JP7468599B2 - 水電解装置の短絡検知方法、水素製造方法、及び、水電解装置 - Google Patents
水電解装置の短絡検知方法、水素製造方法、及び、水電解装置 Download PDFInfo
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Description
本開示は水分解装置の短絡検知に関する。
特許文献１には、停止状態のスタックについて短絡を検知するプログラムが開示されている。具体的には補助電源を用いて電圧Ｖを印加したときの電流値Ｉからセル抵抗Ｒを求め、このＲが閾値内かどうかで判定するものである。
しかしながら、当該従来技術では水電解装置が稼働中に短絡を検知することができない。すなわち、停止状態のスタックに補助電源により電圧を印加するため、停止状態の異常検知しかできない。
そこで本開示は、水電解装置において、稼働中であっても短絡の検知を可能とすることを目的とする。
そこで本開示は、水電解装置において、稼働中であっても短絡の検知を可能とすることを目的とする。
本願は、複数の水電解セルが配置された水電解装置の水電解セルの短絡を検知する方法であって、水電解セルのｎ枚ごとに電圧センサを設置し、水電解装置の稼働中に電圧センサによりｎ枚の水電解セルの電圧を測定して、定常の水電解電圧をＶｍ、基準電圧をＶｂとしたとき、検知される電圧が、（ｎ－1）Ｖｍ＋Ｖｂ未満となったときに短絡であると判定する、水電解装置の短絡検知方法を開示する。
また本願は、水電解装置により水素を生成しつつ、上記水電解装置の短絡検知方法により短絡検知を行う、水素製造方法を開示する。
また本願は、水電解セルにより水電解をして水素を得る水電解装置であって、複数の水電解セルと、複数の水電解セルのｎ枚ごとに設けられた電圧センサと、電圧センサから電圧を取得する制御器と、を有し、制御器は、水電解装置の稼働中に電圧センサによりｎ枚の水電解セルの電圧を測定して、定常の水電解電圧をＶｍ、基準電圧をＶｂとしたとき、ｎ枚の水電解セルについて検知される電圧が、（ｎ－1）Ｖｍ＋Ｖｂ未満となったときに短絡であるとする旨の報知をする、水電解装置を開示する。
本開示によれば、水電解装置の稼働中においても常時短絡を検知可能で短絡を早期に発見することができる。
１．水電解装置
図１には１つの形態にかかる水電解装置１０を概念的に表した。
本形態で水電解装置１０は、水電解スタック２０、酸素側経路３０、水素側経路４０、及び制御器５０を有している。水電解装置１０では、水電解スタック２０に具備された水電解セル２１に対して酸素側経路３０から純水を供給して通電することで水を水素と酸素とに分解し、水素を得て水素側経路４０に分離する。
図１には１つの形態にかかる水電解装置１０を概念的に表した。
本形態で水電解装置１０は、水電解スタック２０、酸素側経路３０、水素側経路４０、及び制御器５０を有している。水電解装置１０では、水電解スタック２０に具備された水電解セル２１に対して酸素側経路３０から純水を供給して通電することで水を水素と酸素とに分解し、水素を得て水素側経路４０に分離する。
１．１．水電解スタック、水電解セル、センサ
図２に水電解セル２１の形態を概念的に示した。水電解セル２１は純水を水素と酸素とに分解するための単位要素であり、このような水分解セル２１が複数積層されて水電解スタック２０に配置されている。
水電解セル２１は公知の通りであるが、本形態では複数の層からなり、固体高分子電解質膜２２を挟んで一方が酸素発生極（アノード）、他方が水素発生極（カソード）となる。
