JP2002173301A

JP2002173301A - 水素エネルギー発生システム

Info

Publication number: JP2002173301A
Application number: JP2000368282A
Authority: JP
Inventors: Makoto Ikegami; 詢池上; Tetsuo Abiko; 哲男安孫子
Original assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2002-06-21

Abstract

(57)【要約】【課題】天然ガスやバイオマスより熱化学的にバイオ
原油及び高純度の水素を製造する新しい変換システムの
提供、取扱並びにリサイクルが可能な水素の担体の提
供、並びに単純かつ発生効率にすぐれた水素発生のシス
テムの提供、トータルエネルギー収支に優れた高純度の
水素発生のシステムの提供。【解決手段】純鉄を微粉化あるいはフィラメント化し
て比表面積を増大させてエネルギー密度を高めて、例え
ば、真空あるいは不活性ガス雰囲気の容器内に収納して
おき、使用時に容器内に高圧高温水蒸気を噴射導入する
ことにより、効率よく水素を発生させ、水素の発生で使
用済みの酸化鉄は再生可能で、天然ガスなどのいわゆる
化石燃料の燃焼ガスあるいはバイオマス等の燃料から得
たＨ₂＋ＣＯガスを用いて、リッチ燃焼、例えば流動層
燃焼、フレームレス燃焼、ペアバーナー等の燃焼方法を
採用し、ここで還元反応を伴なわせて燃焼を安定的にで
きることで低ＮＯｘ燃焼が可能で、酸化鉄の還元効率は
もちろん、トータルエネルギー収支に優れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば純鉄を水
素の担体として自動車用燃料電池に使い、生成した酸化
鉄を天然ガスやバイオマスなどを利用して還元、あるい
は酸化鉄を触媒としてシンガスから高級炭化水素を製造
するなど、水素発生に用いる純鉄をサイクル利用可能な
プロセスとなした水素エネルギー発生システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】今日、化石燃料の大量使用に起因する地
球規模の気候変動および大都市の大気環境汚染が進行し
ている。２次エネルギーとしての水素を媒介とするクリ
ーンなエネルギーシステムの構築が期待されている。

【０００３】水素を利用する方法については、多くの可
能性が現在検討されている。例えば、高効率の燃料電池
は将来自動車に使われる見込みであり、それにはメタノ
ールや天然ガス・ガソリン・ナフサなどを媒介として水
素をオンボード又は水素供給ステーションで発生させる
方式が考えられている。

【０００４】一方、バイオマスについては、植物自身や
農林業廃棄物、都市ごみなど資源量も増大の傾向にあ
り、環境並びにエネルギー問題と関連してこれらの有効
活用が強く要望されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】例えば、メタノールを
媒介として水素を可搬オンボードで発生させる方式で
は、メタノールから水素を発生するためのリフォーマは
きわめて複雑となる。特にＦＣシステムの場合は、触媒
被毒の点でＣＯを極低濃度に抑制する必要がある。

【０００６】また、これらのクリーンエネルギープロセ
スにおいて、水素は気体のため可搬性に乏しいため、貯
蔵するには多くのスペースを必要となるなどの問題があ
り、小型装置で簡単に生成できるなどの何らかのより合
理的な方法が期待されている。

【０００７】また、天然ガスの利用やＣＯ₂の削減につ
ながることから、水素をバイオマスや太陽光、太陽熱、
風力などの更新性燃料とともに種々利用することができ
れば、さらに好ましいと考えられる。

【０００８】この発明は、天然ガスやバイオマスより熱
化学的にバイオ原油及び高純度の水素を製造する新しい
変換システムの提供を目的としている。また、この発明
は、取扱並びにリサイクルが可能な水素の担体の提供、
並びに単純かつ発生効率にすぐれた水素発生のシステム
の提供を目的としている。さらにこの発明は、トータル
エネルギー収支に優れた高純度の水素発生のシステムの
提供を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】発明者らは、例えば自動
車用や家庭用としての燃料電池や往復式内燃機関を始
め、ガスタービンとのハイブリッドシステムによる高効
率発電、さらには中規模以上の発電装置にも使用可能な
水素発生システムを目的に種々検討し、所要条件で純鉄
粉が水蒸気に接触すれば、純鉄は酸化されて酸化鉄にな
って容易に水素が発生することに着目した。

