JPH08183602A - 水素製造方法 - Google Patents
水素製造方法Info
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- JPH08183602A JPH08183602A JP6326818A JP32681894A JPH08183602A JP H08183602 A JPH08183602 A JP H08183602A JP 6326818 A JP6326818 A JP 6326818A JP 32681894 A JP32681894 A JP 32681894A JP H08183602 A JPH08183602 A JP H08183602A
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/081—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing particle radiation or gamma-radiation
- B01J19/082—Gamma-radiation only
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J7/00—Apparatus for generating gases
- B01J7/02—Apparatus for generating gases by wet methods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C01B3/04—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by decomposition of inorganic compounds
- C01B3/042—Decomposition of water
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- 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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- Combustion & Propulsion (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 原子炉から発生する放射線のエネルギーを有
効に利用して水素を製造することができる方法を提供す
る。 【構成】 酸化チタン微粒子にパラジウムを担持させた
触媒体を水中に懸濁させ、ここにγ線を照射する。する
と、γ線のエネルギーにより価電子帯から伝導体へ電子
が励起し、この励起した電子はパラジウムの触媒作用に
よって容易にプロトンに受け渡され、プロトンは水素へ
と還元される。一方、価電子帯に生じた正孔は、水を酸
化して酸素を生じさせるため、γ線のエネルギーを用い
て水を分解し、水素を製造することができる。
効に利用して水素を製造することができる方法を提供す
る。 【構成】 酸化チタン微粒子にパラジウムを担持させた
触媒体を水中に懸濁させ、ここにγ線を照射する。する
と、γ線のエネルギーにより価電子帯から伝導体へ電子
が励起し、この励起した電子はパラジウムの触媒作用に
よって容易にプロトンに受け渡され、プロトンは水素へ
と還元される。一方、価電子帯に生じた正孔は、水を酸
化して酸素を生じさせるため、γ線のエネルギーを用い
て水を分解し、水素を製造することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水素製造方法、特にγ線
を利用して水素を製造するための方法に関する。
を利用して水素を製造するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水素はクリーンなエネルギーとして将来
の利用が期待されている。水素を製造するための方法と
しては、例えば、太陽光で発電をして水を電気分解する
方法がある。しかし、太陽光の量子収率は悪く、広い敷
地を利用しても得られる水素は極く僅かであるため、こ
れに代替するエネルギー源を開発する必要があった。
の利用が期待されている。水素を製造するための方法と
しては、例えば、太陽光で発電をして水を電気分解する
方法がある。しかし、太陽光の量子収率は悪く、広い敷
地を利用しても得られる水素は極く僅かであるため、こ
れに代替するエネルギー源を開発する必要があった。
【０００３】このような要求に答えるべくなされたもの
が、特開平２−９５４４０号公報（特願昭６３−２４８
７５５号）に記載されたγ線のエネルギーを利用して水
素を製造する発明である。この発明によれば、原子炉か
ら生ずる放射性白金族元素のγ線のエネルギーで水を分
解して水素を得ている。この発明において、原子炉から
生ずる放射性白金族元素は、水分解反応のエネルギー源
と触媒とを兼ねている。この発明は、放射線のエネルギ
ーを太陽光のそれに代替したというばかりでなく、従来
