JP2018024555A

JP2018024555A - 水素製造装置

Info

Publication number: JP2018024555A
Application number: JP2016157734A
Authority: JP
Inventors: 安希毛利; Aki Mori; 彰一植松; Shoichi Uematsu; 和弘豊田; Kazuhiro Toyoda; 辰夫戸羽; Tatsuo Toba; 剛一佐藤; Koichi Sato; 西岡　将輝; Masateru Nishioka; 将輝西岡; 哲宮沢; Satoru Miyazawa
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Yazaki Corp
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Yazaki Corp
Priority date: 2016-08-10
Filing date: 2016-08-10
Publication date: 2018-02-15
Anticipated expiration: 2036-08-10
Also published as: JP7233041B2

Abstract

【課題】簡易な方法で水素ガスを製造することができる水素製造装置を提供する。【解決手段】水素製造装置１は、マイクロ波照射装置２と、マイクロ波照射装置２から発振されるマイクロ波をＴＭ０ｎ０モード（ｎは１以上の整数）で共振させる円筒空胴共振器３と、円筒空胴共振器３内の電界強度が極大となる位置に、円筒空胴共振器３の軸方向と平行に貫通して配置され、アンモニアガスを通過させる反応管４と、反応管４内に充填され、アンモニアガスを分解して水素ガスを製造する水素製造用触媒５と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、水素製造装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、燃料電池等に供給される水素を製造する水素製造装置に関する。

水素は燃焼による熱エネルギーの生成時や燃料電池などによる電力の生成時に、環境汚染の原因となる有害物質や地球温暖化の原因となる二酸化炭素などの有害物質を排出しない。そのため、近年、クリーンエネルギーとして、水素利用技術に関する研究開発が盛んに進められている。

しかし、水素ガスは天然にはほとんど存在しない。そのため、貯蔵輸送性に優れたアンモニアなどの水素原子含有物質を輸送・貯蔵し、必要な場所で水素ガスに転換することが検討されている。

例えば特許文献１では、略直方体状の共振器の共振モードをＴＥ_１０ｎモードとし、マイクロ波を改質触媒に照射して加熱することで、窒化水素系ガス燃料を分解して水素及び窒素を生成することが開示されている。

特開２００９−２７４８８１号公報

しかしながら、空胴共振器の共振周波数は、一般的に、被照射体の誘電損失係数、量、形状等によって変化する。そのため、例えば特許文献１では、空胴共振器が共振状態となるよう、マイクロ波が入射される空胴共振器の開口面積を変化させてマイクロ波の反射率を０に近づけ、かつ、空胴共振器の寸法を変化させて周波数のずれを補正する必要があった。しかしながら、このような機械的な操作は作業効率を低下させるだけでなく、装置の大型化や故障を招きやすいという問題があった。

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、簡易な操作でアンモニアガスを製造できる水素製造装置を提供することにある。

本発明の第１の態様に係る水素製造装置は、マイクロ波照射装置と、マイクロ波照射装置から発振されるマイクロ波をＴＭ_０ｎ０モード（ｎは１以上の整数）で共振させる円筒空胴共振器と、を備える。また、水素製造装置は、円筒空胴共振器内の電界強度が極大となる位置に、円筒空胴共振器の軸方向と平行に貫通して配置され、アンモニアガスを通過させる反応管と、反応管内に充填され、アンモニアガスを分解して水素ガスを製造する水素製造用触媒とを備える。

