JP2022023996A - Electrochemical device - Google Patents

Electrochemical device Download PDF

Info

Publication number
JP2022023996A
JP2022023996A JP2021181432A JP2021181432A JP2022023996A JP 2022023996 A JP2022023996 A JP 2022023996A JP 2021181432 A JP2021181432 A JP 2021181432A JP 2021181432 A JP2021181432 A JP 2021181432A JP 2022023996 A JP2022023996 A JP 2022023996A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow path
anode
separator
cathode
layer
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.)
Pending
Application number
JP2021181432A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
拓人 櫛
Takuto Kushi
将史 河村
Masashi Kawamura
達也 常木
Tatsuya Tsuneki
大樹 安藤
Daiki Ando
直矢 藤永
Naoya Fujinaga
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.)
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas 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 Tokyo Gas Co Ltd filed Critical Tokyo Gas Co Ltd
Priority to JP2021181432A priority Critical patent/JP2022023996A/en
Publication of JP2022023996A publication Critical patent/JP2022023996A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

To provide an electrochemical device capable of configuring a flow path of a cell with a simple structure.SOLUTION: A water electrolysis device 10 comprises: an electrolyte membrane 21 in which on one side an anode catalyst layer 22 is laminated and on the other side a cathode catalyst layer 32 is laminated; a separator 28 and a separator 38, that are provided on both outer sides with an electrolyte membrane 21 sandwiched between these and constitute a flow path with the electrolyte membrane 21; a sealing layer that is laminated between at least one of an anode catalyst layer 22 and a cathode catalyst layer 32 of the electrolyte membrane 21, is formed with an opening penetrating in a laminate direction, and seals between the electrolyte membrane 21 and the separator at an outer periphery outside the opening to seal to form a flow path space by the opening; and a gas diffusion layer that is housed in the flow path space and diffuses a gas.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電気化学デバイスに関する。 The present invention relates to an electrochemical device.

近年、クリーンエネルギーの活用として、燃料電池や、その燃料としての水素を生成す水電解装置、が注目されている。再生可能エネルギーから得た電力により水電解装置で水素を生成して貯留し、必要に応じて水素を用いて燃料電池で発電することにより、安定しない再生可能エネルギーによる場合でも、継続的に電力を供給することができる。 In recent years, fuel cells and water electrolyzers that generate hydrogen as the fuel have been attracting attention as utilization of clean energy. By generating and storing hydrogen in a water electrolyzer using electricity obtained from renewable energy and generating electricity in a fuel cell using hydrogen as needed, electricity can be continuously generated even with unstable renewable energy. Can be supplied.

このような、燃料電池や水電解装置については、セルスタックの構成についても開発が行われており、電解質膜、アノード、カソード、セパレータを含む電気化学デバイスについても、様々な技術が提案されている（例えば特許文献１参照）が、さらに、具体的構成について工夫が求められる。 For such fuel cells and water electrolyzers, the configuration of cell stacks has also been developed, and various technologies have been proposed for electrochemical devices including an electrolyte membrane, an anode, a cathode, and a separator. (See, for example, Patent Document 1), but further ingenuity is required for the specific configuration.

特開２０２０－１６９３８１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2020-169381

本発明は、上記事実を考慮して成されたものであり、簡易な構成で流路を構成できる電気化学デバイスを提供することを課題とする。 The present invention has been made in consideration of the above facts, and an object of the present invention is to provide an electrochemical device capable of forming a flow path with a simple configuration.

請求項１に係る電気化学デバイスは、一方側面にアノード触媒層が積層され、他方面にカソード触媒層が積層された電解質膜と、前記電解質膜を挟んで両外側に前記電解質膜と離間して設けられ、前記電解質膜との間に流路を構成するセパレータと、前記電解質膜の前記アノード触媒層及び前記カソード触媒層の少なくとも一方と前記セパレータとの間に積層され、積層方向に貫通する開口が形成され、前記開口よりも外側の外周部で前記電解質膜と前記セパレータとの間をシールし、前記開口により流路空間を構成するシール層と、前記流路空間に収容され、気体を拡散させるガス拡散層と、を備えている。 The electrochemical device according to claim 1 has an electrolyte membrane having an anode catalyst layer laminated on one side surface and a cathode catalyst layer laminated on the other surface, and the electrolyte membrane sandwiched between the electrolyte membrane and the electrolyte membrane on both outer sides. An opening that is provided and laminated between the separator that forms a flow path between the electrolyte membrane and at least one of the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer of the electrolyte membrane and the separator, and penetrates in the stacking direction. Is formed, and the space between the electrolyte membrane and the separator is sealed at the outer peripheral portion outside the opening, and the seal layer constituting the flow path space by the opening and the sealing layer accommodated in the flow path space diffuse the gas. It is provided with a gas diffusion layer.

請求項１に係る電気化学デバイスでは、電解質膜のアノード触媒層及びカソード触媒層の少なくとも一方とセパレータとの間にシール層が積層されている。このシール層には、積層方向に貫通する開口が形成され、開口よりも外側の外周部で電解質膜とセパレータとの間をシールし、開口により流路空間を構成している。そして、当該流路空間にガス拡散層を収容している。 In the electrochemical device according to claim 1, a seal layer is laminated between at least one of the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer of the electrolyte membrane and the separator. An opening penetrating in the stacking direction is formed in this seal layer, and the outer peripheral portion outside the opening seals between the electrolyte membrane and the separator, and the opening constitutes a flow path space. Then, the gas diffusion layer is housed in the flow path space.

このように、シール層を用いて流路空間を構成することにより、簡易に流路を構成することができる。 In this way, by constructing the flow path space using the seal layer, the flow path can be easily constructed.

請求項２に係る電気化学デバイスは、前記セパレータには、前記流路空間と連通する流路孔が前記積層方向に貫通形成されている。 In the electrochemical device according to claim 2, the separator has a flow path hole communicating with the flow path space formed through the flow path hole in the stacking direction.

このように、セパレータに流路孔を形成することにより、簡易に流路空間を外部と連通させることができる。 By forming the flow path hole in the separator in this way, the flow path space can be easily communicated with the outside.

請求項３に係る電気化学デバイスは、前記シール層には前記開口と連続する切欠部が形成され、前記流路孔は前記積層方向から見て前記切欠部と重なり合うように配置されている。 In the electrochemical device according to claim 3, a notch portion continuous with the opening is formed in the seal layer, and the flow path hole is arranged so as to overlap the notch portion when viewed from the stacking direction.

このように、シール層に開口と連続する切欠部を形成し、セパレータの流路孔を積層方向から見て切欠部と重なり合うように配置することにより、流路孔と流路空間とを切欠部を介して簡易に連通させることができる。 In this way, by forming a notch portion continuous with the opening in the seal layer and arranging the flow path hole of the separator so as to overlap the notch portion when viewed from the stacking direction, the flow path hole and the flow path space are separated from each other. It can be easily communicated via.

