[发明专利]电化学单元

说明书

本公开的电化学单元，具备：包含氧化物离子传导体的第一电解质层；包含质子传导体的第二电解质层；位于所述第一电解质层与所述第二电解质层之间、与所述第一电解质层的第一主面和所述第二电解质层的第一主面相接、并且具有流入气体的结构的第一电极；设置在所述第一电解质层的第二主面上、产生氧的第二电极；以及设置在所述第二电解质层的第二主面上、产生氢的第三电极。

技术领域

本公开涉及电化学单元。

背景技术

作为利用电解来制造氢的方法之一，已知使用固体氧化物型电化学单元(SOEC：Solid Oxide Electrolysis Cell)的高温水蒸气电解。高温水蒸气电解通过使用热能作为电解反应所需的能量，能够达成高转换效率。作为固体氧化物型电化学单元的电解质，使用氧化钇稳定化氧化锆等氧化物离子传导体。

高温水蒸气电解中，向氢极供给水蒸气，水蒸气分解为氢和氧化物离子。氧化物离子在电解质层中传导而到达氧极，在氧极变化为氧。包含所生成的氢和剩余的水蒸气的混合气体从氢极排出。

考虑到氢的用途，期望提高所生成的氢的纯度。专利文献1中记载了一种电力存储系统，其构成为使氢和水蒸气的混合气体通过冷凝器而除去水，然后将氢压缩并存储于氢存储罐。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2010-176939号公报

专利文献2：日本特开2007-77464号公报

发明内容

发明要解决的课题

上述以往的系统，在由水蒸气电解而得到的含氢的混合气体中，为了通过提高所生成的氢的纯度或者将所生成的氢转换为氢化合物而进行氢分离，需要附加新的装置。因此，以往的技术构成中具有系统变得复杂之类的课题。

本公开提供一种无需复杂的系统就能够进行水蒸气电解和氢分离这两者的电化学单元。

用于解决课题的手段

本公开提供一种电化学单元，其具备第一电解质层、第二电解质层、第一电极、第二电极和第三电极，

所述第一电解质层包含氧化物离子传导体，

所述第二电解质层包含质子传导体，

所述第一电极位于所述第一电解质层与所述第二电解质层之间，与所述第一电解质层的第一主面和所述第二电解质层的第一主面相接，并且具有流入气体的结构，

所述第二电极设置在所述第一电解质层的第二主面上，产生氧，

所述第三电极设置在所述第二电解质层的第二主面上，产生氢。

发明的效果

本公开提供一种无需复杂的系统就能够进行水蒸气电解和氢分离这两者的电化学单元。

附图说明

图1示出本公开的实施方式1涉及的电化学单元的包含一部分截面的立体图。

图2示出图1所示的电化学单元的I-I线截面图。

图3示出表示本公开的实施方式1涉及的电化学单元中的电化学反应的一例的示意图。

图4示出表示本公开的实施方式1涉及的电化学单元的变形例中的电化学反应的一例的示意图。

图5示出表示本公开的实施方式2涉及的电化学单元的截面的一例的示意图。

图6示出表示本公开的实施方式3涉及的电化学单元的截面的一例的示意图。

图7示出表示本公开的实施方式4涉及的电化学单元的截面的一例的示意图。