(57)【要約】  豊富に存在する海水を原料として、効率のよい水素の製造を期待できる水素製造システム及び水素製造方法を提供する。  海水Ｗを導入させる密閉空間Ｓと密閉空間Ｓ内に高温高圧の蒸気Ｔを噴出する蒸気噴出手段（１８）とを有して密閉空間Ｓ内の海水Ｗを高温高圧下で活性化処理する活性化装置１２と、活性化装置１２で活性化された高温高圧の海水を受入れて通流させる管路装置であり、断面が３角形、５角形、６角形又は８角形のいずれかの形状の海水通流管４０３〜４０８を１個または複数含む管路装置１４と、を有することを特徴とする海水からの水素製造システム１０から構成される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水を導入させる密閉空間と密閉空間内に高温高圧の蒸気を噴出する蒸気噴出手段とを有して密閉空間内の海水を高温高圧下で活性化処理する活性化装置と、
活性化装置で活性化された高温高圧の海水を受入れて通流させる管路装置であり、断面が３角形、５角形、６角形又は８角形のいずれかの形状の海水通流管を１個または複数含む管路装置と、を有することを特徴とする海水からの水素製造システム。
【請求項２】
前記複数の海水通流管は、長手軸が互いに平行でそれらの管端が揃うように支持手段を介して並列に配置支持された並列管ユニットを構成する請求項１記載の海水からの水素製造システム。
【請求項３】
海水通流管の断面形状、大きさ、管数、位置のいずれか又は複数の要素が異なる複数の並列管ユニットを縦続接続し、その際、縦列状に配置された海水通流管どうしがそれらの管内を管外から密閉した状態で長手方向に連通するように接続した請求項２記載の海水からの水素製造システム。
【請求項４】
海水通流管どうしは、それぞれの管中心軸がずれた状態で長手方向に連通接続された請求項３記載の海水からの水素製造システム。
【請求項５】
密閉空間内に導入した海水に高温高圧の蒸気を噴出させることにより、密閉空間内を高温高圧に維持した状態で海水を活性化処理し、
断面が３角形，５角形，６角形又は８角形状のいずれかの形状となる複数の海水通流管を長手軸が平行になるように並列させて構成された管路装置の該海水通流管内に活性化処理した海水を圧送機構を介して圧送することにより水素を製造することを特徴とする海水からの水素製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水を原料として、効率よく水素製造を期待できる海水からの水素製造システム及び水素製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素は、化学、薬品、電気、金属、ガラス工業等の多種の分野で広く利用されている。さらに、近年では、水素は、廃棄物として水しか生成しないことから、化石燃料に変わるクリーンエネルギーとして注目されており、例えば、水素燃料電池及び水素燃料自動車等への利用に向けて研究・開発が行なわれている。よって、将来的には大量の水素が利用されることが予想される。それに対し、従来の水素製造方法としては、例えば、水（電解液）を電気分解して水素を製造する方法や、天然ガス等の炭化水素系燃料ガスを改質して水素を製造する方法（例えば、特許文献１参照）等が知られている。
【特許文献１】特開２００４−１１５３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の電気分解の方法では、水素の生成に大量の電力を消費するので、製造効率が悪い、水素が高コストである、水素の大量生産には経済的に割に合わない等の問題があった。また、地球上に豊富に存在している海水を電気分解して水素を製造しようとする試みもあるが、現状では、上記のように製造効率が悪い点や、不純物を取り除く工程等が必要な点等の多くの問題があり実用的なレベルまでいたっていない。【０００４】
一方、特許文献１記載の水素製造方法は、例えば、下式（ｉ）（ｉｉ）のように、天然ガス（メタンガス）等の炭化水素化合物を触媒の存在下で数百度以上の高温の水蒸気と反応させて水素を得る方法である。
【化１】
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しかしながら、特許文献１記載の水素製造方法では、上式のように、水素が生成される過程で、副産物として一酸化炭素や二酸化炭素ガスが生じるものであり、環境面での問題があった。また、原料となる天然ガス等の資源枯渇のおそれもあった。【０００５】
