JP2005067970A - 水素発生材及び水素ガスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 水素ガスの製造方法には水または酸と金属の反応、水の電気分解、炭化水素と蒸気の反応、炭化水素の熱分解等が知られているが、これら既存の製造方法はコストが高く、また水素ガスの安定供給も難しいという問題があった。
【解決手段】 岐阜県郡上郡大和町内ヶ谷地区で採掘され、原石の状態でケイ素、アルミニウム、鉄、チタン、カルシウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウム、ロジウム、ジルコニウム、ルビジウム、ストロンチウム、亜鉛、銅、ニッケル、マンガン、塩素、硫黄、燐、モリブデン、炭素等で組成されており、約１０００℃以上の温度で焼成すると発泡し且つその発泡後においてもなお前記炭素の一部が残存する性質の有機造岩鉱物を焼成してなる水素発生材を提供する。この水素発生材は、水又は酸に接触させるだけで水素ガスが発生する。
【選択図】 図１
【解決手段】 岐阜県郡上郡大和町内ヶ谷地区で採掘され、原石の状態でケイ素、アルミニウム、鉄、チタン、カルシウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウム、ロジウム、ジルコニウム、ルビジウム、ストロンチウム、亜鉛、銅、ニッケル、マンガン、塩素、硫黄、燐、モリブデン、炭素等で組成されており、約１０００℃以上の温度で焼成すると発泡し且つその発泡後においてもなお前記炭素の一部が残存する性質の有機造岩鉱物を焼成してなる水素発生材を提供する。この水素発生材は、水又は酸に接触させるだけで水素ガスが発生する。
【選択図】 図１
Description
本発明は水素ガスを製造するための水素発生材及びその水素発生材を用いた水素ガスの製造方法に関する。
本発明者は、「岐阜県郡上郡大和町内ヶ谷地区で採掘され、原石の状態でケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、ロジウム（Ｒｈ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、塩素（Ｃｌ）、硫黄（Ｓ）、燐（Ｐ）、モリブデン（Ｍｏ）、炭素（Ｃ）などで組成されており、約１０００℃以上の温度で焼成すると発泡し且つその発泡後においてもなお前記炭素（Ｃ）の一部が残存する性質の有機造岩鉱物を焼成してなる浄化活性材」を発明し、既に特許を取得した（特許文献１参照。）。
特許第２６５７７７１号公報
前記有機造岩鉱物の原石を定量分析した結果は表１のとおりであり、また、蛍光Ｘ線定性分析の結果は図１〜図１０のとおりである。なお、両分析は岐阜県陶磁器試験場（所在地：岐阜県多治見市星ヶ台３−１１）が行った。
また、前記有機造岩鉱物の原石の炭素含有率についても分析した。その結果は表２のとおりである。なお、この分析は川鉄テクノリサーチ株式会社総合検査・分析センター知多事業所（所在地：愛知県半田市川崎町１−１）が行った。
以上の分析結果から明らかなように前記有機造岩鉱物は、多種類の金属原子と炭素原子の結合によって形成されている。
また、前記有機造岩鉱物の特徴は、約１０００℃以上の温度で焼成すると発泡し且つその発泡後においてもなお前記炭素（Ｃ）の一部が残存することにある。このことを証明するため有機造岩鉱物を１０００℃で焼成した後、その炭素含有率を分析し、その結果を前記表２に示した。なお、分析は前記川鉄テクノリサーチ株式会社総合検査・分析センター知多事業所が行った。
燃料電池の実用化が目前に迫っている現在、そのエネルギー源である水素ガスの安定供給や低コスト化は重要な課題である。従来より水素ガスの製造方法には水または酸と金属の反応、水の電気分解、炭化水素と蒸気の反応、炭化水素の熱分解などが知られているが、これら既存の製造方法はコストが高く、また、水素ガスの安定供給も難しいという問題があった。
ところで本発明者は、上記有機造岩鉱物を焼成した物質の研究をさらに続けてきたが、その物質を水又は酸に漬けると水素ガスを発生する、との確信を得た。
本発明の目的は、簡単且つ低コストに水素ガスを製造することが可能な水素発生材及び水素ガスの製造方法を提供することにある。
岐阜県郡上郡大和町内ヶ谷地区で採掘され、原石の状態でケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、ロジウム（Ｒｈ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、塩素（Ｃｌ）、硫黄（Ｓ）、燐（Ｐ）、モリブデン（Ｍｏ）、炭素（Ｃ）などで組成されており、約１０００℃以上の温度で焼成すると発泡し且つその発泡後においてもなお前記炭素（Ｃ）の一部が残存する性質の有機造岩鉱物を焼成してなる水素発生材を提供する。
請求項２に記載したように、前記有機造岩鉱物を焼成する温度は約７００℃〜１２００℃である請求項１記載の水素発生材を提供する。
請求項３に記載したように、前記有機造岩鉱物を焼成する温度は約９００℃である請求項２記載の水素発生材を提供する。
請求項４に記載したように、請求項１乃至３の何れか一つに記載の有機造岩鉱物とセラミックスの混合体を焼成してなる水素発生材を提供する。
請求項５に記載したように、請求項１乃至４の何れか一つに記載の水素発生材を水又は酸に接触させて水素ガスを発生させるようにした水素ガスの製造方法を提供する。
本発明の水素発生材は水又は酸に接触させるだけで水素ガスを発生するため、水素ガスの製造が簡単且つ低コストに行える。ちなみに焼成前の有機造岩鉱物を水又は酸に接触させても水素ガスは発生しない。
