(57)【要約】【課題】高効率で水素の発生を実施できる水素発生装置及び水素発生方法を提供する。【解決手段】水素発生装置の反応装置に、芳香族化合物の水素化誘導体の液滴１７を滴下する滴下ノズル３が設けられ、滴下ノズル３の下方には、加熱装置５により加熱された反応触媒４が配置されている。触媒部材４は、水平面１５に対して１／１００≦ｔａｎθ≦１を満たす傾斜角θで傾斜する傾斜面４ａを有している。滴下ノズル３から滴下される液滴１７は、触媒部材４の傾斜面４ａに接触し、脱水素化反応を行いながら傾斜面４ａの下方に向けて積極的に移動する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香族化合物の水素化誘導体と、触媒部材とを接触させて、前記芳香族化合物の水素化誘導体の脱水素化反応を実施することにより、水素の発生を行うことのできる水素発生装置であって、
前記触媒部材が、水平面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記触媒部材の傾斜面に前記芳香族化合物の水素化誘導体が接触できるように構成された水素発生装置。
【請求項２】
水平面と前記触媒部材の傾斜面との角度をθとした場合、１／１００≦ｔａｎθ≦１となるように構成された請求項１に記載の水素発生装置。
【請求項３】
前記触媒部材の傾斜面に、溝もしくは突堤から構成される誘導路が形成された請求項１または２に記載の水素発生装置。
【請求項４】
前記傾斜面を有する触媒部材を複数で備えるとともに、一つの前記触媒部材の傾斜面の下端と、他の前記触媒部材の傾斜面の上端とを上下方向に対向させて多段式に配置し、上方に配置された前記触媒部材の前記傾斜面の下端から落下する芳香族化合物の水素化誘導体を、下方に配置された前記触媒部材の前記傾斜面の上端で受けて、多段式に配置された複数の前記触媒部材に前記芳香族化合物の水素化誘導体が次々と接触できるように構成された請求項１〜３のいずれかに記載の水素発生装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の水素発生装置を使用して、芳香族化合物の水素化誘導体と、触媒部材とを接触させる水素発生方法であって、前記触媒部材の傾斜面の下方ほど、前記芳香族化合物の水素化誘導体の着地する量を少なくする水素発生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素発生装置及び水素発生方法に関し、より詳細には、水素を効率よく発生させることができる水素発生装置及び水素発生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、世界のエネルギー消費は一貫して増加しており、エネルギー利用に伴って排出される有害物質が、地球規模での環境破壊の一因となっている。このような背景から、燃料電池への関心が高まっている。燃料電池は、水素と酸素を電気化学的に反応させて水と共に電気エネルギーを発生することから、地球温暖化や大気汚染の防止に貢献できるものと考えられている。
【０００３】
燃料電池において必要とされる水素の供給技術について種々の検討がなされており、例えば、（ｉ）液化水素タンク等に水素を貯蔵し、必要に応じて液化水素を気化させて水素を供給する方法、（ｉｉ）メタノール，液化天然ガス，ガソリン等の液体燃料を水素前駆体として貯蔵し、改質によって水素ガスを供給する方法が知られている。
上記（ｉ），（ｉｉ）の方法によれば、水素又は水素前駆体が液体で貯蔵されることから、気体で貯蔵される場合と比較して、貯蔵容量に対する水素ガスの供給量が大きいという利点を有する。
しかし、上記（ｉ）の方法では、水素を冷却・圧縮して液化水素とするために、さらには、低温状態を維持するために、多大なエネルギーが必要である。
一方、上記（ｉｉ）の液体燃料を改質して水素を得る方法では、本質的に、水素発生に炭酸ガス（二酸化炭素）の発生を伴うとともに、燃料電池の電極に悪影響を及ぼす一酸化炭素ガスを副生成物として含有している。
【０００４】
