JPH0235782Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は水素製造装置の改良に関する。

〔従来技術〕

従来より水等から水素を製造するには、実験室
レベルにおいて第３図に示す装置を用いている。
即ち、この装置はポリ酸イオン水溶液１を収容し
た容器２内に水銀ランプ３を装填した構造になつ
ている。かかる装置において、水銀ランプ３を点
灯すると、ポリ酸イオンの光触媒作用により水１
が光分解されて水素気泡４を発生し、水素ガス５
を採集できる。ここで光源として水銀ランプ３を
用いたのは、前記光分解作用が紫外線（例えば波
長0.42μｍ以下）によつて生じるからである。

しかしながら、上述した装置により大量の水素
を製造するには水銀ランプ３に多大な電力を供給
しなければならず、水素の製造コストが高くなる
という問題があつた。

このようなことから、第４図に示すようにポリ
酸イオン水溶液１を収容した紫外線透過損失の少
ない石英ガラスからなる容器２′を用い、この容
器２′に太陽光６を照射して水素を製造すること
が考えられる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上述した第４図の装置において、入射した太陽
光６は容器２′表面や液面で一部反射光７，７′と
なり、残りがポリ酸イオン水溶液１中に達して水
素４を発生する。しかしながら、太陽光の放射エ
ネルギのうち、紫外域は数％であり、かつ反射光
７，７′のような反射損失があるので、溶液１に
到達する紫外線は極めて僅かであり、水素の製造
効率が低いという欠点を有する。しかも、逆に太
陽光に含まれる可視光や赤外線により溶液１が過
度に温度上昇して沸騰する危険性を有するばかり
か、太陽光が直接届く範囲にしか装置を設置でき
ないという欠点があつた。

本考案は、太陽光のうちの紫外線の入射効率を
高め、かつ容器内の光触媒作用をもつ水溶液の沸
騰を防止すると共に、太陽光が直接届かない場所
に本体部分である容器を設置することが可能な水
素製造装置を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、光触媒作用により水溶液を光分解し
て水素を発生する装置において、太陽光を集光す
る太陽光集光器と、この集光器の後段に配設さ
れ、集光された太陽光のうちの赤外線を遮光する
フイルタと、このフイルタからの太陽光を伝送す
る光フアイバを有する光伝送手段と、この光伝送
手段からの光が入射され、内部に光触媒作用を有
する水溶液を収容した容器とを具備したことを特
徴とするものである。

〔作用〕

上述した本考案によれば、太陽光を集光器で集
光し、その太陽光のうちの赤外線をフイルタで遮
光し、更に光フアイバを有する光伝送手段により
赤外線を遮光した太陽光を光触媒及び水溶液を収
容した容器に入射することによつて、既述の如く
太陽光のうちの紫外線の入射効率を高めて水素の
生産性を向上し、かつ容器内の水溶液の沸騰を防
止できると共に、太陽光が直接届かない場所に容
器を設置することが可能でその容器の耐用寿命を
向上できる。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図を参照して詳細
に説明する。

図の１１は、放物面鏡１２と、その焦点距離に
おかれた双曲面鏡１３とからなる集光器である。
この集光器１１のカセグレン焦点付近には、赤外
線遮光用のフイルタ１４が配設されている。この
フイルタ１４の背面には、光伝送手段としての光
フアイバ１５の一端面が配設されている。この光
フアイバ１５は可撓性を有し、かつ紫外線の伝送
損失の少ない石英シングルモードフアイバの束か
ら形成されている。前記光フアイバ１５の他端
は、容器１６に貫通して挿入されている。この容
器１６内には、例えばポリタングステン酸イソプ
ロピルアンモニウム塩の水溶液１７が収容されて
いる。

次に、本考案の水素製造装置の作用を説明す
る。

太陽光１８は集光器１１の放物面鏡１２及び双
曲面鏡１３によつてフイルタ１４上に集光され
る。フイルタ１４は赤外線を遮光し、紫外線を透
過する。その紫外線１９は光フアイバ１５を通つ
てその他端面から容器１６内に照射され、水溶液
１７中のポリタングステン酸イオンの光触媒作用
により同水溶液１７中の水素イオンを還元して水
素の気泡２０を発生し、水素ガス２１が採集され
る。

したがつて、本考案によれば太陽光を利用する
ので水銀ランプ等の光源及び電力供給を必要とせ
ずに水素を製造できる。また、太陽光を集光し、
伝送することによりエネルギ密度を高めることが
でき、ひいては水素の製造効率を著しく向上でき
る。更に、光伝送手段として光フアイバ１５を用
いているため、集光器１１の太陽追従動作に影響
されず、かつ集光器１１と容器１６とが離れてい
ても、安定的に紫外線を伝送できる。更にまた、
フイルタ１４により赤外線による水溶液１７の過
度な温度上昇を防止でき、水溶液１７の沸騰の危
険性を回避できる。こうした作用により、経済的
に安全かつ効率よく水素を製造できる。

なお、本考案は上述した第１図に示す構造に限
定されない。例えば第２図に示すように集光器１
１′を集光レンズ２２及びコリメータレンズ２３
で構成し、かつ光伝送手段として集光器１１′付
近の可撓性が要求される部分にのみ光フアイバ１
５′を用い、その後段に集光レンズ２４及びコリ
メータレンズ２５を配置した構成とし、紫外線ビ
ーム１９′を直接容器１６に照射する構造にして
もよい。但し、容器１６には紫外線ビーム１９′
の透過窓が必要となる。

上記実施例では、ポリタングステン酸イソプロ
ピルアンモニウム水溶液を容器内に収容したが、
水やアルコール等を光分解する触媒液であれば、
いずれでもよい。

〔考案の効果〕

以上詳述した如く、本考案によれば太陽光のう
ちの紫外線を容器内の光触媒作用をもつ水溶液に
効率よく入射でき、かつ同水溶液の沸騰を防止す
ると共に、太陽光が直接届かない場所に前記容器
を設置することが可能となり、ひいては経済的に
安全から効率よく水素を製造し得る水素製造装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す水素製造装置
の概略図、第２図は本考案の他の実施例を示す水
素製造装置の概略図、第３図は従来の水素製造装
置を示す概略図、第４図は従来の別の水素製造装
置を示す概略図である。 １１，１１′……集光器、１４……フイルタ、
１５，１５′……光フアイバ、１６……容器、１
７……ポリタングステン酸イソプロピルアンモニ
ウム塩の水溶液、２１……水素。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 光触媒作用により水溶液を光分解して水素を発
   生する装置において、太陽光を集光する太陽光集
   光器と、この集光器の後段に配設され、集光され
   た太陽光のうちの赤外線を遮光するフイルタと、
   このフイルタからの太陽光を伝送する光フアイバ
   を有する光伝送手段と、この光伝送手段からの光
   が入射され、内部に光触媒作用を有する水溶液を
   収容した容器とを具備したことを特徴とする水素
   製造装置。