JPS6074359A - 電極反応装置 - Google Patents

電極反応装置

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JPS6074359A
JPS6074359A JP58182516A JP18251683A JPS6074359A JP S6074359 A JPS6074359 A JP S6074359A JP 58182516 A JP58182516 A JP 58182516A JP 18251683 A JP18251683 A JP 18251683A JP S6074359 A JPS6074359 A JP S6074359A
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JP
Japan
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diaphragm
partition plate
polyvinyl chloride
spacers
cell stack
Prior art date
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Pending
Application number
JP58182516A
Other languages
English (en)
Inventor
Zenji Kamio
神尾 善二
Masaatsu Takahata
高畠 正温
Masami Yoshitake
吉竹 正実
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Mitsui Zosen KK
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Mitsui Zosen KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd, Mitsui Zosen KK filed Critical Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority to JP58182516A priority Critical patent/JPS6074359A/ja
Publication of JPS6074359A publication Critical patent/JPS6074359A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0271Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H01M8/0273Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes with sealing or supporting means in the form of a frame
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電極反応装置に関し、さらしこ詳しくは複極
仕切板、隔膜およびスペーサーを一体化した、漏洩事故
等の起こりにくい、強固な電IW槽または電池に関する
従来の電解槽または電池(以下、セルスタックと称する
)を製造するには、上記の各構成要素を重ね合わせ、両
端に押え板をおき、その押え板間にボルトを通して、ボ
ルト締めによって各要素を固着させる方法がとられてい
た。この従来法の利点は、ボルトを外せばセルスタック
を容易に各構成要素に分解することができ、構成要素の
一つを交換する必要のある場合に有用であることである
例えば運転途中で隔膜の寿命により、隔膜の交換が要求
される場合、特に隔膜面に対し100mA/ Caを越
える電流密度で使用されるセルスタック(例えば食塩水
の電解槽)では便利である。しかし、一方、単電解槽ま
たは単電池(以下、これらを単セルと称する)を多数積
層する場合、ポル1〜締めが煩雑であり、また漏洩を生
しないような、均一なボルト締めを行なうにはかなりの
熟練を要し、さらに倉入りにボルト締めをしたとしても
、セルスタックの漏洩事故の発生は避けられなかった。
特に一つのセルスタックの両端にかりられる電圧が、数
百■から千■に達するような場合は、漏液による短絡事
故の危険性は著しく高められる。
本発明の目的は、上記従来技術に鑑み、各構成要素のボ
ルト締めによる組立てを不要にし、漏液の危険をなくす
とともに、隔膜等の構成要素の交換を不要にした電極反
応装置を提供することにある。
本発明者は、電解槽または電池において、隔膜の電流密
度を100 mA/cJ以下に抑えて運転する場合、隔
