本发明专利技术揭示固体高分子电解槽块及使用该模块的固体高分子电解装置，隔着具有导电性金属板的衬垫（ｓｐａｃｅｒ）层积多个固体高分子电解元件，在形成空气的气流路的同时形成立体的电解反应面。然后将多个固体高分子电解元件串联地电气连接，按照相同极性的面相对的要求层积。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及使用离子导电性固体高分子电解质膜电解气体中的水蒸气，使用生成的电解生成物的特性，引出别的功能加以利用的固体高分子电解模块，涉及模块主体及直流电源系统的小型的、可以做得紧凑的模块的结构。还涉及最大限度发挥该固体高分子电解模块的特性，同时确保固体高分子电解模块的动作的安全的固体高分子电解装置。附图说明图14及图15是表示例如日本专利特开平8-134679号所述的使用氢离子导电性固体高分子电解质膜电解水的固体电解质膜电解装置的总体结构图的纵剖面图及表示分解状态的纵剖面图。在图14及图15中，固体电解质膜电解装置1是由圆盘状的固体电解质膜2与在其两面增添设置的圆盘状多孔馈电体3和4、配设于其外侧的圆盘状的阳极电极板5及阴极电极板6，以及在两电极板5、6外侧增添设置的圆盘状密封垫圈形成的密封构件7构成的圆盘状固体电解质膜单元8多个并设，使其相同电极侧相向的构成的。而且，固体电解质膜2等做成圆盘状，但是也可以将这些构件做成方形。又，在将固体电解质膜单元8并设，使其相同电极侧相向时，在相邻的固体电解质膜单元8之间夹着圆盘状的塑料绝缘衬垫(spacer)9。又在两端的固体电解质膜单元8外侧设置不锈钢制的端板10。又，在固体电解质膜电解装置1配设用于向固体电解质膜单元8阳极侧的多孔质馈电体3提供纯水的纯水供给路径11及取出氧气用的氧气取出路径12。同样配设用于从固体电解质膜单元18阴极侧的多孔质馈电体4取出氢气的氢气取出路径13。又，电极板用外部接线14连接，向馈电体馈送电力。这样构成的固体电解质膜电解装置1首先从纯水供给系统(未图示)通过纯水供给路径11向固体电解质膜单元8阳极侧的多孔质馈电体3提供纯水。然后，所提供的纯水在固体电解质膜单元8阳极侧被电解，发生的反应，产生氧气，从多孔质馈电体3通过氧气取出路径12取出水和氧气，回收氧气。另一方面，在固体电解质膜单元8阴极侧，阳极侧生成的H+通过固体电解质膜2，发生的反应，产生氢气，从多孔质馈电体4通过氢气取出路径13取出氢气并回收之。由上述作用对水进行电解，得到氢气和氧气。又，电解所需要的电力由外部配线14通过电极板5、6向多孔质馈电体3、4提供。这样，已有的固体电解质膜电解装置是通水，将其电解为氧气和氢气的情况下使用的装置，不是以电解空气中所含的水蒸气为目的的装置。本专利技术是提供电解空气中所含的水蒸气，利用所生成的电解生成物的特性引出别的功能加以利用为目的的装置，提供适合于此的机械上牢固、小型、廉价的固体高分子电解模块。又，本专利技术提供最大限度利用该固体高分子电解模块的电解特性，并且使动作维持稳定的固体高分子电解模块。本专利技术的固体高分子电解模块，是将多孔性电极分别热压在氢离子导电性的固体高分子电解质膜的两面上形成的多个固体高分子电解元件隔着以至少一部分为导电连接边的衬垫叠层，使相邻的固体高分子电解元件之间形成空气通路，叠层的上述多个固体高分子电解元件，各固体高分子电解元件的一个多孔性电极通过上述衬垫的导电性连接边电气连接于接近一侧的固体高分子电解元件的一个多孔性电极上，并且各固体高分子电解元件的另一个多孔性电极通过上述衬垫的导电性连接边，在电气上串联连接于接近另一侧的固体高分子电解元件的另一个多孔性电极上，在上述相邻的固体高分子电解元件之间形成的空气通道按照如下要求构成，也就是在将直流电压加在位于叠层的上述多个固体高分子电解元件的一端上的固体高分子电解元件的一个多孔性电极与位于另一端上的固体高分子电解元件的另一个多孔性电极之间时，沿着阳极面流动的空气流与沿着阴极面流动的空气流分开独立形成。