JPS60255987A - 水電解方法 - Google Patents
水電解方法Info
- Publication number
- JPS60255987A JPS60255987A JP59111935A JP11193584A JPS60255987A JP S60255987 A JPS60255987 A JP S60255987A JP 59111935 A JP59111935 A JP 59111935A JP 11193584 A JP11193584 A JP 11193584A JP S60255987 A JPS60255987 A JP S60255987A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- hydrogen
- oxygen
- separator
- pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- 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、無重力下の水電解方法に関する。
周知の如く、宇宙船あるいは宇宙ヌテーションにおいて
使用される機器には、小型、軽量、簡単な構造、保守が
容易、省エネルギーであることが要求される。ところで
、宇宙船等の無重力下で乗員の呼吸のための酸素を供給
する方法の一つとして、水の電解が有力視されている。
使用される機器には、小型、軽量、簡単な構造、保守が
容易、省エネルギーであることが要求される。ところで
、宇宙船等の無重力下で乗員の呼吸のための酸素を供給
する方法の一つとして、水の電解が有力視されている。
従来、市販の固体高分子電解質膜を利用した水電解は、
例えば＄３１！２１に示す装置により行なわれている。
例えば＄３１！２１に示す装置により行なわれている。
図中の１は、電解槽である。この電解槽１は、固体高分
子電解質膜（以下、８ＰＢと称す）２と、この８ＰＢ２
を両側から挾む電極Ｊａ 、３ｂと、一方の電極３ａ側
に設けられた水素発生室４と、他方の電極３ｂ側に設け
られた酸素発生室５とから構成されている。前記電解槽
１の酸素発生室５には、第１の配管６ａを介して貯水槽
７が連通されている。また、酸素発生室５には、第２の
配管６ｂを介して第１の気液分離器８ａが連通され、該
気液分離器８ａには第３の配管６Ｃが連通されている。
子電解質膜（以下、８ＰＢと称す）２と、この８ＰＢ２
を両側から挾む電極Ｊａ 、３ｂと、一方の電極３ａ側
に設けられた水素発生室４と、他方の電極３ｂ側に設け
られた酸素発生室５とから構成されている。前記電解槽
１の酸素発生室５には、第１の配管６ａを介して貯水槽
７が連通されている。また、酸素発生室５には、第２の
配管６ｂを介して第１の気液分離器８ａが連通され、該
気液分離器８ａには第３の配管６Ｃが連通されている。
前記水素発生室４には、第４の配管６ｄを介して第２の
気液分離器８ｂが連通され、該気液分離器８ｂには弁９
を介装した第５の配管６ｅが連通されている。
気液分離器８ｂが連通され、該気液分離器８ｂには弁９
を介装した第５の配管６ｅが連通されている。
こうした装置を用いた水電解は次のように行う。まず、
貯水槽１から第１の配管６ａを通じて電解槽１の酸素発
生室５に水を供給する。この際、酸素発生室５に供給さ
れた水は、電極３ａ 、３ｂ及び５ＰＥ２を浸透して水
素発生室４も満す。ここで、電極ａａ、ｓｂに直流を印
加すると、酸素（Ｏ７）及び水素（Ｈ３）が発生する。
貯水槽１から第１の配管６ａを通じて電解槽１の酸素発
生室５に水を供給する。この際、酸素発生室５に供給さ
れた水は、電極３ａ 、３ｂ及び５ＰＥ２を浸透して水
素発生室４も満す。ここで、電極ａａ、ｓｂに直流を印
加すると、酸素（Ｏ７）及び水素（Ｈ３）が発生する。
そして、酸素は第２の配管６ｂを通じて第１の気液分離
器８ａに達し、ここで重力により浮上分離し、第３の配
管６Ｃを通って、貯ｆｆ（又は消費先）へ送られる。一
方、水素は第４の配管６ｄを通じて第２の気液分離器８
ｂ（＝達し、ここで重力により浮上分離し、第５の配管
６ｅを通って貯槽等へ送られる。
器８ａに達し、ここで重力により浮上分離し、第３の配
管６Ｃを通って、貯ｆｆ（又は消費先）へ送られる。一
方、水素は第４の配管６ｄを通じて第２の気液分離器８
ｂ（＝達し、ここで重力により浮上分離し、第５の配管
６ｅを通って貯槽等へ送られる。
しかしながら、前述したＰ置は重力状態では効力を発揮
するものの、宇宙等の無重力下では充分目的を達成する
には至らない。
するものの、宇宙等の無重力下では充分目的を達成する
には至らない。
このようなことから、無重力下でも水電解によって発生
する酸素や水素と水の分離を可能とするために、外国で
は電解槽自身を回転させたり、電極板を回転させたりあ
