JP2006348328A - Electrolytic cell, and gas generation and storage device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolytic cell for generating gaseous hydrogen and gaseous oxygen in a state where a PEM (Polymer Electrolytic Membrane) is securely protected, and to provide a gas generation and storage device using the electrolytic cell. <P>SOLUTION: Pure water W1 is stored in a tank 13. An electrolytic cell 101 is installed in the pure water W1 within the tank 14. The pure water W1 within the tank 13 is passed through a first electrode part (the side of an electrode 2-1) of the electrolytic cell 101, and the pure water W1 in the tank 13 is passed through a second electrode part (the side of an electrode 2-2). Then, gaseous oxygen can be obtained from the first electrode part, and gaseous hydrogen can be obtained from the second electrode part. Regarding the structure of the electrolytic cell 101, the passage of the pure water 1 (a porous power feeder 3-1: the first passage) in the first electrode part and a passage of the pure water W2 (a porous power feeder 3-2: the second passage) in the second electrode part, the shape and position in the faces facing each other across a membrane 1 are made the same. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、固体高分子電解質膜を用いて水素ガスや酸素ガスなどのガスを生成する電解セルおよびこの電解セルを用いたガス発生貯蔵装置に関するものである。   The present invention relates to an electrolytic cell that generates a gas such as hydrogen gas or oxygen gas using a solid polymer electrolyte membrane, and a gas generation and storage device using the electrolytic cell.

従来より、この種のガス発生貯蔵装置として、純水より水素ガスを生成するHHEG(high-compressed hydrogen energy generator )と呼ばれる装置が考えられている(非特許文献1参照)。このHHEGは、水を電気分解して水素を製造する機能と、発生した水素を圧縮する機能の両方を備えており、圧縮機を用いることなく圧縮水素を取り出せるので、装置コストを安くできるという利点に加え、昇圧するために必要な動力費を低減することができるという利点を有している。   Conventionally, as this type of gas generation and storage device, a device called HHEG (high-compressed hydrogen energy generator) that generates hydrogen gas from pure water has been considered (see Non-Patent Document 1). This HHEG has both the function of producing hydrogen by electrolyzing water and the function of compressing the generated hydrogen. The advantage is that the compressed hydrogen can be taken out without using a compressor, so that the equipment cost can be reduced. In addition, the power cost required for boosting can be reduced.

なお、上述した非特許文献1には、HHEGにより、100MPa以上の高圧水素を製造することも可能である旨、記載されている。また、このHHEGにより製造された高圧水素を、次世代の燃料電池車へ使用することが示唆されている。   Note that Non-Patent Document 1 described above describes that high-pressure hydrogen of 100 MPa or more can also be produced by HHEG. In addition, it is suggested that high-pressure hydrogen produced by this HHEG is used for a next-generation fuel cell vehicle.

〔電解セル〕
図13にこのHHEGに用いられている電解セルの構造を示す。同図において、1はPEMと呼ばれる厚さが0.1mm程度の固体高分子電解質膜(パーフルオロカーボンスルホン酸膜)であり、PEM膜1の両面にはPt(白金)触媒電極2−1,2−2が無電解メッキで形成され、これを多孔質給電体3−1,3−2で挟み込んだ構造とされている。また、多孔質給電体3−1が設けられたPt触媒電極2−1側(第1の電極部側)にセルケース4−1を設け、多孔質給電体3−2が設けられたPt触媒電極2−2側(第2の電極部側)にセルケース4−2を設け、セルケース4−1と4−2とでPEM膜1を挟み込み、この挟まれたPEM膜1の周囲の空間部にシール5を充填している。セルケース4−1には多孔質給電体3−1を介してPt触媒電極2−1に通ずる通路L1とL2が設けられ、セルケース4−2には多孔質給電体3−2を介してPt触媒電極2−2に通ずる通路L3が設けられている。
[Electrolysis cell]
FIG. 13 shows the structure of the electrolytic cell used in this HHEG. In the figure, reference numeral 1 denotes a solid polymer electrolyte membrane (perfluorocarbon sulfonic acid membrane) called PEM having a thickness of about 0.1 mm, and Pt (platinum) catalyst electrodes 2-1 and 2 are disposed on both sides of the PEM membrane 1. -2 is formed by electroless plating, and is sandwiched between porous power feeders 3-1 and 3-2. In addition, a cell case 4-1 is provided on the Pt catalyst electrode 2-1 side (first electrode part side) provided with the porous power supply body 3-1, and a Pt catalyst provided with the porous power supply body 3-2. A cell case 4-2 is provided on the electrode 2-2 side (second electrode portion side), the PEM film 1 is sandwiched between the cell cases 4-1 and 4-2, and the space around the sandwiched PEM film 1 The part is filled with a seal 5. The cell case 4-1 is provided with passages L1 and L2 that lead to the Pt catalyst electrode 2-1 through the porous power feeder 3-1, and the cell case 4-2 through the porous power feeder 3-2. A passage L3 communicating with the Pt catalyst electrode 2-2 is provided.

この電解セル100において、Pt触媒電極2−1を陽極とし、Pt触媒電極2−2を陰極とし、このPt触媒電極2−1,2−2間に直流電圧を印加した状態で、通路L1から多孔質給電体3−1を通してPt触媒電極2−1に純水を送ると、Pt触媒電極2−1触媒層で水が電気分解して、酸素(O2 )とプロトン(H+ )と電子が発生する(2H2 O→O2 +4H+ +4e- )。プロトンは、PEM膜1を透過し、Pt触媒電極2−2側に移動する。陽極では、純水が酸化され(電子が引き離され)、酸素が発生する。陰極では、陽子がPEM膜1から引き剥がされ、Pt触媒電極2−2からの電子を得て、水素(H2 )が発生する(4H+ +4e- →2H2 )。これにより、Pt触媒電極2−1で生成された酸素ガス(O2 )を含む純水が通路L2から排出され、Pt触媒電極2−2で生成された水素ガス(H2 )が通路L3から排出される。 In this electrolytic cell 100, the Pt catalyst electrode 2-1 is used as an anode, the Pt catalyst electrode 2-2 is used as a cathode, and a DC voltage is applied between the Pt catalyst electrodes 2-1 and 2-2 from the passage L1. When pure water is sent to the Pt catalyst electrode 2-1 through the porous power supply 3-1, water is electrolyzed at the Pt catalyst electrode 2-1 catalyst layer, and oxygen (O 2 ), proton (H + ), and electrons (2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e ). Protons permeate the PEM membrane 1 and move to the Pt catalyst electrode 2-2 side. At the anode, pure water is oxidized (electrons are separated) and oxygen is generated. At the cathode, protons are peeled off from the PEM film 1, and electrons from the Pt catalyst electrode 2-2 are obtained to generate hydrogen (H 2 ) (4H + + 4e → 2H 2 ). Thereby, pure water containing oxygen gas (O 2 ) generated by the Pt catalyst electrode 2-1 is discharged from the passage L2, and hydrogen gas (H 2 ) generated by the Pt catalyst electrode 2-2 is discharged from the passage L3. Discharged.

〔HHEG〕
図14はこの電解セル100を用いたHHEGの構成図である。同図において、6は第1のタンク(高圧容器)、7は第2のタンク(高圧容器)であり、第1のタンク6内に電解セル100を設け、第2のタンク7に純水を貯留している。また、第1のタンク6と第2のタンク7との間にポンプ8を設け、第2のタンク7に貯留されている純水を第1のタンク6内の電解セル100の通路L1へ送り、電解セル100の通路L2から排出される純水と酸素ガスを第2のタンク7に戻すようにしている。
[HHEG]
FIG. 14 is a configuration diagram of an HHEG using the electrolytic cell 100. In the figure, 6 is a first tank (high pressure vessel), 7 is a second tank (high pressure vessel), an electrolytic cell 100 is provided in the first tank 6, and pure water is supplied to the second tank 7. Reserved. Further, a pump 8 is provided between the first tank 6 and the second tank 7, and pure water stored in the second tank 7 is sent to the passage L 1 of the electrolysis cell 100 in the first tank 6. The pure water and oxygen gas discharged from the passage L2 of the electrolysis cell 100 are returned to the second tank 7.

これにより、第1のタンク6には、電解セル100の通路L3から排出される水素ガスとともに、PEM膜1を透過した純水が貯まる。なお、第1のタンク6には、そのタンク6内に貯蔵される水素ガスを必要に応じて放出するためのバルブ11が設けられている。また、第2のタンク7には、そのタンク7内に貯まる酸素ガスを放出するためのバルブ12が設けられている。   Thereby, the pure water which permeate | transmitted the PEM membrane 1 is stored in the 1st tank 6 with the hydrogen gas discharged | emitted from the channel | path L3 of the electrolysis cell 100. FIG. The first tank 6 is provided with a valve 11 for releasing the hydrogen gas stored in the tank 6 as necessary. The second tank 7 is provided with a valve 12 for releasing oxygen gas stored in the tank 7.