【００１０】また、発明者らは、純鉄を水素の担体とす
る水素生成システムと、各種燃料からのガスとの熱化学
的変換システムとの関係、さらにはバイオマスの有効利
用、すなわち熱化学的バイオマス変換システムと水素生
成システムとの関係についてさらに鋭意検討した。

【００１１】その結果、発明者らは、純鉄を微粉化ある
いはフィラメント化して比表面積を増大させてエネルギ
ー密度を高めて、例えば、真空あるいは不活性ガス雰囲
気の容器内に収納しておき、使用時に容器内に高圧高温
水蒸気を噴射導入することにより、効率よく水素を発生
させることが可能であることを知見した。

【００１２】発明者らは、水素の発生で使用済みの酸化
鉄は、Ｈ₂＋ＣＯの還元雰囲気で再生可能であること、
この再生処理において、酸化鉄の還元反応は吸熱的、９
００〜１０００℃の高温を必要とすることから、これに
天然ガスなどのいわゆる化石燃料の燃焼ガスあるいはバ
イオマス等の燃料から得たＨ₂＋ＣＯガスを用いて、リ
ッチ燃焼、例えば流動層燃焼、フレームレス燃焼、ペア
バーナー等の燃焼方法を用いることにより前記還元が可
能であり、還元反応を伴なわせて燃焼を安定的にできる
ことで低ＮＯｘ燃焼が可能で、酸化鉄の還元効率はもち
ろん、トータルエネルギー収支に優れることを知見し
た。

【００１３】また、発明者らは、フィッシャー・トロプ
シュ法（Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈｐｒｏｃｅ
ｓｓ、以下Ｆ‐Ｔ法という）を用いて、前記の酸化鉄を
触媒にして前記各種燃料より得たＨ₂＋ＣＯ含むシンガ
ス（ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｇａｓ）より、運搬に適する
高級炭化水素、合成燃料を収率高く誘導することがで
き、熱化学的バイオマス変換システムとして有効利用可
能であることを知見した。

【００１４】さらに、発明者らは、Ｈｙｎｏｌプロセス
を用いて、前記各種燃料から得たＨ ₂＋ＣＯガスを高温
高圧の水素雰囲気下でガス化し、メタンを添加した後、
水蒸気改質により合成ガスとすることが可能であり、前
述の水素生成システムとともにトータルエネルギー収支
にすぐれたシステムを構築できることを知見し、この発
明を完成した。

【００１５】すなわち、この発明は、微粉、フィラメン
ト、多孔質体等の形態を有する鉄、アルミニウム、チタ
ニウムなどの金属微細体と水蒸気接触による水素発生工
程、水素発生工程で生成した酸化金属を還元させる酸化
金属還元工程、還元工程で得られた再生金属より金属微
細体を得る工程を含むこと特徴とする水素エネルギー発
生システムである。

【００１６】また、この発明は、酸化金属還元工程とし
て、酸化金属を燃料より得たＨ₂＋ＣＯの還元炉にて還
元させる工程、酸化金属を燃料にてリッチ燃焼還元させ
る工程、を併せて提案する。

【００１７】また、この発明は、上記の水素エネルギー
発生システムにおいて、さらに前記酸化金属をＦ‐Ｔ法
の触媒として燃料より得たＨ₂＋ＣＯより合成燃料（高
級炭化水素）を製造する工程を追加した水素エネルギー
発生システムを併せて提案する。

【００１８】また、この発明は、上記の水素エネルギー
発生システムにおいて、さらに水素発生工程で生成した
水素をＨｙｎｏｌプロセス法のガス化雰囲気として利用
し、燃料より得たＨ₂＋ＣＯより合成燃料（高級炭化水
素）を製造する工程を追加した水素エネルギー発生シス
テムを併せて提案する。