固体高分子電解質膜２２を構成する材料は固体高分子材料であり、例えばフッ素系樹脂や炭化水素系樹脂材料等により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜が挙げられる。これは湿潤状態で良好なプロトン伝導性（電気伝導性）を示す。より具体的にはパーフルオロスルホン酸膜であるナフィオン（登録商標）が挙げられる。
図２に水電解セル２１の形態を概念的に示した。水電解セル２１は純水を水素と酸素とに分解するための単位要素であり、このような水分解セル２１が複数積層されて水電解スタック２０に配置されている。
水電解セル２１は公知の通りであるが、本形態では複数の層からなり、固体高分子電解質膜２２を挟んで一方が酸素発生極（アノード）、他方が水素発生極（カソード）となる。
固体高分子電解質膜２２を構成する材料は固体高分子材料であり、例えばフッ素系樹脂や炭化水素系樹脂材料等により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜が挙げられる。これは湿潤状態で良好なプロトン伝導性（電気伝導性）を示す。より具体的にはパーフルオロスルホン酸膜であるナフィオン（登録商標）が挙げられる。
酸素発生極（アノード）には固体高分子電解質膜２２側から酸素極触媒層２３、酸素極ガス拡散層２４、及び酸素極セパレータ２５をこの順に備えている。
酸素極触媒層２３は、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｉｒ等の貴金属触媒及びその酸化物を少なくとも１つ以上含む電極触媒からなる層である。
酸素極ガス拡散層２４はガス透過性及び導電性を有する部材によって構成されている。
具体的には金属繊維又は金属粒子等からなる多孔質導電性部材を挙げることができる。
酸素極セパレータ２５は、酸素極ガス拡散層２４に供給する純水及び分解した酸素が流れる流路２５ａを備える部材である。
酸素極触媒層２３は、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｉｒ等の貴金属触媒及びその酸化物を少なくとも１つ以上含む電極触媒からなる層である。
酸素極ガス拡散層２４はガス透過性及び導電性を有する部材によって構成されている。
具体的には金属繊維又は金属粒子等からなる多孔質導電性部材を挙げることができる。
酸素極セパレータ２５は、酸素極ガス拡散層２４に供給する純水及び分解した酸素が流れる流路２５ａを備える部材である。
水素発生極（カソード）は固体高分子電解質膜２２の面のうち酸素発生極が配置された面とは反対側の面に設けられ、固体高分子電解質膜２２側から水素極触媒層２６、水素極ガス拡散層２７、及び水素極セパレータ２８をこの順に備えている。
水素極触媒層２６は例えばＰｔ等を含む層を挙げることができる。
水素極ガス拡散層２７は、ガス透過性及び導電性を有する部材によって構成されている。具体的にはカーボンクロスやカーボンペーパー等の多孔質部材等を挙げることができる。
水素極セパレータ２８は、分離した水素、及び、これに随伴した水が流れる流路２８ａを備える部材である。
水素極触媒層２６は例えばＰｔ等を含む層を挙げることができる。
水素極ガス拡散層２７は、ガス透過性及び導電性を有する部材によって構成されている。具体的にはカーボンクロスやカーボンペーパー等の多孔質部材等を挙げることができる。
水素極セパレータ２８は、分離した水素、及び、これに随伴した水が流れる流路２８ａを備える部材である。
酸素極セパレータ２５の流路２５ａから酸素発生極に供給された純水（Ｈ２Ｏ）は、酸素発生極と水素発生極との間に通電することで、電位がかかった酸素極触媒層２３で酸素
