JP3075958B2

JP3075958B2 - 電気分解用セル

Info

Publication number: JP3075958B2
Application number: JP07139110A
Authority: JP
Inventors: 信一安井; 隆佐々木; 宏子小林; 清司平井; 衛長尾; 宙幸原田
Original assignee: 神鋼パンテツク株式会社
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 2000-08-14
Anticipated expiration: 2015-08-14
Also published as: JPH08333694A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水及びイオンを含んだ
溶液を電気分解するための電気分解用セルに関し、例え
ば、固体電解質膜を隔膜として用い、陽極側に純水を供
給しながら電気分解して、陽極側から酸素ガスを、陰極
側から水素ガスを発生させるための電気分解用セルに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりこの種の電気分解用セルとして
は、図７に示したような平板型電気分解セルがある。こ
れは、固体高分子電解質膜102 と、その両面に添設した
多孔質給電体104 と、両多孔質給電体104 の外側に配設
した陽極又は陰極の作用を行う陽極電極板106 及び陰極
電極板108 とから構成される少なくとも１個の固体電解
質膜ユニット110 を積層した構造の電気分解用セル100
（図７には、説明のために簡単にするために１個の固体
電解質膜ユニット110 を配設したものを図示している）
が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の平板型電気分解用セルでは、固体電解質膜ユニッ
ト110 の固体高分子電解質膜102 を隔てて形成された陽
極室Ａと陰極室Ｂから気体と液体とが漏洩しないように
シール機能を確保するために、固体高分子電解質膜102
と陽極電極板106 及び陰極電極板108 との間にそれぞ
れ、多孔質給電体104 の外周に環状のシリコンガスケッ
ト112 、 114 を配設するとともに、両端のエンドプレー
ト116 、 118 と、陽極電極板106 及び陰極電極板108 と
の間にそれぞれ、シリコンパッキン120 、 122 を配設し
た構造である。

【０００４】しかしながら、電気分解用セルの大型化、
高機能化、すなわち、発生した気体の圧力が高くなるこ
と、又は、電気分解の温度が高くなることに伴って、電
気分解用セル100 を多段に積層する構造とする必要があ
るために、これらシール構成部材などの部品点数が多く
なって、例えば、陽極室A'と陰極室B'の内圧が、シール
構造の耐圧圧力を越えた場合、又は、シール材料の劣化
により、内圧に耐えられなくなった場合、これらの構成
部材の間から陽極室A'と陰極室B'から発生した気体と液
体（すなわち、陽極室A'から純水と酸素ガス、陰極室b'
から主として水素ガス）とが電気分解用セル外部へ漏洩
する可能性が高くなり、周辺機器に影響を及ぼすことも
あり好ましくなかった。

【０００５】本発明は、このような現状を考慮して、電
気分解用セルの大型化、高機能化に伴い、電気分解用セ
ルを多段に積層し、シール構成部材などの部品点数が多
くなっても、これらの構成部材の間から陽極室と陰極室
から発生した気体と液体とが電気分解用セル外部へ漏洩
することのない電気分解用セルを提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述したよう
な従来技術における課題及び目的を達成するために発明
なされたものであって、下記の（１）〜（２）を、その
構成要旨とするものである。

【０００７】（１）固体電解質膜と、その両面に添設し
た多孔質給電体と、両多孔質給電体の外側に配設した陽
極又は陰極の作用を行う陽極電極板及び陰極電極板とか
ら構成される固体電解質膜ユニットを含む少なくとも１
個の電気分解用セルであって、前記固体電解質膜ユニッ
トを密閉容器を構成するエンドプレート内に収容すると
ともに、前記固体電解質膜ユニットの固体電解質膜を隔
てて形成された陽極室と陰極室から漏洩する気体と液体
をそれぞれ、エンドプレート内で且つ固体電解質膜ユニ
ットの周囲に形成された陽極側漏洩物質排出経路及び陰
極側漏洩物質排出経路を介して電気分解用セル外部へ排
出するように構成したことを特徴とする電気分解用セ
ル。

