JP2011149075A - Water electrolysis equipment - Google Patents

Water electrolysis equipment Download PDF

Info

Publication number
JP2011149075A
JP2011149075A JP2010012705A JP2010012705A JP2011149075A JP 2011149075 A JP2011149075 A JP 2011149075A JP 2010012705 A JP2010012705 A JP 2010012705A JP 2010012705 A JP2010012705 A JP 2010012705A JP 2011149075 A JP2011149075 A JP 2011149075A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
separator
communication hole
seal
electrolyte membrane
water
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.)
Granted
Application number
JP2010012705A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5378246B2 (en
Inventor
Hiroyuki Ishikawa
博之 石川
Masanori Okabe
昌規 岡部
Koji Nakazawa
孝治 中沢
Kenji Taruie
憲司 樽家
Eiji Hario
栄次 針生
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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 Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2010012705A priority Critical patent/JP5378246B2/en
Publication of JP2011149075A publication Critical patent/JP2011149075A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5378246B2 publication Critical patent/JP5378246B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide water electrolysis equipment capable of effectively reducing an area to which pressurizing force of a separator is applied, easily downsizing a pressurizing force-applying device and securing a desired sealing surface pressure. <P>SOLUTION: A unit cell 12 constituting the water electrolysis equipment 10 holds an electrolyte film/electrode structure 32 between an anode side separator 34 and a cathode side separator 36. In the cathode side separator 36, a hollow part 70 closed by a solid polymer electrolyte film 38 is formed on a first separator flat surface part 36aa which is located on the outer side of a first seal groove 68a and faces the solid polymer electrolyte film 38. The flat part other than the hollow part 70 of the first separator flat surface part 36aa and the second separator flat surface part 34aa of the anode side separator 34 constitute a pressure receiving part 72 that receives a load in the lamination direction across the solid polymer electrolyte film 38. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電解質膜の両側に給電体が設けられ、前記給電体にセパレータが積層されるとともに、一対の前記セパレータ間で前記電解質膜の周縁部を挟持する水電解装置に関する。   The present invention relates to a water electrolysis apparatus in which a power feeding body is provided on both sides of an electrolyte membrane, a separator is stacked on the power feeding body, and a peripheral portion of the electrolyte membrane is sandwiched between a pair of separators.

一般的に、燃料ガスである水素ガスを製造するために、水電解装置が採用されている。この水電解装置は、水を分解して水素(及び酸素)を発生させるため、固体高分子電解質膜を用いている。固体高分子電解質膜の両面には、電極触媒層が設けられて電解質膜・電極構造体が構成されるとともに、前記電解質膜・電極構造体の両側には、給電体を配設してユニットが構成されている。   In general, a water electrolysis apparatus is employed to produce hydrogen gas that is a fuel gas. This water electrolysis apparatus uses a solid polymer electrolyte membrane in order to decompose water and generate hydrogen (and oxygen). Electrode catalyst layers are provided on both sides of the solid polymer electrolyte membrane to form an electrolyte membrane / electrode structure, and a power feeder is provided on both sides of the electrolyte membrane / electrode structure. It is configured.

そこで、複数のユニットが積層された状態で、積層方向両端に電圧が付与されるとともに、アノード側給電体に水が供給される。このため、電解質膜・電極構造体のアノード側では、水が分解されて水素イオン(プロトン)が生成され、この水素イオンが固体高分子電解質膜を透過してカソード側に移動し、電子と結合して水素が製造される。一方、アノード側では、水素と共に生成された酸素が、余剰の水を伴ってユニットから排出される。   Therefore, in a state where a plurality of units are stacked, a voltage is applied to both ends in the stacking direction, and water is supplied to the anode-side power feeding body. For this reason, water is decomposed and hydrogen ions (protons) are generated on the anode side of the electrolyte membrane / electrode structure, and the hydrogen ions permeate the solid polymer electrolyte membrane and move to the cathode side to bond with electrons. Thus, hydrogen is produced. On the other hand, on the anode side, oxygen produced together with hydrogen is discharged from the unit with excess water.

例えば、特許文献1に開示されている水電解装置では、図8に示すように、膜電極接合体1の両面に給電体2a、2bを配して構成された単位セルと、陽極室3a及び陰極室3bを備えたセパレータ4とを積層するとともに、両端に陽極側端板4aと陰極側端板4bとを配して構成されている。   For example, in the water electrolysis apparatus disclosed in Patent Document 1, as shown in FIG. 8, a unit cell configured by arranging power feeders 2 a and 2 b on both surfaces of a membrane electrode assembly 1, an anode chamber 3 a, The separator 4 provided with the cathode chamber 3b is laminated, and the anode side end plate 4a and the cathode side end plate 4b are arranged at both ends.

膜電極接合体1は、高分子電解質膜1bの両面に陽極触媒層1a及び陰極触媒層1cを備えるとともに、前記高分子電解質膜1bが外部に突出している。陽極室3aと陰極室3bとに導入された純水は、電気分解により前記陽極室3aで酸素ガスが発生する一方、前記陰極室3bで水素ガスが発生している。   The membrane electrode assembly 1 includes an anode catalyst layer 1a and a cathode catalyst layer 1c on both surfaces of a polymer electrolyte membrane 1b, and the polymer electrolyte membrane 1b protrudes to the outside. The pure water introduced into the anode chamber 3a and the cathode chamber 3b generates oxygen gas in the anode chamber 3a by electrolysis and hydrogen gas in the cathode chamber 3b.

陽極室3aは、膜電極接合体1の高分子電解質膜1bに対向して形成された溝5に配設された陽極側シールパッキング6aによりガスシールされている。陰極室3bは、高分子電解質膜1bに対向してパッキング溝5に配設された陰極側シールパッキング6bによりガスシールされている。   The anode chamber 3a is gas-sealed by an anode side seal packing 6a disposed in a groove 5 formed to face the polymer electrolyte membrane 1b of the membrane electrode assembly 1. The cathode chamber 3b is gas-sealed by a cathode-side seal packing 6b disposed in the packing groove 5 so as to face the polymer electrolyte membrane 1b.

特開2004−115860号公報JP 2004-115860 A

上記の特許文献1では、発生ガスの圧力が高くなって高圧運転になり易い。このため、高分子電解質膜1bが高面圧で押し付けられ、特に、陰極側端板4bでは、陰極側シールパッキング6bによりシールされている部位7に腐食が発生し易いという問題がある。   In the above-mentioned Patent Document 1, the pressure of the generated gas is increased and high pressure operation is likely to occur. For this reason, the polymer electrolyte membrane 1b is pressed at a high surface pressure, and in particular, the cathode side end plate 4b has a problem that the portion 7 sealed by the cathode side seal packing 6b is likely to be corroded.

