JP7152638B2 - A material manufacturing method for manufacturing a hydrogen generating material containing magnesium hydride, which is intended to improve the generation reaction of magnesium hydride, and a hydrogen manufacturing method using the hydrogen generating material containing magnesium hydride manufactured by the material manufacturing method - Google Patents
A material manufacturing method for manufacturing a hydrogen generating material containing magnesium hydride, which is intended to improve the generation reaction of magnesium hydride, and a hydrogen manufacturing method using the hydrogen generating material containing magnesium hydride manufactured by the material manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7152638B2 JP7152638B2 JP2018222292A JP2018222292A JP7152638B2 JP 7152638 B2 JP7152638 B2 JP 7152638B2 JP 2018222292 A JP2018222292 A JP 2018222292A JP 2018222292 A JP2018222292 A JP 2018222292A JP 7152638 B2 JP7152638 B2 JP 7152638B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- iodide
- magnesium
- solution
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 176
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims description 171
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 171
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 146
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 133
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 78
- 229910012375 magnesium hydride Inorganic materials 0.000 title claims description 61
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 110
- BLQJIBCZHWBKSL-UHFFFAOYSA-L magnesium iodide Chemical compound [Mg+2].[I-].[I-] BLQJIBCZHWBKSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 73
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 65
- 229910001641 magnesium iodide Inorganic materials 0.000 claims description 65
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 59
- XZXYQEHISUMZAT-UHFFFAOYSA-N 2-[(2-hydroxy-5-methylphenyl)methyl]-4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C(CC=2C(=CC=C(C)C=2)O)=C1 XZXYQEHISUMZAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 47
- 229940107816 ammonium iodide Drugs 0.000 claims description 47
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 42
- 229910000043 hydrogen iodide Inorganic materials 0.000 claims description 41
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 150000002681 magnesium compounds Chemical class 0.000 claims description 28
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 28
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 25
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 22
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 21
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- DYQXWZRAJXHSDP-UHFFFAOYSA-L O.I[Mg]I Chemical compound O.I[Mg]I DYQXWZRAJXHSDP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 17
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 14
- 238000011038 discontinuous diafiltration by volume reduction Methods 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 11
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 7
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 73
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 71
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 24
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 19
- 229910019440 Mg(OH) Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 14
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 10
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 8
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 7
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 235000012254 magnesium hydroxide Nutrition 0.000 description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 5
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 5
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UKFWSNCTAHXBQN-UHFFFAOYSA-N ammonium iodide Chemical compound [NH4+].[I-] UKFWSNCTAHXBQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 magnesium halides Chemical class 0.000 description 1
- CKYYFGUIKHUOKJ-UHFFFAOYSA-L magnesium;diiodide;octahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[I-].[I-] CKYYFGUIKHUOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002835 noble gases Chemical class 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Description
本発明は水素化マグネシウムの生成反応の向上を図った水素化マグネシウムを含む水素発生材料を製造する材料製造方法、及び、その材料製造方法で製造された水素化マグネシウムを含む水素発生材料を用いた水素製造方法に関する。 The present invention uses a material manufacturing method for manufacturing a hydrogen generating material containing magnesium hydride, which is intended to improve the generation reaction of magnesium hydride, and a hydrogen generating material containing magnesium hydride manufactured by the material manufacturing method. It relates to a method for producing hydrogen.
近年、エネルギー源として水素が注目を浴びるようになっており、その水素を貯蔵する方法として水素化マグネシウムがある。 In recent years, hydrogen has been attracting attention as an energy source, and magnesium hydride is available as a method for storing the hydrogen.
そして、特許文献1には、水素化マグネシウムの製造方法が開示されており、具体的には、水酸化マグネシウムを加熱脱水することで酸化マグネシウムとする第1手順と、約2000(K)の温度を有するプラズマトーチのプラズマ火炎中に第1手順で得た酸化マグネシウムを供給するとともに還元剤としてのガスであるメタン及び/又は水素を供給して金属マグネシウムを生成する第2手順と、金属マグネシウムを生成後、プラズマ火炎に供給するガスを水素として、金属マグネシウムから水素化マグネシウムを生成する第3手順を行う方法が開示されている。 Patent Document 1 discloses a method for producing magnesium hydride, specifically, a first procedure in which magnesium hydroxide is dehydrated by heating to form magnesium oxide, and a temperature of about 2000 (K). A second step of supplying magnesium oxide obtained in the first step into the plasma flame of a plasma torch having a and supplying methane and / or hydrogen, which is a gas as a reducing agent, to produce metallic magnesium; After generation, a method is disclosed in which a third procedure is performed to generate magnesium hydride from metallic magnesium using hydrogen as the gas supplied to the plasma flame.
なお、特許文献1では、第2手順において、水素を供給すると、冷却時に可逆反応によって、金属マグネシウムが水酸化マグネシウムになってしまうことが説明されており、現実的には、還元剤としてのガスをメタンとして第2手順を行うことになると考えられる。 In addition, in Patent Document 1, it is explained that when hydrogen is supplied in the second step, metallic magnesium becomes magnesium hydroxide due to a reversible reaction during cooling. is considered to be the second procedure as methane.
ところで、特許文献1では、熱プラズマを用いているため、プラズマの温度が約2000(K)という高温であり、設備に高い耐熱性が必要であるとともに、プラズマの温度を2000(K)にするのにもエネルギーが使用されているため、エネルギーロスも大きいという問題がある。 By the way, in Patent Document 1, since thermal plasma is used, the temperature of the plasma is as high as about 2000 (K), and the equipment needs to have high heat resistance, and the plasma temperature is set to 2000 (K). There is also the problem that energy loss is large because energy is used for both.
そこで、比較的低温でのプラズマ処理が可能な非平衡プラズマを利用して水素化マグネシウムを生成することの検討を進めたところ、プラズマで処理する原料にハロゲン化マグネシウムを用いることで、水素化マグネシウムを含む水素発生材料を製造可能であることを発見したが、水素化マグネシウムの生成反応をより一層向上することが望まれる。 Therefore, we investigated the use of non-equilibrium plasma that allows plasma processing at relatively low temperatures to generate magnesium hydride. Although it has been found that it is possible to produce a hydrogen generating material containing, it is desired to further improve the production reaction of magnesium hydride.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、水素化マグネシウムの生成反応の向上を図った水素化マグネシウムを含む水素発生材料を製造する材料製造方法、及び、その材料製造方法で製造された水素化マグネシウムを含む水素発生材料を用いた水素製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a material manufacturing method for manufacturing a hydrogen generating material containing magnesium hydride, which is intended to improve the generation reaction of magnesium hydride, and a material manufacturing method thereof. An object of the present invention is to provide a method for producing hydrogen using a hydrogen generating material containing magnesium hydride produced.
本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
(1)本発明の材料製造方法は、水素化マグネシウムを含む水素発生材料を製造する材料製造方法であって、前記材料製造方法は、原料にプラズマを照射する処理室を減圧に保つ減圧ステップと、前記原料を加熱して気体の状態で前記プラズマ中に供給する供給ステップと、前記原料と前記プラズマの反応で生成した前記水素化マグネシウムを含む前記水素発生材料を回収する回収ステップと、を含み、前記原料がヨウ化マグネシウムであり、前記プラズマが還元雰囲気を形成する水素を含む反応性ガスのプラズマである。
In order to achieve the above objects, the present invention is grasped by the following configurations.
(1) A material manufacturing method of the present invention is a material manufacturing method for manufacturing a hydrogen generating material containing magnesium hydride, and the material manufacturing method includes a depressurization step of maintaining a depressurization of a processing chamber for irradiating plasma on a raw material. , a supply step of heating the raw material and supplying it in a gaseous state into the plasma; and a recovery step of recovering the hydrogen generating material containing the magnesium hydride produced by the reaction between the raw material and the plasma. , the raw material is magnesium iodide, and the plasma is a plasma of a reactive gas containing hydrogen that forms a reducing atmosphere.
(2)上記(1)の構成において、前記減圧ステップは、前記処理室から気体を排出する排気管に接続されたポンプによって行われ、前記材料製造方法は、前記処理室から前記ポンプに至るまでの間に、前記処理室から排出された気体の体積を減少させる体積減少ステップを含み、前記体積減少ステップが、前記処理室から前記ポンプに至るまでの間の排気管を冷却して、少なくとも排出された前記気体中のヨウ化水素を液体、固体、又は、液体及び固体の混合物の状態にして体積を減少させるステップである。 (2) In the configuration of (1) above, the depressurization step is performed by a pump connected to an exhaust pipe for discharging gas from the processing chamber, and the material manufacturing method extends from the processing chamber to the pump. reducing the volume of the gas exhausted from the processing chamber between, wherein the volume reducing step cools an exhaust pipe between the processing chamber and the pump to at least exhaust reducing the volume of the hydrogen iodide in the gas to liquid, solid, or a mixture of liquid and solid.
