(57)【要約】【課題】種々のガス体の原子核に”ゆらぎ”を生じさせて水素を発生せしめる。【解決手段】ステンレス製の反応容器１内にＮａＯＨ又はＫＯＨを反応剤６として収納せしめ、反応容器１をヒータ２で５００〜７００℃に加熱して反応剤６を溶融塩とし、この溶融塩の表面から微細粒子を反応空間内に飛散せしめ、この微細粒子を金属元素供給体としての反応容器１の内壁に接触させてそこに特殊酸化膜１２を形成し、この特殊酸化膜１２からも微細粒子を反応空間内に飛散させ、ガス体を反応空間内に供給させてガス体分子と微細粒子とを反応させて水素を発生せしめ、更に出口管４に接続した冷却絞り部９で圧力と温度を変化させて反応を促進させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に反応剤としてのアルカリ金属水酸化物を収納し、前記容器をアルカリ金属水酸化物の融点以上に加熱して溶融塩とし、溶融塩の表面から微細粒子を飛び出させてステンレス製の金属元素供給体の表面と反応させて特殊酸化膜を形成し、この特殊酸化膜及びそこから飛び出る微細粒子に窒素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）、炭酸ガス（ＣＯ２）及びフロン（ＣＦ３ＣＨ２Ｆ）等のガス体を供給して水素を発生せしめるためのガス体から水素を発生するための水素発生方法。
【請求項２】
前記容器をステンレス製とし、前記金属元素供給体は容器内壁である請求項１記載の水素発生方法。
【請求項３】
前記容器をセラミックス又はニッケル製とし、前記金属元素供給体は容器内に収納されたフィン状、塊状、樋状のステンレス材からなる請求項１記載の水素発生方法。
【請求項４】
前記ステンレス製の容器を真空引きしつつ加熱して特殊酸化膜を形成することを特徴とする請求項１記載の水素発生方法。
【請求項５】
前記容器の加熱中に水蒸気を容器内に供給して特殊酸化膜を形成した後に、水蒸気の供給を停止してガス体を供給してなる請求項１記載の水素発生方法。
【請求項６】
前記容器出口に排出ガスの流路を狭めるとともに冷却させる冷却絞り部を取り付けた請求項１記載の水素発生方法。
【請求項７】
前記容器を直列に複数接続した請求項１記載の水素発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応剤を使用してガス体から水素を発生せしめるための水素発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本件出願人は、アルカリ金属水酸化物をステンレス製容器内で５００℃前後に加熱してステンレス内壁に特殊酸化膜を形成し、この特殊酸化膜が水蒸気を分解して水素を発生せしめることを種々の出願で開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３１５５３号公報
【特許文献２】特願２０１２−０３８４８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記出願中では、水の分解については開示しているが、前記特殊酸化膜が他のガス体を分解して水素を発生させることが開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の水素発生方法は、容器内に反応剤としてのアルカリ金属水酸化物を収納し、前記容器をアルカリ金属水酸化物の融点以上に加熱して溶融塩とし、溶融塩の表面から微細粒子を飛び出させてステンレス製の金属元素供給体の表面と反応させて特殊酸化膜を形成し、この特殊酸化膜及びそこから飛び出る微細粒子に窒素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）、炭酸ガス（ＣＯ２）及びフロン（ＣＦ３ＣＨ２Ｆ）等のガス体を供給して水素を発生せしめるようにした。
【０００６】
また、ステンレス製の容器を真空引きしつつ加熱して特殊酸化膜を形成することが好ましい。
【０００７】
更に、また、前記容器をステンレス製とし、前記金属元素供給体は容器内壁であることが好ましい。
【０００８】
更に、また、前記容器をセラミックス、又はニッケル製とし、前記金属元素供給体は容器内に収納されたフィン状、塊状、樋状のステンレス材からなることが好ましい。
【０００９】
更に、また、前記容器の加熱中に水蒸気を容器内に供給して特殊酸化膜を形成した後に、水蒸気の供給を停止してガス体を供給することが好ましい。
【００１０】
更に、また、前記容器出口に排出ガスの流路を狭めるとともに冷却させる冷却絞り部を取り付けることが好ましい。
【００１１】
更に、また、前記容器を直列に複数接続することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
容器内に形成される特殊酸化膜は、供給されるガス体を吸着して分解したり、そこから飛散するナノオーダーの微細粒子は、ガス体の分子に作用して原子核に”ゆらぎ”を与えて水素を発生せしめるものと思われる。この”ゆらぎ”作用は真空引きされた減圧下において起こり易いし、容器出口で流路を絞るとともに冷却するとより起こり易くなる。”ゆらぎ”を起こさせる雰囲気は、ＳＵＳ３０４等のオーステナイト系のステンレス材と５００〜６００℃の温度とアルカリ金属水酸化物とで形成され、”ゆらぎ”作用が低下した場合のために容器を複数直列に接続されることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を実施するための水素発生システムの概略構成図である。
【図２】反応容器の横断面図である。
【図３】反応容器内壁の特殊酸化膜形成状態を示す容器の部分断面図である。
【図４】縦形反応容器の直列接続図である。
【図５】アルゴンガス（Ａｒ）を分解したときの質量分析器のイオン電流を示す棒グラフである。