【０００８】（２）前記陽極側漏洩物質排出経路と陰極
側漏洩物質排出経路とを固体電解質膜を介して分離した
ことを特徴とする前述の（１）に記載の電気分解用セ
ル。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいてより
詳細に説明する。

【００１０】図１は、本発明の電気分解用セルの第１の
実施例の分解斜視図で、図２は、図1 のA −A 線につい
ての縦断面図で、図３は、本発明の電気分解用セルの第
１の実施例の組立た状態を示す斜視図である。

【００１１】図１及び図２において、１は全体で、本発
明の電気分解用セルを示している。

【００１２】電気分解用セル１は、平板型電気分解用セ
ルであって、縦置き（すなわち、図１においてエンドプ
レート16、 18が左右に位置するように配置）に配置され
るものである。なお、本実施例では、縦置きに配置した
が、これに限定されるものではなく、横置き（すなわ
ち、図１において、エンドプレート16、 18が上下に位置
するように配置）に配置してもよい。そして、この電気
分解用セル１は、基本的には、円盤状の固体電解質膜２
と、その上下両面に添設した円盤状の多孔質給電体４、
５と、両多孔質給電体４、５の上下に配設したチタンか
らなる円盤状の陽極の作用を行う陽極電極板６と陰極の
作用を行う陰極電極板８とから構成される固体電解質膜
ユニット10と、上下両端のエンドプレート16、 18から構
成されるものである。

【００１３】また、固体電解質膜ユニット10の固体電解
質膜２を隔てて形成された陽極室Ａと陰極室Ｂから気体
と液体とが漏洩しないようにシール機能を確保するため
に、固体電解質膜２と陽極電極板６及び陰極電極板８と
の間にそれぞれ、多孔質給電体４，５の外周に環状のシ
リコンガスケット12、 14を配設するとともに、上下両端
のSUS316などから構成されるエンドプレート16、 18と、
陽極電極板６及び陰極電極板８との間にそれぞれ、シリ
コンパッキン20、 22を配設した構造である。

【００１４】なお、本実施例では、エンドプレート16、
18の材質として、SUS316を用いたが、SUS316以外のステ
ンレス鋼や、鉄、チタン等の金属や硬質プラスチックを
用いることができる。この場合、エンドプレート16、 18
の材質が、金属材料の場合には、エンドプレート16、 18
と給電棒6a、 8a、 8bの間にはそれぞれ、絶縁部材6a' 、
8a' 、 8b' が介装されて電気的に絶縁されるようになっ
ている。なお、エンドプレート16、 18の材質が、硬質プ
ラスチック樹脂の場合には、このような絶縁部材はなく
てもよい。

【００１５】また、固体電解質膜２と電極板６，８とガ
スケット12、 14とで構成されるシールされた各室に多孔
質給電体４，５が収容され、これがそれぞれ陽極室( 酸
素発生室)A、陰極室（水素発生室）B を形成している。

【００１６】さらに、上部のエンドプレート16には、円
柱状の陽極部収容凹部16a が形設されており、この陽極
部収容凹部16a にシリコンパッキン20、陽極電極板６、
シリコンガスケット12、多孔質給電体４から構成される
陽極部30が収容されている。

【００１７】また、エンドプレート16には、陽極部収容
凹部16a よりも径の大きな固体電解質膜固定用凹部16b
が形成され、そこに固体電解質膜２の周縁部2aが収容さ
れており、上部のエンドプレート16と下部のエンドプレ
ート18を接合一体化した際に、下部のエンドプレート18
の接合端部18b との間で固体電解質膜２が挟着固定され
るようになっている。

【００１８】従って、水素ガスと酸素ガスが混合した場
合には、爆発性、可燃性の混合ガスが発生することとな
り好ましくないが、このように構成することによって、
固体電解質膜２が、陽極室( 酸素発生室)A側と陰極室
（水素発生室）B 側とを分離する隔壁として機能するこ
ととなるため、水素ガスと酸素ガスとが混合することな
く、それぞれ別個に排出することができるため、より安
全な操業が可能となる。