請求項４に係る電気化学デバイスは、前記シール層は、ゴムまたは樹脂で形成されている。 In the electrochemical device according to claim 4, the seal layer is made of rubber or resin.

このように、ゴムまたは樹脂を用いることにより、簡易にシール層を形成することができる。 As described above, by using rubber or resin, the seal layer can be easily formed.

請求項５に係る電気化学デバイスは、前記ガス拡散層は前記アノード触媒層側に配置され、チタン製網を含んで構成され、前記流路空間に水が供給されて 水電解が行われる。 In the electrochemical device according to claim 5, the gas diffusion layer is arranged on the anode catalyst layer side and is configured to include a titanium net, and water is supplied to the flow path space to perform water electrolysis.

このように、電気化学デバイスが水電解に用いられる場合には、アノード側に酸素が発生することから、酸化耐性の高いチタンをガス拡散層として用いることにより、耐久性を高めることができる。 As described above, when the electrochemical device is used for water electrolysis, oxygen is generated on the anode side, so that the durability can be improved by using titanium having high oxidation resistance as the gas diffusion layer.

本発明に係る電気化学デバイスによれば、簡易な構成で流路を構成することができる。 According to the electrochemical device according to the present invention, the flow path can be configured with a simple configuration.

本実施形態に係る水電解装置の１－１線の概略断面構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic cross-sectional structure of line 1-1 of the water electrolysis apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る水電解装置の２－２線の概略断面構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic cross-sectional structure of line 2-2 of the water electrolysis apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る水電解装置のセルの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the cell of the water electrolysis apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る水電解装置のセルの一部を平面視した図であり、（Ａ）はアノード側、（Ｂ）はカソード側である。It is the figure which looked at the part of the cell of the water electrolysis apparatus which concerns on this embodiment in plan view, (A) is an anode side, (B) is a cathode side. 本実施形態の変形例に係る水電解装置の１－１線に対応する概略断面構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic cross-sectional structure corresponding to line 1-1 of the water electrolysis apparatus which concerns on the modification of this embodiment. 本実施形態の変形例に係る水電解装置の２－２線に対応する概略断面構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic cross-sectional structure corresponding to line 2-2 of the water electrolysis apparatus which concerns on the modification of this embodiment. 本実施形態の変形例に係る水電解装置の概略断面構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic cross-sectional structure of the water electrolysis apparatus which concerns on the modification of this embodiment.

本発明の電気化学デバイスの一実施形態として、水電解装置１０を例に説明する。図１には、水電解装置１０の図３における１－１線の概略断面構成が示されている。図２には、水電解装置１０の図３における２－２線の概略断面構成が示されている。また、図３には、水電解装置１０のセル２０の分解斜視図が示されている。 As an embodiment of the electrochemical device of the present invention, the water electrolyzer 10 will be described as an example. FIG. 1 shows a schematic cross-sectional configuration of line 1-1 in FIG. 3 of the water electrolyzer 10. FIG. 2 shows a schematic cross-sectional configuration of line 2-2 in FIG. 3 of the water electrolyzer 10. Further, FIG. 3 shows an exploded perspective view of the cell 20 of the water electrolyzer 10.

セル２０は、電解質膜２１を備え、電解質膜２１の一方面側に、アノード触媒層２２、アノードガス拡散層２４、アノードシール層２６、セパレータ２８を備えている。また、電解質膜２１の他方面側に、カソード触媒層３２、カソードガス拡散層３４、カソードシール層３６、セパレータ３８を備えている。 The cell 20 includes an electrolyte membrane 21, and an anode catalyst layer 22, an anode gas diffusion layer 24, an anode seal layer 26, and a separator 28 on one side of the electrolyte membrane 21. Further, a cathode catalyst layer 32, a cathode gas diffusion layer 34, a cathode seal layer 36, and a separator 38 are provided on the other side of the electrolyte membrane 21.

電解質膜２１は、方形状とされ、炭素－フッ素系高分子膜や炭素－フッ素系高分子膜などを用いることができる。電解質膜２１の一方面には、アノード触媒層２２が積層されている。アノード触媒層２２は、電解質膜２１の一方面の外周よりも狭い内周側を覆っており、Ｉｒ系触媒などを用いることができる。電解質膜２１の他方面には、カソード触媒層３２が積層されている。カソード触媒層３２は、電解質膜２１の他方面の外周よりも狭い内周側を覆っており、Ｐｔ／カーボン系触媒などを用いることができる。 The electrolyte membrane 21 has a rectangular shape, and a carbon-fluorine-based polymer membrane, a carbon-fluorine-based polymer membrane, or the like can be used. The anode catalyst layer 22 is laminated on one surface of the electrolyte membrane 21. The anode catalyst layer 22 covers the inner peripheral side narrower than the outer peripheral side of one surface of the electrolyte membrane 21, and an Ir-based catalyst or the like can be used. A cathode catalyst layer 32 is laminated on the other surface of the electrolyte membrane 21. The cathode catalyst layer 32 covers the inner peripheral side narrower than the outer peripheral surface of the other surface of the electrolyte membrane 21, and a Pt / carbon-based catalyst or the like can be used.

電解質膜２１、アノード触媒層２２、カソード触媒層３２の外周には、ガスケット２３が設けられている。ガスケット２３は、平面視で後述する、セパレータ２８、アノードシール層２６、セパレータ２８、カソードシール層３６、セパレータ３８と略同一の形状、大きさとされ、内側の開口部分に電解質膜２１、アノード触媒層２２、カソード触媒層３２が配置されている。ガスケット２３は樹脂膜で形成されており、ガスケット２３の開口の内周壁に電解質膜２１、アノード触媒層２２、カソード触媒層３２が密着されている。電解質膜２１、アノード触媒層２２、カソード触媒層３２、ガスケット２３が一体化され、電解質層２５が形成される。電解質層２５には、貫通孔２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃが形成されている。貫通孔２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃは、後述する流路貫通孔２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃに対応する位置に形成されている。 A gasket 23 is provided on the outer periphery of the electrolyte membrane 21, the anode catalyst layer 22, and the cathode catalyst layer 32. The gasket 23 has substantially the same shape and size as the separator 28, the anode seal layer 26, the separator 28, the cathode seal layer 36, and the separator 38, which will be described later in plan view, and the electrolyte membrane 21 and the anode catalyst layer are formed in the inner opening portion. 22, the cathode catalyst layer 32 is arranged. The gasket 23 is formed of a resin film, and the electrolyte membrane 21, the anode catalyst layer 22, and the cathode catalyst layer 32 are in close contact with the inner peripheral wall of the opening of the gasket 23. The electrolyte membrane 21, the anode catalyst layer 22, the cathode catalyst layer 32, and the gasket 23 are integrated to form the electrolyte layer 25. Through holes 25A, 25B, and 25C are formed in the electrolyte layer 25. The through holes 25A, 25B and 25C are formed at positions corresponding to the flow path through holes 28A, 28B and 28C described later.

