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JP4630837B2 - 高温水蒸気電解装置及びその電解方法 - Google Patents

高温水蒸気電解装置及びその電解方法 Download PDF

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Description

本発明は、円筒型水蒸気電解セルを用いた高温水蒸気電解装置及びその電解方法に関する。
この種の高温水蒸気電解法として、約600〜900℃の作動温度において水蒸気を電気分解し水素と酸素とが得られる技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。その動作原理は固体電解質燃料電池(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell)の逆反応を利用するものである。
この高温水蒸気電解を行うには、一般には、固体酸化物電解質材料を挟んで、水素極と酸素極とが設けられている電気化学セルが使用される。この電気化学セルの電解によって得られる水素と酸素とを隔てる構造が必要となる。通常、水素極側雰囲気は、燃料となる水蒸気と水素が主成分となり、一方、酸素極側雰囲気は、供給ガスを空気としたときは、窒素と酸素が主な成分となり、供給ガスを酸素としたときは、酸素が主な成分となる。このように、両極へ供給するガスの種類が全く異なり、それぞれの電極に対して、ガスの供給機構が必要となり、この構成が複雑となる。
また、電気化学セルの構造は、平板型や円筒型等がある。この電気化学セルの水素極側雰囲気と酸素極側雰囲気は電気化学セルの構成部位である固体酸化物電解質の緻密構造とセル端部のガスシールにより分け隔てられている。このように隔離することにより、水素極側雰囲気及び酸素極側雰囲気の相互への雰囲気ガスのリークを最小限になるように構成されている。電気化学セル単体で使用する場合であれば、セル端部のガスシールは比較的容易である。しかし、これらを積層する等して集合体として使用するときは、セル端部のガスシール信頼性は低下すると考えられる。
この高温水蒸気電解法を実用化するに際しては、上記の水素と酸素とを隔てる部分のガスシール及び電解セルの電極に酸化/還元雰囲気において電解電流を均一かつ長期間にわたって安定に供給する構造等に注力されている。
この従来の高温水蒸気電解装置について、図3、図4を用いて説明する。図3は、従来の高温水蒸気電解装置の概略構成を示す縦断面図であり、図4は、図3の電流リード部の概略構造を示す縦断面図である。
図3において、水蒸気電解装置は、円筒型の電解セル101、この電解セル101を収納したモジュールハウジング110とから構成される。このモジュールハウジング110は、水蒸気を供給する水蒸気供給室102、生成された水素を排出する生成水素排出室103及び酸素が生成される酸素生成室105に区切られている。この水蒸気供給室102からの水蒸気は、水蒸気注入管104を経由して電解セル101の内部に供給される。
図4に示すように、円筒型の電解セル101の片端には電流リード用金属キャップ106が取り付けられ、他端にはシールキャップ107が取り付けられ閉構造をなしている。この電解セル101での燃料の供給・排出を一方からのみで可能としている。また、管板111とのテーパ型のシール部108において電解セル101を支持することにより、電解セル101の着脱を可能とし、しかもガスシールできる構造としている。
電流リードについて説明する。水素極側のリード部は、テーパ型シーリング108を経由して取り出される。酸素極側のリード部は、電解セル101の下端のセルリード部112を介してシールキャップ107を経由して電解セル101の内部に導入され、還元雰囲気を通って電流リード用金属キャップ106から取り出される。
特許第2930326号公報
上述した従来の高温水蒸気電解装置は、高温の水蒸気を電気分解し水素ガスと酸素ガスとを得るもので、その動作原理は固体電解質燃料電池の逆反応を利用するものである。
しかし、水素極側雰囲気と酸素極側雰囲気とのガスシール部は電解セル101の上下の2箇所において必要となり、かつ、このガスシール部は、いずれの場合でもセルのリード部を含んだシール構造となっているため、確実で信頼性のあるシールの実現は困難である、という課題があった。
また、高温かつ酸化/還元雰囲気下で電解セルの電極に電解電流を均一かつ長期間にわたって安定に供給することが困難である、という課題があった。
