特許ウォッチ

公開番号2023152115
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-10-16
出願番号2022062063
出願日2022-04-01
発明の名称光電解モジュール
出願人株式会社カネカ
代理人個人
主分類C25B 9/50 20210101AFI20231005BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】本発明は、外部から電力を供給せずとも光電解が可能な光電解モジュールを提供する。
【解決手段】透明基板と、裏面封止部材と、電解部と、太陽電池を有し、電解部は、透明基板と裏面封止部材の間に配されており、電解部は、少なくとも2つの光触媒セルが電気的に直列接続された電解ユニットを有し、光触媒セルは、光触媒電極部と、イオン交換膜と、イオン交換膜を挟んで光触媒電極部と対向する対向電極部を有しており、太陽電池は、透明基板と裏面封止部材の間に配されており、かつ光を受光することで電力を生成し、生成した電力を電解ユニットに給電する構成とする。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
透明基板と、裏面封止部材と、電解部と、太陽電池を有し、
前記電解部は、前記透明基板と前記裏面封止部材の間に配され、少なくとも２つの光触媒セルが電気的に直列接続されて構成されており、
前記光触媒セルは、光触媒電極部と、イオン交換膜と、前記イオン交換膜を挟んで前記光触媒電極部と対向する対向電極部を有しており、
前記太陽電池は、前記透明基板と前記裏面封止部材の間に配されており、かつ光を受光することで電力を生成し、生成した電力を前記電解部に給電する、光電解モジュール。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記電解部は、３つ以上の光触媒セルが電気的に直列接続されている、請求項１に記載の光電解モジュール。
【請求項３】
絶縁性を有する区画部材を有し、
前記区画部材は、前記２つの光触媒セルの前記光触媒電極部の間を横切っている、請求項１又は２に記載の光電解モジュール。
【請求項４】
前記２つの光触媒セルは、前記イオン交換膜を共有している、請求項１又は２に記載の光電解モジュール。
【請求項５】
前記透明基板を正面視したときに、前記電解部と前記太陽電池を囲繞する側面封止部材を備えており、
前記側面封止部材は、第１封止部と第２封止部が積層された積層構造を有し、
前記第１封止部と前記第２封止部は、前記イオン交換膜を挟んで前記イオン交換膜の姿勢を保持する、請求項４に記載の光電解モジュール。
【請求項６】
前記透明基板を正面視したときに、前記電解部と前記太陽電池を囲繞する側面封止部材を備えており、
前記電解部と前記太陽電池は、前記透明基板、前記裏面封止部材、及び前記側面封止部材によって封止されている、請求項１又は２に記載の光電解モジュール。
【請求項７】
前記太陽電池から前記電解部に供給される電力量を調整する電力調整部を備える、請求項１又は２に記載の光電解モジュール。
【請求項８】
前記２つの光触媒セルを電気的に接続するセル間配線部材を有し、
前記透明基板を正面視したときに前記電解部を囲繞する囲繞壁部を有し、
前記光触媒電極部は、下地電極部上に光触媒が担持されており、
前記下地電極部は、前記囲繞壁部の内外に延び、前記囲繞壁部の外部で前記セル間配線部材と接続されている、請求項１又は２に記載の光電解モジュール。
【請求項９】
前記太陽電池と前記電解部を接続する給電配線部材を有し、
前記透明基板を正面視したときに前記電解部を囲繞する囲繞壁部を有し、
前記光触媒電極部は、下地電極部上に光触媒が担持されており、
前記下地電極部は、前記囲繞壁部の内外に延び、前記囲繞壁部の外部で前記給電配線部材と接続されている、請求項１又は２に記載の光電解モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光エネルギーを用いて水等の電解液を分解する光電解モジュールに関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池モジュールの普及により、燃料電池モジュールの燃料極に使用される水素原料の需要が増えており、太陽光によって水を分解し、水素を発生させる光触媒の研究が注目されている（例えば、特許文献１）。
光触媒による水素原料の製法は、光触媒を塗膜した電極（以下、光触媒電極ともいう）で太陽光を受光し、さらに電源装置として太陽電池等の再生可能エネルギー装置によって光触媒電極と対極との間で水の分解電圧を印加することで、対極上で水が分解され、二酸化炭素を排出させずに水素を発生できるので、従来の化石燃料を用いた水素の製法に比べて環境負荷が小さい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５６２８８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の水素発生モジュールは、光分解を行う光電解モジュールとは別に電源装置が設けられている。そのため、電源装置から光電解モジュールに給電するための給電配線を光電解モジュールの外部に設ける必要があり、設置の際に給電配線の接続が煩わしいという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、外部から電力を供給せずとも光電解が可能な光電解モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するための本発明の一つの様相は、透明基板と、裏面封止部材と、電解部と、太陽電池を有し、前記電解部は、前記透明基板と前記裏面封止部材の間に配され、少なくとも２つの光触媒セルが電気的に直列接続されて構成されており、前記光触媒セルは、光触媒電極部と、イオン交換膜と、前記イオン交換膜を挟んで前記光触媒電極部と対向する対向電極部を有しており、前記太陽電池は、前記透明基板と前記裏面封止部材の間に配されており、かつ光を受光することで電力を生成し、生成した電力を前記電解部に給電する、光電解モジュールである。
【０００７】
本様相によれば、モジュール内に太陽電池と電解部を有し、太陽電池によって発電された電力によって電解部で電解できるので、外部から電力を供給せずとも光電解が可能である。また化石燃料等を用いずとも電解可能であり、環境にやさしい。
【０００８】
好ましい様相は、前記電解部は、３つ以上の光触媒セルが電気的に直列接続されている。
【０００９】
本様相によれば、より電解効率を向上できる。
【００１０】
好ましい様相は、絶縁性を有する区画部材を有し、前記区画部材は、前記２つの光触媒セルの前記光触媒電極部の間を横切っていることである。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許