有機造岩鉱物を焼成する温度は請求項２に記載したように約７００℃〜１２００℃でよいが、好ましくは請求項３に記載したように約９００℃がよい。約９００℃で焼成した有機造岩鉱物は発泡に至る手前であって体積の増加が殆どないから焼成容易であり、また、保管にも嵩張らないメリットがある。
本発明の水素発生材を製造する方法について説明する。先ず、岐阜県郡上郡大和町内ヶ谷地区に存在し、原石の状態でケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、ロジウム（Ｒｈ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、塩素（Ｃｌ）、硫黄（Ｓ）、燐（Ｐ）、モリブデン（Ｍｏ）、炭素（Ｃ）などで組成されており、約１０００℃以上の温度で焼成すると発泡し且つその発泡後においてもなお前記炭素（Ｃ）の一部が残存する性質の有機造岩鉱物を用意する。
次にこの有機造岩鉱物を約７００℃〜１２００℃の温度で１時間程度焼成する。この有機造岩鉱物は約１０００℃で焼成すると発泡するから１０００℃以上の温度を選択した場合は発泡し焼成中に体積が最大約３倍に増加する。焼成中に体積が３倍にも増加する物質の焼成は技術面での難度が高いため、低コストに量産するには発泡する手前の約９００℃前後の温度で焼成するのがよい。
こうして得られた焼成後の有機造岩鉱物が本発明の水素発生材である。そしてこの水素発生材を、ガス抜き管を有する密閉容器に入れ、その密閉容器内に水又は酸（例えば塩酸、クエン酸、タンニン酸等）を入れれば数分後に水素ガスが発生する。従ってその水素ガスを前記ガス抜き管から取り出せばよい。水素ガスの発生は７〜１０日間ほど持続して止まる。しかし、使用済みの水素発生材はそのまま浄化活性材として再利用できるため、有効に無駄なく使い切ることが出来る。
前記有機造岩鉱物を９００℃で１時間加熱し、それを２〜３ｃｍ程度の大きさに砕いて粒状の水素発生材を製造した。そしてその水素発生材を木綿袋に、しかもその木綿袋の容積に対し３〜４割ほど充填し、袋の口を閉じ中の空気を抜いてから水槽に投入した。投入した木綿袋は一旦水中に沈むが、数分後に膨らんで浮上する。こうして浮上した木綿袋を水中に押し込んで中に貯まったガスを布目から押し出すと、ガスが水素である証に透明な水が青色を呈する。また、木綿袋の中からビニール管でガスを抜き出し、そのガスに火を近づけると火炎が勢いを増す。そしてさらに膨らんだ木綿袋を水中から取り出すと、袋が急激に萎んで真空パック状態になり中の水素発生材にしっかり密着する。この現象は、木綿袋の中のガスが水素ガスであり、それが空気中の酸素と結合して水に変化し、その変化が木綿袋を吸引する力になった、と推測させるに十分なものである。
実施例１の焼成済み有機造岩鉱物を砕いて粉状に加工し、その粉とセラミックス用原料を４：６〜５：５の割合で混合して直径４〜６ｍｍのボールを形成し、それを約９００℃で焼成して固めた。こうして製造した水素発生材で実施例１と同様の実験を行った結果、全く同じ結果が得られた。なお、有機造岩鉱物は原石のまま砕いて粉状に加工し、それをセラミックス用原料に上記の割合で混合して成形してから焼成してもよい。
Claims (5)
- 岐阜県郡上郡大和町内ヶ谷地区で採掘され、原石の状態でケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、ロジウム（Ｒｈ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、塩素（Ｃｌ）、硫黄（Ｓ）、燐（Ｐ）、モリブデン（Ｍｏ）、炭素（Ｃ）などで組成されており、約１０００℃以上の温度で焼成すると発泡し且つその発泡後においてもなお前記炭素（Ｃ）の一部が残存する性質の有機造岩鉱物を焼成してなることを特徴とする水素発生材。
- 前記有機造岩鉱物を焼成する温度は約７００℃〜１２００℃であることを特徴とする請求項１記載の水素発生材。
- 前記有機造岩鉱物を焼成する温度は約９００℃であることを特徴とする請求項２記載の水素発生材。
- 請求項１乃至３の何れか一つに記載の有機造岩鉱物とセラミックスの混合体を焼成してなることを特徴とする水素発生材。
- 請求項１乃至４の何れか一つに記載の水素発生材を水又は酸に接触させて水素ガスを発生させるようにしたことを特徴とする水素ガスの製造方法。
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| JP2003301891A JP2005067970A (ja) | 2003-08-26 | 2003-08-26 | 水素発生材及び水素ガスの製造方法 |
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005040255A1 (de) * | 2005-08-24 | 2007-03-22 | Martin Prof. Dr. Demuth | Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser und Speicherung dieser Gase mittels Siliciden |
| JP2016210652A (ja) * | 2015-05-11 | 2016-12-15 | 株式会社フクプランニング | 水素発生剤収納体及び水素水生成セット |
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2003
- 2003-08-26 JP JP2003301891A patent/JP2005067970A/ja active Pending
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