[发明专利]减氧装置以及冰箱

说明书

相关申请的引用

本申请以日本专利申请的特愿2012－246192（申请日：2012年11月8日）为基础，享受该申请的优先权。本申请通过参照该申请而包括该申请的全部内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及用于减少氧浓度的减氧装置以及具备该装置的冰箱。

背景技术

为了提高食品等的保存性，提出了通过使用电解质膜的电气化学的反应，进行降低保存空间（减氧空间）的氧浓度的减氧装置。

该装置具备将具有质子（proton）传导性的高分子电解质膜用阳极（anode）和阴极（cathode）夹着的减氧单元（cell）。该单元使阴极面向食品等的保存空间而被配设。减氧装置在可向阳极供给水（液体）的状态下，向该阳极和阴极之间施加电压而运转。由此，在阳极中，水被电气分解，且在阴极进行水的生成反应，因此，伴随着水的生成反应，保存空间的氧浓度降低。

在减氧单元的阴极引起的氧的减少是通过氧的还原反应的结果生成水来进行的（下面，在本说明书中称为“减氧反应”）。该反应在阴极所具有的阴极催化剂层进展。

在减氧装置中，存在产生水停滞在阴极的现象（阴极水淹（cathode flooding）现象）的情况。该现象在除因减氧反应而在阴极生成的水（液体）外，还向阴极多余地供给水的情况下，容易表面化。

即、在包括具有质子传导性的电解质膜的减氧单元的运转中，几个分子程度的水分子与因在被供给了水（液体）的阳极的水的电气分解作用而生成的质子（H⁺）一起，从阳极向阴极移动。据此，在阴极过剩的水没有从阴极被圆滑地排出，而是滞留在阴极。

因为伴随着阴极水淹现象的产生，滞留的水将阴极催化剂层的细孔堵塞，所以，妨碍氧向阴极催化剂层的供给。若成为这样的事态，则减氧反应所要求的电压增加且过大，由此，减氧装置的性能低下。

存在向阳极供给的水（液体）含有金属离子（ion）等杂质离子的情况。在减氧装置在被供给这样的水的条件下运转的情况下，杂质离子积蓄在高分子电解质膜。若该积蓄进展，则电解质膜的质子（H^＋）的传导性低下。其结果为，因为减氧单元的电阻增加，所以，存在减氧反应所需要的电压增加且过大的情况，由此，减氧装置的性能低下。

在减氧装置的运转中，该高分子电解质膜成为因从阳极向阴极移动的水分子而被溶胀的状态。与此同时，在减氧装置的运转中，减氧单元处于因与该反应相伴的发热而温度上升的状态。为此，伴随着减氧装置的运转停止，电解质膜因减氧单元的余热而被干燥。另一方面，在每次打开保存空间时，该空间的氧浓度变得与大气中的氧浓度相同。与此相伴，在每次关闭被打开的保存空间时，减氧装置运转，使保存空间成为作为目标的低的氧浓度。

据此，减氧装置的电解质膜反复进行溶胀和干燥，伴随着这样的溶胀和干燥，电解质膜的尺寸变化。存在以此为原因，在减氧单元的电解质膜和阳极的接合面引起剥离，减氧装置的耐久性低下的可能性。

发明内容

实施方式提供一种可以抑制以阴极水淹（cathode flooding）现象以及杂质离子为原因的性能低下，且可以抑制以阳极和电解质膜的剥离为原因的耐久性的低下的减氧装置以及冰箱。

为了解决前述课题，实施方式的减氧装置具备减氧单元、电极接合体和阴极集电层。减氧单元具备含有将被供给的水蒸气氧化的催化剂的阳极、具有含有将氧还原的催化剂的阴极催化剂层的阴极以及由这些阴极和阳极夹着的电解质膜。电解质膜具有质子传导性。将电极接合体配设成将阳极夹在与电解质膜之间。电极接合体具备阳极集电层以及被供给水的气化层。将气化层配置在阳极集电层的两面中的至少一面。气化层使被供给的水成为水蒸气，向阳极供给。特征在于，将阴极集电层配设成将阴极夹在与电解质膜之间。

根据上述结构的减氧装置，能够抑制多余的水分子从阳极向阴极移动。据此，抑制在减氧运转中，成为电解质膜被水分子溶胀的状态。

本发明第一方面的减氧装置，其特征在于，具备减氧单元、电极接合体和阴极集电层，其特征在于，

所述减氧单元具备：含有将被供给的水蒸气氧化的催化剂的阳极、具有含有将氧还原的催化剂的阴极催化剂层的阴极以及由这些阴极和阳极夹着的电解质膜，并且前述电解质膜具有质子传导性，

所述电极接合体具备阳极集电层以及被配置在该阳极集电层的两面中的至少一面的气化层，在与前述电解质膜之间，夹着前述阳极被配设，且通过前述气化层使供给到前述气化层的水成为水蒸气，向前述阳极供给，