第1のタンク6の底部と第2のタンク7の底部とは、差圧解消センサ9を介してつながれている。差圧解消センサ9には、一方の圧力導入路9−1に、第1のタンク6内の純水を介してタンク6内の水素ガスの圧力Phが与えられ、他方の圧力導入路9−2に、第2のタンク7内の純水を介してタンク7内の酸素ガスの圧力Poが与えられる。差圧解消センサ9は、この水素ガスの圧力Phと酸素ガスの圧力Poとの差に応じた信号(差圧信号)を開閉制御部10へ送る。開閉制御部10は、差圧解消センサ9から送られてくる差圧信号を零とするように、バルブ12の開閉を制御し、第2のタンク7内の酸素ガスの圧力を調整する。   The bottom of the first tank 6 and the bottom of the second tank 7 are connected via a differential pressure release sensor 9. In the differential pressure elimination sensor 9, the pressure Ph of the hydrogen gas in the tank 6 is given to one pressure introduction path 9-1 through the pure water in the first tank 6, and the other pressure introduction path 9- 2, the pressure Po of the oxygen gas in the tank 7 is given through the pure water in the second tank 7. The differential pressure elimination sensor 9 sends a signal (differential pressure signal) corresponding to the difference between the hydrogen gas pressure Ph and the oxygen gas pressure Po to the open / close control unit 10. The open / close control unit 10 controls the opening / closing of the valve 12 so as to make the differential pressure signal sent from the differential pressure elimination sensor 9 zero, and adjusts the pressure of the oxygen gas in the second tank 7.

これにより、電解セル100のシール部5に加わる圧力と、PEM膜1のPt触媒電極2−1側(第1の電極部側)に加わる圧力と、PEM膜1のPt触媒電極2−2側(第2の電極部側)に加わる圧力とが等しくなり、PEM膜1やシール部5に加わる圧力差がなくなる。したがって、タンク6内に貯蔵される水素ガスが高圧となっても、電解セル100が圧力破損する虞れがなくなる。このようにして、非特許文献1に示されたHHEGでは、電解セル100を保護した状態で、水素ガスが生成され、タンク6内に高圧で貯蔵されて行く。   Thereby, the pressure applied to the seal part 5 of the electrolysis cell 100, the pressure applied to the Pt catalyst electrode 2-1 side (first electrode part side) of the PEM film 1, and the Pt catalyst electrode 2-2 side of the PEM film 1 The pressure applied to the (second electrode part side) becomes equal, and the pressure difference applied to the PEM film 1 and the seal part 5 is eliminated. Therefore, even if the hydrogen gas stored in the tank 6 becomes a high pressure, there is no possibility that the electrolytic cell 100 is damaged by pressure. Thus, in the HHEG shown in Non-Patent Document 1, hydrogen gas is generated in a state where the electrolytic cell 100 is protected, and is stored in the tank 6 at a high pressure.

NIKKEI ELECTRONICS 2004.10.11、129〜135頁、「高圧水素を水の電気分解だけで製造」、原田宙幸、戸嶋健介。NIKKEI ELECTRONICS 2004.10.11, pp. 129-135, “Manufacturing high-pressure hydrogen only by electrolysis of water”, Hiroyuki Harada, Kensuke Toshima.

しかしながら、上述した非特許文献1に示されたガス発生貯蔵装置(HHEG)によると、第2のタンク7内に貯まる酸素ガスを捨てて圧力の調整を行うようにしており、酸素ガスを積極的に貯蔵する構成とはなっていない。また、圧力を調整するために差圧解消センサ9などを必要とし、高コストとなる。   However, according to the gas generation and storage device (HHEG) shown in Non-Patent Document 1 described above, the oxygen gas stored in the second tank 7 is discarded to adjust the pressure, and the oxygen gas is positively It is not configured to store in. In addition, a differential pressure elimination sensor 9 and the like are required to adjust the pressure, resulting in high cost.

そこで、本出願人は、タンク内の純水中に電解セルを設置し、そのタンク内の純水を電解セルの第1の電極部だけではなく、第2の電極部へも送るようにし、生成された酸素ガスを第1の電極部に通した純水とともに第1の電極部から排出するようにし、生成された水素ガスを第2の電極部に通した純水とともに第2の電極部から排出するようにすることを考えている。このようにすると、電解セルのシール部に加わる圧力と、PEM膜の第1の電極部側に加わる圧力と、PEM膜の第2の電極部側に加わる圧力とが必然的に同じとなり、差圧解消センサなどを設けることなく、圧力差をなくすことが可能となる。   Therefore, the present applicant installs the electrolytic cell in the pure water in the tank, and sends the pure water in the tank not only to the first electrode part of the electrolytic cell but also to the second electrode part, The generated oxygen gas is discharged from the first electrode portion together with the pure water passed through the first electrode portion, and the generated hydrogen gas is discharged together with the pure water passed through the second electrode portion into the second electrode portion. I am thinking of discharging from the In this case, the pressure applied to the sealing portion of the electrolysis cell, the pressure applied to the first electrode portion side of the PEM film, and the pressure applied to the second electrode portion side of the PEM film are inevitably the same. It is possible to eliminate the pressure difference without providing a pressure release sensor or the like.

図15に第2の電極部へも純水を送るようにした電解セルの構造を示す。この電解セル101’には、セルケース4−2に、Pt触媒電極2−2への純水の供給路として通路L4を設けている。このような構造において、PEM膜1を挟んで対向する第1の電極部における純水の通路(この例では、多孔質給電体3−1)と第2の電極部における純水の通路(この例では、多孔質給電体3−2)の向かい合う面の形状や位置が違うと、第1の電極部における純水の通路に面するPEM膜1の膜面と第2の電極部における純水の通路に面するPEM膜1の膜面間アンバランスな圧力が加わることになり、PEM膜1が破損してしまう虞れがある。図15には、一例として、第1の電極部における純水の通路の長さLG1が第2の電極部における純水の通路の長さLG2よりも短い場合を示している。この場合、第1の電極部における純水の通路と第2の電極部における純水の通路とが対向していない部分S1に、アンバランスな圧力が加わる。   FIG. 15 shows the structure of an electrolytic cell in which pure water is also sent to the second electrode portion. In the electrolysis cell 101 ', a passage L4 is provided in the cell case 4-2 as a pure water supply path to the Pt catalyst electrode 2-2. In such a structure, the pure water passage (in this example, the porous power supply 3-1) in the first electrode portion and the pure electrode passage (in this example) facing each other across the PEM film 1 (this In the example, if the shape and position of the facing surfaces of the porous power supply 3-2) are different, the membrane surface of the PEM film 1 facing the pure water passage in the first electrode portion and the pure water in the second electrode portion. An unbalanced pressure between the film surfaces of the PEM film 1 facing the passage is applied, and the PEM film 1 may be damaged. FIG. 15 shows, as an example, a case where the length LG1 of the pure water passage in the first electrode portion is shorter than the length LG2 of the pure water passage in the second electrode portion. In this case, an unbalanced pressure is applied to the portion S1 where the pure water passage in the first electrode portion and the pure water passage in the second electrode portion do not face each other.

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、固体高分子電解膜を確実に保護した状態で、水素ガスや酸素ガスなどのガスを生成することができる電解セルおよびガス発生貯蔵装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve such a problem, and its object is to generate a gas such as hydrogen gas or oxygen gas in a state where the solid polymer electrolyte membrane is reliably protected. It is an object of the present invention to provide an electrolysis cell and a gas generation storage device that can perform the above.

このような目的を達成するために本発明は、固体高分子電解質膜と、この固体高分子電解質膜を挾んで設けられた第1の電極および第2の電極とを有し、第1の電極と第2の電極との間に直流電圧を印加した状態で第1の電極に接する第1の通路に通される液体から第1のガスと第2のガスを生成し、生成した第1のガスを第1の通路に通した液体とともに排出し、生成した第2のガスを第2の電極に接する第2の通路に通した液体とともに排出する電解セルにおいて、第1の通路と第2の通路との固体高分子電解質膜を挟んで向かい合う面の形状および位置を同一としたものである。   In order to achieve such an object, the present invention includes a solid polymer electrolyte membrane, and a first electrode and a second electrode provided with the solid polymer electrolyte membrane sandwiched therebetween. The first gas and the second gas are generated from the liquid passed through the first passage in contact with the first electrode with a DC voltage applied between the first electrode and the second electrode. In the electrolysis cell that discharges gas together with the liquid passed through the first passage and discharges the generated second gas together with liquid passed through the second passage contacting the second electrode, the first passage and the second passage The shape and the position of the surface facing the passage across the solid polymer electrolyte membrane are the same.

例えば、本発明では、タンクに純水を貯留し、タンクに貯留された純水中に電解セルを設置する。そして、電解セルの第1の電極と第2の電極との間に直流電圧を印加した状態で、第1の電極に接する第1の通路にタンクに貯留された純水を通し、第2の電極に接する第2の通路にタンクに貯留された純水を通す。すると、電解セルでの電気分解により、第1の電極部から酸素ガスが得られ、第2の電極部から水素ガスが得られる。第1の電極部から得られる酸素ガスは、第1の通路に通された純水とともに排出され、第2の電極部から得られる水素ガスは、第2の通路に通された純水とともに排出される。   For example, in the present invention, pure water is stored in a tank, and an electrolytic cell is installed in the pure water stored in the tank. Then, in a state where a DC voltage is applied between the first electrode and the second electrode of the electrolytic cell, pure water stored in the tank is passed through the first passage in contact with the first electrode, Pure water stored in the tank is passed through the second passage in contact with the electrode. Then, oxygen gas is obtained from the first electrode part and hydrogen gas is obtained from the second electrode part by electrolysis in the electrolytic cell. The oxygen gas obtained from the first electrode part is discharged together with pure water passed through the first passage, and the hydrogen gas obtained from the second electrode part is discharged together with pure water passed through the second passage. Is done.

ここで、第1の通路と第2の通路とは固体高分子電解質膜を挟んで向かい合う面の形状および位置が同一とされているので、第1の通路に面する固体高分子電解質膜の膜面と第2の通路に面する固体高分子電解質膜の膜面の全てにおいて、その膜面間の圧力差が零となり、固体高分子電解質膜の膜面間にアンバランスな圧力が加わることがない。   Here, since the first passage and the second passage have the same shape and position of the faces facing each other across the solid polymer electrolyte membrane, the membrane of the solid polymer electrolyte membrane facing the first passage The pressure difference between the membrane surfaces of all of the membrane surfaces of the polymer electrolyte membrane facing the surface and the second passage becomes zero, and an unbalanced pressure is applied between the membrane surfaces of the polymer electrolyte membrane. Absent.

