(57)【要約】  バイオマスまたはその成分から水素を生成する、塩基により促進される反応。水素は、天然の有機材料と塩基との反応から生成され、副産物として重炭酸塩または炭酸塩化合物を形成する。塩基促進の水素生成反応は、従来型の改質反応より熱力学的により自発的であり、従来型の改質反応よりも極端でない反応条件において水素ガスを生成することができる。好ましい反応物は、バイオマス、バイオマスの成分、およびバイオマスの成分の混合物である。水素が、単糖、二糖、多糖、およびセルロースを含む炭水化物または炭水化物の混合物から生成される塩基促進反応は特に好ましい。本反応は、液相または固相において起こりうる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を塩基と反応させて水素ガスを形成するステップを含む、水素ガスを生成する方法であって、前記有機物が炭水化物を含む方法。
【請求項２】
前記有機物がバイオマスである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記炭水化物が単糖または二糖である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記炭水化物がオリゴ糖または多糖である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記炭水化物がセルロースまたはデンプンである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記炭水化物がグルコースまたはスクロースである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記炭水化物が酸化された形態である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記酸化された形態が酸である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記有機物および前記塩基を水の存在下で反応させる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記有機物が２種以上の炭水化物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記有機物が３種以上の炭水化物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記反応ステップが炭酸塩または重炭酸塩化合物をさらに形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記塩基が金属水酸化化合物である、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（相互参照）
本願は、２００４年１月２３日に出願され、米国特許出願公開第２００４／０１５６７７７Ａ１号として公表され、その開示が引用により本明細書に組み込まれる「塩基により促進される有機物質改質反応（Ｂａｓｅ−Ｆａｃｉｌｉｔａｔｅｄ  Ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ）」という表題の特許出願第１０／７６３６１６号の一部継続出願である。
【０００２】
本発明は、水素ガスを形成する方法に関する。より詳しくは、本発明は、アルカリ性条件下で化学反応により有機物質から水素ガスを生成することに関する。最も詳しくは、本発明は、塩基の存在下において天然の有機物の反応によって水素ガスを生成することに関する。
【背景技術】
【０００３】
現代社会は、生活水準を維持するために、化石燃料に由来するエネルギーに決定的に依存している。より多くの社会が近代化し、既存の近代社会が拡大するにつれて、化石燃料の消費は増大し続け、化石燃料の使用への依存が全世界で高まり、いくつかの問題を引き起こしつつある。第１に、化石燃料は有限の資源であり、化石燃料は予想できる将来に完全に使い尽くされるという懸念が高まりつつある。品薄のために、コストが上昇し続け、経済を不安定にする可能性、および残っている埋蔵量をめぐって国家の戦争が勃発するという可能性が高まる。第２に、化石燃料は公害性が高い。化石燃料をより多く燃焼することにより、地球規模の温暖化、および温暖化が引き起こす地球の生態系の安定性に対する危険への認識が引き起こされてきた。温室効果ガスに加え、化石燃料の燃焼によって、人間と動物に有害な煤およびその他の汚染物が生まれる。化石燃料の増大しつつある危険な影響を防ぐために、新たなエネルギー源が必要とされる。
【０００４】
新たな燃料またはエネルギー源の望ましい属性には、低コスト、豊富な供給、再生可能性、安全性、および環境適合性が含まれる。水素は、これらの属性を提供する現在における有力候補であり、従来の化石燃料に対するわれわれの依存を大きく低減させる可能性をもたらす。水素は、宇宙における最も遍在的な元素であり、その潜在的な可能性を実現することができる場合は、増大しつつある世界のエネルギー需要を満たす無尽蔵の燃料源を提供する。水素は、天然ガス、炭化水素全般、有機材料、無機水素化物および水を含めて、さまざまな原料から入手できる。これらの供給源は、地理的に世界中にわたって分布されており、輸入する必要なしに世界中の人口のほとんどにとって利用しやすいものである。豊富に存在し、広範囲にわたって利用できることに加えて、水素は、環境を汚染しないクリーンな燃料源でもある。水素は燃焼すると副産物として水を生成する。したがって、燃料源として水素を利用することで、地球温暖化のもとになっている、望ましくない炭素および窒素を主成分とする温室効果ガスの発生のみならず、産業生産における煤およびその他の炭素をベースとする汚染物の望ましくない生成が回避される。
【０００５】
エネルギーの遍在的な供給源としての水素を実現することは、最終的には、経済面での実現可能性によって決まる。水素を生成する経済的に採算がとれる方法だけでなく、水素を貯蔵し、輸送し、また消費する効率的な手段も必要である。水素を生成する化学的および電気化学的方法が、提案されてきた。水素のために最も容易に利用できる化学的な供給原料は、有機化合物、主として炭化水素および酸素化された炭化水素である。炭化水素および酸素化された炭化水素から水素を得るための普通の方法は、脱水素化反応および酸化反応である。
【０００６】
