專利名稱：有機氫化物制造裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及電化學制造有機氫化物的有機氫化物制造裝置。
背景技術：
在二氧化碳等引起的地球溫暖化成為深刻問題中，取代化石燃料,作為擔負下一世紀的能源,氫備受關注。就氫燃料而言,在燃料消費時被排出的物質只有水,不排出二氧化碳，因此，對環境的負荷小。另一方面，由于氫在常溫常壓F為氣體，因此，輸送、貯藏、供給系統成為大的課題。
近年來,作為安全性、輸送性及貯藏能力優異的氫貯藏方法,使用有環己烷及甲基環己烷、十氫化萘那樣的烴的有機氫化物系統備受關注。由于這些烴在常溫下為液體，因此，輸送性優異。例如，甲苯和甲基環己烷為具有相同的碳數的環狀烴，甲苯為烴彼此的鍵為雙鍵的不飽和烴，與此相對，甲基環己烷為不具有雙鍵的飽和烴。通過甲苯的氫加成反應而得到甲基環己烷,通過甲基環己烷的脫氫反應而得到甲苯。即，通過利用這些烴的氫加成反應和脫氫反應,可以進行氫的貯藏及其供給。
為了制造甲基環己烷等有機氫化物,需要首先制造氫，使該氫和甲苯在催化劑上反應。即，現狀的工藝為使氧在水電解裝置等中產生、在氫加成反應裝置中使氣和甲苯反應并使有機氫化物生成的二階段工藝。
因此,至有機氫化物的制造需要多個裝置,產生裝置的復雜化的問題。另外，由于制造氫后至氫加成反應為氣體狀的氫，因此,關于貯藏、輸送，產生問題。如果鄰接氫制造裝置和氫加成裝置而建設,則可解決上述問題,但存在建設及運用成本的問題,綜合的能量效率也降低。另外，由于裝置大型化，因此,設置場所受限。
近年來,公開有使用單一裝置在一階段制造有機氫化物的技術(例如專利文獻 I)。這些技術為電化學制造有機氫化物的技術。例如，在專利文獻I中，在選擇性地透過氫離子的氫離子透過性固體高分子電解質膜的兩側分別配置金屬催化劑,對一方供給水或水蒸氣，對另一方供給被氫化物，使通過陽極側中的水或水蒸氣的電分解而生成的氫離子在陰極側與被氫化物發生氫加成反應,制造有機氫化物。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:特開2003-45449號公報發明內容
發明所要解決的課題
但是，這些有機氫化物制造方法得到高的能量效率是困難的。作為其理由,可以考慮是透過水的影響。即，可以認為，用于陽極反應的水透過氫離子透過性固體高分子電解質膜而到達陰極，該透過水對陰極反應產生惡劣影響。水和甲苯等被氫化物相互為不溶性，不混合。因此,水存在于陰極催化劑層的情況,通過該水阻礙對催化劑的甲苯供給。其結果，認為是因為在不供給甲苯等被氫化物的催化劑上引起氫發生等，不發生對被氫化物的氫加成反應，有機氫化物不生成，能量效率變低。另外，透過水與氫加成反應后的有機氫化物混雜時,特別需要除去水的工藝。當考慮裝置的簡略化等時，應為不優選。
本發明的目的在于,提供有機氫化物制造裝置,所述裝置是在電化學生成有機氫化物的裝置中，為小型且效率良好的裝置。
用于解決課題的手段
鑒于所述的實際情況,本發明人進行了潛心研究,結果發現通過在固體高分子電解質膜表面或固體高分子電解質膜中形成阻擋從陽極向陰極的透過水的層,可得到高效率的電極。在本發明的電極中，催化劑層設定為金屬催化劑擔載碳或金屬催化劑成為與質子傳導性固體高分子電解質適當地混合的基質的結構，這些催化劑層在形成有透過水阻擋層的質子傳導性固體高分子電解質膜的表里兩面形成。
