JPS6232121B2 - - Google Patents
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- JPS6232121B2 JPS6232121B2 JP57152688A JP15268882A JPS6232121B2 JP S6232121 B2 JPS6232121 B2 JP S6232121B2 JP 57152688 A JP57152688 A JP 57152688A JP 15268882 A JP15268882 A JP 15268882A JP S6232121 B2 JPS6232121 B2 JP S6232121B2
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- hydrogen
- silicon
- sih
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- reaction chamber
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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
- Y02E60/32—Hydrogen storage
-
- 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
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水素吸蔵物質からの水素放出方法およ
び該方法を実施するための装置に関する。
び該方法を実施するための装置に関する。
特願昭57―13125号明細書には―（SiH2）o―結
合鎖および四配位Si格子を含み30〜70原子％の水
素を吸蔵している水素吸蔵物質が記載されてい
る。この水素吸蔵物質はシランガスを圧力0.1〜
10Torrの下でグロー放電またはスパツタリング
に付し、冷却面に粉末状生成物を蒸着させること
により製造され、多量の水素を含有しているので
水素貯蔵材料として極めて有用なものである。
合鎖および四配位Si格子を含み30〜70原子％の水
素を吸蔵している水素吸蔵物質が記載されてい
る。この水素吸蔵物質はシランガスを圧力0.1〜
10Torrの下でグロー放電またはスパツタリング
に付し、冷却面に粉末状生成物を蒸着させること
により製造され、多量の水素を含有しているので
水素貯蔵材料として極めて有用なものである。
この水素吸蔵物質に貯蔵されている水素を利用
するに当つては、Ti，Fe等の金属の水素化合物
から水素を放出させる場合と同様に、水素吸蔵物
質を例えば250℃の温度に加熱することにより水
素を放出させていた。このような水素放出方法に
よるときには、水素を放出した後に残つた物質に
適当な温度および圧力下で再び水素を吸蔵させる
ことができるので水素吸蔵物質を反覆使用するこ
とができるという利点があるが、その反面次のよ
うな欠点がある：(1)水素吸蔵物質を気密容器に収
容して空気と接触しないような条件下で加熱しな
ければならない。そうでない場合には水素放出の
ために行う加熱により酸化してSiO2，H2Oを生じ
る。；(2)繰返しの水素の放出および吸蔵により該
物質が次第に劣化し、水素吸蔵能力が低下し、比
較的短期間に再使用出来なくなる；(3)吸蔵されて
いるすべての水素を放出させることができない。
全ての水素を放放出させると物質の劣化（酸化を
含む）が生じる；(4)約250℃の水素放出温度を得
るために多量のエネルギー消費を伴う。特に珪素
よりなる水素吸蔵物質はすべての吸蔵水素を放出
させるのに加熱温度を500℃まで高める必要があ
り極めて不利である。
するに当つては、Ti，Fe等の金属の水素化合物
から水素を放出させる場合と同様に、水素吸蔵物
質を例えば250℃の温度に加熱することにより水
素を放出させていた。このような水素放出方法に
よるときには、水素を放出した後に残つた物質に
適当な温度および圧力下で再び水素を吸蔵させる
ことができるので水素吸蔵物質を反覆使用するこ
とができるという利点があるが、その反面次のよ
うな欠点がある：(1)水素吸蔵物質を気密容器に収
容して空気と接触しないような条件下で加熱しな
ければならない。そうでない場合には水素放出の
ために行う加熱により酸化してSiO2，H2Oを生じ
る。；(2)繰返しの水素の放出および吸蔵により該
物質が次第に劣化し、水素吸蔵能力が低下し、比
較的短期間に再使用出来なくなる；(3)吸蔵されて
いるすべての水素を放出させることができない。
全ての水素を放放出させると物質の劣化（酸化を