上記問題を解決するために、芳香族化合物の水素化誘導体水の脱水素化を利用した水素貯蔵・供給システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。このシステムは、芳香族化合物に水素付加することにより水素化誘導体として貯蔵し、そして、必要時に、この水素化誘導体の脱水素化反応を行い、水素を取り出すようにしたものである。
【０００５】
このシステムによれば、芳香族化合物及びその水素化誘導体は、常温で液体であることから、貯蔵・輸送に要するエネルギーが非常に少なく、また、脱水素反応生成物中に含まれる“芳香族化合物及びその水素化誘導体”と“水素”との分離を確実にかつ容易に実施することができ、しかも、水素ガスの発生に際して、本質的に二酸化炭素の発生を伴なわないとともに、一酸化炭素も原理的には発生しない、という利点を有している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２７４８０４公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記水素貯蔵・供給システムにおいて、芳香族化合物の水素化誘導体の脱水素化反応は、芳香族化合物の水素化誘導体を、反応装置内に設けられた加熱状態の触媒と接触させることによってなされる。
より具体的には、特許文献１には、反応装置の内面底部に設けられたシート状の触媒に、芳香族化合物の水素化誘導体を噴射ノズルから噴霧粒子として噴霧し、触媒と接触させることによって水素を発生させる技術が記載されている。
【０００８】
芳香族化合物の水素化誘導体としてデカリンやシクロヘキサンを用いた場合、触媒反応に有用な温度は、略２５０℃以上であり、通常、触媒は加熱装置によって３５０℃程度に加熱されている。ところで、脱水素化反応は、通常、原料と触媒とを間欠的に接触させることによってなされる必要があると考えられている。これは、脱水素化反応が吸熱反応であり、触媒と原料との接触が継続すると、熱が奪われて触媒の温度が反応に必要とされる加熱温度を下回りやすいことから、原料と触媒とが接触しない時期を設けることによって、触媒の加熱温度を所望の値に回復させる必要があるためである。
【０００９】
水平に配置された触媒に原料を供給すると、原料が触媒の着地位置周辺に溜まり、一部は脱水素化反応によって水素となり、また一部は気化する。吸熱反応である脱水素化反応及び気化によって、その部分の熱が奪われて触媒の温度が低下し、ついには、脱水素化反応に必要な熱を供給できなくなる。温度が低下した触媒の熱回復には、所定の時間を要するため、原料供給の休止時間を長く取る必要があり、水素発生の効率は不十分なものとなる。
【００１０】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高効率で水素の発生を実施できる水素発生装置及び水素発生方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る水素発生装置は、芳香族化合物の水素化誘導体と、触媒部材とを接触させて、芳香族化合物の水素化誘導体の脱水素化反応を実施することにより、水素の発生を行うことのできる水素発生装置であって、
触媒部材が、水平面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、触媒部材の傾斜面に芳香族化合物の水素化誘導体が接触できるように構成されている。
【００１２】
このような構成によれば、触媒部材が、水平面に対して傾斜する傾斜面を有し、触媒部材の傾斜面に芳香族化合物の水素化誘導体が接触できるようにしたので、傾斜面に着地した芳香族化合物の水素化誘導体の液滴（以下、原料液滴ともいう）は、着地位置に留まることはなく、脱水素化反応を行いながら積極的に下方に移動する。これによって、脱水素化反応（吸熱反応）により低下した触媒部材の着地位置付近の温度を急速に回復させることができる。従って、触媒部材の温度回復のために必要とされる、芳香族化合物の水素化誘導体の供給を行わない休止時間を短縮することが可能となるので、水素の発生を効率良く実施できる。
【００１３】
