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公開番号2025076542
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-16
出願番号2023188096
出願日2023-11-02
発明の名称電解モジュール及び電解装置
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人弁理士法人真明センチュリー
主分類C25B 9/70 20210101AFI20250509BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】温度のばらつきを低減できる電解モジュール及び電解装置を提供する。
【解決手段】電解モジュールは、2つの電極を隔離する電解質を含む素子部が配置された電解セルが配列され、素子部が電気的に直列に接続されている。配列された電解セルの集合の外周に位置する外周部と、外周部に囲まれた中央部と、に電解セルを区画したときに、外周部における電解セルに含まれる素子部の面積の平均は、中央部における電解セルに含まれる素子部の面積の平均よりも小さい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
２つの電極を隔離する電解質を含む素子部が配置された電解セルを含み、前記電解セルが配列され、前記素子部が電気的に直列に接続された電解モジュールであって、
配列された前記電解セルの集合の外周に位置する外周部と、前記外周部に囲まれた中央部と、に前記電解セルを区画したときに、前記外周部における前記電解セルに含まれる前記素子部の面積の平均は、前記中央部における前記電解セルに含まれる前記素子部の面積の平均よりも小さい電解モジュール。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
前記外周部における前記電解セルに含まれる前記素子部の面積の平均は、前記中央部における前記電解セルに含まれる前記素子部の面積の平均に対して４０％以上である請求項１記載の電解モジュール。
【請求項３】
前記外周部における前記電解セルに含まれる前記素子部の面積の平均は、前記中央部における前記電解セルに含まれる前記素子部の面積の平均に対して９７％以下である請求項１記載の電解モジュール。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の電解モジュールと、
前記電極に接続された回路に電流を流す電源と、
前記電源の出力を調整する調整部と、を備え、
前記調整部は、予め定めた温度に設定された前記電解モジュールにおける吸熱と発熱とがバランスする熱中立点よりも低い電圧に前記中央部の平均の電圧を設定し、前記熱中立点よりも高い電圧に前記外周部の平均の電圧を設定する電解装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は電解セルが配列された電解モジュール及び電解装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
２つの電極を隔離する電解質を含む素子部が配置された電解セルが配列された電解モジュールは、電圧が印加された素子部で燃料ガスを電気分解し、水素や炭化水素等のエネルギーキャリアを合成する（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－７２８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
素子部に電圧が印加された電解セルは、電解セルの集合の中央部の放熱が、中央部の周囲に位置する外周部の放熱に比べて少ないため、中央部の温度が上がり易くなり、電解セルの耐久性に影響を与える温度のばらつきが生じ易くなるという問題点がある。
【０００５】
本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、温度のばらつきを低減できる電解モジュール及び電解装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するための第１の態様は、２つの電極を隔離する電解質を含む素子部が配置された電解セルを含み、電解セルが配列され、素子部が電気的に直列に接続された電解モジュールであって、配列された電解セルの集合の外周に位置する外周部と、外周部に囲まれた中央部と、に電解セルを区画したときに、外周部における電解セルに含まれる素子部の面積の平均は、中央部における電解セルに含まれる素子部の面積の平均よりも小さい。
【０００７】
第２の態様は、第１の態様において、外周部における電解セルに含まれる素子部の面積の平均は、中央部における電解セルに含まれる素子部の面積の平均に対して４０％以上である。
【０００８】
第３の態様は、第１又は第２の態様において、外周部における電解セルに含まれる素子部の面積の平均は、中央部における電解セルに含まれる素子部の面積の平均に対して９７％以下である。
【０００９】
第４の態様は、第１から第３の態様のいずれかの電解モジュールと、電極に接続された回路に電流を流す電源と、電源の出力を調整する調整部と、を備え、調整部は、予め定めた温度に設定された電解モジュールにおける吸熱と発熱とがバランスする熱中立点よりも低い電圧に中央部の平均の電圧を設定し、熱中立点よりも高い電圧に外周部の平均の電圧を設定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、配列された電解セルの集合の外周に位置する外周部と、外周部に囲まれた中央部と、に電解セルを区画したときに、外周部における電解セルに含まれる素子部の面積の平均は、中央部における電解セルに含まれる素子部の面積の平均よりも小さい。素子部は直列に接続されているため、外周部と中央部に同じ電流が流れ、中央部における素子部の電流密度を、外周部における素子部の電流密度よりも小さくできる。中央部のジュール熱を外周部のジュール熱よりも少なくできるため、外周部に比べて放熱が少ない中央部の温度上昇を低減し、電解セルの温度のばらつきを低減できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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