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公開番号2025164457
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2024068450
出願日2024-04-19
発明の名称水電解システム、及び水電解システムの運転方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C25B 9/13 20210101AFI20251023BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】電解電圧をさらに下げることが可能な水電解システム、及び水電解システムの運転方法を提供する。
【解決手段】水電解システムは、アルカリ水溶液を電解液として用いた水電解システムであって、電解液が供給されるセルスタックと、電解液が貯留されている貯留部と、貯留部とセルスタックとを接続する環状流路と、環状流路上に設けられたポンプ部と、環状流路上に設けられて、電解液中に含まれるスケールを除去することが可能なスケール除去部と、前記電解液中に飽和濃度以下で溶解しているスケール成分を除去することが可能なスケール成分除去部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アルカリ水溶液を電解液として用いた水電解システムであって、
前記電解液が供給されるセルスタックと、
前記電解液が貯留されている貯留部と、
該貯留部と前記セルスタックとを接続する環状流路と、
該環状流路上に設けられたポンプ部と、
前記環状流路上に設けられて、前記電解液中に含まれるスケールを除去することが可能なスケール除去部と、
前記電解液中に飽和濃度以下で溶解しているスケール成分を除去することが可能なスケール成分除去部と、
を備える水電解システム。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
前記スケール成分除去部は、
キレート樹脂が充填された第一除去部、陽イオン交換樹脂が充填された第二除去部、及び陰イオン交換樹脂が充填された第三除去部の少なくとも１つを有する請求項１に記載の水電解システム。
【請求項３】
前記スケール除去部の上流側に設けられ、前記電解液中の懸濁物を除去することが可能なフィルター部をさらに備える請求項１に記載の水電解システム。
【請求項４】
前記スケール成分除去部は、イミノジ酢酸、アミノリン酸、Ｉ型４級アンモニウムの少なくとも１つを官能基とする樹脂材料を含む請求項１から３のいずれか一項に記載の水電解システム。
【請求項５】
前記スケール除去部は、電解液中に析出したスケールを除去可能なメッシュフィルターを備える前記請求項１又は２に記載の水電解システム。
【請求項６】
アニオン交換膜型電解セルを有する請求項１又は２に記載の水電解システム。
【請求項７】
請求項１から３のいずれか一項に記載の水電解システムの運転方法であって、
前記環状流路内で前記電解液を循環させるステップと、
前記循環させるステップの後に、前記セルスタックに電圧を印加するステップと、
を含む水電解システムの運転方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、水電解システム、及び水電解システムの運転方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
水溶液を電気分解して、水素を得る水電解システムの実用化が進められている。この種の装置は、複数の電解セルからなるセルスタックと、水溶液を供給するタンクと、電解セルに電圧を印加するための電源部と、を主に備えている。電解セル中にはイオン交換膜、及び電極が配置されており、電極間に電圧が印加されると水溶液の電気分解が行われ、最終的に水素を得ることができる。
【０００３】
ところで、水電解システムでは、水への溶解度を高める目的で水酸化カリウム水溶液が用いられる場合がある。この場合、水酸化カリウム水溶液の製造時に生じる不純物として、微量のスケール成分（電解液中に飽和濃度以下で溶解しているもの）が含まれており、スケールとして水溶液中に析出することがある。他方で、下記特許文献１には、オゾン水生成装置において、陰極水に含まれるイオンをイオン交換膜で除去する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－１５５２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水電解システムでは、セル内部に堆積したスケールやイオン交換膜に蓄積されたスケール成分により、膜抵抗が増大し、電解電圧が上昇してしまうという問題が今回確認された。しかしながら、当該システムの領域では、スケールやスケール成分を除去するための有効な措置が提唱されていないという現状がある。
【０００６】
本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、電解電圧をさらに下げることが可能な水電解システム、及び水電解システムの運転方法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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示に係る水電解システムは、アルカリ水溶液を電解液として用いた水電解システムであって、前記電解液が供給されるセルスタックと、前記電解液が貯留されている貯留部と、該貯留部と前記セルスタックとを接続する環状流路と、該環状流路上に設けられたポンプ部と、前記環状流路上に設けられて、前記電解液中に含まれるスケールを除去することが可能なスケール除去部と、前記電解液中に飽和濃度以下で溶解しているスケール成分を除去することが可能なスケール成分除去部と、を備える。
【０００８】
本開示に係る水電解システムの運転方法は、上記の水電解システムの運転方法であって、前記環状流路内で前記電解液を循環させるステップと、前記循環させるステップの後に、前記セルスタックに電圧を印加するステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、電解電圧をさらに下げることが可能な水電解システム、及び水電解システムの運転方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の実施形態に係る水電解システムの構成を示す模式図である。
本開示の実施形態に係る水電解システムの運転方法を示すフローチャートである。
本開示の水電解システムにおける経過時間と電解電圧の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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