JP5022663B2 - 水素製造装置及びその組立方法 - Google Patents
水素製造装置及びその組立方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5022663B2 JP5022663B2 JP2006280970A JP2006280970A JP5022663B2 JP 5022663 B2 JP5022663 B2 JP 5022663B2 JP 2006280970 A JP2006280970 A JP 2006280970A JP 2006280970 A JP2006280970 A JP 2006280970A JP 5022663 B2 JP5022663 B2 JP 5022663B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrochemical cell
- hydrogen
- cylindrical electrochemical
- power supply
- oxygen electrode
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 111
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims description 111
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 104
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 87
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 87
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 82
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 39
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 13
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 8
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 8
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 5
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
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
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
本発明は、高温水蒸気電解により水素を製造する水素製造装置及びその組立方法に関する。
未来社会の１つのビジョンとして水素をエネルギー媒体とした水素エネルギー社会の実現が注目されており、いくつかの有力な水素製造方法が考えられている。いくつかの水素製造方法のうち、高温水蒸気電解法は９００℃程度の高温で水蒸気を電気分解する方法で、室温での水の電気分解よりも３０％程度少ない電力で同じ水素製造量が得られる、エネルギー効率が高い水素製造法である。原料が水なので、二酸化炭素を生じない熱源を用いれば、全く二酸化炭素を排出せずに水素製造が可能となる。
この高温水蒸気電解による水素製造における最小単位をセルという。このセルは、基本的には、電解質を真中に電解質層の両面に酸素極（陽極）と水素極（陰極）を配した三層構造を持っている。この水素極で電子が与えられて水蒸気は、酸素イオンと水素に分解される。この分解された酸素イオンは、電解質層を透過し、酸素極において電子を放して酸素が生成される。９００℃程度の高温での使用に耐えられるように、上記電解質層、酸素極及び水素極はセラミックスから作製されている。
このセルとして、様々な形状のものが存在する。上記の三層構造を同心円筒状に配した円筒型セルを用いるときは、水素製造量を増加するために、円筒型セルを多数本固定するためにセルユニットが必要となる。セラミックス製の円筒型セルに電流を流すため給電線を接続し、この給電線を接続した複数本を台座に固定して水素製造を行っている。
水蒸気を電気分解して水素製造を行う水素製造装置として、セルの材質に関する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。しかし、ここでの技術は、セルの材質に関するもので、装置構造に関する技術は開示されていない。また、水素製造装置として、常温において水を電気分解する構造に係る技術が知られ（例えば、特許文献３参照）、平板型のセルを使用した構造に関する技術が知られている（例えば、特許文献４参照）。しかし、これらの技術は、主に、平板型のセルに係る技術で、円筒型のセルを集積したユニットの構造に関する技術は開示されていない。