【００１９】また、上部のエンドプレート16の陽極部収
容凹部16a は、シリコンパッキン20、陽極電極板６、シ
リコンガスケット12、多孔質給電体４の外径よりも大き
な寸法を有しており、これらの部材の外周との間に、環
状の溝形状の陽極側漏洩物質排出溝16c が形成され、エ
ンドプレート16に半径方向外側に向かって陽極側漏洩物
質排出管路16d が形成され、陽極側漏洩物質排出プラグ
16' が接続されている。これにより、シリコンパッキン
20、陽極電極板６、シリコンガスケット12、固体電解質
膜２の間から、陽極室Ａで発生し漏洩した純水と酸素ガ
スが、陽極側漏洩物質排出溝16c 、陽極側漏洩物質排出
管路16d を介して、図示しない気液分離装置を介して適
宜排出、回収再生利用が行われるようになっている。な
お、これらの酸素ガスと純水の滞留を嫌う場合には、ア
ルゴンなどの不活性ガスで常時パージすることによって
排出することが可能である。

【００２０】さらに、陽極電極板６の中心部には、給電
棒6aが立設されており、シリコンパッキン20に設けられ
た給電棒用孔部20a 、エンドプレート16の中心部に設け
られた給電棒用孔部16e に挿着され、図示しない電源の
プラス側に接続されている。

【００２１】一方、エンドプレート16には、純水供給用
プラグ32が装着されており、エンドプレート16の純水供
給用孔部16f 、シリコンパッキン20の純水供給用孔部20
b 、陽極電極板６の純水供給用孔部6bを介して、多孔質
給電体４、すなわち陽極室Ａに至る純水供給経路40が形
成されている。同様に、エンドプレート16には、酸素ガ
ス取出し用プラグ34が装着されており、エンドプレート
16の酸素ガス取出し用孔部16g 、シリコンパッキン20の
酸素ガス取出し用孔部20c 、陽極電極板６の酸素ガス取
出し用孔部6cを介して、多孔質給電体４、すなわち陽極
室Ａに至る酸素ガス取出し用経路41が形成されている。

【００２２】一方、下部のエンドプレート18には、円柱
状の陰極部収容凹部18a が形設されており、この陰極部
収容凹部18a にシリコンパッキン22、陰極電極板８、シ
リコンガスケット14、多孔質給電体５から構成される陰
極部31が収容されている。また、エンドプレート18に
は、上部のエンドプレート16と下部のエンドプレート18
を接合一体化した際に、下部のエンドプレート18の接合
端部18b と上部のエンドプレート16の固体電解質膜固定
用凹部16b の間で固体電解質膜２が挟着固定されるよう
になっている。なお、下部のエンドプレート18の接合端
部18b には環状の溝部18d が設けられており、上部のエ
ンドプレート16の接合端部16h との間にO-リング21が介
装されて、シール性が確保されている。

【００２３】また、下部のエンドプレート18の陰極部収
容凹部18a は、シリコンパッキン22、陰極電極板８、シ
リコンガスケット14、多孔質給電体５の外径よりも大き
な寸法を有しており、これらの部材の外周との間に、環
状の溝形状の陰極側漏洩物質排出溝18c が形成され、エ
ンドプレート16に半径方向外側に向かって陰極側漏洩物
質排出管路18d が形成され、陰極側漏洩物質排出プラグ
18' が接続されている。これにより、シリコンパッキン
22、陰極電極板８、シリコンガスケット14、固体電解質
膜２の間から、陰極室Ｂで発生し漏洩した水素ガスと少
量の純水が、陰極側漏洩物質排出溝18c 、陰極側漏洩物
質排出管路18d を介して、図示しない気液分離装置を介
して適宜排出、回収再生利用が行われるようになってい
る。なお、これらの水素ガスと少量の純水の滞留を嫌う
場合には、アルゴンなどの不活性ガスで常時パージする
ことによって排出することが可能である。