請求項２に係る水素発生装置は、前記水素発生装置において、水平面と触媒部材の傾斜面との角度をθとした場合、１／１００≦ｔａｎθ≦１となるように構成されている。
【００１４】
このような構成によれば、水平面と触媒部材の傾斜面との角度をθとした場合、ｔａｎθ≦１としたので、傾斜面を下方に移動する芳香族化合物の水素化誘導体と触媒部材とを確実に接触させることができる。すなわち、原料液滴が加熱された触媒部材に接触すると、一部が気化して原料液滴と触媒部材との間に気体層が形成され、液体のみの移動速度に比較して原料液滴の移動速度は速くなる傾向となる。しかし、傾斜面と水平面とのなす角度θが、ｔａｎθ≦１となるように設定されることにより、原料液滴は、急速に移動することはなく適度の速度で移動するので、原料液滴と触媒部材とをより確実に接触させることができる。
また、１／１００≦ｔａｎθとすることによって、原料液滴が触媒部材の傾斜面にとどまりにくく、原料液滴の脱水素化反応及び気化に伴う触媒部材の温度低下を低減できる。よって、原料供給の休止時間を確実に低減できる、あるいは、原料供給の休止時間における触媒部材に対する加熱量を低減できる。
以上により、確実に脱水素化反応を実施できるので、より確実に水素を高効率で発生させることができる。なお、原料液滴の脱水素化反応及び気化に伴う触媒部材の温度低下は、原料の種類によって異なることから、ｔａｎθは、原料の脱水素化反応性や気化特性に応じて、前記範囲内で適宜設定されるのが好ましい。
【００１５】
請求項３に係る水素発生装置は、前記水素発生装置において、触媒部材の傾斜面に、溝もしくは突堤から構成される誘導路が形成されている。
【００１６】
このような構成によれば、触媒部材の傾斜面に、溝もしくは突堤から構成される誘導路が形成されているので、原料液滴を誘導路で誘導して移動させることができる。よって、触媒部材の各部に着地した芳香族化合物の水素化誘導体は、その分散状態が維持されながら、触媒部材の傾斜面を移動できるので、原料液滴が、特に傾斜面の下流側で合流するなどして触媒部材の温度が極所的に過度に低下する虞れを確実に防止できる。これにより、確実に脱水素化反応を実施できるので、より確実に水素を高効率で発生させることができる。
【００１７】
請求項４に係る水素発生装置は、前記水素発生装置において、前記傾斜面を有する触媒部材を複数で備えるとともに、一つの触媒部材の傾斜面の下端と、他の触媒部材の傾斜面の上端とを上下方向に対向させて多段式に配置し、上方に配置された触媒部材の傾斜面の下端から落下する芳香族化合物の水素化誘導体を、下方に配置された触媒部材の傾斜面の上端で受けて、多段式に配置された複数の触媒部材に芳香族化合物の水素化誘導体が次々と接触できるように構成されている。
【００１８】
このような構成によれば、傾斜面が形成された複数の触媒部材を備え、一つの触媒部材の傾斜面の下端と、他の触媒部材の傾斜面の上端とを上下方向に対向させて多段式に配置したので、少ないスペースに多くの触媒部材を配置することができ、水素発生装置の設置スペースに対する水素発生の効率をより向上できる。また、芳香族化合物の水素化誘導体を、多段式に配置された複数の触媒部材の傾斜面上で次々と移動させ、触媒部材と長い距離にわたって接触させることができるので、より連続的に水素を発生させることができる。
【００１９】
請求項５に係る水素発生方法は、請求項１〜４のいずれかに記載の水素発生装置を使用して、芳香族化合物の水素化誘導体と、触媒部材とを接触させる水素発生方法であって、触媒部材の傾斜面の下方ほど、芳香族化合物の水素化誘導体の着地する量を少なくする。
【００２０】
このような構成によれば、触媒部材の傾斜面の下方ほど、芳香族化合物の水素化誘導体の着地する量を少なくしたので、傾斜面の上方に着地した原料液滴が傾斜面の下方に移動して、傾斜面の下方に着地した液滴と合流しても、大流量にならないようにすることができる。従って、特に傾斜面の下方で触媒部材の温度が過度に低下する虞れを確実に防止できる。これにより、確実に脱水素化反応を実施できるので、より確実に水素を高効率で発生させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の水素発生装置に共通して配置される反応装置の縦断面模式図である。
