JPS6065704A - 酸素濃度の制御方法 - Google Patents
酸素濃度の制御方法Info
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- JPS6065704A JPS6065704A JP17192083A JP17192083A JPS6065704A JP S6065704 A JPS6065704 A JP S6065704A JP 17192083 A JP17192083 A JP 17192083A JP 17192083 A JP17192083 A JP 17192083A JP S6065704 A JPS6065704 A JP S6065704A
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- air
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は酸素を含む混合気体中の酸素濃ザを制御する方
法に関するものであろう 生、物学、化学、医学、金関学その他の研究分野で、気
相中の酸素濃度を任意に制御する必要力5ある場合が多
い。しかるに従来、窒素、アルコ゛ン。
法に関するものであろう 生、物学、化学、医学、金関学その他の研究分野で、気
相中の酸素濃度を任意に制御する必要力5ある場合が多
い。しかるに従来、窒素、アルコ゛ン。
あるいはヘリウムの如き不活性気体と酸素とを適当に混
合するという方法が採用されていfこが、ボンベ操作お
よびガラスの流量調節操作は煩雑であつ1こ。
合するという方法が採用されていfこが、ボンベ操作お
よびガラスの流量調節操作は煩雑であつ1こ。
こnに対し、本m発明者らは、特公昭57−28907
号で電気化学的手法を用いてNt素濃度を自動Er3i
Iこ制御する方法を提案しTこ0 すなわち、酸素の電解還元に有効なガス拡散電極を陰極
とし、酸素発生電極を陽極とし、水酸イヒカリウム、水
酸化ナトリウムあるいは硫酸の水浴液もしくはカチオン
交換膜などを電解液あろ0ζよ電解質としてなる電解槽
にお(1で、陰極に酸素を含む混合ガスを供給しつつ、
陰・陽画極間に直流電圧を印加すると、陰極では 02 +2kltU+4e−→4oit−(7ルカ!l
’tlL解液]まf;は、 02 +41(”+4(1−+ 2112U (l賓性
准解〆1叉ま1こはカチオン交換膜]なる反応により、
酸素が選択的に消費され、陽極では、 40H−−+ (J2 + 2H2u + 4e −(
711/ カ リ ′1民解i)まfこは 21(2(J−(J2 + 4[+ 4e (fi性’
i W?、85. ’L r:はカチオン交換膜〕なろ
反応により、酸素が発生する。
号で電気化学的手法を用いてNt素濃度を自動Er3i
Iこ制御する方法を提案しTこ0 すなわち、酸素の電解還元に有効なガス拡散電極を陰極
とし、酸素発生電極を陽極とし、水酸イヒカリウム、水
酸化ナトリウムあるいは硫酸の水浴液もしくはカチオン
交換膜などを電解液あろ0ζよ電解質としてなる電解槽
にお(1で、陰極に酸素を含む混合ガスを供給しつつ、
陰・陽画極間に直流電圧を印加すると、陰極では 02 +2kltU+4e−→4oit−(7ルカ!l
’tlL解液]まf;は、 02 +41(”+4(1−+ 2112U (l賓性
