201127996 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 . J發:係關於一種利用電極反應之氫產生方法及氫產 用t支術㈣為將&_至㈣電池而發電戶斤 【先前技術] 、·以在’供給水而使氫氣產生的氫產生劑而言，已 以鐵、銘等金屬為主成分的物質 ο 厶厘夕鸟女 疋具以使用鋁等 二屬=產生方法，有氫產生劑之原料成本廉價這樣 疋，在使用紹的情況’於室溫下若不使粒子變小則 另外，在與水反應時會在紹表面產生被膜，而 有反C、交侍難以進行的問題。 .另一方面，在專利文獻1甲揭示了一種氫產生方半 係以鎂作為陽極，以 肱+ f 鹽水而構成雷…將兩極浸潰於 電池，稭者控制兩極的電流而調整氫產量。 〇 以糕=1卜:在專利文獻2中也揭示了一種氫產生方法，係 漬於電解f切液進行㈣賴械驗使兩㈣ 而產專利文獻3中揭示了一種農置’係在電解水 置於夺，以不織布形成電解隔膜。此不織布被配 雒開兩側的電極的位置。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]美國專利第3892653號公報 [專利文獻2]美國公開2004/9392號公報 [專利文獻3]曰本特開平10-235357號公報 3/25 201127996 【發明内容】 [發明所欲解決之課題] '、、:’在專利文獻i所記載之氫產生 於 陰極’構成陰極的金屬不會發生反庫，因此二中：由於在 的問題。另外，相產量變少 中，構成陰極的金屬不合 、11產生方法 量，:必要使供電“細:此為1確保足 ㈣2果，在採用電解方式的氫產生方法中，藉由所嘉 電持池進行發電同時以其電力進行電解而使發 力合起H此作到的。這是因為來自燃料電池的發電電 t電解的消耗電力，亦即電力收支不可能達到正 方面，在使用不織布等作為電解隔膜時， 一定的二記判明了若將不織布#與電極配置成相距 難以估ΐ 氣產生時的消耗電力增加，與上述相同地， 難以使電力收支成為正。 生穿^是’本發明之目的在於提供—種氫產生方法及氫產 進Κ 吏在兩電極的氫產生反應效率良好而長時間地 [用於解決課題之方法] 、、t發明人等，針對利用水的電解反應之氫產生方法潛 :研九之絲’發現藉由使多孔質體與電極接觸並介於兩 ，間，在兩電極的氫產生反應變得效率良好，另外還可 N·間進行氫產生，而使本發明達到完成。 人、，亦即，本發明之氫產生方法，其特徵為使多孔質體與 3鎂或鋁之陽極與陰極接觸並介於兩極間，在使該多孔質 體保持住電解質水溶液的狀態，使前述兩極通電，或辦前 4/25 201127996 ::施加電壓而使氫產生。此時，前述陰極係以含錢或 觸並之氫產生方法，由於使多孔f體與電極接 λ亟間，因此與並未接觸多孔質體的情況作μ 二沾可推知隨著在陽極的反應而呈現的酸度，與隨著在险 Ο Ο …虱產生反應)會受到促進，氫產生反應會有效去 ㈣在陰極含鎂或鋁的情況下，進一步可推知在陰： 在鹼性條件下電極的自身反應(氫產生反應)會受到 所ί成應有效率地進行。另外還可推知由於反應 =容在多孔質體的空孔内部，因此可抑制副產表面: ==可;Γ進行氣產生反應。其結果可提供-長時間地進行/ 兩電極的氫產生反應效率良好而 孔質 而呈現的酸度， 易維持，另外，由抑制副產物』==度更加容 亦為適合。 、战耵夂愿阻礙之硯點看來 狀樹義以由可彈性變形的海綿 狀樹脂，則藉由彈性恢復力，與;===海綿 均勾=得 狀，且錢前I多^極與前述陰極形成為板 貝㈣麵_為佳。