在本發明的有機氫化物制造裝置中，備有以夾持形成有透過水阻擋層的質子導電性的固體高分子電解質膜的方式配置有還原被氫化物的陰極催化劑層及氧化水的陽極催化劑層的膜電極接合體、對陰極催化劑層供給被氫化物的部件和對陽極催化劑層供給水或水蒸氣的部件，所述陰極催化劑層包含還原被氫化物并與氫化物反應的催化劑金屬和擔載有所述催化劑金屬的載體及質子導電性的固體高分子電解質，所述陽極催化劑層包含氧化水并與質子反應的催化劑金屬和擔載有所述催化劑金屬的載體及質子導電性的固體高分子。
發明效果`
根據本發明，能夠提供有機氫化物制造裝置,所述裝置是電化學生成有機氫化物的裝置中，為小型且效率良好的裝置。
圖1是表示本發明的有機氫化物制造裝置或燃料電池的一實施例的圖。
圖2是表示本發明的膜電極接合體的圖。
圖3是表示現有技術的膜電極接合體的圖。
圖4是表示本發明的有機氫化物制造裝置的一實施例的圖。
圖5是表示本發明的有機氫化物制造裝置的一實施例的圖。
圖6是表示現有技術的有機氫化物制造裝置的^-實施例的圖。
圖7是表示現有技術的有機氫化物制造裝置的一實施例的圖。
具體實施方式
本發明為電化學制造有機氫化物的裝置,其特征在于,具有在形成有透過水阻擋層的質子傳導性固體高分子電解質膜的表里兩面形成有質子傳導性固體高分子電解質和金屬催化劑擔載碳或金屬催化劑成為適當地混合的基質的結構的催化劑層的電極結構。在該電極中,其特征在于,通過以對陽極側供給水或水蒸氣、對陰極側供給被氫化物的狀態對陽極-陰極間施加電壓,在陽極中發生水的電分解反應,在陰極中發生對被氫化物的氫加成反應，使有機氫化物生成。
對本發明的實施方式使用附圖詳細地敘述。
圖1表示本發明的有機氫化物制造裝置的一例。本實施方式的有機氫化物制造裝置用一對氣體擴散層15及形成有氣體流路的隔板11夾持在形成有透過水阻擋層的固體高分子電解質膜12的一個面上接合陽極催化劑層13、在另一個面上接合陰極催化劑層14并一體化的膜電極接合體(MEA :Membrane Electrode Assembly)而構成。另外,在一對隔板 11之間插入用于氣體密封的密封墊16。
隔板11具有導電性，其材質優選致密石墨板、將石墨及炭黑等碳材料利用樹脂進行成形的碳板、不銹鋼及鈦等耐蝕性優異的金屬材料。另外，也優選對隔板11的表面進行貴金屬鍍覆或涂敷耐腐蝕性、耐熱性優異的導電性涂料并進行表面處理。在與隔板11的陽極催化劑層13及陰極催化劑層14對向的面上形成成為反應氣體或液體的流路的溝。對陽極側的隔板11的流路溝供給水或水蒸氣。流經流路溝的水或水蒸氣經由氣體擴散層15被供給至陽極催化劑層。另外,對陰極側的側隔板11供給被氫化物。流經流路溝的被氫化物經由氣體擴散層15被供給至陰極催化劑。作為被氫化物的供給方法，既可以直接供給液體狀的被氫化物,也可以供給以He氣體及N2氣體為載體的蒸氣狀的被氫化物。
氣體擴散層15是為了將供給至隔板11的流路的反應物質(氣體或液體)均勻地供給催化劑層的面內而設置的，使用碳紙或碳布等具有通氣性的基體。特別優選對這些基體進行防水化處理。
密封墊16為絕緣性,特別是相對于氫或被氫化物、有機氫化物具有耐性，只要為這些物質的透過少且保持密封性的材質即可，可列舉例如丁基橡膠、氟化橡膠、EPDM橡膠坐寸ο