電解質層２５のアノード触媒層２２側には、アノードシール層２６が積層されている。アノードシール層２６は、図４（Ａ）に示されるように、長方形板状とされ、平面視で中央にアノード開口２６Ａが形成されている。アノード開口２６Ａは、アノードシール層２６を厚み方向に貫通した方形状の開口であり、各辺は電解質膜２１の各辺と略平行に形成されている。アノード開口２６Ａには、後述するアノードガス拡散層２４が配置される。アノードシール層２６は、ガスケット２３と密着されている。 The anode seal layer 26 is laminated on the anode catalyst layer 22 side of the electrolyte layer 25. As shown in FIG. 4A, the anode seal layer 26 has a rectangular plate shape, and an anode opening 26A is formed in the center in a plan view. The anode opening 26A is a rectangular opening that penetrates the anode seal layer 26 in the thickness direction, and each side is formed substantially parallel to each side of the electrolyte membrane 21. An anode gas diffusion layer 24, which will be described later, is arranged in the anode opening 26A. The anode seal layer 26 is in close contact with the gasket 23.

なお、アノード触媒層２２、電解質膜２１は、アノード開口２６Ａが形成されている部分に対応して設けられていればよく、本実施形態では、アノードシール層２６と密着する部分にアノード触媒層２２、電解質膜２１が積層されていない。但し、アノードシール層２６と密着する部分の一部にアノード触媒層２２が配置されていてもよく、アノードシール層２６と電解質膜２１とが密着されていてもよい。 The anode catalyst layer 22 and the electrolyte membrane 21 may be provided corresponding to the portion where the anode opening 26A is formed, and in the present embodiment, the anode catalyst layer 22 is provided in close contact with the anode seal layer 26. , The electrolyte membrane 21 is not laminated. However, the anode catalyst layer 22 may be arranged in a part of the portion in close contact with the anode seal layer 26, or the anode seal layer 26 and the electrolyte membrane 21 may be in close contact with each other.

アノードシール層２６には、アノード開口２６Ａと連続して、切欠２６Ｂ、２６Ｃが形成されている。切欠２６Ｂは、アノード開口２６Ａの一の角部に配置され、切欠２６Ｂの角部と対角上に配置される他の角部に切欠２６Ｃが形成されている。切欠２６Ｂ、２６Ｃは、平面視で、アノード開口２６Ａの一の辺に沿って、アノード開口２６Ａから外側へ突出するように形成されている。切欠２６Ｂ、２６Ｃもアノードシール層２６を厚み方向に貫通している。アノードシール層２６は、樹脂、ゴム材料で形成することができる。アノード開口２６Ａには、アノード触媒層２２と後述するセパレータ２８とに挟まれてアノード流路空間２７が形成される。また、アノードシール層２６には、切欠２６Ｂ、２６Ｃが形成されていないアノード開口２６Ａの一の角部に貫通孔２６Ｄが形成されている。貫通孔２６Ｄは、アノード開口２６Ａと非連通とされている。 Notches 26B and 26C are formed in the anode seal layer 26 in succession with the anode opening 26A. The notch 26B is arranged at one corner of the anode opening 26A, and the notch 26C is formed at another corner arranged diagonally with the corner of the notch 26B. The cutouts 26B and 26C are formed so as to project outward from the anode opening 26A along one side of the anode opening 26A in a plan view. The notches 26B and 26C also penetrate the anode seal layer 26 in the thickness direction. The anode seal layer 26 can be formed of a resin or rubber material. The anode opening 26A is sandwiched between the anode catalyst layer 22 and the separator 28, which will be described later, to form an anode flow path space 27. Further, in the anode seal layer 26, a through hole 26D is formed at one corner of the anode opening 26A in which the notches 26B and 26C are not formed. The through hole 26D is not in communication with the anode opening 26A.

アノードシール層２６のアノード開口２６Ａには、アノードガス拡散層２４が配置されている。アノードガス拡散層２４は、アノード流路空間２７を満たす形状とされ、平面視でアノード開口２６Ａと略同一形状、アノードシール層２６と同程度の厚みとされている。アノードガス拡散層２４の一部は、切欠２６Ｂ、切欠２６Ｃに配置されていてもよいが、本実施形態では切欠２６Ｂ、切欠２６Ｃに対応する部分には配置されていない。アノードガス拡散層２４は、多孔質体、粉末焼結体、繊維焼結体、金属メッシュ、フェルトなどの、層内を流体が流通可能とする物質を用いることができる。また、アノードガス拡散層２４の平均孔径は１００μｍ以下であることが好ましい。 An anode gas diffusion layer 24 is arranged at the anode opening 26A of the anode seal layer 26. The anode gas diffusion layer 24 has a shape that fills the anode flow path space 27, has substantially the same shape as the anode opening 26A in a plan view, and has a thickness similar to that of the anode seal layer 26. A part of the anode gas diffusion layer 24 may be arranged in the notch 26B and the notch 26C, but in the present embodiment, it is not arranged in the portion corresponding to the notch 26B and the notch 26C. As the anode gas diffusion layer 24, a substance such as a porous body, a powder sintered body, a fiber sintered body, a metal mesh, or a felt that allows a fluid to flow through the layer can be used. Further, the average pore diameter of the anode gas diffusion layer 24 is preferably 100 μm or less.

アノードシール層２６及びアノードガス拡散層２４には、セパレータ２８が積層されている。セパレータ２８は、長方形板状とされ、両面が平坦状とされている。セパレータ２８は、アノードシール層２６と密着されている。アノードシール層２６は、電解質層２５とセパレータ２８との間を密閉している。アノードシール層２６のアノード開口２６Ａを形成する壁面、アノード触媒層２２及びセパレータ２８のアノード開口２６Ａに露出する面により、アノード流路空間２７が形成される。セパレータ２８は、導電性材料で形成されており、電圧が印加される。 A separator 28 is laminated on the anode seal layer 26 and the anode gas diffusion layer 24. The separator 28 has a rectangular plate shape and is flat on both sides. The separator 28 is in close contact with the anode seal layer 26. The anode seal layer 26 seals between the electrolyte layer 25 and the separator 28. The anode flow path space 27 is formed by the wall surface forming the anode opening 26A of the anode seal layer 26, the surface exposed to the anode opening 26A of the anode catalyst layer 22 and the separator 28. The separator 28 is made of a conductive material, and a voltage is applied to the separator 28.

