特許ウォッチ

公開番号2024180213
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2023110331
出願日2023-06-16
発明の名称高さ1,000mの滝から落水する自然界の仕組みを応用した。ナノ粒子水(0.5・1.0nm粒径・個数密度100%)を生成する装置と水素製造装置の電気分解に用いる水溶液を提供する。
出願人個人
代理人
主分類C01B 5/00 20060101AFI20241219BHJP(無機化学)
要約【課題】水素製造装置の水電解装置に使用する消費エネルギーを大幅に削減するための、ナノ粒子水生成装置を提供する。
【解決手段】水素製造装置の電解水装置の水溶液に使用するための、ナノ粒子水(0.5～1.0nm粒径・個数密度100%)を生成する装置を提供する。主要構成パーツは、ナノ粒子水生成装置筐体1、ナノ粒子水生成装置筐体2、水貯留タンク3、ナノ粒子水貯留タンク32、高圧水ポンプ5、ナノ粒子水高圧ポンプ20、エアーコンプレッサー35、高性能フィルターユニット41、ナノ粒子水貯留タンク42、ナノ粒子水移送配管43、純水同等品質配管である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
本発明装置は、南米ベネズエラのポリバル州グランサバナのカナイユ国立公園内のギアナ高地にある世界最大のエンゼルクオールは落差１，０００ｍの滝である。落下速度は時速５００ｋｍの速度で滝壷めがけて落水する。しかし、時速５００ｋｍの落下速度があることにより、途中の落下する水は目視することはできない。しかも霧状態でもない。細粒化されたこの水粒子の大きさはナノ粒子水になっていると予見する。しかも滝壷は存在しないが水が貯蔵されている。この自然界の摂理を装置として組み込んだのが本発明装置１．２である。水素製造装置の電解水に使用する水道水及び工業用水の成分は、水溶液中（鉄、マンガン、カルシウム、ナトリウム、マグネシウムイオン及びその他ミネラル類の電解質イオンが混入した電気伝導度が３００μｓ／ｃｍ以上の水溶液をいう）に溶存させている。その水溶液（水１００％）を本発明装置１．を用いてナノ粒子水（０．５～１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）を生成し高性能フィルターユニットを経由し水溶液中（鉄、マンガン、カルシウム、ナトリウム、マグネシウムイオン及びその他ミネラル類の電解質イオンが混入した電気伝導度が３００μｓ／ｃｍ以上の水溶液をいう）除去し電気伝導率１．０ＭΩｃｍ以下をクリアした、ナノ粒子水（０．５～１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）を水素製造装置の電解水装置に使用することが可能となる。本ナノ水（０．５～１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）は、０．５ｎｍ粒径の直径の容積に水分子４個、１．０ｎｍ粒径の直径の容積に水分子３２個相当を形成したナノ水溶液である。そして、ナノ粒子水（０．５～１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）に細粒化された水溶液は非加工水と比較し水素結合力が増
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と及び表面張力は、ゼロを示すことが検証している。また、本ナノ水（０．５～１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）を水素製造装置の電解水装置に応用することにより、従来は、電気使用量が水素生成量１．０Ｎｍ３あたり現状は５．０ｋｗである。これは、一般水である非加工水と比べ０．５ｋｗ～０．２ｋｗと１／１０～１／１５と非常に少なくなることが検証された。水素を生成するエネルギーは一般水（非加工水）の水素結合状態を遊離分離しＨ２とＯ２を生成し水素を効率よく取りだすことである。水素結合を遊離分離する力は、４８０ｋｊ／ｍｏｌであり従来の一般水（非加工水）を水素製造装置の電解水装置に用いた場合は、本発明装置と比較し莫大なエネルギーを消費することが必要となる。