JPS6270203A - 水素ガスの除去方法 - Google Patents
水素ガスの除去方法Info
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- JPS6270203A JPS6270203A JP60206571A JP20657185A JPS6270203A JP S6270203 A JPS6270203 A JP S6270203A JP 60206571 A JP60206571 A JP 60206571A JP 20657185 A JP20657185 A JP 20657185A JP S6270203 A JPS6270203 A JP S6270203A
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- gas
- anode
- hydrogen gas
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/04—Purification or separation of nitrogen
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
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〕
本発明は水素ガスの除去方法に関し、さらに詳細には水
素含有ガスから水素ガスを電気化学的手段を用いて選択
的に除去する方法に関する。
素含有ガスから水素ガスを電気化学的手段を用いて選択
的に除去する方法に関する。
水素含有ガスから水素ガスを選択的に除去することは、
ガスの精製分離、反応条件の制御、雰囲気ガスの制御の
ほか、分析感度の白土など広い技術、産業分野で利用し
うるものである。
ガスの精製分離、反応条件の制御、雰囲気ガスの制御の
ほか、分析感度の白土など広い技術、産業分野で利用し
うるものである。
従来、混合ガス中の水素ガスを分離、除去する代表的な
方法としては水素を吸収する金属に水素ガスを吸着また
は吸収させて分離する方法、高分子膜または微細な孔を
有するセラミックス膜などを用いる方法、およびパラジ
ウムまたはパラジウム合金の膜を用いる方法などが知ら
れている。
方法としては水素を吸収する金属に水素ガスを吸着また
は吸収させて分離する方法、高分子膜または微細な孔を
有するセラミックス膜などを用いる方法、およびパラジ
ウムまたはパラジウム合金の膜を用いる方法などが知ら
れている。
水素ガスを水素吸蔵金属で分離する方法としてはチタン
、ジルコニウム、ニオブなどの金属単体のほか、チタン
鉄、ランタンニッケル、チタンマンガン、マグネシウム
ニッケル、ランタンコバルト、ジルコニウムマンガンチ
タンモリブデンなどの合金に水素ガスを含む混合気体を
接触させ水素ガスのみを吸収分離する方法である。しか
しながらこの方法は水素吸蔵金属中に吸収された水素濃
度とガス中の水素ガス分圧との間に定まった平衡濃度以
上に水素を吸蔵することができないため、水素吸蔵金属
中の水素濃度が平衡濃度に近い値に達した時点で加熱ま
たは減圧などｌこより一旦吸蔵された水素を吐き出させ
、再生する必要がある。また水素ガスを含むガス中に酸
素、炭酸ガス、−酸化炭素、水などが含有される場合に
は、これらの成分が水素吸蔵金属と反応し、吸蔵金属を
劣化させるなどの問題点を有している。さらにこの方法
では、定期的に水素吸蔵金属の交換または再生が必要な
ため連続的な水素ガスの分離は行なえないという問題点
もあった。
、ジルコニウム、ニオブなどの金属単体のほか、チタン
鉄、ランタンニッケル、チタンマンガン、マグネシウム
ニッケル、ランタンコバルト、ジルコニウムマンガンチ
タンモリブデンなどの合金に水素ガスを含む混合気体を
接触させ水素ガスのみを吸収分離する方法である。しか
しながらこの方法は水素吸蔵金属中に吸収された水素濃
度とガス中の水素ガス分圧との間に定まった平衡濃度以
上に水素を吸蔵することができないため、水素吸蔵金属
中の水素濃度が平衡濃度に近い値に達した時点で加熱ま
たは減圧などｌこより一旦吸蔵された水素を吐き出させ
、再生する必要がある。また水素ガスを含むガス中に酸
素、炭酸ガス、−酸化炭素、水などが含有される場合に
は、これらの成分が水素吸蔵金属と反応し、吸蔵金属を
劣化させるなどの問題点を有している。さらにこの方法
では、定期的に水素吸蔵金属の交換または再生が必要な
ため連続的な水素ガスの分離は行なえないという問題点
もあった。
一方、高分子膜を用いて水素ガスを分離する方法として
はポリスルホン、ポリフッ化ビニル、ポリイミドなどの
