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公開番号2025082320
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-29
出願番号2023195548
出願日2023-11-17
発明の名称セルの使用方法、電解システム及びスタック
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 1/042 20210101AFI20250522BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】セルの抵抗損失の増加を低減できるセルの使用方法、電解システム及びスタックを提供する。
【解決手段】電解システムは、燃料極と、空気極と、燃料極と空気極とを隔離する電解質と、を含む固体電解質形のセルと、燃料極と空気極との間に電圧を印加する電源と、セルを加熱するヒータと、燃料極に水蒸気を含む燃料ガスを供給する供給装置と、ヒータ、電源および供給装置のうち少なくとも1つを制御する制御装置と、を備え、制御装置は、燃料ガスに含まれる水蒸気のうち電気分解に使われた水蒸気の利用率が60%以上となるようにヒータ、電源および供給装置のうち少なくとも1つを制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料極と、空気極と、前記燃料極と前記空気極とを隔離する電解質と、を含む固体電解質形のセルの前記燃料極に、水蒸気を含む燃料ガスを供給して電気分解を行うセルの使用方法であって、
前記燃料ガスに含まれる水蒸気のうち電気分解に使われた水蒸気の利用率を６０％以上にするセルの使用方法。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記利用率は８０％以上である請求項１記載のセルの使用方法。
【請求項３】
燃料極と、空気極と、前記燃料極と前記空気極とを隔離する電解質と、を含む固体電解質形のセルと、
前記燃料極と前記空気極との間に電圧を印加する電源と、
前記セルを加熱するヒータと、
前記燃料極に水蒸気を含む燃料ガスを供給する供給装置と、
前記ヒータ、前記電源および前記供給装置のうち少なくとも１つを制御する制御装置と、を備える電解システムであって、
前記制御装置は、前記燃料ガスに含まれる水蒸気のうち電気分解に使われた水蒸気の利用率が６０％以上となるように前記電源、前記ヒータおよび前記供給装置のうち少なくとも１つを制御する電解システム。
【請求項４】
前記利用率は８０％以上である請求項３記載の電解システム。
【請求項５】
燃料極と、空気極と、前記燃料極と前記空気極とを隔離する電解質と、を含む固体電解質形のセルを複数積層したスタックであって、
電気分解のときに前記燃料極に供給される燃料ガスに含まれる水蒸気の利用率が６０％以上となるように使用されるスタック。
【請求項６】
前記利用率は８０％以上である請求項５記載のスタック。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は固体電解質形のセルの使用方法、電解システム及びスタックに関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
固体酸化物形のセルの燃料極に水蒸気を含む燃料ガスを供給して電気分解を行い、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は知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－７３４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先行技術では電気分解によってセルの抵抗損失が経時的に増加する傾向がある。セルの抵抗損失の増加はセルに供給する電力の増加につながり、エネルギーキャリアの合成効率の低下の原因となるため、セルの抵抗損失の増加を低減する技術が要求される。
【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、セルの抵抗損失の増加を低減できるセルの使用方法、電解システム及びスタック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、燃料極と、空気極と、燃料極と空気極とを隔離する電解質と、を含む固体電解質形のセルの燃料極に、水蒸気を含む燃料ガスを供給して電気分解を行うセルの使用方法であって、燃料ガスに含まれる水蒸気のうち電気分解に使われた水蒸気の利用率を６０％以上にする。
【０００７】
第２の態様は、第１の態様において、利用率は８０％以上である。
【０００８】
第３の態様は、燃料極と、空気極と、燃料極と空気極とを隔離する電解質と、を含む固体電解質形のセルと、燃料極と空気極との間に電圧を印加する電源と、セルを加熱するヒータと、燃料極に水蒸気を含む燃料ガスを供給する供給装置と、ヒータ、電源および供給装置のうち少なくとも１つを制御する制御装置と、を備える電解システムであって、制御装置は、燃料ガスに含まれる水蒸気のうち電気分解に使われた水蒸気の利用率が６０％以上となるようにヒータ、電源および供給装置のうち少なくとも１つを制御する。
【０００９】
第４の態様は、第３の態様において、利用率は８０％以上である。
【００１０】
第５の態様は、燃料極と、空気極と、燃料極と空気極とを隔離する電解質と、を含む固体電解質形のセルを複数積層したスタックであって、電気分解のときに燃料極に供給される燃料ガスに含まれる水蒸気の利用率が６０％以上となるように使用される。
（【００１１】以降は省略されています）

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