JPH11256382A - 水電解槽およびこれを備えたメタノール製造装置 - Google Patents
水電解槽およびこれを備えたメタノール製造装置Info
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Abstract
従来廃棄されていたメタノール製造の副生成水を有効に
使用することができる固体高分子電解質膜を用いる水電
解槽を提供する。 【解決手段】 一部の単位セルの電極接合体膜3 は、イ
オン交換膜4 と、イリジウムメッキ層からなる陽極側触
媒電極層5 と、白金メッキ層からなる陰極側触媒電極層
6 とからなり、残部の単位セルにおいては、陽極給電体
7 に酸化鉛コーティング層7aが設けられるとともに、そ
の電極接合体膜40が無メッキのイオン交換膜4 から構成
されている。
Description
用いる水素および酸素製造のための水電解槽に関し、特
に、水素と二酸化炭素とからメタノールを合成するメタ
ノール合成装置に水素を供給するために設けられる水電
解槽に関するものである。また、本発明は、この水電解
槽を備えたメタノール製造装置に関するものである。
よって水素および酸素を製造する場合のフィルタープレ
ス式水電解槽としては、特開平7−252682に開示
されたものが知られている。この水電解槽は、図3およ
び図4に示すように、両端に配された陽極主電極(1) お
よび陰極主電極(2) と、これら主電極(1) (2) の間に直
列に配された複数の単位セルと、これらを一体化する各
4本の締め付けボルトおよびナットとから主として構成
され、1つのセルは、チタン合金製の複極板(9)の陽極
側と、陽極給電体(7) と、固体高分子電解質膜からなる
電極接合体膜(3)と、陰極給電体(8) と、隣の複極板(9)
の陰極側からなり、電極接合体膜(3) は、イオン交換
膜(4) とその両面に設けられた触媒電極層(5) (6) とか
らなる。単位セルの個数は、商業規模の電解槽では、8
0から600である。同図において、(21)はフランジ、
(22)はノズルプレート、(23)は絶縁パッキン、(24)はO
リングガスケット、(25)は多孔質スペーサー、(26)はシ
ールガスケットをそれぞれ示す。
下部の給水ヘッダー(10)から供給された水は、多孔質の
陽極給電体(7) を通って、電極接合体膜(3) の陽極側触
媒電極層(5) に達する。ここで付加された電力により水
の電気分解反応が起こり、酸素が発生する。発生した酸
素は陽極給電体(7) を通り、複極板(9) の陽極側に設け
られた垂直流路内を未反応の水とともに上昇し、複極板
(9) の酸素ヘッダー(11)の外周に設けられた多孔質スペ
ーサー(25)を通って酸素ヘッダー(11)に排出される。一
方、電極接合体膜(3) の陰極側触媒電極層(6) 表面で発
生した水素とイオン交換膜(4) を透過した水は、陰極給
電体(8) を通り、複極板(9) の陰極側に設けられた垂直
流路内を上昇し、複極板(9) の水素ヘッダー(12)の外周
に設けられた多孔質スペーサー(25)を通って水素ヘッダ
ー(12)に排出される。
炭素と反応させて、メタノールを合成するさいに用いら
れる。
らのメタノール合成にさいしては、水が副生成物として
得られる(CO2 +3H2 →CH3 OH+H2 O)が、
この副生成水は、有機物を多く含むため、これをそのま
ま上記従来の水電解槽に供給すると、電極接合体膜の触
媒電極層を形成する白金メッキ層と錯イオンを生じ、白
金を溶出させるという問題があった。そのため、メタノ
ール合成の副生成水は廃棄されていた。
く工夫されたもので、従来廃棄されていた副生成水を有
効に使用することができる水電解槽およびこれを備えた
メタノール製造装置を提供することをその目的とする。
は、両端に配された陽極主電極(1) および陰極主電極
(2) と、これら主電極(1) (2) の間に直列に配された複
数の単位セルと、これらを一体化する締め付け具とを具
備し、1つのセルは、チタン合金製の複極板(9) の陽極
側と、陽極給電体(7) と、固体高分子電解質膜からなる
電極接合体膜(3)(40) と、陰極給電体(8) と、隣の複極
板(9) の陰極側からなる、固体高分子電解質膜を用いる
水電解槽において、一部の単位セルの電極接合体膜(3)
は、イオン交換膜(4) と、イリジウムメッキ層からなる
陽極側触媒電極層(5) と、白金メッキ層からなる陰極側
触媒電極層(6) とからなり、残部の単位セルにおいて
は、陽極給電体(7) に酸化鉛コーティング層(7a)が設け
られるとともに、その電極接合体膜(40)が無メッキのイ
オン交換膜(4) から構成されていることを特徴とするも
のである。
は、上記水電解槽(41)と、水電解槽(41)により得られた
水素と二酸化炭素とからメタノールを合成するメタノー
ル合成装置(42)と、メタノール合成装置(42)から生じる
副生成水に水電解槽(41)で得られたオゾン含有酸素を通
して副生成水中の有機物をオゾンにより分解する水浄化
装置(43)とを備えているものである。
する。
解槽は、図1に示すように、少なくとも1つのセルにお
いて、陽極給電体(7) に酸化鉛コーティング層(7a)が設
けられるとともに、その電極接合体膜(40)が無メッキの
イオン交換膜(4) から構成されているもので、その他の
セルは、図3および図4に示した従来のものと同じであ
り、その電極接合体膜(3) は、イオン交換膜(4) と、イ
リジウムメッキ層からなる陽極側触媒電極層(5) と、白
金メッキ層からなる陰極側触媒電極層(6) とから構成さ
れている。
維層とが拡散接合されたものである。電極接合体膜(3)
は、特公平2−20709に開示されている無電解メッ
キをイオン交換膜(4) に施すことにより得られたもので
ある。
すように、水電解槽(41)と、水電解槽(41)により得られ
た水素と二酸化炭素とからメタノールを合成するメタノ
ール合成装置(42)と、メタノール合成装置(42)から生じ
る副生成水に水電解槽(41)で得られたオゾン含有酸素を
通して副生成水中の有機物をオゾンにより分解する水浄
化装置(43)とを備えているものである。この水電解槽(4
1)は、図1に示したように、少なくとも1つのセルにお
いて、陽極給電体(7) に酸化鉛コーティング層(7a)が設
けられるとともに、その電極接合体膜(40)が無メッキの
イオン交換膜(4) から構成されているものである。
(7) に酸化鉛コーティング層(7a)が設けられているの
で、陽極側で発生した酸素中にオゾンが含まれる。この
オゾン含有酸素を水浄化装置に導いて、副生成水をバブ
リング洗浄すると、副生成水中の有機物がオゾンにより
分解されて除去される。したがって、水浄化装置から排
出される水は、水電解槽の原料水として使用可能なもの
になっている。こうして、メタノール合成装置(42)から
生じる副生成水を廃棄しないクローズドシステムのメタ
ノール製造装置が得られる。
体に酸化鉛コーティング層が設けられているので、陽極
側で発生した酸素中に、有機物を分解するオゾンが含ま
れる。
オゾン含有酸素を水浄化装置に導いて、副生成水をバブ
リング洗浄することにより、副生成水中の有機物がオゾ
ンにより分解されて除去され、副生成水浄化装置から排
出される水が、水電解槽の原料水として使用可能なもの
となり、メタノール合成装置から生じる副生成水を廃棄
しないで有効に利用するクローズドシステムが得られ
る。
である。
断面図である。
を示す分解斜視図である。
ル製造装置
は、メタノール製造装置で用いられてメタノール合成に
使用される水素とメタノール合成時に生じる副生成水に
通されるオゾン含有酸素とを供給する水電解槽であっ
て、両端に配された陽極主電極(1) および陰極主電極
(2) と、これら主電極(1) (2) の間に直列に配された複
数の単位セルと、これらを一体化する締め付け具とを具
備し、1つのセルは、チタン合金製の複極板(9) の陽極
側と、陽極給電体(7) と、電極接合体膜(3)(40) と、陰
極給電体(8) と、隣の複極板(9) の陰極側からなり、一
部の単位セルの電極接合体膜(3) は、イオン交換膜(4)
と、イリジウムメッキ層からなる陽極側触媒電極層(5)
と、白金メッキ層からなる陰極側触媒電極層(6) とから
なり、残部の単位セルにおいては、陽極給電体(7) に酸
化鉛コーティング層(7a)が設けられるとともに、その電
極接合体膜(40)が無メッキのイオン交換膜(4) から構成
されていることを特徴とするものである。
少なくとも1つのセルにおいて、陽極給電体(7) に酸化
鉛コーティング層(7a)が設けられるとともに、その電極
接合体膜(40)が無メッキのイオン交換膜(4) から構成さ
れているもので、その他のセルは、図3および図4に示
した従来のものと同じであり、その電極接合体膜(3)
は、イオン交換膜(4) と、イリジウムメッキ層からなる
陽極側触媒電極層(5) と、白金メッキ層からなる陰極側
触媒電極層(6) とから構成されている。
体に酸化鉛コーティング層が設けられているので、陽極
側で発生した酸素中に、有機物を分解するオゾンが含ま
れる。すなわち、メタノール製造装置で用いられてメタ
ノール合成に使用される水素とメタノール合成時に生じ
る副生成水に通されるオゾン含有酸素とを供給する水電
解槽として好適なものとなる。
Claims (2)
- 【請求項1】 両端に配された陽極主電極(1) および陰
極主電極(2) と、これら主電極(1) (2) の間に直列に配
された複数の単位セルと、これらを一体化する締め付け
具とを具備し、1つのセルは、チタン合金製の複極板
(9) の陽極側と、陽極給電体(7) と、固体高分子電解質
膜からなる電極接合体膜(3)(40) と、陰極給電体(8)
と、隣の複極板(9) の陰極側からなる、固体高分子電解
質膜を用いる水電解槽において、一部の単位セルの電極
接合体膜(3) は、イオン交換膜(4)と、イリジウムメッ
キ層からなる陽極側触媒電極層(5) と、白金メッキ層か
らなる陰極側触媒電極層(6) とからなり、残部の単位セ
ルにおいては、陽極給電体(7) に酸化鉛コーティング層
(7a)が設けられるとともに、その電極接合体膜(40)が無
メッキのイオン交換膜(4) から構成されていることを特
徴とする、固体高分子電解質膜を用いる水電解槽。 - 【請求項2】 請求項1の固体高分子電解質膜を用いる
水電解槽(41)と、水電解槽(41)により得られた水素と二
酸化炭素とからメタノールを合成するメタノール合成装
置(42)と、メタノール合成装置(42)から生じる副生成水
に水電解槽(41)で得られたオゾン含有酸素を通して副生
成水中の有機物をオゾンにより分解する水浄化装置(43)
とを備えているメタノール製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10057662A JP2972821B2 (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 水電解槽およびこれを備えたメタノール製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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JPH11256382A true JPH11256382A (ja) | 1999-09-21 |
JP2972821B2 JP2972821B2 (ja) | 1999-11-08 |
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ID=13062125
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JP10057662A Expired - Lifetime JP2972821B2 (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 水電解槽およびこれを備えたメタノール製造装置 |
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JP (1) | JP2972821B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011030556A1 (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | 株式会社レガルシィ | 水素および酸素の混合ガス発生装置およびそれを用いた内燃機関 |
JP2018165379A (ja) * | 2017-03-28 | 2018-10-25 | 高砂熱学工業株式会社 | 水電解方法、水電解装置、水電解システム、水電解・燃料電池運転方法、水電解・燃料電池装置及び水電解・燃料電池システム |
-
1998
- 1998-03-10 JP JP10057662A patent/JP2972821B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2011030556A1 (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | 株式会社レガルシィ | 水素および酸素の混合ガス発生装置およびそれを用いた内燃機関 |
CN102597327A (zh) * | 2009-09-10 | 2012-07-18 | 莱伽露茜有限公司 | 氢和氧的混合气体产生装置和使用该装置的内燃机 |
JPWO2011030556A1 (ja) * | 2009-09-10 | 2013-02-04 | 株式会社レガルシィ | 水素および酸素の混合ガス発生装置およびそれを用いた内燃機関 |
JP5775456B2 (ja) * | 2009-09-10 | 2015-09-09 | 株式会社レガルシィ | 水素および酸素の混合ガス発生装置およびそれを用いた内燃機関 |
JP2018165379A (ja) * | 2017-03-28 | 2018-10-25 | 高砂熱学工業株式会社 | 水電解方法、水電解装置、水電解システム、水電解・燃料電池運転方法、水電解・燃料電池装置及び水電解・燃料電池システム |
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JP2972821B2 (ja) | 1999-11-08 |
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