(57)【要約】【課題】消費電力を抑えながら、水素ガスの製造効率を向上させることができる電解液タンク、電解装置、および水素製造システムを提供することである。【解決手段】実施形態に係る電解液タンクは、電解液が通過可能な第１の容器と、前記第１の容器よりも表面積が大きく、前記電解液が通過可能な第２の容器と、前記電解液の温度に基づいて、前記第１の容器、および、前記第２の容器の少なくともいずれかに前記電解液を供給可能な切替部と、を備えている。【選択図】図５
2018193573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液が通過可能な第１の容器と、
前記第１の容器よりも表面積が大きく、前記電解液が通過可能な第２の容器と、
前記電解液の温度に基づいて、前記第１の容器、および、前記第２の容器の少なくともいずれかに前記電解液を供給可能な切替部と、
を備えた電解液タンク。
【請求項２】
前記第２の容器は、前記電解液が通過可能な筒体を複数有する請求項１記載の電解液タンク。
【請求項３】
電解液が通過可能な複数の第３の容器を備え、
前記複数の第３の容器の少なくとも１つは、前記第３の容器の前記電解液の供給側に設けられた第１の切替部、および、前記第３の容器の前記電解液の排出側に設けられた第２の切替部の少なくともいずれかを有する電解液タンク。
【請求項４】
電解液が通過可能な第４の容器と、
前記第４の容器の内部を複数の領域に区画する仕切部と、
前記電解液の温度に基づいて、前記複数の領域の少なくとも１つに前記電解液を供給可能な切替部と、
を備えた電解液タンク。
【請求項５】
前記第４の容器は、排出口を有し、
前記仕切部は、複数設けられ、
前記複数の仕切部の高さは、前記排出口に近くなるほど低くなっている請求項４記載の電解液タンク。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の電解液タンクと、
電解液を電気分解可能な電解槽と、
前記電解液タンクと、前記電解槽と、の間において前記電解液を循環可能なポンプと、
を備えた電解装置。
【請求項７】
前記電解液タンク、および前記電解槽の少なくともいずれかには、再生可能エネルギーを利用した発電施設によって生成された電力が供給可能となっている請求項６記載の電解装置。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の電解液タンクと、
電解液を電気分解可能な電解槽と、
前記電解液タンクと、前記電解槽と、の間において前記電解液を循環可能なポンプと、
前記電解液の温度に基づいて、前記電解液タンクに設けられた切替部を制御可能な制御装置と、
を備えた水素製造システム。
【請求項９】
前記電解液タンク、前記電解槽、前記切替部、および前記制御装置の少なくともいずれかには、再生可能エネルギーを利用した発電施設によって生成された電力が供給可能となっている請求項８記載の水素製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電解液タンク、電解装置、および水素製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、再生可能エネルギーを利用した水素ガスの製造が試みられている。再生可能エネルギーとは、風力および太陽光等の自然界によって永続的に補充されるエネルギーをいう。再生可能エネルギーを利用した風力発電機や太陽電池パネルなどの発電施設は、例えば、山間部や砂漠などにも設置が可能である。そのため、そのような発電施設の近傍に水素製造システムを設置し、水素製造システムにおいて発電施設から供給された電力を用いて水を電気分解することで水素ガスを製造することができる。製造された水素ガスはエネルギー消費地（例えば、都会）に運搬され、水素ガスが燃料電池や燃料電池車などに供給される。このようなエネルギーシステムを確立すれば、再生可能エネルギーを有効に収集することができる。また、電力を一旦水素ガスに変換することにより、エネルギーの貯蔵が可能となったり、発電地とエネルギー消費地とを一致させる必要がなくなったりする。
【０００３】
ここで、水素製造システムにおいては、電解液の温度が高くなりすぎても低くなりすぎても水素ガスの製造効率が低下するという問題がある。そのため、水素製造システムには、電解液の温度を制御するために、加熱装置（ヒータ）および冷却装置（チラー）が設けられている。  
ところが、加熱装置および冷却装置を動作させるためには電力が必要となる。
そこで、消費電力を抑えながら、水素ガスの製造効率を向上させることができる技術の開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１１７４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、消費電力を抑えながら、水素ガスの製造効率を向上させることができる電解液タンク、電解装置、および水素製造システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る電解液タンクは、実施形態に係る電解液タンクは、電解液が通過可能な第１の容器と、前記第１の容器よりも表面積が大きく、前記電解液が通過可能な第２の容器と、前記電解液の温度に基づいて、前記第１の容器、および、前記第２の容器の少なくともいずれかに前記電解液を供給可能な切替部と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態に係る水素製造システムを例示するための模式斜視図である。
【図２】水素製造システムを例示するためのブロック図である。
【図３】本実施の形態に係る電解装置を例示するためのブロック図である。
【図４】比較例に係る容器を例示するための模式図である。
【図５】本実施の形態に係る電解液タンクを例示するための模式図である。
【図６】他の実施形態に係る第２の容器を例示するための模式図である。
【図７】他の実施形態に係る電解液タンクを例示するための模式図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、他の実施形態に係る電解液タンクを例示するための模式図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、他の実施形態に係る電解液タンクを例示するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００９】