膜の寿命は、他の構成要素とほぼ等しいまでに延びるた
め、運転途中でセルスタックを分解して隔膜を交換する
必要がなくなること、および各構成要素を接着剤または
自己融着により一体的に接合させることにより、各構成
要素が均一に固着され、漏液が完全に防止される点に着
目し、本発明に到達したものである。
本発明は、複極仕切板と、隔膜と、該隔膜の両側にもけ
られるスペーサーとしての室枠内に正極室および負極室
とからなる単セルを組合せたもので、前記隔膜面の電流
密度が100mA/cJ以下である電極反応装置におい
て、前記複極仕切板、隔膜および室枠が接着剤または自
己融着によって相互に接合、一体化されていることを特
徴とする。
本発明において、セルスタックを構成する複極仕切板、
室枠などの主構成部材は熱可塑性高分子物質を主成分と
し、これに必要に応じて炭素等の導電性物質、補強材等
を混合させたものが好適に用いられる。このような熱可
塑性高分子物質としては、例えばポリ塩化ビニル系、ポ
リ塩化ビニリデン系、ポリエチレン系、ポリプロピレン
系、ポリスチレン系、ポリメチルメタクリレ=I−系、
ポリアミド系、ポリビニルアルコール系、ポリアクリロ
ニトリル系、ポリエステル系などの単重合または共重合
物があげられる。各構成部材の樹脂は接合性を高めるた
めに、なるべく同質のものを使用することが好ましい。
これらの各構成部材は、接着剤または自己融着により互
いに接合されるが、接着剤としてはこれらの樹脂を強固
に接合するもであればどのようなものでもよく、例えば
市販のビニル系接着剤、ゴム系接着剤、重縮合、重伺加
系接着剤から、耐熱性、用途等に応して選択することが
できる。また各構成部材を自己融着により接合させる場
合には、該構成部材の接着面を融点以上の温度に加熱し
て圧着するが、またはこれらの構成部材を一体成形して
製造することができる。
本発明のセルスタックは低い電流密度で運転するので、
一つのセルスタックの両端に印加する電圧は約200V
以上とすることが好ましい。電圧を200V以上にする
ことにより、低電流密度による発熱を防止し、隔膜の熱
劣化が防止され、短絡事故の危険性を著しく低減し、完
全な漏液防止型のセルスタックとすることができる。な
お、セルスタックを加温して用いる場合には、各構成要
素の材質の熱膨張率が近似したものを用いることが好ま
しい。
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例1 第1図に示すように複極仕切板1、正極室枠(スペーサ
ー)2、隔膜5および負極室枠(スペーサー)4を組立
ててセルスタックを構成した。なお、6は正極液流出孔
、7は負極液流出孔、8は負極液流入孔、および9は正
極液流入孔である。
複極仕切板1として炭素粉を混入した厚さ0.5 龍の
硬質ポリ塩化ビニル樹脂シート、スペーサー2および4
として、厚さ2鰭の硬質ポリ塩化ビニル樹脂板、隔膜5
としてポリ塩化ビニル系多孔質樹脂膜をそれぞれ使用し
、スペーサ−2および4内の電極室には炭素繊維フェル
ト3をそれぞれ充填した。これらの複極仕切板1、スペ
ーサー2.4および隔膜5を、ポリ塩化ビニル樹脂を含
むンクロヘキサノン、メチルエチルケトン、テl−ラヒ
トロフラン、混合溶液からなる接着剤を塗布して張す合
ワせ、積層、一体化して本発明のセルスタ・ツクを作製
した。このセルスタックを用いて電解実験を行ったが、
運転中および休止中にセルスタックに40〜50℃の温
度変化があっても、接合部に液洩れを生しることはなか
った。また長期運転した場合もスペーサーと複極仕切板
の間からの漏液等のトラブルは全(生へなかった。
実施例2 隔膜5をフン化炭素系樹脂を骨組とする陽イオン交換膜
に変える以外は実施例1と同様にしてセルスタックを構
成した。上記陽イオン交換膜の縦、横の長さは他の二つ
の構成要素(複極仕切板およびスペーサー)よりそれぞ
れlc+nずつ短かくなっていたが、前述の溶剤を用い
てセルスタック内に埋め込むように接着させた。この場
合においても実施例1と同様にセルスタックからの液洩
れは全く発生せず、長期運転に充分耐えることが分がフ
た。
以上、本発明によれば、隔膜の交換が不要で、液洩れの
危険がな(、かつ長期運転が可能な電極反応装置を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明が通用される複極積層式電解槽のセル
スタックの展開図である。図中の符号1は複極仕切板、
正極室枠(スペーサー)、3は液透過型電極物質、4は
負極室枠(スペーサー)、5は隔膜である。 代理人 弁理士 川 北 武 長 手続補正書 1 昭和59年 3月月日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和58年 特 許 願 第18251’6号2、発明
