(57)【要約】【課題】セパレータの押し付け力付与面積を有効に削減することができ、押し付け力付与装置の小型化が容易に図られるとともに、所望のシール面圧を確保することを可能にする。【解決手段】水電解装置１０を構成する単位セル１２は、電解質膜・電極構造体３２をアノード側セパレータ３４及びカソード側セパレータ３６により挟持する。カソード側セパレータ３６には、第１シール溝６８ａの外方に位置し且つ固体高分子電解質膜３８に対向する第１セパレータ平面部３６ａａに、前記固体高分子電解質膜３８により閉塞される凹部７０が形成される。第１セパレータ平面部３６ａａの凹部７０以外の平坦部と、アノード側セパレータ３４の第２セパレータ平面部３４ａａとは、固体高分子電解質膜３８を挟んで積層方向の荷重を受ける受圧部７２を構成する。【選択図】図５
2011149075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両側に設けられる給電体にセパレータが積層され、一対の前記セパレータ間で前記電解質膜の周縁部を挟持するとともに、一方の前記セパレータには、前記給電体の外方を周回して第１シール部材を配設するための第１シール部が形成され、且つ、他方の前記セパレータには、他方の前記給電体の外方を周回して第２シール部材を配設するための第２シール部が形成され、前記第１シール部と前記第２シール部とは、前記セパレータの積層方向に対し前記電解質膜を挟んで互いに異なる位置に設定される水電解装置であって、
少なくとも一方の前記セパレータには、前記第１シール部の外方に位置し且つ前記電解質膜に対向する第１セパレータ平面部に、前記電解質膜により閉塞される凹部が形成されるとともに、
前記第１セパレータ平面部の前記凹部以外の平坦部と、他方の前記セパレータの前記第１セパレータ平面部に対向する第２セパレータ平面部とは、前記電解質膜を挟んで前記積層方向の荷重を受ける受圧部を構成することを特徴とする水電解装置。
【請求項２】
請求項１記載の水電解装置において、前記水電解装置は、水を電気分解して酸素と常圧よりも高圧な水素とを生成する一方、
前記一対のセパレータには、前記水を前記積層方向に流通させる水供給連通孔の外方を周回して第３シール部材を配設するための第３シール部と、
未反応の前記水及び前記酸素を前記積層方向に流通させる排出連通孔の外方を周回して第４シール部材を配設するための第４シール部と、
前記水素を前記積層方向に流通させる水素連通孔の外方を周回して第５シール部材を配設するための第５シール部と、
が形成されるとともに、
少なくとも前記第１セパレータ平面又は前記第２セパレータ平面には、前記第１シール部と前記第３シール部、前記第４シール部及び前記第５シール部との間に位置して前記凹部が形成されることを特徴とする水電解装置。
【請求項３】
請求項２記載の水電解装置において、前記給電体は、円形状を有しており、
前記水供給連通孔及び前記排出連通孔は、前記水素連通孔よりも開口断面積が大きく設定されるとともに、
前記水供給連通孔と前記排出連通孔とは、前記セパレータの対称位置に配置されることを特徴とする水電解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質膜の両側に給電体が設けられ、前記給電体にセパレータが積層されるとともに、一対の前記セパレータ間で前記電解質膜の周縁部を挟持する水電解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、燃料ガスである水素ガスを製造するために、水電解装置が採用されている。この水電解装置は、水を分解して水素（及び酸素）を発生させるため、固体高分子電解質膜を用いている。固体高分子電解質膜の両面には、電極触媒層が設けられて電解質膜・電極構造体が構成されるとともに、前記電解質膜・電極構造体の両側には、給電体を配設してユニットが構成されている。
【０００３】
そこで、複数のユニットが積層された状態で、積層方向両端に電圧が付与されるとともに、アノード側給電体に水が供給される。このため、電解質膜・電極構造体のアノード側では、水が分解されて水素イオン（プロトン）が生成され、この水素イオンが固体高分子電解質膜を透過してカソード側に移動し、電子と結合して水素が製造される。一方、アノード側では、水素と共に生成された酸素が、余剰の水を伴ってユニットから排出される。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されている水電解装置では、図８に示すように、膜電極接合体１の両面に給電体２ａ、２ｂを配して構成された単位セルと、陽極室３ａ及び陰極室３ｂを備えたセパレータ４とを積層するとともに、両端に陽極側端板４ａと陰極側端板４ｂとを配して構成されている。