、電子及びプロトン（Ｈ＋）に分解される。このときプロトンは固体高分子電解質膜２２を通り水素極触媒層２６に移動する。一方、酸素極触媒層２３で分離された電子は外部回路を通り水素極触媒層２６に達する。そして、水素極触媒層２６にてプロトンが電子を受け取り水素が発生する。発生した水素は水素極セパレータ２８に達して流路２８ａから排出され、水素側経路４０へ移動する。なお、酸素極触媒層２３で分離した酸素は酸素極セパレータ２５に達して流路２５ａから排出され、酸素側経路３０に移動する。
、電子及びプロトン（Ｈ＋）に分解される。このときプロトンは固体高分子電解質膜２２を通り水素極触媒層２６に移動する。一方、酸素極触媒層２３で分離された電子は外部回路を通り水素極触媒層２６に達する。そして、水素極触媒層２６にてプロトンが電子を受け取り水素が発生する。発生した水素は水素極セパレータ２８に達して流路２８ａから排出され、水素側経路４０へ移動する。なお、酸素極触媒層２３で分離した酸素は酸素極セパレータ２５に達して流路２５ａから排出され、酸素側経路３０に移動する。
また、水電解スタック２０では、複数配置された水電解セル２１のそれぞれの電圧を測定することができるように構成されている。複数の水電解セル２１のそれぞれの電圧を測定することができれば具体的な形態は特に限定されることないが、例えば本形態のようにそれぞれの水電解セル２１に対してセンサ（電圧センサ）２９を配置することが挙げられる。後述するように各水電解セル２１で得られた電圧の値に基づいて制御器５０が短絡の有無を判定する処理を行う。
なお、水電解中（水素生成中）において、各水電解セル２１は正常であれば（短絡していなければ）、定常電流密度Ｊｍ（Ａ／ｃｍ２）、定常電圧Ｖｍ（Ｖ）で作動している。一方、短絡が生じていると同じ電流密度であっても定常電圧より低い電圧となる。
なお、水電解中（水素生成中）において、各水電解セル２１は正常であれば（短絡していなければ）、定常電流密度Ｊｍ（Ａ／ｃｍ２）、定常電圧Ｖｍ（Ｖ）で作動している。一方、短絡が生じていると同じ電流密度であっても定常電圧より低い電圧となる。
１．２．酸素側経路（給水側経路）
酸素側経路（給水側経路）３０は、水電解スタック２０の水電解セル２１に対して純水を供給し酸素を得る、配管を含む経路である。酸素側経路３０ではポンプ３１により水電解スタック２０に向けて純水を供給し、発生した酸素及び使用されなかった水は水電解スタック２０から排出されて気液分離器３２に供給される。気液分離器３２では純水と酸素とが分離される。分離された酸素は排出され、純水は再度ポンプ３１に供給される。なお、不足した純水はポンプ３３から気液分離器３２に供給される。これらの各機器が配管により接続されている。
酸素側経路（給水側経路）３０は、水電解スタック２０の水電解セル２１に対して純水を供給し酸素を得る、配管を含む経路である。酸素側経路３０ではポンプ３１により水電解スタック２０に向けて純水を供給し、発生した酸素及び使用されなかった水は水電解スタック２０から排出されて気液分離器３２に供給される。気液分離器３２では純水と酸素とが分離される。分離された酸素は排出され、純水は再度ポンプ３１に供給される。なお、不足した純水はポンプ３３から気液分離器３２に供給される。これらの各機器が配管により接続されている。
１．３．水素側経路
水素側経路４０は、水電解スタック２０で分離した水素を取り出す配管を含む経路である。水素側経路４０では水電解スタック２０の水電解セル２１から排出された水素及び水（純水）が気液分離器４１に供給される。気液分離器４１では水と水素とが分離される。分離された水素は集められ、水はポンプ４２で酸素側経路３０の気液分離器３２に送られて再び利用される。これらの各機器が配管により接続されている。