藉此可構成薄 5/25 201127996 極1元’而可提高配置於—定體積内的電極面積， 亦即U電極單元之體補度。 、 在本發明中，在前述兩極之周圍亦存在多孔質體，該 多孔質體係以與介於前述兩極間之多孔質體連者 可有效率地將電解質水溶液由周圍 另-=面’本發明之氳產生裝置，其特徵為具備：含 解:二Γ二陰!Γ配置ί與前述兩極接觸並保持住電 力夕孔貝體、使w述兩極通電或對前述兩極施 加電壓之托。輯，誠陰極細錢或料佳。 依據本發明之氫產生裝置，由於使電極 並介:，，因此與並未接觸多孔質體的情= 車又可推知Ik者在陽極的反應而呈現的酸度，與隨著在陰 極的反應而呈現的驗度變得容易維持，在酸性條件下電^ 2自身反應(氫產生反應)會受到促進，氫產生反應會有效率 2行。在陰極含鎮或紹的情況下，進一步可推知在陰極 的地方^雜條件下電極的自身反應(氫產生反應)會受到 促進’、風產生反應有效率地進行。另外還可推知由於反應 =生成的成分(例如金屬氫氧化物)不會附著在電極表面，二 會被收容在多孔質體的空孔内部，因此可抑制副產物造成 的ί應阻礙’可長日鋼進行氫產生反應。其結果可提供一 種氫產生裝置’能夠使在兩電極的氫產生反應效率良好而 長時間進行。 【實施方式】 本發明之氫產生方法，係使多孔質體與含鎂或銘之陽 丨/25 201127996 電解 電壓 子的 等標 0但 鎳、 極、陰極接觸並介於兩極間，在使該多孔質體保持# 質水溶液雜態，使前述兩極通電㈣前述兩極施力: 而使氫產生。此處，陽極是猶著電極反應而放 一極，陰極是指隨著電極反應而接受電子的一極。 、就陰極而言，除了鎂、銘、辞Un ，電極電位低的金屬之外，還能制纟自、金等責金^ 是，由氫產生的效率或純度的觀點看來，係以鎂'、鋁、 鋅、鐵、銀、鉑、金為佳。
對兩極施加電壓之情況，含錤的陽極與含鎮的陰 組合，或含鋁的陽極與含鋁的陰極之組合為佳，而含 陽極與含㉟的陰極找合，或含㈣陽極與含 組合皆可產生氫。 、K蚀之 在使兩極通電的情況下，係以含鎂的陽極與含紹的陰 極的組合，或含鎂的陽極與含鎳的陰極的組合為佳。由 相同金屬彼此的組合，電位差辭或完全U產生，因^ 係以如上述的方式對兩極施加電壓為佳。 在本發明中，伴隨電子授受的電極反應與不伴隨電子 授受的自身反應（自發反應)這兩者皆會發生。由於伴隨電工 授受的電極反應也會伴隨施加電力的消耗 = 電力的消耗’_ 了❹兩輸嫩上有也^ 進行，使自身反應之比率提高會變得重要。該等反應例如 以下内容所述。 & 例如兩極為鋁的情況，可推估在陽極會發生： 八1 + 3011-^1(0印3 + 3€'(水的電解），與 2Α1 + 6Η20—2Α1(ΌΗ)3 + 3Η2 t (A1活化所引起的自身反應) 7/25 201127996 另外，還可推估在陰極會發生： 2H++2e·—H2丨（水的電解），與 2Al + 6H2〇42Al(〇H)3 + 3H2个（A1活化所引起的自身反應）。 在使用鎂的情況，可推估在陽極會發生：
Mg + 20H·—Mg(〇H)2 + 2e-(水的電解）、
