WO2020137467A1 - 調湿素子及び調湿ユニット - Google Patents

Abstract

イオン導電性電解質よりなる膜（基部１１）の両面に電極１２，１３が設けられ、一方の電極１２で水を電気分解して除湿を行いつつ他方の電極１３で水を発生して加湿を行う調湿素子１０において、電極１２，１３は、膜に形成された触媒層１２１，１３１と、触媒層１２１，１３１に形成され、かつ外部電源１に電気的に接続された集電体１２２，１３２とを備え、集電体１２２，１３２は、金属粒子からなる薄膜電極層１２３，１３３を有している。

Description

調湿素子及び調湿ユニット

　本発明は、調湿素子及び調湿ユニットに関するものである。

　従来、イオン導電性電解質よりなる膜の一方の面に陽極が設けられるとともに、該膜の他方の面に陰極が設けられることにより構成された調湿素子が知られている。

　このような調湿素子においては、膜の一方の面に陽極側触媒層を介して陽極側集電体が形成されて陽極が構成され、膜の他方の面に陰極側触媒層を介して陰極側集電体が形成されて陰極が構成されている。

　かかる調湿素子では、陽極側集電体及び陰極側集電体に外部電源を電気的に接続して直流電圧が印加される結果、陽極側触媒層では下記式（１）の反応を起こし、陰極側触媒層では、下記式（２）の反応を起こす。

　式（１）　Ｈ_２Ｏ→２Ｈ^＋＋１／２Ｏ_２＋２ｅ^－
　式（２）　２Ｈ^＋＋２ｅ^－＋１／２Ｏ_２→Ｈ_２Ｏ

　これにより調湿素子では、陽極側の雰囲気を除湿するとともに陰極側の雰囲気を加湿することにより湿度を調整することができる。そして、陽極及び陰極を形成する陽極側集電体及び陰極側集電体は、チタンやニッケル等から構成されるメッシュ状の網目構造体により構成されていた（例えば、引用文献１参照）。

　また従来、上述したような調湿素子に対して、電極間（陽極－陰極間）に約３Ｖの直流電圧を印加して調湿し、目標湿度到達後に直流電圧の印加をオフ（０Ｖ）にする除湿ユニットが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１５－２１１９８０号公報 特開平４－１２６５１８号公報

　ところで、上述した引用文献１に提案されている調湿素子では、陽極及び陰極の集電体としてチタンやニッケル等の非常に高価な金属を用いており、しかもこの金属を網目構造体に加工しなければならず、製造コストの増大化を招来していた。

　また上述した引用文献２に提案されている除湿ユニットでは、電極間に印加する直流電圧値を３Ｖという十分に高い電圧値と、０Ｖとの間で変化させていたので、電圧差が大きかった。そのため、電極（特に陽極）を構成する触媒層の粒子が溶解してから再度凝集する結果、触媒層を構成する粒子の比表面積が減少してしまい、結果的に早期に性能が低下してしまい、使用寿命が低減してしまう虞れがあった。

　本発明は、上記実情に鑑みて、製造コストの低減化を図ることができる調湿素子を提供することを目的とする。
　また本発明は、上記実情に鑑みて、使用寿命の長大化が図ることができる調湿ユニットを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明に係る調湿素子は、イオン導電性電解質よりなる膜の両面に電極が設けられ、一方の電極で水を電気分解して除湿を行いつつ他方の電極で水を発生して加湿を行う調湿素子において、前記電極は、前記膜に形成された触媒層と、前記触媒層に形成され、かつ電源に電気的に接続された集電体とを備え、前記集電体は、金属粒子からなる薄膜電極層を有することを特徴とする。

　また本発明は、上記調湿素子において、前記薄膜電極層は、前記触媒層と、前記集電体を構成する平板状の集電部材との間に介在する態様で形成されたことを特徴とする。

　また本発明は、上記調湿素子において、前記薄膜電極層は、前記集電体を構成する平板状の集電部材を介して前記触媒層に形成されたことを特徴とする。

　また本発明は、上記調湿素子において、前記金属粒子は、チタン、白金、イリジウム、ルテニウム、白金イリジウム、二酸化イリジウム、ニッケルの少なくとも一種以上により構成されたことを特徴とする。