高分子膜の各種ガスに対する透過速度の差を利用して水
素含有ガスから水素ガスを分離する方法が知られている
。しかしながら高分子膜を用いた場合には膜透過の選択
性は低く、水素ガスのみを選択的１こ分離、除去するこ
とが出来ないという問題点がある。
はポリスルホン、ポリフッ化ビニル、ポリイミドなどの
高分子膜の各種ガスに対する透過速度の差を利用して水
素含有ガスから水素ガスを分離する方法が知られている
。しかしながら高分子膜を用いた場合には膜透過の選択
性は低く、水素ガスのみを選択的１こ分離、除去するこ
とが出来ないという問題点がある。
このほか微細孔を有するセラミックス製のフィルター状
物なども高分子膜と同様に検討されているが、これらも
水素ガスのみを選択的に分離除去しうるちのではなく、
使用温度、ガス濃度についても制約があった。
物なども高分子膜と同様に検討されているが、これらも
水素ガスのみを選択的に分離除去しうるちのではなく、
使用温度、ガス濃度についても制約があった。
一方、パラジウムまたはパラジウム合金は水素のみを選
択的に透過する性質を有することから、これらの金属の
薄膜を用いることにより、水素含有ガスから水素ガスの
みを分離、または除去することができる。この特性を利
用し、水素ガスを超高純度にする方法が工業的に行なわ
れている。
択的に透過する性質を有することから、これらの金属の
薄膜を用いることにより、水素含有ガスから水素ガスの
みを分離、または除去することができる。この特性を利
用し、水素ガスを超高純度にする方法が工業的に行なわ
れている。
しかしながらパラジウムまたはパラジウム合金の膜は低
い温度では水素透過能力が小さいことから通常は５００
〜５００℃で用いられる。
い温度では水素透過能力が小さいことから通常は５００
〜５００℃で用いられる。
またこれらの温度範囲であっても水素の透過瀘は膜の両
面間の水素分圧の差によって異なることから、水素分圧
の低い系、または低い温度条件下では水素ガスを除去す
ることは出来なかったＯ 〔問題を解決するための手段、作用〕 本発明者らはこれら従来技術の問題点を解消し、比較的
低温で、また低い水素分圧においても水素含有ガスから
水素ガスのみを実用的な速度で選択的に、しかも連続し
て除去する方法を得るべく鋭意研究を続けた結果、パラ
ジウムまたはパラジウム合金の薄膜を水電解槽の陽極に
用いることによってこちらの目的が達成しうろことを見
出し本発明を完成した。
面間の水素分圧の差によって異なることから、水素分圧
の低い系、または低い温度条件下では水素ガスを除去す
ることは出来なかったＯ 〔問題を解決するための手段、作用〕 本発明者らはこれら従来技術の問題点を解消し、比較的
低温で、また低い水素分圧においても水素含有ガスから
水素ガスのみを実用的な速度で選択的に、しかも連続し
て除去する方法を得るべく鋭意研究を続けた結果、パラ
ジウムまたはパラジウム合金の薄膜を水電解槽の陽極に
用いることによってこちらの目的が達成しうろことを見
出し本発明を完成した。
すなわち、本発明はパラジウムまたはパラジウム合金の
薄膜を陽極とする水電解装置を使用し、該パラジウムま
たはパラジウム合金の薄膜の゛電解面の裏面に接して水
素含有ガスを流すととも１こ電圧をかけることにより、
水素含有ガスから水素ガスを選択的に除去することを特
徴とする水素ガスの除去方法である。
薄膜を陽極とする水電解装置を使用し、該パラジウムま
たはパラジウム合金の薄膜の゛電解面の裏面に接して水
素含有ガスを流すととも１こ電圧をかけることにより、
水素含有ガスから水素ガスを選択的に除去することを特
徴とする水素ガスの除去方法である。
本発明において陽極であると同時に水素透過膜として用
いられるパラジウムまたはパラジウム合金の薄膜（以下
、薄膜と記す）としては、電解面の裏面に接して水素含
有ガスを電解液と隔離された状態で流すことができさえ
すればその形状には特に制限はないが、たとえば管状、
平膜状、波板状などが挙げられ、これらのうちでも１乃
至複数本の管状とされることが好ましい。薄膜の厚さと
しては水素の透過効率および機械的強度などから実用上
、通常は０．００１〜５輩層、好ましくは０．０１〜１
順とされる。
いられるパラジウムまたはパラジウム合金の薄膜（以下
、薄膜と記す）としては、電解面の裏面に接して水素含
有ガスを電解液と隔離された状態で流すことができさえ
すればその形状には特に制限はないが、たとえば管状、
平膜状、波板状などが挙げられ、これらのうちでも１乃
至複数本の管状とされることが好ましい。薄膜の厚さと
しては水素の透過効率および機械的強度などから実用上
、通常は０．００１〜５輩層、好ましくは０．０１〜１
