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(In Japanese)電気化学反応器並びにそれを使用した一酸化炭素及び水蒸気からの水素及び二酸化炭素の製造方法

Patent code P170013751
File No. J1009-04WO
Posted date Mar 15, 2017
Application number P2015-531798
Patent number P6480330
Date of filing Aug 8, 2014
Date of registration Feb 15, 2019
International application number JP2014070991
International publication number WO2015022912
Date of international filing Aug 8, 2014
Date of international publication Feb 19, 2015
Priority data
  • P2013-168640 (Aug 14, 2013) JP
Inventor
  • (In Japanese)平田 好洋
  • (In Japanese)鮫島 宗一郎
  • (In Japanese)下之薗 太郎
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title (In Japanese)電気化学反応器並びにそれを使用した一酸化炭素及び水蒸気からの水素及び二酸化炭素の製造方法
Abstract (In Japanese)電気化学反応器(20)には、鉄及びガドリニウム固溶セリアを含有するアノード電極(21)と、コバルト及びガドリニウム固溶セリアを含有するカソード電極(22)と、アノード電極(21)とカソード電極(22)との間に設けられ、ガドリニウム固溶セリアを含有する多孔質の電解質膜(23)と、が設けられている。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

(1)式で示すように、一酸化炭素及び水蒸気から水素及び二酸化炭素を得ることができる。
CO+H2O→H2+CO2・・・(1)

水素は燃料電池の燃料として使用することができる。二酸化炭素をメタンと反応させると、(2)式で示すように、水素及び一酸化炭素を得ることができる。
CH4+CO2→2H2+2CO・・・(2)

この反応で得られた一酸化炭素は(1)式の反応に用いることができる。従って、(1)式の反応及び(2)式の反応を組み合わせれば、温室効果ガスである二酸化炭素及びメタンを反応系外に放出することなく水素を製造することができる。メタンは天然ガスに含有され、また、家畜の排泄物及び下水の汚泥のメタン発酵で発生したガス、いわゆるバイオガスにも含有されている。

しかしながら、従来、(1)式の反応を効率よく生じさせることは困難である。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、電気化学反応器並びにそれを使用した水素及び二酸化炭素の製造方法等に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
一酸化炭素及び水蒸気から水素及び二酸化炭素を製造する電気化学反応器であって、
鉄及びガドリニウム固溶セリアを含有するアノード電極と、
コバルト及びガドリニウム固溶セリアを含有するカソード電極と、
前記アノード電極と前記カソード電極との間に設けられ、ガドリニウム固溶セリアを含有する多孔質の電解質膜と、
を有することを特徴とする電気化学反応器。

【請求項2】
 
メタン及び二酸化炭素から水素及び一酸化炭素を生成する第1の電気化学反応器と、
水蒸気及び前記第1の電気化学反応器により生成された一酸化炭素から水素及び二酸化炭素を生成する第2の電気化学反応器と、
を有し、
前記第2の電気化学反応器は、
鉄及びガドリニウム固溶セリアを含有するアノード電極と、
コバルト及びガドリニウム固溶セリアを含有するカソード電極と、
前記アノード電極と前記カソード電極との間に設けられ、ガドリニウム固溶セリアを含有する多孔質の電解質膜と、
を有することを特徴とする複合電気化学反応器。

【請求項3】
 
電気化学反応器のアノード電極とカソード電極との間に電圧を印加する工程と、
前記カソード電極に向けて水蒸気及び一酸化炭素を含むガスを供給する工程と、
を有し、
前記電気化学反応器は、
鉄及びガドリニウム固溶セリアを含有するアノード電極と、
コバルト及びガドリニウム固溶セリアを含有するカソード電極と、
前記アノード電極と前記カソード電極との間に設けられ、ガドリニウム固溶セリアを含有する多孔質の電解質膜と、
を有することを特徴とする水素及び二酸化炭素の製造方法。

【請求項4】
 
メタン及び二酸化炭素から水素及び一酸化炭素を生成する第1の電気化学反応器と、水蒸気及び前記第1の電気化学反応器により生成された一酸化炭素から水素及び二酸化炭素を生成する第2の電気化学反応器とを有する複合電気化学反応器の前記第1の電気化学反応器のアノード電極とカソード電極との間に電圧を印加する工程と、
前記複合電気化学反応器の前記第2の電気化学反応器のアノード電極とカソード電極との間に電圧を印加する工程と、
前記第1の電気化学反応器の前記カソード電極に向けてメタン及び二酸化炭素を含むガスを供給する工程と、
を有し
前記第2の電気化学反応器は、
鉄及びガドリニウム固溶セリアを含有するアノード電極と、
コバルト及びガドリニウム固溶セリアを含有するカソード電極と、
前記アノード電極と前記カソード電極との間に設けられ、ガドリニウム固溶セリアを含有する多孔質の電解質膜と、
を有することを特徴とする水素及び二酸化炭素の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2015531798thum.jpg
State of application right Registered
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