JPH09131510A - 固体高分子電解モジュール - Google Patents
固体高分子電解モジュールInfo
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- JPH09131510A JPH09131510A JP7291312A JP29131295A JPH09131510A JP H09131510 A JPH09131510 A JP H09131510A JP 7291312 A JP7291312 A JP 7291312A JP 29131295 A JP29131295 A JP 29131295A JP H09131510 A JPH09131510 A JP H09131510A
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- electrolytic
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- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応面積を大きくするとともに、膜面の電流
密度の分布を均一化する。 【解決手段】 電解素子２２を幅方向に折り目がつくよ
うに折り曲げて、対向した面間に第１の反応室２３と第
２の反応室２４とを交互に形成し、一方の折り目の頂部
の幅方向に沿って第１の導体２５を、他方の面の折り目
の頂部の幅方向に沿って第２の導体２６をそれぞれ陽極
及び陰極に接続し、第１の導体２５間を接続した第１の
給電体２７と、第２の導体２６間を接続した第２の給電
体２８との間に直流電源を接続する。これによって、反
応面積を大きくするとともに、電流密度の分布を均一に
できる。
密度の分布を均一化する。 【解決手段】 電解素子２２を幅方向に折り目がつくよ
うに折り曲げて、対向した面間に第１の反応室２３と第
２の反応室２４とを交互に形成し、一方の折り目の頂部
の幅方向に沿って第１の導体２５を、他方の面の折り目
の頂部の幅方向に沿って第２の導体２６をそれぞれ陽極
及び陰極に接続し、第１の導体２５間を接続した第１の
給電体２７と、第２の導体２６間を接続した第２の給電
体２８との間に直流電源を接続する。これによって、反
応面積を大きくするとともに、電流密度の分布を均一に
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、水素イオン導電
性の固体高分子電解質膜を用いた固体高分子電解モジュ
ールに関するものである。
性の固体高分子電解質膜を用いた固体高分子電解モジュ
ールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は、例えば特開昭６１−２１６７１
４号公報に記載された従来の固体高分子電解モジュール
の構成図である。図９において、水素イオン導電性の固
体高分子電解質膜からなる陽イオン交換膜１の各面にそ
れぞれ陰極２をホットプレス法によって接合し、陽極３
を無電解メッキ法によって接合することにより、電気化
学セルを構成している。なお、水素イオン導電性の固体
高分子電解質膜としては、例えばデュポン（Ｄｕ Ｐｏ
ｎｔ）社製のナフィオン１１７（ＮＡＦＩＯＮ：登録商
標）が用いられている。陰極２の背面には、陰極集電体
４を配設し、陽極３の背面には陽極集電体５を配設して
いる。さらに、陰極集電体４の背面には陰極端子板６を
配設し、陽極集電体５の背面には陽極端子板７を配設し
ている。そして、各構成要素１〜７は枠体８によって固
定している。
４号公報に記載された従来の固体高分子電解モジュール
の構成図である。図９において、水素イオン導電性の固
体高分子電解質膜からなる陽イオン交換膜１の各面にそ
れぞれ陰極２をホットプレス法によって接合し、陽極３
を無電解メッキ法によって接合することにより、電気化
学セルを構成している。なお、水素イオン導電性の固体
高分子電解質膜としては、例えばデュポン（Ｄｕ Ｐｏ
ｎｔ）社製のナフィオン１１７（ＮＡＦＩＯＮ：登録商
標）が用いられている。陰極２の背面には、陰極集電体
４を配設し、陽極３の背面には陽極集電体５を配設して
