JP6289828B2 - 水素製造装置 - Google Patents
水素製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6289828B2 JP6289828B2 JP2013148860A JP2013148860A JP6289828B2 JP 6289828 B2 JP6289828 B2 JP 6289828B2 JP 2013148860 A JP2013148860 A JP 2013148860A JP 2013148860 A JP2013148860 A JP 2013148860A JP 6289828 B2 JP6289828 B2 JP 6289828B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- anode
- cathode
- open end
- flow path
- 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.)
- Active
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
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1に示す第一実施形態に係る水素製造装置10は、固体酸化物電解質11の一方の面に陰極12を形成し、他方の面に陽極13を形成した電解セル14と、電解セル14の一端を固定する固定部15と、陰極12側または陽極13側から漏れ出たガスを反対の極側に案内する第一流路16を形成する開放端部17と、陰極12側において、供給された水蒸気を主成分とする第一ガスが開放端部17側から固定部15側に向かって流動する第二流路18と、陽極13側において、供給された空気または水蒸気を主成分とする第二ガスが固定部15側から開放端部17側に向かって流動する第三流路19と、を備えることを特徴とする。
電解セル14は、固体酸化物電解質11に電極を形成したものであり、平板の一方の面に陰極12を形成し、固体酸化物電解質11を挟むように反対側の面に陽極13を形成する。
陰極12としては、触媒作用を有するニッケル酸化物等が好適であり、NiO−YSZ(Ni酸化物及びYSZの焼結体)が例示される。
一方、陽極13として、LSC(ランタンストロンチウムコバルトタイト)等の酸化物セラミックスが例示される。
このため、電解セル14は、高温環境下であっても破損する恐れは無く健全性を維持することができる。
陰極12側では、高温水蒸気を主成分とする第一ガスが、燃料室(図示省略)から高圧供給されてガス流入口Aから流入される。
そして、この供給された第一ガスは、開放端部17側から固定部15側に向かって導かれる第二流路18を流動して、ガス流出口Bから排出される。
そして、この生成された酸素イオンは、固体酸化物電解質11を介して陽極13まで輸送される。
陰極: H2O + 2e− → H2 + O2― (1)
陽極: O2― → 2e− + 1/2O2 (2)
つまり、陰極12側を流通する第一ガスと陽極13側を流通する第二ガスとを逆方向に流通させることにより、陰極12側の開放端部17側で最も高い圧力状態が導かれる。
また、ガス流入口Aから供給される水蒸気(第二ガス)の供給流量をガス流入口Cから供給される空気(第二ガス)よりもわずかに多くすることにより、陰極12側の開放端部17側でガスリークが発生しやすい状態にすることができる。
電解セル14に円筒型を適用することにより、水素ガスを生成する陰極12の表面積を増やし、効率的に水素を回収することが可能となる。
図3は、第二実施形態に係る水素製造装置10の全体構成を示している。なお、第一実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する動作について説明を省略する。
つまり、陰極12側を流通する第一ガスと陽極13側を流通する第二ガスとを逆方向に流通させることにより、陽極13側の開放端部17側で最も高い圧力状態が導かれる。
図4は、第三実施形態に係る水素製造装置10の全体構成を示している。なお、第一実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する動作について説明を省略する。図4では、電解セル14を3つで構成しているが、この構成に限定されない。
さらに、電解セル14の陽極13と第一セパレータ22との間に、導電性を有し多孔質な第二セパレータ23を設ける。
また、陰極12側からのリークガスは、開放端部17により形成された第一流路16に導かれて陽極13に案内される。
シール構造は必要無く、簡易な装置構成によって、ガスリークの影響を最小化にしつつ、
高い健全性を実現することができる。
11 固体酸化物電解質
12 陰極
13 陽極
14 電解セル
15 固定部
16 第一流路
17 開放端部
18 第二流路
19 第三流路
20 シール
21 電源
22 第一セパレータ
23 第二セパレータ
24 反応容器
A ガス流入口(陰極側)
B ガス流出口(陰極側)
C ガス流入口(陽極側)
D ガス流出口(陽極側)
Claims (6)
- 固体酸化物電解質の一方の面に陰極を形成し、他方の面に陽極を形成した電解セルと、
前記電解セルの一端を固定する固定部と、
前記電解セルの他端から一定の空間を保持して設けられ、前記陰極側または前記陽極側から漏れ出たガスを反対の極側に案内する第一流路を形成する開放端部と、
前記陰極側において、供給された水蒸気を主成分とする第一ガスが前記開放端部側から前記固定部側に向かって流動する第二流路と、
前記陽極側において、供給された空気または水蒸気を主成分とする第二ガスが前記固定部側から前記開放端部側に向かって流動する第三流路と、を備えること特徴とする水素製造装置。 - 固体酸化物電解質の一方の面に陰極を形成し、他方の面に陽極を形成した電解セルと、
前記電解セルの一端を固定する固定部と、
前記電解セルの他端から一定の空間を保持して設けられ、前記陰極側または前記陽極側から漏れ出たガスを反対の極側に案内する第一流路を形成する開放端部と、
前記陰極側において、供給された水蒸気を主成分とする第一ガスが前記固定部側から前記開放端部側に向かって流動する第二流路と、
前記陽極側において、供給された空気または水蒸気を主成分とする第二ガスが前記開放端部側から前記固定部側に向かって流動する第三流路と、を備えること特徴とする水素製造装置。 - 前記第一ガスの供給流量及び前記第二ガスの供給流量のいずれか一方の供給流量が、他方の供給流量より多い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。
- 前記第二流路に供給される前記第一ガスに水素を混入させることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の水素製造装置。
- 複数の前記電解セルを陰極と陽極とが交互に並ぶように設けて、
隣り合う前記電解セル間に、導電性を有し稠密な第一セパレータを設けたことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の水素製造装置。 - 前記電解セルの陽極と前記第一セパレータとの間に、導電性を有し多孔質な第二セパレータを設けたことを特徴とする請求項5に記載の水素製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013148860A JP6289828B2 (ja) | 2013-07-17 | 2013-07-17 | 水素製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013148860A JP6289828B2 (ja) | 2013-07-17 | 2013-07-17 | 水素製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015021149A JP2015021149A (ja) | 2015-02-02 |
