阳极侧分隔体以及水电解装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及阳极侧分隔体以及水电解装置。阳极侧分隔体是用于水电解装置的阳极侧分隔体，其特征在于，包括：由钛或不锈钢构成的金属基材、和设置于上述金属基材的表面的包含氧化铟锡(ITO)的导电性氧化膜。铟锡(ITO)的导电性氧化膜。铟锡(ITO)的导电性氧化膜。

【技术实现步骤摘要】
阳极侧分隔体以及水电解装置


[0001]本专利技术涉及用于水电解装置的阳极侧分隔体及具备该阳极侧分隔体的水电解装置。

技术介绍

[0002]近年来，作为将原料的水等电解而制造氢气的水电解装置，采用了将水电解用池(water electrolys i s cel l)以规定的组进行了排列的水电解装置，该水电解用池将水等电解、并且使用固体高分子电解质膜等固体电解质膜。水电解用池例如为如下单元：在固体高分子电解质膜的一个面和另一个面分别设置阳极催化剂层和阴极催化剂层，在阳极催化剂层层叠阳极供电体和阳极侧分隔体，在阴极催化剂层层叠阴极供电体和阴极侧分隔体。
[0003]水电解装置中使用的阳极侧分隔体承担作为划分用于将原料的水等供给到阳极催化剂层的表面的通路、并且用于将在水电解中生成的氢气和氧气分开的分隔板的功能，同时承担作为将电传递到阳极催化剂层的通电体的功能。因此，要求阳极侧分隔体的导电性优异。另外，从强度等观点出发，阳极侧分隔体大多使用金属基材，由于金属基材容易产生腐蚀，因此在采用金属基材的情况下，有时耐腐蚀性成为问题。为了应对该问题，采用在金属基材的表面设置有导电性及耐腐蚀性优异的导电性层的阳极侧分隔体。
[0004]作为这样的阳极侧分隔体，例如已知有日本特开2018
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127707所记载的阳极分隔体。该阳极分隔体使用具备由钛及钛合金中的至少一者构成的金属基材、和直接层叠在该金属基材上的由Au构成的贵金属层(导电性层)的钛构件。在制作该钛构件的情况下，在金属基材的表面通过镀敷形成由Au构成的贵金属层。而且，为了确保对金属基材的表面的镀层的密合性，进行使金属基材的表面粗糙化的处理。由此，该阳极分隔体具有能够在水电解装置中的电解用池(水电解用池)等中利用的高导电性以及高耐久性，同时形成了贵金属层的金属基材的表面的算术平均粗糙度Ra被设定在特定范围，其结果能够提高金属基材与贵金属层的密合性以及被覆率。
[0005]另一方面，作为虽然是构成用于水电解的阳极的构件，但与阳极侧分隔体不同的构件，例如已知有日本特开2013
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231208中记载的构成气泡产生装置的阳极的构件。构成该阳极的构件具备由铝、铝合金、铂、金等金属构成的电极基材、和设置在电极基材的表面并形成纳米结构体的导电性氧化膜。