さらに、組立の際の機械的衝撃や高温における構成部材の熱変形により、円筒型水蒸気電解セルが相互に接触したり周辺部材と接触したりすることにより、円筒型水蒸気電解セルが破損する恐れがある、という課題があった。
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、簡易な構造で水素と酸素とのガスリークを防止し、セル破損を防ぎつつ高温かつ酸化/還元雰囲気下で長期間にわたって安定的に水蒸気電解反応を行う高温水蒸気電解装置及びその電解方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の高温水蒸気電解装置においては、一端を閉じ円筒状の内側を形成する水素極と、この水素極の外側に設けられた円筒状の酸素極と、この水素極と酸素極との間に設けられ電子絶縁性および酸素イオン導電性を持つ電解質層と、を有する少なくとも1個の円筒型水蒸気電解セルと、この円筒型水蒸気電解セルの水素極に水蒸気を供給する水蒸気供給室と、この水蒸気供給室の水蒸気を前記円筒型水蒸気電解セルの内側に供給する水蒸気供給管と、前記水蒸気供給室に隣接し前記水素極で生成された水素を系外に取り出すための生成水素排出室と、前記生成水素排出室に隣接し前記酸素極側で生成された酸素を系外に取り出すための酸素生成室と、前記円筒型水蒸気電解セルの内側および外側に電解電流を供給しかつ固定する弾性給電端子と、を備え、前記水蒸気供給室及び酸素生成室の壁面に導電性を持たせると共に、前記水蒸気供給室と酸素生成室との間に絶縁層を設けて、前記水蒸気供給室及び酸素生成室の壁面を介して前記円筒型水蒸気電解セルの水素極及び酸素極に電解電流を供給する電解電流供給手段を具備し、かつ生成水素排出室と酸素生成室とに隔離する隔壁と前記円筒型水蒸気電解セルとは、前記円筒型水蒸気電解セルと同等の熱膨張率を有する支持管を介して構造的および電気的に間接的に接合すること、を特徴とするものである。
また、上記目的を達成するため、本発明の高温水蒸気電解装置においては、一端を閉じ円筒状の内側を形成する酸素極と、この酸素極の外側に設けられた円筒状の水素極と、この酸素極と水素極との間に設けられ電子絶縁性および酸素イオン導電性を持つ電解質層と、を有する少なくとも1個の円筒型水蒸気電解セルと、この円筒型水蒸気電解セルの酸素極雰囲気を調整する酸素極雰囲気供給室と、この酸素極雰囲気供給室の酸素極雰囲気を前記円筒型水蒸気電解セルの内側に供給する酸素極雰囲気供給管と、前記酸素極雰囲気供給室に隣接し前記酸素極で生成された酸素を系外に取り出すための生成酸素排出室と、前記生成酸素排出室に隣接し前記水素極側で生成された水素を系外に取り出すための水素生成室と、前記円筒型水蒸気電解セルの内側および外側に電解電流を供給しかつ固定する弾性給電端子と、を備え、前記酸素雰囲気供給室及び水素生成室の壁面に導電性を持たせると共に、前記酸素雰囲気供給室と水素生成室との間に絶縁層を設けて、前記酸素雰囲気供給室及び水素生成室の壁面を介して前記円筒型水蒸気電解セルの酸素極及び水素極に電解電流を供給する電解電流供給手段を具備し、かつ生成酸素排出室と水素生成室とに隔離する隔壁と前記円筒型水蒸気電解セルとは、前記円筒型水蒸気電解セルと同等の熱膨張率を有する支持管を介して構造的および電気的に間接的に接合すること、を特徴とするものである。
本発明の高温水蒸気電解装置及びその電解方法によれば、円筒型水蒸気電解セルの内側の極には容器壁面からシール機能を維持した状態で、また外側の極には絶縁した別の容器壁面から給電端子を介して電解電流を流すことにより、簡易な構造で水素と酸素とのガスリークを防止し、しかも高温かつ酸化/還元雰囲気の下でセル電極に均一かつ長期間にわたって安定的に電解電流を供給することができる。
以下、本発明に係る高温水蒸気電解装置及びその電解方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
図1は、本発明の第1の実施の形態の高温水蒸気電解装置の概略構成を示す縦断面図である。
本図に示すように、水蒸気電解装置は、少なくとも1個の円筒型水蒸気電解セル1と、この円筒型水蒸気電解セル1を格納する容器40とを有する。
この円筒型水蒸気電解セル1は、一端を閉じ、他端を開放した円筒型セルより構成される。このセルの内側は、水素極21より形成される。このセルの外側は酸素極31より形成される。この水素極21と酸素極31との間には、電子絶縁性および酸素イオン導電性を持つ電解質層45が介在している。
