(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】P2023151354
(43)【公開日】2023-10-16
(54)【発明の名称】光電解モジュール
(51)【国際特許分類】
C25B 9/50 20210101AFI20231005BHJP
B01J 35/02 20060101ALI20231005BHJP
【ＦＩ】
C25B9/50
B01J35/02 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022060931
(22)【出願日】2022-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000000941
【氏名又は名称】株式会社カネカ
(74)【代理人】
【識別番号】100100480
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 隆
(72)【発明者】
【氏名】戸澤 友和
(72)【発明者】
【氏名】杉山 幹人
【テーマコード（参考）】
4G169
4K021
【Ｆターム（参考）】
4G169AA03
4G169BA04A
4G169BA48A
4G169BB04A
4G169BB06A
4G169BC22A
4G169BC25A
4G169BC54A
4G169BC60A
4G169BC66A
4G169CC33
4G169DA06
4G169HA01
4G169HB01
4G169HB06
4G169HE09
4K021AA01
4K021DB18
4K021DB43
4K021DB53
(57)【要約】
【課題】本発明は、外部から電解液を供給可能な光電解モジュールを提供する。
【解決手段】透明基板と、電解部と、裏面封止部材と、側面封止部材と、電解液導入部を有し、電解部は、透明基板と裏面封止部材の間に位置し、光触媒電極部と、イオン交換膜と、対向電極部を有し、イオン交換膜は、光触媒電極部と対向電極部の間に位置し、光触媒電極部側の空間と対向電極部側の空間に区画しており、裏面封止部材は、シート状又は板状で透明基板及び側面封止部材とともに電解部を封止するものであり、側面封止部材は、透明基板を平面視したときに電解部を囲繞するように設けられ、かつ、第１封止部と第２封止部が積層された積層構造を有し、第１封止部と第２封止部は、イオン交換膜を挟んでイオン交換膜の姿勢を保持しており、電解液導入部は、外部から第１封止部と第２封止部の間を通過して光触媒電極部側の空間に挿入されている構成とする。
【選択図】図５
【解決手段】透明基板と、電解部と、裏面封止部材と、側面封止部材と、電解液導入部を有し、電解部は、透明基板と裏面封止部材の間に位置し、光触媒電極部と、イオン交換膜と、対向電極部を有し、イオン交換膜は、光触媒電極部と対向電極部の間に位置し、光触媒電極部側の空間と対向電極部側の空間に区画しており、裏面封止部材は、シート状又は板状で透明基板及び側面封止部材とともに電解部を封止するものであり、側面封止部材は、透明基板を平面視したときに電解部を囲繞するように設けられ、かつ、第１封止部と第２封止部が積層された積層構造を有し、第１封止部と第２封止部は、イオン交換膜を挟んでイオン交換膜の姿勢を保持しており、電解液導入部は、外部から第１封止部と第２封止部の間を通過して光触媒電極部側の空間に挿入されている構成とする。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
透明基板と、電解部と、裏面封止部材と、側面封止部材と、電解液導入部を有し、
前記電解部は、前記透明基板と前記裏面封止部材の間に位置し、光触媒電極部と、イオン交換膜と、対向電極部を有するものであり、
前記イオン交換膜は、前記光触媒電極部と前記対向電極部の間に位置し、前記光触媒電極部側の空間と前記対向電極部側の空間に区画しており、
前記裏面封止部材は、シート状又は板状であって、前記透明基板及び前記側面封止部材とともに前記電解部を封止するものであり、
前記側面封止部材は、前記透明基板を平面視したときに前記電解部を囲繞するように設けられ、かつ、第１封止部と第２封止部が積層された積層構造を有し、
前記第１封止部と前記第２封止部は、前記イオン交換膜を挟んで前記イオン交換膜の姿勢を保持しており、
前記電解液導入部は、外部から前記第１封止部と前記第２封止部の間を通過して前記光触媒電極部側の空間又は前記対向電極部側の空間に挿入されている、光電解モジュール。
前記電解部は、前記透明基板と前記裏面封止部材の間に位置し、光触媒電極部と、イオン交換膜と、対向電極部を有するものであり、
前記イオン交換膜は、前記光触媒電極部と前記対向電極部の間に位置し、前記光触媒電極部側の空間と前記対向電極部側の空間に区画しており、
前記裏面封止部材は、シート状又は板状であって、前記透明基板及び前記側面封止部材とともに前記電解部を封止するものであり、
前記側面封止部材は、前記透明基板を平面視したときに前記電解部を囲繞するように設けられ、かつ、第１封止部と第２封止部が積層された積層構造を有し、
前記第１封止部と前記第２封止部は、前記イオン交換膜を挟んで前記イオン交換膜の姿勢を保持しており、
前記電解液導入部は、外部から前記第１封止部と前記第２封止部の間を通過して前記光触媒電極部側の空間又は前記対向電極部側の空間に挿入されている、光電解モジュール。
【請求項2】
水平面に対して傾斜又は直交した姿勢で設置されるものであり、
前記電解液導入部は、前記光触媒電極部側の空間に電解液を導入可能であって、かつ前記光触媒電極部よりも上方側の位置で前記第１封止部と前記第２封止部の間を通過している、請求項１に記載の光電解モジュール。
前記電解液導入部は、前記光触媒電極部側の空間に電解液を導入可能であって、かつ前記光触媒電極部よりも上方側の位置で前記第１封止部と前記第２封止部の間を通過している、請求項１に記載の光電解モジュール。
【請求項3】
水平面に対して傾斜又は直交した姿勢で設置されるものであり、
前記光触媒電極部側の空間を第１区画空間と第２区画空間とに区画する区画部材と、前記光触媒電極部よりも上方側の位置で前記第１区画空間と前記第２区画空間を連通させる上方側連通部と、前記光触媒電極部よりも下方側の位置で前記第１区画空間と前記第２区画空間を連通させる下方側連通部を備える、請求項１又は２に記載の光電解モジュール。
前記光触媒電極部側の空間を第１区画空間と第２区画空間とに区画する区画部材と、前記光触媒電極部よりも上方側の位置で前記第１区画空間と前記第２区画空間を連通させる上方側連通部と、前記光触媒電極部よりも下方側の位置で前記第１区画空間と前記第２区画空間を連通させる下方側連通部を備える、請求項１又は２に記載の光電解モジュール。
【請求項4】
前記光触媒電極部は、透明電極層上に光触媒が積層されており、
前記光触媒電極部は、前記透明電極層上に前記透明電極層よりも導電率が高い補助電極層を備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の光電解モジュール。
前記光触媒電極部は、前記透明電極層上に前記透明電極層よりも導電率が高い補助電極層を備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の光電解モジュール。
【請求項5】
前記光触媒電極部側の空間内で前記電解液導入部と接続され、前記イオン交換膜に電解液を供給する供給配線部を有し、