【図６】窒素ガス（Ｎ２）を分解したときの質量分析器のイオン電流を示す棒グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１において、本発明に係る水素発生システムＳは、円筒状の反応容器１を有し、この反応容器１はＳＵＳ３０４等のニッケルを含むオーステナイト系のステンレス材からなっており、その外周は面状ヒータ２によって５００〜７００℃に加熱されている。反応容器１の左端部には、入口管３が設けられ、その右端部には出口管４が設けられている。前記反応容器１内には、樋型の反応剤受け５が収納され、この反応剤受け５には、図２に示すような、開口５ａが形成されている。前記反応剤受け５も反応容器１と同じ材料で形成されている。前記反応剤受け５内には、反応剤としてのアルカリ金属水酸化物、例えば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）が収納されており、所定間隔でステンレス材からなるフィン７が収納されている。
【００１６】
前記入口管３には、反応容器１内に供給されるアルゴン（Ａｒ）、炭酸ガス（ＣＯ２）、窒素ガス（Ｎ２）、フロン（ＣＦ３ＣＨ２Ｆ）等を貯留しておくための気体タンク８が接続されている。前記出口管４には、排出ガスの流路を絞り込むとともに排出ガスを冷却する冷却絞り部９が設けられ、この冷却絞り部９は上下に設けたヘッダー９ａ，９ｂとこの間に設けられた複数の細管（絞り管）９ｃと水ジャケット９ｄとからなり、この冷却絞り部９は排出系ｌに接続され、この排出系ｌには、排出流路を開閉する開閉バルブ１０と、水素発生システムＳ内を真空にする真空ポンプ１１が設けられている。
【００１７】
前記反応容器１は、ステンレス材で形成されているが、反応剤６に反応しないニッケル又はセラミック材で形成してもよく、この場合には、ステンレス材（ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６等オーステナイト系ステンレス）を金属元素供給体として供給する必要があり、金属元素供給体としては、図１に示すようなフィン、樋状の反応剤受けの他に、塊状のものでもよい。
【００１８】
また、反応容器１をステンレス材で形成する場合には、容器内壁が金属元素供給体としての作用をするので、フィン７、反応剤受け５を特に設ける必要もない。
【００１９】
次に、水素発生システムＳの操作方法について説明する。
【００２０】
先ず、反応容器１内の空気を排出するために真空ポンプ１１を作動させ、水素発生システムＳ内を真空にした後に、ヒータ２をＯＮさせて反応容器１を５００〜７００℃に加熱して反応剤６中の水分を排出させつつ、図３に示すように、反応剤受け５及び反応容器１の内壁、更に図２に示すようにフィン７の表面に特殊酸化膜１２、１２…１２を形成する。加熱中には、反応剤（ＮａＯＨ、ＫＯＨ）の中のＯ−Ｈボンドが切れて水素（Ｈ２）が排出され、特殊酸化膜としては、ＮａＯＨの場合、ＮａｘＦｅｙＯｚ，ＮａｘＣｒｙＯｚ等の酸化膜が形成され、Ｎｉは酸化膜を作らず触媒的作用をなす。反応剤６のアルカリ金属水酸化物は融点が３００〜３５０℃の間にあり、５００〜７００℃では、溶融塩となり、その表面からはナノオーダーの微細粒子が飛散して、金属元素供給体の表面に作用して特殊酸化膜を作り、この特殊酸化膜からも微細粒子が飛散して反応容器１内で反応空間Ｒ・Ｓを形成している。この反応空間Ｒ・Ｓ内にガス体を供給すると、このガス体の分子と微細粒子とが衝突して原子核の”ゆらぎ”が生じてガス体の一部から陽子（プロトン）と電子（エレクトロン）が飛び出して水素（Ｈ２）となる。特にこの反応は、前記冷却絞り部９内で起き易い。すなわち、流路を絞ることにより圧力の変化を与えるときに、冷却することにより温度の変化を与えたときに原子核の”ゆらぎ”が大きくなる。
【００２１】
なお、加熱当初の特殊酸化膜形成時に、反応容器１内に一定時間水を供給しつつ特殊酸化膜を形成し、その後水の供給を停止してガス体を供給してもよい。また、ガス体からの水素発生率を向上させるためには、図４に示すように、反応炉３０，３１を直列に複数個接続して、反応炉３０を通した排気ガスを冷却絞り部９を通した後に次の反応炉３１に送り込むようにするのがよい。図４は、縦形反応炉３０、３１を接続した場合を示しているが、図１の横形反応炉１を複数個接続してもよい。なお、各反応炉３０，３１は、マントルヒータ３３，３５によって下半部それぞれ５００〜７００℃に加熱され、上半部は大気に開放されその部分は温度が低下している。
【００２２】
例えばアルゴン（Ａｒ）を分解した場合には、図５に示す質量分析器のイオン電流棒グラフに示すように、質量４０のアルゴン（Ａｒ）と質量２の水素は、ほぼ同割合を占め、その他質量２８のＮ２又はＣＯも僅かに存在する。
【００２３】
更に、窒素（Ｎ２）を分解した場合には、水素（Ｈ２）の割合が多く、その他酸素（Ｏ２）が若干存在する。尚、炭酸ガス（ＣＯ２）の場合には、ほぼＣＯ２がＨ２に変化し、フロンガスの場合も完全に分解して水素を発生させることが確認されている。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、ガス体から水素を採集して水素エネルギーとして利用できるばかりでなく、有害ガス（ＣＯ２，ＣＦ３ＣＨ２Ｆ）を分解して水素エネルギーとして利用できる。
【符号の説明】
【００２５】
１…反応容器
２…ヒータ
５…反応剤受け
６…反応剤
８…気体タンク
９…冷却絞り部
１１…真空ポンプ
１２…特殊酸化膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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