JPS5855303A - 水分解物質及び水分解法 - Google Patents

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】 本発明は水分解用合金に関し、さらに詳しくは、安全に
しかも効率良く水を分解して水素を連続的に製造するた
めの物質および方法に関する。

従来、水素ガスの製造法としては水の電解、石炭、石油
、コークス等の分解による方法があるが、これら方法は
いずれも大規模な装置を必要とし、また電力を必要とす
るなど、経済的ではない。この問題を解決するためにＧ
ａ−Ａｔ合金または工ｎ−Ａｔ合金を水と接触反応させ
る方法、およびマグネシウムと金属酸化物との混合物を
水と反応させる方法が提案されているが、材料が高価で
あったシ、あるいは水素収量が低いという欠点がある。

本発明者らはアルカリ金属と、アルミニウム。

亜鉛、鉛、スズからなるグループから選択された少くと
も一種の金属と、水銀からなるアマルガム合金を水に接
触させると水素が発生する点に着目して鋭意研究を重ね
た結果、アマルガム合金にチタン系触媒を添加すること
によシ、水素の発生量が著しく増加することを見出し、
この知見に基づき本発明をなすに至った。すなわち、本
発明は比較的安価で容易に入手可能なアルカリ−アルミ
ニウム、亜鉛、鉛、スズ系アマルガム合金を主体とＩｉ し、これにＧｏ、　Ｎｉ、　Ｆｅ、　ｊｌｍ、　Ｍｎ、
　Ｍｏ、　Ｗ、　Ｓｉ、　Ｖ。

ＰｄおよびＰｔからなるグループから選択された少くと
も一種の金属とチタンとの混合物またはこれらの合金を
触媒金属として添加してなる水分解物質および水分解法
を提供するものである。

本発明で用いられるチタン系触媒金属はアマルガム合金
が水と接触反応したときに生成する金属錯塩に対して、
とくに大きな触媒活性を有し、この金属錯塩を容易に金
属元素に還元してアマルガムを再生し、このアマルガム
の活性寿命を著しく長くシ、また水素発生量を増加させ
ることができる。ここで°“添加”とはアマルガムの製
造中にチタン系触媒をアマルガム内に混入すること、あ
るいはアマルガムの粉末とチタン系触媒とを単に混合す
ること、またはアマルガム粉末とチタン系触媒と充填剤
としての銅粉末とをブロック化して加熱焼結して合金化
することを意味する。

前記アマルガム合金と水とが反応すると水素が発生する
が、このときアマルガム合金の使用金属に対応して、次
式で表わされるそれぞれの金属錯塩、Ｎａ５Ａｔ（ＯＨ
）ｓ　、　Ｎａ４Ｚｎ（ＯＨ）ｓ　、　Ｎａ１Ｐｂ（Ｏ
Ｈ）ａ　。

Ｎａ５Ｓｎ（ＯＨ）ｓを合成する。これら金属錯塩はｃ
Ｏ；Ｎｉ、　Ｐｄ　、　Ｐｔ　、　Ｆｅ、　Ｍｎ、　Ｍ
ｏ、　Ｗ、　Ｖ、　Ｓｉからなるグループから選択され
た少くとも一種の金属とチタンとの混合物または合金が
触媒金属として存在すると、極めて不安定となり、水と
の反応中に容易に分解してアルカリ金属と、使用金属に
対応した金属元素、すなわち、アルミニウム、亜鉛、鉛
、スズを生じ、水素と酸素を発生する。このとき生じた
アルカリ金属およびアルミニウム、亜鉛、鉛。

スズの金属元素は直ちに水銀に吸収されてアマルガムを
再生するため、水分解合金の活性寿命を著しく長くする
と同時に水素発生量を著しく増加させることができる。

このプロセスは次式で表わされる。

（１）　　２Ｎａ　＋　２ａｇｏ　−＋　ＮａＯＨ＋Ｈ
ｍ（２）　　Ａｔ＋！ＮａＯＨ＋３ＨｔＯ＋ＮａｍＡｔ
（ＯＨ）ｓ＋３／２Ｈ倉Ｚｎ　＋　４ＮａＯＨ＋　２Ｈ
ｓ０４　ＮａａＺｎ　（０Ｈ）ｓ　＋ＨａＰｂ−１−４
ＮａＯＨ＋２Ｈ＊Ｏ→ＮａｍＰｂ（ＯＨ）ａ　十ＨｚＳ
ｎ　＋４ＮａＯＨ＋　４ＨｚＯ→ＮａａＳｎ　（ＯＨ％
　＋　２Ｈｚチタン系触媒 （３）　　Ｎａ５Ａｔ（ＯＨ）ｓ　　　　　　　ＢＮａ
＋Ａｔ＋３Ｈｇ＋３０ｔチタン系触媒 Ｎａ、Ｚｎ（０Ｈ）ｓ−ｍ−−−→４Ｎａ　＋Ｚｎ　＋
　３Ｈ寥＋３０震チタン系触媒 Ｎａ＊Ｐ　ｂ（ＯＨ）＠　　　　　　　　４Ｎａ　＋　
Ｐ　ｂ　＋　５Ｈｓ　＋　３０　ｔチタン系触媒 ＮａｎＳｎ　（０Ｈ）ａ　　　　　　　４Ｎａ　＋Ｓｎ
　＋　４Ｈ＊　＋　４Ｓｎ次に実施例によシ本発明をさ
らに詳細に説明する。

