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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023146516
(43)【公開日】2023-10-12
(54)【発明の名称】水電解セル、水電解スタック
(51)【国際特許分類】
C25B 9/00 20210101AFI20231004BHJP
C25B 1/04 20210101ALI20231004BHJP
C25B 13/08 20060101ALI20231004BHJP
C25B 9/23 20210101ALI20231004BHJP
C25B 9/60 20210101ALI20231004BHJP
【ＦＩ】
C25B9/00 A
C25B1/04
C25B13/08 301
C25B9/23
C25B9/60
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022053730
(22)【出願日】2022-03-29
(71)【出願人】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000003609
【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100129838
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 典輝
(74)【代理人】
【識別番号】100101203
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100104499
【弁理士】
【氏名又は名称】岸本 達人
(72)【発明者】
【氏名】吉村 常治
(72)【発明者】
【氏名】岩田 隆一
(72)【発明者】
【氏名】濱口 豪
(72)【発明者】
【氏名】香山 智之
(72)【発明者】
【氏名】池田 飛展
【テーマコード（参考）】
4K021
【Ｆターム（参考）】
4K021AA01
4K021BA02
4K021BC03
4K021CA09
4K021DB31
4K021DB43
4K021DB53
(57)【要約】
【課題】水電解セルにおいて、発生したガスの移動が水により阻害され難く、水電解性能の低下を抑制する。
【解決手段】固体高分子電解質膜を挟んで一方側に配置されたアノード及び他方側に配置されたカソードを有する水電解セルであって、アノードには、固体高分子電解質膜側から、アノード触媒層、アノードガス拡散層、及び、アノードセパレータが積層されてなり、アノードセパレータには流路が形成されており、流路は波状に延びるように形成されている。
【選択図】図４
【解決手段】固体高分子電解質膜を挟んで一方側に配置されたアノード及び他方側に配置されたカソードを有する水電解セルであって、アノードには、固体高分子電解質膜側から、アノード触媒層、アノードガス拡散層、及び、アノードセパレータが積層されてなり、アノードセパレータには流路が形成されており、流路は波状に延びるように形成されている。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
固体高分子電解質膜を挟んで一方側に配置されたアノード及び他方側に配置されたカソードを有する水電解セルであって、
前記アノードには、前記固体高分子電解質膜側から、アノード触媒層、アノードガス拡散層、及び、アノードセパレータが積層されてなり、
前記アノードセパレータには流路が形成されており、前記流路は波状に延びるように形成されている、水電解セル。
前記アノードには、前記固体高分子電解質膜側から、アノード触媒層、アノードガス拡散層、及び、アノードセパレータが積層されてなり、
前記アノードセパレータには流路が形成されており、前記流路は波状に延びるように形成されている、水電解セル。
【請求項2】
前記アノードセパレータの前記流路の内面には撥水性処理がなされている、請求項１に記載の水電解セル。
【請求項3】