先ず、水素発生装置の全体構成について、図１に基づいて説明する。本発明の実施形態の一例である水素発生装置は、原料を貯留する原料貯蔵タンク（図示せず）、反応装置１、気液分離装置（図示せず）、廃液回収タンク（図示せず）、原料供給ポンプ（図示せず）、水素貯留タンク（図示せず）を備えている。
【００２２】
原料貯蔵タンクは、原料である芳香族化合物の水素化誘導体７を貯蔵するためのものであって、配管２により原料供給ポンプを介して反応装置１内に配置された滴下ノズル３に接続されている。そして、原料供給ポンプを作動させることにより、原料貯蔵タンクに貯留されている芳香族化合物の水素化誘導体７を滴下ノズル３に供給できるように構成されている。
【００２３】
反応装置１には、触媒部材４、触媒部材４を加熱するための加熱装置５、触媒部材４に向けて芳香族化合物の水素化誘導体７を滴下させる滴下ノズル３が設けられている。触媒部材４は、その全体が触媒金属から構成される形態ものと、触媒金属が担持体に担持されて構成される形態のものとがあるが、特に限定されない。
【００２４】
前記触媒金属としては、脱水素化反応を達成できるものであればどのようなものでもよく、例えば、金属成分として、ニッケル，パラジウム，白金，ロジウム，イリジウム，ルテニウム，モリブデン，レニウム，タングステン，バナジウム，オスミニウム，クロム，コバルト，鉄等を用いることができる。また、これらを２種類以上合金化したものを、中でも、脱水素化反応に対する活性の高さから、白金族の金属（白金，パラジウム，ロジウム，ルテニウム）を用いることがより好ましい。
【００２５】
担持体は、電磁誘導方式による高周波誘導加熱がなされるよう、導電体を含有している。導電体を含有する担持体としては、活性炭，カーボンナノチューブ，ステンレス等の金属多孔体やハニカム状金属等の導電体からなるものや、モレキュラシーブ，ゼオライト，シリカゲル，アルミナ等の非導電体と一般的な導電体（ステンレス等）とのブレンド物などを挙げることができる。尚、触媒部材４の形状については、後に詳述する。
【００２６】
加熱装置５としては、特に限定されないが、ニクロム線ヒータやシースヒータ等のヒータや誘導加熱装置が例示される。誘導加熱装置は、電磁誘導方式によって触媒部材４を高周波誘導加熱するものであり、誘導加熱コイルと、これと電気的に接続して誘導加熱コイルに高周波電流を流すことのできる高周波電流発生装置とから構成されいる。電磁誘導方式によって触媒部材４を高周波誘導加熱する場合、通常、前記担持体としては導電体が選択される。
【００２７】
滴下ノズル３は、触媒部材４に対向して配置されており、原料供給ポンプによって反応装置１に供給された芳香族化合物の水素化誘導体７を滴下ノズル３から触媒部材４に向けて滴下し、脱水素化反応させて水素と液体成分とからなる生成物８を生成するように構成されている。反応装置１には、配管９が接続されており、配管９の他端に気液分離装置が接続されている。
【００２８】
気液分離装置は、脱水素化反応による生成物８を冷却して分離するためのものであって、反応装置１から発生した生成物８を水素と液体成分とに分離できれば、特に限定されないが、水冷循環式，空冷式，流水による冷却（循環させない）等、公知の冷却手段を用いることができる。冷媒としては、水，エチレングリコール，ジエチレングリコール等を用いることができる。
【００２９】
気液分離装置は、配管を介して廃液回収タンクと接続しており、気液分離装置で生成物８から分離された液体成分を廃液回収タンクに回収し、貯留するように構成されている。また、気液分離装置は、配管によって水素貯留タンクに接続されている。これにより、気液分離装置で分離された水素を水素貯留タンクに貯留できるように構成されている。そして、水素貯留タンクから水素ガス利用機器、例えば燃料電池に水素ガスが供給されるようになっている。
【００３０】
次に、本発明の水素発生装置を用いた水素発生方法について、前記した図１に基づいて説明する。