前記供給配線部は、面状に広がりをもって前記イオン交換膜上を這っている、請求項１～４のいずれか１項に記載の光電解モジュール。
前記供給配線部は、面状に広がりをもって前記イオン交換膜上を這っている、請求項１～４のいずれか１項に記載の光電解モジュール。
【請求項6】
前記対向電極部側の空間からガスを排出するガス排出配管部を有し、
前記ガス排出配管部は、外部から前記第１封止部と前記第２封止部の間を通過して前記対向電極部側の空間に挿入されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の光電解モジュール。
前記ガス排出配管部は、外部から前記第１封止部と前記第２封止部の間を通過して前記対向電極部側の空間に挿入されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の光電解モジュール。
【請求項7】
水平面に対して傾斜又は直交した姿勢で設置されるものであり、
前記ガス排出配管部は、前記対向電極部よりも上方側の位置で前記第１封止部と前記第２封止部の間を通過している、請求項６に記載の光電解モジュール。
前記ガス排出配管部は、前記対向電極部よりも上方側の位置で前記第１封止部と前記第２封止部の間を通過している、請求項６に記載の光電解モジュール。
【請求項8】
前記透明基板と前記裏面封止部材を挟持するフレーム部材を有し、
前記ガス排出配管部は、前記側面封止部材と前記フレーム部材の間を通過している、請求項６又は７に記載の光電解モジュール。
前記ガス排出配管部は、前記側面封止部材と前記フレーム部材の間を通過している、請求項６又は７に記載の光電解モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光エネルギーを用いて水等の電解液を分解する光電解モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、燃料電池モジュールの普及により、燃料電池モジュールの燃料極に使用される水素原料の需要が増えており、太陽光によって水を分解し、水素を発生させる光触媒の研究が注目されている（例えば、特許文献１）。
光触媒による水素原料の製法は、光触媒を塗膜した電極（以下、光触媒電極ともいう）で太陽光を受光し、太陽電池等の再生可能エネルギー装置によって光触媒電極と対極との間で水の分解電圧を印加することで、対極上で水が分解され、二酸化炭素を排出させずに水素を発生できるので、従来の化石燃料を用いた水素の製法に比べて環境負荷が小さい。
光触媒による水素原料の製法は、光触媒を塗膜した電極（以下、光触媒電極ともいう）で太陽光を受光し、太陽電池等の再生可能エネルギー装置によって光触媒電極と対極との間で水の分解電圧を印加することで、対極上で水が分解され、二酸化炭素を排出させずに水素を発生できるので、従来の化石燃料を用いた水素の製法に比べて環境負荷が小さい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第５６２８８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、工業的に光触媒を用いて水素を大量に生成するためには、長期間、連続的に水素を発生させる必要がある。
しかしながら、特許文献１の水素発生デバイスは、電解液層が密閉されており、水素と酸素がともに発生して外部に排出される。そのため、電解液を何らかの手段で継続的に補填する必要となる問題があり、更なる改良の余地があった。
しかしながら、特許文献１の水素発生デバイスは、電解液層が密閉されており、水素と酸素がともに発生して外部に排出される。そのため、電解液を何らかの手段で継続的に補填する必要となる問題があり、更なる改良の余地があった。
【0005】
そこで、本発明は、外部から電解液を供給可能な光電解モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記した課題を解決するための本発明の一つの様相は、透明基板と、電解部と、裏面封止部材と、側面封止部材と、電解液導入部を有し、前記電解部は、前記透明基板と前記裏面封止部材の間に位置し、光触媒電極部と、イオン交換膜と、対向電極部を有するものであり、前記イオン交換膜は、前記光触媒電極部と前記対向電極部の間に位置し、前記光触媒電極部側の空間と前記対向電極部側の空間に区画しており、前記裏面封止部材は、シート状又は板状であって、前記透明基板及び前記側面封止部材とともに前記電解部を封止するものであり、前記側面封止部材は、前記透明基板を平面視したときに前記電解部を囲繞するように設けられ、かつ、第１封止部と第２封止部が積層された積層構造を有し、前記第１封止部と前記第２封止部は、前記イオン交換膜を挟んで前記イオン交換膜の姿勢を保持しており、前記電解液導入部は、外部から前記第１封止部と前記第２封止部の間を通過して前記光触媒電極部側の空間又は前記対向電極部側の空間に挿入されている、光電解モジュールである。
【0007】
本様相によれば、外部から第１封止部と第２封止部の間を通過して光触媒電極部側の空間又は対向電極部側の空間に挿入された電解液導入部が設けられている。そのため、外部から光触媒電極部側の空間又は対向電極部側の空間に電解液を供給することができ、長期間、連続的に水素ガスを発生できる。
本様相によれば、側面封止部材が封止機能とイオン交換膜の保持機能を兼ねているので、部品点数を少なくでき、コストを低減でき、モジュール全体の厚みも薄くできる。
本様相によれば、側面封止部材が封止機能とイオン交換膜の保持機能を兼ねているので、部品点数を少なくでき、コストを低減でき、モジュール全体の厚みも薄くできる。
【0008】
好ましい様相は、水平面に対して傾斜又は直交した姿勢で設置されるものであり、前記電解液導入部は、前記光触媒電極部側の空間に電解液を導入可能であって、かつ前記光触媒電極部よりも上方側の位置で前記第１封止部と前記第２封止部の間を通過していることである。
【0009】
本様相によれば、電解液導入部が光触媒電極部よりも上方側の位置で第１封止部と第２封止部の間を通過しているため、重力を利用して、電解液を光触媒電極部側の空間に供給できる。
【0010】
好ましい様相は、水平面に対して傾斜又は直交した姿勢で設置されるものであり、前記光触媒電極部側の空間を第１区画空間と第２区画空間とに区画する区画部材と、前記光触媒電極部よりも上方側の位置で前記第１区画空間と前記第２区画空間を連通させる上方側連通部と、前記光触媒電極部よりも下方側の位置で前記第１区画空間と前記第２区画空間を連通させる下方側連通部を備えることである。
【0011】
本様相によれば、気体は上方側連通部で第１区画空間と第２区画空間を行き来でき、液体は下方側連通部で第１区画空間と第２区画空間を行き来できる。そのため、第１区画空間及び第２区画空間のそれぞれで反応できる。
【0012】
好ましい様相は、前記光触媒電極部は、透明電極層上に光触媒が積層されており、前記光触媒電極部は、前記透明電極層上に前記透明電極層よりも導電率が高い補助電極層を備えることである。
【0013】
本様相によれば、光触媒電極部での抵抗損失を抑制できる。
【0014】
好ましい様相は、前記光触媒電極部側の空間内で前記電解液導入部と接続され、前記イオン交換膜に電解液を供給する供給配線部を有し、前記供給配線部は、面状に広がりをもって前記イオン交換膜上を這っていることである。
【0015】
本様相によれば、イオン交換膜にまんべんなく電解液を供給することができるので、反応場を作りやすく、従来に比べて反応効率を向上できる。
【0016】
好ましい様相は、前記対向電極部側の空間からガスを排出するガス排出配管部を有し、前記ガス排出配管部は、外部から前記第１封止部と前記第２封止部の間を通過して前記対向電極部側の空間に挿入されていることである。
【0017】
本様相によれば、対向電極部側の空間の気密性を保ったまま、対向電極部側の空間内のガスを外部に排出できる。
【0018】
より好ましい様相は、水平面に対して傾斜又は直交した姿勢で設置されるものであり、前記ガス排出配管部は、前記対向電極部よりも上方側の位置で前記第１封止部と前記第２封止部の間を通過していることである。
【0019】
本様相によれば、対向電極部側の空間内のガスを、簡単にガス排出配管部へ捕集できる。
【0020】
より好ましい様相は、前記透明基板と前記裏面封止部材を挟持するフレーム部材を有し、前記ガス排出配管部は、前記側面封止部材と前記フレーム部材の間を通過していることである。
【0021】
本様相によれば、ガス排出配管部がフレーム部材に隠されて見えにくく、見栄えが良好である。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、外部から電解液を供給可能である。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の第１実施形態の光電解システムの要部の水平面への設置状況を模式的に示した斜視図である。
【図2】本発明の第１実施形態の光電解システムの説明図であり、（ａ）は配管系統図であり、（ｂ）は電気回路図である。
【図9】図１の光電解モジュールの液体及びガスの流れを表す説明図であり、（ａ）は光触媒側空間における水と過酸化水素の流れ及び酸素ガスの流れを表す図であり、（ｂ）は対向側空間における水の流れ及び水素ガスの流れを表す図である。
【図11】本発明の他の実施形態の光電解モジュールの断面図である。
【図12】本発明の他の実施形態の光電解モジュールの要部の一部破断斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【0025】
本発明の第１実施形態の光電解システム１は、図１，図２のように、複数の光電解モジュール２（２ａ～２ｃ）と、電解液供給装置３と、水素貯留部５と、過酸化水素貯留部６と、気液分離部７と、酸素処理部８と、外部電源装置９を備えており、各光電解モジュール２ａ～２ｃで電解液３７，３８たる水を光電解して主に水素ガスと過酸化水素を生成するものである。
【0026】
（光電解モジュール２）
光電解モジュール２は、図１のように、受光面４０が水平面ＧＬに対して傾斜角度θ１で傾斜又は直交した姿勢で設置されるものである。
傾斜角度θ１は、０度超過９０度以下であることが好ましく、１５度以上６０度以下であることが好ましい。
光電解モジュール２は、図３のように、光電解パネル１０と、ガスケット部材１１ａ，１１ｂと、フレーム部材１２ａ，１２ｂを備えている。
光電解モジュール２は、図１のように、受光面４０が水平面ＧＬに対して傾斜角度θ１で傾斜又は直交した姿勢で設置されるものである。
傾斜角度θ１は、０度超過９０度以下であることが好ましく、１５度以上６０度以下であることが好ましい。
光電解モジュール２は、図３のように、光電解パネル１０と、ガスケット部材１１ａ，１１ｂと、フレーム部材１２ａ，１２ｂを備えている。
【0027】
（光電解パネル１０）
光電解パネル１０は、図６のように、透明基板２０と、電解部２１と、側面封止部材２２と、裏面封止部材２３と、光触媒用ケーブル２５と、対向電極用ケーブル２６と、電解液導入配管部２７，２８（電解液導入部）と、ガス排出配管部３０と、ガス連通配管部３１（３１ａ，３１ｂ）を備えている。
光電解パネル１０は、図４，図５のように、電解部２１のイオン交換膜５３によって光触媒側空間３５と、対向側空間３６に区画されており、各空間３５，３６内に電解液３７，３８が充填されている。
光電解パネル１０は、図６のように、透明基板２０と、電解部２１と、側面封止部材２２と、裏面封止部材２３と、光触媒用ケーブル２５と、対向電極用ケーブル２６と、電解液導入配管部２７，２８（電解液導入部）と、ガス排出配管部３０と、ガス連通配管部３１（３１ａ，３１ｂ）を備えている。
光電解パネル１０は、図４，図５のように、電解部２１のイオン交換膜５３によって光触媒側空間３５と、対向側空間３６に区画されており、各空間３５，３６内に電解液３７，３８が充填されている。
【0028】
（透明基板２０）
透明基板２０は、透光性と絶縁性を有した透明絶縁基板であり、電解部２１を支持する支持基板である。
透明基板２０は、透光性と絶縁性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ガラス基板が使用できる。
本実施形態の透明基板２０は、光電解パネル１０の受光面４０を構成している。
透明基板２０は、透光性と絶縁性を有した透明絶縁基板であり、電解部２１を支持する支持基板である。
透明基板２０は、透光性と絶縁性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ガラス基板が使用できる。
本実施形態の透明基板２０は、光電解パネル１０の受光面４０を構成している。
【0029】
（電解部２１）
電解部２１は、各電解液３７，３８をそれぞれ電解する部位であり、図７のように、主に光触媒電極部５０と、供給配線部５１と、区画部材５２と、イオン交換膜５３と、対向電極部５５によって構成されている。
電解部２１は、各電解液３７，３８をそれぞれ電解する部位であり、図７のように、主に光触媒電極部５０と、供給配線部５１と、区画部材５２と、イオン交換膜５３と、対向電極部５５によって構成されている。
【0030】
（光触媒電極部５０）
光触媒電極部５０は、図８のように、透明基板２０側から、透明電極層６０、補助電極層６１、及び光触媒層６２の順に積層されて構成され、光触媒層６２で光を受光することで第１電解液３７を酸化して過酸化水素を発生させるアノード電極層である。
透明電極層６０は、透光性と導電性を有する透明導電層である。
透明電極層６０は、透光性と導電性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の透明導電性酸化物が使用できる。
補助電極層６１は、透明電極層６０の導電性を補助する導電層であり、透明電極層６０よりも導電率が高い。
補助電極層６１は、図８のように、細線が網目状になったものであり、厚み方向に光を透過させるための光透過孔を複数有している。
光触媒層６２は、光触媒で構成される層である。
光触媒層６２を構成する光触媒は、光触媒活性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、三酸化タングステン（ＷＯ３）触媒、バナジン酸ビスマス（ＢｉＶＯ４）触媒、酸化スズ（ＳｎＯ２）触媒、酸化チタン（ＴｉＯ２）触媒、ヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）触媒などが使用できる。
光触媒電極部５０は、図８のように、透明基板２０側から、透明電極層６０、補助電極層６１、及び光触媒層６２の順に積層されて構成され、光触媒層６２で光を受光することで第１電解液３７を酸化して過酸化水素を発生させるアノード電極層である。
透明電極層６０は、透光性と導電性を有する透明導電層である。
透明電極層６０は、透光性と導電性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の透明導電性酸化物が使用できる。
補助電極層６１は、透明電極層６０の導電性を補助する導電層であり、透明電極層６０よりも導電率が高い。
補助電極層６１は、図８のように、細線が網目状になったものであり、厚み方向に光を透過させるための光透過孔を複数有している。
光触媒層６２は、光触媒で構成される層である。
光触媒層６２を構成する光触媒は、光触媒活性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、三酸化タングステン（ＷＯ３）触媒、バナジン酸ビスマス（ＢｉＶＯ４）触媒、酸化スズ（ＳｎＯ２）触媒、酸化チタン（ＴｉＯ２）触媒、ヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）触媒などが使用できる。
【0031】
（供給配線部５１）
供給配線部５１は、イオン交換膜５３に第１電解液３７を供給する電解液供給配線部であり、本実施形態ではイオン交換膜５３に第１電解液３７として水を給水する給水部である。
供給配線部５１は、図７のように、網目状であり、厚み方向に光を透過させるための光透過孔を複数有している。
供給配線部５１は、多孔質樹脂で構成され、第１電解液３７が供給されると孔内の空気と第１電解液３７が置換されて第１電解液３７を吸い込み、外力を受けると第１電解液３７を放出することが可能となっている。
本実施形態の供給配線部５１は、具体的にはスポンジであり、電解液導入配管部２７，２８から導入された電解液３７を吸い込み、イオン交換膜５３に供給することが可能となっている。
また、本実施形態の供給配線部５１は、イオン交換膜５３に接触し、かつ光触媒電極部５０と近接又は接触しており、光電解モジュール２に外力が働いたときに光触媒電極部５０とイオン交換膜５３の間隔を維持する間隔維持部材でもある。
供給配線部５１は、イオン交換膜５３に第１電解液３７を供給する電解液供給配線部であり、本実施形態ではイオン交換膜５３に第１電解液３７として水を給水する給水部である。
供給配線部５１は、図７のように、網目状であり、厚み方向に光を透過させるための光透過孔を複数有している。
供給配線部５１は、多孔質樹脂で構成され、第１電解液３７が供給されると孔内の空気と第１電解液３７が置換されて第１電解液３７を吸い込み、外力を受けると第１電解液３７を放出することが可能となっている。
本実施形態の供給配線部５１は、具体的にはスポンジであり、電解液導入配管部２７，２８から導入された電解液３７を吸い込み、イオン交換膜５３に供給することが可能となっている。
また、本実施形態の供給配線部５１は、イオン交換膜５３に接触し、かつ光触媒電極部５０と近接又は接触しており、光電解モジュール２に外力が働いたときに光触媒電極部５０とイオン交換膜５３の間隔を維持する間隔維持部材でもある。
【0032】
（区画部材５２）
区画部材５２は、図９（ａ）のように、光触媒側空間３５を区画して仕切り、蛇行して連続した反応流路６５とガス移動流路６６を形成する区画壁部である。
区画部材５２は、透明基板２０とイオン交換膜５３を接着する接着部材であり、光電解モジュール２に外力が働いたときに、光触媒電極部５０とイオン交換膜５３の間隔を維持する間隔維持部材でもある。
本実施形態の区画部材５２は、液状の接着剤が硬化して形成されたものであり、封止性と接着性を有している。
区画部材５２は、図９（ａ）のように、光触媒側空間３５を区画して仕切り、蛇行して連続した反応流路６５とガス移動流路６６を形成する区画壁部である。
区画部材５２は、透明基板２０とイオン交換膜５３を接着する接着部材であり、光電解モジュール２に外力が働いたときに、光触媒電極部５０とイオン交換膜５３の間隔を維持する間隔維持部材でもある。
本実施形態の区画部材５２は、液状の接着剤が硬化して形成されたものであり、封止性と接着性を有している。
【0033】
（イオン交換膜５３）
イオン交換膜５３は、図４，図５のように、光触媒側空間３５と対向側空間３６を仕切るセパレータである。
イオン交換膜５３は、厚み方向において、特定のイオンのみを移動可能とし、残りのイオンや電子の移動を規制する膜である。
本実施形態のイオン交換膜５３は、陽イオン交換膜であり、陰イオンや電子の移動を制限又は不能にし、陽イオンだけを移動可能としている。
また、イオン交換膜５３は、厚み方向のガスの流通を遮断する遮断膜でもある。
イオン交換膜５３は、イオン交換が可能であり、水素や酸素がクロスオーバーしなければ材質は特に限定されない。
イオン交換膜５３としては、例えば、ナフィオン（登録商標）等のパーフルオロアルキルスルホン酸系ポリマーの膜などの高分子膜が使用できる。
イオン交換膜５３は、図４，図５のように、光触媒側空間３５と対向側空間３６を仕切るセパレータである。
イオン交換膜５３は、厚み方向において、特定のイオンのみを移動可能とし、残りのイオンや電子の移動を規制する膜である。
本実施形態のイオン交換膜５３は、陽イオン交換膜であり、陰イオンや電子の移動を制限又は不能にし、陽イオンだけを移動可能としている。
また、イオン交換膜５３は、厚み方向のガスの流通を遮断する遮断膜でもある。
イオン交換膜５３は、イオン交換が可能であり、水素や酸素がクロスオーバーしなければ材質は特に限定されない。
イオン交換膜５３としては、例えば、ナフィオン（登録商標）等のパーフルオロアルキルスルホン酸系ポリマーの膜などの高分子膜が使用できる。
【0034】
（対向電極部５５）
対向電極部５５は、光触媒電極部５０と対をなし、イオン交換膜５３を挟んで光触媒電極部５０と対向する電極であり、第２電解液３８を還元して水素ガスを発生させるカソード電極である。
対向電極部５５は、図７のように、網目状であって複数の開口部を有しており、厚み方向に光が透過可能となっている。
対向電極部５５は、光触媒電極部５０と対をなし、イオン交換膜５３を挟んで光触媒電極部５０と対向する電極であり、第２電解液３８を還元して水素ガスを発生させるカソード電極である。
対向電極部５５は、図７のように、網目状であって複数の開口部を有しており、厚み方向に光が透過可能となっている。
【0035】
（側面封止部材２２）
側面封止部材２２は、透明基板２０と裏面封止部材２３を接着する接着部材である。
側面封止部材２２は、図６のように、第１封止部７０と、第２封止部７１が積層構造をしており、第１封止部７０と第２封止部７１によって挟んでイオン交換膜５３を保持する保持部材である。
第１封止部７０は、透明基板２０を平面視したときに、光触媒電極部５０の周囲を囲繞し、光触媒側空間３５の内壁を構成する囲繞壁部である。
第２封止部７１は、透明基板２０を平面視したときに、対向電極部５５の周囲を囲繞し、対向側空間３６の内壁を構成する囲繞壁部である。
本実施形態の封止部７０，７１は、ともに区画部材５２と同様の材料によって構成されている、すなわち、封止部７０，７１は、液状の接着剤が硬化して形成されており、接着性と封止性を有している。
側面封止部材２２は、透明基板２０と裏面封止部材２３を接着する接着部材である。
側面封止部材２２は、図６のように、第１封止部７０と、第２封止部７１が積層構造をしており、第１封止部７０と第２封止部７１によって挟んでイオン交換膜５３を保持する保持部材である。
第１封止部７０は、透明基板２０を平面視したときに、光触媒電極部５０の周囲を囲繞し、光触媒側空間３５の内壁を構成する囲繞壁部である。
第２封止部７１は、透明基板２０を平面視したときに、対向電極部５５の周囲を囲繞し、対向側空間３６の内壁を構成する囲繞壁部である。
本実施形態の封止部７０，７１は、ともに区画部材５２と同様の材料によって構成されている、すなわち、封止部７０，７１は、液状の接着剤が硬化して形成されており、接着性と封止性を有している。
【0036】
（裏面封止部材２３）
裏面封止部材２３は、図４，図５のように、光電解パネル１０の裏面を構成し、透明基板２０と側面封止部材２２とともに、電解部２１を封止する部材である。
裏面封止部材２３は、図６のように、シート状又は板状であって、絶縁層７５と、防湿層７６と、裏面基板７７を備えている。
絶縁層７５は、絶縁性を有する絶縁フィルムである。
絶縁層７５としては、絶縁性を有するものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレンフィルムやポリイミドフィルムなどが使用できる。
防湿層７６は、厚み方向に水分を透過しない防止フィルムである。
防湿層７６は、光を反射する光反射層でもある。
防湿層７６としては、防湿性を有するものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、アルミニウムフィルムなどが使用できる。
裏面基板７７は、絶縁層７５と防湿層７６を支持する支持基板である。
裏面基板７７としては、絶縁層７５と防湿層７６を支持できる剛性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ガラス基板や樹脂基板などが使用できる。
裏面封止部材２３は、図４，図５のように、光電解パネル１０の裏面を構成し、透明基板２０と側面封止部材２２とともに、電解部２１を封止する部材である。
裏面封止部材２３は、図６のように、シート状又は板状であって、絶縁層７５と、防湿層７６と、裏面基板７７を備えている。
絶縁層７５は、絶縁性を有する絶縁フィルムである。
絶縁層７５としては、絶縁性を有するものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレンフィルムやポリイミドフィルムなどが使用できる。
防湿層７６は、厚み方向に水分を透過しない防止フィルムである。
防湿層７６は、光を反射する光反射層でもある。
防湿層７６としては、防湿性を有するものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、アルミニウムフィルムなどが使用できる。
裏面基板７７は、絶縁層７５と防湿層７６を支持する支持基板である。
裏面基板７７としては、絶縁層７５と防湿層７６を支持できる剛性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ガラス基板や樹脂基板などが使用できる。
【0037】
（光触媒用ケーブル２５）
光触媒用ケーブル２５は、光触媒電極部５０に接続される配線部材であり、図２（ｂ）に示される外部電源装置９から光触媒電極部５０に給電する給電ケーブルである。
光触媒用ケーブル２５は、光触媒電極部５０に接続される配線部材であり、図２（ｂ）に示される外部電源装置９から光触媒電極部５０に給電する給電ケーブルである。
【0038】
（対向電極用ケーブル２６）
対向電極用ケーブル２６は、対向電極部５５に接続される配線部材であり、図２（ｂ）に示される外部電源装置９から対向電極部５５に給電する給電ケーブルである。
対向電極用ケーブル２６は、対向電極部５５に接続される配線部材であり、図２（ｂ）に示される外部電源装置９から対向電極部５５に給電する給電ケーブルである。
【0039】
（電解液導入配管部２７，２８）
電解液導入配管部２７，２８は、図２（ａ）のように、外部の電解液供給装置３から電解液３７，３８を空間３５，３６に供給する配管である。
電解液導入配管部２７，２８は、図２（ａ）のように、外部の電解液供給装置３から電解液３７，３８を空間３５，３６に供給する配管である。
【0040】
（ガス排出配管部３０）
ガス排出配管部３０は、図２（ａ）のように、対向側空間３６内の水素ガスを外部に排出し、外部の水素貯留部５に送り出す配管である。
ガス排出配管部３０は、図２（ａ）のように、対向側空間３６内の水素ガスを外部に排出し、外部の水素貯留部５に送り出す配管である。
【0041】
（ガス連通配管部３１）
ガス連通配管部３１は、図２（ａ）のように、光触媒側空間３５を他の光電解モジュール２の光触媒側空間３５又は外部の気液分離部７と連通させる配管である。
ガス連通配管部３１は、図２（ａ）のように、光触媒側空間３５を他の光電解モジュール２の光触媒側空間３５又は外部の気液分離部７と連通させる配管である。
【0042】
【0043】
【0044】
（電解液３７，３８）
第１電解液３７は、光触媒電極部５０によって酸化されて過酸化水素が発生する電解液であり、少なくとも水素元素を含む電解液である。
第２電解液３８は、対向電極部５５によって還元されて水素ガスが発生する電解液であり、少なくとも水素元素を含む電解液である。
本実施形態では、電解液３７，３８は、ともに電解質として炭酸水素ナトリウムなどを含む水である。
第１電解液３７は、光触媒電極部５０によって酸化されて過酸化水素が発生する電解液であり、少なくとも水素元素を含む電解液である。
第２電解液３８は、対向電極部５５によって還元されて水素ガスが発生する電解液であり、少なくとも水素元素を含む電解液である。
本実施形態では、電解液３７，３８は、ともに電解質として炭酸水素ナトリウムなどを含む水である。
【0045】
（ガスケット部材１１ａ，１１ｂ）
ガスケット部材１１ａ，１１ｂは、弾性を有し、図３のように光電解パネル１０の端部を保護する緩衝部材である。
ガスケット部材１１ａ，１１ｂは、断面形状が「コ」字状であり、受光側覆部８０と、裏側覆部８１と、受光側覆部８０と裏側覆部８１を接続する端面側覆部８２を備えている。
ガスケット部材１１ａの端面側覆部８２は、光電解パネル１０の上端面と対向する部分において各ケーブル２５，２６及び各配管部２７，２８，３０を挿通可能な挿通孔８３ａ～８３ｅを備えており、光電解パネル１０の側面と対向する部分においてガス連通配管部３１ａを挿通可能な挿通孔８４ａ（図示せず）を備えている。
ガスケット部材１１ｂの端面側覆部８２は、光電解パネル１０の側面と対向する部分においてガス連通配管部３１ｂを挿通可能な挿通孔８４ｂを備えている。
ガスケット部材１１ａ，１１ｂは、弾性を有し、図３のように光電解パネル１０の端部を保護する緩衝部材である。
ガスケット部材１１ａ，１１ｂは、断面形状が「コ」字状であり、受光側覆部８０と、裏側覆部８１と、受光側覆部８０と裏側覆部８１を接続する端面側覆部８２を備えている。
ガスケット部材１１ａの端面側覆部８２は、光電解パネル１０の上端面と対向する部分において各ケーブル２５，２６及び各配管部２７，２８，３０を挿通可能な挿通孔８３ａ～８３ｅを備えており、光電解パネル１０の側面と対向する部分においてガス連通配管部３１ａを挿通可能な挿通孔８４ａ（図示せず）を備えている。
ガスケット部材１１ｂの端面側覆部８２は、光電解パネル１０の側面と対向する部分においてガス連通配管部３１ｂを挿通可能な挿通孔８４ｂを備えている。
【0046】
（フレーム部材１２ａ，１２ｂ）
フレーム部材１２ａ，１２ｂは、光電解パネル１０を保護する保護フレームである。
フレーム部材１２ａ，１２ｂは、図３のように、断面形状が「コ」字状であり、受光側覆部８５と、裏側覆部８６と、受光側覆部８５と裏側覆部８６を接続する端面側覆部８７を備えている。
フレーム部材１２ａの端面側覆部８７は、光電解パネル１０の上端面とガスケット部材１１ａを挟んで対向する部分において各ケーブル２５，２６及び各配管部２７，２８，３０を挿通可能な挿通孔８８ａ～８８ｅを備えており、光電解パネル１０の側面とガスケット部材１１ａを挟んで対向する部分においてガス連通配管部３１ａを挿通可能な挿通孔８９ａ（図示せず）を備えている。
フレーム部材１２ｂの端面側覆部８７は、光電解パネル１０の側面とガスケット部材１１ｂを挟んで対向する部分においてガス連通配管部３１ｂを挿通可能な挿通孔８９ｂを備えている。
フレーム部材１２ａ，１２ｂは、光電解パネル１０を保護する保護フレームである。
フレーム部材１２ａ，１２ｂは、図３のように、断面形状が「コ」字状であり、受光側覆部８５と、裏側覆部８６と、受光側覆部８５と裏側覆部８６を接続する端面側覆部８７を備えている。
フレーム部材１２ａの端面側覆部８７は、光電解パネル１０の上端面とガスケット部材１１ａを挟んで対向する部分において各ケーブル２５，２６及び各配管部２７，２８，３０を挿通可能な挿通孔８８ａ～８８ｅを備えており、光電解パネル１０の側面とガスケット部材１１ａを挟んで対向する部分においてガス連通配管部３１ａを挿通可能な挿通孔８９ａ（図示せず）を備えている。
フレーム部材１２ｂの端面側覆部８７は、光電解パネル１０の側面とガスケット部材１１ｂを挟んで対向する部分においてガス連通配管部３１ｂを挿通可能な挿通孔８９ｂを備えている。
【0047】
（電解液供給装置３）
電解液供給装置３は、電解液３７，３８を貯留可能な貯留タンクを有し、貯留タンクから各光電解モジュール２に電解液３７，３８を供給可能な装置である。
電解液供給装置３は、図２（ａ）のように電解液供給流路１００を介して各光電解モジュール２の電解液導入配管部２７，２８に接続されている。
電解液供給流路１００は、電解液供給装置３から中途で分岐して各光電解モジュール２の電解液導入配管部２７，２８に接続される流路である。
電解液供給流路１００は、電解液３７，３８の流れ方向において、各光電解モジュール２の電解液導入配管部２７，２８の上流側に開閉弁１１０，１１１が設けられている。
電解液供給装置３は、電解液３７，３８を貯留可能な貯留タンクを有し、貯留タンクから各光電解モジュール２に電解液３７，３８を供給可能な装置である。
電解液供給装置３は、図２（ａ）のように電解液供給流路１００を介して各光電解モジュール２の電解液導入配管部２７，２８に接続されている。
電解液供給流路１００は、電解液供給装置３から中途で分岐して各光電解モジュール２の電解液導入配管部２７，２８に接続される流路である。
電解液供給流路１００は、電解液３７，３８の流れ方向において、各光電解モジュール２の電解液導入配管部２７，２８の上流側に開閉弁１１０，１１１が設けられている。
【0048】
（水素貯留部５）
水素貯留部５は、図２（ａ）のように各光電解モジュール２で生成された水素ガスを貯留する貯留タンクであり、水素貯留流路１０１を介して各光電解モジュール２のガス排出配管部３０と接続されている。
水素貯留部５は、図２（ａ）のように各光電解モジュール２で生成された水素ガスを貯留する貯留タンクであり、水素貯留流路１０１を介して各光電解モジュール２のガス排出配管部３０と接続されている。
【0049】
（過酸化水素貯留部６）
過酸化水素貯留部６は、各光電解モジュール２で生成された過酸化水素を貯留する貯留タンクである。
過酸化水素貯留部６は、図２（ａ）のように過酸化水素貯留流路１０２を介して光電解モジュール２ｃのガス連通配管部３１と接続されている。
過酸化水素貯留部６は、各光電解モジュール２で生成された過酸化水素を貯留する貯留タンクである。
過酸化水素貯留部６は、図２（ａ）のように過酸化水素貯留流路１０２を介して光電解モジュール２ｃのガス連通配管部３１と接続されている。
【0050】
（気液分離部７）
気液分離部７は、気体と液体を分離する部位である。
本実施形態の気液分離部７は、図２（ａ）のように過酸化水素貯留流路１０２の中途に設けられ、光電解モジュール２ｃのガス連通配管部３１から排出される過酸化水素と酸素ガスを分離し、過酸化水素を過酸化水素貯留部６側に流し、酸素ガスを酸素処理部８側に流す部位である。
気液分離部７は、気体と液体を分離する部位である。
本実施形態の気液分離部７は、図２（ａ）のように過酸化水素貯留流路１０２の中途に設けられ、光電解モジュール２ｃのガス連通配管部３１から排出される過酸化水素と酸素ガスを分離し、過酸化水素を過酸化水素貯留部６側に流し、酸素ガスを酸素処理部８側に流す部位である。
【0051】
（酸素処理部８）
酸素処理部８は、気液分離部７で過酸化水素から分離された酸素ガスを貯留、再利用、又は大気中に放出する部位である。
酸素処理部８は、気液分離部７で過酸化水素から分離された酸素ガスを貯留、再利用、又は大気中に放出する部位である。
【0052】
（外部電源装置９）
外部電源装置９は、各光電解モジュール２に直流電力を供給する電力供給装置である。
外部電源装置９としては、各光電解モジュール２に電力を供給できるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、商用電源装置や太陽電池等の再生可能エネルギー生成装置、二次電池等の蓄電装置が使用できる。
外部電源装置９は、交流電力を直流電力に変換する電力変換装置を備えていてもよい。
外部電源装置９は、図２（ｂ）のように各光電解モジュール２が電気的に並列接続されている。
外部電源装置９は、各光電解モジュール２に直流電力を供給する電力供給装置である。
外部電源装置９としては、各光電解モジュール２に電力を供給できるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、商用電源装置や太陽電池等の再生可能エネルギー生成装置、二次電池等の蓄電装置が使用できる。
外部電源装置９は、交流電力を直流電力に変換する電力変換装置を備えていてもよい。
外部電源装置９は、図２（ｂ）のように各光電解モジュール２が電気的に並列接続されている。
【0053】
続いて、光電解モジュール２の各部位の位置関係について説明する。
【0054】
光電解パネル１０は、図４，図５のように、透明基板２０上に電解部２１が積層されている。具体的には、光電解パネル１０は、透明基板２０上に透明電極層６０、補助電極層６１、光触媒層６２がこの順に積層されて光触媒電極部５０が形成されている。
イオン交換膜５３は、光触媒側空間３５側（受光面４０側）に供給配線部５１が格子状に設けられて接しており、対向側空間３６側に対向電極部５５が接している。
光電解パネル１０は、透明基板２０とイオン交換膜５３との間に光触媒側空間３５が形成されており、イオン交換膜５３と裏面封止部材２３との間に対向側空間３６が形成されている。
光電解パネル１０は、光触媒側空間３５に第１電解液３７が充填されており、対向側空間３６に第２電解液３８が充填されている。
第１電解液３７の液位は、光触媒電極部５０の光触媒層６２の大部分が浸漬される高さとなっており、第２電解液３８の液位は、対向電極部５５の大部分が浸漬される高さとなっている。
ここでいう「大部分」とは、全体の５０％超過をいう。
第１電解液３７の液位は、光触媒電極部５０の光触媒層６２の８０％以上の部分が浸漬される高さとなっていることが好ましく、光触媒電極部５０の光触媒層６２の高さ以上となっていることがより好ましい。
第２電解液３８の液位は、対向電極部５５の８０％以上の部分が浸漬される高さとなっていることが好ましく、対向電極部５５の高さ以上となっていることがより好ましい。
側面封止部材２２は、透明基板２０を平面視したときに電解部２１を囲繞するように設けられており、第１封止部７０と第２封止部７１によってイオン交換膜５３を挟持してイオン交換膜５３の姿勢を保持している。
イオン交換膜５３は、光触媒側空間３５側（受光面４０側）に供給配線部５１が格子状に設けられて接しており、対向側空間３６側に対向電極部５５が接している。
光電解パネル１０は、透明基板２０とイオン交換膜５３との間に光触媒側空間３５が形成されており、イオン交換膜５３と裏面封止部材２３との間に対向側空間３６が形成されている。
光電解パネル１０は、光触媒側空間３５に第１電解液３７が充填されており、対向側空間３６に第２電解液３８が充填されている。
第１電解液３７の液位は、光触媒電極部５０の光触媒層６２の大部分が浸漬される高さとなっており、第２電解液３８の液位は、対向電極部５５の大部分が浸漬される高さとなっている。
ここでいう「大部分」とは、全体の５０％超過をいう。
第１電解液３７の液位は、光触媒電極部５０の光触媒層６２の８０％以上の部分が浸漬される高さとなっていることが好ましく、光触媒電極部５０の光触媒層６２の高さ以上となっていることがより好ましい。
第２電解液３８の液位は、対向電極部５５の８０％以上の部分が浸漬される高さとなっていることが好ましく、対向電極部５５の高さ以上となっていることがより好ましい。
側面封止部材２２は、透明基板２０を平面視したときに電解部２１を囲繞するように設けられており、第１封止部７０と第２封止部７１によってイオン交換膜５３を挟持してイオン交換膜５３の姿勢を保持している。
【0055】
光触媒用ケーブル２５は、外部からフレーム部材１２ａの挿通孔８８ａ、ガスケット部材１１ａの挿通孔８３ａを通過し、さらに透明基板２０と第１封止部７０の間を通過して光触媒側空間３５に挿入されている。
電解液導入配管部２７は、外部からフレーム部材１２ａの挿通孔８８ｃ、ガスケット部材１１ａの挿通孔８３ｃを通過し、さらに第１封止部７０と第２封止部７１の間を通過して光触媒側空間３５に挿入されている。
ガス連通配管部３１ａ，３１ｂは、外部からフレーム部材１２ａ，１２ｂの挿通孔８９ａ，８９ｂ、ガスケット部材１１ａ，１１ｂの挿通孔８４ａ，８４ｂを通過し、さらに第１封止部７０と第２封止部７１の間を通過して光触媒側空間３５に挿入されている。
対向電極用ケーブル２６、電解液導入配管部２８、及びガス排出配管部３０は、外部からフレーム部材１２ａの挿通孔８８ｂ，８８ｄ，８８ｅ、ガスケット部材１１ａの挿通孔８３ｂ，８８ｄ，８８ｅを通過し、さらに第１封止部７０と第２封止部７１の間を通過して対向側空間３６に挿入されている。
電解液導入配管部２７は、外部からフレーム部材１２ａの挿通孔８８ｃ、ガスケット部材１１ａの挿通孔８３ｃを通過し、さらに第１封止部７０と第２封止部７１の間を通過して光触媒側空間３５に挿入されている。
ガス連通配管部３１ａ，３１ｂは、外部からフレーム部材１２ａ，１２ｂの挿通孔８９ａ，８９ｂ、ガスケット部材１１ａ，１１ｂの挿通孔８４ａ，８４ｂを通過し、さらに第１封止部７０と第２封止部７１の間を通過して光触媒側空間３５に挿入されている。
対向電極用ケーブル２６、電解液導入配管部２８、及びガス排出配管部３０は、外部からフレーム部材１２ａの挿通孔８８ｂ，８８ｄ，８８ｅ、ガスケット部材１１ａの挿通孔８３ｂ，８８ｄ，８８ｅを通過し、さらに第１封止部７０と第２封止部７１の間を通過して対向側空間３６に挿入されている。
【0056】
区画部材５２は、図９（ａ）のように、透明基板２０を平面視したときに、上下方向に延びて光触媒側空間３５を複数の区画空間９０ａ，９０ｂに区画している。
区画部材５２は、上方側端部と下方側端部が側面封止部材２２の第１封止部７０と接しておらず、第１封止部７０との間に隣接する区画空間９０ａ，９０ｂを連通させる連通部９１，９２が形成されている。
上方側連通部９１は、区画空間９０ａ，９０ｂ間で副生成物である酸素ガスの行き来を可能にする部位であり、区画部材５２の上方側端部と第１封止部７０との間の隙間である。
下方側連通部９２は、区画空間９０ａ，９０ｂ間で第１電解液３７及び過酸化水素の行き来を可能にする部位である。
上方側連通部９１の高さは、第１電解液３７の液位よりも高く、下方側連通部９２の高さは、第１電解液３７の液位よりも低い。
すなわち、光電解パネル１０は、光触媒側空間３５において、電解液導入配管部２７又はガス連通配管部３１ａから下方側連通部９２を通過してガス連通配管部３１ｂに電解液３７が流れる反応流路６５と、ガス連通配管部３１ａから上方側連通部９１を通過してガス連通配管部３１ｂに酸素ガスが流れるガス移動流路６６がある。
反応流路６５では、第１電解液３７が光触媒電極部５０上で反応して過酸化水素と酸素ガスとしてガス連通配管部３１ｂから排出される。
区画部材５２は、上方側端部と下方側端部が側面封止部材２２の第１封止部７０と接しておらず、第１封止部７０との間に隣接する区画空間９０ａ，９０ｂを連通させる連通部９１，９２が形成されている。
上方側連通部９１は、区画空間９０ａ，９０ｂ間で副生成物である酸素ガスの行き来を可能にする部位であり、区画部材５２の上方側端部と第１封止部７０との間の隙間である。
下方側連通部９２は、区画空間９０ａ，９０ｂ間で第１電解液３７及び過酸化水素の行き来を可能にする部位である。
上方側連通部９１の高さは、第１電解液３７の液位よりも高く、下方側連通部９２の高さは、第１電解液３７の液位よりも低い。
すなわち、光電解パネル１０は、光触媒側空間３５において、電解液導入配管部２７又はガス連通配管部３１ａから下方側連通部９２を通過してガス連通配管部３１ｂに電解液３７が流れる反応流路６５と、ガス連通配管部３１ａから上方側連通部９１を通過してガス連通配管部３１ｂに酸素ガスが流れるガス移動流路６６がある。
反応流路６５では、第１電解液３７が光触媒電極部５０上で反応して過酸化水素と酸素ガスとしてガス連通配管部３１ｂから排出される。
【0057】
また、光電解パネル１０は、対向側空間３６において、電解液導入配管部２８から第２電解液３８が落下し、第２電解液３８が対向電極部５５上で反応して水素ガスとしてガス排出配管部３０から排出される。
【0058】
本実施形態の光電解モジュール２によれば、外部から封止部７０と第２封止部７１の間を通過して空間３５，３６に挿入された電解液導入配管部２７，２８が設けられている。そのため、外部から空間３５，３６に電解液３７，３８を供給することができ、長期間、連続的に水素ガスを発生できる。
【0059】
本実施形態の光電解モジュール２によれば、側面封止部材２２が封止機能とイオン交換膜５３の保持機能を兼ねているので、部品点数を少なくでき、コストを低減でき、厚みも薄くできる。
【0060】