【００１９】

【発明の実施の形態】この発明は、水素発生に用いる金
属をサイクル利用可能なプロセスとなした水素エネルギ
ー発生システムであり、少なくとも、金属微細体（微粉
／フィラメント／多孔質体）と水蒸気接触による水素発
生工程、水素発生工程で生成した酸化金属を還元させる
酸化金属還元工程、還元工程で得られた再生金属より金
属微細体を得る工程からなる。

【００２０】この発明において、金属微細体は、活性に
富む純鉄、純アルミニウム、純チタニウム等から選択さ
れた半金属や遷移金属であり、形態としてはスポンジ状
等の多孔質体、微粉あるいはフィラメントなど、できる
だけ比表面積を増大させて活性化し、反応時のエネルギ
ー密度を高めておくことが好ましい。以下、純鉄を例示
して説明するが、純アルミニウム、純チタニウム等であ
っても同様である。

【００２１】金属微細体の製造方法としては、公知の不
活性ガス雰囲気で溶融純鉄をガスアトマイズ法又はメル
トクエンチ法により、微粉あるいはフィラメント形状に
急冷凝固させるとよい。また、全体をハニカム構造でか
つ多孔質体となるように溶融射出成形やガスを使用した
鋳造方法を採用することも可能である。

【００２２】金属微細体の寸法は、水素発生容器となる
カートリッジ容器などや容器への収納方法等により種々
異なるため、特に限定しない。通常鉄の酸化被膜は数μ
ｍ〜数１０μｍ程度であり、生成した酸化被膜にクラッ
クが生じて剥離又は粉末が崩壊するなど、還元時に金属
微細体の形態が大きく変化しないように考慮し、例えば
粉末としては平均粒径が１ｍｍ以下となるように適宜選
定すると良い。さらに、酸化鉄をＦ−Ｔ法の触媒として
利用する場合は、触媒に適した寸法形態を予め選定して
金属微細体の寸法にするとよい。

【００２３】さらに、金属微細体の寸法と形状は、その
重量と水素の発生量と関係で最大効率となるような表面
積などの形態を考慮し、還元工程での還元効率の最大化
と崩壊しない形態との関係をも勘案して、適宜選定する
ことが望ましい。

【００２４】また、還元工程で複数回の還元を経たり、
あるいはＦ−Ｔ法の触媒として利用した金属微細体は、
溶融して再度微粒化などの金属微細体に再生するが、前
述のごとく水素発生反応に最適なように比表面積を増大
させた形態とするとよい。

【００２５】この発明において、金属微細体と水蒸気接
触による水素発生工程としては、システムの設置箇所や
規模、用途等に応じてその反応方法や装置を適宜選定す
る。例えば自動車等の燃料電池の用途としては、真空又
は不活性雰囲気のカートリッジ容器内に金属微細体を収
納し、これに水蒸気を噴射したり、あるいは真空雰囲気
のカートリッジ容器内に、純鉄微粉と水蒸気を同時に噴
射する方法が採用できる。

【００２６】カートリッジ容器は、例えば金属微細体の
装填、取出可能な分割型の高耐圧容器で、水蒸気を噴射
する際の噴射ノズル部、あるいはさらに粉末金属微細体
の噴射ノズル部や発生した水素を含む気体を導出する排
気ノズル部を備える必要がある。

【００２７】容器内に収納配置する金属微細体は、多孔
質体、微粉あるいはフィラメントの状態で、水蒸気との
接触効率を向上させるよう水蒸気の噴射方法に応じてそ
の保持方法を適宜選定する。例えば、水蒸気が噴射され
るハニカム通路内に粉状金属微細体を配置したり、金属
微細体メッシュを多層配置することができる。

【００２８】水蒸気の噴射は、高温高圧で噴射されるこ
とが望ましい。高温高圧にするための装置は、前記水素
発生工程でカートリッジ容器が高温になるため、例えば
当該反応熱を吸収利用するプレートフィン型などの熱交
換器で水蒸気を発生させる等の手段が採用できる。