いる。さらに、陰極集電体４の背面には陰極端子板６を
配設し、陽極集電体５の背面には陽極端子板７を配設し
ている。そして、各構成要素１〜７は枠体８によって固
定している。
【０００３】ポンプ９で除湿の対象となる空気を陰極集
電体４の間隙部に形成された陰極室１０及び陽極集電体
５の間隙部に形成された陽極室１１に供給することによ
って、両室１０，１１に供給された空気中の水蒸気が陽
イオン交換膜１に吸収される。この状態で、両端子板
６，７間に１．４Ｖの直流電圧を印加すると、陰極２で
酸素の電解還元反応が起こり、陽極３で酸素の発生反応
が起こるとともに、陰極２の背面から水が漏出してく
る。漏出した水を水留め１２に貯留し、陰極２で脱酸素
された残余ガスが排出口１３から空気中に放出される。
また、陽極３から発生する酸素は、余剰空気とともに排
出口１４から空気中に放出される。
電体４の間隙部に形成された陰極室１０及び陽極集電体
５の間隙部に形成された陽極室１１に供給することによ
って、両室１０，１１に供給された空気中の水蒸気が陽
イオン交換膜１に吸収される。この状態で、両端子板
６，７間に１．４Ｖの直流電圧を印加すると、陰極２で
酸素の電解還元反応が起こり、陽極３で酸素の発生反応
が起こるとともに、陰極２の背面から水が漏出してく
る。漏出した水を水留め１２に貯留し、陰極２で脱酸素
された残余ガスが排出口１３から空気中に放出される。
また、陽極３から発生する酸素は、余剰空気とともに排
出口１４から空気中に放出される。
【０００４】次に陽イオン交換膜１と両極２，３とを接
合した電気化学セルの動作原理について説明する。図９
において、両極２，３間に直流電源（図示せず）から電
圧１．４Ｖを印加すると、陽極３では水が分解されて式
（１）の反応により陽極室１１内の湿度が低下する。 ２Ｈ2Ｏ→Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ- ・・・・・（１） このとき、陽極３に発生した水素イオン（Ｈ+）は陽イ
オン交換膜１を通って陰極２に達する。また、電子（ｅ
-）は直流電源（図示せず）の回路を通って陰極２に達
する。そして、陰極２では式（２）により酸素を消費し
て水を発生し、一部の水素イオンは式（３）の反応によ
り水素を発生する。 Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ- → ２Ｈ2Ｏ ・・・・・（２） ２Ｈ+＋２ｅ- → Ｈ2 ・・・・・（３） さらに、水素イオン（Ｈ＋）とともに平均３分子程度の
水が陽極３から陰極２へ移動する。したがって、陰極２
では式（２）の反応により陽極室１１内の水蒸気から水
を生成するとともに、陽極３から陰極２へ水が移動する
ので、陽極室１１内の湿度が低下する。
合した電気化学セルの動作原理について説明する。図９
において、両極２，３間に直流電源（図示せず）から電
圧１．４Ｖを印加すると、陽極３では水が分解されて式
（１）の反応により陽極室１１内の湿度が低下する。 ２Ｈ2Ｏ→Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ- ・・・・・（１） このとき、陽極３に発生した水素イオン（Ｈ+）は陽イ
オン交換膜１を通って陰極２に達する。また、電子（ｅ
-）は直流電源（図示せず）の回路を通って陰極２に達
する。そして、陰極２では式（２）により酸素を消費し
て水を発生し、一部の水素イオンは式（３）の反応によ
り水素を発生する。 Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ- → ２Ｈ2Ｏ ・・・・・（２） ２Ｈ+＋２ｅ- → Ｈ2 ・・・・・（３） さらに、水素イオン（Ｈ＋）とともに平均３分子程度の
水が陽極３から陰極２へ移動する。したがって、陰極２
では式（２）の反応により陽極室１１内の水蒸気から水
を生成するとともに、陽極３から陰極２へ水が移動する
ので、陽極室１１内の湿度が低下する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の固体高分子電解
モジュールは以上のように構成されているので、空間的
