JP2003500319A - エネルギー産出、貯蔵及び輸送系 - Google Patents

エネルギー産出、貯蔵及び輸送系

Info

Publication number
JP2003500319A
JP2003500319A JP2000619048A JP2000619048A JP2003500319A JP 2003500319 A JP2003500319 A JP 2003500319A JP 2000619048 A JP2000619048 A JP 2000619048A JP 2000619048 A JP2000619048 A JP 2000619048A JP 2003500319 A JP2003500319 A JP 2003500319A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen
energy
reaction
cell
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000619048A
Other languages
English (en)
Inventor
ネヴィル、 チャールズ スティーブンソン、
Original Assignee
プロテジー リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by プロテジー リミテッド filed Critical プロテジー リミテッド
Publication of JP2003500319A publication Critical patent/JP2003500319A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/06—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
    • C01B3/08—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents with metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、水素を産出する電気的陰性半電池反応、前記の電気的陰性半電池反応を駆動させるだけの十分な電位を有する第１の電気的陽性半電池反応、及び第２の電気的陽性半電池反応によって規定される無機化学系を有する系（システム）に関する。前記の電気的陽性半電池反応類は、水素及び／又はエネルギー産出の量又は速度を増大させるように選択される。本発明は、また、前記電池を作動させる方法及びエネルギー貯蔵及び分配のための前記電池の用途に関連する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、水素及び熱の形態で水から無公害のエネルギー源を提供するエネル
ギー産出、貯蔵及び輸送系に関する。
【０００２】 核、太陽光、水力、地熱、風力及び潮力のような種々のエネルギー源が現在利
用可能となっている。これまでに最も一般的かつ便利なエネルギー源は、現在、
例えば、石炭、ガス、コークス、材木、石油及びディーゼル等の炭素を含んだ物
質類の燃焼に基づくものである。このような炭素を含んだ物質類が燃焼すると、
必然的に炭素の酸化物、特に注目すべきはＣＯ2が産出される。
【０００３】 ＣＯ2は“温室”ガスとして不評であり、１９９７年の京都議定書では、この
ような温室ガスレベルの削減、ならびに地球温暖化の程度及びそれによる影響を
最終的には最小限にすることを目的としている。
【０００４】 燃料としての水素使用は、魅力的な代替品となっている。 燃料電池は、水素が豊富な有機化合物類（メタン及びメタノールのような）を
、蒸気、触媒作用、温度上昇等の手段により改質することを伴う反応によって、
水素を直接電気エネルギーに変換する。 燃料電池は、中間の燃焼変化を起こすことなく、燃料中の化学エネルギーを、
直接電気エネルギーに変換することによって作動する。それらは主要な次世代大
量エネルギー生産源を代表し、電力生産に重要な寄与をする態勢となっている。 しかし、これらの燃料電池は、それらの水素源として改質有機物を用いた際に
は、それらすべてがＣＯ又はＣＯ2のような炭素酸化物を産出するという欠点を
有している。
【０００５】 地球上では、遊離又は非結合水素はまれであり、通常、水、炭化水素、ならび
にあらゆる植物性及び動物性物質のような、結合した形態で見うけられる。 元素の水素を産出する際、最初に考慮すべきことは、通常、価格及び利便性で
ある。純粋水素は、実験室では通常、適切な金属と置換酸との反応によって、又
は水の電気分解によって調製される。市販水素の主な源は、水と炭化水素類であ
る。これらの吸熱工程にはエネルギーを必要とする。
【０００６】 分子状水素は、その産出が吸熱性であることによってわかるように、重要なエ
ネルギー源である。その内部エネルギーは、燃焼によって又は燃料電池中におけ
る酸素との反応によって、のいずれかにより放出できる。 しかし、水素ガス燃焼は、直接には炭素酸化物を全く産出しない。即ち、理論
的には、完全燃焼は純粋な水しか産出しない。
【０００７】 上記で述べた、分子状水素産出のための電子的及び脱水素化工程は、望ましく
ない副産物類を産出する。電気分解は酸素を産出しこれは有用であるが、有機化
合物類の脱水素化は、地球温暖化ガスである二酸化炭素を産出する。これらの工
程もまた、外部の供給源からかなりのエネルギー投入を必要とする。
【０００８】 自己持続性の発熱反応による純粋な分子状水素の産出が試みられてきた。これ
までの水素ジェネレータは、米国特許第４，４６３，０６３号明細書に記載され
ており、ここでは、水と金属水素化物の反応、ならびに、徐々に電解質中に溶解
し不活性陰極における放電のために電子を付与する、押出成形された陽性金属陽
極の使用について言及されている。
【０００９】 これらの例すべてにおいて、産出された水素とは全く関係なく生成される化合
物類は廃棄物とみなされ、それらの回収及び廃棄に関連した問題がある。
【００１０】 純粋な水素は、下記の半電池式にしたがって水から放出されることができる。 ２Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→２ＯＨ-＋Ｈ2 Ｅ0＝−０．８２８
【００１１】 理論的には、０．８２８Ｖを超えるＥ0値を有するあらゆる電気的陽性系 （electropositive system）が水と反応して水素を産出する。０．８２８Ｖを超
えるＥ0値を有し、水素化物類を含む電気的陽性系の例としては、例えば、 ２Ｈ-→Ｈ2＋２ｅ- Ｅ0＝２．２３Ｖ が挙げられる。
【００１２】 Ａｌ＋Ｈ2Ｏ＋ＮａＯＨ→ＮａＡｌＯ2＋１・1/2Ｈ2 前式によって示されるような、水素を産出する金属反応は化学的には可能である
が、それらは反応速度が極めて遅く、水素は長期にわたってゆっくりした速度で
産出される。こうした水素の“しずく（trickle）”は、商業的用途には十分で
はない。
【００１３】 したがって、電池によって産出される水素の量を最大にするだけでなく,水素
産出の速度も最大にすることが望ましい。
【００１４】 当該分野におけるさらに最近の発明として、メタノールから水素を産出するた
めのジェネレータが開示されている（米国特許第５，７１２，０５２号及び第５
，８８５，７２７号）。しかし、前記反応の副産物は一酸化炭素であり、これは
触媒によって吸着されて“触媒毒”となる。即ち、一酸化炭素は、電極の触媒機
能の障害となり、結果として系のエネルギー効率を低下させることになる。 この問題を最小にするため、このようなジェネレータには、系中の一酸化炭素
濃度を測定するための手段と、それを低下させるための手段とを、必然的に設置
しておかなければならない。
【００１５】 この分野でのさらに最近の発明では、電池中への試薬類の輸送を中心としてい
る（例、米国特許第５，８１７，１５７号、米国特許第５，５１４，３５３号）
。上記引用は、常識的な一般知識の状態を示唆するものではないことがわかるで
あろう。
【００１６】 エネルギー及び燃料の輸送と貯蔵も、同様にしばしば問題となっている。電気
の直接輸送では、電気を長距離にわたって伝送するとエネルギーが実質的に低下
することになる。また、長距離にわたる電気の伝送には適切な電力を消費者に確