本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その一つの目的は、豊富に存在する海水を原料として、効率のよい水素の製造を期待できる水素製造システム及び水素製造方法を提供することにある。また、他の目的は、水素を製造する際に一酸化炭素や二酸化炭素ガス等の副産物が少なく、環境面で優れた水素製造システム及び水素製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、海水Ｗを導入させる密閉空間Ｓと密閉空間Ｓ内に高温高圧の蒸気Ｔを噴出する蒸気噴出手段（１８）とを有して密閉空間Ｓ内の海水Ｗを高温高圧下で活性化処理する活性化装置１２と、活性化装置１２で活性化された高温高圧の海水を受入れて通流させる管路装置であり、断面が３角形、５角形、６角形又は８角形のいずれかの形状の海水通流管４０（４０３、４０５、４０６、４０８）を１個または複数含む管路装置１４と、を有することを特徴とする海水からの水素製造システム１０から構成される。海水通流管４０の断面形状は、好適には全ての辺の長さが同じ長さで設定された正３角形、正５角形、正６角形、正８角形のもので設けられるとよい。なお、管の断面形状の辺の長さが異なる形状のものでも良い。【０００７】
また、前記複数の海水通流管４０（４０３〜４０８）は、長手軸（Ｘ）が互いに平行でそれらの管端が揃うように支持手段４４を介して並列に配置支持された並列管ユニット４２ａ〜４２ｂを構成することとしてもよい。海水通流管４０３〜４０８は、管端側から見た際に、それらの断面形状の中心点（軸）Ｘが縦又は横に一直線上に並ぶように配置したり、或いは、規則的または不規則的に縦横に並べて配置することとしてもよい。【０００８】
また、海水通流管４０の断面形状Ｐ、大きさＲ、管数Ｑ、位置（Ｘ）のいずれか又は複数の要素が異なる複数の並列管ユニット（４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ）を縦続接続し、その際、縦列状に配置された海水通流管どうしがそれらの管内を管外から密閉した状態で長手方向に連通するように接続したこととしてもよい。複数の全ての並列管ユニットをそれぞれ、上記要素が異なるように設けてもよいが、少なくとも接続される並列管ユニットどうしで要素が異なれば良い。例えば、３個の並列管ユニット４２ａ、４２ｂ、４２ｃを接続する際に、第１、第３並列管ユニット４２ａ、４２ｃを全く同じ要素で構成されるように設け、第２並列管ユニット４２ｂのみを第１、第３並列管ユニットと要素の構成が異なるように設けても良い。なお、縦続接続する並列管ユニットの個数は任意でよい。縦列状に配置された海水通流管どうしは１対１に連通するように接続されなくてもよい。例えば、一本の海水通流管は複数本の海水通流管と長手方向に連通接続されていても良い。【０００９】
また、海水通流管４０どうしは、それぞれの管中心軸Ｘがずれた状態で長手方向に連通接続されたこととしてもよい。【００１０】
さらに、本発明は、密閉空間Ｓ内に導入した海水Ｗに高温高圧の蒸気Ｔを噴出させることにより、密閉空間Ｓ内を高温高圧に維持した状態で海水Ｗを活性化処理し、断面が３角形，５角形，６角形又は８角形状のいずれかの形状となる複数の海水通流管４０３，４０５，４０６，４０８を長手軸（Ｘ）が平行になるように並列させて構成された管路装置１４の該海水通流管内に活性化処理した海水を圧送機構３４を介して圧送することにより水素を製造することを特徴とする海水からの水素製造方法から構成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の海水からの水素製造システムによれば、海水を導入させる密閉空間と密閉空間内に高温高圧の蒸気を噴出する蒸気噴出手段とを有して密閉空間内の海水を高温高圧下で活性化処理する活性化装置と、活性化装置で活性化された高温高圧の海水を受入れて通流させる管路装置であり、断面が３角形、５角形、６角形又は８角形のいずれかの形状の海水通流管を１個または複数含む管路装置と、を有する構成であるから、海水から直接的に大量の水素を効率良く製造できる水素製造システムの実現できる。また、システムの稼働エネルギーが従来の電気分解法等に対して少なくてすみ、単位生成量当たりの製造コストの低減を図れる。さらに、水素製造の副産物としては二酸化炭素等の温室効果ガス等を発生することがなく、クリーンに水素製造を行うことができる。【００１２】
