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公開番号2025120602
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-18
出願番号2024015502
出願日2024-02-05
発明の名称電解セル
出願人株式会社SOKEN,トヨタ自動車株式会社
代理人個人
主分類C25B 9/60 20210101AFI20250808BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】より安定した基準電位を測定可能な電解セルを提供する。
【解決手段】本開示に係る電解セル100は、アノード電極30と、イオンを伝導する固体高分子電解質膜20と、カソード電極40と、をこの順に備え、電源を用いてアノード電極30とカソード電極40との間に電圧を印加可能であり、アノード電極30には、電解液が供給され、カソード電極40には、水、電解液、又は二酸化炭素が供給され、水、水素イオン、又は二酸化炭素を還元する電解セルであって、固体高分子電解質膜20の表面であり、かつアノード電極30及びカソード電極40が設けられていない箇所に保持される薄膜状の参照電極50をさらに備え、参照電極50は、固体高分子電解質膜20と電気的に接触している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アノード電極と、イオンを伝導する固体高分子電解質膜と、カソード電極と、をこの順に備え、
電源を用いて前記アノード電極と前記カソード電極との間に電圧を印加可能であり、
前記アノード電極には、電解液が供給され、
前記カソード電極には、水、電解液、又は二酸化炭素が供給され、
水、水素イオン、又は二酸化炭素を還元する電解セルであって、
前記固体高分子電解質膜の表面であり、かつ前記アノード電極及び前記カソード電極が設けられていない箇所に保持される薄膜状の参照電極をさらに備え、
前記参照電極は、前記固体高分子電解質膜と電気的に接触している、
電解セル。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
前記参照電極は、
樹脂薄膜と、
前記樹脂薄膜上に設けられる導電体層と、
前記導電体層上の一部に設けられる銀含有層と、を有し、
前記銀含有層は、銀及び塩化銀のうち少なくとも一方を含み、前記固体高分子電解質膜と電気的に接触する、
請求項１に記載の電解セル。
【請求項３】
前記参照電極は、前記固体高分子電解質膜の前記アノード電極側及び前記カソード電極側の両方の面に設けられ、前記アノード電極側及び前記カソード電極側のそれぞれの電位を計測する、
請求項１又は２に記載の電解セル。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電解セルに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
電解セルにおいてカソード電極の電解反応を評価する際には、アノード電極とカソード電極の電位内訳が不明確であるため、基準電位を示す参照電極が必要である。特に、二酸化炭素の電解を行う電解セルでは、生成物が水素ではなくカソード電極を可逆水素電極としてみなすことができないため、標準電位を示す参照電極が必要である。例えば、特許文献１には、カソード／アノードブロックに参照電極を内蔵した電気化学セルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１６１４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者らは、電解セルに関し、以下の課題を見出した。
近年、固体電解質膜を用いた電解セルの開発が進められている。
固体電解質膜を使用したセルへの応用や大面積化に向けては、市販の参照電極は、通常のガラス電極の挿入がサイズや強度の制約で難しいという課題がある。また、市販の参照電極は、液体の電位を取るために開発されているものであり、イオン伝導度の小さい固定電解質膜における計測ではセルの状態によってインピーダンスが増大しやすく、安定性が問題となる虞がある。そのため、電解セルの基準電位をより安定に測定するための技術が求められていた。
【０００５】
本開示は、このような課題に鑑みなされたものであり、より安定した基準電位を測定可能な電解セルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための一態様は、
アノード電極と、イオンを伝導する固体高分子電解質膜と、カソード電極と、をこの順に備え、
電源を用いて前記アノード電極と前記カソード電極との間に電圧を印加可能であり、
前記アノード電極には、電解液が供給され、
前記カソード電極には、水、電解液、又は二酸化炭素が供給され、
水、水素イオン、又は二酸化炭素を還元する電解セルであって、
前記固体高分子電解質膜の表面であり、かつ前記アノード電極及び前記カソード電極が設けられていない箇所に保持される薄膜状の参照電極をさらに備え、
前記参照電極は、前記固体高分子電解質膜と電気的に接触している。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、より安定した基準電位を測定可能な電解セルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態に係る電解セルの断面模式図である。
実施の形態に係る電解セルのＣＯ
２
電解特性の一例である。
参照電極の一例を示す正面模式図である。
図３のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面模式図である。
実施の形態に係る電解セルの一部分解図である。
実施の形態に係る電解セルの一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下では、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。また、理解の容易のため、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。
【００１０】
図１を参照し、実施の形態に係る電解セル１００の構成を説明する。電解セル１００は、水又は二酸化炭素を還元する電解セルである。図１は、実施の形態に係る電解セル１００の断面模式図である。図１に示すように、電解セル１００は、少なくとも、固体高分子電解質膜２０、アノード電極３０、カソード電極４０、及び参照電極５０を備える。電解セル１００は、通常、アノードガスケット６０、カソードガスケット７０、アノードブロック８０、及びカソードブロック９０等の構成をさらに備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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