JP7551522B2 - 電気化学セル - Google Patents
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Description
(構成)
以下、第1実施形態に係る電気化学セルの各構成について説明する。
図1は、第1実施形態に係る電極板10と電極板外枠11の正面図であり、図2は、図1中のA-A’線における断面図である。本実施形態に係る電極板10は、図2に示すように、隔膜16を挟んでアノード電極17とカソード電極18が設置されており、電極板10の外周には電極板外枠11が接合されている。電極板外枠11には、図1に示すように、電極板10から離れた位置に、アノード流体入口連通孔12、アノード流体出口連通孔13、カソード流体入口連通孔14、カソード流体出口連通孔15が設けられている。
以上が、本実施形態に係る電気化学セルの各構成の説明であるが、次に、本実施形態に係る電気化学セルの動作について説明する。
(構成)
次に、図7、図8、図9を参照して、第2実施形態について説明する。図7は、第2実施形態に係る電気化学セルの流路板20及び流路板外枠21の正面図であり、図8は、図7の流路板20及び流路板外枠21を裏側から見た図、図9は、図7及び図8に中のC-C’線における断面図である。図7に示すように、第2実施形態では、第1の実施形態の場合に比べて、流路板外枠のアノード流路溝27の連通孔から流路板20までの流路に沿った距離を長くしている。
作用及び効果は、第1実施形態と同様であり、加えて、アノード流体の導電率がカソード流体の導電率よりも大きい場合に、よりリーク電流を低減することができる。また、アノード流路溝とカソード流路溝の両方の距離を長くする場合よりも、構造が簡単で製造コストが低減することができる。また、カソード流体に対して圧損が上昇ることを防止することができる。この場合、例えばアノード側に水(H2O)を供給し、カソード側に二酸化炭素(CO2)を供給し、カソード出口側から一酸化炭素(CO)を含む混合ガスを取り出す二酸化炭素電解反応を行う場合等に有効である。
(構成)
次に、図10、図11、図12を参照して、第3実施形態について説明する。図10は、第3実施形態に係る電気化学セルの流路板20及び流路板外枠21の正面図であり、図11は、図10の流路板20及び流路板外枠21を裏側から見た図、図12は、図10及び図11中のD-D’線における断面図である。図10に示すように、第2実施形態では、第1実施形態の場合に比べて、流路板外枠のアノード流路溝27の連通孔から流路板20までの流路に沿った距離を長くしている。また、第2実施形態との違いは、流路板のアノード流路溝26の形状を面内で折返しを含むサーペンタイン方式から、流路の分岐と合流を含み、流路板20の中央ではすべての流路が平行になる平行流方式に変更した点である。
作用及び効果は、第2実施形態と同様であり、加えて、流路板外枠のアノード流路溝27を長くしたためにアノード流体を流したときの圧損が増加するが、流路板のアノード流路溝26を平行流にすることでアノード流体の圧損を低減することができる。
(構成)
次に、図13乃至図17を参照して、第4実施形態について説明する。図13は、第4実施形態に係る電気化学セルの電極板10と電極板外枠11の正面図、図14は、図13中のE-E’線における断面図、図15は、流路板20と流路板外枠21の正面図、図16は、図15の流路板20及び流路板外枠21を裏側から見た図、図17は、図15及び図16中のF-F’線における断面図である。
作用及び効果は第2実施形態と同様である。加えて、第2実施形態よりも、電極板10と電極板外枠11との接合部、及び、流路板20と流路板外枠21との接合部の接合面積を広くすることができ、接合部でのシール性を高くすることができる。なお、接合部は、接合部でアノード側とカソード側との間で流体が互いに漏洩しないことが必要とされている。
(構成)
次に、図18、図19,図20を参照して、第5実施形態について説明する。図18は、第5実施形態に係る電気化学セルの流路板20と流路板外枠21の正面図、図19は、図18の流路板20及び流路板外枠21を裏側から見た図、図20は、図18及び図19中のG-G’線における断面図である。第2の実施形態との違いは、流路板20を、薄板をプレス加工して、両面に流路板のアノード流路溝26と流路板のカソード流路溝28を成形した物にした点である。流路板20は、金属などの導電性の材料もしくは、導電性の材料の表面に腐食電位を高くしたり接触抵抗を低減する目的で導電性のメッキやコーティングを付加した材料から構成されている。
作用及び効果は、第2の実施形態と同様である。加えて、流路板20を比較的安価に製作することができる、プレス加工で作れるので大量生産に適している、流路板20の軽量化に適している、等の効果がある。
(構成)
次に、図21、図22を参照して、第6実施形態について説明する。図21は、第6実施形態に係る電気化学セルの電極板10と電極板外枠11の断面図、図22は、流路板20と流路板外枠21の断面図である。第5実施形態との違いは、電極板外枠11と流路板外枠21を、複数のシート材料を重ね合わせた構成とした点である。
作用及び効果は、第2の実施形態と同様である。加えて、電極板外枠11と流路板外枠21を比較的安価に製作することができる。