Mg + 2H2〇—Mg(〇H)2 + H2个（Mg活化所引起的自身反應）。 在使用於陰極的情況，可推估會發生相同的自身反 應，以及與鋁的情況相同的水電解反應。 伴隨上述反應，在陽極附近由於氫氧化物離子的消耗 而使付酸度提升’在陰極附近由於氫料㈣耗而使得驗 度提升。在纽質體不射極接_情況，局部性的酸度 或驗度變得難轉持。特較，在不存在多孔_而僅存 在電解質㈣情財，蝴散所造成的巾和現象，導致益 法維持酸度或鹼度。 ‘ 由於紹的自身反應所導致的氫產生，係在驗性條件及 酸性條件進行’因此以如此的方式維賴度鑛度，會使 =生反應的效率提升。另外，由於鎂的自身反應所導致 、虱產生在m條件下為有彳彳的，因此維持酸度會使氣產 =反應之效率提升。由此觀點看來，_以使用於陽極為 就各鋁的電極而言，係以鋁的純度為在90%以上為 :，99〜99.9%為較佳。就電極所含的其他元素*言尹 舉 Mg、Mn、Zn、Cu、Si、Fe、Ti、CrVBipbZr B專。 就含賴電極Μ，係賴的純度為9()%以上為佳， 〜99.99%為較佳。就電極所含的其他元素而言，可列澤 8/25 201127996 A1、Μη、Zn、Cu、Si、&、丁、 陽極及/或陰極(以下有 、Ca Zi、Be等。 形狀為柱狀、板狀、塊狀彳稱為「電極」的情況)之 面積寬廣，係以板狀為佳Υ何種皆可，而為了使電極 金屬般的有孔類型、如_ 板狀的情況，亦可為如沖孔 類型、不織布狀物等。二/、極般具有狹縫的類型、網目 將板狀物加工成為圓⑽1電極除了平板狀之外’亦可 狀等。 U —、方筒狀、螺旋狀、_狀、摺
陽極或陰極可分別％罢πο 要夕/η αα ,主 。置早數個’或可設置多個。在机 或並聯皆可，或可將兩者 置多個的叙，電路方面係” 併用。 _情況下’由確保充足的氫產量同時提高名 '反怎千的親點看來，電極的厚度係以0.03〜5mm為佳， 乂lmm為牧佳。在使用鎂的情況下電極之厚度，由相「3 的觀=看來係以G.3〜1Gmm為佳，Μ〜5醜紐佳。在右 用鎳等其他金屬的情況下電極之厚度，由於自身反應程方 J因此由減低成本的觀點看來，係以⑽1〜為佳 03 1mm為車父佳。另外，鎳等金屬亦能夠以鍍層的形式男 成0 所踢多孔質體係與陽極及陰極接觸並介於兩極間。就多孔 質體，言，只要是具有連通孔之物體，則任一者皆可，可 歹J舉海4(泡棉）、不織布、織布、紙類、多孔質膜、燒結體、 多孔板等。 多孔質體之孔隙率，由確保收容副產物的的空間同時 、准持與電極的接觸狀態之觀點看來，係以孔隙率3〇〜99.9% 為佳，80〜".5%為較佳。另外，孔隙率(％)係由（1-(多孔質 9/25 201127996 體之密度/材質之密度))xl〇〇所計算出之值。 就多孔質體表面之平均孔徑而言，由抑制空孔的阻塞 同時確保與電極的接觸狀態之觀點看來，係以1〜3000,am 為佳，50〜100//m為較佳。平均孔徑係藉由表面的顯微鏡 觀察而測定，由數目平均所求得之值。 就多孔質體之材質而言，樹脂、陶瓷等絕緣物質，或 於該等添加導電性物質而使導電性提升之物質等的任何一 種皆可。但是，由保持住電解質水溶液之觀點看來，係以 親水性材料為佳。在為樹脂製之多孔質體的情況，可列舉 可彈性變形者、可塑性變形者、幾乎不會變形者等，而以 由可彈性變形的海綿狀樹脂所構成的多孔質體為特佳。 就構成多孔質體的樹脂而言，可列舉三聚氰胺樹脂' 胺曱酸乙酯樹脂' 酚樹脂、聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂‘聚 酯樹脂、聚醯胺樹脂、環氧樹脂、纖維素系樹脂等。其中 由可容易得到具有適當的孔隙率、孔徑、彈性的多孔質體 之觀點看來，係以三聚氣胺樹脂、胺甲酸乙醋樹脂、聚酯 樹脂、纖維素系樹脂為佳。 多孔質體之厚度(運轉狀態）或電極間之距離，由保持住 電解質水溶液，同時確保收容副產物的的空間之觀點看 來，係以1〜10mm為佳，2〜5mm為較佳。