　また本発明は、上記調湿素子において、前記集電部材は、カーボン繊維により構成されたことを特徴とする。

　また、本発明に係る調湿ユニットは、イオン導電性電解質よりなる膜の両面に電極が設けられ、一方の電極で水を電気分解して除湿を行いつつ他方の電極で水を発生して加湿を行う調湿素子と、前記調湿素子の両電極間に印加する直流電圧値を、下限値を水の電気分解における理論電圧値として変動させる制御部とを備えたことを特徴とする。

　また本発明は、上記調湿ユニットにおいて、前記制御部は、前記調湿素子の両電極間に印加する直流電圧値を１．２２９Ｖ以上３Ｖ未満の間で変動させることを特徴とする。

　また本発明は、上記調湿ユニットにおいて、前記調湿素子により除湿若しくは加湿される雰囲気の湿度を検出する湿度検出手段を備え、前記制御部は、前記湿度検出手段による検出結果に応じて前記調湿素子の両電極間に印加する直流電圧値を変動させることを特徴とする。

　また本発明は、上記調湿ユニットにおいて、前記電極は、前記膜に形成された触媒層と、前記触媒層に形成され、かつ電源に電気的に接続された集電体とを備えてなり、前記触媒層間の電圧値を検知する電圧検知手段を備え、前記制御部は、前記電圧検知手段により検知される電圧値が所定の範囲となる態様で、前記集電体間に対する直流電圧値を変動させることを特徴とする。

　本発明によれば、電極が、膜に形成された触媒層と、触媒層に形成され、かつ電源に電気的に接続された集電体とを備え、集電体が、金属粒子からなる薄膜電極層を有しているので、従来のようにチタンやニッケル等の非常に高価な金属を用いて網目構造体に加工する必要がないので、安価に製造することができ、製造コストの低減化を図ることができるという効果を奏する。

　また本発明によれば、イオン導電性電解質よりなる膜の両面に電極が設けられた調湿素子が、一方の電極で水を電気分解して除湿を行いつつ他方の電極で水を発生して加湿を行い、制御部が、調湿素子の両電極間に印加する直流電圧値を、下限値を水の電気分解における理論電圧値として変動させるので、調湿素子に印加される電圧差を小さくすることができ、電極を構成する触媒層の粒子の溶解及び凝集を抑制し、比表面積の低下を低減させることができる。よって、使用寿命の長大化を図ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態である調湿素子の構成を断面で示す模式図である。 図２は、図１に示した薄膜電極層の構成を示す断面図である。 図３は、本発明の実施の形態である調湿素子の変形例の構成を断面で示す模式図である。 図４は、本発明の実施の形態である調湿ユニットの構成を模式的に示す模式図である。 図５は、図４に示した調湿ユニットを構成する調湿素子の設置例を示す模式図である。 図６は、図４に示した制御部が実施する調湿制御処理の処理内容を示すフローチャートである。 図７は、本発明の実施の形態である調湿ユニットの変形例の構成を模式的に示す模式図である。

　以下に添付図面を参照して、本発明に係る調湿素子及び調湿ユニットの好適な実施の形態について詳細に説明する。

＜調湿素子＞
　図１は、本発明の実施の形態である調湿素子の構成を断面で示す模式図である。ここで例示する調湿素子１０は、基部１１と、除湿電極１２と、加湿電極１３とを備えて構成してある。

　基部１１は、例えばフッ素樹脂製電解質膜等のイオン導電性電解質よりなる膜により構成してあり、水素イオンを通過させる性質を有している。この基部１１は、厚みが例えば２００μｍとされる。

　除湿電極１２は、基部１１の一面、すなわちイオン導電性電解質よりなる膜の一方の面１１ａに形成してあり、除湿触媒層１２１及び除湿集電体１２２を備えて構成してある。

　除湿触媒層１２１は、基部１１の一面１１ａに形成してあり、固体高分子電解質樹脂に粒径が例えば１０ｎｍの白金黒等の白金触媒粒子が分散されて構成してある。

　除湿集電体１２２は、除湿集電部材１２２ａ及び除湿集電枠１２２ｂを備えて構成してある。除湿集電部材１２２ａは、例えばカーボンペーパ等のカーボン繊維により構成してあり、平板状を成している。この除湿集電部材１２２ａの一面には、図２に示すように、金属粒子からなる薄膜電極層１２３が形成してある。

　薄膜電極層１２３は、チタン、白金、イリジウム、ルテニウム、白金イリジウム、二酸化イリジウム、ニッケルの少なくとも一種以上により構成された金属粒子から構成されるものであり、塗布等により除湿集電部材１２２ａの一面に形成してある。薄膜電極層１２３は、塗布により形成されるので、種々のパターンの形態を成すことが可能であり、本実施の形態では、複数の矩形状開口１２３ａが形成された形態を成している。この薄膜電極層１２３の厚みは、例えば１０～５０μｍ程度とされる。

