JP2009247961A - 水から水素を採集するための触媒、触媒製造装置、水素発生装置、水素エンジンシステム並びに水素バーナシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金属酸化物の一種と金属水酸化物の一種とを加熱混合せしめた触媒21を付着板20に付着せしめ、600〜700℃の蒸気を発生せしめる蒸気発生装置41からの蒸気を前記付着板20を多数積層した触媒収納装置42に送って瞬時に水を水素と酸素に分解せしめ、分解装置43により水素と酸素を分離する。
【選択図】図5
Description
(1)強アルカリであるKOHリッチでかつ高温条件下においては、ナノオーダの酸化チタン粒子は、活性状態の水分子(水蒸気)に対し、触媒活性を発揮し、水の分解反応が生じる。
H2O→H2↑+1/2O2
TiO2
(2)ナノオーダの酸化チタン粒子が、強アルカリであるKOHに高温条件下に曝されると、酸化チタンの界面において、一部チタン原子と酸素原子との結合が切れ、チタン原子には水酸基、酸素原子にはカリウム原子が結びつき、不安定なチタン酸化合物(K,H)Ti2O5が形成される。
このチタン酸化合物が水(水蒸気)と容易に反応して分解し、一部は酸化チタンに戻るが、一部は酸化チタン水和物の形で残り、この過程で水素が発生する。
+H2↑ …(2)
そして、最後にこの酸化チタン水和物が熱により脱水され安定な酸化チタンに戻る際に酸素が発生する。
ここで、式(1)、(2)、(3)を加え合わせると、
H2O→H2+1/2O2 …(4)
となり、この場合の化学反応は、(4)式で示されるように見かけ上H2OがH2とO2に分解されることを示している。
8…電気ヒータ
20…枠板(付着板)
21…触媒層
32…コンプレッサ
33…真空ポンプ
40…水素発生装置
42…触媒収納装置
68…邪魔板
70…循環器
80…水素エンジン
85…加熱器
91…炉心
100…ボイラ
Claims (8)
- 酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化コバルト、酸化ニッケルのうち少なくとも1つの金属酸化物と、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化マグネシウム、水酸化ベリリウム、水酸化カルシウムのうち少なくとも1つの金属水酸化物とを加熱混合してなる、水から水素を採集するための触媒。
- 請求項1の金属酸化物と金属酸化物との重量比を金属酸化物の重量を1とすると金属水酸化物の重量を2以上としたことを特徴とする請求項1記載の触媒。
- 酸化チタン(TiO2)と水酸化カリウム(KOH)とを1:2以上の重量割合で加熱混合してなる水から水素を採集するための請求項2記載の触媒。
- 酸化モリブデン(MoO3)と水酸化カリウム(KOH)とを1:2以上の重量割合で加熱混合してなる水から水素を採集するための、請求項2記載の触媒。
- 金属酸化物と金属水酸化物とを溶融混合するための溶融釜と、この溶融釜で溶融された混合物を付着せしめる付着板と、この付着板を収納して混合物を熱処理するための熱処理炉とからなり、前記熱処理炉は圧力調整可能になっている触媒製造装置。
- 過熱蒸気を発生させるための蒸気発生装置と、前記過熱蒸気が送られるとともに、請求項1の触媒を収納した触媒収納装置と、この触媒収納装置によって生成された水素と酸素と水蒸気のうち、少なくとも水蒸気を蒸気発生装置又は触媒収納装置内に戻すための水蒸気循環装置とからなる水素発生装置。
- 水素で駆動する水素エンジンの排気を請求項1の触媒がセットされた触媒収納装置に送って水素ガスを生成し、この水素ガスを水素エンジンに送るようにした水素エンジンシステム。
- 水素を燃焼せしめる水素バーナからの排気である高温水蒸気を請求項1の触媒を収納した触媒収納装置を通して外部に排出せしめ、このとき採集した水素を水素バーナに送るようにした水素バーナシステム。
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