セパレータ２８としては、チタン、ステンレス、カーボンなどを用いることができる。特に、本実施形態のように水電解装置のセルとして用いる場合には、アノード側に酸素が発生するため、酸化抑制のためにチタンを用いることが好ましい。 As the separator 28, titanium, stainless steel, carbon or the like can be used. In particular, when used as a cell of a water electrolyzer as in the present embodiment, oxygen is generated on the anode side, so it is preferable to use titanium for suppressing oxidation.

セパレータ２８には、流路貫通孔２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、が形成されている。流路貫通孔２８Ａは、アノードシール層２６の切欠２６Ｂに対応する位置（平面視で切欠２６Ｂと重なり合う位置）に形成され、流路貫通孔２８Ｂは、アノードシール層２６の切欠２６Ｃに対応する位置（平面視で切欠２６Ｃと重なり合う位置）に形成されている。流路貫通孔２８Ｃは、流路貫通孔２８Ａと隣り合う位置に形成されている。 The separator 28 is formed with flow path through holes 28A, 28B, 28C. The flow path through hole 28A is formed at a position corresponding to the notch 26B of the anode seal layer 26 (a position overlapping the notch 26B in a plan view), and the flow path through hole 28B is a position corresponding to the notch 26C of the anode seal layer 26. It is formed at (a position where it overlaps with the notch 26C in a plan view). The flow path through hole 28C is formed at a position adjacent to the flow path through hole 28A.

流路貫通孔２８Ａ、これに対応する切欠２６Ｂ、アノード開口２６Ａ、切欠２６Ｃ、これに対応する流路貫通孔２８Ｂ、より、アノード側の流体が通過する流路が形成されている。 A flow path through which the fluid on the anode side passes is formed from the flow path through hole 28A, the corresponding notch 26B, the anode opening 26A, the notch 26C, and the corresponding flow path through hole 28B.

電解質層２５のカソード触媒層３２側には、カソードシール層３６が積層されている。カソードシール層３６は、図４（Ｂ）に示されるように、長方形板状とされ、平面視で中央にカソード開口３６Ａが形成されている。カソード開口３６Ａは、カソードシール層３６を厚み方向に貫通した方形状の開口であり、各辺は電解質膜２１の各辺と略平行に形成されている。カソード開口３６Ａには、後述するカソードガス拡散層３４が配置される。カソードシール層３６は、ガスケット２３と密着されている。 A cathode seal layer 36 is laminated on the cathode catalyst layer 32 side of the electrolyte layer 25. As shown in FIG. 4B, the cathode seal layer 36 has a rectangular plate shape, and a cathode opening 36A is formed in the center in a plan view. The cathode opening 36A is a rectangular opening that penetrates the cathode seal layer 36 in the thickness direction, and each side is formed substantially parallel to each side of the electrolyte membrane 21. A cathode gas diffusion layer 34, which will be described later, is arranged in the cathode opening 36A. The cathode seal layer 36 is in close contact with the gasket 23.

なお、カソード触媒層３２、電解質膜２１は、カソード開口３６Ａが形成されている部分に対応して設けられていればよく、本実施形態では、カソードシール層３６と密着する部分にカソード触媒層３２、電解質膜２１が積層されていない。但し、カソードシール層３６と密着する部分の一部にカソード触媒層３２が配置されていてもよく、カソードシール層３６と電解質膜２１とが密着されていてもよい。 The cathode catalyst layer 32 and the electrolyte membrane 21 may be provided corresponding to the portion where the cathode opening 36A is formed. In the present embodiment, the cathode catalyst layer 32 is provided in close contact with the cathode seal layer 36. , The electrolyte membrane 21 is not laminated. However, the cathode catalyst layer 32 may be arranged in a part of the portion in close contact with the cathode seal layer 36, or the cathode seal layer 36 and the electrolyte membrane 21 may be in close contact with each other.

カソードシール層３６には、カソード開口３６Ａと連続して、切欠３６Ｄが形成されている。切欠３６Ｄは、カソード開口３６Ａの一の角部で、平面視でセパレータ２８の流路貫通孔２８Ｃに対応する位置に形成されている。切欠３６Ｄは、平面視で、カソード開口３６Ａの一の辺に沿って、カソード開口３６Ａから外側へ突出するように形成されている。切欠３６Ｄもカソードシール層３６を厚み方向に貫通している。カソードシール層３６は、樹脂、ゴム材料で形成することができる。カソード開口３６Ａには、カソード触媒層３２と後述するセパレータ３８とに挟まれて、カソード流路空間３７が形成される。 A notch 36D is formed in the cathode seal layer 36 continuously with the cathode opening 36A. The notch 36D is formed at one corner of the cathode opening 36A at a position corresponding to the flow path through hole 28C of the separator 28 in a plan view. The notch 36D is formed so as to project outward from the cathode opening 36A along one side of the cathode opening 36A in a plan view. The notch 36D also penetrates the cathode seal layer 36 in the thickness direction. The cathode seal layer 36 can be formed of a resin or rubber material. The cathode opening 36A is sandwiched between the cathode catalyst layer 32 and the separator 38, which will be described later, to form a cathode flow path space 37.

カソードシール層３６には、カソード開口３６Ａの切欠３６Ｄが形成されていない角部で、平面視でセパレータ２８の流路貫通孔２８Ａ、２８Ｂに対応する位置に、貫通孔３６Ｂ、３６Ｃが形成されている。貫通孔３６Ｂ、３６Ｃは、カソード開口３６Ａと非連通とされている。 In the cathode seal layer 36, through holes 36B and 36C are formed at the corners where the notch 36D of the cathode opening 36A is not formed and at positions corresponding to the flow path through holes 28A and 28B of the separator 28 in a plan view. There is. The through holes 36B and 36C are not in communication with the cathode opening 36A.

カソードシール層３６のカソード開口３６Ａには、カソードガス拡散層３４が配置されている。カソードガス拡散層３４は、カソード流路空間３７を満たす形状とされ、平面視でカソード開口３６Ａと略同一形状、カソードシール層３６と同程度の厚みとされている。カソードガス拡散層３４の一部は、切欠３６Ｂにも充填されていてもよいが、本実施形態では切欠３６Ｂに対応する部分には充填されていない。カソードガス拡散層３４は、多孔質体、粉末焼結体、繊維焼結体、金属メッシュ、フェルトなどの、層内を流体が流通可能とする物質を用いることができる。また、カソードガス拡散層３４の平均孔径は１００μｍ以下であることが好ましい。 A cathode gas diffusion layer 34 is arranged in the cathode opening 36A of the cathode seal layer 36. The cathode gas diffusion layer 34 has a shape that fills the cathode flow path space 37, has substantially the same shape as the cathode opening 36A in a plan view, and has a thickness similar to that of the cathode seal layer 36. A part of the cathode gas diffusion layer 34 may also be filled in the notch 36B, but in the present embodiment, the portion corresponding to the notch 36B is not filled. As the cathode gas diffusion layer 34, a substance such as a porous body, a powder sintered body, a fiber sintered body, a metal mesh, or a felt that allows a fluid to flow through the layer can be used. Further, the average pore diameter of the cathode gas diffusion layer 34 is preferably 100 μm or less.

