[发明专利]氢气制造方法和装置

权利要求书

1.一种氢气制造方法，包含以下还原工序和氢气生成工序，

还原工序：将高氧化状态的氧化还原性材料在惰性气氛下加热，从高氧化状态的所述氧化还原性材料脱去氧气，由此得到低氧化状态的所述氧化还原性材料和氧气；

氢气生成工序：使水与低氧化状态的所述氧化还原性材料接触，将低氧化状态的所述氧化还原性材料氧化且将水还原，由此得到高氧化状态的所述氧化还原性材料和氢气，

并且，在同一反应容器中切换进行所述还原工序和氢气生成工序。

2.如权利要求1所述的方法，基于氧气浓度传感器的输出值进行所述还原工序和氢气生成工序之间的切换，所述氧气浓度传感器用于评价由所述反应容器流出的流出气体。

3.如权利要求1或2所述的方法，在所述还原工序中，向所述反应容器供给惰性气体，从由所述反应容器流出的流出气体中分离所述惰性气体，并且将所述惰性气体再循环使用于所述还原工序中。

4.如权利要求1～3的任一项所述的方法，在所述氢气生成工序中，向所述反应容器供给水，从由所述反应容器流出的流出气体中分离水，并且将所述水再循环使用于所述氢气生成工序。

5.如权利要求1～4的任一项所述的方法，在所述氢气生成工序中，向所述反应容器供给水和作为惰性气体的氮气的组合，将由所述反应容器流出的流出气体分离成氢气和氮气的组合、与水，并且将氢气和氮气的组合通过除去氮气的一部分、或添加氮气进行调节，使氢气和氮气的摩尔比变为3：1，并且将调节过氢气和氮气的摩尔比的氢气和氮气的组合供给氨制造工序。

6.如权利要求1～5的任一项所述的方法，通过太阳热能来供给所述还原工序和氢气生成工序中的至少一者所需要的热能的至少一部分。

7.如权利要求1～6的任一项所述的方法，使由所述反应容器流出的流出气体、与向所述反应容器供给的所述惰性气体和水中的至少一者进行热交换，将由所述反应容器流出的流出气体冷却，且将向所述反应容器供给的所述惰性气体和水中的至少一者加热。

8.一种氢气制造装置，具有

反应容器：用于保持氧化还原性材料；

惰性气体供给部：用于向所述反应容器供给惰性气体；

水供给部：用于向所述反应容器供给水；

氧气分离部：用于从由所述反应容器流出的含有所述惰性气体和氧气的还原工序流出气体中分离氧气；

水分离部：用于从由所述反应容器流出的含有水蒸气和氢气的氢气生成工序流出气体中分离水蒸气；以及

切换阀：用于将从所述反应容器流出的所述还原工序流出气体和氢气生成工序流出气体切换供给到所述氧气分离部和所述水蒸气分离部。

9.如权利要求8所述的装置，还具有氧气浓度传感器：用于测定所述还原工序流出气体和氢气生成工序流出气体的氧气浓度。

10.如权利要求8或9所述的装置，还具有惰性气体再循环通路，其用于使所述氧气分离部分离得到的所述惰性气体再循环到所述惰性气体供给部。

11.如权利要求8～10的任一项所述的装置，还具有水再循环通路，其用于使所述水分离部分离得到的水再循环到所述水供给部。

12.如权利要求8～11的任一项所述的装置，还具有太阳光聚光装置，其用于向所述反应容器供给太阳光能。

13.如权利要求8～12的任一项所述的装置，还具有热交换器，其用于使从所述惰性气体供给部向所述反应容器供给的惰性气体和从所述水供给部向所述反应容器供给的水中的至少一者、与由所述反应容器流出的流出气体进行热交换。