から問題視されている高放射性物質に有用な用途を与え
たという点で意義が大きい。
が、特開平２−９５４４０号公報（特願昭６３−２４８
７５５号）に記載されたγ線のエネルギーを利用して水
素を製造する発明である。この発明によれば、原子炉か
ら生ずる放射性白金族元素のγ線のエネルギーで水を分
解して水素を得ている。この発明において、原子炉から
生ずる放射性白金族元素は、水分解反応のエネルギー源
と触媒とを兼ねている。この発明は、放射線のエネルギ
ーを太陽光のそれに代替したというばかりでなく、従来
から問題視されている高放射性物質に有用な用途を与え
たという点で意義が大きい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、微粒子
半導体に放射性の白金族元素を担持するには、それを粉
砕・混合するための処理が必要となり、高放射性物質を
取り扱う工程が増えてしまっていた。また、この発明で
使用できる放射性物質は水分解反応の触媒としても働か
なければならないため、白金族の放射性元素に限られ、
あらゆる放射性物質に対して有用な用途を開くものでは
なかった。
半導体に放射性の白金族元素を担持するには、それを粉
砕・混合するための処理が必要となり、高放射性物質を
取り扱う工程が増えてしまっていた。また、この発明で
使用できる放射性物質は水分解反応の触媒としても働か
なければならないため、白金族の放射性元素に限られ、
あらゆる放射性物質に対して有用な用途を開くものでは
なかった。
【０００５】本発明は以上のような課題に鑑みなされた
ものであり、その目的はあらゆる放射性物質をも有効利
用でき、同時に、原子炉から発生する放射線のエネルギ
ーをも有効に利用することができる水素製造方法を提供
することにある。
ものであり、その目的はあらゆる放射性物質をも有効利
用でき、同時に、原子炉から発生する放射線のエネルギ
ーをも有効に利用することができる水素製造方法を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、本発明に係る水素製造方法においては、白
金族元素を半導体に担持した触媒体を水中に懸濁させ、
この懸濁液にγ線を照射することにより水を分解して水
素を製造することを特徴とする。
するために、本発明に係る水素製造方法においては、白
金族元素を半導体に担持した触媒体を水中に懸濁させ、
この懸濁液にγ線を照射することにより水を分解して水
素を製造することを特徴とする。
【０００７】また、本発明に係る水素製造方法は、前記
触媒体の懸濁液中に更に白金族元素を懸濁させたものに
γ線を照射することを特徴とする。
触媒体の懸濁液中に更に白金族元素を懸濁させたものに
γ線を照射することを特徴とする。
【０００８】更に、本発明に係る水素製造方法において
は、Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄからなる群から選ばれる元素を半
導体に担持した触媒体を水中に懸濁させ、この懸濁液に
γ線を照射することにより水を分解して水素を製造する
ことを特徴とする。
は、Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄからなる群から選ばれる元素を半
導体に担持した触媒体を水中に懸濁させ、この懸濁液に
γ線を照射することにより水を分解して水素を製造する
ことを特徴とする。
【０００９】
【作用】以上のような水素製造方法においては、図１に
示されるように、γ線が照射されることにより、半導体
内の電子がエネルギーギャップを飛び越して伝導体にま
で昇位し、価電子帯には正孔を生ずる。伝導体に励起さ
れた電子はプロトンを還元して水素原子にする。水素原
子が２つ集まれば水素分子になる。一方、価電子帯に残
された正孔は水（あるいは水酸化物イオン）から電子を
奪い、酸素若しくはプロトンを生ずる。この水溶液中に
有機物が存在する場合にはこれも酸化する。触媒に担持
された白金族元素は、これらの反応を促進する。
示されるように、γ線が照射されることにより、半導体
内の電子がエネルギーギャップを飛び越して伝導体にま
で昇位し、価電子帯には正孔を生ずる。伝導体に励起さ
れた電子はプロトンを還元して水素原子にする。水素原
子が２つ集まれば水素分子になる。一方、価電子帯に残
された正孔は水（あるいは水酸化物イオン）から電子を
奪い、酸素若しくはプロトンを生ずる。この水溶液中に
有機物が存在する場合にはこれも酸化する。触媒に担持
された白金族元素は、これらの反応を促進する。
【００１０】ここで、図１には、白金族元素を代表して
パラジウムを示しているが、パラジウムに限られず、触
媒作用を示すいかなる白金族元素をも使用することがで
きる。これは酸化チタン微粒子についても同様で、所定
のエネルギーギャップを有する半導体であれば如何なる
ものも使用することができる（図２）。例えば、図２に
示される一連の半導体は、タイプ１のものが水素からプ
ロトンへの酸化還元電位及び水から酸素をへの酸化還元
電位をカバーしており、タイプ２のものは水素からプロ