(3)上記(1)の構成において、前記減圧ステップは、前記処理室から気体を排出する排気管に接続されたポンプによって行われ、前記材料製造方法は、前記処理室から前記ポンプに至るまでの間に、前記処理室から排出された気体の体積を減少させる体積減少ステップを含み、前記体積減少ステップが、前記処理室から前記ポンプに至るまでの間の排気管内にアンモニアガスを供給し、少なくとも排出された前記気体中のヨウ化水素をヨウ化アンモニウムにして固化し、体積を減少させるステップである。 (3) In the configuration of (1) above, the depressurization step is performed by a pump connected to an exhaust pipe for discharging gas from the processing chamber, and the material manufacturing method extends from the processing chamber to the pump. a volume reduction step of reducing the volume of the gas discharged from the processing chamber, wherein the volume reduction step supplies ammonia gas into an exhaust pipe between the processing chamber and the pump; At least the hydrogen iodide in the discharged gas is converted to ammonium iodide and solidified to reduce the volume.
(4)本発明の水素製造方法は、上記(1)の構成を有する材料製造方法で製造された水素化マグネシウムを含む水素発生材料を用いた水素製造方法であって、前記材料製造方法は、前記減圧ステップで前記処理室から排出された気体を溶液に曝して、少なくとも排出された前記気体中のヨウ化水素の溶解したヨウ化水素溶液を取得する溶液取得ステップを含み、前記水素製造方法は、前記水素発生材料を溶液に投入して水素を発生させる水素発生ステップと、前記水素発生ステップで副生成物として生成される酸素含有マグネシウム化合物と前記ヨウ化水素溶液を反応させて、ヨウ化マグネシウムを含むヨウ化マグネシウム含有溶液を取得するヨウ化マグネシウム含有溶液取得ステップと、前記ヨウ化マグネシウム含有溶液からヨウ化マグネシウム水和物を取得する水和物取得ステップと、前記ヨウ化マグネシウム水和物とヨウ化アンモニウムを反応させてヨウ化マグネシウム水和物の脱水を行う脱水ステップと、を含み、前記脱水ステップで脱水された無水のヨウ化マグネシウムが前記原料に利用される。 (4) A method for producing hydrogen according to the present invention is a method for producing hydrogen using a hydrogen generating material containing magnesium hydride produced by the method for producing a material having the configuration of (1) above, wherein the method for producing a material comprises: a solution obtaining step of exposing the gas discharged from the processing chamber in the decompression step to a solution to obtain a hydrogen iodide solution in which at least hydrogen iodide in the discharged gas is dissolved; a hydrogen generating step of adding the hydrogen generating material to a solution to generate hydrogen; and reacting an oxygen-containing magnesium compound produced as a by-product in the hydrogen generating step with the hydrogen iodide solution to produce magnesium iodide. a magnesium iodide-containing solution obtaining step of obtaining a magnesium iodide-containing solution containing; a hydrate obtaining step of obtaining magnesium iodide hydrate from the magnesium iodide-containing solution; and the magnesium iodide hydrate and and a dehydration step of reacting ammonium iodide to dehydrate magnesium iodide hydrate, wherein anhydrous magnesium iodide dehydrated in the dehydration step is used as the raw material.
(5)本発明の水素製造方法は、上記(2)の構成を有する材料製造方法で製造された水素化マグネシウムを含む水素発生材料を用いた水素製造方法であって、前記材料製造方法は、液体、固体、又は、液体及び固体の混合物の状態の前記ヨウ化水素を取得するヨウ化水素取得ステップを含み、前記水素製造方法は、前記水素発生材料を溶液に投入して水素を発生させる水素発生ステップと、前記水素発生材料を溶液に投入した後の投入後溶液に前記ヨウ化水素を投入し、水素発生ステップで副生成物として生成される酸素含有マグネシウム化合物と前記ヨウ化水素を反応させて、ヨウ化マグネシウムを含むヨウ化マグネシウム含有溶液を取得するヨウ化マグネシウム含有溶液取得ステップと、前記ヨウ化マグネシウム含有溶液からヨウ化マグネシウム水和物を取得する水和物取得ステップと、前記ヨウ化マグネシウム水和物とヨウ化アンモニウムを反応させてヨウ化マグネシウム水和物の脱水を行う脱水ステップと、を含み、前記脱水ステップで脱水された無水のヨウ化マグネシウムが前記原料に利用される。 (5) A method for producing hydrogen according to the present invention is a method for producing hydrogen using a hydrogen generating material containing magnesium hydride produced by the method for producing a material having the configuration of (2) above, wherein the method for producing a material comprises: A hydrogen iodide obtaining step of obtaining the hydrogen iodide in the form of a liquid, a solid, or a mixture of liquid and solid, wherein the method for producing hydrogen includes adding the hydrogen generating material to a solution to generate hydrogen. a generating step, and adding the hydrogen iodide to the solution after adding the hydrogen generating material to the solution, and reacting the oxygen-containing magnesium compound produced as a by-product in the hydrogen generating step with the hydrogen iodide; a magnesium iodide-containing solution obtaining step of obtaining a magnesium iodide-containing solution containing magnesium iodide; a hydrate obtaining step of obtaining magnesium iodide hydrate from the magnesium iodide-containing solution; and a dehydration step of reacting magnesium hydrate with ammonium iodide to dehydrate the magnesium iodide hydrate, wherein anhydrous magnesium iodide dehydrated in the dehydration step is used as the raw material.
(6)上記(4)又は(5)の構成において、前記水素製造方法は、前記脱水ステップで発生するアンモニアとヨウ化水素が反応して生成されるヨウ化アンモニウムを取得するヨウ化アンモニウム取得ステップを含み、前記ヨウ化アンモニウム取得ステップで取得したヨウ化アンモニウムが前記脱水ステップで利用される。 (6) In the configuration of (4) or (5) above, the hydrogen production method includes an ammonium iodide obtaining step of obtaining ammonium iodide produced by reacting ammonia generated in the dehydration step with hydrogen iodide. wherein the ammonium iodide obtained in the ammonium iodide obtaining step is utilized in the dehydration step.
(7)本発明の水素製造方法は、上記(3)の構成を有する材料製造方法で製造された水素化マグネシウムを含む水素発生材料を用いた水素製造方法であって、前記材料製造方法は、前記ヨウ化アンモニウムを取得するヨウ化アンモニウム取得ステップを含み、前記水素製造方法は、前記水素発生材料を溶液に投入して水素を発生させる水素発生ステップと、前記水素発生材料を溶液に投入した後の投入後溶液から水素発生ステップで副生成物として生成される酸素含有マグネシウム化合物を取得する酸素含有マグネシウム化合物取得ステップと、前記酸素含有マグネシウム化合物と前記ヨウ化アンモニウムを反応させて無水のヨウ化マグネシウムを得るヨウ化マグネシウム取得ステップと、を含み、前記ヨウ化マグネシウム取得ステップで取得した前記ヨウ化マグネシウムが前記原料に利用される。 (7) A method for producing hydrogen according to the present invention is a method for producing hydrogen using a hydrogen generating material containing magnesium hydride produced by the method for producing a material having the configuration of (3) above, wherein the method for producing a material comprises: The method for producing hydrogen includes an ammonium iodide obtaining step of obtaining the ammonium iodide, wherein the method for producing hydrogen comprises: a hydrogen generating step of adding the hydrogen generating material to a solution to generate hydrogen; An oxygen-containing magnesium compound obtaining step of obtaining an oxygen-containing magnesium compound produced as a by-product in the hydrogen generation step from the solution after the addition of, and an anhydrous magnesium iodide by reacting the oxygen-containing magnesium compound and the ammonium iodide and a step of obtaining magnesium iodide, wherein the magnesium iodide obtained in the step of obtaining magnesium iodide is used as the raw material.
(8)上記(7)の構成において、前記水素製造方法は、前記ヨウ化マグネシウム取得ステップで発生するアンモニアガスを取得するアンモニアガス取得ステップを含み、前記アンモニアガス取得ステップで取得された前記アンモニアガスが前記体積減少ステップで前記処理室から前記ポンプに至るまでの間の排気管内に供給される前記アンモニアガスに利用される。 (8) In the configuration of (7) above, the hydrogen production method includes an ammonia gas obtaining step of obtaining ammonia gas generated in the magnesium iodide obtaining step, and the ammonia gas obtained in the ammonia gas obtaining step is used for the ammonia gas supplied into the exhaust pipe between the process chamber and the pump in the volume reduction step.
