水素製造のための亜硫酸水溶液の電気分解技術に関する研究

Investigation the hydrogen production technique by sulfurous acid solution electrolysis

中桐 俊男  ; 加瀬 健 ; 加藤 章一 ; 青砥 紀身 ; 高森 裕二*

Nakagiri, Toshio; Kase, Takeshi; Kato, Shoichi; Aoto, Kazumi; Takamori, Yuji*

ハイブリッド熱化学法による水素製造のエネルギー効率を向上させるために、同法の水素製造反応である亜硫酸水溶液の電気分解の際の電圧損失を低減させるための技術や電解条件について、調査、検討を実施した。その結果、アノードには電圧損失の低減や硫黄によるカソード被毒の抑制が期待できるとともに、二酸化硫黄吸収部の省略が可能なガス拡散電極が、カソードには電極間距離を最大限に短縮することで電圧損失の低減が見込める膜電極接合体が有望であることがわかった。電解槽としては、反応物質の拡散を促し、電解電流の増加が可能な流動型のセルタイプが有効であることがわかった。また、これらを採用した電解槽では100mA/cm以上の電流密度が得られており、今年度に設計を行う1L/h程度の水素発生量が見込める装置に利用することが適切であることを提案した。

To improve the energy efficiency of the thermo-chemical and electrolytic hybrid hydrogen production system, the techniques and electrolysis condition which reduced the voltage loss of sulfurous acid solution electrolysis were surveyed and discussued. As the result of the survey and discussion, a gas diffusion type anode was effective in a reduction of voltage loss, a cathode poisoning by sulfur and a omission of SO absorption part. A membrane electrode assembly type cathode was expected to reduce a voltage loss because of the minimum distance between membrane and electrode. In the point of voltage loss reduction, a stream type cell was proper to achieve a rapid reaction material supply. It was effective for experimental apparatus with capability in 1L/h hydrogen production to adopt these techniques, because a cell, which adopted these techniques, achieved a current density of more than 100mA/cm.