また、前記複数の海水通流管は、長手軸が互いに平行でそれらの管端が揃うように支持手段を介して並列に配置支持された並列管ユニットを構成することにより、水素発生の効率を向上させることができる。【００１３】
また、海水通流管の断面形状、大きさ、管数、位置のいずれか又は複数の要素が異なる複数の並列管ユニットを縦続接続し、その際、縦列状に配置された海水通流管どうしがそれらの管内を管外から密閉した状態で長手方向に連通するように接続した構成とすることにより、より効率良く大量の水素を製造できる。【００１４】
また、海水通流管どうしは、それぞれの管中心軸がずれた状態で長手方向に連通接続された構成とすることにより、システム構成を大幅に複雑化することなく、より効率良く大量の水素を製造できる。【００１５】
さらに、本発明の海水からの水素製造方法によれば、密閉空間内に導入した海水に高温高圧の蒸気を噴出させることにより、密閉空間内を高温高圧に維持した状態で海水を活性化処理し、断面が３角形，５角形，６角形又は８角形状のいずれかの形状となる複数の海水通流管を長手軸が平行になるように並列させて構成された管路装置の該海水通流管内に活性化処理した海水を圧送機構を介して圧送する構成であるから、海水から直接に大量の水素を効率良く製造できる。さらに、水素製造の副産物としては二酸化炭素等の温室効果ガス等が発生することがないので、クリーンに水素製造を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る海水からの水素製造システム及び水素製造方法の概略説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面説明図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面説明図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ線断面説明図である。
【図５】接続される並列管ユニットにおける海水通流管の長手方向の連通接続状態を示す説明図である。
【図６】第１並列管ユニットと第２並列管ユニットとの接続状態説明図である。
【図７】第２並列管ユニットと第３並列管ユニットとの接続状態説明図である。
【図８】構成要素を異ならしめた実施形態の並列管ユニットの断面説明図である。
【図９】構成要素を異ならしめた他の実施形態の並列管ユニットの断面説明図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０    水素製造システム
１２    活性化装置
１４    管路装置
１８    蒸気噴出装置
４０（４０３、４０５、４０６、４０８）    海水通流管
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ    並列管ユニット
４４    支持手段
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下添付図面を参照しつつ本発明の海水からの水素製造システム及び水素製造方法の実施の形態について説明する。本発明の海水からの水素製造システムは、海水を原料として直接的に水素を製造するシステムである。図１ないし図７は、本発明の海水からの水素製造システムの実施形態を示している。図1に示すように、本実施形態において、海水からの水素製造システム１０は、海水Ｗを高温高圧で活性化処理する活性化装置１２と、活性化された高温高圧の海水を受け入れて通流させる管路装置１４と、を含む。【００１９】