水素側経路４０は、水電解スタック２０で分離した水素を取り出す配管を含む経路である。水素側経路４０では水電解スタック２０の水電解セル２１から排出された水素及び水（純水）が気液分離器４１に供給される。気液分離器４１では水と水素とが分離される。分離された水素は集められ、水はポンプ４２で酸素側経路３０の気液分離器３２に送られて再び利用される。これらの各機器が配管により接続されている。
１．４．制御器
制御器５０は、本開示の水電解装置の短絡検知方法を水電解装置１０で行うための制御器である。制御器５０の態様は特に限定されることはないが、典型的にはコンピュータにより構成することができる。図３に制御器５０としてのコンピュータ５０の構成例を概念的に示した。
制御器５０は、本開示の水電解装置の短絡検知方法を水電解装置１０で行うための制御器である。制御器５０の態様は特に限定されることはないが、典型的にはコンピュータにより構成することができる。図３に制御器５０としてのコンピュータ５０の構成例を概念的に示した。
コンピュータ５０は、プロセッサーであるＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、作業領域として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）５２、記憶媒体としてのＲＯＭ（Read-Only Memory）５３、有線、無線を問わず情報をコンピュータ５０に受け入れるインターフェイスである受信部５４、及び、有線、無線を問わず情報をコンピュータ５０から外部に送るインターフェイスである出力部５５を備える。
受信部５４には水電解スタック２０に設けられた各センサ２９が電気的に接続され、それぞれの値（電圧）を信号として受信できるように構成されている。
一方、出力部５５には短絡の有無の判定結果を表示するようにモニタが接続されている。
受信部５４には水電解スタック２０に設けられた各センサ２９が電気的に接続され、それぞれの値（電圧）を信号として受信できるように構成されている。
一方、出力部５５には短絡の有無の判定結果を表示するようにモニタが接続されている。
コンピュータ５０には、本開示の水電解装置の短絡検知方法の過程を具体的な指令とし、これを実行するためのコンピュータプログラムが保存されている。コンピュータ５０では、ハードウェア資源としてのＣＰＵ５１、ＲＡＭ５２、及び、ＲＯＭ５３と、コンピュータプログラムとが協働する。具体的には、ＣＰＵ５１が、受信部５４を介して取得したセンサ２９からの圧力を表す信号に基づきＲＯＭ５３に記録されたコンピュータプログラムを作業領域として機能するＲＡＭ５２で実行することによって機能を実現する。ＣＰＵ５１が取得又は生成した情報はＲＡＭ５２に格納される。また、本開示の水電解装置の短絡検知方法の過程に基づき必要に応じて出力部５５を介して短絡の有無をモニタに表示する。
具体的な本開示の水電解装置の短絡検知方法の内容については次に説明する。
具体的な本開示の水電解装置の短絡検知方法の内容については次に説明する。
２．水電解装置の短絡検知方法（第１の態様）
図４に、本開示の第１の形態にかかる、水電解装置の短絡検知方法Ｓ１０（以下、「検知方法Ｓ１０」と記載することがある。）の流れを示す。図４からわかるように、検知方法Ｓ１０は、過程Ｓ１１～過程Ｓ１５を含んでいる。上記した制御器５０に保存されるコンピュータプログラムは当該検知方法Ｓ１０の各過程を実行するための具体的なコンピュータに対する指令により構成されている。
図４に、本開示の第１の形態にかかる、水電解装置の短絡検知方法Ｓ１０（以下、「検知方法Ｓ１０」と記載することがある。）の流れを示す。図４からわかるように、検知方法Ｓ１０は、過程Ｓ１１～過程Ｓ１５を含んでいる。上記した制御器５０に保存されるコンピュータプログラムは当該検知方法Ｓ１０の各過程を実行するための具体的なコンピュータに対する指令により構成されている。