まず、本実施の形態に係る水素製造システム１について例示をする。  
本実施の形態に係る水素製造システム１は、電解方式により水を電気分解することで水素ガス（Ｈ２）を製造するシステムである。また、本実施の形態では、水素製造システム１が、再生可能エネルギーを利用して稼動する場合や、既存の電力系統に接続されて稼動する場合を含む。ここでは一例として、水素製造システム１に設けられた複数の構成要素（例えば、整流装置１１、電解装置１２、制御装置１４など）の少なくともいずれかに、再生可能エネルギーを利用した発電施設１００によって生成された電力が供給可能となっているものを示す。
【００１０】
図１は、本実施の形態に係る水素製造システム１を例示するための模式斜視図である。  なお、図１においては、比較的大型の構成要素のみ図示し、小型の構成要素および配管などは図示を省略している。  
図２は、水素製造システム１を例示するためのブロック図である。  
図３は、本実施の形態に係る電解装置１２を例示するためのブロック図である。  
なお、図３においては、電流および信号の流れを二点鎖線で表し、気体の流れを一点鎖線で表し、液体の流れを実線で表している。
【００１１】
図１および図２に示すように、水素製造システム１には、整流装置１１、電解装置１２、水素タンク１３、および制御装置１４が設けられている。  
図２に示すように、水素製造システム１は、発電施設１００の近くに設置することができる。発電施設１００は、再生可能エネルギーを利用して発電を行う施設である。発電施設１００は、例えば、風力発電施設や太陽光発電施設などである。発電施設１００は、例えば、山間部、砂漠、離島などに設置が可能である。そのため、水素製造システム１は、例えば、既存の電力系統に接続されていない、都会などのエネルギー消費地から遠く離れた土地に設置される場合がある。発電施設１００は、交流電力Ｐ１を水素製造システム１に供給する。
【００１２】
整流装置１１は、発電施設１００と電気的に接続されている。整流装置１１は、発電施設１００から供給された交流電力Ｐ１を、直流電力Ｐ２および交流電力Ｐ３に変換する。整流装置１１は、例えば、整流器および変圧器などを備えたものとすることができる。整流器は、供給された交流電力Ｐ１の一部を直流電力Ｐ２に変換して出力する。また、整流装置１１に蓄電池を設け、変換された直流電力Ｐ２を蓄積することもできる。変圧器は、供給された交流電力Ｐ１の一部を所定の電圧の交流電力Ｐ３に変換して出力する。交流電力Ｐ３の電圧は、例えば、２００Ｖである。
【００１３】
電解装置１２は、整流装置１１と電気的に接続されている。また、電解装置１２は、配管を介して水素タンク１３と接続されている。またさらに、電解装置１２は、配管を介して外部に設けられた水源と接続されている。水源は、例えば、上水道、地下水源、外部から搬入された水を収納したタンクなどである。以下、上水道水、地下水、外部から搬入された水などを総称して「一般水」という。  
電解装置１２は、整流装置１１から供給された直流電力Ｐ２を用いて電解液Ｓに含まれている水を電気分解することで水素ガスを製造する。この際、水素ガスと共に製造された酸素ガス（Ｏ２）は、例えば、外部に排気することができる。整流装置１１から供給された交流電力Ｐ３は、電解装置１２に設けられたポンプ３６などの駆動に用いられる。
【００１４】
電解装置１２には、電解槽３２、陰極ガス気液分離室３３、陽極ガス気液分離室３４、電解液タンク３５、ポンプ３６、エアポンプ３７、純水製造装置３８、洗浄塔４１、ポンプ４２、洗浄液タンク４３、バッファタンク４４、コンプレッサ４５、チラー４６、ドライヤ４７、スイッチ回路４８が設けられている。
【００１５】
電解槽３２は、電解液Ｓを電気分解する。電解槽３２は、電解液Ｓを収納可能な液密構造を有している。電解液Ｓは、例えば、アルカリ性水溶液または酸性水溶液などとすることができる。アルカリ性水溶液は、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液や水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液などである。酸性水溶液は、例えば、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）水溶液や硝酸（ＨＮＯ３）水溶液などである。この場合、電解液Ｓは、電気抵抗が低く、電気分解の際に発生する副生成物の量が少なく、一般的な材料を用いた陰極電極および陽極電極に与える損傷が少ないものとすることが好ましい。そのため、電解液Ｓは、酸性水溶液とするよりもアルカリ性水溶液とすることが好ましい。この場合、電解液Ｓを水酸化カリウム水溶液とすれば、電解液Ｓのコストを低減させることができる。水酸化カリウム水溶液における水酸化カリウムの濃度は、例えば、２５質量％程度とすることができる。
【００１６】
電解槽３２の内部は、複数のセル７０に区画することができる。また、各セル７０は、図示しない隔膜によって、陰極側空間と陽極側空間とに区画されている。隔膜は、水は通過させるが気体はあまり通過させない膜である。隔膜は、例えば、ＰＥＴ（PolyEthylene Terephthalate）からなる高分子フィルムの両面に高分子不織布を貼り合わせた膜とすることができる。陰極側空間内には図示しない陰極電極が設けられている。陽極側空間内には図示しない陽極電極が設けられている。各セル７０は密閉されており、陰極側空間の天井部分には、水素管５１の一端が接続されている。陽極側空間の天井部分には、酸素管５２の一端が接続されている。  
整流装置１１から陰極電極および陽極電極に直流電力Ｐ２が供給されると、電解槽３２の内部において電解液Ｓに含まれている水が電気分解され、水素ガスおよび酸素ガスが生成される。なお、電解液Ｓの電気分解には既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。
【００１７】
