JPH01179701A - 水素の製造方法 - Google Patents
水素の製造方法Info
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- JPH01179701A JPH01179701A JP27288A JP27288A JPH01179701A JP H01179701 A JPH01179701 A JP H01179701A JP 27288 A JP27288 A JP 27288A JP 27288 A JP27288 A JP 27288A JP H01179701 A JPH01179701 A JP H01179701A
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は水素を製造する方法の改良に関し、更に詳しく
は酸素イオン及び電子の混合伝導体である固体電解質を
介して水性反応を起こさせて水素を製造する際に使用さ
れる固体電解質の改良に関する。
は酸素イオン及び電子の混合伝導体である固体電解質を
介して水性反応を起こさせて水素を製造する際に使用さ
れる固体電解質の改良に関する。
酸素イオン及び電子の伝導体である固体電解質を水性ガ
ス反応に適用し、水素を製造する方法は、０８社（Ｂｒ
ｏｖｒａｌｌ他： ＧＥＲｅｐｏｒｔ、 ｍ ７５ＣＲ
Ｄ ０１２ （１９７５）等〕などに研究されており、
その電解質はＺｒＯ２を主成分とした系で（ＺｒＯｌ）
Ｘ（Ｙ２Ｏ２）ｙ（ＣｅＯｔ）ｚで示される複合酸化物
等が一般的である（ここでｘ ＋ ｙ ＋ ｚ ＝ １
及びｘ＞ｙ＞２である）。
ス反応に適用し、水素を製造する方法は、０８社（Ｂｒ
ｏｖｒａｌｌ他： ＧＥＲｅｐｏｒｔ、 ｍ ７５ＣＲ
Ｄ ０１２ （１９７５）等〕などに研究されており、
その電解質はＺｒＯ２を主成分とした系で（ＺｒＯｌ）
Ｘ（Ｙ２Ｏ２）ｙ（ＣｅＯｔ）ｚで示される複合酸化物
等が一般的である（ここでｘ ＋ ｙ ＋ ｚ ＝ １
及びｘ＞ｙ＞２である）。
従来の技術の原理、概要を第２図を参照して説明する。
第２図において、管状で混合伝導体からなる固体電解質
１と外壁２とで構成される水素製造装置に、管内（又は
外）に水蒸気、管外（又は内）に石灰ガス化等で得られ
た一酸化炭素を流通させると、下記に示す原理に基づき
水素を得ることができる。
１と外壁２とで構成される水素製造装置に、管内（又は
外）に水蒸気、管外（又は内）に石灰ガス化等で得られ
た一酸化炭素を流通させると、下記に示す原理に基づき
水素を得ることができる。
今、０２−と電子の混合伝導体でできた管の内部にＨｔ
Ｏを、外側にはＣｏを含むガスを通じると、それぞれの
界面で が進行し、混合伝導体中には０２−の流れと、これに見
合った逆向きの電子の流れが生じる。全体の反応は水性
ガス変換反応と呼ばれるもの（Ｃ○＋Ｈ２ｏ −＋ Ｈ
，＋ＣＯｘ）であり、この自由エネルギー変化が駆動力
となるので、外部から電圧を印加することなしに自動的
に進行する。また、混合伝導体が隔壁の役目をしている
ので、分離精製過程を経ずに管出口から高濃度の水素が
得られる。これに用いる混合伝導体は、作動温度（〜１
． ＯＯＯｏＣ）においてσｉ （イオン導伝率）、σ
。（電子導電率）の値が小さいと水素製造効率が低下す
るので、σｉとσ。は共に大きく、かつＣ１中σ。を満
たす必要がある。
Ｏを、外側にはＣｏを含むガスを通じると、それぞれの
界面で が進行し、混合伝導体中には０２−の流れと、これに見
合った逆向きの電子の流れが生じる。全体の反応は水性
ガス変換反応と呼ばれるもの（Ｃ○＋Ｈ２ｏ −＋ Ｈ
，＋ＣＯｘ）であり、この自由エネルギー変化が駆動力
となるので、外部から電圧を印加することなしに自動的
に進行する。また、混合伝導体が隔壁の役目をしている
ので、分離精製過程を経ずに管出口から高濃度の水素が
得られる。これに用いる混合伝導体は、作動温度（〜１
． ＯＯＯｏＣ）においてσｉ （イオン導伝率）、σ
。（電子導電率）の値が小さいと水素製造効率が低下す
るので、σｉとσ。は共に大きく、かつＣ１中σ。を満
たす必要がある。
従来使用されている固体電解質は、導電率が小さいとい
う欠点があシ、水素製造効率を向上させるにはかなり高
温（約１０００°Ｃ）にする必要がある。また、固体電
解質に対して酸素イオン咋率（全導電率のうち酸素イオ
ンの占める割合）が０．５という運転条件があるが、ジ
ルコニアを主成分とする系では、０．５に近づけるため
にも高温化の必要がある。
う欠点があシ、水素製造効率を向上させるにはかなり高
