JPH09169501A - 水素昇圧装置 - Google Patents
水素昇圧装置Info
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- JPH09169501A JPH09169501A JP7334436A JP33443695A JPH09169501A JP H09169501 A JPH09169501 A JP H09169501A JP 7334436 A JP7334436 A JP 7334436A JP 33443695 A JP33443695 A JP 33443695A JP H09169501 A JPH09169501 A JP H09169501A
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- hydrogen
- polymer electrolyte
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- electrolyte membrane
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- 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
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 昇圧された水素ガスが滞留なく排出され、連
続運転が容易になる水素昇圧のための高分子電解質膜／
電極接合体を用いた水素昇圧装置を提供する。 【解決手段】 ２枚の電極で固体高分子電解質膜を挟ん
で接合してなる高分子電解質膜／電極接合体１と、この
接合体の２枚の電極に電圧を印加する電源７と、この電
源の正極に接続された電極側に含水素ガス（Ｈ2 ）を供
給する水素供給系と、上記電源の負極に接続された電極
から昇圧された水素ガスを取り出す水素排出系とを有す
る水素昇圧装置において、上記電源７の正極に接続され
た電極はガス拡散電極３を用い、電源の負極に接続され
た電極はガス発生電極６を用いる。
続運転が容易になる水素昇圧のための高分子電解質膜／
電極接合体を用いた水素昇圧装置を提供する。 【解決手段】 ２枚の電極で固体高分子電解質膜を挟ん
で接合してなる高分子電解質膜／電極接合体１と、この
接合体の２枚の電極に電圧を印加する電源７と、この電
源の正極に接続された電極側に含水素ガス（Ｈ2 ）を供
給する水素供給系と、上記電源の負極に接続された電極
から昇圧された水素ガスを取り出す水素排出系とを有す
る水素昇圧装置において、上記電源７の正極に接続され
た電極はガス拡散電極３を用い、電源の負極に接続され
た電極はガス発生電極６を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素昇圧のための
高分子電解質膜／電極接合体を用いた水素昇圧装置に関
する。
高分子電解質膜／電極接合体を用いた水素昇圧装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】固体高分子電解質膜は、燃料電池、水電
解等に利用されており、高い効率で水素イオンを輸送で
きることが知られている。
解等に利用されており、高い効率で水素イオンを輸送で
きることが知られている。
【０００３】ところで、近年、水素燃料の利用範囲が広
がりつつあり、この傾向に伴って効率の良いコンパクト
な水素昇圧装置が必要になりつつある。特に燃料電池シ
ステムにおいて、より効率の良いコンパクトな水素昇圧
装置が必要になっている。
がりつつあり、この傾向に伴って効率の良いコンパクト
な水素昇圧装置が必要になりつつある。特に燃料電池シ
ステムにおいて、より効率の良いコンパクトな水素昇圧
装置が必要になっている。
【０００４】また、高分子電解質膜／電極接合体を用い
た水素昇圧装置は、湿り水素の圧縮が容易であり、従来
のメカニカル昇圧装置に比べ、ドレントラブルが非常に
少なく、信頼性も高いと考えられている。
た水素昇圧装置は、湿り水素の圧縮が容易であり、従来
