[发明专利]电化学装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电化学装置，其在电解质膜的两面设有第一催化剂及第一给电体和第二催化剂及第二给电体，并且在所述第一给电体和第一隔板之间形成供给第一流体的第一流路，在所述第二给电体和第二隔板之间形成对所述第一流体进行电分解而得到第二流体的第二流路。

背景技术

例如，为了制造用于燃料电池的发电反应的燃料气体即氢气，采用水电解装置。该水电解装置由于分解水而产生氢(及氧)，所以使用固体高分子电解质膜。在固体高分子电解质膜的两面设置电极催化剂层而构成电解质膜电极构造体，并且在所述电解质膜电极构造体的两侧配置给电体而构成单元。

因此，在层叠多个单元的状态下，对层叠方向两端施加电压，并且向阳极侧给电体供给水。因此，在电解质膜电极构造体的阳极侧，水被分解而产生氢离子(阳离子)，该氢离子透过固体高分子电解质膜而向阴极侧移动，与电子结合而制造氢。另一方面，在阳极侧，与氢一起生成的氧伴随着剩余的水从单元排出。

此时，公知一种在阴极侧产生数十M P a的高压氢的高压氢制造装置。例如，日本特开2006-70322号公报所公开的高压氢制造装置如图7所示，具备：在固体高分子膜1的两侧设置的阴极给电体2及阳极给电体3；隔板4a、4b；以及流体通路5a、5b。而且，通过向阳极侧隔板4b的流体通路5b供给水，并且对各给电体2、3通电，由此将所述水电分解，在阴极侧隔板4a的流体通路5a得到高压的氢气。

进而，高压氢制造装置为了将阴极给电体2按压而密接在固体高分子膜1上，具备作为按压机构的碟形弹簧6。该碟形弹簧6设置在流体通路5a上，将阴极给电体2推向固体高分子膜1侧。由此，在阴极侧成为高压时，固体高分子膜1与阴极给电体2的接触阻力也不会增大。

在上述的固体高分子膜1的两侧，分别对应于阳极侧及阴极侧而设有规定的催化剂层。因此，为了确保希望的电解性能，希望隔着阴极给电体2及阳极给电体3对各催化剂层可靠地施加必要的面压。

发明内容

本发明对应于这种要求，其目的在于，提供一种能够通过各给电体向在电解质膜的两侧设置的各催化剂可靠地施加希望的面压，从而可以实现电解性能的提高的电化学装置。

本发明涉及一种电化学装置，其在电解质膜的一方的面上设有第一催化剂和第一给电体，且在所述电解质膜的另一方的面上设有第二催化剂和第二给电体，并且在相互层叠的所述第一给电体和第一隔板之间形成供给第一流体的第一流路，在相互层叠的所述第二给电体和第二隔板之间形成对所述第一流体进行电分解而得到压力比该第一流体高的第二流体的第二流路。

该电化学装置具备夹装在第二给电体和第二隔板之间，且使所述第二给电体按压在电解质膜上的负荷施加机构，并且第一给电体及所述第二给电体各自与所述电解质膜接触的接触面积范围不同，且所述接触面积范围小的所述第一给电体或所述第二给电体与所述电解质膜接触的接触面相比于第一隔板或所述第二隔板的与所述电解质膜接触的接触面更向该电解质膜侧突出配置。

根据本发明，与电解质膜接触的接触面积范围小的给电体与所述电解质膜接触的接触面相比于隔板的与所述电解质膜接触的接触面更向所述电解质膜侧突出。因此，在第一给电体和第二给电体夹装电解质膜而被相互加压时，接触面积范围大的给电体不会抵接于接触面积范围小的给电体侧的隔板。

因此，通过第一给电体及第二给电体，能够对在电解质膜的两侧设置的第一及第二催化剂可靠地施加希望的面压，能够以简单的结构实现电解性能的提高。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的水电解装置的立体说明图。

图2是所述水电解装置的局部剖面侧视图。

图3是构成所述水电解装置的单位单体的分解立体说明图。

图4是所述单位单体的图3中的IV-IV线剖面图。

图5是构成本发明的第二实施方式的水电解装置的单位单体的剖面说明图。

图6是构成本发明的第三实施方式的水电解装置的单位单体的剖面说明图。

图7是日本特开2006-70322号公报所公开的高压氢制造装置的说明图。

具体实施方式

如图1及图2所示，本发明的第一实施方式的水电解装置(电化学装置)10具备层叠体14，该层叠体14构成高压氢制造装置，多个单位单体12沿铅直方向(箭头A方向)或水平方向(箭头B方向)层叠而构成层叠体14。