本発明によれば、水素化マグネシウムの生成反応の向上を図った水素化マグネシウムを含む水素発生材料を製造する材料製造方法、及び、その材料製造方法で製造された水素化マグネシウムを含む水素発生材料を用いた水素製造方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, there are provided a material manufacturing method for manufacturing a hydrogen generating material containing magnesium hydride in which the production reaction of magnesium hydride is improved, and a hydrogen generating material containing magnesium hydride manufactured by the material manufacturing method. can provide a method for producing hydrogen using
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態(以下、実施形態)について詳細に説明する。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to an accompanying drawing, the form (henceforth, embodiment) for implementing this invention is demonstrated in detail.
The same numbers are given to the same elements throughout the description of the embodiment.
(第1実施形態)
図1は本発明に係る第1実施形態の水素化マグネシウムを含む水素発生材料を製造する材料製造方法に用いる製造装置10を説明するための断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a
図1に示すように、製造装置10は、内部にアクセスするときに開閉される開閉扉11Aを有し、原料にプラズマを照射する処理室11と、プラズマを照射する処理の間、処理室11を減圧に保つ減圧手段としての排気用のポンプP(真空ポンプ)と、を備えている。
なお、ポンプPは排気される気体へのオイルの混入を避けるため、ドライポンプであることが好ましい。
As shown in FIG. 1, the
It should be noted that the pump P is preferably a dry pump in order to avoid mixing oil into the exhausted gas.
具体的には、製造装置10は、処理室11から気体を排出する排気管12を備えており、ポンプPは、その排気管12の途中に接続されている。
なお、ポンプPよりも下流側(処理室11から離れる側)の排気管12は溶液(水溶液13A)を貯蔵した処理タンク13内の溶液中に挿入され、その溶液中に位置する排気管12に設けられた貫通孔12Aから処理室11から排出された気体が溶液中にバブリング状態で放出されることで溶液に曝されるようになっており、溶液に曝された後の気体が処理タンク13に設けられた図示しない放出口から処理タンク13外部に放出されるようになっている。
Specifically, the
The
また、製造装置10は、原料とプラズマの反応で生成した水素化マグネシウムを含む水素発生材料を回収する回収部14を備えている。
なお、回収部14は、後ほど説明するように、水素化マグネシウムを含む水素発生材料を付着させる部材である。
The
In addition, the
そして、本実施形態では、水素発生材料中の水素化マグネシウムの含有率を高くするために、水素発生材料を付着させる回収部14の表面SFの温度を400℃以上800℃以下の温度に保つようにするため、回収部14には、厚さ10mm以内のステンレスの板が用いられている。
In this embodiment, in order to increase the content of magnesium hydride in the hydrogen generating material, the temperature of the surface SF of the
また、製造装置10は、原料を加熱して気体の状態でプラズマ中に供給する原料供給部15を備えている。
具体的には、原料供給部15は、処理室11の上側の外に配置され、貯蔵した原料を気体の状態に加熱する加熱部15Aと、気体の状態を保つように加熱され、処理室11に原料を導く原料供給路15Bと、加熱部15Aの上部に設けられ、加熱部15Aに原料を投入する時に開閉される上蓋15AAと、を備えている。
The
Specifically, the raw
なお、図示は省略しているが、加熱部15A及び原料供給路15Bは、原料が気体となる温度に加熱できるヒータ構造(例えば、通電加熱構造等)を備えている。
Although illustration is omitted, the
さらに、製造装置10は、プラズマ化して原料に反応させる反応性ガスを供給するガス供給部16と、プラズマを生成させるためのマイクロ波を供給するマイクロ波供給部17と、処理室11に導入するマイクロ波を通す誘電体(例えば、石英やセラミック等)の窓18と、を備えている。
Furthermore, the
具体的には、ガス供給部16は、反応性ガス(例えば水素ガス)を貯蔵しているガスボンベ又はガスタンクと処理室11の間を繋ぐガス配管と、図示を省略しているが、そのガス配管上に設けられ、処理室11に供給する反応性ガスの流量を制御する流量制御器(例えば、マスフローコントローラ)と、を備えている。
Specifically, the
また、マイクロ波供給部17は、マイクロ波発生部17Aと、マイクロ波発生部17Aで発生したマイクロ波を窓18まで導波させる導波部17Bと、を備えている。
The
そして、マイクロ波発生部17Aは、マイクロ波発生器(例えば、マグネトロン)と、マイクロ波発生器にマイクロ波を発生させるための電力を供給する電源装置と、を備えており、その電源装置から電力がマイクロ波発生器に供給されると、マイクロ波発生器でマイクロ波が発生し、その発生したマイクロ波は導波部17Bによって窓18のところまでガイドされ、窓18を通じて処理室11内に導入される。
The
このような構成で生成されるプラズマは、マイクロ波表面波プラズマであり、マイクロ波表面波プラズマは、電子密度が高いので窓18を通じて照射されたマイクロ波はマイクロ波表面波プラズマの表面で反射されて内部には入らないがマイクロ波表面波プラズマの表面に沿う形で伝搬される。
The plasma generated in such a configuration is a microwave surface wave plasma, and since the microwave surface wave plasma has a high electron density, the microwave irradiated through the
また、マイクロ波表面波プラズマは、他のプラズマ(例えば、高周波プラズマや直流放電プラズマ等)と比較すれば、電子温度が低く(例えば、1eV程度)、他のプラズマのように、高い電子温度(例えば、10eV以上)とするためにエネルギーが消費されるプラズマと異なり、エネルギーロスが少ないという利点があるとともに、例えば、0.5m2以上の大面積の範囲に生成することができる。 Microwave surface wave plasma has a low electron temperature (e.g., about 1 eV) compared to other plasmas (e.g., high-frequency plasma, DC discharge plasma, etc.), and has a high electron temperature (e.g., about 1 eV). For example, unlike plasma that consumes energy to achieve 10 eV or more), it has the advantage of less energy loss and can be generated in a large area of 0.5 m 2 or more, for example.
さらに、処理室11内に入射させるマイクロ波は、窓18を通して伝搬するが、表面波として吸収されるため、処理室11内には、マイクロ波(電磁波)が存在せず、処理室11内の構成自由度が高いとともに、マイクロ波表面波プラズマは、プラズマ中のイオンや分子の温度が熱プラズマと呼ばれるものに比べ大幅に低い(ほぼ常温)という特徴があり、先行技術文献で用いられている熱プラズマに比べ圧倒的に低い温度のプロセスを実現することができる。
Furthermore, the microwaves incident into the
なお、本実施形態では、処理室11の上側に複数(具体的には2個)の窓18を設け、それぞれの窓18に対応して複数(具体的には2個)のマイクロ波供給部17を設けるようにしているが、必ずしも、窓18及びマイクロ波供給部17を複数設けなければならないわけではない。
In this embodiment, a plurality of (specifically two)
また、原料と反応性ガスのプラズマとの反応性を高めるためには、プラズマの密度が高い方が好ましいと考えられる。
なお、反応性ガスとは原料との反応で生成される水素化マグネシウム(MgH2)を構成する原子である水素を含むガス(例えば、水素ガスやメタン、プロパン等の炭化水素ガス)であり、したがって、希ガスは反応性ガスにはならない。
In addition, it is considered preferable that the density of the plasma is high in order to increase the reactivity between the raw material and the plasma of the reactive gas.
In addition, the reactive gas is a gas containing hydrogen, which is an atom constituting magnesium hydride (MgH 2 ) generated by reaction with the raw material (for example, hydrogen gas, methane, hydrocarbon gas such as propane), Therefore, noble gases are not reactive gases.
ただし、炭化水素ガスは、水素ガスと同様に還元雰囲気を形成するため、還元反応が行えるプラズマの生成が可能であるものの、排ガス中に炭素を含むガスが含まれることになるため、反応性ガスは水素ガスであることが好ましい。 However, since hydrocarbon gas forms a reducing atmosphere in the same way as hydrogen gas, it is possible to generate plasma that can perform a reducing reaction, but since gas containing carbon is included in exhaust gas, reactive gas is preferably hydrogen gas.
