JPS6046383A - 水素の製造方法 - Google Patents

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】 本発明は水素の製造法に関し、詳細には、ハロゲン酸の
電気分解により水素を製造する方法に関する。

本発明は、塩化水素又は沃化水素を利用した電気分解法
に特に利用できるので、以下この方法を参考にして本発
明を説明するが、本発明はこれ以外の広範な用途１こも
利用でき、当然臭化水素も使用できる。電気化学的には
、フッ化水素を使用する方法にも適用できるか、フッ素
は活性が商いという性質を有しているためこのような特
定のハロゲンの使用は好ましくない。

水素は、直接加熱燃料（ＭＩＤ）として又は燃料電池中
で電気エネルギーを発生するための手段として種々の利
点を有しているので、水素の製造は、最近注目されてき
た。このため、発熱又は発電のための多量の水素を得る
ことにかなりの努力が払われてきた。現在のところ水素
を製造する方法のうちで最も一般的な方法は水を電気分
解する方法であるがこの方法は分解に２゜０ボルト以上
の直流電圧を必要とするので、かなりの量の電気エネル
ギーを必要とする。周知のようｆこ、電気分解に必要な
電圧を高くすればするほど、この方法の電気エネルギー
のコストが高くなる。従ってこれ丈で水素の製造コスト
を低減するため電気分解に必要な電圧すなわち電気エネ
ルギーを低減するように電気分解法を改善する研死が行
なわれてきた。例えば、水の電解槽の圧力を大にすれば
、２．０ボルトを若干越える電圧から約１．６〜１．７
ボルトの一般的な電圧レンジにまで下がることが判って
いる。また水の電解１こよって水素を製造すると、消費
される電気エネルギーが多くなる。このことは、水の電
解法が製造される水素の汎用性という点で商業的７こ採
算が合５ものとしても水素製造のための水の電解法を、
高価な方法にする原因となる。

本発明１′ｉ、塩化水素、臭化水素又（ば沃化水素のよ
うなハロゲン酸を使用した槽内で電気分解を行なうこと
により水素を製造する新規な方法に関する。この方法に
よれば、電気分解の電圧は低くでき、才だこのＴｒｉ、
′Ｍ法に必要な電気エネルギーは、これ才で提案されて
きた水の電気分解法よりも低くできる。

ハロゲン化水２　ｆ、ｒ　’ＩＭ気分解して水素とその
対応取分であるハロゲンを製造する方法は、周知の技術
である。この方法は、米国特許第６０３．０５８号、第
１，７４６，５４２号、第３，２３６，７６０号、第３
，２４２，０６５号、第３，７５６，９３０号に記載さ
れている。本方法は、新規なる特徴として、ハロゲン酸
を電気分解する方法を実施するものではない力３、この
ような一般的な分野に関し、水の電解コストよりも実質
的に低いコストで経済的に水素を発生させるため電解法
を実施できる新規な方法に関する。従って、本発明は、
従米得られなかった総合効率で商業的量の水素を製造す
るのにハロゲン酸を電気分解する方法を利用する方法に
関する。後述するように本発明は、効率良く酸を製造す
る方法とハロゲン酸の電気分解法を組合わせた方法を実
施するものであり、このため十分な量の酸が低コストで
製造できる。

この方法は、ユニットまたは装置中で実施する。

このユニットは、電解槽および酸生成反応領域から取り
、反応領域は電解槽内自体に収容してもよいし又電解法
のためのハロゲン酸を循環させた導管で連通させてもよ
い。

以上要約すると、本発明は、／’％ロゲン酸電酸性解法
規なハロゲン酸製造法とを組合わせて使用することによ
り、水素の製造を改良する方法に関する。

本発明によれば、ハロゲン酸から水素を分離するための
電解槽は、電解によって分解した）＼ロゲンを利用して
酸を生成する反応領域と組合わせ構成される。本発明の
広義の態様によれば、反応領域は、電解槽の陽極電解室
に隣接しており、更にハロゲン酸を生成するために電解
槽内で分解したハロゲンおよび水を利用する。ハロゲン
酸が溶液状になっているとき、分解したハロゲンの酸溶
液への溶解度と本発明の水素化効率とは共に水素発生の
ために引続いて起きる電気分解のためのハロゲン酸の効
率的な補給に役立つ。