本発明装置にて生成されるナノ粒子水（０．５～１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）は、水分子（Ｈ２Ｏ）のクラスターは、１．０ｎｍ粒径で３２個、０．５ｎｍ粒径は４個である。０．５ｎｍと１．０ｎｍ粒径のクラスターは既に、７５～９０％は水素結合状態を分離しており、残りの水素結合している割合２５～１０％ぐらいである。また、水溶液は、１５％ぐらいの割合で既に遊離分離していると考えられている。自由な振る舞いである。それらを考慮するとナノ粒子水（０．５ｎｍ、１．０ｎｍ粒径）以外の水素結合している割合は更に少なくなることが考えられる。本装置は、現状システムと比較し非常に少ない電力にて水素（Ｈ２）を生成することが、本発明装置の大きな特徴である。
続きを表示（約 3,500 文字）【請求項０２】
本発明装置は、水（Ｈ２Ｏ）の原子・電子・元素・分子の量子力学の分野の新科学技術である。ナノ水（０．５～１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）に生成することを可能にしたことが本発明装置の特徴である。ナノ粒径水（０．５～１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）の粒径の特徴は、Ｈ２０分子は挙動エネルギーの大半を占めると言われるスピン運動が水素結合力を上回ることからその結合状態から４種類に遊離挙動すると言われている、１．水分子（Ｈ２Ｏ）、２．ＯＨ３（ヒドロニュームイオン）、３．ＯＨ－（水酸化物イオン）、４．Ｈ＋（水素イオン）に分かれた動きをすることである。そして、分子化運動を繰り返し行いＨ２（水素分子）と酸素分子（Ｏ２）を容易に生成していくことが可能となる。水素製造装置の電解水装置の水溶液に使用する、ナノ水（０．５～１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）を生成するのに使用するエネルギーは、１．０ｍ３あたり水道代以外に、約６．０ｋｗと小電力にて生成することが出来ることが本装置の大きな特徴である。
【請求項０３】
本発明装置は、世界に類を見ない、水分子（Ｈ２Ｏ水素原子２個、酸素原子１個、モル数１８）のに最も近い、ナノ粒径水（０．５～１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）を人工的に生成することが可能になることが本発明装置の特徴である。
【請求項０４】
本発明装置の主要構成パーツは、ナノ粒子水（１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）生成装置筐体▲１▼ ナノ粒子水（０．５ｎｍ粒径・個数密度１００％）生成装置筐体▲２▼、水貯留タンク▲３▼．ナノ粒子水（０．５ｎｍ粒径・個数密度１００％）貯留タンク▲３２▼．高圧水ポンプ▲５▼．ナノ粒子水（１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）高圧ポンプ▲２０▼．エアーコンプレッサー▲３５▼．高性能フィルターユニット▲４１▼．ナノ粒子水（０．５ｎｍ粒径・個数密度１００％）．貯留タンク▲４２▼．ナノ粒子水（０．５ｎｍ粒径・個数密度１００％）．移送配管▲４３▼．純水同等品質配管▲４４▼．以上の主要パーツにて構築されている。ナノ粒子水（１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）生成装置筐体▲１▼は、噴霧室兼空気加圧混合室▲１１▼．内に空気を送風する▲１０▼加圧送風機ファン▲１０▼．により空気を取り込み，該、噴霧室兼空気加圧混合室▲１１▼．ではナノ粒子水（粒径１．０ｎｍ・個数密度１００％）を噴霧し取込まれた空気中の成分とナノ粒子水と共に該空気加圧混合室▲１１▼．において加圧と水蒸気分圧力の差圧により、ナノ粒子水（１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）は、取込まれた空気の流れにそって、噴霧室兼空気加圧室▲１１▼．内のナノ粒子水（１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）生成装置筐体▲１▼．