に固体高分子電解質膜が周囲の流体と接する反応面積を
大きくして、膜面の全体に電流密度の分布を均一化して
表面での反応を促進させることが困難であるという問題
点があった。
モジュールは以上のように構成されているので、空間的
に固体高分子電解質膜が周囲の流体と接する反応面積を
大きくして、膜面の全体に電流密度の分布を均一化して
表面での反応を促進させることが困難であるという問題
点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る固
体高分子電解モジュールは、所定幅の水素イオン導電性
の固体高分子電解質膜を陽極と陰極とで挟持して構成し
た電解素子を幅方向に折り目がつくように折り曲げて、
対向した電解素子の各面間に第１の反応室と第２の反応
室とを交互に形成し、折り曲げた一方の面の頂部の幅方
向に沿って第１の導体を、他方の面の頂部の幅方向に沿
って第２の導体をそれぞれ各極に電気的に接続し、第１
の導体間を第１の給電体で、第２の導体間を第２の給電
体でそれぞれ電気的に接続し、両給電体間に直流電源を
接続するようにしたものである。
体高分子電解モジュールは、所定幅の水素イオン導電性
の固体高分子電解質膜を陽極と陰極とで挟持して構成し
た電解素子を幅方向に折り目がつくように折り曲げて、
対向した電解素子の各面間に第１の反応室と第２の反応
室とを交互に形成し、折り曲げた一方の面の頂部の幅方
向に沿って第１の導体を、他方の面の頂部の幅方向に沿
って第２の導体をそれぞれ各極に電気的に接続し、第１
の導体間を第１の給電体で、第２の導体間を第２の給電
体でそれぞれ電気的に接続し、両給電体間に直流電源を
接続するようにしたものである。
【０００７】請求項２の発明に係る固体高分子電解モジ
ュールは、所定幅の複数の水素イオン導電性の固体高分
子電解質膜を陽極と陰極とで挟持して構成した電解素子
を間隔をあけて積層し、隣接した各端部を交互に閉塞し
て対向した固体高分子電解質の面間に第１の反応室と第
２の反応室とを交互に形成し、閉塞した一方の面の幅方
向に沿って第１の導体を、他方の面の幅方向に沿って第
２の導体をそれぞれ各極に電気的に接続し、第１の導体
間を第１の給電体で、第２の導体間を第２の給電体でそ
れぞれ電気的に接続したものである。
ュールは、所定幅の複数の水素イオン導電性の固体高分
子電解質膜を陽極と陰極とで挟持して構成した電解素子
を間隔をあけて積層し、隣接した各端部を交互に閉塞し
て対向した固体高分子電解質の面間に第１の反応室と第
２の反応室とを交互に形成し、閉塞した一方の面の幅方
向に沿って第１の導体を、他方の面の幅方向に沿って第
２の導体をそれぞれ各極に電気的に接続し、第１の導体
間を第１の給電体で、第２の導体間を第２の給電体でそ
れぞれ電気的に接続したものである。
【０００８】請求項３の発明に係る固体高分子電解モジ
ュールは、請求項１に記載の固体高分子電解モジュール
において、電解素子をＵ字形状に折り曲げたものであ
る。
ュールは、請求項１に記載の固体高分子電解モジュール
において、電解素子をＵ字形状に折り曲げたものであ
る。
【０００９】請求項４の発明に係る固体高分子電解モジ
ュールは、請求項１に記載の固体高分子電解モジュール
において、電解素子を折り曲げた頂部を絶縁部材で保持
したものである。
ュールは、請求項１に記載の固体高分子電解モジュール
において、電解素子を折り曲げた頂部を絶縁部材で保持
したものである。
【００１０】請求項５の発明に係る固体高分子電解モジ
ュールは、請求項１または請求項２に記載の固体高分子
電解モジュールにおいて、電解素子の第１の導体と第２
の導体との間を少なくとも１回曲折したものである。
ュールは、請求項１または請求項２に記載の固体高分子
電解モジュールにおいて、電解素子の第１の導体と第２
の導体との間を少なくとも１回曲折したものである。
【００１１】
実施の形態１．図１は実施の形態１の構成を示す平面図
である。図２は一部破断した図１の正面図、図３は図１
のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図、図４は図１の要部（電解