実施例■ 水銀５２．０重量部に細く切ったカリウム３９５重量部
と約２００メツシｊのアルミニウム粉末２ａ５重量部を
加えて、グラファイト・ルツボに入れ約２００℃で１５
分間、窒素雰囲気中にて加熱した。加熱後、水と接触し
ないように窒素雰囲気中で室温まで冷却してアマルガム
合金とした。

この合金を窒素雰囲気中にてグラファイト・ボールミル
にて粉砕して約２５０メツシユの合金粉末にした。つぎ
に、この合金粉末２５重量部と、約２５０メツシユの白
金とチタンとの混合物（ｐｔＯ１５Ｗ％、Ｔ１９５．５
Ｗ％）５重量部と、約２５０メツシユの銅粉末７０重量
部とを加えてヘリウ」雰囲気中でよく混合した後、グラ
ファイト金型に入れて約６０００１ｗｚ−の圧力で圧縮
してブロックを得た。このブロックをヘリウム雰囲気中
でグラファイト・ルツボに入れて約７８０℃で２０分間
加熱焼結した後室今まで冷却して目的とする水分解合金
を得た。この合金に室温で微細噴霧水を吹きつけると水
素と酸素からなるガスを発生した。

ガスの発生量は水分解合金に噴霧される水の温度、粒度
、速度等によシ異なるが、約１−の表面において１分間
に０．４１１の水と反応した。

実施例■ 水銀３５重量部に細く切ったナトリウム４０重量部と約
２００メツシユの亜鉛粉末２５重量部を混合して、これ
をグラファイト・ルツボに入れ約２５０℃で１５分間、
窒素雰囲気中にて加熱した。

これを窒素雰囲気中で室温まで冷却してアマルガム合金
とした。この合金を窒素雰囲気中でグラファイト・ボー
ルミルにより粉砕して約２５０メツシユの合金粉末にし
た。つぎに、合金粉末５０重量部と、チタンと鉄、コバ
ルト、タングステンとの混合触媒（Ｆ’ｅ五５Ｗ％、Ｑ
ｏ５ｗ％、Ｗ５ｗ％。

Ｔｉ５５ｗ％）５０重量部とを不活性雰囲気中で混合し
てアマルガムと触媒金属との均質混合物を得た。この混
合物中を上方にスチームを通過させると、スチームは水
素と酸素とに分解された。

実施例■ 水銀１５重量部に細く切ったセシウム２０重量部と約２
００メツシユの鉛粉末６５重量部を加えて、これをグラ
ファイト・ルツボに入れ約２５０℃にて１５分間、窒素
雰囲気下で加熱した。加熱後、水と接触しないように窒
素雰囲気中で室温まで冷却してアマルガム合金とした。

この合金を窒素雰囲気中にてグラファイト・ボールミル
にて粉砕して約２５０メツシユの合金粉末にした。つぎ
に、約３００メツシ具のチタン粉末６０重量部と、約３
００メ°ツシユのバナジウム粉末２０重量部と、約３０
０メツシユのモリブデン粉末１０重量部と、約３００−
メツシュのパラジウム粉末１０重量部とを均一に混合し
て、ヘリウム雰囲気中にてこれら金属粉末の混合物を融
点付近で約２０分間加熱溶融した後、乾燥ヘリウムガス
中で室温まで冷却して触媒合金を得た。この触媒合金を
グラファイト・ボールミルにて粉砕して約２５０メツシ
ユの粉末とした。この粉末１０重量部−をアマルガム粉
末２８重量部に加え、さらにこれらに約２５０メツシユ
の銅粉末６２重量部を加えてヘリウム雰囲気中で良く混
合した後、この混合物をグラファイト金型に入れて６０
００１ＣＶ′ｃｄの圧力で圧縮してブロックを得た。こ
のブロックをヘリウム雰囲気中、グラファイト・ルツボ
に入れ、炉内にて約７８０℃で３０分間、加熱焼結した
後、室温まで放冷し、目的とする水分解合金を得た。こ
の合金に、室温で微細噴霧水を吹きつける声水素と酸素
からなるガスを発生した。ガスの発生量は水分解合金に
噴霧される水の温度、粒度、速度等によシ異なるが、約
１ｃｄの表面において１分間にａ、ａｔの水と反応した
。