以在對陽極側供給水或水蒸氣、對陰極側供給作為被氫化物的甲苯的狀態在陽極-陰極間加載電壓時,在陽極中發生⑴式的水的電分解反應。通過⑴式的電分解反應而產生的質子經由固體高分子電解質膜12向陰極14移動，在陰極中發生(2)式的氫加成反應，生成作為有機氫化物的甲基環己烷。
H2O — 2H + H~ 1/2()2 ~f~ 2e(I)
C7H8 + 6H + + 6e — C7H14(2)
在本實施方式的有機氫化物裝置中，由于在固體高分子電解質膜中形成透過水阻擋，因此，陽極的水不會透過至陰極。因此，可以以高效率生成有機氫化物。
圖2表示本實施方式的有機氫化物制造裝置的電極部分。圖2表示從陰極側觀察在形成有透過水阻擋層27的固體高分子電解質膜21的表里兩面形成有陰極催化劑層22、 陽極催化劑層23的MEA的平面圖、平面圖中的D-E部分的剖面圖和放大圖。
如D-E剖面圖所示，MEA的陰極及陽極作為致密的催化劑層在形成有透過水阻擋層27的固體高分子電解質膜21的上下形成。如放大圖F所示，陰極催化劑層22在催化劑載體25上擔載有催化劑金屬24,催化劑載體25彼此利用固體高分子電解質26粘接。催化劑金屬24具有經由催化劑載體25相互連接的網絡結構,形成(2)的反應中需要的電子通道。另外，催化劑層中的固體高分子電解質26也同樣地具有連接的網絡結構,形成(2)的反應中需要的質子通道。
在催化劑載體25上的金屬催化劑24和電解質及反應物質接觸的三相界面上進行電極反應。在本實施方式的電極中利用固體高分子電解質26形成質子通道,所以，在不與固體高分子電解質膜21直接連接的金屬催化劑24中也形成三相界面，因此,許多金屬催化CN 103069051 A書明說劑成為可以有助于電極反應的結構。
在本實施方式的有機氫化物制造裝置的電極中，在固體高分子電解質膜上形成透過水阻擋層27，因此可以防止陽極的水透過至陰極。因此，可以以高效率生成有機氫化物。
圖3表示現有技術的電極的結構。在圖3所示的電極中，在固體高分子電解質膜 31的表面直接形成擔載有金屬催化劑34的催化劑載體35。在現有技術的電極結構中，有助于電極反應的金屬催化劑34僅為與電解質膜直接連接的部分，三相界面少，有助于反應的催化劑受限制。另外，可以認為,催化劑的網絡結構的形成也少，電阻升高。
另外，圖3表示現有技術的電極的結構。在圖3所示的電極中，為在固體高分子電解質膜31的表面擔載有催化劑金屬34的催化劑載體35和固體高分子電解質36混雜的結構。在現有技術中，陽極的水透過有固體高分子電解質膜31的透過水37存在于陰極催化劑層。水和甲苯等被氫化物為相互不溶性，不混合。因此，水存在于陰極催化劑層32的情況,利用該水阻礙向催化劑的甲苯供給。其結果，可以認為在不供給甲苯等被氫化物的催化劑金屬38上不是氫加成反應,而是通過下述的(3)式產生氫發生。
2H + ~h 2e — H2(3)
因此,在現有技術的電極中，由于不發生向被氫化物的氫加成反應的催化劑存在, 因此限制有機氫化物生成,其結果認為，能量效率變低。
關于本發明的MEA,可以用以下的方法制作。首先,制作加入擔載有催化劑金屬的載體、固體高分子電解質及溶解固體高分子電解質的溶劑并充分混合的陰極催化劑漿料， 以及加入催化劑金屬、固體高分子電解質及溶解固體高分子電解質的溶劑并充分混合的陽極催化劑漿料。將這些漿料分別在聚氟乙烯(PTFE)膜等剝離膜上利用噴霧干燥法等進行噴霧,在80°C進行干燥而使溶劑蒸發,形成陰極及陽極催化劑層。接著,將這些陰極及陽極催化劑層在正中夾持形成有透過水阻擋層的固體高分子電解質膜并利用熱壓法接合,剝下剝離膜(PTFE)，由此,可以制作本發明的MEA。
