシエーツ社より市販）などのイオノマーＴｅｆｌｏｎ複合物、硫酸化ス
チレンなどのスチレン、ジビニルベンゼンなどのベンゼン、その混合物等が含ま
れる。
【００１９】 同様に、陰極と陽極電極は、従来の電極でよい。この従来の電極は、プラチナ
、パラジウム、ロジウム、炭素、金、タンタル、タングステン、ルテニウム、イ
リジウム、オスミウム、それの合金、および水を電解して、水素を生成すること
ができる他の触媒などの材料でよりなる。
【００２０】 図２、３を参照すると、図２は、陰極１０７，膜１０８、低圧力フローフィー
ルド１１０、高圧力フローフィールド１１２、高圧力分離板１１４、圧力パッド
１１６を有する一般的電気化学電池を示す。一方、図３は、陽極１０３、陰極１
０７、膜１０８、低圧力フローフィールド１１０、高圧力フローフィールド１１
２、および導電性圧力パッド１１８を有する、本発明一実施例による電気化学電
池を示す。
【００２１】 例えば、図３構成の０．１平方フィート(ｆ2)の作用面積を有する水電解槽で
は、１０p.s.i(14.9 Pa)の圧力における水は、低圧力フローフィールド室により
、陽極電極を横断する。１００アンペアの直流(ＤＣ)が、電池を通過する間に、
およそ２ボルトの電圧が電池に印可される。Ｖｉｔｏｎ（商標）圧力パッドアセ
ンブリが、機械的に５０p.s.i(74.4 Pa)に加圧され、１５０p.s.i(223 Pa)の圧
力で水素ガスが生成される。
【００２２】 本発明の別の実施例では、水など(最大で１００p.s.i(149 Pa)，5０００p.s.i
(744 Pa)，２５００p.s.i(3720 Pa)、またはそれをも超える圧力下)の高圧力流
体を、本発明の導電性圧力パッドと緊密に接触するように配置された高圧力フロ
ーフィールドを有する電気化学電池の高圧力側に取り入れることができる。水は
、高圧フローフィールドを通り、高圧力電極から膜を横断し、イオンが生成され
る低圧力電極まで移動する。イオンは、膜を横断して、高圧力電極に移動し、そ
こで水素等の第２高圧力流体が生成される。そして、高圧力流体は、高圧力フロ
ーフィールドを通り抜ける。
【００２３】 本発明の別の実施例では、高圧力流体(ここでも、最大で１００p.s.i，(149 P
a),５００p.s.i(744 Pa)，１０００p.s.i(1488 Pa)，２５００p.s.i(3720 Pa)、
またはそれをも超える圧力)を、本発明の導電性圧力パッドと緊密に接触するよ
うに配置された高圧力フローフィールドを有する電気化学電池の高圧力側に導入
することができる。 高圧力流体は、高圧力フローフィールドに隣接、または流体が連通する電極上
で反応し、膜を横断し低圧力電極に移動するイオンが生成される。そして、この
低圧力流体は、低圧力フローフィールドを通り抜ける。
【００２４】 本発明の別の実施例では、低圧力流体が低圧力フローフィールドに導入され、
そこで低圧力流体が、低圧力フローフィールドに隣接、または流体が連通する電
極上で反応し、膜を横断し高圧力電極に移動するイオンが生成される。高圧力電
極では、高圧力流体が生成される。そして、高圧力流体は、本発明の導電性圧力
パッドに緊密接触配置される高圧力フローフィールドを通り抜ける。生成された
高圧力流体の圧力は、システム能力により、最大４００p.s.i(595 Pa)，１，０
００p.s.i(1488 Pa)、２、５００p.s.i(3720 Pa)、またはそれ以上の圧力を有す
ることができる。
【００２５】 本発明のさらに別の実施例では、多孔度の勾配を有する圧力パッドを提供する
。この勾配は、膜への流体配分を向上するだけでなく、電気化学反応に必要であ
る電圧を下げて、膜と電極アセンブリの構造的健全性を提供し、スクリーンパッ
クの必要性を排除する。
【００２６】 織り交ぜられたエラストマと導電性材料を層状にすることにより、スクリーン
パックのサポートが向上し、または取り替えられ、多孔度勾配が形成される。例
えば、勾配を形成するために、漸次よりしっかり織られた圧力パッド材料の層を
形成することができる。この例では、層状の圧力パッドは、膜の方向に、または
その反対方向の勾配を有し、膜のどちらかの側に位置付ける。この構成において