水蒸気改質法と、電気分解により水素を水から電気化学的に発生させることとは、水素を発生させるために現在使用されている２つの普通の方法である。しかし、両方の方法とも、実用化および／または費用効率が制限される欠点に苦しめられている。水蒸気改質反応は、室温で吸熱性であり、適切な反応速度を達成するためは、通常数百度の温度が必要となる。これらの温度を実現するためには費用がかかり、反応器を建設するために使用される材料に特別な条件が課され、適用範囲が制限される。水蒸気改質反応は、また、気相で行われ、このことは、改質工程に費用と複雑さを付け加える分離工程を用いて、水素を気体の混合物から回収しなければならないことを意味する。また、水蒸気改質は、望ましくない温室効果ガスであるＣＯ２および／またはＣＯを副産物として生成することになる。水の電気分解は、実施するための電気エネルギーの消費が高額なので、実際には広く使用されることはなかった。水の電気分解反応は、反応を開始するために高い閾値電圧が必要であり、水素を生成するのに実用的な速度を達成するためにはさらに高い電圧が必要となる。この電圧が高いので、水の電気分解反応用の電気エネルギーの費用が押し上げられ、その幅広い利用が抑制されてきた。
【０００７】
その開示が引用により本明細書に組み込まれる米国特許第６６０７７０７号（’７０７特許）において、本発明者らは、炭化水素および酸素化炭化水素と塩基との反応により、炭化水素および酸素化炭化水素から水素を生成することを検討した。熱力学的分析を用いて、本発明者らは、多くの炭化水素および酸素化炭化水素の反応は、塩基または塩基性水溶液と自発的に反応して特定の反応条件下で水素ガスを形成するが、これに対して同一の炭化水素および酸素化炭化水素が、従来の水蒸気改質工程においては同一条件下で非自発的に反応することを見出した。したがって、塩基を包含することによって、多くの炭化水素および酸素化炭化水素からの水素の形成が促進されることが示され、水蒸気改質反応において通常遭遇する条件と比較して、より極端でない条件下で水素を生成することが可能になり、これにより、水素ガス生成の費用効率が改善される。多くの反応の中で、’７０７特許の方法は、ある場合には室温において、液相反応混合物から水素ガスの形成をもたらしたのであり、この場合水素は、唯一の気体生成物であるため、したがって、気相分離ステップを必要とせず容易に回収された。また’７０７特許の反応は、炭酸塩イオンまたは重炭酸塩イオンを形成して進行し、温室効果ガスＣＯおよびＣＯ２の生成を回避する。塩基を包含することにより、対応する水蒸気改質方法に必要とされる温度より低い温度で、水素を生成することを可能にするという熱力学的な利益を有する、水素ガス形成のための新たな反応経路が生まれる。
【０００８】
その開示が引用により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００３／００８９６２０号として公表された、同時係属の米国特許出願第１０／３２１９３５号（’９３５出願）において、本発明者らは、水（または酸性溶液）および／または塩基の存在下での有機物質からの水素の生成を促進する電気化学的方法を考察した。本発明者らは、水素を生成するための有機物質と水との電気化学反応に必要な電気化学セルの電圧は、水を電気分解する場合より低いことを示した。本発明者らは、また、酸または塩基の存在下における有機物質の電気化学反応に必要な電気化学セルの電圧が室温では低いことを示した。
【０００９】
その開示が引用により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２００４／００２８６０３号として公表された同時係属の米国特許出願第１０／６３６０９３号（’０９３出願）において、本発明者らは、’７０７特許および同時係属の’９３５出願に記載の反応の有益な特性を実現するには、この反応のコストと全体としての効率とをシステムのレベルで検討することが必要であることを認識した。エネルギーの供給と原料の点のみでなく副産物を廃棄するかまたは利用することを検討しなければならない。開示された水素生成反応の炭酸塩および重炭酸塩イオン生成物の処理法を検討することは、特に重要である。同時係属の’０９３出願において、本発明者らは、炭酸塩および重炭酸塩イオンを再循環させるための方法を記載している。炭酸塩イオンが金属水酸化物と反応して、可溶性の金属水酸化物、および弱溶解性または不溶解性の炭酸塩を形成する第１ステップを含む、炭酸塩の再循環方法を記述した。可溶性の金属水酸化物は、水素をさらに生成するための塩基性反応物として水素生成反応へ戻すことができる。第２ステップでは、炭酸塩は熱分解され、金属酸化物および二酸化炭素を生成する。第３ステップでは、金属酸化物が水と反応して、第１ステップにおいて使用される金属水酸化物を再形成する。炭酸塩の再循環工程は、したがって、金属水酸化物に関して持続可能であり、全体の水素生成工程は、’０９３出願の炭酸塩の再循環方法により、塩基に関して持続可能である。有機物質と塩基との水素生成反応の重炭酸塩副産物は、’０９３出願に従って、最初に重炭酸塩副産物を炭酸塩に変換させ、次いで、炭酸塩を再循環させることにより、同様に再循環させることができる。
【００１０】
その開示が引用により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２００４／０１５６７７７号として公表された、同時係属の米国特許出願第１０／７６３６１６号（’６１６出願）において、本発明者らは、有機物質からの水素の塩基促進生成を、幅広い出発原料からの水素の塩基促進生成へ拡大することを記載している。’６１６出願において特に重要なのは、石油関連のまたは石油由来の出発原料（例えば、長鎖炭化水素；ガソリン、灯油、ディーゼル燃料、石油蒸留物およびその成分などの燃料；ならびに有機物質の混合物など）からの水素の生成であった。
【００１１】
’７０７特許ならびに’９３５および’６１６出願の水素生成反応によって、水素をベースとする経済の発展に必要な水素を発生させるための、効率的な、環境に優しい方法が提供される。水素生成反応の適用範囲を、先行特許および同時係属の出願に記載された範囲を超えて拡大させる必要がある。反応に使用されうる出発原料の範囲および普通に入手できる有機物質の、反応物として使用するための適合性を検討することは、特に興味がある。水素ガスの形成のみならず、反応効率、反応速度および工程コストの間に存在しうるトレードオフに関する反応条件の最適化にも貢献する実行可能な反応条件の範囲も、また、特に関心がある。
【００１２】
（発明の概要）
本発明は、炭酸塩および／または重炭酸塩化合物が副産物として生成される、バイオマス由来の有機物質またはその混合物と塩基との化学反応または電気化学反応により水素ガスを生成する方法を提供する。本方法は、炭酸塩または重炭酸塩副産物が塩基に変換され、その後に有機物質またはその混合物とさらに反応して、水素ガスを生成することができる炭酸塩または重炭酸塩を再循環させる工程を、場合により含んでいる。