しかも、高圧運転では、高圧シールを行うために、単位セルの積層方向に付与される押し付け圧力が相当に大きくなる。その際、セパレータ4、陽極側端板4a及び陰極側端板4bでは、押し付け力付与面積(付与面圧面積)が大きくなり易く、耐圧強度を維持するために、板厚が増加するという問題がある。   In addition, in high-pressure operation, the pressure applied in the stacking direction of the unit cells is considerably increased in order to perform high-pressure sealing. At that time, in the separator 4, the anode side end plate 4 a and the cathode side end plate 4 b, the pressing force application area (applied surface pressure area) tends to be large, and the plate thickness increases in order to maintain the pressure strength. is there.

その上、水電解装置全体には、外部から大きな押し付け圧力を付与する必要があり、押し付け力付与装置が相当に大型化する。これにより、設備全体のコンパクト化を容易に図ることができず、しかも、経済的ではないという問題がある。   Moreover, it is necessary to apply a large pressing pressure from the outside to the entire water electrolysis apparatus, and the pressing force applying apparatus is considerably increased in size. As a result, there is a problem that the entire facility cannot be easily made compact and is not economical.

本発明はこの種の問題を解決するものであり、セパレータの押し付け力付与面積を有効に削減することができ、押し付け力付与装置の小型化が容易に図られるとともに、所望のシール面圧を確保することが可能な水電解装置を提供することを目的とする。   The present invention solves this type of problem, and can effectively reduce the pressing force application area of the separator, facilitate the downsizing of the pressing force application device, and secure the desired seal surface pressure. It is an object of the present invention to provide a water electrolysis apparatus that can do this.

本発明に係る水電解装置は、電解質膜の両側に設けられる給電体にセパレータが積層され、一対の前記セパレータ間で前記電解質膜の周縁部を挟持するとともに、一方の前記セパレータには、前記給電体の外方を周回して第1シール部材を配設するための第1シール部が形成され、且つ、他方の前記セパレータには、他方の前記給電体の外方を周回して第2シール部材を配設するための第2シール部が形成され、前記第1シール部と前記第2シール部とは、前記セパレータの積層方向に対し前記電解質膜を挟んで互いに異なる位置に設定されている。   In the water electrolysis apparatus according to the present invention, a separator is stacked on a power feeding body provided on both sides of an electrolyte membrane, and a peripheral portion of the electrolyte membrane is sandwiched between a pair of separators. A first seal portion is formed to circulate around the outside of the body to dispose the first seal member, and the second separator is circulated around the outside of the other power supply body on the other separator. A second seal portion for disposing a member is formed, and the first seal portion and the second seal portion are set at different positions with respect to the stacking direction of the separator with the electrolyte membrane interposed therebetween. .

そして、少なくとも一方のセパレータには、第1シール部の外方に位置し且つ電解質膜に対向する第1セパレータ平面部に、前記電解質膜より閉塞される凹部が形成されるとともに、前記第1セパレータ平面部の前記凹部以外の平坦部と、他方のセパレータの前記第1セパレータ平面部に対向する第2セパレータ平面部とは、前記電解質膜を挟んで積層方向の荷重を受ける受圧部を構成している。   The at least one separator is formed with a recess closed by the electrolyte membrane in a first separator flat portion located outside the first seal portion and facing the electrolyte membrane, and the first separator The flat portion other than the concave portion of the flat portion and the second separator flat portion facing the first separator flat portion of the other separator constitute a pressure receiving portion that receives a load in the stacking direction across the electrolyte membrane. Yes.

また、水電解装置は、水を電気分解して酸素と常圧よりも高圧な水素とを生成する一方、一対のセパレータには、前記水を積層方向に流通させる水供給連通孔の外方を周回して第3シール部材を配設するための第3シール部と、未反応の前記水及び前記酸素を前記積層方向に流通させる排出連通孔の外方を周回して第4シール部材を配設するための第4シール部と、前記水素を前記積層方向に流通させる水素連通孔の外方を周回して第5シール部材を配設するための第5シール部とが形成されるとともに、少なくとも前記第1セパレータ平面又は第2セパレータ平面には、第1シール部と前記第3シール部、前記第4シール部及び前記第5シール部との間に位置して凹部が形成されることが好ましい。   Further, the water electrolysis apparatus electrolyzes water to generate oxygen and hydrogen having a pressure higher than normal pressure, while the pair of separators has an outer side of a water supply communication hole through which the water flows in the stacking direction. A fourth seal member is arranged around the third seal portion for circulating the third seal member and the outside of the discharge communication hole for circulating the unreacted water and oxygen in the stacking direction. A fourth seal portion for installing and a fifth seal portion for arranging a fifth seal member around the outside of the hydrogen communication hole for circulating the hydrogen in the stacking direction; At least in the first separator plane or the second separator plane, a recess is formed between the first seal portion, the third seal portion, the fourth seal portion, and the fifth seal portion. preferable.

さらに、給電体は、円形状を有しており、水供給連通孔及び排出連通孔は、水素連通孔よりも開口断面積が大きく設定されるとともに、前記水供給連通孔と前記排出連通孔とは、セパレータの対称位置に配置されることが好ましい。   Further, the power feeding body has a circular shape, and the water supply communication hole and the discharge communication hole are set to have an opening cross-sectional area larger than that of the hydrogen communication hole, and the water supply communication hole and the discharge communication hole Is preferably arranged at a symmetrical position of the separator.

本発明によれば、第1セパレータ平面部に、電解質膜により閉塞される凹部が形成されるとともに、前記第1セパレータ平面部の前記凹部以外の平坦部と、第2セパレータ平面部とは、前記解質膜を挟んで積層方向の荷重を受ける受圧部を構成している。   According to the present invention, the first separator flat portion is formed with the recess closed by the electrolyte membrane, and the flat portion other than the concave portion of the first separator flat portion and the second separator flat portion are: The pressure receiving part which receives the load of a lamination direction is comprised on both sides of a denatured film.

このため、受圧部における押し付け力付与面積を有効に削減することができる。これにより、外部の押し付け力付与装置の小型化が容易に図られるとともに、所望のシール面圧を確保することが可能になる。   For this reason, the pressing force application area in the pressure receiving portion can be effectively reduced. Thereby, it is possible to easily reduce the size of the external pressing force application device and to secure a desired seal surface pressure.