本実施形態において、活性化装置１２は、海水Ｗに高温高圧の蒸気を噴出してエネルギーを与えることにより反応性の高い活性化状態とする第１の処理手段である。図１において、本実施形態では、活性化装置１２は、内部に密閉空間Ｓを有する密閉タンク１６と、密閉空間Ｓ内に高温高圧の蒸気を噴出する蒸気噴出装置１８と、を有している。密閉タンク１６は、例えば、両端を閉鎖した中空の横倒し円筒体からなり、耐熱、耐圧、耐蝕性のあるステンレス等の金属から設けられる。密閉タンクの中空内部は密閉されており、密閉空間Ｓとして、原水となる海水Ｗが導入される。密閉タンク１６は、地面からある程度の高さに配置されて支持脚１９に支持されている。密閉タンク１６の上部には海水を密閉空間内Ｓに投入するための導入口２０が設けられている。一方、密閉タンク１６の下部には活性化させた海水Ｗを排水する排水口２２が設けられている。これらの導入口２０、排水口２２はそれぞれ開閉弁２４，２５を有して開閉自在になっており、それらの閉鎖時には密閉空間Ｓが密閉保持される。なお、図１中、２３は、密閉空間Ｓ内が所定圧力以上になるのを防止する安全弁である。【００２０】
蒸気噴出装置１８は、密閉空間Ｓ内に高温高圧の蒸気Ｔを噴出して該密閉空間の海水を高温高圧に蒸気処理する蒸気噴出手段である。本実施形態では、蒸気噴出装置１８は、密閉空間Ｓ内に噴出口２６を設けて密閉タンク１６に接続された蒸気噴出管２８と、高温高圧の蒸気を蒸気噴出管２８に供給する蒸気発生装置としてのボイラ３０と、を含む。蒸気噴出管２８は、密閉タンク１６の下面側に取り付けられており、その噴出口２６を密閉空間Ｓ内に上方向に向けて取り付けられている。噴出口２６から噴出する蒸気は、その蒸気噴出力により該密閉空間Ｓ内の海水Ｗを下から吹き上げ状に撹拌するようになっている。すなわち、蒸気噴出管２８からの蒸気は、その噴出力で海水を撹拌する撹拌手段を兼ねており、海水の活性化処理を促進させる。蒸気噴出管２８から噴出される蒸気は、本実施形態では、例えば、温度１８０〜３００℃、圧力１５〜３０ａｔｍに設定される。なお、蒸気噴出管２８の噴出口近傍にはタンクからの海水の逆流を防止する逆止弁３２が設けられている。なお、密閉タンクの密閉空間内の温度圧力を一定に保持するように、センサや弁の開閉等を制御する制御部を備えていてもよい。【００２１】
活性化装置１２で海水を高温高圧の蒸気で処理することにより、例えば、局所的に超高温高圧（数千度、数千気圧）となり、或はそれにより発生されるニュートリノ絡みで海水が活性化される。活性化装置１２では、淡水の場合では、原子転換が起こり、例えば、カルシウムや鉄等のミネラル成分が増加することが確認されている。例えば、活性化装置１２では水含有成分は、次式（ａ）〜（ｅ）のような原子転換が起こると考えられる。
【化２】
2007023514.tif 000003
よって、海水の場合でも同様な原子転換が起こり、特定のミネラル成分が増加すると推測される。さらに、活性化処理された高温高圧の海水は、蒸気から熱エネルギーを得て内部エネルギーが高い状態となり、上式のような原子転換とともに、ラジカル反応等の化学反応が起こり、ラジカル類（Ｈ・、ＯＨ・等）や電子等が生じやすく、反応性が高い状態となっていると考えられる。【００２２】
図１に示すように、本実施形態では、処理装置１２で活性化された高温高圧の海水は、圧送機構３４を介して後述する管路装置１４に圧送される。圧送機構３４は、本実施形態では、密閉タンク１６の排水口と管路装置１４の一端側とを接続する接続管３６と、接続管の中間位置に介設された圧力ポンプ３８と、を含む。本実施形態では、圧力ポンプ３８は、例えば、４０〜５０ａｔｍ程度の高い圧力で海水を管路装置１４へ圧送する。【００２３】
管路装置１４は、図２、図３、図４に示すように断面形状Ｐが３角形、５角形、６角形、８角形のいずれかの形状となる海水通流管４０を複数有している。本実施形態では、図１にも示すように、管路装置１４は、全体として水平状に長手軸を配置させた筒体で構成されており、その筒体内部に複数の海水通流管４０を有して設けられている。管路装置１４の一端側から他端側に向けて上記活性化装置１２で活性化した高温高圧の海水を高い圧力で通流させるようになっている。これにより、例えば、活性化された海水が該管路装置１４の海水通流管４０内を通流する際に海水中の水分子（Ｈ２Ｏ）が局所的に発生する高エネルギーを受けて、水素（Ｈ２）が分離生成すると考えられる。すなわち、管路装置１４は、本実施形態に係る水素製造システムにおける主な水素発生部部分を構成している。上記のような断面形状Ｐが３，５，６，８角形といった特定の管内に海水を通流させることで多くの水素が発生することが確認されていることから、それらの断面形状の管内で海水からの水素の分離生成のための高エネルギーの場を発生させやすいと考えられる。【００２４】
