水电解系统及水电解系统的控制方法与流程

1.本发明涉及水电解系统及水电解系统的控制方法。

背景技术：

2.以往，例如已知具备电解质膜-电极构造体的水电解装置，该电解质膜-电极构造体通过基于选择性地传导氢氧根离子(oh-)的阴离子交换膜得到的电解质膜、以及阳极和阴极的电极而形成(例如参照国际公开第2016/147720)。这样的水电解装置通过向阴极供给包含调整为规定的离子浓度的氢氧根离子的水溶液来对水进行电分解。
3.以往，例如已知有利用测定溶液的ph的ph计来调整离子浓度的装置(例如参照日本特开2015-223566号)。

技术实现要素：

4.在上述的水电解装置的稳态运转时，将在启动时等设定的规定的离子浓度的水溶液向阴极供给，由此能够使水的电分解恰当地继续。然而，当水电解装置的运转状态变化时，向阳极移动的氢氧根离子的量及由阳极生成的水分量等变化。例如，当阴极的水溶液的离子浓度增大时，存在发生电解质膜-电极构造体及配管等各种结构部件的腐蚀而商品性恶化的可能性。
5.本发明的方案是考虑这样的情况而完成的，其目的在于提供能够通过将供给到电极的水溶液的离子浓度调整得恰当而抑制水的电分解的效率降低及各种结构部件的腐蚀所引起的异常的发生的水电解系统及水电解系统的控制方法。
6.为了解决上述课题而达成相关目的，本发明采用了以下的方案。
7.(1)本发明的一方案涉及一种水电解系统，其中，所述水电解系统具备：水电解单体，其具有电解质膜、以及设置于所述电解质膜的厚度方向的两侧的阳极及阴极，且通过向所述阳极与所述阴极之间施加电压，从而对供给到所述阴极的水溶液的水进行电分解，并且在所述阳极生成比所述阴极处的所述水溶液的压力高的压力的氧；电源，其向所述阳极与所述阴极之间施加所述电压；水溶液供给源，其向所述阴极供给包含规定浓度的氢氧根离子的所述水溶液；以及控制装置，其在基于所述电压、所述阳极及所述阴极的电流、以及所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度之间的规定的对应关系的信息而取得的所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度比规定基准浓度高的情况下，以在限制向所述阴极供给的所述水溶液的供给量的同时使所述电压增大的方式进行变更。
8.(2)本发明的一方案涉及一种水电解系统，其中，所述水电解系统具备：水电解单体，其具有电解质膜、以及设置于所述电解质膜的厚度方向的两侧的阳极及阴极，且通过向所述阳极与所述阴极之间施加电压，从而对供给到所述阴极的水溶液的水进行电分解，并且在所述阳极生成比所述阴极处的所述水溶液的压力高的压力的氧；电源，其向所述阳极与所述阴极之间施加所述电压；水溶液供给源，其向所述阴极供给包含规定浓度的氢氧根离子的所述水溶液；流量限制部，其在从所述阳极排出的氧的流路中限制所述氧的流量；以
及控制装置，其在基于所述电压、所述阳极及所述阴极的电流、以及所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度之间的规定的对应关系的信息而取得的所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度比规定基准浓度高的情况下，通过所述流量限制部来限制从所述阳极排出的所述氧的流量。
9.(3)在上述方案(1)或(2)的基础上，也可以是，所述控制装置在与所述水电解单体的规定的运转模式对应地设定所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度之后，与所述水电解单体的状态变化对应地变更所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度。