准解〆1叉ま1こはカチオン交換膜]なる反応により、
酸素が選択的に消費され、陽極では、 40H−−+ (J2 + 2H2u + 4e −(
711/ カ リ ′1民解i)まfこは 21(2(J−(J2 + 4[+ 4e (fi性’
i W?、85. ’L r:はカチオン交換膜〕なろ
反応により、酸素が発生する。
つまり、酸素を含む混合ガス中の酸素だけが陰極側から
l’AfM側に移行するので、か5る′I11解槽は酸
素分離装置として機能する。
l’AfM側に移行するので、か5る′I11解槽は酸
素分離装置として機能する。
し1こがって、か\る酸素分離装置4を2個用意し、そ
のうちの1個の陰極に酸素QI(を制御しようとする酸
素濃度制御室の中の気体を接触させるとともに陽極から
発生してくる酸素を系外に排気せしめる一方、他の1個
のは極に大気を供給し、陽極から発生してくる酸素を酸
素a度、L′制御室に供給するようにし、酸素濃度制御
室の酸素濃度が#r疋のそれより高すぎる場合には、前
者の脱酸素機能を■する酸素分離装置を作動せしめて酸
素濃度を低下させ、所定の酸素濃度より低すぎるときに
は、後首の酸素a反発生機能を有する酸#分離装置を作
動せしめて、酸素濃度を増大させることにより、酸素濃
度制御室内の酸素S度を所定のそれに制御することがで
きる。
のうちの1個の陰極に酸素QI(を制御しようとする酸
素濃度制御室の中の気体を接触させるとともに陽極から
発生してくる酸素を系外に排気せしめる一方、他の1個
のは極に大気を供給し、陽極から発生してくる酸素を酸
素a度、L′制御室に供給するようにし、酸素濃度制御
室の酸素濃度が#r疋のそれより高すぎる場合には、前
者の脱酸素機能を■する酸素分離装置を作動せしめて酸
素濃度を低下させ、所定の酸素濃度より低すぎるときに
は、後首の酸素a反発生機能を有する酸#分離装置を作
動せしめて、酸素濃度を増大させることにより、酸素濃
度制御室内の酸素S度を所定のそれに制御することがで
きる。
このように、脱酸素m能を利用する酸素分離装置と酸素
発生機能を利用する酸素分離装置とをそれぞれ別途に用
意してvi素濃度を制御する方法が前述の特公昭57−
28907号で提案しfコ方法である。
発生機能を利用する酸素分離装置とをそれぞれ別途に用
意してvi素濃度を制御する方法が前述の特公昭57−
28907号で提案しfコ方法である。
本発明は、上述の酸素濃度制御方法をさらに効率的かつ
簡4更にぜんとするものである、本発明の第一の特長は
ひとつの電気化学的酸素分離装置に脱酸素機能と酸素!
6生機能の双方を61こせ15点にある。すなわち電気
化学的酸素分離装置を脱酸素装置として作用させるとき
にも、酸素発生機能として作用させるときにも、陰極に
大気中の空気を供給し、陰・腸111j極間に、1自流
型旗を空気が必要なときには、i:3(¥で脱酸素さn
rこ残りの空気を利用し、酸素が必9なときには尚憧で
jこ生する酸素を利用する。かかる方r去を採用すると
ひとつの電気化学的酸素分離装置ですむので助平f+’
っである。1にだこの方法の局台には、一般に1)λ(
jで脱酸素されfこ残りの空気中の酸素濃度はti2極
への空気供給量に依存し、空気の供給(八を少なくすれ
ばするほど出てくるガスの酸素濃度が低くなる。
簡4更にぜんとするものである、本発明の第一の特長は
ひとつの電気化学的酸素分離装置に脱酸素機能と酸素!