なお、この電解セルを用いてガスを生成する場合、固体高分子電解質膜の膜面を重力方向とほゞ平行にして電解セルを置く場合と、固体高分子電解質膜の膜面を重力方向とほゞ垂直にして電解セルを置く場合とが考えられる。例えば、固体高分子電解質膜の膜面を重力方向とほゞ平行にして電解セルを純水中に設置(電解セルを縦にして設置)すると、固体高分子電解質膜の膜面に高さの差が生じるので、固体高分子電解質膜の膜面の上下に圧力差が生じる。これに対し、固体高分子電解質膜の膜面を重力方向とほゞ垂直にして電解セルを設置(電解セルを横にして設置)すると、固体高分子電解質膜の膜面に高さの差が生じないので、電解セルを縦にして設置したときのような上下の圧力差(左右の圧力差)が固体高分子電解質膜の膜面に生じることはない。   When gas is generated using this electrolytic cell, the electrolytic cell is placed with the membrane surface of the solid polymer electrolyte membrane substantially parallel to the direction of gravity, and the membrane surface of the solid polymer electrolyte membrane is set to the direction of gravity. It is conceivable that the electrolytic cell is placed almost vertically. For example, if the electrolytic cell is placed in pure water with the membrane surface of the solid polymer electrolyte membrane being almost parallel to the direction of gravity (the electrolytic cell is installed vertically), the height of the membrane surface of the solid polymer electrolyte membrane is Since a difference occurs, a pressure difference is generated above and below the membrane surface of the solid polymer electrolyte membrane. In contrast, when the electrolytic cell is installed with the membrane surface of the solid polymer electrolyte membrane substantially perpendicular to the direction of gravity (installed with the electrolytic cell sideways), there is a difference in height between the membrane surfaces of the solid polymer electrolyte membrane. Since it does not occur, the pressure difference between the upper and lower sides (the pressure difference between the left and right sides) as when the electrolytic cell is installed vertically does not occur on the membrane surface of the solid polymer electrolyte membrane.

また、この電解セルを用いたガス発生貯蔵装置では、電解セルの第1の通路から排出される液体に含まれる第1のガス(酸素ガス)を第1の気液分離手段で分離し、電解セルの第2の通路から排出される液体に含まれる第2のガス(水素ガス)を第2の気液分離手段で分離し、第1の気液分離手段によって分離された第1のガスを第1の貯蔵手段によって貯蔵し、第2の気液分離手段によって分離された第2のガスを第2の貯蔵手段によって貯蔵する。例えば、タンクに貯留された液体中に電解セルを設置し、そのタンクの液面とそのタンクの内壁面とで囲まれた空間を第1の室と第2の室とに仕切り、第1の室に第1のガスを貯蔵し、第2の室に第2のガスを貯蔵するようにする。なお、電解セルは必ずしも液体中に設置しなくてもよく、空間に設置したり、第1のガスや第2のガスを貯蔵するタンクを別に設けたりするなどとしてもよい。
また、本発明においては、第1の電極部と第2の電極部との間に直流電圧を印加するが、この直流電圧は半波整流したものであってもよいし、全波整流したものであってもよい。
Further, in the gas generating and storing apparatus using the electrolytic cell, the first gas (oxygen gas) contained in the liquid discharged from the first passage of the electrolytic cell is separated by the first gas-liquid separation means, and electrolysis is performed. The second gas (hydrogen gas) contained in the liquid discharged from the second passage of the cell is separated by the second gas-liquid separation means, and the first gas separated by the first gas-liquid separation means is separated. The second gas stored by the first storage means and separated by the second gas-liquid separation means is stored by the second storage means. For example, an electrolytic cell is installed in a liquid stored in a tank, and a space surrounded by the liquid level of the tank and the inner wall surface of the tank is partitioned into a first chamber and a second chamber, The first gas is stored in the chamber, and the second gas is stored in the second chamber. Note that the electrolytic cell is not necessarily installed in the liquid, and may be installed in a space, or a tank for storing the first gas and the second gas may be separately provided.
In the present invention, a DC voltage is applied between the first electrode portion and the second electrode portion. The DC voltage may be half-wave rectified or full-wave rectified. It may be.

本発明によれば、第1の電極に接する第1の通路と第2の電極に接する第2の通路との固体高分子電解質膜を挟んで向かい合う面の形状および位置を同一としたので、第1の通路に面する固体高分子電解質膜の膜面と第2の通路に面する固体高分子電解質膜の膜面の全てにおいて、その膜面間の圧力差を零とし、固体高分子電解質膜の膜面間にアンバランスな圧力が加わることがないようにして、固体高分子電解膜を確実に保護した状態で、水素ガスや酸素ガスなどのガスを生成することができるようになる。   According to the present invention, the shape and the position of the first and second passages in contact with the first electrode and the second passage in contact with the second electrode facing each other across the solid polymer electrolyte membrane are the same. In all of the membrane surface of the solid polymer electrolyte membrane facing the first passage and the membrane surface of the solid polymer electrolyte membrane facing the second passage, the pressure difference between the membrane surfaces is zero, and the solid polymer electrolyte membrane Thus, a gas such as hydrogen gas or oxygen gas can be generated in a state where the solid polymer electrolyte membrane is reliably protected without applying unbalanced pressure between the membrane surfaces.

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態1〕
図1はこの発明の一実施の形態を示すガス発生貯蔵装置の構成図である。
同図において、タンク(高圧容器)であり、タンク13には純水W1が貯留され、タンク13の純水W1中には電解セル101が設置されている。また、タンク13の純水W1の液面とこのタンク13の内壁面とで囲まれた空間15は、仕切板16によって第1の室17と第2の室18とに分けられている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a configuration diagram of a gas generating and storing apparatus showing an embodiment of the present invention.
In the figure, it is a tank (high pressure vessel), in which pure water W1 is stored in a tank 13, and an electrolytic cell 101 is installed in the pure water W1 of the tank 13. A space 15 surrounded by the liquid surface of the pure water W1 in the tank 13 and the inner wall surface of the tank 13 is divided into a first chamber 17 and a second chamber 18 by a partition plate 16.

図2に図1におけるタンク13をA方向から見た図を示す。この図からも分かるように、タンク13内を径方向に2つに分割する仕切板16が設けられており、この仕切板16の下端面よりも純水W1の液面を上方に位置させることによって、純水W1の液面をその室の内壁面の一部とし、その室に貯蔵されるガスが他の室のガスと混ざらないように分離された第1の室17と第2の室18とがタンク13内に形成されている。本実施の形態において、第1の室17と第2の室18とは、仕切板16の位置によって、その容積比が1:2とされている。   FIG. 2 shows a view of the tank 13 in FIG. As can be seen from this figure, a partition plate 16 that divides the inside of the tank 13 into two in the radial direction is provided, and the level of the pure water W1 is positioned above the lower end surface of the partition plate 16. Therefore, the first chamber 17 and the second chamber are separated so that the liquid level of the pure water W1 is a part of the inner wall surface of the chamber and the gas stored in the chamber is not mixed with the gas in the other chambers. 18 are formed in the tank 13. In the present embodiment, the volume ratio of the first chamber 17 and the second chamber 18 is 1: 2 depending on the position of the partition plate 16.

図3はタンク13の純水W1中に設置された電解セル101の構造を示す図である。この電解セル101は、図13に示した従来の電解セル100とその基本構造は同じであるが、Pt触媒電極2−2への純水の供給路として通路L4をセルケース4−2に設けている点が異なる。なお、図3には、図1における電解セル101の配置に合わせ、図13に示した電解セル100とはその構造を左右反対として示している。   FIG. 3 is a diagram showing the structure of the electrolysis cell 101 installed in the pure water W1 of the tank 13. Although this electrolytic cell 101 has the same basic structure as the conventional electrolytic cell 100 shown in FIG. 13, a passage L4 is provided in the cell case 4-2 as a pure water supply path to the Pt catalyst electrode 2-2. Is different. In FIG. 3, the structure of the electrolysis cell 100 shown in FIG. 13 is shown opposite to that of the electrolysis cell 100 according to the arrangement of the electrolysis cell 101 in FIG.

また、この構造において、PEM膜1を挟んで向かい合う第1の電極部における純水の通路(この例では、多孔質給電体3−1)と第2の電極部における純水の通路(この例では、多孔質給電体3−2)は、その向かい合う面の形状および位置が同一とされている。すなわち、多孔質給電体3−1の長さLG1と多孔質給電体3−2の長さLG2とを同一とし、この同一長さの多孔質給電体3−1と3−2とを正対させている。なお、この例において、多孔質給電体3−1,3−2は直方体とされているが、必ずしも直方体でなくてもよい。   Further, in this structure, the pure water passage (in this example, the porous power supply 3-1) in the first electrode portion facing the PEM film 1 and the pure water passage (in this example) in the second electrode portion. In the porous power supply 3-2), the shape and position of the facing surfaces are the same. That is, the length LG1 of the porous power feeder 3-1 is the same as the length LG2 of the porous power feeder 3-2, and the porous power feeders 3-1 and 3-2 having the same length are opposed to each other. I am letting. In this example, the porous power feeders 3-1 and 3-2 are rectangular parallelepipeds, but are not necessarily rectangular parallelepipeds.

