[发明专利]电化学式氢泵

说明书

本发明提供一种电化学式氢泵。电化学式氢泵(10)的电化学电池(12)具有第1流路部件(42)和第2流路部件(44)，该第1流路部件(42)具有氢气流路(66)；该第2流路部件(44)具有水路(84)。第1流路部件(42)位于阳极电极(52)与阳极隔板(38)之间。第2流路部件(44)位于阳极电极(52)与第1流路部件(42)之间。第1多孔部件(110)位于第1流路部件(42)与第2流路部件(44)之间。第2多孔部件(114)位于第2流路部件(44)与阳极电极(52)之间。据此，能够有效地抑制电解质膜的干燥。

技术领域

本发明涉及一种电化学式氢泵。

背景技术

例如，在日本发明专利公开公报特开2016-89220号中公开一种将水电解而产生高压的氢的压差式高压水电解装置。压差式高压水电解装置具有电化学电池。电化学电池具有膜电极组件、阳极隔板和阴极隔板。膜电极组件包含电解质膜、配设于电解质膜的一面的阳极电极和配设于电解质膜的另一面的阴极电极。膜电极组件被配置于阳极隔板与阴极隔板之间。

这种电化学电池也被用作电化学式氢泵。在电化学式氢泵中，氢气被供给至阳极电极。氢气中的氢离子(质子)经由电解质膜向阴极电极移动。在该阴极电极中产生高压的氢气。

发明内容

在电化学式氢泵中，为了防止电阻的增大，需要使电解质膜含有一定程度的水分。因此，通过起泡器等加湿装置添加了水分(水蒸气)的氢气通过配管被导入电化学式氢泵。然而，当在配管中流通的氢气中的水分在配管上结露时，会使电解质膜容易干燥。

本发明的目的在于，解决上述的技术问题。

本发明的一方案为一种电化学式氢泵，具有电化学电池，该电化学电池具有包含能够传导氢离子的电解质膜和对所述电解质膜进行夹持的阳极电极及阴极电极的膜电极组件、以及配设于所述膜电极组件的两侧的阳极隔板和阴极隔板，所述电化学式氢泵对供给至所述阳极电极的氢气以电化学方式进行升压，使所述阴极电极产生压力比所述氢气高的氢气，其特征在于，所述电化学电池具有第1流路部件、第2流路部件、第1多孔部件和第2多孔部件，其中，所述第1流路部件具有位于所述阳极电极与所述阳极隔板之间，用于将所述氢气导向所述阳极电极的氢气流路；所述第2流路部件具有位于所述阳极电极与所述第1流路部件之间，用于加湿所述氢气并且冷却所述电解质膜的液态水流通的水路；所述第1多孔部件位于所述第1流路部件与所述第2流路部件之间；所述第2多孔部件位于所述第2流路部件与所述阳极电极之间，所述第1多孔部件允许所述氢气从所述氢气流路向所述水路流通的同时阻止所述液态水的流通，所述第2多孔部件允许所述氢气和水蒸气从所述水路流通的同时阻止所述液态水的流通。

根据本发明，供给至电化学电池的氢气流路的氢气通过第1多孔部件导入水路，被在水路中流通的液态水加湿。加湿后的氢气(含有水蒸气的氢气)通过第2多孔部件被导向阳极电极，从而加湿电解质膜。即，氢气在电化学电池的内部被加湿。因此，能够抑制由于在电化学式氢泵的外侧的配管上的结露(水分不足)导致的电解质膜的干燥。

另外，能够通过水路的液态水冷却在电化学电池运转过程中发热的电解质膜。因此，能够抑制使电解质膜的温度过度变高而该电解质膜干燥的情况。而且，由于电解质膜的温度越高，液态水的温度越上升而使蒸发量(水蒸气量)变多，因此能够有效地抑制电解质膜的干燥。

上述的目的、特征和优点根据参照附图说明的以下的实施方式的说明应容易地理解。

附图说明

图1是本发明的一实施方式所涉及的电化学式氢泵的概略结构图。

图2是从层叠方向观察图1的电化学式氢泵的俯视说明图。

图3是电化学式氢泵的电化学电池的局部省略剖视图。

图4是图3的电化学电池的局部省略立体分解图。

具体实施方式