、圧力パッドは、電池構成要素の積極的接触を確実にする手段として役立つだけ
でなく、膜サポートの第一手段としても役立つ。
【００２７】 本発明の電気化学電池では、電気化学環境に適合する圧力パッドが利用される
。圧力パッドは、電池の陰極側に置かれることにより、ユニークに利用され、そ
れによりパッドは、およそ５０p.s.i(74.4 Pa)の圧縮だけですむ。一方、圧力上
限がシステム能力により制御され、２，０００p.s.i(2976 Pa)、または５，００
０p.s.i(7440 Pa)も超える圧力に耐えることもできる。
【００２８】 さらに、本発明の利点は、電気抵抗がより低いため、電流密度がより高くなり
、アセンブリと準備が簡単になり、また、スクリーン層、保護のため先行技術で
使用される圧力パッド空洞が除去されるため、電池電圧がより低くなる。最終的
に、本発明の電気化学電池は、より少ない部品のため、低コストが実現され、信
頼度がより高くなる。
【００２９】 好適実施例を図を基に説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱しない限
り、様々な変更と修正が可能である。したがって、本発明は、上述の例に限定さ
れるわけでなく、単に例示したものである。
【図面の簡単な説明】 添付図面は、単なる例であり、なんら限定を加えるものではく、また同一構成
要素は同一の符号で示されている。
【図１】 先行技術における電気化学反応を示す電気化学電池の概要図である。
【図２】 先行技術における従来の圧力パッドとその位置を示す電気化学電池の概要図で
ある。
【図３】 本発明における圧力パッドとその位置を示す電気化学電池の概要図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ， ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，Ｃ Ｚ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ， ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，Ｌ Ｒ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ， ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，Ｔ Ｒ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 マーク イー．ドリスティー アメリカ合衆国 コネチカット州 06040 マンチェスター ジョン オールズ ド ライブ 141 アパートメント 107 (72)発明者 トレント エム．モルター アメリカ合衆国 コネチカット州 06033 グラストンバーリ ハーベスト レーン 14 (72)発明者 ローレンス シー．モールスロープ，ジュ ニア． アメリカ合衆国 コネチカット州 06095 ウィンザー キャリッジ ウェイ 244 Ｆターム(参考） 4K011 BA07 BA08 BA12 DA01 5H026 AA02 CX05 CX10 EE02 EE05 EE08 EE11 EE18 EE19 HH09

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気化学電池であり、 ａ）高圧力側電極と; ｂ）低圧力側電極と; ｃ）前記高圧力側電極と前記低圧力側電極間、および前記両電極密接に接触して
    配置される膜と； ｄ）低圧力フローフィールドと; ｅ）高圧力フローフィールドと; ｆ）前記高圧力フローフィールドに、隣接して緊密に接触して配置される導電性
    圧力パッドとを備える電気化学電池。
  2. 【請求項２】 前記圧力パッドが、前記高圧力フローフィールドに対してほ
    ぼ均一の圧力を維持する、請求項１に記載の電気化学電池。
  3. 【請求項３】 前記圧力パッドが、電気化学電池に適合し、２，０００p.s.
    iを超える圧力で機能することができる、請求項１に記載の電気化学電池。
  4. 【請求項４】 前記圧力パッドが、電気化学電池に適合し、５，０００p.s.