陰極ガス気液分離室３３は、水素管５１の他方の端部に接続されている。陰極ガス気液分離室３３には、電解槽３２の各セル７０から水素管５１を介して、水素ガスおよび電解液Ｓが混合した状態で流入する。水素ガスと電解液Ｓは、陰極ガス気液分離室３３内で分離される。すなわち、電解液Ｓは陰極ガス気液分離室３３の下部に集まり、水素ガスは陰極ガス気液分離室３３の上部に集まる。
【００１８】
陽極ガス気液分離室３４は、酸素管５２の他方の端部に接続されている。陽極ガス気液分離室３４には、電解槽３２の各セル７０から酸素管５２を介して、酸素ガスおよび電解液Ｓが混合した状態で流入する。酸素ガスと電解液Ｓは、陽極ガス気液分離室３４内で分離される。すなわち、電解液Ｓは陽極ガス気液分離室３４の下部に集まり、酸素ガスは陽極ガス気液分離室３４の上部に集まる。  
陽極ガス気液分離室３４の上部（例えば天井部分）には、酸素管６９の一端が接続されている。酸素管６９の他端は、電解装置１２の外部において開口しており、排気口となっている。
【００１９】
電解液タンク３５は、第１の容器３５ａと、第１の容器３５ａよりも表面積が大きい第２の容器３５ｂとを有する。第１の容器３５ａおよび第２の容器３５ｂは電解液Ｓが通過可能となっている。なお、第１の容器３５ａおよび第２の容器３５ｂに関する詳細は後述する。
【００２０】
電解液管５３の一端は、陰極ガス気液分離室３３および陽極ガス気液分離室３４のそれぞれの下部（例えば底面）に接続されている。電解液管５３の他端は、切替部５３ａを介して、第１の容器３５ａおよび第２の容器３５ｂのそれぞれに接続されている。  
電解液管５５の一端は、切替部５５ａを介して、第１の容器３５ａおよび第２の容器３５ｂのそれぞれの下部（例えば底面）に接続されている。電解液管５５の他端は、ポンプ３６を介して電解槽３２に接続されている。
【００２１】
ポンプ３６は、電解液タンク３５と電解槽３２との間で電解液Ｓを循環させる。例えば、ポンプ３６は、第１の容器３５ａまたは第２の容器３５ｂの内部にある電解液Ｓを電解槽３２に供給する。電解槽３２に供給された電解液Ｓは、電解液Ｓから陰極ガス気液分離室３３および陽極ガス気液分離室３４に供給される。陰極ガス気液分離室３３および陽極ガス気液分離室３４に供給された電解液Ｓは、陰極ガス気液分離室３３および陽極ガス気液分離室３４から、第１の容器３５ａまたは第２の容器３５ｂに供給される。
【００２２】
すなわち、ポンプ３６および切替部５３ａ、５５ａが動作することにより、（第１の容器３５ａ→電解槽３２→陰極ガス気液分離室３３および陽極ガス気液分離室３４→第１の容器３５ａ）、または、（第２の容器３５ｂ→電解槽３２→陰極ガス気液分離室３３およ陽極ガス気液分離室３４→第２の容器３５ｂ）の経路で、電解液Ｓが循環する。
【００２３】
エアポンプ３７の吸入口は、大気に開放されている。エアポンプ３７の排気口は、空気管５６を介して第１の容器３５ａおよび第２の容器３５ｂに接続されている。  
この場合、空気管５７の一端は、第１の容器３５ａおよび第２の容器３５ｂのそれぞれの上部（例えば天井部分）に接続されている。空気管５７の他端は、外部に配置されている。  
エアポンプ３７が動作すると、第１の容器３５ａおよび第２の容器３５ｂ内の空気が排出され、新しい空気と入れ替わる。
【００２４】
純水製造装置３８は、純水管５８を介して、第１の容器３５ａおよび第２の容器３５ｂのそれぞれと接続されている。前述したように、電解槽３２の内部においては、電解液Ｓに含まれている水が電気分解されて水素ガスおよび酸素ガスが生成される。この場合、電解液Ｓに含まれている水が消費されると電解液Ｓの濃度が高くなる。そのため、純水製造装置３８は、消費された水と同量の水を濃度が高くなった電解液Ｓに加え、所定の濃度を有する電解液Ｓを再生する。再生された電解液Ｓは、電解槽３２に再び供給される。
【００２５】
すなわち、純水製造装置３８は、外部から供給された一般水から純水を生成し、第１の容器３５ａおよび第２の容器３５ｂのそれぞれに供給する。生成された純水の電気伝導度は、例えば、１０μＳ／ｃｍ（マイクロジーメンス毎センチメートル）以下である。なお、第１の容器３５ａおよび第２の容器３５ｂのいずれか一方に純水を供給するために、図示しない切替弁を設けることもできる。
【００２６】
洗浄塔４１およびポンプ４２は、それぞれ、電解槽３２のセル７０と同数設けられている。なお、煩雑となるのを避けるために、図３においては、洗浄塔４１およびポンプ４２はそれぞれ１つしか描かれていない。陰極ガス気液分離室３３の上部（例えば天井部分）と洗浄塔４１との間は、水素管６１により接続されている。
【００２７】
洗浄塔４１は、陰極ガス気液分離室３３によって分離され、水素管６１によって供給された水素ガスに対して、洗浄液Ｃをシャワーにより吹きかけて、電解液Ｓに含まれていた成分（例えば、アルカリ成分や酸成分）を除去する。洗浄液Ｃは、例えば純水である。
【００２８】
洗浄液管６２の一端は、洗浄塔４１の下部（例えば床面）に接続されている。洗浄液管６２の他端は、洗浄塔４１の上部（例えば天井部分）に接続されている。洗浄液管６２の途中には、ポンプ４２が設けられている。洗浄塔４１、洗浄液管６２、およびポンプ４２によって、循環経路が構成されている。
【００２９】
ポンプ４２は、洗浄塔４１の下部から洗浄液Ｃを汲み上げ、洗浄塔４１の上部の気相部分に対して洗浄液Ｃを噴射する。すなわち、ポンプ４２は、洗浄塔４１内に収納されている洗浄液Ｃを循環させる。
【００３０】
洗浄液タンク４３は、洗浄液Ｃを収納する。洗浄液タンク４３は、洗浄液管６３を介して洗浄塔４１と接続されている。洗浄液タンク４３は、必要に応じて洗浄塔４１に洗浄液Ｃを供給する。
【００３１】
バッファタンク４４は、製造された水素ガスを一時的に貯蔵する容器である。バッファタンク４４には、入口４４ｉおよび出口４４ｏが設けられている。バッファタンク４４における入口４４ｉから出口４４ｏに向かう方向に対して直交する断面の面積は、水素管６４の流通方向に直交する断面の面積の合計よりも大きい。
【００３２】
バッファタンク４４の入口４４ｉは、複数の洗浄塔４１の全てに接続されている。洗浄塔４１の上部（例えば天井部分）とバッファタンク４４の入口４４ｉとは、水素管６４により接続されている。水素管６４には、切替弁６５が介在している。切替弁６５の開閉は、制御装置１４によって制御される。
