JP6084532B2 - 水素製造装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係る水素製造装置の構成を示す斜視図である。水素製造装置100は、第1電解セル10aおよび第2電解セル10bを有する。第1電解セル10aおよび第2電解セル10bは、それぞれ、外形が平板状の直方体形状で、鉛直方向に延びている。
H2O + 2e− → H2 + O2− (1)
O2− → 1/2 O2 + 2e− (2)
発生した酸素ガスは、酸素側空間13a内を酸素排出口18側に向かって流れる。酸素排出口18に到達した酸素は、酸素排出管19に流出する。
図4は、第2の実施形態に係る水素製造装置の構成を示す斜視図である。本実施形態における水素製造装置100においては、第1電解セル10aと第2電解セル10bの間隙に、伝熱媒体22が配置されている。
図5は、第3の実施形態に係る水素製造装置の構成を示す斜視図である。本実施形態は、第1の実施形態の変形である。
図6は、第4の実施形態に係る水素製造装置の構成を示す斜視図である。本実施形態は、第3の実施形態の変形である。
図7は、第5の実施形態に係る水素製造装置の構成を示す斜視図である。本実施形態は、第4の実施形態の変形である。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。たとえば、第2の実施形態の特徴である伝熱媒体22を設けることと、第3の実施形態、第4の実施形態あるいは第5の実施形態のそれぞれの特徴とを組み合わせてもよい。
Claims (7)
- 燃料の供給を受けて水素を製造する複数の電解セルを備える水素製造装置であって、
前記電解セルのそれぞれは、
酸素イオン透過性を有する固体酸化物電解質の隔膜と、
前記隔膜の第1の面に隣接する水素極と、
前記隔膜の第1の面と反対側の第2の面に隣接する酸素極と、
前記隔膜、前記水素極を収納し、燃料受け入れ口から前記燃料を受け入れ、その内部で反応生成物として生成される水素を水素回収口から流出させる水素側空間を、前記隔膜とともに形成するセル容器と、
を有し、
前記電解セルは互いに並列に配設され、かつ、互いに隣接する前記電解セルどうしは、前記燃料受け入れ口から前記水素回収口に向かう方向が互いに逆向きとなるように配設され、前記電解セルのそれぞれは、前記水素側空間に充填されて、前記燃料受け入れ口と前記水素回収口との間を結ぶ流通路が形成された多孔質体を有する、
ことを特徴とする水素製造装置。 - 互いに隣接する前記電解セル間のそれぞれに接触する伝熱媒体が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の水素製造装置。
- 前記電解セルはそれぞれ、前記燃料受け入れ口に接続されて前記水素側空間に水蒸気を供給する燃料供給管を有し、前記複数の電解セルのうち前記燃料受け入れ口が同一方向にあるものの前記燃料供給管は、互いに共通の部分を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の水素製造装置。
- 前記電解セルはそれぞれ、前記水素回収口に接続されて前記水素側空間から水素を回収する水素回収管を有し、前記複数の電解セルのうち前記水素回収口が同一方向にあるものの前記水素回収管は、互いに共通の部分を有することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の水素製造装置。
- 前記セル容器は、前記酸素極も収納し、前記水素側空間と隔離され前記酸素極を収納して酸素排出口から反応生成物である酸素を流出させる酸素側空間をさらに形成し、
前記電解セルはそれぞれ、前記酸素排出口に接続されて酸素を排出する酸素排出管を有することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の水素製造装置。 - 前記複数の電解セルのうち前記酸素排出口が同一方向にあるものの前記燃料供給管は、互いに共通の部分を有することを特徴とする請求項5に記載の水素製造装置。
- 燃料の供給を受けて水素を製造する複数の電解セルをそれぞれ具備する複数のセルスタックを備える水素製造装置であって、
前記電解セルのそれぞれは、
酸素イオン透過性を有する固体酸化物電解質の隔膜と、
前記隔膜の第1の面に隣接する水素極と、
前記隔膜の第1の面と反対側の第2の面に隣接する酸素極と、
前記隔膜、前記水素極を収納し、燃料受け入れ口から前記燃料を受け入れてその内部で反応生成物として生成される水素を水素回収口から流出させる水素側空間を、前記隔膜とともに形成するセル容器と、
を有し、
前記セルスタックのそれぞれは、前記燃料受け入れ口から前記水素回収口に向かう方向が互いに同じ複数の前記電解セルが互いに並列に配設されることによって形成され、
前記複数のセルスタックは、互いに隣接する第1のセルスタックと第2のセルスタックとを含み、前記第1のセルスタックの前記複数の電解セルと、前記第2のセルスタックの前記電解セルとが、前記燃料受け入れ口から前記水素回収口に向かう方向が互いに逆向きとなるように、前記第1のセルスタックと前記第2のセルスタックが配設され、前記電解セルのそれぞれは、前記水素側空間に充填されて、前記燃料受け入れ口と前記水素回収口との間を結ぶ流通路が形成された多孔質体を有する、
ことを特徴とする水素製造装置。
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