[发明专利]电化学式氢升压系统

说明书

本发明提供一种电化学式氢升压系统，可使电化学式氢升压装置高效率地运转。电化学式氢升压系统具有：氢气升压部，通过对设于质子交换膜的两面的阳极及阴极间施加电流而将氢升压；以及供给管路，将从氢供给源排出的氢引导至氢气升压部。氢气升压部具有供未反应的氢排出的排出口。电化学式氢升压系统还包括：膜电阻计及电压计，获取与质子交换膜的湿润状态有关的信息；第四开闭部及第五开闭部，限制排出口的氢的排出；以及控制装置，控制第四开闭部及第五开闭部。控制装置至少基于质子交换膜的湿润状态来控制第四开闭部及第五开闭部。

技术领域

本发明涉及一种电化学式氢升压系统。

背景技术

一般而言，在搭载于燃料电池车辆等的燃料电池的发电反应中，使用氢气作为燃料气体。氢气可利用包括水电解装置的氢制造系统来制造。氢制造系统通过水电解装置将水电分解，在水电解装置的阴极(cathode)产生氢气。

关于所生成的氢气，从降低运输成本或容易对燃料电池进行供给等观点来看，较理想为高密度地储存。作为将氢气升压的装置，有电化学式氢升压装置(例如参照专利文献1)。电化学式氢升压装置包括电解质膜、设于电解质膜的两面的阳电极及阴电极、以及调整在阳电极及阴电极之间流动的电流量的电流调整器，通过利用电流调整器在阳电极及阴电极间流动电流，从而将供给于阳电极侧的氢升压并供给于阴电极侧，将经升压的氢排出。

此外，电化学式氢升压装置中，为了确保电解质膜的良好质子传导性以实现能量效率的提高，要求电解质膜处于湿润状态。专利文献1所记载的氢供给系统中设有露点调整器，此露点调整器对从阳电极侧排出的含氢气体及从外部供给的含氢气体混合而成的混合气体的露点进行调整。由此，可减少电解质膜的质子传导性降低的可能性、及因混合气体中的水蒸气凝缩而由凝缩水导致气体流路产生堵塞的可能性。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2019-099915号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

但是，所述现有技术中，无法控制可能因电化学式氢升压装置内的氢气流动的分布而产生的、电解质膜的湿润状态的分布。因此，在抑制电解质膜的湿润状态产生分布，使电化学式氢升压装置高效率地运转等方面，现有技术有改善的余地。

因此，本发明提供一种电化学式氢升压系统，可使电化学式氢升压装置高效率地运转。

[解决问题的技术手段]

本发明的电化学式氢升压系统(例如实施方式的电化学式氢升压系统1)包括：氢供给源(例如实施方式的氢供给源5)；单位电池(例如实施方式的单位电池81)，由电解质膜(例如实施方式的质子交换膜82)、以及设于所述电解质膜的两面的阳极(例如实施方式的阳极83)及阴极(例如实施方式的阴极84)所形成；电化学式氢升压装置(例如实施方式的氢气升压部7)，通过对所述阳极及所述阴极间施加电流而将氢升压；以及供给管路(例如实施方式的供给管路10、10A)，将从所述氢供给源排出的氢引导至所述电化学式氢升压装置，并且所述电化学式氢升压装置具有：流入口(例如实施方式的流入口94)，供从所述氢供给源供给的氢流入；以及排出口(例如实施方式的低压侧排出口95)，供流入至所述流入口的氢中的未反应的氢排出，所述电化学式氢升压系统还包括：电源(例如实施方式的电源80)，供给施加于所述阳极及所述阴极间的电流；获取部(例如实施方式的膜电阻计101、电压计103)，获取与所述电解质膜的湿润状态有关的信息；限制部(例如实施方式的第四开闭部42、第三减压部44、第五开闭部47)，限制所述排出口的氢的排出；以及控制装置(例如实施方式的控制装置9)，控制所述限制部，所述控制装置至少基于所述湿润状态来控制所述限制部。