素子）を展開した断面図である。図１〜図４において、
１５は水素イオン導電性の固体高分子電解質膜で、例え
ばデュポン（Ｄｕ Ｐｏｎｔ）社製のナフィオン（ＮＡ
ＦＩＯＮ：登録商標）を使用している。１６，１７は厚
みが５０μｍ〜６０μｍのニッケル箔またはチタン箔に
水蒸気が通過可能な複数の孔１６ａ，１７ａを有する多
孔部材で、無電解めっき法（例えば、特開昭５７−１３
４５８６号公報）などの公知技術により触媒としての白
金めっきを施し、それぞれ固体高分子電解質膜１５の各
面にホットプレス（例えば、１５０℃，１分間，２０ｋ
ｇ／ｃｍ2）で加圧・加温して接合している。１８，１
９は多孔部材１６，１７の表面に形成した触媒層で、水
素イオン導電性の固体高分子電解質を含んだ溶液に白金
粉末を混合して、多孔部材１６，１７の表面に塗布した
ものである。なお、１６及び１８で陽極２０を、１７及
び１９で陰極２１を構成し、固体高分子電解質膜１５を
挟持している。さらに、１５、２０及び２１で電解素子
２２を構成している。
である。図２は一部破断した図１の正面図、図３は図１
のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図、図４は図１の要部（電解
素子）を展開した断面図である。図１〜図４において、
１５は水素イオン導電性の固体高分子電解質膜で、例え
ばデュポン（Ｄｕ Ｐｏｎｔ）社製のナフィオン（ＮＡ
ＦＩＯＮ：登録商標）を使用している。１６，１７は厚
みが５０μｍ〜６０μｍのニッケル箔またはチタン箔に
水蒸気が通過可能な複数の孔１６ａ，１７ａを有する多
孔部材で、無電解めっき法（例えば、特開昭５７−１３
４５８６号公報）などの公知技術により触媒としての白
金めっきを施し、それぞれ固体高分子電解質膜１５の各
面にホットプレス（例えば、１５０℃，１分間，２０ｋ
ｇ／ｃｍ2）で加圧・加温して接合している。１８，１
９は多孔部材１６，１７の表面に形成した触媒層で、水
素イオン導電性の固体高分子電解質を含んだ溶液に白金
粉末を混合して、多孔部材１６，１７の表面に塗布した
ものである。なお、１６及び１８で陽極２０を、１７及
び１９で陰極２１を構成し、固体高分子電解質膜１５を
挟持している。さらに、１５、２０及び２１で電解素子
２２を構成している。
【００１２】そして、電解素子２２は幅方向にＵ字形状
に複数の折り目がつくように折り曲げて、対向した各面
間にそれぞれ反応室２３，２４を形成している。２５，
２６はそれぞれ陽極２０及び陰極２１にろう付（例え
ば、９４０℃の真空炉内）により電気的に接続した導体
で、電解素子２２を折り曲げた各頂部になるように配置
してある。２７，２８はそれぞれ導体２５，２６に電気
的に接続した給電体で、直流電源（図示せず）が接続さ
れる。２９，３０は絶縁物からなる枠体で、それぞれ電
解素子２２を保持するとともに、反応室２３，２４を形
成している。３１，３２は絶縁物からなる閉塞部材で、
それぞれ各枠体２９，３０に固定されるとともに、各反
応室２３，２４の側面を閉塞している。なお、上記では
導体２５，２６を電解素子２２を折り曲げた各頂部に配
置したものについて示したが、例えば電解素子２２の各
頂部を絶縁部材（図示せず）で保持することにより、耐
振性を向上できる。
に複数の折り目がつくように折り曲げて、対向した各面
間にそれぞれ反応室２３，２４を形成している。２５，
２６はそれぞれ陽極２０及び陰極２１にろう付（例え
ば、９４０℃の真空炉内）により電気的に接続した導体
で、電解素子２２を折り曲げた各頂部になるように配置
してある。２７，２８はそれぞれ導体２５，２６に電気
的に接続した給電体で、直流電源（図示せず）が接続さ
れる。２９，３０は絶縁物からなる枠体で、それぞれ電
解素子２２を保持するとともに、反応室２３，２４を形
成している。３１，３２は絶縁物からなる閉塞部材で、
それぞれ各枠体２９，３０に固定されるとともに、各反
応室２３，２４の側面を閉塞している。なお、上記では
導体２５，２６を電解素子２２を折り曲げた各頂部に配
置したものについて示したが、例えば電解素子２２の各
頂部を絶縁部材（図示せず）で保持することにより、耐
振性を向上できる。
【００１３】上記構成のものにおいて、両給電体２７，