另外,作為本發明的MEA制作的其它一例，通過利用噴霧干燥法等在形成有直接透過水阻擋層的固體高分子電解質膜上噴霧催化劑漿料,這些催化劑漿料是加入擔載有上述催化劑金屬的載體、固體高分子電解質及溶解固體高分子電解質的溶劑并 充分混合的陰極催化劑漿料和加入催化劑金屬、固體高分子電解質及溶解固體高分子電解質的溶劑并充分混合的陽極催化劑漿料。
作為構成固體高分子電解質膜的有機高分子,可以使用在全氟碳磺酸、或聚苯乙烯及聚醚酮、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、其它工程塑料材料中摻雜或化學地鍵合磺酸基、膦酸基、羧基等質子供給體并固定化的物質。另外,在上述材料中，也優選通過做成交聯結構或部分氟化來提高材料穩定性。另外,也可以使用有機高分子和金屬氧化物水合物等的復合電解質膜。
另外，作為阻擋透過水的層，只要是使氫離子透過并阻擋水的層即可。例如,可以考慮鈀或鈀合金等無機物。作為與鈀進行合金化的金屬，可列舉Rh、Cu、Co、Ir、Ag等過渡金屬。另外，Mg、Ca等堿土類金屬、La、Nd等稀土金屬等可以與Pd合金化的金屬考慮有各種。另外,作為阻擋透過水的層,可列舉氫包藏合金。作為該氫包藏合金,可列舉T1-Fe系金屬、V系金屬、Mg系合、Ca系合金。另外，也可列舉以T1、Mn、Zr、Ni等過渡元素的合金為基礎的AB2型金屬。或者列舉以LaNi5、ReNi5等稀土元素、相對于Nb、Zrl原子含有具有催化效果的過渡元素(N1、Co、Al等)5原子的合金為基礎的AB5型。另外，也可以使用磺酸基、膦酸基、羧基等質子供給體少的有機高分子。作為質子供給體少的有機高分子，優選每干燥重量的離子交換量為O. 75meq/g以下的有機1 分子。
透過水阻擋層既可以在固體高分子電解質膜表面形成，另外，也可以在固體高分子電解質膜中形成。本發明通過形成阻擋透過水的層而限制水的透過量。由于透過水伴隨質子移動而移動，因此，根據流動的電流值，其量不同。作為含有本發明的透過水阻擋層的膜電極接合體，在電流密度值60mA/cm2時,水的透過量優選為30 μ g/cm2 * sec以下。以滿足該條件的方式使用如上所述的透過水阻擋層。
在催化劑層中含有的固體高分子電解質可列舉使用顯示質子導電性的高分子材料、例如全氟碳系磺酸樹脂及以聚全氟苯乙烯系磺酸樹脂為代表的磺酸化或進行了亞烷基磺酸化的氟系聚合物及聚苯乙烯類。此外,可列舉在聚砜類、聚醚砜類、聚醚醚砜類、聚醚醚酮類、烴系聚合物中導入有磺酸基等質子供給體的材料。
另一方面,在本發明中使用的催化劑金屬中，可以使用具有氫加成作用的催化劑材料、使用例如N1、Pd、Pt、Rh、Ir、Re、Ru、Mo、W、V、Os、Cr、Co、Fe等金屬及這些金屬的合金催化劑。就氫加成催化劑而言，由于催化劑金屬的減少引起的低成本化和反應表面積的增大化，因此優選進行微粒子化。另外，為了防止微粒子的凝聚引起的比表面積的減少，可以擔載于載體。催化劑的制造方法為共沉法、熱分解法、無電解鍍覆法等,沒有特別限定。
