水分解装置制造方法及图纸

本发明专利技术的课题在于提供一种电解电压低且气体的分离性优异的水分解装置。本发明专利技术的水分解装置从阳极及阴极产生气体，该水分解装置具有：槽，用于装满电解水溶液；上述阳极及上述阴极，配置在上述槽内；及高分子膜，为了将装满于上述槽内的上述电解水溶液以上述阳极侧和上述阴极侧进行划分而配置在上述阳极与上述阴极之间且能够使离子透过，上述阳极及上述阴极均与上述高分子膜隔开规定距离而设置，上述高分子膜的含水率为40％以上。

Water decomposing unit

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水分解装置
本专利技术涉及一种水分解装置。
技术介绍
以往已知一种利用电或光的能量而分解水等液体来制造气体的技术。尤其，从减少二氧化碳排放及能量的清洁化的观点考虑，利用太阳能并通过光催化剂而分解水来制造氢及氧的技术备受关注。作为这种制造氢及氧的水分解装置，在专利文献1中公开了一种水分解反应装置，其具有浸渍在电解质水溶液中的光催化剂电极及对电极，且电解质水溶液通过隔膜(离子交换膜)而被分为光催化剂电极侧和对电极侧(0023段、图9)。以往技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-144804号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题近年来，要求制造更有效的气体，具体而言，要求能够降低分解水时的电解电压，并且从阳极产生的气体与从阴极产生的气体的分类性优异的水分解装置。本专利技术人等对使用如专利文献1所记载的装置实施了水的分解的结果，发现电解电压变高，或者气体的分离性不够充分。因此，本专利技术的课题在于提供一种电解电压低，且气体的分离性优异的水分解装置。用于解决技术课题的手段本专利技术人等对上述课题进行深入研究的结果，发现如下并完成了本专利技术，即若将含水率为规定值以上的高分子膜配置于阳极与阴极之间，则电解电压低且气体的分离性优异。即，本专利技术人等发现通过以下构成能够解决上述课题。[1]一种水分解装置，其从阳极及阴极产生气体，该水分解装置具有：槽，用于装满电解水溶液；上述阳极及上述阴极，配置在上述槽内；及高分子膜，为了将装满于上述槽内的上述电解水溶液以上述阳极侧和上述阴极侧进行划分而配置在上述阳极与上述阴极之间且能够使离子透过，上述阳极及上述阴极均与上述高分子膜隔开规定距离而设置，上述高分子膜的含水率为40％以上。[2]根据[1]所述的水分解装置，其中，上述水分解装置为对上述阳极及上述阴极照射光而从上述阳极及上述阴极产生气体的装置。[3]根据[1]或[2]所述的水分解装置，其中，上述高分子膜的含水率为60％以上。[4]根据[1]至[3]中任一项所述的水分解装置，其中，上述高分子膜通过使用含有成为上述高分子膜的主成分的来源的成分和除了成为上述主成分的来源的成分以外的单体及聚合物中的至少一种的高分子膜形成用组合物而得到，上述单体及上述聚合物的含量的合计相对于上述高分子膜形成用组合物的总质量为15质量％以下。[5]根据[1]至[4]中任一项所述的水分解装置，其中，上述高分子膜由支承体支承。[6]根据[1]至[5]中任一项所述的水分解装置，其中，相对于上述阳极或上述阴极与上述电解水溶液接触的部分的面积，上述高分子膜与上述电解水溶液接触的部分的面积的比例为0.5以上。[7]根据[1]至[6]中任一项所述的水分解装置，其中，上述高分子膜是无孔的。[8]根据[1]至[7]中任一项所述的水分解装置，其中，上述高分子膜的主成分的聚合物具有亲水性基团。[9]根据[1]至[8]中任一项所述的水分解装置，其中，上述水分解装置为对上述阳极及阴极照射光而从上述阳极及上述阴极产生气体的装置，上述阳极、上述高分子膜及上述阴极沿照射的上述光的行进方向串联配置，上述高分子膜在沿上述光的行进方向串联的方向上的透光率在波长300～800nm的范围内为80％以上。[10]根据[9]所述的水分解装置，其中，上述阳极与上述阴极的上述光的吸收端波长不同，并且上述阴极的上述光的吸收端波长比上述阳极的上述光的吸收端波长长。[11]根据[1]至[10]中任一项所述的水分解装置，其中，上述阳极及上述阴极中的至少一个具有光催化剂层，上述光催化剂层含有选自包括BiVO4、Ta3N5、BaTaO2N及CIGS化合物半导体的组中的至少一种材料。[12]根据[1]至[11]中任一项所述的水分解装置，其中，从上述阳极产生的气体为氧，且从上述阴极产生的气体为氢。专利技术效果如以下所示，根据本专利技术能够提供一种电解电压低且气体的分离性优异的水分解装置。附图说明图1为示意性地表示本专利技术的装置的一实施方式即装置1的侧视图。图2为示意性地表示本专利技术的装置的一实施方式即装置100的侧视图。图3为示意性地表示本专利技术的装置的一实施方式即装置200的侧视图。