原料貯蔵タンクに貯留されている原料である芳香族化合物の水素化誘導体７を、原料供給ポンプを作動させて滴下ノズル３に供給する。芳香族化合物の水素化誘導体７としては、デカリン，１メチルデカリン，シクロヘキサン，メチルシクロヘキサン，ジメチルシクロヘキサン，トリメチルシクロヘキサン，テトラリン等を挙げることができ、単独物あるいは２種類以上の混合物として使用できる。単独物及び混合物は、常温で液状であるのが好ましい。
１メチルデカリンとデカリンの混合液の比率として、１：０．２〜２０、好ましくは１：０．３〜３が例示される。この範囲であると、反応液の１メチルナフタレンとナフタレンが常温で液状を保つことができ、取り扱いやすい。
尚、以下の説明においては、芳香族化合物の水素化誘導体７として“１メチルデカリンとデカリンの混合液”を用いた例について説明する。
【００３１】
滴下ノズル３に供給された“１メチルデカリンとデカリンの混合液”（芳香族化合物の水素化誘導体）７を、滴下ノズル３から触媒部材４に向けて滴下する。例えば、ステンレスに白金を担持させて形成された触媒部材４は、加熱装置５によって２００℃〜５００℃から選択された所定の温度、例えば３５０℃に加熱されている。反応装置１では、“１メチルデカリンとデカリンの混合液”７と触媒部材４とが接触して、“１メチルデカリンとデカリンの混合液”７が水素、１メチルナフタレン及びナフタレンに分解する“芳香族化合物の水素化誘導体の脱水素化反応”が進行し、水素、１メチルナフタレン及びナフタレン、未反応により残った１メチルデカリン及びデカリンが混合した脱水素化反応後の生成物８が生成される。
【００３２】
反応装置１で生成された脱水素化反応後の生成物８は、気液分離装置に導入されて冷却され、水素と液体成分（１メチルナフタレン、ナフタレン、１メチルデカリン及びデカリンの混合物）とに分離される。気液分離装置にて分離された液体成分は廃液回収タンクに回収される。一方、水素は、水素貯留タンクに圧送されて貯留される。以上のようにして取り出され水素貯留タンクに貯留された水素は、必要時に燃料電池等の水素ガス利用機器へ供給して使用される。
【００３３】
ところで、本発明の実施形態に係る水素発生装置は、脱水素化反応を効率良く実施するべく、触媒部材４が、脱水素化反応に必要な温度以上に維持されやすいように配置されている。以下、その実施形態につき説明する。
【００３４】
（第１実施形態）
図２は本発明の第１実施形態に係る水素発生装置の反応装置の模式図であり、（Ａ）は反応装置内に配置された滴下ノズル及び触媒部材の斜視図、（Ｂ）は触媒部材に滴下される芳香族化合物の水素化誘導体の滴下位置を示す平面図である。
【００３５】
図２に示すように、滴下ノズル３は、反応装置１の横断面内側形状と略同一断面形状とされるとともに、下面に０．５ｍｍ程度の複数の孔（図示せず）が形成されており、芳香族化合物の水素化誘導体７を、孔から液滴１７として滴下するできるようになっている。
【００３６】
滴下ノズル３の下方に配置された触媒部材４は、例えば、ステンレスに白金が担持されて構成された、直径２００ｍｍ、板厚０．２ｍｍのロート状円盤であり、円盤の中央に向かって次第に低くなる傾斜面４ａが形成されている。傾斜面４ａの水平面に対する傾斜角θは、好ましくは１／１００≦ｔａｎθ≦１、より好ましくは１／５０≦ｔａｎθ≦２／３、さらに好ましくは１／２５≦ｔａｎθ≦１／２となるように設定されており、例えば、ｔａｎθ＝１／５となるように設定されている。触媒部材４の中心には、パイプ４ｂが設けられ、ロート状円盤の触媒部材４に滴下され、未反応により残った芳香族化合物の水素化誘導体７を回収できるように構成されている。
【００３７】
触媒部材４の下方には、誘導加熱装置の誘導加熱コイル５ａが配置されており、図示しない高周波電流発生装置から高周波電流を流すことにより電磁誘導方式によって触媒部材４を例えば３５０℃程度に高周波誘導加熱するように構成されている。
【００３８】