特開２００５−２３２５２５号公報
特開平７−１０９５９２号公報
特開平１１−２４１１９５号公報
特開平６−１７３０５３号公報
上述した従来の高温水蒸気電解による水素製造において、円筒型セルに給電線を巻き付ける場合に手で巻き付けたときは、巻き付ける力が強くセルを破損したり、逆に巻き付ける力が弱くて接触不良を起こす恐れがある、という課題があった。
また、円筒型セルを台座に固定する場合に、溶接を行って固定するときに、セルへの固定に非常に手間がかかり、また固定する作業員の技量によっては性能に影響を及ぼす恐れがある、という課題があった。
さらに、セラミックスで作製されたセルの真円度がでにくいために、機械加工された金属支持体との接合部には構造不連続部が生じやすく、薄肉部に応力集中が生じ、破損する恐れがある、という課題があった。この接合部が破損すると、水素と酸素のバウンダリが破壊し、水素製造量が低下し、さらには水素製造が出来ない状態に陥る、という課題があった。
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、円筒型電気化学セルに簡単かつ確実に給電でき、さらにこの円筒型電気化学セルをユニット容器に簡単に設置できる水素製造装置及びその組立方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の水素製造装置においては、複数のセラミックス製の円筒型電気化学セルと、この円筒型電気化学セルの管内に水蒸気を導入する水蒸気導入管と、前記円筒型電気化学セルの内側表面の水素極に給電して陰極にする水素極給電部と、前記円筒型電気化学セルの外側表面の酸素極に給電して陽極にする酸素極給電部と、前記円筒型電気化学セル、水蒸気導入管、水素極給電部及び酸素極給電部を収納するユニット容器と、このユニット容器内に設けられた台座と、を備え、前記円筒型電気化学セルの上部に接続された上部配管及びこの下部に接続された下部配管の少なくとも一方がコイル状に巻いて形成され、この上部配管及び下部配管をそれぞれ固定することにより前記円筒型電気化学セルを前記台座に設置すること、を特徴とするものである。
また、上記目的を達成するため、本発明の水素製造装置の組立方法においては、この円筒型電気化学セルの管内に水蒸気を導入する水蒸気導入管と、前記円筒型電気化学セルの内側表面の水素極に給電して陰極にする水素極給電部と、前記円筒型電気化学セルの外側表面の酸素極に給電して陽極にする酸素極給電部と、を組み立てて前記円筒型電気化学セルを構成する円筒型電気化学セル組立ステップと、ユニット容器内に台座を設置する台座設置ステップと、前記円筒型電気化学セルの上部に接続された上部配管及びこの下部に接続された下部配管の少なくとも一方がコイル状に巻いて形成され、この上部配管及び下部配管をそれぞれ固定することにより前記円筒型電気化学セルを前記台座に設置して前記円筒型電気化学セルを前記ユニット容器内に収納する円筒型電気化学セル収納ステップと、を有することを特徴とするものである。
本発明の水素製造装置によれば、金属製の帯状給電線をセラミックス製の円筒型電気化学セルに設けることにより円筒型電気化学セルに簡単かつ確実に給電できる。さらに、円筒型電気化学セルの上部に接続された上部配管及びこの下部に接続された下部配管をそれぞれ固定して円筒型電気化学セルを台座に設置することにより、円筒型電気化学セルをユニット容器内に簡単に収納することができる。
以下、本発明に係る水素製造装置及びその組立方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
図１は、本発明の実施の形態の水素製造装置の基本構成を示す縦断面図である。
本図に示すように、セラミックス製の円筒型電気化学セル１はユニット容器２のセル支持板１５に固定されている。この円筒型電気化学セル１とセル支持板１５との間には、絶縁シール７が介在している。ユニット容器２の水蒸気導入管支持板１６には水蒸気導入管６が固定されている。この水蒸気導入管６の上部は、セラミックス製の円筒型電気化学セル１の管内に挿入されている。
セラミックス製の円筒型電気化学セル１の内側表面の水素極９を陰極にするように、水素極給電部１２が設けられている。また、セラミックス製の円筒型電気化学セル１の外側表面の酸素極１１を陽極にするように、酸素極給電部１３が設けられている。
上述したセラミックス製の円筒型電気化学セル１、セル支持板１５、水蒸気導入管支持板１６、水蒸気導入管６、水素極９、酸素極１１、水素極給電部１２及び酸素極給電部１３がユニット容器２に収納されて水素製造装置である高温水蒸気電解ユニットを構成している。
このユニット容器２は、水蒸気導入管支持板１６に仕切られて水蒸気供給部３を構成している。ユニット容器２は、セル支持板１５に仕切られて生成酸素出口部５を構成している。また、この水蒸気導入管支持板１６及びセル支持板１５に仕切られて生成水素出口部４を構成している。