前記アノードガス拡散層のうち前記アノードセパレータに対向する面には親水性処理がなされている、請求項１又は２に記載の水電解セル。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項に記載の水電解セルが積層されてなる水電解スタックであって、
前記流路が鉛直方向に延びる向きで、下方が流入口、上方が排出口となるよう前記水電解セルが配置されている、水電解スタック。
前記流路が鉛直方向に延びる向きで、下方が流入口、上方が排出口となるよう前記水電解セルが配置されている、水電解スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は水電解に用いられる水電解セル、水電解スタックに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば特許文献１には、複数のネジ軸で締結した水電解セルが水平方向に積層されたスタック構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００３－１４７５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来技術では、アノード（酸素発生極）で発生した酸素が適切に排出されずにアノード内に滞留し、電解用の水が供給され難くなり、電解性能や耐久性が低下する問題がある。
【0005】
上記問題に鑑み本開示は、水電解セルにおいて、発生したガスの移動が水により阻害され難く、水電解性能の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本願は、固体高分子電解質膜を挟んで一方側に配置されたアノード及び他方側に配置されたカソードを有する水電解セルであって、アノードには、固体高分子電解質膜側から、アノード触媒層、アノードガス拡散層、及び、アノードセパレータが積層されてなり、アノードセパレータには流路が形成されており、流路は波状に延びるように形成されている、水電解セルを開示する。
【0007】
水電解セルにおいて、アノードセパレータの流路の内面には撥水性処理がなされてもよい。
【0008】
水電解セルにおいて、アノードガス拡散層のうちアノードセパレータに対向する面には親水性処理がなされてもよい。
【0009】
本願は、上記水電解セルが積層されてなる水電解スタックであって、流路が鉛直方向に延びる向きで、下方が流入口、上方が排出口となるよう水電解セルが配置されている、水電解スタックを開示する。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、水電解セルにおいて、発生したガスの移動が水により阻害され難く、水電解性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
１．水電解セルの構成
図１、図２に１つの形態にかかる水電解セル１０を説明する図を示した。水電解セル１０は純水を水素と酸素とに分解するための単位要素であり、このような水分解セル１０が複数積層されて水電解スタックを構成している。図１は水電解セル１０を平面視した図、図２は図１のＡーＡ断面の一部であり水電解セル１０のうち水電解が行われる部位である水電解部１０ａにおける層構成を説明する図である。
図１、図２に１つの形態にかかる水電解セル１０を説明する図を示した。水電解セル１０は純水を水素と酸素とに分解するための単位要素であり、このような水分解セル１０が複数積層されて水電解スタックを構成している。図１は水電解セル１０を平面視した図、図２は図１のＡーＡ断面の一部であり水電解セル１０のうち水電解が行われる部位である水電解部１０ａにおける層構成を説明する図である。
【0013】
水電解セル１０は複数の層からなり、固体高分子電解質膜１１を挟んで一方が酸素発生極（アノード）、他方が水素発生極（カソード）となる。アノードは固体高分子電解質膜１１側からアノード触媒層１２、アノードガス拡散層１３、アノードセパレータ１４がこの順に積層されている。一方、カソードは固体高分子電解質膜１１側からカソード触媒層１５、カソードガス拡散層１６、カソードセパレータ１７をこの順に備えている。ここで、水電解膜電極接合体は、固体高分子電解質膜１１、固体高分子電解質膜１１のアノード側に配置されたアノード触媒層１２、及び、固体高分子電解質膜１１のカソード側に配置されたカソード触媒層１５の積層体を意味する。水電解膜電極接合体の厚さは０．４ｍｍ程度が典型的であり、水電解部１０ａにおける水電解セル１０の厚さは１．３ｍｍ程度が典型的である。