10.(4)本发明的一方案涉及一种水电解系统的控制方法，其中，所述水电解系统具备：水电解单体，其具有电解质膜、以及设置于所述电解质膜的厚度方向的两侧的阳极及阴极，且通过向所述阳极与所述阴极之间施加电压，从而对供给到所述阴极的水溶液的水进行电分解，并且在所述阳极生成比所述阴极处的所述水溶液的压力高的压力的氧；电源，其向所述阳极与所述阴极之间施加所述电压；水溶液供给源，其向所述阴极供给包含规定浓度的氢氧根离子的所述水溶液；流量限制部，其在从所述阳极排出的氧的流路中限制所述氧的流量；以及电子设备，所述水电解系统的控制方法是所述水电解系统的所述电子设备执行的控制方法，所述电子设备执行的控制方法包括：取得步骤，基于所述电压、所述阳极及所述阴极的电流、以及所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度之间的规定的对应关系的信息，来取得与所述电压及所述电流各自的取得值对应的所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度；以及变更步骤，在所述取得步骤中取得的所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度比与所述电压及所述电流的规定的组合对应的规定基准浓度范围高的情况下，以减少所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度的方式变更所述水电解系统的运转状态，或者在所述取得步骤中取得的所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度比所述规定基准浓度范围低的情况下，以增大所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度的方式变更所述水电解系统的运转状态。
11.根据上述方案(1)，具备控制装置，其在阴极处的氢氧根离子的浓度比规定基准浓度高的情况下，在限制向阴极供给的水溶液的供给量的同时，使水电解单体的电压增大，由此能够将阴极处的氢氧根离子的浓度调整得恰当。控制装置通过将供给到水电解单体的水溶液的离子浓度调整得恰当，能够抑制水的电分解的效率降低及各种结构部件的腐蚀所引起的异常的发生。
12.控制装置通过变更水电解系统的运转条件来调整阴极处的氢氧根离子的浓度，因此例如与匹配运转状态而利用位于水电解单体的上游的浓度调整装置来对供给到阴极的水溶液的浓度进行浓度调整的情况相比，能够更迅速地进行浓度调整。
13.控制装置能够基于水电解单体的电压及电流来取得阴极处的氢氧根离子的浓度，无需例如水位传感器及ph传感器等用于测定离子浓度的追加性的传感器而能够抑制系统结构所需的费用升高。与水电解单体的电压及电流相应的氢氧根离子的浓度能够精度良好地表示最接近阴极近处的浓度，因此能够提高浓度调整的可靠性及精度。
14.根据上述方案(2)，具备控制装置，其在阴极处的氢氧根离子的浓度比规定基准浓度高的情况下，利用流量限制部来限制从阳极排出的氧的流量，由此能够将阴极处的氢氧根离子的浓度调整得恰当。控制装置通过将供给到水电解单体的水溶液的离子浓度调整得恰当，能够抑制水的电分解的效率降低及各种结构部件的腐蚀所引起的异常的发生。
15.控制装置通过变更水电解系统的运转条件来调整阴极处的氢氧根离子的浓度，因
此例如与匹配运转状态而利用位于水电解单体的上游的浓度调整装置来对供给到阴极的水溶液的浓度进行浓度调整的情况相比，能够更迅速地进行浓度调整。
16.控制装置能够基于水电解单体的电压及电流来取得阴极处的氢氧根离子的浓度，不需要例如水位传感器及ph传感器等用于测定离子浓度的追加性的传感器而能够抑制系统结构所需的费用升高。与水电解单体的电压及电流相应的氢氧根离子的浓度能够精度良好地表示最接近阴极处的浓度，因此能够提高浓度调整的可靠性及精度。
17.在上述方案(3)的情况下，即便在从例如稳态输出运转等规定的运转模式发生水电解单体的状态变化的情况下，也能够与水电解单体的状态变化对应而使氢氧根离子的浓度变更及稳定到恰当程度。