セラミックス製の円筒型電気化学セル１は、水素極９、酸素極１１及び電解質１０から形成されている。水素極９である内側層は、基体管８の外側に設けられている。酸素極１１は、外側層を形成している。この水素極９と酸素極１１との間に電解質１０が形成されている。
このように構成された本実施の形態において、上記ユニット容器２は、外気とユニット容器２内の水蒸気３１、酸素３０、水素２９との隔離及びユニット容器２内の圧力を保持している。上記セル支持板１５は、円筒型電気化学セル１を支持し、さらに水蒸気３１を分解して生成した酸素３０と水素２９とを隔離している。水蒸気導入管支持板１６は、ユニット容器２に導入された水蒸気３１を円筒型電気化学セル１まで導入する水蒸気導入管６を支持している。この水蒸気導入管６を介して円筒型電気化学セル１の内側表面の水素極９まで水蒸気３１を供給している。
また、水素極給電部１２から給電することにより水素極９を陰極にしている。また、酸素極給電部１３から給電することにより、酸素極１１を陽極にしている。このように、水素極給電部１２及び酸素極給電部１３から給電することにより、水素極９においては水蒸気３１を酸素イオンと水素２９に分解している。分解した酸素イオンは電解質１０を透過する。酸素極１１において、この透過した酸素イオンは酸素３０に酸化される。上述のとおり、高温水蒸気電解ユニットは、水蒸気３１及び電気が供給されて、水素２９及び酸素３０を製造する機能を持っている。
図２は、図１の円筒型電気化学セル８本を台座２２に設置した全体像を示す斜視図である。ここでは、円筒型電気化学セル１を８本設置した例を示すが、この本数に限定されない。セラミックス製の円筒型電気化学セル１は、接続金具２５を介して上下方向にそれぞれ上部配管２３及び下部配管２４に接続され台座２２に設置されている。円筒型電気化学セル１に接続されている接続金具２５と上部配管２３、下部配管２４との接続部は、例えば、上部配管２３、下部配管２４にねじを加工して接続固定することが望ましい。なお、この上部配管２３、下部配管２４のねじによる締結については後述する。
また、円筒型電気化学セル１に上部配管２３、下部配管２４を接続する場合に、ねじの締め付けのときに残留応力が残る可能性がある。この残留応力により、円筒型電気化学セル１を破損する恐れがある。また、水素製造を行うとき、昇温するため、熱膨張により円筒型電気化学セル１を破損する可能性がある。この対策として、上部配管２３及び下部配管２４の一方又は両方をコイル状に巻くことにより、残留応力や熱膨張を逃がす柔軟な構造としている。
本実施の形態によれば、円筒型電気化学セル１の上部配管２３及び下部配管２４をそれぞれ固定して円筒型電気化学セル１を台座２２に設置することにより、円筒型電気化学セル１をユニット容器２内に簡単に収納することができる。また、上部配管２３又は下部配管２４をコイル状に巻くことにより、加熱したときに、熱膨張の影響により円筒型電気化学セル１が破損することを大幅に軽減することができる。
図３は、図１の円筒型電気化学セル１と接続金具２５との接続状態の基本構造を示す縦断面図である。この円筒型電気化学セル１は、主に、セラミックスから作製されている。この接続金具２５は金属製で、セラミックス製の円筒型電気化学セル１の外径より大きくなっている。この接続金具２５は、円筒型電気化学セル１を挿入できる構造となっている。また、円筒型電気化学セル１に接続されている接続金具２５と下部配管２４との接続部は、ねじにより締結されている。下部配管２４の一端には、雄ねじが加工されている。この配管２４の外側には、雌ねじを加工した締付ナット３２が取り付けられている。この締付ナット３２の内側には、シール部材３３が挿入されている。
このように構成された本実施の形態において、セラミックス製の円筒型電気化学セル１を接続金具２５に挿入し、接続部をガラス溶接又は無機接着剤を使用して接続している。また、締付ナット３２を下部配管２４の端部に締め付けることにより、シール部材３３を接続金具２５と下部配管２４との間に食い込ませている。
本実施の形態によれば、セラミックス製の円筒型電気化学セル１を接続金具２５に挿入して接続しているので、セラミックス製の円筒型電気化学セル１の下端を強固な構造とすることができる。また、この下部配管２４の外側に設けられた締付ナット３２締め込むことにより、シール部材３３を接続金具２５と下部配管２４との間に食い込ませて、高温においてもシール性を維持することができる。
図４は、図１の円筒型電気化学セル１と水素極給電ロッド２０及び酸素極給電ロッド２１との接続状態を示す斜視図である。