本発明の第２の態様に係る水素製造装置は、第１の態様の水素製造装置に関し、円筒空胴共振器は、前記マイクロ波をＴＭ_０１０モードで共振させる。

本発明の第３の態様に係る水素製造装置は、第１又は第２の態様の水素製造装置に関し、水素製造用触媒の誘電損失係数は、反応管を形成する材料の誘電損失係数よりも大きい。

本発明に係る水素製造装置は、従来の装置と比較し、簡易な方法で水素ガスを製造することができる。

本発明の実施形態に係る水素製造装置の一例を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る水素製造装置の一例を示す断面図である。図３（ａ）は、本発明の実施形態に係る水素製造装置にループアンテナを設けた場合の一例を示す断面図である。図３（ｂ）は、本発明の実施形態に係る水素製造装置にループアンテナを設けた場合の別の例を示す断面図である。図３（ｃ）は、本発明の実施形態に係る水素製造装置にモノポールアンテナを設けた場合の一例を示す断面図である。図３（ｄ）は、本発明の実施形態に係る水素製造装置にモノポールアンテナを設けた場合の別の例を示す断面図である。図４（ａ）は、ＴＭ_０１０モードで共振した場合の電界分布を円筒空胴共振器の軸方向から見た断面図である。図４（ｂ）は、ＴＭ_０１０モードで共振した場合の電界分布を円筒空胴共振器の円周方向から見た断面図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態に係る水素製造装置について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

図１は、本実施形態に係る水素製造装置の一例を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る水素製造装置の一例を示す断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態の水素製造装置１は、マイクロ波照射装置２と、円筒空胴共振器３と、反応管４と、水素製造用触媒５と、を備える。このように、本実施形態の水素製造装置１は、マイクロ波を用いて加熱しているため、電気炉などを用いて加熱した場合と比較し、加熱の応答性が早い。

そして、本実施形態の円筒空胴共振器３は、マイクロ波照射装置２から発振されるマイクロ波をＴＭ_０ｎ０モード（ｎは１以上の整数）で共振させる。そのため、円筒空胴共振器３内の電界強度は、円筒空胴共振器３内の所定の位置に、軸方向に延びる電界強度の極大値が一定となるように分布する。

さらに、本実施形態においては、反応管４が、円筒空胴共振器３内の電界強度が極大となる位置に、円筒空胴共振器３の軸方向と平行に貫通して配置され、アンモニアガスを通過させる。さらに、本実施形態においては、水素製造用触媒５が、反応管４内に充填され、アンモニアガスを分解して水素ガスを製造する。したがって、水素製造用触媒５が均一に効率よく水素製造用触媒５を加熱して、水素ガスを製造することができる。そのため、本実施形態の水素製造装置１は、機械的な調整が必要なく、簡易な操作で水素ガスを製造することができる。以下において、各構成要素の説明を行う。

本実施形態の水素製造装置１は、マイクロ波照射装置２を備え、マイクロ波はマイクロ波照射装置２から発振される。マイクロ波照射装置２は、例えば図２のように、マイクロ波発振器２１と、マイクロ波増幅器２２と、インピーダンス整合器２３と、を含有する。

マイクロ波発振器２１は、所定の波長を有するマイクロ波を発振させる。マイクロ波照射装置２から発振されるマイクロ波の波長は、特に限定されず、例えば０．３ＧＨｚ〜３０００ＧＨｚの波長を使用することができる。マイクロ波の波長は、０．９ＧＨｚ〜２６ＧＨｚであることが好ましく、工業的に使用が許可されているＩＳＭバンドとして工業的に使用が許可されている波長を使用することがより好ましい。

マイクロ波発振器２１は、周波数が調整できるものに限定され、例えば電圧制御発振器（ＶＣＯ：ｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）や位相同期回路（ＰＬＬ：ＰｈａｓｅＬｏｃｋＬｏｏｐ）などを用いることが出来る。

マイクロ波増幅器２２は、マイクロ波発振器２１から発振されたマイクロ波の出力を増幅する。マイクロ波増幅器２２は、例えば、水素製造用触媒５の温度が３００℃〜６００℃となるように、マイクロ波の出力を増幅することができる。

インピーダンス整合器２３は、円筒空胴共振器３から反射してくる反射波が最小となるように調整することができる。そのため、マイクロ波発振器２１に戻る反射波を最小化することができ、マイクロ波発振器２１の破損を防止することができる。なお、次に説明する円筒空胴共振器３や照射孔３ｄを調節して、反射波が入射波の５０％以下となるように制御される場合には、インピーダンス整合器を省略することもできる。

マイクロ波照射装置２から発振されるマイクロ波は、円筒空胴共振器３に進入する。円筒空胴共振器３は、例えば、図２の左側に配置された円盤状の左底面３ａと、左底面３ａの右側に対向して配置された円盤状の右底面３ｂと、左底面３ａと右底面３ｂとを横方向に連結する円筒形の側面３ｃと、から一体に形成することができる。マイクロ波照射装置２から発振されるマイクロ波は、例えば図２のように、円筒空胴共振器３の側面に形成された照射孔３ｄを通って、円筒空胴共振器３内に入射させることができる。照射孔３ｄの幅及び高さは、目的とするＴＭ_０ｎ０モード（ｎは１以上の整数）で共振するよう調整すればよい。

マイクロ波照射装置２から発振されるマイクロ波は、導波管６や同軸ケーブル７などを介して円筒空胴共振器３内に入射させることができる。導波管６及び同軸ケーブル７は、円筒空胴共振器３内の照射孔３ｄを覆うように配置することができる。高周波のマイクロ波を高出力で伝送するという観点からは、導波管６を用いることが好ましい。導波管６の材質や形状や特に限定されないが、金属製の方形導波管や円形導波管を用いることが好ましい。

一方、水素製造装置１を小型にするという観点からは、同軸ケーブル７を介して、マイクロ波を円筒空胴共振器３内に直接入射させることが好ましい。同軸ケーブル７は、例えば、芯線と、芯線の外周を被覆する絶縁体と、絶縁体の外周を被覆する外部導体と、外部導体の外周を被覆するシースと、を備えることができる。同軸ケーブル７を用いた場合、本実施形態の水素製造装置１は、アンテナ８を備えることができる。アンテナ８は、例えば、図３（ａ）で示すようなループアンテナとすることができる。ループアンテナは、同軸ケーブル７を介して供給されたマイクロ波エネルギーから交番磁界を誘起することができる。ループアンテナは、同軸ケーブル７から伸張した芯線によりループを形成し、ループを形成した芯線は同軸ケーブルの外部導体に接続することができる。なお、この際、同軸ケーブル７は、照射孔３ｄを通過して、円筒空胴共振器３内に進入していてもよい。また、図３（ｂ）で示すように、ループを形成した芯線は、同軸ケーブル７の外部導体に代えて、円筒空胴共振器３の壁面に接続することができる。なお、この際、円筒空胴共振器３の壁面はＧＮＤに接地させる。

また、図３（ｃ）及び図３（ｄ）で示すように、アンテナ８は、ループアンテナに代えて、誘電結合によるモノポールアンテナとすることもできる。モノポールアンテナは、同軸ケーブル７を介して供給されたマイクロ波エネルギーから交番電界を誘起することができる。図３（ｃ）の実施形態では、同軸ケーブル７は、反応管４に設けられた貫通孔に挿入され、同軸ケーブル７から伸張した芯線によりポールアンテナが形成されている。ＴＭ_０ｎ０モードで共振させる場合、エネルギー効率の観点より、モノポールアンテナは、円筒空胴共振器３の中心軸に沿って伸張していることが好ましい。なお、この際、同軸ケーブル７の外部導体を円筒空胴共振器３の壁面に接地し、円筒空胴共振器３の壁面はＧＮＤに接地させる。

図３（ｄ）の実施形態では、同軸ケーブル７は、円筒空胴共振器３の左底面３ａ又は右底面３ｂに設けられた貫通孔を通じて挿入され、同軸ケーブル７から伸張した芯線によりモノポールアンテナが形成されている。すなわち、モノポールアンテナは反応管４の外側に配置されている。モノポールアンテナをこのような配置とする場合、反応管４内の水素ガスの製造に支障をきたさないため好ましい。なお、この際、同軸ケーブル７の外部導体を円筒空胴共振器３の壁面に接続し、円筒空胴共振器３の壁面はＧＮＤに接地させる。

照射孔３ｄを通って円筒空胴共振器３内に入射したマイクロ波は、照射孔３ｄと対向する円筒空胴共振器３の側面に衝突し、反射波となってはね返る。はね返った反射波は、円筒空胴共振器３内に入射したマイクロ波と重なることで、定在波を形成し、共振する。なお、ＴＭ_０ｎ０の定在波を形成する共振周波数は、以下の数式１により求めることができる。
上記数式１において、ｆ_０１０はＴＭ_０１０モードにおける共振周波数、ｃは光の速度、εは円筒空胴共振器３内の空間と、被照射物とを含む合成の比誘電率を示す。また、μは円筒空胴共振器３内の空間と、被照射物とを含む合成の比透磁率、ｒは円筒空胴共振器３の内寸の半径を示す。なお、ε及びμはマイクロ波の周波数や被照射体の温度によって変わるため、加熱中に逐次変化するものである。

本実施形態において、円筒空胴共振器３は、マイクロ波をＴＭ_０ｎ０モード（ｎは１以上の整数）で共振させることができれば、特に限定されない。本実施形態においては、直方体空胴共振器などではなく円筒空胴共振器３を用い、かつ、マイクロ波をＴＥ_０ｎ０モード（ｎは１以上の整数）などではなく、ＴＭ_０ｎ０モード（ｎは１以上の整数）で共振させている。そのため、機械的な操作をしなくても、円筒空胴共振器３内の電界強度は、円筒空胴共振器３の中心軸において最も強く、かつ、軸方向において一定となる。なお、円筒空胴共振器３内の電界分布は、中心軸から円周方向に離れるに従って電界強度が小さくなる。

しかし、例えば図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すようなＴＭ_０１０モードの場合、電界強度の変化は比較的緩やかであるため、円周方向に対しても均一な加熱ができる。そのため、均一な加熱という観点においては、円筒空胴共振器３は、マイクロ波をＴＭ_０１０モードで共振させることが好ましい。一方、ＴＭ_０２０モードやＴＭ_０３０モードの場合、円周方向における電界強度の変化は大きいものの、ＴＭ_０１０モードと比較し、中心軸における電界強度の値が大きい。ただし、ＴＭ_０２０モードやＴＭ_０３０モードの場合、増加したｎの波長の分だけ、円筒空胴共振器３の径を大きくする必要がある。そのため、水素製造装置１を小型化するという観点においても、円筒空胴共振器３は、マイクロ波をＴＭ_０１０モードで共振させることが好ましい。

反応管４は、円筒空胴共振器３内の電界強度が極大となる位置に、円筒空胴共振器３の軸方向と平行に貫通して配置され、アンモニアガスを通過させる。なお、円筒空胴共振器３の軸方向とは、円周方向に対して垂直方向をいう。そして、水素製造用触媒５は、反応管４内に充填され、アンモニアガスを分解して水素ガスを製造する。例えば、図２の実施形態においては、左端からアンモニアガスが供給され、反応管４内に充填された水素製造用触媒５を通過してアンモニアが分解され、右端から水素ガスが排出されている。このように、反応管４は、円筒空胴共振器３内の電界強度が極大となる位置に、円筒空胴共振器３の軸方向と平行に貫通して配置されているため、反応管４内に充填された水素製造用触媒５が集中して均一に加熱される。なお、上述の通り、ＴＭ_０ｎ０モード（ｎは１以上の整数）の電界強度は、円筒空胴共振器３の中心軸における電界強度の値が大きいため、反応管４は、円筒空胴共振器３の中心軸に沿って配置されること好ましい。なお、ここで、円筒空胴共振器３の中心軸とは、円筒空胴共振器３の円の中心を通り、円周方向に対して垂直方向に延びる軸をいう。

反応管４の形状は、特に限定されないが、円筒空胴共振器３の軸方向に沿って延在する筒状の管とすることができる。反応管４の内径は、特に限定されないが、４ｍｍ〜４０ｍｍであることが好ましい。反応管４の内径をこのような範囲とすることで、十分な量の水素ガスを製造することができ、反応管４内の電界強度のムラを抑制することができる。また、反応管４の厚みは、特に限定されないが、１ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。反応管４の厚みをこのような範囲とすることで、十分な強度を有し、かつ、誘電損失の少ない反応管４を得ることができる。ただし、反応管４が複数の材質より形成される場合は、この限りではない。

反応管４を形成する材料は、特に限定されないが、マイクロ波を透過しやすく、かつ、耐熱性の高い材料であることが好ましい。具体的には、反応管４を形成する材料としては、例えば、石英ガラス、アルミナ、ムライト、コージェライト、ジルコニア、マグネシアからなる群より選択される少なくとも１つであることが好ましい。すなわち、反応管４は、複数の材料より形成される複合材で構成することもできる。なお、反応管４の周囲は、断熱材で被覆されていてもよい。断熱材としては、例えば、マイクロ波を透過しやすいアルミナファイバーなどを用いることが好ましい。断熱の方法としては、対流伝熱や伝導伝熱を抑えるため、減圧した空間を設けることも有効である。この場合は、減圧した空間でプラズマが形成されないよう、減圧空間の圧力及び／又は大きさを調節することが好ましい。また、反応管４の損傷を抑制するため、グラスファイバーなどの補強材又はスポンジなどのクッション材で反応管４を被覆し、反応管４を保護することが好ましい。

本実施形態においては、水素を製造する燃料として、気体であるアンモニアガスを用いている。そのため、水素製造用触媒５を、反応管４内に充填した場合であっても、燃料に液体を用いた場合のように圧力損失が生じにくく、かつ、水素製造用触媒５とアンモニアガスとの接触面積が大きくなるため、水素製造効率が高い。

アンモニアガスと水素製造用触媒５との接触面積を大きくするという観点から、反応管４の内部に収容された水素製造用触媒５は、軸方向（左右方向）に沿って細長く延びて反応管４内に充填されていることが好ましい。具体的には、充填された水素製造用触媒５の軸方向の長さ寸法は、直径寸法よりも長くなっていることが好ましいが、特に限定されない。特に、本実施形態においては、円筒空胴共振器３をＴＭ_０ｎ０モード（ｎは１以上の整数）で共振させているため、円筒空胴共振器３内の軸方向における電界強度が極大かつ一定となっている。そのため、水素製造用触媒５を、円筒空胴共振器３の軸方向に沿って細長く延びて配置させても、集中して均一に加熱することができ、アンモニアガスを、長距離にわたって加熱された水素製造用触媒５と接触させることができる。したがって、水素ガスの製造効率を向上させることができる。また、反応管の形状は、直管に限らず、円筒空胴共振器３の内部だけ、反応管の内径が太くなるものも用いることができる。これは、円筒空胴共振器３の開口部分を小さくすることで、マイクロ波の漏洩を抑制する効果と、触媒充填量を増加させる効果が同時に期待できる。

水素製造用触媒５の誘電損失係数は、反応管４を形成する材料の誘電損失係数よりも大きいことが好ましい。このようにすることで、マイクロ波による水素製造用触媒５の加熱効率を向上させることができるためである。なお、誘電損失係数は、室温から６００℃の範囲で、照射するマイクロ波周波数における測定値を用いることが好ましい。ただし、誘電損失係数は、照射するマイクロ波の周波数、被照射物の温度によって変化する値であるため、設計上、便宜的に２５℃において、２４５０ＭＨｚの値を用いることもできる。なお、誘電損失係数は、例えば、空胴共振器法などにより測定することができる。

水素製造用触媒５は、金属粒子と、金属粒子を担持する担体と、を含有することができる。水素製造用触媒５に用いられる金属粒子としては、例えば、貴金属及び遷移金属の少なくともいずれか一方を用いることができる。貴金属としては、例えば、白金、ルテニウム、パラジウム及びロジウムからなる群より選択される少なくとも１つを挙げることができる。遷移金属としては、コバルト、ニッケル、鉄、タングステン、モリブデン、バナジウム、クロム、マンガン及び銅からなる群より選択される少なくとも１つを挙げることができる。また、遷移金属の中でも、水素製造効率が高いため、コバルト、ニッケル及び鉄からなる群より選択される少なくとも１つであることがさらに好ましい。なお、本実施形態においては、貴金属を用いなくても低温域で触媒反応を行うことができるため、金属粒子としては貴金属を含まず、遷移金属のみを含有させることができる。また、金属粒子は、アンモニアや水素などにより、表面が金属状態まで還元させてから使用することが好ましい。

水素製造用触媒５に用いられる担体としては、例えば、酸化アルミニウム（γ−Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、イットリア安定ジルコニア（ＹＳＺ）、ＮａＹ型ゼオライト、超安定化Ｙ型ゼオライト（ＵＳＹ型ゼオライト）、ルチル型酸化チタン（ルチル型ＴｉＯ_２）、アナターゼ型酸化チタン（アナターゼ型ＴｉＯ_２）、及びルチル−アナターゼ混晶型酸化チタン（Ｐ２５ＴｉＯ_２）からなる群より選択される少なくとも１種の金属酸化物を用いることができる。なお、担体は、マイクロ波の照射で加熱しやすいため、酸化アルミニウム、イットリア安定ジルコニア及びＮａＹ型ゼオライトからなる群より選択される少なくとも１種の多孔質酸化物である事が好ましい。

担体への金属粒子の担持量は、担体と金属粒子との合計量を１００質量％としたときに、金属粒子が０．１〜３０質量％であることが好ましく、０．５〜２０質量％であることがより好ましく、１〜１５質量％であることがさらに好ましい。担体への金属粒子の担持量が、上記範囲内にあると、水素製造用触媒５がマイクロ波の照射で加熱しやすいためである。

水素製造用触媒５には、例えば、マイクロ波の誘電損失係数が小さい炭化ケイ素などの加熱助剤を添加し、水素製造用触媒混合物とすることができる。加熱助剤を用いることで、金属粒子や担体の加熱効率が不十分な場合であっても、水素製造用触媒５を所望の到達温度とすることができる。水素製造用触媒混合物に用いられる加熱助剤の添加量は、水素製造用触媒５の合計１００質量％に対して、０．１〜３０質量％であることが好ましく。１〜１５質量％とすることがさらに好ましい。加熱助剤の添加量をこのような範囲とすることにより、必要なマイクロ波出力を低下させ、かつ、水素製造用触媒５の触媒効果を高くすることができる。

本実施形態の水素製造装置１は、円筒空胴共振器３内の電界が安定に保たれるよう、電磁界強度検出器９と、図示しない周波数制御ユニットと、を備えることが好ましい。円筒空胴共振器３の共振周波数は、水素製造用触媒５などの被照射体の誘電損失係数、量、形状等によって変化する場合があり、マイクロ波の周波数を制御することで、円筒空胴共振器３の共振状態を安定に保持することができるためである。

電磁界強度検出器９は、円筒空胴共振器３内の電界強度及び／又は磁界強度を検出することができる。電磁界強度検出器９は、例えば図２のように、円筒空胴共振器３の側面３ｃに設置することができる。周波数制御ユニットは、例えば、電磁界強度検出器９から送られてきた電界強度及び／又は磁界強度の情報より、適切なマイクロ波周波数を再計算し、マイクロ波発振器２１から発振されるマイクロ波の発振周波数を制御することができる。

本実施形態の水素製造装置１は、水素製造用触媒５の温度が最適となるよう、温度検出器１０と、図示しない出力制御手段と、を備えることが好ましい。水素製造用触媒５によっては、加熱温度によって、水素製造用触媒５の状態が変化し、アンモニアガスの分解効率が変わることがあるためである。

温度検出器１０は、水素製造用触媒５の温度を検出することができる。温度検出器１０は、例えば図２のように、円筒空胴共振器３の側面３ｃに設置することができる。温度検出器１０としては、例えば、放射温度計などの非接触温度計を用いることができる。出力制御ユニットは、例えば、温度検出器１０から送られてきた温度情報より、適切なマイクロ波出力を再計算し、マイクロ波増幅器２２から発振されるマイクロ波の出力を制御することができる。なお、この場合の照射方法は、連続的又はパルス的に制御されることが好ましい。

以上、本発明を実施例及び比較例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

１水素製造装置
２マイクロ波照射装置
３円筒空胴共振器
４反応管
５水素製造用触媒

Claims

マイクロ波照射装置と、
マイクロ波照射装置から発振されるマイクロ波をＴＭ_０ｎ０モード（ｎは１以上の整数）で共振させる円筒空胴共振器と、
前記円筒空胴共振器内の電界強度が極大となる位置に、前記円筒空胴共振器の軸方向と平行に貫通して配置され、アンモニアガスを通過させる反応管と、
前記反応管内に充填され、アンモニアガスを分解して水素ガスを製造する水素製造用触媒と、を備える水素製造装置。
前記円筒空胴共振器は、前記マイクロ波をＴＭ_０１０モードで共振させる請求項１に記載の水素製造装置。
前記水素製造用触媒の誘電損失係数は、前記反応管を形成する材料の誘電損失係数よりも大きい請求項１又は２に記載の水素製造装置。