(57)【要約】【課題】水素発生量及び発生時間を増加させることができる水素発生装置用電解質溶液、及びこれを備えた水素発生装置を提供する。【解決手段】水と、イオン化化合物と、陽イオン交換樹脂と、を含む水素発生装置用電解質溶液を提供する。また、水、イオン化化合物、及び陽イオン交換樹脂を含有する電解質溶液が入っている電解槽と、前記電解槽内部に位置し、前記電解質溶液に浸されて電子を発生させる第１金属電極と、前記電解槽内部に位置し、前記電解質溶液に浸されて前記電子を受けて水素を発生させる第２金属電極と、を備える水素発生装置を提供する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と、
イオン化化合物と、
陽イオン交換樹脂と、
を含むことを特徴とする水素発生装置用電解質溶液。
【請求項２】
前記陽イオン交換樹脂は、スルホン酸基、カルボキシ酸基、リン酸基、ホスホン酸基からなる群より選ばれる陽イオン交換基を有する高分子樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の水素発生装置用電解質溶液。
【請求項３】
前記陽イオン交換樹脂は、スルホン酸基を有するスチレン系の強酸性陽イオン交換樹脂、カルボキシ酸基を有するスチレン系の弱酸性陽イオン交換樹脂、カルボキシ酸基を有するアクリル系の弱酸性陽イオン交換樹脂及びこれらの混合物からなる群より選ばれることを特徴とする請求項１に記載の水素発生装置用電解質溶液。
【請求項４】
前記スルホン酸基を有するスチレン系の強酸性陽イオン交換樹脂は、スルホン酸基を有するスチレン−ジビニルベンゼン共重合体樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の水素発生装置用電解質溶液。
【請求項５】
前記陽イオン交換樹脂は、前記電解質溶液の総重量に対して２０〜４０重量％で添加されることを特徴とする請求項１に記載の水素発生装置用電解質溶液。
【請求項６】
前記陽イオン交換樹脂の粒径は、１〜０．４ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の水素発生装置用電解質溶液。
【請求項７】
前記イオン化化合物は、塩化リチウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム及びこれらの混合物からなる群より選ばれることを特徴とする請求項１に記載の水素発生装置用電解質溶液。
【請求項８】
水、イオン化化合物、及び陽イオン交換樹脂を含有する電解質溶液が入っている電解槽と、
前記電解槽内部に位置し、前記電解質溶液に浸されて電子を発生させる第１金属電極と、
前記電解槽内部に位置し、前記電解質溶液に浸されて前記電子を受けて水素を発生させる第２金属電極と、
を備えることを特徴とする水素発生装置。
【請求項９】
前記電解槽は、前記陽イオン交換樹脂が入っている容器をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の水素発生装置。
【請求項１０】
前記陽イオン交換樹脂が入っている前記容器は、
前記陽イオン交換樹脂が位置するホールが形成されている本体フレームと、
前記本体フレームの両側面に結合される遮断フレームと、を備え、
前記遮断フレームは該遮断フレームをカバーする網と結合されることを特徴とする請求項９に記載の水素発生装置。
【請求項１１】
前記陽イオン交換樹脂は、前記電解槽の内壁にコーティングされて前記水と接触することを特徴とする請求項８に記載の水素発生装置。
【請求項１２】
前記陽イオン交換樹脂は、スルホン酸基、カルボキシ酸基、リン酸基、ホスホン酸基からなる群より選ばれる陽イオン交換基を有する高分子樹脂であることを特徴とする請求項８に記載の水素発生装置。
【請求項１３】
前記陽イオン交換樹脂は、スルホン酸基を有するスチレン系の強酸性陽イオン交換樹脂、カルボキシ酸基を有するスチレン系の弱酸性陽イオン交換樹脂、カルボキシ酸基を有するアクリル系の弱酸性陽イオン交換樹脂及びこれらの混合物からなる群より選ばれることを特徴とする請求項８に記載の水素発生装置。
【請求項１４】
前記スルホン酸基を有するスチレン系の強酸性陽イオン交換樹脂は、スルホン酸基を有するスチレン−ジビニルベンゼン共重合体樹脂であることを特徴とする請求項１３に記載の水素発生装置。
【請求項１５】
前記陽イオン交換樹脂は、前記電解質溶液の総重量に対して２０〜４０重量％で添加されることを特徴とする請求項８に記載の水素発生装置。
【請求項１６】
前記陽イオン交換樹脂の粒径は、１〜０．４ｍｍであることを特徴とする請求項８に記載の水素発生装置。