    iを超える圧力で機能することができる、請求項１〜３のいずれかに記載の電気
    化学電池。
  5. 【請求項５】 前記圧力パッドが、それぞれ多孔性のエラストマと織り交ぜ
    られた導電性材料層を１枚以上備える、請求項１〜４のいずれかに記載の電気化
    学電池。
  6. 【請求項６】 前記導電性材料が、鉄鋼、ニッケル、コバルト、炭素、耐化
    金属、貴金属、炭素、その混合物またはその合金である、請求項１〜５に記載の
    電気化学電池。
  7. 【請求項７】 前記圧力パッドが、フッ化シリコン、フッ化エラストマ、ま
    たはその組合せを備える、請求項１〜６のいずれかに記載の電気化学電池。
  8. 【請求項８】 前記の圧力パッドが、多孔度の勾配を有する、請求項１〜７
    に記載の電気化学電池。
  9. 【請求項９】 高圧力電気化学電池を作動するための方法であり、 ａ）低圧力流体を、低圧力フローフィールドに導入し; ｂ）低圧力フローフィールドに隣接し、流体が連通する低圧力電極上で前記低圧
    力流体を反応させ、膜を横断して高圧力電極に移動するイオンを生成し; ｃ）高圧力電極で、前記低圧力流体の圧力よりも大きく、１，０００p.s.iを超
    える圧力を有する高圧力流体を生成し; ｄ）前記高圧力流体を、導電性圧力パッドに緊密に接触して配置される高圧力フ
    ローフィールドを通過させる工程を備える。
  10. 【請求項１０】 前記圧力パッドが、前記高圧力フローフィールドに対して
    、ほぼ均一な圧力を維持する、請求項９に記載の高圧力電気化学電池を作動する
    方法。
  11. 【請求項１１】 ２，０００p.s.iを超える圧力で作動する工程をさらに備
    える、請求項９、１０のいずれかに記載の高圧力電気化学電池を作動する方法。
  12. 【請求項１２】 前記圧力パッドが、支持部材と導電性材料を備える、請求
    項９〜１１のいずれかに記載の高圧力電気化学電池を作動する方法。
  13. 【請求項１３】 ５，０００p.s.iを超える圧力で作動する工程をさらに備
    える、請求項９〜１２のいずれかに記載の高圧力電気化学電池を作動する方法。
  14. 【請求項１４】 前記圧力パッドが、それぞれ多孔性で、エラストマと織り
    交ぜられた導電性材料層を１枚以上備える、請求項９〜１３のいずれかに記載の
    高圧力電気化学電池を作動する方法、
  15. 【請求項１５】 前記圧力パッドが、フッ化シリコン、フッ化エラストマ、
    その組合せ、または混合物のどれかよりなる、請求項９〜１４のいずれかに記載
    の高圧力電気化学電池を作動する方法。
  16. 【請求項１６】 前記圧力パッドが、鉄鋼、ニッケル、コバルト、炭素、耐
    火金属、貴金属、混合物またはその合金よりなる、請求項９〜１５のいずれかに
    記載の高圧力電気化学電池を作動する方法。
  17. 【請求項１７】 前記圧力パッドが、多孔度の勾配を有する、請求項９〜１
    ６のいずれかに記載の高圧力電気化学電池を作動する方法。
  18. 【請求項１８】 高圧力電気化学電池を作動する方法であり、 ａ）およそ１００p.s.iを超える圧力を有する高圧力流体を、導電性圧力パッド
    に緊密接触して配置される高圧力フローフィールドに導入し; ｂ）高圧力フローフィールドに隣接し、流体連通する高圧力電極の上で前記高圧
    力流体を反応させ、膜を横断して低圧力電極に移動するイオンを生成し; ｃ）低圧力電極で、対圧力流体を生成し; ｄ）前記低圧力流体を、低圧力フローフィールドを通過あせる工程を備える。
  19. 【請求項１９】 前記圧力が、およそ５００p.s.iを超える、請求項１８に
    記載の高圧力電気化学電池を作動する方法。
  20. 【請求項２０】 前記圧力が、およそ１，０００p.s.iを超える、請求項１
    ８、１９のいずれかに記載の高圧力電気化学電池を作動する方法。
  21. 【請求項２１】 前記圧力パッドが、それそれ多孔性を有し、エラストマと
    織り交ぜられた導電性材料層を１枚以上備える、請求項１８〜２０のいずれかに
    記載の高圧力電気化学電池を作動する方法。
  22. 【請求項２２】 前記圧力パッドが、鉄鋼、ニッケル、コバルト、炭素、耐
    火金属、貴金属、混合物またはそのい合金を含む、請求項１８〜２１のいずれか
    に記載の高圧力電気化学電池を作動する方法。
  23. 【請求項２３】 前記圧力パッドが、フッ化シリコン、フッ化エラストマ材
    料、またはその組合せを含む、請求項１８〜２２のいずれかに記載の高圧力電気
    化学電池を作動する方法。
  24. 【請求項２４】 前記圧力パッドが、多孔度の勾配を有する、請求項１８〜
    ２３のいずれかに記載の高圧力電気化学電池を作動する方法。
  25. 【請求項２５】 高圧力フィールドが、２，０００p.s.iを超える圧力で作
    動する、請求項１８〜２４のいずれかに記載の高圧力電気化学電池を作動する方
    法。
  26. 【請求項２６】 高圧力電気化学電池を作動するための方法であり、 ａ）およそ１００p.s.iを超える圧力を有する第１高圧力流体を、導電性圧力パ
    ッドに緊密接触して配置される高圧力フローフィールドに導入し； ｂ）少なくとも前記第１高圧力流体の一部を、高圧力電極から膜を横断して、低
    圧力電極に移動させ; ｃ）前記第１高圧力流体を、前記低圧力電極上で反応させ、前記膜を横断して前
    記高圧力電極に移動するイオンを生成し; ｄ）前記高圧力電極で、第２高圧力流体を生成し; ｅ）前記第２高圧力流体を、前記高圧力フローフィールドを通過させる工程を備
    える。
  27. 【請求項２７】 前記圧力パッドが、それぞれ多孔性を有し、エラストマと
    織り交ぜられた導電性材料層を１枚以上備える、請求項２６に記載の高圧力電気
    化学電池を作動する方法。
  28. 【請求項２８】 前記圧力パッドが、多孔度の勾配を有する、請求項２６又
    は２７に記載の高圧力電気化学電池を作動する方法。
  29. 【請求項２９】 高圧力フィールドが、２，０００p.s.iを超える圧力で作
    動する、請求項２６〜２８のいずれかに記載の高圧力電気化学電池を作動する方
    法。
  30. 【請求項３０】 前記圧力パッドが、鉄鋼、ニッケル、コバルト、炭素、耐
    火金属、貴金属、混合物またはその合金を含む、請求項２６〜２９のいずれかに