のメカニカル昇圧装置に比べ、ドレントラブルが非常に
少なく、信頼性も高いと考えられている。
【０００５】従来の高分子電解質膜／電極接合体を用い
た水素昇圧のための電気化学装置の接合体の電極の一例
は、特開平５−２１０７９号公報等に記載されているよ
うに燃料電池に用いるガス拡散電極を正極、負極の両電
極用として用いていた。
た水素昇圧のための電気化学装置の接合体の電極の一例
は、特開平５−２１０７９号公報等に記載されているよ
うに燃料電池に用いるガス拡散電極を正極、負極の両電
極用として用いていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の高分子電解質膜
／電極接合体では、正極，負極の電極は共に燃料電池に
用いるガス拡散電極を用いていたため、負極に接続され
た電極から昇圧された水素ガスの発生が難しいという問
題がある。即ち、負極に接続されたガス拡散電極中に昇
圧された水素ガスが滞留し、水素ガスの排出が困難とな
り連続運転が難しくなる、という問題がある。
／電極接合体では、正極，負極の電極は共に燃料電池に
用いるガス拡散電極を用いていたため、負極に接続され
た電極から昇圧された水素ガスの発生が難しいという問
題がある。即ち、負極に接続されたガス拡散電極中に昇
圧された水素ガスが滞留し、水素ガスの排出が困難とな
り連続運転が難しくなる、という問題がある。
【０００７】本発明は、このような事情に鑑み、水素を
昇圧できる水素昇圧装置を提供することを課題とするも
のである。
昇圧できる水素昇圧装置を提供することを課題とするも
のである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の水素昇圧装置は、２枚の電極で固体高分子電解質膜
を挟んで接合してなる高分子電解質膜／電極接合体と、
この接合体の２枚の電極に電圧を印加する電源と、この
電源の正極に接続された電極側に含水素ガスを供給する
水素供給系と、上記電源の負極に接続された電極から昇
圧された水素ガスを取り出す水素排出系とを有する水素
昇圧のための電気化学装置において、電源の正極に接続
された電極はガス拡散電極を用い、電源の負極に接続さ
れた電極はガス発生電極を用いることを特徴とする。
明の水素昇圧装置は、２枚の電極で固体高分子電解質膜
を挟んで接合してなる高分子電解質膜／電極接合体と、
この接合体の２枚の電極に電圧を印加する電源と、この
電源の正極に接続された電極側に含水素ガスを供給する
水素供給系と、上記電源の負極に接続された電極から昇
圧された水素ガスを取り出す水素排出系とを有する水素
昇圧のための電気化学装置において、電源の正極に接続
された電極はガス拡散電極を用い、電源の負極に接続さ
れた電極はガス発生電極を用いることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態を説明する。
【００１０】本発明に係る水素昇圧装置は、２枚の電極
で固体高分子電解質膜を挟んで接合してなる高分子電解
質膜／電極接合体と、この接合体の２枚の電極に電圧を
印加する電源と、この電源の正極に接続された電極側に
含水素ガス（Ｈ2 ）を供給する水素供給系と、上記電源
の負極に接続された電極から昇圧された水素ガスを取り
出す水素排出系とを有する水素昇圧装置において、上記
電源の正極に接続された電極はガス拡散電極を用い、電
源の負極に接続された電極はガス発生電極を用いるよう
にしている。
で固体高分子電解質膜を挟んで接合してなる高分子電解
質膜／電極接合体と、この接合体の２枚の電極に電圧を
印加する電源と、この電源の正極に接続された電極側に
含水素ガス（Ｈ2 ）を供給する水素供給系と、上記電源
の負極に接続された電極から昇圧された水素ガスを取り
出す水素排出系とを有する水素昇圧装置において、上記
電源の正極に接続された電極はガス拡散電極を用い、電
源の負極に接続された電極はガス発生電極を用いるよう
にしている。
【００１１】また、本発明の高分子電解質膜／電極接合
体を構成する電極のうち、電源の正極に接続された電極
であるガス拡散電極は、燃料電池に用いる電極触媒が担