【００２９】なお、システムの始動時には、別途、高温
高圧の水蒸気を発生させる必要があり、例えばガス燃焼
式のボイラー、セラミックスグロープラグなどの公知の
高熱発生手段を用いてカートリッジ容器全体の加熱と水
蒸気の生成を行うなどの方法を採用することができる。

【００３０】従って、カートリッジ容器は、高温強度の
高い材料を用いた単純な分割円筒型のほか、温度応答性
を高めるために多管束型とするなど種々形態が採用でき
るが、前記導入側と排気側の各種ノズルの配置並びに反
応熱を取り出すための熱交換器との接触方法を考慮した
構成を採用するとよい。

【００３１】以上は、カートリッジ容器をオンボード塔
載することを主に述べたが、いわゆるステーション配置
する場合も、上述の構成を採用できる他、カートリッジ
容器自体の大型化や、例えば実施例に示すごとき熱交換
器に複数の容器を組み込み１ユニットとして、これをさ
らに複数ユニットを積層した構成などを大型システムと
して採用できる。

【００３２】また、カートリッジ容器内の反応を制御す
る構成として、当該容器の加熱と同様にして、８５０〜
９００℃の高温水蒸気を生成して流入量を制御しながら
容器内に噴射し、水素の生成量を連続的に検出してそれ
を高温水蒸気の流入制御に反映させて、安定した水素発
生を得るようにする、フィードバックあるいはフィード
フォワード制御を行うことができる。

【００３３】また、自動車用を始めとして種々の燃料電
池の出力側での高負荷時に対応するため、発生した水素
ガスをタンクなどに一時保存したり、水素吸蔵合金タン
クに備蓄するなどの保存手段を併用することも好まし
い。

【００３４】この発明において、燃料には、ガソリンな
どの石油、天然ガス、石炭等のいわゆる化石燃料から、
農作物やごみなどのバイオマス利用のものまであらゆる
ものを利用することが可能である。

【００３５】この発明において、水素発生工程で生成し
た酸化金属を還元させる酸化金属還元工程としては、公
知のいずれの工程も採用可能であるが、バイオマスを利
用したサイクルとすることが望ましい。例えば、当該酸
化鉄をバイオマスガスより得たＨ₂＋ＣＯの還元炉にて
還元させる工程、詳しくは酸化鉄を燃料にてリッチ燃焼
還元させる工程がある。

【００３６】例えば、バイオマス資源と天然ガスとを原
料として、チャー（炭素微粉）とメタノールを製造する
Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎプロセスがあり、これはパイロ
ライザおよびメタノール合成装置からなるガス化装置で
ある。ガス化装置では水素によってバイオマス原料をガ
ス化して高濃度のメタンガスを作製し、メタンをパイロ
ライザに送りチャーと水素に分解するとともにＣＯを生
成する。得られたガスはメタノール合成装置に導かれて
ＣＯとＨ₂とを結合させてメタノールに変換する。分子
量論関係はＨ₂／ＣＯ＝２であり、メタノール合成装置
の余剰水素はガス化装置に戻される。

【００３７】酸化鉄を燃料にてリッチ燃焼還元させる工
程としては、流動層燃焼、高度の排ガス再循環によるフ
レームレス燃焼もしくはペアバーナー方式燃焼の各燃焼
法を採用することができる。いずれもリッチ燃焼で燃焼
温度が高く、酸化鉄の還元が可能になると共に極低ＮＯ
ｘ燃焼を実現できる。

【００３８】酸化鉄を燃料より得たＨ₂＋ＣＯの還元炉
にて還元させる工程は、ＦｅＯ＋Ｈ₂＝Ｆｅ＋Ｈ₂Ｏ、
平衡定数ｋ＝ｐＨ₂Ｏ／ｐＨ₂ （ｋは温度だけの関数
で２００℃のとき１００、４００℃のとき１０、６００
℃のとき３、１０００℃のとき１，２であり、ｐＨ₂Ｏ
は水蒸気分圧、ｐＨ₂は水素分圧）なる平衡反応を想定
している。これにはリッチ燃焼で水素濃度を高く保持
し、かつ水蒸気濃度を低下させる必要があり、流動層燃
焼、フレームレス燃焼、ペアバーナー方式燃焼法が必要
になる。

