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公開番号2025141057
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024040798
出願日2024-03-15
発明の名称水素発生装置
出願人株式会社小糸製作所
代理人弁理士法人信栄事務所
主分類C01B 3/04 20060101AFI20250919BHJP(無機化学)
要約【課題】新規の手法を用いた水素発生装置を提供する。
【解決手段】光源と、反射鏡と、反応管と、を含む反応装置を備える、ISプロセスを用いた水素発生装置であって、前記反応装置は、硫酸、三酸化硫黄およびヨウ化水素からなる群より選択される少なくとも一種である反応ガスの熱分解反応を実施する装置であり、前記反応管の内部には、前記光源から出射される光によって前記反応ガスを加熱する反応領域が設定されており、前記反射鏡は、前記光源から出射される光を前記反応領域に集光させる反射面を有し、前記反応管に導入された前記反応ガスを前記反応領域において熱分解する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
光源と、反射鏡と、反応管と、を含む反応装置を備える、ＩＳプロセスを用いた水素発生装置であって、
前記反応装置は、硫酸、三酸化硫黄およびヨウ化水素からなる群より選択される少なくとも一種である反応ガスの熱分解反応を実施する装置であり、
前記反応管の内部には、前記光源から出射される光によって前記反応ガスを加熱する反応領域が設定されており、
前記反射鏡は、前記光源から出射される光を前記反応領域に集光させる反射面を有し、
前記反応管に導入された前記反応ガスを前記反応領域において熱分解する、水素発生装置。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記反射面は回転楕円面であり、前記反射面の一方の焦点に前記光源が配置され、前記反射面の他方の焦点に前記反応領域が位置している、請求項１に記載の水素発生装置。
【請求項３】
前記反応装置として、硫酸または三酸化硫黄の熱分解を実施する第一反応装置を少なくとも備え、
前記第一反応装置が備える前記光源である第一光源は、波長３．８μｍ以上４．２μｍ以下および６．８μｍ以上７．２μｍ以下の少なくとも一方にピークを有する光を出射する、
請求項１または請求項２に記載の水素発生装置。
【請求項４】
前記反応管の一端に、前記反応ガスを遮断し、前記反応ガスの熱分解により生成したガスを透過するガス分離器が設けられている、請求項１または請求項２に記載の水素発生装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素発生装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した新エネルギーとして水素が注目されており、種々の水素生成方法について検討がなされている。特に、再生可能エネルギーを利用し、水を原料として水素を生成する方法は、カーボンニュートラルの実現に向けて注目されている。特許文献１は、水の電気分解に利用できる触媒について開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１９／２４０２００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水の電気分解では電極材料にプラチナやイリジウムなどの高価な金属を使用することが課題となっており、多くの検討がなされているものの十分な改善には至っていない。そこで、再生可能エネルギーを利用して水から水素を生成する方法として、電気分解とは異なる新たな手法の提案が望まれる。
【０００５】
本発明は、新規の手法を用いた水素発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る水素発生装置は、
光源と、反射鏡と、反応管と、を含む反応装置を備える、ＩＳプロセスを用いた水素発生装置であって、
前記反応装置は、硫酸、三酸化硫黄およびヨウ化水素からなる群より選択される少なくとも一種である反応ガスの熱分解反応を実施する装置であり、
前記反応管の内部には、前記光源から出射される光によって前記反応ガスを加熱する反応領域が設定されており、
前記反射鏡は、前記光源から出射される光を前記反応領域に集光させる反射面を有し、
前記反応管に導入された前記反応ガスを前記反応領域において熱分解する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、新規の手法を用いた水素発生装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る水素発生装置の構成を示す概略図である。
反応装置における加熱機構を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。図面に示される各部材の寸法等は説明のために適宜変形して描かれており、実際の形態と異なりうる。
【００１０】
本発明の水素発生装置は、ＩＳプロセス用の水素発生装置である。ＩＳプロセスとは水の化学的熱分解を行うための手法の一つである。水の直接熱分解は約４０００℃の超高温を必要とするが、ＩＳプロセスでは下記（１）から（４）の化学反応を組み合わせることにより、比較的低温の反応温度で水を水素と酸素に熱分解することができる。式（１）の反応はブンゼン反応と呼ばれ、室温でも進行する。式（２）～（４）の反応はいずれも外部からの熱エネルギーの供給を要する熱分解反応であり、式（２）の反応は約４５０℃、式（３）の反応は約５００℃、式（４）の反応は約９００℃で進行する。水素と酸素を除く生成ガスを適宜他の反応装置の原料として循環させることで、系全体としては水を分解して水素と酸素を発生させることができる。
Ｉ
２
＋ＳＯ
２
＋２Ｈ
２
Ｏ → Ｈ
２
ＳＯ
４
＋２ＨＩ（１）
２ＨＩ → Ｈ
２
＋Ｉ
２
（２）
Ｈ
２
ＳＯ
４
→ ＳＯ
３
＋Ｈ
２
Ｏ（３）
ＳＯ
３
→ ＳＯ
２
＋０．５Ｏ
２
（４）
（【００１１】以降は省略されています）

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