JPS60181286A - 水電解槽の性能を回復する方法 - Google Patents
水電解槽の性能を回復する方法Info
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- JPS60181286A JPS60181286A JP59038165A JP3816584A JPS60181286A JP S60181286 A JPS60181286 A JP S60181286A JP 59038165 A JP59038165 A JP 59038165A JP 3816584 A JP3816584 A JP 3816584A JP S60181286 A JPS60181286 A JP S60181286A
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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
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
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- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、水電解槽、さらに詳しくは陽イオン交換膜を
電解質どし、その両面に陽極と陰極とを一体に接合ぼし
めた水雷ＰｉＩｉ′槽の性能を回復する方法に関するも
のであり、その目的どするところは、水の汚染に伴って
水電解槽の性能が劣化した際、水を供給しつつ、極性を
逆転した上で通電することにより水電解槽の性能を回復
する方法を提供Ｕんとするにある。
電解質どし、その両面に陽極と陰極とを一体に接合ぼし
めた水雷ＰｉＩｉ′槽の性能を回復する方法に関するも
のであり、その目的どするところは、水の汚染に伴って
水電解槽の性能が劣化した際、水を供給しつつ、極性を
逆転した上で通電することにより水電解槽の性能を回復
する方法を提供Ｕんとするにある。
近年、パーフロロカーボンを母核とし、スルフォン酸基
を導入したタイプの陽イオン交換膜を電解質とし、その
両面に触媒電極を一体に接合した構造の水電解槽が盛ん
に開発されている。この水電解槽では、陽極の背面から
水を供給しつつ、陰・間両極間に直流電流を通電すると
、 陰極で、４ＬＩ ” −１−４ｅ−−＞ ２１−ｌ ２
Ｔ陽極で、２ Ｈ２０→４ Ｈ＋１−０２ ↑＋４ｅ
−なる反応が起って、水が電解される。
を導入したタイプの陽イオン交換膜を電解質とし、その
両面に触媒電極を一体に接合した構造の水電解槽が盛ん
に開発されている。この水電解槽では、陽極の背面から
水を供給しつつ、陰・間両極間に直流電流を通電すると
、 陰極で、４ＬＩ ” −１−４ｅ−−＞ ２１−ｌ ２
Ｔ陽極で、２ Ｈ２０→４ Ｈ＋１−０２ ↑＋４ｅ
−なる反応が起って、水が電解される。
陽極側から供給される水はできるかぎり高純度でなけれ
ばならないが、水電解槽の長期の作動の間には、水の中
にわずかに含まれている不純物が、陰極、１１１ｍある
いは陽イオン交ｌ？！膜部に徐々に蓄積していき、水電
解槽の作動性能が劣化する。作動性能の劣化は、電圧の
上昇あるいは電解効率の低下という形であられれる。こ
の川縁は、何らかの理由により、低ｌｌ１ｖの水が供給
されたときには、より顕著にしかもより早くあられれる
。
ばならないが、水電解槽の長期の作動の間には、水の中
にわずかに含まれている不純物が、陰極、１１１ｍある
いは陽イオン交ｌ？！膜部に徐々に蓄積していき、水電
解槽の作動性能が劣化する。作動性能の劣化は、電圧の
上昇あるいは電解効率の低下という形であられれる。こ
の川縁は、何らかの理由により、低ｌｌ１ｖの水が供給
されたときには、より顕著にしかもより早くあられれる
。
不純物としては、金属化合物、アンモニウム塩あるいは
有機化合物などがある。水が金属化合物 ゛あるいはア
ンモニウム塩で汚染された場合には、水の電解とともに
一般に金属イオンあるいはアンモニウムイオンの如きカ
チオンが陰極側に移行し、金属、金属水酸化物あるいは
水酸化アンモニウムなどになり、陰極表面もしくはその
近（力に蓄積され、その結果、陰極の過電圧が大幅に上
背する。
有機化合物などがある。水が金属化合物 ゛あるいはア
ンモニウム塩で汚染された場合には、水の電解とともに
一般に金属イオンあるいはアンモニウムイオンの如きカ