6生機能の双方を61こせ15点にある。すなわち電気
化学的酸素分離装置を脱酸素装置として作用させるとき
にも、酸素発生機能として作用させるときにも、陰極に
大気中の空気を供給し、陰・腸111j極間に、1自流
型旗を空気が必要なときには、i:3(¥で脱酸素さn
rこ残りの空気を利用し、酸素が必9なときには尚憧で
jこ生する酸素を利用する。かかる方r去を採用すると
ひとつの電気化学的酸素分離装置ですむので助平f+’
っである。1にだこの方法の局台には、一般に1)λ(
jで脱酸素されfこ残りの空気中の酸素濃度はti2極
への空気供給量に依存し、空気の供給(八を少なくすれ
ばするほど出てくるガスの酸素濃度が低くなる。
しfこがって、脱酸素され1こ空気を利用する場合には
、酸素を利用する場合より、相対的に生石の空気を供給
するようにする必要がある。
、酸素を利用する場合より、相対的に生石の空気を供給
するようにする必要がある。
本発明の第二の特長は、−ガスの流れを11市通式にし
Tこ点にある。すなわち、d尤気化学r1す脱酸素分離
装置と酸素濃度の対象となる酸素C」コ!3J: :1
ijl i:+ll室とを往路ガス系路を介して接続し
7、電気化学旧酸素分離装置から出てくる脱酸素され1
こ空気もしくは酸素を往路ガス糸路を経て、酸素・張度
IIIII御室に供給し、酸素濃度制御室から追い出さ
れてくるガスを酸素濃度計収納し1こ酸素祷度坂出室お
よびIJ IJ−〕弁を経て系外に11出するようなガ
スのIMれの築にすることにまり、系が単純化される。
Tこ点にある。すなわち、d尤気化学r1す脱酸素分離
装置と酸素濃度の対象となる酸素C」コ!3J: :1
ijl i:+ll室とを往路ガス系路を介して接続し
7、電気化学旧酸素分離装置から出てくる脱酸素され1
こ空気もしくは酸素を往路ガス糸路を経て、酸素・張度
IIIII御室に供給し、酸素濃度制御室から追い出さ
れてくるガスを酸素濃度計収納し1こ酸素祷度坂出室お
よびIJ IJ−〕弁を経て系外に11出するようなガ
スのIMれの築にすることにまり、系が単純化される。
ま1ここのような系では脱酸素反応によるM4Bを回避
することができるので、減圧補償4置を講じなくてもす
むという前便さがある。
することができるので、減圧補償4置を講じなくてもす
むという前便さがある。
電気化学的酸素分離装置と酸素fljI度制御室とは一
体に接続してもよいし、着脱自在の置体継手を介して接
続し、酸素濃度制御室内の酸素潤度が所望値になつ1こ
のちに、電気化学的酸素分離装置と酸素濃度制御室とを
切り離すようにしてもよい。
体に接続してもよいし、着脱自在の置体継手を介して接
続し、酸素濃度制御室内の酸素潤度が所望値になつ1こ
のちに、電気化学的酸素分離装置と酸素濃度制御室とを
切り離すようにしてもよい。
以下、本発明の実施例について詳述する・実権例:
第1図は、酸素#度の制御システム系統図を示す。
酸素濃度の制御システムは、王として電気化学的酸素分
離装置古)、往路ガス系路生)、酸素制御室(3)、酸
素@度検出室(4)、リリーフ弁(5)、および制御部
(6)から構成される。
離装置古)、往路ガス系路生)、酸素制御室(3)、酸
素@度検出室(4)、リリーフ弁(5)、および制御部
(6)から構成される。
電気化学的酸素性#I装置(見は、酸素の電解還元に有
効なガス拡散!極からなる陰極(7)、酸素発生!極と
しての陽1(81,硫酸の水m液からなる電解欣(9)
、陰極ガス室(■0)およびセルフレーム(11)から
構成さnる。
効なガス拡散!極からなる陰極(7)、酸素発生!極と
しての陽1(81,硫酸の水m液からなる電解欣(9)
、陰極ガス室(■0)およびセルフレーム(11)から
構成さnる。
電気化学FB@素分離装置准田には、突気導入ポ/ブ(
12J 、空気流量調節弁(18)jゴよび空気流1道
計(14)が付設されている。
12J 、空気流量調節弁(18)jゴよび空気流1道
計(14)が付設されている。
往路ガス系路(2)は、脱酸素空気供給弁略(垣)およ
び酸素供給系路(16)から構j専され、脱nり素空気
供給系路(瓜)には脱酸素空気供給弁(17)および脱
酸素残余空気放出弁(■8)が設けられ、酸素供給系路
(坏)には酸素供給弁(L9)および酸素放出弁(20
)が設けられている。
び酸素供給系路(16)から構j専され、脱nり素空気
供給系路(瓜)には脱酸素空気供給弁(17)および脱
酸素残余空気放出弁(■8)が設けられ、酸素供給系路
(坏)には酸素供給弁(L9)および酸素放出弁(20
)が設けられている。
酸素(良度の制御方法は欠のようにしておこなわfする
。
。
まず、酸素濃度検出室(4)の中に収納されている酸素
濃度計(21)によって11さ第1る峻’At良度制御
室(31内の酸素1度が所定値よりも高すぎろ場合には
脱酸素空気供給弁(17) 、 @素放出弁(20)お
よびリリーフ弁(5)を開き、酸禾供給弁(19)およ
び脱酸素残余空気放出弁(18)を閉じ、’l % 4
人ポ゛/ブ(12)を駆動させ、空気流量計(14)を
みながら空気流量調節弁(18)で空気流量を調節して
、空気を陰極ガス室([0)に供給するとともに、制御
部(6)に組込まれている電源から、陰極(7)と陽極
(8)との間に直流の定電圧を印加すると、陰極(7)
で脱酸素反応が起り、脱酸素突気が、脱酸素空気供給弁
(17)を経て酸素濃度制御室(8)に供給され、その
1こめに酸素濃度制御室(8)から追い出されてくるガ
スは酸素濃度検出室(4)を経て、リリーフ弁(5)か
ら系外に放出される。一方、陽極(8)から発生する酸
素は、酸素放出弁(20)から系外に放出されろ、かく
して、酸素111度制御室(81内の@素濃度は徐々に
低下し、所定値に達しTことき、制御部(6)からの通
電が止められ、空気導入ポンプ(12)の駆動が止めら
れ、脱酸素空気供給弁(17)およびリリーフ弁(5)
が閉じられろ、他方、酸素濃度制御室(3)内の酸素濃
度が所定値より低すぎる場合には、酸素供給弁(19J
、脱酸素残余空気放出弁(18)およびリリーフ弁(
5)を開け、脱酸素空気供給弁(17)およびvi素放
出弁(20)を閉じ、窯気導入ポツプ(12)を駆動さ
せて空気を陰極ガス室(LO)に供給すると共に、陰極
(71と陽極(8)との間に直流の定1Jl流を通電す
ると、1;:ミ曜(8)で花生ずる酸素が、酸素供給弁
(19)を経−C1酸素C農度制御室(3)に供給され
、その1こめに酸素濃度制御室(3)から追い出される
カスは、酸素+i、lt度検出室(4)を経て、リリー
フ弁(5)から系外に放出さ71.ろ。一方、陰題(7
)で脱酸素されrコ残余空気は、脱酸素残余空気放出弁
(18)から系外に放出さ第1ろ。
濃度計(21)によって11さ第1る峻’At良度制御
室(31内の酸素1度が所定値よりも高すぎろ場合には
脱酸素空気供給弁(17) 、 @素放出弁(20)お
よびリリーフ弁(5)を開き、酸禾供給弁(19)およ
び脱酸素残余空気放出弁(18)を閉じ、’l % 4
人ポ゛/ブ(12)を駆動させ、空気流量計(14)を
みながら空気流量調節弁(18)で空気流量を調節して
、空気を陰極ガス室([0)に供給するとともに、制御
部(6)に組込まれている電源から、陰極(7)と陽極
(8)との間に直流の定電圧を印加すると、陰極(7)
で脱酸素反応が起り、脱酸素突気が、脱酸素空気供給弁
(17)を経て酸素濃度制御室(8)に供給され、その
1こめに酸素濃度制御室(8)から追い出されてくるガ
スは酸素濃度検出室(4)を経て、リリーフ弁(5)か
ら系外に放出される。一方、陽極(8)から発生する酸
素は、酸素放出弁(20)から系外に放出されろ、かく
して、酸素111度制御室(81内の@素濃度は徐々に
低下し、所定値に達しTことき、制御部(6)からの通
電が止められ、空気導入ポンプ(12)の駆動が止めら
れ、脱酸素空気供給弁(17)およびリリーフ弁(5)
が閉じられろ、他方、酸素濃度制御室(3)内の酸素濃
度が所定値より低すぎる場合には、酸素供給弁(19J
、脱酸素残余空気放出弁(18)およびリリーフ弁(
5)を開け、脱酸素空気供給弁(17)およびvi素放
出弁(20)を閉じ、窯気導入ポツプ(12)を駆動さ
せて空気を陰極ガス室(LO)に供給すると共に、陰極
(71と陽極(8)との間に直流の定1Jl流を通電す
ると、1;:ミ曜(8)で花生ずる酸素が、酸素供給弁
(19)を経−C1酸素C農度制御室(3)に供給され
、その1こめに酸素濃度制御室(3)から追い出される
カスは、酸素+i、lt度検出室(4)を経て、リリー
フ弁(5)から系外に放出さ71.ろ。一方、陰題(7