各層は例えば次の通りである。
各層は例えば次の通りである。
【0014】
１．１．固体高分子電解質膜
固体高分子電解質膜１１はプロトン伝導性を有する膜の１つの態様である。本形態で固体高分子電解質膜１１を構成する材料（電解質）は固体高分子材料であり、例えばフッ素系樹脂や炭化水素系樹脂材料等により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜が挙げられる。これは湿潤状態で良好なプロトン伝導性（電気伝導性）を示す。より具体的にはパーフルオロ系電解質であるナフィオン（Nafion、登録商標）による膜が挙げられる。
固体高分子電解質膜１１の厚さは特に限定されることはないが、１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下である。
固体高分子電解質膜１１はプロトン伝導性を有する膜の１つの態様である。本形態で固体高分子電解質膜１１を構成する材料（電解質）は固体高分子材料であり、例えばフッ素系樹脂や炭化水素系樹脂材料等により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜が挙げられる。これは湿潤状態で良好なプロトン伝導性（電気伝導性）を示す。より具体的にはパーフルオロ系電解質であるナフィオン（Nafion、登録商標）による膜が挙げられる。
固体高分子電解質膜１１の厚さは特に限定されることはないが、１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下である。
【0015】
１．２．アノード触媒層
アノード触媒層（酸素極触媒層）１２は、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｉｒ等の貴金属触媒及びその酸化物を少なくとも１つ以上含む触媒を有する層である。触媒としてより具体的には、Ｐt、イリジウム酸化物、ルテニウム酸化物、イリジウムルテニウム酸化物、又は、これらの混合物が挙げられる。
イリジウム酸化物としては、酸化イリジウム(ＩｒＯ２、ＩｒＯ３)、イリジウムスズ酸化物、イリジウムジルコニウム酸化物等が挙げられる。
ルテニウム酸化物としては、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２、Ｒｕ２Ｏ３）、ルテニウムタンタル酸化物、ルテニウムジルコニウム酸化物、ルテニウムチタン酸化物、ルテニウムチタンセリウム酸化物等が挙げられる。
イリジウムルテニウム酸化物としては、イリジウムルテニウムコバルト酸化物、イリジウムルテニウムスズ酸化物、イリジウムルテニウム鉄酸化物、イリジウムルテニウムニッケル酸化物等が挙げられる。
アノード触媒層（酸素極触媒層）１２は、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｉｒ等の貴金属触媒及びその酸化物を少なくとも１つ以上含む触媒を有する層である。触媒としてより具体的には、Ｐt、イリジウム酸化物、ルテニウム酸化物、イリジウムルテニウム酸化物、又は、これらの混合物が挙げられる。
イリジウム酸化物としては、酸化イリジウム(ＩｒＯ２、ＩｒＯ３)、イリジウムスズ酸化物、イリジウムジルコニウム酸化物等が挙げられる。
ルテニウム酸化物としては、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２、Ｒｕ２Ｏ３）、ルテニウムタンタル酸化物、ルテニウムジルコニウム酸化物、ルテニウムチタン酸化物、ルテニウムチタンセリウム酸化物等が挙げられる。
イリジウムルテニウム酸化物としては、イリジウムルテニウムコバルト酸化物、イリジウムルテニウムスズ酸化物、イリジウムルテニウム鉄酸化物、イリジウムルテニウムニッケル酸化物等が挙げられる。
【0016】
ここでアノード触媒層１２にはアイオノマを含んでもよい。アイオノマを含むことにより塗工性向上を図る他、その親水性により水分解の際に供給される水の透過を円滑に行うことができる。含まれるアイオノマとしては固体高分子電解質膜に用いる電解質であるパーフルオロ系電解質を含むアイオノマを挙げることができる。
【0017】
１．３．アノードガス拡散層
アノードガス拡散層１３は、公知のものを用いることができるが、ガス透過性及び導電性を有する部材によって構成されている。具体的には金属繊維（例えばチタン繊維）または金属粒子（チタン粒子）などの焼結体からなる多孔質導電性部材等を挙げることができる。
さらに本形態でアノードガス拡散層１３は、そのアノードセパレータ１４の流路１４ａに面する面１３ａは親水性処理をしてもよい。これにより、アノードガス拡散層１３の表面に水を集め易くなり、水を集めて導くことで、アノードガス拡散層１３に水を導入し易くなることから円滑な水分解が可能となる。親水性としてはイオン交換水を用いた濡れ性の検査において、接触角が５０度以下であることが好ましい。
親水性処理はＵＶ処理、プラズマ処理等によりアノードガス拡散層１３の面１３ａ自体に親水性を付与する処理や、面１３ａにシリカ等の無機化合物や親水性樹脂をスプレー等により親水層を形成することが挙げられる。
ただし、親水性処理として親水性の材料を層として形成してもよいが、アノードセパレータ１４と接触する面には当該層を形成しないようにする。これは、アノードセパレータとの界面に親水材が存在すると、抵抗体となってしまうからである。
アノードガス拡散層１３は、公知のものを用いることができるが、ガス透過性及び導電性を有する部材によって構成されている。具体的には金属繊維（例えばチタン繊維）または金属粒子（チタン粒子）などの焼結体からなる多孔質導電性部材等を挙げることができる。
さらに本形態でアノードガス拡散層１３は、そのアノードセパレータ１４の流路１４ａに面する面１３ａは親水性処理をしてもよい。これにより、アノードガス拡散層１３の表面に水を集め易くなり、水を集めて導くことで、アノードガス拡散層１３に水を導入し易くなることから円滑な水分解が可能となる。親水性としてはイオン交換水を用いた濡れ性の検査において、接触角が５０度以下であることが好ましい。
親水性処理はＵＶ処理、プラズマ処理等によりアノードガス拡散層１３の面１３ａ自体に親水性を付与する処理や、面１３ａにシリカ等の無機化合物や親水性樹脂をスプレー等により親水層を形成することが挙げられる。
ただし、親水性処理として親水性の材料を層として形成してもよいが、アノードセパレータ１４と接触する面には当該層を形成しないようにする。これは、アノードセパレータとの界面に親水材が存在すると、抵抗体となってしまうからである。
【0018】
１．４．アノードセパレータ
アノードセパレータ１４は、アノードガス拡散層１３に純水を供給するとともに水が分解して発生した酸素が流れる流路１４ａを備える部材である。
図３、図４にはアノードセパレータ１４のうち、水電解部１０ａにおける流路の形態を説明する図を示した。図３、図４は説明のための概念的に示した模式的な図であり、実際には微細な構造であって流路はさらに多数配置されている。図３はアノードセパレータ１４の水電解部１０ａに配置される部位の外観斜視図、図４は図３にＣーＣで示した線に沿った断面図である。
アノードセパレータ１４は、アノードガス拡散層１３に純水を供給するとともに水が分解して発生した酸素が流れる流路１４ａを備える部材である。
図３、図４にはアノードセパレータ１４のうち、水電解部１０ａにおける流路の形態を説明する図を示した。図３、図４は説明のための概念的に示した模式的な図であり、実際には微細な構造であって流路はさらに多数配置されている。図３はアノードセパレータ１４の水電解部１０ａに配置される部位の外観斜視図、図４は図３にＣーＣで示した線に沿った断面図である。
【0019】
アノードセパレータ１４の流路１４ａは図４からわかるように波状に形成されている。これにより流路１４ａを流れる水を乱流化することができ、水をアノードガス拡散層１３に供給し易くなる。波の形状は特に限定されることはなく、図４のような三角波の他、正弦波、矩形波、その他不定形な波状であってよい。
また、波状が有する形状は、送水時の圧力損失が送液ポンプなどの能力の範囲内で振幅は大きく、波長は短い方が好ましい。より具体的には、振幅は流路の幅（複数の流路が並ぶ方向における流路の大きさ）の２倍以上が好ましく、波長は流路の幅の１０倍以下であることが好ましい。
また、波状が有する形状は、送水時の圧力損失が送液ポンプなどの能力の範囲内で振幅は大きく、波長は短い方が好ましい。より具体的には、振幅は流路の幅（複数の流路が並ぶ方向における流路の大きさ）の２倍以上が好ましく、波長は流路の幅の１０倍以下であることが好ましい。
【0020】
また、本形態ではアノードセパレータ１４の流路１４ａの内面である底面１４ｂ、側面１４ｃ（図２参照）は撥水性処理がされている。これにより、水を流路１４ａの内面からはじいてアノードガス拡散層１３に導くことができる。撥水性の程度は特に限定されることはないが、イオン交換水を用いた撥水性の試験において、転落角が７０度以下であればよく、好ましくは１０度以下である。
撥水性処理の具体的態様は特に限定されることはないが、テフロン（登録商標）等の撥水性材料をスプレー等により撥水層を形成することで行うことができる。本形態では流路１４ａの底面１４ｂと側面１４ｃに撥水性を付与しているが、底面１４ａのみに撥水性を付与してもよい。
撥水性処理の具体的態様は特に限定されることはないが、テフロン（登録商標）等の撥水性材料をスプレー等により撥水層を形成することで行うことができる。本形態では流路１４ａの底面１４ｂと側面１４ｃに撥水性を付与しているが、底面１４ａのみに撥水性を付与してもよい。
【0021】
また、アノードセパレータ１４には、図１からわかるように、水電解部１０ａから延長して外側となる位置で、流路１４ａの一端側となる部位には水入口孔Ｈ２Ｏｉｎ1、水入口孔Ｈ２Ｏｉｎ２が設けられ、流路１４ａの他端側となる部位には水及び酸素出口孔Ｏ２／Ｈ２Ｏｏｕｔ、水及び水素出口孔Ｈ２／Ｈ２Ｏｏｕｔが設けられている。ここで流路１４ａは一端が水入口孔Ｈ２Ｏｉｎ１に通じ、他端が水及び酸素出口孔Ｏ２／Ｈ２Ｏｏｕｔに通じている。
【0022】
１．５．カソード触媒層
カソード触媒層１５に含まれる触媒は、公知の触媒を用いることができ、例えば白金、白金被覆チタン、白金担持カーボン、パラジウム担持カーボン、コバルトグリオキシム、ニッケルグリオキシム等を挙げることができる。
ここでカソード触媒層１５にはアイオノマを含んでもよい。アイオノマを含むことにより塗工性向上を図ることができる。含まれるアイオノマとしては固体高分子電解質膜に用いる電解質であるパーフルオロ系電解質からなるアイオノマを挙げることができる。
カソード触媒層１５に含まれる触媒は、公知の触媒を用いることができ、例えば白金、白金被覆チタン、白金担持カーボン、パラジウム担持カーボン、コバルトグリオキシム、ニッケルグリオキシム等を挙げることができる。
ここでカソード触媒層１５にはアイオノマを含んでもよい。アイオノマを含むことにより塗工性向上を図ることができる。含まれるアイオノマとしては固体高分子電解質膜に用いる電解質であるパーフルオロ系電解質からなるアイオノマを挙げることができる。
【0023】
１．６．カソードガス拡散層
カソードガス拡散層１６は、公知のものを用いることができるが、ガス透過性及び導電性を有する部材によって構成されている。具体的にはカーボンクロスやカーボンペーパー等の多孔質部材等を挙げることができる。
カソードガス拡散層１６は、公知のものを用いることができるが、ガス透過性及び導電性を有する部材によって構成されている。具体的にはカーボンクロスやカーボンペーパー等の多孔質部材等を挙げることができる。
【0024】
１．７．カソードセパレータ
カソードセパレータ１７は、水素イオンが還元されて発生した水素、及び、水素イオンが固体高分子電解質膜１１を透過するときにこれに随伴した水が流れる流路１７ａを備える部材である。
