[发明专利]电化学式氢泵

说明书

一种电化学式氢泵，具备：电解质膜、设在电解质膜的一个主面上的阳极催化剂层、设在电解质膜的另一主面上的阴极催化剂层、设在阳极催化剂层上的阳极气体扩散层、设在阳极气体扩散层上的阳极隔膜、以及在阳极催化剂层与阴极催化剂层之间施加电压的电压施加器，通过电压施加器施加上述电压，使供给到阳极催化剂层上的含氢气体中的氢向阴极催化剂层上移动并升压，阳极气体扩散层包含碳多孔体片，碳多孔体片包含碳纤维和不同于碳纤维的碳材料，碳多孔体片中，阳极隔膜侧的第1表面层的气孔率大于阳极催化剂层侧的第2表面层的气孔率。

技术领域

本公开涉及一种电化学式氢泵。

背景技术

近年来，由于地球温室化等环境问题、石油资源枯竭等能源问题，氢作为替代化石燃料的清洁性替代能源受到关注。氢即使燃烧也基本上仅放出水，不会排放成为地球温室化原因的二氧化碳，并且基本上不排放氮氧化物等，所以期待其作为清洁能源。另外，作为高效地利用氢作为燃料的装置，有例如燃料电池，正不断推进面向汽车用电源和家用私人发电开发和普及。

在即将到来的氢社会中，除了制造氢以外，还要求开发能够以高密度存储氢并以小容量和低成本运输或利用氢的技术。特别是要促进作为分散型能源的燃料电池的普及，需要配备氢供给基础设施。另外，为了稳定地供给氢，进行了各种制造、提纯和以高密度存储高纯度氢的研究。

例如，专利文献1提出了一种高压制氢装置，其在将固体高分子电解质膜、供电体和隔膜的层叠体用端板夹持的状态下，通过贯穿端板的紧固螺栓来紧固层叠体。在该高压制氢装置中，当在高压侧阴极供电体和低压侧阳极供电体间产生预定压力以上的压差时，固体高分子电解质膜和低压侧阳极供电体变形。于是，高压侧的阴极供电体与固体高分子电解质膜间的接触电阻增加。因此，在专利文献1的高压制氢装置中设有盘簧、螺旋弹簧等的按压单元，即使固体高分子电解质膜和低压侧阳极供电体变形，也将高压侧阴极供电体压向固体高分子电解质膜使其密合。由此，能够抑制高压侧阴极供电体与固体高分子电解质膜间的接触电阻增加。

另外，例如专利文献2中公开了一种阳极供电体，其通过对由钛粉末的烧结体构成的供电体的基部实施压制加工，来使基部的表层部的空隙率低于基部的空隙率。由此，能够提高表层部的致密性和平滑性，所以可减少电解质膜的损伤。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2006-70322号公报

专利文献2：日本特开2012-180553号公报

发明内容

本公开一方式(aspect)的课题是提供一种电化学式氢泵作为一例，其能够比以往更加抑制由阳极气体扩散层中的水引起的溢流产生。

为了解决上述课题，本公开一方式的电化学式氢泵具备：电解质膜、设在所述电解质膜的一个主面上的阳极催化剂层、设在所述电解质膜的另一个主面上的阴极催化剂层、设在所述阳极催化剂层上的阳极气体扩散层、设在所述阳极气体扩散层上的阳极隔膜、以及在所述阳极催化剂层与所述阴极催化剂层之间施加电压的电压施加器，通过所述电压施加器施加所述电压，使供给到所述阳极催化剂层上的含氢气体中的氢向所述阴极催化剂层上移动并升压，所述阳极气体扩散层包含碳多孔体片，所述碳多孔体片包含碳纤维和不同于所述碳纤维的碳材料，所述碳多孔体片中，所述阳极隔膜侧的第1表面层的气孔率大于所述阳极催化剂层侧的第2表面层的气孔率。

本公开一方式的电化学式氢泵发挥以下效果，能够比以往更加抑制由阳极气体扩散层中的水引起的溢流产生。

附图说明

图1A是表示第1实施方式的电化学式氢泵一例的图。

图1B是图1A的电化学式氢泵的B部放大图。

图2A是表示第1实施方式的电化学式氢泵一例的图。

图2B是图2A的电化学式氢泵的B部放大图。