本発明によれば、電解液用の補給のハロゲン酸を生成す
る反応領域では、遊離したハロゲンと水を使用しハロゲ
ン酸を生成する。この化学反応には、急速な水素化が必
要であるが、このような水素化はグラファイト状炭素、
ルテニウム被覆したチタン、または白金被覆したチタン
等の触媒を用いて行なうことができる。これら三つの触
媒は、ある酸濃度レベル、塩酸の場合は約５％濃度の水
素化に対して効果的である。

本発明の方法は、ハロゲン酸電解液を電気分解する工程
と、電気分解した溶解ハロゲンと・とを触媒の存在下で
反応せしめてハロゲン酸となし電解用ハロゲン酸を補給
する工程とからなっている。

本明によれば、電解槽の外部で利用するために水素が分
離される。電解槽へ導入しなければならないのは、水だ
けであり、電解槽の・“電圧は、水の電気分解に使用さ
れている電解・のものより実質的に低い。従って、装入
材料として水を使用するだけで、水を直接電気分解する
ことにより水素を発生する電解槽では得られないような
電気的効率で水素が得られる。本発明では、まず水をハ
ロゲン酸に変換した後ハロゲン化水素を水素とハロゲン
に効率良く変換している。この結果得られたハロゲンは
、自ら電解槽中の電解液に再び溶解し、上記触媒の存在
下で水と反応し、水を更に効率良く分解するハロゲン酸
の溶液に変換する。

後に詳述し、請求の範囲に記載するこの新規な方法は、
公知技術から示唆されるものではない。加熱炭素と水か
ら塩化水素のようなハロゲン酸を製造する技術について
は、米国特許第１，２２９，５０９号、第１，４２０，
２０９号、第１，４８５，８１６号、第１，６９５，５
５２号、第１，８４３，１９６号、第１，８４３，３５
４号、第１，８７０，３０８号、第２，２３８，８９６
号に記載されているが、これらの特許のうち水素を製造
する方法について述べたものは一つもない。本発明は、
水自体を直接に電気分解することなしに水から水素を得
る方法（０関する・米国特許第３．９９５，０１６号に
は、水蒸気とヨウ素の蒸気を反応させてヨウ化水素を生
成し、これを水先とヨウ素に分解することにより、水か
ら水素を製造する方法が述べられている。この方法では
、才ず最初の工程で水蒸気とヨウ素の蒸気を反応させて
いる。

本発明は、ハロゲン酸の溶液を使用する電気分解方法に
関するが、このような方法はヨウ素の使用により水から
水素を製造する従来の方法には述べられていない。水を
電気分解することなく水から水素と酸素を製造する方法
は、米国特許第４，０６９，１２０号に記載されている
。この特許では、ハロゲンと水とをガス状で結合し、こ
のガスを照射してハロゲン酸を生成する。しかしながら
この方法は、電解法中にて分離したハロゲンを利用して
不足した電解液の酸を再生成するものではない。猿だ反
応剤を使用する反応領域についても述べられていない。

米国特許第４，０２１，５２５号は、ヨウ化水素を電気
分解することにより水素を製造する装置に関する。ここ
では、ヨウ化水素を化学反応により水済液中で遊離した
水先きヨウ素１こ置換させている。ヨウ叱は、電解液に
は溶解しないので、このヨウ素は本発明と同じように炭
素又は触媒の存在下で溶解したヨウ素と水とを反応させ
ることにより連続的に補給している。

本発明の基本的実施態様と関連させて述べた上記従来技
術は、本発明の詳細な説明し、水から水素を製造する本
発明の簡素化された方法の新規性を示すものである。

本発明によれば、溶液中に溶解し電気的に分離したハロ
ゲンを使用する反応により生成されるハロゲン酸を電気
分解することにより水先を製造する方法が提供される。

この方法で１１、水素を発生する陰極がある１Ｔ：Ｌ解
室とハロゲンを発生する陽極がある電解室とを備えた［
解槽が設けられる。この電解槽１こは所定の電解電圧を
もったハロゲン酸の電解液が入れられる。電解液中のハ
ロゲン酸を製造するためには連続法が使用される。この
方法は陽極で電気的１こ分離したハロゲンを陽極電解室
内でハロゲン酸溶液中に溶解し、グラファイト状炭素、
ルテニウム被覆したチタンおよび白金被覆したチタンか
らなる群から選択した触媒の存在下で陽極電解室と隣接
する反応領域中で溶解済みのハロゲンと電解液中の水と
を反応させることから成る。この反応により、溶解した
ハロゲンの水素化が電解液内で生じ、水の添加のみで酸
が補給される。電解液中に溶解したハロゲンを使用する
ことにより、電解液を反応領域に循環させ、水を連続し
て供給し、電解により水素を連続発生せしめるユニット
をつくることができる。

