電気化学反応器及びそれを使用した燃料ガスの製造方法

• 特願2008-169449 (2008.6.27) JP

• 平田 好洋

• 国立研究開発法人科学技術振興機構

家畜排泄物及び下水処理場のメタン発酵で発生するバイオガスはメタン（ＣＨ_４）６０％及び二酸化炭素（ＣＯ_２）４０％を含んでいる。これらの反応により生成する水素及び一酸化炭素は種々の燃料として利用できる。また、二酸化炭素をバイオガスと再度混合することで、燃料のクローズドシステムの確立が可能となる。

従来、電極での酸化還元反応を利用して、ＣＨ_４－ＣＯ_２系ガスからＨ_２－ＣＯ系燃料ガスを合成する方法として、Ｎｉ触媒を用いたメタンのＣＯ_２ドライリフォーミングがある。このドライリフォーミングは（１）式で表される。
ＣＨ_４＋ＣＯ_２→２Ｈ_２＋２ＣＯ・・・（１）

しかしながら、ドライリフォーミングでは、（２）式に示すように、６００℃未満の温度で一酸化炭素（ＣＯ）がＣＯ_２及びＣに不均化反応を起こす。このため、６００℃以上の高温で処理を行う必要がある。
２ＣＯ→ＣＯ_２＋Ｃ・・・（２）

一方、高温下では、（３）式に示すように、ＣＨ_４の熱分解が進行し、析出する炭素がＮｉ触媒を覆う。このため、触媒能が時間の経過とともに低下する。また、析出した炭素により、反応ガスの閉塞が生じる。
ＣＨ_４→２Ｈ_２＋Ｃ・・・（３）

このように、従来のドライリフォーミングでは、どのような温度で処理を行っても、高効率で燃料ガスを合成することができない。

本発明は、酸化還元反応を利用した燃料ガスの合成に好適な電気化学反応器及びそれを使用した燃料ガスの製造方法に関する。

• C25B   1/02      水素または酸素
• C25B   9/00      槽または槽の組立体；槽の構造部品；構造部品の組立体，例．電極－隔膜の組立体

• 4K021AA01 水素または酸素
• 4K021BA06 有機化合物の
• 4K021BC01 電解液の供給または除去
• 4K021DB18 特定の材料からなる
• 4K021DB19 鉄族金属または炭素の
• 4K021DB40 その他の隔膜，隔壁を備える
• 4K021DC03 水素製造供給装置