実に運ぶため、高張力のワイヤと塔ならびにブースターとサブステーション群を
要する大規模な基本的施設（infrastructure）への投資が必要である。 天然ガスのような気体性燃料の輸送には、また、適切な圧力と供給量を消費者
のために確保するため、実質的な基本的施設を必要とする。ある場合には単回使
用かつ充電可能なシリンダー類が実用的であることもあるが、世帯用のシリンダ
ーでさえも嵩ばりかつ重量があり、定期的な交換を必要とする。
【００１７】 本発明の目的は、従来技術の欠点のうち少なくともひとつを解決又は改善する
こと、即ち、有用な代替品を提供することである。 前記エネルギージェネレータは、２種以上の電気的陽性の酸化還元系(redox
system)を含む電気的陽性半電池反応により水を還元することによって、純粋な
気体状水素を産出する。この系は、水素の産出を最大化し、好ましくは有害ある
いは無用であるよりはむしろ価値のある副産物を産出すべく、選択されたもので
ある。
【００１８】 第１の態様によれば本発明は、 水素を産出する電気的陰性半電池反応を選択する工程； 前記電気的陰性半電池反応を駆動させるための十分な電位を有する第１の電気
的陽性半電池反応を選択する工程；及び 前記半電池反応類を結合する工程； を含み、前記第１及び第２の電気的陽性半電池反応類は、水からの水素及び／又
はエネルギーの産出を増加させるために前記電気的陰性半電池反応と組み合わせ
て選択されることを特徴とする化学反応から水素及び／又はエネルギーを産出す
る方法を提供する。
【００１９】 これは、反応混合物中で、唯一の電気的陽性半電池成分を使用する従来技術に
おける系と対照的である。唯一の電気的陽性半電池反応を有する従来技術におけ
る系は、水素産出がしばしば緩慢で、完了に到達するまでに許容できないほどの
長時間を要する。このことは、工程自体の反応機構（kinetics）に固有のもので
ある。
【００２０】 前記従来技術においては、パワーボールハイドロゲンセル（PowerBall
Hydrogen Cell）（本文で「系Ａ」と称する）が開示されており、ここでは“水
素化ナトリウムを使用し水と反応させ、必要に応じて水素を産出させている”。
【００２１】 関連する半電池反応は、 ２Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→２ＯＨ-＋Ｈ2 Ｅ0＝−０．８２８Ｖ ２Ｈ-→Ｈ2＋２ｅ- Ｅ0＝＋２．２３Ｖ であり、上記に加えて、 Ｈ2Ｏ＋２Ｈ-→２ＯＨ-＋２Ｈ2 Ｅ0＝＋１．４０Ｖ 又は ＮａＨ＋Ｈ2Ｏ→ＮａＯＨ＋Ｈ2 （系Ａ）
【００２２】 例えば、アルミニウム元素が系Ａで使用された反応物に付加される等、本発明
においてさらに半電池反応が付加されると、結果として式（系Ｂ）は、 ＮａＨ＋２Ｈ2Ｏ＋Ａｌ→ＮａＡｌＯ2 ＋ ２・1/2 Ｈ2（系Ｂ） となる。
【００２３】 この結果、同量の水素化ナトリウムに対して水素の産出が２５０％増加する。
また、アルミン酸ナトリウムは水素化ナトリウムに比較して高ドル価値を有して
いるので、系Ｂは、通常、系Ａよりも優れた経済的収益を付与する。
【００２４】 本発明の好適な態様において、反応終点において水素電池中における残留物質
類の値の総和が、電池中に導入された反応物類の総和の値よりも大きくなるよう
に、半電池反応類を選択することができる。
【００２５】 好ましくは、前記化学系は、無機化学系である。 また、前記第２の電気的陽性半電池反応は、電気的陰性半電池反応も駆動させ
ることができることが好ましい。 前記化学系は、付加的な電気的陽性半電池反応を含むことができる。
【００２６】 前記電気的陰性半電池反応は、 ２Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→２ＯＨ-＋Ｈ2 であることが好ましい。
【００２７】 前記第１の電気的陽性半電池反応は、 ２Ｈ-→Ｈ2＋２ｅ- であることが好ましい。 前記第２の電気的陽性半電池反応は、 Ａｌ＋４ＯＨ-→ＡｌＯ2 -＋２Ｈ2Ｏ＋３ｅ- であることが好ましい。
【００２８】 前記電気的陽性半電池反応は、二元水素化物類、三元水素化物類、両性元素類
、周期律表の第１族及び第２族の陽性元素類、ならびにキレート化した遷移元素
類から選択された種の酸化を伴うことが好ましい。 一般に、ラチマーコンベンション(Latimer convention)に従って、１／２電池
式の左側に還元剤が記載されているとき、＋０．８３Ｖを超えるＥ0値を有する
系であればいずれでもよい。
【００２９】 非常に好適な組合せとして、前記半電池還元剤としては、両性元素を併用した
二元及び／又は三元水素化物が挙げられる。好適な両性元素類には、アルミニウ
ム、亜鉛、クロム、ガリウム及びスズが含まれ、アルミニウムが特に好適である
。
【００３０】 前記第１の電気的陽性半電池における還元剤としては、次亜リン酸又は亜ジチ
オン酸塩が好適に挙げられる。
【００３１】 前記第１の電気的陽性半電池反応における還元剤は、また、配置 （configuration）を変化させて１個以上の電子を放出して配位数増加を実現で
きる金属有機錯体であることができる。
【００３２】 物品価格の変動、及び原材料の地域的変動のゆえに、絶対的に決定的な例を挙
げることはできないことを当業者は理解するだろうが、前記半電池においては、
好適には、利用される物質の商業的価値が低いものであるように選択されるであ
ろう。例えば、スクラップアルミニウムは商業的には低価値しか有しておらず、
しかも、不純物を含む形態であろうし（例；鋼精製由来の廃棄物）、本発明によ
ってＮａＡｌＯ2のような産物に変換させることができ、これは多くの有用な製
品にとって多目的に利用できる前駆体であり、一般に、スクラップアルミニウム
の対応ユニットよりも高いユニット価値を有している。
【００３３】 産出される有用物質の例として、ＮａＡｌＯ2（例えば、レンガの硬化剤とし
て、水処理において、湖及び流れの回復のため、布染色において、乳白色不透明
ガラスのため、及び石鹸のため、それ自体有用）は、Ａｌ2Ｏ3・３Ｈ2Ｏのよう
な化合物の範疇に容易に変換できる。Ａｌ2Ｏ3・３Ｈ2Ｏは、乳化剤として、吸
収剤として、イオン交換クロマトグラフィ、ガラス、粘土及び陶器（白色陶磁器
）中において、制汗剤として、紙白化剤として、色素として、研磨剤等中におい
て、使用することができる。Ａｌ2Ｏ3・３Ｈ2Ｏはアルミナに変換でき、陰極還
元によってアルミニウムに戻すこともでき、マグネシウム及び鉄のような合金元
素の混入がない金属を産出する。アルミニウムそれ自体は、その物理的性質が周
知であり、自動車、電気及び航空機業界で、包装ホイル、歯科用合金、爆薬類、
塗料等に使用されている。
【００３４】 第２の態様によれば、本発明は、エネルギーを物質に付与して反応物を産出す
る工程を含む無機化学系（inorganic chemical system）におけるエネルギーの
可逆的保存方法であって、前記反応物は、エネルギー、水素及び前記物質を産出
するために反応可能であり、前記反応物の前記物質との反応は、酸化反応であっ
て第１の電気的陽性半電池反応を示し、かつ水素を産出する電気的陰性半電池反
応及び第２の電気的陽性半電池反応と併用され、前記第１の電気的陽性半電池反
応は、前記陰性半電池反応を駆動させるために十分な電位を有しており、前記半
電池反応類は、水素が水から産出されるように選択されることを特徴とするエネ
ルギーの可逆的保存方法を提供する。 また、前記反応は、反応終点において水素電池中における残留物質類の値の総
和が、前記電池中に導入された反応物の総和の値よりも大きくなるように、電池
反応を選択するのが好適である。
【００３５】 式 Ａｌ2Ｏ3→２Ａｌ＋１・1/2Ｏ2＋△Ｈ によるアルミナの陰極還元には、アルミナグラムモル当たり１６７６ＫＪ又はア
ルミニウム２７グラム当たり８３８ＫＪを必要とする。 水素化ナトリウムとアルミニウムの以下の反応、及びいわば下記式に従った燃
焼による水素エネルギーの放出によって、アルミニウム２７グラム当たり総エネ
ルギー回収８５１．５ＫＪが得られる。 ＮａＯＨ＋Ａｌ＋Ｈ2Ｏ→ＮａＡｌＯ2＋１・1/2Ｈ2 △Ｈ＝−４２４ＫＪ １・1/2Ｈ2＋3/4Ｏ2→１・1/2Ｈ2Ｏ △Ｈ＝−４２７．５ＫＪ
【００３６】 系
【００３７】
【化１】
【００３８】 従って、前記系は可逆的であり、エネルギー効率１００％である。水力、太陽
