【手続補正書】
【提出日】令和2年8月11日(2020.8.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化及び還元反応を行うための電気分解システムであって、
各々が少なくとも一対の電極と該電極の間に設けられた電解質とによって形成される電気分解セルであって、該電気分解セルの組立体は電解槽を定め、該電解槽は電気分解セルの２以上の群を含む、電気分解セルと、
前記電解槽に電気信号を供給するエネルギー源と、
前記エネルギーに又は前記エネルギー源と前記電解槽との間に配置された１又は複数のスイッチに接続された制御ユニットであって、前記電気信号の逐次的な供給を与え、前記電気信号をある時間にわたって電気分解セルの第１の群に分配し、ひとたびこの時間が終わると前記電気信号をある時間にわたって電気分解セルの第２の群に分配し、それにより、前記電流パルスの周期（Ｔ）内で電気分解セルの各群に対して前記直流電流パルスを発生させる、制御ユニットと、
を備え、
前記電気分解セルは、円筒形プレートのキャパシタの形で作られ、該円筒形プレートは、互いに実質的に同心に配置された管によって形成された前記電気分解セルの前記電極によって定められ、それにより、中心電極と、外部電極と、電極間空間とを定め、前記中心電極はキャパシタのアノードに対応し、前記外部電極はキャパシタのカソードに対応し、前記電解質はキャパシタの誘電手段に対応し、
前記電解槽を形成する前記電気分解セルが受ける前記電気信号は、周波数（ｆ）及び周期（Ｔ）を有する直流電流パルスに対応し、該パルスは、各電解槽の電気分解セルを、
−電流パルス中の各セルの充電過渡的レジメと、
−電流パルス間の時間中の各セルの放電過渡的レジメと、
で動作させるように構成され、
前記充電過渡的レジメ及び前記放電過渡的レジメは、円筒形プレートキャパシタの形の各電気分解セルの構造によって定められ、
前記直流電流パルスは、前記電解槽の各電気分解セルがその対応する充電過渡的レジメ及び放電過渡的レジメで通電されるような振幅、持続時間及び周波数を含む、
ことを特徴とする、システム。
【請求項２】
前記中心電極は、内部空間を定める中空の円筒形電極であり、
前記還元反応は、前記外部電極の内側で起こり、前記酸化反応は、前記中心電極の外側で起こり、前記酸化反応は、前記中心電極の内側でも代替的に起こるものであり、
前記システムは酸化反応生成物の１又は複数の抽出ダクトをさらに備え、該ダクトの各々は、前記中心電極の前記内部空間と連通し、
前記システムは還元反応生成物の１又は複数の抽出ダクトをさらに備え、該ダクトの各々は、前記電極間空間と連通する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記電流パルスは、前記エネルギー源の最大電圧又はピーク電圧（Ｖmax）と、実効平均電圧（Ｖaverage)とによって定められる振幅を有し、前記実効平均電圧は、セル電位として知られる、前記電気分解セルの生成に好都合な最適電圧として定められ、
前記直流電流パルスは、前記パルスの周期（Ｔ）に関連して、直流電流パルス持続時間の係数（Ｄ）又はワーキングサイクルによって定められる持続時間を有し、前記直流電流パルス持続時間は、ＤとＴとの間の積に対応し、ここでワーキングサイクルＤは、以下の関係
【数１】
2019526706.tif 000001
で定められる、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記直流電流パルスは、
【数２】
2019526706.tif 000002
として定められる周波数（ｆ）又は周期（Ｔ）を有し、ここでＲＣは、前記電気分解セルの容量的及び共振的挙動を表す時定数であり、Ｖcell（Ｔ）は、キャパシタの放電中に新たな直流電流パルスを受ける前のｔ＝Ｔのときの各電気分解セルの電圧であり、Ｖcell（ＤＴ）は、キャパシタの充電中に前記電流パルスが終了したときのｔ＝ＤＴのときの前記電気分解セルの電圧である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記直流電流パルスは、各電気分解セルを通って循環する実効平均電流フローを発生させ、前記電流フローは、
【数３】
2019526706.tif 000003
として定められる、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記制御ユニットは、前記電解槽の前記電気分解セルが受ける前記直流電流パルスを提供するために前記エネルギー源を動作させる、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記制御ユニットは、前記電解槽の前記電気分解セルが受ける前記電流パルスの持続時間及び周波数を制御することによって各スイッチの投入及び開放を動作させ、
前記制御ユニットは、前記エネルギー源によって提供される前記電気信号を逐次的に供給する前記スイッチを投入及び開放し、前記電気信号を電気分解セルの前記第１の群及び前記第２の群に分配し、ここで各群は、直列接続された２つ以上の電気分解セルによって形成され、この決定された時間は前記パルス持続時間に対応する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
電気分解セルの前記群は、並列接続される、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記中心電極は、その表面に、前記電極間空間と前記中心電極の前記内部空間とを連通させる１又は複数の開口部を備え、前記開口部は、前記電極間空間と前記中心電極の前記内部空間との間での前記電解質の自由な循環を可能にし、
前記中心電極の前記１又は複数の開口部は、前記酸化反応の生成物が前記中心電極の外側から前記中心電極の前記内部空間に循環することを可能にするように設けられる、請求項２に記載のシステム。
【請求項１０】
前記開口部は、前記中心電極の異なる抽出ゾーン内に配置され、該抽出ゾーンは、前記電極の少なくとも１つの部分に沿って分布しており、各抽出ゾーンは、前記中心電極の外側に配置された少なくとも１つの止め機構を備え、該止め機構は、前記中心電極の外側での前記酸化反応の前記生成物の循環を防止し、前記生成物を穴又は開口部を通して前記中心電極の前記内部空間に搬送し、
前記止め機構は、前記外部電極の内側付近に前記電解質のための循環空間を残して前記電極間空間内に延びており、該循環空間は、前記還元反応の生成物の自由な循環のために設けられる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記中心電極は、分離メッシュによって囲まれている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記電気分解セルは、垂直方向に配置され、大気圧で動作し、前記セルを構成する前記電極は、中空の垂直な管によって形成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
酸化及び還元反応を行うための電気分解方法であって、
−電気分解システムを設けるステップであって、該電気分解システムは、
・各々が少なくとも一対の電極と該電極の間に設けられた電解質とによって形成される電気分解セルであって、該電気分解セルの組立体は電解槽を定め、該電解槽は電気分解セルの２以上の群を含む、電気分解セルと、
・前記電解槽に電気信号を供給するエネルギー源と、
・前記エネルギーに又は前記エネルギー源と前記電解槽との間に配置された１又は複数のスイッチに接続された制御ユニットと、を備え、
前記電気分解セルは、円筒形プレートのキャパシタの形で作られ、該円筒形プレートは、互いに実質的に同心に配置された管によって形成された前記電気分解セルの前記電極によって定められ、それにより、中心電極と、外部電極と、電極間空間とを定め、前記中心電極はキャパシタのアノードに対応し、前記外部電極はキャパシタのカソードに対応し、前記電解質はキャパシタの誘電手段に対応する、
ステップと、
−前記電気分解システムの前記電解槽を形成する前記電気分解セルに、周波数（ｆ）及び周期（Ｔ）を有する直流電流パルスを印加するステップと、
−前記エネルギー源又は前記エネルギー源と前記電解槽との間に配置された前記１又は複数のスイッチを制御し、前記電気信号の逐次的な供給を与え、前記電気信号をある時間にわたって電気分解セルの第１の群に分配し、ひとたびこの時間が終わると前記電気信号をある時間にわたって電気分解セルの第２の群に分配し、それにより、前記電流パルスの周期（Ｔ）内で電気分解セルの各群に対して前記直流電流パルスを発生させるステップと、
