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電気分解ユニット NEW

国内特許コード P200017201
整理番号 18T061
掲載日 2020年9月15日
出願番号 特願2018-165673
公開番号 特開2020-037723
出願日 平成30年9月5日(2018.9.5)
公開日 令和2年3月12日(2020.3.12)
発明者
  • 山中 一郎
  • 大神田 貴治
  • 平方 聡樹
  • 市原 史基
出願人
  • 富士電機株式会社
  • 国立大学法人東京工業大学
発明の名称 電気分解ユニット NEW
発明の概要 【課題】安全性の向上を図りながら、過酸化水素を良好に生成すること。
【解決手段】イオン導電性電解質よりなる膜11aの両面に、電極触媒からなる第1電極部12及び第2電極部13が設けられて構成された電気化学素子10と、電気化学素子10の第1電極部12をアノードとし第2電極部13をカソードとする態様で、両電極間に直流電圧を印加する直流電源20とを備えた電気分解ユニット1であって、アノード(第1電極部12)を構成する電極触媒は、水の電気分解活性を示す触媒により形成され、カソード(第2電極部13)を構成する電極触媒は、酸素の2電子還元活性を示す触媒により形成されており、電気化学素子10は、アノードを構成する面がカソードを構成する面よりも相対湿度の高い雰囲気を臨むよう配置されている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要 従来、過酸化水素を生成する反応装置が特許文献1に提案されている。かかる反応装置は、アノード膜、カソード膜及び電解質膜を一体化させたユニット膜により、反応室をアノード室とカソード室とに区画するように構成されている。アノード室には、アノード膜の一部が気相に露出した状態で水が導入され、カソード室には、カソード膜の一部が気相に露出した状態でイオン交換水が導入されている。

そのような反応装置においては、アノード膜及びカソード膜が電子伝導体で外部短絡され、かつアノード室に還元性物質である水素ガスや水素供与体が供給されるとともに、カソード室に酸化性物質である酸素ガスが供給されることにより、アノード膜で下記式(1)の反応が行われ、カソード膜で下記式(2)の反応が行われることで、燃料電池反応を利用して過酸化水素を生成していた。

式(1) H→2H+2e
式(2) O+2H+2e→H
産業上の利用分野 本発明は、電気分解ユニットに関するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】
イオン導電性電解質よりなる膜の両面に、電極触媒からなる電極が設けられて構成された電気化学素子と、
前記電気化学素子の一方の電極をアノードとし他方の電極をカソードとする態様で、両電極間に直流電圧を印加する直流電源と
を備えた電気分解ユニットであって、
前記アノードを構成する電極触媒は、水の電気分解活性を示す触媒により形成され、前記カソードを構成する電極触媒は、酸素の2電子還元活性を示す触媒により形成されており、
前記電気化学素子は、前記アノードを構成する面が前記カソードを構成する面よりも相対湿度の高い雰囲気を臨むよう配置されたことを特徴とする電気分解ユニット。

【請求項2】
前記水の電気分解活性を示す触媒は、白金族系触媒により構成されたことを特徴とする請求項1に記載の電気分解ユニット。

【請求項3】
前記白金族系触媒は、Pt、IrO、IrRu、PtIrの少なくとも1つであることを特徴とする請求項2に記載の電気分解ユニット。

【請求項4】
前記酸素の2電子還元活性を示す触媒は、導電性炭素材料及び金属ポルフィリン触媒の少なくとも1つを含有して構成されたことを特徴とする請求項1~3のいずれか1つに記載の電気分解ユニット。

【請求項5】
前記電気化学素子は、前記アノードが設けられた面よりも前記カソードが設けられた面の方が絶対湿度が高いことを特徴とする請求項1~4のいずれか1つに記載の電気分解ユニット。
画像

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thum_JPA 502037723_i_000002.jpg
出願権利状態 公開
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