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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K12239/
• 关键词: 海水電解; 水素製造; 選択性制御; 天然水利用; 反応選択性; 塩素; 酸素

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。

Making し た laminated の flow を hold つ flow-through cell を い, platinum メ ッ キ チ タ ン メ ッ シ ュ electrode (Pt/Ti mesh electrode) を struck side (wall) に configuration し, struck chamber を city vendor の Yang イ オ ン exchange membrane (ア ス ト ム club system, NeoseptaCMX) に よ り every て て flow-through cell と し た (electrode は Bai Jinban electrode も ratio Use ため (た). The flow path に, チュ, チュ, ブポ, プによ, simulates the を flow of seawater (3.5wt% NaCl aqueous solution), which is た た. Pt/Ti mesh electrode plate electrode と も の salt element generation は concentration か ら speculation さ れ る salt, sentaku sex よ り も low く, acid production が up き や す い condition と な っ て お り, electrode near alongside へ の salt compound イ オ ン の company, scattered が consumption speed に し seaborne て not quite と な り, acid production が favorable と な っ て い る と exam え ら れ る こ と を に report before し た . こ の condition で Inca current を raised さ せ る と, こ の salt, sentaku sex は raised plus す る tendency を shown し て お り, competing against 応 で あ る acid 気 bubble の SRBC に よ る 撹 mix unseen fruit や, struck interelectrode の electric field に よ り, electrode near alongside へ の salt compound イ オ ン の supply が raised plus し て い る こ と が in stopping さ れ る. Add え て の flow, flow の solution れ を homogeneous と な る よ う に セ ル の tectonic を - more し た セ ル で は, salt の sentaku sex が に especially low current に お い て raised plus し て お り, セ ル streams れ の が stranded す る と acid production に favorable と な る こ と が shown さ れ た. セ ル を ゼ ロ ギ ャ ッ プ tectonic と せ ず, membrane electrodes に flow を configuration し, electrode に あ え て solution を stranded す る tectonic と し て Inca under current を げ る と, acid element sentaku を raised plus さ せ る こ と が で き る と exam え ら れ る. Inverse に electrodes に solution flow れ が intrusion す る よ う な, tectonic condition, と し て Inca on current を げ る と, salt element sentaku が raised plus す る と exam え ら れ る. Flow を variations change さ せ た occasions, flat electrode が で は な い た め 撹 stir unseen fruit が ま れ, high flow が い ほ ど salt, sentaku sex は raised plus す る tendency を shown し て お り, flow か ら も acid element/salt sentaku sex の suppression が で き た が, current variations ほ ど 顕 the で は な か っ た. <s:1> れ tests えられる using the <s:1> experimental device <s:1> in terms of structure and linear velocity がさほ がさほ.

项目成果

薄板状電解セルを用いた水電解における海水利用とその選択性制御

薄板电解槽水电解中的海水利用和选择性控制

• 发表时间: 2022
• 作者: 遠藤 宣隆;田中 駿光;正田 一成
• 通讯作者: 正田 一成

海水電解の電解セルおよび運転条件による正極反応の制御

海水电解槽正极反应及操作条件的控制

• 发表时间: 2022
• 作者: 遠藤宣隆;権藤守;正田一成
• 通讯作者: 正田一成

海水と下水の濃度差エネルギーを用いた 逆電気透析－微生物電解水素生成装置の開発

利用海水与污水浓度差能量的逆电渗析-微生物电解制氢装置的开发

• 发表时间: 2020
• 作者: 遠藤宣隆;鈴木祐麻;通阪栄一;安川政宏;垣花百合子;比嘉充;井上善之;熊越瑛;碓井次郎;桑嶋知哉
• 通讯作者: 桑嶋知哉

薄板状電解セルを用いた海水電解における正極反応の制御

薄板电解槽海水电解中正极反应的控制

• 发表时间: 2022
• 作者: 遠藤宣隆;権藤守;正田一成
• 通讯作者: 正田一成

薄板状の流路における低流量時の圧力損失の検討

薄板状流路低流量时的压力损失检查

• 发表时间: 2020
• 作者: 遠藤宣隆;仙波和也;伊達友宣;石川新茄
• 通讯作者: 石川新茄