持された電極である。例えば、カーボンブラックとＰＴ
ＦＥの混合物を圧延によりシート状に成形された後、触
媒成分を含有する溶液を塗布後、酸化あるいは熱分解・
水素還元処理により触媒を担持した電極や、炭素繊維織
物や炭素繊維を抄紙後焼成により成形された紙状のもの
などの多孔質炭素基体上にＰＴＦＥとともに電極触媒粉
末を担持した電極や、高分子電解質をコートした電極触
媒からなる電極などがあるが、本発明はこれらの電極に
限定されるものではなく、如何なる電極に対しても適用
できるものである。
体を構成する電極のうち、電源の正極に接続された電極
であるガス拡散電極は、燃料電池に用いる電極触媒が担
持された電極である。例えば、カーボンブラックとＰＴ
ＦＥの混合物を圧延によりシート状に成形された後、触
媒成分を含有する溶液を塗布後、酸化あるいは熱分解・
水素還元処理により触媒を担持した電極や、炭素繊維織
物や炭素繊維を抄紙後焼成により成形された紙状のもの
などの多孔質炭素基体上にＰＴＦＥとともに電極触媒粉
末を担持した電極や、高分子電解質をコートした電極触
媒からなる電極などがあるが、本発明はこれらの電極に
限定されるものではなく、如何なる電極に対しても適用
できるものである。
【００１２】更に、本発明の高分子電解質膜／電極接合
体を構成する電極のうち、電源の負極に接続された電極
であるガス発生電極は、主に固体高分子電解質膜を用い
た水電解に用いる電極であり、ガス発生電極側の固体高
分子電解質膜表面に触媒をめっきにより担持し、給電と
ガス発生機能をもたせるために、炭素繊維織物や炭素繊
維を抄紙後焼成により成形された紙状のものなどの多孔
質炭素基体を支持体として用いる電極である。
体を構成する電極のうち、電源の負極に接続された電極
であるガス発生電極は、主に固体高分子電解質膜を用い
た水電解に用いる電極であり、ガス発生電極側の固体高
分子電解質膜表面に触媒をめっきにより担持し、給電と
ガス発生機能をもたせるために、炭素繊維織物や炭素繊
維を抄紙後焼成により成形された紙状のものなどの多孔
質炭素基体を支持体として用いる電極である。
【００１３】また、本発明の高分子電解質膜／電極接合
体を構成する電極中の電極触媒は、白金（Ｐｔ）を主成
分とするものであり、ガス拡散電極には、供給される含
水素ガス中に一酸化炭素（ＣＯ）を含む場合、主成分で
ある白金（Ｐｔ）と他の白金属元素（好ましくはルテニ
ウム（Ｒｕ））の二元系以上の触媒や、ガス発生電極に
は、白金（Ｐｔ）単独以外に、主成分である白金（Ｐ
ｔ）と他の白金属元素（イリジウム（Ｉｒ）やルテニウ
ム（Ｒｕ））の二元系以上の触媒があるが、本発明は、
これらの電極触媒に限定されるものではない。
体を構成する電極中の電極触媒は、白金（Ｐｔ）を主成
分とするものであり、ガス拡散電極には、供給される含
水素ガス中に一酸化炭素（ＣＯ）を含む場合、主成分で
ある白金（Ｐｔ）と他の白金属元素（好ましくはルテニ
ウム（Ｒｕ））の二元系以上の触媒や、ガス発生電極に
は、白金（Ｐｔ）単独以外に、主成分である白金（Ｐ
ｔ）と他の白金属元素（イリジウム（Ｉｒ）やルテニウ
ム（Ｒｕ））の二元系以上の触媒があるが、本発明は、
これらの電極触媒に限定されるものではない。
【００１４】次に、２枚の電極で固体高分子電解質膜を
挟んで接合してなる高分子電解質膜／電極接合体を用い
た水素昇圧装置本体の基本構造を図１を参照しながら説
明する。図１中、符号１は高分子電解質膜、２は触媒め
っき、３はガス拡散電極、４は反応層、５はガス拡散
層、６はガス発生電極、７は電源を各々図示する。
挟んで接合してなる高分子電解質膜／電極接合体を用い
た水素昇圧装置本体の基本構造を図１を参照しながら説
明する。図１中、符号１は高分子電解質膜、２は触媒め
っき、３はガス拡散電極、４は反応層、５はガス拡散
層、６はガス発生電極、７は電源を各々図示する。
【００１５】低圧の湿り水素（Ｈ2 ）は、ガス拡散電極
３中を拡散し、固体高分子電解質膜１と電極３の接合し
ている触媒としての反応層４上でプロトン（Ｈ+ ）と電
子（ｅ- ）に解離する。印加電圧により電子（ｅ- ）は
外部回路である電源７を通り、またプロトン（Ｈ+ ）は
