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水素生成方法 コモンズ

国内特許コード P110004982
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2007-060769
公開番号 特開2008-222470
登録番号 特許第5374702号
出願日 平成19年3月9日(2007.3.9)
公開日 平成20年9月25日(2008.9.25)
登録日 平成25年10月4日(2013.10.4)
発明者
  • 水口 仁
  • 鈴木 茂
  • 松本 圭司
出願人
  • 国立大学法人横浜国立大学
発明の名称 水素生成方法 コモンズ
発明の概要

【課題】酸化物半導体の熱励起を利用して有機化合物から安価に水素を発生させることができ、この酸化物半導体の活性を失うことなく繰り返し使用することができる水素生成装置及び水素生成方法を提供する。
【解決手段】本発明の水素生成装置1は、内部に酸化物半導体22を収納し、有機化合物を酸化物半導体22の熱励起により部分酸化分解し水素を生成する反応器2と、この反応器2に設けられ酸化物半導体22を所定の温度に加熱するヒータ3と、反応機に有機化合物を供給する有機化合物供給管4と、反応器2に酸素ガスを供給する酸素ガス供給管5とを備えている。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


従来、家庭用据置型燃料電池に用いられる水素生成装置としては、液化天然ガス(LPG)を原料とする水蒸気改質型の水素生成装置が実用化されている。また、パーソナルコンピュータ(PC)等のモバイル用途の燃料電池等に用いられる水素生成装置としては、メタノールを白金触媒を用いて加熱分解して水素を生成する水素生成装置が実用化されている。



一方、ポリカーボネート等を分解するシステムとしては、3.2eVのギャップエネルギー(Eg)を有する半導体である酸化チタン(TiO)の熱励起により大量に生成される正孔を利用した分解システムが提案されている(特許文献1、非特許文献1、2)。
この分解システムは、酸化チタンを250~600℃という高温に加熱することにより、この酸化チタンに大量に生成する正孔と当該正孔の強力な酸化力によりポリカーボネート等のポリマーを瞬時に水と二酸化炭素に完全に分解するシステムである。【特許文献1】特開2005-139440号公報【非特許文献1】水口 仁、「感光体材料から生まれたプラスチック廃材の処理システム」、日本画像学会誌、日本画像学会、2005年、第156号、p.265-269【非特許文献2】水口 仁、「半導体の熱励起を利用した有機物分解システム」、化学と工業、日本化学会、2005年、第58巻、第7号、p.841-843

産業上の利用分野


本発明は、水素生成装置及び水素生成方法に関し、更に詳しくは、家庭用固定式燃料電池やパーソナルコンピュータ(PC)等のモバイル用途の燃料電池等の各種FC用水素発生装置に好適に用いられ、繰り返し使用した場合であっても、酸化物半導体の活性を失うことなく炭化水素等の有機化合物から水素を生成することが可能な水素生成装置及び水素生成方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
酸化物半導体の熱励起を利用した水素生成方法であって、
前記酸化物半導体を350℃以上かつ500℃以下に加熱し、この加熱した酸化物半導体に気相の有機化合物及び酸素ガスを通過させて前記有機化合物を前記酸化物半導体の熱励起により部分酸化分解し水素を生成することを特徴とする水素生成方法(ただし、二酸化チタンが単独で金、若しくはニッケルを担持している触媒、又は二酸化チタンが鉄、コバルト、若しくは亜鉛の酸化物と複合酸化物を形成して、前記複合酸化物が金を担持している触媒を利用した方法を除く)
【請求項2】
記酸素ガスの濃度は、この酸素ガスと前記有機化合物の合計量に対して30体積%以上かつ70体積%以下であることを特徴とする請求項記載の水素生成方法。
【請求項3】
酸化物半導体の熱励起を利用した水素生成方法であって、
前記酸化物半導体を300℃以上かつ450℃以下に加熱し、この加熱した酸化物半導体に液相の有機化合物の蒸気及び酸素ガスを通過させて前記有機化合物を前記酸化物半導体の熱励起により部分酸化分解し水素を生成することを特徴とする水素生成方法(ただし、二酸化チタンが単独で金、若しくはニッケルを担持している触媒、又は二酸化チタンが鉄、コバルト、若しくは亜鉛の酸化物と複合酸化物を形成して、前記複合酸化物が金を担持している触媒を利用した方法を除く)
【請求項4】
記酸素ガスの濃度は、この酸素ガスと前記有機化合物の合計量に対して50体積%以下であることを特徴とする請求項記載の水素生成方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007060769thum.jpg
出願権利状態 登録
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