(57)【要約】      （修正有）【課題】５００℃以下の低温でＣＯ２を発生させない水素発生方法を提供する。【解決手段】磁性素材、磁性フェライト、金属酸化物磁性体にマイクロ波を照射し、一定の温度で制御し、波長２．２０μｍ〜１００μｍの赤外線、遠赤外線の波長に転換させ、メタン、アンモニア、過熱水蒸気に輻射すると、波長振動が増幅し、それらに含まれている水素分子、炭素分子、窒素分子、酸素分子が磁性素材、磁性フェライト、金属酸化物磁性体の表面の分子と振動共鳴し、磁性共鳴及び巨視的量子トンネル効果によって、水素、炭素の分子は磁性体表面の分子結合の障壁のポテンシャルを乗り越えて脱離、解離反応が促進され低温で効率よく、メタン、アンモニア、水蒸気から水素が発生する。Ｍｎ−Ｚｎフェライト等で構成する中空管７の内部に、前記原料を通し、マイクロ波によって２００℃〜４００℃に加熱し、水素を発生させる。【選択図】図−１
2010173930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性フェライトなどの金属酸化物磁性体にマイクロ波を照射し、誘導加熱、渦電流損が生じる構造にあって、磁性フェライト及び金属酸化物磁性体に磁化を誘導させ、磁性共鳴を発生させ加熱する方法にあって、メタン又は、アンモニア、水蒸気から磁性フェライト及び金属酸化物磁性体にマイクロ波を照射し、赤外線、遠赤外線、テラヘルツの波長がエネルギー密度を上げ、輻射され酸化、還元反応を起こすことによる触媒反応から水素を分離発生させる方法にあって、水素の発火点５８０℃を超えない温度帯、１５０℃〜４００℃の温度で磁性体フェライト及び金属酸化物磁性体から輻射する温度を制御し水素を発生させる方法
【請求項２】
請求項１の方法にあって、メタン及びアンモニア、水蒸気の主な吸収波長２．２０μｍ〜１００μｍの範囲をマイクロ波から波長転換し磁性体フェライト及び金属酸化物磁性体から生じる磁性共鳴によって輻射する波長振動のエネルギー密度を高め、メタン、アンモニア、水蒸気から水素を脱離する効果を高め、輻射する温度を１５０℃〜４００℃の範囲で制御し、メタン及びアンモニア、水蒸気を加熱する、磁性体フェライト及び金属酸化物磁性体の磁性共鳴による巨視的量子トンネル効果によってメタン及びアンモニア、水蒸気の水素分子、炭素分子、窒素分子、酸素分子と磁性体フェライトおよび金属酸化物磁性体による赤外線、遠赤外線、テラヘルツの波長の輻射による触媒反応によって、分子間の相互作用のポテンシャル障壁を乗り越え、水素の脱離、解離の効果を高め、水素分離の効果を上げる方法
【請求項３】
請求項１及び請求項２の方法において、メタン及びアンモニア、水蒸気の酸化、還元反応の効率は、磁性体フェライト及び金属酸化物磁性体の触媒反応面積及び輻射波長の密度によって、効率が高くなり、触媒反応面積を大きくするには、磁性体フェライト及び金属酸化物の微粉末発砲構造、微細加工セラミックに磁性体フェライト及び金属酸化物の焼結管、セラミック微細管内の内部及び外部に磁性フェライト、金属酸化物を焼結管加工をおこなうことによって反応面積を大きくすることができ、磁性体フェライト及び金属酸化物の微粉末発砲構造並びに微細加工セラミック磁性体フェライト及び金属酸化物管、セラミック微細加工管の内外部に磁性フェライト及び金属酸化物を焼結した構造の外部からマイクロ波を照射し、マイクロ波の波長を２．２μｍ〜１００μｍの波長に転換させ、メタン及びアンモニア、水蒸気を磁性体の内部に通過させ、水素分子、炭素分子、窒素分子、酸素分子を分離し、水素ガスを取り出す方法
【請求項４】
請求項１，請求項２、請求項３の磁性体フェライト、金属酸化物磁性体にカルシウム又はナトリウムを配合し磁性体フェライトの発砲金属、微細加工セラミック磁性体フェライト管及びセラミック微細加工管の内部に磁性体フェライトを焼結し、メタンから水素を分離するとき生じるＣＯ２は、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウムとして固定し分離できる、メタンからＣＯ２を発生させない低温で水素を発生する方法。
【請求項５】
請求項１、請求項２及び請求項３の構造において磁性体フェライト及び金属酸化物磁性体の触媒反応における酸化還元反応はマイクロ波を照射し波長２．２μｍ〜１００μｍの波長に転換したとき、同一温度帯で輻射する波長密度が高いほど酸化還元反応は促進することができ、波長２．２μｍ〜１００μｍの波長を同一温度下で増幅して、幅射させ、低温で触媒効果を高め、水素を脱離、生成させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】磁性体フェライト、金属酸化物磁性体が持つ触媒効果及び磁性体にマイクロ波を照射し生じる強磁性共鳴の効果から得られる赤外線、遠赤外線の波長振動の相乗効果を利用し、メタン及びアンモニア、水蒸気を加熱し水素分子、炭素分子、窒素分子、酸素分子を分離し水素を分離回収する方法