固体高分子電解質膜１中を拡散し、反対側のガス発生電
極６側の固定高分子電解質膜１表面にめっきされた触媒
２上で再び結合し、水素（Ｈ2 ）を生成するというもの
であり、次の「化１」に示す反応が生じる。
３中を拡散し、固体高分子電解質膜１と電極３の接合し
ている触媒としての反応層４上でプロトン（Ｈ+ ）と電
子（ｅ- ）に解離する。印加電圧により電子（ｅ- ）は
外部回路である電源７を通り、またプロトン（Ｈ+ ）は
固体高分子電解質膜１中を拡散し、反対側のガス発生電
極６側の固定高分子電解質膜１表面にめっきされた触媒
２上で再び結合し、水素（Ｈ2 ）を生成するというもの
であり、次の「化１」に示す反応が生じる。
【００１６】
【化１】 正極（＋）：Ｈ2 （低圧） → ２Ｈ+ ＋２ｅ- 負極（−）：２Ｈ+ ＋２ｅ- → Ｈ2 （高圧）
【００１７】上記の高分子電解質膜／電極接合体を用い
た水素昇圧のための電気化学装置において、単セルの印
加電圧は、次式のように表される。
た水素昇圧のための電気化学装置において、単セルの印
加電圧は、次式のように表される。
【数１】
【００１８】上記の式より、印加電圧を上げれば、負極
側の高圧側水素分圧（ＰH ）が上昇することがわかる。
側の高圧側水素分圧（ＰH ）が上昇することがわかる。
【００１９】また、本発明の水素昇圧装置では、負極側
から水素のみが取り出せることにより、一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ2 ）は発生しない。しかし、一
酸化炭素（ＣＯ）は、正極側のガス拡散電極の触媒活性
を低下させるため、好ましくは、一酸化炭素（ＣＯ）
は、予め二酸化炭素（ＣＯ2 ）に変化させておくなどし
て除去しておく必要がある。
から水素のみが取り出せることにより、一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ2 ）は発生しない。しかし、一
酸化炭素（ＣＯ）は、正極側のガス拡散電極の触媒活性
を低下させるため、好ましくは、一酸化炭素（ＣＯ）
は、予め二酸化炭素（ＣＯ2 ）に変化させておくなどし
て除去しておく必要がある。
【００２０】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
る。
【００２１】（実施例１）平均粒径：４２０Åの撥水性
カーボンブラックに平均粒径：0.３μｍのポリ四フッ化
エチレン及び黒鉛系で平均糸長さ：0.１３mm、繊維径：
１３μｍの炭素繊維を、重量比５０：４０：２０の割合
で混合し、それにソルベントナフサを１：1.６の比率で
混合し、ロール法で圧延成形し、厚さ：６mmの予備成形
ガス拡散層シートを得た。
カーボンブラックに平均粒径：0.３μｍのポリ四フッ化
エチレン及び黒鉛系で平均糸長さ：0.１３mm、繊維径：
１３μｍの炭素繊維を、重量比５０：４０：２０の割合
で混合し、それにソルベントナフサを１：1.６の比率で
混合し、ロール法で圧延成形し、厚さ：６mmの予備成形
ガス拡散層シートを得た。
【００２２】平均粒径：４００Åの親水性カーボンブラ
ックと平均粒径：４２０Åの撥水性カーボンブラックと
ポリ四フッ化エチレンとを重量比５０：２０：３０の割
合で混合し、それにソルベントナフサを１：1.８の割合
で混合してロール法により圧延成形し、厚さ：0.３mmの
予備成形反応層シートを得た。厚さ：６mmの予備成形ガ
ス拡散層シートと、厚さ：0.３mmの予備成形反応層シー
トとを積層し、ロールにより更に厚さ：0.７mmまで圧延
し、３８０℃×５０kg/cm2×３sec のホートプレスで焼
結し、触媒未担持ガス拡散電極を得た。
ックと平均粒径：４２０Åの撥水性カーボンブラックと
ポリ四フッ化エチレンとを重量比５０：２０：３０の割
合で混合し、それにソルベントナフサを１：1.８の割合
で混合してロール法により圧延成形し、厚さ：0.３mmの
予備成形反応層シートを得た。厚さ：６mmの予備成形ガ
ス拡散層シートと、厚さ：0.３mmの予備成形反応層シー
トとを積層し、ロールにより更に厚さ：0.７mmまで圧延