JP6289828B2 true JP6289828B2 (ja) | 2018-03-07 |
Family
ID=52485870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013148860A Active JP6289828B2 (ja) | 2013-07-17 | 2013-07-17 | 水素製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6289828B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017154137A1 (ja) * | 2016-03-09 | 2017-09-14 | 株式会社 東芝 | 固体酸化物形電解セルスタックの収容容器、水素製造システム、電力貯蔵システム |
CN112899725B (zh) * | 2019-11-19 | 2022-05-24 | 阳光电源股份有限公司 | 新能源复合制氢系统及其控制方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3766893B2 (ja) * | 2002-05-30 | 2006-04-19 | 日立造船株式会社 | 固体高分子型水電解槽を用いた水素供給装置 |
JP5005898B2 (ja) * | 2005-08-31 | 2012-08-22 | 株式会社東芝 | 水蒸気電解装置及びその方法 |
JP5021950B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2012-09-12 | 大同メタル工業株式会社 | 固体高分子膜型水電気分解装置 |
FR2969179B1 (fr) * | 2010-12-20 | 2013-02-08 | Commissariat Energie Atomique | Cellule de production d'hydrogene comprenant une cellule d'electrolyseur de la vapeur d'eau a haute temperature. |
US9464356B2 (en) * | 2011-09-21 | 2016-10-11 | Encite Llc | High pressure gas system |
-
2013
- 2013-07-17 JP JP2013148860A patent/JP6289828B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015021149A (ja) | 2015-02-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6139344B2 (ja) | 電気化学セル | |
US20120178012A1 (en) | Sealing member for solid oxide fuel cell and solid oxide fuel cell employing the same | |
JP6854926B2 (ja) | 加圧動作に適したクランプシステムを有する、加圧動作用の水電解または共電解反応器(soec)または燃料セル(sofc) | |
JP2006294508A (ja) | 燃料電池発電装置および運転停止方法 | |
EP3076467B1 (en) | Cell stack device, module, and module housing device | |
JP2014194065A (ja) | 電解セルユニット、電解セルスタック装置および電解装置 | |
JP6289828B2 (ja) | 水素製造装置 | |
JP5005896B2 (ja) | 水蒸気電解方法及び水蒸気電解装置 | |
JP5514266B2 (ja) | 水蒸気電解装置及び水蒸気電解方法 | |
JP2008260971A (ja) | 水蒸気電解装置及び水蒸気電解方法 | |
US9876250B2 (en) | Cell stack device, module, and module housing device | |
JP2009174018A (ja) | 水素製造装置 | |
JP2016115522A (ja) | セルスタック装置、モジュールおよびモジュール収容装置 | |
US20220190377A1 (en) | Fuel cell cartridge, fuel cell module, and combined power generation system | |
JP5742075B2 (ja) | ガス分解素子、発電装置 | |
US20220045348A1 (en) | Electrochemical cell and hydrogen generation method | |
JP7555037B2 (ja) | 電気化学セル及び水素生成方法 | |
JP5211706B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池 | |
JP5655508B2 (ja) | ガス分解素子、発電装置及びガス分解方法 | |
JP2007126321A (ja) | 燃料電池用の改質器及び燃料電池 | |
JP5946027B2 (ja) | ガス分解装置及び発電装置 | |
JP6163386B2 (ja) | 燃料電池システム、及びその保護方法 | |
JP5545227B2 (ja) | ガス分解装置及び発電装置 | |
JP2015118808A (ja) | 還元処理装置及び還元処理方法 | |
JP2023180284A (ja) | 電気化学装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160209 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161006 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161018 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161219 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170117 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20171127 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20171128 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180207 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6289828 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |