[发明专利]氢的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及氢的制造方法，该方法用于由水制造氢。

背景技术

一直以来已知用氢作为燃料气体。作为氢的制造方法，提供有大量的发明。例如已知将100重量的水热分解而获得氢的方法、将硫酸热分解后用碘水获取氢的IS法(Iodine-Sulfe，碘硫法)等。IS法是如下方法：经过本生反应（ブンゼン反応）工序、碘化氢浓缩分解工序、硫酸浓缩分解工序这3道工序，由水分解并获取氢和氧(专利文献1)。

此外，生成氢的方法已知有使活性化氧化铝微粒与水反应生成氢的方法（专利文献2）。这里，基于专利文献2的摘录对活性化氧化铝微粒进行说明。活性化氧化铝微粒这样生成：首先压缩破坏铝的切削屑等、将其微粒化为20μm以下，在内部产生龟裂（微裂缝）。接着，通过实施施加温度差40℃左右的热冲击，低温下在水中保持一周左右等的活性化处理，产生微裂缝为纳米裂缝的细小龟裂。实施活性化处理产生被称为纳米裂缝的细小裂缝的氧化铝微粒为活性化氧化铝微粒。

被活性化处理后的铝在粒子内部具有微小的龟裂，水分子侵入这些龟裂内引起水分子的分解。在龟裂前端，水分子非常少，铝包围其周围。那里的反应成为铝原子互相争夺氧原子的形式，引起以下的基本反应（7）。

3Al+3H₂O→Al₂O₃+AlH₃+(3/2)H₂……(7）

即，由水分子生成AlH₃、Al₂O₃。由AlH₃分解生成的氢一边扩散一边分布在粒子内，一部分作为氢分子露出表面。另一方面，在表面没有参加的铝通过一般的表面反应成为以下反应式（8），产生氢。

Al+3H₂O→Al(OH)₃+(3/2)H₂……(8)

作为整体反应来看，是以下的反应式（9）。

2Al+3H₂O→Al₂O₃+3H₂……(9)

在（9）所示的反应中，由活性化A1微粒1g生成的氢，在1atm、25℃的条件下理论上约为1.35升，反应需要的水约为2ml。但是，实际上在活性化处理中也会发生氢的生成，因此，总发生量约为1.2升。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2005-41764

专利文献2:福冈大学电子研究所所报第24卷（2007年）第1页-第7页

发明内容

将100重量的水热分解而获得氢的方法中，因为水中的氢和氧的结合牢固，所以理论上认为如果不施加3000℃～5000℃的温度，就不会分解成氢和氧。在3000℃以上的温度下将水热分解而获得氢的方法中，由于存在无法得到能获得3000℃以上的高温的实质性方法、无法以低廉的价格制作用于保证这样的高温状态的空间不受外界影响的设备、无法想出向高温的空间内连续地供水的方法等多种问题，因此尚未实现通过水的热分解来生成氢。

专利文献1所示的IS法中，因为需要900℃左右的高热，所以必须使用高温燃气炉等作为热源。该高温燃气炉的制造成本高，而且要经过3道工序来制造氢，用于制造氢的成本非常高，费效比差，尚未采用。

专利文献2中所述的活性化氧化铝微粒与水反应的方法中，活性化氧化铝微粒与市售的铝相比，内部产生非常微小的龟裂，因此其制造成本非常高。即，市售的铝每1Kg约为200日元，而活性化氧化铝微粒每1Kg约为150万日元～200万日元，这是个缺点。此外，活性化氧化铝微粒由于是微粒，因此与水混合后使其与水分离较为困难。因此，使活性化氧化铝微粒与水反应产生氢这种方法存在这样的缺点：在其后想停止产生氢时，活性化氧化铝微粒与水分离较难，不能立即容易地阻止氢的发生。

本发明提供氢的制造方法，即使用水和市售的铝在与以往相比低温低压的条件下容易地由水获取氢。本发明的另一个目的是能够立即容易地停止氢的发生。