順とされる。
また薄膜の材質としてはパラジウム単独でもよくパラジ
ウム合金でもよいが、薄膜の塑性変形を生じ難いパラジ
ウム合金が好ましい。これらの合金としてはパラジウム
と銀、金、ロジウム、ルテニウムおよびイツトリウムな
どとの合金が好ましく、たとえばパラジウムと銀５〜５
０％からなる合金、パラジウムと銀５〜４０％および金
１〜２０％からなる合金、ならびにパラジウムとｆｆ１
５〜４０％、ロジウムまたはイツトリウム２〜１０％か
らなる合金などが好適に用いられる。またこれらの薄膜
はそのま＼用いられてもよいが少くとも水素含有ガスが
流れる側の面にパラジウム黒、白金黒を付着させたもの
、あるいは苛性ソーダ、苛性カリなどの溶融アルカリで
活性化処理されたものが好ましい。
ウム合金でもよいが、薄膜の塑性変形を生じ難いパラジ
ウム合金が好ましい。これらの合金としてはパラジウム
と銀、金、ロジウム、ルテニウムおよびイツトリウムな
どとの合金が好ましく、たとえばパラジウムと銀５〜５
０％からなる合金、パラジウムと銀５〜４０％および金
１〜２０％からなる合金、ならびにパラジウムとｆｆ１
５〜４０％、ロジウムまたはイツトリウム２〜１０％か
らなる合金などが好適に用いられる。またこれらの薄膜
はそのま＼用いられてもよいが少くとも水素含有ガスが
流れる側の面にパラジウム黒、白金黒を付着させたもの
、あるいは苛性ソーダ、苛性カリなどの溶融アルカリで
活性化処理されたものが好ましい。
本発明において水電解槽自体が陰極とされてもよく、こ
れに加えて槽内にも金属棒または板などを設は両者併せ
て陰極とされてもよく、また水電解槽自体は陰極とせず
槽内に設けられた金属棒または板のみが陰極とされても
よい。また陽極の水電解面と相対する陰極の面までの間
隔がなるべく等距離になるよう陽極および陰極が配置さ
れることが好ましい。
れに加えて槽内にも金属棒または板などを設は両者併せ
て陰極とされてもよく、また水電解槽自体は陰極とせず
槽内に設けられた金属棒または板のみが陰極とされても
よい。また陽極の水電解面と相対する陰極の面までの間
隔がなるべく等距離になるよう陽極および陰極が配置さ
れることが好ましい。
陰極の材質には特に制限はないが、電気化学的に耐蝕性
があり、かつ水素発生の際、過電圧の低い金属が好まし
く、たとえばニッケル、ニッケル合金およびニッケルク
ロム鋼などがあげられる。
があり、かつ水素発生の際、過電圧の低い金属が好まし
く、たとえばニッケル、ニッケル合金およびニッケルク
ロム鋼などがあげられる。
電解質の水溶液としては導電率が高く水電解が選択的に
起る組成であること、かつ電極材質、電解装置の構成材
質に対し電気化学的に腐蝕作用の低い溶液であることが
好ましく、たとえば水酸化ナトＩＪウム、水酸化カリウ
ムなどのアルカリ金属の水酸化物の０．１〜２０％水溶
液などが用いられる１゜ 水電解槽の温度には特ｆこ制限はないが温度が低過ぎる
場合には薄膜中を水素が拡散透過する速度が小さいこと
から通常は２０〜１５０℃、好ましくは４０〜１００
’Ｃとされ、また水電解槽内の圧は通常は常圧乃至５に
９／、ｆｆ１Ｇとされる。
起る組成であること、かつ電極材質、電解装置の構成材
質に対し電気化学的に腐蝕作用の低い溶液であることが
好ましく、たとえば水酸化ナトＩＪウム、水酸化カリウ
ムなどのアルカリ金属の水酸化物の０．１〜２０％水溶
液などが用いられる１゜ 水電解槽の温度には特ｆこ制限はないが温度が低過ぎる
場合には薄膜中を水素が拡散透過する速度が小さいこと
から通常は２０〜１５０℃、好ましくは４０〜１００
’Ｃとされ、また水電解槽内の圧は通常は常圧乃至５に
９／、ｆｆ１Ｇとされる。
本発明においては水素含有ガスを流すとともに電圧をか
ける。ここでかける電圧は水素含有ガスを流した状態で
電流が流れるに必要な電圧である。本発明（こおいて、
水素含有ガスを流さない状態で水の電解が起る電圧より
も若干低い電圧を印加しても電流は生じず従って水素ガ
スも酸素ガスも発生しない。
ける。ここでかける電圧は水素含有ガスを流した状態で
電流が流れるに必要な電圧である。本発明（こおいて、
水素含有ガスを流さない状態で水の電解が起る電圧より
も若干低い電圧を印加しても電流は生じず従って水素ガ
スも酸素ガスも発生しない。
一方この電圧下に薄膜（１−極）の電解面の裏面に接し
て水素含有ガスを流すことにより７Ｈ流を生ずるととも
に水素含有ガス中の水素が薄膜を拡散透過して除去され
る。このときこれに相当する址の水素ガスが陰極から発
生するが陽極からは酸素ガスはほとんど発生しない。従
って除去すべき水素ガスが存在するときにのみ電力が消
費され、この場合には除去された水素の電気化学当量に
