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公開番号2025076543
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-16
出願番号2023188098
出願日2023-11-02
発明の名称電解セル及び電解装置
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 9/75 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】端部の温度を低減できる電解セル及び電解装置を提供する。
【解決手段】電解セルは、通気性を有する支持体と、2つの電極を隔離する電解質を含む素子部と、を備え、素子部が支持体に3つ以上並んで配置され、複数の素子部が電気的に直列に接続され、素子部の数を三等分して、中央部と、素子部が並ぶ方向の中央部の両側に位置する2つの端部と、に素子部を区画したときに、2つの端部における素子部の面積の平均は、中央部における素子部の面積の平均よりも大きい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
通気性を有する支持体と、
２つの電極を隔離する電解質を含む素子部と、を備え、
前記素子部が前記支持体に３つ以上並んで配置され、複数の前記素子部が電気的に直列に接続された電解セルであって、
前記素子部の数を三等分して、中央部と、前記素子部が並ぶ方向の前記中央部の両側に位置する２つの端部と、に前記素子部を区画したときに、前記２つの端部における前記素子部の面積の平均は、前記中央部における前記素子部の面積の平均よりも大きい電解セル。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記中央部における前記素子部の面積の平均は、前記２つの端部におけ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記載の電解セル。
【請求項３】
前記中央部における前記素子部の面積の平均は、前記２つの端部におけ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記載の電解セル。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の電解セルと、
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セ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高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低い電圧に前記端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】
通気性を有する支持体と、２つの電極を隔離する電解質を含む素子部と、を備え、素子部が支持体に並んで配置された電解セルは、電解セルの２つの端部がマニホールドにそれぞれ取り付けられる（特許文献１）。電解セルは、片方のマニホールドから支持体を経て素子部に到達した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。
【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】
電解セルの端部とマニホールドとの間から燃料ガスの漏洩を防ぐシール材の、熱による劣化の低減のため、電解セルの２つの端部の温度を低減する技術が要求されている。
【０００５】
本発明はこの要求に応えるためになされたものであり、端部の温度を低減できる電解セ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、通気性を有する支持体と、２つの電極を隔離する電解質を含む素子部と、を備え、素子部が支持体に３つ以上並んで配置され、複数の素子部が電気的に直列に接続された電解セルであって、素子部の数を三等分して、中央部と、素子部が並ぶ方向の中央部の両側に位置する２つの端部と、に素子部を区画したときに、２つの端部における素子部の面積の平均は、中央部における素子部の面積の平均よりも大きい。
【０００７】
第２の態様は、第１の態様において、中央部における素子部の面積の平均は、２つの端部におけ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、中央部における素子部の面積の平均は、２つの端部における素子部の面積の平均に対して９７％以下である。
【０００９】
第４の態様は電解装置であって、第１の態様から第３の態様のいずれかの電解セルと、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セ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高い電圧に中央部の平均の電圧を設定し、熱中立点よりも低い電圧に端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、電解セルに含まれる素子部の数を三等分して、中央部と、中央部の積層方向の両側に位置する２つの端部と、に素子部を区画したときに、端部における素子部の面積の平均は、中央部における素子部の面積の平均よりも大きい。素子部は直列に接続されているため、端部と中央部に同じ電流が流れ、端部における素子部の電流密度を、中央部における素子部の電流密度よりも小さくできる。端部のジュール熱を中央部のジュール熱よりも少なくできるため、端部の温度を低減できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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