電解装置
【課題】簡単な構成で、カソード側セパレータの腐食を可及的に阻止することを可能にする。
【解決手段】水電解装置１０を構成する単位セル１２は、電解質膜・電極構造体３２をアノード側セパレータ３４及びカソード側セパレータ３６により挟持する。アノード側セパレータ３４には、水が流通する第１流路５４が形成されるとともに、カソード側セパレータ３６には、前記水よりも高圧の水素が流通する第２流路５８が形成される。カソード側セパレータ３６と固体高分子電解質膜３８の周縁部との間には、前記カソード側セパレータ３６と前記固体高分子電解質膜３８の周縁部との接触面にのみ耐食層７０が設けられている。
【解決手段】水電解装置１０を構成する単位セル１２は、電解質膜・電極構造体３２をアノード側セパレータ３４及びカソード側セパレータ３６により挟持する。アノード側セパレータ３４には、水が流通する第１流路５４が形成されるとともに、カソード側セパレータ３６には、前記水よりも高圧の水素が流通する第２流路５８が形成される。カソード側セパレータ３６と固体高分子電解質膜３８の周縁部との間には、前記カソード側セパレータ３６と前記固体高分子電解質膜３８の周縁部との接触面にのみ耐食層７０が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質膜の両側に給電体が設けられる電解質膜・電極構造体を備え、アノード側セパレータとカソード側セパレータとの間で、前記給電体及び該給電体の外周から外方に突出する前記電解質膜の周縁部を挟持する電解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、アノード側電極に燃料ガス（主に水素を含有するガス、例えば、水素ガス）が供給される一方、カソード側電極に酸化剤ガス（主に酸素を含有するガス、例えば、空気）が供給されることにより、直流の電気エネルギを得ている。
【０００３】
一般的に、燃料ガスである水素ガスを製造するために、水電解装置が採用されている。この水電解装置は、水を分解して水素（及び酸素）を発生させるため、固体高分子電解質膜（イオン交換膜）を用いている。固体高分子電解質膜の両面には、電極触媒層が設けられて電解質膜・電極構造体が構成されるとともに、前記電解質膜・電極構造体の両側には、給電体を配設してユニットが構成されている。すなわち、ユニットは、実質的には、上記の燃料電池と同様に構成されている。
【０００４】
そこで、複数のユニットが積層された状態で、積層方向両端に電圧が付与されるとともに、アノード側給電体に水が供給される。このため、電解質膜・電極構造体のアノード側では、水が分解されて水素イオン（プロトン）が生成され、この水素イオンが固体高分子電解質膜を透過してカソード側に移動し、電子と結合して水素が製造される。一方、アノード側では、水素と共に生成された酸素が、余剰の水を伴ってユニットから排出される。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示されている水電解装置では、図８に示すように、膜電極接合体１の両面に給電体２ａ、２ｂを配して構成された単位セルと、陽極室３ａ及び陰極室３ｂを備えたセパレータ４とを積層するとともに、両端に陽極側端板４ａと陰極側端板４ｂとを配して構成されている。
【０００６】
膜電極接合体１は、高分子電解質膜１ｂの両面に陽極触媒層１ａ及び陰極触媒層１ｃを備えるとともに、前記高分子電解質膜１ｂが外部に突出している。陽極室３ａと陰極室３ｂとに導入された純水は、電気分解により前記陽極室３ａで酸素ガスが発生する一方、前記陰極室３ｂで水素ガスが発生している。
【０００７】
陽極室３ａは、膜電極接合体１の高分子電解質膜１ｂに対向して形成された溝５に配設された陽極側シールパッキング６ａによりガスシールされている。陰極室３ｂは、高分子電解質膜１ｂに対向してパッキング溝５に配設された陰極側シールパッキング６ｂによりガスシールされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１１５８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の特許文献１では、発生ガスの圧力が高くなって高圧運転になり易い。このため、高分子電解質膜１ｂが高面圧で押し付けられ、特に、陰極側端板４ｂでは、陰極側シールパッキング６ｂによりシールされている部位７に腐食が発生し易いという問題がある。
【００１０】
この部位７では、高分子電解質膜１ｂ中をプロトン（Ｈ+）が移動し、このプロトンが電子を受け取って水素（Ｈ2）になることにより電位が生じている。そして、電位が生じた部位７では、常圧電解より電気的な腐食が生じ易いという問題がある。
【００１１】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、カソード側セパレータの腐食を可及的に阻止することが可能な電解装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、電解質膜の両側に給電体が設けられる電解質膜・電極構造体を備え、アノード側セパレータとカソード側セパレータとの間で、前記給電体及び該給電体の外周から外方に突出する前記電解質膜の周縁部を挟持する電解装置に関するものである。
【００１３】
電解装置は、アノード側セパレータには、第１流体を流通させる第１流体流路が形成されるとともに、カソード側セパレータには、前記第１流体よりも高圧の第２流体を流通させる第２流体流路が形成され、前記カソード側セパレータと電解質膜の周縁部との間には、該カソード側セパレータと該電解質膜の周縁部との接触面にのみ耐食層が設けられている。
【００１４】
また、この電解装置は、給電体の外方には、カソード側セパレータと電解質膜の周縁部との間をシールするためのカソード側シール部材と、アノード側セパレータと前記電解質膜の周縁部との間をシールするためのアノード側シール部材とが設けられるとともに、前記カソード側シール部材と前記アノード側シール部材とは、積層方向に対して前記電解質膜の周縁部を挟んで互いにオフセットした位置に配置される一方、前記カソード側シール部材が配置されるシール溝の壁面には、前記耐食層が設けられないことが好ましい。
【００１５】
さらに、耐食層は、カソード側シール部材の内周側部位及び外周側部位とその他の部位とで、厚さが異なることが好ましい。
【００１６】
さらにまた、耐食層は、カソード側シール部材の内周側部位及び外周側部位の厚さが、その他の部位の厚さよりも肉厚に設定されることが好ましい。
【００１７】
また、第１流体は、水であり、第２流体は、前記水が電気分解されて生成され、該水よりも高圧な水素であるとともに、アノード側セパレータ、カソード側セパレータ及び電解質膜の周縁部を積層方向に貫通して前記水素を流通させる水素連通孔が形成され、且つ前記水素連通孔の外周には、シール部材が設けられ、耐食層は、前記シール部材の内周側部位及び外周側部位とその他の部位とで、厚さが異なることが好ましい。
【００１８】
また、耐食層は、シール部材の内周側部位及び外周側部位の厚さが、その他の部位の厚さよりも肉厚に設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、カソード側セパレータと電解質膜の周縁部との接触面にのみ耐食層が設けられており、特に高面圧が作用し易い部位を、前記耐食層により確実に保持することができる。従って、長期間にわたって電解処理に使用しても、腐食によるセパレータ表面の欠損がなく、高圧シール性を良好に保持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る水電解装置の斜視説明図である。
【図２】前記水電解装置の一部断面側面図である。
【図３】前記水電解装置を構成する単位セルの分解斜視説明図である。
【図４】前記単位セルの、図１中、ＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】前記単位セルを構成するカソード側セパレータの正面説明図である。
【図６】前記カソード側セパレータの腐食防止の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る水電解装置を構成する単位セルの分解斜視説明図である。
【図８】特許文献１に開示されている水電解装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る水電解装置（電解装置）１０は、高圧水素製造装置を構成しており、複数の単位セル１２が水平方向（矢印Ａ方向）又は鉛直方向（矢印Ｂ方向）に積層された積層体１４を備える。積層体１４の積層方向一端には、ターミナルプレート１６ａ、絶縁プレート１８ａ及びエンドプレート２０ａが、順次、配設される。積層体１４の積層方向他端には、同様にターミナルプレート１６ｂ、絶縁プレート１８ｂ及びエンドプレート２０ｂが、順次、配設される。
【００２２】
水電解装置１０は、例えば、矢印Ａ方向に延在する複数のタイロッド２２を介して円盤形状のエンドプレート２０ａ、２０ｂ間を一体的に締め付け保持する。なお、水電解装置１０は、エンドプレート２０ａ、２０ｂを端板として含む箱状ケーシング（図示せず）により一体的に保持される構成を採用してもよい。また、水電解装置１０は、全体として略円柱体形状を有しているが、立方体形状等の種々の形状に設定可能である。
【００２３】
図１に示すように、ターミナルプレート１６ａ、１６ｂの側部には、端子部２４ａ、２４ｂが外方に突出して設けられる。端子部２４ａ、２４ｂは、配線２６ａ、２６ｂを介して電源２８に電気的に接続される。陽極（アノード）側である端子部２４ａは、電源２８のプラス極に接続される一方、陰極（カソード）側である端子部２４ｂは、前記電源２８のマイナス極に接続される。
【００２４】
図３に示すように、単位セル１２は、略円盤状の電解質膜・電極構造体３２と、この電解質膜・電極構造体３２を挟持するアノード側セパレータ３４及びカソード側セパレータ３６とを備える。アノード側セパレータ３４及びカソード側セパレータ３６は、略円盤状を有するとともに、例えば、カーボン部材等で構成され、又は、鋼板、ステンレス鋼板、チタン板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板をプレス成形して、あるいは切削加工した後に防食用の表面処理を施して構成される。
【００２５】
電解質膜・電極構造体３２は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜３８と、前記固体高分子電解質膜３８の両面に設けられるアノード側給電体４０及びカソード側給電体４２とを備える。固体高分子電解質膜３８の周縁部は、アノード側給電体４０及びカソード側給電体４２の外周から外方に突出している。
【００２６】
図２に示すように、固体高分子電解質膜３８の両面には、アノード電極触媒層４０ａ及びカソード電極触媒層４２ａが形成される。アノード電極触媒層４０ａは、例えば、Ｒｕ（ルテニウム）系触媒を使用する一方、カソード電極触媒層４２ａは、例えば、白金触媒を使用する。
【００２７】
アノード側給電体４０及びカソード側給電体４２は、例えば、球状アトマイズチタン粉末の焼結体（多孔質導電体）により構成される。アノード側給電体４０及びカソード側給電体４２は、研削加工後にエッチング処理される平滑表面部を設けるとともに、空隙率が１０％〜５０％、より好ましくは、２０％〜４０％の範囲内に設定される。
【００２８】
図３に示すように、単位セル１２の外周部には、セパレータ面方向外方に突出する第１突出部４４ａ、第２突出部４４ｂ及び第３突出部４４ｃがそれぞれ所定の角度位置に形成される。第１突出部４４ａには、積層方向である矢印Ａ方向に互いに連通して、水（純水）を供給するための水供給連通孔４６が設けられる。
【００２９】
第２突出部４４ｂには、矢印Ａ方向に互いに連通して、反応により生成された酸素及び使用済みの水を排出するための排出連通孔４８が設けられる。第３突出部４４ｃには、積層方向である矢印Ａ方向に互いに連通して、反応により生成された水素を流すための水素連通孔５０が設けられる。
【００３０】
図３及び図４に示すように、アノード側セパレータ３４には、水供給連通孔４６に連通する供給通路５２ａと、排出連通孔４８に連通する排出通路５２ｂとが設けられる。アノード側セパレータ３４の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３４ａには、供給通路５２ａ及び排出通路５２ｂに連通する第１流路５４が設けられる。この第１流路５４は、アノード側給電体４０の表面積に対応する範囲内に設けられるとともに、複数の流路溝や複数のエンボス等で構成される（図２及び図４参照）。
【００３１】
カソード側セパレータ３６には、水素連通孔５０に連通する排出通路５６が設けられる。カソード側セパレータ３６の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３６ａには、排出通路５６に連通する第２流路５８が形成される。この第２流路５８は、カソード側給電体４２の表面積に対応する範囲内に設けられるとともに、複数の流路溝や複数のエンボス等で構成される（図２及び図４参照）。
【００３２】
アノード側セパレータ３４及びカソード側セパレータ３６の外周端部を周回して、シール部材６０ａ、６０ｂが一体化される。このシール部材６０ａ、６０ｂには、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材が用いられる。
【００３３】
図３及び図４に示すように、アノード側セパレータ３４の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３４ａには、第１流路５４及びアノード側給電体４０の外方を周回して第１シール部材６２ａを配設するための第１シール溝６４ａが形成される。面３４ａには、水供給連通孔４６、排出連通孔４８及び水素連通孔５０の外側を周回して、第１シール部材６２ｂ、６２ｃ及び６２ｄを配置するための第１シール溝６４ｂ、６４ｃ及び６４ｄが形成される。第１シール部材６２ａ〜６２ｄは、例えば、Ｏリングである。
【００３４】
カソード側セパレータ３６の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３６ａには、第２流路５８及びカソード側給電体４２の外方を周回して、第２シール部材６６ａを配設するための第２シール溝６８ａが形成される。
【００３５】
図３及び図４に示すように、面３６ａには、水供給連通孔４６、排出連通孔４８及び水素連通孔５０の外側を周回して、第２シール部材６６ｂ、６６ｃ及び６６ｄを配置するための第２シール溝６８ｂ、６８ｃ及び６８ｄが形成される。第２シール部材６６ａ〜６６ｄは、例えば、Ｏリングである。
【００３６】
アノード側給電体４０の外方を周回する第１シール溝６４ａと、カソード側給電体４２の外方を周回する第２シール溝６８ａとは、セパレータ積層方向（矢印Ａ方向）に対し固体高分子電解質膜３８を挟んで互いに異なる位置に設定される。
【００３７】
水素連通孔５０の外方を周回する第１シール溝６４ｄと前記水素連通孔５０の外方を周回する第２シール溝６８ｄとは、矢印Ａ方向に対し固体高分子電解質膜３８を挟んで互いに異なる位置に設定される。
【００３８】
図５に示すように、カソード側セパレータ３６と電解質膜・電極構造体３２を構成する固体高分子電解質膜３８の周縁部との接触面にのみ、耐食層７０が設けられる。耐食層７０は、第２シール部材６６ａ（カソード側シール部材）の内周側部位に設けられる耐食層７０ａと、前記第２シール部材６６ａの外周側部位に設けられる耐食層７０ｂと、前記耐食層７０ａ、７０ｂ以外の部位に設けられる耐食層７０ｃとを設ける。
【００３９】
耐食層７０ａ、７０ｂと耐食層７０ｃとは厚さが異なっており、具体的には、前記耐食層７０ａ、７０ｂの厚さは、耐食層７０ｃの厚さよりも肉厚に設定される。
【００４０】
第２シール部材６６ａが配設される第２シール溝６８ａの壁面には、耐食層７０が設けられていない。耐食層７０は、水素連通孔５０の外周に設けられる第２シール部材６６ｄの内周側部位に設けられる耐食層７０ｄと、前記第２シール部材６６ｄの外周側部位に設けられる耐食層７０ｅと、その他の部位に設定される耐食層７０ｃとを有する。
【００４１】
耐食層７０ｄ、７０ｅは、耐食層７０ｃと異なる厚さに設定されており、具体的には、前記耐食層７０ｄ、７０ｅの厚さが、前記耐食層７０ｃの厚さよりも肉厚に設定される。
【００４２】
耐食層７０は、好適には、固体高分子電解質膜３８と同系統の材質に設定されており、例えば、フッ素系樹脂が使用されるとともに、前記フッ素系樹脂をコーティングすることにより構成される（後述する）。
【００４３】
図１及び図２に示すように、エンドプレート２０ａには、水供給連通孔４６、排出連通孔４８及び水素連通孔５０に連通する配管７２ａ、７２ｂ及び７２ｃが接続される。配管７２ｃには、図示しないが、背圧弁（又は電磁弁）が設けられており、水素連通孔５０に生成される水素の圧力を高圧に維持することができる。
【００４４】
先ず、カソード側セパレータ３６の面３６ａに耐食層７０を形成する作業について説明する。
【００４５】
カソード側セパレータ３６の面３６ａには、脱脂処理が施された後、各種の表面処理がなされ、さらに洗浄後にマスキングされる。一方、コーティング材であるフッ素系樹脂は、必要に応じて希釈、粘度調整及びろ過される。このコーティング材は、マスキング済みの面３６ａに、厚さに応じて１回又は複数回の塗装工程を行った後、焼成処理によりコーティング層である耐食層７０が形成される。
【００４６】
次いで、水電解装置１０の動作について、以下に説明する。
【００４７】
図１に示すように、配管７２ａから水電解装置１０の水供給連通孔４６に水が供給されるとともに、ターミナルプレート１６ａ、１６ｂの端子部２４ａ、２４ｂに電気的に接続されている電源２８を介して電圧が付与される。このため、図２及び図３に示すように、各単位セル１２では、水供給連通孔４６からアノード側セパレータ３４の第１流路５４に水が供給され、この水がアノード側給電体４０内に沿って移動する。
【００４８】
従って、水は、アノード電極触媒層４０ａで電気により分解され、水素イオン、電子及び酸素が生成される。この陽極反応により生成された水素イオンは、固体高分子電解質膜３８を透過してカソード電極触媒層４２ａ側に移動し、電子と結合して水素が得られる。
【００４９】
これにより、カソード側セパレータ３６とカソード側給電体４２との間に形成される第２流路５８に沿って水素が流動する。この第２流路５８は、水供給連通孔４６よりも高圧に維持されており、水素が水素連通孔５０を流れて水電解装置１０の外部に取り出し可能となる。一方、第１流路５４には、反応により生成した酸素と、使用済みの水とが流動しており、これらが排出連通孔４８に沿って水電解装置１０の外部に排出される。
【００５０】
この場合、第１の実施形態では、水電解処理により、第２流路５８には、高圧水素が生成されるため、図６に示すように、固体高分子電解質膜３８は、第２シール部材６６ａによる高面圧部で押し付けられている。このため、第２シール部材６６ａの内周側部位及び外周側部位には、固体高分子電解質膜３８中を移動するプロトン（Ｈ+）が電子を受け取って水素になることにより、電位が生じ易い。
【００５１】
ここで、カソード側セパレータ３６の面３６ａには、第２シール部材６６ａの内周側部位及び外周側部位に対応して耐食層７０ａ、７０ｂが設けられている。従って、特に、高面圧が作用し易い部位を耐食層７０ａ、７０ｂにより確実に保持することができる。これにより、長期間にわたって水電解処理が行われても、カソード側セパレータ３６には、腐食によるセパレータ表面の欠損がなく、高圧シール性を良好に保持することが可能になるという効果が得られる。
【００５２】
しかも、耐食層７０は、カソード側セパレータ３６と固体高分子電解質膜３８の周縁部との間に、前記カソード側セパレータ３６と前記固体高分子電解質膜３８の周縁部との接触面にのみ設けられている。このため、経済的な構成で、カソード側セパレータ３６の腐食を良好に防止することができる。
【００５３】
さらに、第２シール部材６６ａの内周側部位及び外周側部位に設けられる耐食層７０ａ、７０ｂの厚さは、その他の部位に設けられる耐食層７０ｃの厚さよりも肉厚に設定されている。従って、接触面圧が高い部位には、肉厚な耐食層７０ａ、７０ｂが設けられる一方、接触面積の低い部位には、肉薄な耐食層７０ｃが設けられることにより、耐食層７０全体の節約が図られ、経済的であるとともに、締め付け荷重を良好に付与することが可能になるという利点がある。
【００５４】
同様に、水素連通孔５０を周回する第２シール部材６６ｄの内周側部位及び外周側部位には、肉厚な耐食層７０ｄ、７０ｅが設けられる一方、その他の部位には、肉薄な耐食層７０ｃが設けられている。これにより、耐食層７０の節約を図るとともに、カソード側セパレータ３６と固体高分子電解質膜３８の周縁部との接触面積を減らすことができ、締め付け荷重を良好に付与することが可能になる。
【００５５】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る水電解装置８０を構成する単位セル８２の分解斜視説明図である。
【００５６】
なお、第１の実施形態に係る水電解装置１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
単位セル８２は、カソード側セパレータ３６の面３６ａ側にフイルム状の耐食層８４が配置され、前記耐食層８４が前記カソード側セパレータ３６と電解質膜・電極構造体３２とに挟持される。
【００５８】
耐食層８４は、例えば、フッ素系樹脂で構成されており、カソード側セパレータ３６と固体高分子電解質膜３８の周縁部との接触面にのみ配置される。
【００５９】
この耐食層８４は、第２シール部材６６ａの内周側部位に配置されるリング状の耐食層８４ａと、前記第２シール部材６６ａの外周側部位に配置される耐食層８４ｂ及びその他の部位に対応して配置される耐食層８４ｃの一体フイルムと、第２シール部材６６ｄの内周側部位に配置されるリング状の耐食層８４ｄと、前記第２シール部材６６ｄの外周側部位に対応して配置され、耐食層８４ｃに一体化される耐食層８４ｅとを備える。耐食層８４ａ、８４ｂ、８４ｄ及び８４ｅの厚さは、耐食層８４ｃの厚さよりも肉厚に設定される。
【００６０】
このように構成される第２の実施形態では、耐食層８４がフイルム状に構成されており、この耐食層８４をカソード側セパレータ３６と固体高分子電解質膜３８の周縁部との間に介装することにより、単位セル８２が構成される。従って、カソード側セパレータ３６の電触を有効に阻止することができるとともに、構成の簡素化を図ることが可能になる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００６１】
１０、８０…水電解装置 １２、８２…単位セル
１４…積層体 １６ａ、１６ｂ…ターミナルプレート
１８ａ、１８ｂ…絶縁プレート ２０ａ、２０ｂ…エンドプレート
２４ａ、２４ｂ…端子部 ２８…電源
３２…電解質膜・電極構造体 ３４…アノード側セパレータ
３６…カソード側セパレータ ３８…固体高分子電解質膜
４０…アノード側給電体 ４２…カソード側給電体
４６…水供給連通孔 ４８…排出連通孔
５０…水素連通孔 ５４、５８…流路
６０ａ、６０ｂ、６２ａ〜６２ｄ、６６ａ〜６６ｄ…シール部材
６４ａ〜６４ｄ、６８ａ〜６８ｄ…シール溝
７０、７０ａ〜７０ｅ、８４、８４ａ〜８４ｅ…耐食層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質膜の両側に給電体が設けられる電解質膜・電極構造体を備え、アノード側セパレータとカソード側セパレータとの間で、前記給電体及び該給電体の外周から外方に突出する前記電解質膜の周縁部を挟持する電解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、アノード側電極に燃料ガス（主に水素を含有するガス、例えば、水素ガス）が供給される一方、カソード側電極に酸化剤ガス（主に酸素を含有するガス、例えば、空気）が供給されることにより、直流の電気エネルギを得ている。
【０００３】
一般的に、燃料ガスである水素ガスを製造するために、水電解装置が採用されている。この水電解装置は、水を分解して水素（及び酸素）を発生させるため、固体高分子電解質膜（イオン交換膜）を用いている。固体高分子電解質膜の両面には、電極触媒層が設けられて電解質膜・電極構造体が構成されるとともに、前記電解質膜・電極構造体の両側には、給電体を配設してユニットが構成されている。すなわち、ユニットは、実質的には、上記の燃料電池と同様に構成されている。
【０００４】
そこで、複数のユニットが積層された状態で、積層方向両端に電圧が付与されるとともに、アノード側給電体に水が供給される。このため、電解質膜・電極構造体のアノード側では、水が分解されて水素イオン（プロトン）が生成され、この水素イオンが固体高分子電解質膜を透過してカソード側に移動し、電子と結合して水素が製造される。一方、アノード側では、水素と共に生成された酸素が、余剰の水を伴ってユニットから排出される。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示されている水電解装置では、図８に示すように、膜電極接合体１の両面に給電体２ａ、２ｂを配して構成された単位セルと、陽極室３ａ及び陰極室３ｂを備えたセパレータ４とを積層するとともに、両端に陽極側端板４ａと陰極側端板４ｂとを配して構成されている。
【０００６】
膜電極接合体１は、高分子電解質膜１ｂの両面に陽極触媒層１ａ及び陰極触媒層１ｃを備えるとともに、前記高分子電解質膜１ｂが外部に突出している。陽極室３ａと陰極室３ｂとに導入された純水は、電気分解により前記陽極室３ａで酸素ガスが発生する一方、前記陰極室３ｂで水素ガスが発生している。
【０００７】
陽極室３ａは、膜電極接合体１の高分子電解質膜１ｂに対向して形成された溝５に配設された陽極側シールパッキング６ａによりガスシールされている。陰極室３ｂは、高分子電解質膜１ｂに対向してパッキング溝５に配設された陰極側シールパッキング６ｂによりガスシールされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１１５８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の特許文献１では、発生ガスの圧力が高くなって高圧運転になり易い。このため、高分子電解質膜１ｂが高面圧で押し付けられ、特に、陰極側端板４ｂでは、陰極側シールパッキング６ｂによりシールされている部位７に腐食が発生し易いという問題がある。
【００１０】
この部位７では、高分子電解質膜１ｂ中をプロトン（Ｈ+）が移動し、このプロトンが電子を受け取って水素（Ｈ2）になることにより電位が生じている。そして、電位が生じた部位７では、常圧電解より電気的な腐食が生じ易いという問題がある。
【００１１】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、カソード側セパレータの腐食を可及的に阻止することが可能な電解装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、電解質膜の両側に給電体が設けられる電解質膜・電極構造体を備え、アノード側セパレータとカソード側セパレータとの間で、前記給電体及び該給電体の外周から外方に突出する前記電解質膜の周縁部を挟持する電解装置に関するものである。
【００１３】
電解装置は、アノード側セパレータには、第１流体を流通させる第１流体流路が形成されるとともに、カソード側セパレータには、前記第１流体よりも高圧の第２流体を流通させる第２流体流路が形成され、前記カソード側セパレータと電解質膜の周縁部との間には、該カソード側セパレータと該電解質膜の周縁部との接触面にのみ耐食層が設けられている。
【００１４】
また、この電解装置は、給電体の外方には、カソード側セパレータと電解質膜の周縁部との間をシールするためのカソード側シール部材と、アノード側セパレータと前記電解質膜の周縁部との間をシールするためのアノード側シール部材とが設けられるとともに、前記カソード側シール部材と前記アノード側シール部材とは、積層方向に対して前記電解質膜の周縁部を挟んで互いにオフセットした位置に配置される一方、前記カソード側シール部材が配置されるシール溝の壁面には、前記耐食層が設けられないことが好ましい。
【００１５】
さらに、耐食層は、カソード側シール部材の内周側部位及び外周側部位とその他の部位とで、厚さが異なることが好ましい。
【００１６】
さらにまた、耐食層は、カソード側シール部材の内周側部位及び外周側部位の厚さが、その他の部位の厚さよりも肉厚に設定されることが好ましい。
【００１７】
また、第１流体は、水であり、第２流体は、前記水が電気分解されて生成され、該水よりも高圧な水素であるとともに、アノード側セパレータ、カソード側セパレータ及び電解質膜の周縁部を積層方向に貫通して前記水素を流通させる水素連通孔が形成され、且つ前記水素連通孔の外周には、シール部材が設けられ、耐食層は、前記シール部材の内周側部位及び外周側部位とその他の部位とで、厚さが異なることが好ましい。
【００１８】
また、耐食層は、シール部材の内周側部位及び外周側部位の厚さが、その他の部位の厚さよりも肉厚に設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、カソード側セパレータと電解質膜の周縁部との接触面にのみ耐食層が設けられており、特に高面圧が作用し易い部位を、前記耐食層により確実に保持することができる。従って、長期間にわたって電解処理に使用しても、腐食によるセパレータ表面の欠損がなく、高圧シール性を良好に保持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る水電解装置の斜視説明図である。
【図２】前記水電解装置の一部断面側面図である。
【図３】前記水電解装置を構成する単位セルの分解斜視説明図である。
【図４】前記単位セルの、図１中、ＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】前記単位セルを構成するカソード側セパレータの正面説明図である。
【図６】前記カソード側セパレータの腐食防止の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る水電解装置を構成する単位セルの分解斜視説明図である。
【図８】特許文献１に開示されている水電解装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る水電解装置（電解装置）１０は、高圧水素製造装置を構成しており、複数の単位セル１２が水平方向（矢印Ａ方向）又は鉛直方向（矢印Ｂ方向）に積層された積層体１４を備える。積層体１４の積層方向一端には、ターミナルプレート１６ａ、絶縁プレート１８ａ及びエンドプレート２０ａが、順次、配設される。積層体１４の積層方向他端には、同様にターミナルプレート１６ｂ、絶縁プレート１８ｂ及びエンドプレート２０ｂが、順次、配設される。
【００２２】
水電解装置１０は、例えば、矢印Ａ方向に延在する複数のタイロッド２２を介して円盤形状のエンドプレート２０ａ、２０ｂ間を一体的に締め付け保持する。なお、水電解装置１０は、エンドプレート２０ａ、２０ｂを端板として含む箱状ケーシング（図示せず）により一体的に保持される構成を採用してもよい。また、水電解装置１０は、全体として略円柱体形状を有しているが、立方体形状等の種々の形状に設定可能である。
【００２３】
図１に示すように、ターミナルプレート１６ａ、１６ｂの側部には、端子部２４ａ、２４ｂが外方に突出して設けられる。端子部２４ａ、２４ｂは、配線２６ａ、２６ｂを介して電源２８に電気的に接続される。陽極（アノード）側である端子部２４ａは、電源２８のプラス極に接続される一方、陰極（カソード）側である端子部２４ｂは、前記電源２８のマイナス極に接続される。
【００２４】
図３に示すように、単位セル１２は、略円盤状の電解質膜・電極構造体３２と、この電解質膜・電極構造体３２を挟持するアノード側セパレータ３４及びカソード側セパレータ３６とを備える。アノード側セパレータ３４及びカソード側セパレータ３６は、略円盤状を有するとともに、例えば、カーボン部材等で構成され、又は、鋼板、ステンレス鋼板、チタン板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板をプレス成形して、あるいは切削加工した後に防食用の表面処理を施して構成される。
【００２５】
電解質膜・電極構造体３２は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜３８と、前記固体高分子電解質膜３８の両面に設けられるアノード側給電体４０及びカソード側給電体４２とを備える。固体高分子電解質膜３８の周縁部は、アノード側給電体４０及びカソード側給電体４２の外周から外方に突出している。
【００２６】
図２に示すように、固体高分子電解質膜３８の両面には、アノード電極触媒層４０ａ及びカソード電極触媒層４２ａが形成される。アノード電極触媒層４０ａは、例えば、Ｒｕ（ルテニウム）系触媒を使用する一方、カソード電極触媒層４２ａは、例えば、白金触媒を使用する。
【００２７】
アノード側給電体４０及びカソード側給電体４２は、例えば、球状アトマイズチタン粉末の焼結体（多孔質導電体）により構成される。アノード側給電体４０及びカソード側給電体４２は、研削加工後にエッチング処理される平滑表面部を設けるとともに、空隙率が１０％〜５０％、より好ましくは、２０％〜４０％の範囲内に設定される。
【００２８】
図３に示すように、単位セル１２の外周部には、セパレータ面方向外方に突出する第１突出部４４ａ、第２突出部４４ｂ及び第３突出部４４ｃがそれぞれ所定の角度位置に形成される。第１突出部４４ａには、積層方向である矢印Ａ方向に互いに連通して、水（純水）を供給するための水供給連通孔４６が設けられる。
【００２９】
第２突出部４４ｂには、矢印Ａ方向に互いに連通して、反応により生成された酸素及び使用済みの水を排出するための排出連通孔４８が設けられる。第３突出部４４ｃには、積層方向である矢印Ａ方向に互いに連通して、反応により生成された水素を流すための水素連通孔５０が設けられる。
【００３０】
図３及び図４に示すように、アノード側セパレータ３４には、水供給連通孔４６に連通する供給通路５２ａと、排出連通孔４８に連通する排出通路５２ｂとが設けられる。アノード側セパレータ３４の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３４ａには、供給通路５２ａ及び排出通路５２ｂに連通する第１流路５４が設けられる。この第１流路５４は、アノード側給電体４０の表面積に対応する範囲内に設けられるとともに、複数の流路溝や複数のエンボス等で構成される（図２及び図４参照）。
【００３１】
カソード側セパレータ３６には、水素連通孔５０に連通する排出通路５６が設けられる。カソード側セパレータ３６の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３６ａには、排出通路５６に連通する第２流路５８が形成される。この第２流路５８は、カソード側給電体４２の表面積に対応する範囲内に設けられるとともに、複数の流路溝や複数のエンボス等で構成される（図２及び図４参照）。
【００３２】
アノード側セパレータ３４及びカソード側セパレータ３６の外周端部を周回して、シール部材６０ａ、６０ｂが一体化される。このシール部材６０ａ、６０ｂには、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材が用いられる。
【００３３】
図３及び図４に示すように、アノード側セパレータ３４の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３４ａには、第１流路５４及びアノード側給電体４０の外方を周回して第１シール部材６２ａを配設するための第１シール溝６４ａが形成される。面３４ａには、水供給連通孔４６、排出連通孔４８及び水素連通孔５０の外側を周回して、第１シール部材６２ｂ、６２ｃ及び６２ｄを配置するための第１シール溝６４ｂ、６４ｃ及び６４ｄが形成される。第１シール部材６２ａ〜６２ｄは、例えば、Ｏリングである。
【００３４】
カソード側セパレータ３６の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３６ａには、第２流路５８及びカソード側給電体４２の外方を周回して、第２シール部材６６ａを配設するための第２シール溝６８ａが形成される。
【００３５】
図３及び図４に示すように、面３６ａには、水供給連通孔４６、排出連通孔４８及び水素連通孔５０の外側を周回して、第２シール部材６６ｂ、６６ｃ及び６６ｄを配置するための第２シール溝６８ｂ、６８ｃ及び６８ｄが形成される。第２シール部材６６ａ〜６６ｄは、例えば、Ｏリングである。
【００３６】
アノード側給電体４０の外方を周回する第１シール溝６４ａと、カソード側給電体４２の外方を周回する第２シール溝６８ａとは、セパレータ積層方向（矢印Ａ方向）に対し固体高分子電解質膜３８を挟んで互いに異なる位置に設定される。
【００３７】
水素連通孔５０の外方を周回する第１シール溝６４ｄと前記水素連通孔５０の外方を周回する第２シール溝６８ｄとは、矢印Ａ方向に対し固体高分子電解質膜３８を挟んで互いに異なる位置に設定される。
【００３８】
図５に示すように、カソード側セパレータ３６と電解質膜・電極構造体３２を構成する固体高分子電解質膜３８の周縁部との接触面にのみ、耐食層７０が設けられる。耐食層７０は、第２シール部材６６ａ（カソード側シール部材）の内周側部位に設けられる耐食層７０ａと、前記第２シール部材６６ａの外周側部位に設けられる耐食層７０ｂと、前記耐食層７０ａ、７０ｂ以外の部位に設けられる耐食層７０ｃとを設ける。
【００３９】
耐食層７０ａ、７０ｂと耐食層７０ｃとは厚さが異なっており、具体的には、前記耐食層７０ａ、７０ｂの厚さは、耐食層７０ｃの厚さよりも肉厚に設定される。
【００４０】
第２シール部材６６ａが配設される第２シール溝６８ａの壁面には、耐食層７０が設けられていない。耐食層７０は、水素連通孔５０の外周に設けられる第２シール部材６６ｄの内周側部位に設けられる耐食層７０ｄと、前記第２シール部材６６ｄの外周側部位に設けられる耐食層７０ｅと、その他の部位に設定される耐食層７０ｃとを有する。
【００４１】
耐食層７０ｄ、７０ｅは、耐食層７０ｃと異なる厚さに設定されており、具体的には、前記耐食層７０ｄ、７０ｅの厚さが、前記耐食層７０ｃの厚さよりも肉厚に設定される。
【００４２】
耐食層７０は、好適には、固体高分子電解質膜３８と同系統の材質に設定されており、例えば、フッ素系樹脂が使用されるとともに、前記フッ素系樹脂をコーティングすることにより構成される（後述する）。
【００４３】
図１及び図２に示すように、エンドプレート２０ａには、水供給連通孔４６、排出連通孔４８及び水素連通孔５０に連通する配管７２ａ、７２ｂ及び７２ｃが接続される。配管７２ｃには、図示しないが、背圧弁（又は電磁弁）が設けられており、水素連通孔５０に生成される水素の圧力を高圧に維持することができる。
【００４４】
先ず、カソード側セパレータ３６の面３６ａに耐食層７０を形成する作業について説明する。
【００４５】
カソード側セパレータ３６の面３６ａには、脱脂処理が施された後、各種の表面処理がなされ、さらに洗浄後にマスキングされる。一方、コーティング材であるフッ素系樹脂は、必要に応じて希釈、粘度調整及びろ過される。このコーティング材は、マスキング済みの面３６ａに、厚さに応じて１回又は複数回の塗装工程を行った後、焼成処理によりコーティング層である耐食層７０が形成される。
【００４６】
次いで、水電解装置１０の動作について、以下に説明する。
【００４７】
図１に示すように、配管７２ａから水電解装置１０の水供給連通孔４６に水が供給されるとともに、ターミナルプレート１６ａ、１６ｂの端子部２４ａ、２４ｂに電気的に接続されている電源２８を介して電圧が付与される。このため、図２及び図３に示すように、各単位セル１２では、水供給連通孔４６からアノード側セパレータ３４の第１流路５４に水が供給され、この水がアノード側給電体４０内に沿って移動する。
【００４８】
従って、水は、アノード電極触媒層４０ａで電気により分解され、水素イオン、電子及び酸素が生成される。この陽極反応により生成された水素イオンは、固体高分子電解質膜３８を透過してカソード電極触媒層４２ａ側に移動し、電子と結合して水素が得られる。
【００４９】
これにより、カソード側セパレータ３６とカソード側給電体４２との間に形成される第２流路５８に沿って水素が流動する。この第２流路５８は、水供給連通孔４６よりも高圧に維持されており、水素が水素連通孔５０を流れて水電解装置１０の外部に取り出し可能となる。一方、第１流路５４には、反応により生成した酸素と、使用済みの水とが流動しており、これらが排出連通孔４８に沿って水電解装置１０の外部に排出される。
【００５０】
この場合、第１の実施形態では、水電解処理により、第２流路５８には、高圧水素が生成されるため、図６に示すように、固体高分子電解質膜３８は、第２シール部材６６ａによる高面圧部で押し付けられている。このため、第２シール部材６６ａの内周側部位及び外周側部位には、固体高分子電解質膜３８中を移動するプロトン（Ｈ+）が電子を受け取って水素になることにより、電位が生じ易い。
【００５１】
ここで、カソード側セパレータ３６の面３６ａには、第２シール部材６６ａの内周側部位及び外周側部位に対応して耐食層７０ａ、７０ｂが設けられている。従って、特に、高面圧が作用し易い部位を耐食層７０ａ、７０ｂにより確実に保持することができる。これにより、長期間にわたって水電解処理が行われても、カソード側セパレータ３６には、腐食によるセパレータ表面の欠損がなく、高圧シール性を良好に保持することが可能になるという効果が得られる。
【００５２】
しかも、耐食層７０は、カソード側セパレータ３６と固体高分子電解質膜３８の周縁部との間に、前記カソード側セパレータ３６と前記固体高分子電解質膜３８の周縁部との接触面にのみ設けられている。このため、経済的な構成で、カソード側セパレータ３６の腐食を良好に防止することができる。
【００５３】
さらに、第２シール部材６６ａの内周側部位及び外周側部位に設けられる耐食層７０ａ、７０ｂの厚さは、その他の部位に設けられる耐食層７０ｃの厚さよりも肉厚に設定されている。従って、接触面圧が高い部位には、肉厚な耐食層７０ａ、７０ｂが設けられる一方、接触面積の低い部位には、肉薄な耐食層７０ｃが設けられることにより、耐食層７０全体の節約が図られ、経済的であるとともに、締め付け荷重を良好に付与することが可能になるという利点がある。
【００５４】
同様に、水素連通孔５０を周回する第２シール部材６６ｄの内周側部位及び外周側部位には、肉厚な耐食層７０ｄ、７０ｅが設けられる一方、その他の部位には、肉薄な耐食層７０ｃが設けられている。これにより、耐食層７０の節約を図るとともに、カソード側セパレータ３６と固体高分子電解質膜３８の周縁部との接触面積を減らすことができ、締め付け荷重を良好に付与することが可能になる。
【００５５】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る水電解装置８０を構成する単位セル８２の分解斜視説明図である。
【００５６】
なお、第１の実施形態に係る水電解装置１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
単位セル８２は、カソード側セパレータ３６の面３６ａ側にフイルム状の耐食層８４が配置され、前記耐食層８４が前記カソード側セパレータ３６と電解質膜・電極構造体３２とに挟持される。
【００５８】
耐食層８４は、例えば、フッ素系樹脂で構成されており、カソード側セパレータ３６と固体高分子電解質膜３８の周縁部との接触面にのみ配置される。
【００５９】
この耐食層８４は、第２シール部材６６ａの内周側部位に配置されるリング状の耐食層８４ａと、前記第２シール部材６６ａの外周側部位に配置される耐食層８４ｂ及びその他の部位に対応して配置される耐食層８４ｃの一体フイルムと、第２シール部材６６ｄの内周側部位に配置されるリング状の耐食層８４ｄと、前記第２シール部材６６ｄの外周側部位に対応して配置され、耐食層８４ｃに一体化される耐食層８４ｅとを備える。耐食層８４ａ、８４ｂ、８４ｄ及び８４ｅの厚さは、耐食層８４ｃの厚さよりも肉厚に設定される。
【００６０】
このように構成される第２の実施形態では、耐食層８４がフイルム状に構成されており、この耐食層８４をカソード側セパレータ３６と固体高分子電解質膜３８の周縁部との間に介装することにより、単位セル８２が構成される。従って、カソード側セパレータ３６の電触を有効に阻止することができるとともに、構成の簡素化を図ることが可能になる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００６１】
１０、８０…水電解装置 １２、８２…単位セル
１４…積層体 １６ａ、１６ｂ…ターミナルプレート
１８ａ、１８ｂ…絶縁プレート ２０ａ、２０ｂ…エンドプレート
２４ａ、２４ｂ…端子部 ２８…電源
３２…電解質膜・電極構造体 ３４…アノード側セパレータ
３６…カソード側セパレータ ３８…固体高分子電解質膜
４０…アノード側給電体 ４２…カソード側給電体
４６…水供給連通孔 ４８…排出連通孔
５０…水素連通孔 ５４、５８…流路
６０ａ、６０ｂ、６２ａ〜６２ｄ、６６ａ〜６６ｄ…シール部材
６４ａ〜６４ｄ、６８ａ〜６８ｄ…シール溝
７０、７０ａ〜７０ｅ、８４、８４ａ〜８４ｅ…耐食層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両側に給電体が設けられる電解質膜・電極構造体を備え、アノード側セパレータとカソード側セパレータとの間で、前記給電体及び該給電体の外周から外方に突出する前記電解質膜の周縁部を挟持する電解装置であって、
前記アノード側セパレータには、第１流体を流通させる第１流体流路が形成されるとともに、
前記カソード側セパレータには、前記第１流体よりも高圧の第２流体を流通させる第２流体流路が形成され、
前記カソード側セパレータと前記電解質膜の周縁部との間には、該カソード側セパレータと該電解質膜の周縁部との接触面にのみ耐食層が設けられることを特徴とする電解装置。
【請求項２】
請求項１記載の電解装置において、前記給電体の外方には、前記カソード側セパレータと前記電解質膜の周縁部との間をシールするためのカソード側シール部材と、
前記アノード側セパレータと前記電解質膜の周縁部との間をシールするためのアノード側シール部材と、
が設けられるとともに、
前記カソード側シール部材と前記アノード側シール部材とは、積層方向に対して前記電解質膜の周縁部を挟んで互いにオフセットした位置に配置される一方、
前記カソード側シール部材が配置されるシール溝の壁面には、前記耐食層が設けられないことを特徴とする電解装置。
【請求項３】
請求項２記載の電解装置において、前記耐食層は、前記カソード側シール部材の内周側部位及び外周側部位とその他の部位とで、厚さが異なることを特徴とする電解装置。
【請求項４】
請求項３記載の電解装置において、前記耐食層は、前記カソード側シール部材の内周側部位及び外周側部位の厚さが、その他の部位の厚さよりも肉厚に設定されることを特徴とする電解装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電解装置において、前記第１流体は、水であり、前記第２流体は、前記水が電気分解されて生成され、該水よりも高圧な水素であるとともに、
前記アノード側セパレータ、前記カソード側セパレータ及び前記電解質膜の周縁部を積層方向に貫通して前記水素を流通させる水素連通孔が形成され、且つ前記水素連通孔の外周には、シール部材が設けられ、
前記耐食層は、前記シール部材の内周側部位及び外周側部位とその他の部位とで、厚さが異なることを特徴とする電解装置。
【請求項６】
請求項５記載の電解装置において、前記耐食層は、前記シール部材の内周側部位及び外周側部位の厚さが、その他の部位の厚さよりも肉厚に設定されることを特徴とする電解装置。
【請求項１】
電解質膜の両側に給電体が設けられる電解質膜・電極構造体を備え、アノード側セパレータとカソード側セパレータとの間で、前記給電体及び該給電体の外周から外方に突出する前記電解質膜の周縁部を挟持する電解装置であって、
前記アノード側セパレータには、第１流体を流通させる第１流体流路が形成されるとともに、
前記カソード側セパレータには、前記第１流体よりも高圧の第２流体を流通させる第２流体流路が形成され、
前記カソード側セパレータと前記電解質膜の周縁部との間には、該カソード側セパレータと該電解質膜の周縁部との接触面にのみ耐食層が設けられることを特徴とする電解装置。
【請求項２】
請求項１記載の電解装置において、前記給電体の外方には、前記カソード側セパレータと前記電解質膜の周縁部との間をシールするためのカソード側シール部材と、
前記アノード側セパレータと前記電解質膜の周縁部との間をシールするためのアノード側シール部材と、
が設けられるとともに、
前記カソード側シール部材と前記アノード側シール部材とは、積層方向に対して前記電解質膜の周縁部を挟んで互いにオフセットした位置に配置される一方、
前記カソード側シール部材が配置されるシール溝の壁面には、前記耐食層が設けられないことを特徴とする電解装置。
【請求項３】
請求項２記載の電解装置において、前記耐食層は、前記カソード側シール部材の内周側部位及び外周側部位とその他の部位とで、厚さが異なることを特徴とする電解装置。
【請求項４】
請求項３記載の電解装置において、前記耐食層は、前記カソード側シール部材の内周側部位及び外周側部位の厚さが、その他の部位の厚さよりも肉厚に設定されることを特徴とする電解装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電解装置において、前記第１流体は、水であり、前記第２流体は、前記水が電気分解されて生成され、該水よりも高圧な水素であるとともに、
前記アノード側セパレータ、前記カソード側セパレータ及び前記電解質膜の周縁部を積層方向に貫通して前記水素を流通させる水素連通孔が形成され、且つ前記水素連通孔の外周には、シール部材が設けられ、
前記耐食層は、前記シール部材の内周側部位及び外周側部位とその他の部位とで、厚さが異なることを特徴とする電解装置。
【請求項６】
請求項５記載の電解装置において、前記耐食層は、前記シール部材の内周側部位及び外周側部位の厚さが、その他の部位の厚さよりも肉厚に設定されることを特徴とする電解装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２５５０２９（Ｐ２０１０−２５５０２９Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０４２２９（Ｐ２００９−１０４２２９）
【出願日】平成２１年４月２２日（２００９．４．２２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２２日（２００９．４．２２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]