芳香族化合物の水素化誘導体７の脱水素化反応は、原料貯蔵タンクから原料供給ポンプによって滴下ノズル３に供給された芳香族化合物の水素化誘導体７が、滴下ノズル３から平均粒径５ｍｍ程度の液滴１７となって触媒部材４に向けて滴下されることによりなされる。ここで、触媒部材４に着地した芳香族化合物の水素化誘導体７の液滴１７は、加熱された触媒部材４に接触して脱水素化反応を実施して水素を発生するとともに、触媒部材４の傾斜面４ａを下方に移動する。
これにより、脱水素化反応（吸熱反応）により低下した触媒部材４の着地位置付近の温度を急速に回復させることができ、触媒部材４の温度回復のために必要とされる、芳香族化合物の水素化誘導体７の供給を行わない休止時間を短縮することが可能となるので、水素の発生を効率よく実施できる。
【００３９】
ここで、傾斜面４ａの水平面に対する傾斜角θは、１／１００≦ｔａｎθ≦１（好ましくは１／５０≦ｔａｎθ≦２／３、より好ましくは１／２５≦ｔａｎθ≦１／２）とされているので、脱水素化反応は確実に実施される。加熱された触媒部材４に接触した芳香族化合物の水素化誘導体７は、脱水素化反応を行うとともに、気化して触媒部材４と芳香族化合物の水素化誘導体７との間に気化層が形成されるので、触媒部材４に対する抵抗が小さくなり芳香族化合物の水素化誘導体７の移動速度は速くなる傾向となる。よって、傾斜角θがｔａｎθ＞１となるように設定されると、芳香族化合物の水素化誘導体７が脱水素化反応に充分に寄与しないまま、触媒部材４を通過する傾向となり、水素発生効率が低下する傾向となる。
【００４０】
また、傾斜角θがｔａｎθ＜１／１００となるように設定されると、芳香族化合物の水素化誘導体７が同一地点に留まる時間が長くなったり、実質的に芳香族化合物の水素化誘導体７の移動が期待できなくなる傾向となる。これにより、原料液滴の脱水素化反応及び気化に伴う触媒部材の温度低下が大きくなって、原料供給の休止時間や、原料供給の休止時間における触媒部材に対する加熱量を充分に低減しにくくなるので、水素発生効率が低下する傾向となる。
【００４１】
また、ロート状円盤の触媒部材４に滴下した液滴１７は、脱水素化反応により、その粒径を小さくしながら触媒部材４の中心に向かって移動し、集合する。よって、中心部での芳香族化合物の水素化誘導体７の過度の集合を回避する目的で、図２（Ｂ）に示すように、中心部に近づくに従って芳香族化合物の水素化誘導体７の滴下密度を粗にする、あるいは滴下を行わないなどして、触媒部材４の傾斜面４ａの下方ほど芳香族化合物の水素化誘導体７が着地する量を少なくするのが好ましい。これにより、特に傾斜面の下方で触媒部材４の温度が過度に低下する虞れを確実に防止できる。よって、確実に脱水素化反応を実施できるので、より確実に水素を高効率で発生させることができる。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る水素発生装置を図３を参照して説明する。尚、以下に説明する各実施の形態において、既に図１及び図２において説明した部材などについては、図中に同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。図３に示すように、本実施形態の触媒部材１４は、矩形平板形状に形成されており、触媒部材１４が水平面１５に対して傾斜角θ（前記したように、好ましくは１／１００≦ｔａｎθ≦１、より好ましくは１／５０≦ｔａｎθ≦２／３、さらに好ましくは１／２５≦ｔａｎθ≦１／２）で傾けられて傾斜面１４ａが形成されている。滴下ノズル３から滴下され傾斜面１４ａに着地した液滴１７は、脱水素化反応を行いながら下方に移動する。触媒部材１４の作用は、第１実施形態の触媒部材４と同様であるので説明を省略する。
【００４３】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る水素発生装置を図４に基づいて説明する。図４（Ａ）は触媒部材の平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＩＶＡ−ＩＶＡ矢視縦断面図である。図４に示すように、矩形平板形状の触媒部材２４は、芳香族化合物の水素化誘導体７と接触する触媒部材２４の傾斜面２４ａに、互いに平行とされた複数本の突堤２４ｂが、ジグザグ状に設けられ、該突堤２４ｂの間に誘導路２５が形成されている。触媒部材２４は、第２実施形態の触媒部材１４と同様に、水平面１５に対して傾斜角θ（前記したように、好ましくは１／１００≦ｔａｎθ≦１、より好ましくは１／５０≦ｔａｎθ≦２／３、さらに好ましくは１／２５≦ｔａｎθ≦１／２）で傾けられて滴下ノズル３の下方に配置されている。