電解セル101の通路L1には、ポンプPM1につながれたパイプPL1を介してタンク13内の純水W1を送るようにしている。また、電解セル101の通路L4には、ポンプPM2につながれたパイプPL2を介してタンク13内の純水W1を送るようにしている。なお、ポンプPM1,PM2のポンプ圧は、電解セル101内を通過する純水の流れができればよく、最小限のポンプ圧とすることが望まれる。このポンプ圧を高くすると、Pt触媒電極2−1への純水W1の圧力とPt触媒電極2−2への純水W1の圧力との均衡が崩れ、PEM膜1に圧力差が生じる虞れがある。   Pure water W1 in the tank 13 is sent to the passage L1 of the electrolysis cell 101 via a pipe PL1 connected to the pump PM1. Further, the pure water W1 in the tank 13 is sent to the passage L4 of the electrolytic cell 101 through the pipe PL2 connected to the pump PM2. The pump pressure of the pumps PM1 and PM2 only needs to be a flow of pure water that passes through the electrolysis cell 101, and it is desirable that the pump pressure be the minimum pump pressure. If this pump pressure is increased, the balance between the pressure of the pure water W1 applied to the Pt catalyst electrode 2-1 and the pressure of the pure water W1 applied to the Pt catalyst electrode 2-2 may be lost, and a pressure difference may occur in the PEM membrane 1. There is.

電解セル101の通路L2に対しては、パイプPL3を介して気液分離器20を設けており、通路L2から排出される純水に含まれる酸素を気液分離器20で分離し、分離した酸素ガスをパイプPL5を介して第1の室17へ送る一方、酸素ガスが分離された純水をタンク13内の純水W1に戻すようにしている。   A gas-liquid separator 20 is provided for the passage L2 of the electrolysis cell 101 via a pipe PL3, and oxygen contained in pure water discharged from the passage L2 is separated by the gas-liquid separator 20 and separated. While sending oxygen gas to the 1st chamber 17 via pipe PL5, the pure water from which oxygen gas was separated is returned to pure water W1 in tank 13.

また、電解セル101の通路L3に対しては、パイプPL4を介して気液分離器21を設けており、通路L3から排出される純水に含まれる水素ガスを気液分離器21で分離し、分離した水素ガスをパイプPL6を介して第2の室18へ送る一方、酸素ガスが分離された純水をタンク13内の純水W1に戻すようにしている。   Further, a gas-liquid separator 21 is provided for the passage L3 of the electrolytic cell 101 via a pipe PL4, and hydrogen gas contained in pure water discharged from the passage L3 is separated by the gas-liquid separator 21. The separated hydrogen gas is sent to the second chamber 18 through the pipe PL6, while the pure water from which the oxygen gas has been separated is returned to the pure water W1 in the tank 13.

このガス発生貯蔵装置200では、次のようにして酸素ガスと水素ガスが生成され、生成された酸素ガスがタンク13の第1の室17に、生成された水素ガスがタンク13の第2の室18に貯蔵されて行く。   In this gas generation and storage device 200, oxygen gas and hydrogen gas are generated as follows, the generated oxygen gas is stored in the first chamber 17 of the tank 13, and the generated hydrogen gas is stored in the second chamber 13. It is stored in the chamber 18.

なお、図示してはいないが、本実施の形態では、タンク13内の純水W1、タンク13の第1の室17に貯蔵される酸素ガス、タンク13の第2の室18に貯蔵される水素ガスの温度をほゞ同じ温度にするような工夫がされている。   Although not shown, in this embodiment, pure water W1 in the tank 13, oxygen gas stored in the first chamber 17 of the tank 13, and stored in the second chamber 18 of the tank 13. The device is designed to make the temperature of hydrogen gas almost the same.

〔ガスの生成〕
Pt触媒電極2−1を陽極とし、Pt触媒電極2−2を陰極とし、このPt触媒電極2−1,2−2間に直流電圧を印加する。そして、ポンプPM1,PM2を駆動し、タンク13内の純水W1を通路L1から多孔質給電体3−1を通してPt触媒電極2−1に送り、タンク13内の純水W1を通路L4から多孔質給電体3−2を通してPt触媒電極2−2に送る。
[Gas generation]
The Pt catalyst electrode 2-1 is used as an anode, the Pt catalyst electrode 2-2 is used as a cathode, and a DC voltage is applied between the Pt catalyst electrodes 2-1 and 2-2. Then, the pumps PM1 and PM2 are driven, and the pure water W1 in the tank 13 is sent from the passage L1 to the Pt catalyst electrode 2-1 through the porous power supply 3-1, and the pure water W1 in the tank 13 is porous from the passage L4. It is sent to the Pt catalyst electrode 2-2 through the power feeder 3-2.

電解セル101内では、Pt触媒電極2−1を陽極とし、Pt触媒電極2−2を陰極とし、このPt触媒電極2−1,2−2間に直流電圧を印加した状態で、通路L1から多孔質給電体3−1を通してPt触媒電極2−1に純水を送ると、Pt触媒電極2−1の触媒層で水が電気分解して、酸素(O2 )とプロトン(H+ )と電子が発生する(2H2 O→O2 +4H+ +4e- )。プロトンは、PEM膜1を透過し、Pt触媒電極2−2側に移動する。陽極では、純水が酸化され(電子が引き離され)、酸素が発生する。陰極では、陽子がPEM膜1から引き剥がされ、Pt触媒電極2−2からの電子を得て、水素(H2 )が発生する(4H+ +4e- →2H2 )。これにより、Pt触媒電極2−1で生成された酸素ガス(O2 )を含む純水が通路L2から排出され、Pt触媒電極2−2で生成された水素ガス(H2 )を含む純水が通路L3から排出される。 In the electrolytic cell 101, the Pt catalyst electrode 2-1 is used as an anode, the Pt catalyst electrode 2-2 is used as a cathode, and a DC voltage is applied between the Pt catalyst electrodes 2-1 and 2-2 from the passage L1. When pure water is sent to the Pt catalyst electrode 2-1 through the porous power supply 3-1, water is electrolyzed in the catalyst layer of the Pt catalyst electrode 2-1, and oxygen (O 2 ), proton (H + ), and Electrons are generated (2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e ). Protons permeate the PEM membrane 1 and move to the Pt catalyst electrode 2-2 side. At the anode, pure water is oxidized (electrons are separated) and oxygen is generated. At the cathode, protons are peeled off from the PEM film 1, and electrons from the Pt catalyst electrode 2-2 are obtained to generate hydrogen (H 2 ) (4H + + 4e → 2H 2 ). Thereby, pure water containing oxygen gas (O 2 ) produced by the Pt catalyst electrode 2-1 is discharged from the passage L2, and pure water containing hydrogen gas (H 2 ) produced by the Pt catalyst electrode 2-2. Is discharged from the passage L3.

〔ガスの貯蔵〕
通路L2から排出された酸素ガスを含む純水はパイプPL3を介して気液分離器20へ送られる。気液分離器20は、送られてくる純水から酸素ガスを分離し、分離した酸素ガスをパイプPL5を介して第1の室17へ送る。また、酸素ガスが分離された純水をタンク13内の純水W1に戻す。
[Gas storage]
Pure water containing oxygen gas discharged from the passage L2 is sent to the gas-liquid separator 20 via the pipe PL3. The gas-liquid separator 20 separates oxygen gas from the pure water that is sent, and sends the separated oxygen gas to the first chamber 17 via the pipe PL5. The pure water from which the oxygen gas has been separated is returned to the pure water W1 in the tank 13.

通路L3から排出された水素ガスを含む純水はパイプPL4を介して気液分離器21へ送られる。気液分離器21は、その純水から水素ガスを分離し、分離した水素ガスをパイプPL6を介して第2の室18へ送る。また、水素ガスが分離された純水をパイプPL7を介してタンク13内の純水W1に戻す。   Pure water containing hydrogen gas discharged from the passage L3 is sent to the gas-liquid separator 21 via the pipe PL4. The gas-liquid separator 21 separates hydrogen gas from the pure water, and sends the separated hydrogen gas to the second chamber 18 via the pipe PL6. The pure water from which the hydrogen gas has been separated is returned to the pure water W1 in the tank 13 through the pipe PL7.

純水を電気分解すると、1モルの酸素ガスに対し、2モルの水素ガスが生成される(2H2 O→2H2 +O2 )。すなわち、本実施の形態において、タンク13の第1の室17に酸素ガスが1モル貯蔵されると、タンク13の第2の室18には2モルの水素ガスが貯蔵されることになる。 When the pure water is electrolyzed, 2 mol of hydrogen gas is generated per 2 mol of oxygen gas (2H 2 O → 2H 2 + O 2 ). In other words, in the present embodiment, when 1 mol of oxygen gas is stored in the first chamber 17 of the tank 13, 2 mol of hydrogen gas is stored in the second chamber 18 of the tank 13.

ここで、タンク13の第1の室17と第2の室18との容積比は1:2とされており、容積比が「1」とされた第1の室17に酸素ガスが1モル貯蔵される毎に、容積比が「2」とされた第2の室18に水素ガスが2モルずつ貯蔵されるので、第1の室17に貯蔵される酸素ガスの圧力P1oと第2の室18に貯蔵される水素ガスの圧力P1hとが等しくなり、タンク13内の純水W1に作用するガス圧(タンク内のガス圧)P1はP1=P1o=P1hとなる。   Here, the volume ratio of the first chamber 17 and the second chamber 18 of the tank 13 is 1: 2, and 1 mol of oxygen gas is contained in the first chamber 17 whose volume ratio is “1”. Each time the gas is stored, 2 moles of hydrogen gas are stored in the second chamber 18 having a volume ratio of “2”. Therefore, the pressure P1o of the oxygen gas stored in the first chamber 17 and the second gas are stored in the second chamber 18. The pressure P1h of the hydrogen gas stored in the chamber 18 becomes equal, and the gas pressure (gas pressure in the tank) P1 acting on the pure water W1 in the tank 13 is P1 = P1o = P1h.