本発明の主な目的は、水の電気分解よりも作動電圧が低
くてすむ電解法により水素を製造する方法を提供するに
ある。

本発明の別の目的は、電解法で分離したハロゲンが溶解
できるハロゲン酸の希釈溶液を利用し、水を追加するこ
とにより接続した反応領域内で７１解液のハロゲン酸を
補給する水素製造方法を提供するにある。

上記の利点、従来技術と関連して説明した利点およびそ
れ以外の利点は、下記の発明の詳細な説明力）ら明らか
となろう。

第１図は、水から水素をｉＢ造する本発明を実施するた
めの装置、すなわち電解槽を示す。ここＩこ示す実施態
様１こよると、装置すなわち槽Ａ（ま陰極１０および陽
極１２を備え、塩水または沃素等のハロゲンが電極１２
で分解されるのに応じて、陽極１２の周辺にあるハロゲ
ンは、ハロゲン酸溶液から成る電解液Ｅ中へ即座に吸収
される。適当な電源１１が電極１．１２の両端に分解電
圧を印加すると、電解溶液中でハロゲン化水素が分解さ
れて陰極側の電解室１６の陰極周辺部１４に水素を発生
し、陽極側の電解室２２の陽極周辺部２０７こハロゲン
を発生する。

デュポン製の商品名ナフィオン（ＮａｆｉＯｎ　）でで
きた隔膜３０によって分割された流路２４を含む遼自な
装置によって２つの電解室１６と２２を連結する。この
隔膜は１２０番のナフィオンであり約０．２５４００１
ｍ（１０ミル）の厚さである。

公知の通りナフィオンはベルフルオルスルホン酸をベー
スとする半透性隔膜プラスチック材である。

陰極電解室１６は下部排水管３２を有し、陽極電解室２
２は下部排水管５４を有する。適当なバルブ３（Ｓ　、
　５Ｂを各々使用して両電解室における液体の高さ７ｉ
−調整する。これらの排水管は、各電Ｍ−室１６，２２
の底部１こおけるスラッジや他の不必要な蓄積物を除く
ために使用できる。陽伐周辺部ばかりでなく補給用ハロ
ゲン酸を製造するための反応領域をも形成する電解室２
２内には、水および触媒粒子Ｃｆｊ：導入する入口４Ｄ
が設けられている。適当なバルブまたは別の調差装置４
２は、電解室２２の反応領域中へ導入される水の量を調
節する。反応の開始時に塩素等のハロゲンを電解室２２
中へ導入することが望ましい。適当なバルブ４６により
調節されるハロゲン入口４４が図示されている。電解室
２２中には羽根車５０が適当なジャーナルマウント５２
Ｊこよって支持されており、かつこれはモータ５４によ
って駆動されるので、電解室２２の１！解液Ｅの流動が
外側方向および上方に維持される。従って、反応領域の
電解液は攪拌されて連続循環される。このため、ＫＭ室
２２の電解液内で触媒粒子Ｃが懸濁状態に維持される。

実際には、反応領域の電解液を約８０℃以上の温度に保
つに十分な熱が電気分解１こより発生する。この温度は
領域２０における化学反応を容易にする。最初は電解液
を加熱する必要があるかもしれない。これ（刑、端子６
２および６４に交差させて連結した加熱エレメント６０
を用いて実施できる。電熱調整器６６はサーモカップル
６ＢＩこよって電解質の温度を感知して、加熱エレメン
ト６０を調節する。連続操業中電気分解による熱は、反
応領域における熱を一様に保持するのに十分である。な
お、陽極電解室２２にはベント７０、逆止め弁７２、ウ
ォータトラップ７４を取付けて槽外に逃げる可能性があ
るハロゲンを吸収して溶解する。