【００４４】
滴下ノズル３から滴下され傾斜面２４ａに着地した芳香族化合物の水素化誘導体７の液滴１７は、誘導路２５に誘導されて下方に移動する。これによって、触媒部材２４の各部に着地した芳香族化合物の水素化誘導体７を、その分散状態を維持させながら、触媒部材２４の傾斜面２４ａにて移動させることができるので、芳香族化合物の水素化誘導体７が、特に傾斜面２４ａの下流側で合流するなどして触媒部材２４の温度が極所的に過度に低下する虞れを確実に防止できる。これにより、確実に脱水素化反応を実施できるので、より確実に水素を高効率で発生させることができる。尚、誘導路２５は、触媒部材２４の傾斜面２４ａに、互いに平行に配置された複数本の溝を設けることによって構成してもよい。
【００４５】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態に係る水素発生装置を図５に基づいて説明する。図５は触媒部材の平面図である。図５に示すように、ロート状円盤の触媒部材３４は、芳香族化合物の水素化誘導体７と接触する触媒部材３４の傾斜面３４ａに、複数本の渦巻き状の突堤３４ｂが設けられて、突堤３４ｂの間に誘導路２５が形成されている。滴下ノズル３から滴下され傾斜面３４ａに着地した芳香族化合物の水素化誘導体７の液滴１７は、誘導路２５に誘導されて下方（中央）に移動する。これにより、芳香族化合物の水素化誘導体７が、特に傾斜面３４ａの下流側で合流するなどして触媒部材３４の温度が極所的に過度に低下する虞れを確実に防止できる。これにより、確実に脱水素化反応を実施できるので、より確実に水素を高効率で発生させることができる。
【００４６】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態に係る水素発生装置を図６に基づいて説明する。図６は多段式に配置された複数の触媒部材の縦断面図である。図６に示すように、傾斜角θ（前記したように、好ましくは１／１００≦ｔａｎθ≦１、より好ましくは１／５０≦ｔａｎθ≦２／３、さらに好ましくは１／２５≦ｔａｎθ≦１／２）で傾けられた複数の触媒部材１４は、交互にその傾斜方向を変えるとともに、上方に配置された触媒部材１４Ａの傾斜面１４ａの下端１４ｃと、下方に配置された触媒部材１４Ｂの傾斜面１４ａの上端１４ｂとを上下方向に対向させて配置する。その他の触媒部材１４Ｃ、１４Ｄも同様にして多段式に配置されている。
【００４７】
滴下ノズル３から滴下された芳香族化合物の水素化誘導体７の液滴１７は、先ず触媒部材１４Ａの傾斜面１４ａを脱水素化反応を行いながら下方（矢印Ａ方向）に移動し、下端１４ｃから落下する。落下した液滴１７は、下方に配置された触媒部材１４Ｂの傾斜面１４ａの上端１４ｂで受けられて触媒部材１４Ｂの傾斜面１４ａを脱水素化反応を行いながら下方（矢印Ｂ方向）に移動する。このようにして液滴１７は、多段式に配置された複数の触媒部材１４Ａ，１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄに次々に受け渡されて移動し、長い距離にわたって接触できるので、より連続的に水素を発生させることができる。また、複数の触媒部材１４Ａ，１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄは、多段式に重ねられて配置されているので、少ないスペースに多くの触媒部材１４を収納することが可能となる。
