JP2010100929A - ガス分解素子、アンモニア分解素子、発電装置および電気化学反応装置 - Google Patents
ガス分解素子、アンモニア分解素子、発電装置および電気化学反応装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】ガス分解素子は、多孔質のアノード2と、アノードと対をなす、多孔質のカソードと、アノードとカソードとの間に位置し、イオン導電性をもつイオン導電材1とを備え、アノード2が、表面酸化された金属粒連鎖体21を含む。
【選択図】図3
Description
また、(A2)金属粒連鎖体をカソードに含有させた場合、カソードにおいて、カソード外部からカソードへと導かれる流体の中の分子の化学反応を、金属粒連鎖体の酸化層によって促進させ(触媒作用)、かつ外部回路からの電子の導電性を向上させて、当該電子を参加させてカソードでの化学反応を促進させる(電荷による促進作用)。そして、当該分子から効率よく陰イオンを生じて、イオン導電材へと送り出すことができる。このため、上記アノードに含ませる場合と同様に、カソードにおける電荷の授受を伴う電気化学反応を、全体的に促進することができる。どのような場合に、金属粒連鎖体をカソードに含ませるかは、分解対象のガスによって変わる。(A3)金属粒連鎖体をアノードおよびカソードに含有させた場合は、上記(A1)および(A2)の効果を得ることができる。
上記の電気化学反応は、陰イオンのイオン導電材を移動する速度または移動時間で律速される場合が多い。陰イオンの移動速度を大きくするために、上記のガス分解素子は、加熱機器たとえばヒータを備え、高温、たとえば600℃〜800℃にするのが普通である。高温にすることで、イオン移動速度だけでなく、電極での電荷授受をともなう化学反応も促進される。
上記イオン導電材からアノードへと移動してくる陰イオンは、上述のように、カソードでの化学反応によって発生し、供給される。カソードにおいて導入された流体中の分子と電子とが反応して陰イオンが生成する。生成した陰イオンは、イオン導電材中をアノードへと移動する。カソードでの反応に参加する電子は、アノードとカソードとを連絡する外部回路(蓄電器、電源、電力消費機器を含む)から入ってくる。上記電気化学反応は、燃料電池としての発電反応であってもよいし、または電気分解反応であってもよい。
したがって、上記の金属粒連鎖体における金属は、強磁性体となり得るもの(金属、合金など)である。アノードは、イオン導電性セラミックスと、表面酸化された連鎖状金属粉末とを含む焼結体で形成される場合が多い。
図1は、本発明の実施の形態1におけるガス分解素子10を示す図である。このガス分解素子10では、イオン導電性の電解質1をはさんで、アノード2と、カソード5とが、配置されている。アノード2の外側にはアノード集電体11が、また、カソード5の外側にはカソード集電体12が配置されている。アノード2は、金属粒連鎖体21とイオン導電性のセラミックス(金属酸化物)22とを主構成材とする焼結体であり、流体が流通できる多孔質体である。また、カソード5は、やはり流体が流通できる多孔質体である。カソード5は、たとえば銀(Ag)51とイオン導電性のセラミックス52とを主構成材とする焼結体とするのがよい。アノード集電体11およびカソード集電体12は、ともに多孔質金属体とするのがよい。多孔質金属体には、たとえば三角柱状の骨格が3次元に連なった連続気孔を持つ金属多孔体があり、その典型材として、たとえば住友電気工業(株)製のセルメット(商標登録)を用いることができる。
電解質1は、固体酸化物、溶融炭酸塩、リン酸、固体高分子、電解液など、イオン導電性があれば何でもよい。このガス分解素子10は、表1に示すように、燃料電池として作動させることもできるし、電気分解装置として作動させることもできる。