トンへの酸化還元電位をカバーしており、タイプ３のも
のは水から酸素への酸化還元電位をカバーしている。こ
の内、本発明に用いることができるのはタイプ１のもの
である。要するに、γ線のエネルギーにより価電子帯か
ら伝導体への励起が可能なエネルギーギャップを有し、
当該エネルギーギャップが、水素からプロトンへの酸化
還元電位と水から酸素への酸化還元電位の両方をカバー
するものであれば本願発明に使用できるのである。
パラジウムを示しているが、パラジウムに限られず、触
媒作用を示すいかなる白金族元素をも使用することがで
きる。これは酸化チタン微粒子についても同様で、所定
のエネルギーギャップを有する半導体であれば如何なる
ものも使用することができる（図２）。例えば、図２に
示される一連の半導体は、タイプ１のものが水素からプ
ロトンへの酸化還元電位及び水から酸素をへの酸化還元
電位をカバーしており、タイプ２のものは水素からプロ
トンへの酸化還元電位をカバーしており、タイプ３のも
のは水から酸素への酸化還元電位をカバーしている。こ
の内、本発明に用いることができるのはタイプ１のもの
である。要するに、γ線のエネルギーにより価電子帯か
ら伝導体への励起が可能なエネルギーギャップを有し、
当該エネルギーギャップが、水素からプロトンへの酸化
還元電位と水から酸素への酸化還元電位の両方をカバー
するものであれば本願発明に使用できるのである。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図に基づいて
説明する。
説明する。
【００１２】本発明に係る放射線−半導体触媒法による
水分解、水素製造原理は、次の二つの反応メカニズムに
よる。
水分解、水素製造原理は、次の二つの反応メカニズムに
よる。
【００１３】半導体微粒子懸濁法： ＴｉＯ2 又はＳ
ｒＴｉＯ3 のような半導体微粒子（直径数μ〜数十μ）
の表面にＲｕのような白金族元素を担持し、これを多量
に水中に懸濁させる。これにγ線を照射することによ
り、半導体内にエレクトロン−ホール（ｅ- −ｈ+ ）ペ
アが発生し、これらが水を分解して、水素と酸素を発生
させる（即ち、（ｅ- −ｈ+ ）ペアの内、ｅ- はプロト
ンを還元して水素を発生させ、ｈ+ は水を酸化して酸素
を発生させる）。
ｒＴｉＯ3 のような半導体微粒子（直径数μ〜数十μ）
の表面にＲｕのような白金族元素を担持し、これを多量
に水中に懸濁させる。これにγ線を照射することによ
り、半導体内にエレクトロン−ホール（ｅ- −ｈ+ ）ペ
アが発生し、これらが水を分解して、水素と酸素を発生
させる（即ち、（ｅ- −ｈ+ ）ペアの内、ｅ- はプロト
ンを還元して水素を発生させ、ｈ+ は水を酸化して酸素
を発生させる）。
【００１４】白金族微粒子懸濁法： Ｒｕ金属の微粒
子（直径数μ〜数十μ）を水中に懸濁させ、それにγ線
を照射させると、γ線とＨ2 Ｏとの反応で生成した水素
ラジカル（Ｈ・）および水酸ラジカル（・ＯＨ）が、金
属微粒子の表面でその触媒的効果により容易に結合し、
Ｈ2 、Ｈ2 Ｏ2 が生成する。この効果は、金属微粒子が
存在しない場合の約３０倍にもなる。
子（直径数μ〜数十μ）を水中に懸濁させ、それにγ線
を照射させると、γ線とＨ2 Ｏとの反応で生成した水素
ラジカル（Ｈ・）および水酸ラジカル（・ＯＨ）が、金
属微粒子の表面でその触媒的効果により容易に結合し、
Ｈ2 、Ｈ2 Ｏ2 が生成する。この効果は、金属微粒子が
存在しない場合の約３０倍にもなる。
【００１５】これらの二つの水分解・水素発生系の内、
半導体微粒子懸濁法を実施するに当っては、まず半導体
微粒子の表面に白金族元素を担持させる必要がある。こ
の触媒の担持は、図３に示すように、まず半導体微粒子
の懸濁液を調製した後、白金族元素（この場合にはルテ
ニウム）を添加し、それに紫外線を照射することによっ
て白金族元素を担持させた触媒を形成する（この場合に
は、ルテニウム担持酸化チタン触媒）。なお、蒸留水に
懸濁させる半導体微粒子としてこの実施例ではＴｉＯ2
を用いているが、既に説明した通り、この他にもＳｒＴ
ｉＯ3 等も利用することができる。このような工程を経
て白金族元素が担持された触媒は、図４の拡大図に示さ
れるようなものになる。
半導体微粒子懸濁法を実施するに当っては、まず半導体
微粒子の表面に白金族元素を担持させる必要がある。こ
の触媒の担持は、図３に示すように、まず半導体微粒子
の懸濁液を調製した後、白金族元素（この場合にはルテ
ニウム）を添加し、それに紫外線を照射することによっ
て白金族元素を担持させた触媒を形成する（この場合に
は、ルテニウム担持酸化チタン触媒）。なお、蒸留水に
懸濁させる半導体微粒子としてこの実施例ではＴｉＯ2
を用いているが、既に説明した通り、この他にもＳｒＴ
ｉＯ3 等も利用することができる。このような工程を経
て白金族元素が担持された触媒は、図４の拡大図に示さ
れるようなものになる。
【００１６】上記した二つの水分解、水素発生実験を行
うために、図５に示されるような装置を組んだ。図５の
装置は、触媒を懸濁させた溶液を貯留するフラスコ１１