これにより、第1の室17における純水W1の液面と第2の室18における純水W1の液面とを同じ高さに保ちつつ、第1の室17に酸素ガスが貯蔵されて行き、第2の室18に水素ガスが貯蔵されて行く。また、タンク13の純水W1中に設置された電解セル101のシール部5に加わる圧力と、PEM膜1のPt触媒電極2−1側(第1の電極部側)に加わる圧力と、PEM膜1のPt触媒電極2−2側(第2の電極部側)に加わる圧力とが等しくなり、圧力差がなくなる。したがって、タンク13内のガス圧P1が高圧となっても、電解セル101が圧力破損する虞れがない。このようにして、本実施の形態では、差圧解消センサなどを設けることなく、また生成された酸素ガスを捨てることなく、電解セル101を保護した状態で、水素ガスと酸素ガスを生成し、高圧で貯蔵して行くことができるようになる。   As a result, oxygen gas is stored in the first chamber 17 while maintaining the level of the pure water W1 in the first chamber 17 and the level of the pure water W1 in the second chamber 18 at the same height. Hydrogen gas is stored in the second chamber 18. Further, the pressure applied to the seal portion 5 of the electrolysis cell 101 installed in the pure water W1 of the tank 13, the pressure applied to the Pt catalyst electrode 2-1 side (first electrode portion side) of the PEM film 1, and the PEM The pressure applied to the Pt catalyst electrode 2-2 side (second electrode portion side) of the membrane 1 becomes equal, and the pressure difference is eliminated. Therefore, even if the gas pressure P1 in the tank 13 becomes high, there is no possibility that the electrolytic cell 101 is damaged by pressure. In this way, in the present embodiment, without providing a differential pressure elimination sensor or the like, and without discarding the generated oxygen gas, hydrogen gas and oxygen gas are generated while the electrolytic cell 101 is protected, It can be stored at high pressure.

なお、この構成において、電解セル101のシール部5に加わる圧力と、PEM膜1のPt触媒電極2−1側(第1の電極部側)に加わる圧力と、PEM膜1のPt触媒電極2−2側(第2の電極部側)に加わる圧力とは必然的に同じとなる。すなわち、この構成において、タンク13に貯留された純水W1中への電解セル101の設置は、電解セル101のシール部5に加わる圧力と、PEM膜1のPt触媒電極2−1側(第1の電極部側)に加わる圧力と、PEM膜1のPt触媒電極2−2側(第2の電極部側)に加わる圧力とを同じとするために、意図的に行われているものである。   In this configuration, the pressure applied to the seal part 5 of the electrolysis cell 101, the pressure applied to the Pt catalyst electrode 2-1 side (first electrode part side) of the PEM film 1, and the Pt catalyst electrode 2 of the PEM film 1 −2 side (second electrode portion side) is inevitably the same pressure. That is, in this configuration, the installation of the electrolysis cell 101 in the pure water W1 stored in the tank 13 depends on the pressure applied to the seal portion 5 of the electrolysis cell 101 and the Pt catalyst electrode 2-1 side of the PEM membrane 1 (first 1 electrode portion side) and the pressure applied to the Pt catalyst electrode 2-2 side (second electrode portion side) of the PEM membrane 1 are made intentionally. is there.

この意図からすれば、タンク13の第1の室17と第2の室18との容積比は、必ずしも1:2にしなくてもよい。しかし、容積比を1:2にしないと、ガスを貯蔵するに連れ、第1の室17におけるガス圧P1oと第2の室18におけるガス圧P1hとの差により、第1の室17の液面の高さと第2の室18の液面の高さとがずれ、第1の室17と第2の室18とを仕切る仕切板16の下端よりも液面が低下してしまうなどの虞れが生じる。   In view of this intention, the volume ratio between the first chamber 17 and the second chamber 18 of the tank 13 is not necessarily 1: 2. However, unless the volume ratio is set to 1: 2, as the gas is stored, the liquid in the first chamber 17 is caused by the difference between the gas pressure P1o in the first chamber 17 and the gas pressure P1h in the second chamber 18. The height of the surface and the height of the liquid level in the second chamber 18 may be shifted, and the liquid level may be lower than the lower end of the partition plate 16 that partitions the first chamber 17 and the second chamber 18. Occurs.

また、この構成において、多孔質給電体3−1の長さLG1と多孔質給電体3−2の長さLG2とは同一とされ、この同一長さの多孔質給電体3−1と3−2とが正対している。すなわち、第1の電極部における純水W1の通路と第2の電極部における純水W1の通路は、PEM膜1を挟んで向かい合う面の形状および位置が同一とされている。したがって、第1の電極部における純水W1の通路に面するPEM膜1の膜面と第2の電極部における純水W1の通路に面するPEM膜1の膜面の全てにおいて、その膜面間の圧力差が零となり、PEM膜1の膜面間にアンバランスな圧力が加わることがない。   In this configuration, the length LG1 of the porous power supply 3-1 and the length LG2 of the porous power supply 3-2 are the same, and the porous power supplies 3-1 and 3- 2 is directly facing. That is, the path of the pure water W1 in the first electrode part and the path of the pure water W1 in the second electrode part have the same shape and position of the surfaces facing each other with the PEM film 1 in between. Therefore, the film surface of all of the film surface of the PEM film 1 facing the passage of the pure water W1 in the first electrode portion and the film surface of the PEM film 1 facing the passage of the pure water W1 in the second electrode portion. The pressure difference between them becomes zero, and unbalanced pressure is not applied between the film surfaces of the PEM film 1.

なお、多孔質給電体3−1は、その内部にポンプPM1からの純水W1が行き渡るので、通路L1,L2の位置に拘わらず、第1の電極部における純水W1の通路となる。多孔質給電体3−2も同様に、その内部にポンプPM2からの純水W1が行き渡るので、通路L3,L4の位置に拘わらず、第2の電極部における純水W1の通路となる。   In addition, since the pure water W1 from the pump PM1 reaches the inside of the porous power feeding body 3-1, it becomes a passage for the pure water W1 in the first electrode portion regardless of the positions of the passages L1 and L2. Similarly, since the pure water W1 from the pump PM2 reaches the inside of the porous power supply 3-2, it becomes a passage for the pure water W1 in the second electrode portion regardless of the positions of the passages L3 and L4.

〔貯蔵した酸素ガス、水素ガスの取り出し〕
タンク13や14に貯蔵した酸素や水素を燃料などとして使用する場合、このタンク13や14に貯蔵された酸素や水素を取り出すが、この場合には注意を必要とする。すなわち、第1の室17内のガス圧P1oと第2の室18内のガス圧P1hとを同じ値にして取り出すために、水素ガスと酸素ガスとのモル比を2:1の比率を保った状態で取り出さなければならない。この条件下で、第1の室17内のガス圧P1oと第2の室18内のガス圧P1hとが同じ値となる。
[Removal of stored oxygen gas and hydrogen gas]
When oxygen or hydrogen stored in the tank 13 or 14 is used as a fuel or the like, the oxygen or hydrogen stored in the tank 13 or 14 is taken out. In this case, care is required. That is, in order to take out the gas pressure P1o in the first chamber 17 and the gas pressure P1h in the second chamber 18 at the same value, the molar ratio of hydrogen gas to oxygen gas is kept at a ratio of 2: 1. It must be taken out in a wet state. Under this condition, the gas pressure P1o in the first chamber 17 and the gas pressure P1h in the second chamber 18 have the same value.

このような取り出し方をするために、図4に示すガス発生貯蔵装置201では、タンク13の第1の室17に貯蔵された酸素ガスを気体圧力調整弁25を介して取り出すようにし、タンク13の第2の室18に貯蔵された水素ガスを気体圧力調整弁26を介して取り出すようにしている。このガス発生貯蔵装置201では、例えば水素ガスと酸素ガスを燃料電池に供給するような場合、タンク13の第1の室17内のガス圧P1oと第2の室18内のガス圧P1hとが同じになるように、気体圧力調整弁25,26の弁開度を制御する。   In order to perform such extraction, in the gas generation and storage device 201 shown in FIG. 4, the oxygen gas stored in the first chamber 17 of the tank 13 is extracted via the gas pressure regulating valve 25, and the tank 13 The hydrogen gas stored in the second chamber 18 is taken out through the gas pressure regulating valve 26. In this gas generation and storage device 201, for example, when hydrogen gas and oxygen gas are supplied to the fuel cell, the gas pressure P1o in the first chamber 17 of the tank 13 and the gas pressure P1h in the second chamber 18 are The valve opening degree of the gas pressure regulating valves 25 and 26 is controlled so as to be the same.

〔実施の形態2〕
実施の形態1では、第1の室17に酸素ガスが、第2の室18に水素ガスが貯蔵されて行くが、ガス圧が高圧となると、そのガスがタンク内の純水中に溶け込んで行く虞れがある。この場合、生成した酸素ガスや水素ガスが無駄となるし、水素ガスが純水中に溶け込むと、水素脆性による金属の腐食などの問題も生じる。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, oxygen gas is stored in the first chamber 17 and hydrogen gas is stored in the second chamber 18, but when the gas pressure becomes high, the gas dissolves into pure water in the tank. There is a risk of going. In this case, the generated oxygen gas and hydrogen gas are wasted, and when the hydrogen gas dissolves in pure water, problems such as metal corrosion due to hydrogen embrittlement also occur.

