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高温型プロトン導電体を用いた炭化水素改質ガス類から水素を分離する方法 新技術説明会

シーズコード S040000260
掲載日 2006年8月25日
研究者
  • 松本 広重
研究者所属機関
  • 東北大学 多元物質科学研究所
研究機関
  • 東北大学 多元物質科学研究所
技術名称 高温型プロトン導電体を用いた炭化水素改質ガス類から水素を分離する方法 新技術説明会
技術概要 本技術は、高分子型燃料電池用の水素燃料製造を念頭に置いた、天然ガス等の改質ガス類からの高純度水素分離の方法を提供するものである。電極を取り付けた高温型プロトン導電体に直流電流を通電することにより、アノード室(陽極室)に導かれた改質ガスから、水素のみを純粋に分離する方法に関するものである。原理的には可能でありつつも、上記方法では電流密度として多くの水素を分離できないことが問題であった。詳細な検討の結果、その原因がカソード(水素発生極)における酸素分圧の低下にあることを突き止め、それを抑止する方法としてカソード室に水蒸気を導入することにより、著しい大電流密度化を可能にし、これにより単位電極面積あたりの水素分離速度の大幅な向上を実現させることができた。
従来技術、競合技術の概要 水素含有ガス中の水素を分離する方法として、パラジウム合金膜が挙げられるが、パラジウムが高価であることから、その実用化は限定的である。一方、多孔質体を用いた水素分離法、および圧力スイング吸着法においては原理的に多段の分離操作が必用である。
研究分野
  • 燃料電池
  • 各種物理的手法
  • 気体燃料の性質,組成,分析,試験
  • 気体燃料の製造
展開可能なシーズ (1)貴金属をほとんど用いないため、水素分離器を比較的安価に構成可能な方法
(2)一段の分離操作により、水蒸気以外を含まない高純度水素の製造が可能となる技術
(3)高温作動により、炭化水素改質部との一体化が可能になる方法
用途利用分野 炭化水素類からの水素製造における水素分離器
関連発表論文 (1)松本広重, 大久保誠, 浜島誠治, 岩原弘育, 余語利信. 高温型プロトン導電体の水素ポンプ機能を用いた水素製造. 中部化学関係学協会支部連合秋季大会講演予稿集. Vol.32nd,2001,p.133.
(2)松本広重, 大久保誠, 志村哲生, 余語利信. 高温型プロトン導電体を用いたメタン改質ガスからの水素製造. 電気化学会大会講演要旨集. Vol.69th,2002,p.290.
(3)大久保誠, 浜島誠治, 松本広重, 岩原弘育, 余語利信, 高村仁. 高温型プロトン導電体を用いたメタン改質ガスからの水素分離. 固体イオニクス討論会講演要旨集. Vol.27th,2001,p.226-227.
(4)松本広重, 工藤孝夫, 大竹隆憲, 開米篤, 八代圭司, 川田達也, 水崎純一郎,志村哲生. 高温型プロトン導電体を用いた改質ガスからの水素分離. 固体イオニクス討論会講演要旨集. Vol.29th,2003,p.72-73.
(5)工藤孝夫, 松本広重, 大竹隆憲, 堀切文正, 開米篤志, 八代圭司, 志村哲生, 岩原弘育, 渡辺雅人. 高温型プロトン導電体を用いた電気化学的水素分離. 電気化学会大会講演要旨集. Vol.71st,2004,p.283.
研究制度
  • 研究領域「資源循環・エネルギーミニマム型システム技術」/科学技術振興機構
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立研究開発法人科学技術振興機構, . 松本 広重, 高村 仁, 岩原 弘育, . 高温型プロトン導電体を用いた炭化水素改質ガス類から水素を分離する方法. 特開2003-002610. 2003-01-08
  • C01B   3/56     
  • B01D  53/22     
  • B01D  53/32     

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