図１に示すように、本実施形態では、管路装置１４は、その長手方向に３つのブロック（４２ａ、４２ｂ、４２ｃ）で分割されている。それぞれのブロックは、複数の海水通流管４０をそれらの長手軸が平行になるように並列させて設けられた第１〜第３並列管ユニット４２ａ〜４２ｃから構成されている。そして、第１〜第３並列管ユニットは、長手方向に縦続接続されている。【００２５】
図２において、第１並列管ユニット４２ａは、断面形状Ｐが正３角形の海水通流管４０３、正５角形の海水通流管４０５、正６角形の海水通流管４０６、正８角形の海水通流管４０８をそれぞれ１個ずつ有した、管数Ｑが４個の態様で設けられている。本実施形態では、海水通流管４０３〜４０８は、それらの管長手軸方向に向けて一定の断面形状Ｐで形成された直管部材からなり、例えば、耐熱、耐圧、耐蝕性のあるステンレス等の金属で設けられている。海水通流管４０３〜４０８は、全て同じ管長さで設けられており、それらの長手軸を互いに平行に（図１においては左右方向、図２においては紙面に垂直な方向に向けて）並列配置されている。図２に示すように、例えば、海水通流管４０３〜４０８は、管端口側から見た際に、それらの管の断面形状Ｐの中心点（管の中心軸）が例えば、縦横に規則的（又は不規則的）に並ぶように配置されている。これらの海水通流管４０３〜４０８は、管両端を揃えた状態で支持手段４４を介して支持されている。支持手段４４は、本実施形態では、並列に配置された海水通流管の外側から束ねるように覆うステンレス製の外筒体４４ａと、外筒体４４ａの両端側に固定されたステンレス製の閉鎖蓋体４４ｂを有している。閉鎖壁体４４ｂは、それぞれ海水中流管の両端を固定して支持するとともに、管口以外の部分（図２上、右上がり平行斜線ハッチング部分）を閉鎖している。なお、図２では、外筒体４４ａは断面円筒形状となるように設けられているが、それに限らず、例えば、断面形状が４角形、５角形、６角形等その他任意の断面形状の筒体でも良い。また支持手段４４は、筒体に限らず、例えば、枠体、その他の支持部材であってもよい。また、複数の海水通流管の胴部どうしを溶接等で固定して互いに並列配置状態を支持することとしてもよく、その他並列配置させた複数の管を支持するものであれば任意の支持構成でよい。また、本実施形態では、第１並列管ユニット４２ａは、圧送機構の接続管３６とバッファ部３９を介して接続されており、各海水通流管４０３〜４０８内に略均等に海水が導入されやすくなっている。さらに、上記のように外筒体内に海水通流管４０を並列配置して設けられているので、圧力ポンプ３８から圧送される海水が各海水通流管を略均等な圧力で通流することができ、その結果、総合的な水素発生の効率が良い。なお、図２では、並列管ユニットは、説明のために単純なモデルで構成した場合を示しているが、それに限らず、例えば、図８、図９に示すように、並列管ユニット４２ｄ、４２ｅのような並列構成としてもよく、海水通流管の断面形状Ｐ、大きさＲ、管数Ｑ、位置等の各要素を任意に組み合わせて構成することとしてもよい。なお、海水通流管の大きさとは、本実施形態では例えば断面形状Ｐの外接円の中心（中心軸Ｘ）から頂点までの長さを示しており、位置は、本実施形態では例えば中心軸Ｘの位置を示している。図８では、並列管ユニット４２ｄは、各海水通流管４０の大きさＲが図２ないし図４のものと比較して小さく、管数Ｑが５本の構成となっている。また、図９に示す並列管ユニット４２ｅように、多数の海水通流管を並列は位置することでより効率良い水素発生を期待できる。【００２６】
図３、図４に示すように、本実施形態では、第２、第３並列管ユニット４２ｂ、４２ｃも第１並列管ユニット４２ａと略同じ構成であり、断面形状が正３，５，６，８角形の海水通流管４０３〜４０８を１本ずつ含む構成で設けられている。第２、第３並列管ユニット４２ｂ、４２ｃでは、各海水通流管４０の配置位置がそれぞれ異なるように設定されている。本実施形態では、海水通流管４０３〜４０８の位置が異なる複数の並列管ユニット４２ａ〜４２ｃを縦続接続して設けられている。なお、本実施形態では、並列配置された海水通流管群の中心軸Ｙ、すなわち、外筒体４４ａの中心軸Ｙ回りに所要角度回転させてそれらの管の位置を変更させている。また、接続される複数の並列管ユニットは、本実施形態のように、複数の海水通流管４０を単に位置を変更させて構成したものに限らず、該海水通流管の断面形状Ｐ、大きさＲ、管数Ｑ、位置（Ｘ）のいずれか又は複数の要素を異ならせて構成するようにしてもよい。また、例えば、図２、図３、図４の態様の並列管ユニット４２ａ、４２ｂ、４２ｃと、図８に示した態様の並列管ユニット４２ｄを接続することとしてもよい。【００２７】
