JP2015025150A - 電解セルスタック装置および電解装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
本発明の電解セルスタック装置1は、カソード12と固体電解質13とアノード14とを有する電解セル2を複数個備える電解セルスタック3と、電解セル2に水蒸気を含むガスを供給する水蒸気含有ガス導入部と、水素を含むガスを回収する水素含有ガス導出部とを有し、水素含有ガス導出部に燃焼部材が配置されていることから、高濃度の水素を含むガスを回収することができる。また、本発明の電解装置は上記の電解セルスタック装置を、収納容器内に収納してなることから、高濃度の水素を含むガスを回収することができる電解装置とすることができる。
【選択図】 図3
Description
ることがよい。
鉄族金属の酸化物との固溶、反応が殆どなく、また、熱膨張係数が固体電解質層13とほとんど同程度であり、かつ安価であるという点から、Y2O3、Yb2O3が好ましい。
2(YSZ)とNiおよび/またはNiOからなる組成、Y、Sm、Gd等が固溶したCeO2とNiおよび/またはNiOからなる組成から形成することができる。なお、希土類元素が固溶したZrO2または希土類元素が固溶しているCeO2の含量と、NiあるいはNiOの含量とは、焼成−還元後における体積比率で、40:60〜60:40の体積比で存在することが好ましい。
4と電解セル2との絶縁性を確保しつつ、流通孔16を流れる水蒸気を含むガス等が漏出することを抑制できる。なお、蓋部材4と電解セル2との間に、絶縁性からなる環状もしくは筒状の部材を配置する場合には、この環状または筒状の内側が空間17となる。
カソード:H2O+2e− → H2+O2−
アノード:O2 − → 1/2O2+2e−
すなわち、本実施形態の電解セルスタック装置1では、貫通孔が設けられた支持体11を備える電解セル2の上端部に、蓋部材5を配置し、かつ電解セル2の下端部をマニホールド7に固定するだけの構成とすることで、簡単な構造の電解セルスタック装置1とすることができる。
を供給する各供給装置を停止することが好ましい。なお、この所定の温度とは、燃焼触媒の種類や設置位置に応じて適宜設定することができるが、触媒として白金を用いる場合は、例えば200℃以上の範囲で設定すればよく、触媒としてパラジウムを用いる場合は800℃以上の範囲で設定すればよい。またこれ以外にも、例えば定常運転時の温度を基準として、所定温度上昇した際に、水蒸気や電流を供給する供給装置を停止してもよい。この場合の所定温度とは、例えば定常運転時と比較して50〜100℃高い温度等、燃焼触媒の種類や設置位置に応じて適宜設定することができる。
ガスと反応(燃焼)することで、回収される水素の量は若干減少するものの、水素濃度を向上することができる。
2:電解セル
3:電解セルスタック
4:蓋部材
7:マニホールド
8:水蒸気含有ガス供給管
9、27:回収管
10:接合材
11:支持体
12:カソード
13:固体電解質層
14:アノード
16:流通孔
20、31:回収部
23:燃焼触媒
24、28:温度センサ
26:第2のマニホールド
29:第1のマニホールド
Claims (6)
- カソードと固体電解質とアノードとを有する電解セルを複数個備える電解セルスタックと、
前記電解セルに水蒸気を含むガスを供給する水蒸気含有ガス導入部と、
水素を含むガスを回収する水素含有ガス導出部とを有し、
該水素含有ガス導出部に燃焼部材が配置されていることを特徴とする電解セルスタック装置。 - 前記燃焼部材が、燃焼触媒であることを特徴とする請求項1に記載の電解セルスタック装置。
- 前記電解セルの一端部を固定するマニホールドを備え、該マニホールドは内部が、前記水蒸気含有ガス導入部を構成し、前記電解セルに水蒸気を含むガスを供給するための水蒸気含有ガス供給部と、前記水素含有ガス導出部を構成し、前記水素を含むガスを回収するための回収部とを有しており、該回収部に前記燃焼部材が配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電解セルスタック装置。
- 前記水蒸気含有ガス導入部を構成し、前記電解セルの一端部を固定するとともに、内部が前記電解セルに水蒸気を含むガス供給するための水蒸気含有ガス供給部とされた第1のマニホールドと、前記水素含有ガス導出部を構成し、前記電解セルの他端部を固定するとともに、内部が前記水素を含むガスを回収するための回収部とされた第2のマニホールドとを備え、前記回収部に前記燃焼部材が配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電解セルスタック装置。
- 前記回収部に、該回収部の温度を計測するための温度計測装置を備えることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の電解セルスタック装置。
- 請求項3乃至請求項5のうちいずれかに記載の電解セルスタック装置を、収納容器内に収納してなることを特徴とする電解装置。
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