光、核、地熱等のような枯渇しない供給源を用いて、例えば、アルミニウム金属
のような電気的陽性の系にエネルギーを貯蔵し、必要に応じてエネルギーを産出
して、適切な電池中にエネルギーがその後放出される。 遠隔地の供給源から伝送する際の電力線を介したエネルギー損失は、電気的陽
性の系に無期限に貯蔵し、その後例えば前述したアルカリ電気化学電池中に放出
させることによって、大きく低下させるか、又は現実になくすことができる。
【００３９】 好適には、前記反応物としては、例えば、アルミニウムのような第１の態様に
おいて述べたような安定な無機化合物が挙げられ、可逆系に貯蔵されたエネルギ
ーは、水力、太陽光、核、地熱、風力及び潮力を含む枯渇しない供給源によって
提供されるが、これらに限定されるものではない。
【００４０】 好適な態様においては、エネルギーは貯蔵され、熱力学的な効率がおよそ１０
０％に近くなる。
【００４１】 第３の態様によれば、本発明は、化学反応系において反応物を組み合わせるこ
とによって、水素及び／又はエネルギーを産出するための電池であって、 水素を産出する電気的陰性半電池反応； 前記電気的陰性半電池反応を駆動させるために十分な電位を有する第１の電気
的陽性半電池反応；及び 第２の電気的陽性半電池反応を含み、さらに 前記第１及び第２の電気的陽性半電池反応類は、水素及び／又はエネルギーの
産出が増加するように他の半電池反応と組み合わせて選択されることを特徴とす
る水素及び／又はエネルギーを産出する電池を提供する。
【００４２】 第４の態様によれば、本発明は、水から水素を産出する化学系；及び、支持陰
極遮壁（supporting cathode screen）を含んだ水素ジェネレータであって、前
記支持陰極遮壁上で水素過電圧は低くなり、それによって前記陰極遮壁がない場
合の反応速度に対して、反応速度及びその後の水素産出速度が増加することを特
徴とする水素ジェネレータを提供する。
【００４３】 好適には、前記産出水素は、電池の水性成分を反応性固体成分との接触からは
ずし保持貯蔵槽に入れることができ、それによって、水素及び熱の産出を結果的
に低下させることができる。
【００４４】 本発明のジェネレータは、前記電池における発熱化学反応から、熱を輸送する
ため、あるいは発熱化学反応の速度を制御するために使用できる組み込み熱交換
系を有することが好ましい。
【００４５】 本発明の水素ジェネレータは加圧容器を含むことが好ましく、その大きさは適
用するものの性質によるであろう。例えば、村での家庭用途の場合、この装置は
高品質の強化ポリエステルから製造されるが、この装置としては携帯でき、かつ
頑丈であるのが望ましい。小型の家庭用反応器には、バッチ方法として反応物導
入手段と、反応物及び／又は生成物を除去する手段とを含むことができる。
【００４６】 より多量の水素及び熱を産出し、かつ分配するための大型の中央設置装置では
、定期的にバッチ混合物に導入される連続化学物質投入法を用いることができ、
そこから、付加価値のある生成物の溶液を除去できる。再循環冷却水は、水素産
出のために使用してしまった水を補給するために使用でき、従って、連続的に高
反応を確保するために反応温度を十分に高く保持する。
【００４７】 本発明は、またエネルギー貯蔵、放出及び可逆性に関し、それは本文でさらに
詳細に開示する。
【００４８】
【実施例】
概略図を図１に示したが、これは、本発明によるＮａＨ／Ａｌ系を示している
。第１工程に示した２４４７ＫＪの数値は、水素燃焼によって放出されたエネル
ギーを含んでいる。
【００４９】 図２は、アルミニウム金属と水酸化ナトリウムから出発する別の系を示してお
り、通常、水素化ナトリウムよりも価格が高くない。総エネルギー産出１７０６
ＫＪには、やはり、水素燃焼によって得られたエネルギーを含んでいる。
【００５０】 本発明の方法を実施するための電池は、下記の半電池式（式１）にしたがって
電子を供与して水を還元するために不活性メッシュ陰極を用いた、アルカリ電池
である。 ２Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→２ＯＨ-＋Ｈ2 Ｅ0＝−０．８２８Ｖ
【００５１】 これは、理論的には、水素産出のため、−０．８２８Ｖを超えるＥ0値を有す
る別の半電池還元剤と組み合わせることができる旨、よく記載されている電気化
学反応である。しかしながら、このプロセスの反応速度（kinetics）は、時とし
て、このような組み合わせが実現不可能なほど、遅くなることがある。
【００５２】 本発明は、前述に対する例外を記載するが、それは、二元及び三元水素化物類
、両性元素類、及び周期律表の第１族及び第２族の陽性元素類の使用に見出すこ
とができる。これらの例の一部において、メッシュ陰極はガルバーニ相互反応を
供せず、単に便利な反応プラットフォームとして作用するだけである。
【００５３】 本発明のジェネレータには、支持陰極遮壁上で水と反応する、選択された化学
物質類が含まれる。選択された化学物質類は低水素過電圧を有し、それによって
反応速度及びその後の水素産出速度が増加する。
【００５４】 関連する半電池反応は、 ２Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→２ＯＨ-＋Ｈ2 Ｅ0＝−０．８２８Ｖ ２Ｈ-→Ｈ2＋２ｅ- Ｅ0＝＋２．２３Ｖ であり、上記に加えて、 Ｈ2Ｏ＋２Ｈ-→２ＯＨ-＋２Ｈ2 Ｅ0＝＋１．４０Ｖ 又は ＮａＨ＋Ｈ2Ｏ→ＮａＯＨ＋Ｈ2 （系Ａ）
【００５５】 本発明の明細書で述べたように、もし元素アルミニウムを系Ａで使用する反応
体に添加するならば、その式（系Ｂ）は ＮａＨ＋２Ｈ2Ｏ＋Ａｌ→ＮａＡｌＯ2＋２・1/2Ｈ2 （系Ｂ） となる。
【００５６】 前記産出水素が電池の水性成分を反応性固体成分との接触からはずし、保持貯
蔵槽に入れることができるように、ある圧力まで産出水素を蓄積できるように前
記ジェネレータは構成される。このようにして、ジェネレータは、自己制御する
ことができる、即ち、水性成分が反応性固体類と接触している間に水素が産出さ
れるが、水素の産出とともにこの水性成分を加圧水素によって固体から離れるよ
うにし、それによって、水素産出低下が結果としておこる。 水素を抜くと圧力が放出され、水性成分が前記固体と再度接触するようになり
、反応を再開始させる。上記のようにバッチ規模で又は連続的水素産出制御様式
のいずれかによって、水素を除去できる。反応容器の大きさ及び構造は、必要な
水素産出の量に基づいて選択できる。
【００５７】 本発明のジェネレータはまた、好適には、電池における発熱化学反応から熱を
輸送するため、又は発熱化学反応の速度を制御するために使用できる組み込み熱
交換系を有する。この熱交換系は、水の直接加温によって産出された蒸気を前記
反応によって水性系に濃縮することによって駆動することができる。熱交換系は
他の目的（例 家庭暖房）のために使用することもできるし、又は、ジェネレー
タ中における反応速度の制御の１手段として、単に使用することもできる。温度
増加は反応速度を増大させることが公知である。
【００５８】 さらに好適には、前記ジェネレータはアルカリ電池であり、下記半電池式に従
って電子を付与し、水を還元するために不活性メッシュ陰極を使用する。 ２Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→２ＯＨ-＋Ｈ2 Ｅ0＝−０．８２８Ｖ 前記半電池電気化学式は、水素産出のための別の半電池還元剤と組み合わされ
る。好適には、前記不活性メッシュ陰極は、白金化チタンであり、陽極腐食を進
めることによって、還元剤からの電子移行を進める。
【００５９】 陰極遮壁は触媒機能を遂行し、系中における電子移行を促進するために使用さ
れ、反応速度増大効果を有する。この遮壁は、陽性の系から電子を受け入れ、電
子移行が陽性の系から直接水に起こるだけならば、観察されるであろう速度より
も早い速度で、これらを水に移す。
【００６０】 本発明の好適な態様は、反応容器内部でのいくつかの酸化還元反応の組み合わ
せによって水から純粋な分子状水素と熱を産出させるためのエネルギージェネレ
ータであり、水は、水素産出を最大にするように選択された選択可能な電気的陽
性の酸化還元系の組み合わせを用いて水素に還元され、それとともに価値ある副
産物（類）が形成され、前記電気的陽性の酸化還元系は半電池還元剤（類）であ