技术实现思路

[0006]日本特开2018
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127707所记载的阳极分隔体在金属基材的表面设有由Au构成的贵金属层，因此耐腐蚀性优异，另一方面材料成本变得非常高，因此难以在实际产品的水电解装置中运用。因此，作为如上所述的在金属基材的表面设置有导电性层的阳极侧分隔体，如日本特开2013
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231208所记载的构件那样，研究了使用在由铝等金属构成的金属基材的表面设置有导电性氧化膜的分隔体。然而，在水电解装置中，在对原料的水等进行电解的情况
下，通常例如向水电解用池施加1.8V左右的高电压，阳极侧分隔体暴露于高电压环境下。在这样的状况下，使用在由铝等金属构成的金属基材的表面设置有导电性氧化膜的阳极侧分隔体的情况下，其耐腐蚀性成为问题。
[0007]本专利技术是鉴于这样的方面而完成的，其目的在于提供一种用于水电解装置的阳极侧分隔体以及具备该阳极侧分隔体的水电解装置，其为能够提高耐腐蚀性并且降低材料成本的阳极侧分隔体和水电解装置。
[0008]为了解决上述课题，本专利技术的阳极侧分隔体是用于水电解装置的阳极侧分隔体，其特征在于，包括：由钛或不锈钢构成的金属基材；和设置于所述金属基材的表面的包含氧化铟锡(ITO)的导电性氧化膜。
[0009]另外，本专利技术的水电解装置的特征在于，包括所述阳极侧分隔体。
[0010]根据本专利技术，能够提高耐腐蚀性并且降低材料成本。
附图说明
[0011]下面将参考附图描述本专利技术的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的要素，并且其中：
[0012]图1是概略地示出作为具备第一实施方式涉及的阳极侧分隔体的第一实施方式涉及的水电解装置的构成单元的水电解用池的构成的分解剖视图；
[0013]图2是图1的X部分的放大图，是概略地示出第一实施方式涉及的阳极侧分隔体的主要部分的剖视图；
[0014]图3A是耐腐蚀性试验前的试验样品的照片；
[0015]图3B是耐腐蚀性试验1后的试验样品的照片；
[0016]图3C是耐腐蚀性试验2后的试验样品的照片；
[0017]图3D为耐腐蚀性试验3后的试验样品的照片；
[0018]图3E为耐腐蚀性试验4后的试验样品的照片；
[0019]图4是实施例中阳极侧分隔体的制作中使用的由纯钛构成的平板形状的金属基材的一个主面的光学显微镜照片；
[0020]图5A是实施例中阳极侧分隔体的制作中使用的由纯钛构成的平板形状的金属基材的一个主面的1个部位的粗糙度曲线；
[0021]图5B是实施例中阳极侧分隔体的制作中使用的由纯钛构成的平板形状的金属基材的一个主面的与图5A不同的1个部位的粗糙度曲线。
具体实施方式
[0022]以下对本专利技术的阳极侧分隔体以及水电解装置涉及的实施方式进行说明。
[0023]首先，关于实施方式所涉及的阳极侧分隔体以及水电解装置的概要，以第一实施方式所涉及的阳极侧分隔体以及水电解装置为例进行说明。图1是概略地示出作为具备第一实施方式涉及的阳极侧分隔体的第一实施方式涉及的水电解装置的构成单元的水电解用池的构成的分解剖视图。图2是图1的X部分的放大图，是概略地示出第一实施方式涉及的阳极侧分隔体的主要部分的剖视图。
[0024]如图1所示，第一实施方式涉及的水电解装置100通过层叠多组水电解用池20而构
成。水电解用池20是具备膜电极接合体10、夹持膜电极接合体10的第一实施方式涉及的阳极侧分隔体12以及阴极侧分隔体14的固体高分子型水电解用池。
[0025]膜电极接合体10具备：固体高分子电解质膜2、分别设置于固体高分子电解质膜2的一个主面2a及另一个主面2c的阳极催化剂层4a及阴极催化剂层4c、层叠于阳极催化剂层4a的主面4aa的阳极供电体6a、及层叠于阴极催化剂层4c的主面4cc的阴极供电体6c。而且，阳极侧分隔体12层叠于阳极供电体6a的主面6aa，阴极侧分隔体14层叠于阴极供电体6c的主面6cc。
[0026]如图1及图2所示，阳极侧分隔体12具备：由纯钛构成的金属基材8、和设置于金属基材8的表面8s的整个面的包含氧化铟锡(ITO)的导电性氧化膜9。在阳极侧分隔体12中，在金属基材8中的面对固体高分子电解质膜2的主面8a侧设置了流体通路用的沟槽8g，从而设置有流体通路12p，另外，设置有与流体通路12p连通的供水口12f以及排水口12d。阴极侧分隔体14具备由铝构成的金属基材16。在阴极侧分隔体14中，在金属基材16中的面对固体高分子电解质膜2的主面16a侧设置了流体通路用的沟槽16g，从而设置有流体通路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于水电解装置的阳极侧分隔体，其包括：由钛或不锈钢构成的金属基材；和设置在所述金属基材的表面的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉村常治，田中展望，小暮智也，坂本瑞树，平野雅挥，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：