[發明專利]電化學反應裝置

在審

• 申請號: 201710820977.1
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN108624896A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 小野昭彥;御子柴智;工藤由紀;山際正和;田村淳;菅野義經;北川良太;堤榮史;元茂朝日;塚越隆行
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: C25B1/00
• 分類號: C25B1/00;C25B3/04;C25B9/10;C25B11/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳建全

本發明提供一種使反應效率提高的電化學反應裝置。電化學反應裝置具備：陽極，該陽極用于對水進行氧化而生成氧；電解液流路，該電解液流路面向陽極，是為了供含有水的電解液流動而設置的；陰極，該陰極具備：多孔導電層，該多孔導電層具有第1表面和第2表面；和還原催化劑層，該還原催化劑層具有與第1表面接觸的第3表面且含有用于對二氧化碳進行還原而生成碳化合物的還原催化劑；隔板，該隔板使陽極和陰極分離；電源，該電源與陽極和陰極電連接；和流路板，該流路板具備：第4表面，該第4表面與第2表面接觸；和流路，該流路是為了供二氧化碳流動而設置的且面向第2表面，其中，第2表面與流路的重疊部的面積相對于第2表面的面積之比為0.5～0.85。

關聯申請的引用

本申請以日本專利申請2017-054566(申請日：3/21/2017)為基礎，從該申請享有優先權。本申請通過參照該申請而包含該申請的全部內容。

技術領域

實施方式的發明涉及電化學反應裝置。

背景技術

近年來，出于能量問題和環境問題這兩者的觀點考慮，不僅將太陽能等可再生能轉換成電能來加以利用，而且非常期望將其儲藏且轉換成可搬運的狀態。針對該期望，如植物的光合作用那樣使用太陽能而生成化學物質的人造光合作用技術的研究開發正在進行。利用該技術，即可能將再生能量作為可儲藏的燃料進行儲藏，另外，通過生成作為工業原料的化學物質，又可期待產生價值。

作為使用太陽能等可再生能來生成化學物質的裝置，已知有一種電化學反應裝置，該電化學反應裝置具備：陰極，其對來自例如發電所、垃圾處理所的二氧化碳(CO₂)進行還原；和陽極，其對水(H₂O)進行氧化。在陰極，對例如二氧化碳進行還原而生成一氧化碳(CO)等碳化合物。據認為，在將這樣的電化學反應裝置通過電池形態(也稱為電解電池)來實現的情況下，通過與例如Polymer Electric Fuel Cell(聚合物電燃料電池：PEFC)等燃料電池類似的形態來實現是有效的。然而，在該情況下，有時會產生與PEFC所具有的問題類似的問題。

發明內容

實施方式的發明要解決的課題在于使電化學反應裝置的反應效率提高。

實施方式的電化學反應裝置具備：陽極，其用于對水進行氧化而生成氧；電解液流路，其面向陽極，是為了供含有水的電解液流動而設置的；陰極，其具備：多孔導電層，該多孔導電層具有第1表面和第2表面；和還原催化劑層，該還原催化劑層具有與第1表面接觸的第3表面且含有用于對二氧化碳進行還原而生成碳化合物的還原催化劑；隔板，其使陽極和陰極分離；電源，其與陽極和陰極電連接；流路板，其具備：第4表面，該第4表面與第2表面接觸；和流路，該流路是為了供二氧化碳流動而設置的且面向第2表面，第2表面與流路的重疊部的面積相對于第2表面的面積之比為0.5～0.85。

附圖說明

圖1是表示電化學反應裝置的結構例的示意圖。

圖2是表示電化學反應裝置的另一結構例的示意圖。

圖3是表示流路板的一部分的結構例的俯視示意圖。

圖4是表示流路板的一部分的結構例的側面示意圖。

圖5是用于說明重疊部的面積的算出方法的示意圖。

圖6是用于說明最短距離的標準偏差的算出方法的圖。

圖7是表示流路板的另一結構例的俯視示意圖。

圖8是表示流路板的另一結構例的斷面示意圖。

圖9是表示流路板的另一結構例的斷面示意圖。

圖10是表示流路板的另一結構例的斷面示意圖。

圖11是表示面積比與法拉第效率的關系的圖。