図3は、アノード2を構成する材料の役割を説明するための図であり、本発明の実施の形態の特徴点を示す。アノード2は、表面酸化された金属粒連鎖体21と、SSZ22との焼結体で構成される。金属粒連鎖体21の金属は、ニッケル(Ni)とするのがよい。Niに鉄(Fe)を少し含むものであってもよい。さらに好ましくはTiを2〜10000ppm程度の微量含むものである。(1)Ni自体、アンモニアの分解を促進する触媒作用を有する。また、FeやTiを微量含むことでさらに触媒作用を高めることができる。さらに、このNiを酸化させて形成されたニッケル酸化物は、これら金属単味の促進作用をさらに大きく高めることができる。(2)上記の触媒作用に加えて、アノードにおいて、酸素イオンを分解反応に参加させている。すなわち、分解を電気化学反応のなかで行う。上記のアノード反応2NH3+3O2−→N2+3H2O+6e−では、酸素イオンの寄与があり、アンモニアの分解速度を大きく向上させる。(3)アノード反応では、自由な電子e−が生じる。電子e−がアノード2に滞留すると、アノード反応の進行は、妨げられる。金属粒連鎖体21は、ひも状に細長く、酸化層21bで被覆された中身21aは良導体の金属(Ni)である。電子e−は、ひも状の金属粒連鎖体の長手方向に、スムースに流れる。このため、電子e−がアノード2に滞留することはなく、金属粒連鎖体21の中身21aを通って、外に流れる。金属粒連鎖体21により、電子e−の通りが、非常に良くなる。要約すると、本発明の実施の形態における特徴は、アノードにおける次の(1)、(2)および(3)にある。
(1)ニッケル粒連鎖体のニッケル酸化層による分解反応の促進(高い触媒機能)
(2)酸素イオンによる分解促進(電気化学反応の中での分解促進)
(3)金属粒連鎖体のひも状良導体による電子の導通性確保(高い電子伝導性)
上記の(1)、(2)および(3)によって、アノード反応は非常に大きく促進される。
1.アノード
(1)金属粒連鎖体21
金属粒連鎖体21は、還元析出法によって製造するのがよい。この金属粒連鎖体21の還元析出法については、特開2004−332047号公報などに詳述されている。ここで紹介されている還元析出法は、還元剤として3価チタン(Ti)イオンを用いる方法であり、析出する金属粒(Ni粒など)は微量のTiを含む。このため、Ti含有量を定量分析することで、3価チタンイオンによる還元析出法で製造されたものと特定することができる。3価チタンイオンとともに存在する金属イオンを変えることで、所望の金属の粒を得ることができる。Niの場合はNiイオンを共存させる。Feイオンを微量加えると、微量Feを含むNi粒連鎖体が形成される。
また、連鎖体を形成するには、金属が強磁性金属であり、かつ所定のサイズ以上であることを要する。NiもFeも強磁性金属なので、金属粒連鎖体を容易に形成することができる。サイズについての要件は、強磁性金属が磁区を形成して、相互に磁力で結合し、その結合状態のまま金属の析出→金属層の成長が生じて、金属体として全体が一体になる過程で、必要である。所定サイズ以上の金属粒が磁力で結合した後も、金属の析出は続き、たとえば結合した金属粒の境界のネックは、金属粒の他の部分とともに、太く成長する。アノード2に含まれる金属粒連鎖体21の平均直径Dは5nm以上、500nm以下の範囲とするのがよい。また、平均長さLは0.5μm以上、1000μm以下の範囲とするのがよい。また、上記平均長さLと平均径Dとの比は3以上とするのがよい。ただし、これら範囲外の寸法を持つものであってもよい。
(2)表面酸化
表面酸化処理は、(i)気相法による熱処理酸化、(ii)電解酸化、(iii)化学酸化の3種類が好適な手法である。(i)では大気中で500〜700℃にて1〜30分処理するのがよい。最も簡便な方法であるが、酸化膜厚の制御が難しい。(ii)では標準水素電極基準で3V程度に電位を印加し、陽極酸化することにより表面酸化を行うが、表面積に応じ電気量により酸化膜厚を制御できる特徴がある。しかし、大面積化した場合、均一に酸化膜をつけることは難しい手法である。(iii)では硝酸などの酸化剤を溶解した溶液に1〜5分程度浸漬することで表面酸化する。酸化膜厚は時間と温度、酸化剤の種類でコントロールできるが薬品の洗浄が手間となる。いずれの手法も好適であるが、(i)または(iii)がより好ましい。
望ましい酸化層の厚みは、1nm〜100nmであり、より好ましくは10nm〜50nmの範囲とする。ただし、この範囲外であってもかまわない。酸化皮膜が薄すぎると触媒機能が不十分となる。また、わずかな還元雰囲気でもメタライズされてしまう恐れがある。逆に酸化皮膜が厚すぎると触媒性は充分保たれるが、反面、界面での電子伝導性が損なわれ、発電性能が低下する。
(3)焼結
SSZの原料粉末の平均径は0.5μm〜50μm程度とする。
表面酸化された金属粒連鎖体21と、SSZ22との配合比は、mol比で0.1〜10の範囲とする。
焼結方法は、たとえば大気雰囲気中で、温度1000℃〜1600℃の範囲に、30分〜180分間保持することで行う。
2.カソード
(1)銀
Ag粒子の平均径は、10nm〜100nmとするのがよい。
(2)焼結