多孔質體可為單 層或多層，在多層的情況，可改變各層的孔徑等，而將相 異種類加以層合。在使用可彈性變形的多孔質體的情況 下，由提升接觸性之觀點看來，係以相對於所配置的電極 間之距離而言的1〜3倍為佳，1.2〜2倍為較佳。 多孔質體能保持住電解質水溶液。電解質水溶液為酸 性或鹼性皆可，而由在兩極會表現出酸度與鹼度之觀點看 10/25 201127996 來t中性，例如ρΗ5〜9為佳，ΡΗ6〜8馬 就1* 柄 0马#父佳。 土類金屬斤含有的電解質而言，驗金屬骑1 而由知作性的觀點看來，氡化納、氡^^任何—種皆可， =〜2種以上，:=:鉀气=為佳。 還可2驗性物質或酸性物f。 4驗性鹽。另外 Ο Ο 反應成適“使電極 20^26 ^ «運仃之規點看來，係以5〜3〇重|。 水，或可另：較:圭。另外可在氫產生反應的途中二:加 滲、乾心/電解質。另外還可使電解質等預 保持住電解^孔㈣’在反應初期供給水等而使多孔質Ϊ 存在液。另外亦可在不會完全溶解的電ίϊ ^狀恶(飽和狀態）進行反應。 解貝 體即溶液，只要至少其中—部分被保持於 水、、容、'夜tt卩分可存姐容H料，全部的電解折 丄肖破保持在多孔質體亦可。或’，貝 中另外添加電解質水溶液。 L生反應的途 2解質水麵之量，由儘量錢產纽應不 不、足地進行之觀點看來，係以相對於電極總重量二t :而言的测〜1G_重量份為佳，雇〜测重量份‘ 本中，係使前述兩極通電或對前述兩極施加電 壓而使虱產生。在兩極產生電位差的情況 即可使電極反應持續進行’而在兩極並未產生電:;二 況，至少有必要在初㈣兩極施力^壓。另外，即使在= 將兩極通電而使電極反應進行的Μ，藉著初_加^ 11/25 201127996 即能夠使電極在早期活化。在使兩極 阻介於其中，或可藉由可變電阻調節電；•而的可f電 在對兩極施加電_情況，可使電 二= 開關控制，或可重覆通電與施加。另夕卜，3或可進仃 中能以相反的方式施加，或可施加交壓在途 维持在各_附近的酸度與鹼度，係鐘為： 持至少1分鐘以上為佳。 冑正貞㈣而維 在對含鋁的陽極與含鋁的陰極施加成 達到適度的自妓麟，_絲為了 的产兄.I土對含錶的陽極與含鎮的陰極称加電壓 的^兄，為了達到適度的自身反應率 ^1 雷壓的丨。在對含鎂崎極與含_陰極施加 %加0〜0.5V為較佳。 ^ u丄 進订上述施加時的電流，係依，昭上 電阻而決定’而系統之電阻，會 值與系統之 度 '㈣間之距離、電極之數、多;j 電解質濃 化。 7札負體之孔隙率等而變 在施加電壓時 電流進行電壓控制 該等的電流控制等 除了以定電壓施加之外，亦可對^ _定虱產量進行電壓控制、她 所產生的气板在本發明中，氫產生的效率高，在# 吓座生的虱供給至燃料電池的情 千门在4 的消耗電力，則亦即收 ^電電力超過㉟ 將所產生的b為正。因此，亦可藉ί 本聲日壓的施加。 適當地實施。i本發:法:：：用本發明之氫產生裝置〗 在柄明之乱產生裳置_，以上所說明的1 12/25 201127996 極、多孔質體1 皆可利用。以下严液、電_施加條件等任-者 褒置中電極與多孔時針對於在本發明之氫產生 圖1⑻例示了 置等作說明。 =圖1(輪般:其二 “美或紹之_2、配置成盘、3鎮或叙之陽極卜 水溶液4的多孔質體3二、、l兩極接觸亚保持住電解質 Ο Ο 電壓之手段(電源5)。在使通電或對前述S極施加 接線等代替電源5。 “ Π的情況，可使用開關、 在圖1⑻中，你丨+ ν #丄 况，於容器之兩端配置有了=^5對兩極施加電壓的情 體3配置成盥該兩;、芴極1與陰極2,而多孔質 Ή : 接觸。