縦続接続される並列管ユニット４２ａ〜４２ｃでは、上記のような海水通流管の位置が異なる並列配置構成となっているので、図５、図６、図７に示すように、縦列状に配置された海水通流管どうしは、それぞれの管中心軸Ｘがずれた状態で接続されている。なお、図６，７上では、実線が第１並列管ユニット４２ａの海水通流管４０ａの管端口、一点鎖線が第２並列管ユニット４２ｂの海水通流管の管端口４０ｂ、二点鎖線が第３並列管ユニット４２ｃの海水通流管４０ｃの管端口をそれぞれ表している。本実施形態では、図６、図７に示すように、それぞれの縦列状に配置された海水通流管４０どうしは、少なくとも一部が重なり合うように管端開口が位置ずれした状態となっており、流路面積の小さな連通部Ｈを介してのみ管内どうしを連通させながら、長手方向に接続されている。さらに、本実施形態では、並列管ユニットを付き合わせた際に、海水通流管４０を支持している閉鎖蓋体４４ｂが互いの海水通流管４０の位置ずれした管端口の開口部分を密着状に閉鎖するようになっている。すなわち、長手方向に連通接続される海水通流管どうしは、それらの管内どうしのみを連通するように設けられており、それらの管内を管外から密閉した状態となっている。これにより、海水が海水通流管の外部に漏れることなく、良好な高圧通流状態を保持できる。また、本実施形態では、上記のように、縦列状に配置される海水連通管４０がそれぞれの管中心軸Ｘがずれて連通接続されることにより、管路部分が並列管ユニットの接続位置で一部狭い管路となるように設けられるとともに、異なる断面形状の海水通流管どうし（例えば、断面３角形の海水通流管４０３と断面６角形の海水通流管４０６）が連通接続されている。したがって、管路装置を通流する海水は、単なる平坦な直線状の流れでなく、途中で流路が狭まることにより流速が変化したり、或いは、断面形状の異なる海水連通管内を複数しながら流れることとなる。これにより、管路装置全体での水素発生効率が向上することが期待できる。なお、管路装置１４は、原理的には、断面形状が、３，５，６，８角形の海水通流管いずれか１個の海水通流管４０のみでもよい。しかし、異なる断面形状のものを複数組み合わせた構成とすることにより、水素発生効率が向上する。並列管ユニットは、２個、３個以上の任意の数を接続してもよい。【００２８】
なお、図１に示すように、管路装置１４の他端側、すなわち第３並列管ユニット４２ｃ側には、分離装置４６が接続されている。分離装置４６は、海水通流管４０内を通流してきた海水から水素と水とその他塩等とをそれぞれ分離して取出す分離手段である。海水通流管内で海水から生成された水素は、分離装置で分離されて、例えば、液体状態で水素貯蔵タンク４８等で回収貯蔵される。【００２９】
次に、本実施形態に係る海水からの水素製造システムの作用を水素製造方法とともに説明する。活性化装置１２の密閉タンク１６内に、排水口２２を閉じた状態で導入口２０から原料となる海水を導入する。導入口の開閉弁を閉鎖して、例えば、２３０℃、２５ａｔｍの蒸気を蒸気噴出装置１８を介して密閉空間Ｓ内に噴出させつつ、密閉空間Ｓ内を高温高圧に維持しながら、海水を活性化処理する。この際、蒸気は海水を撹拌するように噴出される。そして、例えば、１時間程度処理した後に、排水口２２を開くとともに、活性化処理した高温高圧の海水を圧送機構３４を介して管路装置１４の海水通流管４０３〜４０８内に高圧状態で通流させる。この際、活性化された海水が該管路装置１４の海水通流管４０内を通流する際に海水中の水分子が局所的に発生する高エネルギー（例えば、超高温高圧の反応）を受けて、水素が分離生成すると考えられる。この海水通流管内における水素生成のメカニズムについては、実態的な解明はなされていないが、例えば、管内におけるキャビテーションのような微小気泡の発生と崩壊による超高温高圧の発生現象や、水分子から水素が直接的に熱分離する反応、水及びその他のラジカル反応等の化学反応、活性化された海水中に含まれるナトリウム、カルシウム、鉄等のミネラル成分、塩素、その他の含有成分との酸化還元反応、或いは、後述の高尾が提唱するニュートリノ反応等の現象が単独又はそれらのいくつかの現象・反応が複雑に組み合わさって、水から水素が生成するものと考えられる。その一例として、例えば、水分子のラジカル反応について考慮すると、例えば、次式のような反応によって水素が発生すると考えられる。
