有机氢化物生成系统、有机氢化物生成系统的控制装置以及有机氢化物生成系统的控制方法制造方法及图纸

有机氢化物生成系统(1)具备：电解槽(2)；主电力供给部(56)，其向电解槽(2)供给电力；副电力供给部(58)，其以独立于主电力供给部(56)的方式来向电解槽(2)供给电力；探测部(38)，其探测电解槽(2)的电压、或者阳极电极(12)的电位、或者阴极电极(16)的电位；以及控制部(10)，其基于探测部(38)的探测结果，来控制向电解槽(2)的电力供给。在不向电解槽(2)供给来自主电力供给部(56)的电力的有机氢化物生成系统(1)的运转停止期间，当探测到电压或电位变化至规定值时，控制部(10)控制副电力供给部(58)以使其向电解槽(2)供给电力。其向电解槽(2)供给电力。其向电解槽(2)供给电力。

Organic hydride generation system, control device of organic hydride generation system and control method of organic hydride generation system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有机氢化物生成系统、有机氢化物生成系统的控制装置以及有机氢化物生成系统的控制方法


[0001]本专利技术涉及一种有机氢化物生成系统、有机氢化物生成系统控制装置以及有机氢化物生成系统的控制方法。

技术介绍

[0002]以往，已知一种有机氢化物生成装置，该有机氢化物生成装置具备基于水生成质子的阳极、以及将具有不饱和键的有机化合物氢化的阴极(例如，参照专利文献1)。在该有机氢化物生成装置中，一边向阳极供给水并向阴极供给被氢化物，一边向阳极与阴极之间流通电流，由此对被氢化物加成氢来得到有机氢化物。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：国际公开第2012/091128号