一方、上記容器40の下部には、円筒型水蒸気電解セル1の水素極21に水蒸気41を供給する水蒸気供給室2が設けられている。この水蒸気供給室2の水蒸気41は、水蒸気供給管3を介して円筒型水蒸気電解セル1に導入される。上記容器40の中間部には、上記水蒸気供給室2に隣接して、この水素極21おいて生成された水素42を系外に取り出すための生成水素排出室4が設けられている。また、上記容器40の上部には、上記円筒型水蒸気電解セル1の酸素極31側の酸素極雰囲気47を調整しながら導入して生成された酸素43を取り出すための酸素生成室5が備えられている。上記生成水素排出室4と酸素生成室5との間には隔壁6が設けられている。
この隔壁6と上記円筒型水蒸気電解セル1aとは、本図の左側に示すように、構造的および電気的に直接的に接合してもよい。また、本図の右側に示すように、円筒型水蒸気電解セル1bと同等の熱膨張率を有する支持管7を介して構造的および電気的に間接的に接合してもよい。ただし、いずれの場合も接合部においてもセル内側とセル外側とのガスが相互に漏洩しないこと、円筒型水蒸気電解セル1の酸素極31と隔壁6とが電気的に絶縁されていること、また支持管7を用いるときは、支持管7の内側と外側とは絶縁されていることが必要である。
また、酸素生成室5の少なくとも一部の壁面を、生成水素排出室4と酸素生成室との5の隔壁6から電気的に絶縁するために、絶縁層8が設けられている。この絶縁層8を設けることにより、簡易な反応容器構造により、円筒型水蒸気電解セル1の両極に電解電流を流すことができる。
また、円筒型水蒸気電解セル1の内側の水素極21は、弾性給電端子22を介して、円筒型水蒸気電解セル1の内部に差し込まれた水蒸気供給管3と接触している。また、円筒型水蒸気電解セル1の外側の酸素極31は、弾性給電端子32を介して、ガイド板10と接触している。この弾性給電端子22や弾性給電端子32は、例えば、バネ状に加工した白金、銀又はニッケル等が用いられる。またバネ状構造の他に、メッシュやフェルト状に加工した上述の材料を用いてもよい。
また、弾性給電端子22は、円筒型水蒸気電解セル1の内側の水蒸気ガスの流れや温度変化に伴う円筒型水蒸気電解セル1と水蒸気供給管3との相対的な位置変化を妨げないように、円筒型水蒸気電解セルの中心から放射状に隙間を設けてもよい。
また、水蒸気導入管3を導電性材料とすることにより、円筒型水蒸気電解セル1の水素極21には、隔壁6と水蒸気供給管3との2つの電流供給経路により電気的接触が確保されると共に、円筒型水蒸気電解セル1の固定が先端部と根元部の2点で行われるため、構造的に安定性を向上させることができる。
また、上記水蒸気供給室2と生成水素排出室4との隔壁44へ接続する水蒸気供給管3の一部分を弾性を有する弾性構造体9に置換することにより、組立時及び高温における素材変形等による円筒型水蒸気電解セル1の損傷を効果的に防止することができる。この弾性構造体9として、ベローズ加工した金属管やらせん状に曲げ加工した金属管等で形成することができる。
さらに、上記絶縁層8で隔壁6と絶縁した酸素生成室5の壁面に設けられたガイド板10により、この円筒型水蒸気電解セル1の側面を支持することができる。このガイド板10を設けることにより、上記円筒型水蒸気電解セル1の側面の酸素極31は、弾性給電端子32を介して機械的かつ電気的に接触させることができる。この弾性給電端子32として、例えば、バネ状に加工した白金や銀、耐酸化性金属を用いることができる。また、このバネ状構造の他に、メッシュやフェルト状に加工した前記の材料を用いてもよい。これらの構造により、円筒型水蒸気電解セル1の位置を外側から固定して円筒型水蒸気電解セル1の外側の部材との接触による機械的な衝撃・破損を防ぐと共に、酸素極31側の電気的な接触を確保することができる。
本実施の形態によれば、水素極21には容器壁面からシール機能を維持した状態で、また酸素極31には水素極21に電気的に接続している容器壁面とは絶縁した別の壁面から給電端子を介して電解電流を流すことにより、簡易な構造で水素と酸素とのガスリークを防止しすることができる。しかも、高温かつ酸化/還元雰囲気の下でセル電極に均一かつ長期間にわたって安定的に電解電流を供給することができる。さらに、組立時及び高温における素材変形等によるセルの損傷を防ぎつつ、高効率でかつ安定的に高温水蒸気の電解を行うことができる。
図2は、本発明の第2の実施の形態の高温水蒸気電解装置の概略構成を示す縦断面図である。