    記載の高圧力電気化学電池を作動する方法。
  31. 【請求項３１】 前記圧力パッドが、フッ化シリコン、フッ化エラストマ、
    またはその組合せを含む、請求項２６〜３０のいずれかに記載の高圧力電気化学
    電池を作動する方法。
  32. 【請求項３２】 電気化学電池圧力パッドで、エラストマと織り交ぜられた
    導電性材料層で、多孔性の層を１枚以上備える電気化学電池圧力パッド。
  33. 【請求項３３】 前記圧力パッドが、鉄鋼、ニッケル、コバルト、炭素、耐
    火金属、貴金属、混合物またはその合金を含む、請求項３２に記載の電気化学電
    池圧力パッド。
  34. 【請求項３４】 前記圧力パッドが、フッ化シリコン、フッ化エラストマ、
    またはその組合せを含む、請求項３２又は３３に記載の電気化学電池圧力パッド
    。
  35. 【請求項３５】 前記圧力パッドが、多孔度の勾配を有する、請求項３２〜
    ３４のいずれかに記載の電気化学電池圧力パッド。
  36. 【請求項３６】 異なる多孔性を有する層が、前記勾配を形成する、請求項
    ３５に記載の電気化学電池圧力パッド。
  37. 【請求項３７】 高圧力フィールドが、２，０００p.s.iを超える圧力で作
    動、請求項３２〜３６のいずれかに記載の電気化学電池圧力パッド。
JP2000591248A 1998-12-31 1999-11-11 電気化学電池における作用面積の圧縮維持方法 Pending JP2003523599A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11455998P 1998-12-31 1998-12-31
US60/114,559 1998-12-31
US09/413,782 1999-10-07
US09/413,782 US6365032B1 (en) 1998-12-31 1999-10-07 Method for operating a high pressure electrochemical cell
PCT/US1999/026509 WO2000039362A2 (en) 1998-12-31 1999-11-11 Means of maintaining compression of the active area in an electrochemical cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003523599A true JP2003523599A (ja) 2003-08-05

Family

ID=26812330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000591248A Pending JP2003523599A (ja) 1998-12-31 1999-11-11 電気化学電池における作用面積の圧縮維持方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US6365032B1 (ja)
EP (1) EP1144730B1 (ja)
JP (1) JP2003523599A (ja)
AT (1) ATE223521T1 (ja)
DE (1) DE69902822T2 (ja)
WO (1) WO2000039362A2 (ja)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7354675B2 (en) * 1999-10-07 2008-04-08 Proton Energy Systems, Inc. Apparatus and method for maintaining compression of the active area in an electrochemical cell
US6855450B2 (en) 2000-07-20 2005-02-15 Proton Energy Systems, Inc. Proton exchange membrane electrochemical cell system
US20020182472A1 (en) * 2000-09-27 2002-12-05 Molter Trent M. Apparatus and method for maintaining compression of the active area in an electrochemical cell
US20020127462A1 (en) * 2000-09-27 2002-09-12 Shiepe Jason K. Apparatus and method for maintaining compression of the active area in an electrochemical cell
US20050250003A1 (en) * 2002-08-09 2005-11-10 Proton Energy Systems, Inc. Electrochemical cell support structure
US6869720B2 (en) 2000-09-27 2005-03-22 Proton Energy Systems, Inc. Method and apparatus for maintaining compression of the active area in an electrochemical cell
AU2001293140A1 (en) * 2000-09-27 2002-04-08 Proton Energy Systems, Inc. Apparatus and method for maintaining compression of the active area in an electrochemical cell
AU2001293139A1 (en) * 2000-09-27 2002-04-08 Proton Energy Systems, Inc. Method and apparatus for maintaining compression of the active area in an electrochemical cell