【００３９】流動層（ＦＢＣ）燃焼は、旋回流型、バブ
リング型、循環型、マルチソリッド型の装置形態と、常
圧又は加圧型があり、図２Ａに示すごとく、空気と燃料
塊が旋回流やバブリングするようにぶつかり合い、固体
粒子間の乱れによって伝熱と物質の移動を促進して均一
な温度を得て、低ＮＯｘ燃焼化を図る。

【００４０】フレームレス燃焼は、高度なＥＧＲ（排ガ
ス再循環）を図り不輝炎で安定した燃焼を実現するもの
で、詳しくは図２Ｂに示すごとく、中央ノズルから噴射
される燃料の周囲に複数配置される空気ノズルより空気
と排気ガスが導入噴射されて、比較的低温度の不輝炎で
極めて安定した燃焼が行われる。燃料と空気量並びに排
気ガス循環量並びに噴射速度など、装置の構造に応じた
所要の特定条件範囲でのみ当該燃焼が達成される。

【００４１】ペアバーナー方式燃焼は、図２Ｃに示すご
とく、蓄熱空気を予熱してペアバーナーを短周期で交互
運転を行うもので、ＦＤＩ燃焼（燃料直接噴射）させ
る。空気噴流、燃料噴流により燃焼ガスを吸引する。燃
料は混合前に熱分解し高輝度燃焼する構成である。熱回
収率は、レゼネレータで６０〜８０％、６００〜１３０
０℃である。

【００４２】この発明において、還元工程で得られた再
生金属より金属微細体を得る工程としては、前述した金
属微細体の表皮に生成した酸化金属を上記還元炉の燃焼
方法にて還元して除去する。

【００４３】さらに、酸化した金属微細体（還元工程で
再生を複数回繰り返したものを含む）を溶融して、鉄の
場合の溶鉱炉のように還元し、再度前述の急冷凝固法な
どを用いて製作することもできる。

【００４４】この発明において、前記酸化鉄をＦ−Ｔ法
の触媒（水性ガスシフト触媒）として利用し、燃料より
得たＨ₂＋ＣＯより合成燃料（高級炭化水素）などを製
造する。すなわち、燃料より得たＨ₂＋ＣＯより、酸化
鉄触媒を用いたＦ−Ｔ法のガス化反応装置にて、Ｈ₂／
ＣＯ比が種々のシンガスを生成し、これよりオレフィ
ン、アルコール、パラフィンなどを製造する。反応装置
としては、例えば、実用化されているＳＡＳＯＬ社のＳ
ｙｎｔｈｏｌ型（微粉末触媒気流搬送タイプ）を採用す
ることが可能である。

【００４５】Ｆ−Ｔ法は、一酸化炭素の水素化反応によ
って炭化水素を合成する方法であり、合成反応は次のよ
うに表される。この合成反応は鉄、コバルト、ニッケ
ル、ルテニウム、モリブデンなどの触媒の存在下で、４
６０〜５６０Ｋ、常圧〜３０ｂａｒで行われる。ｎＣＯ＋２ｎＨ₂→Ｃ_nＨ_2n＋ｎＨ₂Ｏ２ＣＯ＋（２ｎ＋１）Ｈ₂→Ｃ_nＨ_2n+2＋ｎＨ₂Ｏ２ｎＣＯ＋ｎＨ₂→Ｃ_nＨ_2n＋ｎＣＯ₂ ２ｎＣＯ＋（ｎ＋１）Ｈ₂→Ｃ_nＨ_2n+2＋ｎＣＯ₂

【００４６】Ｈｙｎｏｌプロセスは、米国Ｂｒｏｏｋｈ
ａｖｅｎＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙに
て開発されてきたプロセスであり、油やバイオマスなど
を原料としてメタノールを製造する技術である。下記反
応式により、油やバイオマスを高温高圧の水素雰囲気下
でガス化し、メタンを添加して水蒸気改質により合成ガ
スとなし、この合成ガスよりメタノールを合成する。か
かるガス化は、水素雰囲気下での反応であり酸素を使う
必要がなく、炭素と水素によるメタン生成の反応を伴う
発熱反応であり、ガス化のための吸熱量とバランスする
ため、外部加熱は不要となる。