の名称 電極反応装置 3、補正をする者 4、代理人 〒103 住 所 東京都中央区日本橋茅場町−丁目11番8号(
紅萌ビルディング)電話03 (639) 5592番
氏 名(7658)弁理士 川 北 武 長。 5、補正命令の日付 自発 6、?iti正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄お
よび明細書の発明の詳細な説明の欄。 (1)明細書の特許請求の範囲を別紙のとおり改める。 (2)明細書第2頁第1O行の「場合、」を「場合など
があり、Jに改める (3)明細書第2頁第11〜12行の「セルスタック・
・・・・・便利である。」を「例えば食塩水の電解槽な
どでは現在は技術的に隔膜を他のセルスタック構成要素
と同じ寿命にまで延ばすのが回能なため隔膜交換のため
にセルスタックは容易に分解できる方がよい。稼動中に
電極が消耗するようなセルスタックも同様である。Jに
改める。 (4)明細書第2頁第18〜19行の「漏洩事故の発生
は避けられなかった。」を「漏洩事故の発生を避けるの
は容易でない。」に改める。 (5)明細書第4頁第19行の「重付加」を「重付加、
付加縮合jに改める。 (6)明細書第5頁第1行の1ことができる。」の後に
「また勿論、単にプラスチックの溶剤を用いて、セルス
タック構成要素間を溶解接着する方法も好ましい。」を
加入する。 (7)明細書第5頁第8行の「低電流密度に」を「低電
流密度にして、ジュール熱に」に改める。 (8)明細書第5頁第9行の「隔膜の熱劣化が防止され
、」を「隔膜の熱劣化を防止できる。本発明によってJ
に改める。 (9)明細書第5頁第11行の「できる。なお、」を「
できるが」に改める。 (10)明細書第6頁第14行の「セルスタックを用い
て」の後に「電流密度80mA/cIaにてJを加入す
る。 (11)明細書第6頁第19行と第20行の間に下記を
加入する。 「比較例1 実施例1において行った実験を電流密度を150 m 
A /−とする他は同条件で行った。運転中のセルスタ
ックの温度は55℃であったが、隔膜面の電流が過度に
集中する部分では、隔膜の劣化が起こったと考えられ、
電解電圧の上昇傾向と正、負極液の混合という現象が認
められた。運転後セルスタックを分解し、隔膜を取り出
し劣化を確認した。」 (12)明細書第7頁第7行の「接着させた。Jの後に
「実施例1と同条件の電解実験を行ったが」を加入する
。 (13)明細書第7頁第10行と第11行の間に下記を
加入する。 「比較例2 電流密度を180mA/−にする他は実施例2と同条件
で電解実験を行った。該隔膜は、一部分の電流集中によ
って起こる発熱等にも十分な耐久性を持っているが、該
セルスタックは隔膜とスペーサー等との接着が、隔膜に
フン化炭素系樹脂を用いているため十分でなく、発熱に
よるひずみと考えられる原因によって、液洩れが運転途
中に生じた。J 以上 特許請求の範囲 (1)複極仕切板と、隔膜と、該隔膜の両側に故けられ
るスペーサーとしての室枠内に形成される正極室および
負極室とからなる単セルを組合せたもので、前記隔膜面
の電流密度が100mA/cJ以下であ句電極反応装置
において、前記複極仕切板鳴隔膜および室枠が接着剤ま
たは自己融着によって相互に接合、一体化されているこ
とを特徴とする電極反応装置。 (2、特許請求の範囲第1項において、前記電極反応装
置は複極式積層電解槽または電池であることを特徴とす
る電極反応装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複極仕切板と、隔膜と、該隔膜の両側へもけられ
    るスペーサーとしての室枠内に形成される正極室および
    負極室とからなる単セルを組合せたもので、前記隔膜面
    の電流密度が100mA/cJ以下である電極反応装置
    におし)て、前記複極イ士切板、隔膜および室枠が接着
    剤または自己融着によって相互に接合、一体化されてし
    )ることを特徴とする電極反応装置。 (2、特許請求の範囲第1項において、前記型)曇反応
    装置は複極式積層電解槽または電池であることを特徴と
    する電極反応装置。
JP58182516A 1983-09-30 1983-09-30 電極反応装置 Pending JPS6074359A (ja)

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WO2002023656A1 (en) * 2000-09-15 2002-03-21 Lynntech, Inc. Bonding electrochemical cell components
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