し、３８０℃×５０kg/cm2×３sec のホートプレスで焼
結し、触媒未担持ガス拡散電極を得た。
【００２３】上記得られた触媒未担持ガス拡散電極に白
金の塩化物溶液を吸引塗布し、熱分解及び水素還元処理
を行い、電極のみかけの表面積あたり１mg/cm2の白金触
媒を担持したガス拡散電極を得た。
金の塩化物溶液を吸引塗布し、熱分解及び水素還元処理
を行い、電極のみかけの表面積あたり１mg/cm2の白金触
媒を担持したガス拡散電極を得た。
【００２４】上記実施例１では、溶媒としてソルベント
ナフサを使用したが、これに限るものではなく、水やエ
タノール，イソプロピルアルコール等のアルコール類
や、ｎ−ブタン等の炭化水素でもよく、さらに界面活性
剤の添加を行ってもよい。
ナフサを使用したが、これに限るものではなく、水やエ
タノール，イソプロピルアルコール等のアルコール類
や、ｎ−ブタン等の炭化水素でもよく、さらに界面活性
剤の添加を行ってもよい。
【００２５】（実施例２）平均粒径：４００Åの親水性
カーボンブラックと平均粒径：４２０Åの撥水性カーボ
ンブラックとポリ四フッ化エチレンとを重量比３５：３
５：３０の割合で混合し、それに水及び界面活性剤を加
えてスラリーを得た。このスラリーを、炭素繊維を抄紙
後焼成により成形された紙状の多孔質炭素基体（厚さ：
0.３５mm、密度0.４９〜0.５１ｇ/cm3、空隙率：７０〜
７７％、厚さ方向体積抵抗率：0.０７〜0.０８Ωcm）上
に塗布した後、乾燥し、３３０〜３６０℃で焼結し、触
媒未担持ガス拡散電極を得た。
カーボンブラックと平均粒径：４２０Åの撥水性カーボ
ンブラックとポリ四フッ化エチレンとを重量比３５：３
５：３０の割合で混合し、それに水及び界面活性剤を加
えてスラリーを得た。このスラリーを、炭素繊維を抄紙
後焼成により成形された紙状の多孔質炭素基体（厚さ：
0.３５mm、密度0.４９〜0.５１ｇ/cm3、空隙率：７０〜
７７％、厚さ方向体積抵抗率：0.０７〜0.０８Ωcm）上
に塗布した後、乾燥し、３３０〜３６０℃で焼結し、触
媒未担持ガス拡散電極を得た。
【００２６】上記得られた触媒未担持ガス拡散電極に白
金の塩化物溶液を吸引塗布し、熱分解及び水素還元処理
を行い、電極のみかけの表面積あたり１mg/cm2の白金触
媒を担持したガス拡散電極を得た。
金の塩化物溶液を吸引塗布し、熱分解及び水素還元処理
を行い、電極のみかけの表面積あたり１mg/cm2の白金触
媒を担持したガス拡散電極を得た。
【００２７】（実施例３）固体高分子電解質膜（例え
ば、Nafion 117：商品名 Du Pont社製）の片面をブラス
ト処理により表面粗化した後、白金をめっきにより固体
高分子電解質膜のみかけの表面積あたり１mg/cm2の白金
触媒を担持して、固体高分子電解質膜を得た。
ば、Nafion 117：商品名 Du Pont社製）の片面をブラス
ト処理により表面粗化した後、白金をめっきにより固体
高分子電解質膜のみかけの表面積あたり１mg/cm2の白金
触媒を担持して、固体高分子電解質膜を得た。
【００２８】（実施例４）実施例１で作ったガス拡散電
極を実施例３で作った固体高分子電解質膜の白金触
媒の担持していない面に、ホットプレス法により接合
し、上記固体高分子電解質膜の白金触媒の担持してあ
る面に多孔質炭素基体を支持体として高分子電解質膜／
電極接合体Ｉを得た。
極を実施例３で作った固体高分子電解質膜の白金触
媒の担持していない面に、ホットプレス法により接合
し、上記固体高分子電解質膜の白金触媒の担持してあ
る面に多孔質炭素基体を支持体として高分子電解質膜／
電極接合体Ｉを得た。
【００２９】同様にして、実施例２で作ったガス拡散電
極と実施例３で作った固体高分子電解質膜を用いて
高分子電解質膜／電極接合体IIを得た。
極と実施例３で作った固体高分子電解質膜を用いて
高分子電解質膜／電極接合体IIを得た。
【００３０】（比較例１）白金触媒を担持していない通
常の固体高分子電解質膜の両面に、実施例１で作ったガ
ス拡散電極Ｉをホットプレス法により接合し、高分子電
解質膜／電極接合体III を得た。
常の固体高分子電解質膜の両面に、実施例１で作ったガ