さて陰極電解室１６はバルブ８２を備えた水素収集、イ
ア８０力３取付けてあるので、直接燃焼または燃料電池
による発電等で連続使用するために電解室１６から水素
ガスを抜くことができる。本発明。工法を実施するため
の図示する装置においえ、水素は．燃料電池９０の燃料
として使用され、またこの燃料電池は適当な酸素・９２
から酸素も供給される。この場合、電位が燃料電池９０
の導線９４，９６の両端に生じ、またこれらの導線は、
負荷１００として図示する任意の適当な負荷を供給する
ために用いられる。

電解槽すなわち装置Ａは、電解液Ｅを構成する溶液中で
ハロゲン酸を電気分解するのに用いられる。電解液中の
ハロロゲン酸の濃度は槽Ａの一般的な効率を維持する上
で重要である。電極１０、１２の両端における電圧は水
の分解電圧より低い。このためハロゲン酸と共に使用す
る水が電気分解工程により電気的に分解されることはな
い。これによって、電解液内の水は、ハロゲン酸の電気
分解に供するハロゲン酸溶液を生成する。本発明の特徴
の１つは、電解液中のハロゲン酸濃度を増加させる手段
にある。このためには、電極１２で分解されたノーロゲ
ンの水素化を必要とする。電気分解工程中に分解された
ハロゲンは即座に溶解されて溶液となる。次に溶解した
ハロゲンは、電解室２２内で水素化されて、電気分解の
ための補給パロゲン酸を生成する。槽Ａがハロゲンとし
て塩素を使用すると、塩化水素が電解液中に生成する。

電解液内の塩化水素が高濃度であるために、電解液中の
次亜塩素酸は微量である。従って、酸素に関係して起こ
る過電圧あるいは過電位は、電極１０と１２の間の分解
工程では問題とならない。

ハロゲン酸の濃度を増すためには電解室２２の反応領域
でハロゲンの水素化を促進する薬剤を使用する。電解液
Ｅに溶解した塩素等のハロゲンの水素化を促進すること
によって、電解液キのハロゲン酸濃度を、ハロゲンを水
に吸収して酸にかえる他の手段より、はるかに大きくす
ることができる。従来ハロゲンが水溶液中に吸収された
場合、酸濃度は非常に低く約３％以下であった。従って
ハロゲン酸を製造するため１ｃ水中にハロゲンを吸収さ
せるのは、その結果化じる酸溶液を効率良く電気分解す
るのｌこ有益ではなかった。塩繁、臭素および沃素はこ
れらハロゲンにより生成した酸の水溶液中に連続的に溶
解せしめることができ、ゲラファーｒ　ト状炭素はハロ
ゲン酸溶液中に溶解したハロゲンの水素化を促進するこ
とが判った。これ（ま、塩化水素の場合、第２図の曲線
１に示すごとく、約５％の酸濃度に達するまでグラファ
イト状炭素は比較的急速に塩素の水素化を促進する。ま
た、ルテニウム被覆したチタン、および白金被覆したチ
タンは曲線２，３で示した。この曲線から判るように、
この触媒は反応領域に水だけを補給してハロゲン酸を再
生できる。この２つの触媒は、触媒としての曲線１のグ
ラファイト状炭素に大体において匹敵した塩化水素また
は他のハロゲン化水素の濃度を呈示する。第２図の曲線
にグラファイト状炭素として用いた材料はユニオンカー
バイドコーポレーション製のＡＴＪグラフアイトである
。ルテニウム被覆したチタンは、塩化ヤテニウム溶液に
浸漬した長子し質チタンを空気加熱する公知の方法（０
より用意される。白金被覆したチタンは・塩化白金酸浴
液に浸漬した多孔質チタンを空気力°熱する公知０方法
によつて用意される。第２図において、濃度が約３％以
下で、溶解ハロゲンを含有する溶液のハロゲン酸濃度が
急速に増加することが判る。ハロゲン酸の濃度が約５％
を越えると０度増加は非常に緩慢になることが判った。

しかし５％の濃度は従来の手段では容易に得られない晶
レベルの水素化率である。これ丈で述べた、第２図に示
した３つの触媒は、いずれも、電解槽Ａの電解液である
酸溶液に吸収される）・ロゲンの水素化率を増大せしめ
るために使用できる。