本図に示すように、水蒸気電解装置は、少なくとも1個の円筒型水蒸気電解セル51と、この円筒型水蒸気電解セル51を格納する容器40とを有する。
この円筒型水蒸気電解セル51は、一端を閉じ、他端を開放した円筒型電解セルより構成される。このセルの内側は酸素極31より形成されている。このセルの外側は水素極21より形成されている。この水素極21と酸素極31との間には、電子絶縁性および酸素イオン導電性を持つ電解質層45が介在している。
一方、上記容器40の下部には、円筒型水蒸気電解セル51の酸素極31に酸素雰囲気47を供給する酸素雰囲気供給室46が設けられている。この酸素雰囲気供給室46の酸素雰囲気47は、酸素雰囲気供給管50を介して円筒型水蒸気電解セル1に導入される。上記容器40の中間部には、上記酸素雰囲気供給室46に隣接して、この酸素極31おいて生成された酸素を系外に取り出すための生成酸素排出室48が設けられている。また、上記容器40の上部には、上記円筒型水蒸気電解セル1の水素極において水蒸気41から生成された水素42を取り出すための水素生成室49が備えられている。上記生成酸素排出室48と水素生成室49との間には隔壁6aが設けられている。
この隔壁6aと上記円筒型水蒸気電解セル51aとは、本図の左側に示すように、構造的および電気的に直接的接合してもよい。また、本図の右側に示すように、円筒型水蒸気電解セル51bと同等の熱膨張率を有する支持管7を介して構造的および電気的に間接的接合してもよい。ただし、いずれの場合も接合部においてもセル内側とセル外側とのガスが相互に漏洩しないこと、円筒型水蒸気電解セル51の水素極21と隔壁6aとが電気的に絶縁されていること、また支持管7を用いるときは、支持管7の内側と外側とは絶縁されていることが必要である。
また、水素生成室49の少なくとも一部の壁面を、生成酸素排出室48と水素生成室49の隔壁6aと電気的に絶縁するために、絶縁層8が設けられている。この絶縁層8を設けることにより、簡易な反応容器構造により、円筒型水蒸気電解セル1の両極に電解電流を流すことができる。
また、円筒型水蒸気電解セル1の内側の酸素極31は、弾性給電端子22を介して、円筒型水蒸気電解セル51の内部に差し込まれた酸素雰囲気供給管50と接触している。また、円筒型水蒸気電解セル51の外側の水素極21は、弾性給電端子32を介して、ガイド板10と接触している。この弾性給電端子22や弾性給電端子32は、例えば、バネ状に加工した白金、銀又はニッケル等が用いられる。またバネ状構造の他に、メッシュやフェルト状に加工した上述の材料を用いてもよい。
また、弾性給電端子22は、円筒型水蒸気電解セル51の内側の酸素ガスの流れや温度変化に伴う円筒型水蒸気電解セル51と酸素雰囲気供給管50との相対的な位置変化を妨げないように、円筒型水蒸気電解セル51の中心から放射状に隙間を設けてもよい。
また、酸素雰囲気供給管50を導電性材料とすることにより、円筒型水蒸気電解セル51の酸素極31には、隔壁6aと酸素雰囲気供給管50との2つの電流供給経路により電気的接触が確保されると共に、円筒型水蒸気電解セル51の固定が先端部と根元部の2点で行われるため、構造的に安定性を向上することができる。
また、上記酸素雰囲気供給室46と生成酸素排出室48との隔壁44aへ接続する酸素雰囲気供給管50の一部分を弾性を有する弾性構造体9に置換することにより、組立時及び高温における素材変形等による円筒型水蒸気電解セル1の損傷を効果的に防止することができる。この弾性構造体9として、ベローズ加工した金属管やらせん状に曲げ加工した金属管等で形成することができる。
さらに、上記絶縁層8で隔壁6aと絶縁した酸素生成室5の壁面に設けられたガイド板10により、この円筒型水蒸気電解セル51の側面を支持することができる。このガイド板10を設けることにより、上記円筒型水蒸気電解セル51の側面の水素極21は、弾性給電端子32を介して機械的かつ電気的に接触させることができる。この弾性給電端子32として、例えば、バネ状に加工した白金や銀、耐酸化性金属を用いることができる。また、このバネ状構造の他に、メッシュやフェルト状に加工した前記の材料を用いてもよい。これらの構造により、円筒型水蒸気電解セル1の位置を外側から固定して円筒型水蒸気電解セル51の外側の部材との接触による機械的な衝撃・破損を防ぐと共に、水素極21側の電気的な接触を確保することができる。