水素極給電ロッド２０及びセラミックス製の円筒型電気化学セル１は、円筒型電気化学セル１の水素極９（図１も参照）より引き出している水素極給電線１７により接続されている。この水素極給電線１７は、水素極給電ロッド２０にねじ２６により締め付けられている。一方、酸素極給電ロッド２１及びセラミックス製の円筒型電気化学セル１は、円筒型電気化学セル１の酸素極１１（図２も参照）より引き出している酸素極給電線１９により接続されている。この酸素極給電線１９は、酸素極給電ロッド２１にねじ２７により締め付けられている。この水素極給電ロッド２０と酸素極給電ロッド２１とは台座２２（図２参照）の円周方向において交互に設置されている。この水素極給電ロッド２０と酸素極給電ロッド２１との間は絶縁材２８が介在している。この絶縁材２８の存在により、水素極給電ロッド２０及び酸素極給電ロッド２１は確実に絶縁される構造となっている。
本実施の形態によれば、複数の水素極給電ロッド２０と酸素極給電ロッド２１とは、台座２２上面の円周方向に交互に配置されている。また、水素極給電線１７は水素極給電ロッド２０にねじ２６により締め付けられ、酸素極給電線１９は酸素極給電ロッド２１にねじ２７により締め付けられている。このようにして、給電線と給電ロッドの接続が確実となり、接続部の接触抵抗を減らし、電気エネルギーのロスを軽減することができる。かくして、セラミックス製の円筒型電気化学セル１に簡単かつ確実に給電でき、さらに、供給した電気量が効率よく電解に使われ、水素製造効率を大幅に高めることができる。さらに、それぞれの水素極給電ロッド２０と酸素極給電ロッド２１との間には絶縁材２８が介在しているので、水素極９と酸素極１１との絶縁を確実に確保することができる。
図５は、図１の円筒型電気化学セル１の水素極９における帯状給電線３４の固定部を示す斜視図である。
本図は、図１のセラミックス製の円筒型電気化学セル１の水素極９の給電部に係り、セラミックス製の円筒型電気化学セル１の基体管８と金属製の帯状給電線３４との固定状態を示している。この帯状給電線３４はセラミックス製円筒型電気化学セル１の基体管８の外周面に巻きつけるように形成されている。金属製の帯状給電線３４としては、高温でも安定で電気導電性に優れた金属がよく、銅、ステンレス、白金又は銀等が一例として挙げることができる。なお、この金属製の帯状給電線３４の代わりに金属製の帯状給電板を用いることができる。
この巻きつけた帯状給電線３４の端部には水素極給電線１７が取り付けられる。この帯状給電線３４の端部と水素極給電線１７とが重複した部分は、スポット溶接、ねじ又はねじりを介してセラミックス製の円筒型電気化学セル１の基体管８に密着される。この基体管８と帯状給電線３４の接着面には確実に密着させるため、白金ペーストや銀ペーストなどの導電性のペーストを密着面に塗布してもよい。
本実施の形態によれば、金属製の帯状給電線３４をセラミックス製の円筒型電気化学セル１の基体管８に巻きつけることによりセラミックス製の円筒型電気化学セル１の基体管８に密着する。このように構成することにより、帯状給電線３４とセラミックス製の円筒型電気化学セル１の基体管８との接続が確実となる。このようにして、金属製の帯状給電線３４とセラミックス製円筒型電気化学セル１との接続部における接触抵抗が軽減される。かくして、電気エネルギーのロスが減り、供給した電気量が効率よく電解に使われ、水素製造効率を大幅に向上することができる。
図６は、図１の円筒型電気化学セルの酸素極１１における給電部品１８の固定部を示す斜視図である。
本図は、図１のセラミックス製の円筒型電気化学セル１の酸素極１１の給電部に係り、セラミックス製の円筒型電気化学セル１の給電部品１８の固定状態を示している。この給電部品１８としては、電気導電性に優れた金属製のエキスパンドメタルが適している。このエキスパンドメタルは、銅、ステンレス、白金又は銀等から作製される。銅、ステンレス、白金又は銀等の金属製の給電部品１８の表面に白金ペーストや銀ペースト等の導電性のペーストを、エキスパンドメタルの網の目をふさがないように薄く均一に塗布する。
本実施の形態によれば、金属製のエキスパンドメタルから作製された給電部品１８とセラミックス製の円筒型電気化学セル１とを均一にかつ確実に接続することができる。酸素極１１の接続部における接触抵抗が軽減され、電気エネルギーのロスを大幅に軽減することができる。かくして、供給された電気量が効率よく電解に使われ、水素製造効率を大幅に向上することができる。さらに、給電部品１８としてエキスパンドメタルを用いることにより、酸素極１１の表面に生成された酸素３０を効率よく放出することができる。
図７は、図１の円筒型電気化学セル１の酸素極１１における帯状給電線３５の固定部を示す斜視図である。
本図は、図１のセラミックス製の円筒型電気化学セル１の酸素極１１おいて、円筒型電気化学セル１のエキスパンドメタルから作製された給電部品１８と帯状給電線３５との固定状態を示している。この帯状給電線３５はセラミックス製の円筒型電気化学セル１の周囲に巻いた給電部品１８の外周に沿って巻きつけるようにして形成されている。帯状給電線３５の材料としては、高温でも安定で電気導電性に優れた金属がよく、銅、ステンレス、白金又は銀等が一例として挙げられる。銅、ステンレス、白金又は銀等の金属製の帯状給電線３５を円筒型電気化学セル１のエキスパンドメタルから作製された給電部品１８に巻きつけ、帯状給電線３５と帯状給電線３５との重ね合った部分をスポット溶接、ねじやねじりによりセラミックス製の円筒型電気化学セル１に固定している。なお、この金属製の帯状給電線３５の代わりに金属製の帯状給電板を用いることができる。