カソードシール層３６及びカソードガス拡散層３４には、セパレータ３８が積層されている。セパレータ３８は、セパレータ２８と同一形状であり、長方形板状とされ、両面が平坦状とされている。セパレータ３８は、カソードシール層３６と密着されている。カソードシール層３６は、カソード触媒層３２とセパレータ３８との間を密閉している。カソードシール層３６のカソード開口３６Ａを形成する壁面、カソード触媒層３２及びセパレータ３８のカソード開口３６Ａに露出する面により、カソード流路空間３７が形成される。セパレータ３８は、導電性材料で形成されており、電圧が印加される。 A separator 38 is laminated on the cathode seal layer 36 and the cathode gas diffusion layer 34. The separator 38 has the same shape as the separator 28, has a rectangular plate shape, and has flat surfaces on both sides. The separator 38 is in close contact with the cathode seal layer 36. The cathode seal layer 36 seals between the cathode catalyst layer 32 and the separator 38. The cathode flow path space 37 is formed by the wall surface forming the cathode opening 36A of the cathode seal layer 36, the surface exposed to the cathode opening 36A of the cathode catalyst layer 32 and the separator 38. The separator 38 is made of a conductive material, and a voltage is applied to the separator 38.

セパレータ３８としては、チタン、ステンレス、カーボンなどを用いることができる。セパレータ３８には、流路貫通孔３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ、が形成されている。流路貫通孔３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ、は、平面視でセパレータ２８の流路貫通孔２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃに対応する位置に形成されている。流路貫通孔３８Ａ、切欠３６Ｂ、カソード開口３６Ａより、カソード側の流体が通過する流路が形成されている。 As the separator 38, titanium, stainless steel, carbon or the like can be used. The separator 38 is formed with flow path through holes 38A, 38B, 38C. The flow path through holes 38A, 38B, 38C are formed at positions corresponding to the flow path through holes 28A, 28B, 28C of the separator 28 in a plan view. A flow path through which the fluid on the cathode side passes is formed from the flow path through hole 38A, the notch 36B, and the cathode opening 36A.

セル２０の積層方向には、図２に示されるように、貫通する水流路４０Ａが形成される。水流路４０Ａは、流路貫通孔２８Ａ、切欠２６Ｂ、貫通孔２５Ａ、貫通孔３６Ｂ、流路貫通孔３８Ａが、セル２０の積層方向に連通されて形成されている。また、セル２０の積層方向には、図１に示されるように、貫通する酸素流路４０Ｂが形成される。酸素流路４０Ｂは、流路貫通孔２８Ｂ、切欠２６Ｃ、貫通孔２５Ｂ、貫通孔３６Ｃ、流路貫通孔３８Ｂが、セル２０の積層方向に連通されて形成されている。また、セル２０の積層方向には、図２に示されるように、貫通する水素流路４０Ｃが形成される。水素流路４０Ｃは、流路貫通孔２８Ｃ、貫通孔２６Ｄ、貫通孔２５Ｃ、切欠３６Ｄ、流路貫通孔３８Ｃが、セル２０の積層方向に連通されて形成されている。 As shown in FIG. 2, a water flow path 40A penetrating is formed in the stacking direction of the cells 20. The water flow path 40A is formed by communicating the flow path through hole 28A, the notch 26B, the through hole 25A, the through hole 36B, and the flow path through hole 38A in the stacking direction of the cell 20. Further, as shown in FIG. 1, an oxygen flow path 40B penetrating is formed in the stacking direction of the cells 20. The oxygen flow path 40B is formed by communicating the flow path through hole 28B, the notch 26C, the through hole 25B, the through hole 36C, and the flow path through hole 38B in the stacking direction of the cell 20. Further, as shown in FIG. 2, a hydrogen flow path 40C penetrating is formed in the stacking direction of the cells 20. The hydrogen flow path 40C is formed by communicating the flow path through hole 28C, the through hole 26D, the through hole 25C, the notch 36D, and the flow path through hole 38C in the stacking direction of the cell 20.

水電解装置１０は、電圧印加手段４２を備えている。電圧印加手段４２は、セパレータ２８とセパレータ３８の間に電圧を印加する。セパレータ２８とセパレータ３８の電圧、電流は、不図示の電圧計、電流計により計測され、セパレータ２８とセパレータ３８の間の電圧、電流値に基づいて、不図示の制御部により制御される。 The water electrolyzer 10 includes a voltage applying means 42. The voltage applying means 42 applies a voltage between the separator 28 and the separator 38. The voltage and current of the separator 28 and the separator 38 are measured by a voltmeter and an ammeter (not shown), and are controlled by a control unit (not shown) based on the voltage and current value between the separator 28 and the separator 38.

次に、本実施形態の水電解装置１０の作用効果について説明する。 Next, the operation and effect of the water electrolyzer 10 of the present embodiment will be described.

セル２０の流路貫通孔２８Ａには、外部から水（Ｈ２Ｏ）が供給される。水は、流路貫通孔２８Ａから切欠２６Ｂを経て、アノード流路空間２７へ流れる。セパレータ２８とセパレータ３８間への電圧印加により、アノード触媒層２２の表面では、以下の反応（１）が生じる。 Water ( H2O ) is supplied from the outside to the flow path through hole 28A of the cell 20. Water flows from the flow path through hole 28A through the notch 26B to the anode flow path space 27. By applying a voltage between the separator 28 and the separator 38, the following reaction (1) occurs on the surface of the anode catalyst layer 22.

Ｈ２Ｏ → ２Ｈ＋ ＋ ０．５Ｏ２ ＋ ２ｅ－ （１） H 2 O → 2H + + 0.5O 2 + 2e- (1)

酸素Ｏ２は、アノードガス拡散層２４で拡散され、切欠２６Ｃへ向かって流れ、未反応の水（Ｈ２Ｏ）と共に流路貫通孔２８Ｂから送出される。 Oxygen O 2 is diffused in the anode gas diffusion layer 24, flows toward the notch 26C, and is delivered from the flow path through hole 28B together with the unreacted water (H 2 O).

水素プロトンＨ＋は、電解質膜２１を通ってカソード側へ移動し、外部配線で供給される電子ｅ－を得て（反応（２））水素Ｈ２となり、切欠３６Ｄを経て、流路貫通孔３８Ｃから送出される。 The hydrogen proton H + moves to the cathode side through the electrolyte membrane 21 and obtains an electron e − supplied by an external wiring (reaction ( 2 )) to become hydrogen H2, which becomes hydrogen H2, passes through a notch 36D, and is a flow path through hole. It is sent from 38C.