本発明の第1の実施形態に係る水電解装置の斜視説明図である。It is a perspective explanatory view of a water electrolysis device concerning a 1st embodiment of the present invention. 前記水電解装置の一部断面側面図である。It is a partial cross section side view of the water electrolysis device. 前記水電解装置を構成する単位セルの分解斜視説明図である。It is a disassembled perspective explanatory drawing of the unit cell which comprises the said water electrolysis apparatus. 前記単位セルの正面説明図である。It is front explanatory drawing of the said unit cell. 前記単位セルの、図3中、V−V線断面図である。It is the VV sectional view taken on the line of the said unit cell in FIG. 本発明の第2の実施形態に係る水電解装置を構成する単位セルの断面説明図である。It is a section explanatory view of a unit cell which constitutes a water electrolysis device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態に係る水電解装置を構成する単位セルの断面説明図である。It is a section explanatory view of a unit cell which constitutes a water electrolysis device concerning a 3rd embodiment of the present invention. 特許文献1に開示されている水電解装置の説明図である。It is explanatory drawing of the water electrolysis apparatus currently disclosed by patent document 1. FIG.

図1及び図2に示すように、本発明の第1の実施形態に係る水電解装置10は、高圧水素製造装置を構成しており、複数の単位セル12が鉛直方向(矢印A方向)又は水平方向(矢印B方向)に積層された積層体14を備える。積層体14の積層方向一端には、ターミナルプレート16a、絶縁プレート18a及びエンドプレート20aが上方に向かって、順次、配設される。積層体14の積層方向他端には、同様にターミナルプレート16b、絶縁プレート18b及びエンドプレート20bが下方に向かって、順次、配設される。   As shown in FIG.1 and FIG.2, the water electrolysis apparatus 10 which concerns on the 1st Embodiment of this invention comprises the high voltage | pressure hydrogen production apparatus, and the several unit cell 12 is a perpendicular direction (arrow A direction) or A stacked body 14 is stacked in the horizontal direction (arrow B direction). At one end in the stacking direction of the stacked body 14, a terminal plate 16a, an insulating plate 18a, and an end plate 20a are sequentially disposed upward. Similarly, a terminal plate 16b, an insulating plate 18b, and an end plate 20b are sequentially disposed on the other end in the stacking direction of the stacked body 14 downward.

水電解装置10は、例えば、矢印A方向に延在する4本のタイロッド22を介して円盤形状のエンドプレート20a、20b間を一体的に締め付け保持する。なお、水電解装置10は、エンドプレート20a、20bを端板として含む箱状ケーシング(図示せず)により一体的に保持される構成を採用してもよい。また、水電解装置10は、全体として略円柱体形状を有しているが、立方体形状等の種々の形状に設定可能である。   The water electrolysis apparatus 10 integrally holds and holds the disc-shaped end plates 20a and 20b via four tie rods 22 extending in the direction of arrow A, for example. The water electrolysis apparatus 10 may employ a configuration in which the water electrolysis apparatus 10 is integrally held by a box-like casing (not shown) including the end plates 20a and 20b as end plates. Moreover, although the water electrolysis apparatus 10 has a substantially cylindrical shape as a whole, it can be set in various shapes such as a cubic shape.

図1に示すように、ターミナルプレート16a、16bの側部には、端子部24a、24bが外方に突出して設けられる。端子部24a、24bは、配線26a、26bを介して電源28に電気的に接続される。陽極(アノード)側である端子部24aは、電源28のプラス極に接続される一方、陰極(カソード)側である端子部24bは、前記電源28のマイナス極に接続される。   As shown in FIG. 1, terminal portions 24a and 24b are provided on the side portions of the terminal plates 16a and 16b so as to protrude outward. The terminal portions 24a and 24b are electrically connected to the power source 28 via the wirings 26a and 26b. The terminal portion 24 a on the anode (anode) side is connected to the positive pole of the power source 28, while the terminal portion 24 b on the cathode (cathode) side is connected to the negative pole of the power source 28.

図2及び図3に示すように、単位セル12は、略円盤状の電解質膜・電極構造体32と、この電解質膜・電極構造体32を挟持するアノード側セパレータ34及びカソード側セパレータ36とを備える。アノード側セパレータ34及びカソード側セパレータ36は、略円盤状を有するとともに、例えば、カーボン部材等で構成され、又は、鋼板、ステンレス鋼板、チタン板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板をプレス成形して、あるいは切削加工した後に防食用の表面処理を施して構成される。   As shown in FIGS. 2 and 3, the unit cell 12 includes a substantially disc-shaped electrolyte membrane / electrode structure 32, and an anode-side separator 34 and a cathode-side separator 36 that sandwich the electrolyte membrane / electrode structure 32. Prepare. The anode-side separator 34 and the cathode-side separator 36 have a substantially disk shape and are made of, for example, a carbon member or the like, or a steel plate, a stainless steel plate, a titanium plate, an aluminum plate, a plated steel plate, or a metal surface thereof. A metal plate subjected to an edible surface treatment is press-molded or cut and subjected to an anticorrosive surface treatment.

電解質膜・電極構造体32は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜38と、前記固体高分子電解質膜38の両面に設けられる円形状のアノード側給電体40及びカソード側給電体42とを備える。固体高分子電解質膜38の周縁部は、アノード側給電体40及びカソード側給電体42の外周から外方に突出している。   The electrolyte membrane / electrode structure 32 includes, for example, a solid polymer electrolyte membrane 38 in which a perfluorosulfonic acid thin film is impregnated with water, and a circular anode-side power feeder provided on both surfaces of the solid polymer electrolyte membrane 38. 40 and a cathode side power supply body 42. The peripheral edge of the solid polymer electrolyte membrane 38 protrudes outward from the outer peripheries of the anode side power supply body 40 and the cathode side power supply body 42.

固体高分子電解質膜38の両面には、アノード電極触媒層40a及びカソード電極触媒層42aが形成される。アノード電極触媒層40aは、例えば、Ru(ルテニウム)系触媒を使用する一方、カソード電極触媒層42aは、例えば、白金触媒を使用する。   An anode electrode catalyst layer 40a and a cathode electrode catalyst layer 42a are formed on both surfaces of the solid polymer electrolyte membrane 38. The anode electrode catalyst layer 40a uses, for example, a Ru (ruthenium) -based catalyst, while the cathode electrode catalyst layer 42a uses, for example, a platinum catalyst.

アノード側給電体40及びカソード側給電体42は、例えば、球状アトマイズチタン粉末の焼結体(多孔質導電体)により構成される。アノード側給電体40及びカソード側給電体42は、研削加工後にエッチング処理される平滑表面部を設けるとともに、空隙率が10%〜50%、より好ましくは、20%〜40%の範囲内に設定される。   The anode-side power supply body 40 and the cathode-side power supply body 42 are made of, for example, a sintered body (porous conductor) of spherical atomized titanium powder. The anode-side power supply body 40 and the cathode-side power supply body 42 are provided with a smooth surface portion that is etched after grinding, and the porosity is set within a range of 10% to 50%, more preferably 20% to 40%. Is done.