本专利技术的固体高分子电解装置，是具备将多孔性电极分别热压在氢离子导电性的固体高分子电解质膜的两面上形成的多个固体高分子电解元件隔着以至少一部分为导电连接边的衬垫叠层，使相邻的固体高分子电解元件之间形成空气通路，叠层的上述多个固体高分子电解元件，各固体高分子电解元件的一个多孔性电极通过上述衬垫的导电性连接边电气连接于接近一侧的固体高分子电解元件的一个多孔性电极上，并且各固体高分子电解元件的另一个多孔性电极通过上述衬垫的导电性连接边，在电气上串联连接于接近另一侧的固体高分子电解元件的另一个多孔性电极上，上述相邻的固体高分子电解元件之间形成的空气通道按照如下要求构成，也就是在将直流电压加在叠层的上述多个固体高分子电解元件的一端上的固体高分子电解元件的一个多孔性电极与另一端上的固体高分子电解元件的另一个多孔性电极之间时，沿着阳极面流动的空气流与沿着阴极面流动的空气流分开独立形成的固体高分子电解模块，以及在所述固体高分子电解元件的一边和另一边的多孔质电极之间在电气上并联连接，如果上述一边和另一边的多孔质电极之间的电压超过设定电压则电流急剧流动的电路结构的旁通电路。图1是表示本专利技术实施形态1的固体高分子电解模块的立体图。图2是表示使用于本专利技术实施形态1的固体高分子电解模块的固体高分子电解元件的立体图。图3是表示本专利技术实施形态1的固体高分子电解模块的分解立体图。图4是表示本专利技术实施形态2的固体高分子电解模块的立体图。图5是表示本专利技术实施形态3的固体高分子电解模块的立体图。图6是表示使用于本专利技术实施形态3的固体高分子电解模块的固体高分子电解元件的立体图。图7是表示本专利技术实施形态3的固体高分子电解模块的分解立体图。图8是表示本专利技术实施形态4的固体高分子电解装置的立体图。图9是表示本专利技术实施形态4的固体高分子电解装置的分解立体图。图10是表示在本专利技术实施形态4的固体高分子电解装置上使用的旁通电路的电路图。图11是表示在本专利技术实施形态4的固体高分子电解装置上使用的旁通电路的电气特性的图。图12表示在本专利技术实施形态4的固体高分子电解装置上使用的固体高分子电解元件的电压-电流特性图。图13是表示本专利技术实施形态5的固体高分子电解装置的分解立体图。图14是表示使用氢离子导电性的固体高分子电解质膜电解水的已有的固体电解质膜电解装置的总体结构的纵剖面图。图15是表示使用氢离子导电性的固体高分子电解质膜电解水的已有的固体电解质膜电解装置的分解状态的纵剖面图。下面根据附图对本专利技术的实施形态加以说明。实施形态1图1是表示本专利技术实施形态1的固体高分子电解模块的立体图。在图1中，固体高分子电解模块50，是固体高分子电解元件51借助于衬势52保持一定间隔多个迭层，迭层方向上的两端被加以压力形成一整体构成的。于是，利用衬垫52形成一定间隔的固体高分子电解元件51间形成作为通气路径的空气流通道53a、53b。又，衬垫52在固体高分子电解元件51的两端互相交错配置，使得流经相邻的空气流通道53a、53b的空气流形成正交流动。该衬垫52是在塑料等制的长方体的绝缘体块52a的表面装上导电性金属板52b制成的，固体高分子电解元件51隔着衬垫52迭层时，上下固体高分子电解元件51间通过导电性金属板52b电气连接。又，衬垫52也可以用碳素棒那样的良导电体制作。图中，57表示直流电源，箭头B、C表示空气流。下面接着参照图2对固体高分子电解元件51的结构加以说明。固体高分子电解元件51是在能有选择地使氢离子(质子)通过的质子导电性的固体高分子电解质膜55的两面上热压一对多孔质电极54a、54b，构成复合膜状。而多孔质电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固体高分子电解模块，其特征在于，将多孔性电极分别热压在氢离子导电性的固体高分子电解质膜的两面上形成的多个固体高分子电解元件隔着至少以一部分为导电连接边的衬垫形成叠层，使邻接的固体高分子电解元件之间形成空气流通道，形成叠层的上述多个固 体高分子电解元件，各固体高分子电解元件的一个多孔性电极通过所述衬垫的导电连接边与邻接一侧的固体高分子电解元件的一个多孔性电极成电气连接，并且各固体高分子电解元件的另一个多孔性电极通过所述衬垫的导电连接边与邻接另一侧的固体高分子电解元件的另一个多孔性电极成电气连接，形成串联电气连接，在所述邻接的固体高分子电解元件之间形成空气通道，使得在向位于叠层的所述多个固体高分子电解元件的一端的固体高分子电解元件的一个多孔性电极与位于另一端上的固体高分子电解元件的另一多孔性电极之间提供直 流电压时，沿着阳极面流动的空气流与沿着阴极面流动的空气流分离开，形成独立的气流。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：森口哲雄，大串哲朗，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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