含む）が生じる；(4)約250℃の水素放出温度を得
るために多量のエネルギー消費を伴う。特に珪素
よりなる水素吸蔵物質はすべての吸蔵水素を放出
させるのに加熱温度を500℃まで高める必要があ
り極めて不利である。
本発明の目的は前記のような珪素含有水素吸蔵
物質から水素を放出するに当り、上記のような欠
点のない優れた水素放出方法および該方法を実施
するための装置を提供することである。
物質から水素を放出するに当り、上記のような欠
点のない優れた水素放出方法および該方法を実施
するための装置を提供することである。
本発明による水素吸蔵物質からの水素放出方法
は、シリコン微結晶粒子の表面を、―（SiH2）o―
結合鎖が該シリコン微結晶粒子表面のシリコン原
子と結合して覆つて成り、100〜200℃加熱によ
り、前記―（SiH2）o―結合鎖より水素を40〜70原
子％放出する珪素含有水素吸蔵物質をアルカリ水
溶液と反応させることを特徴とするものである。
は、シリコン微結晶粒子の表面を、―（SiH2）o―
結合鎖が該シリコン微結晶粒子表面のシリコン原
子と結合して覆つて成り、100〜200℃加熱によ
り、前記―（SiH2）o―結合鎖より水素を40〜70原
子％放出する珪素含有水素吸蔵物質をアルカリ水
溶液と反応させることを特徴とするものである。
本発明方法によれば、珪素含有水素吸蔵物質を
常温でアルカリ水溶液に溶解するが、このときに
次の化学反応が行われる： SiH2＋2NaOH＋H2O→Na2SiO3＋3H2↑ この反応式から明らかなように、SiH21モルか
ら水素３モルが常温で得られる。また、SiH21モ
ルがアルカリの存在下でH2O1モルを分解してお
り、このことは水の分解が化学反応により電気分
解によるよりも有利に行われていることを示して
いる。
常温でアルカリ水溶液に溶解するが、このときに
次の化学反応が行われる： SiH2＋2NaOH＋H2O→Na2SiO3＋3H2↑ この反応式から明らかなように、SiH21モルか
ら水素３モルが常温で得られる。また、SiH21モ
ルがアルカリの存在下でH2O1モルを分解してお
り、このことは水の分解が化学反応により電気分
解によるよりも有利に行われていることを示して
いる。
以下に本発明により珪素含有水素吸蔵物質から
水素を連続的に放出させる実施例を説明する。
水素を連続的に放出させる実施例を説明する。
実施例
第１図は本発明による水素放出フローチヤート
を示す。純度約99％以上のシランガスを圧力約１
気圧（50Pa、ゲージ圧）、流量２〜30SCCM（標
準状態、c.c.／分）で反応室に供給する。反応室内
の圧力は予め約10-2Torr以下にしてあるが、供
給弁を調節して室内の圧力を0.1〜5Torrに制御す
る。反応室内のSUS製コンベアーはベルジヤー内
の上部電極（径200mm）との対向位置は所望の冷
却温度により例えばフレオン、水または液体窒素
で冷却されるが、ここでは液体窒素により−100
℃以下に冷却する。シランガスを約10分間反応室
内に流して室内雰囲気を安定化した後、上部電極
に高周波電源（13.56MHz）から電力（6W以上）
を供給する。グロー放電が開始すると直ちにコン
ベアーの冷却面上に粉末が生成し始めるが、粉末
層の厚さが５〜10mmになつたときにコンベアーを
駆動させ新たな冷却面を上部電極に対向させて停
止し、新たに粉末の生成が行われる。こうしてコ
ンベアーは間歇的に駆動され、やがてコンベアー
上の推積粉末は粉末保持容器の上方に達し、ナイ
フエツジでコンベアーから掻き取られ所望の珪素
含有水素吸蔵物質を得る。こうして得た珪素含有
水素吸蔵物質の30重量％スラリーをタンク１で調
製する。一方、タンク２に苛性ソーダおよび水を
入れて10％NaOH水溶液を調製する。各タンクに
は上部の投入口から適時SiH2およびNaOHを投入
して常にタンク内の液量を一定に保つようにする
のがよい。次いで弁３および４を開き、ポンプ５
および６を作動させてSiH2スラリーおよびNaOH
溶液を１〜２Kg／cm2に加圧し、反応器７内のノズ
ル８からそれぞれ噴射し、反応器内で接触させ瞬
間的に反応を行う。ノズルの位置は上下に限らず
左右に配置しても良く、要するに２液が衝突する
ようにすれば良い。反応により生成した水素ガス
は気液分離器９に導びいてガス中の水分を除去す
る。発生する水素ガスの圧力を所定の値に維持す
るために、気液分離器に取付けられている圧力計
１０とポンプ５および６とを電気的に連動させて
ポンプの出力を制御し、反応室に送られるSiH2
およびNaCHの量を調節し、発生水素ガス量を一
定に保つ、気液分離器を通過した水素ガスは例え
ばCaCl2を充填した乾燥管１１を通り、流量コン
トロール弁１２および流量設定制御器１３により