このため、本実施形態では、マイクロ波供給部17に、少なくとも窓18を通して処理室11内に供給されるマイクロ波のマイクロ波電力のピーク値が2.0キロワット以上となるマイクロ波を発生するものを用いている。
For this reason, in the present embodiment, the
なお、2.0キロワット未満のマイクロ波電力のマイクロ波でプラズマを生成していた時も水素化マグネシウムの生成反応は見られていたが、2.0キロワット以上になっていることで圧倒的に水素化マグネシウムの含有率の高い水素発生材料が得られる状態となった。 In addition, even when the plasma was generated by microwaves with a microwave power of less than 2.0 kilowatts, the generation reaction of magnesium hydride was observed, but when it was 2.0 kilowatts or more, it was overwhelmingly A state was reached in which a hydrogen generating material with a high content of magnesium hydride was obtained.
具体的には、電源装置に平均使用電力の最大値が1.5キロワットのパルス型の電源装置を用いており、瞬間的にはマイクロ波発生器(例えば、マグネトロン)に6.0キロワット程度の電力が供給され、マイクロ波電力の最大値が6.0キロワット程度のパルス型のマイクロ波電力を有するマイクロ波が発生するものとしている。
なお、マイクロ波電力の最小値は0キロワットであり、マイクロ波電力の最大値間の時間周期が30マイクロ秒である。
Specifically, a pulse-type power supply with a maximum average power consumption of 1.5 kilowatts is used as the power supply, and a microwave generator (e.g., magnetron) of about 6.0 kilowatts is used momentarily. Power is supplied to generate microwaves having a pulsed microwave power with a maximum microwave power of the order of 6.0 kilowatts.
Note that the minimum microwave power is 0 kilowatts and the time period between maximum microwave powers is 30 microseconds.
このようにマイクロ波電力の最小値が0キロワットになる瞬間があっても、プラズマ密度が、プラズマの消える密度に至る前に点燈を維持することができるだけのマイクロ波電力を有するマイクロ波が供給されていれば、プラズマの点燈を維持することが可能であり、しかも、マイクロ波電力の最大値間の時間周期が短ければ、マイクロ波電力の最大値に対応したプラズマ密度を維持することができる。 In this way, even if there is a moment when the minimum value of the microwave power becomes 0 kilowatts, the microwave is supplied with enough microwave power to maintain the lighting before the plasma density reaches the density at which the plasma disappears. If so, it is possible to maintain the ignition of the plasma, and if the time period between microwave power maxima is short, it is possible to maintain the plasma density corresponding to the microwave power maxima. can.
このため、平均的なマイクロ波電力を抑えつつ、高いプラズマ密度のプラズマの点燈を維持することが可能であり、このことは、マイクロ波を発生させるために使用される平均的な電力を抑えられることを意味する。 Thus, it is possible to maintain high plasma density plasma ignition while reducing the average microwave power, which reduces the average power used to generate the microwaves. means to be
ただし、電源装置にパルス型の電源装置を用いることが必須ではなく、例えば、供給電力の設定値として2.0キロワット以上の設定が行える直流型の電源装置を用いるようにしてもよい。 However, it is not essential to use a pulse-type power supply as the power supply, and for example, a DC power supply capable of setting a power supply setting of 2.0 kilowatts or more may be used.
なお、本実施形態のように、窓18を通して処理室11内に供給されるマイクロ波のマイクロ波電力のピーク値が2.0キロワット以上にするためには、窓18に至るまでの反射減衰を見込んで、直流型の電源装置の場合、2.5キロワット以上の設定が行えるものを選ぶのが好ましい。
In order to make the peak value of the microwave power of the microwave supplied into the
また、プラズマ密度を高くする点からすれば、マイクロ波供給部17には、少なくとも窓18を通して処理室11内に供給されるマイクロ波のマイクロ波電力のピーク値が3.0キロワット以上となるマイクロ波を発生するものを用いるのがよく、4.0キロワット以上となるマイクロ波を発生するものを用いるのが更によい。
From the point of view of increasing the plasma density, the
一方、導波部17Bの設計にもよるが、窓18から導入するマイクロ波のマイクロ波電力のピーク値を大きくするために、マイクロ波電力のピーク値を高くしすぎると、導波部17B内で放電が発生するという問題があるため、マイクロ波供給部17には、発生させるマイクロ波のマイクロ波電力のピーク値が24キロワット以下、更には、15キロワット以下のマイクロ波を発生するものを用いるのが好ましい。
On the other hand, depending on the design of the
また、製造装置10は、窓18に対面する下側の位置に配置可能に設けられた回収部14の少なくとも窓18に対面する表面SFの部分の温度を450℃以上800℃以下の温度に保つことができる温度制御部19を備えている。
In addition, the
具体的には、温度制御部19は、処理室11の側面側に設けられたヒータ19Aと、回収部14に接触又は近接するように処理室11の底面側に設けられた温調部19Bと、を備えている。
Specifically, the
なお、温調部19Bは、回収部14よりも下側に位置し、処理室11内にリークしないように所定の温度に保たれた温調媒体(例えば、水)を循環させる循環路と、その循環路の途中(例えば、処理室11の外側に位置する循環路の部分)に設けられ、温調媒体の温度を制御する温調器(図示せず)と、循環路内の温調媒体を循環させるためのポンプ(図示せず)と、を備えている。
The
そして、温度制御部19のヒータ19Aは、処理室11内の温度を原料が気体の状態を保つ機能も兼ねたものになっており、そのヒータ19Aによって加熱された回収部14を温調部19Bで、例えば、冷却することで回収部14の少なくとも窓18に対面する表面SFの部分の温度を450℃以上800℃以下の温度に保てるようにしている。
The
また、製造装置10は、図示を省略しているが、開閉扉11Aの開閉作業を行うために、処理室11の内圧を減圧状態から大気圧にするときに、窒素ガスや希ガス(例えば、HeやAr等)のように活性の低いガス(以下、パージガスともいう)を処理室11に供給するために、処理室11に接続されたパージガス供給部を備えている。
In addition, although not shown in the drawings, the
なお、パージガス供給部も構成自体は、ガス供給部16と同様であり、パージガスを貯蔵しているガスボンベ又はガスタンクと処理室11の間を繋ぐガス配管と、そのガス配管上に設けられ、処理室11に供給するパージガスの流量を制御する流量制御器(例えば、マスフローコントローラ)と、を備えている。
The configuration itself of the purge gas supply unit is the same as that of the
さらに、プラズマの点燈開始時には、反応性ガスに希ガスが混じっているほうがプラズマの点燈が行いやすいため、パージガス供給部が希ガスを供給するものでない場合には、希ガス供給部を設けるものとすればよい。 Furthermore, when the plasma starts to be turned on, it is easier to turn on the plasma if the reactive gas contains a rare gas. It should be.