【００４７】ガス化反応；Ｃ＋２Ｈ₂→ＣＨ₄ 、Ｃ＋
Ｈ₂Ｏ→ＣＯ＋Ｈ₂ 、ＣＯ₂＋Ｈ₂→ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ、水蒸気改質；ＣＨ₄＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ₂ 、ＣＯ₂＋
Ｈ₂→ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ、メタノール合成；ＣＯ＋２Ｈ₂→ＣＨ₃ＯＨ、ＣＯ₂
＋３Ｈ₂→ＣＨ₃ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ、

【００４８】

【実施例】図１に示す構成は、円筒型のカートリッジ容
器１を直方体型に構成したプレートフィン型熱交換器２
の中心部に挿入出自在に保持できるよう、また熱伝導が
良好となるよう図示しないフィン部をカートリッジ容器
１筒部に突出させた構造を有している。カートリッジ容
器１は、ねじ込み２分割型でヘインズアロイ（ＨＡ２３
０）を用いて最高内圧を５０ｋｇ／ｃｍ²Ｇ以下に設定
した肉厚並びに接合機構を有している。

【００４９】熱交換器２に水をヘッダータンク３より高
圧導入してカートリッジ容器１から放出される反応熱で
高圧高温水蒸気として噴射ノズル部４より取出し、熱交
換器２に装着したカートリッジ容器１の端面部の接続部
より容器内に噴射する。始動時は、熱交換器２に付設す
るバーナー装置の燃焼ガスあるいはカートリッジ容器１
の収納部近傍に配置するセラミックグロープラグで加熱
する加熱手段（図示せず）により、高圧高温水蒸気を生
成しかつカートリッジ容器１を加熱する構成である。

【００５０】溶融純鉄を急冷噴霧して１００〜３００μ
ｍの粉末状の金属微細体を作製して、カートリッジ容器
１内に設けた多数のハニカム状ポケット内に分散収納
し、真空引きを行った。前述のごとく熱交換器２で８５
０〜９００℃の高温水蒸気を発生させてから、噴射ノズ
ル部４のバルブ（図示せず）を開けてカートリッジ容器
１内に噴射したところ、カートリッジ容器１の他端面側
の導出ヘッダー部５から水分を含む水素ガスを導出する
ことができた。

【００５１】水素発生反応にて酸化した金属微細体を回
収し、フレームレス燃焼装置にてＨｙｄｒｏｃａｒｂｏ
ｎプロセスにて生成した（Ｈ₂＋ＣＯ）ガスを用いて、
表皮に酸化膜を有する純鉄粉末の還元を実施した。この
時のフレームレス燃焼装置の排ガス中のＮＯｘは０．０
１％以下であることを確認した。

【００５２】前記の還元した純鉄粉末と急冷噴霧で作製
した純鉄粉末を同量ずつ混合した金属微細体を作製し
て、カートリッジ容器１内に設けた多数のハニカム状ポ
ケット内に分散収納して真空引きを行い、前述のごとく
再度水素発生反応を実施したところ、先と同様に水分を
含む水素ガスを導出することができた。

【００５３】

【発明の効果】この発明によると、金属微細体と水蒸気
接触による水素発生が可能であり、各種燃料の燃焼ガ
ス、あるいはバイオマス廃棄物から熱化学的変換でガス
化又は熱分解されたＨ₂＋ＣＯを、高度な排ガス再循環
によるフレームレス燃焼にてリッチ燃焼して、酸化した
金属微細体の酸化鉄還元を実施でき、かつ低ＮＯｘ燃焼
が実現できる。

【００５４】この発明のシステムは、例えば自動車やバ
スなどの超低公害車両を構成するための燃料電池や往復
式内燃機関、大気汚染の極めて少ない種々規模の発電装
置として利用することが可能である。