)で脱酸素されrコ残余空気は、脱酸素残余空気放出弁
(18)から系外に放出さ第1ろ。
かくして、i!12素濃度制御室(3)内の酸A?1度
は徐々に上昇し、ついには所定値に達するう 上述の操作は制御部(6)に組み込よA1でいろ、比絞
器、シーケンス回路によって自IILlI的におこなオ
)れる。
は徐々に上昇し、ついには所定値に達するう 上述の操作は制御部(6)に組み込よA1でいろ、比絞
器、シーケンス回路によって自IILlI的におこなオ
)れる。
以上詳述せる如く、本発明は効率11勺かつ11j)便
な酸素潤度の制御方法を提供するもので、その工業的価
値極めて大である。
な酸素潤度の制御方法を提供するもので、その工業的価
値極めて大である。
なお、上述の実権例において、脱酸素残余空気放出弁(
18)は、脱酸素空気供給弁路(15)の一部に設iF
tされているが、陰極ガス室(Hllに直結して(。
18)は、脱酸素空気供給弁路(15)の一部に設iF
tされているが、陰極ガス室(Hllに直結して(。
よい。
第1図は、本発明の一実施例にかかる酸素濃度の制御シ
ステム系統図を示す。 ↓・・・・・・電気化学的酸素分離装置。 2・・・・・・往路ガス系路、 3・・・・・・酸素濃
度制御室。 4・・・・・・酸素濃度検出室、 5・・・・・・リリ
ーフ弁。 6・・・・・・制御部、 7・・・・・・陰極、 8・
・・・・・4L9・・・・・・電解液、lO・・・・・
・陰極ガス室。 11・・・・・・ セルフレーム、12・・・・・・空
気導入ポンプ。 1B・・・・・・ 突気流量調節弁、14・・・・・・
空気流量計。 ■・・・・・・脱酸素突気供給糸路、16・・・・・・
酸素供給系路、 L″I、−・・・脱酸素!気供給弁、
18・・・・・・脱酸素残金空気放出弁、19・・・・
・・酸素供給弁。 20・・・・・・酸素放出弁、21・・・・・・酸素濃
度計。 方 l 図
ステム系統図を示す。 ↓・・・・・・電気化学的酸素分離装置。 2・・・・・・往路ガス系路、 3・・・・・・酸素濃
度制御室。 4・・・・・・酸素濃度検出室、 5・・・・・・リリ
ーフ弁。 6・・・・・・制御部、 7・・・・・・陰極、 8・
・・・・・4L9・・・・・・電解液、lO・・・・・
・陰極ガス室。 11・・・・・・ セルフレーム、12・・・・・・空
気導入ポンプ。 1B・・・・・・ 突気流量調節弁、14・・・・・・
空気流量計。 ■・・・・・・脱酸素突気供給糸路、16・・・・・・
酸素供給系路、 L″I、−・・・脱酸素!気供給弁、
18・・・・・・脱酸素残金空気放出弁、19・・・・
・・酸素供給弁。 20・・・・・・酸素放出弁、21・・・・・・酸素濃
度計。 方 l 図
Claims (1)
- 酸素の電M還元に有効なガス拡散tU極からなる陰極と
酸素発生電極からなる陽極と電解質と陰極ガス室とかも
構成され、脱酸素機能と酸素発生電極の双方を有する電
気化学的脱酸素分離装置と酸素濃度制御室とを脱酸素空
気供給弁と脱酸素残余空気放出弁とをそなえる脱酸素空
気供給系路と、酸素供給弁と酸素放出弁とをそなえる酸
素供給系路とから構成される往路ガス系路を介して接続
するとともに、空気を空気導入ポンプ、流量調節弁を経
て、陰仮ガス室に導入するようにし、さらに、酸素濃度
制御室から追い出されるガスを酸素廖度計を収納せる酸
素濃度検出室およびリリーフ弁を経て系外に放出するよ
うな系を構成し、配素濃度検出室内の酸素濃度が所定の
濃度より高すぎる際には、脱酸素空気供給弁および酸素
放出弁を開け、−薯鼾鉾血快+−yK 1lei酩甚纏
必四ダ箭出葬ル団ド、−突気導入ポンプを駆動させ、゛
(社)気化学的酸素分離装置の陶製と陽極との間に直流
電流を通電することによって陰極で説l!!素されrコ
空気を往路ガス系路を経て、flI素濃度制御室に供給
し、陽極から発生する酸素をlv累放出弁から系外に放
出するとともに、酸素濃度制御室から追い出さ12でく
るガスを酸素濃度検出室を経て、+3 ’J−フ弁から
系外に放出し、反対に酸素濃度検出室内の酸素1度が所
定の濃度より低すぎる際には、[I供給弁および脱酸素
残余空気放出弁を開け、脱酸素空気供給弁および酸素放
出弁を閉じ、空気導入ポンプを駆動させ、電気化学的酸
素分離装置の陰極と内傾との間に@流11流を通電する