なお、希ガス供給部も構成自体は、ガス供給部16と同様でよく、希ガスを貯蔵しているガスボンベ又はガスタンクと処理室11の間を繋ぐガス配管と、そのガス配管上に設けられ、処理室11に供給する希ガスの流量を制御する流量制御器(例えば、マスフローコントローラ)と、を備えるものとすればよい。
The configuration of the rare gas supply unit itself may be the same as that of the
また、一旦、プラズマが点燈すれば、希ガスの供給を止めてもプラズマの点燈を維持する上では問題がないため、プラズマが点燈したら処理室11への希ガスの供給を停止するようにしてよく、本実施形態では希ガスの供給を停止するようにしている。
Once the plasma is turned on, even if the supply of the rare gas is stopped, there is no problem in keeping the plasma on. Therefore, once the plasma is turned on, the supply of the rare gas to the
次に、上記の構成を有する製造装置10を用いて水素化マグネシウムを含む水素発生材料を製造する材料製造方法、及び、その製造された水素発生材料を用いた水素製造方法について説明する。
Next, a material manufacturing method for manufacturing a hydrogen generating material containing magnesium hydride using the
(材料製造方法)
まず、材料製造方法では、先に説明したポンプPを駆動させて、処理室11内の気体を排出し、処理室11内を減圧する。
なお、処理室11内は、材料製造処理が終了するまで所定の圧力に減圧された状態とされるため、ポンプPの駆動開始は、処理室11を減圧に保つ減圧ステップの開始であり、本実施形態では、この処理室11から気体を排出する排気管12に接続されたポンプPによって、減圧ステップが行われている。
(Material manufacturing method)
First, in the material manufacturing method, the pump P described above is driven to exhaust the gas in the
The inside of the
そして、処理室11内に還元雰囲気を形成する水素を含む反応性ガスである水素ガスの供給を開始した後、マイクロ波供給部17のマイクロ波発生部17Aを駆動させ、窓18からマイクロ波を導入してプラズマ(本例では、マイクロ波表面波水素プラズマ)の点燈を行う。
なお、先に触れたように、この点燈開始時には、処理室11に希ガスも供給しているがプラズマが点燈したら希ガスの供給を停止している。
Then, after starting to supply hydrogen gas, which is a reactive gas containing hydrogen for forming a reducing atmosphere, in the
As mentioned above, the rare gas is also supplied to the
また、プラズマは、材料製造処理が終了するまで点燈している状態とされるため、このプラズマの点燈開始は、処理室11内でのプラズマ生成状態を保つプラズマ生成ステップの開始である。
Since the plasma is kept on until the material manufacturing process is completed, the start of plasma lighting is the start of the plasma generation step for maintaining the plasma generation state within the
そして、プラズマ生成ステップが開始されたら、処理室11内の圧力を所定の減圧状態に調整した後、原料供給部15を駆動させ、原料を加熱して気体の状態でプラズマ中に供給する供給ステップを開始する。
Then, when the plasma generation step is started, after adjusting the pressure in the
例えば、反応性の高い高密度なプラズマを生成するためには、処理室11内の圧力が低い方が有利であるため、所定の減圧状態への調整としては、処理室11内の圧力を10分の1気圧以下に調整するのが好ましく、100分の1気圧以下に調整するのがより好ましく、1000分の1気圧以下に調整するのが更に好ましく、本実施形態では、所定の圧力を10000分の1気圧程度である約10Paにしている。
なお、この調整は、ポンプPより上流側(処理室11側)の排気管12上に設けられた図示しないバルブの開度を調整することで行っている。
For example, in order to generate high-density plasma with high reactivity, it is advantageous to have a low pressure in the
This adjustment is performed by adjusting the opening of a valve (not shown) provided on the
しかしながら、反応性は、処理室11内に存在する、反応性ガス(水素ガス)の分圧によっても変わり、分圧という視点で見れば、処理室11内の圧力が高い方が処理室11内に存在する反応性ガスの濃度を高くすることができ、有利な面がある。
However, the reactivity also changes depending on the partial pressure of the reactive gas (hydrogen gas) present in the
このことから、所定の減圧状態への調整としては、10KPaから10Paの範囲で行われるのが好ましい。 For this reason, it is preferable that the adjustment to the predetermined reduced pressure state is performed in the range of 10 KPa to 10 Pa.
ここで、本発明の材料製造方法では、原料がヨウ化マグネシウム(MgI2)とされており、ヨウ化マグネシウムは、気体となる温度で分解が起るため、処理室11には、マグネシウム(Mg)とヨウ素(I2)に分解された原料が供給されることになる。 Here, in the material manufacturing method of the present invention, the raw material is magnesium iodide (MgI 2 ), and magnesium iodide decomposes at a temperature at which it becomes gaseous. ) and iodine (I 2 ).
同じハロゲン化マグネシウムでも、例えば、塩化マグネシウム(MgCl2)等は、気体になる温度よりも分解温度が高いため、加熱して気体の状態で処理室11に供給しても、塩化マグネシウム等の状態のまま供給されることになる。 Among magnesium halides, for example, magnesium chloride (MgCl 2 ) has a decomposition temperature higher than the temperature at which it becomes gaseous. will be supplied as is.
このため、水素化マグネシウム(MgH2)に変化するためには、プラズマによって塩素(Cl)とマグネシウム(Mg)に分解する反応が必要と考えられ、その分解によって発生したマグネシウムとプラズマとが、更に反応することで水素化マグネシウムが生成されると考えられる。
なお、プラズマによる分解反応で塩化マグネシウムが分解する時には、塩素(Cl)は、分子、イオン、ラジカルといった様々な状態になる。
Therefore, in order to change to magnesium hydride (MgH 2 ), it is considered that a reaction of decomposition into chlorine (Cl) and magnesium (Mg) by plasma is necessary, and magnesium and plasma generated by the decomposition are further It is believed that the reaction produces magnesium hydride.
When magnesium chloride is decomposed by plasma decomposition reaction, chlorine (Cl) changes into various states such as molecules, ions, and radicals.
しかしながら、原料がヨウ化マグネシウム(MgI2)の場合には、処理室11にマグネシウム(Mg)とヨウ素(I2)に分解された原料が供給されることになるため、前段反応としての分解反応が不要であり、水素化マグネシウムの生成反応の向上を図ることができる。
However, when the raw material is magnesium iodide (MgI 2 ), since the raw material decomposed into magnesium (Mg) and iodine (I 2 ) is supplied to the
そして、供給ステップが開始されると、ほぼ同じタイミングで原料であるヨウ化マグネシウム(MgI2)とプラズマの反応で生成した水素化マグネシウムを含む水素発生材料が回収部14の表面SFに付着しはじめ、水素発生材料を回収する回収ステップも開始されることになる。
Then, when the supply step is started, the hydrogen generating material containing magnesium hydride produced by the reaction between magnesium iodide (MgI 2 ) as a raw material and plasma begins to adhere to the surface SF of the
ここで、表面SFに付着する水素発生材料には、金属マグネシウム(Mg)等も含まれるが、水素発生量の多い、水素発生材料とするためには、水素化マグネシウム以外のものが含まれている割合は低いほうが望ましい。 Here, the hydrogen generating material adhering to the surface SF includes metal magnesium (Mg) and the like, but in order to obtain a hydrogen generating material with a large amount of hydrogen generation, materials other than magnesium hydride are included. A lower percentage is desirable.
そして、水素化マグネシウムは、圧力が約10Paの条件のときに、約100℃以上の温度になると、金属マグネシウムと水素に分解しはじめるため、本来は、回収部14の表面SFの温度は100℃未満が望ましいと考えられる。 Magnesium hydride begins to decompose into metallic magnesium and hydrogen when the temperature reaches approximately 100°C or higher under the condition of a pressure of approximately 10 Pa. Less than is considered desirable.
確かに、100℃未満の低温に保つようにすると、単位時間当たりの付着量が増加するとともに、水素の発生率の高い水素発生材料が得られる傾向が見られた。 Certainly, when the temperature is maintained at a low temperature of less than 100° C., the adhesion amount per unit time tends to increase, and a hydrogen generating material with a high hydrogen generation rate tends to be obtained.
しかしながら、表面SFを低温に保つことでは、付着した水素発生材料を水素化マグネシウムの本来の色である白色の状態にすることができず、金属マグネシウム等を含む状態から脱することができなかった。 However, by keeping the surface SF at a low temperature, the adhering hydrogen-producing material could not be changed to a white state, which is the original color of magnesium hydride, and could not escape from a state containing metallic magnesium and the like. .
そして、実験を繰り返しているときに、表面SFの温度が比較的高い温度になったときがあり、そのときに表面SFに付着した水素発生材料が白色で、これまでになく、水との反応で激しく発泡するものになっていることを発見した。
なお、水素発生量については、発泡状態だけでなく、水素検知管での測定も行っている。
When the experiment was repeated, there was a time when the temperature of the surface SF reached a relatively high temperature. It was discovered that it was a product that foamed violently.
The amount of hydrogen generated was measured not only by the foaming state but also by a hydrogen detector tube.
そこで、表面SFの温度を高温とした実験を進めた結果、表面SFが400℃以上800℃以下の温度に保たれているときに、白色で水と激しく反応する、水素化マグネシウムの含有率の高い水素発生材料が得られることがわかった。 Therefore, as a result of conducting an experiment in which the temperature of the surface SF was set to a high temperature, it was found that when the temperature of the surface SF was maintained at a temperature of 400°C or higher and 800°C or lower, the content of magnesium hydride, which was white and reacted violently with water, was reduced. It was found that a high hydrogen generating material can be obtained.
なお、より好ましくは、450℃以上750℃以下で、より白色で水と激しく反応する水素発生材料が得られ、更には、450℃以上600℃以下で、更に白色で水と激しく反応する水素発生材料が得られることを見出した。 More preferably, at 450° C. or higher and 750° C. or lower, a whiter hydrogen generating material that reacts violently with water is obtained, and furthermore, at 450° C. or higher and 600° C. or lower, a whiter hydrogen generating material that reacts violently with water is obtained. We have found that materials are available.
