水电解装置和使用了该水电解装置的水电解系统的制作方法

本申请涉及水电解装置和使用了该水电解装置的水电解系统。

背景技术：

1、水电解小室具备膜电极接合体、和被配置于膜电极接合体的两面的1对隔板。膜电极接合体具备固体电解质层、配置于固体电解质层的一个面的氧极催化剂层、以及配置于固体电解质层的另一面的氢极催化剂层。水电解装置通常具备将这样的水电解小室层叠了多个而成的水电解小室组。

2、水电解小室组具备用于供给在水电解中使用的水的水供给岐管、用于供通过水电解而生成的氢流通的氢极侧岐管、以及用于供通过水电解而生成的氧流通的氧极侧岐管。水电解反应如以下那样实施。首先，向水供给岐管供给水，来向各单元的氧极催化剂层供给水。然后，对水电解小室组的两端施加电压，产生水电解反应。由此，在氧极催化剂层中水被分解而生成氧和质子。氧通过氧极侧岐管而被取出。质子透过固体电解质层，在氢极催化剂层中与电子结合而生成氢。氢通过氢极侧岐管而被取出。

3、具备这样的水电解小室组的水电解装置例如被记载于日本特开2001-164391、日本特开2010-189689。日本特开2001-164391公开了具备氧用路径、氢用路径以及两个纯水用路径的水电解装置。另外，在该文献中公开了在任意一个路径中都仅在上侧设置有开口部的方式。

4、日本特开2010-189689公开了具备排出连通孔、氢连通孔以及水供给连通孔的水电解装置。排出连通孔用于排出氧和水，氢连通孔用于使通过反应而生成的氢流动，水供给连通孔用于供给水。这里，由于氢连通孔被设置于向水电解小室组的外部突出的突出部，所以因暴露于外部环境而被冷却，所以氢中所包含的水分会冷凝。冷凝了的水分被存积于在氢连通孔的下部设置的水存积部。与此相对，从在氢连通孔的上部设置的开口取出氢。这样，日本特开2010-189689所记载的氢连通孔具有气液分离功能。

5、对于日本特开2001-164391的水电解装置而言，由于任意一个路径(岐管)都仅在上侧设置有开口部，所以未反应的水滞留于水电解小室组内，容易被向上方向卷起，其结果是，相应的水向水电解装置的下游侧流出，需要设置大的气液分离器。

6、在日本特开2010-189689中记载为：通过使水电解装置的氢连通孔具有气液分离功能，无需在氢极侧配设独立的气液分离器，起到能够实现系统整体的小型化这一效果。然而，日本特开2010-189689的水电解装置由于从排出连通孔排出氧和水，所以需要在其下游设置大的气液分离器。

技术实现思路

1、因此，鉴于上述实际情况，本公开的主要目的在于，提供能够将系统小型化的水电解装置和使用了该水电解装置的水电解系统。

2、本公开作为用于解决上述课题的一个方式而提供一种水电解装置，该水电解装置具备：水电解小室组，具备层叠了多个水电解小室而成的小室层叠体；和排水管，与水电解小室组连接，水电解小室组具备：氢极侧岐管，供通过水电解而生成的氢流通；氧极侧岐管，供通过水电解而生成的氧流通；以及水供给岐管，供水电解所使用的水流通，氢极侧岐管和氧极侧岐管在层叠方向贯通，排水管具备与氢极侧岐管连接的氢极侧排水管、与氧极侧岐管连接的氧极侧排水管、以及将氢极侧排水管与氧极侧排水管连接的连接管，连接管具备对在该连接管中流通的水的流量进行调节的排水阀。

3、在上述水电解装置中，连接管也可以具有倾斜。另外，可以在氧极侧排水管设置有水位计。并且，氢极侧岐管的数量可以为氧极侧岐管的数量的2倍以上。

4、本公开作为用于解决上述课题的一个方式而提供一种水电解系统，该水电解系统具备：上述水电解装置；电源，向水电解装置施加电压；水供给装置，向水电解装置供给水；水供给流路，将水电解装置与水供给装置连接，用于使从水供给装置向水电解装置供给的水流动；水排出流路，与水电解装置连接，用于使从水电解装置排出的水流动；氢罐，存积通过水电解而生成的氢；氢流通流路，将水电解装置与氢罐连接，用于使从水电解装置向氢罐供给的氢流动；以及氧流通流路，与水电解装置连接，用于使通过水电解反应而生成的氧流动。

5、根据本公开的水电解装置，由于氧极侧岐管和氢极侧岐管是贯通孔，并具备气液分离功能，所以能够将配置于氧极侧和氢极侧的气液分离器小型化或者削减。因此，能够将水电解系统整体小型化。

6、根据本公开的水电解系统，由于具备上述水电解装置，所以能够将系统整体小型化。

技术特征：

1.一种水电解装置，其中，

2.根据权利要求1所述的水电解装置，其中，

3.根据权利要求1或2所述的水电解装置，其中，

4.根据权利要求1或2所述的水电解装置，其中，

5.一种水电解系统，其中，所述水电解系统具备：

技术总结本发明涉及水电解装置和使用了该水电解装置的水电解系统，水电解装置具备水电解小室组和排水管，水电解小室组具备供通过水电解而生成的氢流通的氢极侧岐管、供通过水电解而生成的氧流通的氧极侧岐管、以及供水电解所使用的水流通的水供给岐管，氢极侧岐管和氧极侧岐管在层叠方向贯通，排水管具备与氢极侧岐管连接的氢极侧排水管、与氧极侧岐管连接的氧极侧排水管、以及将氢极侧排水管与氧极侧排水管连接的连接管，连接管具备对在该连接管中流通的水的流量进行调节的排水阀。技术研发人员：藤田敬祐受保护的技术使用者：丰田自动车株式会社技术研发日：技术公布日：2024/5/27