【化３】
2007023514.tif 000004
なお、その他の詳細なラジカル反応については省略する。ニュートリノ励起原子ラジカル及びニュートリノ形態波動共鳴については、次式のように海水通流管内でニュートリノ（ν）、反ニュートリノ（ν＊）が発生し、その発生したニュートリノ（ν、ν＊）が水分子と反応して水素が発生すると考えられる。
【化４】
2007023514.tif 000005
なお、式中、ｅ−は電子、ｅ＋は陽電子である。したがって、上記の式（５）（６）（７）（１０）により水素（Ｈ２）が発生すると考えられる。一般的には、ニュートリノは、例えば、核融合、核分裂、その他の原子核反応、素粒子反応時等に創生されることが多く、電荷をもたない微粒子で弱い相互作用しかなく他の物質とはほとんど反応しないことが知られている。その一方で、ニュートリノ（ν）は、下式（１１）（１２）のように、原子核（中性子）と反応して核変換等起こすことも知られている。
【化５】
2007023514.tif 000006
なお、式中、ｎは中性子、ｐは陽子、ｅ−は電子である。ニュートリノが上式（３）〜（１０）のような反応を起こし水からの水素発生に関係していると推測される。【００３０】
さらに、管路装置は、図２ないし図４に示すように、海水通流管の並列配置構成が異なる並列管ユニットを接続して構成されているので、図５に示すように、管路装置の海水通流管内を通流する海水は、中間位置で流速がしたり、複数の異なる断面形状の海水通流管を通流する。これにより、上記のような水素発生の反応が促進すると考えられる。また、処理装置で活性化された海水成分として含まれる、ナトリウムカルシウムや鉄、塩素等のその他の種々の物質等がＨ・以外のラジカル（例えば、ＯＨ・や電子等）と反応することにより、下式（１３）のような逆反応が減少し、水素の生成反応（例えば、上式（２）（１０））を促進すると考えられる。
【化６】
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また、管路装置１４の海水通流管４０内を通流させることで、局所的に高エネルギーが発生することにより、活性化装置と同じように、海水中の成分が原子転換すると考えられる。したがって、さらに改質された海水を得ることができる。また、海水中の水分子が形成するクラスタもナノ（１０−９）からピコ（１０−１２）サイズの小さなクラスタが形成されることが期待される。本実施形態に係る水素製造システムは、海水から直接に大量の水素製造を期待できるので、例えば、海洋上を行き来する大型タンカー等の大型船舶に積載することで、随時海水から水素燃料を製造することができ、長期航行、及び物品の大量輸送の点で優れる。また、同様に臨海都市、臨海工業地域、島、海洋プラント等に設置しても有効なエネルギー活用を図ることができる。さらに、水素製造時の廃棄物としてもクリーンなものであるので、環境面でも優れている。【００３１】
以上説明した本発明の海水からの水素製造システム及び水素製造方法は、上記した実施形態のみの構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の本質を逸脱しない範囲において、任意の改変を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の海水からの水素製造システム及び水素製造方法は、水素燃料電池或いは各種産業等広い分野で使用される水素を工業的に製造する際に好適に適用される。特に、海洋上を行き来する大型タンカー等に水素を燃料する動力源とともに設置すると、燃料補給等の点で有利である。また、同様に臨海都市、臨海工業地域、島、海洋プラント等に設置しても有効なエネルギー活用を図ることができる。
【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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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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