温（約１０００°Ｃ）にする必要がある。また、固体電
解質に対して酸素イオン咋率（全導電率のうち酸素イオ
ンの占める割合）が０．５という運転条件があるが、ジ
ルコニアを主成分とする系では、０．５に近づけるため
にも高温化の必要がある。
このため、高温化に伴い材料選定の困難さ等の問題が生
じ、また導電率が小さいという理由から、薄膜化等の複
雑なプロ七スが必要となる。
じ、また導電率が小さいという理由から、薄膜化等の複
雑なプロ七スが必要となる。
本発明は北記技術水準に鑑み、比較的低温下でも導電率
が高い固体電解質を使用して水素を製造しうる方法を提
供しようとするものである。
が高い固体電解質を使用して水素を製造しうる方法を提
供しようとするものである。
本発明は酸素イオン及び電子の混合伝導体である固体電
解質を介して水性ガス反応を起させて水素を製造する方
法において、該固体電解質としてアルカリ土類金属及び
／又は希土類元素をドーピングした酸化セリウムを用い
ることを特徴とする水素の製造方法である。
解質を介して水性ガス反応を起させて水素を製造する方
法において、該固体電解質としてアルカリ土類金属及び
／又は希土類元素をドーピングした酸化セリウムを用い
ることを特徴とする水素の製造方法である。
本発明においては、固体電解質として力μシウム等のア
ルカリ土類元素及び／又はイツトリウム等の希土類元素
をドーピングした酸化セリウムを用いるものであるが、
このものは下記のような一般式で示される複合酸化物で
ある。
ルカリ土類元素及び／又はイツトリウム等の希土類元素
をドーピングした酸化セリウムを用いるものであるが、
このものは下記のような一般式で示される複合酸化物で
ある。
（ＣｅＯｚ）ｘ ・（ＡＯ）ｙ ・（Ｂｔｕｓ） ｚ上
記一般式において、Ａはアルカリ土類元素、Ｂは希土類
元素であシ、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１ 、ｘ）ｙ ＃ ｚ（ｙ
＋ ｚのうち一方は０であってよい）である。
記一般式において、Ａはアルカリ土類元素、Ｂは希土類
元素であシ、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１ 、ｘ）ｙ ＃ ｚ（ｙ
＋ ｚのうち一方は０であってよい）である。
本発明におけるような固体電解質を用いると、Ｃｅ０１
を主体とした電解質の導電率が高いため低温化が可能と
なり、また高温で使用すればＺｒ０１を主体としたもの
よシ高効率化が可能と々る。
を主体とした電解質の導電率が高いため低温化が可能と
なり、また高温で使用すればＺｒ０１を主体としたもの
よシ高効率化が可能と々る。
ＺｒＯ２を主成分とする（ＺｒＯｔ）ａｙ。（ｙｚｏｓ
） ｕｙ （ＣｅＯりａｌ１Ｍなる組成の複合酸化物よ
シなる従来の固体電解質及びＣｅ０１を主成分とする（
Ｃｅｎｔ）ａｙ Ｂ （Ｃａｂ）１０ Ｓ （Ｙｐｓ）
ａｔ。
） ｕｙ （ＣｅＯりａｌ１Ｍなる組成の複合酸化物よ
シなる従来の固体電解質及びＣｅ０１を主成分とする（
Ｃｅｎｔ）ａｙ Ｂ （Ｃａｂ）１０ Ｓ （Ｙｐｓ）
ａｔ。
なる組成の複合酸化物よシ々る本発明で使用する固体電
解質を、両者ともその組成になるように成分酸化物を規
定量だけ秤量して混合し、それらの混合物をボールミμ
を用いて１２時間混合、粉砕した後、成型治具を用いて
成型し、ＣＩＦ（静水圧プレス）かけた後、１５００”
Ｑで２時間焼成して夫々の組成の複合酸化物よシなる固
体電解質を製造した。
解質を、両者ともその組成になるように成分酸化物を規
定量だけ秤量して混合し、それらの混合物をボールミμ
を用いて１２時間混合、粉砕した後、成型治具を用いて
成型し、ＣＩＦ（静水圧プレス）かけた後、１５００”
Ｑで２時間焼成して夫々の組成の複合酸化物よシなる固
体電解質を製造した。
この２つの固体電解質の導電率のデータをアレニウスプ
ロットした結果を第１図に示す。第１図中、１は（Ｃｅ
Ｏｌ）、ｙｓ （Ｃａｂ） １１ Ｓ （Ｙｚ○３）ａ
ｔ ａの、２は（ＺｒＯｇ） １ｌｔｏ （Ｙｔ○５）
ｃｏｙ（ＣｅＯｚ）ｗａｓのデータであるが、本発明で
使用するＣｅ０１を主成分とする固体電解質の方がかな
υ導電率が高いことが判る。
ロットした結果を第１図に示す。第１図中、１は（Ｃｅ
Ｏｌ）、ｙｓ （Ｃａｂ） １１ Ｓ （Ｙｚ○３）ａ
ｔ ａの、２は（ＺｒＯｇ） １ｌｔｏ （Ｙｔ○５）
ｃｏｙ（ＣｅＯｚ）ｗａｓのデータであるが、本発明で
使用するＣｅ０１を主成分とする固体電解質の方がかな
υ導電率が高いことが判る。
第２図に示した原理・概要の説明図と同じ構造の水素製
造装置を製作し、試験を実施した結果を第１表にまとめ