の空気の流れの下流側の側壁である、空気・粒径制御ベンチュリー隔壁▲１４▼．の下部付近から空気・粒径制御ベンチュリ―中仕切り板▲１５▼．との狭隘空間に上昇した空気がナノ粒子水（粒径１．０ｎｍ・個数密度１００％）と共に最上部に上昇しその上部に達してからユータウンし次の、空気・粒径制御ベンチュリー隔壁▲１６▼との間に設けられた狭隘空間を下部方向に流れて、空気チャンバー室▲１７▼．へと流れていくこととなる。３箇所の隔壁及び中仕切り板１４．１５．１６．の役割は、噴霧室兼空気加圧混合室▲１１▼の、空間及び３面の側壁と天板において生成される２．０～１００ｎｍ粒径水を上記記載の空気・粒径制御ベンチュリ―隔壁・中仕切り▲１４▼▲１５▼▲１６▼を経由して空気チャンバーへ空気と共に送られる。そして沈殿槽▲１３▼へと沈澱されることとなる。これらの装置全体が，ナノ粒子水（１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）を生成することが可能となる。また、ナノ粒子水（１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）水溶液として、－１０℃（摂氏温度）に達するまで凝結（凍結））しない特徴を有することが、本発明装置の大きな特徴である。
【請求項０５】
本発明装置の、ナノ粒子水（０．５ｎｍ粒径・個数密度１００％）生成装置筐体▲２▼．は、該生成装置筐体内▲２▼の圧力をエア－コンプレッサー▲３５▼を使用し装置筐体内の圧力を１．０Ｍｐａに維持する。ナノ粒子水（１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）生成装置筐体▲１▼にて生成されたナノ粒子水（１．０ｎｍ）をナノ粒子水（１．０ｎｍ）高圧ポンプ▲２０▼にてナノ粒子水配管▲２１▼を経由してナノ粒子水（０．５ｎｍ）生成装置筐体▲２▼に配管内圧力１０．０ｍｐａに保ったナノ粒子水（１．０ｎｍ）を該生成装置筐体▲２▼内の特殊ノズル▲２２▼▲２３▼▲２４▼▲２５▼▲２６▼▲２７▼から吐出されて、球玉▲２８▼▲２９▼▲３０▼へ流速１０００ｋｍ／時の速度で球玉に衝突することからナノ粒子水（０．５ｎｍ）を生成することが可能になる。生成装置筐体▲２▼にて生成されたナノ粒子水（０．５ｎｍ粒径）は、減圧弁▲３２▼により１．０Ｍｐａから大気圧まで減圧される。減圧されたナノ粒子水（０．５ｎｍ粒径・個数密度１００％）はナノ粒子水（０．５ｎｍ粒径・個数密度１００％）粒子配管▲３１▼を経由して、ナノ粒子水（０．５ｎｍ）粒径・個数密度１００％）貯溜タンク▲３２▼に送られ蓄えることになる。その後、高性能フィルターユニット▲４１▼を経て、純水同等品質配管▲４４▼からナノ粒子水（０．５ｎｍ粒径・個数密度１００％）貯蔵タンク▲４１▼に貯蔵される。本発明装置の大きな特徴である。
【請求項０６】
本発明装置のナノ粒子水（１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）生成装置筐体▲１▼の、ナノ粒子水（１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）の生成されるプロセスを説明する。水貯留タンク▲３▼にて水が貯えられる。給水管▲４▼にて高圧水ポンプ▲５▼からナノ粒子水（１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）生成装置筐体▲１▼の内部に構成されている特殊ノズル▲７▼▲８▼▲９▼に高圧給水管▲６▼を用いて供給される。その圧力は７．０～１２Ｍｐａを維持して特殊ノズル▲７▼▲８▼▲９▼を経由して特殊球玉に時速１０００Ｋｍの高速で衝突することによりナノ粒子水（１．０ｎｍ）が生成されることが本発明装置の大きな特徴である。
【請求項０７】
本発明装置のナノ粒子水（０．５ｎｍ粒径・個数密度１００％）生成装置筐体▲２▼の、ナノ水（０．５ｎｍ粒径）生成室▲３４▼．内に設置する特殊ノズルユニット２２．２３．２４．２８．２９．３０．に使用する、特殊ノズルは、内径０．０２～０．１ｍｍの円錐形の形状をし、その特殊ノズルからの圧力（７．０～１２Ｍｐａ）をもって，球玉２５．２６．２７．に高速度の速度で衝突しナノ粒子水（０．５ｎｍ粒径・個数密度１００％）の生成が可能となる。本発明装置の大きな特徴である。