作為陰極催化劑擔載材料，可以使用活性炭、碳納米管、石墨等碳材料及二氧化硅、氧化鋁、沸石等氧化鋁硅酸鹽等。另一方面，在陽極中存在碳材料時,有可能碳被氧化， 不優選。因此,作為陽極催化劑擔載材料，可以使用二氧化硅、氧化鋁、沸石等氧化鋁硅酸鹽等非碳材料。或者,在陽極中可以不使用擔載材料而僅使用催化劑金屬。
作為被氫化物,可以使用苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、萘、甲基萘、蒽、聯苯、菲咯啉及它們的烷基取代體的任一種或多個混合成的物質。通過在這些碳彼此的雙鍵上加成氫, 可以貯藏氫。
以下,對本發明使用實施例詳細地進行說明。另外,本發明并不限定于下述實施例。
實施例1
作為固體高分子電解質膜，使用在Nafion (杜邦社制)的表面物理性地粘接有 25 μ m的鈀膜的膜。鈀膜粘接于陽極側表面。
陰極催化劑層是使用噴涂機直接在上述的固體高分子電解質膜上涂敷催化劑漿液而形成的。按以下的順序在上述固體高分子電解質膜上涂敷陰極催化劑層。
通過將粘接有鈀膜的Nafion置于基板的電熱板上并進行吸引而固定。在此，電熱板的溫度設定為50°Co
接著,從其上進行掩蔽，用噴涂機(諾信社制)涂敷陰極催化劑漿液。作為陰極催化劑漿液,使用將鉑擔載碳催化劑TEC10E70TPM(田中貴金屬制)和水、5wt%Nafion溶液、 221溶液(1-丙醇2-丙醇:水=2:2:1的溶液)按2:1.2:5.4:10.6的重量比混合成的溶液。涂敷條件設定為液壓O. OlMPa、禍流壓O. 15MPa、霧化壓O. 15MPa、槍/基板距離60mm、 基板溫度50。。。陰極催化劑量設定為O. 4mgPt · cm—2。
在粘接有鈀膜的Nafion表面形成陰極催化劑層。另外，在Nafion的背面形成陽極催化劑層。陽極催化劑層是利用轉印法形成的。首先，制作陽極催化劑漿液。作為陽極催化劑漿液，使用將鉑黑HiSPEClOOO (莊信萬豐制)和5wt%Nafi0n溶液、221溶液按 1:1. 11:2. 22的重量比混合成的溶液。將其利用涂抹器在特氟龍(注冊商標)的片材上涂敷。在以利用熱壓(今^夕一工業社制SA-401-M)的熱轉印粘接有鈀膜的Nafion表面形成涂敷于特氟龍(注冊商標)的片材的陽極催化劑層。熱壓壓力設定為37.2kgf*cm_2,熱壓溫度設定為120°C，熱壓時間設定為2分鐘。陽極催化劑量設定為4. SmgPt · cm_2。
在圖1的有機氫化物制造裝置中插入制作的MEA。電池電阻為200ιηΩ。
在對陰極以O. 03ml/tnin及O.1ml/inin供給被氫化物的甲苯、對陽極以5inl/min供給純水的狀態下、在陽極-陰極間施加電壓2. 2V。就電池溫度而言,在25、40、60、80°C進行。
圖4表示相對于電池溫度的電流值。電池溫度越升高，電流密度越大。其可以認為是因為，溫度越升高，相對于反應的電極催化劑的反應活性越升高。另外，在甲苯的供給量為O. O 3m 1/m in和O.1ml/m in的情況下，成為大致相同程度的電流流動的結果。
回收氫加成反應后的陰極液體、用氣相色譜法進行分析時,在任--種條件下均看到作為有機氫化物的甲基環己烷的生成。顯示利用本發明的電極，在甲苯的氫加成反應中生成甲基環己烷。另外，在來自陰極的回收液中不含有水。可以認為，利用形成于Nafion 表面的鈀膜,可以防止陽極的水透過。
圖5表示由氫加成反應時的甲苯向甲基環己烷的轉化率。轉化率利用下述式由氣相色譜法的峰面積算出。
轉化率=甲基環己烷的峰面積/ (甲苯的峰面積+甲基環己烷的峰面積)X 100 (4)
在電池溫度25°C、40°C、60°C、80°C任一溫度下檢測甲基環己烷，電池溫度越升高, 轉化率越增大。另外，與甲苯的供給量O. lml/min相比，O. 03ml/min的一方成為轉化率高的結果。其可以認為是因為，甲苯的供給速度越小，甲苯與電極催化劑接觸的機會越增大。在本次的條件下轉化率最高,在電池溫度80°C甲苯流量O. 08ml/min中，轉化率為68%。
[比較例1]
作為固體高分子電解質膜,使用Nafion制作MEA。其它制作條件設定為相同。
在圖1的有機氫化物制造裝置中插入制作的MEA,測定電池電阻,結果為250mΩ。
在與實施例1同樣的條件下進行向甲苯的氫加成反應試驗。在電池溫度25、40、 60、80°C,在陽極-陰極間加載電壓2.2V。圖6表示相對于電池溫度的電流值。電池溫度越升高，電流越流動，但與實施例1相比，均為電流密度低的結果。
回收氫加成反應后的陰極液體，用氣相色譜法進行分析時，在任一種條件下均看到作為有機氫化物的甲基環己烷的生成。但是,從陰極回收的排出液在任一電池溫度下均分離為2相。認為上相部為甲苯及甲基環己烷,下相部為水。溫度越升高,下相部的水的比例越增大。該水認為是陽極的水透過電解質膜而到達陰極的水。特別是可以認為，電池溫度越升高且電流越增大，從陽極向陰極的質子移動越增多，與其相伴的水的移動也越增多。
圖7表示從甲苯向甲基環己烷的轉化率。電池溫度越升高,轉化率越升高，但與實施例I相比,成為小的結果。且可以認為,透過水存在于陰極催化劑層,利用該水阻礙向催化劑的甲苯供給。其結果，在不供給甲苯的催化劑上引起氫產生等，不引起甲基環己烷的生成，轉化率變低。
實施例2
使用Nafion作為電解質膜，在其表面粘接10 μ m的S-PES (Sulfonated-Poly Ether Sulfone) 0 S-PES為在聚醚砜上導入有磺酸基的有機_分子。使用每干燥重量的離子交換容量為O. 6meq/g的有機高分子。就其它MEA制作條件而言，在與實施例1相同條件下進行。
在圖1的有機氫化物制造裝置中插入制作的MEA,測定電池電阻,結果為350m Ω。 在與實施例1同樣的條件下進行向甲苯的氫加成反應試驗。在電池溫度25、40、60、80°C、在陽極-陰極間加載電壓2. 2V。
回收氫加成反應后的陰極液體,用氣相色譜法進行分析時,在任一種條件下均看到作為有機氫化物的甲基環己烷的生成。另外，雖然陰極排液與比較例I相比水量少,但是，全部分離為2相。這可以認為是,在S-PES中，完全不防止水透過。但是，與將比較例I 的Nfrfion單體用于電解質膜的情況相比時,水透過變少，因此,成為轉化率高的結果。最高的轉化率在電池溫度80°C、甲苯流量O. 03ml/min中為轉化率58%。
符號的說明
11···隔板，12、21、31…固體高分子電解質膜，13、23、33…陽極催化劑層，14…陰極催化劑層，15…氣體擴散層，16…密封墊，22、32 "陰極催化劑層,24、34 *催化劑金屬,25、 35…催化劑載體,26、36…固體高分子電解質,27…透過水阻擋層,37…透過水,38…無助于反應的催化劑金屬
