[发明专利]氢气生成装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括具有光半导体的光电极且通过向该光电极照射太阳光等光而分解水从而生成氢的氢气生成装置。

背景技术

以往，已知有通过对作为光催化剂发挥作用的光半导体材料照射光而分解水，从而获取氢和氧的方法(例如，参照专利文献1)。

另外，也公开有通过对光半导体自身赋予凹凸来增大光吸收面积，提高光的利用效率，从而提高氢气生成效率的装置(例如，参照专利文献2)。

【专利文献】

【专利文献1】日本特开平4-231301号公报

【专利文献2】日本特开2007-45645号公报

发明内容

然而，如专利文献1所示，当使用在导电体的圆筒的外表面设置光半导体(光半导体电极)、在内表面设置异性极，使圆筒内外生成的氢和氧相互分离之类的构造的情况下，当利用太阳光时，必须将这些电极与太阳光垂直配置。该情况下，假设光半导体电极面与太阳光对置，则在光半导体电极面生成的氢或氧从光半导体电极面排出，但在圆筒内部的异性极表面生成的氧或氢覆盖异性极表面而不易排出。因此，这种结构存在水与异性极的接触面积降低、气体的产生效率降低的课题。

该课题并不限于电极部为圆筒状的情况，电极部为平面，将具有光半导体的电极(光电极)和异性极设置在表背两侧而成为一体构造的情况也同样存在上述课题。该情况下，装置以对光电极面照射光的方式设置，在没有照射到光的异性极面产生的气体沿异性极面排出。因此，该结构也存在水与异性极的接触面积降低、气体的产生效率降低的课题。

另外，如专利文献2所示，为了增加光的利用效率而对光半导体自身赋予凹凸时，对照射到光的光电极可预期气体产生效率的提高。然而，当与光电极同样地，将考虑了光的利用效率提高的单纯的凹凸和多孔构造等赋予异性极时，在光电极与异性极设置在表背两侧而成为一体构造的情况下，在异性极的凹部产生的气体蓄积，而存在水与异性极的接触面积降低、气体的产生效率降低的课题。

本发明是为解决上述现有课题而作出的，其目的在于，在对光电极照射光来分解水而生成氢的氢气生成装置中，抑制因产生气体使异性极与水的接触面积降低、并提高氢产生效率。

为了解决上述现有的课题，本发明的氢气生成装置具有：

框体，其内部能够保持液体且至少一部分能够透光；

电解液，其被保持在所述框体的内部且含有水；

光电极，其配置在所述框体的内部，具有与所述电解液相接的第一面，且通过照射透过所述框体的光来分解所述水而产生气体；

导电体，其在所述框体的内部相对于所述光电极配置在与所述第一面相反侧的第二面侧的区域，且具有与所述电解液相接的面，并且该导电体与所述光电极电连接，

在所述导电体的与所述电解液相接的所述面上设有沿产生的所述气体流动的方向延伸的槽部。

发明效果

为了提高光的利用效率，在氢气生成装置中，通常将与光电极的电解液相接的面在与太阳光等光对置的方向设置。本发明的氢气生成装置为如此设置的情况下，作为异性极发挥作用的导电体成为与电解液相接的面朝向下侧的方式配置。在本发明的氢气生成装置的与导电体的电解液相接的面上设有沿产生的气体流动的方向延伸的槽部，因此，该槽部作为气体的引导路径发挥作用。从而，从导电体的与电解液相接的面产生的气体在浮力作用下向槽部集中，沿该槽部向上方移动，因此，与没有设置槽部的结构相比，导电体不易被产生的气体覆盖。由此，抑制导电体与水的接触面积降低的情况，从而能够提高氢产生效率。需要说明的是，在此所提到的上下与液体中的气体在浮力作用下移动的方向、即铅垂方向中的上下相当。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的氢气生成装置的立体图。

图2是从侧面观察本发明的实施方式1的氢气生成装置的情况下的概念图。

图3是表示本发明的实施方式1的氢气生成装置中的导电体的立体图。

图4是表示本发明的实施方式2的氢气生成装置中的导电体的立体图。

图5是表示本发明的实施方式3的氢气生成装置中的导电体的表面形状的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明书本发明的实施方式。需要说明的是，以下的实施方式是例示，本发明并没有限定于以下的实施方式。另外，在以下的实施方式中，同一部件标示同一符号，省略重复的说明。

(实施方式1)