[发明专利]隔膜－垫片－防护构件复合体、电解元件及电解槽

说明书

一种隔膜－垫片－防护构件复合体，其具有：隔膜，其具有离子渗透性；垫片，其保持隔膜的周缘部；及防护构件，其呈电绝缘性，且呈框状，该防护构件保持垫片，防护构件具有框状的基体和框状的盖构件，基体具有：接受容纳部，其设于该基体的内周侧，能够接受容纳垫片和盖构件；及支承部，其从接受容纳部朝向基体的内周侧突出地延伸，该支承部在与隔膜的主表面交叉的方向上支承由接受容纳部接受容纳的垫片，盖构件具有能够被基体的接受容纳部所接受容纳的尺寸，通过由基体的接受容纳部接受容纳垫片和盖构件，从而，垫片被夹在基体的支承部与盖构件之间。

技术领域

本发明涉及一种隔膜－垫片－防护构件复合体、电解元件及电解槽，更详细地讲，涉及一种能够用于碱性水的电解特别是适用于加压条件下的碱性水的电解的隔膜－垫片－防护构件复合体、电解元件及电解槽。

背景技术

作为氢气和氧气的制造方法，公知有一种碱性水电解法。碱性水电解法通过将溶解有碱金属氢氧化物(例如NaOH、KOH等。)的碱性水溶液(碱性水)用作电解液，对水进行电解，从而从阴极产生氢气，从阳极产生氧气。作为碱性水电解用的电解槽，公知有一种这样的电解槽：包括被具有离子渗透性的隔膜划分开的阳极室和阴极室，在阳极室配置有阳极，在阴极室配置有阴极。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开2013/191140号手册

专利文献2：日本特开2002－332586号公报

专利文献3：日本特许第4453973号公报

专利文献4：国际公开2014/178317号手册

专利文献5：日本特许第6093351号公报

专利文献6：日本特开2015－117417号公报

发明内容

发明要解决的问题

图1是示意性地说明现有的一实施方式的碱性水电解槽900的局部剖视图。碱性水电解槽900具有：电解元件(极室单元)910、910、…，其包括分隔出阳极室A和阴极室C的导电性分隔壁911和凸缘部912；隔膜920，其具有离子渗透性，配置在相邻的电解元件910、910之间；垫片930、930，其配置在隔膜920与电解元件910的凸缘部912之间，且将隔膜920的周缘部夹入；阳极940，其被保持于从一极室单元的分隔壁911立起设置且具有导电性的肋部913、913、…；集电体950，其被保持于从另一电解元件的分隔壁911立起设置且具有导电性的肋部914、914、…；及阴极970，其较柔软，被保持于与该集电体950相切地配置且具有导电性的弹性体960。阴极970的周缘部和具有导电性的弹性体960的周缘部固定于集电体950的周缘部。电解槽900中，通过具有导电性的弹性体960将较柔软的阴极970朝向隔膜920和阳极940推压，从而，隔膜920被夹入在相邻的阴极970和阳极940之间。

通过碱性水的电解所产生的气体通常以被压缩至规定压力的状态进行商业流通。在极室内部压力接近常压的情况下，从该极室回收的气体也接近常压，因此，需要将从电解槽回收的气体在电解槽的外部压缩至规定压力的外部压缩装置。能够考虑到，若极室内的压力高于常压，则上述那样的外部压缩装置的能力较低即可，或不需要上述那样的外部压缩装置，能够降低气体的制造成本。而且，能够考虑到，若提高极室内的压力，则在极室内产生的气体在极液中形成的气泡较小，因此，电极间的电阻降低，因而，即使电流密度相同，也能够降低电解电压，能够实现节能。

然而，就图1所示的现有的电解槽900而言，存在这样的担忧：若提高极室内部压力，则垫片930、930会在极室内部压力的作用下，以朝向外周侧被推出的方式变形，最终，垫片930、930从电解元件的凸缘部912、912之间脱离。