　このような除湿集電部材１２２ａは、薄膜電極層１２３が除湿触媒層１２１に接する態様で、例えば熱プレスにより接合させて除湿触媒層１２１に一体化されて構成されている。

　除湿集電枠１２２ｂは、導電性材料から構成してあり、枠状を成すものである。この除湿集電枠１２２ｂは、除湿集電部材１２２ａに接合してある。

　加湿電極１３は、基部１１の他面、すなわちイオン導電性電解質よりなる膜の他方の面１１ｂに形成してあり、加湿触媒層１３１及び加湿集電体１３２を備えて構成してある。

　加湿触媒層１３１は、基部１１の他面１１ｂに形成してあり、固体高分子電解質樹脂にカーボン粒子及び白金ナノ粒子が分散されて構成してある。

　加湿集電体１３２は、加湿集電部材１３２ａ及び加湿集電枠１３２ｂを備えて構成してある。加湿集電部材１３２ａは、例えばカーボンペーパ等のカーボン繊維により構成してあり、平板状を成している。この加湿集電部材１３２ａの一面には、金属粒子からなる薄膜電極層１３３が形成してある。

　薄膜電極層１３３は、チタン、白金、イリジウム、ルテニウム、白金イリジウム、二酸化イリジウム、ニッケルの少なくとも一種以上により構成された金属粒子から構成されるものであり、塗布により加湿集電部材１３２ａの一面に形成してある。薄膜電極層１３３は、塗布により形成されるので、種々のパターンの形態を成すことが可能であり、本実施の形態では、除湿集電体１２２を構成する薄膜電極層１２３と同様に、複数の矩形状開口１３３ａが形成された形態を成している。この薄膜電極層１３３の厚みは、例えば１０～５０μｍ程度とされる。

　このような加湿集電部材１３２ａは、薄膜電極層１３３が加湿触媒層１３１に接する態様で、例えば熱プレスにより接合させて加湿触媒層１３１に一体化されて構成されている。

　加湿集電枠１３２ｂは、導電性材料から構成してあり、枠状を成すものである。この加湿集電枠１３２ｂは、加湿集電部材１３２ａに接合してある。

　そのような調湿素子１０は、除湿電極１２を構成する除湿集電枠１２２ｂと、加湿電極１３を構成する加湿集電枠１３２ｂとが、それぞれ導線２を介して外部電源１に電気的に接続されて構成してある。すなわち、除湿電極１２の除湿集電枠１２２ｂ（除湿集電体１２２）が外部電源１の正極に電気的に接続されることで該除湿電極１２が陽極を構成し、加湿電極１３の加湿集電枠１３２ｂ（加湿集電体１３２）が外部電源１の負極に電気的に接続されることで該加湿電極１３が陰極を構成している。

　上記構成を有する調湿素子１０においては、外部電源１から電流が供給されて通電されると、除湿電極１２では、下記式（３）の反応が起こるとともに、加湿電極１３では、下記式（４）の反応が起こる。

　つまり、除湿電極１２の周辺雰囲気は水分子（水成分）が減少することにより除湿される。そして、除湿電極１２で生じた水素イオンが基部１１を通過して加湿電極１３の周辺雰囲気の酸素分子（酸素成分）と反応して水分子となることにより、加湿電極１３の周辺雰囲気が加湿される。

　式（３）　Ｈ_２Ｏ→２Ｈ^＋＋１／２Ｏ_２＋２ｅ^－
　式（４）　２Ｈ^＋＋２ｅ^－＋１／２Ｏ_２→Ｈ_２Ｏ

　以上のような構成を有する調湿素子１０では、除湿電極１２及び加湿電極１３を構成する除湿集電体１２２及び加湿集電体１３２が、金属粒子よりなる薄膜電極層１２３，１３３を除湿集電部材１２２ａ及び加湿集電部材１３２ａのそれぞれの一面に形成して構成されていたので、調湿素子１０の面方向の集電抵抗を低減させることができる。しかも、従来のようにチタンやニッケル等の非常に高価な金属を用いて網目構造体に加工する必要がないので、安価に製造することができ、製造コストの低減化を図ることができる。