り、前記の半電池還元剤（類）は水素産出のために前記水還元に組み合わされて
おり、前記半電池還元剤類は水素産出を最大にしかつ地域社会における用途又は
商業的価値のため貴重な副産物を産出するように選択される。前記半電池還元剤
類には、二元水素化物類、三元水素化物類、両性元素類、周期律表の第１族及び
第２族の陽性の元素類、及びキレート化した遷移元素類が含まれるが、それらに
限定されない。
【００６１】 前記半電池還元剤が二元及び／又は三元水素化物である好適な場合において、
それはアルミニウムのような元素と併用されてみられ、半電池還元剤類が両性元
素類を含む場合には、これは、典型的には、アルミニウム、亜鉛、クロム、ガリ
ウム又はスズである。
【００６２】 本発明の別の好適な態様は、反応容器内部でのいくつかの酸化還元反応の組み
合わせによって水から純粋な分子状水素と熱を産出させるための水素ジェネレー
タであり、水は、水素産出を最大にするように選択された選択可能な電気的陽性
の酸化還元系の組み合わせを用いて水素に還元され、好適にはそれとともに価値
ある副産物（類）が形成され、前記ジェネレータには、前記反応容器に反応物を
供給するフィーダ及び水を離れた貯蔵槽から反応容器中に重力で供給するための
手段を含み、前記フィーダは反応容器に化学物質類を導入するために選択された
反応物の正常量を含有するカートリッジであることもできる。
【００６３】 前記ジェネレータの好適な態様は、水素タップが閉となったとき容器内部に圧
増加をもたらすことによって必要に応じて水素を産出できる。この圧増加は、水
素タップが再度開に戻されたときに容器から支持タンク中に液体を強制し、ジェ
ネレータに戻す。液体及び固体反応物の分離は、結果として、エネルギー産出停
止をもたらす。
【００６４】 ジェネレータは、好適には熱交換コイルを有しており、それを介して、水が再
循環し反応容器内部の蒸気を濃縮し、したがって、発熱反応で産出された熱を除
去する。また、反応領域上の空間でラシュグ（Ｒａｓｃｈｉｇ）リングを使用す
ることもでき、この蒸気を濃縮して反応自体にもどす。
【００６５】 本発明のもうひとつの好適な態様は、反応容器内部でのいくつかの酸化還元反
応の組み合わせによって水から純粋な分子状水素と熱を産出させるためのジェネ
レータであり、水は、水素産出を最大にするように選択された選択可能な電気的
陽性の酸化還元系の組み合わせを用いて水素に還元され、それとともに価値ある
副産物（類）が形成され、前記ジェネレータは、生成物及び／又は液体副産物又
は固体成分類を含む反応体を作動中の反応容器から回収するための手段を含み、
前記回復手段は、溶液又はスラッジのいずれかとしてタップから価値ある副産物
を回収することを促進し、前記タップは、好適にはジェネレータの基部にあり、
固体及び液体副産物はこの同一タップから除去可能である。
【００６６】 本発明の別の好適な態様は、反応容器内部でのいくつかの酸化還元反応の組み
合わせによって水から純粋な分子状水素と熱を産出させるための頑丈なジェネレ
ータであり、水は、水素産出を最大にするように選択された選択可能な電気的陽
性の酸化還元系の組み合わせを用いて水素に還元され、それとともに価値ある副
産物（類）が形成され、このようにして、一連の関連装置が形成される際に、地
域社会での用途又はその後の再販売のための価値ある化学物質類に加えて熱、電
気及び飲用に適した水を提供するための手段を含む基本的な必須物品類を提供す
るシステムを付与し、前記ジェネレータは、純粋な無公害分子状水素を産出し、
これは、関連ユニット類を順次接続することによって、電気、飲用に適した水又
は熱の産出を促進するようにすることができる。
【００６７】 電力生産のための手段は、好適には、ジェネレータに接続され水素を直接電気
エネルギーに変換する燃料電池を含み、前記燃料電池は真空蒸留装置に接続され
ると、電気エネルギーを供給し純粋でない水源からの飲用に適した水の生産を促
進する。これとは別に、純粋な水素ガスは暖房に使用でき、前記熱は、前記純粋
水素ガスの燃焼によって発生する。
【００６８】 本発明の別の好適な態様は、反応容器内部でのいくつかの酸化還元反応の組み
合わせによって水から純粋な分子状水素と熱を産出させるためのジェネレータで
あり、水は、水素産出を最大にするように選択された選択可能な陽性の酸化還元
系の組み合わせを用いて水素に還元され、それとともに価値ある副産物（類）が
形成され、一連の関連装置が形成される際に、地域社会での用途又はその後の再
販売のための価値ある化学物質類に加えて熱、電気及び飲用に適した水を提供す
るための手段を含む基本的必須物品類を提供することができるシステムを付与す
る。
【００６９】 本発明の別の好適な態様は、反応容器内部でのいくつかの酸化還元反応の組み
合わせによって水から純粋な分子状水素と熱を産出させるためのジェネレータで
あり、水は、水素産出を最大にするように選択された選択可能な電気的陽性の酸
化還元系の組み合わせを用いて水素に還元され、それとともに価値ある副産物（
類）が形成され、産出された特定の価値ある化学物質類は、前記半電池還元剤（
類）及び／又は反応容器に供給された反応物の組み合わせによって決まり、前記
ジェネレータは、選択可能な半電池還元剤類のいくつかの組み合わせから水素を
産出できる。
【００７０】 たとえば使用した半電池還元剤類がアルミニウム及び水と併用した水素化ナト
リウムを含むとき、アルミン酸ナトリウムは、通常の収率の２５０％の水素を産
出する反応において、価値ある副産物として産出される。
【００７１】 これとは別に海水を水源として使用すると結果として、有用な副産物として不
溶性のマグネシウム塩類が産出される。さらに、前記ジェネレータによって産出
された水素の量は、熱交換コイルを介して水流を調整するか又は機械的に反応容
器内部の前記固体及び水性成分類を水素ガスによって蓄積された圧を用いて分離
するかのいずれかによって、制御することもできる。
【００７２】 本発明の例として上記を述べたが、本文に述べた本発明の広い範囲及び範疇を
離れることのないその多くの改変及び修飾は、当業者に明らかであろう。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年７月６日（２００１．７．６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】 第１の態様によれば本発明は、 水素を産出する電気的陰性半電池反応として、 半電池反応２Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→２ＯＨ-＋Ｈ2を選択する工程； 前記電気的陰性半電池反応を駆動させるための十分な電位を有する第１の電気
的陽性半電池反応を選択する工程； 第２の速度が増加した電気的陽性半電池反応を選択する工程；及び 、前記半電池反応類を結合する工程； を含み、前記第１の電気的陽性半電池反応及び第２の速度が増加した電気的陽性
半電池反応は、前記電気的陽性半電池反応が前記電気的陰性半電池反応と別々に
反応した場合の水素及び／又はエネルギーの産出速度に対して、水からの水素及
び／又はエネルギーの産出速度を相乗的に増加させるために、前記電気的陰性半
電池反応と組み合わせて選択されることを特徴とする、水素及び／又はエネルギ
ーを産出する方法を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】 この結果、同量の水素化ナトリウムに対して水素の産出が２５０％増加する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】 好ましくは、前記化学系は、無機化学系である。 前記化学系は、いくつかの電気的陽性半電池反応を含むことができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】 前記第１の電気的陽性半電池反応は、 Ｍｇ→Ｍｇ1+＋２ｅ- であることが好ましい。 前記第２の電気的陽性半電池反応は、 Ａｌ＋４ＯＨ-→ＡｌＯ2 -＋２Ｈ2Ｏ＋３ｅ- であることが好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】 前記電気的陽性半電池反応は、Ｉ族又はＩＩ族の金属、二元水素化物類、三元
水素化物類、両性元素類、周期律表の第１族及び第２族の陽性元素類、キレート