【００３３】
コンプレッサ４５は、洗浄塔４１から排出され、バッファタンク４４を介して供給された水素ガスを圧縮する。コンプレッサ４５には、例えば、モータおよびインバータ回路が設けられており、制御装置１４からの信号によって処理能力を変化させることができる。コンプレッサ４５の吸気口は、水素管６６を介してバッファタンク４４の出口４４ｏと接続されている。
【００３４】
チラー４６は、コンプレッサ４５を冷却する。  
ドライヤ４７は、水素管６７を介してコンプレッサ４５と接続されている。水素管６７の一端はコンプレッサ４５の排気口に接続され、水素管６７の他端はドライヤ４７の吸気口と接続されている。ドライヤ４７は、コンプレッサ４５により圧縮され水素管６７を介して供給された水素ガスを精製する。ドライヤ４７内には、水素ガス中の不純物（例えば、水分）を化学吸着させて取り除くフィルタが設けられている。ドライヤ４７の排気口は、水素管６８を介して電解装置１２の外部に引き出され、水素タンク１３に接続されている。
【００３５】
スイッチ回路４８は、整流装置１１から供給された直流電力Ｐ２を電解槽３２の各セル７０に供給する。スイッチ回路４８には、セル７０と同数のスイッチと、スイッチの開閉を制御するスタック制御部が設けられている。スタック制御部は、制御装置１４からの信号によって動作する。
【００３６】
電解槽３２の複数のセル７０は、整流装置１１の整流器に対して、直列に接続することができる。例えば、一列に配列された複数のセル７０のうち、片方の端に配置されたセル７０の陽極電極を整流器の正極に接続し、それ以外のセル７０の陽極電極を、隣のセル７０の陰極電極に接続することができる。この場合、隣り合うセル７０間のノードは、スイッチ回路４８に設けられたスイッチの一端に接続される。また、一列に配列された複数のセル７０のうち、他方の端に配置されたセル７０の陰極電極は、スイッチ回路４８に設けられたスイッチの一端に接続される。スイッチ回路４８に設けられた全てのスイッチの他端は、整流器の負極に接続される。
【００３７】
水素タンク１３は、電解装置１２により製造された水素ガスを貯蔵する。水素タンク１３は、水素管６８を介して電解装置１２のドライヤ４７に接続されている。
【００３８】
制御装置１４は、整流装置１１および電解装置１２の動作を制御する。例えば、制御装置１４は、電解液Ｓの温度に基づいて、電解液タンク３５、３５１、３５２に設けられた切替部５３ａ、５５ａ、３５２ｄを制御する。制御装置１４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリなどを備えたコンピュータとすることができる。整流装置１１および電解装置１２の動作は、メモリに格納されている動作プログラムに基づいて制御される。また、制御装置１４は、発電施設１００をも制御するようにしてもよい。
【００３９】
次に、第１の容器３５ａおよび第２の容器３５ｂについてさらに説明する。  
図４は、比較例に係る容器１３５を例示するための模式図である。  
なお、図４においては、煩雑となるのを避けるために、陰極ガス気液分離室３３および陽極ガス気液分離室３４を省いて説明する。  
図４に示すように、電解液管１５３の一端は電解槽３２に接続され、電解液管１５３の他端は容器１３５に接続されている。また、電解液管１５５の一端は容器１３５に接続され、電解液管１５５の他端はポンプ３６を介して電解槽３２に接続されている。ポンプ３６は、容器１３５内にある電解液Ｓを電解槽３２に供給する。電解槽３２に供給された電解液Ｓは、電解液管１５３を介して容器１３５に供給される。すなわち、ポンプ３６が動作することで、容器１３５→電解槽３２→容器１３５の経路で、電解液Ｓが循環する。
【００４０】
ここで、電解液Ｓの電気分解を行うと熱が発生する。発生した熱により、電解液Ｓの温度が高くなりすぎると、水素ガスの製造効率が低下するおそれがある。この場合、電解液Ｓの温度が所定の温度範囲より高くなりすぎても低くなりすぎても水素ガスの製造効率は低下する。例えば、電解液Ｓの温度を８０℃程度とすれば水素ガスの製造効率を向上させることができる。
【００４１】
この場合、電解装置を起動した直後などは電解液Ｓの温度が所定の温度範囲よりも低くなりやすい。電解装置の稼働中においては、電気分解の際に発生した熱により電解液Ｓの温度が所定の温度範囲よりも高くなりやすい。また、周囲の雰囲気の温度によっても電解液Ｓの温度が変動する。例えば、夏期においては電解液Ｓの温度が高くなりやすくなり、冬期においては電解液Ｓの温度が低くなりやすくなる。  
そのため、一般的には、電解液Ｓを加熱する加熱装置（ヒータ）１５４ａと、電解液Ｓを冷却する冷却装置（チラー）１５４ｂとが設けられている。
【００４２】
ところが、加熱装置１５４ａおよび冷却装置１５４ｂを動作させるためには電力が必要となる。そのため、発電施設１００から整流装置１１を介して供給された電力の一部が、加熱装置１５４ａおよび冷却装置１５４ｂを動作させるために用いられる。この場合、発電施設１００による電力供給が安定していたり、供給される電力量に制限がなかったりする場合でも、加熱装置１５４ａおよび冷却装置１５４ｂを動作させると、それだけ水素製造システム１における消費電力が大きくなる。水素製造システムが大型化、さらには、複数の水素製造システムから構成されて大規模化する場合には、それだけ消費電力は増大する。また、電力供給が不安定（例えば、電力量が増減する場合）であったり、供給される電力量に制限があったりする場合には、水素ガスの製造に用いることができる分の電力が少なくなり、水素ガスの製造効率が低くなるという新たな問題が生じる。
本実施の形態によれば、以下に詳述するように、水素製造システム１における消費電力を抑制することができる。また、上述のように電力供給が不安定であったり、供給される電力量に制限があったりする場合には、消費電力を抑制することができるので、水素ガスの製造に必要な電力を減少させることなく確保することも可能となる。
従って、本実施の形態によれば、水素製造システム１において、消費電力を抑えながら電解液を所定の温度範囲に保ち、水素ガスの製造効率を向上させることができる。また、水素製造システムが大型化、さらには、複数の水素製造システムから構成されて大規模化した場合にも、消費電力を抑制して、水素ガスの製造効率を向上させることができる。
【００４３】
図５は、本実施の形態に係る電解液タンク３５を例示するための模式図である。  
なお、図５においては、煩雑となるのを避けるために、陰極ガス気液分離室３３および陽極ガス気液分離室３４を省いて描いている。  
図５に示すように、電解液タンク３５は、第１の容器３５ａ、第２の容器３５ｂ、切替部５３ａ、および切替部５５ａを有する。  
第１の容器３５ａは、箱状を呈し、内部に電解液Ｓが収納される空間を有している。
【００４４】
第２の容器３５ｂは、第１の容器３５ａよりも表面積が大きい。第２の容器３５ｂは、供給部３５ｂ１、排出部３５ｂ２、および複数の筒体３５ｂ３を有する。供給部３５ｂ１は板状を呈し、内部に電解液Ｓが収納される空間を有している。排出部３５ｂ２は板状を呈し、内部に電解液Ｓが収納される空間を有している。排出部３５ｂ２は供給部３５ｂ１と対峙している。複数の筒体３５ｂ３は、内部を電解液Ｓが通過可能となっている。複数の筒体３５ｂ３は、供給部３５ｂ１と排出部３５ｂ２との間に設けられている。複数の筒体３５ｂ３の一方の端部は供給部３５ｂ１に接続され、複数の筒体３５ｂ３の内部の空間と、供給部３５ｂ１の内部の空間とが接続されている。複数の筒体３５ｂ３の他方の端部は排出部３５ｂ２に接続され、複数の筒体３５ｂ３の内部の空間と、排出部３５ｂ２の内部の空間とが接続されている。そのため、供給部３５ｂ１の内部に供給された電解液Ｓは、複数の筒体３５ｂ３の内部の空間を介して、排出部３５ｂ２の内部に供給可能となっている。複数の筒体３５ｂ３を設ければ、表面積を大きくすることが容易となる。
【００４５】
供給部３５ｂ１、排出部３５ｂ２、および複数の筒体３５ｂ３の材料は、電解液Ｓに対する耐性を有するものであればよい。供給部３５ｂ１、排出部３５ｂ２、および複数の筒体３５ｂ３の材料は、例えば、ニッケル合金やアルミニウム合金などの金属、樹脂などとすることができる。なお、電解液Ｓと接触する部分に金属を用いると電解腐食が発生する場合がある。そのため、金属を用いる場合には、供給部３５ｂ１、排出部３５ｂ２、および複数の筒体３５ｂ３の内壁を樹脂コーティングすることが好ましい。  
また、図５においては、平面視においてマトリクス状に配置された複数の筒体３５ｂ３を例示したが、複数の筒体３５ｂ３の配置はこれに限定されるわけではない。例えば、複数の筒体３５ｂ３は、平面視において同心円上に配置することもできる。  
また、円筒状の筒体３５ｂ３を例示したが、角筒状の筒体３５ｂ３などであってもよい。また、筒体３５ｂ３の外側面に板状の放熱フィンを設けることもできる。放熱フィンは複数設けることができる。
【００４６】
電解液管５３の一端は、切替部５３ａを介して、第１の容器３５ａおよび第２の容器３５ｂ（供給部３５ｂ１）のそれぞれに接続されている。電解液管５３の他端は電解槽３２に接続されている。電解液管５５の一端は、切替部５５ａを介して、第１の容器３５ａおよび第２の容器３５ｂ（排出部３５ｂ２）のそれぞれに接続されている。また、電解液管５５の他端はポンプ３６を介して電解槽３２に接続されている。そのため、本実施の形態においても、ポンプ３６が動作することで、電解液Ｓが循環する。
【００４７】
また、前述した比較例と同様に、本実施の形態においても、電解液Ｓの温度が変化する。そのため、本実施の形態においては、電解液Ｓの温度に応じて、電解液Ｓの循環経路を切り替える。切替部５３ａおよび切替部５５ａの少なくともいずれかは、電解液Ｓの温度に基づいて、第１の容器３５ａへの電解液Ｓの供給と、第２の容器３５ｂへの電解液Ｓの供給と、を切り替える。例えば、電解液Ｓの温度が所定の温度範囲より高い場合には、電解液Ｓが第２の容器３５ｂを介して循環するようにする。第２の容器３５ｂは、第１の容器３５ａよりも表面積が大きいので、電解液Ｓの放熱を促進させることができる。そのため、電解液Ｓを冷却して電解液Ｓの温度が所定の温度範囲内に収まるようにすることができる。また、電解液Ｓを冷却するチラーなどの冷却装置５４ｂを補助的に設ける場合であっても、冷却装置５４ｂを動作させるために必要となる電力を大幅に低減させることができる。
【００４８】
電解液Ｓの温度が所定の温度範囲より低い場合には、電解液Ｓが第１の容器３５ａを介して循環するようにする。第１の容器３５ａは、第２の容器３５ｂよりも表面積が小さいので、電解液Ｓの放熱を抑制することができる。そのため、電解液Ｓを加熱するヒータなどの加熱装置５４ａを動作させるために必要となる電力を大幅に低減させることができる。
その結果、発電施設１００から整流装置１１を介して供給される電力のうち、電気分解に用いることができる電力を増加させることができるので、水素ガスの製造効率を向上させることができる。
【００４９】
なお、電解液Ｓの温度を検出する熱電対などの温度検出器５４ｃは、例えば、ポンプ３６と切替部５５ａとの間の電解液管５５に設けることができる。電解液Ｓを加熱する加熱装置５４ａは、例えば、ポンプ３６と切替部５５ａとの間の電解液管５５に設けることができる。電解液Ｓを冷却する冷却装置５４ｂを補助的に設ける場合には、冷却装置５４ｂは、例えば、ポンプ３６と切替部５５ａとの間の電解液管５５に設けることができる。
【００５０】
図６は、他の実施形態に係る第２の容器３５ｂａを例示するための模式図である。
図５に例示をした第２の容器３５ｂは、並列接続された複数の筒体３５ｂ３を有している。  
図６に例示をする第２の容器３５ｂａは、直列接続された複数の筒体３５ｂ３を有している。複数の筒体３５ｂ３を直列接続しても表面積を大きくすることができるので、前述した第２の容器３５ｂと同様の効果を得ることができる。
【００５１】
また、複数の筒体３５ｂ３は、アルミニウムなどの金属から形成された放熱板３５ｂａ１と密着させることもできる。この様にすれば、放熱性をさらに向上させることができる。また、複数の筒体３５ｂ３を平面的に配置する場合を例示したが、図５に例示をしたように複数の筒体３５ｂ３を立体的に配置することもできる。
【００５２】
図７は、他の実施形態に係る電解液タンク３５１を例示するための模式図である。  
電解液タンク３５１は、電解液Ｓが接触するタンクの面積（放熱面積）を変化させる方法として、タンク内の電解液Ｓの通過経路の長さを変更し、タンクと電解液Ｓとの接触面積を増減させることで温度調整を行う。
図７に示すように、電解液タンク３５１は、供給部３５ｂ１、排出部３５ｂ２、複数の
第３の容器を有する。  
第３の容器は、例えば、前述した筒体３５ｂ３とすることができる。以下においては、第３の容器が筒体３５ｂ３である場合を例に挙げて説明する。
【００５３】
複数の筒体３５ｂ３の少なくとも１つは、筒体３５ｂ３の電解液Ｓの供給側に設けられた切替部３５ｂ４（第１の切替部の一例に相当する）、および、筒体３５ｂ３の電解液Ｓの排出側に設けられた切替部３５ｂ４（第２の切替部の一例に相当する）の少なくともいずれかを有する。切替部３５ｂ４は、例えば、バタフライバルブなどの開閉弁とすることができる。電解液Ｓの供給側に設けられた切替部３５ｂ４は、筒体３５ｂ３の内部への電解液Ｓの供給と供給の停止を制御する。電解液Ｓの排出側に設けられた切替部３５ｂ４は、筒体３５ｂ３の内部からの電解液Ｓの排出と排出の停止を制御する。
なお、電解液Ｓの供給側に設けられた切替部３５ｂ４、および電解液Ｓの排出側に設けられた切替部３５ｂ４は、少なくともいずれかが設けられていればよい。また、複数の筒体３５ｂ３の一部に、切替部３５ｂ４が設けられていないものがあってもよい。
【００５４】
この様にすれば、第１の容器３５ａと第２の容器３５ｂを一体に設けることができる。例えば、切替部３５ｂ４を制御して、複数の筒体３５ｂ３の一部において電解液Ｓの供給と排出を行うことで第１の容器３５ａとすることができる。また、切替部３５ｂ４を制御して、全ての筒体３５ｂ３において電解液Ｓの供給と排出を行うことで第２の容器３５ｂとすることができる。
【００５５】
また、電解液Ｓの供給側に設けられた切替部３５ｂ４は、前述した切換部５３ａの役割を果たす。電解液Ｓの排出側に設けられた切替部３５ｂ４は、前述した切換部５５ａの役割を果たす。
【００５６】
また、電解液Ｓの温度に基づいて、使用する筒体３５ｂ３の数や位置を変更することができる。例えば、電解液Ｓの温度が高くなるほど使用する筒体３５ｂ３の数を増加させ、電解液Ｓの温度が低くなるほど使用する筒体３５ｂ３の数を低減させることができる。また、電解液Ｓの温度が高くなるほど放熱のし易い外側に位置する筒体３５ｂ３を使用し、電解液Ｓの温度が低くなるほど放熱のし難い内側に位置する筒体３５ｂ３を使用することができる。
【００５７】
図８（ａ）、（ｂ）は、他の実施形態に係る電解液タンク３５２を例示するための模式図である。  
電解液タンク３５２は、電解液Ｓが接触するタンクの面積（放熱面積）を変化させる方法として、タンク内の電解液Ｓの通過経路の長さを変更し、タンクと電解液Ｓとの接触面積を増減させることで温度調整を行う。
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、電解液タンク３５２は、容器３５２ａ（第４の容器の一例に相当する）、仕切部３５２ｂ、蓋部３５２ｃ、および切替部３５２ｄを有する。
【００５８】
容器３５２ａは電解液Ｓが通過可能となっている。容器３５２ａは、筒状を呈し、一方の端部が開口し、他方の端部が閉鎖されている。容器３５２ａの底面側には電解液Ｓが排出される排出口３５２ａ１が設けられている。  
仕切部３５２ｂは、板状を呈し、容器３５２ａの内部に設けられている。仕切部３５２ｂの一方の端部は容器３５２ａの底面に設けられ、仕切部３５２ｂの側面は容器３５２ａの内側面に設けられている。仕切部３５２ｂは、容器３５２ａの内部を複数の領域に区画する。仕切部３５２ｂは、複数設けることができる。複数の仕切部３５２ｂを設ける場合には、複数の仕切部３５２ｂの高さがそれぞれ異なるようにすることができる。この場合、複数の仕切部３５２ｂの高さは、排出口３５２ａ１に近くなるほど低くなるようにすることができる。
【００５９】
蓋部３５２ｃは、板状を呈し、容器３５２ａの開口に回転自在に設けられている。蓋部３５２ｃには厚み方向を貫通する孔３５２ｃ１が設けられている。孔３５２ｃ１には、電解液管５３の端部が接続され、容器３５２ａの内部の仕切部３５２ｂにより区画された領域に電解液Ｓを供給できるようになっている。
容器３５２ａ、仕切部３５２ｂ、および蓋部３５２ｃの材料は、電解液Ｓに対する耐性を有するものであればよい。容器３５２ａ、仕切部３５２ｂ、および蓋部３５２ｃの材料は、前述した供給部３５ｂ１、排出部３５ｂ２、および複数の筒体３５ｂ３の材料と同じとすることができる。
【００６０】
切替部３５２ｄは、回転方向における蓋部３５２ｃの位置、ひいては回転方向における孔３５２ｃ１の位置を移動させる。切替部３５２ｄにより回転方向における孔３５２ｃ１の位置を移動させることで、電解液Ｓを供給する領域を変えることができる。すなわち、切替部３５２ｄは、電解液Ｓの温度に基づいて、複数の領域の少なくとも１つに電解液Ｓを供給可能となっている。
【００６１】
この様にすれば、第１の容器３５ａと第２の容器３５ｂを一体に設けることができる。例えば、切替部３５２ｄを制御して、仕切部３５２ｂにより区画された複数の領域のうち、排出口３５２ａ１に近い領域に電解液Ｓを供給すれば、その領域が第１の容器３５ａとなる。また、排出口３５２ａ１から遠い領域に電解液Ｓを供給し、当該領域から溢れた電解液Ｓを隣接する排出口３５２ａ１に近い領域に供給すれば、当該領域および隣接する領域が第２の容器３５ｂとなる。
【００６２】
また、電解液Ｓの温度に基づいて、使用する領域の数を変更することができる。例えば、電解液Ｓの温度が高くなるほど使用する領域の数を増加させ、電解液Ｓの温度が低くなるほど使用する領域の数を低減させることができる。  
例えば、電解液Ｓの温度が低い場合には、図８（ａ）に示すように、排出口３５２ａ１に最も近い領域に電解液Ｓを供給することができる。電解液Ｓの温度が高い場合には、図８（ｂ）に示すように、排出口３５２ａ１から最も遠い領域に電解液Ｓを供給することができる。
【００６３】
なお、回転自在に設けられた蓋部３５２ｃと、回転方向における蓋部３５２ｃの位置を移動させる切替部３５２ｄを例示したが、これに限定されるわけではない。例えば、蓋部３５２ｃは、容器３５２ａの開口に固定することができる。また、蓋部３５２ｃの、仕切部３５２ｂにより区画された複数の領域のそれぞれに対峙する位置に孔３５２ｃ１を設けることができる。複数の孔３５２ｃ１のそれぞれには、電解液管５３の端部を分岐させて接続することができる。そして、切替弁などにより、電解液Ｓを供給する孔３５２ｃ１を選択し、電解液Ｓを供給する領域を変えることができる。
【００６４】
図９（ａ）、（ｂ）は、他の実施形態に係る電解液タンク３５３を例示するための模式図である。  
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、電解液タンク３５３は、容器３５２ａ、仕切部３５３ｂ、蓋部３５２ｃ、および切替部３５２ｄを有する。  
仕切部３５３ｂは、筒状を呈し、容器３５２ａの内部に設けられている。仕切部３５３ｂの一方の端部は容器３５２ａの底面に設けられている。仕切部３５３ｂは、容器３５２ａの内部を複数の領域に区画している。仕切部３５３ｂは、複数設けることができる。複数の仕切部３５３ｂを設ける場合には、複数の仕切部３５３ｂの高さがそれぞれ異なるようにすることができる。また、複数の仕切部３５３ｂは、同芯に設けることができる。この場合、容器３５２ａの内側面に近づくほど仕切部３５３ｂの高さが低くなるようにすることができる。
仕切部３５３ｂの材料は、電解液Ｓに対する耐性を有するものであればよい。仕切部３５３ｂの材料は、前述した供給部３５ｂ１、排出部３５ｂ２、および複数の筒体３５ｂ３の材料と同じとすることができる。
【００６５】
この様にすれば、第１の容器３５ａと第２の容器３５ｂを一体に設けることができる。例えば、切替部３５２ｄを制御して、仕切部３５３ｂにより区画された複数の領域のうち、容器３５２ａの内側面に近い領域に電解液Ｓを供給すれば、その領域が第１の容器３５ａとなる。また、容器３５２ａの内側面から遠い領域に電解液Ｓを供給し、当該領域から溢れた電解液Ｓを隣接する容器３５２ａの内側面に近い領域に供給すれば、当該領域および隣接する領域が第２の容器３５ｂとなる。
【００６６】
また、電解液Ｓの温度に基づいて、使用する領域の数を変更することができる。例えば、電解液Ｓの温度が高くなるほど使用する領域の数を増加させ、電解液Ｓの温度が低くなるほど使用する領域の数を低減させることができる。  
例えば、電解液Ｓの温度が低い場合には、図９（ａ）に示すように、容器３５２ａの内側面に最も近い領域に電解液Ｓを供給することができる。電解液Ｓの温度が高い場合には、図９（ｂ）に示すように、容器３５２ａの内側面から最も遠い領域に電解液Ｓを供給することができる。
【００６７】
なお、回転自在に設けられた蓋部３５２ｃと、回転方向における蓋部３５２ｃの位置を移動させる切替部３５２ｄを例示したが、これに限定されるわけではない。例えば、蓋部３５２ｃは、容器３５２ａの開口に固定することができる。また、蓋部３５２ｃの、仕切部３５３ｂにより区画された複数の領域のそれぞれに対峙する位置に孔３５２ｃ１を設けることができる。複数の孔３５２ｃ１のそれぞれには、電解液管５３の端部を分岐させて接続することができる。そして、切替弁などにより、電解液Ｓを供給する孔３５２ｃ１を選択し、電解液Ｓを供給する領域を変えることができる。
【００６８】
次に、水素製造システム１の作用について例示する。  
まず、発電施設１００は、再生可能エネルギーを利用して発電を行う。発電により生じた交流電力Ｐ１は、水素製造システム１の整流装置１１に供給される。供給される交流電力Ｐ１は不安定であり、短周期の変動と長周期の変動を含んでいる。例えば、短周期の変動とは周期が１分間未満の変動であり、長周期の変動とは周期が１分間以上の変動である。発電施設１００が風力発電施設である場合には、短周期の変動は刻々と変化する風向きおよび風速による変動であり、長周期の変動は天候の変化、季節の変化等による変動である。また、発電施設１００が太陽光発電施設である場合には、短周期の変動は雲の具合で変化する日照量による変動であり、長周期の変動は昼間と夜間との間の変化、天候の変化、季節の変化等による変動である。
【００６９】
電解装置１２の起動時においては、電解液タンク３５内および電解槽３２内に電解液Ｓが収納されている。電解液Ｓは、例えば、濃度が２５質量％の水酸化カリウム水溶液である。また、純水製造装置３８には、水素製造システム１の外部から一般水、例えば、地下水が供給される。更に、洗浄塔４１内および洗浄液タンク４３内には、洗浄液Ｃが収納されている。
【００７０】
次に、制御装置１４が整流装置１１を動作させる。整流装置１１に供給された交流電力Ｐ１は、整流装置１１に設けられた整流器と変圧器に分配される。整流器に供給された交流電力は、蓄電池を介することにより、短周期の変動が吸収される。そのため、整流器によって、短周期の変動が抑制された直流電力Ｐ２が生成される。一方、変圧器に供給された交流電力は、変圧器によって電圧が調整され、所定の規格電圧を持つ交流電力Ｐ３に変換される。このようにして、整流装置１１は、電解装置１２に対して、直流電力Ｐ２および交流電力Ｐ３を供給力する。
【００７１】
次に、制御装置１４は、電解装置１２の構成要素、例えば、ポンプ３６、切替部５３ａ、５５ａ、ポンプ４２、コンプレッサ４５、チラー４６、電解槽３２、純水製造装置３８などを動作させる。  
ポンプ３６および切替部５３ａ、５５ａが動作することにより、（第１の容器３５ａ→電解槽３２→陰極ガス気液分離室３３および陽極ガス気液分離室３４→第１の容器３５ａ）、または、（第２の容器３５ｂ→電解槽３２→陰極ガス気液分離室３３およ陽極ガス気液分離室３４→第２の容器３５ｂ）の経路で、電解液Ｓが循環する。
【００７２】
ここで、電解装置１２の起動時においては、電解液Ｓの温度が所定の温度範囲より低い。そのため、切替部５３ａ、５５ａにより流路を切り替えることで、電解液Ｓが第１の容器３５ａを介して循環するようにする。また、加熱装置５４ａにより電解液Ｓが加熱され、電解液Ｓの温度が所定の温度範囲内となるようにされる。この場合、第１の容器３５ａは、第２の容器３５ｂよりも表面積が小さいので、電解液Ｓの放熱を抑制することができる。そのため、加熱装置５４ａを動作させるために必要となる電力を大幅に低減させることができる。
【００７３】
一方、電解装置１２の稼働中において、電気分解の際に発生した熱などにより、電解液Ｓの温度が所定の温度範囲より高くなる場合がある。この場合には、切替部５３ａ、５５ａにより流路を切り替えることで、電解液Ｓが第２の容器３５ｂを介して循環するようにする。第２の容器３５ｂは、第１の容器３５ａよりも表面積が大きいので、電解液Ｓの放熱を促進させることができる。そのため、電解液Ｓを冷却して電解液Ｓの温度が所定の温度範囲内に収まるようにすることができる。また、電解液Ｓを冷却する冷却装置５４ｂを補助的に用いる場合であっても、冷却装置５４ｂを動作させるために必要となる電力を大幅に低減させることができる。  
その結果、発電施設１００から整流装置１１を介して供給された電力のうち、電気分解に用いることができる電力を増加させることができるので、水素ガスの製造効率を向上させることができる。
【００７４】
また、ポンプ４２が動作することにより、洗浄液Ｃが洗浄塔４１とポンプ４２との間で循環し、洗浄塔４１の上部内において、洗浄液Ｃが気相中に噴射される。コンプレッサ４５が動作することにより、コンプレッサ４５の吸気口に流入した水素ガスが圧縮され排気口から排出される。チラー４６が動作することにより、コンプレッサ４５が冷却される。
【００７５】
また、電解槽３２に直流電力Ｐ２が供給されることにより、電解槽３２の陰極電極と陽極電極との間に電流が流れ、電解液Ｓ中の水が電気分解される。水が電気分解されると、陰極電極側に水素ガスが発生すると共に、陽極電極側に酸素ガスが発生する。また、電解槽３２内の電解液Ｓ中の水が消費され、セル７０における陰極側空間の上部に水素ガスが溜まり、セル７０における陽極側空間の上部に酸素ガスが溜まる。
【００７６】
そして、電解槽３２の各セル７０における陰極側空間の上部から、水素ガスおよび電解液Ｓが押し出される。水素ガスおよび電解液Ｓは、水素管５１を介して陰極ガス気液分離室３３内に流入し、水素ガスと電解液Ｓとに分離される。また、電解槽３２の各セル７０における陽極側空間の上部から、酸素ガスおよび電解液Ｓが押し出されれる。酸素ガスおよび電解液Ｓは、酸素管５２を介して陽極ガス気液分離室３４内に流入し、酸素ガスと電解液Ｓとに分離される。
【００７７】
陰極ガス気液分離室３３および陽極ガス気液分離室３４の内部にある電解液Ｓは、電解液管５３を介して、第１の容器３５ａまたは第２の容器３５ｂの内部に流入する
また、電気分解に伴って電解液Ｓ中の水が減少し、電解液Ｓの濃度が上昇（電解液Ｓの量が減少）した場合には、純水製造装置３８が一般水から純水を製造し、純水管５８を介して電解液Ｓに純水を補充する。すなわち、電解液Ｓの濃度は、常に一定範囲内に維持される。電解液Ｓの濃度は、例えば、ｐＨセンサなどで測定することができる。電解液Ｓの量は、例えば、水位計などで測定することができる。ｐＨセンサや水位計などは、例えば、第２の容器３５ｂなどに設けることができる。
【００７８】
陽極ガス気液分離室３４により分離された酸素ガスは、酸素管６９を介して水素製造システム１の外部に排気される。また、陰極ガス気液分離室３３により分離された水素ガスは、水素管６１を介して洗浄塔４１内に導入される。洗浄塔４１内に導入された水素ガスは、洗浄液Ｃのシャワーを浴び、残留している電解液Ｓに含まれていた成分が洗浄液Ｃ中に溶け込むことで除去される。
【００７９】
洗浄塔４１により処理された水素ガスは、水素管６４および切替弁６５を介してバッファタンク４４内に蓄積される。そして、バッファタンク４４から水素管６６を介してコンプレッサ４５に送られ、コンプレッサ４５によって、例えば０．８ＭＰａ（メガパスカル）まで圧縮されて、水素管６７を介してドライヤ４７に送られる。ドライヤ４７においては、水素ガスがフィルタを通過することにより水等の不純物が除去される。不純物が除去された水素ガスは、水素管６８を介して水素タンク１３に送られ、水素タンク１３内に貯蔵される。  
水素タンク１３に貯蔵された水素ガスは、例えば、水素ローリー車等に充填されて、消費地まで輸送される。
【００８０】
一般的な水素製造システムにおいては、電解槽などにおける電流密度を高くすることで水素の製造量を増やそうとすると、電解槽などにおける抵抗発熱が増大する。そのため、電解液の冷却設備の増設が必要となったり、冷却設備の大型化が必要となったり、水素製造システム全体における消費電力が増大したりする。
また、水素製造システムに供給される電力の減少、または電力の停止が生じる場合が想定される。例えば、再生可能エネルギーを利用する発電施設１００の場合には、天候などの変化により、水素製造システムに供給される電力の減少、または電力の停止が生じることが想定される。電力の減少量や電力の停止期間の長さによっては電解液の温度が下がるため、電解液の温度を上げるための加熱設備の増設が必要となったり、加熱設備の大型化が必要となったりする。そして、そのような場合には、水素製造システム全体における消費電力が増大することになる。
本発明の実施形態に係る水素製造システム１は、電解液が通過する経路を切替ることにより、所定の温度範囲に収まるように、効率よく電解液の温度調整（放熱と保温）を行うことができる。そのため、水素製造システム１では、電解液の冷却設備および加熱設備を削減すること、あるいはこれらの設備自体を不要とすることが可能となり、水素製造システム全体における消費電力を抑制して、水素ガスの製造効率を向上させることができる。
【００８１】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１  水素製造システム、１１  整流装置、１２  電解装置、１３  水素タンク、１４  制御装置、３２  電解槽、３３  陰極ガス気液分離室、３４  陽極ガス気液分離室、３５  電解液タンク、３５ａ  第１の容器、３５ｂ  第２の容器、３５ｂ１  供給部、３５ｂ２  排出部、３５ｂ３  筒体、３５ｂ４  切替部、３６  ポンプ、３８  純水製造装置、５３  電解液管、５３ａ  切替部、５４ａ  加熱装置、５４ｃ  温度検出器、５５  電解液管、５５ａ  切替部、７０  セル、１００  発電施設、３５１  電解液タンク、３５２  電解液タンク、３５２ａ  容器、３５２ｂ  仕切部、３５２ｃ  蓋部、３５２ｄ  切替部、３５３  電解液タンク、３５３ｂ  仕切部、Ｓ  電解液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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