【００２４】さらに、陰極電極板８には、２本の給電棒
8a, 8bが立設されており、シリコンパッキン22に設けら
れた給電棒用孔部22a 、22b 、エンドプレート18に設け
られた給電棒用孔部18e,18f に挿着され、図示しない電
源のマイナス側に接続されている。

【００２５】一方、エンドプレート18の中心部には、水
素ガス取出し用プラグ33が装着されており、エンドプレ
ート18の水素ガス取出し用孔部18g 、シリコンパッキン
22の水素ガス取出し用孔部22b 、陰極電極板８の水素ガ
ス取出し用孔部8cを介して、多孔質給電体５、すなわち
陰極室Ｂに至る水素ガス取出し用経路42が形成されてい
る。

【００２６】また、固体電解質膜２としては、固体高分
子電解質を膜状に形成したもの、例えば、カチオン交換
膜（フッ素樹脂系スルフォン酸カチオン交換膜、例え
ば、デュポン社製「ナフィオン117 」）の両面に、貴金
属、特に、白金族金属からなる多孔質の陽極及び陰極
を、化学的に無電解メッキで接合した構造の「固体高分
子電解質膜」を使用するのが好適である。また、この場
合、両電極としては、白金であるのが好ましく、特に、
白金とイリジウムの２層の構造とした場合には、高電流
密度、例えば、従来の物理的に電極をイオン交換膜に接
触させた構造の固体電解質では、50〜70A/dm²であるの
に対して、80℃、200A/dm ²において約4 年間の長期間
電気分解することが可能となる。なお、この場合、前記
イリジウムの他にも、２種類以上の白金族金属をメッキ
した多層構造の固体高分子電解質膜も使用可能であり、
より高電流密度化が可能となる。

【００２７】この場合、本願の固体電解質膜２では、固
体高分子電解質の両面に貴金属からなる電極を化学的に
無電解メッキで接合した構造であるので、固体高分子電
解質と両電極の間に水が存在しないので、溶液抵抗、ガ
ス抵抗がないので、固体高分子電解質と両電極の間の接
触抵抗が低く、電圧が低く、電流分布が均一となり、高
電流密度化、高温水電解、高圧水電解が可能となり、高
純度の酸素、水素ガスを効率良く得ることが可能であ
る。

【００２８】一方、多孔質給電体４、５としては、通気
性を確保するために、チタン製のメッシュ、例えば、エ
キスパンドメタル3 層重ねで、厚さ数mmとするのが好ま
しい。なお、この多孔質給電体を用いることによって、
陽極電極板６又は陰極電極板８から固体電解質膜２の表
面の白金メッキ部へ、電気分解に必要な電気を供給する
とともに、原料である純水及び発生する酸素、水素ガス
を通過させることができる。また、多孔質給電体４、５
は、要するに、導電性の通気性を有する多孔質体であれ
ば良く、上記のもの以外にも、カーボン多孔質体、金属
多孔質体、多孔質導電セラミック等が適用可能である。

【００２９】そして、本装置を組立るには、すなわち、
上部のエンドプレート16と下部のエンドプレート18を組
み立てる際には、図２に示したように、上下のエンドプ
レート16、 18に複数（本実施例の場合８つ）の貫通孔9
5、 95' を穿設し、該貫通孔95、 95' に貫通ボルト97、 9
7を装着し、ナット98によって締結することにより行う
構造となっている。

【００３０】そして、電解の際には、純水供給用プラグ
32を介して、純水供給経路40より、純水が陽極室A に収
容された多孔質給電体４に供給される。そして、この陽
極室A に供給された純水が、陽極側の固体電解質膜２に
おいて電気分解されて、2H₂O →O ₂＋4H⁺＋4e^-のよ
うな反応が起こり、酸素ガスが発生し、発生した酸素ガ
スと純水は、酸素ガス取出し用経路41を介して酸素ガス
取出し用プラグ34から、図示しない酸素側気液分離タン
クに導入され酸素ガスが水と分離されるようになってい
る。