【００１３】
本塩基促進水素生成反応は、バイオマス、その成分、またはその成分の混合物から水素ガスを生成する熱力学的自発性を、これに対応する従来の改質法により水素ガスを生成する場合と比較して、向上させる。一実施形態においては、熱力学的自発性の増大によって、従来の改質反応法において有機物質またはその混合物から水素ガスを生成するために必要とされる温度よりより低い温度で、バイオマスからのまたはバイオマスに由来する有機物質またはその混合物の本塩基促進反応によって、水素ガスを生成することが可能になる。別の実施形態においては、熱力学的自発性の増加により、特定の温度における有機物質またはその混合物の従来の改質反応法による速度と比較して、塩基促進反応における特定の温度においてより速い速度で、バイオマスからまたはバイオマスに由来する有機物質またはその混合物から、水素ガスを生成することが可能になる。
【００１４】
好ましい実施形態においては、水素は、化学または電気化学反応において、バイオマス、その成分、またはその成分の混合物と塩基との反応から、生成される。好ましいバイオマス材料および成分には、炭水化物、単糖、二糖、多糖、セルロース、およびその酸化または還元形態が含まれる。本塩基促進反応により、バイオマス、その成分、またはその成分の混合物の従来の改質反応法と比較して、より低温でまたはより高速でバイオマスから水素を生成することが可能になる。
【００１５】
一実施形態においては、本塩基促進水素生成反応は、反応物として、可溶性または部分的に可溶性の塩基、および可溶性または部分的に可溶性のバイオマスまたはその可溶性または部分的に可溶性の成分を用いて、溶液または液相において完了する。別の実施形態においては、本塩基促進反応は、固相バイオマスまたは固相バイオマス成分と固相塩基との間で完了する。さらに別の実施形態においては、本塩基促進反応は、気相の水の存在下において、固相バイオマスまたは固相バイオマス成分と固相塩基との間で完了する。
【００１６】
（例示的実施形態の詳細な説明）
本発明は、それらの開示が引用により本明細書に組み込まれる、米国特許第６６０７７０７号（’７０７特許）、米国特許出願第１０／３２１９３５号（’９３５出願）、および米国特許出願第１０／７６３６１６号（’６１６出願）に記載の、化学および電気化学水素生成反応の拡大に関する。特に本発明は、更に別の有機物質および有機物質の混合物から水素を生成することを提供する。好ましい実施形態においては、水素は、炭酸塩または重炭酸塩副産物化合物を介して進行する塩基促進改質反応法において、天然に循環するまたは再生可能な有機物から生成される。炭酸塩または重炭酸塩副産物は、液相溶液において生成物として炭酸塩または重炭酸塩イオンを含有することができ、あるいは固相において炭酸塩または重炭酸塩の塩を含有することができる。
【００１７】
本発明の水素生成反応は、天然の有機物と塩基との反応を含む。好ましい実施形態においては、有機物はバイオマスである。バイオマスは、固有の化学エネルギー含有量を有するすべての非化石有機材料を指すために使用される総括的な用語である。バイオマスには、有機植物、野菜、木、草、水生植物、木材、繊維、動物の排泄物、都市のゴミ、穀物および光合成によって固定された炭素を含むあらゆる物質が含まれる。バイオマスは、再生可能であること、または循環できることを基準として利用できるものであり、したがって、化石燃料よりはるかに容易に補給できる。利用可能なバイオマスの体積から判断して、バイオマスは、十分豊富に存在しており、化石燃料を置換することができる、唯一の、別種の天然の炭素源である。エネルギー源として今日の世界で使用するために利用できる、永続的な、再生可能なバイオマスは、世界の年間エネルギー消費量すべての約１００倍の量であると見積もられている。
【００１８】
バイオマスは、伝統的に化石燃料を使用するさまざまな用途に向けて、現在試験されつつある。バイオマス利用発電（ｂｉｏｐｏｗｅｒ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）は、有機物由来の非化石燃料を電力に変換するプロセスである。バイオマスは、また、乗物およびエンジンに動力を供給するために使用することができるバイオ燃料（例えば、バイオディーゼル）として知られている代替燃料を生成するために、使用される。バイオマスに伴う１つの利点は、バイオマスは貯蔵することができ、要求に応じて動力を供給するために随時消費されうることである。その結果、風および太陽などの断続的な供給源とは対照的に、安定した、予測可能な方法でバイオマスからエネルギーを生成することができる。
【００１９】
光合成によって太陽エネルギーを捕獲することにより、バイオマスの形成が促進される。光合成の過程において、バイオマスを構成する有機化合物は、光の存在下でＣＯ２とＨ２Ｏとから生成される。バイオマス中の主要な化合物は、炭水化物である。グルコース（Ｃ６Ｈ１２Ｏ６）は、バイオマスに存在する代表的な炭水化物であり、以下の反応：
【化１】
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【００２０】
を介して光合成中に形成される。
【００２１】
本発明においては、バイオマスまたはバイオマスの成分は、塩基促進水素生成反応において供給原料または出発原料として使用される有機物である。’７０７特許、’９３５出願および’６１６出願において考察したように、有機物質と塩基との反応により、炭酸塩イオンおよび／または重炭酸塩副産物の形成を介して水素ガスを生成することができる。したがって、塩基を、有機物質から水素を生成する反応における反応物として含有させることにより、有機物質と水との反応からＣＯ２を生成することになる反応経路を進む、従来の有機物質の改質反応の代わりとなる反応経路がもたらされる。
【００２２】
有機物の本塩基促進改質反応の代替反応経路は、同じ有機物の従来の改質反応と比較して、反応条件の特定の組合せにおいてより自発的な（またはより非自発的でない）反応を引き起こす。説明のために、’７０７特許からの、酸素化炭化水素を含む比較例を検討する。エタノールからの水素の生成は、標準状態の液相において、以下の反応（１）、（２）または（３）によって生じうる：
【化２】
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【００２３】