−前記直流電流パルスを構成するステップであって、前記電解槽の各電気分解セルが、
・各セルの充電過渡的レジメの下で電流パルスの持続時間にわたって動作し、
・各セルの放電過渡的レジメの下で電流パルス間の時間にわたって動作する
ように前記直流電流パルスを構成するステップと、
を含み、
前記充電過渡的レジメ及び前記放電過渡的レジメは、円筒形プレートキャパシタの形の各電気分解セルの構造によって定められ、
前記直流電流パルスを構成するステップは、前記電解槽の各電気分解セルがその対応する充電過渡的レジメ及び放電過渡的レジメで通電されるように、前記パルスの振幅、持続時間及び周波数を決定することを含む、
ことを特徴とする、方法。
【請求項１４】
前記直流電流パルスを構成するステップは、前記エネルギー源の最大電圧又はピーク電圧（Ｖmax）と、実効平均電圧（Ｖaverage)とによって前記パルスの振幅を定めることを含み、前記実効平均電圧は、セル電位として知られる、前記電気分解セルの生成に好都合な最適電圧として定められ、
前記直流電流パルスを構成するステップは、前記パルスの周期（Ｔ）に関連して、直流電流パルス持続時間の係数（Ｄ）又はワーキングサイクルによって前記パルスの持続時間を定めることを含み、前記直流電流パルス持続時間は、ＤとＴとの間の積に対応し、ここでワーキングサイクルＤは、以下の関係
【数４】
2019526706.tif 000004
で定められる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記直流電流パルスを構成するステップは、
【数５】
2019526706.tif 000005
として定められる前記パルスの周波数（ｆ）又は周期（Ｔ）を定めることを含み、ここでＲＣは、前記電気分解セルの容量的及び共振的挙動を表す時定数であり、Ｖcell（Ｔ）は、キャパシタの放電中に新たな直流電流パルスを受ける前のｔ＝Ｔのときの各電気分解セルの電圧であり、Ｖcell（ＤＴ）は、キャパシタの充電中に電流パルスが終了したときのｔ＝ＤＴのときの前記電気分解セルの電圧である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記直流電流パルスを構成するステップは、
【数６】
2019526706.tif 000006
によって定められる、各電気分解セルを通って循環する平均実効電流フローを印加することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記エネルギー源を制御するステップは、前記電解槽の電気分解セルが受ける前記直流電流パルスを提供する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記エネルギー源と前記電解槽との間に配置された１又は複数のスイッチの投入及び開放を制御するステップは、前記電解槽の電気分解セルが受ける前記電流パルスの持続時間及び周波数を制御し、
前記エネルギー源によって提供される前記電気信号を逐次的に供給する前記スイッチを投入及び開放し、前記電気信号を電気分解セルの前記第１の群及び前記第２の群に分配し、ここで各群は、直列接続された２つ以上の電気分解セルによって形成され、この決定された時間は前記パルス持続時間に対応する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記酸化反応の生成物を１又は複数のダクトを通して抽出するステップをさらに含み、これらダクトの各々は前記中心電極の前記内部空間と連通し、
前記還元反応の生成物を１又は複数のダクトを通して抽出するステップをさらに含み、これらダクトの各々は前記中心電極の前記内部空間と連通する、請求項１３に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
さらに、昨今ではアルカリ電気分解よりもＰＥＭによる電気分解プロセスの方が収率(yields)が高いとはいえ、ＰＥＭと比べたアルカリ・エレクトロライザ（電解槽）(electrolyzer)の利点の１つは、ニッケル又はステンレス鋼のような電極材料の安定性を許容するという事実であり、それゆえ高価な材料を必要としない遥かに低コストの構造が可能になる。さらに、ＰＥＭ手順の使用は、膜の交換が不純物に対して極めて敏感であり、また貯蔵寿命が限られているという不利点を有する。