US6500319B2 (en) 2001-04-05 2002-12-31 Giner Electrochemical Systems, Llc Proton exchange membrane (PEM) electrochemical cell having an integral, electrically-conductive, compression pad
US20040126641A1 (en) * 2002-12-27 2004-07-01 Pearson Martin T. Regenerative fuel cell electric power plant and operating method
US6893328B2 (en) 2003-04-23 2005-05-17 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Conductive polishing pad with anode and cathode
US20050098437A1 (en) * 2003-11-12 2005-05-12 Proton Energy Systems, Inc. Use of carbon coating in an electrochemical cell
US10629947B2 (en) 2008-08-05 2020-04-21 Sion Power Corporation Electrochemical cell
WO2006060912A1 (en) * 2004-12-07 2006-06-15 Stuart Energy Systems Corporation Electrolyser and components therefor
US7935456B2 (en) * 2005-09-13 2011-05-03 Andrei Leonida Fluid conduit for an electrochemical cell and method of assembling the same
EP1946399A2 (en) * 2005-10-28 2008-07-23 Andrei Leonida Fuel cell system suitable for complex fuels and a method of operation of the same
DE102006020374A1 (de) * 2006-04-28 2007-10-31 Uhdenora S.P.A. Mikrostrukturierter Isolierrahmen für Elektrolysezellen
US8123915B2 (en) * 2008-06-16 2012-02-28 Richards William R Alkaline electrolyzer
KR20110052594A (ko) 2008-08-05 2011-05-18 시온 파워 코퍼레이션 전기화학 셀에서 힘의 적용
CN103718337B (zh) 2011-06-17 2017-09-26 赛昂能源有限公司 用于电极的电镀技术
US9873951B2 (en) 2012-09-14 2018-01-23 Avantium Knowledge Centre B.V. High pressure electrochemical cell and process for the electrochemical reduction of carbon dioxide
JP6166237B2 (ja) * 2014-09-18 2017-07-19 本田技研工業株式会社 差圧式高圧水電解装置
US10557691B2 (en) * 2016-11-15 2020-02-11 Giner Life Sciences, Inc. Self-regulating electrolytic gas generator and implant system comprising the same
CN110945688A (zh) 2017-05-19 2020-03-31 赛昂能源有限公司 用于电化学电池的钝化剂
US10868306B2 (en) 2017-05-19 2020-12-15 Sion Power Corporation Passivating agents for electrochemical cells
WO2019222704A1 (en) 2018-05-17 2019-11-21 Giner Life Sciences, Inc. Electrolytic gas generator with combined lead and gas port terminals
US11929523B2 (en) 2019-11-19 2024-03-12 Sion Power Corporation Batteries, and associated systems and methods
US11978917B2 (en) 2019-11-19 2024-05-07 Sion Power Corporation Batteries with components including carbon fiber, and associated systems and methods
US11791511B2 (en) 2019-11-19 2023-10-17 Sion Power Corporation Thermally insulating compressible components for battery packs
EP4118701A1 (en) 2020-03-13 2023-01-18 Sion Power Corporation Application of pressure to electrochemical devices including deformable solids, and related systems

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2729640C3 (de) * 1977-06-30 1980-07-24 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Batterie aus einer Mehrzahl elektrochemischer Zellen
NO853041L (no) * 1984-08-07 1986-02-10 Asahi Chemical Ind En flercellet elektrolysator.