本実施形態の光電解モジュール２によれば、電解液導入配管部２７，２８が電極部５０，５５よりも上方側の位置で第１封止部７０と第２封止部７１の間を通過しているため、重力を利用して、電解液３７，３８を空間３５，３６に供給できる。
【0061】
本実施形態の光電解モジュール２によれば、図９（ａ）のように、酸素ガスは上方側連通部９１で第１区画空間９０ａと第２区画空間９０ｂを行き来でき、過酸化水素は下方側連通部９２で第１区画空間９０ａと第２区画空間９０ｂを行き来できる。そのため、第１電解液３７を光触媒側空間３５に供給することで過酸化水素が第１電解液３７とともに反応流路６５に沿って押し出され、効率良くフレッシュな第１電解液３７を光触媒電極部５０に晒すことができ、光触媒側空間３５全体で反応できる。また、反応流路６５の下流側に行くにつれて第１電解液３７が過酸化水素に置換されていき、過酸化水素の濃度が濃くなっていくので、過酸化水素の濃縮が可能である。
【0062】
本実施形態の光電解モジュール２によれば、光触媒電極部５０は、透明電極層６０上に光触媒層６２が積層されており、さらに透明電極層６０上に透明電極層６０よりも導電率が高い補助電極層６１を備える。そのため、補助電極層６１を設けない場合に比べて抵抗損失を抑制でき、光分解効率を向上できる。
【0063】
本実施形態の光電解モジュール２によれば、電解液導入配管部２７と接続され、イオン交換膜５３に第１電解液３７を供給する供給配線部５１が面状に広がりをもってイオン交換膜５３上を這っている。そのため、イオン交換膜５３にまんべんなく電解液３７を供給することができ、従来に比べて反応効率を向上できる。
【0064】
本実施形態の光電解モジュール２によれば、ガス排出配管部３０は、外部から封止部７０，７１の間を通過して対向側空間３６に挿入されているので、対向側空間３６の気密性を保ったまま、対向側空間３６内の水素ガスを外部に排出できる。
【0065】
本実施形態の光電解モジュール２によれば、ガス排出配管部３０は、対向電極部５５よりも上方側の位置で封止部７０，７１の間を通過しているので、対向側空間３６内の水素ガスを、簡単にガス排出配管部３０へ捕集できる。
【0066】
本実施形態の光電解システム１によれば、各光電解モジュール２ａ～２ｃの電解液導入配管部２７の上流側に開閉弁１１０が設けられているので、過酸化水素を濃縮させたい場合には、図１０のように、光電解モジュール２ｂ，２ｃの開閉弁１１０を閉状態にし、稼働することで各光電解モジュール２ａ～２ｃの光触媒電極部５０上で生成された過酸化水素が下流側の光電解モジュール２側に向かうにつれて濃縮される。その結果、高濃度の過酸化水素を生成することができる。
【0067】
上記した実施形態では、電解液供給装置３から光触媒側空間３５と対向側空間３６のそれぞれに電解液３７，３８を供給したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１１のように、イオン交換膜５３の下部側に連通孔１２０をもうけ、電解液供給装置３から光触媒側空間３５と対向側空間３６のうち一方の空間にのみ電解液３７，３８を供給してもよい。この場合、連通孔１２０は、電解液３７，３８の液位よりも低い位置に設けられることが好ましい。
【0068】
上記した実施形態では、各ケーブル２５，２６及び配管部２７，２８，３０は、フレーム部材１２ａの延び方向に対して直交するように内外に通過していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１２のように、各ケーブル２５，２６及び配管部２７，２８，３０は、図１２のようにフレーム部材１２ａの延び方向に沿って側面封止部材２２とフレーム部材１２ａの間を通過していてもよい。
こうすることで、フレーム部材１２ａによって各ケーブル２５，２６及び配管部２７，２８，３０が隠されるので、見えにくく、見栄えが良好となる。
こうすることで、フレーム部材１２ａによって各ケーブル２５，２６及び配管部２７，２８，３０が隠されるので、見えにくく、見栄えが良好となる。
【0069】
上記した実施形態では、一つの電解液供給装置３から各光電解モジュール２に電解液３７，３８を供給したが、本発明はこれに限定されるものではない。各光電解モジュール２に対応させてそれぞれ別個独立した電解液供給装置３を設けてもよい。
【0070】
上記した実施形態では、一つの電解液供給装置３から各光電解モジュール２の光触媒側空間３５と対向側空間３６のそれぞれに電解液３７，３８を供給したが、本発明はこれに限定されるものではない。各光電解モジュール２の光触媒側空間３５と対向側空間３６のそれぞれ別個独立した電解液供給装置３を設けてもよい。
【0071】
上記した実施形態では、電解液３７，３８は同一のものを使用していたが、本発明はこれに限定されない。電解液３７，３８は異なる種類のものを使用してもよい。
【0072】
上記した実施形態では、各光電解モジュール２は、外部電源装置９に対してそれぞれ電気的に並列接続されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。各光電解モジュール２は、外部電源装置９に対して電気的に直列接続されていてもよい。
【0073】
上記した実施形態では、各光電解モジュール２は、ガス連通配管部３１によって接続され、光触媒側空間３５が連通していたが、本発明はこれに限定されるものではない。各光電解モジュール２は、ガス連通配管部３１によって光触媒側空間３５を互いに連通させずに直接気液分離部７につながっていてもよい。
【0074】
上記した実施形態では、光電解システム１は、３つの光電解モジュール２を備えていたが、本発明はこれに限定されるものではない。光電解システム１は、１つの光電解モジュール２を備えていてもよいし、２つの光電解モジュール２を備えていてもよい。４つ以上の光電解モジュール２を備えていてもよい。
【0075】
上記した実施形態は、本発明の技術的範囲に含まれる限り、各実施形態間で各構成部材を自由に置換や付加できる。
【符号の説明】
【0076】
１ 光電解システム
２，２ａ～２ｃ 光電解モジュール
１２ａ，１２ｂ フレーム部材
２０ 透明基板
２１ 電解部
２２ 側面封止部材
２３ 裏面封止部材
２７，２８ 電解液導入配管部（電解液導入部）
３０ ガス排出配管部
３５ 光触媒側空間
３６ 対向側空間
３７ 第１電解液
３８ 第２電解液
５０ 光触媒電極部
５１ 供給配線部
５２ 区画部材
５３ イオン交換膜
５５ 対向電極部
６０ 透明電極層
６１ 補助電極層
６２ 光触媒層
７０ 第１封止部
７１ 第２封止部
９０ａ 第１区画空間
９０ｂ 第２区画空間
９１ 上方側連通部
９２ 下方側連通部
２，２ａ～２ｃ 光電解モジュール
１２ａ，１２ｂ フレーム部材
２０ 透明基板
２１ 電解部
２２ 側面封止部材
２３ 裏面封止部材
２７，２８ 電解液導入配管部（電解液導入部）
３０ ガス排出配管部
３５ 光触媒側空間
３６ 対向側空間
３７ 第１電解液
３８ 第２電解液
５０ 光触媒電極部
５１ 供給配線部
５２ 区画部材
５３ イオン交換膜
５５ 対向電極部
６０ 透明電極層
６１ 補助電極層
６２ 光触媒層
７０ 第１封止部
７１ 第２封止部
９０ａ 第１区画空間
９０ｂ 第２区画空間
９１ 上方側連通部
９２ 下方側連通部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】