權利要求
1.有機氫化物制造裝置,其特征在于，備有以夾持質子導電性的固體高分子電解質膜的方式配置有還原被氫化物的陰極催化劑層及氧化水的陽極催化劑層的膜電極接合體、對所述陰極催化劑層供給被氫化物的部件、和對所述陽極催化劑層供給水或水蒸氣的部件，在所述固體高分子電解質膜的表面或內部形成有阻擋水的層。
2.如權利要求1所述的有機氫化物制造裝置,其特征在于,所述阻擋水的層為鈀或鈀人令口 O
3.如權利要求1所述的有機氫化物制造裝置,其特征在于，所述阻擋水的層為每干燥重量的離子交換量為O. 75raeq/g以下的有機高分子。
4.如權利要求1所述的有機氫化物制造裝置,其特征在于,所述陰極催化劑層包含催化劑金屬和擔載有所述催化劑金屬的載體，所述陽極催化劑層僅包含催化劑金屬、或包含催化劑金屬和擔載有所述催化劑金屬的非碳載體。
5.如權利要求1所述的有機氫化物制造裝置,其特征在于,所述被氫化物為苯、甲苯、 二甲苯、均三甲苯、萘、甲基萘或蒽。
6.如權利要求1所述的有機氫化物制造裝置,其特征在于,所述陰極催化劑層包含催化劑金屬和擔載有所述催化劑金屬的載體，所述催化劑金屬包含鉑、釕、銠、鈀、銥、鉬、錸、 鎢及含有這些金屬的至少一部分的合金。
7.有機氫化物制造裝置，其備有以夾持質子導電性的固體高分子電解質膜的方式配置有還原被氫化物的陰極催化劑層及氧化水的陽極催化劑層的膜電極接合體、配置于所述陰極催化劑層及所述陽極催化劑層的表面的氣體擴散層、和配置于所述氣體擴散層的表面的、在與所述氣體擴散層連接的面____t形成有流路溝的隔板，其特征在于，在所述固體高分子電解質膜表面或內部形成有阻擋水的層。
8.如權利要求7所述的有機氫化物制造裝置,其特征在于,所述阻擋水的層為鈀或鈀a
9.如權利要求7所述的有機氫化物制造裝置，其特征在于,所述阻擋水的層為每干燥重量的離子交換量為O. 75meq/g以下的有機高分子。
10.如權利要求7所述的有機氫化物制造裝置,其特征在于,從所述陰極催化劑層側的隔板的流路溝供給被氫化物，從所述陽極催化劑層側的隔板的流路溝供給水或水蒸氣。
11.如權利要求7所述的有機氫化物制造裝置,其特征在于,所述被氫化物為苯、甲苯、 二甲苯、均三甲苯、萘、甲基萘或蒽。
12.如權利要求7所述的有機氫化物制造裝置,其特征在于,所述陰極催化劑層包含催化劑金屬和擔載有所述催化劑金屬的載體，所述催化劑金屬包含鉬、釕、銠、鈀、銥、鉬、錸、 鎢及含有這些金屬的至少一部分的合金。
全文摘要
本發明提供有機氫化物制造裝置，其電化學制造有機氫化物，其特征在于，其電極結構為作為催化劑層的金屬催化劑擔載碳或金屬催化劑成為與質子傳導性固體高分子電解質適當地混合的基質的結構，在形成有阻擋透過水的層的質子傳導性固體高分子電解質膜(12)的表里兩面形成這些催化劑層(13、14)。在該電極中，通過以對陽極側供給水或水蒸氣、對陰極側供給被氫化物的狀態在陽極-陰極間加載電壓，在陽極中發生水的電分解反應，在陰極中發生對被氫化物的氫加成反應，使有機氫化物生成。
文檔編號C25B9/00GK103069051SQ20118004003
公開日2013年4月24日 申請日期2011年8月18日 優先權日2010年9月30日
發明者平重貴之, 石川敬郎 申請人:株式會社日立制作所