【請求項０８】
本発明装置のナノ粒子水（１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）生成装置筐体▲１▼に使用する、特殊ノズル▲７▼▲８▼▲９▼は、内径０．０５～０．１ｍｍの円錐形の形状をし、その特殊ノズルからの圧力（７．０～１２Ｍｐａ）を維持し，球玉▲７▼－４．▲８▼－５．▲９▼－６．に高速度の速度で衝突しナノ粒子水（１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）生成が可能となる。本発明装置の大きな特徴である。
【請求項０９】
本発明装置のナノ粒子水（１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）生成装置▲１▼の形状は、直方体の形状（平面と立面の比率は２：４）及び平面は正四角形である。底面は角錐とし中心にナノ粒子水が排出し易い出口配管用取りだし口を設ける。材質はステンレス製が防食性、ロングライフ性能、点検性から総合的な観点から本発明装置の材質及び形状の特徴である。
【請求項１０】
本発明装置の、ナノ粒子水（０．５ｎｍ粒径・個数密度１００％）生成装置筐体▲２▼の形状は、円筒横型の形状（断面と横寸法の比率は１：３）が有効である。底面にナノ粒子水の貯留を有効にするのに一部底を５０ｍｍ程度団落ちする形状とする。その底部にナノ粒子水（０．５ｎｍ粒径・個数密度１００％）のナノ粒子水が排出し易い出口配管用取りだし口を設ける。材質はステンレス製が防食性、ロングライフ性能、点検性から総合的な観点から本発明装置の材質及び形状の特徴である。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明装置は、南米ベネズエラのポリバル州グランサバナのカナイユ国立公園内のギアナ高地にある世界最大のエンゼルクオールは落差１，０００ｍの滝である。落下速度は時速５００ｋｍの速度で滝壷めがけて落水する。しかし、時速５００ｋｍの落下速度があることにより、途中の落下する水は目視することはできない。しかも霧状態でもない。細粒化されたこの水粒子の大きさはナノ粒子水になっていると予見する。しかも滝壷は存在しないが水が貯蔵される。この自然界の仕組みを装置として組み込んだのが本発明装置１．２である。
２１世紀は水の時代と言える、２０世紀は油の時代であった。油を使用することにより環境破壊、温暖化、洪水、砂漠化、化学物質、飲料水不足、ウイルスの発生、分解しない物質の多様等々を人類が引き起こした大きな課題である。これらの難題を解決することは現在の技術では不可能と言われている。過去の解決方式である、高温度熱分解、汚染物の希釈化、化学薬品分解は通用しない。２１世紀の解決方法は裏返すと過去の解決方式の真逆の方法が必要となる。それは、原子・電子・分子の量子力学の手法である。その大きさの組み換え方法である。本発明装置は、水素電気分解のみならず他の難題にも展開し解決することである。次に人の体の元素構成をはじめ、人は原子・電子・分子の緻密な構成になっていることから学びたい。体重７０ｋｇの人は、水が６０～６５％存在している、４２～４５ｋｇである。２番目に多いのは炭素であり１６ｋｇと言われている。水と炭素の２種類の化学分子だけで５８～６１ｋｇを占めている。人の体の血液の流れる血管は動脈の３０から５０ミリメートルと太く、また、毛細血管は０．０００５～０．５ミリメートルと非常に細く長さは１０万ｋｍあると言われている。また、人の水の流れ道は医学的にアクアポリンと呼ばれている、概要は、皮膚は臓器と呼ばれており体重の約２０％あり皮膚から発汗線以外に、１．０ナノメートルの孔が無数に開いておりここから１秒間に１．０ナノメートル以下の粒子水が２０～２５億個出ている。これを秒速にすると２～２．５ｍの速度で皮膚から体外へ代謝していることになる。また。水分は口から飲料水及び食べ物から摂取している。酸素、栄養素は血管を通じて細胞へ供給することになる。細部内で酸素と栄養素は消費されていく。しかし水分は細胞から中間組織内へと流れていかないといけない。細胞内の水の大きさは未知の段階であるが、細胞の外皮内皮には水の流れる孔の大きさは、１水分子の大きさしか空いていなくてここを通り抜けなければいけない。病気の内疾患の殆どが水分子の通り抜けに障害及び停滞することにより，腫瘍が起こり癌の疾患を患うと言われている。人体の最小の孔は、水分子（０．３０３ｎｍ粒径）の細胞のからの水の通リ道である。このようなことから、水分子が人体の大きな働きのメインであることは間違いない。