このような現象は、先に説明した水素化マグネシウムの分解しはじめる温度を念頭に平衡状態を考えた時には理解できない現象であるが、上述のように、マイクロ波電力の高いマイクロ波で高いプラズマ密度のプラズマを発生させている場合、反応性の高い水素が多く存在し、水素化マグネシウムが分解される速度よりも早く、水素化マグネシウムになる反応が進んでいるのではないかと推察している。 Such a phenomenon cannot be understood when the equilibrium state is considered with the temperature at which magnesium hydride begins to decompose as described above. It is surmised that when plasma is generated, there is a large amount of highly reactive hydrogen, and the reaction to form magnesium hydride is progressing faster than the rate at which magnesium hydride is decomposed.
より正確には、水素化マグネシウムが消失する過程は、まず、金属マグネシウムと水素に分解する反応が起きて、その後、金属マグネシウムが気体になるのではと考えており、上述のように、反応性の高い水素が多く存在することで、はじめの金属マグネシウムと水素に分解する過程が阻害される結果、上述のような高温でも水素化マグネシウムが表面SF上に存在し続けることができているのではないかと推察している。 More precisely, in the process of disappearance of magnesium hydride, first, a reaction occurs to decompose into metallic magnesium and hydrogen, and then metallic magnesium becomes gaseous. The presence of a large amount of hydrogen with a high σ inhibits the process of decomposing into metallic magnesium and hydrogen at the beginning. I'm guessing not.
しかも、圧力約10Paの状態で、400℃以上になると金属マグネシウムが気体の状態になりはじめると考えられるため、水素発生材料中の不純物としての金属マグネシウムの割合が減少し、又は、水素化マグネシウムに変化することで、結果として、水素化マグネシウムを多く含む水素発生材料が得られるのではないかと推察している。 Moreover, when the pressure is about 10 Pa and the temperature rises to 400° C. or higher, it is thought that metallic magnesium begins to become a gaseous state. It is speculated that the change may result in a hydrogen generating material containing a large amount of magnesium hydride.
したがって、高濃度に水素化マグネシウムを含む水素発生材料を得るためには、本実施形態のように、回収ステップでは、処理室11内に配置された回収部14の少なくとも窓18に対面する表面SFの部分の温度を450℃以上800℃以下の温度に保つようにして実施されることが好ましい。
Therefore, in order to obtain a hydrogen generating material containing magnesium hydride at a high concentration, in the recovery step, the surface SF facing at least the
そして、処理室11から排出された気体は、排気管12を通じて処理タンク13内の溶液(水溶液13A)中にバブリング状態で放出され、溶液に曝される。
The gas discharged from the
処理室11内では、水素ガスのプラズマによって、水素化マグネシウム(MgH2)が生成される反応とともに、ヨウ素(I2)と水素ガスのプラズマとの反応でヨウ化水素(HI)も生成され、ヨウ化水素は回収部14に付着できないため、処理室11から排出される気体として排出される。
In the
そして、ヨウ化水素(HI)は溶液(水溶液13A)に対して易溶であるため、上述のように、溶液に曝されると、ヨウ化水素(HI)は溶液中に溶解して、溶液がヨウ化水素溶液となる。
Since hydrogen iodide (HI) is readily soluble in the solution (
したがって、処理タンク13によって、減圧ステップで処理室11から排出された気体を溶液(水溶液13A)に曝して、少なくとも排出された気体中のヨウ化水素(HI)の溶解したヨウ化水素溶液を取得する溶液取得ステップが行われている。
Therefore, the gas discharged from the
なお、処理室11から排出された気体には、水素ガスも含まれているが、水素ガスは溶液中にほとんど溶けないため、処理タンク13から気体の状態で排出されることになり、例えば、水素ガス回収装置で回収する。
The gas discharged from the
以上のように、本実施形態の材料製造方法は、処理室11を減圧に保つ減圧ステップと、処理室11内に還元雰囲気を形成する水素を含む反応性ガスである水素ガスの供給を開始した後、マイクロ波供給部17のマイクロ波発生部17Aを駆動させてプラズマを点燈し、処理室11内でのプラズマ生成状態を保つプラズマ生成ステップと、原料(ヨウ化マグネシウム)を加熱して気体の状態でプラズマ中に供給する供給ステップと、原料(ヨウ化マグネシウム)とプラズマの反応で生成した水素化マグネシウムを含む水素発生材料を回収する回収ステップと、減圧ステップで処理室11から排出された気体を溶液(水溶液13A)に曝して、少なくとも排出された気体中のヨウ化水素(HI)の溶解したヨウ化水素溶液を取得する溶液取得ステップと、を含んでいる。
As described above, in the material manufacturing method of the present embodiment, the depressurization step of keeping the
そして、この材料製造方法では、減圧ステップ、プラズマ生成ステップ、及び、供給ステップ等で電力を使用することになるが、現状では、電力需要が低い時に、太陽光発電や風力発電等の停止を行っており、また、それ以外の発電においても、夜間等では余剰電力が発生しており、そのような電力需要の低い時の余剰電力を使用すればよい。 In this material manufacturing method, power is used in the depressurization step, plasma generation step, supply step, etc. Currently, when power demand is low, solar power generation, wind power generation, etc. are stopped. Also, in other power generation, surplus power is generated at nighttime, etc., and it is sufficient to use the surplus power when such power demand is low.
一方、電力需要が高い時には、上述の材料製造方法で製造された水素化マグネシウムを含む水素発生材料を用いて水素を発生させ、その水素を用いて発電(例えば、水素タービン発電、燃料電池等を用いた発電)を行うことになる。 On the other hand, when the demand for electric power is high, hydrogen is generated using the hydrogen generating material containing magnesium hydride manufactured by the above material manufacturing method, and the hydrogen is used to generate power (for example, hydrogen turbine power generation, fuel cells, etc.) power generation).
そこで、次に、上述の材料製造方法で製造された水素化マグネシウムを含む水素発生材料を用いた水素発生方法(水素製造方法)について説明する。
なお、以下では、材料を無駄に廃棄しないために、水素発生材料に含まれるマグネシウム(Mg)を、再び、材料製造方法で利用する原料(ヨウ化マグネシウム)として再生できる水素製造方法について説明する。
Therefore, next, a hydrogen generation method (hydrogen production method) using the hydrogen generation material containing magnesium hydride produced by the above material production method will be described.
In the following, in order not to waste the material, a hydrogen production method that can regenerate magnesium (Mg) contained in the hydrogen generating material as a raw material (magnesium iodide) used in the material production method will be described.
(水素製造方法)
まず、水素製造方法では、水素発生材料を溶液(水溶液)に投入して水素を発生させる水素発生ステップが行われる。
具体的には、水素発生ステップは、十分な溶液(水溶液)を貯蔵した密閉タンクと、密閉タンク内に水素発生材料を供給する水素発生材料供給部と、を備えた水素発生装置を用いて実施され、具体的には、水素発生材料供給部が、密閉タンクに必要な水素を発生させることができるだけの水素発生材料を投入することで行われる。
(Hydrogen production method)
First, in the hydrogen production method, a hydrogen generation step of putting a hydrogen generation material into a solution (aqueous solution) to generate hydrogen is performed.
Specifically, the hydrogen generation step is carried out using a hydrogen generator equipped with a closed tank storing a sufficient solution (aqueous solution) and a hydrogen generating material supply section for supplying the hydrogen generating material into the closed tank. More specifically, the hydrogen generating material supply unit supplies the closed tank with enough hydrogen generating material to generate the necessary hydrogen.
なお、密閉タンクといっても発生した水素の排出が行えないものではなく、当然、密閉タンクには、発生した水素を発電装置に供給するための配管や供給圧力、供給量を制御するための圧力制御バルブ、流量制御装置等が設けられており、密閉タンクの密閉とは、あくまで発生した水素や貯蔵する溶液(水溶液)が自由に漏れ出ることが無いという意味である。 It should be noted that even if it is a closed tank, it is not impossible to discharge the generated hydrogen. A pressure control valve, a flow rate control device, etc. are provided, and the sealing of the closed tank means that the generated hydrogen and the stored solution (aqueous solution) do not leak freely.
また、密閉タンクには、密閉タンク内の溶液(水溶液)を交換する時に、溶液を排出するための溶液排出機構と新しい溶液を供給するための溶液供給機構が設けられている。 Further, the closed tank is provided with a solution discharge mechanism for discharging the solution when replacing the solution (aqueous solution) in the closed tank and a solution supply mechanism for supplying a new solution.
そして、溶液(水溶液)中に水素化マグネシウムを含む水素発生材料が投入されると、式1に示すように、水素化マグネシウム(MgH2)と溶液(H2O)が反応して水素(H2)が発生する。
MgH2 + 2H2O → Mg(OH)2 + 2H2・・・(1)
Then, when the hydrogen generating material containing magnesium hydride is added to the solution (aqueous solution), as shown in Equation 1, magnesium hydride (MgH 2 ) and the solution (H 2 O) react to generate hydrogen (H 2 ) occurs.
