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水素の製造方法

国内特許コード P07A010663
掲載日 2007年10月4日
出願番号 特願2003-129083
公開番号 特開2004-330074
登録番号 特許第4296259号
出願日 平成15年5月7日(2003.5.7)
公開日 平成16年11月25日(2004.11.25)
登録日 平成21年4月24日(2009.4.24)
発明者
  • 楠元 芳文
出願人
  • 国立大学法人 鹿児島大学
発明の名称 水素の製造方法
発明の概要

【課題】太陽光などに含まれる紫外線及び可視光線を利用しうる光触媒を提供し、この触媒を用いて水素含有化合物(アルコール類)を含む水の分解に使用し、これによって、水素を生成、製造する手段を提供しようするものであり、さらにまた、有害化学物質の分解処理に使用し、これによって、有害物質無害化処理手段を提供しようとするものである。
【解決手段】ゼオライトと酸化チタンとの混合系、グラファイトシリカと酸化チタンとの混合系について検討し、水和クラスターに影響を及ぼす可能性のある中間赤外線の効用を持ったグラファイトシリカが酸化チタンの光触媒の活性を高める重要因子であることを見いだした。酸化チタンにグラファイトシリカを適切な比率で混合することにより、高効率の水素を発生する光触媒を得ることができる。

従来技術、競合技術の概要
新しいエネルギー源として原子力発電が実用化されているが、安全性や廃棄物処理等の問題を抱えているのでクリーンで安全な新エネルギーの開発が注目されている。現在、化石資源の制約やそれらの大量消費によって引き起こされた深刻な地球温暖化など環境問題が注目されている。
【0003】
これに対して、一年間で地上に届く太陽エネルギーは人類の年間エネルギー消費量の1万倍に相当するほど莫大なものであり、その効率的な利用研究が最近活発となっている。その代表的な研究に光触媒がある。この光触媒、たとえば紫外線および可視光応答型光触媒は、無尽蔵な太陽光と水から、クリーンな燃料となる水素と酸素を直接製造することができる極めて有用な触媒として注目されている。
酸化チタン(TiO)単体の系、グラファイトと酸化チタンの混合系、活性炭と酸化チタンの混合系、シリカと酸化チタンの混合系の触媒系を用いても、ほとんど水素の発生は見られなかった。
【0004】
この反応は下記の反応式(a)に示すようにエネルギー蓄積型の反応であり、光合成において、光を必要とする明反応下で起こる酸素発生も、この分解反応にほかならない。
O→H+(1/2)O (a)
一般に、この種の光触媒は、そのバンドギャップ以上のエネルギーを吸収すると、正孔と電子を生成しこれらがそれぞれ酸化反応、還元反応を行い、酸素、水素を発生させる。この光触媒の実用化を考えた場合、光源として太陽光の利用は不可欠である。地表に降り注ぐ太陽光は、可視光である波長500nm付近に放射の最大強度をもっており、波長が約400~750nmの可視光領域のエネルギー量は全太陽光の約43%である。
一方、波長が約400nm以下の紫外線領域では全太陽光の5%にも満たない。
特許請求の範囲 【請求項1】 酸化チタンと、グラファイトシリカとを主成分とした光触媒を用い、反応溶液として水にアルコール類を10~90vol%添加し、アルコール水溶液とし、これに紫外線および可視光線を照射する水素の製造方法。
【請求項2】 前記光触媒として、前記グラファイトシリカの含有量が30~70wt%のものを用いることを特徴とする請求項1に記載の水素の製造方法。
産業区分
  • その他無機化学
  • 無機化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
鹿児島TLOでは鹿児島大学、鹿屋体育大学から特許に関する技術移転を受託しています。
上記の特許・技術に興味を持たれた方はお問合せ下さい。


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