【０００５】
膜電極接合体１は、高分子電解質膜１ｂの両面に陽極触媒層１ａ及び陰極触媒層１ｃを備えるとともに、前記高分子電解質膜１ｂが外部に突出している。陽極室３ａと陰極室３ｂとに導入された純水は、電気分解により前記陽極室３ａで酸素ガスが発生する一方、前記陰極室３ｂで水素ガスが発生している。
【０００６】
陽極室３ａは、膜電極接合体１の高分子電解質膜１ｂに対向して形成された溝５に配設された陽極側シールパッキング６ａによりガスシールされている。陰極室３ｂは、高分子電解質膜１ｂに対向してパッキング溝５に配設された陰極側シールパッキング６ｂによりガスシールされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１１５８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の特許文献１では、発生ガスの圧力が高くなって高圧運転になり易い。このため、高分子電解質膜１ｂが高面圧で押し付けられ、特に、陰極側端板４ｂでは、陰極側シールパッキング６ｂによりシールされている部位７に腐食が発生し易いという問題がある。
【０００９】
しかも、高圧運転では、高圧シールを行うために、単位セルの積層方向に付与される押し付け圧力が相当に大きくなる。その際、セパレータ４、陽極側端板４ａ及び陰極側端板４ｂでは、押し付け力付与面積（付与面圧面積）が大きくなり易く、耐圧強度を維持するために、板厚が増加するという問題がある。
【００１０】
その上、水電解装置全体には、外部から大きな押し付け圧力を付与する必要があり、押し付け力付与装置が相当に大型化する。これにより、設備全体のコンパクト化を容易に図ることができず、しかも、経済的ではないという問題がある。
【００１１】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、セパレータの押し付け力付与面積を有効に削減することができ、押し付け力付与装置の小型化が容易に図られるとともに、所望のシール面圧を確保することが可能な水電解装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る水電解装置は、電解質膜の両側に設けられる給電体にセパレータが積層され、一対の前記セパレータ間で前記電解質膜の周縁部を挟持するとともに、一方の前記セパレータには、前記給電体の外方を周回して第１シール部材を配設するための第１シール部が形成され、且つ、他方の前記セパレータには、他方の前記給電体の外方を周回して第２シール部材を配設するための第２シール部が形成され、前記第１シール部と前記第２シール部とは、前記セパレータの積層方向に対し前記電解質膜を挟んで互いに異なる位置に設定されている。
【００１３】
そして、少なくとも一方のセパレータには、第１シール部の外方に位置し且つ電解質膜に対向する第１セパレータ平面部に、前記電解質膜より閉塞される凹部が形成されるとともに、前記第１セパレータ平面部の前記凹部以外の平坦部と、他方のセパレータの前記第１セパレータ平面部に対向する第２セパレータ平面部とは、前記電解質膜を挟んで積層方向の荷重を受ける受圧部を構成している。
【００１４】
また、水電解装置は、水を電気分解して酸素と常圧よりも高圧な水素とを生成する一方、一対のセパレータには、前記水を積層方向に流通させる水供給連通孔の外方を周回して第３シール部材を配設するための第３シール部と、未反応の前記水及び前記酸素を前記積層方向に流通させる排出連通孔の外方を周回して第４シール部材を配設するための第４シール部と、前記水素を前記積層方向に流通させる水素連通孔の外方を周回して第５シール部材を配設するための第５シール部とが形成されるとともに、少なくとも前記第１セパレータ平面又は第２セパレータ平面には、第１シール部と前記第３シール部、前記第４シール部及び前記第５シール部との間に位置して凹部が形成されることが好ましい。
【００１５】
さらに、給電体は、円形状を有しており、水供給連通孔及び排出連通孔は、水素連通孔よりも開口断面積が大きく設定されるとともに、前記水供給連通孔と前記排出連通孔とは、セパレータの対称位置に配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１セパレータ平面部に、電解質膜により閉塞される凹部が形成されるとともに、前記第１セパレータ平面部の前記凹部以外の平坦部と、第２セパレータ平面部とは、前記解質膜を挟んで積層方向の荷重を受ける受圧部を構成している。
【００１７】
