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公開番号2024136421
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023047534
出願日2023-03-24
発明の名称水素製造装置及び水素製造方法
出願人大和ハウス工業株式会社
代理人個人,個人
主分類C01B 3/08 20060101AFI20240927BHJP(無機化学)
要約【課題】水素を好適に製造することができる水素製造装置を提供する。
【解決手段】水中で鉄と二酸化炭素とを反応させて水素を生成する反応器30と、反応器30に二酸化炭素を供給する加圧用ポンプ50と、反応器30内で生成された水素と二酸化炭素とを分離する水素分離膜モジュール60と、水素分離膜モジュール60により分離された水素の量を計測する流量計80と、を具備する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水中で金属と二酸化炭素とを反応させて水素を生成する反応器と、
前記反応器に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給部と、
前記反応器内で生成された水素と二酸化炭素とを分離する分離部と、
前記分離部により分離された水素の量を計測する水素量計測部と、
を具備する、
水素製造装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記二酸化炭素供給部は、
加圧した二酸化炭素を前記反応器に供給可能であり、
前記分離部は、
前記二酸化炭素供給部により前記反応器を介して供給された二酸化炭素の圧力により、水素と二酸化炭素とを分離する、
請求項１に記載の水素製造装置。
【請求項３】
前記反応器内の気体の量を検出する気相検出部と、
前記気相検出部の検出結果に基づいて、前記反応器内の水素の発生量を推定する推定部と、
を具備する請求項２に記載の水素製造装置。
【請求項４】
前記気相検出部は、
前記反応器内の二酸化炭素の量を検出する二酸化炭素検出部を含む、
請求項３に記載の水素製造装置。
【請求項５】
前記反応器は、
金属を粉砕させる機構を備え、
前記反応器と前記二酸化炭素供給部とを接続する経路と、前記反応器と前記分離部とを接続する経路と、の少なくとも一方は、防振性を有する配管により形成されている、
請求項１に記載の水素製造装置。
【請求項６】
反応器内に、水及び金属を供給する原料供給工程と、
前記反応器内に二酸化炭素を供給すると共に、前記反応器の動作を開始し、前記反応器内で水素を生成する水素生成工程と、
前記反応器で生成された水素の量を計測する計測部の計測結果を用いて、前記反応器で所定期間内に生成された水素の量が第一の量以下であるか否かを判断する生成量判断工程と、
前記生成量判断工程において、前記反応器で所定期間内に生成された水素の量が前記第一の量以下であると判断された場合に前記反応器の動作を停止する停止工程と、
を具備する水素製造方法。
【請求項７】
前記水素生成工程において、
加圧した二酸化炭素を前記反応器内に常時供給する第一制御を実行可能である、
請求項６に記載の水素製造方法。
【請求項８】
前記計測部は、
前記反応器内の水素と二酸化炭素とを分離することで得られた水素の量を計測する水素量計測部と、
前記反応器内の気体の量に基づいて前記反応器内の水素の発生量を推定する推定部と、を含み、
前記水素生成工程において、
前記推定部の推定結果である推定水素発生量が、前記第一の量よりも大きい第二の量以下である場合に、加圧した二酸化炭素を供給し、
前記水素量計測部の計測結果が、前記反応器内での前記推定水素発生量の総量を超えた場合に、加圧した二酸化炭素の供給を停止する第二制御を実行可能である、
請求項７に記載の水素製造方法。
【請求項９】
前記水素生成工程で生成された水素が貯留される水素貯留部の水素の貯留量が、基準貯留量未満である場合は前記第一制御を実行し、
前記水素貯留部の水素の貯留量が、前記基準貯留量以上である場合は前記第二制御を実行する、
請求項８に記載の水素製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素製造装置及び水素製造方法の技術に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、化学反応により水素を製造する技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００３】
特許文献１には、ボールミル等の装置内に金属（鉄鋼金属等）、水及び二酸化炭素の原料を入れて、装置を動作させることで、金属を粉砕しながら各原料を攪拌することで、金属、水及び二酸化炭素を反応させて、水素を製造する方法が記載されている。上記特許文献１に記載された方法では、原料の金属としてスクラップを用いることができる。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された方法のように、金属にスクラップを用いた場合には、原料の金属の品質がばらつくことが想定される。この場合、同じ量の原料を装置内に投入しても、水素の発生量にばらつきが生じることが想定される。このように水素の発生量にばらつきが生じる場合、反応時間をどの程度に設定すればよいかを事前に予測し難い。その場合、水素製造装置の制御や追加の原料の投入の判断が困難となるため、水素を好適に製造し難い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７－３１１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、水素を好適に製造することができる水素製造装置及び水素製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、水中で金属と二酸化炭素とを反応させて水素を生成する反応器と、前記反応器に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給部と、前記反応器内で生成された水素と二酸化炭素とを分離する分離部と、前記分離部により分離された水素の量を計測する水素量計測部と、を具備するものである。
【０００９】
請求項２においては、前記二酸化炭素供給部は、加圧した二酸化炭素を前記反応器に供給可能であり、前記分離部は、前記二酸化炭素供給部により前記反応器を介して供給された二酸化炭素の圧力により、水素と二酸化炭素とを分離するものである。
【００１０】
請求項３においては、前記反応器内の気体の量を検出する気相検出部と、前記気相検出部の検出結果に基づいて、前記反応器内の水素の発生量を推定する推定部と、を具備するものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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