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公開番号2025125159
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-27
出願番号2024021032
出願日2024-02-15
発明の名称前処理方法およびセル
出願人株式会社SCREENホールディングス
代理人個人
主分類C25B 11/032 20210101AFI20250820BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】メッシュプレートの親水性を向上させることにより、セルにおける電気化学反応の効率を向上させることができる技術を提供する。
【解決手段】メッシュプレート80がセルに組み込まれる前に、メッシュプレート80を水中に浸漬しつつ、メッシュプレート80に超音波を付与する。これにより、メッシュプレート80の親水性が向上する。したがって、セルにおいて電気化学反応を行うときに、メッシュプレート80に気体が滞留することを抑制できる。その結果、セルにおける電気化学反応の効率を向上させることができる。
【選択図】図4

特許請求の範囲【請求項１】
電気化学反応を行うセルに使用される、通水性、通気性、および導電性を有するメッシュプレートを、前記セルに組み込まれる前に処理する前処理方法であって、
前記メッシュプレートを水中に浸漬しつつ、前記メッシュプレートに超音波を付与する超音波処理工程
を有する、前処理方法。
続きを表示（約 640 文字）【請求項２】
請求項１に記載の前処理方法であって、
前記メッシュプレートは、表面にメッキを有し、
前記超音波の強度は、２０００Ｗ／ｍ
２
以上かつ３５００Ｗ／ｍ
２
以下である、前処理方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の前処理方法であって、
前記超音波処理工程の後、前記メッシュプレートを水に浸漬したまま保管する保管工程
をさらに有する、前処理方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の前処理方法であって、
前記メッシュプレートは、チタンまたはチタン合金により形成され、表面に白金メッキを有する、前処理方法。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の前処理方法であって、
前記メッシュプレートは、水電解を行うセルにおいてアノード側の多孔質輸送層として使用される、前処理方法。
【請求項６】
電気化学反応を行うセルであって、
電解質膜と、
前記電解質膜の表面に形成された触媒層と、
前記触媒層の表面に積層された、通水性、通気性、および導電性を有するメッシュプレートと、
を備え、
通電開始から１０時間経過時点の電圧値の移動平均値をＥ１、
通電開始から５０時間経過時点の電圧値の移動平均値をＥ２、
としたときに、Ｅ１／Ｅ２が１．５以下である、セル。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学反応を行うセルに使用されるメッシュプレートの前処理方法と、メッシュプレートを備えたセルとに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、水（Ｈ
２
Ｏ）を電気分解することにより水素（Ｈ
２
）を製造する、固体高分子形の水電解装置が知られている。水電解装置は、セルとセパレータとが交互に積層されたセルスタックを有する。各セルは、電解質膜と、電解質膜の両面に形成された触媒層とを有する。水電解装置の使用時には、アノード側の触媒層とカソード側の触媒層との間に、電圧を印加するとともに、アノード側の触媒層に水を供給する。これにより、アノード側の触媒層と、カソード側の触媒層とにおいて、次の電気化学反応が生じる。その結果、カソード側の触媒層から、水素が排出される。
（アノード側）２Ｈ
２
Ｏ → ４Ｈ
＋
＋Ｏ
２
＋４ｅ
－
（カソード側）２Ｈ
＋
＋２ｅ
－
→ Ｈ
２
【０００３】
従来の水電解装置については、例えば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－０２３９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水電解装置のセルは、アノード側の触媒層の外側に積層された多孔質輸送層を有する。多孔質輸送層には、触媒層へ水を供給する機能と、触媒層で発生する酸素を排出する機能と、触媒層とセパレータとの間で電気を流す機能と、の３つの機能が求められる。このため、多孔質輸送層には、通水性、通気性、および導電性を有するメッシュプレートが使用される。メッシュプレートは、例えば、チタンにより形成され、その表面に白金のメッキが施されている。
【０００６】
しかしながら、メッシュプレートは、特に使用の初期段階において親水性が低い。このため、水電解を行うときに、アノード側の触媒層において発生した気体の酸素が、多孔質輸送層に滞留する場合がある。その場合、多孔質輸送層に滞留した酸素が、多孔質輸送層における水の流通を阻害することにより、触媒層へ水が供給されにくくなる。その結果、触媒層における電気分解の効率が低下するという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、メッシュプレートの親水性を向上させることにより、セルにおける電気化学反応の効率を向上させることができる技術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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、電気化学反応を行うセルに使用される、通水性、通気性、および導電性を有するメッシュプレートを、前記セルに組み込まれる前に処理する前処理方法であって、前記メッシュプレートを水中に浸漬しつつ、前記メッシュプレートに超音波を付与する超音波処理工程を有する。
【０００９】
本願の第２発明は、第１発明の前処理方法であって、前記メッシュプレートは、表面にメッキを有し、前記超音波の強度は、２０００Ｗ／ｍ
２
以上かつ３５００Ｗ／ｍ
２
以下である。
【００１０】
本願の第３発明は、第１発明または第２発明の前処理方法であって、前記超音波処理工程の後、前記メッシュプレートを水に浸漬したまま保管する保管工程をさらに有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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