[发明专利]电化学单元和氢生成方法

权利要求书

1.一种电化学单元，具备第一单元和第二单元，

所述第一单元具有包含氧化物离子传导体的第一电解质层，

所述第二单元具有包含质子传导体的第二电解质层，并与所述第一单元相对配置。

2.根据权利要求1所述的电化学单元，

还具备设置于所述第一单元与所述第二单元之间的气体路径，

所述第一单元与所述第二单元隔着所述气体路径彼此相对。

3.根据权利要求2所述的电化学单元，

所述气体路径的下游端被封闭。

4.根据权利要求2或3所述的电化学单元，

还具备配置于所述第一单元与所述第二单元之间的多孔质层，

所述气体路径的至少一部分由所述多孔质层构成。

5.根据权利要求2或3所述的电化学单元，

还具备配置于所述气体路径、并与所述第一单元和所述第二单元相接的支柱。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的电化学单元，

所述气体路径的上游部分的流路截面积大于所述气体路径的下游部分的流路截面积。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的电化学单元，

所述第一单元还具有第一电极和第二电极，

在所述第一单元中，所述第一电解质层配置于所述第一电极与所述第二电极之间，

所述第二单元还具有第三电极和第四电极，

在所述第二单元中，所述第二电解质层配置于所述第三电极与所述第四电极之间，

所述第一电极与所述第三电极相对。

8.根据权利要求7所述的电化学单元，

在所述第一电极中生成氢，

在所述第二电极中生成氧，

在所述第三电极中氢转换为质子，

在所述第四电极中生成氢。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的电化学单元，

还具备向所述第一单元和所述第二单元供给电力的电源。

10.根据权利要求1～8中任一项所述的电化学单元，

还具备向所述第一单元供给电力的第一电源和向所述第二单元供给电力的第二电源。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的电化学单元，

所述质子传导体包含选自BaZr_1-x1M1_x1O_3-δ、BaCe_1-x2M2_x2O_3-δ和BaZr_1-x3-y3Ce_x3M3_y3O_3-δ中的至少一者，

M1、M2和M3分别包含选自Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Y、Sc、In和Lu中的至少一者，

x1的值满足0＜x1＜1，

x2的值满足0＜x2＜1，

x3的值满足0＜x3＜1，

y3的值满足0＜y3＜1，

δ的值满足0＜δ＜0.5。

12.根据权利要求11所述的电化学单元，

所述质子传导体由BaZr_1-x1M1_x1O_3-δ构成。

13.根据权利要求7所述的电化学单元，

在所述第四电极中氢转换为质子，

在所述第三电极中生成氢，

所述第一单元利用被供给到所述第一电极的所述氢和被供给到所述第二电极的氧生成电力。

14.一种氢生成方法，包括：

将包含氧化物离子传导体作为电解质的第一单元与包含质子传导体作为电解质的第二单元彼此相对配置；

利用所述第一单元，将水蒸气分解而生成氢和氧；以及

利用所述第二单元，从在所述第一单元中生成的所述氢和在所述第一单元中未分解的所述水蒸气的混合气体中分离所述氢。