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公開番号2024126619
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2023035126
出願日2023-03-08
発明の名称電気化学モジュール
出願人本田技研工業株式会社
代理人弁理士法人桐朋
主分類C25B 15/08 20060101AFI20240912BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】電気化学反応の処理量を増加させつつ、積層方向の寸法増加を抑制した電気化学モジュールを提供する。
【解決手段】電解質膜34aとアノード電極34bとカソード電極34cとを有する膜電極構造体34を複数積層した電気化学モジュール12に関する。複数の膜電極構造体34は、アノード電極34b同士が向かい合う第1領域46とカソード電極34c同士が向かい合う第2領域48とが積層方向に交互に現れるように積層される。さらに、第1領域46及び第2領域48の少なくとも一方に、隣接する2つの膜電極構造体34に共有される共通流路50、52が設けられる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
電解質膜と前記電解質膜を挟むアノード電極とカソード電極とを有する膜電極構造体を複数積層した電気化学モジュールであって、
複数の前記膜電極構造体は、前記アノード電極同士が向かい合う第１領域と、前記カソード電極同士が向かい合う第２領域とが積層方向に交互に現れるように積層され、
前記第１領域と前記第２領域の少なくとも一方に、隣接する２つの前記膜電極構造体に共有される共通流路を備えた、電気化学モジュール。
続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
請求項１記載の電気化学モジュールであって、前記共通流路は、前記第１領域及び前記第２領域の各々に設けられる、電気化学モジュール。
【請求項３】
請求項２記載の電気化学モジュールであって、前記第１領域及び前記第２領域のいずれか一方の前記共通流路は、隣接する２つの前記膜電極構造体で昇圧された高圧流体を流通させる、電気化学モジュール。
【請求項４】
請求項３記載の電気化学モジュールであって、前記高圧流体を流通させる前記共通流路に配置され、隣接する２つの前記膜電極構造体を離間させるスペーサを有する、電気化学モジュール。
【請求項５】
請求項４記載の電気化学モジュールであって、前記スペーサは、隣接する前記膜電極構造体の電極同士を電気的に導通させる、電気化学モジュール。
【請求項６】
請求項３～５のいずれか１項に記載の電気化学モジュールであって、低圧の流体が流通する前記共通流路に配置され、隣接する２つの前記膜電極構造体に流体を供給するサポートプレートを備えた、電気化学モジュール。
【請求項７】
請求項６記載の電気化学モジュールであって、前記サポートプレートは、内部に冷媒を流通させる冷媒流路を有し、前記冷媒流路は、隣接する２つの前記膜電極構造体を冷却する、電気化学モジュール。
【請求項８】
請求項６記載の電気化学モジュールであって、前記サポートプレートは、隣接する前記膜電極構造体の電極同士の電気的な導通を阻止する、電気化学モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質膜を複数積層した電気化学モジュールに関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、より多くの人々に、手ごろで、信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーを届けるべく、エネルギー利用の効率化に貢献する電気化学モジュールに関する研究開発が行われている。
【０００３】
このような電気化学モジュールとして、例えば、差圧式高圧水電解装置や電気化学式水素ポンプ等がある。これらの電気化学モジュールは、電解質膜を含む単位セルを複数積層した構造を有する（例えば、特許文献１）。各々の単位セルは、電解質膜をアノード電極とカソード電極とで挟んだ膜電極構造体と、アノード電極及びカソード電極の各々にガスや水等の流体を供給する流路と、流路を形成する一対のセパレータ板と、を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１６－８９２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電気化学モジュールにおいて、電気化学反応による処理量を増加させる場合には、単位セルの積層数を増加させる必要がある。ところが、単位セルの積層数を増加させると、電気化学モジュールが単位セルの積層方向に大型化してしまう。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下の開示の一観点は、電解質膜と前記電解質膜を挟むアノード電極とカソード電極とを有する膜電極構造体を複数積層した電気化学モジュールであって、複数の前記膜電極構造体は、前記アノード電極同士が向かい合う第１領域と、前記カソード電極同士が向かい合う第２領域とが積層方向に交互に現れるように積層され、前記第１領域と前記第２領域の少なくとも一方に、隣接する２つの前記膜電極構造体に共有される共通流路を備えた、電気化学モジュールにある。
【発明の効果】
【０００８】
上述の電気化学モジュールは、電気化学反応の処理量を増加させつつ、積層方向の寸法増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、実施形態に係る水素ポンプの斜視図である。
図２は、図１の水素ポンプの分解斜視図である。
図３は、図１の電気化学モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示される実施形態に係る水素ポンプ１０は、電気化学反応により水素を昇圧する電気化学式水素ポンプである。水素ポンプ１０は、余剰な電力で製造した水素を圧縮して貯蔵するエネルギー貯蔵システムや、移動体に水素を供給する水素ステーション等に利用される。
（【００１１】以降は省略されています）

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