JPH01242401A - 水素の製造方法 - Google Patents

水素の製造方法

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JPH01242401A
JPH01242401A JP7095788A JP7095788A JPH01242401A JP H01242401 A JPH01242401 A JP H01242401A JP 7095788 A JP7095788 A JP 7095788A JP 7095788 A JP7095788 A JP 7095788A JP H01242401 A JPH01242401 A JP H01242401A
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弘育 岩原
Yukio Ezaka
江坂　享男
Toshiro Nishi
敏郎 西
Kikuji Tsuneyoshi
紀久士 常吉
Shuji Ono
修二 小野
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    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen
    • C01B3/06—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen with inorganic reducing agents
    • C01B3/12—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen with inorganic reducing agents by reaction of water vapour with carbon monoxide
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水素を製造する方法に関し、更に詳しくは酸素
イオン及び電子の混合導電体を介して水性反応を起こさ
せて水素を製造する方法に関する。
〔従来の技術〕
混合導電体を水性ガス反応に適用し、水素を製造す１手
法は、ＧＥ社〔米国、　　Ｂｒｏｗ３１１他：Ｇ　Ｅ　
Ｒｅｐｏｒｔ　１４７５０ＲＤ　０１２　（１９７５）
等〕などによシ研究されておυ、その混合導電体はＺｒ
Ｏ２を主成分としくＺｒ　Ｏｚ）　ｏ−ｓ、＊２（Ｙ２
０３）　ｏ、ｏｓｔ　（Ｃｅ　０２）０．０４１などの
組成が一般的である。
従来の技術の原理、概要を第３図を参照して説明する。
第３図において、管状の混合導電体１と外壁２とで構成
される水素製造装置に、管内（又は外）に水蒸気、管外
（又は内）に石炭ガス化等で得られた一酸化炭素を流通
させると。
下記に示す原理に基づき水素を得ることができる。
今、酸素イオンと電子の混合導電体でできた管の内部に
Ｈ２Ｏを、外側にはＣＯを含むガスを通じると、それぞ
れの界面で １１“”２０＋ＶＯ＋２°−１ が進行し、混合導電体中には酸素イオンの流れと、これ
に見合った逆向きの電子の流れが生じる。全体の反応は
水性ガス反応と呼ばれるもの（Ｃｏ　＋　Ｈ２０→Ｈ２
＋　ＣＯ２）であり、この自由エネルギー変化が駆動力
となるので、外部から電圧を印加することなしに自動的
に進行する。また。
混合導電体が隔壁の役目をしているので９分離精製過程
を経ずに管出口から高濃度の水素が得られる。これに用
いる混合導電体は９作動温・度においてσｉ（イオン導
電率）、σｅ（電子導電率）の値が共に大きい（小さい
と水素製造効率が低下する）という条件を満たす必要が
ある。
（具備条件） 〔発明が解決しようとする課題〕 前述の混合導電体は、その物性値や水素生成速度等のデ
ータが明らかでなく問題点は明らかではない。しかしな
がらその後の進展が見られないことから上記具備条件を
満たす材料が得られなかったものと考えられる。
〔発明め目的〕 本発明はσ−とσｅが比較的大きいという条件を満たす
新しい組成の混合導電体の発見にもとづきこれを使用し
て水素を製造する方法を提供しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は酸素イオン及び電子の混合導電体を介して水性
ガス反応を起こさせて水素を製造する方法において、該
混合導電体として下記のような一般式で示されるペロプ
スカイト型複合酸化物を用いることを特徴とする。
Ｏａ　Ｔｉ　１−　ｘ　Ｆｅｘ　０３−　ａ上記一般式
において、Ｘは０〜０゜５の範囲である。好ましくはＸ
は０．１〜０．５である。
〔作用〕
本発明におけるような混合導電体を用いれば効率よく水
蒸気から水素を得ることができる。
〔実施例１〕 ペロプスカイト型複合酸化物でＣａ　Ｔｉ　１−　ｘ　
Ｆｅｘ０３−αなる組成の複合酸化物になるように成分
酸化物を規定量だけ秤量して混合し、それらの混合物を
ボールミルを用いて１２時間混合、粉砕した後、仮焼し
て調製した。次にこの仮焼粉末を成型治具を用いて成型
し、ＣＩＰＣ静水圧プレス）をかけた後、　１４００°
Ｃで２時間焼成して夫々の組成の複合酸化物焼結体を得
た。
また出発原料は酸化物に限らず、硝酸塩、炭酸塩、水酸
化物あるいはアルコキシドからの共沈物等を用いてもよ
い。
これらの焼結体の全導電率（イオン導電率子電子導電率
）のデータをアレニウスプロットシた結果を第１図に示
す。また、第２図に、これらの焼結体のイオン導電率の
データをアレニウスプロットした結果を示す。第１図及
び第２図からこれらの焼結体はイオン導電性を有し、し
かも全導電率よυもその値が低く電子導電性も有する混
合導電体であることが明らかである。
Ｘ＝θ〜０．５は組成式Ｏａ　Ｔｉ１−ｘ　Ｆｅｘ　Ｏ
ａ　（を中のＸに相当す込。またσｉとσｅは８００〜
１０００°Ｃにおいてほぼ同等と認められる。Ｘの範囲
はＯ１１〜０．５が好ましいと考えられる。
第３図に示した原理・概要に基づき、　　０ａＴｉｏ、
７Ｆｅ（１，３０３−αの組成からなる直径１８ｍｍ、
長さ４０ｍｍ及び肉厚１．０Ｍの一端閉管型のセルを試
作した。
試作したセルの装着状況を第４図に示すが１図中３は電
気炉、４はセルを示す。
本セルを１０００″Ｃの条件下で、セルの内側に一酸化
炭素及び外側にアルゴン−水蒸気混合ガスを流通せしめ
ることにより、　　１３０　ｍｌ　／ｈｒの水素ガスを
得る事ができた。また同一セルを用いて。
温度のみを９００°Ｃにして試験を行い、　５７ｍ／　
／ｈｒの水素ガスを得た。
〔実施例２〕 Ｃａ　ＴｉＯ，ｇ　ＦｅＯ，２Ｑ３−ａについて、実施
例１と同様の手法でセルを試作して、　１０００’Ｃに
おける水素の発生量を測定したところ１２３　ｍｌ　／
ｈｒの水素ガスを得た。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明によれば、低温化による水素
製造の信頼性向上を図ることができ。
まだ従来と同様な条件で運転すれば、効率よく水素を製
造することが可能である。またガス中の水蒸気の分解除
去によるガス精製にも本発明の方法が使用可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の１実施例としてのＣａＴｉ１−ｘｐｅ
ｘ　０３−αなる組成の粉末焼結体の全導電率を示す図
である。 第２図は本発明のＯａ　Ｔｉ１−ｘ　Ｆｅｘ　０３−α
なる組成の粉末焼結体のイオン導電率を示す図である。 第３図は本発明の水素製造の原理・概要の説明図である
。 第４図は１本発明の１実施例としての水素製造装置の構
造の説明図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ＣａＴｉ＿１＿−＿ｘＦｅ＿ｘＯ＿３−α（０＜Ｘ≦０
    ．５）で表わされる酸素イオンおよび電子導電性を有す
    るいわゆる混合導電体の膜を４００〜１４００℃の条件
    下におき、隔膜の片側に一酸化炭素及びその反対側に水
    蒸気を含むガスを流通せしめ、隔膜を介して水性ガス反
    応（ＣＯ＋Ｈ＿２Ｏ■ＣＯ＿２＋Ｈ＿２）により水素を
    製造することを特徴とする水素の製造方法。
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