るいは遠心分離機を使用する等の大がかりな工夫がなさ
れている。
する酸素や水素と水の分離を可能とするために、外国で
は電解槽自身を回転させたり、電極板を回転させたりあ
るいは遠心分離機を使用する等の大がかりな工夫がなさ
れている。
しかしながら、未だ実用化には至らないのが実情である
。
。
本発明レマ上記事情に鑑みてなされたもので、水中に混
在する電解によって生ずる水素ガスや酸素ガスを無重力
下で簡単に分離することができ、消費電力量が少ない等
種々の効果を有した水電解方法を提供す６ること全目的
とする。
在する電解によって生ずる水素ガスや酸素ガスを無重力
下で簡単に分離することができ、消費電力量が少ない等
種々の効果を有した水電解方法を提供す６ること全目的
とする。
以下、本発明を第２図及び第３図を参照して説明する。
ここで、第２図は本発明に用いられる水電解装置の説明
図を示し、第３図は同装置の水素分離器の説明図を示す
。なお、ｔＪｃ１図と間部Ｉのものは同符号を付して説
明を省略する。
図を示し、第３図は同装置の水素分離器の説明図を示す
。なお、ｔＪｃ１図と間部Ｉのものは同符号を付して説
明を省略する。
図中の１１は、第１の配置゛７ ｚ ａを介して電解槽
１の水素発生室４に連通する水素分離器（第３図図示）
である。この水素分′＠器１１と水素発生室４は、第１
のポンプｊ３ａを介＆した第２の配管１２ｂによっても
連通され、水素発生室４、水素分離器１ノ及びポンプ１
３ａがループ状になっている。前記水素分離器１１には
、電解によって消費された水の量を検出するための第１
のレベル計１４１１が設けられているとともに、水素ガ
スをガス貯槽等へ送るための第３の配管１２Ｃが設けら
れている。また、電解槽１の酸素発生室５には、第４の
配管Ｊ２ｄを介して酸素分離器１５が連通されている。
１の水素発生室４に連通する水素分離器（第３図図示）
である。この水素分′＠器１１と水素発生室４は、第１
のポンプｊ３ａを介＆した第２の配管１２ｂによっても
連通され、水素発生室４、水素分離器１ノ及びポンプ１
３ａがループ状になっている。前記水素分離器１１には
、電解によって消費された水の量を検出するための第１
のレベル計１４１１が設けられているとともに、水素ガ
スをガス貯槽等へ送るための第３の配管１２Ｃが設けら
れている。また、電解槽１の酸素発生室５には、第４の
配管Ｊ２ｄを介して酸素分離器１５が連通されている。
この酸素分離器１５は、前記水素分離器１１と同様な構
造になっており、第２のレベル計１４ｂ。
造になっており、第２のレベル計１４ｂ。
酸素ガスをガス貯槽等へ送るための第５の配管Ｊ２ｅが
設けられている。前記酸素分離器１５と酸素発生室５は
、第２のポンプＪ、９ｂを介在した第６の配管１２ｆに
よっても連通され、酸素発生室５、酸素分離器１５及び
ポンプ１３ｂがループ状になっている。前記第１のポン
プ１３ ａ、 ＄２（７）ポンプ１３ｂには、夫々第７
の配管ｆ ２ ｇ、 第８の配管１２ｈを介して貯水槽
１６が連通されている。この貯水槽１７内にはベローズ
１７が設けられ、このベローズ１８には弁１８を介在し
た第９の配管１２１が連通されている。
設けられている。前記酸素分離器１５と酸素発生室５は
、第２のポンプＪ、９ｂを介在した第６の配管１２ｆに
よっても連通され、酸素発生室５、酸素分離器１５及び
ポンプ１３ｂがループ状になっている。前記第１のポン
プ１３ ａ、 ＄２（７）ポンプ１３ｂには、夫々第７
の配管ｆ ２ ｇ、 第８の配管１２ｈを介して貯水槽
１６が連通されている。この貯水槽１７内にはベローズ
１７が設けられ、このベローズ１８には弁１８を介在し
た第９の配管１２１が連通されている。
こうした装置を用いた水電解は次のように行う。即ち、
電解槽１の水素発生室４には、第１のポンプ１３ａによ
り水を送り込み、夷ｌの配管１２２を通して水素分離器
１ノの中に接線方向から入れ、第２の配管１２ｂを通っ
て第１のポンプ１３Ｂへ戻し℃循環させる。同様に、酸
素発生器５には、第２のポンプ１３ｂにより水を送り込
み、第４の配管１２ｄを酸素分離器１５の中に接線方向
から入れ、第６のに管ｚｚｆを通って第２のポンプＪ、
？ｂへ戻して循環させる。ここで、ポンプＪ３ａにより
水素発生室４の電極３ａに接触する水が流動され、ポン
プ１３ｂにより酸素発生室５の電極３ｂに接触する水が
流動される。また、水素分離器１ノ、酸素分離器１５で
水を夫々接線方向から入れることにより、遠心力場が発
生する。なお、電解槽Ｊで電解によって消費された水の
量は、＄１゜第２のレベル計１４８，１４ｂによって検
出される。そして、貯水槽１６内のベローズ１７に加圧
ガスを第９の配管１２ｉを通して供給することにより、
水が第７の配管１２ｇ、’ＪＲの配管１２ｈを夫々通っ
て補給される。
電解槽１の水素発生室４には、第１のポンプ１３ａによ
