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公開番号2024106803
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-08
出願番号2023011249
出願日2023-01-27
発明の名称共電解装置
出願人京セラ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C25B 1/23 20210101AFI20240801BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】簡易な構成で電解効率の低下を抑制する。
【解決手段】共電解装置10は第1の流路13と第2の流路14と電解反応部15と第3の流路16と第4の流路17とを有する。第1の流路13は水蒸気を供給する。第2の流路14は二酸化炭素を供給する。電解反応部15はカソード流路25を有する。カソード流路25は導入部26と導出部27とを有する。第1の流路13及び第2の流路14から供給されるガスを導入口26に導入する。電解反応部15は電解反応によりカソード流路25を流動するガスの少なくとも一部を分解する。第3の流路16を導出口26に接続する。第4の流路17を第3の流路16において分岐するように接続する。第4の流路17は排出ガスの少なくとも一部を導入口26に流動させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水蒸気を供給する第１の流路と、
二酸化炭素を供給する第２の流路と、
前記第１の流路及び前記第２の流路から供給されるガスを導入口から導入させるカソード流路を有し、電解反応により前記カソード流路を流動するガスの少なくとも一部を分解する電解反応部と、
前記カソード流路の導出口に接続される第３の流路と、
前記第３の流路において分岐するように接続され、前記カソード流路から前記第３の流路に排出される排出ガスの少なくとも一部を前記導入口に流動させる第４の流路と、を備える
共電解装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の共電解装置において、
前記第４の流路を流れる前記排出ガスの流量を調節可能な第１の調節部と、
前記導出口から排出される前記排出ガスの流量に対する前記第４の流路に流す前記排出ガスの流量の比を特定の比に近づけるように前記第１の調節部を制御する制御部と、を更に備える
共電解装置。
【請求項３】
請求項２に記載の共電解装置において、
前記電解反応部における前記カソード流路に面するカソードの酸化還元状態を検出する状態検出装置と、を更に備え
前記制御部は、前記状態検出装置の出力値に基づいて、前記カソードが酸化状態であると判別する場合、前記排出ガスを前記第４の流路に流すように前記第１の調節部を制御する
共電解装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の共電解装置において、
前記第１の流路及び前記第２の流路の少なくとも一方を流れるガスの流量を調節可能な第２の調節部と、
前記第４の流路に設けられ、該第４の流路を流れるガスの組成比率を検出する第１の検出部と、を更に備え、
前記制御部は、前記第１の検出部が検出する組成比率に基づいて、前記第２の調節部を制御する
共電解装置。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の共電解装置において、
前記第１の流路及び前記第２の流路のいずれか一方を流れるガスの流量を調節可能な第２の調節部と、
前記第３の流路に設けられ、該第３の流路を流れるガスの組成比率を検出する第２の検出部と、
前記導入口近傍に設けられ、該導入口近傍におけるガスの組成比率を検出する第３の検出部と、
前記第３の流路における前記電解反応部及び前記第４の流路の間に設けられる第２の流量計と、
前記導入口に流入するガスの流量を検出する第５の流量計と、を更に備え、
前記制御部は、前記第２の検出部及び前記第３の検出部がそれぞれ検出する組成比率、並びに前記第２の流量計及び前記第５の流量計がそれぞれ検出する流量に基づいて、前記第２の調節部を制御する
共電解装置。
【請求項６】
請求項２に記載の共電解装置において、
前記導入口近傍に設けられ、該導入口近傍におけるガスの組成比率を検出する第３の検出部を、更に備え、
前記制御部は、前記第３の検出部が検出する組成比率に基づいて水蒸気に対する一酸化炭素の第１の比率及び水蒸気に対する水素の第２の比率の少なくとも一方を算出し、該少なくとも一方が閾値以上である場合、前記排出ガスの前記第４の流路への流動を停止するように前記第１の調節部を制御する
共電解装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、共電解装置に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
水及び二酸化炭素から炭化水素ガスを生成することが検討されている。例えば、水及び二酸化炭素を電解することにより得られる水素及び一酸化炭素に触媒を用いて反応させ炭化水素を生成することが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１６１１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水及び二酸化炭素を電解する共電解装置において、簡易な構成で電解効率の低下の低減が望まれている。
【０００５】
本開示の目的は、簡易な構成で電解効率の低下の抑制が可能な共電解装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した諸課題を解決すべく、第１の観点による共電解装置は、
水蒸気を供給する第１の流路と、
二酸化炭素を供給する第２の流路と、
前記第１の流路及び前記第２の流路から供給されるガスを導入口から導入させるカソード流路を有し、電解反応により前記カソード流路を流動するガスの少なくとも一部を分解する電解反応部と、
前記カソード流路の導出口に接続される第３の流路と、
前記第３の流路において分岐するように接続され、前記カソード流路から前記第３の流路に排出される排出ガスの少なくとも一部を前記導入口に流動させる第４の流路と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
上記のように構成された本開示に係る共電解装置によれば、簡易な構成で電解効率の低下の抑制が実現される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本実施形態に係る共電解装置を含む製造システムの概略構成図である。
図１の電解反応部の構成を示す分解斜視図である。
図１の制御部が実行するリサイクル量調節処理を説明するためのフローチャートである。
図１の制御部が実行するリサイクル開始処理を説明するためのフローチャートである。
図１の制御部が実行する第１の供給量調整処理を説明するためのフローチャートである。
図１の制御部が実行する第２の供給量調整処理を説明するためのフローチャートである。
図１の制御部が実行するリサイクル停止処理を説明するためのフローチャートである。
図１の制御部が実行する算出処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示を適用した共電解装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１に示すように、本開示の一実施形態に係る共電解装置１０を含む製造システム１１は、共電解装置１０及び反応装置１２を含んで構成されてよい。共電解装置１０は、水蒸気及び二酸化炭素を共電解して、水素及び一酸化炭素を生成してよい。反応装置１２は、共電解装置１０が生成する水素及び一酸化炭素を反応させて、メタン等の炭化水素を生成してよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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