相当する電気量すなわち１グラム当量の水素の除去に対
しては望１ファラデー（９６５００クーロン）の電気量
のみが消費される。また、水素含有ガスを流しながら通
常の水電解が起る電圧を印加した場合には水の電解が行
われると同時に水素含有ガス中の水素が優先的に除去さ
れ、陰極からは消費された電気量に相当する電気化学当
量の水素ガスが発生し、陽極からは水素含有ガスからの
水素の除去に要した電気量を差引いた電気量に相当する
電気化学光ｈｌ：の酸素ガスのみが発生する、。
て水素含有ガスを流すことにより７Ｈ流を生ずるととも
に水素含有ガス中の水素が薄膜を拡散透過して除去され
る。このときこれに相当する址の水素ガスが陰極から発
生するが陽極からは酸素ガスはほとんど発生しない。従
って除去すべき水素ガスが存在するときにのみ電力が消
費され、この場合には除去された水素の電気化学当量に
相当する電気量すなわち１グラム当量の水素の除去に対
しては望１ファラデー（９６５００クーロン）の電気量
のみが消費される。また、水素含有ガスを流しながら通
常の水電解が起る電圧を印加した場合には水の電解が行
われると同時に水素含有ガス中の水素が優先的に除去さ
れ、陰極からは消費された電気量に相当する電気化学当
量の水素ガスが発生し、陽極からは水素含有ガスからの
水素の除去に要した電気量を差引いた電気量に相当する
電気化学光ｈｌ：の酸素ガスのみが発生する、。
陽極および陰極間に印加される電圧としては電極の材質
、電解液の濃度、温度、両極間の距離および電流密度の
設定値などによって異り、−［１こは特定できないが実
用上通常は０．２〜１０ ｖｏｌｔ ％ とされる。
、電解液の濃度、温度、両極間の距離および電流密度の
設定値などによって異り、−［１こは特定できないが実
用上通常は０．２〜１０ ｖｏｌｔ ％ とされる。
また、陽極面の電流密度については電流密度が過小の場
合には陽極の単位面積当りに対する水素除去量が少なく
実用的でなく、また過大の場合には印加する電圧を高く
しなければならないため電力効率が低下することなどか
ら、通常は０．００１〜２０Ａ／ｃＩ！、好ましくは０
．０１〜２Ａ／ｆｆｌとされる。陽極と陰極間の距離に
ついても電圧、電流密度、電解槽の形状、大きさなどに
よって異るが通常は０．５〜１００１ｍ、好ましくは０
．５〜５０朋とされる。
合には陽極の単位面積当りに対する水素除去量が少なく
実用的でなく、また過大の場合には印加する電圧を高く
しなければならないため電力効率が低下することなどか
ら、通常は０．００１〜２０Ａ／ｃＩ！、好ましくは０
．０１〜２Ａ／ｆｆｌとされる。陽極と陰極間の距離に
ついても電圧、電流密度、電解槽の形状、大きさなどに
よって異るが通常は０．５〜１００１ｍ、好ましくは０
．５〜５０朋とされる。
次に本発明を図面によって具体的に説明する。
第１図は本発明において使用されろ水電解装置の一例を
示した縦断端面（３）である。
示した縦断端面（３）である。
第１図において上端が閉じられ下端が開口され、開口の
周囲に陰極の端子を兼ねたフランジ１を有する金属製の
円筒容器が水電解槽２とされ、またこの水電解槽２は陰
極ともされている。
周囲に陰極の端子を兼ねたフランジ１を有する金属製の
円筒容器が水電解槽２とされ、またこの水電解槽２は陰
極ともされている。
水電解槽（陰極）２の上部側壁には発生した水素ガスや
酸素ガスを抜き出すための放出管６が設けられ、また水
電解槽（陰極）２の下端の開口部は円板状でかつ絶縁性
を有するガスケット４でｔ７’ｌじられている。下部開
口端の周囲に陽極端子を兼ねたフランジ５が取付けられ
たバラジラム合金製の薄膜管（陽極）６が水電解槽（陰
極）２の下部からガスケット４の中央を貫通して挿入さ
れ、その上端は水電解槽（陰極）２の上部をに通して設
けられた水素含有ガス供給用の絶縁チューブ７に接続さ
れている。薄）良管（陽極）６の下部のフランジ５はそ
の下にさらにリング状でかつ絶縁性を有するガスケット
８を介し、ガス抜出ｆ９を有する７ランジ１０と水電解
槽（陰極）２のフランジ１との間で絶縁性を有するポル
ト１１．・・・、１１によって絞め付けられて固定され
ている。絶縁チューブ７およびガス抜出Ｔ４’ ９には
流量計１２および１３がそれぞれ配設されている。水電
解槽（陰極）２の内部空間には電解液１４が満たされて
いる。また水市解櫂（陰極）２の周囲にはヒーター１５
が設けられている。直流電源１６のプラス側は薄膜管（
陽極）６の７ランジ５に、マタマイナス側は水電解槽（
陰ｔｆｉ）２のフランジ１にそれぞれ配線され、配線の
途中には電圧計１７および電流計１８がそれぞれ配設さ
れている。