【００４８】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態に係る水素発生装置を図７に基づいて説明する。図７は多段式に配置された円盤状の触媒部材を示し、（Ａ）は触媒部材の平面図、（Ｂ）は縦断面図である。図７に示すように、触媒部材は、その中心に孔４４ｂが設けられるとともに、中心に向かって下降する傾斜面４４ａが形成された第１触媒部材４４と、周辺に向かって下降する傾斜面４５ａが形成された第２触媒部材４５とから構成されている。具体的には、複数の第１触媒部材４４と複数の第２触媒部材４５とが、交互に上下方向に重ねられた状態で配置された構成となっている。
【００４９】
滴下ノズル３から滴下された芳香族化合物の水素化誘導体７の液滴１７は、先ず第１触媒部材４４の傾斜面４４ａを脱水素化反応を行いながら下方（中心方向）に移動し、孔４４ｂから滴下する。滴下した液滴１７は、下方に配置された第２触媒部材４５によって受けられ、第２触媒部材４５の傾斜面４５ａを脱水素化反応を行いながら下方（周辺方向）に移動し、外周縁から滴下する。この液滴１７は、更に下方に配置された第１触媒部材４４の傾斜面４４ａで受けられる。このようにして液滴１７は、多段式に配置された複数の第１触媒部材４４及び第２触媒部材４５に次々に受け渡されて移動し、長い距離にわたって接触できるので、より連続的に水素を発生させることができる。また、複数の第１触媒部材４４及び第２触媒部材４５は、多段式に重ねられて配置されているので、少ないスペースに多くの触媒部材を収納することができる。
【００５０】
尚、本発明の水素発生装置は、前述した実施形態に限定されるものではなく、触媒部材、傾斜面、傾斜面の角度、誘導路、傾斜領域等の、材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を実施できるものであれば適宜な変形、改良が可能であり、限定されない。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、高効率で水素の発生を実施できる水素発生装置及び水素発生方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水素発生装置の反応装置の縦断面模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る水素発生装置の反応装置の模式図であり、（Ａ）は反応装置内に配置された滴下ノズル及び触媒部材の斜視図、（Ｂ）は触媒部材に滴下される芳香族化合物の水素化誘導体の滴下位置を示す平面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係り、水平面に対して傾斜して配置された平板形状の触媒部材の斜視図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係り、（Ａ）は触媒部材の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩＶＡ−ＩＶＡ矢視縦断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係り、触媒部材の平面図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係り、多段式に配置された複数の触媒部材の縦断面図である。
【図７】本発明の第６実施形態に係り、多段式に配置された円盤状の触媒部材を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【符号の説明】
７  芳香族化合物の水素化誘導体
４，１４，２４，３４，４４，４５  触媒部材
４ａ，１４ａ，２４ａ，３４ａ，４４ａ，４５ａ  傾斜面
１４ｂ  傾斜面の上端
１４ｃ  傾斜面の下端
１５  水平面
２４ｂ，３４ｂ  突堤
２５  誘導路
θ  水平面と触媒部材の傾斜面とのなす角度
【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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【図７】
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