常に必要流量が得られるように制御されて負荷に
供される。反応器内で生成するNaSiO3溶液は弁
１５により適宜排出する。１４は流量計である。
このようにして放出される水素ガスの圧力および
流量を自動的に制御し、原料を順次タンク１およ
び２に投入することにより連続的に水素ガスを発
生することができる。
を示す。純度約99％以上のシランガスを圧力約１
気圧（50Pa、ゲージ圧）、流量２〜30SCCM（標
準状態、c.c.／分）で反応室に供給する。反応室内
の圧力は予め約10-2Torr以下にしてあるが、供
給弁を調節して室内の圧力を0.1〜5Torrに制御す
る。反応室内のSUS製コンベアーはベルジヤー内
の上部電極（径200mm）との対向位置は所望の冷
却温度により例えばフレオン、水または液体窒素
で冷却されるが、ここでは液体窒素により−100
℃以下に冷却する。シランガスを約10分間反応室
内に流して室内雰囲気を安定化した後、上部電極
に高周波電源（13.56MHz）から電力（6W以上）
を供給する。グロー放電が開始すると直ちにコン
ベアーの冷却面上に粉末が生成し始めるが、粉末
層の厚さが５〜10mmになつたときにコンベアーを
駆動させ新たな冷却面を上部電極に対向させて停
止し、新たに粉末の生成が行われる。こうしてコ
ンベアーは間歇的に駆動され、やがてコンベアー
上の推積粉末は粉末保持容器の上方に達し、ナイ
フエツジでコンベアーから掻き取られ所望の珪素
含有水素吸蔵物質を得る。こうして得た珪素含有
水素吸蔵物質の30重量％スラリーをタンク１で調
製する。一方、タンク２に苛性ソーダおよび水を
入れて10％NaOH水溶液を調製する。各タンクに
は上部の投入口から適時SiH2およびNaOHを投入
して常にタンク内の液量を一定に保つようにする
のがよい。次いで弁３および４を開き、ポンプ５
および６を作動させてSiH2スラリーおよびNaOH
溶液を１〜２Kg／cm2に加圧し、反応器７内のノズ
ル８からそれぞれ噴射し、反応器内で接触させ瞬
間的に反応を行う。ノズルの位置は上下に限らず
左右に配置しても良く、要するに２液が衝突する
ようにすれば良い。反応により生成した水素ガス
は気液分離器９に導びいてガス中の水分を除去す
る。発生する水素ガスの圧力を所定の値に維持す
るために、気液分離器に取付けられている圧力計
１０とポンプ５および６とを電気的に連動させて
ポンプの出力を制御し、反応室に送られるSiH2
およびNaCHの量を調節し、発生水素ガス量を一
定に保つ、気液分離器を通過した水素ガスは例え
ばCaCl2を充填した乾燥管１１を通り、流量コン
トロール弁１２および流量設定制御器１３により
常に必要流量が得られるように制御されて負荷に
供される。反応器内で生成するNaSiO3溶液は弁
１５により適宜排出する。１４は流量計である。
このようにして放出される水素ガスの圧力および
流量を自動的に制御し、原料を順次タンク１およ
び２に投入することにより連続的に水素ガスを発
生することができる。
本発明によればSiH2とアルカリ水溶液との
化学反応を利用することにより１モルのSiH2か
ら水素３モルを放出させることができて、この水
素放出量は加熱による場合（SiH2→Si＋H2↑）
の３倍である；常温で化学反応により水素の放
出が行われるので、加熱等のためのエネルギー消
費がない；原料のSiH2およびアルカリ成分を
適時それぞれのタンクに投入することにより連続
的に水素を発生させることができる；放出され
た水素の圧力および流量をポンプ出力および流量
制御弁により調節することができる；反応によ
り生成するNaSiO3は無害であつてそのまま下水
に放流することができる等の利益が得られる。
化学反応を利用することにより１モルのSiH2か
ら水素３モルを放出させることができて、この水
素放出量は加熱による場合（SiH2→Si＋H2↑）
の３倍である；常温で化学反応により水素の放
出が行われるので、加熱等のためのエネルギー消
費がない；原料のSiH2およびアルカリ成分を
適時それぞれのタンクに投入することにより連続
的に水素を発生させることができる；放出され
た水素の圧力および流量をポンプ出力および流量
制御弁により調節することができる；反応によ
り生成するNaSiO3は無害であつてそのまま下水
に放流することができる等の利益が得られる。
第１図は本発明による水素放出フローチヤート
である。 図中符号：１……SiH2タンク、２……NaOHタ
ンク、３，４，１２，１５……弁、６，５……ポ
ンプ、７……反応室、８……ノズル、９……気液
分離器、１０……圧力計、１１……乾燥管、１３
……流量設定制御器、１４……流量計。
である。 図中符号：１……SiH2タンク、２……NaOHタ