MgH 2 + 2H 2 O → Mg(OH) 2 + 2H 2 (1)
なお、式1の反応が主であると考えられるが、水素化マグネシウム(MgH2)と溶液(H2O)の反応として、一部、式2の反応が起きる場合があると考えられる。
MgH2 + H2O → MgO + 2H2 ・・・(2)
Although the reaction of Formula 1 is considered to be the main reaction, the reaction of Formula 2 may partially occur as the reaction between magnesium hydride (MgH 2 ) and the solution (H 2 O).
MgH 2 + H 2 O → MgO + 2H 2 (2)
また、水素発生材料に金属マグネシウムが含まれていても、式3、及び、式4の反応で水素が発生する。
Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2 ・・・(3)
Mg + H2O → MgO + H2 ・・・(4)
Also, even if the hydrogen generating material contains metallic magnesium, hydrogen is generated by the reactions of formulas 3 and 4.
Mg + 2H 2 O → Mg(OH) 2 + H 2 (3)
Mg + H 2 O → MgO + H 2 (4)
そして、式1から式4のいずれの反応が起きても、水素発生ステップでは、副生成物として水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)、酸化マグネシウム(MgO)といった酸素含有マグネシウム化合物(Mg(OH)2、MgO)が生成され、このような酸素含有マグネシウム化合物(Mg(OH)2、MgO)は、水溶液にほとんど解けないため、例えば、溶液排出機構で密閉タンクから排出される溶液(排液ともいう。)をろ過する等して得ることができる。 Then, no matter which reaction of formulas 1 to 4 occurs, in the hydrogen generation step, magnesium hydroxide (Mg(OH) 2 ) and oxygen-containing magnesium compounds (Mg(OH ) 2 , MgO) are produced, and such oxygen-containing magnesium compounds (Mg(OH) 2 , MgO) are almost insoluble in aqueous solutions. ) can be obtained by filtering.
一方、水素発生ステップで副生成物として生成される酸素含有マグネシウム化合物(Mg(OH)2、MgO)は、ヨウ化水素溶液中に投入すると、式5、及び、式6に示すように、ヨウ化マグネシウムの状態となるので、ヨウ化水素溶液中に投入することで、ヨウ化マグネシウムを含むヨウ化マグネシウム含有溶液を得ることができる。
Mg(OH)2 + 2HI → MgI2 + 2H2O ・・・(5)
MgO + 2HI → MgI2 + H2O ・・・(6)
On the other hand, when oxygen-containing magnesium compounds (Mg(OH) 2 , MgO) produced as by-products in the hydrogen generation step are introduced into the hydrogen iodide solution, iodine Since it becomes a state of magnesium iodide, it is possible to obtain a magnesium iodide-containing solution containing magnesium iodide by putting it in a hydrogen iodide solution.
Mg(OH) 2 + 2HI → MgI 2 + 2H 2 O (5)
MgO + 2HI → MgI 2 + H 2 O (6)
そして、先に説明した材料製造方法では、減圧ステップで処理室11から排出された気体を溶液(水溶液13A)に曝して、少なくとも排出された気体中のヨウ化水素(HI)の溶解したヨウ化水素溶液を取得する溶液取得ステップを有している。
In the material manufacturing method described above, the gas discharged from the
そこで、本実施形態の水素製造方法では、溶液取得ステップで取得されたヨウ化水素溶液を利用して、水素発生ステップで副生成物として生成される酸素含有マグネシウム化合物(Mg(OH)2、MgO)とヨウ化水素溶液を反応させて、ヨウ化マグネシウムを含むヨウ化マグネシウム含有溶液を取得するヨウ化マグネシウム含有溶液取得ステップを行うものとして、材料製造方法で利用する原料であるヨウ化マグネシウムを再生するようにしている。 Therefore, in the hydrogen production method of the present embodiment, the hydrogen iodide solution obtained in the solution obtaining step is used to obtain oxygen-containing magnesium compounds (Mg(OH) 2 , MgO ) and a hydrogen iodide solution to obtain a magnesium iodide-containing solution containing magnesium iodide. I am trying to
ただし、このように再生されたヨウ化マグネシウムは、溶液中に存在する状態であるため、本実施形態の水素製造方法では、無水のヨウ化マグネシウムとするために、以下の2つのステップを行うものとしている。 However, since the magnesium iodide thus regenerated exists in a solution, the hydrogen production method of the present embodiment performs the following two steps in order to obtain anhydrous magnesium iodide. and
具体的には、本実施形態の水素製造方法では、無水のヨウ化マグネシウムとするための第1ステップとして、ヨウ化マグネシウム含有溶液からヨウ化マグネシウム水和物を取得する水和物取得ステップを実施している。 Specifically, in the hydrogen production method of the present embodiment, as the first step for obtaining anhydrous magnesium iodide, a hydrate obtaining step of obtaining magnesium iodide hydrate from a magnesium iodide-containing solution is performed. is doing.
例えば、ヨウ化マグネシウム含有溶液を50℃前後に加熱すると、ヨウ化マグネシウムの水和物(MgI2・6H2O又はMgI2・8H2O)が析出するので、その析出したヨウ化マグネシウム水和物を取得するようにして水和物取得ステップが実施される。 For example, when a magnesium iodide-containing solution is heated to about 50° C., a hydrate of magnesium iodide (MgI 2.6H 2 O or MgI 2.8H 2 O ) is precipitated. A hydrate obtaining step is performed in such a manner as to obtain a substance.
そして、水和物取得ステップで取得されたヨウ化マグネシウム水和物も水和物であることから依然として水を有しているため、本実施形態の水素製造方法では、無水のヨウ化マグネシウムとするための第2ステップとして、ヨウ化マグネシウム水和物とヨウ化アンモニウムを反応させてヨウ化マグネシウム水和物の脱水を行う脱水ステップを実施し、無水のヨウ化マグネシウムを取得する。 Since the magnesium iodide hydrate obtained in the hydrate obtaining step is also a hydrate, it still contains water. As a second step for this purpose, a dehydration step is performed in which magnesium iodide hydrate and ammonium iodide are reacted to dehydrate the magnesium iodide hydrate to obtain anhydrous magnesium iodide.
具体的には、ヨウ化マグネシウムの水和物(MgI2・6H2O又はMgI2・8H2O)は、圧力1atmの雰囲気でヨウ化アンモニウムの分解温度である約550℃で水和物等量モル数のヨウ化アンモニウム(NH4I)と反応させると脱水が起る。 Specifically, magnesium iodide hydrate (MgI 2.6H 2 O or MgI 2.8H 2 O) is a hydrate at about 550° C., which is the decomposition temperature of ammonium iodide, in an atmosphere of pressure 1 atm. Dehydration occurs when reacted with several moles of ammonium iodide (NH 4 I).
なお、ヨウ化マグネシウムは、圧力1atmの雰囲気で700℃になると分解するため、ヨウ化アンモニウムと反応させるときの温度は、550℃以上700℃未満、より好ましくは、600℃以上650℃以下とするのが好ましい。 Since magnesium iodide decomposes at 700° C. in an atmosphere with a pressure of 1 atm, the temperature when reacting with ammonium iodide is 550° C. or higher and lower than 700° C., more preferably 600° C. or higher and 650° C. or lower. is preferred.
例えば、ヨウ化マグネシウム・八水和物であれば、以下の式7に示すような脱水反応が起る。
MgI2・8H2O + 8NH4I
→ MgI2 + 8NH3 + 8HI + 8H2O・・・(7)
For example, in the case of magnesium iodide octahydrate, a dehydration reaction as shown in Formula 7 below occurs.
MgI2.8H2O + 8NH4I
→ MgI 2 + 8NH 3 + 8HI + 8H 2 O (7)
このように脱水ステップで脱水され、無水のヨウ化マグネシウムとなったヨウ化マグネシウムは、本実施形態では、再び、材料製造方法で用いられる原料としてのヨウ化マグネシウムに利用される。 Magnesium iodide that has been dehydrated in the dehydration step in this way to become anhydrous magnesium iodide is again used as magnesium iodide as a raw material used in the material manufacturing method in the present embodiment.