にガス捕集容器１３を組み合わせたものであり、これら
の接続はガラス擦り合わせコック１５により行われる。
まず、フラスコ１１に水を加え、ここに触媒を懸濁させ
た後、接続された排気管１７から一旦ガスを抜き、それ
をアルゴンガスと置換する。その後、γ線を照射し、ガ
ス捕集容器に貯留されたガスの量及び割合を測定し、ア
ルゴンガス以外のガスの量（体積、割合）を調べた。実
験は、60Ｃｏの４３０００Ｃｉ線源を利用し、線源から
２０ｃｍ離れた場所に図５の装置を置いて行った。この
結果を表１に示す。
うために、図５に示されるような装置を組んだ。図５の
装置は、触媒を懸濁させた溶液を貯留するフラスコ１１
にガス捕集容器１３を組み合わせたものであり、これら
の接続はガラス擦り合わせコック１５により行われる。
まず、フラスコ１１に水を加え、ここに触媒を懸濁させ
た後、接続された排気管１７から一旦ガスを抜き、それ
をアルゴンガスと置換する。その後、γ線を照射し、ガ
ス捕集容器に貯留されたガスの量及び割合を測定し、ア
ルゴンガス以外のガスの量（体積、割合）を調べた。実
験は、60Ｃｏの４３０００Ｃｉ線源を利用し、線源から
２０ｃｍ離れた場所に図５の装置を置いて行った。この
結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】 この表１に示されるように、ルテニウムを担持した酸化
チタン触媒を使用した場合には水素が発生し、その量お
よび発生速度は、ルテニウム金属単独の場合の約２倍程
度になるということがわかる。また、系内にメタノール
を加えた場合には、より多くの水素が発生するというこ
ともわかる。具体的には、表１の結果が示すように、Ｈ
2 Ｏのみの照射に比べ、Ｒｕ担持ＴｉＯ2 微粒子系では
約６０倍のＨ2 発生があった。Ｒｕ担持ＴｉＯ2 系にメ
タノール（ＭｅＯＨ）を５０ｍｌ添加した系では更に大
きく、約５００倍にも達する。また、Ｒｕ金属微粒子の
みの懸濁系でも約３０倍の発生効率が得られた。このよ
うなことから、半導体微粒子懸濁系と白金族微粒子懸濁
系とを共存させた系では、少なくともこれらの相加的効
果は得られるものと考えられる。
チタン触媒を使用した場合には水素が発生し、その量お
よび発生速度は、ルテニウム金属単独の場合の約２倍程
度になるということがわかる。また、系内にメタノール
を加えた場合には、より多くの水素が発生するというこ
ともわかる。具体的には、表１の結果が示すように、Ｈ
2 Ｏのみの照射に比べ、Ｒｕ担持ＴｉＯ2 微粒子系では
約６０倍のＨ2 発生があった。Ｒｕ担持ＴｉＯ2 系にメ
タノール（ＭｅＯＨ）を５０ｍｌ添加した系では更に大
きく、約５００倍にも達する。また、Ｒｕ金属微粒子の
みの懸濁系でも約３０倍の発生効率が得られた。このよ
うなことから、半導体微粒子懸濁系と白金族微粒子懸濁
系とを共存させた系では、少なくともこれらの相加的効
果は得られるものと考えられる。
【００１８】図６は、本実施例に係る水分解・水素発生
系を利用した原子炉内水素製造システムの構成を示す図
である。本実施例に係る原子炉内水素製造シテムは、原
子炉心３１を取り囲む環状の水分解反応槽３２と、この
水分解反応槽３２に水を供給するＨ2 Ｏ供給ライン３４
と、水分解反応槽３２で生じた気体を流通する集気管３
５と、集気管３５内を流通するガスから水を除去する脱
水塔３７と、脱水されたガスを分離するガス成分分離塔
３８と、を含む。
系を利用した原子炉内水素製造システムの構成を示す図
である。本実施例に係る原子炉内水素製造シテムは、原
子炉心３１を取り囲む環状の水分解反応槽３２と、この
水分解反応槽３２に水を供給するＨ2 Ｏ供給ライン３４
と、水分解反応槽３２で生じた気体を流通する集気管３
５と、集気管３５内を流通するガスから水を除去する脱
水塔３７と、脱水されたガスを分離するガス成分分離塔
３８と、を含む。
【００１９】ここで、環状のタンクで構成された水分解
反応槽３２は、Ｒｕのような白金族元素を表面に担持し
たＴｉＯ2 微粒子を水中に懸濁させる反応槽であり、実
施例として用いられているのは、内径、外径、厚さ、高
さが各々３００，３５０，５０，４００ｃｍのドーナツ
形状で、内容積が約４０ｍ3 のものである。実施例にお
いて、この槽３２には半導体微粒子の他に、Ｒｕ金属微
粒子のような白金族微粒子（〜数＋μ）の懸濁を含む。
Ｈ2 Ｏ供給ライン３４は、水分解により水が減少するの
で、減少した水を適宜補給するためのものである。脱水
塔３７で回収した水分は、反応槽３２に戻す。
反応槽３２は、Ｒｕのような白金族元素を表面に担持し
たＴｉＯ2 微粒子を水中に懸濁させる反応槽であり、実
施例として用いられているのは、内径、外径、厚さ、高
さが各々３００，３５０，５０，４００ｃｍのドーナツ
形状で、内容積が約４０ｍ3 のものである。実施例にお
いて、この槽３２には半導体微粒子の他に、Ｒｕ金属微
粒子のような白金族微粒子（〜数＋μ）の懸濁を含む。
Ｈ2 Ｏ供給ライン３４は、水分解により水が減少するの
で、減少した水を適宜補給するためのものである。脱水
塔３７で回収した水分は、反応槽３２に戻す。