ンク、３，４，１２，１５……弁、６，５……ポ
ンプ、７……反応室、８……ノズル、９……気液
分離器、１０……圧力計、１１……乾燥管、１３
……流量設定制御器、１４……流量計。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ シリコン微結晶粒子の表面を、―（SiH2）o―
結合鎖が該シリコン微結晶粒子表面のシリコン原
子と結合して覆つて成り、100〜200℃加熱によ
り、前記―（SiH2）o―結合鎖より水素を40〜70原
子％放出する珪素含有水素貯蔵物質をアルカリ水
溶液と反応させることを特徴とする珪素含有水素
貯蔵の水素放出方法。 ２ シリコン微結晶粒子の表面を、―（SiH2）o―
結合鎖が該シリコン微結晶粒子表面のシリコン原
子と結合して覆つて成り、100〜200℃加熱によ
り、前記―（SiH2）o―結合鎖より水素を40〜70原
子％放出する珪素含有水素貯蔵物質のスラリーを
収容したタンク、アルカリ水溶液を収容したタン
ク、室内に２個のノズルを設けた反応室、反応室
からの放出水素が導入される気液分離装置、乾燥
管および流量設定制御器からなることを特徴とす
る水素放出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57152688A JPS5945901A (ja) | 1982-09-03 | 1982-09-03 | 水素吸蔵物質の水素放出方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57152688A JPS5945901A (ja) | 1982-09-03 | 1982-09-03 | 水素吸蔵物質の水素放出方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5945901A JPS5945901A (ja) | 1984-03-15 |
| JPS6232121B2 true JPS6232121B2 (ja) | 1987-07-13 |
Family
ID=15545951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57152688A Granted JPS5945901A (ja) | 1982-09-03 | 1982-09-03 | 水素吸蔵物質の水素放出方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5945901A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006034885A1 (de) * | 2006-07-25 | 2008-08-07 | Daimlerchrysler Ag | Wasserstoff- und Energiegewinnung durch thermische Umsetzung von Silanen |
| DE102006039869A1 (de) | 2006-08-03 | 2008-02-21 | Daimler Ag | Verfahren zur Versorgung einer Brennstoffzelle mit Wasserstoff mittels Silanen oder Polysilanen |
| FR2915742B1 (fr) * | 2007-05-04 | 2014-02-07 | Centre Nat Rech Scient | Procede pour la fourniture du dihydrogene a partir de silicium hydrogene |
| JP5186824B2 (ja) * | 2007-07-18 | 2013-04-24 | 株式会社豊田中央研究所 | 水素発生装置 |
| EP2536658B1 (en) * | 2010-02-15 | 2014-12-03 | Université d'Aix-Marseille | Phosphine-oxide catalyzed process of production of hydrogen from silylated derivatives as hydrogen carrier |
-
1982
- 1982-09-03 JP JP57152688A patent/JPS5945901A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5945901A (ja) | 1984-03-15 |
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