沃化水素は、水または塩化水素よりもずっと低い電解！
圧を有するので、この沃化水素は塩化水水素りも更に効
果的に用いられる。

第３図は第１図に示す好ましい態様の設計変更でありか
つ前述のような／’％ロゲン酸用ｌこ使用される。この
態様例では、ハロゲンとして沃素を用いているが、塩素
も使用できる。伯Ｂ（ま陰極電解室１１Ｇと陽極電解室
１１２を備え、１江解室１１０内に陰極１１４があり、
同様に陰極１１６を電解室１１２内に設ける。電解室１
１０と１１２との間に（ま導管１１８があり、適当な隔
膜１２０を介し接続されている。′ｒに源１２２として
図示する直流電源は電極１１４と１１６の両端に＠流慮
圧を印加し、両電極の電圧（ま大体０．６〜０．７ボル
トの直流電圧の範囲にある。この電圧は、電解ＭＦ−内
で沃化水素を電気的に分解するために選定した。勿論、
これと同様の装置を塩：ＡおよびＰ、素等の他の／へロ
ゲン酸にもｒ５用できる。水素出口１３０は、電解室１
１０から適当な貯蔵装置または消費装置まで水素を導く
。この図示する態様では、電解槽とは別に反応タンク１
４０が設置されており、電解液Ｅがこの反応タンクを介
してポンプ１４４を有する適当な人口１４２により連続
的に循環される。

このポンプは溶解したハロゲンと電解液を吸入して反応
タンク１４０へ排出する。電気分解工程により発生する
熱はタンク１４０内に必要な反応温度を保持するのに十
分である。従って、熱を補給する必要もなく、かつ槽Ｂ
が十分な廃熱を生じる場合、タンクＥ内の電解液は沸騰
点まで加熱される。出口１４６は適当なフィルタ１５０
を介して反応タンク１４０からＭＥまで電解液Ｅを導く
。またこのフィルタ１５（Ｎま、電解液が槽Ｂまで再び
返還されるのに伴って電解液内の不要な不純物を取り除
く。中央取水口１５２はタンク１４０から電解液を収集
するのに使用される。羽根車１５４がタンク１４０内の
電解液を外側方向に循環させる。工程の開始時にライン
１６０はタンク中へ沃素または沃化水素を導入するため
に用いられる。従って連続操業工程においては補給用沃
素を通常必要としない。ライン１６２により塩化水素を
反応チャンバ１４０中へ導入できる。塩化水素は沃化水
素よりも実質的に高い分解電圧を有するので、塩化水素
は事実上電気分解されずに電解液Ｅ内で水と共に使用で
きる。塩化水素は電極１１４と１１６の間に必要な電圧
を低減する。電圧を低減すれば電気エネルギーの節約Ｉ
こなるので、本発明を採用した装置の？！気的効率性を
高めることにもなる。反応タンク１４０へ水を導入する
のＪこライン１６４が用いられる。水の用途は前Ｊこ説
明した通りである。第３図を参照すると触媒Ｃはライン
１６６を通じて反応タンク１４０中へ導入され、入口１
４２を介して槽Ｂから吸入した電解液Ｅ内に溶解した沃
素の水素化が促進される。なお、ベントを逆止め弁１８
２を有するライン１８０として図示している。勿論、第
１図に示すように槽Ａの実施態様に関して前に述べた通
り、ウオータトシツブを用いることもできる。槽Ｂの一
般的な操業およびそれに連結した反応チャンバ１４０は
第１図に示す槽Ａの操業と同様である。

〔実施例■〕

第１図の装置において、ｍＡの陽極電解室は約５００ｍ
１の容量を有し、かつこの電解室に水３０Ｍを満した。

はぼ同寸法の陰極電解室にもこれと同じ高さまで水を充
填した。陰極は、グラファイトを塩化白金酸中へ浸漬し
て空気加熱することにより得られる白金被覆されたグラ
ファイトであった。これは水素の電極過電位を低減する
。同様に、陽極は、グラファイト状炭素またはグラファ
イトから取りかつ３０時間硝酸の中で煮沸した。電解室
間の中間隔膜は、０．２５ｒ＋ｍ　（１０ミル）の厚さ
のデュポン製の商品名ナフィオン（ＮａｆｉＯｎ　）　
１２０番で形成した。水素イオンが電解室間を通過する
ことにより電気的連続性および通常の一様な酸濃度が得
られる。