SSZの平均径は0.5μm〜50μm程度のものを用いるのがよい。
銀と、SSZとの配合比は、0.01〜10程度とするのがよい。
焼結条件は、大気雰囲気で、1000℃〜1600℃に、30分〜180分間程度保持する。
図5は、本発明の実施の形態2におけるガス分解素子を示す図である。本実施の形態における反応は、一般的には、表1の反応R5、R7およびR8のように、電気分解反応である。すなわち、このガス分解素子10は、電気分解素子であり、電力を投入してガス(とくに図5の場合はNOx)を分解する。アノード2には空気を導入し、カソード5にはNOxを導入する。実施の形態1の場合は、分解対象ガスをアノード2に導入したが、本実施の形態では、分解対象ガスは、カソード5に導入する。アノード反応は、2O2−→O2+4e−である。またカソード反応は、NOの場合、2NO+4e−→N2+2O2−である。この場合、アノード2の集電体11と、カソード5の集電体12との間に、アノード側が高くなるように、外部から電位差(電圧)を印加する。外部の電源は、ガス分解素子10に対して電力を消費する。表1の番号R8の反応である。
実施の形態1においても説明したように、触媒のもとで分解対象ガスを分解させることは周知である。しかし、本実施の形態では、電気化学反応において酸素イオンを関与させ、そのアノードに上記(1)および(2)の構成および作用効果を持たせたることで、反応速度を大幅に向上させることができる。
図6は、本発明の実施の形態3における電気化学反応装置であるガス除害装置、とくにアンモニア分解装置10を示す図である。このアンモニア分解装置10では、円筒形の固体電解質1の内面を覆うようにアノード(第1電極)2が設けられ、また外面を覆うようにカソード(第2電極)5が設けられて、円筒形MEA7(1,2,5)が形成されている。筒状体は、一般には、らせん状やサーペンタイン状などに曲がりくねっていてもよいが、図6の場合は、直円筒形のMEAである。本実施の形態の電気化学反応装置10では、円筒形のMEA7の内筒を埋めるように、多孔質金属体11が配置されている。円筒形MEAの内径は、たとえば20mm程度であるが、適用する装置に応じて、変えるのがよい。
本実施の形態では、MEA7が円筒形であることに特徴がある。MEA7が円筒形であるため、ガス分解装置10に組み立てるとき、シール部材を筒体の端部に配置するだけでよいので、図示しないシール部材と、筒体MEAとの熱膨張差で破損することが防止される。シール部材は、高温用なので、通常、ガラス系材料が用いられ、熱膨張係数を円筒形MEA7のそれに極力近いものとする。それでも、平板のMEAの場合、シール部材を広い範囲に配置するので、平板のサイズが少し大きくなると、熱膨張差によって破損が生じやすくなる。円筒形MEA7は、上記のように、シール部材は端部だけで済むので、熱膨張差で生じる応力は限定的である。また、円筒形MEAは、積層形態では用いられないので、寸法許容精度はそれほど厳格には要求されない。また、長手方向に円筒形MEA7を比較的容易に伸ばせるので、反応容量等を容易に拡大することができる。また、上記の円筒形MEA7を、複数、並べることでも、反応容量を大きくすることができる。円筒形MEA7は、平板MEAに比べて、装置に組み上げやすく、製造歩留まりを高くすることができ、また長期間の使用における耐久性に優れている。
図7(b)は、シート状金属多孔体を環状に巻いて、内面側多孔体または環状多孔体11aとして、中央部には棒状多孔体11bを挿入する。中央部の棒状多孔体11bの孔の目を、環状多孔体11aのそれより小さくして、中央部よりも外側のアノード2に近づくようにするのがよい。すなわち、棒状多孔体11bを通る気体に対する流れの抵抗を大きくして、流れの抵抗が小さい環状多孔体11aを流れやすくするのがよい。これによって、アンモニア等がアノード2に接触して分解しやすくなる。中央部の棒状多孔体は、多孔体ではない単なる固体棒状体に置き換えてもよい。
(アノード反応):2NH3+3O2−→N2+3H2O+6e−
反応後の気体であるN2+3H2Oは、円筒形の内面側(内筒)を通って流れてゆく。また、外面のカソード5と接触する空気中の酸素は、外部配線から供給される電子e−と、次のカソード反応をする。
(カソード反応):O2+2e−→2O2−
カソード反応の結果、MEA7の外面で生じた酸素イオンO2−は、固体電解質1を経由して、内面側のアノード2へと、厚み方向に沿って移動する。上記の電気化学反応は、温度650℃〜950℃の高温で、実用可能な分解速度を得ることができる。このため、ヒータ等の加熱装置41を備える。
