压缩装置制造方法及图纸

压缩装置具备电解质膜、设置在电解质膜的一个主面上的阳极、设置在电解质膜的另一个主面上的阴极、设置在阳极上的阳极隔板、设置在阴极上的阴极隔板、以及对阳极与阴极之间施加电压的电压施加器，通过电压施加器施加电压，使从被供给到阳极的含氢气体中取出的质子经由电解质膜移动到阴极，生成压缩氢气，阳极隔板在与阳极相反侧的主面设有供冷却流体流动的第1流路。的第1流路。的第1流路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压缩装置


[0001]本公开涉及压缩装置。

技术介绍

[0002]近年来，由于地球变暖等环境问题、石油资源枯竭等能源问题，作为代替化石燃料的清洁的替代能源，氢受到关注。氢即使燃烧也基本上只生成水，不会排出成为全球变暖的原因的二氧化碳，并且也几乎不会排出氮氧化物等，因此作为清洁能源而备受期待。另外，作为将氢作为燃料高效率地利用的装置有燃料电池，在面向汽车用电源、面向家庭用自家发电方面正在进行开发和普及。
[0003]例如，作为燃料电池车的燃料而使用的氢，一般以压缩到几十MPa的高压状态储藏在车内的氢罐中。而且，这样的高压的氢一般通过机械式的压缩装置压缩低压(常压)的氢而得到。
[0004]但是，在即将到来的氢社会中，除了制造氢之外，还要求开发能够高密度地储藏氢、以小容量且低成本地输送或利用氢的技术。特别是为了促进燃料电池的普及，需要完善氢供给基础设施，为了稳定地供给氢，提出了制造、精制、高密度储存高纯度的氢的各种方案。
[0005]因此，例如在专利文献1中，提出了一种电化学式氢泵，其通过在夹着电解质膜配置的阳极和阴极之间施加所希望的电压，进行含氢气体中的氢的精制和升压。另外，将阴极、电解质膜和阳极的层叠体称为膜
‑
电极接合体(以下称为MEA：Membrane ElectrodeAssembly)。此时，被供给到阳极的含氢气体中也可以混入杂质。例如，含氢气体可以是来自炼铁厂等的副生成的氢气，也可以是对城市煤气进行了改性(重整)的改性气体。
[0006]另外，例如在专利文献2中，提出了一种压差式水电解装置，其使用MEA对水电解中产生的低压的氢进行升压。
[0007]在先技术文献
[0008]专利文献1：日本特开2015
‑
117139号公报
[0009]专利文献2：日本特许第6129809号公报