ス拡散電極Ｉをホットプレス法により接合し、高分子電
解質膜／電極接合体III を得た。
【００３１】（実施例５）図２の水素昇圧試験装置に示
すように、高分子電解質膜／電極接合体Ｉ〜IIIをそれ
ぞれセパレータ１４に挟み、恒温槽２２中にセット後、
低圧側・高圧側ともに加湿した水素ガスを流通させなが
ら、所定温度まで昇温する。高圧水素側のガス入口・出
口のバルブ（ｍ）を閉めて低圧側水素を所定の圧力・流
量で流通させながら、所定電圧を高分子電解質膜／電極
接合体に印加し、外部回路である電源１７を通る電流値
と高圧水素側出口に設置した圧力計２４の圧力を経時的
に測定した。ここで、図２に中、符号１１は高分子電解
質膜、１２はガス拡散電極、１３はガス発生電極、１４
はセパレータ、１５はターミナル、１６はパッキン、１
７は電源、１８は水素ボンベ、１９はマスフローコント
ローラ、２０は温度調節機能を有する加湿器、２１は温
度調節機能を有する保温ヒータ、２２は恒温槽、２３は
開閉バルブ、２４は圧力計、２５はドレンポットを各々
図示する。
すように、高分子電解質膜／電極接合体Ｉ〜IIIをそれ
ぞれセパレータ１４に挟み、恒温槽２２中にセット後、
低圧側・高圧側ともに加湿した水素ガスを流通させなが
ら、所定温度まで昇温する。高圧水素側のガス入口・出
口のバルブ（ｍ）を閉めて低圧側水素を所定の圧力・流
量で流通させながら、所定電圧を高分子電解質膜／電極
接合体に印加し、外部回路である電源１７を通る電流値
と高圧水素側出口に設置した圧力計２４の圧力を経時的
に測定した。ここで、図２に中、符号１１は高分子電解
質膜、１２はガス拡散電極、１３はガス発生電極、１４
はセパレータ、１５はターミナル、１６はパッキン、１
７は電源、１８は水素ボンベ、１９はマスフローコント
ローラ、２０は温度調節機能を有する加湿器、２１は温
度調節機能を有する保温ヒータ、２２は恒温槽、２３は
開閉バルブ、２４は圧力計、２５はドレンポットを各々
図示する。
【００３２】試験条件を「表１」に、試験結果を「表
２」に示す。
２」に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】「表２」の結果より、本発明の高分子電解
質膜／電極接合体を用いた水素昇圧のための電気化学装
置の性能が向上していることが明らかになった。
質膜／電極接合体を用いた水素昇圧のための電気化学装
置の性能が向上していることが明らかになった。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、昇圧され
た水素ガスが滞留なく排出され、連続運転が容易になる
水素昇圧のための高分子電解質膜／電極接合体を用いた
電気化学装置を提供することができる。
た水素ガスが滞留なく排出され、連続運転が容易になる
水素昇圧のための高分子電解質膜／電極接合体を用いた
電気化学装置を提供することができる。
【図１】本発明に係る水素昇圧装置本体の基本構造を示
す概略図である。
す概略図である。
【図２】本発明の実施例５に係る水素昇圧試験装置を示
す概略図である。
す概略図である。
１ 高分子電解質膜 ２ 表面（触媒めっき） ３ ガス拡散電極 ４ 反応層 ５ ガス拡散層 ６ ガス発生電極 ７ 電源
Claims (1)
- 【請求項１】 ２枚の電極で固体高分子電解質膜を挟ん
で接合してなる高分子電解質膜／電極接合体と、この接
合体の２枚の電極に電圧を印加する電源と、この電源の
正極に接続された電極側に含水素ガスを供給する水素供
給系と、上記電源の負極に接続された電極から昇圧され
た水素ガスを取り出す水素排出系とを有する水素昇圧の
ための水素昇圧装置において、 電源の正極に接続された電極はガス拡散電極を用い、電
源の負極に接続された電極はガス発生電極を用いること
を特徴とする水素昇圧のための高分子電解質膜／電極接
合体を用いた水素昇圧装置。
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Cited By (20)
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