【背景技術】
【０００２】金属酸化物を触媒としてメタン及び水蒸気から６００℃〜７００℃の低温で低濃度の水素を分離する方法は存在している。炭素素材を高温の８５０℃以上の高温帯で発熱させメタンや水蒸気から水素を分離する方法も既に存在している。解離温度を下げるためにＰｄを使用し６００℃〜７００℃の温度帯で水素分離の方法も既に公開されている。しかし、共に産業化はされていない。大量に早く、低温で水素分離が進んでおらず、実用化には至っていない。その背景には、水素分離の温度帯が水素の発火点を超えた高温であり、大量に分離できる方法には至っていない。高温での分離方法においては冷却し一定量を貯蔵するコストが別途必要になる。分離時間が長くなると産業化には大きな水素タンクが必要になる。水素タンクは大きさに比例し高額の費用が必要である。
磁性体フェライト又は金属酸化物の磁性体を利用し、触媒反応を高めるために触媒反応面積を大きく取り、同時に磁性体フェライト、金属酸化物磁性体にマイクロ波を照射し、誘導加熱と渦電流損を発生させる構造において波長密度を高め、メタン及び水蒸気の吸収波長と整合する赤外線、遠赤外線、テラヘルツの波長振動を利用し、触媒効果を高め水素及びメタンの発火点以下の低温で水素分離に関する
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】貴金属又は金属酸化物を触媒に利用した水から水素の発生は既に報告されている。このときの反応時間は２時間から３時間を必要としており、温度は６００℃〜７００℃とされている。他に金属酸化物や炭化物を利用し、ＣＨ４から４００℃以上９００℃の高温で水素を分離した技術の報告が多い。共に実用化には至っていない。反応時間が長く、水素発生の収率が悪く又水素の発火点は５８０℃〜６００℃であり、実用化には一気に温度を下げる行程が必要である。水素の発生量が少ない場合は水素ガスを連続し使用するために大きな水素タンクに貯蔵しなければ実用化には向かない。
化石エネルギーの代替エネルギーの開発は緊急を要しており、水や水蒸気、メタンガス、アンモニアから低温で大量に水素分離が可能でＣＯ２の発生量の少ない技術開発が求められている。【０００４】メタンガスＣＨ４から水素ガスＨ２と炭酸ガスＣＯ２及び炭素Ｃ、を低温度で分離し、又はアンモニアからＮ２及び水素ガスＨ２を低温度で分離し、水蒸気から水素ガスＨ２と酸素Ｏ２を低温で分離するためには、磁性体フェライト及び金属酸化物磁性体にマイクロ波を照射し、波長転換し、磁性共鳴を生じさせることによって波長のエネルギー密度を高め、輻射する赤外線、遠赤外線、テラヘルツ波長を触媒として利用し、触媒反応を高めるには磁性フェライト及び金属酸化物磁性体とＣＨ４又はＮＨ３又はＨ２Ｏの接触し反応する面積を広くするために、磁性体発砲金属及び、セラミック微細管にフェライトを焼結した構造を収束結合したの内部にメタン及びアンモニア、水蒸気を通過させることから接触面積を大きくした。
メタン及びアンモニアの吸収波長は２．２０μｍ〜１００μｍにピークがあるため、触媒反応を高めるためには、ＮＨ３及びＣＨ４の接触面積を大きくすることから可能であり、Ｈ２の発生にはＣＨ４及びＮＨ３の吸収波長に整合した輻射する振動波長の密度を高め吸収共鳴を発生させことによって可能になる。【０００５】マイクロ波によって磁性フェライトまたは金属酸化物磁性体を加熱すると、渦電流損、誘導加熱が生じる構造において、磁化が上がり磁性共嗚によって、温度が上昇し、磁性共鳴によってマイクロ波は波長２．２０μｍ〜１００μｍの赤外線、遠赤外線、テラヘルツの波長領域に波長転換し、赤外線の振動のエネルギーの密度を高め、メタン、アンモニア、水蒸気を加熱する。磁性フェライト又は金属酸化物磁性体の赤外線、遠赤外線、テラヘルツ波長の輻射による酸化、還元反応による触媒効果、及び磁性共鳴による巨視的量子トンネル効果によって、水素の脱離効果が促進され、低温でかつ効率の高い水素発生方法が得られる。またメタンから水素を発生させる場合、ＣＯ２を発生し、環境に負荷を与える場合がある。磁性フェライト又は、金属酸化物磁性体にカルシウム、ナトリウムを混合し、焼結して使用するとＣＯ２を炭酸カルシウム、炭酸ナトリウムとして固定し、ＣＯ２を排出せず水素を発生することができる。
【発明を解決するための手段】