上記のアンモニア分解の電気化学反応は、表1における反応R1に対応する。アンモニア分解の反応は、表1に示すように上記のR1以外に、反応R2,R3,R5がある。反応R2およびR3は、上記の反応R1と同じように、発電をする反応であるが、反応R5は、電力を投入する反応である。なお、半導体製造装置の排気には、アンモニアの他に水素も含まれるので、その場合には、反応R4も並行的に進行し、どちらも発電反応であり、負荷に電力を供給することができる。
さらに、本実施の形態におけるガス分解装置10では、アンモニアを円筒の内面側に通すので、極低濃度にまで分解することで、アンモニアを密封しながら実際上、消滅させることができる。このため円筒形という簡単な構造を用いることで、上記(a1)〜(a5)を得ることができる。
アノード2は、表面酸化されて酸化層を有する金属粒連鎖体21と、酸素イオン導電性のセラミックス22とを主要部とする焼結体とするのがよい。酸素イオン導電性のセラミックス22としては、SSZ(スカンジウム安定化ジルコニア)、YSZ(イットリウム安定化ジルコニア)、SDC(サマリウム安定化セリア)、LSGM(ランタンガレート)、GDC(ガドリア安定化セリア)などを用いることができる。
また、カソード5は、銀(Ag)51と、酸素イオン導電性のセラミックス52とを主成分とする焼結体とするのがよい。この場合の酸素イオン導電性のセラミックス52として、LSM(ランタンストロンチウムマンガナイト)、LSC(ランタンストロンチウムコバルタイト)、SSC(サマリウムストロンチウムコバルタイト)などを用いるのがよい。
固体電解質1は、酸素イオン導電性がある、固体酸化物、溶融炭酸塩、リン酸、固体高分子などを用いることができる。円筒形に焼結されたものを購入する。固体酸化物1としては、SSZ、YSZ、SDC、LSGM、GDCなどを用いるのがよい。
筒状体の内面側に、有害物質を流す利点を上記のように挙げたが、集電体を筒状体の内面側に確実に配置する技術はこれまで十分にあるとはいえず、むしろ、今後の需要が見込まれるにもかかわらず、これといった技術がない。筒状体の内径は十分大きくないのが普通であり、この中に、(e1)分解対象のガス成分を流して、内面電極と接触させて十分反応させるスペースを確保しながら、(e2)内面電極に接触して導電を確実にとることができる構造の集電体を、(e3)困難な作業を要しないで、簡単に工業的に実現したものは、これまで知られていない。内面側に流すガス成分は、還元性気体であるため、導電をとる作用(e2)を長期間にわたってさらに確実にすることができる。
本実施の形態では、Niめっき多孔体11を用いることで、上記(e1)〜(e3)を容易に実現することができる。
また、加熱装置であるヒータ41については、複数、並列配置した円筒形MEA7の全体をまとめて結束する態様により、設けることができる。このような全体をまとめて結束する態様をとることで、小型化をはかることができる。
図10は、本発明の実施の形態4におけるガス分解装置10を示す断面図である。このガス分解装置10は、NOx分解に用いられるものである。ガス分解装置10は、NOxを含む気体が排気される排気路内に配置され、NOxはカソード3において分解される。排気中に、(カソード3でNOxの分解/アノード2で「所定のガス成分」の分解)、という、NOxと対をなす所定のガス成分が、含まれることは想定していないが、含まれていてもよい。ただ、このような所定のガス成分を、排気路(たとえばマフラー)に意図して導入することはコスト増などを招くので、意図して含ませることはしない。アノード2では、カソード3で生成され固体電解質1を経由して移動してきた酸素イオン等が反応して、酸素分子(酸素ガス)が発生する。ガス分解装置10で用いられる電源からの電力がこの化学反応を駆動する。この分解反応が、実用レベルの反応速度となるように、ガス分解装置は、250℃〜650℃の温度に加熱されて稼働するものとする。
この場合、蛇腹状の金属板がMEAに接触する部分は、畝状の平坦頂部であり、蛇腹の凹凸も、またその凹凸のピッチも大きい。MEAは、固体電解質1、アノード2およびカソード3が、薄く、かつ焼結体であるため、脆いことで知られている。蛇腹状の金属板を介在させてMEAを積層した場合、押さえる領域がずれることで、曲げ応力等がMEAに生じて、簡単に破損にいたる。加熱中に温度差に起因する熱応力も加わるので、破損はさらに生じやすい。上記のように、金属めっき体の表面に均等に無数に分散している微小接続部で、両側からMEAを挟んで保持することで、金属めっき体が一種のクッション材のように作用する。このため、MEAに曲げ応力や局所的に高い応力を付加することがない。この結果、金属多孔体は、外力等に対する緩衝材として働き、脆いMEAを安定して確実に保持することができる。
