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水素ガス製造装置及び水素ガス製造方法

国内特許コード P180015243
整理番号 (S2015-1822-N0)
掲載日 2018年8月31日
出願番号 特願2017-530857
出願日 平成28年7月25日(2016.7.25)
国際出願番号 JP2016071726
国際公開番号 WO2017018378
国際出願日 平成28年7月25日(2016.7.25)
国際公開日 平成29年2月2日(2017.2.2)
優先権データ
  • 特願2015-148955 (2015.7.28) JP
発明者
  • 平田 好洋
  • 下之薗 太郎
  • 今田 耀
出願人
  • 国立大学法人 鹿児島大学
発明の名称 水素ガス製造装置及び水素ガス製造方法
発明の概要 水素ガス製造装置は、多孔質体(100)と、混合ガス源(300)とを備える。多孔質体(100)は、水素ガス及び二酸化炭素ガスが透過可能であると共に、水素ガスを二酸化炭素ガスよりも透過させやすい性質をもつ。混合ガス源(300)は、多孔質体(100)に、二酸化炭素ガス及び水素ガスを含む混合ガスを、混合ガスが透過する方向の多孔質体(100)の長さをL、混合ガスの多孔質体(100)への流入圧力をP、多孔質体(100)からの流出圧力をPとしたとき、(P-P)/Lで表される圧力勾配が50MPa/m未満となる条件で流入させる。
従来技術、競合技術の概要


現在使用されている水素ガスの殆どは、天然ガスの水蒸気改質を経て得られたものである。天然ガスの水蒸気改質は、次の化学反応式で表される。
+2mHO→(2m+n/2)H+mCO



水蒸気改質の後、右辺に示す混合ガスから水素ガスを濃縮して取り出す必要がある。例えばこの水素ガスの濃縮を、混合ガスを多孔質体に通すことで行う手法が知られている。この手法は、二酸化炭素ガスが水素ガスよりも多孔質体を透過しにくいことを利用したものである。



特許文献1は、水素ガス及び二酸化炭素ガスよりなる混合ガスを、流入圧力が0.2~2MPa、流出圧力が0.1MPaとなる条件で、厚さ1mmの多孔質体に流入させた実施例を開示している(特許文献1の第3頁、実施例2参照)。

産業上の利用分野


本発明は、水素ガス製造装置及び水素ガス製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
水素ガス及び二酸化炭素ガスが透過可能であると共に、水素ガスを二酸化炭素ガスよりも透過させやすい性質をもつ多孔質体と、
前記多孔質体に、二酸化炭素ガス及び水素ガスを含む混合ガスを、該混合ガスが透過する方向の前記多孔質体の長さをL、該混合ガスの前記多孔質体への流入圧力をP、前記多孔質体からの流出圧力をPとしたとき、(P-P)/Lで表される圧力勾配が50MPa/m未満となる条件で流入させる混合ガス源と、
を備える水素ガス製造装置。

【請求項2】
前記混合ガス源が、前記圧力勾配が30MPa/m以下となる条件で、前記多孔質体に前記混合ガスを流入させる請求項1に記載の水素ガス製造装置。

【請求項3】
室温の温度環境下で、前記多孔質体に前記混合ガスが流入される請求項1又は2に記載の水素ガス製造装置。

【請求項4】
前記多孔質体と前記混合ガスの少なくともいずれかを加熱する加熱手段をさらに備え、
前記加熱手段によって200℃以上に加熱された温度環境下で、前記多孔質体に前記混合ガスが流入される請求項1又は2に記載の水素ガス製造装置。

【請求項5】
前記混合ガス源が、前記圧力勾配が7.5MPa/m以下、又は10MPa/m以上となる条件で、前記多孔質体に前記混合ガスを流入させる請求項4に記載の水素ガス製造装置。

【請求項6】
前記多孔質体の累積細孔径分布における個数積算頻度が80%となる点の細孔直径(D80)が、800nm以下である請求項1から5のいずれか1項に記載の水素ガス製造装置。

【請求項7】
前記多孔質体が、セラミックスよりなる請求項1から6のいずれか1項に記載の水素ガス製造装置。

【請求項8】
前記セラミックスが、アルミナ質材料、イットリア安定化ジルコニア質材料、及び炭化珪素質材料から選ばれる1種以上の無機材料よりなる請求項7に記載の水素ガス製造装置。

【請求項9】
二酸化炭素ガス及び水素ガスを含む混合ガスを準備する工程と、
前記混合ガスを、水素ガス及び二酸化炭素ガスが透過可能であると共に、水素ガスを二酸化炭素ガスよりも透過させやすい性質をもつ多孔質体に、該混合ガスが透過する方向の前記多孔質体の長さをL、該混合ガスの前記多孔質体への流入圧力をP、前記多孔質体からの流出圧力をPとしたとき、(P-P)/Lで表される圧力勾配が50MPa/m未満となる条件で流入させる工程と、
を有する水素ガス製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2017530857thum.jpg
出願権利状態 公開
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