　上記調湿素子１０によれば、加湿集電体１３２において平面状の加湿集電部材１３２ａが設けてあるので、加湿触媒層１３１にて生じた水分子が、加湿集電部材１３２ａを通過して種々の方向に分散することになり、加湿電極１３の周辺雰囲気を良好に加湿することができる。

　以上、本発明に係る調湿素子１０の好適な実施の形態について説明したが、本発明は種々の変更を行うことができる。

　上述した調湿素子１０を構成する薄膜電極層１２３，１３３は、触媒層（除湿触媒層１２１及び加湿触媒層１３１）と、集電部材（除湿集電部材１２２ａ及び加湿集電部材１３２ａ）との間に介在する態様で形成されていたが、本発明においては、図３に示すように、薄膜電極層１２４，１３４が、集電部材（除湿集電部材１２２ａ及び加湿集電部材１３２ａ）を介して触媒層（除湿触媒層１２１及び加湿触媒層１３１）に形成されていてもよい。

　上述した実施の形態では、薄膜電極層１２３，１３３が、集電部材（除湿集電部材１２２ａ及び加湿集電部材１３２ａ）の一面に形成してから触媒層（除湿触媒層１２１及び加湿触媒層１３１）に接合していたが、本発明においては、薄膜電極層が触媒層に直接塗布により形成されて集電体を構成してもよい。つまり、集電部材が設けられていなくてもよい。

＜調湿ユニット＞
　図４は、本発明の実施の形態である調湿ユニットの構成を模式的に示す模式図である。ここで例示する調湿ユニット２０は、調湿素子１０と、湿度検出センサ（湿度検出手段）２１と、制御部２２とを備えて構成してある。

　調湿素子１０は、図１に示したものと同様の構成を有するものであるので、同一の符号を付してその重複した説明を割愛する。この調湿素子１０は、図５に示すように、陽極を構成する除湿電極１２が筐体３の外部を臨むとともに、陰極を構成する加湿電極１３が筐体３の内部を臨む態様で、該筐体３の壁部に形成された通気孔４を閉塞して配置してある。

　湿度検出センサ２１は、筐体３の内部に設置してあり、調湿素子１０により加湿される筐体３の内部の湿度を検出するものである。この湿度検出センサ２１は、検出湿度を湿度信号として制御部２２に出力するものである。

　制御部２２は、記憶部２３に記憶されたプログラムやデータにしたがって調湿ユニット２０の動作を統括的に制御するものである。この制御部２２は、外部電源１を駆動させて、調湿素子１０の両電極１２，１３間に印加する直流電圧値を１．２２９Ｖ以上３Ｖ未満の間、より好ましくは１．２２９Ｖ以上２．８Ｖ以下の間で変動させるものである。

　ここで直流電圧値の下限値である１．２２９Ｖは、水の電気分解における理論電圧値である。また直流電圧値の上限値である２．８Ｖは、調湿素子１０で良好に調湿反応（除湿反応及び加湿反応）が起こる電圧値である。

　尚、制御部２２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等の処理装置にプログラムを実行させること、すなわちソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア及びハードウェアを併用して実現してもよい。

　また記憶部２３には、筐体３の内部における湿度の目標範囲情報が記憶されており、より詳細には目標下限値及び目標上限値に関する情報が記憶されている。

　このような調湿ユニット２０においては、制御部２２が外部電源１を駆動させて調湿素子１０の両電極１２，１３間に対し直流電圧を印加することにより、除湿電極１２で上記式（３）の反応が起こり、加湿電極１３で上記式（４）の反応が起こることにより、筐体３の内部雰囲気が加湿される。

　図６は、図４に示した制御部２２が実施する調湿制御処理の処理内容を示すフローチャートである。

　この調湿制御処理において制御部２２は、湿度検出センサ２１からの湿度信号の入力の有無を判断する（ステップＳ１０１）。この湿度検出センサ２１からの湿度信号の入力が無い場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、制御部２２はステップＳ１０１の処理を繰り返す。

　一方、湿度信号の入力がある場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、制御部２２は、記憶部２３より目標範囲情報を読み出し、湿度信号に含まれる検出湿度が目標下限値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。

　検出湿度が目標下限値以上でない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、すなわち検出湿度が目標下限値未満である場合、制御部２２は、外部電源１による調湿素子１０へ印加する直流電圧値（以下、印加電圧値ともいう）を上限値（２．８Ｖ）に設定し（ステップＳ１０３）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

　これによれば、調湿素子１０による除湿反応及び加湿反応が促進され、筐体３の内部雰囲気における湿度が上昇する方向に推移する。

　検出湿度が目標下限値以上である場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御部２２は、検出湿度が目標上限値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。

