JPH01242401A - 水素の製造方法 - Google Patents
水素の製造方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/06—Production 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
- C01B3/12—Production 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
- C01B3/16—Production 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
）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。
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。
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。
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。
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。
／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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63070957A JP2721677B2 (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 水素の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63070957A JP2721677B2 (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 水素の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01242401A true JPH01242401A (ja) | 1989-09-27 |
| JP2721677B2 JP2721677B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=13446509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63070957A Expired - Lifetime JP2721677B2 (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 水素の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2721677B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5865878A (en) * | 1997-04-29 | 1999-02-02 | Praxair Technology, Inc. | Method for producing oxidized product and generating power using a solid electrolyte membrane integrated with a gas turbine |
| US6066307A (en) * | 1997-04-29 | 2000-05-23 | Keskar; Nitin Ramesh | Method of producing hydrogen using solid electrolyte membrane |
| US6139810A (en) * | 1998-06-03 | 2000-10-31 | Praxair Technology, Inc. | Tube and shell reactor with oxygen selective ion transport ceramic reaction tubes |
| US6153163A (en) * | 1998-06-03 | 2000-11-28 | Praxair Technology, Inc. | Ceramic membrane reformer |
| WO2006041854A2 (en) * | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Ctp Hydrogen Corporation | Conducting ceramics for electrochemical systems |
| WO2007126797A2 (en) * | 2006-03-30 | 2007-11-08 | Ctp Hydrogen Corporation | Conducting ceramics for electrochemical systems |
| WO2008097558A3 (en) * | 2007-02-06 | 2009-02-12 | Ctp Hydrogen Corp | Architectures for electrochemical systems |
-
1988
- 1988-03-25 JP JP63070957A patent/JP2721677B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5865878A (en) * | 1997-04-29 | 1999-02-02 | Praxair Technology, Inc. | Method for producing oxidized product and generating power using a solid electrolyte membrane integrated with a gas turbine |
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| US6402988B1 (en) | 1998-06-03 | 2002-06-11 | Praxair Technology, Inc. | Process for producing a syngas |
| WO2006041854A2 (en) * | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Ctp Hydrogen Corporation | Conducting ceramics for electrochemical systems |
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| WO2007126797A3 (en) * | 2006-03-30 | 2007-12-27 | Ctp Hydrogen Corp | Conducting ceramics for electrochemical systems |
| WO2008097558A3 (en) * | 2007-02-06 | 2009-02-12 | Ctp Hydrogen Corp | Architectures for electrochemical systems |
| JP2010517916A (ja) * | 2007-02-06 | 2010-05-27 | シーティーピー ハイドロゲン コーポレーション | 電気化学システムのためのアーキテクチャ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2721677B2 (ja) | 1998-03-04 |
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Legal Events
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