そこで、実施の形態2では、図5に示すように、第1の室17の液面にこの液面とともに上下動する第1の蓋27を被せ、第2の室18の液面にこの液面とともに上下動する第2の蓋28を被せている。すなわち、第1の室17の液面に、この液面の全面を覆うように第1の蓋27を浮かばせ、第2の室18の液面に、この液面の全面を覆うように第2の蓋28を浮かばせている。   Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 5, the liquid level of the first chamber 17 is covered with a first lid 27 that moves up and down together with the liquid level, and the liquid level of the second chamber 18 is covered with this liquid. A second lid 28 that moves up and down with the surface is covered. That is, the first lid 27 is floated on the liquid surface of the first chamber 17 so as to cover the entire surface of the liquid surface, and the liquid surface of the second chamber 18 is covered with the entire surface of the liquid surface. Two lids 28 are floated.

これにより、第1の蓋27を介して第1の室17の液面が押し下げられ、第2の蓋28を介して第2の室18の液面が押し下げられ、第1の室17内の酸素ガスが第1の室17の液面と直接接触しなくなり、第2の室18内の水素ガスが第2の室18の液面と直接接触しなくなり、貯留された純水W1中への酸素ガスや水素ガスの溶け込みが防止される。なお、第1の蓋27および第2の蓋28は、高圧の酸素ガスや水素ガスを通さなければよく、金属製に限らず、樹脂製としてもよい。   As a result, the liquid level in the first chamber 17 is pushed down via the first lid 27, the liquid level in the second chamber 18 is pushed down via the second lid 28, and the inside of the first chamber 17 Oxygen gas is not in direct contact with the liquid surface of the first chamber 17, and hydrogen gas in the second chamber 18 is not in direct contact with the liquid surface of the second chamber 18, so that the stored pure water W1 enters the pure water W1. Oxygen gas and hydrogen gas are prevented from melting. Note that the first lid 27 and the second lid 28 do not need to pass high-pressure oxygen gas or hydrogen gas, and are not limited to metal but may be made of resin.

なお、蓋27,28を設けた場合、蓋27が第1の室17の内壁面の一部をなし、蓋28が第2の室18の内壁面の一部をなすが、本発明では、タンクに貯留された液体の液面の定義として、この液体の液面に浮かばせた蓋も含むものとする。   When the lids 27 and 28 are provided, the lid 27 forms a part of the inner wall surface of the first chamber 17 and the lid 28 forms a part of the inner wall surface of the second chamber 18, The definition of the liquid level of the liquid stored in the tank includes a lid that is floated on the liquid level.

〔実施の形態3〕
実施の形態2では、第1の室17の液面に第1の蓋27を被せたり、第2の室18の液面に第2の蓋28を被せたりしたが、図6に示すように、第1の室17にその室の内壁面を覆う第1の膜29を設けたり、第2の室18にその室の内壁面を覆う第2の膜30を設けたりしてもよい。この実施の形態3では、膜29,30をポリエチレンの膜とし、第1の膜29で囲まれた内部空間に第1の室17への酸素ガスを貯蔵するようにし、第2の膜30で囲まれた内部空間に第2の室18への水素ガスを貯蔵するようにしている。
[Embodiment 3]
In the second embodiment, the liquid level of the first chamber 17 is covered with the first lid 27, or the liquid level of the second chamber 18 is covered with the second lid 28. As shown in FIG. The first chamber 17 may be provided with a first film 29 covering the inner wall surface of the chamber, or the second chamber 18 may be provided with a second film 30 covering the inner wall surface of the chamber. In the third embodiment, the films 29 and 30 are polyethylene films, and the oxygen gas to the first chamber 17 is stored in the internal space surrounded by the first film 29. Hydrogen gas for the second chamber 18 is stored in the enclosed internal space.

これにより、第1の17室に貯蔵される酸素ガスが第1の室17の内壁面(液面を含む)と直接接触しなくなり、また第2の室18に貯蔵される水素ガスが第2の室18の内壁面(液面を含む)と直接接触しなくなり、タンク13に貯留された純水W1中への酸素ガスや水素ガスの溶け込みが防止される。なお、第1の膜29や第2の膜30は、高圧の酸素ガスや水素ガスを通さず、かつ伸縮性があればよく、ポリエチレンに限らす、ゴムなどの膜としてもよい。   As a result, the oxygen gas stored in the first chamber 17 is not in direct contact with the inner wall surface (including the liquid level) of the first chamber 17, and the hydrogen gas stored in the second chamber 18 is the second. This prevents direct contact with the inner wall surface (including the liquid level) of the chamber 18 and prevents the oxygen gas and hydrogen gas from being dissolved into the pure water W1 stored in the tank 13. Note that the first film 29 and the second film 30 do not pass high-pressure oxygen gas or hydrogen gas, and need only be stretchable. The first film 29 and the second film 30 are not limited to polyethylene and may be a film of rubber or the like.

〔実施の形態4〕
実施の形態1〜3では、タンク13に貯留された純水W1中にPEM膜1の膜面を重力方向とほゞ平行にして電解セル101を置いたが、図7に示すように、PEM膜1の膜面を重力方向とほゞ垂直にして電解セル101をタンク13に貯留された純水W1中に置くようにしてもよい。以下、PEM膜1の膜面を重力方向とほゞ平行にして電解セル101を置いたタイプを縦置きタイプ、PEM膜1の膜面を重力方向とほゞ垂直にして電解セル101を置いたタイプを横置きタイプと呼ぶ、
[Embodiment 4]
In the first to third embodiments, the electrolysis cell 101 is placed in the pure water W1 stored in the tank 13 with the membrane surface of the PEM membrane 1 being substantially parallel to the direction of gravity. However, as shown in FIG. The electrolytic cell 101 may be placed in the pure water W1 stored in the tank 13 with the membrane surface of the membrane 1 being substantially perpendicular to the direction of gravity. Hereinafter, the type in which the electrolytic cell 101 is placed with the film surface of the PEM film 1 substantially parallel to the gravity direction is the vertical type, and the electrolytic cell 101 is placed with the film surface of the PEM film 1 substantially perpendicular to the gravity direction. The type is called horizontal type,

縦置きタイプでは、電解セル101のPEM膜1の膜面に高さの差が生じるので、PEM膜1の膜面の上下に圧力差が生じる。この圧力差は、電解セル101の大きさが小さい場合には、あまり問題とはならない。しかし、電解セル101が大きくなると、PEM膜1の膜面の上下の圧力差によって、PEM膜1が破損してしまう虞れがある。   In the vertically placed type, a difference in height is generated on the film surface of the PEM film 1 of the electrolytic cell 101, so that a pressure difference is generated above and below the film surface of the PEM film 1. This pressure difference is not a problem when the size of the electrolysis cell 101 is small. However, when the electrolytic cell 101 becomes large, there is a possibility that the PEM film 1 may be damaged due to a pressure difference between the upper and lower surfaces of the PEM film 1.

これに対し、横置きタイプでは、PEM膜1の膜面に高さの差が生じないので、縦置きタイプのような上下の圧力差(左右の圧力差)がPEM膜1の膜面に生じることはない。したがって、電解セル101が大きくなっても、PEM膜1が破損してしまう虞れがなく、より大きな電解セル101を使用することが可能となる。   On the other hand, in the horizontal installation type, there is no difference in height on the film surface of the PEM film 1, so that a vertical pressure difference (a pressure difference between the left and right) as in the vertical installation type occurs on the film surface of the PEM film 1. There is nothing. Therefore, even if the electrolysis cell 101 becomes large, there is no possibility that the PEM film 1 will be damaged, and it becomes possible to use a larger electrolysis cell 101.

〔実施の形態5〕
また、上述した実施の形態1〜4では、タンク13に貯留された純水W1中に電解セル101を1つだけ設置するものとしたが、複数の電解セル101を設置するようにしてもよい。例えば、実施の形態1〜3において、図8(a)に示すように、電解セル101−1〜101−nを縦方向(水深方向)に積み重ね、これら電解セル101−1〜101−nから水素ガスと酸素ガスとを得るようにしてもよい。また、実施の形態4において、図9(a)に示すように、電解セル101−1〜101−nを横方向に連ね、これら電解セル101−1〜101−nから水素ガスと酸素ガスとを得るようにしてもよい。
[Embodiment 5]
In Embodiments 1 to 4 described above, only one electrolysis cell 101 is installed in the pure water W1 stored in the tank 13, but a plurality of electrolysis cells 101 may be installed. . For example, in Embodiments 1 to 3, as shown in FIG. 8A, the electrolysis cells 101-1 to 101-n are stacked in the vertical direction (water depth direction), and the electrolysis cells 101-1 to 101-n are stacked. Hydrogen gas and oxygen gas may be obtained. Moreover, in Embodiment 4, as shown to Fig.9 (a), electrolysis cells 101-1 to 101-n are connected in the horizontal direction, and hydrogen gas and oxygen gas are connected from these electrolysis cells 101-1 to 101-n. May be obtained.

この場合、電解セル101−1〜101−n毎に、独立して純水の供給および酸素ガス,水素ガスの取り出しを行うようにしてもよいが、縦置きタイプの場合、図8(b)に示すように、隣接する電解セル101の通路L1とL2、通路L3とL4とを継ぎ、最下段の電解セル101−1の通路L1から純水を供給することにより最上段の電解セル101−nの通路L2から酸素ガスを取り出すようにし、最下段の電解セル101−1の通路L4から純水を供給することにより最上段の電解セル101−nの通路L3から水素ガスを取り出すようにしてもよい。   In this case, pure water may be supplied and oxygen gas and hydrogen gas may be taken out independently for each of the electrolysis cells 101-1 to 101-n. As shown in FIG. 5, the uppermost electrolytic cell 101- is connected by connecting the passages L1 and L2 and the passages L3 and L4 of the adjacent electrolytic cells 101 and supplying pure water from the passage L1 of the lowermost electrolytic cell 101-1. The oxygen gas is taken out from the passage L2 of n, and the hydrogen gas is taken out from the passage L3 of the uppermost electrolytic cell 101-n by supplying pure water from the passage L4 of the lowermost electrolytic cell 101-1. Also good.

