JPH0339493A - 水電解装置 - Google Patents
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- JPH0339493A JPH0339493A JP1174208A JP17420889A JPH0339493A JP H0339493 A JPH0339493 A JP H0339493A JP 1174208 A JP1174208 A JP 1174208A JP 17420889 A JP17420889 A JP 17420889A JP H0339493 A JPH0339493 A JP H0339493A
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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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
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】
(産業上の利用分野)
本発明は、固体高分子電解質膜を用いる水電解装置に関
する。
する。
(従来の技術)
従来、イオン交換樹脂や液体電解質を吸蔵する電解質膜
の両面に疎水性ガス拡散電極を接合したガス燃料電池に
おいて、該電極に通電することにより水電解を行うこと
は、特公昭40−6127号公報などに記載され公知で
ある。
の両面に疎水性ガス拡散電極を接合したガス燃料電池に
おいて、該電極に通電することにより水電解を行うこと
は、特公昭40−6127号公報などに記載され公知で
ある。
(発明が解決しようとする課題)
この種の燃料電池では、電極と電解質との接触面で主に
電解反応が進行し、生成する水素と酸素はガス拡散電極
を透過して電極背面より回収するため、ガス拡散電極は
疎水性の細孔を有している。この細孔を親水性にすると
、細孔内に水が凝縮し易く、水により細孔が塞がれると
、生成ガスの拡散を妨げて電解反応を阻害する。
電解反応が進行し、生成する水素と酸素はガス拡散電極
を透過して電極背面より回収するため、ガス拡散電極は
疎水性の細孔を有している。この細孔を親水性にすると
、細孔内に水が凝縮し易く、水により細孔が塞がれると
、生成ガスの拡散を妨げて電解反応を阻害する。
ガス拡散電極を用いる燃料電池では、電極が疎水性であ
るところから、イオン交換樹脂などの電解質膜に水分を
供給すること及び水電解のために電極と電解質膜の接触
面に水を供給することが難しい。それ故、上記燃料電池
では、系外から電解質に水を供給する手段を持たず、電
解質内に保有する水で電解を行うに過ぎず、その水を消
費した後は電解反応を持続することはできない。また、
固体高分子電解質膜を用いるときには、護膜が乾燥する
と電極との接合面が剥離して電解反応を妨げるなどの問
題があった。
るところから、イオン交換樹脂などの電解質膜に水分を
供給すること及び水電解のために電極と電解質膜の接触
面に水を供給することが難しい。それ故、上記燃料電池
では、系外から電解質に水を供給する手段を持たず、電
解質内に保有する水で電解を行うに過ぎず、その水を消
費した後は電解反応を持続することはできない。また、
固体高分子電解質膜を用いるときには、護膜が乾燥する
と電極との接合面が剥離して電解反応を妨げるなどの問
題があった。
本発明は、固体高分子電解質膜の両面に疎水性のガス拡
散電極を接合した電気化学セルを用いる水電解装置にお
いて、上記の問題点を解消し、電解質膜に容易に水分を
供給することができ、連続して水電解を行うことのでき
る装置を提供しようとするものである。
散電極を接合した電気化学セルを用いる水電解装置にお
いて、上記の問題点を解消し、電解質膜に容易に水分を
供給することができ、連続して水電解を行うことのでき
る装置を提供しようとするものである。
(課題を解決するための手段)
本発明は、固体高分子電解質膜の両面にガス拡散電極を
接合した水電解装置において、ガス回収溝を設けた導電
性がスセパレータを上記電極の背面に密着させ、該ガス
セパレータから導線を引き出して電源と接続するととも
に、上記電極は上記電解質膜と接する側の親水性反応層
とガスセパレータ側の疎水性ガス拡散層とを有し、上記
ガスセパレータにはガス回収溝の間に水又は水蒸気の供
給湯を設けたことを特徴とする水電解装置である。
接合した水電解装置において、ガス回収溝を設けた導電
性がスセパレータを上記電極の背面に密着させ、該ガス
セパレータから導線を引き出して電源と接続するととも
に、上記電極は上記電解質膜と接する側の親水性反応層
とガスセパレータ側の疎水性ガス拡散層とを有し、上記
ガスセパレータにはガス回収溝の間に水又は水蒸気の供
給湯を設けたことを特徴とする水電解装置である。
なお、固体高分子電解質膜としては、イオン交換基を導
入したパーフルオロカーボン樹脂などの膜を用いること
ができる。また、ガス拡散電極としては、白金族金属又
はその酸化物粉末、疎水性カーボンブラック、親水性カ
ーボンブラック及びポリ四フブ化エチレンよりなる親水
性反応層と、疎水性カーボンブラック及びポリ四フッ化
エチレンよりなる疎水性ガス拡散層とを有する電極など
を用いることができる。この杆の電極の製造法は、例え
ば特開昭62−208553号公報に記載されている。
入したパーフルオロカーボン樹脂などの膜を用いること
ができる。また、ガス拡散電極としては、白金族金属又
はその酸化物粉末、疎水性カーボンブラック、親水性カ
ーボンブラック及びポリ四フブ化エチレンよりなる親水
性反応層と、疎水性カーボンブラック及びポリ四フッ化
エチレンよりなる疎水性ガス拡散層とを有する電極など
を用いることができる。この杆の電極の製造法は、例え
ば特開昭62−208553号公報に記載されている。
ガスセパレータはカーボンや真ちゅうなどの金属で作る
ことができ、深さと幅が!■程度の溝を有する。そして
、上記のガス拡散電極は上記固体高分子電解質膜の両面
に重ね、ホットプレスで両者を融着し、さらに、ガスセ
パレータを重ねて密着させ、電気化学セルを形成するこ
とができる。
ことができ、深さと幅が!■程度の溝を有する。そして
、上記のガス拡散電極は上記固体高分子電解質膜の両面
に重ね、ホットプレスで両者を融着し、さらに、ガスセ
パレータを重ねて密着させ、電気化学セルを形成するこ
とができる。
(作用)
第1図は、本発明の1具体例である固体高分子電解質型
水電解装置の概念図である。この装置は、湿潤させた固
体高分子電解質11Q1を伸長状態に維持し、ガス拡散
性の陽極2と陰極3で挟み、ホットプレスで融着し、さ
らに、陽極側ガスセパレータ6及び陰極側ガスセパレー
タ7を密着させたものである。陽極及び陰極はともに親
水性反応層4と疎水性ガス拡散層5とを有し、陽極側ガ
スセパレータ6には酸素ガス回収溝7の間に水供給溝8
を設け、陰極側ガスセパレータ9には水素ガス回収R1
0及び水供給jRI 1を設けたものである。そして、
ガスセパレータはいずれも導電性材料で作成したもので
あり、該ガスセパレータから導線を引き出して電源と接
続する。
水電解装置の概念図である。この装置は、湿潤させた固
体高分子電解質11Q1を伸長状態に維持し、ガス拡散
性の陽極2と陰極3で挟み、ホットプレスで融着し、さ
らに、陽極側ガスセパレータ6及び陰極側ガスセパレー
タ7を密着させたものである。陽極及び陰極はともに親
水性反応層4と疎水性ガス拡散層5とを有し、陽極側ガ
スセパレータ6には酸素ガス回収溝7の間に水供給溝8
を設け、陰極側ガスセパレータ9には水素ガス回収R1
0及び水供給jRI 1を設けたものである。そして、
ガスセパレータはいずれも導電性材料で作成したもので
あり、該ガスセパレータから導線を引き出して電源と接
続する。
まず、両ガスセパレータ6及び9の水供給fM 8及び
IIに水若しくは水蒸気を導入し、該清白のa度に対応
した水蒸気圧により、電極の疎水性ガス拡散層を介して
親水性反応層及び固体高分子電解質膜電極に所定の水分
を補給し、次いで、膜電極を電源と接続して通電するこ
とにより、水電解を開始し、それぞれのがスセパレータ
のガス回収清まり酸素ガス及び水素ガスを回収する。回
収ガスの圧力が、水供給溝の水蒸気IIより高くなると
、水供給溝に回収ガスが混入するので、水供給溝の水蒸
気圧は常に回収ガス圧より高く保持すればよい。また、
高い圧力でガスを回収するためには、それに勝る水蒸気
圧を水供給溝に確保する必要がある。かかる水蒸気圧を
確保するために、水供給冴に供給する水若しくは水蒸気
の温度や圧力を予め系外で調整するか、水電解装置自体
に温度調節装置を付設することもできる。また、本発明
の水電解装置は、同体高分子電解質膜、電極及びガスセ
パレータを積層したセル構造をしているので、該セルを
さらに積層したり適当に組み合わせることにより、容易
に所望の能力を確保することができる。
IIに水若しくは水蒸気を導入し、該清白のa度に対応
した水蒸気圧により、電極の疎水性ガス拡散層を介して
親水性反応層及び固体高分子電解質膜電極に所定の水分
を補給し、次いで、膜電極を電源と接続して通電するこ
とにより、水電解を開始し、それぞれのがスセパレータ
のガス回収清まり酸素ガス及び水素ガスを回収する。回
収ガスの圧力が、水供給溝の水蒸気IIより高くなると
、水供給溝に回収ガスが混入するので、水供給溝の水蒸
気圧は常に回収ガス圧より高く保持すればよい。また、
高い圧力でガスを回収するためには、それに勝る水蒸気
圧を水供給溝に確保する必要がある。かかる水蒸気圧を
確保するために、水供給冴に供給する水若しくは水蒸気
の温度や圧力を予め系外で調整するか、水電解装置自体
に温度調節装置を付設することもできる。また、本発明
の水電解装置は、同体高分子電解質膜、電極及びガスセ
パレータを積層したセル構造をしているので、該セルを
さらに積層したり適当に組み合わせることにより、容易
に所望の能力を確保することができる。
なお、この水電解装置のガス開成溝に、燃料電池の原料
ガスを供給することにより、発電することが可能であり
、その際にも、水供給溝から水蒸気を親水性反応層及び
固体高分子電解質膜に供給することができる。このよう
に、本発明の水電解装置は、余剰の電力が存在する場合
には水電解により酸素ガスと水素ガスを発生させ、これ
を貯蔵することができ、また、・電力を必要とするとき
には貯蔵された酸素ガスと水素ガスを用いて発電するこ
とができるので、電気貯蔵装置としての機能も備えてい
る。
ガスを供給することにより、発電することが可能であり
、その際にも、水供給溝から水蒸気を親水性反応層及び
固体高分子電解質膜に供給することができる。このよう
に、本発明の水電解装置は、余剰の電力が存在する場合
には水電解により酸素ガスと水素ガスを発生させ、これ
を貯蔵することができ、また、・電力を必要とするとき
には貯蔵された酸素ガスと水素ガスを用いて発電するこ
とができるので、電気貯蔵装置としての機能も備えてい
る。
(発明の効果)
本発明は、上記の構成を採用することによって、固体高
分子電解質型水電解装置の電解質膜に一定の含水率を付
与することができ、定常的に水電解を継続することがで
きるようになった。
分子電解質型水電解装置の電解質膜に一定の含水率を付
与することができ、定常的に水電解を継続することがで
きるようになった。
第1図は本発明の1具体例である固体高分子電解質型水
電解装置の概念図である。
電解装置の概念図である。
Claims (1)
- 固体高分子電解質膜の両面にガス拡散電極を接合した水
電解装置において、ガス回収溝を設けた導電性ガスセパ
レータを上記電極の背面に密着させ、該ガスセパレータ
から導線を引き出して電源と接続するとともに、上記電
極は上記電解質膜と接する側の親水性反応層とガスセパ
レータ側の疎水性ガス拡散層とを有し、上記ガスセパレ
ータにはガス回収溝の間に水又は水蒸気の供給溝を設け
たことを特徴とする水電解装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1174208A JP2706320B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 水電解装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1174208A JP2706320B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 水電解装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0339493A true JPH0339493A (ja) | 1991-02-20 |
JP2706320B2 JP2706320B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=15974616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1174208A Expired - Fee Related JP2706320B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 水電解装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2706320B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5401371A (en) * | 1992-07-16 | 1995-03-28 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Hydrogen generator |
JP2007117403A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Iris Ohyama Inc | チェスト |
RU2623437C1 (ru) * | 2016-08-15 | 2017-06-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод электрохимических преобразователей" (ООО "ЗЭП") | Электролизер для получения водорода и кислорода из воды |
RU2647841C2 (ru) * | 2016-08-11 | 2018-03-21 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва (ПАО "РКК "Энергия") | Электролизёр воды и способ его эксплуатации |
WO2019008799A1 (ja) | 2017-07-04 | 2019-01-10 | 株式会社Ihi | 水素酸素反応装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59133386A (ja) * | 1982-09-07 | 1984-07-31 | Asahi Glass Co Ltd | ガス拡散電極の製造法 |
JPS62208553A (ja) * | 1986-03-07 | 1987-09-12 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | ガス拡散電極及びその製造方法 |
JPS63211573A (ja) * | 1987-02-25 | 1988-09-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体電解質燃料電池 |
JPS63317689A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-26 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 電解装置 |
-
1989
- 1989-07-07 JP JP1174208A patent/JP2706320B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
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WO2019008799A1 (ja) | 2017-07-04 | 2019-01-10 | 株式会社Ihi | 水素酸素反応装置 |
US10801116B2 (en) | 2017-07-04 | 2020-10-13 | Ihi Corporation | Hydrogen-oxygen reaction device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2706320B2 (ja) | 1998-01-28 |
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