JP2007270292A - 固体高分子膜型水電気分解装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体高分子電解質膜1の両側に接する酸素極2と水素極3、両極に隣接し集電板をなすセパレータ板4、その外側の非導電素材固定板6からなるユニット水電気分解セル100が複数個積層され、その両端部の外側に水および発生ガスの貯蔵槽20,30を備えた固体高分子膜型水電気分解装置であって、固定板6が酸素極2および水素極3を固体高分子電解質膜1に押し付けるための押し付け素材5を内蔵し、各ユニット電気分解セル100で発生した酸素および水素がガス用連通孔66、76を介して貯蔵槽20,30に導かれるとともに、酸素極2および水素極3には貯蔵槽20,30からの水が水連通孔82,84を介して導かれることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
前記水電気分解セルにおける前記固定板が前記酸素極および水素極を前記固体高分子電解質膜に対して押し付けるための押し付け素材を内蔵し、かつ該素材には流路を具備し、
前記複数のユニット水電気分解セルが前記貯蔵槽、前記固定板の外側から前記固体高分子電解質膜、酸素極、水素極、セパレータ板および固定板を一緒に挟むことにより、タイボルトによって一体にされ、さらに、
前記貯蔵槽は、前記それぞれのユニット水電気分解セルにおいて水の電解レベルの位置よりも高い位置に設けられた水の補給孔を有するとともに、発生したガスを放出するための放出孔を有し、
前記各ユニット電気分解セルから導かれた酸素および水素がガス用連通孔を介して前記貯蔵槽に導かれるとともに、前記酸素極および前記水素極には前記貯蔵槽からの水が水連通孔を介して導かれることを特徴とする。
水素極は、多孔性シート状カーボン素材に対してカーボンおよび固体高分子電解質膜用樹脂を含む混合物をコーティングし、さらにPt(合金)および/またはPt(合金)担持カーボンおよび固体高分子電解質膜用樹脂を含む混合物がコーティングされていることを特徴とする。
前記水素極は、多孔性シート状カーボン素材に対して、カーボンおよび固体高分子電解質膜用樹脂を含む混合物をコーティングし、さらにPt(合金)および/またはPt(合金)担持カーボンおよび固体高分子電解質膜用樹脂を含む混合物がコーティングされていることを特徴とする。
図1は、本発明の実施の形態による固体高分子膜型水電気分解装置の説明図であり、図2は、同じ固体高分子膜型水電気分解装置の両側部における固定板を示し、(A)は図1の線2A−2Aに沿った矢印方向にみた酸素極側の側面図、(B)は図1の線2B−2Bに沿って矢印方向にみたその水素極側の側面図であり、図3は、同じ固体高分子膜型水電気分解装置の中間部における固定板を示し、(A)は図1の線3A−3Aに沿った矢印方向にみた酸素極側の側面図、(B)は図1の線3B−3Bに沿って矢印方向にみたその水素極側の側面図である。この固体高分子膜型水電気分解装置は、複数の水の電気分解セル1001、1002、1003、・・・100n−1、100nを有していて、各水電気分解セル1001、1002、1003、・・・100n−1、100nは、パーフルオロカーボンスルフォン酸ポリマー材等からなる固体高分子電解質膜11、12、13、・・・1n−1、1n、これらの固体高分子電解質膜の一方の面に配置され、多孔性のシート状カーボン素材にイリジウムめっきされ、かつカーボンと固体高分子電解質膜用樹脂を含む混合物をコーティング層として形成された酸素極21、22、23、・・・2n−1、2n、同じ各固体高分子電解質膜の他方の面に配置され、多孔性のシート状カーボン素材の表面にカーボンと固体高分子膜用樹脂の混合物をコーティングし、さらにその表面にPt(合金)および/またはPt(合金)担持カーボンと固体高分子電解質膜用樹脂を含む混合物をコーティングして形成され水素極31、32、33、・・・3n−1、3n、これらの各酸素極と水素極との外側に隣接して配置され、水およびガスの流路を設けた集電板となるステンレス製のセパレータ板41、42、43、・・・4n−1、4n、4’1、4’2、4’3、・・・4’n−1、4’n、およびこれらセパレータ板4、4’の外側に配置された樹脂製の固定板61、62、63、・・・6n−1、6n、6’1、6’2、6’3、・・・6’n−1、6’nからなっている。さらに好ましくは、セパレータ板4、4’にPtまたはAuをコーティングすることにより、耐食性が向上し、長期にわたり安定した水の電気分解反応を確保することが可能となる。以下、特定する場合を除いて、参照記号の添え字は省略する。
尚、多孔性シート状カーボン素材にPt(合金)および固体高分子電解質膜用樹脂を含む混合物をコーティングして形成した酸素極とすることもできる。
