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HYDROGEN REFINING PRESSURE-BOOSTING DEVICE

Foreign code F150008340
Posted date Apr 23, 2015
Country WIPO
International application number 2014JP070649
International publication number WO 2015020065
Date of international filing Aug 5, 2014
Date of international publication Feb 12, 2015
Priority data
  • P2013-162148 (Aug 5, 2013) JP
Title HYDROGEN REFINING PRESSURE-BOOSTING DEVICE
Abstract Provided is a hydrogen refining pressure-boosting device which is durable even in a high-pressure environment. This hydrogen refining pressure-boosting device (3) produces, from a hydrogen-containing gas, a refined hydrogen gas having higher pressure and higher purity than the hydrogen-containing gas. The hydrogen refining pressure-boosting device (3) is equipped with multiple stacked cell structures (8), and a pressing structure (6, 7, 9, 10) that applies tightening stress in the direction in which the cell structures (8) are stacked. In this hydrogen refining pressure-boosting device (3) the flow path surface (30b) of a cathode-side separator is sized so as to be contained on the inside of the flow path surface (20b) of an anode-side separator, in the direction of a plane parallel to a solid polymer electrolyte membrane (40).
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
水素含有ガスから前記水素含有ガスより高圧高純度の精製水素ガスを生産する水素精製昇圧装置であって、
複数枚積層されたセル構造と、前記セル構造の積層方向に締付応力を加える押圧構造とを備え、
前記セル構造は、
固体高分子電解質膜と、
前記固体高分子電解質膜の一方に積層されるアノード触媒層と、
前記固体高分子電解質膜の他方に積層されるカソード触媒層と、
前記アノード触媒層に対向して、前記アノード触媒層の外側に設けられるアノード側給電体と、
前記カソード触媒層に対向して、前記カソード触媒層の外側に設けられるカソード側給電体と、
前記アノード側給電体に対向して、前記アノード側給電体の外側に設けられ、前記水素含有ガスが供給される流路を備えたアノード側セパレータと、
前記カソード側給電体に対向して、前記カソード側給電体の外側に設けられ、前記精製水素ガスが排出される流路を備えたカソード側セパレータと、を備える
水素精製昇圧装置。
[請求項2]
前記カソード側セパレータの流路面は、前記固体高分子電解質膜と平行な面方向において、前記アノード側セパレータの流路面に対して内側に収まる大きさである
請求項1に記載の水素精製昇圧装置。
[請求項3]
複数枚積層された前記セル構造は、電気的に直列または並列に接続されている
請求項2に記載の水素精製昇圧装置。
[請求項4]
前記カソード側給電体と前記カソード側セパレータの間に配置され、
前記セル構造の積層方向に荷重を付与する弾性を有する導電性部材をさらに備える
請求項1~3のいずれかに記載の水素精製昇圧装置。
[請求項5]
前記アノード触媒層と前記アノード側給電体との間に、及び/又は、前記カソード触媒層と前記カソード側給電体との間に、多孔質の導電性撥水層が設けられる請求項1~4のいずれかに記載の水素精製昇圧装置。
[請求項6]
前記導電性撥水層は、
炭素材料と、界面活性剤と、フッ素樹脂の重合体ディスパージョン希釈体との混合物を、
粉砕・混合したものを前記アノード側給電体及び/又はカソード側給電体に塗装し、乾燥し、ホットプレスすることにより一体形成される
請求項5に記載の水素精製昇圧装置。
[請求項7]
前記セル構造間のシール部分は、
ガスケットと、
前記ガスケットを押さえつけるために、前記アノード側セパレータ及び前記カソード側セパレータに形成された互いに対向する一対の平坦部と、
前記一対の平坦部の両方又は一方に形成された一重または近接する多重の環状突部を備え、
前記環状突部が突部間の前記ガスケットを圧縮して押し当てる構造になっている
請求項6に記載の水素精製昇圧装置。
[請求項8]
前記押圧構造は、ベースプレートと、締付プレートと、前記締付プレートおよび前記セル構造の間に設けられる押え治具とを備え、
前記ベースプレートは、積層された前記セル構造の一端に設けられ、
前記締付プレートは、積層された前記セル構造の他端に設けられ、積層された前記セル構造を挟んで前記ベースプレートに押圧バネの弾性を介して締付けられており、
前記押え治具は、錐体形状であり、前記セル構造側の底面は、前記セル構造の端面に略均等に押圧可能な形状であり、
前記締付プレートおよび前記押え治具は、少なくとも一方が凸部を有することにより1点で接する
請求項7に記載の水素精製昇圧装置。
[請求項9]
前記セル構造および前記押圧構造を収納する高圧タンクをさらに備え、
前記高圧タンク内には、ガス媒体が充填されており、
前記ガス媒体の圧力は、前記水素含有ガスの圧力より高く、前記精製水素ガスの圧力よりも低く保たれている、
請求項1~8のいずれかに記載の水素精製昇圧装置。
[請求項10]
請求項1~9のいずれかに記載の水素精製昇圧装置と、
水素収納タンクと、
水トラップ・ドレイン器と、
を備え、
前記水トラップ・ドレイン器は、前記水素精製昇圧装置と前記水素収納タンクとの間の水素経路上に設置されており、かつ交互に流路切り替えが可能な一対の水トラップを有する、
水素製造システム。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • UNIVERSITY OF YAMANASHI
  • Inventor
  • WATANABE MASAHIRO
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JP KE KG KN KP KR KZ LA LC LK LR LS LT LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN TD TG
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