【０００６】セラミックの内部に微細加工した中空管を設けその内部にＭｎ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃａフェライト、Ｎｉ−Ｍｎフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライトの微粉体を焼結する。効果的な金属酸化物磁性体の素材Ｍｎ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃａフェライト、Ｎｉ−Ｍｎフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライトを微細粉体に加工して、微細セラミックス中空管の内部及び外部にＭｎ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃａフェライト、Ｎｉ−Ｍｎフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライトの微粉体を焼結する。セラミックの内部に微細加工した中空管を設けその内部にＭｎ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃａフェライト、Ｎｉ−Ｍｎフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライトの微粉体を焼結する。または発砲のＭｎ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃａフェライト、Ｎｉ−Ｍｎフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライト金属構造を円筒形の形状に成型する。金属酸化物磁性体を焼結する場合も同様とする。
その成型体の中空管の内部に水素発生のため、メタン、アンモニア、過熱水蒸気を通し、その成型体をマイクロ波によって加熱する。マイクロ波によってＭｎ−ＺｎフェライトまたはＮｉ−Ｍｎフェライト、金属酸化物磁性体は渦電流損、誘導加熱が生じる構造において、磁化が上がり、磁性共鳴によって、温度が上昇し、磁性共鳴によってマイクロ波は波長２．２０μｍ〜２０μｍの赤外線、遠赤外線の波長領域に波長転換し、赤外線の振動のエネルギーの密度を高め、メタン、アンモニア、水蒸気を加熱する。その時の赤外線の輻射波長とエネルギー密度を図−２に示す。斜線の領域が、輻射する赤外線の波長とエネルギー密度である。Ｍｎ−Ｚｎフェライト又はＮｉ−Ｍｎフェライト、金属酸化物磁性体の赤外線、遠赤外線、テラヘルツ波長の輻射による触媒効果、及び磁性共鳴による巨視的量子トンネル効果によって、水素の脱離効果が促進され、低温でかつ効率の高い水素発生方法が得られる。またメタンから水素を発生させる場合、ＣＯ２を発生し、環境に負荷を与える場合がある。Ｍｎ−Ｚｎフェライ又は、金属酸化物磁性体にカルシウム、ナトリウムを混合し、焼結して使用するとＣＯ２を炭酸カルシウム、炭酸ナトリウムとして固定し、ＣＯ２を排出せず水素を発生することができる。
Ｍｎ−Ｚｎフェライト又はＮｉ−ＭｎフェライトにＣａを配合した、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃａフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライトにマイクロ波によって加熱すると渦電流損、誘導加熱が生じる構造において、磁化が上がり、磁性共鳴によって、温度が上昇しＣａ又はカルシウム化合物の吸収波長である、８μｍ〜１００μｍの波長に遷移して、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃａフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライトは２μｍ〜２０μｍの波長だけではなく、８μｍ〜１００μｍのテラヘルツ波長領域まで輻射する。この場合の輻射波長とエネルギー密度を図−３に示す。斜線の領域が、輻射するテラヘルツの波長とエネルギー密度である。Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃａフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライトのテラヘルツの波長領域の輻射を触媒として、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃａフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライトの触媒効果、及び磁性共鳴による巨視的量子トンネル効果によって、水素の脱離効果が促進されメタン、アンモニア、過熱水蒸気から４００℃以下の低温で効率よく水素を発生することができる。