２Ｈ＋ ＋ ２ｅ－ → Ｈ２ （２） 2H + + 2e- → H 2 (2)

本実施形態では、アノード側について、アノードシール層２６により電解質層２５（電解質膜２１、アノード触媒層２２）とセパレータ２８の間をシールすると共に、アノードシール層２６に開口を設けることにより、簡易にアノード流路空間２７を形成することができる。 In the present embodiment, the anode side is simply sealed by the anode seal layer 26 between the electrolyte layer 25 (electrolyte film 21, anode catalyst layer 22) and the separator 28, and the anode seal layer 26 is provided with an opening. The anode flow path space 27 can be formed.

また、アノードシール層２６に切欠２６Ｂを形成し、平面視で切欠２６Ｂと重なり合う位置に流路貫通孔２８Ａを形成し、平面視で切欠２６Ｃと重なり合う位置に流路貫通孔２８Ｂを形成することにより、外部からアノード流路空間２７へ流体を流入させたり、アノード流路空間２７から外部へ流体を流出させたりする流路を、簡易に形成することができる。 Further, by forming a notch 26B in the anode seal layer 26, forming a flow path through hole 28A at a position overlapping the notch 26B in a plan view, and forming a flow path through hole 28B at a position overlapping the notch 26C in a plan view. It is possible to easily form a flow path for flowing fluid from the outside into the anode flow path space 27 or flowing out from the anode flow path space 27 to the outside.

カソード側について、カソードシール層３６により電解質層２５（電解質膜２１、カソード触媒層３２）とセパレータ３８の間をシールすると共に、カソードシール層３６に開口を設けることにより、簡易にカソード流路空間３７を形成することができる。 On the cathode side, the cathode seal layer 36 seals between the electrolyte layer 25 (electrolyte film 21, cathode catalyst layer 32) and the separator 38, and the cathode seal layer 36 is provided with an opening to simply provide a cathode flow path space 37. Can be formed.

また、カソードシール層３６に切欠３６Ｄを形成し、平面視で切欠３６Ｂと重なり合う位置に流路貫通孔３８Ｃを形成することにより、カソード流路空間３７から外部へ流体を流出させる流路を、簡易に形成することができる。 Further, by forming a notch 36D in the cathode seal layer 36 and forming a flow path through hole 38C at a position overlapping the notch 36B in a plan view, a flow path for flowing fluid from the cathode flow path space 37 to the outside can be simplified. Can be formed into.

また、本実施形態では、アノード流路空間２７にアノードガス拡散層２４を配置して流体の流通を促進しているので、セパレータ２８に溝を形成して流路とする必要がなく、セパレータ２８の表面を平坦状にでき、簡易に製造することができる。 Further, in the present embodiment, since the anode gas diffusion layer 24 is arranged in the anode flow path space 27 to promote the flow of fluid, it is not necessary to form a groove in the separator 28 to form a flow path, and the separator 28 is used. The surface of the can be made flat and can be easily manufactured.

カソード側についても、カソード流路空間３７にカソードガス拡散層３４を配置して流体の流通を促進しているので、セパレータ３８に溝を形成して流路とする必要がなく、セパレータ３８の表面を平坦状にでき、簡易に製造することができる。 On the cathode side as well, since the cathode gas diffusion layer 34 is arranged in the cathode flow path space 37 to promote the flow of fluid, it is not necessary to form a groove in the separator 38 to form a flow path, and the surface of the separator 38 is formed. Can be made flat and can be easily manufactured.

また、セパレータ２８、セパレータ３８を共通の部材で構成することができ、部品点数を少なくすることができる。 Further, the separator 28 and the separator 38 can be made of a common member, and the number of parts can be reduced.

なお、本実施形態では、セル２０単体について説明したが、セル２０を複数積層したセルスタックとして、各々のセル２０で水電解を行い、水素、酸素を得ることができる。 Although the cell 20 alone has been described in the present embodiment, hydrogen and oxygen can be obtained by performing water electrolysis in each cell 20 as a cell stack in which a plurality of cells 20 are stacked.

この場合には、セパレータ２８とセパレータ３８は、同一形状、同一材料で形成されていることから、積層の中間部分では１のセパレータ２８（３８）の表裏を用いることができる。すなわち、図５、図６に示されるように、セル２０を複数積層してセルスタック２０Ｓを形成する場合には、セパレータ２８（セパレータ３８）の一方側面をアノード流路空間２７の構成に用い、他方側面をカソード流路空間３７の構成に用いることができる。 In this case, since the separator 28 and the separator 38 are formed of the same shape and the same material, the front and back surfaces of the separator 28 (38) of 1 can be used in the intermediate portion of the lamination. That is, as shown in FIGS. 5 and 6, when a plurality of cells 20 are stacked to form the cell stack 20S, one side surface of the separator 28 (separator 38) is used to configure the anode flow path space 27. The other side surface can be used to configure the cathode flow path space 37.

このように積層することにより、セル２０毎の水流路４０Ａ、酸素流路４０Ｂ、水素流路４０Ｃを連通させて、セルスタック２０Ｓを積層方向に貫通する、酸素流路４０Ｂ、水素流路４０Ｃを形成することができる。 By laminating in this way, the oxygen flow path 40B and the hydrogen flow path 40C that communicate the water flow path 40A, the oxygen flow path 40B, and the hydrogen flow path 40C for each cell 20 and penetrate the cell stack 20S in the stacking direction are provided. Can be formed.

また、本実施形態では、アノードガス拡散層２４、カソードガス拡散層３４を各々１層としたが、一方または両方を２層以上としてもよい。 Further, in the present embodiment, the anode gas diffusion layer 24 and the cathode gas diffusion layer 34 are each one layer, but one or both may be two or more layers.

この場合には、図７に示されるように、アノード流路空間２７において、アノード触媒層２２側にアノード第１ガス拡散層２４Ａを配置し、セパレータ２８側にアノード第２ガス拡散層２４Ｂを配置する。２層の場合には、アノード第１ガス拡散層２４Ａの平均孔径とアノード第２ガス拡散層２４Ｂの平均孔を異ならせることが好ましい。アノード第１ガス拡散層２４Ａの平均孔径を、セパレータ２８側に配置されたアノード第２ガス拡散層２４Ｂの平均孔径よりも小さくすることにより、アノード第１ガス拡散層２４Ａ側で発生した酸素を、セパレータ２８側のアノード第２ガス拡散層２４Ｂでスムーズに流すことができる。 In this case, as shown in FIG. 7, in the anode flow path space 27, the anode first gas diffusion layer 24A is arranged on the anode catalyst layer 22 side, and the anode second gas diffusion layer 24B is arranged on the separator 28 side. do. In the case of two layers, it is preferable that the average pore diameter of the anode first gas diffusion layer 24A and the average pore of the anode second gas diffusion layer 24B are different. By making the average pore diameter of the anode first gas diffusion layer 24A smaller than the average pore diameter of the anode second gas diffusion layer 24B arranged on the separator 28 side, oxygen generated on the anode first gas diffusion layer 24A side can be generated. The anode second gas diffusion layer 24B on the separator 28 side allows smooth flow.