在多孔質體3為可彈性 障况’以預先壓縮的狀 貝心马了㈣交形的 可使接觸狀態更加良好。、兩極間，籍由彈性恢復力 在圖1(b)之例中，陽極i斑 質體3包夾的狀態配置;f極2係在被兩側的多孔 電極的兩側配置有多孔f體;:如此的方式，藉由在 液量增多，而能夠錢產生辦於此的電解質水溶 由4圖5 二係對1個陽極1設置2個陰極2， 免源5在亚如的狀恶施加雷 — 個電極，由於可使反應進行的=由如此的方式使用多 產生總量更多。在本發明;^_加’因此可使氣 將各個加以串聯。 亦可進-步設置多個電極並 在圖2(a)之例中，在橫切 置有多孔« 3，在設置；^略為正方賴容器内，配 内，配置有板狀之陽極i =對角線方向的2條狹缝 、衣極2。兩極係與多孔質體3接 201127996 觸，在多孔質體3可彈性變形的情況，以預先壓縮的狀態 配置於容器内，藉由彈性恢復力可使接觸狀態更加良好。〜 在圖2(b)之例中，比電極寬度更長的多孔質體3之一 端被夾在板狀之陽極1與陰極2之間，在將並未被夾住的 部分纏繞在陽極丨與陰極2周圍的狀態下收容於容器内。 藉由此構造，在兩極之周圍亦會存在多孔質體3，該多孔質 體3係與介於兩極間的多孔質體3連續一體化。相同地亦 可使比電極寬度更長的多孔質體3之中央部被夾在板狀之 陽極1與陰極2之間’在將兩側並未被夾住的部分纏繞在 陽極1與陰極2周圍的狀態下收容於容器内。 在圖2(c)之例中，將板狀之陽極i與陰極2加工成大略 圓形，於兩極之間與其内外設置厚度幾乎一定之多孔質體 3。相同地，亦可使用板狀之陽極丨與陰極2、被兩極爽住 的多孔質體3、層合於其内側或外側的多孔質體3，將該等 層合體纏繞成螺旋狀。 在氫產生裝置中，可使用密閉型或開放型之容器，因 ，必要設置用以將所產生的氫氣導出之排出路，或者用以 ‘入材料或水溶液等之供給路或添加裝置、進行電壓施加 的控制所用之控制裝料。另外還可適當地設置進行保溫 或加溫所用之手段。 、本發明之氫產生方法，由於可簡化氫產生裝置之裝置 構化，因此在使用於攜帶機㈣之燃料電池之氫供給裝置 的情況特別有效。 [實施例] 以下針對具體揭示本發明之構成與效果的實施例等作 說明。 14/25 201127996 實施例l 準備2枚作為電極的銘板(純度99.5%、縱35x橫50x =0.3mm、廿1.44g)，使多孔質體(BASF公司製，三聚氰胺泡 才/縱松5()X厚5mm、密度0.0093g/cm3、孔隙率 99.4% > 平均孔徑^70叫被失在2枚之間，將其置入電極間之距離 攻樣的扁平型外殼(約8mL)，並注入2〇重量％Ν&α =液約8mL。使外殼的上部空間成為密閉空間，將膜式 ⑽里梢場製作所公司製)連接至排出所產生的氫氣之流 ' 路’吊，時&測氫產生流量。以各電極作為正極及負極而連 接至疋的甩源，使氫產生流量成為約版.h並以手動 %方式使電源的電流值變化，同時進行運轉丨小時。將此 時之氫產量揭示於圖3⑻、電壓與電流之關係揭示於圖 3(b)、由該等所計算出的產生電力與消耗電力揭示於圖 3(幻。另外，在氫產生流量為1〇mL/min的情況，將由燃料 電池所產生的電力定為0.83W而進行計算。 D 由此結果可知，發電能夠在消耗電力以上（1.14〜5.2 倍）。可推估藉由施加電壓，電極的純活化，藉由電解以 ^卜的自身反應而使氫產生。另外’消耗電力〇 5w以下之持 續時間為約90min。 