図3に示すように、単位セル12の外周部には、セパレータ面方向外方に突出する第1突出部44a、第2突出部44b及び第3突出部44cが形成される。第1突出部44aには、積層方向である矢印A方向に互いに連通して、第1流体である水(純水)を供給するための水供給連通孔46が設けられる。   As shown in FIG. 3, a first protrusion 44 a, a second protrusion 44 b, and a third protrusion 44 c that protrude outward in the separator surface direction are formed on the outer periphery of the unit cell 12. The first protrusion 44a is provided with a water supply communication hole 46 that communicates with each other in the direction of the arrow A that is the stacking direction and supplies water (pure water) that is the first fluid.

第2突出部44bには、矢印A方向に互いに連通して、反応により生成された酸素及び使用済みの水を排出するための排出連通孔48が設けられる。第3突出部44cには、積層方向である矢印A方向に互いに連通して、反応により生成された水素を流すための水素連通孔50が設けられる。   The second projecting portion 44b is provided with a discharge communication hole 48 that communicates with each other in the direction of the arrow A and discharges oxygen generated by the reaction and used water. The third projecting portion 44c is provided with a hydrogen communication hole 50 that communicates with each other in the direction of arrow A, which is the stacking direction, for flowing hydrogen generated by the reaction.

図4に示すように、水供給連通孔46及び排出連通孔48は、断面長円形状を有するとともに、互いに点対称の位置に配置される。水供給連通孔46と排出連通孔48とを繋ぐ仮想直線L1は、単位セル12の中心Oを通るとともに、この仮想直線L1に直交し且つ中心Oを通る仮想直交線L2上には、断面円形状の水素連通孔50が配置される。水供給連通孔46及び排出連通孔48は、水素連通孔50よりも開口断面積が大きく設定される。   As shown in FIG. 4, the water supply communication hole 46 and the discharge communication hole 48 have an oval cross-sectional shape and are arranged at points symmetrical with each other. An imaginary straight line L1 connecting the water supply communication hole 46 and the discharge communication hole 48 passes through the center O of the unit cell 12, and a cross-sectional circle is formed on the imaginary orthogonal line L2 orthogonal to the virtual straight line L1 and passing through the center O. A hydrogen communication hole 50 having a shape is arranged. The water supply communication hole 46 and the discharge communication hole 48 are set to have a larger opening cross-sectional area than the hydrogen communication hole 50.

図3及び図5に示すように、アノード側セパレータ34には、水供給連通孔46に連通する供給通路52aと、排出連通孔48に連通する排出通路52bとが設けられる。アノード側セパレータ34の電解質膜・電極構造体32に向かう面34aには、供給通路52a及び排出通路52bに連通する第1流路54が設けられる。この第1流路54は、アノード側給電体40の表面積に対応する範囲内に設けられるとともに、複数の流路溝や複数のエンボス等で構成される(図2及び図5参照)。   As shown in FIGS. 3 and 5, the anode separator 34 is provided with a supply passage 52 a that communicates with the water supply communication hole 46 and a discharge passage 52 b that communicates with the discharge communication hole 48. A first flow path 54 communicating with the supply passage 52a and the discharge passage 52b is provided on the surface 34a of the anode separator 34 facing the electrolyte membrane / electrode structure 32. The first flow path 54 is provided in a range corresponding to the surface area of the anode-side power feeding body 40, and includes a plurality of flow path grooves, a plurality of embosses, and the like (see FIGS. 2 and 5).

図3及び図5に示すように、カソード側セパレータ36には、水素連通孔50に連通する排出通路56が設けられる。カソード側セパレータ36の電解質膜・電極構造体32に向かう面36aには、排出通路56に連通する第2流路58が形成される。この第2流路58は、カソード側給電体42の表面積に対応する範囲内に設けられるとともに、複数の流路溝や複数のエンボス等で構成される(図2及び図5参照)。   As shown in FIGS. 3 and 5, the cathode-side separator 36 is provided with a discharge passage 56 that communicates with the hydrogen communication hole 50. A second flow path 58 communicating with the discharge passage 56 is formed on the surface 36 a of the cathode separator 36 facing the electrolyte membrane / electrode structure 32. The second flow path 58 is provided within a range corresponding to the surface area of the cathode-side power feeding body 42, and includes a plurality of flow path grooves, a plurality of embosses, and the like (see FIGS. 2 and 5).

アノード側セパレータ34及びカソード側セパレータ36の外周端部を周回して、シール部材60a、60bが一体化される。このシール部材60a、60bには、例えば、EPDM、NBR、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材が用いられる。   The seal members 60a and 60b are integrated with each other around the outer peripheral ends of the anode side separator 34 and the cathode side separator 36. The seal members 60a and 60b include, for example, EPDM, NBR, fluorine rubber, silicone rubber, fluorosilicone rubber, butyl rubber, natural rubber, styrene rubber, chloroprene, acrylic rubber, or other seal materials, cushion materials, or packing materials. Used.

図3及び図5に示すように、アノード側セパレータ34の電解質膜・電極構造体32に向かう面34aには、第1流路54及びアノード側給電体40の外方を周回して第2シール部材62aを配設するための第2シール溝(第2シール部)64aが形成される。   As shown in FIG. 3 and FIG. 5, the surface 34 a of the anode-side separator 34 facing the electrolyte membrane / electrode structure 32 circulates outward from the first flow path 54 and the anode-side power feeding body 40, and thus the second seal. A second seal groove (second seal portion) 64a for disposing the member 62a is formed.

面34aには、水供給連通孔46、排出連通孔48及び水素連通孔50の外側を周回して、第3シール部材62b、第4シール部材62c及び第5シール部材62dを配置するための第3シール溝(第3シール部)64b、第4シール溝(第4シール部)64c及び第5シール溝(第5シール部)64dが形成される。第2シール部材62a〜第5シール部材62dは、例えば、Oリングである。   On the surface 34a, the third seal member 62b, the fourth seal member 62c, and the fifth seal member 62d are arranged around the outside of the water supply communication hole 46, the discharge communication hole 48, and the hydrogen communication hole 50. A third seal groove (third seal portion) 64b, a fourth seal groove (fourth seal portion) 64c, and a fifth seal groove (fifth seal portion) 64d are formed. The second seal member 62a to the fifth seal member 62d are, for example, O-rings.

カソード側セパレータ36の電解質膜・電極構造体32に向かう面36aには、第2流路58及びカソード側給電体42の外方を周回して、第1シール部材66aを配設するための第1シール溝(第1シール部)68aが形成される。   On the surface 36a of the cathode side separator 36 facing the electrolyte membrane / electrode structure 32, the second seal 58a is disposed for circulating the second flow path 58 and the cathode side power supply body 42 outward. One seal groove (first seal portion) 68a is formed.