　検出湿度が目標上限値以下でない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、すなわち検出湿度が目標上限値を超えている場合、制御部２２は、印加電圧値を下限値（１．２２９Ｖ）に設定し（ステップＳ１０５）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

　これによれば、調湿素子１０による除湿反応及び加湿反応が行われず、筐体３の内部雰囲気における湿度が下降する方向に推移する。ここで、印加電圧値の下限値は、水の電気分解における理論電圧値（１．２２９Ｖ）であるから、理論上、調湿素子１０での調湿反応が生ずることになるが、実際には、調湿素子１０の構成要素の電気抵抗等により、調湿反応が生じない。つまり、かかる理論電圧値は、調湿反応が行われない電圧値の最大値に近いものといえる。

　検出湿度が目標下限値以下である場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、つまり、検出湿度が目標範囲にある場合、制御部２２は、印加電圧値を維持して（ステップＳ１０６）、その後に手順をリターンして今回の処理を終了する。

　以上説明したように、本発明の実施の形態である調湿ユニット２０においては、制御部２２が、調湿素子１０の両電極１２，１３間に印加する直流電圧値を１．２２９Ｖ以上３Ｖ未満の間で変動させているので、調湿素子１０に印加される電圧差を小さくすることができる。そのため、両電極１２，１３において触媒層（除湿触媒層１２１及び加湿触媒層１３１）の粒子の溶解及び凝集を抑制し、比表面積の低下を低減させることができる。よって、調湿ユニット２０によれば、使用寿命の長大化を図ることができる。

　以上、本発明に係る調湿ユニット２０の好適な実施の形態について説明したが、本発明は種々の変更を行うことができる。

　上述した実施の形態では、調湿素子１０が、除湿電極１２が筐体３の外部を臨むとともに、加湿電極１３が筐体３の内部を臨む態様で配置してあったが、本発明においては、調湿素子が、加湿電極が筐体の外部を臨むとともに、除湿電極が筐体の内部を臨む態様で配置されていてもよい。

　上述した実施の形態では、制御部２２が、直流電圧値を１．２２９Ｖ以上２．８Ｖ以下の間で調湿素子１０の両電極１２，１３間に印加していたが、本発明においては、印加電圧値の下限値が１．２２９Ｖであれば、印加電圧値の上限値は従来と同じであってもよい。

　上述した実施の形態では、調湿素子１０の構成が、図１に示したものを例示したが、本発明においては、調湿素子は周知の構成を有するものであってもよい。

　上述した実施の形態では、制御部２２が、湿度検出センサ２１による検出結果に応じて調湿素子１０の両電極１２，１３間に印加する直流電圧値を変動させていたが、本発明においては、記憶部に、温度と電流値と相対湿度との相関関係を示すテーブルが格納されている場合、調湿素子を通過する電流値に基づいて湿度を予測して直流電圧値を変動させてもよい。

　上述した実施の形態では、制御部２２が、調湿制御処理において、印加電圧値の上限値と印加電圧値の下限値とで変動させていたが、本発明においては、印加電圧値を漸次増大、あるいは漸次低減させるように変動させてもよい。

　本発明に係る調湿ユニットは、次のような構成を有していてもよい。図７は、本発明の実施の形態である調湿ユニットの変形例の構成を模式的に示す模式図である。尚、上述した調湿ユニット２０と同一の構成要素には同一の符号を付してその重複した説明を割愛する。

　ここで例示する調湿ユニット３０は、調湿素子１０と、電圧検知部（電圧検知手段）３１と、制御部３２とを備えて構成してある。

　電圧検知部３１は、除湿触媒層１２１と加湿触媒層１３１との間の電圧値を検知するものである。より詳細には、電圧検知部３１は、除湿触媒層１２１及び加湿触媒層１３１のそれぞれに電気的に接続されたプローブ３１ａ，３１ｂにより両触媒層１２１，１３１間の電圧値を検知するものである。ここでプローブ３１ａ，３１ｂは、図には明示しないが、銅製の直方体ブロックに金メッキを施して除湿触媒層１２１及び加湿触媒層１３１に電気的に接触してある。尚、プローブ３１ａ，３１ｂは、除湿触媒層１２１及び加湿触媒層１３１のそれぞれと電気的に接続することができればその形態や構成は特に限定されるものではなく、形状は、平板状、凸レンズ状、針状、剣状、ワイヤー状等の形態であってもよい。