２８間に直流電源（図示せず）を接続すると、陽極２０
で酸素の発生反応が起こり、陰極２１で酸素の電解還元
反応が起こるとともに、陰極２１の背面から反応室２４
に水が漏出してくる。即ち、陽極２０では水が分解され
て式（４）の反応により反応室２３内の湿度が低下す
る。 ２Ｈ2Ｏ → Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ- ・・・・（４） このとき、陽極２０に発生した水素イオン（Ｈ+）は、
固体高分子電解質膜１５を通る。そして、電子ｅ-は外
部回路（図示せず）を通って陰極２１に達し、式（５）
の反応により酸素を消費して水を発生する。 Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ- → ２Ｈ2Ｏ ・・・・（５） また、一部の水素イオンＨ+は、式（６）の反応により
水素になる。 ２Ｈ+＋２ｅ- → Ｈ2 ・・・・（６） さらに、水素イオンＨ+とともに平均３分子程度の水が
陽極２０から陰極２１へ移動する。従って、陰極２１で
は式（５）の反応により生成する水とともに、更に余分
の水が陽極２０から陰極２１へ移動して、陽極２０側の
除湿空間である反応室２３の湿度を低下させる。
２８間に直流電源（図示せず）を接続すると、陽極２０
で酸素の発生反応が起こり、陰極２１で酸素の電解還元
反応が起こるとともに、陰極２１の背面から反応室２４
に水が漏出してくる。即ち、陽極２０では水が分解され
て式（４）の反応により反応室２３内の湿度が低下す
る。 ２Ｈ2Ｏ → Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ- ・・・・（４） このとき、陽極２０に発生した水素イオン（Ｈ+）は、
固体高分子電解質膜１５を通る。そして、電子ｅ-は外
部回路（図示せず）を通って陰極２１に達し、式（５）
の反応により酸素を消費して水を発生する。 Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ- → ２Ｈ2Ｏ ・・・・（５） また、一部の水素イオンＨ+は、式（６）の反応により
水素になる。 ２Ｈ+＋２ｅ- → Ｈ2 ・・・・（６） さらに、水素イオンＨ+とともに平均３分子程度の水が
陽極２０から陰極２１へ移動する。従って、陰極２１で
は式（５）の反応により生成する水とともに、更に余分
の水が陽極２０から陰極２１へ移動して、陽極２０側の
除湿空間である反応室２３の湿度を低下させる。
【００１４】上記のように構成した固体高分子電解モジ
ュールの電解素子２２の電流密度分布について説明す
る。電流密度Ｉを求める算式は、特開平２−１３１１１
７号公報（「電気化学ＩＩＩ」、共立出版株式会社初
版、昭和４９年１０月２５日発行、第１９８頁〜第２０
１頁）に開示されている式（７）により得られる。
ュールの電解素子２２の電流密度分布について説明す
る。電流密度Ｉを求める算式は、特開平２−１３１１１
７号公報（「電気化学ＩＩＩ」、共立出版株式会社初
版、昭和４９年１０月２５日発行、第１９８頁〜第２０
１頁）に開示されている式（７）により得られる。
【００１５】
【数１】
【００１６】ただし、Ｉ0：導体２５，２６の端部（Ｘ
＝０）における電流密度 Ｋ ：水素イオン伝導体膜の電気伝導度 Ｊ ：多孔部材１６，１７の電気伝導度 Ａ ：多孔部材１６，１７の厚さ Ｌ ：水素イオン伝導体膜の厚さ Ｘ ：導体２５，２６の端部（Ｘ＝０）からの距離 例えば、式（７）において、Ｉ／Ｉ0の最小値をＲと設
定した場合、式（８）の通りとなる。
＝０）における電流密度 Ｋ ：水素イオン伝導体膜の電気伝導度 Ｊ ：多孔部材１６，１７の電気伝導度 Ａ ：多孔部材１６，１７の厚さ Ｌ ：水素イオン伝導体膜の厚さ Ｘ ：導体２５，２６の端部（Ｘ＝０）からの距離 例えば、式（７）において、Ｉ／Ｉ0の最小値をＲと設
定した場合、式（８）の通りとなる。
【００１７】
【数２】
【００１８】即ち、波形の頂部毎に導体２５，２６を設
けた場合には、波形の高さをＸ／２にすれば、Ｉ／Ｉ0
の最小値をＲ以下にすることができる。従って、以上の
構成により、固体高分子電解質膜１５の全体にわたって