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的问题
[0007]近年，作为与通过火力发电得到的能源相比能够抑制生成过程中的二氧化碳排出量的能源，通过风力、太阳光等得到的可再生能源受到关注。对此，进行了在上述的有机氢化物生成装置的电源中利用可再生能源的系统的开发。然而，使用了风力、太阳光的发电装置的输出频繁变动，在无风时输出变为零或根据天气而输出变为零。因而，在将使用了风力、太阳光的发电装置用作有机氢化物生成装置的电源的情况下，装置频繁地重复停止和启动。
[0008]另一方面，在有机氢化物生成装置中，若馈电停止，则电化学电池中产生反向电流，由此电极可能劣化。另外，电极也可能由于两级间的气体的交叉(交叉泄漏)而在馈电停止期间劣化。因此，需要抑制不规则地发生的有机氢化物生成装置的停止导致的电极的劣化。
[0009]然而，利用可再生能源与有机氢化物生成装置的组合来生成有机氢化物的系统中的问题尚未被充分研究。本专利技术的专利技术人们为了实现将可再生能源与有机氢化物生成装置进行组合的现实性的有机氢化物的生成而反复进行了深入研究，其结果，想到了抑制由可再生能源的馈电停止次数多而引起的电极的劣化来进一步提高有机氢化物生成系统的耐久性的技术。
[0010]本专利技术是鉴于这样的状况而完成的，其目的之一在于提供一种提高有机氢化物生成系统的耐久性的技术。
[0011]用于解决问题的方案
[0012]本专利技术的某个方式是一种有机氢化物生成系统。该系统具备：电解槽，其具有用于将水氧化来生成质子的阳极电极、用于利用质子将被氢化物氢化来生成有机氢化物的阴极
电极、收容阳极电极的阳极室、收容阴极电极的阴极室、以及分隔阳极室与阴极室的隔膜；主电力供给部，其向电解槽供给电力；副电力供给部，其以独立于主电力供给部的方式向电解槽供给电力；探测部，其探测阳极电极与阴极电极之间的电压、或者阳极电极的电位、或者阴极电极的电位；以及控制部，其基于探测部的探测结果，来控制向电解槽的电力供给。在不向电解槽供给来自主电力供给部的电力的、有机氢化物生成系统的运转停止期间，当探测到电压下降至规定电压、或者阳极电位变化至规定电位E
AN1
、或者阴极电极的电位变化至规定电位E
CA1
时，控制部控制副电力供给部以使其向电解槽供给电力。
[0013]本专利技术的其它方式是一种有机氢化物生成系统的控制装置。该控制装置是具备电解槽、并且从主电力供给部和以独立于主电力供给部的方式供给电力的副电力供给部向电解槽供给电力的有机氢化物生成系统的控制装置，其中，该电解槽具有用于将水氧化来生成质子的阳极电极、用于利用质子将被氢化物氢化来生成有机氢化物的阴极电极、收容阳极电极的阳极室、收容阴极电极的阴极室、以及分隔阳极室与阴极室的隔膜。在不向电解槽供给来自主电力供给部的电力的、有机氢化物生成系统的运转停止期间，当探测到阳极电极与阴极电极之间的电压下降至规定电压、或者阳极电极的电位变化至规定电位E
AN1
、或者阴极电极的电位变化至规定电位E
CA1
时，控制装置控制副电力供给部以使其向电解槽供给电力。
[0014]本专利技术的其它方式是一种有机氢化物生成系统的控制方法。该控制方法是具备电解槽、并且从主电力供给部和以独立于主电力供给部的方式供给电力的副电力供给部向电解槽供给电力的有机氢化物生成系统的控制方法，其中，该电解槽具有用于将水氧化来生成质子的阳极电极、用于利用质子将被氢化物氢化来生成有机氢化物的阴极电极、收容阳极电极的阳极室、收容阴极电极的阴极室、以及分隔阳极室与阴极室的隔膜。控制方法包括以下步骤：探测阳极电极与阴极电极之间的电压、或者阳极电极的电位、或者阴极电极的电位；以及在不向电解槽供给来自主电力供给部的电力的、有机氢化物生成系统的运转停止期间，当探测到电压下降至规定电压、或者阳极电位变化至规定电位E
AN1
、或者阴极电极的电位变化至规定电位E
CA1
时，控制副电力供给部以使其向电解槽供给电力。
[0015]以上的构成要素的任意组合、以及将本公开的表现在方法、装置、系统等之间变换所得到的方式作为本公开的方式也是有效的。
[0016]专利技术的效果
[0017]根据本专利技术，能够提高有机氢化物生成系统的耐久性。
附图说明
[0018]图1是实施方式所涉及的有机氢化物生成系统的示意图。
[0019]图2是有机氢化物生成系统所执行的控制的流程图。
[0020]图3是示出通过电位循环试验得到的各电极的电位变化的图。
[0021]图4是示出各电极的电量与电位之间的关系的图。
具体实施方式
[0022]下面，基于优选的实施方式，参照附图来对本专利技术进行说明。实施方式是例示性的而不限定专利技术，实施方式中记述的全部特征或其组合未必是专利技术的本质性的内容。对各附
