JP6979636B1 - 圧縮装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記カソードガス流路が設けられた端板は、前記カソードガス流路の外周面を含む第1の領域が第1の鋼材で構成され、前記第1の領域と異なる第2の領域が第2の鋼材で構成され、前記第1の鋼材は、前記第2の鋼材よりも水素脆化耐性が高く、前記第2の鋼材は、前記第1の鋼材よりも剛性が高い。
上記圧縮装置のアノード流体は、アノードにおける酸化反応でプロトンを生成する流体であれば、様々な種類のガス、液体が想定される。
図1Aは、第1実施形態の電気化学式水素ポンプの一例を示す図である。図1Bは、図1AのB部の拡大図である。
以下、電気化学式水素ポンプ100の水素圧縮動作の一例について、図面を参照しながら説明する。
カソード:2H++2e−→H2(高圧) ・・・(2)
このようにして、電気化学式水素ポンプ100では、電圧印加器50により電圧を印加することで、アノードANに供給される水素含有ガスから取り出されたプロトンを、カソードCAに移動させ、カソードCAで圧縮された水素が生成される。これにより、電気化学式水素ポンプ100の水素圧縮動作が行われ、カソードCAで圧縮された水素を含むカソードガスは、連絡経路、カソードガス導出マニホールドおよびカソードガス流路40を通過した後、カソードガス導出経路34を通じて、例えば、水素貯蔵器に一時的に貯蔵される。また、水素貯蔵器で貯蔵された水素は、適時に、水素需要体に供給される。なお、水素需要体として、例えば、水素を用いて発電する燃料電池などを挙げることができる。
第1実施例の電気化学式水素ポンプ100は、以下に説明する第1端板15Aおよび第1端板16Aの素材以外、第1実施形態の電気化学式水素ポンプ100と同様である。
式(3)において、Cは炭素、Siはケイ素、Mnはマンガン、Niはニッケル、Crはクロム、および、Moはモリブデンの各質量分率の値(%)を示す。
第2実施例の電気化学式水素ポンプ100は、以下に説明する第2端板15Bおよび第2端板16Bの素材以外、第1実施形態の電気化学式水素ポンプ100と同様である。
図2は、第2実施形態の電気化学式水素ポンプの一例を示す図である。
図3は、第3実施形態の電気化学式水素ポンプの一例を示す図である。
11 :給電板
12 :給電板
13 :絶縁板
14 :絶縁板
15A :第1端板
15B :第2端板
16A :第1端板
16B :第2端板
17 :締結器
21 :電解質膜
22 :カソード給電体
23 :カソード触媒層
24 :アノード触媒層
25 :アノード給電体
26 :アノードセパレーター
27 :カソードセパレーター
28 :絶縁体
30 :アノードガス導入マニホールド
31 :アノードガス導出マニホールド
32 :アノードガス導入経路
32A :第1連絡路
32B :第2連絡路
33 :アノードガス導出経路
34 :カソードガス導出経路
35 :アノードガス流路
40 :カソードガス流路
40S :外周面
41 :アノードガス供給流路
42 :アノードガス排出流路
45 :Oリング
50 :電圧印加器
60 :熱媒体流路
100 :電気化学式水素ポンプ
115A :第1端板
116A :第1端板
215 :端板
215A :第1部分
215B :第2部分
216 :端板
216A :第1部分
216B :第2部分
AN :アノード
CA :カソード
Claims (9)
- 電解質膜をアノードとカソードで挟持した電気化学セルを複数積層したスタックと、
前記スタックの積層方向における両端に設けられた一対の絶縁板と、
前記一対の絶縁板のそれぞれの外側に設けられた一対の端板と、
前記アノードとカソード間に電圧を印加する電圧印加器と、を備え、
前記電圧印加器により電圧を印加することで、前記アノードに供給されたアノード流体から取り出されたプロトンを、前記カソードに移動させ、圧縮された水素を生成する圧縮装置であって、
前記一対の端板の少なくとも一方には、圧縮された水素を含むカソードガスが通流するカソードガス流路が設けられ、
前記カソードガス流路が設けられた端板は、第1の領域が第1の鋼材で構成され、前記第1の領域と異なる第2の領域が第2の鋼材で構成され、かつ前記第2の領域に前記カソードガス流路が設けられてなく、前記第1の領域に前記カソードガス流路が設けられ、前記第1の鋼材は、前記第2の鋼材よりも水素脆化耐性が高く、前記第2の鋼材は、前記第1の鋼材よりも剛性が高い、圧縮装置。 - 前記カソードガス流路が設けられた端板は、前記カソードガス流路が設けられた第1端板と、前記第1端板の外側に設けられた第2端板とを備え、前記第1端板は、前記第1の鋼材で構成され、前記第2端板は、前記第2の鋼材で構成される、請求項1に記載の圧縮装置。
- 前記第1の鋼材は、ニッケル当量が26.3質量%以上を満たす、請求項1または2に記載の圧縮装置。
- 前記第1の鋼材は、日本工業規格(JIS)で、SUS316またはSUS316Lを含む、請求項1−3のいずれか1項に記載の圧縮装置。
- 前記第1の鋼材は、国際規格(ISO)15510で、4401−316−00−Iまたは4436−316−00−I、または、4404−316−03−I、4432−316−03−Iまたは4436−316−91−Iを含む、請求項1−3のいずれか1項に記載の圧縮装置。
- 前記第1の鋼材は、欧州規格(EN)で、1.4401または1.4436、または、1.4404、1.4432または1.4435を含む、請求項1−3のいずれか1項に記載の圧縮装置。
- 前記第1の鋼材は、米国規格(UNS)で、S31600またはS31603を含む、請求項1−3のいずれか1項に記載の圧縮装置。
- 前記第1の鋼材は、中国規格(GB)で、S31608またはS31603を含む、請求項1−3のいずれか1項に記載の圧縮装置。
- 前記第2の鋼材は、クロムモリブデン鋼を含む、請求項1−8のいずれか1項に記載の圧縮装置。
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