図3及び図5に示すように、面36aには、水供給連通孔46、排出連通孔48及び水素連通孔50の外側を周回して、第3シール部材66b、第4シール部材66c及び第5シール部材66dを配置するための第3シール溝(第3シール部)68b、第4シール溝(第4シール部)68c及び第5シール溝(第5シール部)68dが形成される。第1シール部材66a、第3シール部材66b〜第5シール部材66dは、例えば、Oリングである。   As shown in FIGS. 3 and 5, the surface 36 a circulates outside the water supply communication hole 46, the discharge communication hole 48, and the hydrogen communication hole 50, so that the third seal member 66 b, the fourth seal member 66 c, A third seal groove (third seal portion) 68b, a fourth seal groove (fourth seal portion) 68c, and a fifth seal groove (fifth seal portion) 68d for disposing the five seal members 66d are formed. The first seal member 66a, the third seal member 66b to the fifth seal member 66d are, for example, O-rings.

アノード側給電体40の外方を周回する第2シール溝64aと、カソード側給電体42の外方を周回する第1シール溝68aとは、セパレータ積層方向(矢印A方向)に対し固体高分子電解質膜38を挟んで互いに異なる位置に設定される。   The second seal groove 64a that goes around the outside of the anode-side power supply body 40 and the first seal groove 68a that goes around the outside of the cathode-side power supply body 42 are solid polymer in the separator stacking direction (arrow A direction). The positions are set different from each other with the electrolyte membrane 38 interposed therebetween.

水素連通孔50の外方を周回する第5シール溝64dと前記水素連通孔50の外方を周回する第5シール溝68dとは、矢印A方向に対し固体高分子電解質膜38を挟んで互いに異なる位置に設定される。   The fifth seal groove 64d that circulates outward from the hydrogen communication hole 50 and the fifth seal groove 68d that circulates outward from the hydrogen communication hole 50 sandwich each other across the solid polymer electrolyte membrane 38 in the direction of arrow A. Set to a different position.

カソード側セパレータ36には、第1シール溝68aの外方に位置し且つ固体高分子電解質膜38に対向する第1セパレータ平面部36aaに、前記固体高分子電解質膜38により閉塞される凹部70が形成される。凹部70は、略リング状を有するとともに、第1シール溝68aと第3シール溝68b、第4シール溝68c及び第5シール溝68dとの間に位置して形成される。   In the cathode side separator 36, a recess 70 that is closed by the solid polymer electrolyte membrane 38 is formed in the first separator flat portion 36 aa that is located outside the first seal groove 68 a and faces the solid polymer electrolyte membrane 38. It is formed. The recess 70 has a substantially ring shape and is formed between the first seal groove 68a, the third seal groove 68b, the fourth seal groove 68c, and the fifth seal groove 68d.

第1セパレータ平面部36aaの凹部70以外の平坦部と、アノード側セパレータ34の前記第1セパレータ平面部36aaに対向する第2セパレータ平面部34aaとは、固体高分子電解質膜38を挟んで積層方向の荷重を受ける受圧部72を構成する。受圧部72は、積層方向に対して、第5シール溝68dと第2シール溝64aとの距離Hに設定されるとともに、凹部70は、前記距離H内の所定の寸法範囲に形成される。   The flat portion other than the concave portion 70 of the first separator flat portion 36aa and the second separator flat portion 34aa facing the first separator flat portion 36aa of the anode side separator 34 are stacked in the stacking direction with the solid polymer electrolyte membrane 38 interposed therebetween. The pressure receiving part 72 which receives the load of is comprised. The pressure receiving portion 72 is set to a distance H between the fifth seal groove 68d and the second seal groove 64a with respect to the stacking direction, and the recess 70 is formed within a predetermined size range within the distance H.

図1及び図2に示すように、エンドプレート20aには、水供給連通孔46、排出連通孔48及び水素連通孔50に連通する配管76a、76b及び76cが接続される。配管76cには、図示しないが、背圧弁(又は電磁弁)が設けられており、水素連通孔50に生成される水素の圧力を高圧に維持することができる。エンドプレート20a、20b間には、図示しない押し付け力付与装置により押し付け力が付与され、この状態で、前記エンドプレート20a、20bがタイロッド22を介して締め付けられる。   As shown in FIGS. 1 and 2, pipes 76a, 76b and 76c communicating with the water supply communication hole 46, the discharge communication hole 48 and the hydrogen communication hole 50 are connected to the end plate 20a. Although not shown, the pipe 76c is provided with a back pressure valve (or electromagnetic valve), and the pressure of hydrogen generated in the hydrogen communication hole 50 can be maintained at a high pressure. A pressing force is applied between the end plates 20 a and 20 b by a pressing force applying device (not shown), and the end plates 20 a and 20 b are tightened via the tie rods 22 in this state.

このように構成される水電解装置10の動作について、以下に説明する。   The operation of the water electrolysis apparatus 10 configured as described above will be described below.

図1に示すように、配管76aから水電解装置10の水供給連通孔46に水が供給されるとともに、ターミナルプレート16a、16bの端子部24a、24bに電気的に接続されている電源28を介して電圧が付与される。このため、図3に示すように、各単位セル12では、水供給連通孔46からアノード側セパレータ34の第1流路54に水が供給され、この水がアノード側給電体40内に沿って移動する。   As shown in FIG. 1, water is supplied from a pipe 76a to the water supply communication hole 46 of the water electrolysis apparatus 10, and a power supply 28 electrically connected to the terminal portions 24a and 24b of the terminal plates 16a and 16b is provided. A voltage is applied via For this reason, as shown in FIG. 3, in each unit cell 12, water is supplied from the water supply communication hole 46 to the first flow path 54 of the anode separator 34, and this water flows along the anode power supply body 40. Moving.

従って、水は、アノード電極触媒層40aで電気により分解され、水素イオン、電子及び酸素が生成される。この陽極反応により生成された水素イオンは、固体高分子電解質膜38を透過してカソード電極触媒層42a側に移動し、電子と結合して水素が得られる。   Accordingly, water is decomposed by electricity in the anode electrode catalyst layer 40a, and hydrogen ions, electrons, and oxygen are generated. Hydrogen ions generated by this anodic reaction permeate the solid polymer electrolyte membrane 38 and move to the cathode electrode catalyst layer 42a side, and combine with electrons to obtain hydrogen.

このため、カソード側セパレータ36とカソード側給電体42との間に形成される第2流路58に沿って水素が流動する。この水素は、水供給連通孔46よりも高圧に維持されており、水素連通孔50を流れて水電解装置10の外部に取り出し可能となる。一方、第1流路54には、反応により生成した酸素と、使用済みの水とが流動しており、これらが排出連通孔48に沿って水電解装置10の外部に排出される。   For this reason, hydrogen flows along the second flow path 58 formed between the cathode side separator 36 and the cathode side power supply body 42. This hydrogen is maintained at a higher pressure than the water supply communication hole 46, and can flow out of the water electrolysis apparatus 10 through the hydrogen communication hole 50. On the other hand, oxygen generated by the reaction and used water flow in the first flow path 54, and these are discharged to the outside of the water electrolysis apparatus 10 along the discharge communication hole 48.

この場合、第1の実施形態では、図5に示すように、カソード側セパレータ36には、第1シール溝68aの外方に位置し且つ固体高分子電解質膜38に対向する第1セパレータ平面部36aaに、前記固体高分子電解質膜38により閉塞される凹部70が形成されている。そして、第1セパレータ平面部36aaの凹部70以外の平坦部と、アノード側セパレータ34の前記第1セパレータ平面部36aaに対向する第2セパレータ平面部34aaとは、固体高分子電解質膜38を挟んで積層方向の荷重を受ける受圧部72を構成している。   In this case, in the first embodiment, as shown in FIG. 5, the cathode separator 36 has a first separator flat portion located outside the first seal groove 68 a and facing the solid polymer electrolyte membrane 38. A recess 70 that is closed by the solid polymer electrolyte membrane 38 is formed in 36aa. The flat portion other than the concave portion 70 of the first separator flat portion 36aa and the second separator flat portion 34aa facing the first separator flat portion 36aa of the anode side separator 34 sandwich the solid polymer electrolyte membrane 38. The pressure receiving part 72 which receives the load of the lamination direction is comprised.

このため、受圧部72では、押し付け力付与面積(付与面圧面積)を有効に削減することができる。特に、第2流路58に高圧水素が生成される高圧水素製造装置である水電解装置10では、高圧シールを行うために、単位セル12ルの積層方向に付与される押し付け圧力が相当に大きくなり易い。   For this reason, in the pressure receiving part 72, the pressing force application area (applied surface pressure area) can be effectively reduced. In particular, in the water electrolysis apparatus 10 which is a high-pressure hydrogen production apparatus in which high-pressure hydrogen is generated in the second flow path 58, the pressing pressure applied in the stacking direction of the unit cells 12 is considerably large in order to perform high-pressure sealing. Easy to be.

ここで、第1の実施形態では、上記のように受圧部72の押し付け力付与面積が有効に削減されるため、外部の押し付け力付与装置(図示せず)の小型化が容易に図られるとともに、所望のシール面圧を確保することが可能になるという効果が得られる。   Here, in the first embodiment, since the pressing force application area of the pressure receiving portion 72 is effectively reduced as described above, the external pressing force application device (not shown) can be easily downsized. As a result, it is possible to obtain a desired seal surface pressure.

さらに、凹部70は、積層方向に対して、第5シール溝68dと第2シール溝64aとの距離H内に形成されており、第2シール部材62a〜第5シール部材62dと積層方向に重なり合うことがない。従って、シール不良の発生を良好に阻止することができる。   Further, the recess 70 is formed within a distance H between the fifth seal groove 68d and the second seal groove 64a with respect to the stacking direction, and overlaps with the second seal member 62a to the fifth seal member 62d in the stack direction. There is nothing. Therefore, it is possible to satisfactorily prevent the occurrence of seal failure.

さらにまた、図4に示すように、水供給連通孔46と排出連通孔48とは、点対称の位置に配置されるとともに、前記水供給連通孔46と前記排出連通孔48とを繋ぐ仮想直線L1に直交する仮想直交線L2上に、水素連通孔50が設けられている。このため、水素連通孔50に高圧水素が導出されることにより、アノード側セパレータ34及びカソード側セパレータ36に反力が作用する際、水供給連通孔46と排出連通孔48とに前記反力が均等に分散される。   Furthermore, as shown in FIG. 4, the water supply communication hole 46 and the discharge communication hole 48 are arranged at point-symmetric positions, and are virtual straight lines that connect the water supply communication hole 46 and the discharge communication hole 48. A hydrogen communication hole 50 is provided on a virtual orthogonal line L2 orthogonal to L1. For this reason, when the reaction force acts on the anode separator 34 and the cathode separator 36 due to the high pressure hydrogen being led out to the hydrogen communication hole 50, the reaction force is applied to the water supply communication hole 46 and the discharge communication hole 48. Evenly distributed.

しかも、水供給連通孔46及び排出連通孔48は、水素連通孔50よりも開口断面積が大きく設定されている。従って、単位セル12は、水供給連通孔46のシール構造及び排出連通孔48のシール構造により、安定した状態で、良好なシール機能を有することができる。   Moreover, the water supply communication hole 46 and the discharge communication hole 48 are set to have a larger opening cross-sectional area than the hydrogen communication hole 50. Therefore, the unit cell 12 can have a good sealing function in a stable state by the seal structure of the water supply communication hole 46 and the seal structure of the discharge communication hole 48.

これにより、簡単な構成で、比較的低圧(常圧)な水供給連通孔46と排出連通孔48とのシール圧を均等に維持することができ、シール性能の低下を可及的に阻止することが可能になるという効果が得られる。   As a result, the seal pressure of the water supply communication hole 46 and the discharge communication hole 48 having a relatively low pressure (normal pressure) can be maintained evenly with a simple configuration, and deterioration of the sealing performance is prevented as much as possible. The effect that it becomes possible is acquired.

図6は、本発明の第2の実施形態に係る水電解装置80を構成する単位セル82の断面説明図である。   FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view of a unit cell 82 constituting a water electrolysis apparatus 80 according to the second embodiment of the present invention.

なお、第1の実施形態に係る水電解装置10を構成する単位セル12と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第3の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。   In addition, the same referential mark is attached | subjected to the component same as the unit cell 12 which comprises the water electrolysis apparatus 10 which concerns on 1st Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted. Similarly, in the third embodiment described below, detailed description thereof is omitted.

単位セル82は、電解質膜・電極構造体32を挟持するアノード側セパレータ84及びカソード側セパレータ86を備える。アノード側セパレータ84には、第2シール溝64aの外方に位置し且つ固体高分子電解質膜38に対向する第2セパレータ平面部84aaに、前記固体高分子電解質膜38により閉塞される凹部88が形成される。凹部88は、略リング状を有するとともに、第2シール溝64aと第3シール溝64b、第4シール溝64c及び第5シール溝64dとの間に位置して形成される。   The unit cell 82 includes an anode side separator 84 and a cathode side separator 86 that sandwich the electrolyte membrane / electrode structure 32. The anode-side separator 84 has a recess 88 that is closed by the solid polymer electrolyte membrane 38 in the second separator flat portion 84aa that is located outside the second seal groove 64a and faces the solid polymer electrolyte membrane 38. It is formed. The recess 88 has a substantially ring shape and is formed between the second seal groove 64a, the third seal groove 64b, the fourth seal groove 64c, and the fifth seal groove 64d.

