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ヨウ化水素分解触媒及び水素製造方法 NEW

国内特許コード P180015203
整理番号 14086
掲載日 2018年7月25日
出願番号 特願2016-170771
公開番号 特開2018-034125
出願日 平成28年9月1日(2016.9.1)
公開日 平成30年3月8日(2018.3.8)
発明者
  • 野口 弘喜
  • 石原 達己
出願人
  • 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 ヨウ化水素分解触媒及び水素製造方法 NEW
発明の概要 【課題】平衡に近い転化率でHI分解を行うことができると共に、失活しにくく、長期的な連続反応を促すことが可能なヨウ化水素分解触媒を提供する。
【解決手段】本発明に係るヨウ化水素分解触媒は、ヨウ化水素をヨウ素と水素に分解する反応を促進するヨウ化水素分解触媒であって、酸化セリウム単体又は金属または金属カチオンMが添加された酸化セリウムと、白金とを担持した多孔質物質と、からなることを特徴とする。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要 水を熱分解することによって水素を製造する方法として、IS(Iodine Sulfur)法が知られている(特許文献1参照)。IS法は、以下の3つの工程から構成されている。
I ブンゼン反応工程
ヨウ素、二酸化硫黄および水から硫酸水溶液およびヨウ化水素水溶液を生成する。
II ヨウ化水素濃縮分解工程
ブンゼン反応工程によって得られたヨウ化水素水溶液を濃縮した後に、ヨウ化水素を分解し、製品としての水素とブンゼン反応工程へ供給するヨウ素とを得る。
III 硫酸濃縮分解工程
ブンゼン反応装置によって得られた硫酸水溶液を濃縮した後に、硫酸を分解し、酸素とブンゼン反応工程へ供給する二酸化硫黄とを得る。この工程で得られる二酸化硫黄は、硫酸の分解により生成する三酸化硫黄をさらに分解することにより得られる。

上記I~IIIの3つの工程はそれぞれが接続され、閉サイクルとされている。

ブンゼン反応は発熱反応であるが、ヨウ化水素濃縮分解工程におけるヨウ化水素の分解反応、硫酸濃縮分解工程における硫酸の分解反応および硫酸の分解によって生成した三酸化硫黄の分解反応は吸熱反応とされる。したがって、IS法を実現する場合には、ヨウ化水素濃縮分解工程および硫酸濃縮分解工程に熱エネルギーを投入する。
特開2004-107115号公報
P. Favuzza, C. Felici, L. Nardi, P. Tarquini, A. Tito, "Kinetics of hydrogen iodide decomposition over activated carbon catalysts in pellets",Applied Catalysis B: Environmental 105 (2011) 30-40
Xiangdong Lin, Yanwei Zhang, Zhihua Wang, Rui Wang, Junhu Zhou, Kefa Cen, "Hydrogen production by HI decomposition over nickel-ceria-zirconia catalysts via the sulfur-iodine thermochemical water-splitting cycle", Energy Conversion and Management 84 (2014) 664-670
Laijun Wang, Songzhi Hu, Daocai Li, Qi Han, Ping Zhang, Songzhe Chen, Jingming Xu, "Effects of the second metals on the active carbon supported Pt catalysts for HI decomposition in the iodine-sulfur cycle", International J. Hydrogen Energy 39 (2014) 14161 -14165
産業上の利用分野 本発明は、ヨウ化水素の分解反応における反応を促進するヨウ化水素分解触媒、及びこのようなヨウ化水素分解触媒を用いた水素製造方法に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】
ヨウ化水素をヨウ素と水素に分解する反応を促進するヨウ化水素分解触媒であって、
酸化セリウム単体又は金属または金属カチオン(以下、金属Mと略記)が添加された酸化セリウムと、白金とを担持した多孔質物質から構成されることを特徴とするヨウ化水素分解触媒。

【請求項2】
前記金属MがCu、Zr、Tb、Pr、Fe、Y、La、 Ni、Mnからなる群から選択される少なくとも一種の金属又は複数の金属の組み合わせからなることを特徴とする請求項1に記載のヨウ化水素分解触媒。

【請求項3】
前記多孔質物質が活性炭であること特徴とする請求項1又は請求項2に記載のヨウ化水素分解触媒。

【請求項4】
ヨウ素、二酸化硫黄および水から硫酸水溶液およびヨウ化水素水溶液を生成するブンゼン反応工程と、
前記ブンゼン反応工程によって得られたヨウ化水素水溶液を分解し、製品としての水素と前記ブンゼン反応工程へ供給するヨウ素とを得るヨウ化水素分解工程を含み、
酸化セリウム単体又は金属Mが添加された酸化セリウムと、白金とを担持した多孔質物質と、からなるヨウ化水素分解触媒により、前記ヨウ化水素分解工程での反応を促進することを特徴とする水素製造方法。

【請求項5】
前記金属MがCu、Zr、Tb、Pr、Fe、Y、La、Ni、Mnからなる群から選択される少なくとも一種の金属又は複数の金属の組み合わせからなることを特徴とする請求項4に記載の水素製造方法。

【請求項6】
前記多孔質物質が活性炭であること特徴とする請求項4又は請求項5に記載の水素製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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