本実施の形態によれば、酸素極31には容器壁面からシール機能を維持した状態で、また水素極21には酸素極31に電気的に接続している容器壁面とは絶縁した別の壁面から給電端子を介して電解電流を流すことにより、簡易な構造で水素と酸素とのガスリークを防止しすることができる。しかも、高温かつ酸化/還元雰囲気の下でセル電極に均一かつ長期間にわたって安定的に電解電流を供給することができる。さらに、組立時及び高温における素材変形等によるセルの損傷を防ぎつつ、高効率でかつ安定的に高温水蒸気の電解を行うことができる。
さらに、本発明は、上述したような各実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の各実施例を組み合わせて、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
本発明の第1の実施の形態の高温水蒸気電解装置の概略構成を示す縦断面図。 本発明の第2の実施の形態の高温水蒸気電解装置の概略構成を示す縦断面図。 従来の高温水蒸気電解装置の概略構成を示す縦断面図。 図3の電流リード部の概略構造を示す縦断面図。
符号の説明
1…円筒型水蒸気電解セル、2…水蒸気供給室、3…水蒸気供給管、4…生成水素排出室、5…酸素生成室、6…生成水素排出室と酸素生成室との隔壁、6a…生成酸素排出室と水素生成室との隔壁、7…支持管、8…絶縁層、9…弾性構造体、10…ガイド板、21…水素極、22…弾性給電端子、31…酸素極、32…弾性給電端子、40…容器、41…水蒸気、42…水素、43…酸素、44…水蒸気供給室と生成水素排出室との隔壁、44a…酸素雰囲気供給室と生成酸素排出室との隔壁、45…電解質層、46…酸素雰囲気供給室、47…酸素雰囲気、48…生成酸素排出室、49…水素生成室、50…酸素雰囲気供給管。

Claims (8)

  1. 一端を閉じ円筒状の内側を形成する水素極と、この水素極の外側に設けられた円筒状の酸素極と、この水素極と酸素極との間に設けられ電子絶縁性および酸素イオン導電性を持つ電解質層と、を有する少なくとも1個の円筒型水蒸気電解セルと、
    この円筒型水蒸気電解セルの水素極に水蒸気を供給する水蒸気供給室と、
    この水蒸気供給室の水蒸気を前記円筒型水蒸気電解セルの内側に供給する水蒸気供給管と、
    前記水蒸気供給室に隣接し前記水素極で生成された水素を系外に取り出すための生成水素排出室と、
    前記生成水素排出室に隣接し前記酸素極側で生成された酸素を系外に取り出すための酸素生成室と、
    前記円筒型水蒸気電解セルの内側および外側に電解電流を供給しかつ固定する弾性給電端子と、
    を備え、
    前記水蒸気供給室及び酸素生成室の壁面に導電性を持たせると共に、前記水蒸気供給室と酸素生成室との間に絶縁層を設けて、前記水蒸気供給室及び酸素生成室の壁面を介して前記円筒型水蒸気電解セルの水素極及び酸素極に電解電流を供給する電解電流供給手段を具備し、
    かつ生成水素排出室と酸素生成室とに隔離する隔壁と前記円筒型水蒸気電解セルとは、前記円筒型水蒸気電解セルと同等の熱膨張率を有する支持管を介して構造的および電気的に間接的に接合すること、を特徴とする高温水蒸気電解装置。
  2. 前記絶縁層は、前記酸素極側の弾性給電端子が接続されている酸素生成室の壁面及び前記水素極側の弾性給電端子が接続されている水蒸気供給室の壁面を電気的に絶縁する絶縁層であること、を特徴とする請求項1記載の高温水蒸気電解装置。
  3. 前記弾性給電端子は、前記円筒型水蒸気電解セルの内側と前記水蒸気供給管の外側とを接触させる弾性および電子導電性を有する弾性給電端子であり、前記水蒸気供給管を前記水蒸気供給室と生成水素排出室とに隔離する隔壁へ接続する部分に設けられた弾性構造体を具備すること、を特徴とする請求項1又は2記載の高温水蒸気電解装置。
  4. 前記弾性給電端子は、前記酸素生成室の中に設けられ前記円筒型水蒸気電解セルの外側の酸素極に接触する弾性および電子導電性を有する弾性給電端子であり、前記酸素生成室の壁面に設置されこの給電端子を介して前記円筒型水蒸気電解セルを支えると共に導電性を有するガイド板を具備すること、を特徴とする請求項1又は2記載の高温水蒸気電解装置。
  5. 一端を閉じ円筒状の内側を形成する酸素極と、この酸素極の外側に設けられた円筒状の水素極と、この酸素極と水素極との間に設けられ電子絶縁性および酸素イオン導電性を持つ電解質層と、を有する少なくとも1個の円筒型水蒸気電解セルと、
    この円筒型水蒸気電解セルの酸素極雰囲気を調整する酸素極雰囲気供給室と、