【請求項１７】
前記イオン化化合物は、塩化リチウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム及びこれらの混合物からなる群より選ばれることを特徴とする請求項８に記載の水素発生装置。
【請求項１８】
前記第１金属電極は、マグネシウムからなることを特徴とする請求項８に記載の水素発生装置。
【請求項１９】
前記水素発生装置は、燃料電池に結合されて水素を供給することを特徴とする請求項８に記載の水素発生装置。
【請求項２０】
前記第１金属電極及び前記第２金属電極は、前記電解槽内にそれぞれ複数個設置されることを特徴とする請求項８に記載の水素発生装置。
【請求項２１】
請求項８に記載の水素発生装置と、
前記水素発生装置から生成された水素の供給を受け、該水素の化学エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電流を生産する膜電極接合体と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水素発生装置用電解質溶液及びこれを含む水素発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池（Fuel cell）は、純粋水素、またはメタノール及び天然ガスなどの炭化水素系列の燃料中に含まれている水素と空気中の酸素とを電気化学反応により直接電気エネルギーに変換させる装置として知られている。
【０００３】
図１は燃料電池の動作原理を示す図である。図１を参照すると、燃料電池１０の燃料極１１はアノードであり、空気極１３はカソードである。燃料極１１は、供給された水素（Ｈ２）を水素イオン（Ｈ＋）と電子（ｅ−）に分解する。水素イオンは、膜１２を経て空気極１３に移動する。膜１２は電解質膜に該当する。一方、電子は外部回路１４を経て電流を発生させる。そして、空気極１３にて水素イオンと電子、そして空気中の酸素とが結合して水になる。前記電解質膜を間に置いて燃料極１１と空気極１３とが位置し、これにより膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly、ＭＥＡ）が構成される。前述した燃料電池１０における化学反応は下記反応式（１）で表される。
燃料極１１：Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−
空気極１３：１/２Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ
全体の反応：Ｈ２＋１/２Ｏ２→Ｈ２Ｏ
【０００４】
すなわち、燃料極１１から分離された電子が外部回路を経て電流を発生することにより電池の機能を果たすことになる。このような燃料電池１０は、ＳＯｘとＮＯｘなどの環境汚染物質をほとんど排出せず、二酸化炭素の発生も少ないため、無公害発電であり、低騷音、無振動などの長所がある。
【０００５】
高性能の燃料電池を得るためには、燃料として水素を用いることが最も好ましい。特に、携帯電話やノートパソコンなどのような携帯用電子機器においては、マイクロ燃料電池（Micro−Fuel Cell）を適用して電源として用いることが好ましい。このようなマイクロ燃料電池として適合したものは、比較的低温で動作し、出力密度が大きい高分子電解質型燃料電池（PEMFC）であり、その開発が活発に行われている。
【０００６】
前記燃料電池の商用化のためには、水素を安定的に生産し且つ供給することが先決されるべき最も重要な技術的問題である。その目的のために、従来の水素発生装置として広く知られている水素貯蔵タンクなどを用いてもよいが、これは嵩が大きくなり、保管に危険があるという問題点がある。
【０００７】
このような問題点を解決するために、国際民間航空機関（ＩＣＡＯ：International Civil Aviation Organization)によって飛行機による搬入が承認された、メタノールやギ酸などを用いて燃料を改質して水素を発生させたり、メタノールやエタノール、ギ酸などを燃料電池にて直接燃料として使用したりする方式が用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、メタノールやギ酸などを用いて燃料を改質する方法は、高い改質温度を要し、システムが複雑になり、駆動電力が消耗されて純粋水素以外の不純物（ＣＯ２、ＣＯ）が含まれるという問題がある。一方、メタノールやエタノール、ギ酸などを燃料電池にて直接燃料として使用する方法は、燃料極での化学反応が低く、炭化水素の膜を通してのクロスオーバ（cross-over）により電力密度が非常に低くなるという問題がある。
