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水素製造方法、水素製造装置及び電池 新技術説明会

国内特許コード P170013644
整理番号 14069
掲載日 2017年1月25日
出願番号 特願2014-261394
公開番号 特開2016-121036
出願日 平成26年12月24日(2014.12.24)
公開日 平成28年7月7日(2016.7.7)
発明者
  • 小島 由継
  • 宮岡 裕樹
  • 市川 貴之
  • 曾 亮
出願人
  • 国立大学法人広島大学
発明の名称 水素製造方法、水素製造装置及び電池 新技術説明会
発明の概要 【課題】低エネルギーで水素を製造可能な水素製造方法を提供する。
【解決手段】水素製造方法は、負極にアルカリ金属を用い、正極にカーボン又はアルカリ金属よりイオン化傾向の小さい金属を用いた電池反応により、アルカリ金属から電子を放出させるとともにアルカリ金属とカーボン又は金属との融合体を生成させる電気化学的酸化還元工程と、電気化学的酸化還元工程で放出された電子を利用して水を電気分解して水素を発生させる水素発生工程と、融合体を加熱して、アルカリ金属とカーボン又は金属に還元する熱化学還元工程と、を備える。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


エネルギーとして、これまで石炭や石油等の化石燃料が広く使用されてきたが、近年では資源の枯渇、地球温暖化等の問題があり、これらに代わる代替エネルギーとして水素エネルギーが注目されている。



アルカリ金属は、融点が200℃以下と低く、比較的低温で融解して液状になり、高い蒸気圧をもつといった特性を有している。このようなアルカリ金属の特性を利用して、水素を発生させる方法が知られている(特許文献1,非特許文献1)。



特許文献1、非特許文献1では、アルカリ金属を用いて、下式1~式3で表される反応により、水素を製造している。なお、式1~式3中、MはNa,Kを表す。
2MOH+2M →2MO+H ・・・(式1)
2MO →M+2M ・・・(式2)
+H2O→2MOH+1/2O ・・・(式3)

産業上の利用分野


本発明は、水素製造方法、水素製造装置及び電池に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
負極にアルカリ金属を用い、正極にカーボン又は前記アルカリ金属よりイオン化傾向の小さい金属を用いた電池反応により、前記アルカリ金属から電子を放出させるとともに前記アルカリ金属と前記カーボン又は前記金属との融合体を生成させる電気化学的酸化還元工程と、
前記電気化学的酸化還元工程で放出された電子を利用して水を電気分解して水素を発生させる水素発生工程と、
前記融合体を加熱して、前記アルカリ金属と前記カーボン又は前記金属に還元する熱化学還元工程と、を備える、
ことを特徴とする水素製造方法。

【請求項2】
前記電気化学的酸化還元工程では、前記水素発生工程にて水酸化物イオンの分解で生じる電子を利用して前記アルカリ金属と前記カーボン又は前記金属との融合体を生成させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の水素製造方法。

【請求項3】
前記熱化学還元工程で再生された前記アルカリ金属と前記カーボン又は前記金属を前記電気化学的酸化還元工程に再利用する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の水素製造方法。

【請求項4】
前記アルカリ金属がリチウム、ナトリウム及びカリウムから選択される1種以上である、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の水素製造方法。

【請求項5】
アルカリ金属から構成される負極と、カーボン又は前記アルカリ金属よりイオン化傾向の小さい金属から構成される正極と、電解質又は電解液を有し、前記アルカリ金属から電子を放出するとともに前記アルカリ金属と前記カーボン又は前記金属との融合体が生成する電池と、
水が供給され、前記電池から放出される電子の利用により、前記水が電気分解されて水が発生する水素発生装置と、
前記融合体を加熱する加熱装置と、を備える、
ことを特徴とする水素製造装置。

【請求項6】
アルカリ金属から構成される負極と、
カーボン又は前記アルカリ金属よりイオン化傾向の小さい金属から構成される正極と、
電解質又は電解液と、
前記アルカリ金属と前記カーボン又は前記金属との融合体が生成し、
前記融合体が加熱されることによって、前記アルカリ金属と前記カーボン又は前記金属に再生される、
ことを特徴とする電池。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2014261394thum.jpg
出願権利状態 公開


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