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JP2008536015A - 電気化学セル構造 - Google Patents

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Abstract

アノード、アノードから離隔したカソード、並びにカソード及びアノードの各々とイオン流通した電解液を備える電気化学セル構造が開示される。一体非導電性フレームがアノード、カソード及び電解液の各々を支持するとともに、作動流体用及びイオン交換副生物用の流路を画成する。
【選択図】 図1

Description

本発明は一般に電気化学セル構造に関し、さらに詳しくは、アノード、カソード及び電解質を支持するとともに作動流体及びイオン交換副生物用の流路を画成する一体非導電性フレームを有する電気化学セル構造に関する。
電気化学セルは、通常は電解槽又は燃料電池として分類されるエネルギー変換装置である。電解槽は、水を電気分解して水素ガス及び酸素ガスを生成することで水素発生器として機能し得る。燃料電池は、交換膜又は電解質を介して水素ガスを酸化剤と電気化学的に反応させることで電気を発生しかつ水を生成する。
アルカリ電解装置は、数十年にわたって商業的に利用可能であった。電解液中に配置された2つの電極間に約1.7〜約2.2Vの直流電圧が印加される。正電極では酸素が生成し、負電極では水素が生成する。イオン透過性の隔膜が両ガスを分離状態に保つ。
電気化学装置(特にアルカリ電解装置)が経済的に実用可能となるためには、これらの装置に関連する製造コストを顕著に改善しなければならない。現行の装置は組立てに際して多数の工程を必要とし、各々の工程が装置全体のコストを増加させる。さらに従来の装置は、現時点では複数の電極、隔膜、ガスケット、ボルト及び他の種々雑多な部品を含む多くの個別構成部品を有しており、これらが装置組立ての複雑さを増すと共に製造コストを押し上げる。
したがって、構成部品数の総合的な減少を推進するとともに関連する製造プロセス及び組立プロセスを簡略化する改良された電気化学セルに対するニーズが存在している。
米国特許第4857420号明細書 米国特許第6039852号明細書 米国特許第6099716号明細書 米国特許第6511766号明細書 米国特許第6554978号明細書 米国特許出願公開第2004/0115511号明細書 国際公開第2004/051778号パンフレット 国際公開第02/27847号パンフレット
アノード、アノードから離隔したカソード、並びにカソード及びアノードの各々とイオン流通した電解液を備える電気化学セル構造が開示される。一体非導電性フレームがアノード、カソード及び電解液の各々を支持するとともに、作動流体用及びイオン交換副生物用の流路を画成する。
図面の簡単な説明
本発明の上記その他の特徴、態様及び利点は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読んだ場合に一層良く理解されよう。図面全体を通じて、同じ符号は類似の部分を表している。
図1は、本発明の一実施形態を示す側断面図である。
図2は、アルカリ電解装置の略図である。
図3は、例示的なアルカリ電解スタック集成装置の略図である。
図4は、本発明の一実施形態を示す分解組立図である。
図5は、本発明の一実施形態に係る電極インサートの側面図である。
図6は、本発明の一実施形態に係るエンドキャップの斜視図である。
図7は、本発明の一実施形態に係る電気化学セル構造の上面図である。
図8は、図7に示した電気化学セル構造の側面図である。
図9は、本発明の一製造方法を示すフローチャートである。
図10は、本発明の別の製造方法を示すフローチャートである。
図11は、本発明に係るアルカリ電解装置の略図である。
アノード12、アノード12から離隔したカソード14、アノード12及びカソード14の各々とイオン流通した電解液16、並びに一体非導電性フレーム18を備える電気化学セル構造10を図1に示す。一体非導電性フレーム18は、アノード12、カソード14及び電解液16を支持するとともに、作動流体(図示せず)又はイオン交換副生物(図示せず)用の複数の流路20を画成する。図1に示す通り、構成要素は一体非導電性フレーム18内に収容され、流路20は同者によって画成されているので、構成は効率的かつ効果的であり(いかなるガスケット又はシールも要求されない)、製造方法は簡略化される。
図2に略示されるように、アルカリ電解装置30内には1種の電気化学セル構造が使用される。装置30内には入口32を通して水(HO)を供給し、ポンプ34で循環させる。水を塩基(通例は水酸化カリウム(KOH)又は水酸化ナトリウム(NaOH))と混合することでアルカリ電解液36を形成し、この電解液36をポンプ34で電解槽38に循環させる。電解槽38は、アノード(正電極)40、隔膜42及びカソード(負電極)44を含んでいる。電解液36の存在下でアノード40及びカソード44に直流電圧を印加する。直流電圧(通例は約1.7〜約2.2Vの範囲内の電圧)は、水をその成分に解離させ、カソード44で水素(H)を生じ、アノード40で酸素(O)を生じる。隔膜42はHガス及びOガスを分離した状態に保つ。電解液36と混合したOガスは酸素分離器48に輸送される。電解液36からの分離後、Oガスは貯蔵、放出又はその他の方法で利用され、電解液50の一部はポンプ34で装置30内に再循環させる。電解液36と混合したHガスは水素分離器48に輸送される。電解液36からの分離後、Hガスは捕獲貯蔵、燃焼、電気化学的反応又はその他の方法で利用され、電解液54の一部はポンプ34で装置30内に再循環させる。
上述の通り、電気化学装置(特にアルカリ電解装置)が経済的に実用可能となるためには、これらの装置に関連する製造コストを顕著に改善しなければならない。現行の装置は組立てに際して多数の工程を必要とし、各々の工程が装置全体のコストを増加させる。さらに従来の装置は、現時点では複数の電極、隔膜、ガスケット、ボルト及び他の種々雑多な部品を含む多くの個別構成部品を有しており、これらが装置組立ての複雑さを増すと共に製造コストを押し上げる。
特に困難で費用のかかる製造分野の1つは、これらの電気化学装置内のスタックアセンブリである。例示的なスタック集成装置としてアルカリ電解スタックを取り上げれば、一般的な構成及び製造上の困難を図3に関して説明することができる。図3に示すように、典型的なスタックアセンブリ56は複数の繰返し単位58を含んでいる。各繰返し単位58は、アノード60、双極板62、カソード64及び隔膜66を含んでいる。アルカリ電解スタックの大規模実現例は、100以上もの繰返し単位58を含み得る。各繰返し単位58は、アノード60、双極板62及びカソード64(電極アセンブリ65という)の間の電気的結合を要求する。主として水素ガス及び酸素ガスが隣接する電極アセンブリ65間で混合するのを防止するため、各電極アセンブリ65は隔膜66で隔離しなければならない。スタック内の繰返し単位58のすべては、何らかのタイプのハウジング内に配置するとともに、非導電性ガスケット、封止手段、並びに電解液を分配しかつ水素ガス及び酸素ガスを捕獲するための配管又はマニホルドを周囲に取り付けなければならない。このタイプのスタックを組み立てるためには数百又は恐らくは数千の結線及びボルトや他の留め具が使用され、これが製造コストにさらなる影響を及ぼす。
本発明の一実施形態に係る電気化学セル構造100を図4〜8に示す。図4では、構成部品をさらに明確に示すために電気化学セル構造100が分解組立図で示されている。電気化学セル構造100は、アノード102及びアノード102から離隔したカソード104を含んでいる。アノード102とカソード104との間には、両者間の電気的接続を可能にするために双極板106が配置されている。本発明の一実施形態では、図5に一層よく示される通り、アノード102、双極板106及びカソード104を互いに接合することで電極インサート110が形成される。電気化学セル構造100(図4)は、さらに電極フレーム110を含んでいる。電極フレーム110は、電解液入口112、上面116にある第1の電解液流路114、下面118にある第2の電解液流路117(点線で示す)、受座120、上面116にある酸素流路122、及び下面118にある水素流路124(点線で示す)を含んでいる。電極インサート108は受座120上に配置される。電気化学セル構造100はさらに、上部隔膜126、上部隔膜フレーム128、下部隔膜130及び下部隔膜フレーム132を含んでいる。説明目的のため、この実施形態では、上部隔膜フレーム128、上部隔膜126、電極インサート108、電極フレーム110、下部隔膜130及び下部隔膜フレーム132は繰返しプレート134を形成する。アルカリ電解スタックの実現例は、多くの(例えば、約10〜約100の)個別繰返しプレート134を含むであろう。図6に示すように、各スタックは、一端ではエンドキャップ140、アノード102及び集電体142で封鎖されており、他端ではエンドキャップ140、カソード104及び集電体142で封鎖されている。
運転に際しては、入口112(図4)を通して電解液が導入され、第1の流路114によってアノード102に配給され、第2の流路117によってカソード104に配給される。さらに、電解液は上部隔膜126及び下部隔膜130を通って流れることで、隣接する繰返しプレート134間にイオンブリッジを生み出す。電極インサート108にDC電流を印加すると、電解液の一部が代表的なスタック内の各々のアノード102及びカソード104でそれぞれ酸素及び水素に解離する。酸素及び電解液の一部は酸素流路122を通って流れて酸素出口123に達し、水素及び電解液の一部は水素流路124を通って流れて水素出口125に達する。隣接する繰返しプレート134間には、電解液を入口112、酸素出口123及び水素出口125の1つに流すため、追加の流路(図示せず)が設けられている。
図4に最もよく示される通り、各繰返しプレート134の部品である上部隔膜支持体128、電極フレーム110及び下部隔膜支持体132は非導電性材料で作製され、通例は(必ずではないが)同一の一般的形状を有している。明快にするため、これらの合体部品は非導電性フレーム150という。一実施形態では、非導電性フレーム150は約60〜約120℃の範囲内の最高使用温度を有する材料からなる。この温度範囲は大抵のアルカリ電解用途を支援するであろう。別の実施形態では、非導電性フレーム150は約60〜約300℃の範囲内の最高使用温度を有する材料からなる。この温度範囲は大抵のアルカリ電解及び燃料電池用途を支援するとともに、大抵のプロトン交換膜(PEM)、ポリベンゾイミダゾール(PBI)、酸電解及び燃料電池用途を支援するであろう。
本発明の一実施形態では、非導電性フレーム150はポリマーからなり、通例はKOH又はNaOHのような塩基への長時間暴露中の劣化を回避するために苛性アルカリに対して化学的抵抗性を有するポリマーからなる。別の実施形態では、非導電性フレーム150は加水分解安定性ポリマーからなる。別の実施形態では、非導電性フレーム150は、ポリエチレン、フッ素化ポリマー、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスチレン及びこれらの組合せからなる群から選択される材料からなる。
図7及び8に関して述べれば、繰返しプレート134が単一の単位として示されている。各繰返しプレート134は、電解液用の入口112を設けるように構成されている。図8に最もよく示される通り、電解液は双極板106の両側で2つの流れに分割され、H及びOに解離する。隔膜126及び130が電極インサートの各々の側に境界を設けることで、H及びOは隣接する繰返しプレート134間で混合しないことが保証される。この例示的な繰返しプレート134の構成は簡単であり、シール又はガスケットの使用は回避される。図示の通り、電極インサート108並びに隔膜126及び130は、繰返しプレート134の一体非導電性フレームの内部に支持されかつ収容されている。電解液用の流路もまた、繰返しプレート134の一体非導電性フレームで画成されていて、装置内でのガスケットの必要性は本質的に排除される。
本発明の一実施形態では、電気化学セル構造は、図9に関して説明される方法に従って製造される。最初に、第1の非導電性フレームピースの内部に電極アセンブリを配置する(S1)。上述の通り、電極アセンブリは通例はアノード、カソード及び双極板を含んでいる。次に、第1の非導電性フレームピースに第2の非導電性フレームピースを適用して両者間に電極アセンブリをサンドイッチする(S2)。次に、第1及び第2の非導電性フレームピースを互いに接合して電極アセンブリの周囲に一体非導電性フレームユニットを形成する(S3)。必要に応じ、追加の非導電性フレームピース及び追加の構成部品(例えば、隔膜フレーム及び隔膜)を付加できる。複数の一体非導電性フレームユニットを互いに接合することで、一体非導電性フレームを有する電気化学スタック構造を形成する。一実施形態では、フレームピース又はユニットは接着剤で互いに接合される。別の実施形態では、フレームピース又はユニットは超音波溶接又はレーザー溶接で互いに接合される。さらに別の実施形態では、フレームピース又はユニットは、加熱又は電流の印加によってピース又はユニットを溶融することで互いに接合される。
別の実施形態では、電気化学セル構造は、図10に関して説明される方法に従って製造される。最初に、成形装置の内部に1以上(通例は複数)の電極アセンブリを配置する(S4)。上述の通り、電極アセンブリは通例はアノード、カソード及び双極板を含んでいる。次に、加熱された成形材料(通例はポリマー)を成形装置内に供給すると、成形材料は配置された電極アセンブリの周囲に流れる(S5)。最後に、成形材料を冷却し、電気化学セル構造を成形装置から取り出す(S6)。この実施形態では、一体非導電性フレームが電極アセンブリの周囲の所定の位置に形成され、それによって製造プロセスがさらに簡略化される。成形装置内に流路及び通路を予め画成することで、使用中における作動流体及びイオン交換副生物の適正な流れが保証される。必要ならば、追加の構成部品を含めることもできる。例えば、S5に先立って成形装置内に隔膜を配置することができる。
本発明の一実施形態を図11に示す。装置内に水(HO)を供給し、ポンプ34で循環させる。水をアルカリ塩基(通例は水酸化カリウム(KOH)又は水酸化ナトリウム(NaOH))と混合することでアルカリ電解液を形成し、この電解液を一体非導電性フレーム150に設けられた入口112にポンプ34で循環させる。一体非導電性フレームの内部には複数の電極インサート108が配置され、上述のように隔膜で隣接する電極インサート108から隔離されている。電解液は入口112を通って流れ、それぞれの電極インサート108に達する。電解液の存在下で電極インサート108に直流電圧を印加する。直流電圧は水をその成分に解離させ、カソードで水素(H)を生じ、アノードで酸素(O)を生じる。隔膜はHガス及びOガスを分離した状態に保つ。電解液と混合したOガスは(一体非導電性フレーム150で画成された)酸素出口123を通して酸素分離器に輸送される。電解液からの分離後、Oガスは貯蔵、放出又はその他の方法で利用され、電解液の一部はポンプ34で装置内に再循環させる。電解液と混合したHガスは(一体非導電性フレーム150で画成された)水素出口125を通して水素分離器に輸送される。電解液からの分離後、Hガスは捕獲貯蔵、燃焼、電気化学的反応又はその他の方法で利用され、電解液の一部はポンプ34で装置内に再循環させる。
以上、本発明の若干の特徴のみを本明細書に例示して説明してきたが、当業者には多くの修正および変更が想起されよう。したがって、特許請求の範囲は本発明の真の技術思想に含まれるすべてのかかる修正及び変更を包括するように意図されていることを理解すべきである。
本発明の一実施形態を示す側断面図である。 アルカリ電解装置の略図である。 例示的なアルカリ電解スタック集成装置の略図である。 本発明の一実施形態を示す分解組立図である。 本発明の一実施形態に係る電極インサートの側面図である。 本発明の一実施形態に係るエンドキャップの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電気化学セル構造の上面図である。 図7に示した電気化学セル構造の側面図である。 本発明の一製造方法を示すフローチャートである。 本発明の別の製造方法を示すフローチャートである。 本発明に係るアルカリ電解装置の略図である。
符号の説明
10 電気化学セル構造
12 アノード
14 カソード
16 電解液
18 一体非導電性フレーム
20 流路

Claims (42)

  1. アノード、
    前記アノードから離隔したカソード、
    前記アノード及び前記カソードの各々とイオン流通した電解液、並びに
    前記アノード、前記カソード及び前記電解液の各々を支持するとともに、作動流体用及びイオン交換副生物用の1以上の流路を画成する一体非導電性フレーム
    を備える電気化学セル構造。
  2. 前記一体非導電性フレームが、約60〜約120℃の範囲内の最高使用温度を有する材料からなる、請求項1記載の電気化学セル構造。
  3. 前記一体非導電性フレームが、約60〜約300℃の範囲内の最高使用温度を有する材料からなる、請求項1記載の電気化学セル構造。
  4. 当該電気化学セル構造がアルカリ電解装置として適する、請求項1記載の電気化学セル構造。
  5. 前記電解液がアルカリ溶液である、請求項4記載の電気化学セル構造。
  6. 前記電解液が水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムからなる群から選択される、請求項5記載の電気化学セル構造。
  7. 前記一体非導電性フレームが成形部品からなる、請求項1記載の電気化学セル構造。
  8. 前記成形部品が型成形部品からなる、請求項7記載の電気化学セル構造。
  9. 前記一体非導電性フレームが互いに接合された複数の個別構造部品からなる、請求項1記載の電気化学セル構造。
  10. 前記構造部品が接着剤を用いて互いに接合されている、請求項9記載の電気化学セル構造。
  11. 前記構造部品が超音波溶接又はレーザー溶接の1以上で互いに接合されている、請求項9記載の電気化学セル構造。
  12. 前記構造部品が溶融及び冷却で互いに接合されている、請求項9記載の電気化学セル構造。
  13. 前記非導電性フレームの材料がポリマーからなる、請求項1記載の電気化学セル構造。
  14. 前記非導電性フレームが苛性アルカリに対して化学的抵抗性を有する材料からなる、請求項1記載の電気化学セル構造。
  15. 前記非導電性フレームの材料が加水分解安定性ポリマーからなる、請求項1記載の電気化学セル構造。
  16. 前記非導電性フレームの材料がポリエチレン、フッ素化ポリマー、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスチレン及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項1記載の電気化学セル構造。
  17. アルカリ電解装置用セル構造であって、
    アノード、
    前記アノードから離隔したカソード、
    前記アノード及び前記カソードの各々とイオン流通したアルカリ電解液、並びに
    前記アノード、前記カソード及び前記電解液の各々を支持するとともに、作動流体用及びイオン交換副生物用の1以上の流路を画成する一体非導電性ポリマーフレーム
    を備えるアルカリ電解装置用セル構造。
  18. 前記一体非導電性ポリマーフレームが苛性アルカリに対して化学的抵抗性を有する材料からなる、請求項17記載のアルカリ電解装置用セル構造。
  19. 前記一体非導電性ポリマーフレームが加水分解安定性ポリマーからなる、請求項17記載のアルカリ電解装置用セル構造。
  20. 前記一体非導電性ポリマーフレームがポリエチレン、フッ素化ポリマー、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスチレン及びこれらの組合せからなる群から選択される材料からなる、請求項17記載のアルカリ電解装置用セル構造。
  21. 非導電性ハウジング及びその中に配設されたアノードを有する第1のエンドキャップ、
    非導電性ハウジング及びその中に配設されたカソードを有する第2のエンドキャップ、並びに
    第1のエンドキャップと第2のエンドキャップとの間に配置された複数の繰返しプレートであって、各々が非導電性ハウジング及びその中に配設された電極インサートを含む繰返しプレート
    を備える電気化学スタックであって、第1のエンドキャップ、前記繰返しプレート及び第2のエンドキャップの前記非導電性ハウジングの各々が互いに接合されて一体非導電性フレームを形成するとともに、当該電気化学スタックの内部に複数の流路を画成する、電気化学スタック。
  22. 前記非導電性フレームがポリマー材料からなる、請求項21記載の電気化学スタック。
  23. 前記非導電性フレームが苛性アルカリに対して化学的抵抗性を有する材料からなる、請求項21記載の電気化学スタック。
  24. 前記非導電性フレームが加水分解安定性ポリマーからなる、請求項21記載の電気化学スタック。
  25. 前記非導電性フレームがポリエチレン、フッ素化ポリマー、ポリプロピレン及びポリスルホンからなる群から選択される材料からなる、請求項21記載の電気化学スタック。
  26. 前記電極インサートがアノード、カソード及びこれらの間に配置された双極板を含む、請求項21記載の電気化学スタック。
  27. 前記繰返しプレートがさらに、ガスの分離を促進するため前記電極インサートの両側に配設された第1の隔膜及び第2の隔膜を含む、請求項21記載の電気化学スタック。
  28. 電気化学スタック製造用の繰返しプレートであって、
    複数の流路及び電極フレームを画成する一体非導電性フレーム、並びに
    前記電極フレームの内部に配設された電極アセンブリ
    を備える繰返しプレート。
  29. 前記一体非導電性フレームがポリマー材料からなる、請求項28記載の繰返しプレート。
  30. アルカリ電解スタック製造用の繰返しプレートであって、アノード、カソード及びこれらの間に配置された双極板を互いに接合して画成された電極アセンブリと、電解液入口、前記アノードと流体流通可能な状態にある少なくとも第1の流路、前記カソードと流体流通可能な状態にある少なくとも第2の流路、前記電極アセンブリを支持する電極フレーム、前記アノードと流体流通可能な状態にありかつ酸素出口で終わる酸素流路、並びに前記カソードと流体流通可能な状態にありかつ水素出口で終わる水素流路を画成する一体非導電性フレームと、隣接する繰返しプレート間での電解液の流れを促進するため、しかし酸素が隣接する繰返しプレートのカソードで生成する水素と混合するのを防止するため、前記双極板の反対側で前記アノードに隣接して配設された第1の隔膜と、隣接する繰返しプレート間での電解液の流れを促進するため、しかし水素が隣接する繰返しプレートのアノードで生成する酸素と混合するのを防止するため、前記双極板の反対側で前記カソードに隣接して配設された第2の隔膜とを含んでなり、電解液の導入及び隣接する繰返しプレート間への電流の印加時には、前記電解液が前記電解液入口を通って前記繰返しプレート中に流入し、それぞれ第1の電解液流路及び第2の電解液流路を通って前記アノード及び前記カソードに達し、前記電解液の一部が前記アノード及び前記カソードで酸素及び水素に解離し、それぞれ前記酸素流路及び前記水素流路を通って流れる、繰返しプレート。
  31. 前記一体非導電性フレームがポリマーからなる、請求項30記載の繰返しプレート。
  32. 前記一体非導電性フレームが加水分解安定性ポリマーからなる、請求項30記載の繰返しプレート。
  33. 前記一体非導電性フレームが苛性アルカリに対して化学的抵抗性を有する材料からなる、請求項30記載の繰返しプレート。
  34. 前記一体非導電性フレームがポリエチレン、フッ素化ポリマー、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスチレン及びこれらの組合せからなる群から選択される材料からなる、請求項30記載の繰返しプレート。
  35. 非導電性ハウジング及びその中に配設されたアノードを有する第1のエンドキャップ、
    非導電性ハウジング及びその中に配設されたカソードを有する第2のエンドキャップ、並びに
    第1のエンドキャップと第2のエンドキャップとの間に配置された複数の繰返しプレートであって、各々が非導電性ハウジング及びその中に配設された電極インサートを含む繰返しプレート
    を備える電気化学スタックであって、第1のエンドキャップ、前記繰返しプレート及び第2のエンドキャップの前記非導電性ハウジングの各々が一体非導電性フレームとして一緒に形成されると共に、当該電気化学スタックの内部に複数の流路を画成する、電気化学スタック。
  36. 前記非導電性ハウジングが型を用いて一緒に形成される、請求項35記載の電気化学スタック。
  37. 電気化学セルの製造方法であって、
    第1の非導電性フレームピースの内部に電極アセンブリを配置する段階、及び
    第1の非導電性フレームピースに第2の非導電性フレームピースを接合して両者間に電極アセンブリをサンドイッチする段階
    を含んでなる方法。
  38. 当該方法がさらに、
    前記電極アセンブリの第1の側に隔膜を配置する段階、及び
    第1の非導電性フレームピースに非導電性フレームピースを接合して両者間に隔膜をサンドイッチする段階
    を含む、請求項37記載の方法。
  39. 当該方法がさらに、
    前記電極アセンブリの第2の側に第2の隔膜を配置する段階、及び
    第2の非導電性フレームピースに非導電性フレームピースを接合して両者間に第2の隔膜をサンドイッチする段階
    を含む、請求項38記載の方法。
  40. 電気化学セルの製造方法であって、
    成形装置の内部に複数の電極アセンブリを配置する段階、
    前記成形装置の内部で前記電極アセンブリに出入りする流路を包囲する段階、
    前記複数の電極アセンブリ及び前記包囲された流路を取り囲むようにして、前記成形装置の内部に加熱された非導電性成形材料を供給する段階、並びに
    前記加熱された非導電性成形材料を冷却することで、電極アセンブリを機械的に結合するとともに、一体非導電性フレーム中に流路を画成する段階
    を含んでなる方法。
  41. 第1の電極アセンブリ、
    第1の電極アセンブリから離隔した第2の電極アセンブリ、並びに
    第1の電極アセンブリ及び第2の電極アセンブリの各々を支持するとともに、作動流体用及びイオン交換副生物用の1以上の流路を画成する一体非導電性フレーム
    を含んでなる電気化学セル構造。
  42. 前記非導電性フレームの材料がポリマーからなる、請求項41記載の電気化学セル構造。
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