【００３１】一方、陰極側においては、固体電解質膜２
をH ⁺が通過して、陰極側の固体電解質膜２において電
気分解されて、4H⁺＋4e^-→2H₂の反応が起こり水素ガ
スが発生し、水素ガス取出し経路42を介して、水素ガス
取出し用プラグ33から、水と水素ガスが取り出され、図
示しない気液分離装置において水素ガスが水と分離され
る。

【００３２】さらに、万一、シリコンパッキン20、陽極
電極板６、シリコンガスケット12、固体電解質膜２の間
から、陽極室Ａで発生した純水と酸素ガスが漏洩した場
合には、陽極側漏洩物質排出溝16c 、陽極側漏洩物質排
出管路16d を介して、図示しない気液分離装置を介して
適宜排出、回収再生利用が行われるようになっている。
同様に、万一、水素ガスと少量の純水が漏洩した場合に
も、シリコンパッキン22、陰極電極板８、シリコンガス
ケット14、固体電解質膜２の間から、陰極室Ｂで発生し
た水素ガスと少量の純水が、陰極側漏洩物質排出溝18c
、陰極側漏洩物質排出管路18d を介して、図示しない
気液分離装置を介して適宜排出、回収再生利用が行われ
るようになっている。

【００３３】なお、上述の実施例については、陽極側に
純水を供給しながら電気分解して、陽極側から酸素ガス
を、陰極側から水素ガスを発生させるための電気分解用
セルについて述べたが、これ以外にも本発明の電気分解
セルは、水及びイオンを含んだ溶液を電気分解するため
の電気分解用セル一般に適用可能であることは勿論であ
り、本発明の範囲に含まれるものである。

【００３４】下記の第２実施例から第４実施例の電気分
解用セルは、電気分解用セルの大型化、高機能化、すな
わち、発生した気体の圧力が高くなること、又は、電気
分解の温度が高くなることに伴って、電気分解用セルを
多段に積層するように構成した構造のものである。

【００３５】図４は、本発明の電気分解用セルの第２の
実施例を示す図２と同様な縦断面図である。図１〜図３
に示した第１の実施例と同一の部材には、200 を加えた
参照番号で示している。

【００３６】本実施例の場合、第１の実施例の電気分解
用セル１を２個を上下に並設して一体化して（第１電気
分解セル201a、第２電気分解セル201b）、本電気分解用
セル201 とした構造のものである。なお、上下一体化す
るに際しては、電気分解セル201a,201b の陰極室Ｂ側同
士を対峙して並設して、貫通ボルト297 、 297 を装着
し、ナット298 によって締結する。

【００３７】そして、第１電気分解セル201a及び第２電
気分解セル201bの陰極室Ｂ側では、水素ガス取り出し経
路242 を、両電気分解セルに共通な経路として、第１電
気分解セル201aのエンドプレート218 内で分岐して電気
分解用セル201 の外部に取り出す分岐経路242'を設け
て、水素ガス取出し用プラグ233 が装着されている。

【００３８】さらに、第１電気分解セル201a及び第２電
気分解セル201bの陰極側漏洩物質排出溝218cを連通する
連通経路218c' を設けるとともに、第２電気分解セル20
1bの陰極側漏洩物質排出管路218dを省略して、第１電気
分解セル201aの陰極側漏洩物質排出管路218dを介して、
陰極室Ｂで発生し漏洩した水素ガスと少量の純水が適宜
排出、回収再生利用が行われるようになっている。

【００３９】また、陰極室Ｂ側の給電棒208a, 208bを、
両電気分解セルに共通な給電棒として、第１電気分解セ
ル201aのエンドプレート218 内で分岐して電気分解用セ
ル201 の外部に、両給電棒208a, 208bと電気的に接続し
た給電棒208'が設けられている。