【０００９】
上記した以外にも、高分子電解質型燃料電池（PEMFC）の水素発生に用いられる方法として、アルミニウムの酸化反応、金属ボロハイドライド系（Borohydride、ＢＨ４）の加水分解、及び、金属電極体の反応などがある。このうち、水素発生を効率的に調節できる方法としては、金属電極体を用いる方法が好ましい。
【００１０】
しかし、前記金属電極体を用いる方法を連続して使用する場合、水素の流量が急激に増加して反応器内部の水が外部に溢れるという問題が発生し得る。また、反応副産物として金属水酸化物が生成されるが、これは水に対する溶解度が非常に低くて反応器内でスラリ（slurry）状態で存在するので水素の発生効率を急激に低下させるという問題も発生し得る。
【００１１】
したがって、前記金属電極体を用いて水素を生産する従来技術の問題点を解決し、効率的に水素を発生させることができる水素発生装置に対する必要性が増加している。
【００１２】
本発明は前述した従来の問題点を解決するために、純粋水素を生産することができる水素発生装置用電解質溶液及びこれを含む水素発生装置を提供することを目的の一つとする。
【００１３】
また、本発明は、前記水素発生装置を用いた燃料電池システムを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、水と、イオン化化合物と、陽イオン交換樹脂と、を含む水素発生装置用電解質溶液が提供される。
【００１５】
本発明の一実施例によれば、前記陽イオン交換樹脂はスルホン酸基、カルボキシ酸基、リン酸基、ホスホン酸基からなる群より選ばれる陽イオン交換基を有する高分子樹脂であることができる。
【００１６】
本発明の他の実施例によれば、前記陽イオン交換樹脂はスルホン酸基を有するスチレン系の強酸性陽イオン交換樹脂、カルボキシ酸基を有するスチレン系の弱酸性陽イオン交換樹脂、カルボキシ酸基を有するアクリル系の弱酸性陽イオン交換樹脂及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができる。具体的には、前記スルホン酸基を有するスチレン系の強酸性陽イオン交換樹脂とは、スルホン酸基を有するスチレン−ジビニルベンゼン共重合体樹脂であることができる。
【００１７】
前記陽イオン交換樹脂は、前記電解質溶液の総重量に対して２０〜４０重量％で添加されてもよい。
【００１８】
また、前記イオン化化合物は、塩化リチウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができる。
【００１９】
本発明の他の実施形態によれば、水、イオン化化合物、陽イオン交換樹脂を含む電解質溶液が入っている電解槽と、前記電解槽内部に位置し、前記電解質溶液に浸されて電子を発生させる第１金属電極と、前記電解槽内部に位置し、前記電解質溶液に浸されて前記電子を受けて水素を発生させる第２金属電極と、を備える水素発生装置が提供される。
【００２０】
本発明の一実施例によれば、前記電解槽は前記陽イオン交換樹脂が入っている容器（container）をさらに備えることができる。
【００２１】
本発明の他の実施例によれば、前記陽イオン交換樹脂が前記電解槽の内壁にコーティングされて前記水と接触することができる。
【００２２】
前記水素発生装置は燃料電池に結合され水素を供給することができ、前記第１金属電極及び前記第２金属電極は前記電解槽内にそれぞれ複数個設置されてもよい。
【００２３】
本発明のさらに他の実施形態によれば、本発明は前記水素発生装置と、前記水素発生装置から生成された水素の供給を受けて前記水素の化学エネルギーを電気エネルギーに変換することにより直流電流を生産する膜電極接合体（ＭＥＡ）と、を備える燃料電池システムが提供される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明による水、イオン化化合物、陽イオン交換樹脂を含む水素発生装置用電解質溶液を用いて、水素の発生速度を調節し、水素の発生量及び発生時間を増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図２は本発明の一実施例による水素発生装置の概略的な断面図である。本発明の水素発生装置２０は電解槽２１、第１金属電極２３、第２金属電極２４を含む。以下においては、本発明の理解と説明の便宜のために、第１金属電極２３がマグネシウム（Ｍｇ）からなり、第２金属電極２４がステンレススチール（Stainless Steel）からなったものとして説明する。
【００２６】
また、図２を参照すると、電解槽２１内部に電解質（electrolyte）溶液２２が入っている。また、電解槽２１はその内部に第１金属電極２３及び第２金属電極２４を有する。第１金属電極２３及び第２金属電極２４は全体またはその一部が電解質溶液２２内に浸されてもよい。
【００２７】
第１金属電極２３は、活性電極であり、マグネシウム（Ｍｇ）電極と水（Ｈ２Ｏ）とのイオン化エネルギー差によりマグネシウム電極が水中に電子（ｅ−）を出してマグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）に酸化される。この際、生成される電子は電線２５を通して第２電極２４に移動する。
【００２８】
第２金属電極２４は非活性電極である。第２金属電極２４では、水が第１金属電極２３から移動してきた電子を受けて水素に分解される。前述した反応は下記反応式（２）で表される。
第１金属電極２３：Ｍｇ→Ｍｇ２＋＋２ｅ−
第２金属電極２４：２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→Ｈ２＋２（ＯＨ）−
全体反応：Ｍｇ＋２Ｈ２Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）２＋Ｈ２
【００２９】
前述した水素発生反応が進行される際に、水素の流量が急激に増加し電解槽２１内部の水が溢れる問題が発生し得る。したがって、水素発生反応速度を調節する必要がある。また、前記反応の結果で水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）が生成されるが、この水酸化マグネシウムの水に対する溶解度は約１２ｍｇ／Ｌにしかならないため、前記反応が持続されると電解槽２１内の水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）がスラリ状態で存在することになり、水の移動を阻害する要因として作用し、結果的に、水素の発生効率を低下させるおそれがある。
【００３０】
本発明の水素発生装置用電解質溶液は、水素発生反応速度を調節し、水酸化マグネシウムの発生を抑制するために、イオン化化合物及び／または陽イオン交換樹脂（Cation Exchange Resin）を含むことができる。
【００３１】
電解質溶液２２に含まれるイオン化化合物は電解質溶液２２の伝導性を増加させる。本発明においては、塩化リチウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、及びこれらの混合物などを用いることができるが、これに限定されない。本発明において最も好ましいものは塩化カリウムである。また、前記イオン化化合物の濃度は５〜４０重量％であるのが好ましいが、これに限定されない。
【００３２】
前記陽イオン交換樹脂は、スルホン酸基、カルボキシ酸基、リン酸基、ホスホン酸基からなる群より選ばれる陽イオン交換基を有する高分子樹脂を用いることができる。
【００３３】
前記陽イオン交換樹脂として具体的には、スルホン酸基を有するスチレン系の強酸性陽イオン交換樹脂、カルボキシ酸基を有するスチレン系の弱酸性陽イオン交換樹脂、カルボキシ酸基を有するアクリル系の弱酸性陽イオン交換樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができるが、これに限定されない。
【００３４】
本発明においては、スルホン酸基を有するスチレン−ジビニルベンゼン共重合体樹脂が好ましい。より具体的な陽イオン交換樹脂の例として、アンバーリスト１５（Amberlyst15）（Rohm & Hass社登録商標）、アンバージェット１５００Ｈ，１２００Ｈ（Amberjet1500H,1200H）（Rohm & Hass社登録商標）、ダウエックス５０（Dowex50）（Dow Chemical社登録商標）、Ｄｉａｎｏｎ  ＳＫ１Ｂ（三菱化学社登録商標）、レバチット１００ＭＢ（Lewatit 100MB）（Bayer社登録商標）などを挙げることができる。
【００３５】
前述したように、前記陽イオン交換樹脂において、その作用基はスルホン酸（ＳＯ３−Ｈ＋）などの強酸性形態またはカルボキシ酸（ＣＯＯ−Ｈ＋）などの弱酸性形態であり、これは、スチレン樹脂などの多孔性ポリマー支持体の外部表面に位置しているので電解質溶液内のマグネシウムイオンと相互交換が可能である。
【００３６】
具体的には、図３に示すように、陽イオン交換樹脂２６の水素イオン（Ｈ＋）と電解質溶液中のマグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）との相互選択的な交換作用により、マグネシウムイオンは陽イオン交換樹脂２６に結合される。また、陽イオン交換樹脂２６から解離される水素イオンは下記反応式（３）のように電解質溶液中の非溶解性水酸化マグネシウムと化学反応してマグネシウムイオンと水を生成する過程を反復する。
Ｍｇ（ＯＨ）２＋２Ｈ＋→Ｍｇ２＋＋２Ｈ２Ｏ
【００３７】
図３及び反応式（３）から分かるように、電解質溶液中のマグネシウムイオンが陽イオン交換樹脂２６に結合したり、陽イオン交換樹脂から解離された水素イオンが水酸化マグネシウムと反応したりすることにより水酸化マグネシウムの生成量が減少する。したがって、本発明において陽イオン交換樹脂２６は、水素発生を阻害する要因である水酸化マグネシウムの発生量を減少させ、水素発生効率を増加させる役割を果たすことが分かる。
【００３８】
陽イオン交換樹脂２６は、電解質溶液の総重量に対して２０〜４０重量％で添加されることが好ましく、３０〜３５重量％が最も好ましい。前記陽イオン交換樹脂の添加量が２０重量％未満であると、反応効率があまりよくなく、４０重量％を超過すると水を追加的に供給することになる煩わしさがあり得る。
【００３９】
本発明の一実施例において、陽イオン交換樹脂２６の粒径は、約１〜０．４ｍｍ（約１３〜８０メッシュ（mesh））であるのが好ましく、約１〜０．２５ｍｍ（約１６〜５０メッシュ）であるものが最も好ましい。
【００４０】
前記イオン化化合物及び／または陽イオン交換樹脂が使用されない水素発生装置の場合、水素の流量が急激に増加し反応器内の水が溢れる問題点が発生し得る。本発明において、前記イオン化化合物及び／または陽イオン交換樹脂は水素の発生速度を調節する役割をする。
【００４１】
本発明の他の実施例によれば、前記電解質溶液に安定剤をさらに添加してもよい。本発明ではこの技術分野において安定剤として広く知られている、例えば、水酸化ナトリウムなどの物質を用いることができる。
【００４２】
本発明の他の実施形態によれば、前述した水、イオン化化合物、及び陽イオン交換樹脂を含む電解質溶液が入っている電解槽を備えた水素発生装置を提供することができる。具体的には、水、イオン化化合物、及び陽イオン交換樹脂を含む電解質溶液が入っている電解槽と、前記電解槽内に位置し、前記電解質溶液に浸されて電子を発生させる第１金属電極と、前記電解槽内に位置し、前記電解質溶液に浸されて前記電子を受けて水素を発生させる第２金属電極と、を備えた水素発生装置を提供することができる。
【００４３】
本発明の一実施例によれば、前記陽イオン交換樹脂は水に溶けないため、電解質溶液に直接添加されて水に溶けない状態で存在することができる（図３参照）。
【００４４】
本発明の他の実施例によれば、前記陽イオン交換樹脂は容器に入っている状態で前記電解質溶液中に添加されることができる。具体的には、図４に示すように、前記陽イオン交換樹脂が入っている容器３０は、前記陽イオン交換樹脂が位置するホール（hole）３３ａが形成されている本体フレーム３３と、本体フレーム３３の両側面に結合される遮断フレーム３１ａ、３１ｂと、を含む。また、遮断フレーム３１ａ、３１ｂは、これら遮断フレーム３１ａ、３１ｂをカバーする網３２ａ、３２ｂを結合することができる。ここで、前記陽イオン交換樹脂のサイズは設置する網のサイズに応じて決定されるが、約１〜０．４ｍｍの粒径（約１３〜８０メッシュ）を有するのが好ましく、約１〜０．２５ｍｍの粒径（約１６〜５０メッシュ）を有するのが最も好ましい。
【００４５】
上述したように、陽イオン交換樹脂が入っている容器を電解質溶液内に投入すると、網から流れ入ったマグネシウムイオンが陽イオン交換樹脂の水素イオンと選択的交換作用をし、陽イオン交換樹脂から解離された水素イオンと水酸化マグネシウムとの反応を起こすことができる。
【００４６】
図４では前記容器３０の形態を長方形で示したが、これは例示的な形態に過ぎず、多様な模様の容器形態が可能であることは勿論である。
【００４７】
本発明の他の実施例によれば、前記陽イオン交換樹脂は電解槽の内壁にコーティングされ、水と接触することができる（図５参照）。前記電解槽の内壁に陽イオン交換樹脂をコーティングするとイオン交換効率が増加するという長所がある。本発明において、陽イオン交換樹脂のコーティングとは、高分子ポリマー（polymer）の親和力を用いた物理的吸着力（Physical Absorpsion）を意味する。前記陽イオン交換樹脂は、この技術分野で広く知られている技術により前記電解槽の内壁にコーティングされることができる。
【００４８】
第１金属電極２３は、マグネシウム以外にもアルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）などの相対的にイオン化傾向が大きい金属からなることができる。また、第２金属電極２４はステンレススチール以外にも白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、鉄（Ｆｅ）などの第１金属電極２３を形成する金属より相対的にイオン化傾向が小さい金属からなることができる。
【００４９】
本発明において、第１金属電極２３及び／または第２金属電極２４はそれぞれ二つ以上の複数個で電解槽２１内に設置されることができる。第１金属電極２３及び／または第２金属電極２４の数が増加すると、同一時間の間の水素発生量は増加し、よって、より短い時間内に所望の量の水素を発生させることができるようになる。
【００５０】
また、本発明による水素発生装置は燃料電池に結合されて水素を供給することができる。前記燃料電池は限定されず、特にマイクロ燃料電池に適合した高分子電解質型燃料電池（PEMFC）が好ましい。
【００５１】
一方、本発明による水素発生装置は、燃料電池に水素を供給し、前記水素の化学エネルギーを電気エネルギーに変換することにより直流電流を生産する膜電極接合体（ＭＥＡ）を備える燃料電池システムにも用いられることができる。
【００５２】
本発明は、下記の実施例を通してより明確に理解できる。下記実施例は本発明の例示に過ぎず、添付された特許請求の範囲による保護範囲を限定するものではない。
【００５３】
［実施例］
下記の条件で、水素発生量が３２ｃｃ/ｍｉｎである水素発生装置を構成した。
第１金属電極２３：３ｇのマグネシウム
第２金属電極２４：ステンレススチール
電極間の距離：０．５ｍｍ
電極の使用個数：マグネシウム三つ、ステンレススチール三つ
電極の連結方式：直列連結
水溶液の体積：２０ｃｃ
電極のサイズ：４０ｍｍ×６０ｍｍ×１ｍｍ
【００５４】
この構成の水素発生装置に、下記の表１のように塩化カリウム、１ｍｍサイズのスルホン酸基を有するスチレン−ジビニルベンゼン共重合体樹脂（アンバージェット１５００Ｈ）、及び水酸化ナトリウムを添加して、電気化学反応により発生される水素量を流量測定計（Mass Flow Meter）で測定し、水素発生（３２ｃｃ／ｍｉｎ）の持続時間を測定した。その結果を下記の表１及び図６に示す。
【表１】
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【００５５】
表１及び図６に示すように、本発明による実施例１〜３の電解質溶液を比較例１と比較すると、水素発生時間及び発生量が増加することが分かる。また、実施例１〜３の電解質溶液の場合、水素流量が急激に増加しないので水素発生速度を調節して安定的に水素を生産できることが分かる。
【００５６】
本発明の簡単な変形〜変更はこの分野における通常の知識を有する者により容易に実施することができ、このような変形や変更は全て本発明の領域に含まれるものとして見られる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】一般的な燃料電池の作動原理を示す図である。
【図２】本発明の一実施例による水素発生装置の概略的な断面図である。
【図３】本発明の他の実施例による水素発生装置の概略的な断面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施例による陽イオン交換樹脂が入っている容器を示す図である。
【図５】本発明のさらに他の実施例による陽イオン交換樹脂がコーティングされた水素発生装置の概略図である。
【図６】本発明の実施例及び比較例による水素発生の持続時間を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１０  燃料電池
１１  燃料極
１２  膜
１３  空気極
１４  外部回路
２０  水素発生装置
２１  電解槽
２２  電解質溶液
２３  第１金属電極
２４  第２金属電極
２５  電線
２６  陽イオン交換樹脂
３０  陽イオン交換樹脂が入っている容器
３１ａ，３１ｂ  遮断フレーム
３２ａ、３２ｂ  網
３３  本体フレーム
３３ａ  ホール
３５  電解槽の内壁にコーティングされた陽イオン交換樹脂
【図１】
2009073733.tif 000004
【図２】
2009073733.tif 000005
【図３】
2009073733.tif 000006
【図４】
2009073733.tif 000007
【図５】
2009073733.tif 000008
【図６】
2009073733.tif 000009