[发明专利]水电解系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种水电解系统，该水电解系统具备：水电解装置，其电解水而产生氧和比所述氧高压的高压氢；低压侧气液分离器，其导入从所述水电解装置的阳极侧排出的所述氧及所述水而进行气液分离，并将分离后的所述水向所述水电解装置循环供给；高压侧气液分离器，其导入从所述水电解装置的阴极侧排出的所述高压氢及所述水而进行气液分离。

背景技术

近年来，提出有以氢为燃料而供给电力或动力的系统、例如燃料电池系统。在此种系统中，为了制造作为燃料的氢，而使用电解水来产生氢(及氧)的水电解装置。

水电解装置为了将水分解来产生氢(及氧)而使用固体高分子电解质膜(离子交换膜)。在固体高分子电解质膜的两面设有电极催化剂层而构成电解质膜-电极结构体，并且在所述电解质膜-电极结构体的两侧配设有阳极侧供电体及阴极侧供电体而构成单元。

在上述水电解装置中，制造出含有水分的氢，为了得到干燥状态例如5ppm以下的氢(以下称为干氢)，需要从所述氢将水分除去。因此，例如已知有专利文献1所公开的固体高分子型水电解氢制造装置。

如图7所示，该氢制造装置具备：使用高分子电解质膜电解水，在阳极产生氧且在阴极产生氢的水电解层1；对在所述阴极产生的氢和水进行分离的氢气液分离器2；对在所述阳极产生的氧和水进行分离的氧气液分离器3；向所述水电解层1循环供给水的水循环管路4；设置于所述氢气液分离器2且具备流量调整阀5a的氢管路6；设置于所述氧气液分离器3且具备氧压力调整阀5b的氧管路7。

【专利文献1】日本特开2005-187916号公报

然而，在此种系统中，采用从水电解层1生成高压(例如，35MPa)的氢的高压水电解系统。因此，需要将含有水的高压氢导入到氢气液分离器2，进行氢与水的分离，并且在所述氢气液分离器2中，以内部保持成高压的状态将水排出。

此时，例如要将氢气液分离器2内的水向常压下(大气)排出时，因大的压力差而水被迅速地排出，而所述氢气液分离器2内的氢气有可能会泄漏。而且，氢气液分离器2内的氢变动变得急剧，存在将该氢气液分离器2内的水排出所希望量的控制变得困难这样的问题。

发明内容

本发明用于解决此种问题，其目的在于提供一种良好地将生成的高压氢中含有的水除去，且能够不浪费地经济地使用所述水的水电解系统。

本发明涉及一种水电解系统，其具备：水电解装置，其电解水而产生氧和比所述氧高压的高压氢；低压侧气液分离器，其导入从所述水电解装置的阳极侧排出的所述氧及所述水而进行气液分离，并将分离后的所述水向所述水电解装置循环供给；高压侧气液分离器，其导入从所述水电解装置的阴极侧排出的所述高压氢及从所述阳极侧透过的透过水而进行气液分离。

在该水电解系统中，具备水配管，该水配管将高压侧气液分离器和低压侧气液分离器连通，并使水从所述高压侧气液分离器向所述低压侧气液分离器返回，并且在所述水配管配设有减压供水装置，该减压供水装置对从所述高压侧气液分离器排出的所述水进行减压。

另外，在该水电解系统中，优选减压供水装置将从高压侧气液分离器排出的高压水减压成与低压侧气液分离器相同的压力，并排出与基于水电解装置中的电解电流而算出的水分量同量的所述水。

而且，在该水电解系统中，优选高压侧气液分离器具有水位传感器，并且在水配管设有根据来自所述水位传感器的信号而进行开闭的开闭阀。

此外，在该水电解系统中，优选减压供水装置具备对水进行减压而使其透过的透水性构件。

另外，在该水电解系统中，优选减压供水装置具备：作为透水性构件的透水性膜；夹持透水性膜的高压侧隔板及低压侧隔板；配置在低压侧隔板内部的多孔性构件。

发明效果

根据本发明，贮存在高压侧气液分离器中的水由减压供水装置减压，并经由水配管向低压侧气液分离器供给。在该低压侧气液分离器中，将气液分离后的水及从高压侧气液分离器供给来的水向水电解装置循环供给。

因此，贮存在高压侧气液分离器中的水能够不浪费地排出，能够有效地将所述水向水电解处理循环供给。由此，能够良好地将生成的高压氢中含有的水除去，且能够不浪费地经济地使用所述水。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式涉及的水电解系统的简要结构说明图。

图2是构成所述水电解系统的高压侧气液分离器的罐部内的水位的说明图。

图3是本发明的第二实施方式涉及的水电解系统的简要结构说明图。