流路１７の内面である底面１７ｂ、側面１７ｃには親水性処理が施されていてもよい。これにより流路１７ａの底面１７ｂに水を導くことができ、流路１７ａのうちカソードガス拡散層１６側に水素が集中することからカソードガス拡散層１６から流路１７ａへの水素ガスの流出が円滑に行われる。親水性の程度は特に限定されることはないが、イオン交換水を用いた濡れ性の検査において、接触角が５０度以下であることが好ましい。
親水性性処理は特に限定されることはないが、シリカ等の無機化合物や親水性樹脂をスプレー等により親水層を形成することや、ＵＶ処理やプラズマ処理で流路１７ａの内面自体に親水性を付与してもよい。本形態では流路１７ａの底面１７ｂと側面１７ｃに親水性を付与しているが、底面１７ｂのみに親水性を付与してもよい。
カソードセパレータ１７は、水素イオンが還元されて発生した水素、及び、水素イオンが固体高分子電解質膜１１を透過するときにこれに随伴した水が流れる流路１７ａを備える部材である。
流路１７の内面である底面１７ｂ、側面１７ｃには親水性処理が施されていてもよい。これにより流路１７ａの底面１７ｂに水を導くことができ、流路１７ａのうちカソードガス拡散層１６側に水素が集中することからカソードガス拡散層１６から流路１７ａへの水素ガスの流出が円滑に行われる。親水性の程度は特に限定されることはないが、イオン交換水を用いた濡れ性の検査において、接触角が５０度以下であることが好ましい。
親水性性処理は特に限定されることはないが、シリカ等の無機化合物や親水性樹脂をスプレー等により親水層を形成することや、ＵＶ処理やプラズマ処理で流路１７ａの内面自体に親水性を付与してもよい。本形態では流路１７ａの底面１７ｂと側面１７ｃに親水性を付与しているが、底面１７ｂのみに親水性を付与してもよい。
【0025】
また、カソードセパレータ１７には、図１からわかるように、水電解部１０ａから延長して外側となる位置で、流路１７ａの一端側となる部位には水入口孔Ｈ２Ｏｉｎ１、水入口孔Ｈ２Ｏｉｎ２が設けられ、流路１７ａの他端側となる部位には水及び酸素出口孔Ｏ２／Ｈ２Ｏｏｕｔ、水及び水素出口孔Ｈ２／Ｈ２Ｏｏｕｔが設けられている。ここで流路１７ａは一端が水入口孔Ｈ２Ｏｉｎ２に通じ、他端が水及び水素出口孔Ｈ２／Ｈ２Ｏｏｕｔに通じている。
【0026】
１．８．水電解セルによる水素の生成
以上説明した水電解セル１０により次のように純水から水素及び酸素が生成される。従って、本開示の水電解セル及び水電解スタックは上記の他にも水素を生成するために必要な公知の部材や構成を備えることができる。
アノードセパレータ１４の流路１４ａからアノード（酸素発生極）に供給された純水（Ｈ２Ｏ）は、アノードとカソードとの間に通電することで、電位がかかったアノード触媒層１２で酸素、電子及びプロトン（Ｈ＋）に分解される。このときプロトンは固体高分子電解質膜１１を通りカソード触媒層１５に移動する。一方、アノード触媒層１２で分離された電子は外部回路を通りカソード触媒層１５に達する。そして、カソード触媒層１５にてプロトンが電子を受け取り水素（Ｈ２）が発生する。発生した水素はカソードセパレータ１７に達して流路１７ａから排出される。なお、アノード触媒層１２で発生した酸素はアノードセパレータ１４に達して流路１４ａから排出される。
以上説明した水電解セル１０により次のように純水から水素及び酸素が生成される。従って、本開示の水電解セル及び水電解スタックは上記の他にも水素を生成するために必要な公知の部材や構成を備えることができる。
アノードセパレータ１４の流路１４ａからアノード（酸素発生極）に供給された純水（Ｈ２Ｏ）は、アノードとカソードとの間に通電することで、電位がかかったアノード触媒層１２で酸素、電子及びプロトン（Ｈ＋）に分解される。このときプロトンは固体高分子電解質膜１１を通りカソード触媒層１５に移動する。一方、アノード触媒層１２で分離された電子は外部回路を通りカソード触媒層１５に達する。そして、カソード触媒層１５にてプロトンが電子を受け取り水素（Ｈ２）が発生する。発生した水素はカソードセパレータ１７に達して流路１７ａから排出される。なお、アノード触媒層１２で発生した酸素はアノードセパレータ１４に達して流路１４ａから排出される。
【0027】
２．水電解スタック