同様に、横置きタイプの場合、図9(b)に示すように、隣接する電解セル101の通路L1とL2、通路L3とL4とを継ぎ、最左端の電解101−1の通路L1から純水を供給することにより最右端の電解セル101−nの通路L2から酸素ガスを取り出すようにし、最左端の電解セル101−1の通路L4から純水を供給することにより最右端の電解セル101−nの通路L3から水素ガスを取り出すようにしてもよい。この場合、電解セル101−1〜101−nのPEM膜1の膜面には高さの差が生じないので、全ての電解セル101においてそのPEM膜1の膜面の左右の圧力差が生じず、電解セル101−1〜101−nのPEM膜1を一体化することも可能である。   Similarly, in the case of the horizontal installation type, as shown in FIG. 9B, the passages L1 and L2 and the passages L3 and L4 of the adjacent electrolysis cell 101 are connected, and the passage L1 of the leftmost electrolysis 101-1 is pure. By supplying water, oxygen gas is extracted from the passage L2 of the rightmost electrolysis cell 101-n, and by supplying pure water from the passage L4 of the leftmost electrolysis cell 101-1, the rightmost electrolysis cell 101 is obtained. You may make it take out hydrogen gas from the channel | path L3 of -n. In this case, since there is no difference in height between the film surfaces of the PEM film 1 of the electrolytic cells 101-1 to 101-n, there is a pressure difference between the right and left of the film surface of the PEM film 1 in all the electrolytic cells 101. It is also possible to integrate the PEM films 1 of the electrolytic cells 101-1 to 101-n.

また、上述した実施の形態1〜5では、電解セル101を純水W1中に設置したが、電解セル101は必ずしも純水W1中に設置しなくてもよい。例えば、供給される純水の圧力と同じ圧力とした空間に電解セル101を設置したり、酸素ガスや水素ガスを貯蔵するタンクを別に設けたりするなどしてもよい。   Moreover, in Embodiment 1-5 mentioned above, although the electrolysis cell 101 was installed in the pure water W1, the electrolysis cell 101 does not necessarily need to be installed in the pure water W1. For example, the electrolytic cell 101 may be installed in a space having the same pressure as the pure water supplied, or a tank for storing oxygen gas or hydrogen gas may be separately provided.

また、図10(a)に示すように円筒状の電解セルとしたり、図10(b)に示すように半円柱状の電解セルとしたり、図10(c)に示すように半円柱状の電解セルを積み重ねたりするなどとしてもよい。なお、図10において、太線はPEM膜を示している。   Also, a cylindrical electrolytic cell as shown in FIG. 10 (a), a semi-cylindrical electrolytic cell as shown in FIG. 10 (b), or a semi-cylindrical electrolytic cell as shown in FIG. 10 (c). It is good also as stacking electrolysis cells. In FIG. 10, a thick line indicates a PEM film.

また、上述した実施の形態1〜5では、電解セル101を用いて純水から水素ガスと酸素ガスを生成するようにしたが、同様の原理で他の液体から他のガスを生成できるような場合にも適用することが可能である。すなわち、本発明において、液体は純水に限られるものではなく、生成するガスも水素ガスや酸素ガスに限られるものではない。この場合、生成するガスのモル比に合わせて、タンク13の第1の室17と第2の室18との容積比を1:nとする。また、取り出した水素ガスや酸素ガスは、燃料電池用としての使用に限られるものではなく、生成した酸素を医療用として使用するようにしてもよい。   Moreover, in Embodiment 1-5 mentioned above, although hydrogen gas and oxygen gas were produced | generated from the pure water using the electrolysis cell 101, other gas can be produced | generated from another liquid on the same principle. It can also be applied to cases. That is, in the present invention, the liquid is not limited to pure water, and the generated gas is not limited to hydrogen gas or oxygen gas. In this case, the volume ratio between the first chamber 17 and the second chamber 18 of the tank 13 is set to 1: n according to the molar ratio of the generated gas. Further, the extracted hydrogen gas and oxygen gas are not limited to use for fuel cells, and the generated oxygen may be used for medical purposes.

〔ガス発生貯蔵装置の応用例〕
本発明に係るガス発生貯蔵装置の応用として新エネルギー(風量発電や太陽光発電)とのハイブリット化を考えることができる。
[Application examples of gas generation and storage equipment]
Hybridization with new energy (air flow power generation or solar power generation) can be considered as an application of the gas generation and storage device according to the present invention.

〔応用例1:パラレル的なハイブリット化〕
風力発電は、風量に依存するので、定常的な発電は望めない。そこで、図11に示すように、風力発電機303によって余剰に発電した電気(余剰発電量)を本発明に係るガス発生貯蔵装置200に与え、酸素ガスと水素ガスとして高圧で貯蔵する。ガス発生貯蔵装置200の後段には燃料電池400を接続し、風力発電量が少なくなった時に、加算器500により燃料電池による発電を風力発電による発電に加算することで、風力発電の安定化を図る。
[Application Example 1: Parallel hybridization]
Since wind power generation depends on the air volume, steady power generation cannot be expected. Therefore, as shown in FIG. 11, surplus electricity generated by the wind power generator 303 (surplus power generation amount) is supplied to the gas generation and storage device 200 according to the present invention and stored at high pressure as oxygen gas and hydrogen gas. The fuel cell 400 is connected to the subsequent stage of the gas generation and storage device 200. When the amount of wind power generation decreases, the power generation by the fuel cell is added to the power generation by the wind power generation by the adder 500, thereby stabilizing the wind power generation. Plan.

〔応用例2:シリアル的なハイブリット化〕
風力発電は、風量に依存するので、定常的な発電は望めない。そこで、図12に示すように、風力発電機300によって発電した電気を本発明に係るガス発生貯蔵装置200に与え、酸素ガスと水素ガスとして高圧で貯蔵する。ガス発生貯蔵装置200の後段には燃料電池400を接続し、必要に応じてガス発生貯蔵装置200から燃料電池500へ水素と酸素を供給し、発電を行う。
[Application Example 2: Serial hybridization]
Since wind power generation depends on the air volume, steady power generation cannot be expected. Therefore, as shown in FIG. 12, electricity generated by the wind power generator 300 is supplied to the gas generating and storing apparatus 200 according to the present invention, and stored at high pressure as oxygen gas and hydrogen gas. A fuel cell 400 is connected to the subsequent stage of the gas generation and storage device 200, and hydrogen and oxygen are supplied from the gas generation and storage device 200 to the fuel cell 500 as necessary to generate power.

この構成では、風量発電がメインではなく、燃料電池500による発電が主となる。風力発電から見ると、パラレル的なハイブリッド化ではなく、シリアル的なハイブリット化となる。なお、燃料電池500において生じる排熱は、給湯などに使用することができる。また、ガス発生貯蔵装置200における酸素ガスと水素ガスとの貯蔵には、風力発電機300からの電力に加え、夜間電力を利用するようにしてもよい。   In this configuration, wind power generation is not the main, but power generation by the fuel cell 500 is the main. From the viewpoint of wind power generation, it is not a parallel hybrid but a serial hybrid. The exhaust heat generated in the fuel cell 500 can be used for hot water supply or the like. Moreover, in addition to the electric power from the wind power generator 300, you may make it utilize night electric power for the storage of oxygen gas and hydrogen gas in the gas generation storage apparatus 200. FIG.

本発明の一実施の形態(実施の形態1)を示すガス発生貯蔵装置の構成図である。It is a block diagram of the gas generation storage apparatus which shows one embodiment (Embodiment 1) of the present invention. 図1におけるタンクをA方向から見た図である。It is the figure which looked at the tank in FIG. 1 from the A direction. このガス発生貯蔵装置に用いる電解セルの構造図である。It is a structural diagram of the electrolysis cell used for this gas generation storage device. 酸素ガスと水素ガスの取り出し方に工夫を加えたガス発生貯蔵装置の構成図である。It is a block diagram of the gas generation storage apparatus which added the device to how to take out oxygen gas and hydrogen gas. 本発明の他の実施の形態(実施の形態2)を示すガス発生貯蔵装置の構成図である。It is a block diagram of the gas generation storage apparatus which shows other embodiment (Embodiment 2) of this invention. 本発明の他の実施の形態(実施の形態3)を示すガス発生貯蔵装置の構成図である。It is a block diagram of the gas generation storage apparatus which shows other embodiment (Embodiment 3) of this invention. 本発明の他の実施の形態(実施の形態4)を示すガス発生貯蔵装置の構成図である。It is a block diagram of the gas generation storage apparatus which shows other embodiment (Embodiment 4) of this invention. 電解セルを縦方向(水深方向)に積み重ねた例を示す図である。It is a figure which shows the example which piled up the electrolysis cell in the vertical direction (water depth direction). 電解セルを横方向に連ねた例を示す図である。It is a figure which shows the example which connected the electrolysis cell to the horizontal direction. 電解セルの他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of an electrolysis cell. 本発明に係るガス発生貯蔵装置の応用例1を示す図である。It is a figure which shows the application example 1 of the gas generation storage apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るガス発生貯蔵装置の応用例2を示す図である。It is a figure which shows the application example 2 of the gas generation storage apparatus which concerns on this invention. 従来のガス発生貯蔵装置(HHEG)に用いられている電解セルの構造図である。It is a structural diagram of the electrolysis cell used for the conventional gas generation storage device (HHEG). 従来のガス発生貯蔵装置(HHEG)の構成図である。It is a block diagram of the conventional gas generation storage apparatus (HHEG). 本出願人が考えている第2の電極部へも純水を送るようにした電解セルの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electrolytic cell which sent pure water also to the 2nd electrode part which this applicant thinks.

