[發明專利]電化學單元和氫生成方法

在審

• 申請號: 202080011301.8
• 申請日: 2020-05-11
• 公開（公告）號: CN113366153A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 后藤丈人;黑羽智宏;嘉久和孝;寺山健;尾沼重德;見神祐一;布尾孝祐;川田恭平
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: C25B9/23
• 分類號: C25B9/23;C25B1/04;C25B1/50;C25B11/032;C25B13/07;H01M8/12;H01M8/1213
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 王磊;劉靜

本公開的電化學單元，具備：具有包含氧化物離子傳導體的第一電解質層的第一單元；和具有包含質子傳導體的第二電解質層，并與所述第一單元相對配置的第二單元。

技術領域

本公開涉及電化學單元和氫生成方法。

背景技術

作為利用電解來制造氫的方法之一，已知使用固體氧化物型電化學單元(SOEC：Solid Oxide Electrolysis Cell)的高溫水蒸氣電解。高溫水蒸氣電解通過使用熱能作為電解反應所需的能量，能夠實現高的轉換效率。作為固體氧化物型電化學單元的電解質，使用氧化釔穩定化氧化鋯等氧化物離子傳導體。

在高溫水蒸氣電解中，向氫極供給水蒸氣，水蒸氣被分解為氫和氧化物離子。氧化物離子在電解質層中傳導而到達氧極，并在氧極變成氧。包含所生成的氫和剩余的水蒸氣的混合氣體從氫極排出。

考慮到氫的用途，期望提高所生成的氫的純度。專利文獻1中記載了一種電力儲存系統，其構成為：使氫和水蒸氣的混合氣體通過冷凝器而除去水，然后將氫壓縮并儲存在氫儲存罐中。

在先技術文獻

專利文獻1：日本特開2010-176939號公報

發明內容

發明要解決的課題

專利文獻1記載的系統中，電化學單元與冷凝器完全分離，并通過配管連接。這樣的結構使得系統難以小型化。

本公開提供一種容易使系統小型化的技術。

用于解決課題的手段

本公開提供一種電化學單元，其具備第一單元和第二單元，

所述第一單元具有包含氧化物離子傳導體的第一電解質層，

所述第二單元具有包含質子傳導體的第二電解質層，并與所述第一單元相對配置。

發明的效果

根據本公開的電化學單元，使用該電化學單元的系統容易小型化。

附圖說明

圖1A是本公開的第1實施方式涉及的電化學單元的立體圖。

圖1B是本公開的第1實施方式涉及的電化學單元的截面圖。

圖2是本公開的第2實施方式涉及的電化學單元的截面圖。

圖3是本公開的第3實施方式涉及的電化學單元的截面圖。

圖4A是本公開的第4實施方式涉及的電化學單元的立體圖。

圖4B是本公開的第4實施方式涉及的電化學單元的截面圖。

圖5是本公開的第5實施方式涉及的電化學單元的截面圖。

圖6是本公開的第6實施方式涉及的電化學單元的截面圖。

圖7是本公開的第7實施方式涉及的電化學單元的截面圖。

具體實施方式

(成為本公開的基礎的見解)

本發明人對用于從混合氣體中分離氫的技術進行了深入研究。其結果，本發明人發現通過使用質子傳導體，可得到高濃度的氫。并且發現通過將使用質子傳導體的氫分離與SOEC組合，能夠在不依賴冷凝器的情況下，生成高濃度的氫。

(本公開涉及的一個技術方案的概要)

本公開的第1技術方案涉及的電化學單元，具有第一單元和第二單元，

所述第一單元具有包含氧化物離子傳導體的第一電解質層，