實施例2 夕除了將在實施例1之中所使用的多孔質體改變為下述 多孔質體以外，係以與實施例！完全相同的條件，氯產生 流量成為約lOmL/min並以手動的方式使電源之電流值變 ^同時進行運轉i小時。-併將由此時之電壓與電流所 s十异出的消耗電力與實施例1之結果揭示於圖4。 (實施例2-l)S0FR0US(聚胺甲酸酯、〇 22g/cm3、孔隙 15/25 201127996 率82%、平均孔徑1 #m)5mrn厚度 (實施例2-2)聚胺曱酸酯(洗餐具用海綿、〇 〇28 / 3、 孔隙率98%、平均孔徑厚度 g Cm、 (實施例2-3)蒸發紙（聚酯樹脂、〇.26g/cm3、孔 78%、平均孔徑50 // m)lmm厚χ5枚 ：'; (實施例2-4)BELLEATER(聚乙稀醇海绵、〇 〇89§/咖3、 孔隙率95%、平均孔徑70//111)1.8111111厚><2枚。 比較例1 除了在實施例1之中不使用多孔質體，而僅使相同量 的NaCl水溶液存在於電極間以外，係以與實施例1完全= 同的條件使氫產生流量為約10mL/min，以手動使電::電 流值變化並同時進行運轉丨+時。一併將由此時之電壓與 電流所計算出的消耗電力揭示於圖4。其結果，在不使用多、 孔質體的情況，初誠耗電力變得非常大，而發生了電二 收支成為負的情形（消耗電力〇.8W以上）。 實施例3-1 準備2枚作為電極的鋁板(純度99 5%、長35χ寬加X 厚〇.3mm、0.57g)，在2枚之間與兩外側各配置丨枚多孔質 體(BASF公司製，三聚氰胺泡棉、縱35χ橫5〇χ厚、密 度〇.〇〇93g/cm3、孔隙率99.4%) ’將其置入容器（深35χ長二 X寬15mm、容積約27mL)，並注入20重量°/〇NaCl水溶液 約15mL。使容器之上部空間成為密閉空間，將膜式流量計 (堀場製作所公司製)連接至排出所產生的氫氣之流路而進 行測定。以各電極作為正極及負極而連接至穩定的電源， 將電源之電流值控制在0.5A進行運轉2小時。將此時之消 耗電力揭示於圖5(a)、消耗電量揭示於圖5(b)、可利用電力 16/25 201127996 揭示於圖5⑷、可_電量縣 實施例3_2 、固5(d)。 除了將在實施例3-1之中所 變為1〇mm以外，係以與實施例3卜的多孔質體之厚度改 轉2小時。―併將此時之消耗·完全相同的條件進行運 揭不於® 5(b)、可利用電力揭 =了於圖5(a)、消耗電量 於圖5(d)。 、圖5(C)、可利用電量揭示 比較例2
除了將在實施例3-1之中戶 改變為3麵，使厚度枚多孔 質體之厚度 物(僅上端與下端幅寬2mm盘所構成的框狀間隔 極之間，使電極與多孔質體^離介於多孔質體與電 實施例3·1完全相同的條件進行運轉J ^以外，係以與 消耗電力揭祕圖5(^肖_ ^ 將此時之 力揭示於圖⑽、可量揭⑻、可利两電 =將貫_ 3_卜3_2與比較例2之結果作對比，則可 極與海綿的接觸愈良好，反應效率愈為提升，特別 疋在非接觸的情況下反應會鈍化，消耗電力驟增。 實施例4-1 準備2枚作為電極的鎂板(AZ31，純度96%、長35χ寬 20x厚0.3mm、〇.36g)，在2牧之間與兩外側各配置1牧多 孔質體(BASF公司製，三聚氰胺泡棉、縱35><橫5〇><厚5mm、 密度O.OC^g/cnr3、孔隙率99.4%)，將其置入容器（深35x長 50x寬15mm、容積約27mL)，並注入20重量％他0水溶 液約15mL·。