技术实现思路

[0010]专利技术要解决的课题
[0011]作为一个例子，本公开的课题是提供一种压缩装置，其能够比以往更适当地配置用于将压缩单元维持在合适温度的冷却流体所流动的流路。
[0012]用于解决课题的手段
[0013]为解决上述课题，本公开的一个技术方案(aspect)涉及的压缩装置，具备：电解质膜；设置在所述电解质膜的一个主面上的阳极；设置在所述电解质膜的另一个主面上的阴极；设置在所述阳极上的阳极隔板；设置在所述阴极上的阴极隔板；以及对所述阳极与所述
阴极之间施加电压的电压施加器，所述压缩装置通过所述电压施加器施加电压，使从被供给到阳极的含氢气体中取出的质子经由电解质膜移动到阴极，生成压缩氢气，所述阳极隔板在与所述阳极相反侧的主面设有供冷却流体流动的第1流路。
[0014]专利技术的效果
[0015]本公开的一个技术方案涉及的压缩装置能够发挥如下效果：能够比以往更适当地配置用于将压缩单元维持在合适温度的冷却流体所流动的流路。
附图说明
[0016]图1是表示实施方式的电化学式氢泵的一个例子的立体图。
[0017]图2是表示图1的双极板和氢泵单元的一个例子的图。
[0018]图3是表示图2的双极板的分解立体图的图。
[0019]图4是从上方观察图2的双极板的图。
[0020]图5是表示在实施方式的第1实施例中的电化学式氢泵的阳极隔板上设置的冷却流体流路的一个例子的图。
[0021]图6是表示在实施方式的第2实施例中的电化学式氢泵的阳极隔板上设置的冷却流体流路的一个例子的图。
[0022]图7是表示在实施方式的第3实施例中的电化学式氢泵的阳极隔板上设置的冷却流体流路的一个例子的图。
[0023]图8是表示在实施方式的变形例中的电化学式氢泵的阴极隔板上设置的连通路的一个例子的图。
具体实施方式
[0024]在基于固体高分子电解质膜(以下称为电解质膜)的电化学式的压缩装置中，使从被供给到阳极的阳极流体中取出的质子(H
+
)经由电解质膜向阴极移动，在阴极生成高压(例如几十MPa左右)的压缩氢气(H2)。此时，通常压缩装置的单元(cell；压缩单元)中的电解质膜在预定的温度条件和加湿条件下，质子传导率提高，压缩单元的氢压缩工作的效率提高。因此，多在压缩单元内设置用于将压缩单元的温度维持在适当温度的冷却流体所流动的流路。
[0025]但是，在以上的压缩单元中，由于阴极内的压缩氢气成为高压，所以在压缩单元内设置供冷却流体流动的流路时，需要研究构成压缩单元的各部件的耐压设计以及部件的成本等。
[0026]即、本公开的第一技术方案涉及的压缩装置，具备：电解质膜；设置在电解质膜的一个主面上的阳极；设置在电解质膜的另一个主面上的阴极；设置在阳极上的阳极隔板；设置在阴极上的阴极隔板；以及对阳极与阴极之间施加电压的电压施加器，压缩装置通过电压施加器施加电压，使从被供给到阳极的含氢气体中取出的质子经由电解质膜移动到阴极，生成压缩氢气，阳极隔板在与阳极相反侧的主面设有供冷却流体流动的第1流路。
[0027]根据该结构，本技术方案涉及的压缩装置能够比以往更适当地配置用于将压缩单元维持在适当温度的冷却流体所流动的第1流路。
[0028]具体而言，本技术方案涉及的压缩装置通过在阳极隔板的与阳极相反侧的主面设
置供冷却流体流动的第1流路，从而不需要配置设有第1流路的专用的板。因此，本技术方案涉及的压缩装置与配置这种专用的板的情况相比，能够降低装置成本。
[0029]另外，假设在阴极隔板的与阴极相反侧的主面设置上述第1流路的情况下，需要在阴极隔板上设置第1流路用的凹部，但在设置了该凹部的区域中，阴极隔板的厚度变薄。另一方面，由于阴极隔板的阴极侧的主面暴露于高压的压缩氢气，所以需要提高阴极隔板的上述区域的刚性。例如，通过加厚阴极隔板整体的厚度能够提高上述区域的刚性，但这会导致装置的大型化和成本上升。
[0030]与此相对，阳极隔板的阳极侧的主面仅暴露于低压的阳极流体。由此，本技术方案涉及的压缩装置通过在阳极隔板的与阳极相反侧的主面设置上述的第1流路，能够减轻以上的不良情况。
[0031]本专利技术的第2技术方案涉及的压缩装置，是第1技术方案涉及的压缩装置的基础上可以设为：阳极隔板设有供包含压缩氢气的阴极气体流动的第1歧管、和在与阳极相反侧的主面上将阴极气体引导至第1歧管的第1连通路。
[0032]根据该结构，本技术方案涉及的压缩装置能够通过阳极隔板的第1连通路，从阴极隔板上的阴极向阳极隔板的第1歧管适当地供给高压的阴极气体。
[0033]本公开的第3技术方案涉及的压缩装置，在第1技术方案涉及的压缩装置的基础上可以设为：所述阴极隔板设有供包含压缩氢气的阴极气体流动的第2歧管、和在与所述阴极侧相反侧的主面上将阴极气体引导至所述第2歧管的第2连通路。
[0034]根据该结构，本技术方案涉及的压缩装置能够通过阴极隔板的第2连通路，从阴极隔板上的阴极向阴极隔板的第2歧管适本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种压缩装置，具备：电解质膜；设置在所述电解质膜的一个主面上的阳极；设置在所述电解质膜的另一个主面上的阴极；设置在所述阳极上的阳极隔板；设置在所述阴极上的阴极隔板；以及对所述阳极与所述阴极之间施加电压的电压施加器，所述压缩装置通过所述电压施加器施加电压，使从被供给到阳极的含氢气体中取出的质子经由电解质膜移动到阴极，生成压缩氢气，所述阳极隔板在与所述阳极相反侧的主面设有供冷却流体流动的第1流路。2.根据权利要求1所述的压缩装置，所述阳极隔板设有：供包含压缩氢气的阴极气体流动的第1歧管；和在与所述阳极相反侧的主面上将阴极气体引导至所述第1歧管的第1连通路。3.根据权利要求1所述的压缩装置，所述阴极隔板设有：供包含压缩氢气的阴极气体流动的第2歧管；和在与所述阴极侧相反侧的主面上将阴极气体引导至所述第2歧管的第2连通路。4.根据权利要求2所述的压缩装置，所述第1流路构成为包围所述第1连通路的一部分，所述一部分包含所述第1连通路的上游端。5.根据权利要求3所述的压缩装置，所述第1流...

【专利技术属性】
技术研发人员：酒井修，喜多洋三，嘉久和孝，中植贵之，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：