反応（１）は、従来のエタノール改質反応であり、反応（２）および（３）は、’７０７特許の発明による塩基促進改質反応である。反応（２）および（３）においては、水酸化物イオン（ＯＨ−）反応物が塩基によって供給される。反応（２）および（３）は、水酸化物イオンおよびエタノールの相対的な量が異なる。反応（２）は、塩基をより少量含有し、重炭酸塩イオン（ＨＣＯ３−）副産物を介して進行し、反応（３）は、塩基をより多量含有し、炭酸塩イオン（ＣＯ３−）副産物を介して進行する。
【００２４】
△Ｇ０ｒｘｎは標準状態（２５℃、１気圧．および反応物と生成物の単位活量）におけるそれぞれの反応に関する、反応のギブズ（Ｇｉｂｂｓ）自由エネルギーである。ギブズ自由エネルギーは、化学反応の熱力学的自発性の指標である。自発反応ではギブズ自由エネルギーが負の値を有し、非自発反応ではギブズ自由エネルギーが正の値を有する。反応温度、反応圧力、濃度などの反応条件はギブズ自由エネルギーの値に影響しうる。ある一組の条件において非自発的な反応は、別の一組の条件において自発的になりうる。ギブズ自由エネルギーの大きさは、反応の自発性の程度の指標である。ギブズ自由エネルギーが負（またはより小さい正）であればあるほど、反応は自発性が大きくなる。
【００２５】
上記の改質反応（１）は、標準状態で非自発反応である。また、塩基促進改質反応（２）も非自発的であるが、反応（１）より自発性が大きい（反応（１）より低温で自発的になるはずである）。塩基を含有することにより、エタノールの従来の改質反応（１）に由来する水素の生成より非自発性の程度が低い塩基促進反応において、エタノールから水素を生成する反応経路が生まれる。塩基をさらに追加することにより、ギブズ自由エネルギーのさらなる低減が生じ、最終的に上記の反応（３）によって例示された通り、標準条件における自発反応が実現される。天然の有機物から水素を生成する反応の熱力学的自発性を改善することができる塩基の能力は、本水素生成反応の重要で有益な特徴である。より大きな熱力学的自発性は、同一条件において従来の改質反応が非自発的であり、したがって水素を自発的に発生させることができない場合に、塩基促進改質反応において特定の一組の反応条件において有機物から水素を自発的に生成することを可能にする。
【００２６】
本発明は、一般に、塩基促進改質反応における有機物からの水素の生成に関する。より詳しくは、本発明は、塩基を使用して有機物から水素を生成する熱力学的自発性を改善することの実現可能性を立証する。バイオマスおよびその成分などの天然の有機物から水素を生成することは、本発明者らにとって特に関心がある。糖類を含めた炭水化物は、本塩基促進水素生成反応における好ましい反応物である。
【００２７】
水素は、上記の反応（１）に類似の改質反応により、バイオマスに存在する有機成分から得ることができる。例として、水素は、以下の反応（４）においてグルコース（Ｃ６Ｈ１２Ｏ６）から生成されうる：
【化３】
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【００２８】
この反応を熱力学的に分析することにより、標準状態において、△Ｇ０ｒｘｎ＝−８．２ｋｃａｌ／ｍｏｌおよび△Ｈ０ｒｘｎ＝１５０．２ｋｃａｌ／ｍｏｌであること（ただし、△Ｇ０ｒｘｎは反応のギブズ自由エネルギーであり、△Ｈ０ｒｘｎは反応のエンタルピーである）が示される。分析によれば、反応は標準状態において自発的であるが、高度な吸熱反応であり、したがって、実行するためにはかなりのエネルギーの供給が必要となる。実際、反応（４）によりグルコースを改質すれば、適当な速度で進行するためには高温を必要とする。
【００２９】
反応（４）の熱力学的分析は、メタノールまたはエタノールなどの単純な化合物の改質において使用される反応に類似の、有機物質の改質反応を代表するものである。しかし、メタノールおよびエタノールとは対照的に、バイオマスの炭水化物およびその他の成分は、分解する傾向があるために、高温に耐えることはない。高温改質反応においてはメタノールまたはエタノールを蒸発させることは簡単であるが、炭水化物およびその他のバイオマス成分を蒸発させることは、高温においてこれらの物質がかなり不揮発性で、熱分解を起こす可能性があることから、実際的でないことがある。（４）などの反応が、バイオオイルの水蒸気改質において提案されている。本発明者らは、以下に反応（４）および別の系で使用される類似の反応を示し、標準状態におけるそのような反応の熱力学的な不都合さを説明し、本発明の範囲内にある反応の熱力学的利点の理由を提供する。本反応は、（４）などの従来型の改質反応と比較して、熱力学的により好都合であるために、従来型の改質反応の場合よりもより極端でない条件で、および与えられた条件における水素生成速度がより速い状態で、水素が生成される。
【００３０】
本発明の原理のもとで、グルコースを水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）などの塩基と反応させることにより、水素はグルコースから生成される。使用される塩基の相対的な割合に応じて、塩基に存在する陽イオンの炭酸塩または重炭酸塩を生成する反応を介して、グルコースから水素が生成されうる。炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）および重炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）が形成することによって進行する、グルコースと水酸化ナトリウムの代表的な反応は、それぞれ、下記の反応（５）および（６）で与えられる：
【化４】
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【００３１】
反応（５）を熱力学的に分析すると、標準状態で△Ｇ０ｒｘｎ＝−８８．３ｋｃａｌ／ｍｏｌおよび△Ｈ０ｒｘｎ＝−９．９ｋｃａｌ／ｍｏｌであることが示される。この分析は、水素生成反応に塩基が含まれると、改質反応（４）と比較して、標準状態で反応の自由エネルギーとエンタルピーの両方とも減少することを示す。塩基促進水素生成反応（５）は、改質反応（４）より自発性に富み、同時に発熱性になっている。その結果、塩基促進反応（５）は、エネルギーの追加供給が不必要なので、液相において標準状態で原則として起こりうる。
【００３２】