また、２層の場合には、アノード第１ガス拡散層２４Ａの厚みとアノード第２ガス拡散層２４Ｂの厚みを異ならせることが好ましい。アノード第１ガス拡散層２４Ａの厚みよりも、アノード第２ガス拡散層２４Ｂの厚みを厚くすることにより、アノード第１ガス拡散層２４Ａ側で発生した酸素を、アノード第２ガス拡散層２４Ｂでスムーズに流すことができる。 Further, in the case of two layers, it is preferable that the thickness of the anode first gas diffusion layer 24A and the thickness of the anode second gas diffusion layer 24B are different. By making the thickness of the anode 2nd gas diffusion layer 24B thicker than the thickness of the anode 1st gas diffusion layer 24A, the oxygen generated on the anode 1st gas diffusion layer 24A side can be smoothly smoothed by the anode 2nd gas diffusion layer 24B. Can be flushed to.

また、カソード流路空間３７において、カソード触媒層３２側にカソード第１ガス拡散層３４Ａを配置し、セパレータ３８側にカソード第２ガス拡散層３４Ｂを配置する。２層の場合には、カソード第１ガス拡散層３４Ａの平均孔径とカソード第２ガス拡散層３４Ｂの平均孔を異ならせることが好ましい。カソード第１ガス拡散層３４Ａの平均孔径を、セパレータ３８側に配置されたカソード第２ガス拡散層３４Ｂの平均孔径よりも小さくすることにより、カソード第１ガス拡散層３４Ａ側で発生した水素を、セパレータ３８側のカソード第２ガス拡散層３４Ｂでスムーズに流すことができる。 Further, in the cathode flow path space 37, the cathode first gas diffusion layer 34A is arranged on the cathode catalyst layer 32 side, and the cathode second gas diffusion layer 34B is arranged on the separator 38 side. In the case of two layers, it is preferable that the average pore diameter of the cathode first gas diffusion layer 34A and the average pore of the cathode second gas diffusion layer 34B are different. By making the average pore diameter of the cathode first gas diffusion layer 34A smaller than the average pore diameter of the cathode second gas diffusion layer 34B arranged on the separator 38 side, hydrogen generated on the cathode first gas diffusion layer 34A side can be generated. The cathode second gas diffusion layer 34B on the separator 38 side allows smooth flow.

また、２層の場合には、カソード第１ガス拡散層３４Ａの厚みとカソード第２ガス拡散層３４Ｂの平均孔を異ならせることが好ましい。カソード第１ガス拡散層３４Ａの厚みよりも、カソード第２ガス拡散層３４Ｂの厚みを厚くすることにより、カソード第１ガス拡散層３４Ａ側で発生した水素を、カソード第２ガス拡散層３４Ｂでスムーズに流すことができる。 Further, in the case of two layers, it is preferable that the thickness of the cathode first gas diffusion layer 34A and the average hole of the cathode second gas diffusion layer 34B are different. By making the thickness of the cathode second gas diffusion layer 34B thicker than the thickness of the cathode first gas diffusion layer 34A, the hydrogen generated on the cathode first gas diffusion layer 34A side can be smoothly smoothed by the cathode second gas diffusion layer 34B. Can be flushed to.

なお、本実施形態では、水素製造装置に用いられるセル２０として説明したが、セル２０は、燃料電池のセルとして利用することも、電気化学式水素ポンプのセルとして利用することもできる。 In the present embodiment, the cell 20 used in the hydrogen production apparatus has been described, but the cell 20 can be used as a cell of a fuel cell or a cell of an electrochemical hydrogen pump.

１０ 水電解装置（電気化学デバイス）
２０ セル（電気化学デバイス）
２１ 電解質膜
２２ アノード触媒層
２４ アノードガス拡散層（ガス拡散層）
２６ アノードシール層（シール層）
２６Ａ アノード開口（開口）
２６Ｂ、２６Ｃ 切欠（切欠部）
２７ アノード流路空間（流路空間）
２８ セパレータ
２８Ａ 流路貫通孔（流路孔）
３２ カソード触媒層
３４ カソードガス拡散層（ガス拡散層）
３６ カソードシール層（シール層）
３６Ａ カソード開口（開口）
３６Ｄ 切欠（切欠部）
３７ カソード流路空間（流路空間）
３８ セパレータ
３８Ｃ 流路貫通孔（流路孔） 10 Water electrolyzer (electrochemical device)
20 cells (electrochemical device)
21 Electrolyte membrane 22 Anode catalyst layer 24 Anode gas diffusion layer (gas diffusion layer)
26 Anode seal layer (seal layer)
26A Anode opening (opening)
26B, 26C Notch (notch)
27 Anode flow path space (flow path space)
28 Separator 28A Channel through hole (channel hole)
32 Cathode catalyst layer 34 Cathode gas diffusion layer (gas diffusion layer)
36 Cathode seal layer (seal layer)
36A cathode opening (opening)
36D notch (notch)
37 Cathode flow path space (flow path space)
38 Separator 38C Channel through hole (channel hole)

Claims (5)

一方側面にアノード触媒層が積層され、他方面にカソード触媒層が積層された電解質膜と、
前記電解質膜を挟んで両外側に前記電解質膜と離間して設けられ、前記電解質膜との間に流路を構成するセパレータと、
前記電解質膜の前記アノード触媒層及び前記カソード触媒層の少なくとも一方と前記セパレータとの間に積層され、積層方向に貫通する開口が形成され、前記開口よりも外側の外周部で前記電解質膜と前記セパレータとの間をシールし、前記開口により流路空間を構成するシール層と、
前記流路空間に収容され、気体を拡散させるガス拡散層と、
を備えた、電気化学デバイス。 An electrolyte membrane having an anode catalyst layer laminated on one side surface and a cathode catalyst layer laminated on the other side.
A separator provided on both outer sides of the electrolyte membrane at a distance from the electrolyte membrane and forming a flow path between the electrolyte membrane and the separator.
The electrolyte membrane is laminated between at least one of the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer and the separator to form an opening penetrating in the stacking direction, and the electrolyte membrane and the above are formed at the outer peripheral portion outside the opening. A seal layer that seals between the separator and forms a flow path space by the opening,
A gas diffusion layer housed in the flow path space and diffusing gas,
With, electrochemical device. 前記セパレータには、前記流路空間と連通する流路孔が前記積層方向に貫通形成されている、
請求項１に記載の電気化学デバイス。 The separator has a flow path hole communicating with the flow path space formed through the flow path hole in the stacking direction.
The electrochemical device according to claim 1. 前記シール層には前記開口と連続する切欠部が形成され、前記流路孔は前記積層方向から見て前記切欠部と重なり合うように配置されている、
請求項２に記載の電気化学デバイス。 A notch continuous with the opening is formed in the seal layer, and the flow path hole is arranged so as to overlap the notch when viewed from the stacking direction.
The electrochemical device according to claim 2. 前記シール層は、ゴムまたは樹脂で形成されている、
請求項１～３のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。 The seal layer is made of rubber or resin.
The electrochemical device according to any one of claims 1 to 3. 前記ガス拡散層は前記アノード触媒層側に配置され、チタン製網を含んで構成され、前記流路空間に水が供給されて 水電解が行われる、
請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。 The gas diffusion layer is arranged on the anode catalyst layer side and is configured to include a titanium net, and water is supplied to the flow path space to perform water electrolysis.
The electrochemical device according to any one of claims 1 to 4.
JP2021181432A 2021-11-05 2021-11-05 Electrochemical device Pending JP2022023996A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021181432A JP2022023996A (en) 2021-11-05 2021-11-05 Electrochemical device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021181432A JP2022023996A (en) 2021-11-05 2021-11-05 Electrochemical device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022023996A true JP2022023996A (en) 2022-02-08