て示す。第１表より明らかなように、従来の固体電解質
で製作したものより、本発明で使用する固体電解質で製
作したものは、より低温作動化が可能であシ、同一温度
で比較した場合には高効率化が可能である。
造装置を製作し、試験を実施した結果を第１表にまとめ
て示す。第１表より明らかなように、従来の固体電解質
で製作したものより、本発明で使用する固体電解質で製
作したものは、より低温作動化が可能であシ、同一温度
で比較した場合には高効率化が可能である。
第１表
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明によれば、低温化による水素
製造の信頼性向上を図るととができ、また従来と同様な
条件で運転すれば、高効率化による水素製造が可能であ
る。
製造の信頼性向上を図るととができ、また従来と同様な
条件で運転すれば、高効率化による水素製造が可能であ
る。
第１図は本発明の一実施例として使用したＣｅ０ｔを主
成分とする固体電解質の有利性を従来のＺｒ０１を主成
分とした固体電解質と対比して示す図表である。第２図
は本発明の水素製造の原理・概要の説明図であり、水素
製造装置の構造の説明図でもある。
成分とする固体電解質の有利性を従来のＺｒ０１を主成
分とした固体電解質と対比して示す図表である。第２図
は本発明の水素製造の原理・概要の説明図であり、水素
製造装置の構造の説明図でもある。
Claims (1)
- 酸素イオン及び電子の混合伝導体である固体電解質を介
して水性ガス反応を起させて水素を製造する方法におい
て、該固体電解質としてアルカリ土類金属及び／又は希
土類元素をドーピングした酸化セリウムを用いることを
特徴とする水素の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27288A JPH01179701A (ja) | 1988-01-06 | 1988-01-06 | 水素の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27288A JPH01179701A (ja) | 1988-01-06 | 1988-01-06 | 水素の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01179701A true JPH01179701A (ja) | 1989-07-17 |
Family
ID=11469269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27288A Pending JPH01179701A (ja) | 1988-01-06 | 1988-01-06 | 水素の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01179701A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6630119B1 (en) | 2000-05-15 | 2003-10-07 | Yosohiro Sugie | Hydrogen gas generating method |
| US7261822B2 (en) | 2002-01-29 | 2007-08-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for activating water |
-
1988
- 1988-01-06 JP JP27288A patent/JPH01179701A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6630119B1 (en) | 2000-05-15 | 2003-10-07 | Yosohiro Sugie | Hydrogen gas generating method |
| EP1245531A4 (en) * | 2000-05-15 | 2004-07-28 | Yosohiro Sugie | METHOD FOR PRODUCING HYDROGEN |
| US7261822B2 (en) | 2002-01-29 | 2007-08-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for activating water |
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