反応（６）を熱力学的に分析すると、標準状態で△Ｇ０ｒｘｎ＝−５８．３ｋｃａｌ／ｍｏｌおよび△Ｈ０ｒｘｎ＝５０．５ｋｃａｌ／ｍｏｌであることが示される。この分析は、水素生成反応に塩基が含まれると、改質反応（４）と比較して、標準状態で反応の自由エネルギーとエンタルピーの両方とも減少することを示す。塩基促進水素生成反応（６）は、改質反応（４）より自発性に富むが、塩基促進反応（５）より自発性が乏しい。塩基促進反応（６）は、吸熱性にとどまっているが、改質反応（４）より吸熱性が低く、このためエネルギーの追加供給なしで、液相において室温で進行することは期待できない。しかし、塩基促進反応（６）は、改質反応（４）より吸熱性が低いので、反応（６）に必要とされるエネルギー供給量は、反応（４）に必要な量より少ない。その結果、実用的な速度で反応（６）を作動させるために必要とされる温度は、改質反応（４）を実施するために必要とされる温度より、はるかに低いことが期待される。したがって、反応（６）から適当な速度で水素を生成するためには、より極端でない条件で十分であるので、塩基促進反応（６）は、改質反応（４）を上回るコスト面の有利さをもたらす。
【００３３】
別の炭水化物から水素を生成する例として、本発明者らは本塩基促進反応における出発原料としてスクロースを考える。スクロースは、Ｃ１２Ｈ２２Ｏ１１の式を有する二糖である。水素は、下記の反応（７）において示されるように、改質反応におけるスクロースから生成されうる：
【化５】
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【００３４】
この反応を熱力学的に分析することにより、標準状態において、△Ｇ０ｒｘｎ＝−２５．７ｋｃａｌ／ｍｏｌおよび△Ｈ０ｒｘｎ＝２９１．２６ｋｃａｌ／ｍｏｌであること（ここで、△Ｇ０ｒｘｎは反応のギブズ自由エネルギーであり、△Ｈ０ｒｘｎは反応のエンタルピーである）が示される。この分析によれば、反応は標準状態において自発的であるが、高度な吸熱反応であり、したがって、実行するためにはかなりのエネルギーの供給が必要となる。反応（７）によるスクロースを改質するために必要な高エネルギーの供給は、適当な速度で進行するために高温を必要とするし、スクロースが熱分解するために実用的でない可能性が高い。
【００３５】
本発明の原理のもとで、スクロースを水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）などの塩基と反応させることにより、水素はスクロースから生成される。使用される塩基の相対的な割合に応じて、塩基に存在する陽イオンの炭酸塩または重炭酸塩を生成する反応を介して、スクロースから水素が生成されうる。炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）および重炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）が形成することを介して進行する、スクロースと水酸化ナトリウムの代表的な反応は、それぞれ、下記の反応（８）および（９）で与えられる：
【化６】
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【００３６】
反応（８）を熱力学的に分析すると、標準状態で△Ｇ０ｒｘｎ＝−１８８．９ｋｃａｌ／ｍｏｌおよび△Ｈ０ｒｘｎ＝−３２．０２ｋｃａｌ／ｍｏｌであることが示される。この分析は、水素生成反応に塩基が含まれると、改質反応（７）と比較して、標準状態で反応の自由エネルギーとエンタルピーの両方とも減少することを示す。塩基促進水素生成反応（８）は、改質反応（７）より自発性に富み、同時に発熱性に変わっている。その結果、塩基促進反応（８）は、エネルギーの追加供給が不必要なので、液相において標準状態で原則として起こりうる。
【００３７】
反応（９）を熱力学的に分析すると、標準状態で△Ｇ０ｒｘｎ＝−１２８．１８ｋｃａｌ／ｍｏｌおよび△Ｈ０ｒｘｎ＝８９．０６ｋｃａｌ／ｍｏｌであることが示される。この分析は、水素生成反応に塩基が含まれると、改質反応（７）と比較して、標準状態で反応の自由エネルギーとエンタルピーの両方とも減少することを示す。塩基促進水素生成反応（９）は、改質反応（７）より自発性に富むが、塩基促進反応（８）より自発性が乏しい。塩基促進反応（９）は、吸熱性にとどまっているが、改質反応（７）より吸熱性が低く、このためエネルギーの追加供給なしで、液相において室温で進行することは期待できない。しかし、塩基促進反応（９）は、改質反応（７）より吸熱性が低いので、反応（９）に必要とされるエネルギー供給量は、反応（７）に必要な量より少ない。その結果、実用的な反応器で反応（９）を作動させるために必要とされる温度は、改質反応（７）を実施するために通常必要とされるはずの数百度の温度より低いことが期待される。したがって、反応（９）から適当な速度で水素を生成するためには、より極端でない条件で十分であるので、塩基促進反応（９）は、改質反応（７）を上回るコスト面の有利さをもたらす。
【００３８】
さらに別の炭水化物から水素を生成する例として、本発明者らは本塩基促進反応における出発原料としてマンニトールを考察する。マンニトールは、糖マンノースの還元された形態であり、式Ｃ６Ｈ１４Ｏ６を有する。水素は、下記の反応（１０）において示されるように、従来型の改質反応におけるマンニトールから生成されうる：
【化７】
2008516879.tif 000009
【００３９】
この反応を熱力学的に分析することにより、標準状態において、△Ｇ０ｒｘｎ＝−４．５９ｋｃａｌ／ｍｏｌおよび△Ｈ０ｒｘｎ＝１５８．３４ｋｃａｌ／ｍｏｌであること（ここで、△Ｇ０ｒｘｎは反応のギブズ自由エネルギーであり、△Ｈ０ｒｘｎは反応のエンタルピーである）が示される。この分析によれば、反応は標準状態において若干自発的であるが、高度な吸熱反応であり、実行するためにはかなりのエネルギーの供給が必要となる。反応（１０）によるマンニトールを改質するために必要な高エネルギーの供給は、実用的な速度で水素を生成するために数百度の作業温度を必要とする。
【００４０】
本発明の原理のもとで、マンニトールを水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）などの塩基と反応させることにより、水素はマンニトールから生成される。使用される塩基の相対的な割合に応じて、塩基に存在する陽イオンの炭酸塩または重炭酸塩を生成する反応を介して、マンニトールから水素が生成されうる。炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）および重炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）が形成することによって進行する、マンニトールと水酸化ナトリウムの反応は、それぞれ、下記の反応（１１）および（１２）で与えられる：
【化８】
2008516879.tif 000010
【００４１】