り水を送り込み、夷ｌの配管１２２を通して水素分離器
１ノの中に接線方向から入れ、第２の配管１２ｂを通っ
て第１のポンプ１３Ｂへ戻し℃循環させる。同様に、酸
素発生器５には、第２のポンプ１３ｂにより水を送り込
み、第４の配管１２ｄを酸素分離器１５の中に接線方向
から入れ、第６のに管ｚｚｆを通って第２のポンプＪ、
？ｂへ戻して循環させる。ここで、ポンプＪ３ａにより
水素発生室４の電極３ａに接触する水が流動され、ポン
プ１３ｂにより酸素発生室５の電極３ｂに接触する水が
流動される。また、水素分離器１ノ、酸素分離器１５で
水を夫々接線方向から入れることにより、遠心力場が発
生する。なお、電解槽Ｊで電解によって消費された水の
量は、＄１゜第２のレベル計１４８，１４ｂによって検
出される。そして、貯水槽１６内のベローズ１７に加圧
ガスを第９の配管１２ｉを通して供給することにより、
水が第７の配管１２ｇ、’ＪＲの配管１２ｈを夫々通っ
て補給される。
しかして、本発明によれば、以下に示す効果を有する。
■ 電極ｓａ、ｓｂに接触する水を流動させるため、発
生する水素又は酸素の気泡を速かに電ａ３ａ、３ｂから
分離でき、もって気泡による電気抵抗を減少して必要電
圧を低く押えることができるとともに、１！を極ｓａ、
３ｂの有効に利用される面の比率を高くして電極ｓａ
、 ３ｂを小さくし、装置の小型化を図ることができる
。
生する水素又は酸素の気泡を速かに電ａ３ａ、３ｂから
分離でき、もって気泡による電気抵抗を減少して必要電
圧を低く押えることができるとともに、１！を極ｓａ、
３ｂの有効に利用される面の比率を高くして電極ｓａ
、 ３ｂを小さくし、装置の小型化を図ることができる
。
また、上記と同様の理由により、電極Ｊａ。
３ｂの面に接触する水の境膜の厚さになり、物＋
質移動の抵抗が小さくなるので、ＯＨ，Ｈ２Ｏ。
十
Ｈ等のイオン移動度が高くなり、酸素、水素の発生速度
を高（できる。以上の効果は、第４図の電流効率とレイ
ノルズ数との関係を示す特性図から明らかのように、水
を静止させたままの場合より電流効率を高くすることに
なり、必要酸素量を発生させる消費電力量を少なくする
ことができる。
を高（できる。以上の効果は、第４図の電流効率とレイ
ノルズ数との関係を示す特性図から明らかのように、水
を静止させたままの場合より電流効率を高くすることに
なり、必要酸素量を発生させる消費電力量を少なくする
ことができる。
■ 電解槽１の水素発生室４、酸素発生室５で発生した
水素、酸素の夫々の気泡を含む水を、水素分離器１）、
酸素分離器１５に夫々接線方向に注入するため、水の旋
回によって無重力下でも遠心力場を発生させ、七れら分
離器１１゜１５の円筒径及び厚みを適切に選ぶことによ
って気液界面を形成できる。上記と同様な理由により、
水と水素、酸素の夫々の気泡との間に比重差を生じ、第
１の配管１２ａから水に同伴して水素分離器１１に流入
した水素の気泡は水素分離器１１の旋回流中を中心方向
に移動して行き、上記の気液界面で水から脱離し、第３
の配管１２Ｃからガス貯槽又は消費先へ送ることができ
る。一方、第４の配管１２ｄから水に同伴して酸素分離
器１５に流入した酸素の気泡は、酸素分離器１５の旋回
流中を中心方向に移動して行き、上記の気液界面で水か
ら脱離し、第５の配管１２ｅからガス貯槽等へ送ること
ができる。
水素、酸素の夫々の気泡を含む水を、水素分離器１）、
酸素分離器１５に夫々接線方向に注入するため、水の旋
回によって無重力下でも遠心力場を発生させ、七れら分
離器１１゜１５の円筒径及び厚みを適切に選ぶことによ
って気液界面を形成できる。上記と同様な理由により、
水と水素、酸素の夫々の気泡との間に比重差を生じ、第
１の配管１２ａから水に同伴して水素分離器１１に流入
した水素の気泡は水素分離器１１の旋回流中を中心方向
に移動して行き、上記の気液界面で水から脱離し、第３
の配管１２Ｃからガス貯槽又は消費先へ送ることができ
る。一方、第４の配管１２ｄから水に同伴して酸素分離
器１５に流入した酸素の気泡は、酸素分離器１５の旋回
流中を中心方向に移動して行き、上記の気液界面で水か
ら脱離し、第５の配管１２ｅからガス貯槽等へ送ること
ができる。
■ 本発明に係る装置は駆動部がなく、構造が簡単で、
特に保守を要しない。
特に保守を要しない。
以上詳述した如く本発明によれば、水中に混在する電解
によって生ずる水素ガスや酸素ガスを無重力下で簡単；
二分離することができ、消費電力量が少ない等の種々の
効果を有した水電解方法を提供できるものである。
によって生ずる水素ガスや酸素ガスを無重力下で簡単；
二分離することができ、消費電力量が少ない等の種々の
効果を有した水電解方法を提供できるものである。
ｅｘｔは従来の水電解方法を説明するための図、第２図
は本発明の一実施例に係る水電解方法を説明するための
図、第３図は本発明方法に用いられる水素分離器の説明