第2セパレータ平面部84aaの凹部88以外の平坦部と、カソード側セパレータ86の前記第2セパレータ平面部84aaに対向する第1セパレータ平面部86aaとは、固体高分子電解質膜38を挟んで積層方向の荷重を受ける受圧部90を構成する。凹部88は、積層方向に対して、第5シール溝68dと第2シール溝64aとの距離H内の所定の寸法範囲に形成される。   The flat portion other than the concave portion 88 of the second separator flat portion 84aa and the first separator flat portion 86aa facing the second separator flat portion 84aa of the cathode side separator 86 are stacked in the stacking direction with the solid polymer electrolyte membrane 38 interposed therebetween. The pressure receiving part 90 which receives the load of is comprised. The recess 88 is formed in a predetermined size range within a distance H between the fifth seal groove 68d and the second seal groove 64a with respect to the stacking direction.

このように構成される第2の実施形態では、第2セパレータ平面部84aaの凹部88以外の平坦部と、カソード側セパレータ86の前記第2セパレータ平面部84aaに対向する第1セパレータ平面部86aaとは、固体高分子電解質膜38を挟んで積層方向の荷重を受ける受圧部90を構成している。   In the second embodiment configured as described above, a flat portion other than the concave portion 88 of the second separator flat portion 84aa, and a first separator flat portion 86aa facing the second separator flat portion 84aa of the cathode side separator 86, Constitutes a pressure receiving portion 90 that receives a load in the stacking direction with the solid polymer electrolyte membrane 38 interposed therebetween.

これにより、受圧部90の押し付け力付与面積が有効に削減されるため、外部の押し付け力付与装置(図示せず)の小型化が容易に図られるとともに、所望のシール面圧を確保することが可能になる等、上記の第1の実施形態と同様の効果が得られる。   As a result, the pressing force application area of the pressure receiving unit 90 is effectively reduced, so that an external pressing force application device (not shown) can be easily reduced in size and a desired seal surface pressure can be secured. For example, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

図7は、本発明の第3の実施形態に係る水電解装置100を構成する単位セル102の断面説明図である。   FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view of the unit cell 102 constituting the water electrolysis apparatus 100 according to the third embodiment of the present invention.

単位セル102は、電解質膜・電極構造体32を挟持するアノード側セパレータ104及びカソード側セパレータ106を備える。カソード側セパレータ106には、第1シール溝68aの外方に位置し且つ固体高分子電解質膜38に対向する第1セパレータ平面部106aaに、前記固体高分子電解質膜38により閉塞される凹部70が形成される。   The unit cell 102 includes an anode-side separator 104 and a cathode-side separator 106 that sandwich the electrolyte membrane / electrode structure 32. The cathode-side separator 106 has a recess 70 that is closed by the solid polymer electrolyte membrane 38 in the first separator flat portion 106aa that is located outside the first seal groove 68a and faces the solid polymer electrolyte membrane 38. It is formed.

アノード側セパレータ104には、第2シール溝64aの外方に位置し且つ固体高分子電解質膜38に対向する第2セパレータ平面部104aaに、前記固体高分子電解質膜38により閉塞される凹部88が形成される。第1セパレータ平面部106aaの凹部70以外の平坦部と、第2セパレータ平面部104aaの凹部88以外の平坦部とは、固体高分子電解質膜38を挟んで積層方向の荷重を受ける受圧部108を構成する。   The anode-side separator 104 has a recess 88 that is closed by the solid polymer electrolyte membrane 38 in the second separator flat portion 104aa that is located outside the second seal groove 64a and faces the solid polymer electrolyte membrane 38. It is formed. The flat portion other than the concave portion 70 of the first separator flat portion 106aa and the flat portion other than the concave portion 88 of the second separator flat portion 104aa define the pressure receiving portion 108 that receives a load in the stacking direction across the solid polymer electrolyte membrane 38. Constitute.

このように構成される第3の実施形態では、上記の第1及び第2の実施形態と同様の効果が得られる。   In the third embodiment configured as described above, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.

10、80、100…水電解装置 12、82、102…単位セル
14…積層体 16a、16b…ターミナルプレート
18a、18b…絶縁プレート 20a、20b…エンドプレート
24a、24b…端子部 28…電源
32…電解質膜・電極構造体 34、84、104…アノード側セパレータ
34aa、36aa、84aa、86aa、104aa、106aa…セパレータ平面部
36、86、106…カソード側セパレータ
38…固体高分子電解質膜 40…アノード側給電体
42…カソード側給電体 44a〜44c…突出部
46…水供給連通孔 48…排出連通孔
50…水素連通孔 54、58…流路
62a〜62d、66a〜66d…シール部材
64a〜64d、68a〜68d…シール溝
70、88…凹部 72、90、108…受圧部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 80, 100 ... Water electrolysis apparatus 12, 82, 102 ... Unit cell 14 ... Laminated body 16a, 16b ... Terminal plate 18a, 18b ... Insulation plate 20a, 20b ... End plate 24a, 24b ... Terminal part 28 ... Power supply 32 ... Electrolyte membrane / electrode structure 34, 84, 104 ... anode side separator 34aa, 36aa, 84aa, 86aa, 104aa, 106aa ... separator flat part 36, 86, 106 ... cathode side separator 38 ... solid polymer electrolyte membrane 40 ... anode side Power feeding body 42 ... Cathode side power feeding bodies 44a to 44c ... Projection 46 ... Water supply communication hole 48 ... Discharge communication hole 50 ... Hydrogen communication hole 54, 58 ... Flow paths 62a to 62d, 66a to 66d ... Seal members 64a to 64d, 68a to 68d ... seal grooves 70, 88 ... concave portions 72, 90, 108 ... pressure receiving portions

Claims (3)