以上説明した実施形態は、本発明の実施形態の一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本発明の実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等な範囲に含まれる。
Claims (5)
- 複数の単位セルが積層された電気化学セルであって、
前記複数の単位セルのそれぞれは、
隔膜の両側に配置されたアノード電極とカソード電極とを備える電気化学反応部を有する電極板と、
前記電極板に接して配置され、前記アノード電極にアノード流体を流通させるアノード流路と、前記カソード電極にカソード流体を流通させるカソード流路とを形成する流路板と、
前記電極板に接合された電極板外枠と、
前記流路板に接合された流路板外枠と
を備えており、
前記流路板は、薄板状の部材を曲げて凹凸を形成することにより、両面にそれぞれ前記アノード流路と前記カソード流路が成形されており、
前記電極板外枠と前記流路板外枠は、前記単位セルを複数個積層した状態で前記単位セルの積層方向にそれぞれ連通するアノード流体連通孔とカソード流体連通孔とを有し、
前記流路板外枠は、前記アノード流体連通孔から前記流路板の前記アノード流路にアノード流体を流通させる流路板外枠のアノード流路と前記カソード流体連通孔から前記流路板の前記カソード流路にカソード流体を流通させる流路板外枠のカソード流路とを有し、
前記電極板外枠及び前記流路板外枠とアノード流体及びカソード流体とのそれぞれの接触部分が電気絶縁性の材料で構成され、
前記流路板外枠のアノード流路及び前記流路板外枠のカソード流路は、
前記アノード流体と前記カソード流体とで導電率がより高い方の流体が流通する流路の方が他方の流路よりも長い、
ことを特徴とする電気化学セル。 - 前記電極板と前記電極板外枠の接合部の少なくとも一部は、前記単位セルの積層方向に重ね合わせた状態で接合されている、請求項1に記載の電気化学セル。
- 前記流路板と前記流路板外枠の接合部の少なくとも一部は、前記単位セルの積層方向に重ね合わせた状態で接合されている、請求項1又は2に記載の電気化学セル。
- 前記電極板外枠は、複数のシート状の部材を重ね合わせて形成されている、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電気化学セル。
- 前記流路板外枠は、複数のシート状の部材を重ね合わせて形成されている、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電気化学セル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021018108A JP7551522B2 (ja) | 2021-02-08 | 2021-02-08 | 電気化学セル |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2021018108A JP7551522B2 (ja) | 2021-02-08 | 2021-02-08 | 電気化学セル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022121001A JP2022121001A (ja) | 2022-08-19 |
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Family
ID=82849602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2021018108A Active JP7551522B2 (ja) | 2021-02-08 | 2021-02-08 | 電気化学セル |
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| WO2013191140A1 (ja) | 2012-06-18 | 2013-12-27 | 旭化成株式会社 | 複極式アルカリ水電解ユニット、及び電解槽 |
| JP2016081909A (ja) | 2014-10-21 | 2016-05-16 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 燃料電池用セパレータ |
| JP2018154898A (ja) | 2017-03-21 | 2018-10-04 | 株式会社東芝 | 電気化学反応装置 |
-
2021
- 2021-02-08 JP JP2021018108A patent/JP7551522B2/ja active Active
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| JP2016081909A (ja) | 2014-10-21 | 2016-05-16 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 燃料電池用セパレータ |
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| JP2022121001A (ja) | 2022-08-19 |
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