【０００７】アンモニアを分解し、水素を発生させる触媒としてはＮｉが知られており、アンモニアから水素を発生させるためには、Ｎｉ−Ｍｎフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−ＣａフェライトをＭｎ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃａフェライトと同様に使用する。マイクロ波をＮｉ−Ｍｎフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライトに照射すると、Ｎｉ−Ｍｎフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライトは渦電流損、誘導加熱によって加熱され、磁化が上がる構造にすることにおいて、アンモニアの最適吸収波長の赤外線、遠赤外線、テラヘルツの波長２．２０μｍ〜１００μｍに磁性共鳴によってマイクロ波は転換され、波長密度が上がり、振動エネルギーがアンモニアに加えられアンモニアの解離効果は上がる、Ｎｉ−Ｍｎフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライトの磁性体のスピンによる巨視的量子トンネル効果、Ｎｉ−Ｍｎフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライトの酸化還元反応による触媒効果によって、アンモニアの解離、脱離効果は上がり、水素は３００℃で発生した。
【発明の効果】
【０００８】分子として結合している水素が分離するには振動励起及び回転励起の２つがあり、水素の脱離するエネルギーは振動エネルギーの大きさに左右されていて、従来このエネルギーは９００℃前後とされてきた。
しかし、振動のエネルギーは物質の吸収波長の波長数と波長とその密度に影響し、触媒反応による水素の分離は６００℃〜７００℃であり、従来指摘されていた外部加熱による水素分離の温度９００℃とは大きな格差がある。
水素が振動のエネルギーによって励起するエネルギーは０．５３ｅＶであり、電磁波の波長としては、遠赤外線の領域である。また水素の発火点の温度と一致し約５８０℃〜６００℃である。メタンが脱離するエネルギーは０．９ｅＶで、電磁波の波長としては赤外線の波長であり、温度としては９００℃〜１０００℃である。外部加熱によって高温に加熱することによって振動エネルギーを励起させるのではなく、マイクロ波を磁性体の磁性共鳴によって、波長２．２０μｍ〜１００μｍの赤外線、遠赤外線、テラヘルツの領域に波長転換し、波長振動のエネルギー密度を高め、メタン、アンモニア、水素の振動のエネルギーを励起させる、メタンと水素を脱離、解離させ、水素の発生効率を高める。
水素の脱離課程は分子振動の加熱とされているが、実際は分子振動に必要な波長密度によって脱離が生じる、水素原子の脱離と解離が生じるためには、触媒の表面の距離と水素分子の原子間の距離との間の分子間相互作用のポテンシャルエネルギーの障壁を乗り越える必要性がある。
マイクロ波を使用し、Ｍｎ−Ｚｎフェライト又はＮｉ−Ｍｎフェライトを、誘導加熱、渦電流損によって加熱し、Ｍｎ−Ｚｎフェライト又はＮｉ−Ｍｎフェライトに磁化を誘導し、磁性共鳴を発生させることによって波長２．２０μｍ〜２０μｍの赤外線に波長転換する。その時の波長とエネルギー密度を図−２に示す。斜線の領域が、輻射する赤外線の波長とエネルギー密度である。図−２に示されている赤外線輻射の振動エネルギーによる、アンモニア、メタン及び水蒸気の加熱と磁性共鳴による量子トンネル現象によって低温で、メタン、水蒸気の分子間相互作用のポテンシャルエネルギーによる障壁を乗り越え、水素を脱離、解離することが可能である。
Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃａフェライト及びＮｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライトをマイクロ波によって加熱すると、誘導加熱、渦電流損による加熱が起こる構造によって、磁化が上がり、磁性共鳴及び、Ｃａ原子の電気双極子モーメントの遷移及び磁気双極子モーメントの遷移によって波長２．２μｍ〜２０μｍの波長だけではなく、８μｍ〜１００μｍの、遠赤外線、並びにテラヘルツの波長領域を輻射する。この波長領域の輻射とエネルギー密度を図−３に示す。斜線の領域が輻射する波長とエネルギー密度である。この波長領域の輻射を利用し、分子間、金属触媒間に振動のエネルギーを加える触媒効果。また、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃａフェライト及びＮｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライトのマイクロ波による磁性共鳴による巨視的量子トンネル効果によって、水素の脱離効果はより低温で高まる。