ことによって、電極から発生する酸素を往路ガス系路を
経て、酸素濃度制御室に供給し、陰極で脱酸素されTコ
空気を脱酸素残余空気放出弁から系外に放出するととも
に酸素濃度制御室から追い出されてくるカスを酸素濃度
検出室を経て、リリーフ弁から系外賑;放出することを
特徴とする酸素St度の制4i111方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17192083A JPS6065704A (ja) | 1983-09-17 | 1983-09-17 | 酸素濃度の制御方法 |
| US06/612,945 US4539086A (en) | 1983-08-31 | 1984-05-23 | Oxygen concentration controlling method and system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17192083A JPS6065704A (ja) | 1983-09-17 | 1983-09-17 | 酸素濃度の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6065704A true JPS6065704A (ja) | 1985-04-15 |
| JPH0371362B2 JPH0371362B2 (ja) | 1991-11-13 |
Family
ID=15932292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17192083A Granted JPS6065704A (ja) | 1983-08-31 | 1983-09-17 | 酸素濃度の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6065704A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1260258A3 (en) * | 2001-05-23 | 2002-12-18 | Novartis AG | System and method for transporting and deoxygenating a solution |
| CN104535628A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-04-22 | 深圳市元征科技股份有限公司 | 一种气体浓度的获取方法及装置 |
| JP2015168581A (ja) * | 2014-03-04 | 2015-09-28 | 株式会社東芝 | 減酸素装置及び冷蔵庫 |
-
1983
- 1983-09-17 JP JP17192083A patent/JPS6065704A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1260258A3 (en) * | 2001-05-23 | 2002-12-18 | Novartis AG | System and method for transporting and deoxygenating a solution |
| US6740139B2 (en) | 2001-05-23 | 2004-05-25 | Novartis Ag | Automated system for de-oxygenating and dispensing solution |
| JP2015168581A (ja) * | 2014-03-04 | 2015-09-28 | 株式会社東芝 | 減酸素装置及び冷蔵庫 |
| CN104535628A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-04-22 | 深圳市元征科技股份有限公司 | 一种气体浓度的获取方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0371362B2 (ja) | 1991-11-13 |
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