【００４０】なお、詳細には説明しないが、各電気分解
セルの経路、給電棒の接合部分には、シール部材が配設
されるとともに、給電棒の周囲には、絶縁部材が配設さ
れていることは下記のいずれの実施例にも共通である。

【００４１】図５は、本発明の電気分解用セルの第３の
実施例を示す第２図と同様な縦断面図である。図１〜図
３に示した第１の実施例と同一の部材には、300 を加え
た参照番号で示している。

【００４２】本実施例の場合、第１の実施例の電気分解
用セル１を３個を上下に同極側同士を対峙して並設し
て、貫通ボルト397 、 397 を装着し、ナット398 によっ
て締結一体化して（第１電気分解セル301a、第２電気分
解セル301b、及び第３電気分解セル301c）、本電気分解
用セル301 とした構造のものである。

【００４３】なお、一体化するに際しては、前述した第
２実施例の第１電気分解セル201aと第１電気分解セル30
1a、第２実施例の第２電気分解セル201bと第２電気分解
セル301bは基本的には同一の構成としてある。

【００４４】そして、第２電気分解セル301bと第３電気
分解セル301cの陽極室Ａ側では、酸素ガス取り出し経路
334'を、両電気分解セルに共通な経路として、第２電気
分解セル301bのエンドプレート316 内で分岐して電気分
解用セル301 の外部に取り出す分岐経路334"を設けて、
酸素ガス取出し用プラグ334 が装着されている。

【００４５】また、純水供給経路340 を、両電気分解セ
ルに共通な経路として、第２電気分解セル301bのエンド
プレート316 内で分岐して電気分解用セル301 の外部に
取り出す分岐経路340'を設けて、純水供給用プラグ332
が装着されている。

【００４６】さらに、第２電気分解セル301b及び第３電
気分解セル301cの陽極側漏洩物質排出溝316cを連通する
連通経路316c' を設けるとともに、第２電気分解セル30
1bの陽極側漏洩物質排出管路316dを省略して、第３電気
分解セル301cの陽極側漏洩物質排出管路316dを介して、
陽極室Ａで発生し漏洩した酸素ガスと純水が適宜排出、
回収再生利用が行われるようになっている。

【００４７】また、陽極室Ａ側の給電棒306aを、両電気
分解セルに共通な給電棒として、第２電気分解セル301b
のエンドプレート316 内で分岐して電気分解セル301 の
外部に、給電棒306aと電気的に接続した給電棒306'が設
けられている。

【００４８】図６は、本発明の電気分解用セルの第４の
実施例を示す第２図と同様な縦断面図である。図１〜図
３に示した第１の実施例と同一の部材には、400 を加え
た参照番号で示している。

【００４９】本実施例の場合、第１の実施例の電気分解
用セル１を４個を上下に同極側同士を対峙して並設し
て、貫通ボルト497 、 497 を装着し、ナット498 によっ
て締結一体化して（第１電気分解セル401a、第２電気分
解セル401b、第３電気分解セル401c、及び第４電気分解
セル401d）、本電気分解用セル401 とした構造のもので
ある。

【００５０】なお、一体化するに際しては、前述した第
３実施例の第１電気分解セル301aと第１電気分解セル40
1a、第３実施例の第２電気分解セル301bと第２電気分解
セル401b、ならびには第３実施例の第３電気分解セル30
1cと第３電気分解セル401cとは、それぞれ基本的には同
一の構成としてある。

【００５１】そして、第３電気分解セル401cと第４電気
分解セル401dの陰極室Ｂ側では、水素ガス取り出し経路
442 を、両電気分解セルに共通な経路として、第３電気
分解セル401cのエンドプレート418 内で分岐して電気分
解用セル401 の外部に取り出す分岐経路442'を設けて、
水素ガス取出し用プラグ433 が装着されている。

【００５２】さらに、第３電気分解セル401c及び第４電
気分解セル401dの陰極側漏洩物質排出溝418cを連通する
連通経路418c' を設けるとともに、第４電気分解セル40
1dの陰極側漏洩物質排出管路418dを省略して、第３電気
分解セル401cの陰極側漏洩物質排出管路418dを介して、
陰極室Ｂで発生し漏洩した水素ガスと少量の純水が適宜
排出、回収再生利用が行われるようになっている。