使容器之上部空間成為密閉空間，將膜式流量 計（堀場製作所公司製）連接至排出所產生的氫氣之流路而 17/25 201127996 進行測;d各電極作為正極及負極而連 源’將電源之電流值控制在0.5A，進行運轉每定的電 之消耗電力揭示_ 6⑻、雜f量揭示 Π、時。此時 電力揭示於圖6⑷、可利用電量揭示於圖:6(b>、可利用 實施例4-2 (d)〇 除了將在實施例4奴中所使用的多孔 變為10mm以外，係以與實施例杓完全貝體之厚度改 轉卜!'時。-併將此時之消耗電力揭示 的條件進行運 揭示於圖6(b)、可利用電力揭示於圖 ，）、消耗電量 於圖6(d)。 可利用電量揭示 比較例3 饮變之中所使用的3枚多孔質體之厚度 文匈Jmm ’使厚度1mm之由石夕梟趫隞如讲，、 又 下端幅寬2mm與電極_;於=== 極^，並將電極與多孔質體之距離定為lmm以外，^ Η貫施例4_!完全相同的條件進行運轉η、時…併將此時 之消耗電力揭示於圖6⑻、消耗電量揭示於圖6(b)、可利用 電力揭示於圖6(c)、可利用電量揭示於圖6(d)。 右將實施例4-：!、4_2與比較例3之結果作對比，則可 知在非接觸的情況下反應會鈍化，消耗電力變大。鎂電極 與海綿的接觸愈弱，反應效率愈為提升，推測這是因為接 觸愈強，會變得愈難以容許鎂的副產物(氧化物、氫氧化物) 造成的堆積。 實施例5-1 準備作為陽極的鎂板（純度96%、長35x寬2〇x厚 〇.3mm、〇.36g)與作為陰極的鋁板c純度99.5%、長35χ寬20 18/25 201127996 x厚0.3mm，〇.57g) ’在2枚之間與兩外側各配置1枚 二司3製’三聚氰胺泡棉、縱35x橫他厚5mm、 ;積將其置入容器(深-長 液約15mL。使容哭之上=^主入2〇重夏0/〇NaC1水溶 計〔猫妒制你# 成為密閉空間，將膜式流量 ° W斤么司製）連接至排出所產生的氫氣之产路而 進行測定。以銅板（幅寬1()随、厚I—、:而 進行運轉至_量成為約6二 下為止。將此時的可利用電 示於圖7(b)。 ）』利用電量揭 實施例5-2 變二1===所使用的多孔質體之厚度改 轉！小時。-併將峨;:=1 力==的條件進行運 電量揭示於圖7(b)。 知不农圖7(a)、可利用 比較例4 ❹ 改將在實施例之中所使用的3枚多孔〜 改、交為3mm，使厚度lmm 匕貝肢之厚度 物(僅上端與下端幅寬2mm與電：相框狀間隔 極之間，使電極與多孔質體"於多孔質體與電 實，1完全相同的條件進行 用包力揭示於圖7⑻、可 了字此時之可利 若將f施例5·卜 產生反應的效率幾乎沒有 ^ t對比，則氣 於副產物造成的反應阻礙復早發的情況’由 得更小。 天 因此月匕利用的電量變 19/25 201127996 (自身反應率之對比） 由實施例3·卜4·卜及5]的結果，依照以下方 ，身反應率。亦即，由電流所求得的「移動的電子數-异出在電解反應所產生的氫量，將其由實際之氫產」 除，求得各電極的自身反應與電解反應之比率。 數式1 若將I安培的電«1賴雌過喊子定為Ne _
Ne: ix 6,24 x Η) 6.022X10 ,18 ΊΓ -(mol) 1 C = ΙΑ x Isec 1C=6.24X l〇18e Imol = 6.022 x m23^ L…V/l ——u.w/^ ^ j\J 氫產生流速為Stnl/min的情況’所產生的氫量顺 S . 24.4 * 60 * 1〇〇〇~ (m〇l) NH: 在25°C的氣體常數 R=24,4 Κ=24.4 因此，對電池反應沒有f獻的自發反應部分產生量那為 NS=NH — l/2Ne(mol) 將其結果揭示於圖8(a)。