符号の説明Explanation of symbols

1…PEM膜(固体高分子電解質膜)、2−1,2−2…Pt触媒電極、3−1,3−2…多孔質給電体、4−1,4−2…セルケース、5…シール、L1〜L4…通路、13…タンク、16…仕切板、17…第1の室、18…第2の室、PL1〜PL6…パイプ、20,21…気液分離器、25,26…気体圧力調整弁、27…第1の蓋、28…第2の蓋、29…第1の膜、30…第2の膜、101(101−1〜101−n)…電解セル、200〜204…ガス発生貯蔵装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... PEM membrane (solid polymer electrolyte membrane), 2-1, 2-2 ... Pt catalyst electrode, 3-1, 3-2 ... Porous power feeder, 4-1, 4-2 ... Cell case, 5 ... Seal, L1-L4 ... passage, 13 ... tank, 16 ... partition plate, 17 ... first chamber, 18 ... second chamber, PL1-PL6 ... pipe, 20, 21 ... gas-liquid separator, 25, 26 ... Gas pressure regulating valve, 27 ... first lid, 28 ... second lid, 29 ... first membrane, 30 ... second membrane, 101 (101-1 to 101-n) ... electrolysis cell, 200 to 204 ... gas generation storage device.

Claims (6)

固体高分子電解質膜と、この固体高分子電解質膜を挾んで設けられた第1の電極および第2の電極とを有し、前記第1の電極と前記第2の電極との間に直流電圧を印加した状態で前記第1の電極に接する第1の通路に通される液体から第1のガスと第2のガスを生成し、生成した第1のガスを前記第1の通路に通した液体とともに排出し、生成した第2のガスを前記第2の電極に接する第2の通路に通した液体とともに排出する電解セルであって、
前記第1の通路と前記第2の通路とは、前記固体高分子電解質膜を挟んで向かい合う面の形状および位置が同一とされている
ことを特徴とする電解セル。
A solid polymer electrolyte membrane, and a first electrode and a second electrode provided with the solid polymer electrolyte membrane sandwiched therebetween, and a DC voltage between the first electrode and the second electrode The first gas and the second gas are generated from the liquid passed through the first passage in contact with the first electrode in a state where the first electrode is applied, and the generated first gas is passed through the first passage. An electrolysis cell that discharges with the liquid and discharges the generated second gas together with the liquid passed through the second passage in contact with the second electrode,
The electrolytic cell according to claim 1, wherein the first passage and the second passage have the same shape and position of faces facing each other across the solid polymer electrolyte membrane.
固体高分子電解質膜の膜面を重力方向とほゞ平行にして置かれた請求項1に記載された電解セルと、
前記電解セルの第1の通路に液体を通す手段と、
前記電解セルの第2の通路に液体を通す手段と、
前記電解セルの第1の通路から排出される液体に含まれる第1のガスを分離する第1の気液分離手段と、
前記電解セルの第2の通路から排出される液体に含まれる第2のガスを分離する第2の気液分離手段と、
前記第1の気液分離手段によって分離された第1のガスを貯蔵する第1の貯蔵手段と、
前記第2の気液分離手段によって分離された第2のガスを貯蔵する第2の貯蔵手段と
を備えたことを特徴とするガス発生貯蔵装置。
The electrolytic cell according to claim 1, wherein the membrane surface of the solid polymer electrolyte membrane is placed substantially parallel to the direction of gravity;
Means for passing a liquid through the first passage of the electrolysis cell;
Means for passing a liquid through the second passage of the electrolysis cell;
First gas-liquid separation means for separating a first gas contained in the liquid discharged from the first passage of the electrolysis cell;
Second gas-liquid separation means for separating a second gas contained in the liquid discharged from the second passage of the electrolysis cell;
First storage means for storing the first gas separated by the first gas-liquid separation means;
And a second storage means for storing the second gas separated by the second gas-liquid separation means.
固体高分子電解質膜の膜面を重力方向とほゞ垂直にして置かれた請求項1に記載された電解セルと、
前記電解セルの第1の通路に液体を通す手段と、
前記電解セルの第2の通路に液体を通す手段と、
前記電解セルの第1の通路から排出される液体に含まれる第1のガスを分離する第1の気液分離手段と、
前記電解セルの第2の通路から排出される液体に含まれる第2のガスを分離する第2の気液分離手段と
前記第1の気液分離手段によって分離された第1のガスを貯蔵する第1の貯蔵手段と、
前記第2の気液分離手段によって分離された第2のガスを貯蔵する第2の貯蔵手段と
を備えたことを特徴とするガス発生貯蔵装置。
The electrolytic cell according to claim 1, wherein the membrane surface of the solid polymer electrolyte membrane is placed so as to be substantially perpendicular to the direction of gravity.
Means for passing a liquid through the first passage of the electrolysis cell;
Means for passing a liquid through the second passage of the electrolysis cell;
First gas-liquid separation means for separating a first gas contained in the liquid discharged from the first passage of the electrolysis cell;
A second gas-liquid separation means for separating a second gas contained in the liquid discharged from the second passage of the electrolysis cell; and the first gas separated by the first gas-liquid separation means is stored. A first storage means;
And a second storage means for storing the second gas separated by the second gas-liquid separation means.
固体高分子電解質膜と、この固体高分子電解質膜を挾んで設けられた第1の電極および第2の電極とを有し、前記第1の電極と前記第2の電極との間に直流電圧を印加した状態で前記第1の電極に接する第1の通路に通される純水から酸素ガスと水素ガスを生成し、生成した酸素ガスを前記第1の通路に通した純水とともに排出し、生成した水素ガスを前記第2の電極に接する第2の通路に通した純水とともに排出する電解セルであって、
前記第1の通路と前記第2の通路とは、前記固体高分子電解質膜を挟んで向かい合う面の形状および位置が同一とされている
ことを特徴とする電解セル。
A solid polymer electrolyte membrane, and a first electrode and a second electrode provided with the solid polymer electrolyte membrane sandwiched therebetween, and a DC voltage between the first electrode and the second electrode The oxygen gas and the hydrogen gas are generated from the pure water that is passed through the first passage in contact with the first electrode in a state where the first electrode is applied, and the generated oxygen gas is discharged together with the pure water that is passed through the first passage. An electrolytic cell that discharges the generated hydrogen gas together with pure water that has passed through a second passage in contact with the second electrode,
The electrolytic cell according to claim 1, wherein the first passage and the second passage have the same shape and position of faces facing each other across the solid polymer electrolyte membrane.
固体高分子電解質膜の膜面を重力方向とほゞ平行にして置かれた請求項1に記載された電解セルと、
前記電解セルの第1の通路に純水を通す手段と、
前記電解セルの第2の通路に純水を通す手段と、
前記電解セルの第1の通路から排出される純水に含まれる酸素ガスを分離する第1の気液分離手段と、
前記電解セルの第2の通路から排出される純水に含まれる水素ガスを分離する第2の気液分離手段と、
前記第1の気液分離手段によって分離された酸素ガスを貯蔵する第1の貯蔵手段と、
前記第2の気液分離手段によって分離された水素ガスを貯蔵する第2の貯蔵手段と
を備えたことを特徴とするガス発生貯蔵装置。
The electrolytic cell according to claim 1, wherein the membrane surface of the solid polymer electrolyte membrane is placed substantially parallel to the direction of gravity;
Means for passing pure water through the first passage of the electrolysis cell;
Means for passing pure water through the second passage of the electrolysis cell;
First gas-liquid separation means for separating oxygen gas contained in pure water discharged from the first passage of the electrolysis cell;
Second gas-liquid separation means for separating hydrogen gas contained in pure water discharged from the second passage of the electrolysis cell;
First storage means for storing oxygen gas separated by the first gas-liquid separation means;
And a second storage means for storing the hydrogen gas separated by the second gas-liquid separation means.
固体高分子電解質膜の膜面を重力方向とほゞ垂直にして置かれた請求項1に記載された電解セルと、
前記電解セルの第1の通路に純水を通す手段と、
前記電解セルの第2の通路に純水を通す手段と、
前記電解セルの第1の通路から排出される純水に含まれる酸素ガスを分離する第1の気液分離手段と、
前記電解セルの第2の通路から排出される純水に含まれる水素ガスを分離する第2の気液分離手段と
前記第1の気液分離手段によって分離された酸素ガスを貯蔵する第1の貯蔵手段と、
前記第2の気液分離手段によって分離された水素ガスを貯蔵する第2の貯蔵手段と
を備えたことを特徴とするガス発生貯蔵装置。
The electrolytic cell according to claim 1, wherein the membrane surface of the solid polymer electrolyte membrane is placed so as to be substantially perpendicular to the direction of gravity.
Means for passing pure water through the first passage of the electrolysis cell;
Means for passing pure water through the second passage of the electrolysis cell;
First gas-liquid separation means for separating oxygen gas contained in pure water discharged from the first passage of the electrolysis cell;
A second gas-liquid separation means for separating hydrogen gas contained in pure water discharged from the second passage of the electrolysis cell; and a first gas for storing oxygen gas separated by the first gas-liquid separation means Storage means;
And a second storage means for storing the hydrogen gas separated by the second gas-liquid separation means.
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