18.根据上述方案(4)，在阴极处的氢氧根离子的浓度不处于规定基准浓度范围内的情况下，变更水电解系统的运转状态，由此能够将阴极处的氢氧根离子的浓度调整得恰当。通过将供给到水电解单体的水溶液的离子浓度调整得恰当，能够抑制水的电分解的效率降低及各种结构部件的腐蚀所引起的异常的发生。
19.能够基于水电解单体的电压及电流来取得阴极处的氢氧根离子的浓度，不需要例如水位传感器及ph传感器等用于测定离子浓度的追加性的传感器，能够抑制系统结构所需的费用升高。与水电解单体的电压及电流相应的氢氧根离子的浓度能够精度良好地表示最接近阴极处的浓度，因此能够提高浓度调整的可靠性及精度。
附图说明
20.图1是示意性示出本发明的实施方式的水电解系统的结构的图。
21.图2是表示本发明的实施方式的水电解装置的水电解单体的结构的剖视图。
22.图3是表示本发明的实施方式的水电解装置中的阳极与阴极之间的电压及电流和阴极处的koh水溶液的浓度之间的对应关系的例子的图。
23.图4是表示本发明的实施方式中的水电解系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
24.以下，参照附图来说明本发明的实施方式的水电解系统及水电解系统的控制方法。
25.图1是示意性示出实施方式的水电解系统10的结构的图。
26.如图1所示那样，实施方式的水电解系统10例如具备水供给部11、koh罐12、气液分离器13、氢罐14、氧罐15、水电解装置16及控制装置17。
27.水供给部11通过水供给流路21而连接于气液分离器13。水供给部11例如具备从自来水等向生成纯水的纯水生成器及气液分离器13输送水的泵等。水供给部11经由设置于水供给流路21的阀21a等而向气液分离器13供给水。
28.koh罐12通过koh供给流路22而连接于气液分离器13。koh罐12贮存氢氧化钾(koh)的水溶液。koh罐12经由设置于koh供给流路22的阀22a等而向气液分离器13供给氢氧化钾(koh)的水溶液。
29.气液分离器13通过供给流路23及排出流路24而连接于水电解装置16，并且通过氢供给流路25而连接于氢罐14。
30.气液分离器13将从水电解装置16经由与供给口13a连通的排出流路24而供给的包含氢及未反应水的流体分离为气体成分和液体成分。气体成分例如包括氢及水蒸气。液体成分例如包括水及氢氧化钾(koh)的水溶液。
31.气液分离器13将通过气液分离而得到的水及氢氧化钾(koh)的水溶液连同从水供给部11及koh罐12供给的水及氢氧化钾(koh)的水溶液一起，经由设置于与液体排出口13b连通的供给流路23的泵23a等而向水电解装置16供给。
32.气液分离器13将通过气液分离而得到的气体成分的氢及水蒸气例如向设置于与气体排出口13c连通的氢供给流路25的水蒸气分离器进行供给，由此进行分离。气液分离器13将从气体成分分离出的氢经由设置于氢供给流路25的阀25a等而向氢罐14供给。
33.水电解装置16通过氧供给流路26而连接于氧罐15。水电解装置16将由后述的阳极53生成的氧及水蒸气例如向设置于氧供给流路26的水蒸气分离器供给，由此分离。水电解装置16将通过分离得到的氧经由设置于氧供给流路26的阀26a等而向氧罐15供给。
34.上述的氢供给流路25及氧供给流路26中分别设置的水蒸气分离器例如通过冷却或水分吸附等而从包含氢及氧各自和水蒸气的流体中分离水蒸气。
35.设置于上述的各流路21、22、25、26的各阀21a、22a、25a、26a例如是电磁阀、电动阀或空气阀等，由控制装置17控制开闭及开度等。
36.水电解装置16例如是固体高分子型的水电解装置。水电解装置16对经由水供给流路21而从水供给部11供给的水进行电分解。水电解装置16将通过水的电分解而产生的氢及氧向氢罐14及氧罐15供给。
