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海水等の天然水を電解液資源として用いる自然エネルギーを想定した電解水素製造

以海水等天然水为电解液资源，以自然为能源的电解制氢

基本信息

批准号：
20K12239
负责人：
遠藤宣隆
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

製作した薄板状の流路を持つ流通型電解槽を用い、白金メッキチタンメッシュ電極（Pt/Ti網電極）を両端（器壁面）に配置し、両極室を市販の陽イオン交換膜（アストム社製、NeoseptaCMX）により隔てて流通型電解槽とした（電極は白金板電極も比較のため用いた）。流路にはチューブポンプにより模擬海水（3.5wt% NaCl水溶液）を流通した。Pt/Ti網電極・板電極とも塩素の生成量は濃度から推測される塩素選択性よりも低く、酸素生成が起きやすい状況となっており、電極近傍への塩化物イオンの拡散が消費速度に対して不十分となり、酸素生成が有利となっていると考えられることを以前に報告した。この条件で印加電流を増加させると、この塩素選択性は増加する傾向を示しており、競合反応である酸素気泡の生成による撹拌効果や、両極間の電場により、電極近傍への塩化物イオンの供給が増加していることが示唆される。加えて、流路内の溶液の流れを均質となるようにセルの構造を変更したセルでは、塩素の選択性が特に低電流において増加しており、セル内の流れが滞留すると酸素生成に有利となることが示された。セルをゼロギャップ構造とせず、膜-電極間に流路を配置し、電極部にあえて溶液を滞留する構造として印加電流を下げると、酸素選択性を増加させることができると考えられる。逆に電極内に溶液流れが侵入するような構造・条件として印加電流を上げると、塩素選択性が増加すると考えられる。流量を変化させた場合、電極が平坦ではないため撹拌効果が生まれ、流量が高いほど塩素選択性は増加する傾向を示しており、流量からも酸素／塩素選択性の制御ができたが、電流変化ほど顕著ではなかった。これは使用した実験装置の構造上、線速度がさほど上げられなかったためと考えられる。

Fabrication of thin plate-shaped flow paths for flow-through electrolyzers, platinum plate electrodes (Pt/Ti mesh electrodes), anode exchange membranes (AnoseptaCMX) for electrode chambers and flow-through electrolyzers The flow path is filled with simulated seawater (3.5wt% NaCl aqueous solution). Pt/Ti mesh electrode, plate electrode and pigment production amount are estimated to be low in pigment selectivity, low in pigment production, low in pigment dispersion and low in consumption rate near electrode. These conditions include an increase in current, an increase in the selectivity of the element, an increase in the stirring effect, an increase in the electric field between the electrodes, and an increase in the supply of the compound near the electrode. The structure of the solution in the flow path is changed, and the selectivity of the solution in the flow path is changed. The solution in the flow path is changed, and the acid in the solution is changed. The structure of the membrane and the electrode are different. The structure and conditions of the solution flow in the reverse electrode are discussed. When the flow rate is changed, the electrode is flat, the stirring effect is generated, the flow rate is high, the selectivity of the element is increased, the control of the flow rate is changed, and the current is changed. The structure and linear velocity of the device are measured.