另外，將計算所使用的電流值 與電壓值之數據，分別揭示於圖8(b)與圖8(c)。由圖社 果可知’自身反應之比率依照A1_Mg、A1_A卜Mg_Mg的: 序而增高。 、 (pH測定測試） 如圖9(a)所示，準備2枚作為電極的鋁板(純度99,5〇/。、 縱35χ檢50x厚0.3mm、1.44g)，以使電極間之距離成為 45mm的方式配置於容器内（約27mL)，在容器之中央以破 璃紙薄膜(TOYO股份有限公司製之玻璃紙、厚度 區隔開，注入20重量°/(^3(：1水溶液約26mL。以各電極作 為正極及負極而連接至穩定的電源，以一定的電流值(〇 5A) 進行運轉1小時。此時，以pH計測定在陽極側之電極與玻 璃紙薄膜之中央位置、及陰極側之電極與玻璃紙薄膜之中 20/25 201127996 央位置的pH。將其結果揭示於圖9(b)。 由此結果可知，在陽極隨著反應進行酸度會升高，在 陰極隨著反應進行岐會升高。與上述_地，在實施例 ^之中測定各f極附近PH，其結果可知，藉由使用多孔 貝肢使其接觸，酸度與鹼度會更加升高。 實施例6-1
。準備2枚作為陽極的鎂板(純度96%、長W寬⑽厚 〇.)mm 〇.3g) ’與3枚作為陰極的鎳板(純度99%、長57χ 見l〇x厚0.05mm、〇.26g)，使其交互層合同時在各層間配 置1枚多孔質體(BASF公司製，三聚氰胺泡棉、長57χ寬 l〇x厚5mm、密度〇._3g/em3、孔隙率99·4%)合計4枚， 將其置入谷為（珠Wx寬10χ寬5mm、容積約2.85mL)，並注 二重量％NaCl水溶液約3mL。使容器之上部空間成為密 =間’將膜式流量物場製作所公司製)連接至排出 .的錢之流路而進行測定。以銅線(電阻使各 =電’進行運轉2G分鐘。將此時之氫產量與流量揭示於圖 員她例6-2 锦了將在實施例w之中所使用的多孔質體改變為％ 乙(=工業股份有限公司公司製，FD海錦、材質： SS〇 ；%!l57X% 卯/o)，並使用10重量％NaC1水溶液以外 + 全圖相Γ條件進行運轉。-娜♦氫產量與- 實施例6-3 除了將在實施例W之中所使用的多孔f體改變^ 21 /25 201127996 ^(ADVANTEC東洋股份有限公司製，商品名5b、長仍 寬 l〇x厚 〇.21mmx3 枚 ® 人、.尹由 Λ μ , , .^0/Λ 认層σ、岔度〇.514g/cm3、孔隙率46%) 以外’係以與實知例6-1 %全相同的條件進行運轉…併將 此日守之虱產置與流量揭示於圖1〇。 實施例7 二全、相二G.〇5mm、ai6g)以外，係以與實施例 實施 =同等=件進行運轉。此時之氣產量與流量’係與 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之氫產生梦 圖2係表示本發明之氫產生^ 一歹之縱剖面圖。 圖3係表示在實施m之結苡:例之橫剖面圖。 圖4係表示在實施例}〜2 、4 ° 圖5係表示在實施例3及比較$^之結果之圖形。 圖6係表*在實施例4及比較:之結果之圖形。 圖7係表示在實施例5及 之結果之圖形。 圖8係表示在實施例、例4之結果之圖形。 圖9係表示⑻pH測定測5奴結果之圖形。 果之圖形。 7使用之裝置及(b)測定結 圖】0係表示在實施例6之社 【主要元件符號說明】 °之圖形。 1 2 3 4 ί%極 陰極 多孔質體 電解質水溶液 22 /25 201127996 5 電源(施加電壓之手段)
23/25