图4为示意性地表示本专利技术的装置的一实施方式即装置300的电极结构的侧视图。图5为示意性地表示本专利技术的装置的一实施方式的装置400的电极结构的侧视图。具体实施方式以下，对本专利技术的装置进行说明。另外，本专利技术中用“～”表示的数值范围表示将记载于“～”的前后的数值作为下限值及上限值而包含的范围。并且，本专利技术中，(甲基)丙烯酸是指丙烯酸及甲基丙烯酸这两者，且(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯这两者。本专利技术的装置为从阳极及阴极产生气体的水分解装置(以下，还称为“装置”)，该水分解装置具有：槽，用于装满电解水溶液；上述阳极及上述阴极，配置在上述槽内；及高分子膜，为了将装满于上述槽内的上述电解水溶液以上述阳极侧和上述阴极侧进行划分而配置在上述阳极与上述阴极之间且能够使离子透过，上述阳极及上述阴极均与上述高分子膜隔开规定距离(预先设定的距离)而设置，上述高分子膜的含水率为40％以上。本专利技术的装置的电解电压低且气体的分离性也优异。其理由的详细内容虽不明确，但推测大致基于如下理由。含水率高的高分子膜对水的亲和性高，因此不易阻碍电解液中所含有的离子透过。其结果，推测离子交换速度得以提高，且分解水时的装置的电解电压变低。并且，含水率高的高分子膜为所谓的凝胶状态，因此几乎不具有如使从各电极产生并溶入到电解液中的气体(气泡)通过的尺寸的孔。因此，推测从各电极产生的气体彼此不易混合而气体的分离性得以提高。以下，关于本专利技术的装置，参考图面对每一实施方式进行详细说明。[第1实施方式]图1为示意性地表示本专利技术的装置的一实施方式即装置1的侧视图，本说明书中还将图1所示的装置1称为第1实施方式。装置1为通过光L的照射而从阳极10及阴极20产生气体的装置。具体而言，当后述电解液S以水为主成分时，通过光L而水分解而从阳极10产生氧，且从阴极20产生氢。如图1所示，装置1具有装满有电解液S的槽40、配置在槽40内的阳极10及阴极20及位于阳极10与阴极20之间且配置在槽40内的高分子膜30。阳极10、高分子膜30及阴极20沿光L的行进方向依次串联配置。＜槽＞如图1所示，槽40的一表面的至少一部分由透明部件46构成，以能够向槽40内照射光L。槽40内通过高分子膜30而被划分为位于透明部件46侧且配置有阳极10的阳极室42和位于与透明部件46对置的表面侧且配置有阴极20的阴极室44。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水分解装置，其从阳极及阴极产生气体，该水分解装置具有：/n槽，用于装满电解水溶液；/n所述阳极及所述阴极，配置在所述槽内；及/n高分子膜，为了将装满于所述槽内的所述电解水溶液以所述阳极侧和所述阴极侧进行划分而配置在所述阳极与所述阴极之间且能够使离子透过，/n所述阳极及所述阴极均与所述高分子膜隔开规定距离而设置，/n所述高分子膜的含水率为40％以上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171017 JP 2017-2011821.一种水分解装置，其从阳极及阴极产生气体，该水分解装置具有：
槽，用于装满电解水溶液；
所述阳极及所述阴极，配置在所述槽内；及
高分子膜，为了将装满于所述槽内的所述电解水溶液以所述阳极侧和所述阴极侧进行划分而配置在所述阳极与所述阴极之间且能够使离子透过，
所述阳极及所述阴极均与所述高分子膜隔开规定距离而设置，
所述高分子膜的含水率为40％以上。


2.根据权利要求1所述的水分解装置，其中，
所述水分解装置为对所述阳极及所述阴极照射光而从所述阳极及所述阴极产生气体的装置。


3.根据权利要求1或2所述的水分解装置，其中，
所述高分子膜的含水率为60％以上。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的水分解装置，其中，
所述高分子膜通过使用高分子膜形成用组合物而得到，所述高分子膜形成用组合物含有成为所述高分子膜的主成分的来源的成分、和除了成为所述主成分的来源的成分以外的单体及聚合物中的至少一种，
所述单体及所述聚合物的含量的合计相对于所述高分子膜形成用组合物的总质量为15质量％以下。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的水分解装置，其中，
所述高分子膜由支承体支承。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的水分解装置，其中，
相...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林宏之，西见大成，长手弘，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，人工光合成化学工艺技术研究组合，
类型：发明
国别省市：日本;JP