化した遷移元素類、リンのオキシ酸類、ならびに硫黄のオキシ酸類から選択され
た種の酸化を伴うことが好ましい。 一般に、ラチマーコンベンション（Latimer convention）に従って、１／２電
池式の左側に還元剤が記載されているとき、＋０．８３Ｖを超えるＥ0値を有す
る系であればいずれでもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】 非常に好適な組み合わせとして、前記半電池還元剤としては、両極元素と併用
したマグネシウムのようなＩ族又はＩＩ族金属が挙げられる。好適な両性元素類
には、アルミニウム、亜鉛、クロム、ガリウム及びスズが含まれ、アルミニウム
が特に好適である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】 前記第１の電気的陽性半電池における還元剤としては、次亜リン酸又は亜ジチ
オン酸塩が好適に挙げられる。 非常に好適な態様として、前記反応においては、Ａｌ及びＭｇならびに水の使
用を伴うことが挙げられる。亜鉛／ソーダ系も同様に好適である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】 第２の態様によれば、本発明は、エネルギーを物質に付与して反応物を産出す
る工程を含む無機化学系（inorganic chemical system）におけるエネルギーの
可逆的保存方法であって、前記反応物は、エネルギー、水素及び前記物質を産出
するために反応可能であり、前記反応物の前記物質との反応は、酸化反応であっ
て第１の電気的陽性半電池反応を示し、かつ水素を産出する電気的陰性半電池反
応及び第２の電気的陽性半電池反応と併用され、前記第１の電気的陽性半電池反
応は、前記陰性半電池反応を駆動させるために十分な電位を有しており、前記半
電池反応類は、水素が水から産出されるように選択されることを特徴とするエネ
ルギーの可逆的保存方法を提供する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】 好適な態様においては、エネルギーは貯蔵され、熱力学的な効率がおよそ１０
０％に近くなる。 例えば、フラックスのような熱力学サイクルの範囲外にある他の工程を考慮す
ることは試みられてこなかった。このエネルギーは、アルミニウムの発熱化学反
応類では回収されない。しかし、回収が、例えば、水溶液からのめっきを伴う場
合、これらのコストはかなり低下させられる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】 第３の態様によれば、本発明は、化学反応系において反応物を組み合わせるこ
とによって、水素及び／又はエネルギーを産出するための電池であって、 電気的陰性半電池反応 ２Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→２ＯＨ-＋Ｈ2； 前記電気的陰性半電池反応を駆動させるために十分な電位を有する第１の電気
的陽性半電池反応；及び 第２の速度の増加した電気的陽性半電池反応を含み、さらに、 前記第１の電気的陽性半電池反応及び第２の速度の増加した電気的陽性半電池反
応は、前記電気的陽性半電池反応が前記電気的陰性半電池反応と別々に反応した
場合の水素及び／又はエネルギーの産出速度に対して、水からの水素及び／又は
エネルギーの産生速度を相乗的に増大させるために、前記電気的陰性半電池反応
と組み合わせて選択されることを特徴とする水素及び／又はエネルギーを産出す
る電池を提供する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】 第４の態様によれば、本発明は、第１の態様による方法によって水から水素を
産出する化学系；反応プラットフォームとして機能し、かつ陽性の出発物質間の
接触を可能とするように適応させた支持陰極遮壁(supporting cathode screen)
を含んだ水素ジェネレータを提供する。 好適には、前記支持陰極遮壁上で水素過電圧は低くなり、それによって前記陰
極遮壁がない場合の反応速度に対して、反応速度及びその後の水素産出速度が増
加する。 前記支持陰極遮壁は、反応床として作用し水素過電圧を低下させるだけでなく
、さらに、陰極保護のような機構が利用できるよう陽性の物質間の緊密な接触を
実現する組み込み部品として作用する。 好適には、前記産出水素は、電池の水性成分を反応性固体成分との接触からは
ずし保持貯蔵槽に入れ、それによって、水素及び熱の産出を結果的に低下させる
ことができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】 前記２種の半電池反応類における相乗的な増加を示した、水素発生の質的な速
度について、本発明の下記実施例により示した。アルミニウム又はマグネシウム
はそれ自体が室温で反応して、無視できるほどゆっくりした速度で水から水素を
産出する。しかし、この２種の電気的陽性半電池反応類が組み合わされる、即ち
、前記のアルミニウムとマグネシウムを一緒に使うことにより、水素産出速度に
おける相乗効果が観察され、水素は極めて早い速度で産出され、気体発生を見る
ことができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
【表１】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】 本発明のジェネレータには、支持陰極遮壁上で水と反応する選択された化学物
質類が含まれる。選択された化学物質類は低水素過電圧を有し、それによって反
応速度及びその後の水素産出速度が増加する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】 前記半電池還元剤がＩ族又はＩＩ族元素である好適な場合において、それは、
アルミニウムのような元素と併用されてみられ、半電池還元剤類が両性元素類を
含む場合には、これは、典型的には、アルミニウム、亜鉛、クロム、ガリウム又
はスズである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水素を産出する電気的陰性半電池反応を選択する工程； 前記電気的陰性半電池反応を駆動させるための十分な電位を有する第１の電気
    的陽性半電池反応を選択する工程； 第２の電気的陽性半電池反応を選択する工程；及び 前記半電池反応類を結合する工程； を含み、前記第１及び第２の電気的陽性半電池反応は、水からの水素及び／又は
    エネルギーの産出を増加させるために前記電気的陰性半電池反応と組み合わせて
    選択されることを特徴とする化学反応から水素及び／又はエネルギーを産出する
    方法。
  2. 【請求項２】 前記水素及び／又はエネルギー産出の増加が、水素及び／又
    はエネルギー産出の速度における増加である請求項１に記載の化学反応から水素
    及び／又はエネルギーを産出する方法。
  3. 【請求項３】 前記水素及び／又はエネルギー産出の増加が、水素及び／又
    はエネルギー産出の量における増加である請求項１に記載の化学反応から水素及
    び／又はエネルギーを産出する方法。
  4. 【請求項４】 前記半電池反応類が、反応終点において前記水素電池中にお
    ける残留物質類の値の総和が、前記電池中に導入された反応物類の総和のそれを
    超えるよう選択される請求項１から３のいずれか１項に記載の化学反応から水素
    及び／又はエネルギーを産出する方法。
  5. 【請求項５】 前記電気的陰性半電池反応が、 ２Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→２ＯＨ-＋Ｈ2 である請求項１から４のいずれか１項に記載の化学反応から水素及び／又はエネ
    ルギーを産出する方法。
  6. 【請求項６】 前記第１の電気的陽性半電池反応が、 ２Ｈ-→Ｈ2＋２ｅ- である請求項１から５のいずれか１項に記載の化学反応から水素及び／又はエネ
    ルギーを産出する方法。
  7. 【請求項７】 前記第２の電気的陽性半電池反応が、 Ａｌ＋４ＯＨ-→ＡｌＯ2 -＋２Ｈ2Ｏ＋３ｅ- である請求項１から６のいずれか１項に記載の化学反応から水素及び／又はエネ
    ルギーを産出する方法。