图所示的相同或等同的构成要素、构件、处理标注相同的符号，并适当地省略重复的说明。另外，各图所示的各部的比例尺、形状是为了易于说明而简便地设定的，在不特别提及的情况下，不作限定性的解释。另外，在本说明书或权利要求中使用“第一”、“第二”等用语的情况下，该用语不表示任何顺序、重要度，而是用于将某结构与其它结构进行区分。另外，在各附图中省略对于说明实施方式而言不重要的构件的一部分来进行显示。
[0023]图1是实施方式所涉及的有机氢化物生成系统的示意图。有机氢化物生成系统1具备电解槽2、电源4、第一流通机构6、第二流通机构8、控制部10、探测部38、主电力供给部56以及副电力供给部58。
[0024]电解槽2是利用电化学还原反应来将被氢化物氢化从而生成有机氢化物的电解池，其中该被氢化物是有机氢化物的脱氢物。电解槽2具有阳极电极12、阳极室14、阴极电极16、阴极室18以及隔膜20。
[0025]阳极电极12(阳极)将水氧化来生成质子。阳极电极12具有催化剂层12a和气体扩散层12b。催化剂层12a例如含有铱(Ir)、铂(Pt)作为催化剂。此外，催化剂层12a也可以含有其它金属、金属化合物。催化剂层12a被配置为与隔膜20的一个主表面相接。气体扩散层12b由导电性的多孔质体等构成。作为构成气体扩散层12b的材料，能够使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种有机氢化物生成系统，具备：电解槽，其具有用于将水氧化来生成质子的阳极电极、用于利用所述质子将被氢化物氢化来生成有机氢化物的阴极电极、收容所述阳极电极的阳极室、收容所述阴极电极的阴极室、以及分隔所述阳极室与所述阴极室的隔膜；主电力供给部，其向所述电解槽供给电力；副电力供给部，其以独立于所述主电力供给部的方式来向所述电解槽供给电力；探测部，其探测所述阳极电极与所述阴极电极之间的电压、或者所述阳极电极的电位、或者所述阴极电极的电位；以及控制部，其基于所述探测部的探测结果，来控制向所述电解槽的电力供给，其中，在不向所述电解槽供给来自所述主电力供给部的电力的、有机氢化物生成系统的运转停止期间，当探测到所述电压下降至规定电压、或者所述阳极电极的电位变化至规定电位E
AN1
、或者所述阴极电极的电位变化至规定电位E
CA1
时，所述控制部控制所述副电力供给部以使其向所述电解槽供给电力。2.根据权利要求1所述的有机氢化物生成系统，其中，在将所述阳极电极所具有的电荷量设为Q
AN electrode、将所述阴极电极所具有的电荷量设为Q
CA electrode、将所述阳极室中存在的氧所具有的正电荷量的绝对值设为Q
AN O2、将所述阴极室中存在的氢所具有的负电荷量的绝对值设为Q
CA H2时，所述电解槽被决定为在运转停止期间采取Q
CA electrode+Q
CA
H2大于Q
AN
electrode+Q
AN O2的第一状态或Q
AN electrode+Q
AN O2大于Q
CA electrode+Q
CA
H2的第二状态。3.根据权利要求2所述的有机氢化物生成系统，其中，在所述电解槽在所述运转停止期间处于所述第一状态的情况下，基于所述阳极电极所包含的催化剂发生伴有相变或价态变化的还原反应时的氧化还原电位E
AN
，来决定所述规定电压，在所述电解槽在所述运转停止期间处于所述第二状态的情况下，基于所述阴极电极所包含的催化剂发生伴有相变或价态变化的氧化反应时的氧化还原电位E
CA
，来决定所述规定电压。4.根据权利要求2或3所述的有机氢化物生成系统，其中，在所述电解槽在所述运转停止期间处于所述第一状态的情况下，基于所述阳极电极所包含的催化剂发生伴有相变或价态变化的还原反应时的氧化还原电位E
AN
与利用质子将被氢化物氢化来生成有机氢化物的反应的氧化还原电位之差，来决定所述规定电压，在所述电解槽在所述运转停止期间处于所述第二状态的情况下，基于将水氧化来生成质子的反应的氧化还原电位与所述阴极电极所包含的催化剂发生伴有相变或价态变化的氧化反应时的氧化还原电位E
CA
之差，来决定所述规定电压。5.根据权利要求1或2所述的有机氢化物生成系统，其中，基于将水氧化来生成质子的反应的氧化还原电位与所述阴极电极所包含的催化剂发生伴有相变或价态变化的氧化反应时的氧化还原电位E
CA
之差、以及所述阳极电极所包含的催化剂发生伴有相变或价态变化的还原反应时的氧化还原电位E
AN
与利用质子将被氢化物氢化来生成有机氢化物的反应的氧化还原电位之差中的较大的一方的差，来决定所述规定
电压。6.根据权利要求2所述的有机氢化物生成系统，其中，在所述探测部探测电位的情况下，在所述电解槽在所述运转停止期间处于第一状态的情况下，所述探测部探测所述阳极电极的电位，在所述电解槽在所述运转停止期间处于第二状态的情况下，所述探测部探测所述阴极电极的电位，在所述探测部的探测对象是所述阳极电极的情况下，基于所述阳极电极所包含的催化剂发生伴有相变或价态变化的还原反应时的氧化还原电位E
AN
来决定所述规定电位E
AN1
，在所述探...

【专利技术属性】
技术研发人员：永塚智三，三须义竜，松冈孝司，佐藤康司，
申请(专利权)人：引能仕株式会社，
类型：发明
国别省市：