一方、アノード2では、固体電解質1を移動してきた酸素イオンO2−同士が、次の反応をする。アノード反応:O2−+O2−→O2+4e−の反応が生じる。電子e−は、アノード2から外部回路を経て、カソード3に至り、上記のカソード反応にあずかる。
上記の電気化学反応は、表1のいずれの反応にも該当しない。
他方、アノード2は、銀粒子(触媒)26と、酸素イオン導電性セラミックス27とを含む焼結体とするのがよい。酸素イオン導電性セラミックス27としては、LSM(ランタンストロンチウムマンガナイト)、LSC(ランタンストロンチウムコバルタイト)、SSC(サマリウムストロンチウムコバルタイト)などを用いるのがよい。
アノード2およびカソード5に含まれる酸素イオン導電性セラミックスの種類も、本実施の形態のNOx分解の場合、アンモニアの場合とは、逆になっている。
本発明の電気化学反応装置は、表1に示すすべてのガス分解反応R1〜R8、およびそのほかのガス分解反応に用いることができる。上記実施の形態4は、表1のいずれの反応にも該当せず、アノードには、カソードと同じ、NOxおよび不純物ガスなどが導入される。電圧印加されているので、アノードでは酸素イオン同士が反応して酸素ガスを生成し、放出される。
NOxの分解も含めて、実施の形態4とは異なり、カソードに導入する気体と異なる気体をアノードに導入してもよい。表1によれば、NOx分解の場合、NOxと対をなす相手側ガス(燃料極で分解する気体)に、アンモニアを用いることで、反応R3が可能である。この場合、発電反応なので、外部から電圧を印加する必要がない。このため、外部回路に負荷として加熱用ヒータを配置することができる。また、上記アンモニアに代えて水蒸気、またはVOCを用いることもできる(反応R8、または反応R7)。この場合には、実施の形態4と同様に、電力を投入する必要がある。
(本発明例A1〜A7):
アノードには、(c1)SSZ(一例のみYSZ)と、(c2)金属粒連鎖体である、鎖状ニッケル(平均鎖太さ10nm〜150nm、平均鎖長1μm〜30μm)、または20wt%の鉄を含む鎖状ニッケル(平均鎖太さ150nm、平均鎖長30μm)との焼結体を用いた。鎖状ニッケルの酸化層の厚みは、いずれも1nm〜5nmとなるように酸化した。この酸化層の形成に際し、上述の1.アノード、(2)表面酸化において説明した(i)気相法による熱処理酸化を用い、大気中で650℃にて20分処理した。上記1nm〜5nmの酸化層の厚み範囲は、上記(2)の説明における望ましい範囲内の薄目の範囲にあり、処理時間を節約しながら上述の有益な作用を確実に得ることができる。また、カソードには、(c3)LSMと、(c4)球状銀(平均直径50nm〜2μm)との焼結体を用いた。温度は800℃という低めの温度、1水準とした。
(比較例B1〜B6):
アノードには、(d1)SSZ(一例のみYSZ)と、(d2)球状ニッケル(平均直径1μm〜2μm)との焼結体を用いた。また、カソードには、(d3)LSMと、(d4)触媒なしか、または球状銀(平均直径1μm〜2μm)との焼結体を用いた。温度は800℃、900℃、1000℃の3水準とした。
上述のように、本発明例A1〜A7に共通する特徴は、アノードの触媒である構成要素(c2)である。さらに、その構成要素(c2)と、カソードの触媒である構成要素(c4)との組み合わせである。そして、これら(c2)および(c2)+(c4)の作用を際立たせるのに、アノードの電解質SSZまたはYSZ、およびカソードの電解質LSMが、有益に作用している。
(評価):
所定のアンモニアを含むセル内において、1cm2当たりの処理能力を測定した。測定方法は、検知管法によりセルより排出されたアンモニア量を測定することにより行った。結果を表2に示す。
(1)アノードの触媒に、鎖状ニッケルを用いることで、球状ニッケルの場合に比較して、100倍程度のアンモニアの分解能力増大が可能となる。
(2)アノードの触媒の鎖状ニッケルの平均鎖太さは、小さいほうが、アンモニア分解能力が高い。たとえば、本発明例A3(平均鎖太さ10nm)は、本発明例A2(平均鎖太さ50nm)よりもアンモニア処理能力が、20%程度高く、また本発明例A1(平均鎖太さ150nm)よりも、50%弱高い。