【０００９】水素原子間と金属の触媒の表面において、振動のエネルギーがポテンシャルの障壁を乗り越えるシュレディンガー方程式は次の方程式で表される。
【参考文献】
Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  ｅｆｆｅｃｔｓ  ｉｎ  ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ  ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ／ａｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ  ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｄｙｎａｍｉｃｓ  ｏｆ  Ｈ２（Ｄ２）ｏｎ  Ｃｕ  ａｎｄ  Ｐｄ，Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ６３（２０００）６３−１３４
【数１】
2010173930.tif 000003
Ｈ；シュレディンガー方程式のハミルトニアン、Ｚ；水素原子と金属表面との距離  ｒ；水素原子間の距離  θ；水素分子の傾きの角度  ｘ；振動間の距離  ｈ；プランク定数  μ；水素原子の質量  Ｍ；水素分子の質量  Ｌ；角運動量  Ｖ；障壁のポテンシャル  Ｍｓ；水素原子の質量  ωｓ；振動の周波数
振動のエネルギーを水素、炭素、触媒表面の分子に与えたときの水素の脱離温度は５００℃〜６００℃であり、この温度帯で水素の発生が可能である。
振動のエネルギーに加えマイクロ波によって磁性材料を加熱し、磁性材料に磁化を誘導する構造によって生じる磁性共鳴により、水素原子と金属酸化物磁性体又は磁性フェライトのポテンシャルの障壁を乗り越える方程式は次の方程式で表される。
【数２】
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γ；ジャイロ磁気定数  Ｂ；磁場  Ｓ；スピン
方程式（１）によって水素分子間の振動のエネルギーと水素と触媒金属間の振動のエネルギーによって分子間相互作用の障壁ポテンシャルのエネルギーを乗り越え、水素が解離することが証明できる。それに加え方程式（２）の最後の項は磁性体とマイクロ波による磁性共鳴の項である。磁性共鳴のスピンの相互作用によって、分子間相互作用の障壁のポテンシャルを乗り越える巨視的量子トンネル効果が生じ、より低温の振動のエネルギーで水素を脱離、解離することができる。
マイクロ波は磁性体によって、波長２．２０μｍ〜１００μｍの赤外線、遠赤外線波長、テラヘルツの波長に転換され、分子間、金属触間に振動のエネルギーによる触媒効果を与える。また、磁性フェライト触媒又は金属酸化物磁性体触媒のマイクロ波による磁性共鳴による巨視的量子トンネル効果によって、水素の脱離効果はより低温で高まる。
方程式（１）と（２）による水素の効果と同様の効果が窒素、炭素又は酸素にも当てはめることができる。
数式（２）によって示された、効果によって水素の脱離温度は２００℃〜４００℃であり数式（１）の条件よりもより低温下で水素の発生が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】図１は本発明の水素発生装置である。セラミック、金属発砲体によるメタン、水素変換装置６は導波管開閉装置５によって導波管３の内部に設置する。セラミック、金属発砲体の中空管７の内部又は外部に、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃａフェライト又はＮｉ−Ｍｎフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライト、金属酸化物磁性体８が焼結してあり、この中空管の内部を水蒸気、または、アンモニア、メタンガスが図１の中空管の下部９から通過する。この中空管７は半径２ｍｍの微細加工管であり、この微細加工管をたくさん束ねて、水素発生装置を構成する。微細加工管をたくさん束ねることによって、半径２ｃｍの反応管より、表面積は１０倍増やすことができる。メタン、アンモニア、水蒸気が触媒のＭｎ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃａフェライト又はＮｉ−Ｍｎフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライト、金属酸化物磁性体に接触する面積を増やし、水素発生の変換効率を高めている。