37.水电解装置16具备至少1个水电解堆。水电解堆具备层叠的多个水电解单体41、以及将多个水电解单体41的层叠体(单体单元)从层叠方向的两侧夹入的一对端板(省略图示)。
38.图2是表示实施方式中的水电解装置16的水电解单体41的结构的剖视图。如图2所示那样，水电解单体41具备电解质电极构造体43、以及将电解质电极构造体43从厚度方向(即单体单元的层叠方向)的两侧夹入的阳极侧隔膜45及阴极侧隔膜47。
39.电解质电极构造体43具备固体高分子电解质膜51、以及将固体高分子电解质膜51从厚度方向的两侧夹入的阳极53及阴极55。
40.固体高分子电解质膜51例如具备选择性地传导氢氧根离子(oh-)等阴离子的阴离子交换膜。
41.阳极53例如具备阳极催化剂53a及作为供电体的气体扩散层53b等。
42.阴极55例如具备阴极催化剂55a及作为供电体的气体扩散层55b等。
43.作为阳极53的供电体的气体扩散层53b与作为阴极55的供电体的气体扩散层55b例如连接于由蓄电池等构成的电源57。
44.水电解装置16具备：电流传感器58，其检测在阳极53及阴极55流动的电流并输出检测值(电流检测值)的信号；以及电压传感器59，其检测施加于阳极53与阴极55之间的电压并输出检测值(电压检测值)的信号。
45.阳极侧隔膜45在与阳极53之间形成阳极侧流路45a。阳极侧流路45a例如由在阳极侧隔膜45的表面形成的凹槽、以及对阳极侧隔膜45的凹槽的开口端进行覆盖的阳极53的表面形成。阳极侧流路45a与后述的氧排出贯通孔65连通。
46.阴极侧隔膜47在与阴极55之间形成阴极侧流路47a。阴极侧流路47a例如由在阴极侧隔膜47的表面形成的凹槽、以及对阴极侧隔膜47的凹槽的开口端进行覆盖的阴极55的表面形成。阴极侧流路47a与后述的水供给贯通孔61及氢排出贯通孔63连通。
47.在由具备多个水电解单体41的单体单元及一对端板构成的水电解堆中，形成有在层叠方向上贯通的水供给贯通孔61、氢排出贯通孔63及氧排出贯通孔65。
48.水供给贯通孔61在水电解装置16的外部连通于供给流路23，并且在水电解装置16的内部连通于阴极侧流路47a。
49.氢排出贯通孔63在水电解装置16的外部连通于排出流路24，并且在水电解装置16的内部连通于阴极侧流路47a。
50.氧排出贯通孔65在水电解装置16的外部连通于氧供给流路26，并且在水电解装置16的内部连通于阳极侧流路45a。
51.水电解单体41通过所谓的阴极送料向阴极55供给水，并且通过电源57的电压施加而使电流流入阳极53及阴极55，由此对水进行电分解。水电解单体41在阳极53生成例如比阴极55处的水溶液的压力高的压力的氧。
52.阴极55通过对从水供给贯通孔61供给到阴极侧流路47a的水进行电分解，由此产生氢及氢氧根离子(oh-)。在阴极55产生的氢与未反应的水(未反应水)一起从阴极侧流路47a向氢排出贯通孔63排出。在阴极55产生的氢氧根离子在固体高分子电解质膜51传导而向阳极53移动。
53.阳极53利用从阴极55在固体高分子电解质膜51传导来的氢氧根离子来生成氧及水。在阳极53产生的氧及水从阳极侧流路45a向氧排出贯通孔65排出。
54.如图1所示那样，控制装置17统筹地控制水电解系统10的整体。控制装置17例如是通过由cpu(central processing unit)等处理器执行规定的程序来发挥功能的软件功能部。软件功能部是具备cpu等处理器、保存程序的rom(read only memory)、暂时存储数据的ram(random access memory)及计时器等电子电路的ecu(electronic control unit)。控制装置17中的至少一部分也可以是lsi(large scale integration)等集成电路。
55.控制装置17基于水电解装置16对水的电分解的效率和水电解单体41的阴极55处的氢氧根离子(oh-)的离子浓度存在相关这一情况，调整阴极55处的氢氧化钾(koh)的水溶液的浓度。水电解装置16对水的电分解的效率根据阳极53与阴极55之间的电压(v)及电流(i)的相关、所谓的i-v特性来表述。
56.图3是表示实施方式的水电解装置16中的阳极53与阴极55之间的电压及电流和阴极55处的koh水溶液的浓度之间的对应关系的例子的图。
57.如图3所示那样，在水电解装置16的i-v特性中，伴随电流的增大而电压向增大倾向变化。例如，对于适当的电流，koh水溶液的浓度(即氢氧根离子(oh-)的离子浓度)越大则电压越小从而电力的效率变大，koh水溶液的浓度越小则电压越大从而电力的效率变小。
58.控制装置17通过例如映射数据等来存储水电解装置16的i-v特性与阴极55处的氢氧化钾(koh)的水溶液的浓度之间的对应关系的信息。
59.控制装置17对阴极55处的koh水溶液的浓度设定规定的基准浓度范围c。规定的基准浓度范围c例如是，为了在抑制伴随作为强碱溶液的koh水溶液的浓度的增大产生的系统的各种结构部件的腐蚀所引起的异常的发生的同时、确保期望的水电解效率而所需的浓度
范围。控制装置17存储有与氢氧化钾(koh)的水溶液的规定的基准浓度范围c对应的电流及电压的组合即基准特性范围的信息。基准特性范围例如是包含水电解装置16的i-v特性下的规定的基准特性rc且位于基准下限特性lc与基准上限特性uc之间的范围。
60.控制装置17取得从电流传感器58及电压传感器59输出的各检测值，并参照预先存储的i-v特性与koh水溶液的浓度之间的对应关系的信息，由此取得与电流检测值及电压检测值的组合对应的koh水溶液的浓度。控制装置17判定与电流检测值及电压检测值的组合对应的koh水溶液的浓度是否处于规定的基准浓度范围c内。例如，控制装置17将与电流检测值对应的基准特性范围中的电压值(基准电压值)和电压检测值之间的大小进行比较，或者将与电压检测值对应的基准特性范围中的电流值(基准电流值)和电流检测值之间的大小进行比较。
61.控制装置17在与电流检测值及电压检测值的组合对应的koh水溶液的浓度比规定的基准浓度范围c大的情况下，控制水电解系统10以减少koh水溶液的浓度(即氢氧根离子(oh-)的离子浓度)。控制装置17在与电流检测值及电压检测值的组合对应的koh水溶液的浓度比规定的基准浓度范围c小的情况下，控制水电解系统10以增大koh水溶液的浓度(即氢氧根离子(oh-)的离子浓度)。
62.例如，控制装置17在与电流检测值及电压检测值的组合对应的koh水溶液的浓度比规定的基准浓度范围c大的情况下，以在限制向阴极55供给的koh水溶液的供给量的同时增大电压的方式变更。控制装置17通过使阳极53与阴极55之间的电压增大，来促进伴随通电量的增大产生的固体高分子电解质膜51的发热。控制装置17通过限制(例如减少)向阴极55供给的koh水溶液的供给量，来抑制koh水溶液对固体高分子电解质膜51的冷却。控制装置17通过固体高分子电解质膜51的发热的促进及冷却的抑制，来使固体高分子电解质膜51的膜厚通过热膨胀而增大。伴随固体高分子电解质膜51的膜厚的增大，从阴极55朝向阳极53而在固体高分子电解质膜51传导的氢氧根离子(oh-)的移动量降低。控制装置17通过使从阴极55失去的水分量降低，来抑制阴极55处的氢氧根离子(oh-)的离子浓度变高。
63.另一方面，控制装置17在与电流检测值及电压检测值的组合对应的koh水溶液的浓度比规定的基准浓度范围c小的情况下，以如下方式变更，即不限制(例如增大)向阴极55供给的koh水溶液的供给量，并降低电压。
64.以下，说明实施方式中的水电解系统10的控制方法、即控制装置17执行的控制动作。
65.图4是表示实施方式中的水电解系统10的控制方法的流程图。如图4所示那样，步骤s01至步骤s09的一系列处理以例如规定周期等适当的时机执行。