　制御部３２は、記憶部３３に記憶されたプログラムやデータにしたがって調湿ユニット３０の動作を統括的に制御するものである。この制御部３２は、外部電源１を駆動させて、調湿素子１０の両電極１２，１３間に印加する直流電圧値を１．２２９Ｖ以上３Ｖ未満の間、より好ましくは１．２２９Ｖ以上２．８Ｖ以下の間で変動させるものである。

　尚、制御部３２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等の処理装置にプログラムを実行させること、すなわちソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア及びハードウェアを併用して実現してもよい。

　このような調湿ユニット３０においては、制御部３２が外部電源１を駆動させて調湿素子１０の両電極１２，１３間に対し直流電圧を印加することにより、除湿電極１２で上記式（３）の反応が起こり、加湿電極１３で上記式（４）の反応が起こることにより、筐体３の内部雰囲気が加湿される。

　そして、制御部３２は、電圧検知部３１により検知される電圧値（以下、検知電圧値ともいう）が外部電源１による印加電圧値から乖離する場合、検知電圧値が該印加電圧値に近似するよう、すなわち検知電圧値が所定の範囲となるよう外部電源１により調湿素子１０に印加する電圧を変動させる補正を行う。

　これによれば、調湿素子１０の各電極（除湿電極１２及び加湿電極１３）での構成要素間の接触抵抗により生じるＩＲ損失により、触媒層（除湿触媒層１２１及び加湿触媒層１３１）での反応が低下してしまうことを抑制することができ、調湿素子１０での調湿反応を良好に行うことができる。

　１…外部電源、１０…調湿素子、１１…基部、１２…除湿電極、１２１…除湿触媒層、１２２…除湿集電体、１２２ａ…除湿集電部材、１２２ｂ…除湿集電枠、１２３…薄膜電極層、１３…加湿電極、１３１…加湿触媒層、１３２…加湿集電体、１３２ａ…加湿集電部材、１３２ｂ…加湿集電枠、１３３…薄膜電極層、２０…調湿ユニット、２１…湿度検出センサ、２２…制御部、２３…記憶部。

Claims (9)

1. 　イオン導電性電解質よりなる膜の両面に電極が設けられ、一方の電極で水を電気分解して除湿を行いつつ他方の電極で水を発生して加湿を行う調湿素子において、
   　前記電極は、
   　前記膜に形成された触媒層と、
   　前記触媒層に形成され、かつ電源に電気的に接続された集電体と
   　を備え、
   　前記集電体は、金属粒子からなる薄膜電極層を有することを特徴とする調湿素子。
2. 　前記薄膜電極層は、前記触媒層と、前記集電体を構成する平板状の集電部材との間に介在する態様で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の調湿素子。
3. 　前記薄膜電極層は、前記集電体を構成する平板状の集電部材を介して前記触媒層に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の調湿素子。
4. 　前記金属粒子は、チタン、白金、イリジウム、ルテニウム、白金イリジウム、二酸化イリジウム、ニッケルの少なくとも一種以上により構成されたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載の調湿素子。
5. 　前記集電部材は、カーボン繊維により構成されたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の調湿素子。
6. 　イオン導電性電解質よりなる膜の両面に電極が設けられ、一方の電極で水を電気分解して除湿を行いつつ他方の電極で水を発生して加湿を行う調湿素子と、
   　前記調湿素子の両電極間に印加する直流電圧値を、下限値を水の電気分解における理論電圧値として変動させる制御部と
   　を備えたことを特徴とする調湿ユニット。
7. 　前記制御部は、前記調湿素子の両電極間に印加する直流電圧値を１．２２９Ｖ以上３Ｖ未満の間で変動させることを特徴とする請求項６に記載の調湿ユニット。
8. 　前記調湿素子により除湿若しくは加湿される雰囲気の湿度を検出する湿度検出手段を備え、
   　前記制御部は、前記湿度検出手段による検出結果に応じて前記調湿素子の両電極間に印加する直流電圧値を変動させることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の調湿ユニット。
9. 　前記電極は、
   　前記膜に形成された触媒層と、
   　前記触媒層に形成され、かつ電源に電気的に接続された集電体と
   　を備えてなり、
   　前記触媒層間の電圧値を検知する電圧検知手段を備え、
   　前記制御部は、前記電圧検知手段により検知される電圧値が所定の範囲となる態様で、前記集電体間に対する直流電圧値を変動させることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の調湿ユニット。

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