これに対して、平均鎖長さの影響は明確に認められない。
(3)カソードの触媒の銀粒子を2μmから0.05μm(50nm)へと微細にすることで、アンモニア分解量の大きな増大を得ることができる。たとえば、本発明例A6とA7とを比較すると、アンモニア分解量が約2倍に増大することが分かる。
(4)鉄を含む鎖状ニッケルは、鉄を含まない鎖状ニッケルと、同程度のアンモニア分解能力を持つ。すなわち鉄については含有させても、大きな影響がない。
(5)温度については、比較例において、高温化によるアンモニア分解能力の増大が認められる。温度は、本発明の場合、物質特有の効果とは無関係に普遍的に作用すると考えられるので、本発明例においても、高温にすることで、分解能力は増大すると考えられる。
要約すれば、上記(1)〜(3)により、本発明に係るガス分解素子の優れたアンモニア分解能力が明らかである。また、(5)において言及した温度の作用も得ることができる。さらに、上記(4)は一例であり、他の元素についてアンモニア分解作用を助長する例が得られている。表面酸化された金属粒連鎖体であるかぎり、合金化により良好な作用効果を得ることができると否とにかかわらず、本発明のガス分解素子に該当する。
Claims (14)
- ガスを分解するために用いる素子であって、
多孔質のアノードと、
前記アノードと対をなす、多孔質のカソードと、
前記アノードとカソードとの間に位置し、イオン導電性をもつイオン導電材とを備え、
前記アノードおよび/またはカソードが、表面酸化された金属粒連鎖体を含むことを特徴とする、ガス分解素子。 - 前記アノードおよび/またはカソードが、ニッケル(Ni)を主成分とする金属粒連鎖体と、イオン導電性セラミックスとを含む焼結体であることを特徴とする、請求項1に記載のガス分解素子。
- 前記カソードおよび/またはアノードが、銀(Ag)を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載のガス分解素子。
- 前記アノードと、前記イオン導電材と、前記カソードとが、平板を形成していることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガス分解素子。
- 前記アノードと、前記イオン導電材と、前記カソードとが、筒体を形成していることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガス分解素子。
- 前記アノードが筒体の内面側に、また前記カソードが筒体の外面側に位置していることを特徴とする、請求項5に記載のガス分解素子。
- 前記アノードおよび/またはカソードの、前記イオン導電材と反対側に、多孔質金属体の集電体が配置されていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のガス分解素子。
- 前記多孔質金属体が金属めっき体であることを特徴とする、請求項7に記載のガス分解素子。
- 前記アノードに第1の流体が導入され、前記カソードに第2の流体が導入され、前記イオン導電材が酸素イオン導電性を有し、前記カソードと前記アノードから電力の取り出しができることを特徴とする、請求項1〜8いずれか1項に記載のガス分解素子。
- ヒータを備え、該ヒータに前記電力を供給することを特徴とする、請求項9に記載のガス分解素子。
- 前記アノードに第3の流体が導入され、前記カソードに第4の流体が導入され、前記イオン導電材が酸素イオン導電性を有し、前記カソードおよび前記アノードから電力を投入することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のガス分解素子。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載のガス分解素子を備え、前記アノードにアンモニアを含む流体が導入され、前記カソードに酸素原子を含む流体が導入されることを特徴とする、アンモニア分解素子。
- 請求項9または10に記載のガス分解素子を備え、前記電力を他の電気装置に供給するための電力供給部品を備えることを特徴とする、発電装置。
- 流体についての電気化学反応装置であって、請求項1〜12のいずれか1項に記載のガス分解素子を用いたことを特徴とする、電気化学反応装置。
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