  8. 【請求項８】 前記電気的陽性半電池反応類が、二元水素化物類、三元水素
    化物類、両性元素類、周期律表における第１族及び第２族の陽性元素類、及びキ
    レート化した遷移元素類から選択された種を伴う請求項１から７のいずれか１項
    に記載の化学反応から水素及び／又はエネルギーを産出する方法。
  9. 【請求項９】 前記第１の電気的陽性半電池反応が、二元及び／又は三元水
    素化物の酸化を伴い、前記第２の電気的陽性半電池反応が、両性元素の酸化を伴
    う請求項１から８のいずれか１項に記載の化学反応から水素及び／又はエネルギ
    ーを産出する方法。
  10. 【請求項１０】 前記両性元素が、アルミニウム、亜鉛、クロム、ガリウム
    及びスズからなる群から選択される請求項１から９のいずれか１項に記載の化学
    反応から水素及び／又はエネルギーを産出する方法。
  11. 【請求項１１】 ラチマーコンベンション（Latimer convention）に従い、
    還元剤が前記１／２電池式の左側に記載されているとき、前記第１の電気的陽性
    半電池反応が、＋０．８３Ｖを超える還元電位Ｅ0を有する請求項１から１０の
    いずれか１項に記載の化学反応から水素及び／又はエネルギーを産出する方法。
  12. 【請求項１２】 前記第１の電気的陽性半電池中における還元剤が、次亜リ
    ン酸である請求項１から１１のいずれか１項に記載の化学反応から水素及び／又
    はエネルギーを産出する方法。
  13. 【請求項１３】 前記第１の電気的陽性半電池中における還元剤が、亜ジチ
    オン酸塩である請求項１から１２のいずれか１項に記載の化学反応から水素及び
    ／又はエネルギーを産出する方法。
  14. 【請求項１４】 前記第１の電気的陽性半電池中における還元剤が、配置 （configuration）を変化させて少なくとも１個の電子を放出することにより配
    位数増加を実現できる金属有機錯体である請求項１から１３のいずれか１項に記
    載の化学反応から水素及び／又はエネルギーを産出する方法。
  15. 【請求項１５】 エネルギーを物質に付与して反応物を産出する工程を含む
    無機化学系（inorganic chemical system）におけるエネルギーの可逆的保存方
    法であって、 前記反応物は、エネルギー、水素及び前記物質を産出するために反応可能であ
    り、前記反応物の前記物質との反応は、酸化反応であって第１の電気的陽性半電
    池反応を示し、かつ水素を産出する電気的陰性半電池反応及び第２の電気的陽性
    半電池反応と併用され、前記第１の電気的陽性半電池反応は、前記電気的陰性半
    電池反応を駆動させるために十分な電位を有しており、前記半電池反応類は、水
    素が水から産出されるように選択されることを特徴とするエネルギーの可逆的保
    存方法。
  16. 【請求項１６】 前記反応物が、安定な無機化合物である請求項１５に記載
    のエネルギーの可逆的保存方法。
  17. 【請求項１７】 前記反応物が、アルミニウムである請求項１５又は１６に
    記載のエネルギーの可逆的保存方法。
  18. 【請求項１８】 前記物質にエネルギーを付与する工程が、枯渇しない供給
    源（inexhaustible source）による請求項１５から１７のいずれか１項に記載の
    エネルギーの可逆的保存方法。
  19. 【請求項１９】 前記付与されるエネルギーが、水力、太陽光、核、地熱、
    風力、又は潮力である請求項１８に記載のエネルギーの可逆的保存方法。
  20. 【請求項２０】 前記反応における可逆性が、熱力学的な効率において１０
    ０％に近い請求項１５から１９のいずれか１項に記載のエネルギーの可逆的保存
    方法。
  21. 【請求項２１】 エネルギー及び水素の貯蔵及び輸送方法であって、 請求項１から１４のいずれか１項に記載のエネルギー放出及び水素産出工程、及
    び化学的産出及びエネルギー再充填工程を含み、前記工程類が、独立して制御可
    能であるように選択されていることを特徴とするエネルギー及び水素の貯蔵及び
    輸送方法。
  22. 【請求項２２】 化学反応系において反応物を組み合わせることによって、
    水素及び／又はエネルギーを産出する電池であって、 水素を産出する電気的陰性半電池反応； 前記陰性半電池反応を駆動させるために十分な電位を有する第１の電気的陽性
    半電池反応；及び 第２の電気的陽性半電池反応を含み、さらに、 前記第１及び第２の電気的陽性半電池反応は、水素及び／又はエネルギーの産
    出が増加するように他の半電池反応と組み合わせて選択されることを特徴とする
    水素及び／又はエネルギーを産出する電池。
  23. 【請求項２３】 前記水素及び／又はエネルギー産出の速度が増加する請求
    項２２に記載の水素及び／又はエネルギーを産出する電池。
  24. 【請求項２４】 前記水素及び／又はエネルギー産出の量が増加する請求項
    ２２又は２３に記載の水素及び／又はエネルギーを産出する電池。
  25. 【請求項２５】 前記化学系が、無機化学系である請求項２２から２４に記
    載の水素及び／又はエネルギーを産出する電池。
  26. 【請求項２６】 前記第１及び第２の電気的陽性半電池反応が、反応終点に
    おいて前記水素電池中における残留物質類の値の総和が、前記電池中に導入され
    た反応体類の総和のそれを超えるよう選択される請求項２２から２５のいずれか
    １項に記載の水素及び／又はエネルギーを産出する電池。
  27. 【請求項２７】 付加的な電気的陽性半電池反応をさらに含む請求項２２か
    ら２５のいずれか１項に記載の水素及び／又はエネルギーを産出する電池。
  28. 【請求項２８】 前記反応物が、前記電池に断続的に供給される請求項２２
    から２７のいずれかに記載の水素及び／又はエネルギーを産出する電池。
  29. 【請求項２９】 前記反応物が、前記電池に連続的に供給される請求項２２
    から２７のいずれかに記載の水素及び／又はエネルギーを産出する電池。
  30. 【請求項３０】 水から水素を産出する化学系；及び支持陰極遮壁 （supporting cathode screen）を含んだ水素ジェネレータであって、 前記支持陰極遮壁上で水素過電圧は低くなり、それによって前記陰極遮壁がな
    い場合の反応速度に対して、反応速度及びその後の水素産出速度が増加すること
    を特徴とする水素ジェネレータ。
  31. 【請求項３１】 前記産出される水素は、電池の水性成分を反応性固体成分
    との接触からはずし保持貯蔵槽に入れることができ、それによって水素の産出を
    結果的に低下させることができるよう適応された請求項３０に記載の水素ジェネ
    レータ。
  32. 【請求項３２】 前記電池における発熱化学反応から、熱を輸送するために
    使用できる組み込み熱交換系を有することを特徴とする水素ジェネレータ。
  33. 【請求項３３】 発熱化学反応の速度を制御するために使用できる、組み込
    み熱交換系を有する請求項３１に記載の水素ジェネレータ。
  34. 【請求項３４】 他の目的のために前記ジェネレータから熱を輸送するため
    に使用できる組み込み熱交換系を有する請求項３３に記載の水素ジェネレータ。
JP2000619048A 1999-05-12 2000-05-12 エネルギー産出、貯蔵及び輸送系 Pending JP2003500319A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU0298 1999-05-12
AUPQ0298A AUPQ029899A0 (en) 1999-05-12 1999-05-12 Hydrogen generator
PCT/AU2000/000446 WO2000070699A1 (en) 1999-05-12 2000-05-12 Energy production, storage and delivery system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003500319A true JP2003500319A (ja) 2003-01-07