    この酸素極雰囲気供給室の酸素極雰囲気を前記円筒型水蒸気電解セルの内側に供給する酸素極雰囲気供給管と、
    前記酸素極雰囲気供給室に隣接し前記酸素極で生成された酸素を系外に取り出すための生成酸素排出室と、
    前記生成酸素排出室に隣接し前記水素極側で生成された水素を系外に取り出すための水素生成室と、
    前記円筒型水蒸気電解セルの内側および外側に電解電流を供給しかつ固定する弾性給電端子と、
    を備え、
    前記酸素雰囲気供給室及び水素生成室の壁面に導電性を持たせると共に、前記酸素雰囲気供給室と水素生成室との間に絶縁層を設けて、前記酸素雰囲気供給室及び水素生成室の壁面を介して前記円筒型水蒸気電解セルの酸素極及び水素極に電解電流を供給する電解電流供給手段を具備し、
    かつ生成酸素排出室と水素生成室とに隔離する隔壁と前記円筒型水蒸気電解セルとは、前記円筒型水蒸気電解セルと同等の熱膨張率を有する支持管を介して構造的および電気的に間接的に接合すること、を特徴とする高温水蒸気電解装置。
  6. 前記絶縁層は、前記水素極側の弾性給電端子が接続されている水素生成室の壁面と酸素極側の弾性給電端子が接続されている生成酸素排出室の壁面を電気的に絶縁する絶縁層であること、を特徴とする請求項5記載の高温水蒸気電解装置。
  7. 前記弾性給電端子は、前記円筒型水蒸気電解セルの内側と前記酸素極雰囲気供給管の外側とを接触させる弾性および電子導電性を有する弾性給電端子であり、前記酸素極雰囲気供給管を前記酸素極雰囲気供給室と生成酸素排出室とに隔離する隔壁へ接続する部分に設けられた弾性構造体を具備すること、を特徴とする請求項5又は6記載の高温水蒸気電解装置。
  8. 前記弾性給電端子は、前記水素生成室の中に設けられ前記円筒型水蒸気電解セルの外側の水素極に接触する弾性および電子導電性を有する弾性給電端子であり、前記水素生成室の壁面に設置されこの給電端子を介して前記円筒型水蒸気電解セルを支えると共に導電性を有するガイド板を具備すること、を特徴とする請求項5又は6記載の高温水蒸気電解装置。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63303088A (ja) * 1987-05-30 1988-12-09 Japan Atom Energy Res Inst 固体電解質水蒸気電解装置
JPH03134190A (ja) * 1989-10-18 1991-06-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水蒸気電解装置
JPH06136583A (ja) * 1992-10-27 1994-05-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 固体電解質型電解セル
JPH09228085A (ja) * 1996-02-16 1997-09-02 Meidensha Corp 高温水蒸気電気分解装置
JP2006070282A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Toshiba Corp 高温水蒸気電解装置及び筒状水蒸気電解セル

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63303088A (ja) * 1987-05-30 1988-12-09 Japan Atom Energy Res Inst 固体電解質水蒸気電解装置
JPH03134190A (ja) * 1989-10-18 1991-06-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水蒸気電解装置
JPH06136583A (ja) * 1992-10-27 1994-05-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 固体電解質型電解セル
JPH09228085A (ja) * 1996-02-16 1997-09-02 Meidensha Corp 高温水蒸気電気分解装置
JP2006070282A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Toshiba Corp 高温水蒸気電解装置及び筒状水蒸気電解セル

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