反応（１１）を熱力学的に分析すると、標準状態で△Ｇ０ｒｘｎ＝−８６．１９ｋｃａｌ／ｍｏｌおよび△Ｈ０ｒｘｎ＝−３．３ｋｃａｌ／ｍｏｌであることが示される。この分析は、水素生成反応に塩基が含まれると、改質反応（１０）と比較して、標準状態で反応の自由エネルギーとエンタルピーの両方とも減少することを示す。塩基促進水素生成反応（１１）は、改質反応（１０）より自発性に富み、同時に発熱性に変わっている。その結果、塩基促進反応（１１）は、エネルギーの追加供給が不必要なので、液相において標準状態で原則として起こりうる。
【００４２】
反応（１２）を熱力学的に分析すると、標準状態で△Ｇ０ｒｘｎ＝−５５．８３ｋｃａｌ／ｍｏｌおよび△Ｈ０ｒｘｎ＝５７．２４ｋｃａｌ／ｍｏｌであることが示される。この分析は、水素生成反応に塩基が含まれると、改質反応（１０）と比較して、標準状態で反応の自由エネルギーとエンタルピーの両方とも減少することを示す。塩基促進水素生成反応（１２）は、改質反応（１０）より自発性に富むが、塩基促進反応（１１）より自発性に乏しい。塩基促進反応（１２）は、吸熱性にとどまっているが、改質反応（１０）より吸熱性が低く、このためエネルギーの追加供給なしで、液相において室温で進行することは期待できない。しかし、塩基促進反応（１２）は、改質反応（１０）より吸熱性が低いので、反応（１２）に必要とされるエネルギー供給量は、反応（１０）に必要な量より少ない。その結果、実用的な反応器で反応（１２）を作動させるために必要とされる温度は、改質反応（１０）を実施するために通常必要とされるはずの数百度の温度より低いことが期待される。したがって、反応（１２）から適当な速度で水素を生成するためには、より極端でない条件で十分であるので、塩基促進反応（１２）は、改質反応（１０）を上回るコスト面の有利さをもたらす。
【００４３】
上記の本塩基促進反応の例示的実施形態は、塩基の液相形態を介して進行する、本発明による反応を代表するものである。本発明には、さらに、固相の塩基が本反応において使用される実施形態、および固相の炭酸塩または重炭酸塩副産物が水素ガスと共に生成される実施形態が含まれる。このような実施形態のいくつかの実例をこれから説明する。
【００４４】
反応（１３）および（１４）は、それぞれ、グルコースの塩基促進反応に関する、上記の反応（５）および（６）の類似物である：
【化９】
2008516879.tif 000011
【００４５】
反応（１３）および（１４）において、固相のグルコースは固相の塩基と反応し、固相の炭酸塩または重炭酸塩化合物を形成する。これらの反応は、固相反応物の界面で生じ、１つの固相を別の固相の上に層状に積み重ねること、または２つの固体出発原料を粉砕またはその他の方法により緊密に混合することによって完了させることができる。反応（１４）の場合は、気相の水が反応物として含有されており、反応は液相の水が存在しない状態で進行する。
【００４６】
反応（１３）を熱力学的に分析すると、標準状態で△Ｇ０ｒｘｎ＝−１９６．９ｋｃａｌ／ｍｏｌおよび△Ｈ０ｒｘｎ＝−９６．６ｋｃａｌ／ｍｏｌであることが示され、反応（１４）を熱力学的に分析すると、標準状態で△Ｇ０ｒｘｎ＝−１２８．７ｋｃａｌ／ｍｏｌおよび△Ｈ０ｒｘｎ＝−９７．３ｋｃａｌ／ｍｏｌであることが示される。対応する反応（５）および（６）の場合と同様に、熱力学的に分析すると、反応（１３）および（１４）は標準状態で自発的に起こることが示され、さらに、水素が生成される実用的な速度は、適当な反応条件で達成されうることが示唆される。この結果から、さらに、反応熱力学的な見地では、液相と比較して固相のグルコースがより有利であることが示される。この結果から、また、重炭酸塩副産物が形成されることを介して進行する固相反応（１４）は、発熱性であり、一方で、対応する液相反応（６）は吸熱性であることが示される。
【００４７】
反応（１５）および（１６）は、それぞれ、スクロースの塩基促進反応に関する、上に記載の反応（８）および（９）の類似物である：
【化１０】
2008516879.tif 000012
【００４８】
反応（１５）および（１６）において、固相のスクロースは固相の塩基と反応し、固相の炭酸塩または重炭酸塩化合物を形成する。これらの反応は、固相反応物の界面で生じ、１つの固相を別の固相の上に層状に積み重ねることまたは２つの固体出発原料を粉砕またはその他の方法により緊密に混合することによって完了させることができる。気相の水が、両方の反応において反応物として含有されており、反応は液相の水が存在しない状態で進行する。
【００４９】
反応（１５）を熱力学的に分析すると、標準状態で△Ｇ０ｒｘｎ＝−４０５．５ｋｃａｌ／ｍｏｌおよび△Ｈ０ｒｘｎ＝−２１３．４ｋｃａｌ／ｍｏｌであることが示され、反応（１６）を熱力学的に分析すると、標準状態で△Ｇ０ｒｘｎ＝−２６９．１ｋｃａｌ／ｍｏｌおよび△Ｈ０ｒｘｎ＝−２１４．９ｋｃａｌ／ｍｏｌであることが示される。対応する反応（８）および（９）の場合と同様に、熱力学的に分析すると、反応（１５）および（１６）は標準状態で自発的に起こることが示され、さらに、水素が生成される実用的な速度が、適当な反応条件で達成されうることが示唆される。この結果から、さらに、反応熱力学的な見地では、液相と比較して固相のスクロースがより有利であることが示される。この結果から、また、重炭酸塩副産物が形成されることを介して進行する固相反応（１６）は、発熱性であり、一方、対応する液相反応（９）は吸熱性であることが示される。
【００５０】
反応（１７）および（１８）は、それぞれ、マンニトールの塩基促進反応に関する、上に記載の反応（１１）および（１２）の類似のものである：
【化１１】
2008516879.tif 000013
【００５１】
反応（１７）および（１８）において、固相のマンニトールは固相の塩基と反応し、固相の炭酸塩または重炭酸塩化合物を形成する。これらの反応は、固相反応物の界面で生じ、１つの固相を別の固相の上に層状に積み重ねることまたは２つの固体出発原料を粉砕またはその他の方法で緊密に混合することによって完了させることができる。反応（１８）の場合は、気相の水が反応物として含有されており、反応は液相の水が存在しない状態で進行する。
【００５２】