電解質膜の両側に設けられる給電体にセパレータが積層され、一対の前記セパレータ間で前記電解質膜の周縁部を挟持するとともに、一方の前記セパレータには、前記給電体の外方を周回して第1シール部材を配設するための第1シール部が形成され、且つ、他方の前記セパレータには、他方の前記給電体の外方を周回して第2シール部材を配設するための第2シール部が形成され、前記第1シール部と前記第2シール部とは、前記セパレータの積層方向に対し前記電解質膜を挟んで互いに異なる位置に設定される水電解装置であって、
少なくとも一方の前記セパレータには、前記第1シール部の外方に位置し且つ前記電解質膜に対向する第1セパレータ平面部に、前記電解質膜により閉塞される凹部が形成されるとともに、
前記第1セパレータ平面部の前記凹部以外の平坦部と、他方の前記セパレータの前記第1セパレータ平面部に対向する第2セパレータ平面部とは、前記電解質膜を挟んで前記積層方向の荷重を受ける受圧部を構成することを特徴とする水電解装置。
A separator is stacked on a power supply body provided on both sides of the electrolyte membrane, and sandwiches a peripheral edge portion of the electrolyte membrane between the pair of separators, and one separator wraps around the outside of the power supply body. A first seal portion for disposing one seal member is formed, and a second seal member is disposed on the other separator around the outside of the other power feeding body. A water electrolysis apparatus in which a seal portion is formed, and the first seal portion and the second seal portion are set at different positions across the electrolyte membrane with respect to the stacking direction of the separator,
In at least one of the separators, a concave portion that is closed by the electrolyte membrane is formed in a first separator flat portion that is located outside the first seal portion and faces the electrolyte membrane,
The flat portion other than the concave portion of the first separator flat portion and the second separator flat portion facing the first separator flat portion of the other separator receive a load in the stacking direction across the electrolyte membrane. A water electrolysis apparatus comprising a pressure receiving portion.
請求項1記載の水電解装置において、前記水電解装置は、水を電気分解して酸素と常圧よりも高圧な水素とを生成する一方、
前記一対のセパレータには、前記水を前記積層方向に流通させる水供給連通孔の外方を周回して第3シール部材を配設するための第3シール部と、
未反応の前記水及び前記酸素を前記積層方向に流通させる排出連通孔の外方を周回して第4シール部材を配設するための第4シール部と、
前記水素を前記積層方向に流通させる水素連通孔の外方を周回して第5シール部材を配設するための第5シール部と、
が形成されるとともに、
少なくとも前記第1セパレータ平面又は前記第2セパレータ平面には、前記第1シール部と前記第3シール部、前記第4シール部及び前記第5シール部との間に位置して前記凹部が形成されることを特徴とする水電解装置。
The water electrolysis apparatus according to claim 1, wherein the water electrolysis apparatus electrolyzes water to produce oxygen and hydrogen having a pressure higher than normal pressure.
In the pair of separators, a third seal portion for circulating a water supply communication hole for circulating the water in the stacking direction to dispose a third seal member;
A fourth seal portion for circulating the unreacted water and oxygen in the stacking direction around the discharge communication hole and disposing a fourth seal member;
A fifth seal portion for circulating the hydrogen in the stacking direction around the hydrogen communication hole and disposing a fifth seal member;
Is formed,
At least in the first separator plane or the second separator plane, the recess is formed between the first seal portion, the third seal portion, the fourth seal portion, and the fifth seal portion. A water electrolysis apparatus characterized by the above.
請求項2記載の水電解装置において、前記給電体は、円形状を有しており、
前記水供給連通孔及び前記排出連通孔は、前記水素連通孔よりも開口断面積が大きく設定されるとともに、
前記水供給連通孔と前記排出連通孔とは、前記セパレータの対称位置に配置されることを特徴とする水電解装置。
The water electrolysis apparatus according to claim 2, wherein the power supply body has a circular shape,
The water supply communication hole and the discharge communication hole are set to have a larger opening cross-sectional area than the hydrogen communication hole,
The water electrolysis apparatus, wherein the water supply communication hole and the discharge communication hole are arranged at symmetrical positions of the separator.
JP2010012705A 2010-01-25 2010-01-25 Water electrolysis equipment Expired - Fee Related JP5378246B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010012705A JP5378246B2 (en) 2010-01-25 2010-01-25 Water electrolysis equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010012705A JP5378246B2 (en) 2010-01-25 2010-01-25 Water electrolysis equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011149075A true JP2011149075A (en) 2011-08-04
JP5378246B2 JP5378246B2 (en) 2013-12-25

Family

ID=44536316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010012705A Expired - Fee Related JP5378246B2 (en) 2010-01-25 2010-01-25 Water electrolysis equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5378246B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015089949A (en) * 2013-11-05 2015-05-11 本田技研工業株式会社 Differential pressure type high pressure water electrolyzer

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004002979A (en) * 2002-03-25 2004-01-08 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd Hydrogen/oxygen generator
JP2004115860A (en) * 2002-09-26 2004-04-15 Fuji Electric Holdings Co Ltd Water electrolyzing apparatus
JP2005194604A (en) * 2004-01-09 2005-07-21 Mitsubishi Corp High pressure vessel storage type water electrolysis hydrogen generator
JP2007131954A (en) * 2003-03-13 2007-05-31 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd Electrolytic cell and hydrogen-oxygen generator
JP2008121086A (en) * 2006-11-15 2008-05-29 Honda Motor Co Ltd Apparatus for producing high-pressure hydrogen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004002979A (en) * 2002-03-25 2004-01-08 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd Hydrogen/oxygen generator
JP2004115860A (en) * 2002-09-26 2004-04-15 Fuji Electric Holdings Co Ltd Water electrolyzing apparatus
JP2007131954A (en) * 2003-03-13 2007-05-31 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd Electrolytic cell and hydrogen-oxygen generator
JP2005194604A (en) * 2004-01-09 2005-07-21 Mitsubishi Corp High pressure vessel storage type water electrolysis hydrogen generator
JP2008121086A (en) * 2006-11-15 2008-05-29 Honda Motor Co Ltd Apparatus for producing high-pressure hydrogen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015089949A (en) * 2013-11-05 2015-05-11 本田技研工業株式会社 Differential pressure type high pressure water electrolyzer

Also Published As

Publication number Publication date
JP5378246B2 (en) 2013-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4796639B2 (en) Electrochemical equipment
JP5603928B2 (en) Electrochemical device
JP5232271B2 (en) High pressure water electrolyzer
US7951284B2 (en) Electrolysis apparatus, electrochemical reaction membrane apparatus, porous electrical conductor, and production method thereof
US20120217156A1 (en) High-pressure hydrogen producing apparatus
JP4852157B2 (en) Water electrolysis equipment
JP2010189710A (en) Electrolysis equipment
JP4856770B2 (en) Water electrolysis equipment
JP5400413B2 (en) Electrolyzer
JP2010189709A (en) Electrolysis equipment
JP6091012B2 (en) Differential pressure type high pressure water electrolyzer
JP5095670B2 (en) Electrolyzer
JP5378246B2 (en) Water electrolysis equipment
JP2011208163A (en) Water electrolyzer
JP2015113497A (en) Differential pressure type high-pressure water electrolysis apparatus
JP5451575B2 (en) Water electrolysis equipment
JP5364056B2 (en) Water electrolysis equipment
JP4838879B2 (en) Water electrolysis equipment
JP5415100B2 (en) Electrolyzer
JP2014040636A (en) Differential pressure type water electrolysis apparatus
JP5095715B2 (en) Water electrolysis equipment
JP2014239014A (en) Fuel battery stack
JP2010251166A (en) Fuel cell stack
JP5095714B2 (en) Water electrolysis equipment
JP5421760B2 (en) Electrochemical equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121128

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130820

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130827

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130925

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5378246

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees