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TWI864791B - 電解胞元及電解裝置 - Google Patents

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TWI864791B
TWI864791B TW112120548A TW112120548A TWI864791B TW I864791 B TWI864791 B TW I864791B TW 112120548 A TW112120548 A TW 112120548A TW 112120548 A TW112120548 A TW 112120548A TW I864791 B TWI864791 B TW I864791B
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人
祐延貴洋
三好崇仁
田島英彦
古川翔一
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日商三菱重工業股份有限公司
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Abstract

本發明的電解胞元，具備：第1分隔件；第2分隔件；離子交換膜，配置於第1分隔件與第2分隔件之間，是具有氫氧化物離子傳導性的陰離子交換膜；陰極，配置於第1分隔件與離子交換膜之間；以及陽極，配置於第2分隔件與離子交換膜之間。自離子交換膜、陰極以及陽極所重疊的第1方向看來，陽極的面積比陰極的面積更大。

Description

電解胞元及電解裝置
本發明是關於電解胞元及電解裝置。
日本專利特表2009-513820號公報揭示了一種用於高分子電解質膜(PEM，Polymer Electrolyte Membrane)型水電解的膜電極組件。這種膜電極組件在高壓差的情況下，為了提升壓力穩定性及氣密性，配置於離子傳導膜之正面側的第1氣體擴散層，具有比上述離子傳導膜更小的面積；而配置於離子傳導膜之背面側的第2氣體擴散層，具有比上述離子傳導膜相同的面積(半同層延伸設計)。
話說電解胞元使用時會劣化，陽極劣化比陰極劣化的速度快上許多，結果有時會造成電解胞元的性能降低。
本發明是為了解決上述課題而完成，目的是提供一種能夠謀求性能提升的電解胞元及電解裝置。
為了解決上述課題，有關本發明的電解胞元具備：第1分隔件；第2分隔件；離子交換膜，配置於前述 第1分隔件與前述第2分隔件之間，是具有氫氧化物離子傳導性的陰離子交換膜；陰極，配置於前述第1分隔件與前述離子交換膜之間；以及陽極，配置於前述第2分隔件與前述離子交換膜之間。自前述離子交換膜、前述陰極以及前述陽極所重疊的第1方向看來，前述陽極的面積比前述陰極的面積更大。
為了解決上述課題，有關本發明的電解裝置具備：電解胞元；電解液供給部，對前述電解胞元供給電解液；以及電源部，對前述電解胞元施加電壓。前述電解胞元具備：第1分隔件；第2分隔件；離子交換膜，配置於前述第1分隔件與前述第2分隔件之間，是具有氫氧化物離子傳導性的陰離子交換膜；陰極，配置於前述第1分隔件與前述離子交換膜之間；以及陽極，配置於前述第2分隔件與前述離子交換膜之間。自前述離子交換膜、前述陰極以及前述陽極所重疊的第1方向看來，前述陽極的面積比前述陰極的面積更大。
若依據本發明的電解胞元及電解裝置，則可謀求性能提升。
以下參考圖式，說明本發明之實施方式的電解胞元及電解裝置。以下說明中，對具有相同或類似之功能的結構附加相同符號。本發明中所謂的「面對」，代表從某個方向來看，2個構件為重疊，也包含上述2個構件之間存在其他構件(例如其他層)的情況。
首先參考圖4，定義Z方向、X方向及Y方向。Z方向，是從後述之第1分隔件41朝向第2分隔件42的方向。X方向，是與Z方向交叉(例如正交)的方向，也是從 後述之離子交換膜51之中央部C朝向離子交換膜51之一端部的方向。Y方向，是與Z方向及X方向交叉(例如正交)的方向，例如是圖4中的紙面深入方向。本發明中所謂的「面積」，代表從Z方向看來的面積(亦即在X方向及Y方向延展的面積)。再者，本發明中的「外型尺寸」，代表從Z方向看來的外型尺寸。亦即「面積」與「外型尺寸」有時具備實質相同的意義，可適當交換讀解。
(第1實施方式)
<1.電解裝置的結構>
圖1，係表示第1實施方式之電解裝置1之整體結構的概略結構圖。電解裝置1，例如是將電解液中所包含的水加以電解，藉此產生氫氣的裝置。電解裝置1例如是陰離子交換膜(AEM：Anion Exchange Membrane)式的電解裝置。不過，電解裝置1並不限定於上述例子，也可以是將二氧化碳電解還原之裝置等等不同種類的電解裝置。
電解裝置1例如具備電解胞元堆10、電解液供給部20、電源部30。
(電解胞元堆)
電解胞元堆10是多個電解胞元11的集合體。例如，電解胞元堆10是由多個電解胞元11於一個方向排列而形成。各個電解胞元11包含陰極室Sa與陽極室Sb。關於電解胞元11會於之後詳細解釋。
(電解液供給部)
電解液供給部20，是對各個電解胞元11供給電解液的供給部。電解液，例如是純水或鹼性水溶液。電解液供給部20包含陰極側供給部20a與陽極部供給側20b。
陰極側供給部20a，是對各個電解胞元11之陰極室Sa供給電解液的供給部。陰極側供給部20a，例如包含氫氣液分離裝置21、第1泵22、氫回收部23、第1電解液供給部24以及配管線路L1、L2。
氫氣液分離裝置21會貯存電解液。氫氣液分離裝置21的供給口，是經由配管線路L1連接於電解胞元11的陰極室Sa。第1泵22設置在配管線路L1的途中，將貯存於氫氣液分離裝置21的電解液送往電解胞元11的陰極室Sa。
氫氣液分離裝置21的回送口，是經由配管線路L2連接於電解胞元11的陰極室Sa。電解胞元11所產生之含有氫的電解液，會從電解胞元11流入氫氣液分離裝置21。氫氣液分離裝置21具有氣液分離部，將電解液所含有的氫分離出來。被氫氣液分離裝置21從電解液中所分離出來的氫，會由氫回收部23所回收。從第1電解液供給部24，對氫氣液分離裝置21補充電解液。
另一方面，陽極側供給部20b，是對各個電解胞元11之陽極室Sb供給電解液的供給部。陽極側供給部20b，例如包含氧氣液分離裝置26、第2泵27、氧回收部 28、第2電解液供給部29以及配管線路L3、L4。
氧氣液分離裝置26會貯存電解液。氧氣液分離裝置26的供給口，是經由配管線路L3連接於電解胞元11的陽極室Sb。第2泵27設置在配管線路L3的途中，將貯存於氧氣液分離裝置26的電解液送往電解胞元11的陽極室Sb。
氧氣液分離裝置26的回送口，是經由配管線路L4連接於電解胞元11的陽極室Sb。電解胞元11所產生之含有氧的電解液，會從電解胞元11流入氧氣液分離裝置26。氧氣液分離裝置26具有氣液分離部，將電解液所含有的氧分離出來。被氧氣液分離裝置26從電解液中所分離出來的氧，會由氧回收部28所回收。從第2電解液供給部29，對氧氣液分離裝置26補充電解液。
(電源部)
電源部30，是對電解胞元11施加電壓的直流電源裝置。電源部30，是對電解胞元11的陽極與陰極之間，施加電解液之電解所需的直流電壓。
<2.電解胞元的結構>
<2.1 電解胞元的基本構造>
其次，詳細說明電解胞元11。
圖2，係示意表示電解胞元11的剖面圖。電解胞元11例如包含第1分隔件41、第2分隔件42以及膜電極接合體 43。
(第1分隔件)
第1分隔件41，是將電解胞元11之內部空間S中一邊的面加以規畫的構件。內部空間S，是包含後述之陰極室Sa與陽極室Sb的空間。第1分隔件41例如是矩形的板狀，以金屬構件形成。第1分隔件41，例如是自電源部30經由後述之第1集電體61(參考圖3)而被施加有負電壓。
第1分隔件41具有第1端部41e1(例如下端部)、與第1端部41e1位於相反側的第2端部41e2(例如上端部)。第1分隔件41的第1端部41e1，連接於上述的配管線路L1。第1分隔件41的第2端部41e2，連接於上述的配管線路L2。第1分隔件41具有第1內面41a，其面向後述的陰極室Sa。第1內面41a形成有第1流路FP1，其中流動有自配管線路L1所供給的電解液。第1流路FP1，例如是設置於第1內面41a的溝。流動於第1流路FP1的電解液，通過配管線路L2被排出至電解胞元11外部。另外，圖2所示的各個構造(例如流路構造等等)僅是舉例，並非限定本實施方式的內容。例如，流路構造可以因應裝置的大小、目的、使用環境而使用各種構造。這點對其他圖式所表示的構造也是相同。
(第2分隔件)
第2分隔件42，是在與第1分隔件41的至少一部份之間 隔著內部空間S來配置，將內部空間S中另一邊的面加以規畫的構件。第2分隔件42例如是矩形的板狀，以金屬構件形成。第2分隔件42，例如是自電源部30經由後述之第2集電體62(參考圖3)而被施加有正電壓。同一個電解胞元11所包含的第1分隔件41與第2分隔件42，是作為一對分隔件來形成該電解胞元11的電解槽40。
第2分隔件42具有第1端部42e1(例如下端部)、與第1端部42e1位於相反側的第2端部42e2(例如上端部)。第2分隔件42的第1端部42e1，連接於上述的配管線路L3。第2分隔件42的第2端部42e2，連接於上述的配管線路L4。第2分隔件42具有第2內面42a，其面向後述的陽極室Sb。第2內面42a形成有第2流路FP2，其中流動有自配管線路L3所供給的電解液。第2流路FP2，例如是設置於第2內面42a的溝。流動於第2流路FP2的電解液，通過配管線路L4被排出至電解胞元11外部。
另外，在此為了方便說明，而說明以下的結構：第1分隔件41之第1內面41a具有流路用的溝(第1流路FP1)，第2分隔件42之第2內面42a具有流路用的溝(第2流路FP2)。然而，例如電解胞元堆10(參考圖1)所包含之電解胞元11的第1分隔件41，除了第1內面41a之外，與第1內面41a相反側之面41b也可以具有相同之流路用的溝(第1流路FP1，圖2中以2點鏈線表示)，也就是雙極板。再者，電解胞元堆10所包含之電解胞元11的第2分隔件42，除了第2內面42a之外，與第2內面42a相反側之面42b也可以具有相 同之流路用的溝(第2流路FP2，圖2中以2點鏈線表示)，也就是雙極板。另外，設置於第1分隔件41之兩面之流路用的溝，形狀與配置可以互不相同。再者，設置於第2分隔件42之兩面之流路用的溝，形狀與配置可以互不相同。
膜電極接合體(MEA：Membrane Electrode Assembly)43，是由離子交換膜、觸媒以及供電體所組裝而成的結構體。膜電極接合體43配置於第1分隔件41與第2分隔件42之間並位於內部空間S中。膜電極接合體43，例如包含離子交換膜51、陰極觸媒層52、陰極供電體53、陽極觸媒層54以及陽極供電體55。
(離子交換膜)
離子交換膜51，是選擇性通過離子的膜。離子交換膜51，例如是固態高分子電解質膜。離子交換膜51，例如是具有氫氧化物離子傳導性的陰離子交換膜(AEM)。不過，離子交換膜51並不限定於上述例子，也可以是與上述不同種類的離子交換膜。離子交換膜51，例如是矩形的薄片狀。離子交換膜51之外型尺寸，比第1分隔件41或第2分隔件42的外型尺寸要小。離子交換膜51，是配置於第1分隔件41與第2分隔件42之間並位於上述的內部空間S中。離子交換膜51具有：第1面51a，與第1分隔件41的第1內面41a面對；以及第2面51b，與第1面51a位於相反側並面對第2分隔件42的第2內面42a。在內部空間S中，離子交換膜51的第1面51a與第1分隔件41的第1內面41a之間，規劃為陰 極室Sa。在內部空間S中，離子交換膜51的第2面51b與第2分隔件42的第2內面42a之間，規劃為陽極室Sb。
在對電解胞元11施加電壓的情況下，陰極室Sa中會發生下述的化學反應，而從電解液產生氫。另外本發明所述之「產生XX」，也可包含隨著XX之產生而同時產生其他物質的情況。在陰極室Sa所產生之氫氧化物離子，會從陰極室Sa通過膜電極接合體43而移動至陽極室Sb。
2H2O+2e-→H2+2OH-…(化學式1)
在對電解胞元11施加電壓的情況下，陽極室Sb中會發生下述的化學反應，而從電解液產生氧。
2OH-→1/2O2+H2O+2e-…(化學式2)
藉此，從整個電解胞元11看來，會產生下述的化學反應。
H2O→H2+1/2O2…(化學式3)
(陰極觸媒層)
陰極觸媒層52，是促進上述之陰極室Sa中之化學反應的層。陰極觸媒層52，例如是矩形的薄片狀。在本實施方式中，陰極觸媒層52之外型尺寸，比離子交換膜51的外型尺寸要小。陰極觸媒層52配置於陰極室Sa中，與離子交換膜51相鄰。另外，本發明中所謂的「相鄰」，不限定為2個構件獨立相鄰的情況，也包含2個構件之其中一個構件之至少一部份進入另一個構件的情況。例如，陰極觸媒層 52的一部份，可以進入離子交換膜51的表面部。在本實施方式中，陰極觸媒層52是設置於離子交換膜51的第1面51a。陰極觸媒層52，例如是在離子交換膜51之第1面51a塗佈該陰極觸媒層52的材料，而藉此形成。陰極觸媒層52發揮電解胞元11之陰極47之一部份的功能，自電源部30經由第1分隔件41及陰極供電體53而被施加有負電壓。
至於陰極觸媒層52的材質，只要是能促進上述之陰極室Sa中之化學反應的的材質，則可利用各種材質。例如陰極觸媒層52可包含鎳、鎳合金、鈰氧化物、鑭氧化物或者鉑的其中1種以上。另外本發明中的「XX氧化物」，可包含XX及氧之外的其他材料。再者，陰極觸媒層52除了上述材料之外，亦可含有碳等其他材料。「XX」是任意的材料。
(陰極供電體)
陰極供電體53是電氣連接部，將被施加於第1分隔件41的電壓傳導至陰極觸媒層52。陰極供電體53配置於陰極室Sa中。陰極供電體53，是位於第1分隔件41的第1內面41a與陰極觸媒層52之間，分別接觸第1分隔件41的第1內面41a與陰極觸媒層52。另外，陰極供電體53的至少一部份，可與第1分隔件41或陰極觸媒層52之至少一者的至少一部份重疊。陰極供電體53具有可以使電解液和氣體通過其內部的構造。陰極供電體53，例如是以金屬製網狀構造體、燒結體或纖維等等所形成。在本實施方式中，陰極供 電體53之外型尺寸，與陰極觸媒層52的外型尺寸相同。在本實施方式中，藉由陰極觸媒層52與陰極供電體53，形成電解胞元11的陰極47。
(陽極觸媒層)
陽極觸媒層54，是促進上述之陽極室Sb中之化學反應的層。陽極觸媒層54，例如是矩形的薄片狀。在本實施方式中，陽極觸媒層54之外型尺寸，比離子交換膜51的外型尺寸要小。陽極觸媒層54配置於陽極室Sb中，與離子交換膜51相鄰。另外，例如陽極觸媒層54的一部份，可以進入離子交換膜51的表面部。在本實施方式中，陽極觸媒層54是設置於離子交換膜51的第2面51b。陽極觸媒層54，例如是在離子交換膜51之第2面51b塗佈該陽極觸媒層54的材料，而藉此形成。陽極觸媒層54發揮電解胞元11之陽極48之一部份的功能，自電源部30經由第2分隔件42及陽極供電體55而被施加有正電壓。
至於陽極觸媒層54的材質，只要是能促進上述之陽極室Sb中之化學反應的的材質，則可利用各種材質。例如，陽極觸媒層54可包含鎳、鎳合金、鎳氧化物、銅氧化物、銥氧化物、鈮氧化物、鉛氧化物或者鉍氧化物的其中1種以上。如上所述，本發明中的「XX氧化物」，可包含XX及氧之外的其他材料。例如「鎳氧化物」除了鎳及氧之外，亦可包含鐵或鈷等其他材料。再者，「銅氧化物」除了銅及氧之外，亦可包含鈷等其他材料。「銥氧 化物」除了銥及氧之外，亦可包含釕等其他材料。「鉛氧化物」除了鉛及氧之外，亦可包含釕等其他材料。「鉍氧化物」除了鉍及氧之外，亦可包含釕等其他材料。
(陽極供電體)
陽極供電體55是電氣連接部，將被施加於第2分隔件42的電壓傳導至陽極觸媒層54。陽極供電體55配置於陽極室Sb中。陽極供電體55，是位於第2分隔件42的第2內面42a與陽極觸媒層54之間，分別接觸第2分隔件42的第2內面42a與陽極觸媒層54。另外，陽極供電體55的至少一部份，可與第2分隔件42或陽極觸媒層54之至少一者的至少一部份重疊。陽極供電體55具有可以使電解液和氣體通過其內部的構造。陽極供電體55，例如是以金屬製網狀構造體、燒結體或纖維等等所形成。在本實施方式中，陽極供電體55之外型尺寸，與陽極觸媒層54的外型尺寸相同。在本實施方式中，藉由陽極觸媒層54與陽極供電體55，形成電解胞元11的陽極48。
圖3，係表示電解胞元11的分解立體圖。電解胞元11除了上述結構之外，例如包含第1集電體61、第2集電體62、第1絕緣體63、第2絕緣體64、第1絕緣材65、第2絕緣材66、第1終端板67及第2終端板68。另外在圖3中為了方便說明，省略後述之支撐部70及封閉部80的圖示。
(第1集電體)
第1集電體61是電氣連接部，將自電源部30所施加的負電壓傳導至第1分隔件41。第1集電體61是金屬製的板構件(例如銅板)。第1集電體61，例如是從與電解胞元11之內部空間S相反的側邊來接觸第1分隔件41，並電性連接第1分隔件41。第1集電體61，自電源部30被施加有電解胞元11進行電解所需要的負電壓。另外，第1集電體61可以由電解胞元堆10中2個彼此相鄰的電解胞元11來共用。
(第2集電體)
第2集電體62是電氣連接部，將自電源部30所施加的正電壓傳導至第2分隔件42。第2集電體62是金屬製的板構件(例如銅板)。第2集電體62，例如是從與電解胞元11之內部空間S相反的側邊來接觸第2分隔件42，並電性連接第2分隔件42。第2集電體62，自電源部30被施加有電解胞元11進行電解所需要的正電壓。另外，第2集電體62可以由電解胞元堆10中2個彼此相鄰的電解胞元11來共用。
(第1絕緣體)
第1絕緣體63，是將第1分隔件41之外周部與第2分隔件42之外周部之間加以絕緣的構件。第1絕緣體63是框狀的薄片構件，比陰極觸媒層52之外型及陰極供電體53之外型還要大上一圈。第1絕緣體63設置於第1分隔件41的第1內面41a，覆蓋第1內面41a的端部。第1絕緣體63的材質，只要是絕緣材料就沒有特別限定，例如是聚四氟乙烯 (PTFE，polytetrafluoroethylene)等薄片狀樹脂。
(第2絕緣體)
第2絕緣體64，與第1絕緣體63相同，是將第1分隔件41之外周部與第2分隔件42之外周部之間加以絕緣的構件。第2絕緣體64是框狀的薄片構件，比陽極觸媒層54之外型及陽極供電體55之外型還要大上一圈。第2絕緣體64設置於第2分隔件42的第2內面42a，覆蓋第2內面42a的端部。第2絕緣體64的材質，只要是絕緣材料就沒有特別限定，例如是PTFE等薄片狀樹脂。再者，第1絕緣體63與第2絕緣體64，亦可使用一體化的絕緣體。
(第1絕緣材)
第1絕緣材65，位於第1集電體61與第1終端板67之間。第1絕緣材65之外型尺寸，例如與第1集電體61之外型尺寸相同，或者比第1集電體61的外型尺寸要大。
(第2絕緣材)
第2絕緣材66，位於第2集電體62與第2終端板68之間。第2絕緣材66之外型尺寸，例如與第2集電體62之外型尺寸相同，或者比第2集電體62的外型尺寸要大。
(第1終端板)
第1終端板67，對電解胞元11的內部空間S來說，是與 第1絕緣材65位於相反側。第1終端板67之外型尺寸，例如比第1絕緣材65的外型尺寸要大。
(第2終端板)
第2終端板68，對電解胞元11的內部空間S來說，是與第2絕緣材66位於相反側。第2終端板68之外型尺寸，例如比第2絕緣材66的外型尺寸要大。
另外，電解胞元11不限定為上述的結構。例如，當電解胞元堆10中有多個電解胞元11排列配置的情況下，多個電解胞元11中相鄰的2個電解胞元11，亦可分別共用第1分隔件41或第2分隔件42(也就是雙極板)。在此情況下，相鄰的2個電解胞元11之間，也可以不存在集電體(第1集電體61或第2集電體62)、絕緣體(第1絕緣體63或第2絕緣體64)、絕緣材(第1絕緣材65或第2絕緣材66)、終端板(第1終端板67或第2終端板68)。
<2.2 電解胞元之外周部的結構>
圖4，係表示電解胞元11的剖面圖。在本實施方式中，陰離子交換膜51的外型尺寸，分別比陰極觸媒層52之外型尺寸及陰極供電體53的外型尺寸都要大。換句話說，離子交換膜51的面積，分別比陰極觸媒層52的面積及陰極供電體53的面積都要大。離子交換膜51，在與膜電極接合體43之厚度方向(Z方向)正交的方向(例如X方向或Y方向)上，比陰極觸媒層52及陰極供電體53都更往外側(外周側) 突出。本發明中所謂的「外側」或「外周側」，代表在與膜電極接合體43之厚度方向(Z方向)正交的方向(例如X方向或Y方向)上，自離子交換膜51之中央部C遠離的側邊。
同樣地，陰離子交換膜51的外型尺寸，分別比陽極觸媒層54之外型尺寸及陽極供電體55的外型尺寸都要大。換句話說，從膜電極接合體43之厚度方向(Z方向)看來，離子交換膜51的面積，分別比陽極觸媒層54的面積及陽極供電體55的面積都要大。離子交換膜51，在與膜電極接合體43之厚度方向(Z方向)正交的方向(例如X方向或Y方向)上，比陽極觸媒層54及陽極供電體55都更往外周側突出。
如圖4所示，電解胞元11例如具有支撐部70與封閉部80。支撐部70，是在電解胞元11內部支撐膜電極接合體43的構件。封閉部80，是將第1分隔件41與第2分隔件42之間的內部空間S加以關閉的構件。以下說明此等構件。
(支撐部)
支撐部70，是配置於第1分隔件41與第2分隔件42之間。支撐部70位於比離子交換膜51之外緣部51e更為內側(內周側)，來支撐離子交換膜51。本發明中所謂的「外緣部」，代表在與膜電極接合體43之厚度方向(Z方向)正交的方向(例如X方向或Y方向)上，自離子交換膜51之中央部C遠離的緣部。再者，本發明中所謂的「內側」或「內周 側」，是從離子交換膜51之中央部C看來的內側(靠近中央部C的側邊)。本實施方式中，支撐部70例如包含第1支撐部71、第2支撐部72。
(第1支撐部)
第1支撐部71，是陰極側的支撐部。第1支撐部71，配置於第1分隔件41的第1內面41a與離子交換膜51的第1面51a之間。第1支撐部71，位於比離子交換膜51之外緣部51e更為內側(內周側)。第1支撐部71，在比陰極觸媒層52及陰極供電體53更為外側(外周側)的位置，被夾在第1分隔件41的第1內面41a(或者第1絕緣體63)與離子交換膜51的第1面51a之間，對第1分隔件41的第1內面41a支撐離子交換膜51。第1支撐部71，是沿著離子交換膜51之外緣部51e形成為環狀(例如框狀)，也就是比離子交換膜51之外緣部51e小一圈的環狀。
(第2支撐部)
第2支撐部72，是陽極側的支撐部。第2支撐部72，配置於第2分隔件42的第2內面42a與離子交換膜51的第2面51b之間。第2支撐部72，位於比離子交換膜51之外緣部51e更為內側(內周側)。第2支撐部72，在比陽極觸媒層54及陽極供電體55更為外側(外周側)的位置，被夾在第2分隔件42的第2內面42a與離子交換膜51的第2面51b之間，對第2分隔件42的第2內面42a支撐離子交換膜51。第2支撐部 72，是沿著離子交換膜51之外緣部51e形成為環狀(例如框狀)，也就是比離子交換膜51之外緣部51e小一圈的環狀。
(封閉部)
封閉部80，是配置於第1分隔件41與第2分隔件42之間。封閉部80，位於比離子交換膜51之外緣部51e更為外側(外周側)，將電解胞元11的內部空間S加以封閉。本實施方式中，封閉部80例如包含第1封閉部81、第2封閉部82。不過，第1封閉部81與第2封閉部82亦可形成為一體。也就是說，第1封閉部81與第2封閉部82可以是1個構件。再者，封閉部80可以與上述之第1絕緣體63或第2絕緣體64中的至少一者形成為一體。
(第1封閉部)
第1封閉部81，是陰極側的封閉部。第1封閉部81，位於比離子交換膜51之外緣部51e更為外側(外周側)。第1封閉部81，是夾在第1分隔件41的第1內面41a與第2封閉部82之間，將內部空間S之外周側的一部份加以封閉。第1封閉部81，是沿著離子交換膜51之外緣部51e形成為環狀(例如框狀)，也就是比離子交換膜51之外緣部51e大一圈的環狀。
(第2封閉部)
第2封閉部82，是陽極側的封閉部。第2封閉部82，位 於比離子交換膜51之外緣部51e更為外側。第2封閉部82，是夾在第2分隔件42的第2內面42a與第1封閉部81之間，將內部空間S之外周側的一部份加以封閉。第2封閉部82，是沿著離子交換膜51之外緣部51e形成為環狀(例如框狀)，也就是比離子交換膜51之外緣部51e大一圈的環狀。
<3.陰極及陽極的面積比例>
其次，說明陰極及陽極的面積比例。本實施方式中，陽極48的面積大於陰極47的面積。例如，陽極觸媒層54的面積大於陰極觸媒層52的面積。陽極供電體55的面積，也大於陰極供電體53的面積。
本實施方式中，陽極48對於陰極47的面積比例，是比1.0大而在2.0以下。而且從別的觀點來看，本實施方式中，陽極48對於陰極47的面積比例，是設定為隨著劣化進行，陽極48之過電壓之增加率成為陰極47之過電壓之增加率的未滿2倍(以未滿1.5倍較佳)。以下詳細說明此等內容。
圖5，係用以說明電解胞元11之作用的圖。圖5是針對陽極面積與陰極面積相同之比較例的電解胞元，表示電流-電壓特性的實驗結果。圖5中的「週期(cycle)」，代表預先設定的規定期間。如圖5所示，可以發現在比較例的電解胞元中，隨著週期數的增加(亦即隨著使用期間的增長)，過電壓就會增加。
圖6，係用以說明電解胞元11之作用的其他 圖。圖6是針對上述比較例，表示週期數與電極反應電阻之關係的實驗結果。如圖6所示，陽極48的反應電阻比起陰極47的反應電阻，絕對值更大。更且，隨著劣化進行之陽極48之反應電阻的增加率，比隨著劣化進行之陰極47之反應電阻的增加率更大。例如，陽極48之反應電阻的增加率，是陰極47之反應電阻的增加率的2倍以上。這是因為陽極48會發生氧化反應，所以陽極48的劣化比陰極47的劣化更嚴重。
因此本實施方式中，將陽極48的面積形成為比陰極47的面積更大。若藉由此結構，則可將陽極48的氧化反應分散至陽極48的廣大面積中。藉此，與上述比較例相比，可大幅抑制陽極48劣化嚴重於陰極47的現象。若能夠抑制陽極48劣化嚴重於陰極47的現象，則可抑制過電壓的增加，謀求電解胞元11的性能提升及壽命提升。
從其他觀點看來，針對陰極觸媒層52及陽極觸媒層54，各個觸媒層的端部會產生潛洩電流，使觸媒層端部的電流密度容易增加。因此，像比較例那樣陰極觸媒層與陽極觸媒層之面積相同的情況下，電流密度變大的各個觸媒層之端部會互相面對，因此各個觸媒層的端部容易發生嚴重的局部劣化。
另一方面，在本實施方式中，陽極觸媒層54比陰極觸媒層52更大，因此電流密度變大的各個觸媒層之端部會互相錯開。結果，各個觸媒層之端部的劣化就不容易變嚴重。由此觀點看來也可抑制過電壓的增加，而可謀 求電解胞元11的性能提升及壽命提升。
如圖6所示，關於比較例中週期數與電極反應電阻之關係的實驗結果，陽極48之反應電阻的增加率，是陰極47之反應電阻的增加率的2倍以上。而在本實施方式中，陽極48對陰極47的面積比例，是基於陽極48之反應電阻的增加率與陰極47之反應電阻的增加率來設定。也就是說，陽極48對陰極47的面積比例，是調整為使陽極48之反應電阻的增加率與陰極47之反應電阻的增加率，兩者差值在規定基準以下(例如未滿2倍，以未滿1.5倍較佳)。
本實施方式中，陽極觸媒層54之觸媒支撐量，是陰極觸媒層52之觸媒支撐量的1倍以上。另外，本發明中所謂的「觸媒支撐量」代表每單位面積的觸媒重量[mg/cm2]。
(第2實施方式)
其次，說明第2實施方式。第2實施方式與第1實施方式不同的地方，是陽極觸媒層54的厚度比陰極觸媒層52的厚度更大。另外，除了以下說明的結構之外，與第1實施方式的結構相同。
圖7，係表示第2實施方式之電解胞元11A的剖面圖。在本實施方式中，陽極觸媒層54的面積比陰極觸媒層52的面積更大，而且陽極觸媒層54的厚度比陰極觸媒層52的厚度更大。陽極觸媒層54之觸媒支撐量，是陰極觸媒層52之觸媒支撐量的1倍以上。
本實施方式中，陽極觸媒層54對陰極觸媒層52的體積比例(或者觸媒支撐量比例)，是設定為為隨著劣化進行，陽極48之過電壓之增加率成為陰極47之過電壓之增加率的未滿2倍(以未滿1.5倍較佳)。換句話說，陽極48對陰極47的體積比例，是調整為使陽極48之反應電阻的增加率與陰極47之反應電阻的增加率，兩者差值在規定基準以下(例如未滿2倍，以未滿1.5倍較佳)。
若藉由如此結構，則可大幅抑制陽極48劣化嚴重於陰極47的現象。因此，可抑制過電壓的增加，而可謀求電解胞元11A的性能提升及壽命提升。
以上參考圖示詳細說明本發明的實施方式，但具體結構並不限定於此實施方式，也包含不脫離本發明主旨之範圍內的設計變更等等。
<附註>
各個實施方式所記載之電解胞元11、11A及電解裝置1，例如可掌握為以下的內容。
(1)第1型態的電解胞元11、11A，具備：第1分隔件41；第2分隔件42；離子交換膜51，配置於第1分隔件41與第2分隔件42之間，是具有氫氧化物離子傳導性的陰離子交換膜；陰極47，配置於第1分隔件41與離子交換膜51之間；以及陽極48，配置於第2分隔件42與離子交換膜51之間。自離子交換膜51、陰極47以及陽極48所重疊的第1方向(Z方向)看來，陽極48的面積比陰極47的面積更 大。若藉由如此結構，比起陰極47之面積與陽極48之面積相同的情況，可大幅抑制陽極48劣化嚴重於陰極47的現象。結果，可抑制陽極48之過電壓的大幅增加，而可謀求電解胞元11、11A的性能提升及壽命提升。
(2)第2型態的電解胞元11、11A是針對前述第1型態的電解胞元11、11A，其中自第1方向(Z方向)看來，離子交換膜51的面積比陽極48的面積更大。若依據此結構，則可利用比陽極48更大之離子交換膜51的外周部，來設置支撐離子交換膜51的支撐構造(例如支撐部70)。藉此，可提供一種能夠更穩定支撐離子交換膜51的電解胞元11、11A。
(3)第3型態的電解胞元11、11A是針對前述第1型態或第2型態的電解胞元11、11A，其中自第1方向(Z方向)看來，陽極48之面積對陰極47之面積的比例，是比1.0大而在2.0以下。若依據此結構，可在電解胞元11、11A不過度變大的範圍內，謀求電解胞元11、11A的性能提升及壽命提升。換句話說，可謀求電解胞元11、11A的小型化，同時謀求電解胞元11、11A的性能提升及壽命提升。
(4)第4型態的電解胞元11是針對前述第1至第3型態的任1個電解胞元11，其中自第1方向(Z方向)看來，陽極48之面積對陰極47之面積的比例，是設定為隨著劣化進行，陽極48之過電壓之增加率成為陰極47之過電壓之增加率的未滿2倍。若藉由如此結構，則可基於面積比 例，在適當範圍內設置陽極48及陰極47的大小。
(5)第5型態的電解胞元11A是針對前述第1至第4型態的任1個電解胞元11、11A，其中陰極47包含與離子交換膜51重疊的陰極觸媒層52、配置在陰極觸媒層52與第1分隔件41之間的陰極供電體53；陽極48包含與離子交換膜51重疊的陽極觸媒層54、配置在陽極觸媒層54與第2分隔件42之間的陽極供電體55；陽極觸媒層54之觸媒支撐量，是陰極觸媒層52之觸媒支撐量的1倍以上。若藉由如此結構，則更容易確保陽極觸媒層54的觸媒支撐量。藉此，可更大幅度地抑制陽極48劣化嚴重於陰極47的現象。結果，可謀求電解胞元11、11A更進一步的性能提升及壽命提升。
(6)第6型態的電解胞元11A是針對前述第5型態的電解胞元11A，其中陽極觸媒層54對陰極觸媒層52的體積比率，是設定為隨著劣化進行，陽極48之過電壓之增加率成為陰極47之過電壓之增加率的未滿2倍。若藉由如此結構，則可基於體積比例，在適當範圍內設置陽極48及陰極47的大小。
(7)第7型態的電解胞元11、11A是具備：第1分隔件41；第2分隔件42；離子交換膜51，配置於第1分隔件41與第2分隔件42之間；陰極47，配置於第1分隔件41與離子交換膜51之間；以及陽極48，配置於第2分隔件42與離子交換膜51之間。陰極47包含與離子交換膜51重疊的陰極觸媒層52、配置在陰極觸媒層52與第1分隔件41之間的 陰極供電體53；陽極48包含與離子交換膜51重疊的陽極觸媒層54、配置在陽極觸媒層54與第2分隔件42之間的陽極供電體55。陽極觸媒層54對陰極觸媒層52的體積比率，是設定為隨著劣化進行，陽極48之過電壓之增加率成為陰極47之過電壓之增加率的未滿2倍。若藉由如此結構，則可基於劣化之進行程度，在體積比例觀點的適當範圍內，設置陰極47及陽極48的大小(觸媒支撐量)。若藉由如此結構，比起陰極47之面積與陽極48之面積相同的情況，可大幅抑制陽極48劣化嚴重於陰極47的現象。結果，可抑制陽極48之過電壓的大幅增加，而可謀求電解胞元11、11A的性能提升及壽命提升。
(8)第8型態的電解裝置1，具備：如前述第1至第7型態之任1者所記載的電解胞元11、11A；電解液供給部20，對電解胞元11、11A供給電解液；以及電源部30，對電解胞元11、11A施加電壓。若依據此結構，可提升電解裝置1的性能，並提升壽命結構。
(9)第9型態的電解裝置1是針對前述第8型態的電解裝置1，其中具備電解胞元堆10，該電解胞元堆10具有包含電解胞元11、11A的多個電解胞元；多個電解胞元中相鄰之2個電解胞元，是共用作為雙極板之第1分隔件41或第2分隔件42。若依據此結構，可提升具有電解胞元堆10之電解裝置1的性能，並提升壽命結構。
[實施例]
在本發明中，電解胞元會因應被施加直流電壓的時間而進行劣化，但陽極的劣化進行速度比陰極更快。劣化進行會引發電阻值增加，當電流密度為恆定的情況下，電壓上升就會變得明顯。以下，是製作多個陽極對陰極之面積比例各不相同的電解胞元實驗體，實施評估實驗，調查經過規定時間之後，電解胞元之陽極的電壓上升。
首先製作陽極面積與陰極面積相等的實驗體A，也就是先前型的電解胞元，來當作比較對象。更且，製作陽極48之面積比陰極47之面積更大相等的實驗體B、C、D，來當作本發明的電解胞元。實驗體A、B、C、D中陽極及陰極的尺寸，以及陽極對陰極的面積比例，是如下所述。
實驗體A中，陽極及陰極的尺寸都是高45mm×寬45mm，因此實驗體A中陽極對陰極的面積比例為1。另一方面，實驗體B、C、D的大小都相同，陽極尺寸為高50mm×寬50mm，陰極尺寸為高41mm×寬41mm，因此實驗體B、C、D中陽極對陰極的面積比例為1.5。觸媒支撐量的比例也是1.5。
在第1實施方式的電解裝置1中，將實驗體A、B、C、D分別設置於電解胞元11的位置，進行4次的通電實驗。各個通電實驗都是驅動電源部30，在電解胞元11的陽極48與陰極47之間施加直流電壓使電流密度成為恆定(2安培/cm2)，針對從施加電壓之後經過100小時之時間點到經過400小時之時間點的這段期間，調查陽極48的電壓 上升。
圖8表示經過上述實驗期間之後，實驗體B、C、D中陽極48之電壓上升的評估值。假設作為比較對象之實驗體A的電壓上升(電壓值的相差量)為100，則實驗體B之電壓上升對於實驗體A之電壓上升為63，實驗體C之電壓上升對於實驗體A之電壓上升為88，實驗體D之電壓上升對於實驗體A之電壓上升為25。
實驗體A的陽極及陰極尺寸相同，陽極對陰極的面積比例為1，相較之下得知實驗體B、C、D都是陽極尺寸比陰極尺寸更大，陽極面積比陰極面積更大，而任一者的電壓上升值都比實驗體A更小。藉此得知，相較於陽極及陰極面積相同的先前型電解胞元實驗體A，陽極面積比陰極面積更大之本發明的電解胞元實驗體B、C、D，劣化會更難進行。亦即，若採用本發明的電解胞元即可抑制陽極的劣化，故可期待電解裝置的性能提升，並期待包含電解胞元之裝置的壽命延長。
1:電解裝置
10:電解胞元堆
11,11A:電解胞元
20:電解液供給部
30:電源部
40:電解槽
41:第1分隔件
42:第2分隔件
43:膜電極接合體
47:陰極
48:陽極
51:離子交換膜
52:陰極觸媒層
53:陰極供電體
54:陽極觸媒層
55:陽極供電體
[圖1]係表示本發明之第1實施方式之電解裝置之整體結構的概略結構圖。
[圖2]係示意表示本發明之第1實施方式之電解胞元的 剖面圖。
[圖3]係表示本發明之第1實施方式之電解胞元的分解立體圖。
[圖4]係表示本發明之第1實施方式之電解胞元的剖面圖。
[圖5]係用以說明本發明之第1實施方式之電解胞元之作用的圖。
[圖6]係用以說明本發明之第1實施方式之電解胞元之作用的圖。
[圖7]係表示本發明之第2實施方式之電解胞元的剖面圖。
[圖8]係使用本發明之1實施方式的電解裝置，針對多個電解胞元實驗體，調查經過規定時間之後之陽極劣化狀態，表示調查結果的表。
11:電解胞元
30:電源部
40:電解槽
41:第1分隔件
41a:第1內面
41b:相反側之面
41e1:第1端部
41e2:第2端部
42:第2分隔件
42a:第2內面
42b:相反側之面
42e1:第1端部
42e2:第2端部
43:膜電極接合體
47:陰極
48:陽極
51:離子交換膜
51a:第1面
51b:第2面
52:陰極觸媒層
53:陰極供電體
54:陽極觸媒層
55:陽極供電體
FP1:第1流路
FP2:第2流路
L1,L2,L3,L4:配管線路

Claims (9)

  1. 一種電解胞元，具備：第1分隔件；第2分隔件；離子交換膜，配置於前述第1分隔件與前述第2分隔件之間，是具有氫氧化物離子傳導性的陰離子交換膜；陰極，配置於前述第1分隔件與前述離子交換膜之間；以及陽極，配置於前述第2分隔件與前述離子交換膜之間，自前述離子交換膜、前述陰極以及前述陽極所重疊的第1方向看來，前述陽極的面積比前述陰極的面積更大，前述第1分隔件與前述第2分隔件不接觸於前述離子交換膜。
  2. 如請求項1所記載的電解胞元，其中，自前述第1方向看來，前述離子交換膜的面積比前述陽極的面積更大。
  3. 如請求項1所記載的電解胞元，其中，自前述第1方向看來，前述陽極之面積對前述陰極之面積的比例，是比1.0大而在2.0以下。
  4. 如請求項1所記載的電解胞元，其中，自前述第1方向看來，前述陽極之面積對前述陰極之面積的比例，是設定為隨著劣化進行，前述陽極因反應電阻的增加而造成之過電壓之增加率成為前述陰極因反應電阻的增加而造成之過電壓之增加率的未滿2倍。
  5. 如請求項1所記載的電解胞元，其中，前述陰極包含與前述離子交換膜重疊的陰極觸媒層、配置在前述陰極觸媒層與前述第1分隔件之間的陰極供電體；前述陽極包含與前述離子交換膜重疊的陽極觸媒層、配置在前述陽極觸媒層與前述第2分隔件之間的陽極供電體；前述陽極觸媒層之觸媒支撐量，是前述陰極觸媒層之觸媒支撐量的1倍以上。
  6. 如請求項5所記載的電解胞元，其中，前述陽極觸媒層對前述陰極觸媒層的體積比率，是設定為隨著劣化進行，前述陽極因反應電阻的增加而造成之過電壓之增加率成為前述陰極因反應電阻的增加而造成之過電壓之增加率的未滿2倍。
  7. 一種電解胞元，具備：第1分隔件；第2分隔件；離子交換膜，配置於前述第1分隔件與前述第2分隔件之間；陰極，配置於前述第1分隔件與前述離子交換膜之間；以及陽極，配置於前述第2分隔件與前述離子交換膜之間，前述陰極包含與前述離子交換膜重疊的陰極觸媒層、配置在前述陰極觸媒層與前述第1分隔件之間的陰極供電體； 前述陽極包含與前述離子交換膜重疊的陽極觸媒層、配置在前述陽極觸媒層與前述第2分隔件之間的陽極供電體；前述陽極觸媒層對前述陰極觸媒層的體積比率，是設定為隨著劣化進行，前述陽極因反應電阻的增加而造成之過電壓之增加率成為前述陰極因反應電阻的增加而造成之過電壓之增加率的未滿2倍，前述第1分隔件與前述第2分隔件不接觸於前述離子交換膜。
  8. 一種電解裝置，具備：如請求項1至請求項7之任1項所記載的電解胞元；電解液供給部，對前述電解胞元供給電解液；以及電源部，對前述電解胞元施加電壓。
  9. 如請求項8所記載的電解裝置，其中，具備電解胞元堆，該電解胞元堆具有包含前述電解胞元的多個電解胞元；前述多個電解胞元中相鄰之2個電解胞元，是共用作為雙極板之前述第1分隔件或前述第2分隔件。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118147669B (zh) * 2024-02-09 2025-12-02 国能科技成果转化(北京)有限公司 一种非对称式电解槽

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012117140A (ja) * 2010-12-03 2012-06-21 Takasago Thermal Eng Co Ltd 水素製造セル及び水素製造装置
JP2018076576A (ja) * 2016-11-11 2018-05-17 学校法人 工学院大学 水電解用触媒電極、水電解装置、水電解用触媒電極の製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6288473B2 (ja) * 2015-10-20 2018-03-07 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 水素発生装置
KR102688829B1 (ko) * 2017-12-05 2024-07-29 가부시끼가이샤 도꾸야마 알칼리수 전해용 막-전극-개스킷 복합체
JP7543001B2 (ja) * 2020-06-15 2024-09-02 旭化成株式会社 アルカリ水電解槽
JP7104110B2 (ja) * 2020-08-06 2022-07-20 本田技研工業株式会社 水電解システム
JP7550628B2 (ja) 2020-12-08 2024-09-13 トヨタホーム株式会社 電力供給システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012117140A (ja) * 2010-12-03 2012-06-21 Takasago Thermal Eng Co Ltd 水素製造セル及び水素製造装置
JP2018076576A (ja) * 2016-11-11 2018-05-17 学校法人 工学院大学 水電解用触媒電極、水電解装置、水電解用触媒電極の製造方法

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