また、この巻きつけた帯状給電線３５の端部には酸素極給電線１９が取り付けられる。この帯状給電線３５の端部と酸素極給電線１９とが重複した部分は、スポット溶接、ねじ又はねじりを介してセラミックス製の円筒型電気化学セル１に密着させている。
この酸素極１１、給電部品１８や帯状給電線３５の接着面には確実に密着させるため、白金ペーストや銀ペーストなどの導電性のペーストを密着面に塗布してもよい。
本実施の形態によれば、酸素極給電線１９とセラミックス製の円筒型電気化学セル１の酸素極の接続が確実となり、接続部の接触抵抗が減すことができる。かくして、電気エネルギーのロスが減り、供給した電気量が効率よく電解に使われ、水素製造効率の向上を図ることができる。
また、セラミックス製の円筒型電気化学セル１に給電線を取り付ける場合に、手で巻き付けるようなことがないので、円筒型電気化学セル１を破損したり、接触不良を起こす可能性が大幅に軽減される。
また、円筒型電気化学セル１において、円筒型電気化学セル１を台座２２に固定するときに溶接を行わないために、円筒型電気化学セル１をユニット容器２内に簡単に設置できる。また、設置する作業員によって性能に影響を及ぼす可能性がなくなる。水素極給電線１７や酸素極給電線１９とセラミックス製の円筒型電気化学セル１の水素極９及び酸素極１１との接続が確実となり、接続部の接触抵抗が減り、電気エネルギーのロスが減り、供給した電気量が効率よく電解に使われ、水素製造効率を大きくとれる。また、酸素極１１おいて、金属製のエキスパンドメタルから作製された給電部品１８と帯状給電線３５との接続が均一にかつ確実に施工できる。このようにして、酸素極１１における接続部の接触抵抗が減り、電気エネルギーのロスを減らすことができる。かくして、供給した電気量が効率よく電解に使われ、水素製造効率を大きくとれる。また、エキスパンドメタルから作製された給電部品１８を用いることにより、酸素極１１の表面に生成された酸素３０を効率よく放出することができる。さらに、円筒型電気化学セル１の設定が簡単に確実にでき、また、通電し加熱したときに、熱膨張の影響で円筒型電気化学セル１が破損することを大幅に軽減することができる。
さらに、本発明は、上述したような各実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の各実施例を組み合わせて、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
１…円筒型電気化学セル、２…ユニット容器、３…水蒸気供給部、４…生成水素出口部、５…生成酸素出口部、６…水蒸気導入管、７…絶縁シール、８…基体管、９…水素極、１０…電解質、１１…酸素極、１２…水素極給電部、１３…酸素極給電部、１５…セル支持板、１６…水蒸気導入管支持板、１７…水素極給電線、１８…給電部品、１９…酸素極給電線、２０…水素極給電ロッド、２１…酸素極給電ロッド、２２…台座、２３…上部配管、２４…下部配管、２５…接続金具、２６，２７…ねじ、２８…絶縁材、２９…水素、３０…酸素、３１…水蒸気、３２…締付ナット、３３…シール部材、３４，３５…帯状給電線。
Claims (9)
- 複数のセラミックス製の円筒型電気化学セルと、
この円筒型電気化学セルの管内に水蒸気を導入する水蒸気導入管と、
前記円筒型電気化学セルの内側表面の水素極に給電して陰極にする水素極給電部と、
前記円筒型電気化学セルの外側表面の酸素極に給電して陽極にする酸素極給電部と、
前記円筒型電気化学セル、水蒸気導入管、水素極給電部及び酸素極給電部を収納するユニット容器と、
このユニット容器内に設けられた台座と、
を備え、
前記円筒型電気化学セルの上部に接続された上部配管及びこの下部に接続された下部配管の少なくとも一方がコイル状に巻いて形成され、この上部配管及び下部配管をそれぞれ固定することにより前記円筒型電気化学セルを前記台座に設置すること、
を特徴とする水素製造装置。 - 前記水素極給電部は前記水素極に給電する水素極給電ロッドを含み、前記酸素極給電部は前記酸素極に給電する酸素極給電ロッドとを含み、この水素極給電ロッドと酸素極給電ロッドとが前記台座の円周方向において交互に設置されること、を特徴とする請求項１記載の水素製造装置。
- 前記水素極給電ロッドは水素極給電線とねじで締結され、前記酸素極給電ロッドは酸素極給電線とねじで締結されること、を特徴とする請求項２記載の水素製造装置。
- 前記水素極給電部は、前記円筒型電気化学セルの水素極に設けられた金属製の帯状給電板又は金属製の帯状給電線を具備すること、を特徴とする請求項１記載の水素製造装置。