【００５３】また、陰極室Ｂ側の給電棒408a,408b をそ
れぞれ、両電気分解セルに共通な給電棒として、第３電
気分解セル401cのエンドプレート418 内で分岐して電気
分解用セル401 の外部に、給電棒408a,408b と電気的に
接続した給電棒408'が設けられている。

【００５４】なお、上述した第２実施例では、電気分解
セル１を２個、第３実施例では、電気分解用セル１を３
個、ならびに第４実施例では、電気分解用セル１を４個
を上下に同極側同士を対峙して並設して、締結一体化し
て本電気分解用セルとしたが、これ以上の電気分解用セ
ル１を多数個並設することも可能である。その場合に
は、第４実施例の第１電気分解セル401aをａ、第２電気
分解セル401bをｂ、第３電気分解セル401cをｃ、第４電
気分解セル401dをｄ、第３実施例の第３電気分解セル30
1cをｅとした場合に、奇数段の場合には、ａ，ｂ，ｃ，
ｂ，ｃ…ｂ，ｅとすればよく、偶数段の場合には、ａ，
ｂ，ｃ，ｂ，ｃ…ｂ，ｃ，ｄとして適宜設計変更すれば
よい。

【００５５】

【発明の効果】本発明の電気分解用セルによれば、万
一、シリコンパッキン20、陽極電極板６、シリコンガス
ケット12、固体電解質膜２の間から、陽極室Ａで発生し
た純水と酸素ガスが漏洩した場合には、陽極側漏洩物質
排出溝16c 、陽極側漏洩物質排出管路16d を介して、適
宜排出、回収再生利用が行われるようになっている。同
様に、万一、水素ガスと少量の純水が漏洩した場合に
も、シリコンパッキン22、陰極電極板８、シリコンガス
ケット14、固体電解質膜２の間から、陰極室Ｂで発生し
た水素ガスと少量の純水が、陰極側漏洩物質排出溝18c
、陰極側漏洩物質排出管路18d を介して、適宜排出、
回収再生利用が行われるようになっているので、下記に
示したような顕著で特有な作用効果を奏する極めて優れ
た発明である。

【００５６】（１）電気分解用セルの大型化、高機能
化、すなわち、発生した気体の圧力が高くなること、又
は、電気分解の温度が高くなることに伴って、電気分解
用セルを多段に積層し、シール構成部材などの部品点数
が多くなっても、陽極室と陰極室の内圧が、シール構造
の耐圧圧力を越えた場合、又は、シール材料の劣化によ
り、内圧に耐えられなくなった場合、これらの構成部材
の間から陽極室と陰極室から発生した気体と液体とが電
気分解用セル外部へ漏洩することがなく、周辺機器に影
響を及ぼすこともない電気分解用セルを提供できる。

【００５７】（２）中央に位置する固体電解質膜２が隔
壁として機能するので、陽極側より漏洩した酸素ガスと
陰極側より漏洩した水素ガスなどの流体が混合すること
がなく、より安全な操業が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の電気分解用セルの第１の実施
例の分解斜視図である。