電流密度をＩ／Ｉ0の最小値Ｒ以上で均一にすることが
でき、電解反応の効率を高めることができる。
けた場合には、波形の高さをＸ／２にすれば、Ｉ／Ｉ0
の最小値をＲ以下にすることができる。従って、以上の
構成により、固体高分子電解質膜１５の全体にわたって
電流密度をＩ／Ｉ0の最小値Ｒ以上で均一にすることが
でき、電解反応の効率を高めることができる。
【００１９】実施の形態２．図５は実施の形態２の平面
図である。図６は一部破断した図５の正面図、図７は図
５のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図である。図５〜図７にお
いて、１５，２０〜２６、２９〜３２は実施の形態１の
ものと同様である。３３は絶縁部材３３ａを挟んで導電
性を有する接続片３３ｂ，３３ｃを一体化した接続体
で、隣接した電解素子２２の一端側を閉塞するととも
に、接続片３３ｂで各導体２５間を電気的に接続し、接
続片３３ｃで各導体間２６間を電気的に接続している。
３４は絶縁部材３４ａを挟んで導電性を有する接続片３
４ｂ，３４ｃを一体化した接続体で、隣接した電解素子
２２の他端側を閉塞するとともに、接続片３４ｂで導体
２６間を電気的に接続し、接続片３４ｃで導体２５間を
電気的に接続している。３５は絶縁部材３５ａを挟んで
導電性を有する接続片３５ｂ、３５ｃを一体化した接続
体で、電解素子２２の他端側と枠体２９との間を閉塞す
るとともに、接続片３５ｂを導体２６と電気的に接続
し、接続片３５ｃを導体２５と電気的に接続している。
３６は絶縁部材３６ａを挟んで導電性を有する接続片３
６ｂ，３６ｃを一体化した接続体で、電解素子２２の一
端側と枠体３０との間を閉塞するとともに、接続片３６
ｂを導体２５と電気的に接続し、接続片３６ｃを導体２
６と電気的に接続している。３７は接続片３３ｂ，３６
ｂに電気的に接続し枠体２９，３０で支持した給電体、
３８は接続片３４ｂ，３５ｂに電気的に接続し枠体２
９，３０で支持した給電体である。なお、両給電体３
７，３８間に直流電源（図示せず）を接続する。
図である。図６は一部破断した図５の正面図、図７は図
５のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図である。図５〜図７にお
いて、１５，２０〜２６、２９〜３２は実施の形態１の
ものと同様である。３３は絶縁部材３３ａを挟んで導電
性を有する接続片３３ｂ，３３ｃを一体化した接続体
で、隣接した電解素子２２の一端側を閉塞するととも
に、接続片３３ｂで各導体２５間を電気的に接続し、接
続片３３ｃで各導体間２６間を電気的に接続している。
３４は絶縁部材３４ａを挟んで導電性を有する接続片３
４ｂ，３４ｃを一体化した接続体で、隣接した電解素子
２２の他端側を閉塞するとともに、接続片３４ｂで導体
２６間を電気的に接続し、接続片３４ｃで導体２５間を
電気的に接続している。３５は絶縁部材３５ａを挟んで
導電性を有する接続片３５ｂ、３５ｃを一体化した接続
体で、電解素子２２の他端側と枠体２９との間を閉塞す
るとともに、接続片３５ｂを導体２６と電気的に接続
し、接続片３５ｃを導体２５と電気的に接続している。
３６は絶縁部材３６ａを挟んで導電性を有する接続片３
６ｂ，３６ｃを一体化した接続体で、電解素子２２の一
端側と枠体３０との間を閉塞するとともに、接続片３６
ｂを導体２５と電気的に接続し、接続片３６ｃを導体２
６と電気的に接続している。３７は接続片３３ｂ，３６
ｂに電気的に接続し枠体２９，３０で支持した給電体、
３８は接続片３４ｂ，３５ｂに電気的に接続し枠体２
９，３０で支持した給電体である。なお、両給電体３
７，３８間に直流電源（図示せず）を接続する。
【００２０】上記構成において、両給電体３７，３８間
に直流電源（図示せず）を接続すると、実施の形態１の
ものと同様に陽極２０で酸素の発生反応が起こり、陰極
２１で酸素の電解還元反応が起こるとともに、陰極２１
の背面から反応室２４に水が漏出してくる。以下、反応
は式（４）（５）（６）により、実施の形態１のものと
同様である。
に直流電源（図示せず）を接続すると、実施の形態１の
ものと同様に陽極２０で酸素の発生反応が起こり、陰極