Family

ID=3814502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000619048A Pending JP2003500319A (ja) 1999-05-12 2000-05-12 エネルギー産出、貯蔵及び輸送系

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6866835B1 (ja)
EP (1) EP1224704A4 (ja)
JP (1) JP2003500319A (ja)
AU (1) AUPQ029899A0 (ja)
NZ (1) NZ516034A (ja)
WO (1) WO2000070699A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007502361A (ja) * 2003-08-15 2007-02-08 プロテジー、リミテッド 増強エネルギー生産システム
JP2009269781A (ja) * 2008-05-07 2009-11-19 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 水素発生方法
JP2010144206A (ja) * 2008-12-18 2010-07-01 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 水素発生方法及び水素発生装置
JP2018515418A (ja) * 2015-05-20 2018-06-14 ドレイジアンドメイト インターナショナル エス．エル．Ｄｒａｇｅ ＆ Ｍａｔｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， Ｓ．Ｌ． 水素発生システムとそのプロセス

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7691527B2 (en) * 2002-04-24 2010-04-06 Petillo Phillip J Method and apparatus for generating hydrogen
US7513978B2 (en) * 2003-06-18 2009-04-07 Phillip J. Petillo Method and apparatus for generating hydrogen
AU2004264445B2 (en) * 2003-08-15 2009-07-23 Protegy Limited Enhanced energy production system
SE0302812D0 (sv) * 2003-10-22 2003-10-22 Celerity Consultancy Ltd A device for creating energy
US20070084718A1 (en) * 2004-03-29 2007-04-19 Fleming Edward A Apparatus and method for creating a hydrogen network using water treatment facilities
WO2006101214A1 (ja) * 2005-03-25 2006-09-28 Seiko Instruments Inc. 水素発生方法及び水素発生装置及び燃料電池設備