チオンが陰極側に移行し、金属、金属水酸化物あるいは
水酸化アンモニウムなどになり、陰極表面もしくはその
近（力に蓄積され、その結果、陰極の過電圧が大幅に上
背する。
これに対して有機化合物によ−）て水が汚染されると、
陽極の過電圧が上昇することが多い。アニオンは一般に
陽極で電解酸化を受（）て、陽極に滞溜することはない
。
陽極の過電圧が上昇することが多い。アニオンは一般に
陽極で電解酸化を受（）て、陽極に滞溜することはない
。
従来、水の汚染による水電解槽の性能の劣化を回復させ
るための配慮はほとんどなされていなかったということ
がで゛ぎる。ただ、陽極側に関していえば、たまたま水
を循環するという構造が採用されているため、陽極ある
いはその近傍での不純物の滞溜が回避されていた。しか
し、陰極側に滞溜しＩ〔不純物をどり除くことはなかな
か困難であった。
るための配慮はほとんどなされていなかったということ
がで゛ぎる。ただ、陽極側に関していえば、たまたま水
を循環するという構造が採用されているため、陽極ある
いはその近傍での不純物の滞溜が回避されていた。しか
し、陰極側に滞溜しＩ〔不純物をどり除くことはなかな
か困難であった。
本発明は、特に陰極側に滞溜もしくは固着で−る不純物
をとり除くことによって水電解槽の性能を回復する新規
で効果的な方法を提供り−るものである。
をとり除くことによって水電解槽の性能を回復する新規
で効果的な方法を提供り−るものである。
ｇ′なわ１う、本発明は、極性を逆転し、水を供給しな
がら通電することによって、陰極側に滞溜もしくは固着
する不純物を除ムするものである９、かかる方法を採用
すると、極性を逆転づる前の陰極およびその近傍に滞溜
ししくは固着した金属、金属水酸化物あるいは水酸化ア
ンモニウムの如き不純物が再びイオン化して、カチオン
が極１１１を逆転したのちの陰極（極性を逆転する前の
陽極）側に移行し、固着する前に水で洗い流される。
がら通電することによって、陰極側に滞溜もしくは固着
する不純物を除ムするものである９、かかる方法を採用
すると、極性を逆転づる前の陰極およびその近傍に滞溜
ししくは固着した金属、金属水酸化物あるいは水酸化ア
ンモニウムの如き不純物が再びイオン化して、カチオン
が極１１１を逆転したのちの陰極（極性を逆転する前の
陽極）側に移行し、固着する前に水で洗い流される。
以下、本発明の一実施例について詳述する。
実施例：第１図に水電解槽の構造を示す。（１）はパー
フルオロカーボンを１７１： ｌ炎とし、スルフＡン酸
基を導入してなる陽イオン交換膜である。（２）は白金
からなる陰極で無電解メッキ法により陽イオン交換膜（
１）に一体に接合されている。（３）はヂタンの］ニヤ
スパンデッドメタルに白金メッキを施してなる陰ｌ！Ｉ
ｉ東電体、（４〉はブタン板からなる陰極※３１了板で
ある。（５）はロジウムからなる１揚極で、無電解メッ
キ法により、陽イオン交換膜（１）に一体に接合されて
いる。（６）はヂタンのニヤスパンデッドメタルに白金
メッキを施してなる陽極集電体、（７）はチタン板から
なる陰極端子板である。（８）は電解槽枠体である１゜
（９）は陽極水供給口、（１０）は水兼酸素導出口、（
１１）は陰極水供給口、（１２）は水兼水索導出口であ
る。
フルオロカーボンを１７１： ｌ炎とし、スルフＡン酸
基を導入してなる陽イオン交換膜である。（２）は白金
からなる陰極で無電解メッキ法により陽イオン交換膜（
１）に一体に接合されている。（３）はヂタンの］ニヤ
スパンデッドメタルに白金メッキを施してなる陰ｌ！Ｉ
ｉ東電体、（４〉はブタン板からなる陰極※３１了板で
ある。（５）はロジウムからなる１揚極で、無電解メッ
キ法により、陽イオン交換膜（１）に一体に接合されて
いる。（６）はヂタンのニヤスパンデッドメタルに白金
メッキを施してなる陽極集電体、（７）はチタン板から
なる陰極端子板である。（８）は電解槽枠体である１゜
（９）は陽極水供給口、（１０）は水兼酸素導出口、（
１１）は陰極水供給口、（１２）は水兼水索導出口であ
る。
この水電解槽の平常時の運転は次のようにしてＪ３こな
われる。まず、陰極水供給口（１１）をバルブでふさぎ
、陽極水供給口（９）から水を供給し、陰極端子板（４
）と陽極端子板（７）どの間に直流電流を通電すると、
水の電解が起り、水兼酸素導出口（１０）から酸素が導
出されるとともに、水兼水素導出口（１２）から水素が
導出される。水兼酸素導出口（１０）からは余剰の水も
導出され、再循環される。
われる。まず、陰極水供給口（１１）をバルブでふさぎ