２１で酸素の電解還元反応が起こるとともに、陰極２１
の背面から反応室２４に水が漏出してくる。以下、反応
は式（４）（５）（６）により、実施の形態１のものと
同様である。
【００２１】実施の形態３．図８は実施の形態３を模式
的に示した説明図である。図８において、２３〜２６，
２９，３０は実施の形態１のものと同様である。３９は
電解素子で、両導体２５，２６間でくの字形状またはＳ
字形状に折り曲げている。その他の構成は実施の形態１
のものと同様である。さらに、実施の形態２の電解素子
１５をくの字形状またはＳ字形状に折り曲げても同様の
構成とすることができる。
的に示した説明図である。図８において、２３〜２６，
２９，３０は実施の形態１のものと同様である。３９は
電解素子で、両導体２５，２６間でくの字形状またはＳ
字形状に折り曲げている。その他の構成は実施の形態１
のものと同様である。さらに、実施の形態２の電解素子
１５をくの字形状またはＳ字形状に折り曲げても同様の
構成とすることができる。
【００２２】上記構成において、各反応は実施の形態１
のものと同様に、式（４）（５）（６）により行われ
る。
のものと同様に、式（４）（５）（６）により行われ
る。
【００２３】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、電解素子を幅
方向に折り目がつくように折り曲げて、対向した各面に
第１の反応室と第２の反応室とを交互に形成し、各給電
体を介して各折り目の頂部に設けた第１の導体と第２の
導体を通して電流を流すようにしたことにより、反応面
積を大きくするとともに、膜面全体に電流密度を均一に
できるので、反応効率を向上させることができる。
方向に折り目がつくように折り曲げて、対向した各面に
第１の反応室と第２の反応室とを交互に形成し、各給電
体を介して各折り目の頂部に設けた第１の導体と第２の
導体を通して電流を流すようにしたことにより、反応面
積を大きくするとともに、膜面全体に電流密度を均一に
できるので、反応効率を向上させることができる。
【００２４】請求項２の発明によれば、電解素子を間隔
をあけて積層し、隣接した各端部を交互に閉塞して第１
の反応室と第２の反応室とを形成し、各給電体から第１
の導体と第２の導体とを通して電流を流すようにしたこ
とにより、反応面積を大きくするとともに、膜面全体に
電流密度を均一にできるので、反応効率を向上させるこ
とができる。
をあけて積層し、隣接した各端部を交互に閉塞して第１
の反応室と第２の反応室とを形成し、各給電体から第１
の導体と第２の導体とを通して電流を流すようにしたこ
とにより、反応面積を大きくするとともに、膜面全体に
電流密度を均一にできるので、反応効率を向上させるこ
とができる。
【００２５】請求項３の発明によれば、請求項１に記載
の固体高分子電解モジュールにおいて、電解素子をＵ字
形状に折り曲げたことにより、電解素子の膜状を利用し
て容易に形成できる。
の固体高分子電解モジュールにおいて、電解素子をＵ字
形状に折り曲げたことにより、電解素子の膜状を利用し
て容易に形成できる。
【００２６】請求項４の発明によれば、請求項１に記載
の固体高分子電解モジュールにおいて、折り曲げた頂部
を絶縁部材で保持することにより、耐振性の向上を図る
ことができる。
の固体高分子電解モジュールにおいて、折り曲げた頂部
を絶縁部材で保持することにより、耐振性の向上を図る
ことができる。
【００２７】請求項５の発明によれば、請求項１または
請求項２に記載の固体高分子電解モジュールにおいて、
電解素子の第１の導体と第２の導体との間を少なくとも
１回曲折したことにより反応面積を大きくすることがで
きる。
請求項２に記載の固体高分子電解モジュールにおいて、
電解素子の第１の導体と第２の導体との間を少なくとも
１回曲折したことにより反応面積を大きくすることがで
きる。
【図１】 実施の形態１の構成を示す平面図である。
【図２】 一部判断した図１の正面図である。
【図３】 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。
【図４】 図１の要部を展開した断面図である。