US4732660A (en) * 1985-09-09 1988-03-22 The Dow Chemical Company Membrane electrolyzer
US5009968A (en) 1989-09-08 1991-04-23 International Fuel Cells Corporation Fuel cell end plate structure
US5366823A (en) 1992-12-17 1994-11-22 United Technologies Corporation Metal compression pad
US5324565A (en) 1992-12-17 1994-06-28 United Technologies Corporation Conductive elastomeric compression pad for use in electrolysis cells
US5824199A (en) * 1993-11-22 1998-10-20 E. I. Du Pont De Nemours And Company Electrochemical cell having an inflatable member
US5580672A (en) * 1995-06-07 1996-12-03 United Technologies Corporation Method for reducing the risk of perforation or gas leakage in electrochemical and gas generating devices
US6171719B1 (en) * 1996-11-26 2001-01-09 United Technologies Corporation Electrode plate structures for high-pressure electrochemical cell devices
US6037075A (en) 1996-11-26 2000-03-14 United Technologies Corporation Electrically non-conductive plate structures and high pressure electrochemical cell devices employing same
US5942350A (en) 1997-03-10 1999-08-24 United Technologies Corporation Graded metal hardware component for an electrochemical cell

Also Published As

Publication number Publication date
US20010013469A1 (en) 2001-08-16
WO2000039362A2 (en) 2000-07-06
ATE223521T1 (de) 2002-09-15
EP1144730A2 (en) 2001-10-17
US6365032B1 (en) 2002-04-02
WO2000039362A3 (en) 2000-11-16
DE69902822T2 (de) 2003-05-15
EP1144730B1 (en) 2002-09-04
US6585869B2 (en) 2003-07-01
DE69902822D1 (de) 2002-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003523599A (ja) 電気化学電池における作用面積の圧縮維持方法
US6828056B2 (en) Electrode catalyst composition, electrode, and membrane electrode assembly for electrochemical cells
US7166382B2 (en) Method and apparatus for improved fluid flow within an electrochemical cell
EP0026995B1 (en) Thin carbon-cloth-based electrocatalytic gas diffusion electrodes, processes, and electrochemical cells comprising the same
US4826554A (en) Method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a binder
JPH10512922A (ja) 水の電解槽用二方向流イオン交換媒質支持体
US6872286B2 (en) Water electrolysis cell
NO802634L (no) Forbedrede karbon-vev-baserte elektrokatalytiske gassdiffusjonselektroder, aggregat og elektrokjemiske celler inneholdende disse
JPH09505636A (ja) 無水ハロゲン化水素からハロゲンガスへの電気化学変換に有用な陽極
GB2028371A (en) Electrolysis of aqueous alkali metal halides in a cell having catalytic electrodes bondes to the surface of a porous hydraulically permeable membrane/ separator
JP2003517096A (ja) 電気化学セル
KR102475005B1 (ko) 알칼리수 전해조에서 사용하기 위한 다이어프램-전극 조립체
EP0226911A1 (en) An improved solid polymer electrolyte electrode
US20220333257A1 (en) Organic hydride production device
EP0255099B1 (en) Cathode bonded to ion exchange membrane for use in electrolyzers for electrochemical processes and relevant method for conducting electrolysis
JP7072161B2 (ja) シス－アルケンの製造装置及び製造方法
WO2013111586A1 (ja) 電気化学還元装置および、芳香族炭化水素化合物または含窒素複素環式芳香族化合物の水素化体の製造方法
JP2009520881A (ja) オゾン発生電解セル
Ferreira et al. The effect of temperature on the water electrolysis reactions on nickel and nickel-based codeposits
JP4881511B2 (ja) 給電体
EP0228602A1 (en) A method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a liquid or solvent
US3253956A (en) Fuel cell and electrodes for the production of electrical energy by direct reaction of gaseous fuels with oxidizing gases
WO2007072096B1 (en) Electrode for electrochemical cell operating with high differential pressure difference, procedure for the manufacturing of such electrode and electrochemical cell for the use of such electrode
JP3078570B2 (ja) 電気化学用電極
JPH02259090A (ja) オゾンの電解製造法