酸素ガスを抜き出すための放出管６が設けられ、また水
電解槽（陰極）２の下端の開口部は円板状でかつ絶縁性
を有するガスケット４でｔ７’ｌじられている。下部開
口端の周囲に陽極端子を兼ねたフランジ５が取付けられ
たバラジラム合金製の薄膜管（陽極）６が水電解槽（陰
極）２の下部からガスケット４の中央を貫通して挿入さ
れ、その上端は水電解槽（陰極）２の上部をに通して設
けられた水素含有ガス供給用の絶縁チューブ７に接続さ
れている。薄）良管（陽極）６の下部のフランジ５はそ
の下にさらにリング状でかつ絶縁性を有するガスケット
８を介し、ガス抜出ｆ９を有する７ランジ１０と水電解
槽（陰極）２のフランジ１との間で絶縁性を有するポル
ト１１．・・・、１１によって絞め付けられて固定され
ている。絶縁チューブ７およびガス抜出Ｔ４’ ９には
流量計１２および１３がそれぞれ配設されている。水電
解槽（陰極）２の内部空間には電解液１４が満たされて
いる。また水市解櫂（陰極）２の周囲にはヒーター１５
が設けられている。直流電源１６のプラス側は薄膜管（
陽極）６の７ランジ５に、マタマイナス側は水電解槽（
陰ｔｆｉ）２のフランジ１にそれぞれ配線され、配線の
途中には電圧計１７および電流計１８がそれぞれ配設さ
れている。
水素ガスの除去操作時には直流電源１６によって薄膜管
（陽極）６および水電解槽（陰極）２のフランジとの間
に電圧が印加され、絶縁チューグアから薄膜管（陽極）
６内部に水素含有ガスが流されることにより、水素含有
ガス中の水素のみが選択的に薄膜管（陽極）６の内側か
ら外側（電解液と接する面）へと拡散透過し、除去され
るとともに陰極からは水素ガスが発生する。印加されろ
電圧が通常の水電解が生ずる電圧よりも低い場合には水
素含有ガス中の水素ガスが除去されるとともに水電解槽
（陰極）２の而からは通じた電気量に相当する水素ガス
のみが発生し、薄膜管（陽極）６の外面からの酸素ガス
の発生はみられない。また、印加される′４圧が通常の
水４屏を生ずる電圧の場合Ｋｌｄ、水素含有ガス中の水
素が優先的に除去され水電解、＋１ （陰極）２からは
流れた電気量に相当する電気化学当量の水素ガスが発生
し薄膜管（陽極）６の外面からは水素含有ガスからの水
素の除去に資した電気量を差引いた電気量例相当する電
気化学当量の酸素ガスが発生し、それぞれのガスは放出
管３を経て外部に抜き出される。この間、電解液１４は
ヒーター１５によって適宜加温調節される。水素含有ガ
ス中の水素ガス除去量は絶縁チューブ７およびガス抜出
管９に設けられた流量計１２および１６が示す流量の差
から求められる。
（陽極）６および水電解槽（陰極）２のフランジとの間
に電圧が印加され、絶縁チューグアから薄膜管（陽極）
６内部に水素含有ガスが流されることにより、水素含有
ガス中の水素のみが選択的に薄膜管（陽極）６の内側か
ら外側（電解液と接する面）へと拡散透過し、除去され
るとともに陰極からは水素ガスが発生する。印加されろ
電圧が通常の水電解が生ずる電圧よりも低い場合には水
素含有ガス中の水素ガスが除去されるとともに水電解槽
（陰極）２の而からは通じた電気量に相当する水素ガス
のみが発生し、薄膜管（陽極）６の外面からの酸素ガス
の発生はみられない。また、印加される′４圧が通常の
水４屏を生ずる電圧の場合Ｋｌｄ、水素含有ガス中の水
素が優先的に除去され水電解、＋１ （陰極）２からは
流れた電気量に相当する電気化学当量の水素ガスが発生
し薄膜管（陽極）６の外面からは水素含有ガスからの水
素の除去に資した電気量を差引いた電気量例相当する電
気化学当量の酸素ガスが発生し、それぞれのガスは放出
管３を経て外部に抜き出される。この間、電解液１４は
ヒーター１５によって適宜加温調節される。水素含有ガ
ス中の水素ガス除去量は絶縁チューブ７およびガス抜出
管９に設けられた流量計１２および１６が示す流量の差
から求められる。
本発明の方法は次のような多くの優れた効果を有してい
る。
る。
１、 水素含有ガス流中の水素ガスのみを選択的ンこし
かも連続的に除去することができる。
かも連続的に除去することができる。
２、 比較的低温で、また低い水素分圧においても操作
することができ、特に高温加熱や、加圧を必要としない
。
することができ、特に高温加熱や、加圧を必要としない
。
５ 水′ζ解が生ずる′こ圧よりも若干低い電圧で操作
した場合には電力効率をはソ１００％に維持することが
できるなどエネルギー効率が高い。
した場合には電力効率をはソ１００％に維持することが
できるなどエネルギー効率が高い。
４ 比較的Ｉｌｌ単な装置で実施することができるとと
もに操作および装置の保守も容易である。
もに操作および装置の保守も容易である。