この微細加工管はマイクロ波によって加熱され、マイクロ波はＭｎ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎ−ＣａフェライトまたはＮｉ−Ｍｎフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライト、金属酸化物磁性体によって、赤外線、遠赤外線、テラヘルツの波長に波長転換し、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃａフェライト、Ｎｉ−Ｍｎフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライトが高温に加熱されることによる表面の触媒効果及び、赤外線、遠赤外線、テラヘルツの振動のエネルギーを水蒸気、メタンガス、アンモニアの分子に与え、水素発生のための脱離反応を促進させる。
またＭｎ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃａフェライト、Ｎｉ−Ｍｎフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライトの磁性共鳴による巨視的量子トンネル効果によって、水蒸気、メタンガス、アンモニア、と触媒表面の分子の分子間相互作用のポテンシャル障壁を乗り越え、水素、炭素、酸素の脱離効果が高まり、２００℃〜４００℃の低温で、水素を図１のクォーツ製のガラス管の上部１０に発生させる。また副産物としては、メタンガスの場合はカーボンが生成され、アンモニアの場合窒素が発生し、水蒸気の場合は酸素が発生する。これらの副産物は水素より重く、図１のクォーツ製のガラス管の下部１１から回収する。
メタンから水素を発生させる場合、ＣＯ２が発生する場合はカルシウム又は、ナトリウムをＭｎ−Ｚｎフェライト又は金属酸化物磁性体に混合し焼結し、ＣＯ２を炭酸カルシウム又は炭酸ナトリウムとして固定し、ＣＯ２を発生させずに水素を発生させる。【００１１】水素発生のためのメタン変換効率はＰｄ触媒を用いた場合、約７０％、カーボン触媒を用いた場合約５０％であることがすでに知られている。本特許の水素量測定は、ガスの中の水素だけを検出するグンゼ株式会社の水素センサーを使用した。本測定装置の単位はｐｐｍであるが、総ガス量の中の水素濃度から水素が発生した量を計算した。本特許の発明では水素発生のための、メタン、水の変換効率はともに約９０％であった。メタン３ｍｏｌを使用すると、水素は１０．８ｍｏｌ発生し、また水３ｍｏｌ使用すると水素は５．４ｍｏｌ発生した。Ｎｉ−Ｍｎフェライトを使用した場合、アンモニアからの水素の変換効率は約８０％であった。アンモニア２ｍｏｌ当たり水素４．８ｍｏｌ発生した。
【図面の簡単な説明】
【図−１】１．測定制御装置  ２．マグネトロン  ３．導波管  ４．温度センサー  ５．導波管開閉装置  ６．セラミック、金属発砲体によるメタン、水素変換装置  ７．セラミック、金属発砲体で製造された中空の微細管  ８．Ｍｎ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃａフェライト又はＮｉ−Ｍｎフェライト、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃａフェライト、金属磁性体酸化物、微細管の表と裏に焼結  ９．水素変換装置へのメタンガス、水蒸気、アンモニアの入口  １０．クォーツ製ガラス管の水素発生口  １１．クォーツ製のガラス管の水素生成の副産物回収口
【図−２】マイクロ波によってＭｎ−Ｚｎ又はＮｉ−Ｚｎフェライト焼結体を加熱した場合の輻射する波長とエネルギー密度を示す。黒体輻射と比較して、斜線の部分がマイクロ波加熱時のＭｎ−Ｚｎ又はＮｉ−Ｚｎフェライト焼結体の輻射エネルギーである。
【図−３】マイクロ波によってＭｎ−Ｚｎ−Ｃａ又はＮｉ−Ｚｎ−Ｃａフェライト焼結体を加熱した場合のＣａの電気双極子輻射モーメントと磁気双極子モーメントの遷移によって輻射する波長とエネルギー密度を示す。黒体輻射と比較して、斜線の部分がマイクロ波加熱時のＭｎ−Ｚｎ−Ｃａ又はＮｉ−Ｚｎ−Ｃａの電気双極子モーメントの遷移及び、磁気双極子モーメントの遷移によるフェライト焼結体の輻射エネルギーである。
【図−１】
2010173930.tif 000005
【図−２】
2010173930.tif 000006
【図−３】
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