図、第４図は本発明方法による電流効率とレイノルズ数
との関係を示す特性図である。 １・・・電解槽、２・・・固体高分子電解質膜（ＳＰＥ
）、３ａ、３ｂ・・・電極、４・・・水素発生室、５・
・・酸素発生室、１１・・・水素分離器、１２８〜１２
し・・配管、１３ａ、１３ｂ−’ポンプ、ｌ ４ ａ
、 １４ｂ・・・レベル計、１５・・・酸素分離器、１
６・・・貯水槽、１７・・・ベローズ。
は本発明の一実施例に係る水電解方法を説明するための
図、第３図は本発明方法に用いられる水素分離器の説明
図、第４図は本発明方法による電流効率とレイノルズ数
との関係を示す特性図である。 １・・・電解槽、２・・・固体高分子電解質膜（ＳＰＥ
）、３ａ、３ｂ・・・電極、４・・・水素発生室、５・
・・酸素発生室、１１・・・水素分離器、１２８〜１２
し・・配管、１３ａ、１３ｂ−’ポンプ、ｌ ４ ａ
、 １４ｂ・・・レベル計、１５・・・酸素分離器、１
６・・・貯水槽、１７・・・ベローズ。
Claims (1)
- 水素発生室、酸素発生室間に電極、電解質膜を設けた電
解槽と、前記水素発生室とループ状に連通された水素分
離器、第１のポンプと、前記酸素発生室とループ状に連
通された酸素分離器、第２のポンプとを具備した装置を
用いて無重力下で水電解を行う方法において、水を第１
゜第２のポンプで循環することにより電極に接触する水
を流動させるとともに、循環する水を水素分離器、酸素
分離器内に接線方向に導入して遠心力場を形成し、その
遠心力場で水中に混在する電解によって発生する水素ガ
ス、酸素ガスを夫々水から浮力により分離することを特
徴とする水軍Ｊ協。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59111935A JPS60255987A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 水電解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59111935A JPS60255987A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 水電解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60255987A true JPS60255987A (ja) | 1985-12-17 |
Family
ID=14573819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59111935A Pending JPS60255987A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 水電解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60255987A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5297567B1 (ja) * | 2013-03-07 | 2013-09-25 | 株式会社センリョウ | 高圧水素製造装置 |
| JP2014188468A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 宇宙用水処理システム |
| EP4155432A1 (de) * | 2021-09-27 | 2023-03-29 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Verfahren zum betrieb einer elektrolyseanlage, rekombinator und verwendung eines rekombinators in einer elektrolyseanlage |
-
1984
- 1984-05-31 JP JP59111935A patent/JPS60255987A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5297567B1 (ja) * | 2013-03-07 | 2013-09-25 | 株式会社センリョウ | 高圧水素製造装置 |
| JP2014188468A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 宇宙用水処理システム |
| EP4155432A1 (de) * | 2021-09-27 | 2023-03-29 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Verfahren zum betrieb einer elektrolyseanlage, rekombinator und verwendung eines rekombinators in einer elektrolyseanlage |