２．１．過程Ｓ１１
過程Ｓ１１では、水分解が行われている状態で、各水電解セル２１に備えられたセンサ２９から各水電解セル２１の電圧を取得する。この時には各水電解セルは図５に示したように定常電流密度Ｊｍ（Ａ／ｃｍ２）とされている。
過程Ｓ１１では、水分解が行われている状態で、各水電解セル２１に備えられたセンサ２９から各水電解セル２１の電圧を取得する。この時には各水電解セルは図５に示したように定常電流密度Ｊｍ（Ａ／ｃｍ２）とされている。
２．２．過程Ｓ１２、過程Ｓ１３、過程Ｓ１４
過程Ｓ１２では複数の水電解セル２１毎に、電圧が基準電圧Ｖｂ未満であるかを判定する。図５に示したように定常電流密度Ｊｍ（Ａ／ｃｍ２）において通常（短絡が無い状態）であれば定常電圧Ｖｍ（Ｖ）となるところ、短絡が生じていると電圧は基準電圧Ｖｂ未満（点Ａ）となる。ここで、基準電圧Ｖｂの具体的な大きさは特に限定されることはないが、例えば１．４８（Ｖ）とすることができる。
過程Ｓ１２で電圧が基準電圧Ｖｂ以上である場合にはＮｏが選択され、過程Ｓ１３に進む。過程Ｓ１３では当該水電解セル２１には短絡がないと判定する。
一方、過程Ｓ１２で電圧が基準電圧Ｖｂ未満である場合にはＹｅｓが選択され、過程Ｓ１４に進む。過程Ｓ１４では当該水電解セル２１には短絡があると判定する。
過程Ｓ１２では複数の水電解セル２１毎に、電圧が基準電圧Ｖｂ未満であるかを判定する。図５に示したように定常電流密度Ｊｍ（Ａ／ｃｍ２）において通常（短絡が無い状態）であれば定常電圧Ｖｍ（Ｖ）となるところ、短絡が生じていると電圧は基準電圧Ｖｂ未満（点Ａ）となる。ここで、基準電圧Ｖｂの具体的な大きさは特に限定されることはないが、例えば１．４８（Ｖ）とすることができる。
過程Ｓ１２で電圧が基準電圧Ｖｂ以上である場合にはＮｏが選択され、過程Ｓ１３に進む。過程Ｓ１３では当該水電解セル２１には短絡がないと判定する。
一方、過程Ｓ１２で電圧が基準電圧Ｖｂ未満である場合にはＹｅｓが選択され、過程Ｓ１４に進む。過程Ｓ１４では当該水電解セル２１には短絡があると判定する。
２．３．過程Ｓ１５
過程Ｓ１５では、過程Ｓ１３、過程Ｓ１４で判定した事項をモニタ等に表示することで報知する。この表示には短絡の有無に加えて、当該有無の判定の対象となった水電解セル２１の位置（積層された複数の水電解セル２１の積層位置等）を合わせて表示してもよい。
過程Ｓ１５では、過程Ｓ１３、過程Ｓ１４で判定した事項をモニタ等に表示することで報知する。この表示には短絡の有無に加えて、当該有無の判定の対象となった水電解セル２１の位置（積層された複数の水電解セル２１の積層位置等）を合わせて表示してもよい。
２．４．効果等
本形態の検知方法Ｓ１０では、通常の水電解による水素製造を行いながら短絡の検知をすることができるため常時短絡の有無を知ることが可能となる。また、モニタの使用量を削減してコンパクト、低コスト化を図ることができる。
本形態の検知方法Ｓ１０では、通常の水電解による水素製造を行いながら短絡の検知をすることができるため常時短絡の有無を知ることが可能となる。また、モニタの使用量を削減してコンパクト、低コスト化を図ることができる。
なお、上記では１つの水電解セルに対して１つの電圧を取得するように構成した。ただしこれに限らず例えば２つの水電解セルを合わせて１つの電圧を取得する、又は、３つ以上（ｎ個）の水電解セルを合わせて１つの電圧を取得してもよい。このときには、過程Ｓ１２における判定は、検知した電圧が基準電圧Ｖｂ未満であるという判定基準に代えて、検知した電圧が、（ｎ－１）・Ｖｍ＋Ｖｂ未満であったとき、ｎのうちのいずれかの水電解セルで短絡があると判定することができる。ただし、ｎの数は少ない方が短絡した水電解セルを特定し易いため好ましい。
