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公開番号2025137880
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-22
出願番号2025036667
出願日2025-03-07
発明の名称水電解システム
出願人東京瓦斯株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類C25B 9/00 20210101AFI20250912BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】水電解セルスタックの起動時間を短縮することを可能とする水電解システムを得る。
【解決手段】水電解システム10は、水電解により水素と酸素を生成する水電解セルスタック12と、ポンプ22が設けられ、水電解セルスタック12に水を供給する水循環路14と、起動時に水電解セルスタック12に供給する電流を制御し、水循環路14により水電解セルスタック12に供給される水が常温の状態から水電解を開始させる電源装置16と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水電解により水素と酸素を生成する水電解セルスタックと、
ポンプが設けられ、前記水電解セルスタックに水を供給する水供給路と、
起動時に前記水電解セルスタックに供給する電流を制御し、前記水供給路により前記水電解セルスタックに供給される水が常温の状態から水電解を開始させる電源装置と、
を有する水電解システム。
続きを表示（約 500 文字）【請求項２】
水電解により水素と酸素を生成する水電解セルスタックと、
ポンプが設けられ、前記水電解セルスタックに水を供給する水供給路と、
起動時に前記水電解セルスタックに供給する電圧を制御し、前記水供給路により前記水電解セルスタックに供給される水が常温の状態から水電解を開始させる電源装置と、
前記水電解セルスタックに供給される水の温度が所定の温度に上昇したとき、前記電源装置を前記電圧の制御から電流の制御に切り替える切替制御部と、
を有する水電解システム。
【請求項３】
前記水供給路は、前記水電解セルスタックから排出された水を循環させて前記水電解セルスタックに供給する水循環路から成る請求項１又は請求項２に記載の水電解システム。
【請求項４】
前記水循環路には、前記水電解セルスタックから排出された水を気体から分離する水分離器と、新たな水を導入する水導入部とが設けられている請求項３に記載の水電解システム。
【請求項５】
前記電源装置には、所定の電圧上限が設けられている請求項１に記載の水電解システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水電解システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、水を電気分解するための電解槽と、電解槽に直流電力を供給するための整流器と、を含む水素製造装置が開示されている。この水素製造装置用の制御装置は、整流器から電解槽に出力される出力電圧が設定電圧に一致するように、整流器の出力電圧を調節するように構成された電圧制御部と、水素製造装置の起動中の少なくとも一部の期間において、設定電圧を電解槽の定格電圧よりも大きい第１電圧に設定するように構成された電圧設定部とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２４－２４２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の水素製造装置用の制御装置は、水素製造装置の起動中の少なくとも一部の期間において、設定電圧を電解槽の定格電圧よりも大きい第１電圧に設定する。そして、電解槽内の水の温度Ｔが規定温度ＴＣに達したら、制御装置は、水素製造装置の起動が完了したと判定し、水素製造装置による水素の供給を開始する（例えば、特許文献１の図３を参照）。このため、電解槽内の水の温度Ｔが規定温度ＴＣとなるまで待つ必要があり、起動時間を短縮するには、改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、水電解セルスタックの起動時間を短縮することを可能とする水電解システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１態様に記載の水電解システムは、水電解により水素と酸素を生成する水電解セルスタックと、ポンプが設けられ、前記水電解セルスタックに水を供給する水供給路と、起動時に前記水電解セルスタックに供給する電流を制御し、前記水供給路により前記水電解セルスタックに供給される水が常温の状態から水電解を開始させる電源装置と、を有する。
【０００７】
第１態様に記載の水電解システムでは、水供給路に設けられたポンプを駆動することで、水電解セルスタックに水が供給される。電源装置により、起動時に水電解セルスタックに供給する電流を制御することで、水供給路により水電解セルスタックに供給される水が常温の状態から水電解が開始される。水電解セルスタックでは、水電解により水素と酸素が生成される。このため、水供給路により水電解セルスタックに供給される水が常温の状態から水電解が開始されることにより、水電解セルスタックで水素を発生させていない時間を短縮することができる。
【０００８】
第２態様に記載の水電解システムは、水電解により水素と酸素を生成する水電解セルスタックと、ポンプが設けられ、前記水電解セルスタックに水を供給する水供給路と、起動時に前記水電解セルスタックに供給する電圧を制御し、前記水供給路により前記水電解セルスタックに供給される水が常温の状態から水電解を開始させる電源装置と、前記水電解セルスタックに供給される水の温度が所定の温度に上昇したとき、前記電源装置を前記電圧の制御から電流の制御に切り替える切替制御部と、を有する。
【０００９】
第２態様に記載の水電解システムでは、水供給路に設けられたポンプを駆動することで、水電解セルスタックに水が供給される。電源装置により、起動時に水電解セルスタックに供給する電圧を制御することで、水供給路により水電解セルスタックに供給される水が常温の状態から水電解が開始される。水電解セルスタックでは、水電解により水素と酸素が生成される。さらに、切替制御部により、水電解セルスタックに供給される水の温度が所定の温度に上昇したとき、電源装置を電圧の制御から電流の制御に切り替える。電流の制御に切り替えることで、水素の生成量が安定化する。このため、水供給路により水電解セルスタックに供給される水が常温の状態から水電解が開始されることにより、水電解セルスタックで水素を発生させていない時間を短縮することができる。
【００１０】
第３態様に記載の水電解システムは、第１態様又は第２態様に記載の水電解システムにおいて、前記水供給路は、前記水電解セルスタックから排出された水を循環させて前記水電解セルスタックに供給する水循環路から成る。
（【００１１】以降は省略されています）

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