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4155712A (en) * 1976-04-12 1979-05-22 Taschek Walter G Miniature hydrogen generator
US4218520A (en) * 1976-07-12 1980-08-19 Solomon Zaromb Apparatus for generating heat and electrical energy from aluminum waste and other inexpensive aluminum products
JPS57123801A (en) * 1980-12-31 1982-08-02 Ibm Method of simultaneously generating energy of heat and hydrogen type
US4650660A (en) * 1985-08-02 1987-03-17 The Boeing Company Method for feeding solids to a controlled environment
JPH04265188A (ja) * 1991-02-21 1992-09-21 Ebara Corp 焼却灰の処理方法
US5286473A (en) * 1993-02-01 1994-02-15 Nobuyasu Hasebe Process for the production of hydrogen
US5514353A (en) * 1994-06-28 1996-05-07 Af Sammer Corporation Demand responsive hydrogen generator based on hydride water reaction
JPH09176885A (ja) * 1995-12-21 1997-07-08 Shinko Pantec Co Ltd 水素・酸素発生装置及びその運転方法
JPH09316676A (ja) * 1996-05-27 1997-12-09 Shinko Pantec Co Ltd 筒型電解セルおよび水素酸素発生装置
US5817157A (en) * 1996-01-02 1998-10-06 Checketts; Jed H. Hydrogen generation system and pelletized fuel

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4369234A (en) * 1979-10-01 1983-01-18 Solomon Zaromb Electrochemical power generation
DE3201339A1 (de) 1982-01-18 1983-07-28 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Anlage zur energieumwandlung
GB2142423B (en) * 1983-03-10 1986-08-06 Smith Dr Eric Murray Production of liquid hydrogen
US4730601A (en) * 1984-12-13 1988-03-15 The Garrett Corporation Steam engine reaction chamber, fuel composition therefore, and method of making and operating same
US4698974A (en) * 1984-12-13 1987-10-13 The Garrett Corporation Internal combustion closed rankine cycle steam engine
SU1435664A1 (ru) * 1986-12-30 1988-11-07 Предприятие П/Я Р-6878 Генератор водорода
SU1470661A1 (ru) * 1987-04-08 1989-04-07 Институт Проблем Машиностроения Ан Усср Способ получени водорода
DE4029634A1 (de) * 1990-09-19 1992-03-26 Linde Ag Verfahren zum betreiben einer druckelektrolyseanlage
TW347417B (en) * 1996-05-08 1998-12-11 Shinkohan Gigyutsu Kk An apparatus for producing hydrogen and oxygen
RU2111285C1 (ru) * 1997-04-29 1998-05-20 Общество с ограниченной ответственностью Творческое производственное объединение "Резерв" Устройство для получения водорода и кислорода методом электролиза

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4155712A (en) * 1976-04-12 1979-05-22 Taschek Walter G Miniature hydrogen generator
US4218520A (en) * 1976-07-12 1980-08-19 Solomon Zaromb Apparatus for generating heat and electrical energy from aluminum waste and other inexpensive aluminum products
JPS57123801A (en) * 1980-12-31 1982-08-02 Ibm Method of simultaneously generating energy of heat and hydrogen type
US4650660A (en) * 1985-08-02 1987-03-17 The Boeing Company Method for feeding solids to a controlled environment
JPH04265188A (ja) * 1991-02-21 1992-09-21 Ebara Corp 焼却灰の処理方法
US5286473A (en) * 1993-02-01 1994-02-15 Nobuyasu Hasebe Process for the production of hydrogen
US5514353A (en) * 1994-06-28 1996-05-07 Af Sammer Corporation Demand responsive hydrogen generator based on hydride water reaction
JPH09176885A (ja) * 1995-12-21 1997-07-08 Shinko Pantec Co Ltd 水素・酸素発生装置及びその運転方法
US5817157A (en) * 1996-01-02 1998-10-06 Checketts; Jed H. Hydrogen generation system and pelletized fuel
JPH09316676A (ja) * 1996-05-27 1997-12-09 Shinko Pantec Co Ltd 筒型電解セルおよび水素酸素発生装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007502361A (ja) * 2003-08-15 2007-02-08 プロテジー、リミテッド 増強エネルギー生産システム
JP2009269781A (ja) * 2008-05-07 2009-11-19 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 水素発生方法
JP2010144206A (ja) * 2008-12-18 2010-07-01 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 水素発生方法及び水素発生装置
JP2018515418A (ja) * 2015-05-20 2018-06-14 ドレイジアンドメイト インターナショナル エス．エル．Ｄｒａｇｅ ＆ Ｍａｔｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， Ｓ．Ｌ． 水素発生システムとそのプロセス

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000070699A1 (en) 2000-11-23
AUPQ029899A0 (en) 1999-06-03
US6866835B1 (en) 2005-03-15
EP1224704A4 (en) 2006-08-16
NZ516034A (en) 2003-05-30
EP1224704A1 (en) 2002-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ahmed et al. Sustainable hydrogen production: Technological advancements and economic analysis
Kumar et al. An overview on activation of aluminium-water reaction for enhanced hydrogen production
US8152988B2 (en) Electrochemical process for the preparation of nitrogen fertilizers
US9005422B2 (en) Electrochemical process for the preparation of nitrogen fertilizers
Du Preez et al. On-demand hydrogen generation by the hydrolysis of ball-milled aluminum composites: A process overview
JPS6122036B2 (ja)
CN103108994A (zh) 氨的合成方法
TW201035387A (en) Method and apparatus for efficient on-demand production of H2 and O2 from water using waste heat and environmentally safe metals
JP2003500319A (ja) エネルギー産出、貯蔵及び輸送系
CN111943140B (zh) 制备硼氢化盐的方法
US10435804B2 (en) Stability control of a hydrogen generating system and method
US20070128509A1 (en) Producing sodium borohydride with high energy efficiency and recycles of by-product materials
AU765381B2 (en) Energy production, storage and delivery system
US11214486B2 (en) Desalination methods and devices using geothermal energy
CN101459251A (zh) 采用载带燃料发电、开车,抑制地球暖化
RU2410324C2 (ru) Система производства энергии
AU2004264445B2 (en) Enhanced energy production system
US7794579B2 (en) Production of chlorates and derivative chemicals from ammonium perchlorate
Gao et al. Discover Chemical Engineering
JP2002241103A (ja) 水素発生方法および水素発生装置
Cloutier Electrochemical recycling of sodium borohydride for hydrogen storage: physicochemical properties of sodium metaborate solutions
JPS58176101A (ja) 水素の製造方法
Heppert Evaluation of the photochemical production of hydrogen from solar energy
KR20120110300A (ko) 치환도금의 원리를 활용하여 촉매를 사용하는 수소생산 방법 및 생산된 수소

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070309

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100525

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20100819

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20100826

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101221

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110830