３．水電解装置の短絡検知方法（第２の態様）
図６に、本開示の第２の形態にかかる、水電解装置の短絡検知方法Ｓ２０（以下、「検知方法Ｓ２０」と記載することがある。）の流れを示す。図６からわかるように、検知方法Ｓ２０は、過程Ｓ２１～過程Ｓ２６を含んでいる。上記した制御器５０に保存されるコンピュータプログラムは当該検知方法Ｓ２０の各過程を実行するための具体的なコンピュータに対する指令により構成されている。
図６に、本開示の第２の形態にかかる、水電解装置の短絡検知方法Ｓ２０（以下、「検知方法Ｓ２０」と記載することがある。）の流れを示す。図６からわかるように、検知方法Ｓ２０は、過程Ｓ２１～過程Ｓ２６を含んでいる。上記した制御器５０に保存されるコンピュータプログラムは当該検知方法Ｓ２０の各過程を実行するための具体的なコンピュータに対する指令により構成されている。
３．１．過程Ｓ２１
過程Ｓ２１では、水分解が行われている状態で、図７に示したように電流密度をＪｍからＪｌに低下させる（低下電流密度Ｊｌ（Ａ／ｃｍ２））。ただし、電流密度を低下させることにより検知される電圧も低下するが、この低下させた電流密度は検知される電圧が基準電圧Ｖｂより小さくならないようにする。低下電流密度Ｊｌの具体的な大きさは特に限定されることはないが、例えば０．１（Ａ／ｃｍ２）とすることができる。
過程Ｓ２１では、水分解が行われている状態で、図７に示したように電流密度をＪｍからＪｌに低下させる（低下電流密度Ｊｌ（Ａ／ｃｍ２））。ただし、電流密度を低下させることにより検知される電圧も低下するが、この低下させた電流密度は検知される電圧が基準電圧Ｖｂより小さくならないようにする。低下電流密度Ｊｌの具体的な大きさは特に限定されることはないが、例えば０．１（Ａ／ｃｍ２）とすることができる。
３．２．過程Ｓ２２
過程Ｓ２２では、水分解が行われている状態で、各水電解セル２１に備えられたセンサ２９から各水電解セル２１の電圧を取得する。この時には各水電解セルは過程Ｓ２１で、図７に示したように低下電流密度Ｊｌ（Ａ／ｃｍ２）とされている。
過程Ｓ２２では、水分解が行われている状態で、各水電解セル２１に備えられたセンサ２９から各水電解セル２１の電圧を取得する。この時には各水電解セルは過程Ｓ２１で、図７に示したように低下電流密度Ｊｌ（Ａ／ｃｍ２）とされている。
３．３．過程Ｓ２３、過程Ｓ２４、過程Ｓ２５
過程Ｓ２３では複数の水電解セル２１毎に、電圧が基準電圧Ｖｂ未満であるかを判定する。図７に示したように低下電流密度Ｊｌ（Ａ／ｃｍ２）において通常（短絡が無い状態）であれば低下電圧Ｖｌ（Ｖ）となるところ、短絡が生じていると電圧は基準電圧Ｖｂ未満（点Ｂ）となる。ここで、基準電圧Ｖｂの具体的な大きさは特に限定されることはないが、例えば１．４８（Ｖ）とすることができる。
過程Ｓ２３で電圧が基準電圧Ｖｂ以上である場合にはＮｏが選択され、過程Ｓ２４に進む。過程Ｓ２４では当該水電解セル２１には短絡がないと判定する。
一方、過程Ｓ２３で電圧が基準電圧Ｖｂ未満である場合にはＹｅｓが選択され、過程Ｓ２５に進む。過程Ｓ２５では当該水電解セル２１には短絡があると判定する。
過程Ｓ２３では複数の水電解セル２１毎に、電圧が基準電圧Ｖｂ未満であるかを判定する。図７に示したように低下電流密度Ｊｌ（Ａ／ｃｍ２）において通常（短絡が無い状態）であれば低下電圧Ｖｌ（Ｖ）となるところ、短絡が生じていると電圧は基準電圧Ｖｂ未満（点Ｂ）となる。ここで、基準電圧Ｖｂの具体的な大きさは特に限定されることはないが、例えば１．４８（Ｖ）とすることができる。