反応（１７）を熱力学的に分析すると、標準状態で△Ｇ０ｒｘｎ＝−１９３．５ｋｃａｌ／ｍｏｌおよび△Ｈ０ｒｘｎ＝−８８．７ｋｃａｌ／ｍｏｌであることが示され、反応（１８）を熱力学的に分析すると、標準状態で△Ｇ０ｒｘｎ＝−１２５．３ｋｃａｌ／ｍｏｌおよび△Ｈ０ｒｘｎ＝−８９．５ｋｃａｌ／ｍｏｌであることが示される。対応する反応（１１）および（１２）の場合と同様に、熱力学的に分析すると、反応（１７）および（１８）は標準状態で自発的に起こることが示され、さらに、水素が生成される実用的な速度が、適当な反応条件で達成されうることが示唆される。この結果から、さらに、反応熱力学的な見地では、液相と比較して固相のマンニトールがより有利であることが示される。この結果は、また、重炭酸塩副産物が形成されることを介して進行する固相反応（１８）は、発熱性であり、一方、対応する液相反応（１２）は吸熱性であることを示す。
【００５３】
上記、反応（１３）〜（１８）に記載されているものなどの、固相バイオマスまたは固相バイオマス成分および固相塩基を用いる反応は、また、水素の生成速度を増すために高温で実施することができる。高温を使用する場合は、反応環境内の酸素の存在を最小限にして、有機反応物の酸化熱分解を回避することが好ましい。温度が上昇すると、固相塩基は溶融状態に変換される場合がある。本発明は、さらに、塩基反応物が溶融状態である反応を含む。
【００５４】
（実施例１）
本実施例において、水素をグルコース（Ｃ６Ｈ１２Ｏ１２）の塩基促進反応から生成することを説明する。グルコース７５ｇを、水酸化ナトリウム１４５ｇ、水１２５ｍｌおよび市販の触媒（銀メッキされたニッケルの網の上に支持された２０％Ｐｔが担持されたＣ）と一緒に１Ｌの丸底フラスコに入れた。フラスコを密閉し、圧力ゲージを装着した。フラスコの温度を１１５℃に上昇させ、フラスコの上部空間のガス圧力を時間の関数として測定した。
【００５５】
ｐｓｉ単位で表したゲージ圧力が反応時間の関数として測定された実験結果を、本明細書において図１に示す。この結果は、フラスコの上部空間に収容されたガスの圧力が、反応時間が増すと共に絶えず上昇することを示す。反応時間が１５０分を過ぎたところで、生成されたガスの一部をガスクロマトグラフィーにより分析し、水素ガスであることを確認した。
【００５６】
この実験結果は、水素を、適当な反応条件下において、高い反応速度で、高純度の状態で、連続して生成することができることを示す。本実施例において使用した１１５℃の温度は、グルコースの従来型の改質反応（４）に必要とされる温度よりはるかに低い。
【００５７】
グルコース、スクロースおよびマンニトールについて、上記のように、水素を塩基促進生成することの利点は、バイオマスおよび天然の有機物に存在する別の有機成分の塩基促進反応においても、同様に明らかにされている。炭水化物は、本発明において使用するためのバイオマスの好ましい成分である。好ましい炭水化物には、ポリヒドロキシアルデヒド、ポリヒドロキシケトンおよび、実験式ＣｎＨ２ｎＯｎ（式中、ｎは整数の指数）を有する化合物ならびに炭水化物の酸化（酸）および還元（アルコール）形態を含む、これらの誘導体が含まれる。好ましくは、指数ｎは２より大きく、より好ましくは、指数ｎは５より大きい。水素を生成する本塩基促進反応において使用するのに適した炭水化物には、単糖（例えば、グルコース、マンノース、フルクトース、アラビノース、アルドース、ケトース）、二糖（例えば、スクロース、ラクトース、マルトース、セロビオース）、オリゴ糖（例えば、セロトリオース）、多糖（例えば、セルロース、デンプン、リグニン）ならびにその酸化形態および還元形態が含まれる。本塩基促進反応は、直接バイオマスに対して、および加工されたバイオマスに対して、ならびにバイオマスの個々の成分またはバイオマスの個々の成分の混合物に対して、精製されたまたは精製されていない状態で実施することができる。
【００５８】
一実施形態においては、水素を本発明に従って２種または２種以上の炭水化物の混合物から生成する。別の実施形態においては、バイオマスが１種の炭水化物を含む場合、水素をバイオマスから生成する。さらに別の実施形態においては、バイオマスが２種または２種以上の炭水化物を含む場合、水素をバイオマスから生成する。さらなる実施形態においては、水素はバイオマスから生成され、ここでバイオマスは３種または３種以上の炭水化物を含む。
【００５９】
本塩基促進反応の利点は、温度、圧力、化学種の濃度などの条件の広い範囲にわたって、さらに明らかになる。反応パラメータを変化させることによって、標準状態で自発的である反応は、より自発的になることができ、より速い反応速度で起こりうる。本塩基促進水素生成反応の自発性がより大きければ、たとえ、従来の改質反応もまた自発的であるような温度またはその他の条件であっても、本反応の通常の反応条件における水素の生成速度は、対応する改質反応と比較してより速くなる。また、特定の水素形成速度が必要とされる場合は、その速度は、本塩基促進反応を用いることにより、対応する従来の改質反応による場合と比較して、より極端でない状態で（例えば、より低温において）達成しうる。
【００６０】
水素ガスを生成する速度は、本発明者らにとって関心のある重要な事項である。できるだけ速い速度で水素ガスを生成することが、一般に好ましい。反応の自発性に変化を起こすことに加えて、一度反応が自発的になると、通常は温度を上げることにより反応速度が上昇する。本水素生成反応においては、水素生成速度は、自発的改質（従来型でもまたは塩基促進型でも）の温度が上昇するにつれて上昇する。本塩基促進反応によってもたらされる水素生成の自発性がより大きいことは、特定の反応温度において、本発明による塩基促進反応の水素の生成速度が、対応する従来型の改質反応の生成速度より速いことを意味する。バイオマスまたはその成分の塩基促進反応が自発的であり、対応する従来の改質反応が非自発的である温度において、塩基促進反応の水素生成速度は、従来の改質反応のものより速い。ある一定温度を超えると、特定の炭水化物を用いる従来の改質反応および本塩基促進反応は、すべて自発的である。従来の反応および塩基促進の反応がすべて自発的である温度においても、本塩基促進反応は対応する従来の改質反応よりもやはりより自発的である。炭水化物を用いる従来の改質反応および本塩基促進反応がすべて自発的である特定の温度において、塩基促進反応の水素生成速度は、従来の改質反応の生成速度より大きい。本反応において塩基を含有することの有益な効果には、したがって、非自発的反応を自発的反応に変えるために必要な温度を低減することができること、および本塩基促進反応の自発性がより大きいために、特定の反応温度において対応する従来の改質反応と比較して水素生成速度がより大きいことが含まれる。
【００６１】
