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ELECTROLYSIS UNIT meetings

Patent code P200017201
File No. 18T061
Posted date Sep 15, 2020
Application number P2018-165673
Publication number P2020-037723A
Date of filing Sep 5, 2018
Date of publication of application Mar 12, 2020
Inventor
  • (In Japanese)山中 一郎
  • (In Japanese)大神田 貴治
  • (In Japanese)平方 聡樹
  • (In Japanese)市原 史基
Applicant
  • (In Japanese)富士電機株式会社
  • (In Japanese)国立大学法人東京工業大学
Title ELECTROLYSIS UNIT meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a hydrogen peroxide in good condition while improving safety.
SOLUTION: An electrolysis unit 1 comprises: an electrochemical element 10 that is configured with a first electrode part 12 and a second electrode part 13 that are made of electrode catalysts, being arranged on both surfaces of a film 11a made of an ion conductive electrolyte; and a DC power supply 20 that applies a DC voltage to both electrodes in a manner that the first electrode part 12 is the anode and the second electrode part 13 is the cathode of the electrochemical element 10. The electrode catalyst comprising the anode (the first electrode part 12) is formed with a catalyst that has an electrolysis activity of water. The electrode catalyst comprising the cathode (the second electrode part 13) is formed with a catalyst that has a two-electron reduction activity of oxygen. The electrochemical element 10 is arranged so that the surface of the anode faces an atmosphere with a higher relative humidity than the surface of the cathode does.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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) H2→2H+2e
式(2) O2+2H+2e→H2O2

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、電気分解ユニットに関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【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、IrO2、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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2018165673thum.jpg
State of application right Published
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