【図５】 実施の形態２の構成を示す平面図である。
【図６】 一部破断した図５の正面図である。
【図７】 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図である。
【図８】 実施の形態３の構成を模式的に示した説明図
である。
である。
【図９】 従来の固体高分子電解素子モジュールの構成
図である。
図である。
１５ 固体高分子電解質膜、２０ 陽極、２１ 陰極、
２２，３９ 電解素子、２３，２４ 反応室、２５，２
６ 導体、２７，２８，３７，３８ 給電体。
２２，３９ 電解素子、２３，２４ 反応室、２５，２
６ 導体、２７，２８，３７，３８ 給電体。
Claims (5)
- 【請求項１】 所定幅の水素イオン導電性の固体高分子
電解質膜を陽極と陰極とで挟持して構成した電解素子を
幅方向に折り目がつくように折り曲げて、対向した上記
電解素子の各面間に第１の反応室と第２の反応室とを交
互に形成し、折り曲げた一方の面の頂部の幅方向に沿っ
て第１の導体を、他方の面の頂部の幅方向に沿って第２
の導体をそれぞれ上記各極に電気的に接続し、上記第１
の導体間を第１の給電体で、上記第２の導体間を第２の
給電体でそれぞれ電気的に接続し、上記両給電体間に直
流電源を接続するようにしたことを特徴とする固体高分
子電解モジュール。 - 【請求項２】 所定幅の複数の水素イオン導電性の固体
高分子電解質膜を陽極と陰極とで挟持して構成した電解
素子を間隔をあけて積層し、隣接した各端部を交互に閉
塞して対向した上記固体高分子電解質の面間に第１の反
応室と第２の反応室とを交互に形成し、閉塞した一方の
面の幅方向に沿って第１の導体を、他方の面の幅方向に
沿って第２の導体をそれぞれ上記各極に電気的に接続
し、上記第１の導体間を第１の給電体で、上記第２の導
体間を第２の給電体でそれぞれ電気的に接続したことを
特徴とする固体高分子電解モジュール。 - 【請求項３】 請求項１に記載の固体高分子電解モジュ
ールにおいて、電解素子をＵ字形状に折り曲げたことを
特徴とする固体高分子電解モジュール。 - 【請求項４】 請求項１に記載の固体高分子電解モジュ
ールにおいて、電解素子を折り曲げた頂部を絶縁部材で
保持したことを特徴とする固体高分子電解モジュール。 - 【請求項５】 請求項１または請求項２に記載の固体高
分子電解モジュールにおいて、電解素子の第１の導体と
第２の導体との間を少なくとも１回曲折したことを特徴
とする固体高分子電解モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7291312A JPH09131510A (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | 固体高分子電解モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7291312A JPH09131510A (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | 固体高分子電解モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09131510A true JPH09131510A (ja) | 1997-05-20 |
Family
ID=17767276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7291312A Pending JPH09131510A (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | 固体高分子電解モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09131510A (ja) |
-
1995
- 1995-11-09 JP JP7291312A patent/JPH09131510A/ja active Pending
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