【００２０】ガス成分分離塔３８では、得られる水素と
酸素、および実施例においてパージガスとして使用され
ている窒素がそれぞれ分離され、水素は水素貯蔵タンク
３９に貯蔵される。ガス成分分離塔３８は、ガスクロマ
ト法、ガス分離膜等を利用したもので構成する。水素貯
蔵タンク３９は、通常のガスタンクや水素吸蔵合金など
により構成する。水分解反応槽３２には、この他にも、
アニュラー管４１や試料抜出バルブ４２が取り付けられ
ている。反応槽３２の底部には、ドーナツ状底部にそっ
て細孔をもったパージ管４４を設置し、アニュラー管４
１から送られてくるパージガス（Ｎ2 ガス）によりバブ
リングを行い、発生水素ガスのキャリヤーと懸濁粒子の
凝集防止、撹拌効果の両方の役割を果たさせるようにし
ている。パージガス（Ｎ2 ガス）については、アニュラ
ー管４１、集気管３５、ガス成分分離塔３８、パージ管
４４で、パージＮ2 ガス巡還システムを構成している。
試料抜出バルブ４２は、必要に応じて槽内試料を交換す
るためのものである。
酸素、および実施例においてパージガスとして使用され
ている窒素がそれぞれ分離され、水素は水素貯蔵タンク
３９に貯蔵される。ガス成分分離塔３８は、ガスクロマ
ト法、ガス分離膜等を利用したもので構成する。水素貯
蔵タンク３９は、通常のガスタンクや水素吸蔵合金など
により構成する。水分解反応槽３２には、この他にも、
アニュラー管４１や試料抜出バルブ４２が取り付けられ
ている。反応槽３２の底部には、ドーナツ状底部にそっ
て細孔をもったパージ管４４を設置し、アニュラー管４
１から送られてくるパージガス（Ｎ2 ガス）によりバブ
リングを行い、発生水素ガスのキャリヤーと懸濁粒子の
凝集防止、撹拌効果の両方の役割を果たさせるようにし
ている。パージガス（Ｎ2 ガス）については、アニュラ
ー管４１、集気管３５、ガス成分分離塔３８、パージ管
４４で、パージＮ2 ガス巡還システムを構成している。
試料抜出バルブ４２は、必要に応じて槽内試料を交換す
るためのものである。
【００２１】上記した表１の実験結果から、原子炉内へ
組み込んだ規模でのＨ2 ガス発生量を計算する。水素発
生効率は、前記表１のデータを用い、懸濁液５００ｍｌ
に対して８ｍｌＨ2 ／ｈの発生効率があると仮定し、計
算した。
組み込んだ規模でのＨ2 ガス発生量を計算する。水素発
生効率は、前記表１のデータを用い、懸濁液５００ｍｌ
に対して８ｍｌＨ2 ／ｈの発生効率があると仮定し、計
算した。
【００２２】その結果、４０ｍ3 のこの反応槽では、原
子炉心３１からのγ線実効線量率が１×１０8 Ｒ／ｈで
あれば６５ｍ3 Ｈ2 ／ｈ、１×１０9 Ｒ／ｈであれば６
５０ｍ3 Ｈ2 ／ｈの水素の製造が可能となる。これは、
後者の発生量は高温ガス炉研究で計画されている発生量
（日本原子力学会誌Ｖｏｌ．３５．Ｎｏ５（１９９
３））１３３０Ｎｍ3 ／ｈの約半分になる。本実施例に
係る水分解・水素発生系を利用した原子炉では、このよ
うな発生量が通常の発電をしながら得られることにな
る。
子炉心３１からのγ線実効線量率が１×１０8 Ｒ／ｈで
あれば６５ｍ3 Ｈ2 ／ｈ、１×１０9 Ｒ／ｈであれば６
５０ｍ3 Ｈ2 ／ｈの水素の製造が可能となる。これは、
後者の発生量は高温ガス炉研究で計画されている発生量
（日本原子力学会誌Ｖｏｌ．３５．Ｎｏ５（１９９
３））１３３０Ｎｍ3 ／ｈの約半分になる。本実施例に
係る水分解・水素発生系を利用した原子炉では、このよ
うな発生量が通常の発電をしながら得られることにな
る。
【００２３】安全面では、もし原子炉が緊急停止するよ
うな状態になれば、γ線場が急激になくなるので水素発
生も極端に減少し、水素製造も停止状態になる。そのた
め水素製造の停止制御が自動に行われることになる。ま
た反応槽内の液を抜けば、炉が運転していても水素発生
が停止される。
うな状態になれば、γ線場が急激になくなるので水素発
生も極端に減少し、水素製造も停止状態になる。そのた
め水素製造の停止制御が自動に行われることになる。ま
た反応槽内の液を抜けば、炉が運転していても水素発生
が停止される。
【００２４】他の利点としては、本実施例に係る水分解
・水素発生系を利用した原子炉は、それ自体外部への放
射線の漏出を防ぐものであるため、水素を製造しながら
原子炉の遮蔽ができることになる。
・水素発生系を利用した原子炉は、それ自体外部への放
射線の漏出を防ぐものであるため、水素を製造しながら
原子炉の遮蔽ができることになる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る水素
製造方法によれば、原子炉から発生する放射線を有効活
用してクリーンに水素を製造することができる。また、
従来のように高放射性物質により触媒を形成する必要が
なく、この点においても有為である。
製造方法によれば、原子炉から発生する放射線を有効活
用してクリーンに水素を製造することができる。また、
従来のように高放射性物質により触媒を形成する必要が
なく、この点においても有為である。
【図１】 本発明の原理を説明するための図である。
