[發明專利]減氧裝置以及冰箱

有效

• 申請號: 201310551701.X
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103882469B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: 田村淳;赤坂芳浩;深澤大志;八木亮介;吉永典裕
• 申請（專利權）人: 東芝生活電器株式會社
• 主分類號: C25B9/00
• 分類號: C25B9/00;C25B1/00;F25D23/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 張斯盾

相關申請的引用

本申請以日本專利申請的特愿2012－246192（申請日：2012年11月8日）為基礎，享受該申請的優先權。本申請通過參照該申請而包括該申請的全部內容。

技術領域

本發明的實施方式涉及用于減少氧濃度的減氧裝置以及具備該裝置的冰箱。

背景技術

為了提高食品等的保存性，提出了通過使用電解質膜的電氣化學的反應，進行降低保存空間（減氧空間）的氧濃度的減氧裝置。

該裝置具備將具有質子（proton）傳導性的高分子電解質膜用陽極（anode）和陰極（cathode）夾著的減氧單元（cell）。該單元使陰極面向食品等的保存空間而被配設。減氧裝置在可向陽極供給水（液體）的狀態下，向該陽極和陰極之間施加電壓而運轉。由此，在陽極中，水被電氣分解，且在陰極進行水的生成反應，因此，伴隨著水的生成反應，保存空間的氧濃度降低。

在減氧單元的陰極引起的氧的減少是通過氧的還原反應的結果生成水來進行的（下面，在本說明書中稱為“減氧反應”）。該反應在陰極所具有的陰極催化劑層進展。

在減氧裝置中，存在產生水停滯在陰極的現象（陰極水淹（cathode?flooding）現象）的情況。該現象在除因減氧反應而在陰極生成的水（液體）外，還向陰極多余地供給水的情況下，容易表面化。

即、在包括具有質子傳導性的電解質膜的減氧單元的運轉中，幾個分子程度的水分子與因在被供給了水（液體）的陽極的水的電氣分解作用而生成的質子（H⁺）一起，從陽極向陰極移動。據此，在陰極過剩的水沒有從陰極被圓滑地排出，而是滯留在陰極。

因為伴隨著陰極水淹現象的產生，滯留的水將陰極催化劑層的細孔堵塞，所以，妨礙氧向陰極催化劑層的供給。若成為這樣的事態，則減氧反應所要求的電壓增加且過大，由此，減氧裝置的性能低下。

存在向陽極供給的水（液體）含有金屬離子（ion）等雜質離子的情況。在減氧裝置在被供給這樣的水的條件下運轉的情況下，雜質離子積蓄在高分子電解質膜。若該積蓄進展，則電解質膜的質子（H^＋）的傳導性低下。其結果為，因為減氧單元的電阻增加，所以，存在減氧反應所需要的電壓增加且過大的情況，由此，減氧裝置的性能低下。

在減氧裝置的運轉中，該高分子電解質膜成為因從陽極向陰極移動的水分子而被溶脹的狀態。與此同時，在減氧裝置的運轉中，減氧單元處于因與該反應相伴的發熱而溫度上升的狀態。為此，伴隨著減氧裝置的運轉停止，電解質膜因減氧單元的余熱而被干燥。另一方面，在每次打開保存空間時，該空間的氧濃度變得與大氣中的氧濃度相同。與此相伴，在每次關閉被打開的保存空間時，減氧裝置運轉，使保存空間成為作為目標的低的氧濃度。

據此，減氧裝置的電解質膜反復進行溶脹和干燥，伴隨著這樣的溶脹和干燥，電解質膜的尺寸變化。存在以此為原因，在減氧單元的電解質膜和陽極的接合面引起剝離，減氧裝置的耐久性低下的可能性。

發明內容

實施方式提供一種可以抑制以陰極水淹（cathode?flooding）現象以及雜質離子為原因的性能低下，且可以抑制以陽極和電解質膜的剝離為原因的耐久性的低下的減氧裝置以及冰箱。

為了解決前述課題，實施方式的減氧裝置具備減氧單元、電極接合體和陰極集電層。減氧單元具備含有將被供給的水蒸氣氧化的催化劑的陽極、具有含有將氧還原的催化劑的陰極催化劑層的陰極以及由這些陰極和陽極夾著的電解質膜。電解質膜具有質子傳導性。將電極接合體配設成將陽極夾在與電解質膜之間。電極接合體具備陽極集電層以及被供給水的氣化層。將氣化層配置在陽極集電層的兩面中的至少一面。氣化層使被供給的水成為水蒸氣，向陽極供給。特征在于，將陰極集電層配設成將陰極夾在與電解質膜之間。

根據上述結構的減氧裝置，能夠抑制多余的水分子從陽極向陰極移動。據此，抑制在減氧運轉中，成為電解質膜被水分子溶脹的狀態。

本發明第一方面的減氧裝置，其特征在于，具備減氧單元、電極接合體和陰極集電層，其特征在于，

所述減氧單元具備：含有將被供給的水蒸氣氧化的催化劑的陽極、具有含有將氧還原的催化劑的陰極催化劑層的陰極以及由這些陰極和陽極夾著的電解質膜，并且前述電解質膜具有質子傳導性，

所述電極接合體具備陽極集電層以及被配置在該陽極集電層的兩面中的至少一面的氣化層，在與前述電解質膜之間，夾著前述陽極被配設，且通過前述氣化層使供給到前述氣化層的水成為水蒸氣，向前述陽極供給，