JP7409769B2 - 水素製造セル及び水素製造セルを用いた水素製造方法 - Google Patents
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Description
これに対し従来は、前記したように山部や凸部等の接触部分のみで反応が進む。その結果当該接触部分は、他の部分よりも早く劣化して電極全面を有効に使うことなく寿命を迎えてしまう。また当該接触部分では面圧が他の領域よりも高くなっており、機械的、化学的要因による膜痩せ加速が生じるため、両極の電極同士が接触するショートのリスクもあった。
この点前記した実施の形態では、電解質膜11と水素側集電体12とが全面で圧接して接触するので、そのようなリスクを大きく抑えることができる。
また本発明で使用される電解質膜としては乾燥状態と湿潤状態で膜のサイズがなるべく変わらないものが適している。局所的に力がかかることを抑えるためである。したがって、かかる点から、本発明の電解質膜に適した材料としては、例えばフッ素系電解質膜、アルカリ系電解質膜、炭化水素系電解質膜等が挙げられる。
2、3 エンドプレート
4 水素製造セルスタック
5 直流電源
10 水素製造セル
11 電解質膜
11a 固体高分子膜
11d~11g 連通口
12 水素側集電体
12d、12g 連通口
13 酸素側集電体
13e、13f 連通口
14 セパレータ
14d~14g 連通口
15 流路形成板
15b 流路
16 セパレータ
16d~16g 連通口
P1 純水入口ポート
P2 純水出口ポート
P3、P4 水素出口ポート
Claims (6)
- 電極触媒層が両面に形成された固体高分子電解質の両面に酸素側集電体と水素側集電体が配され、前記酸素側集電体と水素側集電体の各外側に配置した分離体で、前記酸素側集電体と水素側集電体を挟持した構成を有し、水電解によって水素を製造する水素製造セルであって、
前記水素側集電体は内部に有機的につながった多数の空隙を有しており、
前記水素側集電体の外側に配置される分離体の前記水素側集電体側の表面は平坦であり、
前記水素側集電体の外側に配置される分離体と前記水素側集電体との間には、電気分解の際に発生する反応流体の回収用の専用流路が形成されておらず、電気分解の際に発生する反応流体は、前記水素側集電体の内部の空隙を通じて回収されるように構成され、
前記水素側集電体から発生する反応流体の回収部は、前記水素側集電体における1組の対向辺部に各々形成され、
前記水素側集電体は長辺部と短辺部とを有する形状であり、前記回収部は、対向する長辺部側に各々形成されていることを特徴とする、水素製造セル。 - 前記水素側集電体から発生する反応流体の回収部は連通口であり、
前記酸素側集電体の原料水入口、反応流体の出口となる各連通口は、前記水素側集電体の連通口よりも大きく設定されていることを特徴とする、請求項1に記載の水素製造セル。 - 前記酸素側集電体の外側に配置される分離体と前記酸素側集電体との間には、反応流体が流れる専用流路が形成されていることを特徴とする、請求項1又は2のいずれか一項に記載の水素製造セル。
- 前記水素側集電体の空隙率は、50%~99%であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の水素製造セル。
- 前記回収部は、前記対向辺部において各々複数形成されていることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の水素製造セル。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載の水素製造セルを用いた水素製造方法であって、
前記酸素側集電体と水素側集電体との間に電圧を印加して、前記水素側集電体から水素ガスを発生させることを特徴とする、水素製造方法。
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