このため、受圧部における押し付け力付与面積を有効に削減することができる。これにより、外部の押し付け力付与装置の小型化が容易に図られるとともに、所望のシール面圧を確保することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る水電解装置の斜視説明図である。
【図２】前記水電解装置の一部断面側面図である。
【図３】前記水電解装置を構成する単位セルの分解斜視説明図である。
【図４】前記単位セルの正面説明図である。
【図５】前記単位セルの、図３中、Ｖ−Ｖ線断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る水電解装置を構成する単位セルの断面説明図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る水電解装置を構成する単位セルの断面説明図である。
【図８】特許文献１に開示されている水電解装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る水電解装置１０は、高圧水素製造装置を構成しており、複数の単位セル１２が鉛直方向（矢印Ａ方向）又は水平方向（矢印Ｂ方向）に積層された積層体１４を備える。積層体１４の積層方向一端には、ターミナルプレート１６ａ、絶縁プレート１８ａ及びエンドプレート２０ａが上方に向かって、順次、配設される。積層体１４の積層方向他端には、同様にターミナルプレート１６ｂ、絶縁プレート１８ｂ及びエンドプレート２０ｂが下方に向かって、順次、配設される。
【００２０】
水電解装置１０は、例えば、矢印Ａ方向に延在する４本のタイロッド２２を介して円盤形状のエンドプレート２０ａ、２０ｂ間を一体的に締め付け保持する。なお、水電解装置１０は、エンドプレート２０ａ、２０ｂを端板として含む箱状ケーシング（図示せず）により一体的に保持される構成を採用してもよい。また、水電解装置１０は、全体として略円柱体形状を有しているが、立方体形状等の種々の形状に設定可能である。
【００２１】
図１に示すように、ターミナルプレート１６ａ、１６ｂの側部には、端子部２４ａ、２４ｂが外方に突出して設けられる。端子部２４ａ、２４ｂは、配線２６ａ、２６ｂを介して電源２８に電気的に接続される。陽極（アノード）側である端子部２４ａは、電源２８のプラス極に接続される一方、陰極（カソード）側である端子部２４ｂは、前記電源２８のマイナス極に接続される。
【００２２】
図２及び図３に示すように、単位セル１２は、略円盤状の電解質膜・電極構造体３２と、この電解質膜・電極構造体３２を挟持するアノード側セパレータ３４及びカソード側セパレータ３６とを備える。アノード側セパレータ３４及びカソード側セパレータ３６は、略円盤状を有するとともに、例えば、カーボン部材等で構成され、又は、鋼板、ステンレス鋼板、チタン板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板をプレス成形して、あるいは切削加工した後に防食用の表面処理を施して構成される。
【００２３】
電解質膜・電極構造体３２は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜３８と、前記固体高分子電解質膜３８の両面に設けられる円形状のアノード側給電体４０及びカソード側給電体４２とを備える。固体高分子電解質膜３８の周縁部は、アノード側給電体４０及びカソード側給電体４２の外周から外方に突出している。
【００２４】
固体高分子電解質膜３８の両面には、アノード電極触媒層４０ａ及びカソード電極触媒層４２ａが形成される。アノード電極触媒層４０ａは、例えば、Ｒｕ（ルテニウム）系触媒を使用する一方、カソード電極触媒層４２ａは、例えば、白金触媒を使用する。
【００２５】
アノード側給電体４０及びカソード側給電体４２は、例えば、球状アトマイズチタン粉末の焼結体（多孔質導電体）により構成される。アノード側給電体４０及びカソード側給電体４２は、研削加工後にエッチング処理される平滑表面部を設けるとともに、空隙率が１０％〜５０％、より好ましくは、２０％〜４０％の範囲内に設定される。
【００２６】
図３に示すように、単位セル１２の外周部には、セパレータ面方向外方に突出する第１突出部４４ａ、第２突出部４４ｂ及び第３突出部４４ｃが形成される。第１突出部４４ａには、積層方向である矢印Ａ方向に互いに連通して、第１流体である水（純水）を供給するための水供給連通孔４６が設けられる。
【００２７】
第２突出部４４ｂには、矢印Ａ方向に互いに連通して、反応により生成された酸素及び使用済みの水を排出するための排出連通孔４８が設けられる。第３突出部４４ｃには、積層方向である矢印Ａ方向に互いに連通して、反応により生成された水素を流すための水素連通孔５０が設けられる。
【００２８】
図４に示すように、水供給連通孔４６及び排出連通孔４８は、断面長円形状を有するとともに、互いに点対称の位置に配置される。水供給連通孔４６と排出連通孔４８とを繋ぐ仮想直線Ｌ１は、単位セル１２の中心Ｏを通るとともに、この仮想直線Ｌ１に直交し且つ中心Ｏを通る仮想直交線Ｌ２上には、断面円形状の水素連通孔５０が配置される。水供給連通孔４６及び排出連通孔４８は、水素連通孔５０よりも開口断面積が大きく設定される。
【００２９】
図３及び図５に示すように、アノード側セパレータ３４には、水供給連通孔４６に連通する供給通路５２ａと、排出連通孔４８に連通する排出通路５２ｂとが設けられる。アノード側セパレータ３４の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３４ａには、供給通路５２ａ及び排出通路５２ｂに連通する第１流路５４が設けられる。この第１流路５４は、アノード側給電体４０の表面積に対応する範囲内に設けられるとともに、複数の流路溝や複数のエンボス等で構成される（図２及び図５参照）。
【００３０】
図３及び図５に示すように、カソード側セパレータ３６には、水素連通孔５０に連通する排出通路５６が設けられる。カソード側セパレータ３６の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３６ａには、排出通路５６に連通する第２流路５８が形成される。この第２流路５８は、カソード側給電体４２の表面積に対応する範囲内に設けられるとともに、複数の流路溝や複数のエンボス等で構成される（図２及び図５参照）。
【００３１】
アノード側セパレータ３４及びカソード側セパレータ３６の外周端部を周回して、シール部材６０ａ、６０ｂが一体化される。このシール部材６０ａ、６０ｂには、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材が用いられる。
【００３２】
図３及び図５に示すように、アノード側セパレータ３４の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３４ａには、第１流路５４及びアノード側給電体４０の外方を周回して第２シール部材６２ａを配設するための第２シール溝（第２シール部）６４ａが形成される。
【００３３】
面３４ａには、水供給連通孔４６、排出連通孔４８及び水素連通孔５０の外側を周回して、第３シール部材６２ｂ、第４シール部材６２ｃ及び第５シール部材６２ｄを配置するための第３シール溝（第３シール部）６４ｂ、第４シール溝（第４シール部）６４ｃ及び第５シール溝（第５シール部）６４ｄが形成される。第２シール部材６２ａ〜第５シール部材６２ｄは、例えば、Ｏリングである。
【００３４】
カソード側セパレータ３６の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３６ａには、第２流路５８及びカソード側給電体４２の外方を周回して、第１シール部材６６ａを配設するための第１シール溝（第１シール部）６８ａが形成される。
【００３５】
図３及び図５に示すように、面３６ａには、水供給連通孔４６、排出連通孔４８及び水素連通孔５０の外側を周回して、第３シール部材６６ｂ、第４シール部材６６ｃ及び第５シール部材６６ｄを配置するための第３シール溝（第３シール部）６８ｂ、第４シール溝（第４シール部）６８ｃ及び第５シール溝（第５シール部）６８ｄが形成される。第１シール部材６６ａ、第３シール部材６６ｂ〜第５シール部材６６ｄは、例えば、Ｏリングである。
【００３６】
アノード側給電体４０の外方を周回する第２シール溝６４ａと、カソード側給電体４２の外方を周回する第１シール溝６８ａとは、セパレータ積層方向（矢印Ａ方向）に対し固体高分子電解質膜３８を挟んで互いに異なる位置に設定される。
【００３７】
水素連通孔５０の外方を周回する第５シール溝６４ｄと前記水素連通孔５０の外方を周回する第５シール溝６８ｄとは、矢印Ａ方向に対し固体高分子電解質膜３８を挟んで互いに異なる位置に設定される。
【００３８】
カソード側セパレータ３６には、第１シール溝６８ａの外方に位置し且つ固体高分子電解質膜３８に対向する第１セパレータ平面部３６ａａに、前記固体高分子電解質膜３８により閉塞される凹部７０が形成される。凹部７０は、略リング状を有するとともに、第１シール溝６８ａと第３シール溝６８ｂ、第４シール溝６８ｃ及び第５シール溝６８ｄとの間に位置して形成される。
【００３９】
第１セパレータ平面部３６ａａの凹部７０以外の平坦部と、アノード側セパレータ３４の前記第１セパレータ平面部３６ａａに対向する第２セパレータ平面部３４ａａとは、固体高分子電解質膜３８を挟んで積層方向の荷重を受ける受圧部７２を構成する。受圧部７２は、積層方向に対して、第５シール溝６８ｄと第２シール溝６４ａとの距離Ｈに設定されるとともに、凹部７０は、前記距離Ｈ内の所定の寸法範囲に形成される。
【００４０】
図１及び図２に示すように、エンドプレート２０ａには、水供給連通孔４６、排出連通孔４８及び水素連通孔５０に連通する配管７６ａ、７６ｂ及び７６ｃが接続される。配管７６ｃには、図示しないが、背圧弁（又は電磁弁）が設けられており、水素連通孔５０に生成される水素の圧力を高圧に維持することができる。エンドプレート２０ａ、２０ｂ間には、図示しない押し付け力付与装置により押し付け力が付与され、この状態で、前記エンドプレート２０ａ、２０ｂがタイロッド２２を介して締め付けられる。
【００４１】
このように構成される水電解装置１０の動作について、以下に説明する。
【００４２】
図１に示すように、配管７６ａから水電解装置１０の水供給連通孔４６に水が供給されるとともに、ターミナルプレート１６ａ、１６ｂの端子部２４ａ、２４ｂに電気的に接続されている電源２８を介して電圧が付与される。このため、図３に示すように、各単位セル１２では、水供給連通孔４６からアノード側セパレータ３４の第１流路５４に水が供給され、この水がアノード側給電体４０内に沿って移動する。
【００４３】
従って、水は、アノード電極触媒層４０ａで電気により分解され、水素イオン、電子及び酸素が生成される。この陽極反応により生成された水素イオンは、固体高分子電解質膜３８を透過してカソード電極触媒層４２ａ側に移動し、電子と結合して水素が得られる。
【００４４】
このため、カソード側セパレータ３６とカソード側給電体４２との間に形成される第２流路５８に沿って水素が流動する。この水素は、水供給連通孔４６よりも高圧に維持されており、水素連通孔５０を流れて水電解装置１０の外部に取り出し可能となる。一方、第１流路５４には、反応により生成した酸素と、使用済みの水とが流動しており、これらが排出連通孔４８に沿って水電解装置１０の外部に排出される。
【００４５】
この場合、第１の実施形態では、図５に示すように、カソード側セパレータ３６には、第１シール溝６８ａの外方に位置し且つ固体高分子電解質膜３８に対向する第１セパレータ平面部３６ａａに、前記固体高分子電解質膜３８により閉塞される凹部７０が形成されている。そして、第１セパレータ平面部３６ａａの凹部７０以外の平坦部と、アノード側セパレータ３４の前記第１セパレータ平面部３６ａａに対向する第２セパレータ平面部３４ａａとは、固体高分子電解質膜３８を挟んで積層方向の荷重を受ける受圧部７２を構成している。
【００４６】
このため、受圧部７２では、押し付け力付与面積（付与面圧面積）を有効に削減することができる。特に、第２流路５８に高圧水素が生成される高圧水素製造装置である水電解装置１０では、高圧シールを行うために、単位セル１２ルの積層方向に付与される押し付け圧力が相当に大きくなり易い。
【００４７】
ここで、第１の実施形態では、上記のように受圧部７２の押し付け力付与面積が有効に削減されるため、外部の押し付け力付与装置（図示せず）の小型化が容易に図られるとともに、所望のシール面圧を確保することが可能になるという効果が得られる。
【００４８】
さらに、凹部７０は、積層方向に対して、第５シール溝６８ｄと第２シール溝６４ａとの距離Ｈ内に形成されており、第２シール部材６２ａ〜第５シール部材６２ｄと積層方向に重なり合うことがない。従って、シール不良の発生を良好に阻止することができる。
【００４９】
さらにまた、図４に示すように、水供給連通孔４６と排出連通孔４８とは、点対称の位置に配置されるとともに、前記水供給連通孔４６と前記排出連通孔４８とを繋ぐ仮想直線Ｌ１に直交する仮想直交線Ｌ２上に、水素連通孔５０が設けられている。このため、水素連通孔５０に高圧水素が導出されることにより、アノード側セパレータ３４及びカソード側セパレータ３６に反力が作用する際、水供給連通孔４６と排出連通孔４８とに前記反力が均等に分散される。
【００５０】
しかも、水供給連通孔４６及び排出連通孔４８は、水素連通孔５０よりも開口断面積が大きく設定されている。従って、単位セル１２は、水供給連通孔４６のシール構造及び排出連通孔４８のシール構造により、安定した状態で、良好なシール機能を有することができる。
【００５１】
これにより、簡単な構成で、比較的低圧（常圧）な水供給連通孔４６と排出連通孔４８とのシール圧を均等に維持することができ、シール性能の低下を可及的に阻止することが可能になるという効果が得られる。
【００５２】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る水電解装置８０を構成する単位セル８２の断面説明図である。
【００５３】
なお、第１の実施形態に係る水電解装置１０を構成する単位セル１２と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第３の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
単位セル８２は、電解質膜・電極構造体３２を挟持するアノード側セパレータ８４及びカソード側セパレータ８６を備える。アノード側セパレータ８４には、第２シール溝６４ａの外方に位置し且つ固体高分子電解質膜３８に対向する第２セパレータ平面部８４ａａに、前記固体高分子電解質膜３８により閉塞される凹部８８が形成される。凹部８８は、略リング状を有するとともに、第２シール溝６４ａと第３シール溝６４ｂ、第４シール溝６４ｃ及び第５シール溝６４ｄとの間に位置して形成される。
【００５５】
第２セパレータ平面部８４ａａの凹部８８以外の平坦部と、カソード側セパレータ８６の前記第２セパレータ平面部８４ａａに対向する第１セパレータ平面部８６ａａとは、固体高分子電解質膜３８を挟んで積層方向の荷重を受ける受圧部９０を構成する。凹部８８は、積層方向に対して、第５シール溝６８ｄと第２シール溝６４ａとの距離Ｈ内の所定の寸法範囲に形成される。
【００５６】
このように構成される第２の実施形態では、第２セパレータ平面部８４ａａの凹部８８以外の平坦部と、カソード側セパレータ８６の前記第２セパレータ平面部８４ａａに対向する第１セパレータ平面部８６ａａとは、固体高分子電解質膜３８を挟んで積層方向の荷重を受ける受圧部９０を構成している。
【００５７】
これにより、受圧部９０の押し付け力付与面積が有効に削減されるため、外部の押し付け力付与装置（図示せず）の小型化が容易に図られるとともに、所望のシール面圧を確保することが可能になる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５８】
図７は、本発明の第３の実施形態に係る水電解装置１００を構成する単位セル１０２の断面説明図である。
【００５９】
単位セル１０２は、電解質膜・電極構造体３２を挟持するアノード側セパレータ１０４及びカソード側セパレータ１０６を備える。カソード側セパレータ１０６には、第１シール溝６８ａの外方に位置し且つ固体高分子電解質膜３８に対向する第１セパレータ平面部１０６ａａに、前記固体高分子電解質膜３８により閉塞される凹部７０が形成される。
【００６０】
アノード側セパレータ１０４には、第２シール溝６４ａの外方に位置し且つ固体高分子電解質膜３８に対向する第２セパレータ平面部１０４ａａに、前記固体高分子電解質膜３８により閉塞される凹部８８が形成される。第１セパレータ平面部１０６ａａの凹部７０以外の平坦部と、第２セパレータ平面部１０４ａａの凹部８８以外の平坦部とは、固体高分子電解質膜３８を挟んで積層方向の荷重を受ける受圧部１０８を構成する。
【００６１】
このように構成される第３の実施形態では、上記の第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００６２】
１０、８０、１００…水電解装置      １２、８２、１０２…単位セル
１４…積層体                        １６ａ、１６ｂ…ターミナルプレート
１８ａ、１８ｂ…絶縁プレート        ２０ａ、２０ｂ…エンドプレート
２４ａ、２４ｂ…端子部              ２８…電源
３２…電解質膜・電極構造体          ３４、８４、１０４…アノード側セパレータ
３４ａａ、３６ａａ、８４ａａ、８６ａａ、１０４ａａ、１０６ａａ…セパレータ平面部
３６、８６、１０６…カソード側セパレータ
３８…固体高分子電解質膜            ４０…アノード側給電体
４２…カソード側給電体              ４４ａ〜４４ｃ…突出部
４６…水供給連通孔                  ４８…排出連通孔
５０…水素連通孔                    ５４、５８…流路
６２ａ〜６２ｄ、６６ａ〜６６ｄ…シール部材
６４ａ〜６４ｄ、６８ａ〜６８ｄ…シール溝
７０、８８…凹部                    ７２、９０、１０８…受圧部
【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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