66.首先，在步骤s01中，控制装置17判定是否存在水电解系统10的运转模式的设定或变更。运转模式的设定或变更例如在水电解系统10的启动时或运转继续时等适当的时机执行。运转模式包括例如规定的稳态输出运转等。
67.在该判定结果为“是”的情况下，控制装置17使处理前进至步骤s02。另一方面，在该判定结果为“否”的情况下，控制装置17使处理前进至步骤s04。接着，在步骤s02中，控制装置17与应该实施的运转模式对应而在向水电解装置16的阴极55供给水及koh水溶液的状态下调整koh水溶液的浓度(即氢氧根离子(oh-)的离子浓度)。例如，控制装置17基于水电解装置16的i-v特性与阴极55处的氢氧化钾(koh)的水溶液的浓度之间的对应关系的信息，
来控制阳极53及阴极55间的电压及电流。
68.接着，在步骤s03中，控制装置17实施与设定或变更相应的运转模式。
69.接着，在步骤s04中，控制装置17在规定的运转模式的实施中从电流传感器58及电压传感器59取得电流检测值及电压检测值。
70.接着，在步骤s05中，控制装置17通过参照预先存储的i-v特性与koh水溶液的浓度之间的对应关系的信息，来取得与电流检测值及电压检测值的组合对应的koh水溶液的浓度(即氢氧根离子(oh-)的离子浓度)。
71.接着，在步骤s06中，控制装置17判定与电流检测值及电压检测值的组合对应的koh水溶液的浓度是否比规定的基准浓度范围c大。在该判定结果为“是”的情况下，控制装置17使处理前进至步骤s07。另一方面，在该判定结果为“否”的情况下，控制装置17使处理前进至步骤s08。然后，在步骤s07中，控制装置17控制水电解系统10以减少koh水溶液的浓度(即氢氧根离子(oh-)的离子浓度)。例如，控制装置17以在限制向阴极55供给的koh水溶液的供给量的同时增大电压的方式变更。然后，控制装置17使处理前进至结尾。
72.接着，在步骤s08中，控制装置17判定与电流检测值及电压检测值的组合对应的koh水溶液的浓度是否比规定的基准浓度范围c小。在该判定结果为“是”的情况下，控制装置17使处理前进至步骤s09。另一方面，在该判定结果为“否”的情况下，控制装置17使处理前进至结尾。
73.然后，在步骤s09中，控制装置17控制水电解系统10以增大koh水溶液的浓度(即氢氧根离子(oh-)的离子浓度)。例如，控制装置17以不限制向阴极55供给的koh水溶液的供给量、降低电压的方式变更。然后，控制装置17使处理前进至结束。
74.如上所述，根据实施方式的水电解系统10及水电解系统10的控制方法，即便在从例如稳态输出运转等规定的运转模式发生水电解单体41的状态变化的情况下，也能够与水电解单体41的状态变化相对应而使氢氧根离子的浓度变更及稳定到恰当程度。
75.例如，具备控制装置17，该控制装置17在阴极55处的koh水溶液的浓度比规定的基准浓度范围c高的情况下，在限制向阴极55供给的koh水溶液的供给量的同时，使水电解单体41的电压增大，由此能够将阴极55处的氢氧根离子的浓度调整得恰当。控制装置17通过将供给到水电解单体41的koh水溶液的浓度调整得恰当，能够抑制水的电分解的效率降低及各种结构部件的腐蚀所引起的异常的发生。
76.控制装置17通过变更水电解系统10的运转条件来调整阴极55处的氢氧根离子的浓度，因此例如与利用位于水电解单体41的上游的浓度调整装置来对向阴极55供给的koh水溶液的浓度进行浓度调整的情况相比，能够更迅速地进行浓度调整。
77.控制装置17能够基于水电解单体41的电压及电流来取得阴极55处的koh水溶液的浓度(即氢氧根离子的离子浓度)，不需要例如水位传感器及ph传感器等用于测定离子浓度的追加性的传感器而能够抑制系统结构所需的费用升高。与水电解单体41的电压及电流相应的氢氧根离子的浓度能够精度良好地表示最接近阴极55处的浓度，因此能够提高浓度调整的可靠性及精度。
78.(变形例)
79.以下，说明实施方式的变形例。关于与上述的实施方式同一部分，标注同一附图标记并省略或简化说明。