| WO2023046350A1 (de) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Verfahren zum betrieb einer elektrolyseanlage, rekombinator und verwendung eines rekombinators in einer elektrolyseanlage |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20050126924A1 (en) | Commercial production of hydrogen from water | |
| JP5897512B2 (ja) | 重水の電解濃縮方法 | |
| JPH03177591A (ja) | 水電解システム及び水素ガス分離方法 | |
| KR970005464B1 (ko) | 막 유동 셀 배터리 | |
| US3877989A (en) | Power system and an electrochemical control device therefor | |
| JPH06140062A (ja) | 溶液流通型電池 | |
| US3920474A (en) | Method of operating a fuel cell using sulfide fuel | |
| WO2013040536A2 (en) | Galvanic electrochemical cells utilizing taylor vortex flows | |
| CN102597326A (zh) | 质子交换膜水电解槽电池模块设计 | |
| US20040203166A1 (en) | Electrolysis apparatus and method utilizing at least one coiled electrode | |
| US10767269B2 (en) | Electrolysis device | |
| CN110112439B (zh) | 一种金属空气电池电解液动态循环过滤装置 | |
| WO1995028510A1 (en) | Improvements in electrolysis systems and the availability of over-unity energy | |
| KR101596301B1 (ko) | 염도차를 이용한 복합발전장치 | |
| Tehrani et al. | Application of electrodeposited cobalt hexacyanoferrate film to extract energy from water salinity gradients | |
| SK50222011A3 (sk) | Kombinovaný magnetohydrodynamický a elektrochemický spôsob výroby, najmä elektrickej energie a zariadenie | |
| JPS60255987A (ja) | 水電解方法 | |
| Sakurai et al. | Development of water electrolysis system for oxygen production aimed at energy saving and high safety | |
| US20060011472A1 (en) | Deep well geothermal hydrogen generator | |
| McElroy | Recent advances in SPE® water electrolyzer | |
| JP2024531391A (ja) | 可変電流密度における水の電気分解方法 | |
| Hartvigsen et al. | New low to medium temperature electrolyte separation method and system for alkaline water electrolysis | |
| JPS5665987A (en) | Marine energy developing method | |
| JPS59127378A (ja) | 電極反応装置における漏洩電流防止方法 | |
| US3537904A (en) | Means for preventing internal currents in a fuel cell |