JPH01242401A - 水素の製造方法 - Google Patents

水素の製造方法

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JPH01242401A JP7095788A JP7095788A JPH01242401A JP H01242401 A JPH01242401 A JP H01242401A JP 7095788 A JP7095788 A JP 7095788A JP 7095788 A JP7095788 A JP 7095788A JP H01242401 A JPH01242401 A JP H01242401A
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弘育 岩原
Yukio Ezaka
江坂 享男
Toshiro Nishi
敏郎 西
Kikuji Tsuneyoshi
紀久士 常吉
Shuji Ono
修二 小野
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    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/06Production 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
    • C01B3/12Production 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 by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • C01B3/16Production 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 by reaction of water vapour with carbon monoxide using catalysts

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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。

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に関し、更に詳しくは酸素
イオン及び電子の混合導電体を介して水性反応を起こさ
せて水素を製造する方法に関する。
〔従来の技術〕
混合導電体を水性ガス反応に適用し、水素を製造す1手
法は、GE社〔米国、  Brow311他:G E 
Report 14750RD 012 (1975)
等〕などによシ研究されておυ、その混合導電体はZr
O2を主成分としくZr Oz) o−s、*2(Y2
03) o、ost (Ce 02)0.041などの
組成が一般的である。
従来の技術の原理、概要を第3図を参照して説明する。
第3図において、管状の混合導電体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)に石炭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、酸素イオンと電子の混合導電体でできた管の内部に
H2Oを、外側にはCOを含むガスを通じると、それぞ
れの界面で 11“”20+VO+2°−1 が進行し、混合導電体中には酸素イオンの流れと、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
水性ガス反応と呼ばれるもの(Co + H20→H2
+ CO2)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。
混合導電体が隔壁の役目をしているので9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
いる混合導電体は9作動温・度においてσi(イオン導
電率)、σe(電子導電率)の値が共に大きい(小さい
と水素製造効率が低下する)という条件を満たす必要が
ある。
(具備条件) 〔発明が解決しようとする課題〕 前述の混合導電体は、その物性値や水素生成速度等のデ
ータが明らかでなく問題点は明らかではない。しかしな
がらその後の進展が見られないことから上記具備条件を
満たす材料が得られなかったものと考えられる。
〔発明め目的〕 本発明はσ−とσeが比較的大きいという条件を満たす
新しい組成の混合導電体の発見にもとづきこれを使用し
て水素を製造する方法を提供しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は酸素イオン及び電子の混合導電体を介して水性
ガス反応を起こさせて水素を製造する方法において、該
混合導電体として下記のような一般式で示されるペロプ
スカイト型複合酸化物を用いることを特徴とする。
Oa Ti 1− x Fex 03− a上記一般式
において、Xは0〜0゜5の範囲である。好ましくはX
は0.1〜0.5である。
〔作用〕
本発明におけるような混合導電体を用いれば効率よく水
蒸気から水素を得ることができる。
〔実施例1〕 ペロプスカイト型複合酸化物でCa Ti 1− x 
Fex03−αなる組成の複合酸化物になるように成分
酸化物を規定量だけ秤量して混合し、それらの混合物を
ボールミルを用いて12時間混合、粉砕した後、仮焼し
て調製した。次にこの仮焼粉末を成型治具を用いて成型
し、CIPC静水圧プレス)をかけた後、 1400°
Cで2時間焼成して夫々の組成の複合酸化物焼結体を得
た。
また出発原料は酸化物に限らず、硝酸塩、炭酸塩、水酸
化物あるいはアルコキシドからの共沈物等を用いてもよ
い。
これらの焼結体の全導電率(イオン導電率子電子導電率
)のデータをアレニウスプロットシた結果を第1図に示
す。また、第2図に、これらの焼結体のイオン導電率の
データをアレニウスプロットした結果を示す。第1図及
び第2図からこれらの焼結体はイオン導電性を有し、し
かも全導電率よυもその値が低く電子導電性も有する混
合導電体であることが明らかである。
X=θ〜0.5は組成式Oa Ti1−x Fex O
a (を中のXに相当す込。またσiとσeは800〜
1000°Cにおいてほぼ同等と認められる。Xの範囲
はO11〜0.5が好ましいと考えられる。
第3図に示した原理・概要に基づき、  0aTio、
7Fe(1,303−αの組成からなる直径18mm、
長さ40mm及び肉厚1.0Mの一端閉管型のセルを試
作した。
試作したセルの装着状況を第4図に示すが1図中3は電
気炉、4はセルを示す。
本セルを1000″Cの条件下で、セルの内側に一酸化
炭素及び外側にアルゴン−水蒸気混合ガスを流通せしめ
ることにより、  130 ml /hrの水素ガスを
得る事ができた。また同一セルを用いて。
温度のみを900°Cにして試験を行い、 57m/ 
/hrの水素ガスを得た。
〔実施例2〕 Ca TiO,g FeO,2Q3−aについて、実施
例1と同様の手法でセルを試作して、 1000’Cに
おける水素の発生量を測定したところ123 ml /
hrの水素ガスを得た。
〔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ことができ。
まだ従来と同様な条件で運転すれば、効率よく水素を製
造することが可能である。またガス中の水蒸気の分解除
去によるガス精製にも本発明の方法が使用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例としてのCaTi1−xpe
x 03−αなる組成の粉末焼結体の全導電率を示す図
である。 第2図は本発明のOa Ti1−x Fex 03−α
なる組成の粉末焼結体のイオン導電率を示す図である。 第3図は本発明の水素製造の原理・概要の説明図である
。 第4図は1本発明の1実施例としての水素製造装置の構
造の説明図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. CaTi_1_−_xFe_xO_3−α(0<X≦0
    .5)で表わされる酸素イオンおよび電子導電性を有す
    るいわゆる混合導電体の膜を400〜1400℃の条件
    下におき、隔膜の片側に一酸化炭素及びその反対側に水
    蒸気を含むガスを流通せしめ、隔膜を介して水性ガス反
    応(CO+H_2O■CO_2+H_2)により水素を
    製造することを特徴とする水素の製造方法。
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