JP2009061375A - 気液分離装置、発電装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本体ケース2には内部空間21が形成され、導入孔23、排出孔25及び排水孔27も形成されている。本体ケース2内に電気浸透材6が設けられ、電気浸透材6の両面に電極膜5や電極膜7が成膜されている。内部空間21のうち第1領域31には金属多孔質体4が収容されている。水蒸気を含むガスが導入孔23を通って第1領域31に導入されると、水が金属多孔質体4で凝縮し、その水が電気浸透材6を電気浸透して反対の第2領域32へ滲み出る。
【選択図】図1
Description
い進歩・発展を遂げている。電子機器の電源として用いられる一次電池及び二次電池の代替えのために、高いエネルギー容量を実現できる燃料電池についての研究・開発が盛んに行われている。
また、特許文献1、特許文献2に記載された技術では、放熱フィンや熱回収装置によって凝縮されて得た水を一定の箇所に送って回収するために、重力を利用している。装置を定置させて用いるのであれば装置に対して重力の向きが一定であるが、装置を携帯機器等のような電子機器に応用するとなれば、装置を定置させることはできず、装置に対する重力の向きが変化する。そのため、凝縮により得られた水は装置の向きの変化によって様々な箇所に流れてしまい、一定の箇所に集めることができない。
そこで、本発明は、装置の向きにかかわらず水を回収することができ、小型化することができるようにすることを課題とする。
水素と酸素の電気化学反応により電力を取り出して水蒸気を含むガスを送出する発電セルと、を備え、前記発電セルから送出された水蒸気を含むガスが前記導入孔から前記第1領域に導入され、そのガスが前記金属多孔質体を通過する際にガス中の水が前記金属多孔質体に捕捉され、捕捉された水が前記第1領域から前記第2領域へ前記電気浸透材を電気浸透することを特徴とする発電装置が提供される。
また、電気浸透材が本体の中に収容されているので、本体の外等に他の装置を設けずとも水を回収することができ、装置の小型化を図ることができる。
また、金属多孔質体の材質が金属であるがため、第1領域に導入されたガスの熱が金属多孔質体に伝熱しやすく、更にその熱が放熱されやすい。そのため、第1領域に導入されたガスの水が凝縮されやすく、水が金属多孔質体に捕捉されやすい。
図1に示すように、この気液分離装置1は、本体ケース2と、本体ケース2の内側に収容された金属多孔質体4、電気浸透材6及び電極膜7とを有する。
金属多孔質体4と電極膜7との間に電圧を印加する。ここで、金属多孔質体4が電極膜7よりも高電位になるような電圧を印加する。なお、制御回路が金属多孔質体4と電極膜7との間の電圧を調整したり、金属多孔質体4と電極膜7に電圧を印加する時間のデューティを例えばPWM制御により調整したりしても良い。
図3は、変形例の気液分離装置1Aの縦断面図である。図3に示すように、金属多孔質体4と電気浸透材6との間に親水性膜8及び電極膜5が挟まれた状態に設けられている。電極膜5は、電気浸透材6に接合されている。その電極膜5に金属多孔質体4が接合されている。電極膜5が気相成長法により成膜されたものであるから、電極膜5に多数の微小孔が形成されており、電極膜5を液体が浸透する。なお、電極膜5が網目状に形成されたものでもよく、その網目を通じて液体が浸透する。
図4は、気液分離装置1を用いた発電装置301を示したブロック図である。なお、図1に示された気液分離装置1の代わりに変形例の気液分離装置1Aを用いても良い。
CH3OH+H2O→3H2+CO2 ・・・(1)
H2+CO2→H2O+CO ・・・(2)
2CO+O2→2CO2 ・・・(3)
H2→2H++2e-・・・(4)
2H++1/2O2+2e-→H2O・・・(5)
2 本体ケース
4 金属多孔質体
5 電極膜
6 電気浸透材
7 電極膜
8 親水性膜
21 内部空間
23 導入孔
25 排出孔
31 第1領域
32 第2領域
301 発電装置
Claims (9)
- 内部空間が形成され、その内部空間に通じる導入孔及び排出孔が形成された本体と、
前記内部空間に収容され、前記内部空間を前記導入孔及び前記排出孔が通じる第1領域と他の第2領域とに区切る電気浸透材と、
前記第2領域側において前記電気浸透材に接合した電極と、
前記第1領域に収容された金属多孔質体と、を備えることを特徴とする気液分離装置。 - 前記金属多孔質体が前記電気浸透材側からその反対側に向かって粗くなっていることを特徴とする請求項1に記載の気液分離装置。
- 前記金属多孔質体の気孔率が前記電気浸透材側からその反対側に向かって高くなっていることを特徴とする請求項1又は2に記載の気液分離装置。
- 前記金属多孔質体の気孔径が前記電気浸透材側からその反対側に向かって大きくなっていることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の気液分離装置。
- 前記金属多孔質体が前記第1領域に充填されていることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の気液分離装置。
- 前記金属多孔質体が前記電気浸透材に接し、
前記金属多孔質体が電極として用いられることを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の気液分離装置。 - 前記第1領域側において前記電気浸透材に接合した別の電極と、
前記別の電極と前記金属多孔質体との間に挟持された親水性膜と、を更に備えることを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の気液分離装置。 - 請求項1から7の何れか一項に記載の気液分離装置と、
水素と酸素の電気化学反応により電力を取り出して水蒸気を含むガスを送出する発電セルと、を備え、
前記発電セルから送出された水蒸気を含むガスが前記導入孔から前記第1領域に導入され、そのガスが前記金属多孔質体を通過する際にガス中の水が前記金属多孔質体に捕捉され、捕捉された水が前記第1領域から前記第2領域へ前記電気浸透材を電気浸透することを特徴とする発電装置。 - 請求項8に記載の発電装置を備える電子機器。
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