JP5111833B2 - 高圧水素製造装置 - Google Patents
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Description
PH2×S1 ・・・(1)
で表すことができる。
T×(S2+S3) ・・・(2)
で表すことができる。
PH2×S1 + T×(S2+S3)
で表すことができる。
PH2×S2 ・・・(3)
で表すことができる。
PH2×S3 ・・・(4)
で表すことができる。
P×(S2+S3) ・・・(5)
で表すことができる。
次に、皿バネ17の応力Tを3MPa、5MPa、7MPa、10MPaとしたときのそれぞれの場合について、ピストン13の面積S1、固体高分子電解質膜2の面積S4と、生成する水素ガスの圧力PH2とに対する、ピストン13による固体高分子電解質膜2がカソード側給電体3に接している部分にかかる圧力Pを表1〜4に示す。表1は皿バネ17の応力Tが3MPaの場合、表2は皿バネ17の応力Tが5MPaの場合、表3は皿バネ17の応力Tが7MPaの場合、表4は皿バネ17の応力Tが10MPaの場合である。尚、ピストン13の面積S1と、固体高分子電解質膜2の面積S4との関係をdで示す。dは次式(7)で示すことができる。
Claims (2)
- 固体高分子電解質膜と、該固体高分子電解質膜の内周部で該固体高分子電解質膜の両側に相対向して設けられたカソード給電体及びアノード給電体と、該固体高分子電解質膜及び該カソード給電体に積層されたカソード側セパレータと、該固体高分子電解質膜及び該アノード給電体に積層されたアノード側セパレータと、該カソード側セパレータに設けられ該カソード給電体が露出するカソード側流体通路と、該アノード側セパレータに設けられ該アノード給電体が露出するアノード側流体通路とを備え、
該アノード側流体通路に水を供給して、各給電体に通電することにより、該アノード側流体通路に供給された水を電気分解し、該カソード側流体通路に10〜70MPaである高圧の水素ガスを生成させる高圧水素製造装置において、
該カソード側セパレータを、該カソード給電体と該固体高分子電解質膜に押圧するピストンと、該ピストンを進退自在に収容するシリンダと、該カソード側流体通路と該シリンダとを接続して該カソード側流体通路に生成した高圧の水素ガスの一部を該シリンダ内に導入する接続路と、該シリンダ内に配設されて該ピストンを該固体高分子電解質膜方向に付勢する弾性体を備え、
該カソード給電体の外周側であって、該固体高分子電解質膜が該カソード側セパレータと該アノード側セパレータとによって挟持されている密封部分は、該カソード側流体通路内で生成する高圧水素ガスの圧力と等しい圧力で押圧されることで、該固体高分子電解質膜を平滑化すると共に、
該ピストンの該シリンダ内の高圧の水素ガスからの受圧面積S 1 とし、該カソード側セパレータの該固体高分子電解質膜に対向する面積をS 4 とした場合に、前記S 1 とS 4 との関係はd=(S 1 −S 4 )/S 4 で表され、前記dは−0.1〜0.5の範囲となることを特徴とする高圧水素製造装置。 - 請求項1記載の高圧水素製造装置において、前記弾性体の応力は3〜10MPaの範囲の圧力とすることを特徴とする高圧水素製造装置。
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