(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子電解質膜と、
前記固体高分子電解質膜の両側に設けられる電解用のアノード側給電体及びカソード側給電体と、
前記アノード側給電体に対向して配置され、水が供給されるとともに、前記水を電気分解して酸素が発生されるアノード側セパレータと、
前記カソード側給電体に対向して配置され、前記水を電気分解して前記酸素よりも高圧な水素が発生されるカソード側セパレータと、
前記カソード側給電体に積層されるプレート部材と、
前記プレート部材と前記カソード側セパレータとの間に配置され、前記プレート部材に積層方向に荷重を付与する弾性部材と、
を備える高圧水電解装置であって、
前記カソード側給電体は、前記プレート部材に溶射により一体成形される多孔質導電体であることを特徴とする高圧水電解装置。
【請求項２】
請求項１記載の高圧水電解装置において、前記プレート部材は、前記多孔質導電体が一体成形される溶射面に流路を設けることを特徴とする高圧水電解装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の高圧水電解装置において、前記溶射は、減圧プラズマ溶射であることを特徴とする高圧水電解装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の高圧水電解装置において、前記プレート部材は、前記弾性部材が配置される荷重付与面にリブを設けることを特徴とする高圧水電解装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の高圧水電解装置において、前記プレート部材は、円板状を有するとともに、
前記リブは、前記プレート部材の中心に点対称の形状を有することを特徴とする高圧水電解装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の高圧水電解装置において、前記リブは、円板状の前記プレート部材と同心円上に円形に形成されることを特徴とする高圧水電解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を電気分解してアノード側に酸素を発生させるとともに、カソード側に前記酸素よりも高圧な水素を発生させる高圧水電解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、燃料電池を発電させるための燃料ガスとして、水素ガスが使用されている。一般的に、水素ガスを製造する際に、水電解装置が採用されている。この水電解装置は、水を電気分解して水素（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、それぞれ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】
この種の水電解装置では、カソード側に、アノード側に生成される酸素よりも高圧（例えば、数十ＭＰａ）な水素が生成される高圧水電解装置を採用する場合がある。例えば、特許文献１に開示されている高圧水素製造装置は、図１４に示すように、固体高分子膜１と、その両側に相対向して設けられたカソード給電体２ａとアノード給電体２ｂと、各給電体２ａ、２ｂに積層されたセパレータ３ａ、３ｂと、各セパレータ３ａ、３ｂに設けられ、前記各給電体２ａ、２ｂが露出する流体通路４ａ、４ｂとを備えている。
【０００５】
固体高分子膜１、各給電体２ａ、２ｂ、各セパレータ３ａ、３ｂは、前記セパレータ３ａ、３ｂに積層された絶縁部材５ａ、５ｂを介してエンドプレート６ａ、６ｂに挟持されている。
【０００６】
カソード側セパレータ３ａに設けられた流体通路４ａ内には、カソード給電体２ａを固体高分子膜１側に付勢するチタン製皿バネ７が配設されている。皿バネ７と固体高分子膜１との間には、チタン製パンチングプレート８が介装されている。これにより、カソード側が高圧になったときにも、固体高分子膜１とカソード給電体２ａとの接触抵抗が増大することがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−７０３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記の高圧水素製造装置では、高圧水素が生成されるカソード側に、それぞれ別部材で構成された皿バネ７とパンチングプレート８とカソード給電体２ａとが積層されている。
【０００９】
その際、パンチングプレート８とカソード給電体２ａとは、面内の荷重分布を均一にするために、それぞれの平面度及び平行度を高精度に管理する必要がある。しかも、パンチングプレート８とカソード給電体２ａとの接触面には、チタン表面に存在する酸化皮膜による接触抵抗が発生するおそれがある。
【００１０】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単且つ経済的に構成することができ、しかも接触抵抗を有効に低減させることが可能な高圧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】
【００１１】
本発明は、固体高分子電解質膜と、前記固体高分子電解質膜の両側に設けられる電解用のアノード側給電体及びカソード側給電体と、前記アノード側給電体に対向して配置され、水が供給されるとともに、前記水を電気分解して酸素が発生されるアノード側セパレータと、前記カソード側給電体に対向して配置され、前記水を電気分解して前記酸素よりも高圧な水素が発生されるカソード側セパレータと、前記カソード側給電体に積層されるプレート部材と、前記プレート部材と前記カソード側セパレータとの間に配置され、前記プレート部材に積層方向に荷重を付与する弾性部材とを備える高圧水電解装置に関するものである。
【００１２】
この高圧水電解装置では、カソード側給電体は、プレート部材に溶射により一体成形される多孔質導電体である。
【００１３】
また、この高圧水電解装置では、プレート部材は、多孔質導電体が一体成形される溶射面に流路を設けることが好ましい。
【００１４】
さらに、この高圧水電解装置では、溶射は、減圧プラズマ溶射であることが好ましい。
【００１５】
さらにまた、この高圧水電解装置では、プレート部材は、弾性部材が配置される荷重付与面にリブを設けることが好ましい。