80.在上述的实施方式中，控制装置17在与电流检测值及电压检测值的组合对应的koh水溶液的浓度比规定的基准浓度范围c大的情况下，以在限制向阴极55供给的koh水溶液的供给量的同时增大电压的方式变更，但不限定于此。
81.例如，控制装置17在与电流检测值及电压检测值的组合对应的koh水溶液的浓度比规定的基准浓度范围c大的情况下，也可以限制(例如减少)从水电解装置16的阳极53排出并经由氧供给流路26去往氧罐15的氧的流量。控制装置17例如通过控制氧供给流路26的阀26a的开度来增大固体高分子电解质膜51的阳极53侧的氧的压力。伴随固体高分子电解质膜51的阳极53侧与阴极55侧之间的差压的增大，在固体高分子电解质膜51传导的水分的移动量增大，以便朝向阴极55推回在阳极53生成的水分。控制装置17通过使阴极55的水分量增大，来抑制阴极55处的氢氧根离子(oh-)的离子浓度变高。
82.另一方面，控制装置17在与电流检测值及电压检测值的组合对应的koh水溶液的浓度比规定的基准浓度范围c小的情况下，也可以不限制(例如增大)从水电解装置16的阳极53排出并经由氧供给流路26去往氧罐15的氧的流量，使氧的流量增大。
83.在上述的实施方式中，水电解系统10具备koh罐12，但不限定于此。水电解系统10也可以具备代替贮存氢氧化钾(koh)的水溶液而贮存其他水溶液的罐，以向从水供给部11供给过来的水中补充氢氧根离子(oh-)。
84.在上述的实施方式中，控制装置17在图4所示的步骤s02中通过与应该实施的运转模式对应地控制阳极53与阴极55之间的电压及电流，来调整koh水溶液的浓度，但不限定于此。例如，水电解系统10也可以具备对贮存于气液分离器13的氢氧化钾(koh)的水溶液的水位及ph等分别进行检测的水位传感器及ph传感器等。例如，控制装置17基于从水位传感器及ph传感器输出的检测值的信号，来控制从气液分离器13向水电解装置16的阴极55供给的水及koh水溶液的流量。控制装置17通过控制水供给流路21及koh供给流路22的各阀21a、22b的开度，能够调整阴极55处的koh水溶液的浓度(即氢氧根离子(oh-)的离子浓度)。
85.因此，也可以是，在通过与应该实施的运转模式对应地控制阳极53与阴极55之间的电压及电流来调整koh水溶液的浓度的期间，进行贮存于气液分离器13的氢氧化钾(koh)的水溶液的浓度的再调整，在由气液分离器13进行了再调整的氢氧化钾(koh)供给到了阴极55的阶段，解除阳极53与阴极55之间的电压及电流的控制。
86.本发明的实施方式是作为例子而提示的内容，并不意在限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种各样的形态来实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、实施方式的变形与包含于发明的范围、主旨同样地，包含于技术方案的范围所记载的发明及其均同的范围内。

技术特征：

1.一种水电解系统，其特征在于，所述水电解系统具备：水电解单体，其具有电解质膜、以及设置于所述电解质膜的厚度方向的两侧的阳极及阴极，且通过向所述阳极与所述阴极之间施加电压，从而对供给到所述阴极的水溶液的水进行电分解，并且在所述阳极生成比所述阴极处的所述水溶液的压力高的压力的氧；电源，其向所述阳极与所述阴极之间施加所述电压；水溶液供给源，其向所述阴极供给包含规定浓度的氢氧根离子的所述水溶液；以及控制装置，其在基于所述电压、所述阳极及所述阴极的电流、以及所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度之间的规定的对应关系的信息而取得的所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度比规定基准浓度高的情况下，以在限制向所述阴极供给的所述水溶液的供给量的同时使所述电压增大的方式进行变更。