この陽極電解室内にＡＴＪグラファイト（ユニオンカー
バイドコーポレーション社ｕ）、ルテニウム被覆したチ
タンおよび白金被覆したチタンの中から選定した触媒を
装入し、水温を８０℃まで加熱した。次に触媒を羽根車
で懸濁状に保ち・塩素ガスを陽極電解室のスラリーに入
れた。

塩化水素の濃度は約５重量％でビークｌこ達した。

１．２ボルトの直流ｔＥＥが両電極の間にかけられるの
で約ｉ、ｏアンペアの電流が電解液を介して発生する。

約１．１ボルトの直流電圧が酸の分解のために使用され
水素が陰極で発生した。陰極で発生した塩素は再利用し
、水と反応せしめて補給用塩化水素となした。

効率的水素添加の要因 実施例に記載の工程で使用したハロゲンすなわち塩素、
臭素および沃素を研究すると工程の基礎理論あるいは操
業性には関係せず工程の効率性に影響を及ぼす要因を若
干指摘できた。約３〜５重量％の濃度でさえ、ハロゲン
の水素化ができるので、システムの効率良い運転を可能
にする。ハロゲンの水素化速度はハロゲン酸の自由エネ
ルギーに極めて関係があり、またこの自由エネルギーは
塩化水素のとき最低であり沃化水素のとき最高である。

従って、水素化あるいは酸生成は、塩化水素でより迅速
にかつ容易に成就できる。しかし、各酸におけるハロゲ
ンの溶解度は沃化水素の沃素のとき最大であり、塩化水
素の塩素のとき最低であるＯ ハロゲン酸中のハロゲンの溶解度はこの発明の水素化に
重要であるので、溶解度の改良は有・である。実際、こ
れは、塩化ナトリウムを沃　水素に加えることで実現で
きる。この食塩は沃化水素水溶液中の沃素の溶解度を増
大させたが、塩化水素中の沃素に対しては減少させた。

従って、水素化速度を塩化ナトリウム等の塩で調節する
場合もある。

［実施例ＩＩ］ ここでは効率化の要因を用いて別の実施例を進行した。

この実施例では、電解液に沃化水素を用い、水素化速度
の要因をしらべた。本発明の好ましいシステムである沃
素の水素化によっで生成した電解液から水素を得た。こ
の実施例では、第３図に示すような槽Ｂを使用した。実
施例では、四塩化チタンを少量加えたが、この　塩化チ
タンは水素化速度を更に増大させ、かつ酸混合物の腐食
性を減じるための塩である。

この塩は電気分解した沃素の溶解度を増大させた。相当
量の塩化水素を沃化水素電解液とともに使用した。塩化
水素は沃化水素電解液の分解電圧を低下させたが、電極
両端の１に圧が約０．３ボルトの直流電圧であったので
、塩化水素（ま電気分解しなかった。塩化水素をあまり
使用しなければ沃化水素量Ｍ格の電圧は約０６〜０．７
ボルトの直流電圧であった。この０．３ボルトの電圧は
沃化水素を電気的ｌこ分解するのＩこ十分であるが、約
１．２〜１，３ボルトを必要とする塩化水素の電気分解
ｆこは不十分である。塩化水素添加剤のない沃化水２６
／こ対して０，３ボルトの分解電圧を得るためには、沃
化水素濃度は水中で約５０重量％であることを要する。

本実施例では、沃化水素電解液をＯ，３ボルトで分解す
るには２０重量％の塩化水素と１重量％の沃化水素を必
要としたつ従って、本実施例により沃素の水素化が増大
され、沃化水素の分解電圧が低減されかつ塩素に比べて
かなり高価な沃素の必要分量が縮減された。本実施例は
、２０重量％の塩化水素、１重量％の沃化水素、１重量
％の四塩化チタンおよび残余の水を含むっ 櫂の温度は約１０８℃で、水素を発生するための分解電
圧は°・°〜°°“９°′ルｈ”ｃありが９″ンペアの
電流で水素を発生した。沃化水２４解ｇの酸化を防ぐよ
う槽を気密にした。