- 前記水素極、前記帯状給電板及び前記帯状給電線の少なくとも一方の接着面に導電性ペーストを塗布すること、を特徴とする請求項４記載の水素製造装置。
- 前記酸素極給電部は、前記円筒型電気化学セルの酸素極の外周面に巻き付けられた金属製のエキスパンドメタルから作製された給電部品を具備すること、を特徴とする請求項１記載の水素製造装置。
- 前記酸素極給電部は、前記給電部品の外周面に巻き付けられた金属製の帯状給電板又は金属製の帯状給電線を具備すること、を特徴とする請求項６記載の水素製造装置。
- 前記酸素極の外表面、前記給電部品、前記帯状給電板及び前記帯状給電線の少なくとも一方の接着面に導電性のペーストを塗布すること、を特徴とする請求項７記載の水素製造装置。
- 円筒型電気化学セルの管内に水蒸気を導入する水蒸気導入管と、前記円筒型電気化学セルの内側表面の水素極に給電して陰極にする水素極給電部と、前記円筒型電気化学セルの外側表面の酸素極に給電して陽極にする酸素極給電部と、
を組み立てて前記円筒型電気化学セルを構成する円筒型電気化学セル組立ステップと、
ユニット容器内に台座を設置する台座設置ステップと、
前記円筒型電気化学セルの上部に接続された上部配管及びこの下部に接続された下部配管の少なくとも一方がコイル状に巻いて形成され、この上部配管及び下部配管をそれぞれ固定することにより前記円筒型電気化学セルを前記台座に設置して前記円筒型電気化学セルを前記ユニット容器内に収納する円筒型電気化学セル収納ステップと、
を有することを特徴とする水素製造装置の組立方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006280970A JP5022663B2 (ja) | 2006-10-16 | 2006-10-16 | 水素製造装置及びその組立方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006280970A JP5022663B2 (ja) | 2006-10-16 | 2006-10-16 | 水素製造装置及びその組立方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008095164A JP2008095164A (ja) | 2008-04-24 |
| JP5022663B2 true JP5022663B2 (ja) | 2012-09-12 |
Family
ID=39378327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006280970A Expired - Fee Related JP5022663B2 (ja) | 2006-10-16 | 2006-10-16 | 水素製造装置及びその組立方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5022663B2 (ja) |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2690896B2 (ja) * | 1987-05-30 | 1997-12-17 | 日本原子力研究所 | 多管式水蒸気電解装置 |
| US4801369A (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-31 | Westinghouse Electric Corp. | Preventing fluids in leakable enclosures from intermixing |
| JP3167054B2 (ja) * | 1992-12-10 | 2001-05-14 | ペルメレック電極株式会社 | 電解槽 |
| JP2002190213A (ja) * | 1995-11-09 | 2002-07-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 導電性接合剤 |
| JP3598362B2 (ja) * | 1999-01-21 | 2004-12-08 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 円筒型高温水蒸気電解セル |
| JP2000277782A (ja) * | 1999-03-23 | 2000-10-06 | Misawa Homes Co Ltd | 太陽電池モジュールおよび太陽電池アレイ |
| JP3802791B2 (ja) * | 2001-06-29 | 2006-07-26 | アース製薬株式会社 | 飛翔害虫用捕獲器 |
| JP4327687B2 (ja) * | 2004-09-16 | 2009-09-09 | 株式会社東芝 | 高温水蒸気電解装置 |
| JP2006205016A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Sekisui Chem Co Ltd | オゾン水を得る方法 |