、陽極水供給口（９）から水を供給し、陰極端子板（４
）と陽極端子板（７）どの間に直流電流を通電すると、
水の電解が起り、水兼酸素導出口（１０）から酸素が導
出されるとともに、水兼水素導出口（１２）から水素が
導出される。水兼酸素導出口（１０）からは余剰の水も
導出され、再循環される。
この平常の運転時の、１０００ｍ Ａ ／ ｃｎｔの電
流密度におｌ−Ｊる水電解摺電圧は２．２０ Ｖであっ
た。次に、供給水の中に故意に１０− Ａ Ｔ−ル、／
９の水酸化ナトリウムを添加して汚染させた際、水電解
摺電圧は１０００ｍ△／詞の電流密度で２．８０＼／に
上背した。。
流密度におｌ−Ｊる水電解摺電圧は２．２０ Ｖであっ
た。次に、供給水の中に故意に１０− Ａ Ｔ−ル、／
９の水酸化ナトリウムを添加して汚染させた際、水電解
摺電圧は１０００ｍ△／詞の電流密度で２．８０＼／に
上背した。。
＝５−
次に、陽極水供給口（９）からたりてなく、陰極水供給
口（１１）からも水を供給するどともに、極１イ１を逆
転さ辻て、つまり陰極（２）を陽極どし、陽極（５）を
陰極とし、４００ｎｌＡ／ｌス１１の電流密度で１０分
間直流電流を通電したのち、再び極性を元に戻し、１０
００ｍ Ａ ／ ａａの電流密度で水電解をおこなうと
水電解電圧は２．２２ Ｖになった。すなわち、水電解
摺電圧はほとんど回復しｌζ。
口（１１）からも水を供給するどともに、極１イ１を逆
転さ辻て、つまり陰極（２）を陽極どし、陽極（５）を
陰極とし、４００ｎｌＡ／ｌス１１の電流密度で１０分
間直流電流を通電したのち、再び極性を元に戻し、１０
００ｍ Ａ ／ ａａの電流密度で水電解をおこなうと
水電解電圧は２．２２ Ｖになった。すなわち、水電解
摺電圧はほとんど回復しｌζ。
以上詳）ボせる如く、本発明は水の汚染に伴って性能が
劣化した水電解槽の性能を回復させる上で、極めて効果
的な方法を提供するもので、その工業的価値極めて大で
ある。
劣化した水電解槽の性能を回復させる上で、極めて効果
的な方法を提供するもので、その工業的価値極めて大で
ある。
なお、上述の実施例では単セル構造の水電解槽について
のみ言及したが、複数のセルを集合した水電解槽にも適
用できる。また、陰極水（ｊ（給口（１１）から水を供
給する必要は必ずしもない。
のみ言及したが、複数のセルを集合した水電解槽にも適
用できる。また、陰極水（ｊ（給口（１１）から水を供
給する必要は必ずしもない。
第１図は本発明の一実施例を説明１”るための水電解槽
の断面構造略図である。 １・・・陽イオン交換膜、２・・・陰極、３・・・陰極
集電体、６− ４・・・陰極端子板、５・・・陽極、６・・・陽極集電
体、７・・・陽極端子板、８・・・電解槽枠体、９・・
・陽極水供給口、１０・・・水兼酸素導１１０．１１・
・・陰極水導出口、１２・・・水兼水素導出ロ アー ）Ｘ Ｉ 図 ３Ｚ１
の断面構造略図である。 １・・・陽イオン交換膜、２・・・陰極、３・・・陰極
集電体、６− ４・・・陰極端子板、５・・・陽極、６・・・陽極集電
体、７・・・陽極端子板、８・・・電解槽枠体、９・・
・陽極水供給口、１０・・・水兼酸素導１１０．１１・
・・陰極水導出口、１２・・・水兼水素導出ロ アー ）Ｘ Ｉ 図 ３Ｚ１
Claims (1)
- １、陽イオン交換膜を電解質とし、その両面に陽極と陰
極とを接合せしめてなる水電解槽の性能が、水の汚染に
よって劣化した際、水を水電解槽に供給しつつ極性を逆
転せしめた上で通電することを特徴どする水電解槽の性
能を回復する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59038165A JPS60181286A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 水電解槽の性能を回復する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59038165A JPS60181286A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 水電解槽の性能を回復する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60181286A true JPS60181286A (ja) | 1985-09-14 |
| JPS617474B2 JPS617474B2 (ja) | 1986-03-06 |
Family