続きを表示（約 5,500 文字）【背景技術】
【０００２】
世界的な水素供給の競争が始まっている。最大の課題は、水素を製造するためのエネルギーを最少なシステムにし電気使用量を大幅に削減する技術が求められる。水素への注目の高まりに応じて、再生可能エネルギー由来水素製造のキーテクノロジーである水電解装置への関心が高まっている。それに伴い、世界中で水電解装置メーカーの競争は激化しており、多くのメーカーが商用化に早急に乗り出し、市場シェアを拡大するために、実証から商用フエーズに移行しつつある。水電解装置市場は、我が国も装置の安全安定稼働や部材の革新的な技術開発等において強みの発揮することのできる市場である。その為、今後も部材の性能や耐久性向上に関する技術開発を続けつつも、「装置の規模の拡大と装置の部素材の製造能力の向上」、「高温水蒸気電解やＡＥＭ（アニオン交換膜）型と言った新規水電解技術への支援」、「我が国における技術的な強みを活かした形での国際標準策定への貢献」、「海外市場獲得に向けた海外パートナーとの協業」、「案件作成に向けた国・関係機関による支援体制の構築」等を実施していく。特に、「装置の規模の拡大と装置や部素材の製造能力の向上」については再生可能エネルギー由来水素の大規模プラント建造や大規模の水電解装置の製造設備投資が世界で進むなかでは特に重要である。政府としても、国際競争力の強化の観点から，ＧＩ資金で装置の大型化モジュール化等に関する実証しつつ、水電解装置及び部素材の製造能力について支援をする。
【先行技術文献】
【０００３】
水素製造装置の水電気分解装置の装置コスト及び再生可能エネルギー由来水素価格の低減。水電解装置による水素製造コストを低減するためには、電気コストの削減に加え、装置コストの低減や性能の向上が必要である。アルカリ型５．２万円／ｋｗ及び個体高分子（ＰＥＭ）６．５万円／ｋｗという。２０３０年目標を達成するべく、整流器などの補器も含めた開発支援を引き続き支援する。なお、将来における技術の進展や世界の装置コストの低減状況等に鑑みて既存目標との乖離が認められる場合は、適当な目標に見直すことも検討する。さらに、水電解装置やその関連部素材の製造能力を拡充することで装置コストの低減と我が国の水電解装置の国際競争力の向上に繋がることから、当該製造能力の拡充に関する支援についても検討を行い、原料から電解槽の組み立てまで一貫したサプラチェーン構築を目指す。再生可能エネルギー由来水素の安価な製造に向けては、引き続き再生可能エネルギーの導入を進めると共に、安価な余剰再生可能エネルギーを大量に調達し、水電解装置の稼働率を上げることが重要である。また、余剰電力を活用して水素の製造を行うことは、再生可能エネルギーの導入と拡大に向けて課題となる調整力不足や系統混雑の解決策の一つとしてなり得るものである。そのため、水電解装置の大型化と並行して、再生可能エネルギーの有効活用及び装置の稼働率向上に資するシステム開発を推進していく。水電解の新技術「高温水蒸気電解，ＡＥＭ型水電解の推進は、現在商用段階にある水電解装置の技術としては、アルカリ型及びＰＥＭ型が存在するが、新たな技術として電解効率が非常に高い高温水蒸気電解やＰＥＭ型とは異なり触媒に貴金属が不要となるＡＥＭ型など、次世代水電解装置の開発が世界で進められている。開発を継続していくと共に，それぞれの特性にあった活用方法にについて実証をとおして検討していくことで、性能を十分に発揮できる分野での社会実装を進めていくことが必要である。
【０００４】