2.一种水电解系统，其特征在于，所述水电解系统具备：水电解单体，其具有电解质膜、以及设置于所述电解质膜的厚度方向的两侧的阳极及阴极，且通过向所述阳极与所述阴极之间施加电压，从而对供给到所述阴极的水溶液的水进行电分解，并且在所述阳极生成比所述阴极处的所述水溶液的压力高的压力的氧；电源，其向所述阳极与所述阴极之间施加所述电压；水溶液供给源，其向所述阴极供给包含规定浓度的氢氧根离子的所述水溶液；流量限制部，其在从所述阳极排出的氧的流路中限制所述氧的流量；以及控制装置，其在基于所述电压、所述阳极及所述阴极的电流、以及所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度之间的规定的对应关系的信息而取得的所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度比规定基准浓度高的情况下，通过所述流量限制部来限制从所述阳极排出的所述氧的流量。3.根据权利要求1或2所述的水电解系统，其特征在于，所述控制装置在与所述水电解单体的规定的运转模式对应地设定所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度之后，与所述水电解单体的状态变化对应地变更所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度。4.一种水电解系统的控制方法，其特征在于，所述水电解系统具备：水电解单体，其具有电解质膜、以及设置于所述电解质膜的厚度方向的两侧的阳极及阴极，且通过向所述阳极与所述阴极之间施加电压，从而对供给到所述阴极的水溶液的水进行电分解，并且在所述阳极生成比所述阴极处的所述水溶液的压力高的压力的氧；电源，其向所述阳极与所述阴极之间施加所述电压；水溶液供给源，其向所述阴极供给包含规定浓度的氢氧根离子的所述水溶液；流量限制部，其在从所述阳极排出的氧的流路中限制所述氧的流量；以及电子设备，所述水电解系统的控制方法是所述水电解系统的所述电子设备执行的控制方法，所述电子设备执行的控制方法包括：取得步骤，基于所述电压、所述阳极及所述阴极的电流、以及所述水溶液的所述氢氧根
离子的浓度之间的规定的对应关系的信息，来取得与所述电压及所述电流各自的取得值对应的所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度；以及变更步骤，在所述取得步骤中取得的所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度比与所述电压及所述电流的规定的组合对应的规定基准浓度范围高的情况下，以减少所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度的方式变更所述水电解系统的运转状态，或者在所述取得步骤中取得的所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度比所述规定基准浓度范围低的情况下，以增大所述水溶液的所述氢氧根离子的浓度的方式变更所述水电解系统的运转状态。

技术总结

提供能够通过将供给到电极的水溶液的离子浓度调整得恰当而抑制水的电分解的效率降低及各种结构部件的腐蚀所引起的异常的发生的水电解系统及水电解系统的控制方法。水电解系统具备水供给部、KOH罐、水电解装置及控制装置。水供给部及KOH罐向水电解装置的阴极供给包含规定浓度的氢氧根离子的水溶液。水电解装置具备水电解单体，该水电解单体具有固体高分子电解质膜、以及设置于固体高分子电解质膜的两侧的阳极及阴极。控制装置基于阳极与阴极之间的电压及电流和阴极处的KOH水溶液的浓度之间的对应关系的信息，在KOH水溶液的浓度比规定基准浓度高的情况下，以在限制向阴极供给的KOH水溶液的供给量的同时使电压增大的方式变更。更。更。