【図２】 半導体のエネルギーギャップを説明するため
の図である。
の図である。
【図３】 白金族触媒の担持の工程を説明するための図
である。
である。
【図４】 ルテニウムが担持された酸化チタン触媒を示
す拡大図である。
す拡大図である。
【図５】 本発明に係る方法を適用して発生した水素の
量を測定するための装置の構成を示す図である。
量を測定するための装置の構成を示す図である。
【図６】 本発明に係る方法を適用した原子炉の構成を
示す図である。
示す図である。
【図７】 本実施例に係る触媒の他の態様を示す図であ
る。
る。
１１ フラスコ、１３ ガス補集容器、１５ ガラス擦
り合わせコック、１７排気管、３１ 原子炉心、３２
水分解反応槽（アニュラータンク）、３４Ｈ2 Ｏ供給ラ
イン、３５ 集気管、３７ 脱水塔、３８ ガス成分分
離塔、４１アニュラー管、４２ 試料抜出バルブ、４４
パージ管。
り合わせコック、１７排気管、３１ 原子炉心、３２
水分解反応槽（アニュラータンク）、３４Ｈ2 Ｏ供給ラ
イン、３５ 集気管、３７ 脱水塔、３８ ガス成分分
離塔、４１アニュラー管、４２ 試料抜出バルブ、４４
パージ管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ２１Ｈ 5/00 Ｃ (72)発明者 堂免 一成 神奈川県横浜市緑区長津田町4259 東京工 業大学資源化学研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 白金族元素を半導体に担持した触媒体を
水中に懸濁させ、この懸濁液にγ線を照射することによ
り水を分解して水素を製造する方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の水素製造方法において、
前記触媒体の懸濁液中に更に白金族元素を懸濁させたも
のにγ線を照射することを特徴とする水素製造方法。 - 【請求項３】 Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄからなる群から選ばれ
る元素を半導体に担持した触媒体を水中に懸濁させ、こ
の懸濁液にγ線を照射することにより水を分解して水素
を製造する方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6326818A JPH08183602A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 水素製造方法 |
| US08/579,905 US5650051A (en) | 1994-12-28 | 1995-12-28 | Hydrogen generating method using gamma rays |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6326818A JPH08183602A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 水素製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08183602A true JPH08183602A (ja) | 1996-07-16 |
Family
ID=18192059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6326818A Pending JPH08183602A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 水素製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5650051A (ja) |
| JP (1) | JPH08183602A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100852707B1 (ko) * | 2007-05-07 | 2008-08-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 금속 나노 입자 제조용 반응기 및 이를 포함하는 제조 설비 |
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| US6827911B1 (en) | 2000-11-08 | 2004-12-07 | Bechtel Bwxt Idaho, Llc | Photoreactor with self-contained photocatalyst recapture |
| JP3944094B2 (ja) * | 2003-02-24 | 2007-07-11 | 株式会社サンデコール | 光触媒の製造方法、光触媒および気体浄化装置 |