実施例■ 水銀３０重量部に細く切ったナトリウム２０重量部と、
約２００メツシユのスズ粉末４０重量部と、チタン系触
媒（Ｔｉ５０ｗ％、５１５０ｗ％。

Ｍｎ２０ｗ％）１０重量部を加えて、これを均一に混合
してグラファイト・ルツボに入れ約２５０℃にて１５分
間、窒素雰囲気下で加熱した。加熱後、水と接触しない
ように窒素雰囲気中で室温まで冷却してアマルガム合金
とした。この合金を窒素雰囲気中にエグラファイト・ボ
ールミルにて粉砕して約２５０メツシユの合金粉末にし
た。つぎに、アマルガム合金粉末３５重量部と、約２５
［ｌメツシュの銅粉末６５重量部とを混合してグラファ
イト金型で約６０００１＋−の圧力で圧縮してブロック
を得た。このブロックをヘリウム雰囲気中、グラファイ
ト・ルツボに入れ、約７８０℃にて約３０分間加熱焼結
した後、室温まで冷却し、目的とする水分解合金を得た
。この合金に微細噴霧水を吹きつけると水素と酸素から
なるガスを発生した。ガスの発生量は水分解合金に噴霧
される水の温度、粒度、速度等により異なるが、約１ｃ
ｄの表面において１分間当、ｊ）　０．５８１の水と反
応した。

実施例Ｖ 水銀２０重量部に細く切ったカリウム２５重量部と、約
２００メツシユのアルミニウム粉末５５重量部を加えて
、これをグラファイト・ルツボに入れ約２５０℃にて１
５分間、窒素雰囲気下で加熱した。加熱後、水と接触し
ないように窒素雰囲気中で室温まで冷却してアマルガム
合金とした。

この合金を窒素雰囲気中にてグラファイト・ボールミル
にて粉砕して約２５０メソシユの合金粉末にした。つぎ
に、それぞれ約２５０メツシユのニッケル５０重量部と
チタン５０重量部とを混合して、ヘリウム雰囲気中にて
これら金属粉末を融点付近で約２０分間加熱溶融した後
、ヘリウムガス中で室温まで冷却して触媒合金を得た。

この触媒合金をグラファイト・ボールミルにて粉砕して
約２５０メツシユの粉末とした。この粉末１０重量部を
アマルガム粉末４０重量部に加えて、さらにこれらに約
２５０メツシユの銅粉末５０重量部を混合してグラファ
イト金型で約６０００ｋｆ／−の圧力で圧縮してブロッ
クを得た。このブロックをヘリウム雰囲気中、グラファ
イト・ルツボに入れ、約７８０℃にて約３０分間加熱焼
結した後、′室温まで冷却し、目的とする水分解合金を
得た。この合金に微細噴霧水を吹きつけると水素と酸素
からなるガスを発生した。ガスの発生量は水分解合金に
噴霧される水の温度、粒度、速度等によシ異なるが、約
１６１の表面において１分間当り０．３９ｔの水と反応
した。

以上の実施例は代表的々ものであり、前述した触媒金属
の形態または金属粉末の大きさおよび金属粉末の組み合
わせをアルミニウム、亜鉛、鉛またはスズのアマルガム
合金の水分解能力を著しく高めることができる。この理
由は、前述したようＣ＾ グループの少くとも一種の金属とチタンとの混合物また
は合金が触媒として効果的に金属錯塩を不安定化してア
ルミニウム、亜鉛、鉛、スズを還元し、これら金属元素
が容易に水銀とアマルガムを再生することに起因するも
のと思われる。したがって、本発明によれば、多量の水
素ガスを低床な合金によって簡便な方法により発生させ
ることができるため実用性が極めて高いものである。

第１頁の続き ■Ｉｎｔ、　Ｃ１，３識別記号　　　庁内整°理番号Ｃ
０１Ｂ　　３１０８　　　　　　　　　　　７０５９−
４Ｇ１３１０２　　　　　　　　　　　７０６９−４Ｇ
ｏ発　明　者　李民雄 大宮市東大宮４−６４−１１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）亜鉛、鉛、スズ、アルミニウムからなるグループ
   より選択された少くとも一種の金属と、アルカリ金属と
   、水銀とからなるアマルガム合金にコバルト、ニッケル
   、鉄、銅、マンガン、モリブデン、タングステン、ケイ
   素、バナジウム、パラジウムおよび白金からなるグルー
   プから選択された少くとも一種の金属とチタンとの混合
   物または合金を添加したことを特徴とする水分解物質。
2. （２）亜鉛、鉛、スズ、アルミニウムからなるグループ
   より選択された少くとも一種の金属と、アルカリ金属と
   、水銀とからなるアマルガム合金にコバルト、ニッケル
   、鉄、銅、マンガン、モリブデン、タングステン、ケイ
   素、バナジウム、パラジウムおよび白金から々るグルー
   プから選択された少くとも一種の金属とチタンとの混合
   物マ゛、たけ合金を添加したことを特徴とする水分解物
   質に水を接触反応させることを特徴とする、水から水素
   と酸素とを発生させる方法。