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公開番号2024088073
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-02
出願番号2022203053
出願日2022-12-20
発明の名称水電解装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C25B 9/00 20210101AFI20240625BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】水電解スタックに供給される水にイオンが含まれることをより確実に抑制することが可能な水電解装置を提供することを目的とする。
【解決手段】水電解セルに水を供給するとともに電圧を付加して水素及び酸素を得る水電解をする装置であって、水電解セルが積層された水電解スタックと、水電解スタックに水を供給する配管を有する給水側経路と、水電解スタックから生じた水素を回収する配管を有する水素側経路と、水素側経路から給水側経路に水を戻す配管を有する水還流経路と、を有し、給水側経路及び水還流経路に、その配管を流れる水の導電率を測定する導電率計、配管から排水する弁、及び制御器を備え、制御器は、導電率計の測定値に基づいて弁から排水する制御を行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水電解セルに水を供給するとともに電圧を付加して水素及び酸素を得る水電解をする装置であって、
前記水電解セルが積層された水電解スタックと、
前記水電解スタックに水を供給する配管を有する給水側経路と、
前記水電解スタックから生じた水素を回収する配管を有する水素側経路と、
前記水素側経路から前記給水側経路に水を戻す配管を有する水還流経路と、を有し、
前記給水側経路及び前記水還流経路に、その配管を流れる水の導電率を測定する導電率計、前記配管から排水する弁、及び制御器を備え、
前記制御器は、前記導電率計の測定値に基づいて前記弁から排水する制御を行う、
水電解装置。
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
前記制御器は、
前記水電解装置において前記水電解スタックで水電解が行われない運転のときには前記給水側経路に配置された前記導電率計及び前記弁を用いて制御を行い、前記水電解スタックで水電解が行われる運転のときには前記水還流経路に配置された前記導電率計及び前記弁を用いて制御を行う、
請求項１に記載の水電解装置。
【請求項３】
前記水電解スタックで水電解が行われる運転のときにおいて、前記制御器は、水電解による水の消費流量を取得して前記水素側経路への随伴水量を演算し、前記随伴水量に基づいて前記排水の量を決める、請求項２に記載の水電解装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は水電解装置に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
水を電解して水素及び酸素を生成する水電解装置では、水電解が行われる水電解セルに供給される水にイオンが含まれていると水電解セルの劣化が早まる虞があるため、これらイオンを除去することが望まれる。
【０００３】
特許文献１には電解セルによる水の電気分解を停止した時に、酸素側処理部を制御して、酸素貯留部内の酸素を水供給流路に供給させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１９３２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術では系内にイオンが残っているため、導電率の上昇が経時的に発生する虞がある。
【０００６】
本開示は従来技術に鑑み、水電解スタックに供給される水にイオンが含まれることをより確実に抑制することが可能な水電解装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
水電解装置には、ステンレス鋼等の金属製の配管が用いられることが多い。このような金属が酸素雰囲気、水素雰囲気で配管内を流れる水に金属イオンとして溶出し、配管内を流れる水の導電率が上昇する場合がある。このような導電率が高い水が水電解セルに供給されると、イオンの電極への吸着や酸化による電極の劣化に伴う水電解効率の低下が生じる虞がある。このような金属イオンの溶出は特に水素雰囲気で顕著であり、発明者は酸素雰囲気に対して溶出速度が４倍に至ることを知見した。
【０００８】
本願は、水電解セルに水を供給するとともに電圧を付加して水素及び酸素を得る水電解をする装置であって、水電解セルが積層された水電解スタックと、水電解スタックに水を供給する配管を有する給水側経路と、水電解スタックから生じた水素を回収する配管を有する水素側経路と、水素側経路から給水側経路に水を戻す配管を有する水還流経路と、を有し、給水側経路及び水還流経路に、その配管を流れる水の導電率を測定する導電率計、配管から排水する弁、及び制御器を備え、制御器は、導電率計の測定値に基づいて弁から排水する制御を行う、水電解装置を開示する。
【０００９】
制御器は、水電解装置において水電解スタックで水電解が行われない運転のときには給水側経路に配置された導電率計及び弁を用いて制御を行い、水電解スタックで水電解が行われる運転のときには水還流経路に配置された導電率計及び弁を用いて制御を行うように構成してもよい。
【００１０】
水電解スタックで水電解が行われる運転のときにおいて、制御器は、水電解による水の消費流量を取得して水素側経路への随伴水量を演算し、随伴水量に基づいて排水の量を決めるように構成してもよい。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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