【００５５】特に、金属微細体と高温高圧水蒸気との反
応で水素を生成するために容易に得られかつ再生できる
鉄などの金属を使用すること、水素発生時の反応熱を利
用して高温高圧水蒸気を生成できるなどの熱効率に優れ
ること、あらゆる燃料やバイオマスから得られるガスを
さらにこの水素や熱を利用して合成ガス化できること、
反応で酸化した金属微細体をあらゆる燃料を用いた燃焼
ガスで容易に還元利用できること、など、水素生成シス
テムとともにトータルエネルギー収支にすぐれたシステ
ムを構築できる利点があり、地球温暖化防止に貢献する
ことにつながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるカートリッジ容器による水素発
生と熱回収の構成を示す説明図である。

【図２】Ａは流動層燃焼の機構を示す説明図、Ｂはフレ
ームレス燃焼の機構を示す説明図、Ｃはペアバーナー方
式燃焼の機構を示す説明図である。

【符号の説明】

１カートリッジ容器２プレートフィン型熱交換器３ヘッダータンク４噴射ノズル部５導出ヘッダー部

フロントページの続き (72)発明者安孫子哲男兵庫県尼崎市扶桑町１番10号住友精密工業株式会社内Ｆターム(参考） 4H029 CA00 DA00 5H027 AA02 BA01 DD05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属微細体と水蒸気接触による水素発生
工程、水素発生工程で生成した酸化金属を還元させる酸
化金属還元工程、還元工程で得られた再生金属より金属
微細体を得る工程を含む水素エネルギー発生システム。
【請求項２】金属微細体と水蒸気接触による水素発生
工程、水素発生工程で生成した酸化金属を燃料より得た
Ｈ₂＋ＣＯの還元炉にて還元させる酸化金属還元工程、
還元工程で得られた再生金属より金属微細体を得る工程
を含む水素エネルギー発生システム。
【請求項３】金属微細体と水蒸気接触による水素発生
工程、水素発生工程で生成した酸化金属を燃料にてリッ
チ燃焼還元させる酸化金属還元工程、還元工程で得られ
た再生金属より金属微細体を得る工程を含む水素エネル
ギー発生システム。
【請求項４】金属微細体と水蒸気接触による水素発生
工程、前記水素発生工程で生成した酸化金属をフィッシ
ャー・トロプシュ法の触媒として利用し、燃料より得た
Ｈ₂＋ＣＯより合成燃料（高級炭化水素）を製造する工
程、水素発生工程で生成あるいは触媒に利用した酸化金
属を還元させる酸化金属還元工程、還元工程で得られた
再生金属より金属微細体を得る工程を含む水素エネルギ
ー発生システム。
【請求項５】金属微細体と水蒸気接触による水素発生
工程、前記水素発生工程で生成した水素をＨｙｎｏｌプ
ロセス法のガス化雰囲気として利用し、燃料より得たＨ
₂＋ＣＯより合成燃料（高級炭化水素）を製造する工
程、水素発生工程で生成した酸化金属を還元させる酸化
金属還元工程、還元工程で得られた再生金属より金属微
細体を得る工程を含む水素エネルギー発生システム。
【請求項６】金属微細体を構成する金属が、鉄、アル
ミニウム、チタニウムのいずれかからなる微細粉、フィ
ラメントまたは多孔質体である請求項１から請求項４に
記載の水素エネルギー発生システム。
【請求項７】水素発生工程が、真空又は不活性雰囲気
のカートリッジ容器内に金属微細体を収納し、これに水
蒸気を噴射する請求項１から請求項５のいずれかに記載
の水素エネルギー発生システム。
【請求項８】水素発生工程が、真空又は不活性雰囲気
のカートリッジ容器内に、金属微細体と水蒸気を噴射す
る請求項１から請求項５のいずれかに記載の水素エネル
ギー発生システム。
【請求項９】金属微細体の製造工程が、ガスアトマイ
ズ法又はメルトクエンチ法による請求項１から請求項５
のいずれかに記載の水素エネルギー発生システム。
【請求項１０】水素発生工程で得られた水素含有流体
を水素燃料電池又は往復式内燃機関に使用する請求項１
から請求項５のいずれかに記載の水素エネルギー発生シ
ステム。