水素の普及にはコストの７割の削減が喫緊の課題である。経済産業省によると、水素による発電は１キロワット時あたり９７円と、液化天然ガスの７倍もかかる高コストです。現在の水素販売価格は１Ｎｍ３あたり１００円程度ですが経済産業省はこれを３０円程度まで引き下げる必要があるとしています。グリーン水素を製造する再エネのコストも日本は割高です。米ブルーム－グによると太陽光発電の１メガワット時あたりのコストは、中国、豪州で４０ドルを下回っているのに対し、日本は１００ドルを超えています。風力発電も同様で、日本は再エネルギーコストを低減されない制約があります。雨が多くて日照時間が限られ、欧州の様に一定の風が吹かないなど気象条件に恵まれていません。その上、平地が少なくて発電コストが高くなります。更に、不十分な送電網、高額なマージンなど日本特有の取引慣行がコストを引き上げています。
【０００５】
日本において水溶液の機能水としての技術例を記述する。現在日本におけるナノバブルの生成する方法とび特性について下記に記載する。溶解型マイクロバブル発生装置。酸素等の気体は水中に溶解する。気体の種類によって溶解量には違いがあるが、基本的に特性として圧力に比例して気体の溶解量も増加する、加圧溶解型のマイクロバブル生成方法はこの特性を利用したものであり、ある程度の高圧で十分な量の気体を水中に溶解させた後、その圧力を開放してやることで溶解した気体の過飽和条件を作り出す。これにより過剰に溶解した気体は不安定な状態になり、過飽和部分の気体分子は水から飛び出そうとする。その結果水中に大量の気泡を発生させる。基本的なシステム構成は加圧駆動が可能なポンプを利用して水槽内の水を循環させる。この時に吸引側からは水と気体を取り込む。これらは押出し側から水槽内に排出されるが、先端にノズルが取り付けてあり、水流の流動抵抗と成るなるため押出し側の圧力が上昇する。一般的には３～４気圧程度の圧力に調整されている。押出し側の経路内には溶解槽が設けられており、吸引時に取り込んだ気体を水中に効果的に溶解させる。これにより生成された、一つの気泡の粒子径は１０μｍを中心粒径とし、二つ目はややブロードな分布を示すピークである。加圧溶解型のマイクロバブル発生装置の場合、５０μｍ以下の気泡個数は１ｍｌあたり数千個となる。下記に溶解型マイクロナノバブル発生装置の概念図を示す。
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気液二相流旋回型マイクロバブル発生装置
一般的に利用されているマイクロバブルの発生手法であり、水流を起こして渦を発生させ、渦内に気体を巻き込み、この渦を崩壊させた時に気泡がバラバラに細分化する現象を利用している。渦の発生方法には多くの手法があり、多種類のマイクロバブル発生装置として市販されている。下記に示すのはその概念図である。これは配管の出口付近に傾斜のついた羽根を装着し、水流が通過するときに旋回流を発生させる。水流は気体を含んでおり、この渦流を崩壊させることでマイクロバブルを発生させる。渦流を崩壊させる方法としては、配管中の障害物を利用する場合もあるが一般的にはバルク水中に渦を放出する方法が利用されている。水槽内の水は止まった状態に相当するので、ノズル部から水槽内に吐き出された渦は瞬間的に崩壊する。これにより渦中の気泡は細分化されマイクロバブルになる。渦を作る方法としては、シャフトにプロペラを取り付けて管内で回転させる方法や、円筒もしくは卵状の容器内に水流を送り込み容器内での水流の回転半径を小さくすることで、強い渦流を発生させる方法などがある。ここで発生された気泡の粒径分布は３０μｍ前後を中心に最少４μｍと最大５５μｍに分布している。気泡個数は１ｍｌあたり３０００～５０００個位である。下記に気液二相流旋回型マイクロバブル発生装置の粒径分布と概念図を示す。
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【０００６】
現在の日本における、マイクロバブルの発生する装置は上記に記載の通り、多くの種類があり市販もされている。しかし何れも液中における装置である。その結果気泡粒子口径は０．１５μｍ前後であり、１ｍｌ当りの個数は約８億個といわれている。これらの得られた数値からは、水の特性と性質及びナノ水技術はまだまだ把握されていないのが実情であることから、本技術の可能性が非常に高いと考える。上記のことから現状技術にて得られた数値を踏まえると、大気中の流体抵抗値の差は約１９倍と非常に大きいと言われていることから、実状の方法ではこれ以上の数値向上技術に限界があると考える。
【先行技術文献】
【】