５ 水素ガス濃度に関係なく、操作が可能であり、水素
の除去によるガスの精製のほか、反応や分析などに使用
されるガス中の水素濃度の調節など産業上の用途は広い
。
の除去によるガスの精製のほか、反応や分析などに使用
されるガス中の水素濃度の調節など産業上の用途は広い
。
実施例 １
第１図で示したと同様な装置において、内径１２龍長さ
２６０ｎの円筒状のニッケル％’Ｋｌ解槽を陰極とし、
この電解槽の中心部分に外径１゜６ｍ１１４．肉厚 ０
．０８ｍ５、長さ ２００」でパラジウム ７０％、銀
２０％、金 １０％からなり、内、外面ともにパラジ
ウム黒を付した合金の薄膜管を陽極として配置した。
２６０ｎの円筒状のニッケル％’Ｋｌ解槽を陰極とし、
この電解槽の中心部分に外径１゜６ｍ１１４．肉厚 ０
．０８ｍ５、長さ ２００」でパラジウム ７０％、銀
２０％、金 １０％からなり、内、外面ともにパラジ
ウム黒を付した合金の薄膜管を陽極として配置した。
なお本実施例で用いたガス流量計は（掬エステツク製ｖ
４密膜流量計ＳＦ−Ｍ（Ｌ）、電圧計はタケダ埋研製デ
ジタル電圧計 ＴＲ−６３２０、電流計は横河北辰■製
精密屯流計 ＴＹＰＥ ２ＣＭ２である。′また。直
流Ｔ；、 Ｉｌｌ；ｔには協立理工製のスライドレギュ
レーター付のものを用いた。水電解槽内部には電解液と
して４９ｂ水酸化ナトリウム水溶液を入れた。水電解槽
の外面はヒーターにより６５℃に保つよう加温した。
４密膜流量計ＳＦ−Ｍ（Ｌ）、電圧計はタケダ埋研製デ
ジタル電圧計 ＴＲ−６３２０、電流計は横河北辰■製
精密屯流計 ＴＹＰＥ ２ＣＭ２である。′また。直
流Ｔ；、 Ｉｌｌ；ｔには協立理工製のスライドレギュ
レーター付のものを用いた。水電解槽内部には電解液と
して４９ｂ水酸化ナトリウム水溶液を入れた。水電解槽
の外面はヒーターにより６５℃に保つよう加温した。
室温２４ ’Ｃ下において薄膜管内の上部から下部へ向
けて水素ガスを常圧で毎分１７．４０ｍ流すとともに薄
膜管を陽極、電°解檜を陰極として電極端子間にＩＡの
電流が流れるように直流電圧を印加調節したところ、陰
極表面から水素ガスが連１統的に発生した。一方、陽極
からの酸素の発生は見られなかった。この時の端子電圧
は０．８４Ｖｏｌｔであった。また薄膜管下部からの出
口ガス流値は毎分９．８０Ｍであり、入口ガス流量に比
べ毎分７．６ｄ減少していた。
けて水素ガスを常圧で毎分１７．４０ｍ流すとともに薄
膜管を陽極、電°解檜を陰極として電極端子間にＩＡの
電流が流れるように直流電圧を印加調節したところ、陰
極表面から水素ガスが連１統的に発生した。一方、陽極
からの酸素の発生は見られなかった。この時の端子電圧
は０．８４Ｖｏｌｔであった。また薄膜管下部からの出
口ガス流値は毎分９．８０Ｍであり、入口ガス流量に比
べ毎分７．６ｄ減少していた。
このガス流量の減少量と電流値から電力社に対する水素
除去Ｍを計算すると１フアラデー（９６５００クーロン
）当り１グラム当量の水素が除かれたことになり、１０
０％の電流効率で水素が除かれていたことがわかった。
除去Ｍを計算すると１フアラデー（９６５００クーロン
）当り１グラム当量の水素が除かれたことになり、１０
０％の電流効率で水素が除かれていたことがわかった。
比較倒
薄膜管内部に流すガスを実施例１の水素ガスの代りに窒
素ガスに友えたところ、両極端子間に０．８４Ｖｏｌｔ
の電圧をかけても、電流は０゜０００１Ａしか流れず、
水電解反応は認められなかった。
素ガスに友えたところ、両極端子間に０．８４Ｖｏｌｔ
の電圧をかけても、電流は０゜０００１Ａしか流れず、
水電解反応は認められなかった。
実施例 ２
実施例１と同じ水電解装置を用い、室＠２０℃、水′ｃ
Ｌ解槽の温度６５℃において同様の方法で容積比で水素
ガス２４．９％を含む窒素ガスを毎分＋２１．０ｍの割
合で流すとともに、両極端子間に電流値が２．ＯＡとな
るように電圧を調整しながら印加した。このときのに圧
は０゜８８〜０．９１ Ｖｏｌｔ であった。この場合
にも陰極からは水素ガスが発生したが陽極からの酸素ガ
スの発生はほとんど見られなかった。このときｆ４膜管
出口のガス流量は毎分ｔｏ６． １ｒｒｔｌであり、減
少したガス量がすべて、水素が除去されたことによるも
のとして計算すると９９．６％の電流効率で除去されて
いたこととなる。
Ｌ解槽の温度６５℃において同様の方法で容積比で水素
ガス２４．９％を含む窒素ガスを毎分＋２１．０ｍの割
合で流すとともに、両極端子間に電流値が２．ＯＡとな
るように電圧を調整しながら印加した。このときのに圧
は０゜８８〜０．９１ Ｖｏｌｔ であった。この場合
にも陰極からは水素ガスが発生したが陽極からの酸素ガ