Family

ID=80226348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021181432A Pending JP2022023996A (en) 2021-11-05 2021-11-05 Electrochemical device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022023996A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4343030A2 (en) 2022-09-20 2024-03-27 SCREEN Holdings Co., Ltd. Water electrolyzer
EP4343031A2 (en) 2022-09-20 2024-03-27 SCREEN Holdings Co., Ltd. Separator and water electrolyzer

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06349508A (en) * 1993-04-30 1994-12-22 De Nora Permelec Spa Improved electrochemical battery provided with ion exchange membrane and with bipolar metal plate
US5798187A (en) * 1996-09-27 1998-08-25 The Regents Of The University Of California Fuel cell with metal screen flow-field
JPH1136092A (en) * 1997-07-18 1999-02-09 Shinko Pantec Co Ltd Electrolytic cell for hydrogen oxygen generator and its gasket
JP2009526347A (en) * 2006-02-05 2009-07-16 メタル−テック リミテッド Fluid supply plate
JP2010287452A (en) * 2009-06-12 2010-12-24 Panasonic Corp Polymer electrolyte fuel cell
JP2017218668A (en) * 2016-06-06 2017-12-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Electrochemical type hydrogen pump
JP2018109217A (en) * 2017-01-05 2018-07-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Electrochemical hydrogen pump
JP2018188710A (en) * 2017-05-10 2018-11-29 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Water electrolysis apparatus
JP2019049049A (en) * 2017-08-25 2019-03-28 リン, シン−ユンLin, Hsin−Yung Water electrolysis device
CN110571448A (en) * 2019-08-26 2019-12-13 武汉中极氢能产业创新中心有限公司 Bipolar plate, fuel cell and fuel cell stack
JP2020518090A (en) * 2017-04-19 2020-06-18 ピーエイチ マター、エルエルシー Electrochemical cell and method of using the same
JP2020180372A (en) * 2019-04-25 2020-11-05 シャンハイ アスクレーピオス メディテック カンパニー，リミテッドＳｈａｎｇｈａｉ Ａｓｃｌｅｐｉｕｓ Ｍｅｄｉｔｅｃ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． Extended ion exchange membrane electrolytic cell

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06349508A (en) * 1993-04-30 1994-12-22 De Nora Permelec Spa Improved electrochemical battery provided with ion exchange membrane and with bipolar metal plate
US5798187A (en) * 1996-09-27 1998-08-25 The Regents Of The University Of California Fuel cell with metal screen flow-field
JPH1136092A (en) * 1997-07-18 1999-02-09 Shinko Pantec Co Ltd Electrolytic cell for hydrogen oxygen generator and its gasket
JP2009526347A (en) * 2006-02-05 2009-07-16 メタル−テック リミテッド Fluid supply plate
JP2010287452A (en) * 2009-06-12 2010-12-24 Panasonic Corp Polymer electrolyte fuel cell
JP2017218668A (en) * 2016-06-06 2017-12-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Electrochemical type hydrogen pump
JP2018109217A (en) * 2017-01-05 2018-07-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Electrochemical hydrogen pump
JP2020518090A (en) * 2017-04-19 2020-06-18 ピーエイチ マター、エルエルシー Electrochemical cell and method of using the same
JP2018188710A (en) * 2017-05-10 2018-11-29 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Water electrolysis apparatus
JP2019049049A (en) * 2017-08-25 2019-03-28 リン, シン−ユンLin, Hsin−Yung Water electrolysis device
JP2020180372A (en) * 2019-04-25 2020-11-05 シャンハイ アスクレーピオス メディテック カンパニー，リミテッドＳｈａｎｇｈａｉ Ａｓｃｌｅｐｉｕｓ Ｍｅｄｉｔｅｃ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． Extended ion exchange membrane electrolytic cell
CN110571448A (en) * 2019-08-26 2019-12-13 武汉中极氢能产业创新中心有限公司 Bipolar plate, fuel cell and fuel cell stack

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4343030A2 (en) 2022-09-20 2024-03-27 SCREEN Holdings Co., Ltd. Water electrolyzer
EP4343031A2 (en) 2022-09-20 2024-03-27 SCREEN Holdings Co., Ltd. Separator and water electrolyzer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8337678B2 (en) Electrochemical apparatus
EP0800709B1 (en) Electrolytic and fuel cell arrangements
JP2022023996A (en) Electrochemical device
JP5349184B2 (en) Fuel cell stack
JP2012129194A (en) Fuel cell
JP2016089229A (en) Differential pressure high pressure water electrolysis device
JP2011258323A (en) Fuel cell stack
JP2012221692A (en) Fuel cell
JP2007250297A (en) Fuel cell
JP2012243616A (en) Fuel cell
JP5280468B2 (en) Fuel cell
JP2013145653A (en) Electrolyte membrane/electrode structure with resin frame for fuel cell
JP5144226B2 (en) Fuel cell
JP5101866B2 (en) Fuel cell
JP2008059760A (en) Fuel cell, and manufacturing method of fuel cell
EP2736108A1 (en) Gasket for fuel cell
JP2022023997A (en) Electrochemical device
JP6104103B2 (en) Fuel cell
JP5046615B2 (en) Fuel cell
JP2014160628A (en) Fuel cell stack
JP2021191886A (en) Laminated structure
JP5830403B2 (en) Electrolyte membrane / electrode structure for fuel cells
JP2020172672A (en) Electrochemical hydrogen pump
JP5665900B2 (en) Fuel cell separator
JP2015115304A (en) Fuel cell stack

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211108

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20211108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211214

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220607