国際公開第２００５／０３０６４９（ＷＯ，Ａ１）特開２００５－２４６２９４（ＪＰ，Ａ）特開２００５－２４６２９３（ＪＰ，Ａ）特開２００４－１２１９６２（ＪＰ，Ａ）特開２００３－３３４５４８（ＪＰ，Ａ）特開２００３－２４５６６２（ＪＰ，Ａ）特開２００１－２２５０６０（ＪＰ，Ａ）特開２００１－００９４６３（ＪＰ，Ａ）特開平０９－２７６６７５（ＪＰ，Ａ）特開平０７－０６００８８（ＪＰ，Ａ）
大成博文，第１部マイクロバブルの魅力と技術的可能性を探る、混相流レクチャーシリーズ第２８回マイクロバブルの魅力とその利用技術、日本、日本混相流学会、２００３年６月。
産業技術総合研究所高橋正好マイクロバブルおよびナノバブルに関する研究。
天羽則博ナノ細粒子水の大気中における空気浄化の技術。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
世界最高水準の再エネルギー水素製造技術の確立が喫緊の大きな課題である。日本国内の水素の２０２３年の市場販売価格は、１．０Ｎｍ３あたり１００円である。１．０ｋｇあたり１，０００円に
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と約３．０倍の値になる。日本国政府の目標は、２０３０年には１．０Ｎｍ３当たり３０円将来的には２０円を目指す。水素を製造するエネルギーの指標値である電解効率は、現在２０２３年は５．０ｋｗ／Ｎｍ３である。日本国政府目標は２０３０年に４．３ｋｗ／Ｎｍ３とする。また、水電解装置システムのコストは、現在２０２３年２０万円／ｋｗを２０３０年には５万円／ｋｗとする。水素電解装置に消費される最大のエネルギーは、水（Ｈ２Ｏ）の水素結合を遊離分離し水素（Ｈ２）を生成するための電気使用量である。従来技術の手法では難しいと考える。量子力学の技術を用いて、水の原子・電子・元素・分子のサイズで水（Ｈ２Ｏ）の遊離分離の技法の次世代のシステムを構築する。且つ、常温・常圧の環境下で最小運転エネルギーの安全・安心な装置を構築する。
【０００８】
従来のナノバブル発生装置の性能数値は、粒子口径を測定するための粒度分布装置の最小少値は平均粒径が０．１５μｍといわれている。密度個数は１ｍｌあたり約４～８億個の値がしめされている。
【０００９】
現状の水素製造装置の水電解装置に使用する水溶液は純水と同等の電気伝導率１．０ＭΩｃｍ以下仕様の水を使用している。一般水溶液は、容積あたり水素結合している割合は約８５％前後であり残りの１５％の水は水素結合せず自由な振る舞いで存在していると言われている。水１ｍｌ当たりの水分子（Ｈ２Ｏ）個数は、２×１０の２４乗個数あり水素結合していない１５％を除くと１．７×１０の２４乗個となります。水電解装置による水素（Ｈ２）生成するプロセスは水溶液から水分子の（Ｈ２Ｏ）の遊離分離の動きとなり水素元素（Ｈ）が離脱分離し多くの水素元素が結合し水素（Ｈ２）が生成されていく。水素結合しているエネルギーは、５００ｋｊ／ｍｏｌである。現状の水電解装置による消費エネルギーは，５．０ｋｗ／Ｎｍ３と相当大きな電気を必要としている。ナノ粒子水（０．５～１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）を生成する消費エネルギーは、比較する対象を水素１００．０Ｎｍ３を１時間で生成することとする。現状の水溶液では５．０ｋｗ×１００．０Ｎｍ３／ｈ＝５００ｋｗ／ｈである。前記の水素を生成するのに必要な水溶液の量は１００Ｎｍ３／ｈ
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の粒径には水分子（Ｈ２Ｏ）は４個である。
【００１０】
本発明装置は、水電解装置に使用する一般水溶液（純水と同等品質）は、水を分解するのに電気エネルギーを多く消費する一般水（純水と同等品質）のシステムである。一般水（純水と同等品質）の水溶液から、ナノ粒子水（０．５～１．０ｎｍ粒径・個数密度１００％）を使用することにより消費する電気エネルギーを大幅に削減することが可能と成るナノ粒子水生成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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