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公開番号2025036528
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2024228071,2021033479
出願日2024-12-24,2021-03-03
発明の名称電気分解装置、電気分解方法
出願人国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構,株式会社ケミックス
代理人個人
主分類C25B 9/00 20210101AFI20250306BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】装置の小型化を実現できる技術を提供する。
【解決手段】アノード側電極部とカソード側電極部との間の電解質膜に供給された液体を電気分解することにより気体を生成する水電解装置1Aであって、カソード側電極部が配置され、且つ液体が供給される液体供給室と、液体供給室の一部の隔壁を形成し、電気分解により電解質膜のカソード側に生じる気体のみを透過させる疎水性膜と、疎水性膜を透過した気体を外部に排出する排出路と備えた。
【選択図】図6

特許請求の範囲【請求項１】
アノード側電極部とカソード側電極部との間の電解質膜に供給された液体を電気分解することにより気体を生成する電気分解装置であって、
前記カソード側電極部が配置され、且つ前記液体が供給される液体供給室と、
前記液体供給室の一部の隔壁を形成し、前記電気分解により前記電解質膜のカソード側に生じる気体のみを透過させる疎水性膜と、
前記疎水性膜を透過した気体を外部に排出する排出路と
を備えることを特徴とする電気分解装置。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記疎水性膜と前記電解質膜とは互いに対向して離間するように設けられ、前記離間距離は前記気体の気泡サイズに基づく
ことを特徴とする請求項１記載の電気分解装置。
【請求項３】
前記疎水性膜と前記電解質膜とが前記離間距離を設けて近接することにより、前記気体の気泡が前記カソード側電極部上から離脱する前に前記疎水性膜と接触し、直ちに該疎水性膜を透過して前記排出路から外部に排出される
ことを特徴とする請求項２記載の電気分解装置。
【請求項４】
前記アノード側電極部が配置され、且つ前記液体が供給される第２液体供給室と、
前記第２液体供給室の一部の隔壁を形成し、前記電気分解により前記電解質膜のアノード側に生じる気体のみを透過させる疎水性膜と、
前記疎水性膜を透過した気体を外部に排出する第２排出路と
を備えることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項記載の電気分解装置。
【請求項５】
前記液体供給室に供給される液体は、全て前記電気分解により気体となる
ことを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか一項記載の電気分解装置。
【請求項６】
前記電気分解により生じる熱を外部に放出する放熱部
を更に備えることを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか一項記載の電気分解装置。
【請求項７】
アノード側電極部とカソード側電極部との間の電解質膜に供給された液体を電気分解することにより気体を生成する電気分解方法であって、
前記カソード側電極部から前記電解質膜に液体が供給され、前記電気分解により前記電解質膜のカソード側に気体を生成させて前記液体に混相させ、
前記液体に混相された前記気体を、気体のみが透過する疎水性膜により透過させて前記液体から分離して得る
ことを特徴とする電気分解方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、混相流体から液体と気体とを分離する技術に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、気体と液体との混相流体から気体と液体とを分離する気液分離装置として、下記特許文献１に示される気液分離装置が知られている。これに示される気液分離装置は、本体と排気管とで形成する環状空間に旋回羽根が配置され、環状空間の上方が入口に連結され、排気管の内側の孔を通してその上方が出口に連結されている。また、環状空間の下方に旋回室、該旋回室の下方に液溜室が形成されており、隔壁部材の外周縁とケーシングの内周壁との間に液体通過用の隙間が形成されている。このような気液分離装置によれば、入口から入った混相流体は旋回羽根で旋回せしめられ、液体が遠心力の作用で外側に振り出されて分離されて本体の内周壁に沿って流下し、隙間を通って液溜室に流入する。一方、排気管の下端を通過した気体は出口から流出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－０２８４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した気液分離装置は、旋回羽根が設けられた環状空間や旋回室、液溜室等が必要であるため、装置規模が大きいという問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、装置の小型化を実現できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、本発明の一態様は、アノード側電極部とカソード側電極部との間の電解質膜に供給された液体を電気分解することにより気体を生成する電気分解装置であって、前記カソード側電極部が配置され、且つ前記液体が供給される液体供給室と、前記液体供給室の一部の隔壁を形成し、前記電気分解により前記電解質膜のカソード側に生じる気体のみを透過させる疎水性膜と、前記疎水性膜を透過した気体を外部に排出する排出路とを備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１の実施形態に係る気液分離装置を示す斜視図である。
第１の実施形態に係る気液分離装置を示す正面図である。
図２に示されるＡ－Ａ線断面図である。
図２に示されるＢ－Ｂ線断面図である。
第１の実施形態に係る気液分離装置の内部構成と流体の流れとを説明するための模式図である。
第２の実施形態に係る水電解装置を示す斜視図である。
第２の実施形態に係る単位電解セルを示す斜視図である。
第２の実施形態に係る単位電解セルを示す正面図である。
第２の実施形態に係る単位電解セルを示す右側面図である。
第２の実施形態に係る単位電解セルを示す左側面図である。
第２の実施形態に係る単位電解セルの構成を示す分解側面図である。
第２の実施形態に係る電解セルの内部構成と流体の流れとを説明するための模式図である。
第１の変形例に係る水電解セルの内部構成と流体の流れとを説明するための模式図である。
第２の変形例に係る水電解セルの内部構成と流体の流れとを説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【０００９】
（第１の実施形態）
本実施形態に係る気液分離装置の構成について説明する。本実施形態に係る気液分離器は、気液分離対象となる混相流体が、水等の液体と空気や水蒸気等の気体（気泡）が混相する気液二相流体であるものとして以後説明を行う。図１及び図２は、本実施形態に係る気液分離装置を示す斜視図及び正面図ある。図３及び図４は、図２のＡ－Ａ線断面図及びＢ－Ｂ線断面図である。
【００１０】
図１に示されるように、本実施形態に係る気液分離装置１は、それぞれ略円盤状に形成された、装置正面側に位置する液体側プレート２０と、背面側に位置する気体側プレート３０と、これらプレートの間に位置して各プレートと連結された気液混合プレート４０とを備える。各プレートは、互いに積層されてボルト及びナット等の締結具により締結されることにより一体的に連結される。これらの各プレートが一体に連結されることにより、プレート間に混相流体、混相流体から分離された液体、及び混相流体から分離された気体がそれぞれ個別に流入する流路が形成される。流路についての詳細は後述する。
（【００１１】以降は省略されています）

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