自発性を熱力学的に分析すると、反応における塩基の量が増大するにつれてバイオマスおよび炭水化物の改質反応は、一般にますます自発性が大きくなる。塩基を含有していない従来型の改質反応は、塩基を低濃度で含有する塩基促進改質反応よりも自発性に乏しく、この後者の改質反応は、塩基を高濃度で含有する塩基促進改質反応より自発性に乏しい。その結果、本塩基促進改質反応は、対応する従来の改質反応よりも、より極端でない反応条件（例えば、より低い反応温度）で自発的になり、さらに、通常の条件においてより速い速度で水素を生成する。さらに、本塩基促進反応は、温室効果ガスＣＯおよびＣＯ２を同時に生成することを避けながら、水素を生成することを可能にする。
【００６２】
実作業においては、満足できる速度で水素を生成できる、可能な限りの最も低い温度で、本水素生成反応を実施することが好ましい。標準温度（２５℃）および標準圧力（１気圧）において自発的であり、吸熱性である本反応の実施形態においては、これらの条件で水素が生成される。水素の生成速度を速めるために、または気相中の水との反応を実行するために、温度を上げることが好ましい場合がある。好ましい実施形態においては、反応温度は、本反応における反応物として使用されるバイオマスまたはその成分の分解温度より低い。一実施形態においては、反応温度は、２５℃と１００℃との間である。別の実施形態においては、反応温度は、１００℃と２００℃との間である。
【００６３】
金属水酸化物は、本反応における好ましい塩基である。代表的な金属水酸化物には、アルカリ金属水酸化物（例えば、ＮａＯＨ、ＫＯＨなど）、アルカリ土類金属水酸化物（例えば、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｍｇ（ＯＨ）２など）、遷移金属水酸化物、ポスト遷移金属水酸化物および希土類水酸化物が含まれる。水酸化アンモニウムなどの非金属水酸化物も使用することができる。標準状態において、ほとんどの水酸化化合物は固体であり、本塩基促進水素生成反応における反応物として溶液の形態で導入される。水溶液は、水酸化化合物の１つの好ましい溶液形態である。固相は、水酸化化合物の別の好ましい形態である。溶融相は、水酸化化合物のさらに別の好ましい形態である。
【００６４】
本発明の好ましい炭水化物反応物の多くは水に可溶性であり、炭水化物と塩基との水相反応は好ましい実施形態である。さらに、その他の溶媒または溶媒混合物を使用する実施形態は、本発明の範囲内にある。炭水化物反応物および塩基反応物のいずれかまたは両方を、少なくとも部分的に溶解する溶媒が好ましい。例えば、アルコールなどの極性溶媒は、本発明において使用することができる。
【００６５】
その他の好ましい実施形態においては、反応は、固相のバイオマスまたは固相のバイオマス成分と固相の塩基との間で起こる。さらに別の好ましい実施形態においては、反応は固相のバイオマスまたはバイオマスの成分と溶融相の塩基との間で起こる。これらの実施形態においては、必要な水は、液相の水が存在しない状態で、気相の形態で導入することができる。
【００６６】
本発明のさらなる実施形態においては、本塩基促進反応を、電気化学的に実施し、バイオマスまたはその成分から水素を生成する。特許’９３５出願において記載されている通り、水素生成反応に塩基を含有させることによって、対応する従来の電気化学的改質反応から水素を生成する場合と比較して、水素の生成を有機物質から行うために必要な電気化学的ポテンシャル（電圧）を低くする。本発明には、さらに、バイオマス、その成分、および成分の混合物を含む有機物から、水素を生成するのに適用される特許’９３５出願による電気化学反応が含まれる。これらの実施形態においては、バイオマスあるいは１種または１種以上のバイオマスの成分、および塩基を、陽極と陰極とを有する電気化学セル内に置き、陽極と陰極との間に電圧を印加し、’９３５出願による電気化学反応において水素の電解生成を行う。代表的な実施形態においては、有機物および塩基を、電気化学セル内で電解質と一緒にして電気化学システムを形成し、陽極と陰極を電気化学システムと接触するように設置し、陽極と陰極との間に電圧を印加するかまたは電流を流すことにより電気化学反応を実施する。好ましい実施形態においては、水が電解液として含まれる。
【００６７】
本発明のさらに別の実施形態においては、塩基促進反応を、同時係属の特許’０９３出願に記載の炭酸塩または重炭酸塩回収反応と一緒に行う。炭酸塩または重炭酸塩回収反応は、有機物質およびその混合物から水素を生成する全体的な効率を改善するように意図されている。上で示したように、本塩基促進反応の実施形態において、炭酸塩または重炭酸塩化合物が反応の副産物として生成される。炭酸塩または重炭酸塩は、商品として販売するか、利用するか、廃棄するか、その他の手段で始末する必要がある副生物である。水素を生成する効率を改善するために、炭酸塩または重炭酸塩化合物の副産物を再循環させるか、或いは別の利用法があることが望ましい。
【００６８】
’０９３出願においては、炭酸塩または重炭酸塩副産物を再循環させるために使用できる回収反応について記述している。本塩基促進反応において形成される炭酸塩または重炭酸塩副産物の形態に応じて、さまざまな反応について記述している。一例としては、炭酸塩副産物が金属炭酸塩の沈殿物として形成される場合は、この沈殿物を収集し、熱分解して金属酸化物を形成することができる。その後、この金属酸化物を水と反応させて金属水酸化物を形成し、塩基反応物として本塩基促進反応に戻すことができる。別の例としては、炭酸塩副産物が反応混合物に溶解する金属炭酸塩として形成される場合は、金属水酸化物とのさらなる反応が起こる可能性があり、金属水酸化物を、その金属の炭酸塩が低い溶解度（低いＫｓｐ）を有するように選択すると、複分解反応が生じ、本塩基促進反応のさらなる作業において塩基反応物として使用されうる溶解性金属水酸化物を残したまま、金属炭酸塩を沈殿させる。重炭酸塩副産物も同様に再利用することができる。したがって、本塩基促進改質反応を用いて水素ガスを生成する方法は、’０９３出願による炭酸塩または重炭酸塩副産物を再循環すること、変換または再利用することを対象とする、追加のステップを場合により含むことができる。
【００６９】
上記の考察および説明は、本発明の実施を制限するものではなく、それを説明するものである。当業者は、本明細書において開示された説明的な実施形態の等価物が多数存在することを理解しなければならない。すべての等価物およびそれらの自明の変更を含めた特許請求の範囲、ならびに上記開示が、本発明の範囲を限定する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明による実施形態において、グルコースと、水に溶解した水酸化ナトリウムとが反応した際の、時間の関数として示した圧力のグラフである。
【図１】
2008516879.tif 000014
【国際調査報告】
2008516879.tif 000015