スの発生はほとんど見られなかった。このときｆ４膜管
出口のガス流量は毎分ｔｏ６． １ｒｒｔｌであり、減
少したガス量がすべて、水素が除去されたことによるも
のとして計算すると９９．６％の電流効率で除去されて
いたこととなる。
実施例 ３
実施例１と同じ水電解装置を用い、室温２０゛Ｃ５水電
解槽の温度６５°Ｃにおい−Ｃ￥ｊ漬比で水ｆａ１０％
を含む窒素ガスを毎分５１．７０ｍ／！で流しながら、
電流が１．ＯＡとなるように端子１１Ｌ圧を調整した。
解槽の温度６５°Ｃにおい−Ｃ￥ｊ漬比で水ｆａ１０％
を含む窒素ガスを毎分５１．７０ｍ／！で流しながら、
電流が１．ＯＡとなるように端子１１Ｌ圧を調整した。
この時の代子？）電圧は１．８６Ｖｏ Ｉ ｔであった
。またｆｊＪ膜管出口のガス流量は毎分４６．５ｍｌで
あり、このガス中には水素ガスが認められず、はソ完全
て除去されていることが解った。また本実施例の場合は
陰極からの水素ガスの発生とともに薄膜管（陽極）の電
解面からｔ−ｔａ素ガスの発生が認められた。
。またｆｊＪ膜管出口のガス流量は毎分４６．５ｍｌで
あり、このガス中には水素ガスが認められず、はソ完全
て除去されていることが解った。また本実施例の場合は
陰極からの水素ガスの発生とともに薄膜管（陽極）の電
解面からｔ−ｔａ素ガスの発生が認められた。
第１図は本発明（Ｃおいて使用される水電解装置の一例
を示した縦断端面図である。 図において、 １．５および１０７ランジ ２ 水電解槽（陰極） ３ 放出ｖ ４および８ ガスゲット６ 薄膜管（陽
極） ７ 鞄縁チューブ９ ガス抜出管 １１
ポルト １２および１３ 流清計 １４ 電ｊ）Ｙ液１５ ヒ
ーター １６ 直流電源 １７ 電圧計 ならびに １８１！流計である。 ＋、ｌ＝許出願人出願人バイオニクス株式会社代表者
畠 崎 文 夫
を示した縦断端面図である。 図において、 １．５および１０７ランジ ２ 水電解槽（陰極） ３ 放出ｖ ４および８ ガスゲット６ 薄膜管（陽
極） ７ 鞄縁チューブ９ ガス抜出管 １１
ポルト １２および１３ 流清計 １４ 電ｊ）Ｙ液１５ ヒ
ーター １６ 直流電源 １７ 電圧計 ならびに １８１！流計である。 ＋、ｌ＝許出願人出願人バイオニクス株式会社代表者
畠 崎 文 夫
Claims (1)
- パラジウムまたはパラジウム合金の薄膜を陽極とする水
電解装置を使用し、該パラジウムまたはパラジウム合金
の薄膜の電解面の裏面に接して水素含有ガスを流すとと
もに電圧をかけることにより、水素含有ガスから水素ガ
スを選択的に除去することを特徴とする水素ガスの除去
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60206571A JPS6270203A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 水素ガスの除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60206571A JPS6270203A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 水素ガスの除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6270203A true JPS6270203A (ja) | 1987-03-31 |
| JPH0566322B2 JPH0566322B2 (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=16525602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60206571A Granted JPS6270203A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 水素ガスの除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6270203A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6248221B1 (en) | 1995-12-26 | 2001-06-19 | Randolph R. Davis | Electrolysis apparatus and electrodes and electrode material therefor |