【００１６】
また、この高圧水電解装置では、プレート部材は、円板状を有するとともに、リブは、前記プレート部材の中心に点対称の形状を有することが好ましい。
【００１７】
さらに、この高圧水電解装置では、リブは、円板状のプレート部材と同心円上に円形に形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、カソード側給電体が、プレート部材に溶射により一体成形されている。従って、弾性部材による荷重を均一化させるために、平行度管理が必要な面は、大幅に削減される。これにより、平行度の管理が一挙に簡素化し、作業の簡略化が容易に図られるとともに、コストが良好に削減される。
【００１９】
しかも、カソード側給電体とプレート部材とが一体化されるため、これらを別体で構成される場合に比べて、接触抵抗が良好に抑制される。さらに、部品点数が容易に削減可能になる。このため、簡単且つ経済的に構成することができ、しかも接触抵抗を有効に低減させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る高圧水電解装置の斜視説明図である。
【図２】前記高圧水電解装置の一部断面側面図である。
【図３】前記高圧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、図３中、ＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】前記高圧水電解装置を構成するプレート部材の一方の面側からの斜視説明図である。
【図６】前記プレート部材の他方の面側からの斜視説明図である。
【図７】前記プレート部材にカソード側給電体を一体成形する際のフローチャートである。
【図８】前記プレート部材にカソード側給電体を一体成形する際の説明図である。
【図９】減圧プラズマ溶射処理の説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る高圧水電解装置を構成するプレート部材の斜視説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る高圧水電解装置を構成するプレート部材の斜視説明図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る高圧水電解装置を構成するプレート部材の斜視説明図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る高圧水電解装置を構成するプレート部材の斜視説明図である。
【図１４】特許文献１に開示されている高圧水素製造装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る高圧水電解装置１０は、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。
【００２２】
積層体１４の積層方向一端（上端）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（下端）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。
【００２３】
高圧水電解装置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、高圧水電解装置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、高圧水電解装置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。
【００２４】
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。
【００２５】
図２〜図４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。
【００２６】
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の外形寸法は、アノード側給電体４０及びカソード側給電体４２の外径寸法よりも大径に設定される（図４参照）。
【００２７】
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。
【００２８】
アノード側給電体４０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。
【００２９】
カソード側給電体４２は、後述するように、例えば、純チタン粒子を溶射材として減圧プラズマ溶射によりプレート部材４４に一体成形される多孔質導電体である。この多孔質導電体の気孔率は、１０％〜５０％の範囲内に設定される。
【００３０】
プレート部材４４は、円板状を有するとともに、カソード側給電体４２が溶射される溶射面４４ａとは反対側の荷重付与面４４ｂに、弾性部材、例えば、４枚の皿ばね４６が配設される。皿ばね４６は、皿ばねホルダであるプレート部材４４を介してカソード側給電体４２に荷重を付与する。
【００３１】
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４８ａ、第２突出部４８ｂ及び第３突出部４８ｃが形成される。第１突出部４８ａには、積層方向である矢印Ａ方向に互いに連通して、第１の流体である水（純水）を供給するための水供給連通孔５０ａが設けられる。
【００３２】
第２突出部４８ｂ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５０ｂが設けられる。第３突出部４８ｃ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高圧水素を流すための水素連通孔５０ｃが設けられる。
【００３３】
図３及び図４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５０ａに連通する供給通路５２ａと、排出連通孔５０ｂ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の接触面積範囲に対応する範囲内に設けられる。
【００３４】
カソード側セパレータ３６には、水素連通孔５０ｃに連通する排出通路５６が設けられる。プレート部材４４の溶射面４４ａ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の接触面積範囲に対応する範囲内に設けられる。
【００３５】
図５に示すように、プレート部材４４の溶射面４４ａには、第２流路５８を構成する複数本の直線状溝部５８ａが互いに平行して形成される。直線状溝部５８ａ間は、プレート部材４４を補強するリブとしての機能を有する。なお、溶射面４４ａには、直線状溝部５８ａを設けずに、カソード側給電体４２内部の多孔質空間に第２流路５８を構成してもよい。
【００３６】
図６に示すように、プレート部材４４の荷重付与面４４ｂには、前記プレート部材４４の中心に点対称の形状、すなわち、直径方向に延在し且つ互いに直交する一対のリブ５９ａと、前記プレート部材４４と同心円上に円形のリブ５９ｂとが形成される。リブ５９ａ、５９ｂ間には、４枚の皿ばね４６が配置される。
【００３７】
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。
【００３８】
図３及び図４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６４ａが形成される。
【００３９】
面３４ａには、水供給連通孔５０ａ、排出連通孔５０ｂ及び水素連通孔５０ｃ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６４ｂ、第４シール溝６４ｃ及び第５シール溝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。
【００４０】
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６８ａが形成される。
【００４１】
面３６ａには、水供給連通孔５０ａ、排出連通孔５０ｂ及び水素連通孔５０ｃ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６８ｂ、第４シール溝６８ｃ及び第５シール溝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。
【００４２】
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。
【００４３】
水素連通孔５０ｃの外方を周回する第５シール溝６４ｄと前記水素連通孔５０ｃ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。
【００４４】
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５０ａ、排出連通孔５０ｂ及び水素連通孔５０ｃ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５０ｃ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。
【００４５】
次いで、プレート部材４４にカソード側給電体４２を一体に製造する作業について、図７に示すフローチャートに沿って説明する。
【００４６】
先ず、図８に示すように、プレート部材４４のベースとなるベースプレート８０が、作製される（ステップＳ１）。このベースプレート８０の溶射面４４ａには、第２流路５８を構成する複数本の直線状溝部５８ａが形成される一方、荷重付与面４４ｂには、リブ５９ａ、５９ｂが形成される。
【００４７】
なお、溶射面４４ａは、溶射処理されるため、精密性が不要であるとともに、荷重付与面４４ｂは、皿ばね４６が直接荷重を付与する面ではなく、同様に精密性が不要である。このため、ベースプレート８０は、直線状溝部５８ａ及びリブ５９ａ、５９ｂを一体に有して鋳造成形されることができる。
【００４８】
次に、ベースプレート８０の溶射面４４ａには、溶射処理が施される（ステップＳ２）。この溶射処理は、減圧プラズマ溶射処理であり、具体的には、図９に示すように、真空チャンバ９０にベースプレート８０が配置されるとともに、この真空チャンバ９０では、溶射ガン９２が前記ベースプレート８０に対向する。溶射ガン９２には、粉末材料入口９４、作動ガス入口９６、冷却水入口９８ａ及び冷却水出口９８ｂが設けられている。
【００４９】
そこで、真空チャンバ９０内において、溶射ガン９２の粉末材料入口９４から球状チタン粉末（純チタン粒子）１００が供給されるとともに、作動ガス入口９６からアルゴン又はヘリウム等の不活性ガスが供給される。この状態で、プラズマジェットを発生させ、この中に球状チタン粉末１００が投入されることにより、前記球状チタン粉末１００の溶融粒子がベースプレート８０の溶射面４４ａに溶射される。
【００５０】
その際、プラズマ溶射が真空中若しくは不活性ガス中で行われるため、チタン粒子表面に酸化皮膜が形成されることがない。このため、低溶融度状態で成膜が行われ、空隙率が１０％〜５０％、より好ましくは、２０％〜４０％の範囲内に設定された多孔質の給電体層１０２が確実に形成される。
【００５１】
しかも、ベースプレート８０の荷重付与面４４ｂには、リブ５９ａ、５９ｂが設けられている。従って、リブ５９ａ、５９ｂは、上記の溶射時の熱によりベースプレート８０が変形することを、良好に抑制する機能を有することが可能になる。
【００５２】
溶射処理が終了すると、ステップＳ３に進んで、給電体層１０２の表面に、研削又は切削による平滑化処理が施される（図８参照）。一方、ベースプレート８０の荷重付与面４４ｂには、リブ５９ａ、５９ｂの先端面に研削又は切削による平滑化処理が施される。これにより、給電体層１０２の表面とリブ５９ａ、５９ｂの先端面とは、所望の平行度を確保することができる。この平滑化処理では、研削等によって目詰まりが発生しており、前記平滑化処理後にエッチング処理が施される（ステップＳ４）。
【００５３】
具体的には、エッチング溶液として、硝酸が１０ｍｌ、１０％のフッ化水素酸が１０ｍｌ及び純水が１８０ｍｌの混合溶液を用い、９０秒間のエッチング時間で室温によるエッチングが行われる。次いで、洗浄が行われる。このため、カソード側給電体４２が一体化されたプレート部材４４が製造される。なお、エッチング処理は、必要に応じて行えばよく、削除することもできる。
【００５４】
このように構成される高圧水電解装置１０の動作について、以下に説明する。
【００５５】
図１に示すように、配管７６ａから高圧水電解装置１０の水供給連通孔５０ａ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５０ａ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。
【００５６】
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。
【００５７】
このため、カソード側給電体４２の内部及びプレート部材４４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５０ａよりも高圧に維持されており、水素連通孔５０ｃを流れて高圧水電解装置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５０ｂに沿って高圧水電解装置１０の外部に排出される。
【００５８】
この場合、第１の実施形態では、カソード側給電体４２が、プレート部材４４の溶射面４４ａに溶射により一体成形されている。このため、皿ばね４６による荷重を均一化させるために、平行度管理が必要な面は、実質的にプレート部材４４のリブ５９ａ、５９ｂの先端面及びカソード側給電体４２の表面だけでよい。従って、平行度の管理が一挙に簡素化し、作業の簡略化が容易に図られるとともに、コストが良好に削減されるという効果が得られる。
【００５９】
しかも、カソード側給電体４２とプレート部材４４とが一体化されるため、これらを別体で構成される場合に比べて、接触抵抗が良好に抑制される。特に、プラズマ溶射が真空中若しくは不活性ガス中で行われるため、チタン粒子表面に酸化皮膜が形成されることがなく、接触抵抗が削減される。さらに、部品点数が容易に削減可能になる。これにより、簡単且つ経済的に構成することができ、しかも接触抵抗を有効に低減させることが可能になるという利点がある。
【００６０】
また、溶射処理が終了した後、給電体層１０２の表面に平滑化処理が施されている。このため、給電体層１０２の表面により固体高分子電解質膜３８が損傷することを可及的に抑制することができる。次いで、給電体層１０２の表面には、エッチング処理が施されることにより、目詰まりが良好に除去される。
【００６１】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る高圧水電解装置を構成するプレート部材１１０の斜視説明図である。
【００６２】
プレート部材１１０の溶射面１１０ａには、第２流路５８を構成する複数本の直線状溝部５８ｂと、複数本のリング状溝部５８ｃとが形成される。直線状溝部５８ｂは、プレート部材１１０の中心から放射状に配置されるとともに、リング状溝部５８ｃは、前記プレート部材１１０と同心円上に配置される。プレート部材１１０は、直線状溝部５８ｂ及びリング状溝部５８ｃ以外が補強用リブとしての機能を有する。
【００６３】
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る高圧水電解装置を構成するプレート部材１２０の斜視説明図である。
【００６４】
プレート部材１２０の溶射面１２０ａには、第２流路５８を構成する複数本の直線状溝部５８ｄと、複数本の直線状溝部５８ｅとが形成される。直線状溝部５８ｄ、５８ｅは、格子状に配置されるとともに、プレート部材１２０は、前記直線状溝部５８ｄ、５８ｅ以外が補強用リブとしての機能を有する。
【００６５】
このように構成される第２及び第３の実施形態では、プレート部材４４に代えて、それぞれプレート部材１１０、１２０を用いており、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００６６】
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る高圧水電解装置を構成するプレート部材１３０の斜視説明図である。
【００６７】
プレート部材１３０の溶射面１３０ａとは反対の荷重付与面１３０ｂには、前記プレート部材１３０の中心に点対称の形状、すなわち、直径方向に延在する３本のリブ５９ｃと、前記プレート部材４４と同心円上に円形のリブ５９ｂとが形成される。リブ５９ｃ、５９ｂ間には、６枚の皿ばね４６が配置される。
【００６８】
図１３は、本発明の第５の実施形態に係る高圧水電解装置を構成するプレート部材１４０の斜視説明図である。
【００６９】
プレート部材１４０の溶射面１４０ａとは反対の荷重付与面１４０ｂには、前記プレート部材１４０と同心円上に円形の２本のリブ５９ｄ、５９ｂが形成される。リブ５９ｄ内に１枚の皿ばね４６が配置されるとともに、前記リブ５９ｄ、５９ｂ間には、８枚の皿ばね４６が配置される。
【００７０】
このように構成される第４及び第５の実施形態では、プレート部材４４に代えて、それぞれプレート部材１３０、１４０を用いており、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００７１】
１０…高圧水電解装置                １２…単位セル
１４…積層体                        １６ａ、１６ｂ…ターミナルプレート
１８ａ、１８ａ…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…アノード側セパレータ
３６…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
４４、１１０、１２０、１３０、１４０…プレート部材  
４４ａ、１１０ａ、１２０ａ、１３０ａ、１４０ａ…溶射面
４４ｂ、１３０ｂ、１４０ｂ…荷重付与面
４６…皿ばね                        ５０ａ…水供給連通孔
５０ｂ…排出連通孔                  ５０ｃ…水素連通孔
５４、５８…流路                    ５８ａ、５８ｂ、５８ｄ、５８ｅ…直線状溝部
５８ｃ…リング状溝部                ５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ…リブ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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