水電解スタック２０は、上記した水電解セル１０が複数（５０枚～４００枚程度）重ねられてなる部材であり、複数の水電解セル１０に通電して水素及び酸素を生成する。図５にその構成の概要を示した。水電解セル２０は、スタックケース２１、エンドプレート２２、複数の水電解セル１０、及び、付勢部材２３を備えている。
水電解スタック２０は、上記した水電解セル１０が複数（５０枚～４００枚程度）重ねられてなる部材であり、複数の水電解セル１０に通電して水素及び酸素を生成する。図５にその構成の概要を示した。水電解セル２０は、スタックケース２１、エンドプレート２２、複数の水電解セル１０、及び、付勢部材２３を備えている。
【0028】
スタックケース２１は、重ねられた複数の水電解セル１０、及び、付勢部材２３をその内側に収納する筐体である。本形態でスタックケース２１は四角形の筒状で一端が開口し、他端が閉じているとともに、開口の縁に沿って開口とは反対側に板状の片が張り出し、フランジ２１ａを形成している。
【0029】
エンドプレート２２は板状の部材であり、スタックケース２１の開口を塞ぐ。スタックケース２１のフランジ２１ａとの重なり部分をボルト及びナット等によりスタックケース２１にフタをするようにエンドプレート２２がスタックケース２１に固定される。
【0030】
水電解セル１０は上記の通りである。このような水電解セル１０が複数重ねられている。ここで本形態では、図５からわかるように、水電解セル１０は水平方向に重ねられるように構成され、各水電解セル１０では図１に示したように下方であるＨ２Ｏｉｎ１からアノードセパレータ１４水が供給され、図１、図４に直線矢印で示したように下方から上方に向けて水及び発生した酸素が流れ、図１に示したＯ２／Ｈ２Ｏｏｕｔから排出される。
【0031】
付勢部材２３は、スタックケース２１の内側に収まり、水電解セル１０の積層体に対してその積層方向に押圧力を付与する。付勢部材として例えば皿バネ等を挙げることができる。
【0032】
３．効果等
水電解セル１０により上記したように水素及び酸素を生成するが、アノードセパレータ１４に供給された電解用の水は流路１４ａを流れる際に流路１４ａの壁に衝突することにより乱れてアノードガス拡散層１３に供給されるように流れやすくなるとともに、発生した酸素も留まることなく動くため、円滑に排出されることから、電解性能が向上し、固体高分子電解質膜１１が乾燥することも回避できるようになり耐久性が向上する。
水電解セル１０により上記したように水素及び酸素を生成するが、アノードセパレータ１４に供給された電解用の水は流路１４ａを流れる際に流路１４ａの壁に衝突することにより乱れてアノードガス拡散層１３に供給されるように流れやすくなるとともに、発生した酸素も留まることなく動くため、円滑に排出されることから、電解性能が向上し、固体高分子電解質膜１１が乾燥することも回避できるようになり耐久性が向上する。
【0033】
特に上記したように水電解セル１０を水電解スタック２０に配置した際に、水が下方から供給されて上方に向かうようにした場合には、水は重力の影響により下方に溜まりやすくなり電解性能を低下させるが、本開示のように当該流路１４ａの上記した効果により、電解性能の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【0034】
１０ 水電解セル
１１ 固体高分子電解質膜
１２ アノード触媒層
１３ アノードガス拡散層（酸素発生極ガス拡散層）
１４ アノードセパレータ（酸素発生極セパレータ）
１５ カソード触媒層
１６ カソードガス拡散層（水素発生極ガス拡散層）
１７ カソードセパレータ（水素発生極セパレータ）
２０ 水電解スタック
１１ 固体高分子電解質膜
１２ アノード触媒層
１３ アノードガス拡散層（酸素発生極ガス拡散層）
１４ アノードセパレータ（酸素発生極セパレータ）
１５ カソード触媒層
１６ カソードガス拡散層（水素発生極ガス拡散層）
１７ カソードセパレータ（水素発生極セパレータ）
２０ 水電解スタック
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】