| WO2004079050A1 (ja) * | 2003-03-05 | 2004-09-16 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | 有機化合物の水素化処理装置、および有機化合物の水素化処理方法 |
| WO2012147555A1 (ja) * | 2011-04-26 | 2012-11-01 | Ｄｏｗａエコシステム株式会社 | 炭酸リチウムの製造方法及び炭酸リチウムの製造装置 |
| US10465302B2 (en) | 2014-08-07 | 2019-11-05 | Marathon Systems, Inc. | Modular gaseous electrolysis apparatus with actively-cooled header module, co-disposed heat exchanger module and gas manifold modules therefor |
| EP3879006A4 (en) * | 2018-11-05 | 2021-12-29 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing hydrogen |
-
1985
- 1985-09-20 JP JP60206571A patent/JPS6270203A/ja active Granted
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6248221B1 (en) | 1995-12-26 | 2001-06-19 | Randolph R. Davis | Electrolysis apparatus and electrodes and electrode material therefor |
| WO2004079050A1 (ja) * | 2003-03-05 | 2004-09-16 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | 有機化合物の水素化処理装置、および有機化合物の水素化処理方法 |
| JPWO2004079050A1 (ja) * | 2003-03-05 | 2006-06-08 | 出光興産株式会社 | 有機化合物の水素化処理装置、および有機化合物の水素化処理方法 |
| US7846319B2 (en) | 2003-03-05 | 2010-12-07 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Organic compound hydrogenation apparatus and method for hydrogenating organic compound |
| WO2012147555A1 (ja) * | 2011-04-26 | 2012-11-01 | Ｄｏｗａエコシステム株式会社 | 炭酸リチウムの製造方法及び炭酸リチウムの製造装置 |
| JP2012229471A (ja) * | 2011-04-26 | 2012-11-22 | Dowa Eco-System Co Ltd | 炭酸リチウムの製造方法及び炭酸リチウムの製造装置 |
| US10465302B2 (en) | 2014-08-07 | 2019-11-05 | Marathon Systems, Inc. | Modular gaseous electrolysis apparatus with actively-cooled header module, co-disposed heat exchanger module and gas manifold modules therefor |
| EP3879006A4 (en) * | 2018-11-05 | 2021-12-29 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing hydrogen |
| US11643741B2 (en) | 2018-11-05 | 2023-05-09 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Method of producing hydrogen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0566322B2 (ja) | 1993-09-21 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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