【図２】図２は、図1 のA −A 線についての縦断面図で
ある。

【図３】図３は、本発明の電気分解用セルの第１の実施
例の組立た状態を示す斜視図である。

【図４】図４は、本発明の電気分解用セルの第２の実施
例の図２と同様な縦断面図である。

【図５】図４は、本発明の電気分解用セルの第３の実施
例の図２と同様な縦断面図である。

【図６】図６は、本発明の電気分解用セルの第４の実施
例の図２と同様な縦断面図である。

【図７】図７は、従来の平板型電気分解セルの縦断面図
である。

【符号の説明】

１…電気分解用セル２…固体電解質膜４，５…多孔質給電体６…陽極電極板 6a…給電棒 6a' 、8a' 、8b' …絶縁部材８…陰極電極板 8a、 8b…給電棒 10…固体電解質膜ユニット 12、 14…シリコンガスケット 16、 18…エンドプレート 16a …陽極部収容凹部 16b …固体電解質膜固定用凹部 16c …陽極側漏洩物質排出溝 16d …陽極側漏洩物質排出管路 16' …陽極側漏洩物質排出プラグ 18a …陰極部収容凹部 18c …陰極側漏洩物質排出溝 18d …陰極側漏洩物質排出管路 18' …陰極側漏洩物質排出プラグ 20、 22…シリコンパッキン 21…O-リング 30…陽極部 31…陰極部 32…純水供給用プラグ 33…水素ガス取出し用プラグ 34…酸素ガス取出し用プラグ 40…純水供給経路 41…酸素ガス取出し用経路 42…水素ガス取出し用経路 100 …電気分解用セル 102 …固体高分子電解質膜 104 …多孔質給電体 106 …陽極電極板 108 …陰極電極板 110 …固体電解質膜ユニット 112 、 114 …シリコンガスケット 116 、 118 …エンドプレート 120 、 122 …シリコンパッキン 201 …電気分解セル 201a…第１電気分解セル 201b…第２電気分解セル 208a, 208b，208'…給電棒 218 …エンドプレート 218c…陰極側漏洩物質排出溝 218c' …連通経路 218d…陰極側漏洩物質排出管路 233 …水素ガス取出し用プラグ 242 …水素ガス取り出し経路 242'…分岐経路 297 …貫通ボルト 298 …ナット 301a…第１電気分解セル 301b…第２電気分解セル 301c…第３電気分解セル 301 …電気分解用セル 306a，306'…給電棒 316 …エンドプレート 316c…陽極側漏洩物質排出溝 316d…陽極側漏洩物質排出管路 332 …純水供給用プラグ 334 …酸素ガス取出し用プラグ 334'…酸素ガス取り出し経路 334",340' …分岐経路 340 …純水供給経路 397 …貫通ボルト 398 …ナット 401 …電気分解用セル 401a…第１電気分解セル 401b…第２電気分解セル 401c…第３電気分解セル 401d…第４電気分解セル 408a,408b,408'…給電棒 418 …エンドプレート 418c…陰極側漏洩物質排出溝 418c' …連通経路 418d…陰極側漏洩物質排出管路 433 …水素ガス取出し用プラグ 442 …水素ガス取り出し経路 442'…分岐経路 497 …貫通ボルト 498 …ナットＡ…陽極室( 酸素発生室) Ｂ…陰極室（水素発生室）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平井清司兵庫県加古川市別府町新野辺475−20 (72)発明者長尾衛大阪府大阪市東淀川区井高野２丁目７番 18−102号 (72)発明者原田宙幸東京都練馬区西大泉２−25−43 (56)参考文献特開平８−302494（ＪＰ，Ａ) 特開平３−140487（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−39393（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C25B 1/00 - 15/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】固体電解質膜と、その両面に添設した多
孔質給電体と、両多孔質給電体の外側に配設した陽極又
は陰極の作用を行う陽極電極板及び陰極電極板とから構
成される固体電解質膜ユニットを含む少なくとも１個の
電気分解用セルであって、前記固体電解質膜ユニットを密閉容器を構成するエンド
プレート内に収容するとともに、前記固体電解質膜ユニットの固体電解質膜を隔てて形成
された陽極室と陰極室から漏洩する気体と液体をそれぞ
れ、エンドプレート内で且つ固体電解質膜ユニットの周
囲に形成された陽極側漏洩物質排出経路及び陰極側漏洩
物質排出経路を介して電気分解用セル外部へ排出するよ
うに構成したことを特徴とする電気分解用セル。
【請求項２】前記陽極側漏洩物質排出経路と陰極側漏
洩物質排出経路とを固体電解質膜を介して分離したこと
を特徴とする請求項１に記載の電気分解用セル。