勿論、発明の趣旨を逸脱せぬよう本発明を実篇するに際
し、図示する多様な工程において他に設計変更をするこ
とができる。この発明の趣旨はハロゲン酸の電解液を電
気分解して水素を発生する概念に関係し、またこの電解
液（ま分解したハロゲンを吸収しかつ反応領域で電解液
と共に吸収したハロゲンを循環させるので、ハロゲンが
水を用いて再び水素化される。分解した水素自体は、再
水素化に必要とするのではなく、実施例が示すような加
熱またはブい１等の糸外の使用目的に全量が使用される
。

設計変更 第４図は好ましい実施態様の設計変更を示す。

この態様では、槽りは両表面にそれぞれ電極２０４，２
０６か堰付けであるＮａｆｉｏｎ　隔膜２０２を有する
容器２００を備えている。電源が導線２１０．２１２の
両端に作用すると、隔膜は電気分解の機能を発現する。

陽極側の電解室から隔膜の電極表面Ｃζガス状の酸蒸気
が供給されて電解室２２０におけるハロゲンガスを発生
する電解を可能にする。同時に電解室２２２内に水素が
分離蓄積され、この水素は導管２２４を通って流出する
。

遊離ハロゲンたとえば塩素は、専管２３４のポンプまた
はブロア２６２として表わした手段によって電解室２２
０カ）ら反応タンクすなわち反応領域２３０までガス状
態である導管２５４からの蒸気は水２４２２よびゲラフ
ァーｆ　ト状炭素ルテニウム被覆したチタン、または白
色破覆したチタンから選択した触ａ、２４４の上方ベッ
ドによって仕切られたチャンバ２４０中へ圧入される。

ライン２５２にある複ｖのバーナ２５０は水２４２を沸
騰点まで加熱して水蒸気を発生させる。導管２３４がら
の蒸気すとも１ここの水蒸気は触媒と接触し、塩素を水
ｇ化して塩化水２、蒸気とする。この塩化水素蒸気は導
管２＜ｉ０にこよって陽極［解室２２０の下部ｔで運ば
れ、この電解室の下部で電気分解により連続循環中の塩
素を分解する。コンデンサ２７０は水蓮気を除去する。

電気分解工程の発熱のために、電解室２２０と導管２５
４内で循環取分の蒸気化状態を維持できる。

本発明で用いる触媒が水中のハロゲン濃度を増大させる
ので、ガス流からハロゲンを取り除く際１ここれを使用
することができる。第５図はこの点を採用したシステム
を示す。タンク２８０はバルブ付導管２８２からの水で
充填される。

粒子状のグラファイト状炭素、ルテニウム被覆したチタ
ン、白金ｖＩＪｉシたチタンまた（ま以上の混合物はフ
ィードライン２８４を通って水中へ導入される。塩素と
して図示するガス流（′ｉベルブ付導管２８６によって
タンク２８０の低部にあるディフューザ２９０中へ導か
れる。ハロゲンが触媒の存在する水中で泡立つので、ハ
ロゲンは水自体で得られる濃度よりも更に高い濃度のハ
ロゲン化水素に転換される。排水！２９２はタンク２８
０を最終的に排水する。この装置により更に多くの塩素
がガス流から除去できる。

全ての不溶性ガスは出口２９４を通ってタンク２８０か
ら流出する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための装置の縦断面図
、第２図は本発明で使用する触媒の塩素の水素化速度を
示すグラフ、第３図は本発明の好ましい態禄を実施する
ための装置の縦断面図、第４図（まガス形態で本発明を
実施するためのシステムそ示Ｔ略図、第５図（まガス中
の塩水を除去するための装置の縦断面図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハロゲン酸電解液を電気分解して水素を製造する
   方法において、陽極で生成したハロゲンを溶解したハロ
   ゲン酸電解液をグラファイト状炭素、ルチニウム被覆し
   たチタンおよび白金被覆したチタンからなる群より選択
   した触媒と接触せしめてハロゲンをハロゲン酸に転換し
   、ハロゲン酸電解液として繰返し使用することを特徴と
   する水素の製造法。
2. （２）前記ハロゲン酸電解液の電解作動電圧よりも実質
   的に大きい分解電圧を有する第２のハロゲン酸を前記電
   解液に加える特許請求の範囲第１項記載の水素の製造法
   。
3. （３）ハロゲン酸が沃化水素である特許請求の範囲第１
   項記載の水素の製造法。
4. （４）第２のハロゲン酸が塩化水素である特許請求の範
   囲第３項記載の水素の製造方法。