2,21,22,23,・・・2n−1,2n 酸素極
3,31,32,33,・・・3n−1,3n 水素極
4,41,42,43,・・・4n−1,4n セパレータ板
5,51,52,53,・・・5n−1,5n 押し付け素材
5’1,5’2,5’3,・・・5’n−1,5’n 押し付け素材
6,61,62,63,・・・6n−1,6n 固定板
6’,6’1,6’2,6’3,・・・6’n−1,6’n 固定板
7 酸素ガス放出孔
8 水素ガス放出孔
9 水の補給孔
10 水抜き孔
20 酸素貯蔵槽
22 水タンク
24 酸素ガス排出孔
26 接続ホース
28 内部タンク
30 水素貯蔵槽
32 水タンク
34 水素ガス排出孔
38 内部タンク
42 端子板
36 接続ホース
62 貫通孔
66 酸素ガス用連通孔
76 水素ガス用連通孔
82 水連通孔
84 水連通孔
94 電解部
941 上部電解レベル
942 下部電解レベル
100 固体高分子膜型水電気分解セル
1001,1002,1003,・・・100n−1,100n ユニット水電気分解セル
Claims (9)
- 固体高分子電解質膜、該固体高分子電解質膜の一方側に接して設けた酸素極、前記固体高分子電解質膜の他方側に接して設けた水素極、前記酸素極および水素極の外側に隣接して設けられかつ水および発生したガスの通路を有する集電板をなすセパレータ板、および該セパレータ板の外側に配置された非導電素材からなる固定板を有するユニット水電気分解セルを含み、該ユニット水電気分解セルが複数個積層されていて、両端部の前記ユニット水電気分解セルの前記固定板の外側に配置されかつ水および発生したガスを貯蔵するための貯蔵槽を備えた固体高分子膜型水電気分解装置であって、
前記水電気分解セルにおける前記固定板が前記酸素極および水素極を前記固体高分子電解質膜に対して押し付けるための押し付け素材を内蔵し、かつ該素材には流路を具備し、
前記複数のユニット水電気分解セルが前記貯蔵槽、前記固定板の外側から前記固体高分子電解質膜、酸素極、水素極、セパレータ板および固定板を一緒に挟むことにより、タイボルトによって一体にされ、さらに、
前記貯蔵槽は、前記それぞれのユニット水電気分解セルにおいて水の電解レベルの位置よりも高い位置に設けられた水の補給孔を有するとともに、発生したガスを放出するための放出孔を有し、
前記各ユニット電気分解セルから導かれた酸素および水素がガス用連通孔を介して前記貯蔵槽に導かれるとともに、前記酸素極および前記水素極には前記貯蔵槽からの水が水連通孔を介して導かれることを特徴とする固体高分子膜型水電気分解装置。 - 前記ガス用連通孔は、前記水素極および前記酸素極からのガスをそれぞれ導く二つの連通孔が前記固体高分子電解質膜の部分に相当する電解部より上方に前記貯蔵槽に連通するように設けられていることを特徴とする請求項1に記載された固体高分子膜型水電気分解装置。
- 前記水連通孔は、前記固体高分子電解質膜の部分に相当する電解部より下方に位置されて前記水素極および前記酸素極からそれぞれ独立して前記貯蔵槽に連通するように設けられていることを特徴とする請求項1に記載された固体高分子膜型水電気分解装置。
- 前記ガス連通孔は、前記ユニット水電気分解セルに逆止弁を介して接続されていることを特徴とする請求項1に記載された固体高分子膜型水電気分解装置。
- 前記酸素極は、イリジウムめっきされた多孔性シート状カーボン素材に、カーボンおよび固体高分子電解質膜樹脂を含む混合物をコーティングすることにより形成され、
前記水素極は、多孔性シート状カーボン素材に対してカーボンおよび固体高分子電解質膜用樹脂を含む混合物をコーティングし、さらにPt(合金)および/またはPt(合金)担持カーボンおよび固体高分子電解質膜用樹脂を含む混合物がコーティングされていることを特徴とする請求項1に記載された固体高分子膜型水電気分解装置。 - 前記酸素極は、イリジウムめっきされた多孔性シート状カーボン素材に、Pt(合金)および固体高分子電解質膜樹脂を含む混合物をコーティングすることにより形成され、
前記水素極は、多孔性シート状カーボン素材に対して、カーボンおよび固体高分子電解質膜用樹脂を含む混合物をコーティングし、さらにPt(合金)および/またはPt(合金)担持カーボンおよび固体高分子電解質膜用樹脂を含む混合物がコーティングされていることを特徴とする請求項1に記載された固体高分子膜型水電気分解装置。 - 前記セパレータ板が、PtまたはAuによってコーティングされた金属板に複数の貫通孔を設けた材料から形成されていることを特徴とする請求項1に記載された固体高分子膜型水電気分解装置。
- 前記セパレータ板に接触する前記固定板に内蔵された押し付け素材が、弾力性を有するナイロン等のポーラスプラスチック材からなることを特徴とする請求項1に記載された固体高分子膜型水電気分解装置。
