[发明专利]电化学单元和氢生成方法

说明书

本公开的电化学单元，具备：具有包含氧化物离子传导体的第一电解质层的第一单元；和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的第二单元。

技术领域

本公开涉及电化学单元和氢生成方法。

背景技术

作为利用电解来制造氢的方法之一，已知使用固体氧化物型电化学单元(SOEC：Solid Oxide Electrolysis Cell)的高温水蒸气电解。高温水蒸气电解通过使用热能作为电解反应所需的能量，能够实现高的转换效率。作为固体氧化物型电化学单元的电解质，使用氧化钇稳定化氧化锆等氧化物离子传导体。

在高温水蒸气电解中，向氢极供给水蒸气，水蒸气被分解为氢和氧化物离子。氧化物离子在电解质层中传导而到达氧极，并在氧极变成氧。包含所生成的氢和剩余的水蒸气的混合气体从氢极排出。

考虑到氢的用途，期望提高所生成的氢的纯度。专利文献1中记载了一种电力储存系统，其构成为：使氢和水蒸气的混合气体通过冷凝器而除去水，然后将氢压缩并储存在氢储存罐中。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2010-176939号公报

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1记载的系统中，电化学单元与冷凝器完全分离，并通过配管连接。这样的结构使得系统难以小型化。

本公开提供一种容易使系统小型化的技术。

用于解决课题的手段

本公开提供一种电化学单元，其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。

发明的效果

根据本公开的电化学单元，使用该电化学单元的系统容易小型化。

附图说明

图1A是本公开的第1实施方式涉及的电化学单元的立体图。

图1B是本公开的第1实施方式涉及的电化学单元的截面图。

图2是本公开的第2实施方式涉及的电化学单元的截面图。

图3是本公开的第3实施方式涉及的电化学单元的截面图。

图4A是本公开的第4实施方式涉及的电化学单元的立体图。

图4B是本公开的第4实施方式涉及的电化学单元的截面图。

图5是本公开的第5实施方式涉及的电化学单元的截面图。

图6是本公开的第6实施方式涉及的电化学单元的截面图。

图7是本公开的第7实施方式涉及的电化学单元的截面图。

具体实施方式

(成为本公开的基础的见解)

本发明人对用于从混合气体中分离氢的技术进行了深入研究。其结果，本发明人发现通过使用质子传导体，可得到高浓度的氢。并且发现通过将使用质子传导体的氢分离与SOEC组合，能够在不依赖冷凝器的情况下，生成高浓度的氢。

(本公开涉及的一个技术方案的概要)

本公开的第1技术方案涉及的电化学单元，具有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，