過程Ｓ２３で電圧が基準電圧Ｖｂ以上である場合にはＮｏが選択され、過程Ｓ２４に進む。過程Ｓ２４では当該水電解セル２１には短絡がないと判定する。
一方、過程Ｓ２３で電圧が基準電圧Ｖｂ未満である場合にはＹｅｓが選択され、過程Ｓ２５に進む。過程Ｓ２５では当該水電解セル２１には短絡があると判定する。
３．４．過程Ｓ２６
過程Ｓ２６では、過程Ｓ２４、過程Ｓ２５で判定した事項をモニタ等に表示することで報知する。この表示には短絡の有無に加えて、当該有無の判定の対象となった水電解セル２１の位置（積層された複数の水電解セル２１の積層位置等）を合わせて表示してもよい。
過程Ｓ２６では、過程Ｓ２４、過程Ｓ２５で判定した事項をモニタ等に表示することで報知する。この表示には短絡の有無に加えて、当該有無の判定の対象となった水電解セル２１の位置（積層された複数の水電解セル２１の積層位置等）を合わせて表示してもよい。
３．５．効果等
本形態の検知方法Ｓ２０では、通常の水電解よりは低下しつつも水電解を行いつつ短絡の検知をすることができるため常時短絡の有無を知ることが可能となる。このとき図５と図７とを対比してもわかるように、短絡がないときに検知される電圧（図５のＶｍ、図７のＶｌ）と基準電圧Ｖｂとの差が検知方法Ｓ２０の方が小さくなる。これにより、検知方法Ｓ２０では検知方法Ｓ１０に比べてわずかの電圧低下で基準電圧Ｖｂに達することから、検知精度が高くなり、さらに早期に短絡検知が可能となる。
本形態の検知方法Ｓ２０では、通常の水電解よりは低下しつつも水電解を行いつつ短絡の検知をすることができるため常時短絡の有無を知ることが可能となる。このとき図５と図７とを対比してもわかるように、短絡がないときに検知される電圧（図５のＶｍ、図７のＶｌ）と基準電圧Ｖｂとの差が検知方法Ｓ２０の方が小さくなる。これにより、検知方法Ｓ２０では検知方法Ｓ１０に比べてわずかの電圧低下で基準電圧Ｖｂに達することから、検知精度が高くなり、さらに早期に短絡検知が可能となる。
検知方法Ｓ２０については、通常の水素製造において定期的に検知方法Ｓ２０の短絡検知を行うようにして水素製造を行うことができる。
１０ 水電解装置
２０ 水電解スタック
２１ 水電解セル
２９ センサ（電圧センサ）
３０ 酸素側経路（給水側経路）
４０ 水素側経路
５０ 制御器
２０ 水電解スタック
２１ 水電解セル
２９ センサ（電圧センサ）
３０ 酸素側経路（給水側経路）
４０ 水素側経路
５０ 制御器
Claims (2)
- 複数の水電解セルが配置された水電解装置の前記水電解セルの短絡を検知する方法であって、
前記水電解セルのｎ枚ごとに電圧センサを設置し、前記水電解装置の稼働中に水電解が行われている状態で前記電圧センサにより前記ｎ枚の前記水電解セルの電圧を測定して、定常の水電解電圧をＶｍ、基準電圧をＶｂとしたとき、検知される電圧が、（ｎ－1）Ｖｍ＋Ｖｂ未満となったときに短絡であると判定する、
水電解装置の短絡検知方法。 - 水電解セルにより水電解をして水素を得る水電解装置であって、
複数の前記水電解セルと、
前記複数の水電解セルのｎ枚ごとに設けられた電圧センサと、
前記電圧センサから電圧を取得する制御器と、を有し、
前記制御器は、前記水電解装置の稼働中に前記水電解セルによる水電解が行われて水素が生成されている状態で、前記電圧センサにより前記ｎ枚の前記水電解セルの電圧を測定して、定常の水電解電圧をＶｍ、基準電圧をＶｂとしたとき、前記ｎ枚の前記水電解セルについて検知される電圧が、（ｎ－1）Ｖｍ＋Ｖｂ未満となったときに短絡であるとする旨の報知をする、
水電解装置。
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