| US20050226808A1 (en) * | 2004-04-12 | 2005-10-13 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Laser photo-catalytic process for the production of hydrogen |
| US20070160896A1 (en) * | 2006-01-09 | 2007-07-12 | American Environmental Systems, Inc | Plasmonic fuel cell |
| WO2011077969A1 (ja) * | 2009-12-24 | 2011-06-30 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 反応容器及びそれを用いた燃料電池システム |
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| EP2533250A1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-12-12 | BAE Systems Plc | Electricity generation |
| WO2014071366A1 (en) * | 2012-11-05 | 2014-05-08 | University Of Rochester | Methods for producing hydrogen using nanoparticle-catalyst mixtures |
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| US10189708B2 (en) * | 2016-08-18 | 2019-01-29 | The United States Of America As Represented By The U.S. Environmental Protection Agency | Ruthenium on chitosan (ChRu): concerted catalysis for water splitting and reduction |
| US12080441B2 (en) * | 2022-09-07 | 2024-09-03 | Whole World LLC | Hydrogen production system and method of using same |
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| IT1211079B (it) * | 1981-07-20 | 1989-09-29 | Sibit S P A Ora Tioxide Italia | Catalizzatori per reazioni di ossido-riduzione fotoassistite. |
| US4637867A (en) * | 1981-10-14 | 1987-01-20 | Herbst Jr Ralph L | Process for producing hydrogen from short wavelength electromagnetic radiation |
| US4889604A (en) * | 1987-08-06 | 1989-12-26 | Council Of Scientific & Industrial Research | Process for the photocatalytic decomposition of water into hydrogen and oxygen |
| JPH075281B2 (ja) * | 1991-08-20 | 1995-01-25 | 工業技術院長 | 高濃度炭酸塩水溶液を用いた金属担持半導体光触媒による水からの水素及び酸素の製造方法 |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP6326818A patent/JPH08183602A/ja active Pending
-
1995
- 1995-12-28 US US08/579,905 patent/US5650051A/en not_active Expired - Fee Related
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| US8158056B2 (en) | 2007-05-07 | 2012-04-17 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Reactor for producing metal nanoparticles and arrangement having the reactor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5650051A (en) | 1997-07-22 |
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