-
2006
- 2006-10-16 JP JP2006280970A patent/JP5022663B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008095164A (ja) | 2008-04-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2492136C2 (ru) | Узел и способ отделения кислорода | |
| KR101199051B1 (ko) | 고체산화물 연료전지 | |
| JP2008512846A (ja) | 固体酸化物型燃料電池システム | |
| JP2020514538A (ja) | Ｓｏｅｃ／ｓｏｆｃ型固体酸化物を有するスタックの高温における気密な結合のためのシステム | |
| JP2007012287A (ja) | 燃料電池セル及び燃料電池スタック並びに燃料電池 | |
| JP2008047506A (ja) | 燃料電池スタック | |
| JP5022663B2 (ja) | 水素製造装置及びその組立方法 | |
| JP6291276B2 (ja) | チューブ型のオゾン発生装置 | |
| US20090061300A1 (en) | Interconnector for high temperature fuel cells | |
| US7008715B2 (en) | Thermal and vibrational break for high-temperature gas tubes in a solid-oxide fuel cell | |
| JP3611289B2 (ja) | 円筒型固体電解質燃料電池のセル | |
| JP2007314833A (ja) | 水素製造装置及びその方法 | |
| JP2002367632A (ja) | セラミックと金属の電気的接合技術 | |
| EP3604629B1 (en) | Plating treatment device | |
| JP2014150003A (ja) | 燃料電池スタック | |
| JP4327687B2 (ja) | 高温水蒸気電解装置 | |
| JP2019526155A (ja) | 燃料電池装置を有するジェネレータユニット、この種のジェネレータユニットを有する車両、及びジェネレータ用の排気管装置 | |
| JP4884596B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池モジュール | |
| DK201400505A1 (en) | Pressurised Electrolysis Stack | |
| JP4829035B2 (ja) | 高温水蒸気電解装置及びその方法 | |
| CN217077808U (zh) | 一种室外制氢电解槽 | |
| CN218880073U (zh) | 采用底部绝缘结构的电解槽 | |
| JP2009110852A (ja) | 燃料電池モジュール | |
| JP5138211B2 (ja) | 酸素ポンプ | |
| JPH1025585A (ja) | 電解セル同士の電気接続機構 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090204 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090903 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20110420 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111220 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120214 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120410 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120426 |
|
| 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: 20120522 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120618 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5022663 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150622 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |