[发明专利]高压水电解装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对水进行电分解而在阳极侧产生氧，同时在阴极侧产生压力高于上述氧的氢的高压水电解装置。

背景技术

例如，作为用于使燃料电池发电的燃料气体，使用氢气。通常，在制造氢气时采用水电解装置。该水电解装置为了对水进行电分解而产生氢(及氧)，使用固体高分子电解质膜。在固体高分子电解质膜的两面设置电极催化剂层，形成电解质膜电极构造体，同时，在所述电解质膜电极构造体的两侧分别配设供电体，得到一体单元。

因此，在将多个单元层叠的状态下，对层叠方向两端施与电压，同时向阳极供电体供给水。因此，在电解质膜电极构造体的阳极侧，水被分解而生成氢离子(质子)，该氢离子透过固体高分子电解质膜向阴极侧移动，与电子结合，从而制造氢。另一方面，在阳极侧，与氢一同生成的氧伴随剩余的水从单元排出。

在该水电解装置中，有时采用在阴极侧生成比在阳极侧生成的氧更高压力(例如数十MPa)的氢的高压水电解装置。例如图11所示，日本特开2006-070322号公报所公开的高压氢制造装置具备：固体高分子膜1；在固体高分子膜1两侧相对向设置的阴极供电体2a及阳极供电体2b；层叠于各供电体2a、2b的隔板3a、3b；以及设于各隔板3a、3b且上述各供电体2a、2b露出的流体通路4a、4b。

固体高分子膜1、各供电体2a、2b、各隔板3a、3b隔着层叠于上述隔板3a、3b的绝缘部件5a、5b被端板6a、6b夹持。

在设于阴极侧的隔板3a的流体通路4a内配设有将阴极供电体2a向固体高分子膜1侧施力的钛制盘式弹簧7。在盘式弹簧7和固体高分子膜1之间夹装有钛制冲孔板(punching plate)8。由此，在阴极侧成为高压时，固体高分子膜1和阴极供电体2a的接触阻力也不会增大。

但是，在上述的高压氢制造装置中，在生成高压氢的阴极侧层叠有分别由不同的部件构成的盘式弹簧7、冲孔板8及阴极供电体2a。

此时，电子按照隔板3a、盘式弹簧7、冲孔板8及阴极供电体2a的顺序流动，在固体高分子膜1的催化剂表面发生氢的生成反应。

这样，盘式弹簧7构成导电通路，但该盘式弹簧7和隔板3a的接触面积及上述盘式弹簧7和冲孔板8的接触面积可能相当小。由此，容易受到隔板3a和盘式弹簧7的接触面的变化、例如氧化带来的对接触阻力的影响，并且上述盘式弹簧7容易因通电而发生老化。

发明内容

本发明为解决这种问题，其目的在于，提供一种高压水电解装置，能够有效地扩大构成导电通路的零件彼此之间的接触面积，且不受接触面的变化影响而可以设定稳定的导电通路。

本发明提供一种高压水电解装置，其具备：固体高分子电解质膜；在所述固体高分子电解质膜的两侧设置的电解用的阳极供电体及阴极供电体；与所述阳极供电体相对配置，被供给水，并且对所述水进行电分解而产生氧的阳极隔板；与所述阴极供电体相对配置，对所述水进行电分解而产生压力比所述氧高的氢的阴极隔板；层叠于所述阴极供电体的板部件；配置于所述板部件和所述阴极隔板之间，沿层叠方向施与负荷的弹性部件。

该高压水电解装置具备导电部件，其从阴极隔板和弹性部件之间一体夹装到板部件和阴极供电体之间，并具有从所述阴极隔板电连接到所述阴极供电体的导电通路。

另外，在本发明的高压水电解装置中，具备导电部件，其从阴极隔板和固体高分子电解质膜之间一体夹装到设于所述固体高分子电解质膜的电极催化剂层和阴极供电体之间，并具有从所述阴极隔板电连接到所述电极催化剂层的导电通路。

根据本发明，具备导电部件，并且所述导电部件具有从阴极隔板直接电连接到阴极供电体或电极催化剂层的导电通路。因此，在构成导电通路的零件间，接触面积增加导电部件的厚度量，难以受到接触面的变质等带来的影响。由此，难以受接触面的变化影响，能够抑制弹性部件的劣化，并且能够可靠地设置稳定的导电通路。

根据与附注的附图协同的如下的最佳的实施方式例的说明，将更明了上述的目的、特征及优点。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的高压水电解装置的立体说明图；

图2是上述高压水电解装置的局部剖断侧视图；

图3是构成上述高压水电解装置的单电池的分解立体说明图；

图4是上述单电池的、图3中IV-IV线剖面图；

图5是构成上述高压水电解装置的导电部件的立体说明图；

图6是上述导电部件的接触状态的说明图；

图7是构成本发明第二实施方式的高压水电解装置的单电池的剖面说明图；