ID=12517784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59038165A Granted JPS60181286A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 水電解槽の性能を回復する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60181286A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8039156B2 (en) | 2004-06-29 | 2011-10-18 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell system and method for removal of impurities from fuel cell electrodes |
| EP2860814A4 (en) * | 2012-06-06 | 2015-10-28 | Dmitry Milanovich Tereshchenko | ELECTRIC ENERGY ACCUMULATION DEVICE COMPRISING AN ELECTRIC GAS BATTERY |
| JP2016527387A (ja) * | 2013-05-31 | 2016-09-08 | サステイナブル イノベーションズ エルエルシーＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ，Ｌｌｃ | 水素再生利用装置および操作方法 |
| WO2020208991A1 (ja) * | 2019-04-12 | 2020-10-15 | 日立造船株式会社 | 水電解装置の性能回復方法及び水電解装置 |
-
1984
- 1984-02-28 JP JP59038165A patent/JPS60181286A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8039156B2 (en) | 2004-06-29 | 2011-10-18 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell system and method for removal of impurities from fuel cell electrodes |
| EP2860814A4 (en) * | 2012-06-06 | 2015-10-28 | Dmitry Milanovich Tereshchenko | ELECTRIC ENERGY ACCUMULATION DEVICE COMPRISING AN ELECTRIC GAS BATTERY |
| JP2016527387A (ja) * | 2013-05-31 | 2016-09-08 | サステイナブル イノベーションズ エルエルシーＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ，Ｌｌｃ | 水素再生利用装置および操作方法 |
| WO2020208991A1 (ja) * | 2019-04-12 | 2020-10-15 | 日立造船株式会社 | 水電解装置の性能回復方法及び水電解装置 |
| CN113677830A (zh) * | 2019-04-12 | 2021-11-19 | 日立造船株式会社 | 水电解装置的功能回复方法以及水电解装置 |
| CN113677830B (zh) * | 2019-04-12 | 2023-10-10 | 日立造船株式会社 | 水电解装置的功能回复方法以及水电解装置 |
| US11913124B2 (en) | 2019-04-12 | 2024-02-27 | Hitachi Zosen Corporation | Water electrolysis device performance recovery method and water electrolysis device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS617474B2 (ja) | 1986-03-06 |
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