- 前記固定板には、水または発生したガスの流路となる孔および溝の貫通孔が形成され、前記ガスの流路となる孔に逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項1または4に記載された固体高分子膜型水電気分解装置。
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
KR100878052B1 (ko) | 2008-04-23 | 2009-01-15 | 모진희 | 가스 발생장치 |
JP2015021149A (ja) * | 2013-07-17 | 2015-02-02 | 株式会社東芝 | 水素製造装置 |
JP2021030162A (ja) * | 2019-08-26 | 2021-03-01 | 株式会社日本トリム | 電解ユニット |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08134679A (ja) * | 1994-11-02 | 1996-05-28 | Shinko Pantec Co Ltd | 固体電解質膜電解装置 |
JPH11256378A (ja) * | 1998-03-10 | 1999-09-21 | Research Institute Of Innovative Technology For The Earth | 固体高分子電解質膜を用いる水電解槽 |
JP2000355786A (ja) * | 1999-06-14 | 2000-12-26 | Chlorine Eng Corp Ltd | 電解槽 |
JP2003342765A (ja) * | 2002-05-29 | 2003-12-03 | Hitachi Zosen Corp | 固体高分子型水電解槽を用いた水素供給装置 |
JP2004353033A (ja) * | 2003-05-29 | 2004-12-16 | Daido Metal Co Ltd | 水の電気分解用膜・電極接合体およびそれを用いた水の電気分解装置 |
JP2005307232A (ja) * | 2004-04-19 | 2005-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | 水電解装置及びその運転方法 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08134679A (ja) * | 1994-11-02 | 1996-05-28 | Shinko Pantec Co Ltd | 固体電解質膜電解装置 |
JPH11256378A (ja) * | 1998-03-10 | 1999-09-21 | Research Institute Of Innovative Technology For The Earth | 固体高分子電解質膜を用いる水電解槽 |
JP2000355786A (ja) * | 1999-06-14 | 2000-12-26 | Chlorine Eng Corp Ltd | 電解槽 |
JP2003342765A (ja) * | 2002-05-29 | 2003-12-03 | Hitachi Zosen Corp | 固体高分子型水電解槽を用いた水素供給装置 |
JP2004353033A (ja) * | 2003-05-29 | 2004-12-16 | Daido Metal Co Ltd | 水の電気分解用膜・電極接合体およびそれを用いた水の電気分解装置 |
JP2005307232A (ja) * | 2004-04-19 | 2005-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | 水電解装置及びその運転方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100878052B1 (ko) | 2008-04-23 | 2009-01-15 | 모진희 | 가스 발생장치 |
JP2015021149A (ja) * | 2013-07-17 | 2015-02-02 | 株式会社東芝 | 水素製造装置 |
JP2021030162A (ja) * | 2019-08-26 | 2021-03-01 | 株式会社日本トリム | 電解ユニット |
WO2021039247A1 (ja) * | 2019-08-26 | 2021-03-04 | 株式会社日本トリム | 電解ユニット |
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