なお、脱水ステップは、ヨウ化マグネシウム水和物とヨウ化アンモニウムを混合した材料を収容し、その混合した材料を加熱する反応室と、その反応で発生する気体(NH3、HI、H2O(水蒸気))を排出する気体排出機構と、を有する脱水装置で行われるが、アンモニア(NH3)とヨウ化水素(HI)は低温になると、直ぐに、反応して固体のヨウ化アンモニウム(NH4I)になる。 The dehydration step includes a reaction chamber containing a mixture of magnesium iodide hydrate and ammonium iodide, a reaction chamber for heating the mixed material, and gases (NH 3 , HI, H 2 O) generated by the reaction. Ammonia (NH 3 ) and hydrogen iodide (HI) quickly react to solid ammonium iodide (NH 4 I).
このため、本実施形態では、脱水装置の気体排出機構にヨウ化アンモニウムを取得するための集塵機を設け、水素製造方法が、脱水ステップで発生するアンモニアとヨウ化水素が反応して生成されるヨウ化アンモニウムを取得するヨウ化アンモニウム取得ステップを含むものとして、ヨウ化アンモニウム取得ステップで取得したヨウ化アンモニウムを脱水ステップで利用するものとしている。 For this reason, in the present embodiment, a dust collector for obtaining ammonium iodide is provided in the gas discharge mechanism of the dehydrator, and the hydrogen production method uses iodide produced by the reaction between ammonia generated in the dehydration step and hydrogen iodide. It includes an ammonium iodide obtaining step of obtaining ammonium iodide, wherein the ammonium iodide obtained in the ammonium iodide obtaining step is utilized in the dehydration step.
(第2実施形態)
図2は本発明に係る第2実施形態の水素化マグネシウムを含む水素発生材料を製造する材料製造方法に用いる製造装置10を説明するための断面図である。
(Second embodiment)
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a
なお、本実施形態の製造装置10も、図2を見ればわかる通り、ほとんどの構成は、第1実施形態と同様であるため、以下では、主に第1実施形態と異なる点について説明し、第1実施形態と同様の点については説明を省略する場合がある。
つまり、特に断りがない点については、本実施形態も第1実施形態と同じである。
As can be seen from FIG. 2, most of the configuration of the
That is, this embodiment is the same as the first embodiment unless otherwise specified.
図2に示すように、本実施形態の製造装置10は、排気管12のポンプPよりも上流側(処理室11側)の排気管12の一部を冷却する冷却器20と、その冷却器20内で分岐された排気管12の分岐管が冷却器20から出る部分に接続された回収容器21と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the
先に説明したように、処理室11から排出される気体には、ヨウ化水素(HI)が含まれているが、ヨウ化水素(HI)は比較的高温の状態で液化する。
ヨウ化水素(HI)は、例えば、圧力1atmの雰囲気で約-35℃が沸点であるため、排気管12内の圧力が低圧であることから、もう少し、沸点が低くなるものの、冷却器20による冷却で十分に液化させることができる。
As described above, the gas discharged from the
Hydrogen iodide (HI), for example, has a boiling point of about −35° C. in an atmosphere with a pressure of 1 atm. It can be sufficiently liquefied by cooling.
そして、排気管12をヨウ化水素の融点と沸点の間になる温度に冷却すると、排出される気体中のヨウ化水素(HI)が液化し、鉛直方向下側に位置する排気管12の分岐管に向けて、液化したヨウ化水素が流れていくことになり、回収容器21に回収されることになる。
Then, when the
なお、回収容器21は、排気管12の分岐管に接続するための接続配管を有しており、その接続配管には、ヨウ化水素(HI)が逆流するのを防止する逆止機構21Aが設けられている。
The
また、図示は省略しているが、逆止機構21Aの上流側(排気管12側)には、開閉バルブが設けられるとともに、回収容器21には、回収したヨウ化水素(HI)を取出すための取出用配管等も設けられている。
Although not shown in the drawings, an opening/closing valve is provided on the upstream side (
そして、上述のように、気体であったヨウ化水素(HI)を液化させると、その体積は大幅に減少するため、ポンプPが吸引する必要がある気体の体積が減少し、ポンプPに掛かる負荷が大幅に減少するので、ポンプP自体の容量を小さいものとすることができるとともに、ポンプPに必要な電力を低減することができる。 As described above, when the gaseous hydrogen iodide (HI) is liquefied, its volume is greatly reduced. Since the load is greatly reduced, the capacity of the pump P itself can be made small, and the power required for the pump P can be reduced.
なお、上記では、冷却器20でヨウ化水素(HI)を液化させるようにした場合について説明したが、排気管12を融点未満に冷却して固化させるようにしても、同様の効果が得られ、この場合には、固体のヨウ化水素を集塵する集塵機と、その集塵機で集塵したヨウ化水素を収容する密閉型の回収容器と、を備えるものとすればよい。
In the above description, the case where the hydrogen iodide (HI) is liquefied by the cooler 20 has been described, but the same effect can be obtained by cooling the
(材料製造方法)
上述したように、本実施形態の製造装置10では、ポンプPに至るまでに気体の体積を減少させるものとなっているため、本実施形態の製造装置10を用いた材料製造方法は、処理室11からポンプPに至るまでの間に、処理室11から排出された気体の体積を減少させる体積減少ステップを含むものとなっている。
(Material manufacturing method)
As described above, in the
そして、その体積減少ステップは、先に説明したように、処理室11からポンプPに至るまでの間の排気管12を冷却して、少なくとも排出された気体中のヨウ化水素(HI)を液体、固体、又は、液体及び固体の混合物の状態にして体積を減少させるステップである。
In the volume reduction step, as described above, the
また、回収容器21にヨウ化水素(HI)が回収されることで、本実施形態の材料製造方法は、液体、固体、又は、液体及び固体の混合物の状態のヨウ化水素(HI)を取得するヨウ化水素取得ステップを含むものになっている。
In addition, by recovering hydrogen iodide (HI) in the
なお、気体中のヨウ化水素が全て回収容器21に回収できていない時のために、図示を省略したが、本実施形態でも、第1実施形態で説明した処理タンク13の構成を設けるようにしている。
Although the illustration is omitted in case the hydrogen iodide in the gas is not completely recovered in the
(水素製造方法)
一方、本実施形態の水素製造方法は、基本的には、第1実施形態と同様であるが、ヨウ化マグネシウム含有溶液取得ステップの点だけが異なる。
(Hydrogen production method)
On the other hand, the hydrogen production method of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment, except for the magnesium iodide-containing solution obtaining step.
つまり、第1実施形態では、ヨウ化水素溶液を取得する溶液取得ステップで取得したヨウ化水素溶液に水素発生ステップで副生成物として生成される酸素含有マグネシウム化合物(Mg(OH)2、MgO)を投入して、ヨウ化マグネシウム含有溶液取得ステップが行われていたが、本実施形態ではこの点が異なる。 That is, in the first embodiment, oxygen-containing magnesium compounds (Mg(OH) 2 , MgO) generated as by-products in the hydrogen generation step in the hydrogen iodide solution obtained in the solution obtaining step for obtaining the hydrogen iodide solution was introduced to obtain the magnesium iodide-containing solution, but this embodiment is different.
具体的には、本実施形態では、水素発生ステップで水素発生材料を溶液に投入した後の投入後溶液(先に説明した溶液排出機構で密閉タンクから排出される排液)に材料製造方法のヨウ化水素取得ステップで取得されたヨウ化水素(HI)を投入し(溶かし込み)、水素発生ステップで副生成物として生成される酸素含有マグネシウム化合物(Mg(OH)2、MgO)とヨウ化水素を反応させて、ヨウ化マグネシウム(MgI2)を含むヨウ化マグネシウム含有溶液を取得するヨウ化マグネシウム含有溶液取得ステップとしている。 Specifically, in the present embodiment, after the hydrogen generating material is added to the solution in the hydrogen generating step, the post-input solution (the waste liquid discharged from the closed tank by the solution discharge mechanism described above) is added to the material manufacturing method. The hydrogen iodide (HI) obtained in the hydrogen iodide obtaining step is introduced (dissolved), and oxygen-containing magnesium compounds (Mg(OH) 2 , MgO) and iodide produced as by-products in the hydrogen generation step A magnesium iodide-containing solution obtaining step of reacting hydrogen to obtain a magnesium iodide-containing solution containing magnesium iodide (MgI 2 ).
この場合でも、ヨウ化マグネシウム含有溶液が取得されるため、さらに、第1実施形態で説明した水和物取得ステップと、脱水ステップと、を行えば、無水のヨウ化マグネシウムが得られ、脱水ステップで脱水された無水のヨウ化マグネシウムを材料製造方法で用いる原料に利用することができる。 Even in this case, since a magnesium iodide-containing solution is obtained, if the hydrate obtaining step and the dehydration step described in the first embodiment are further performed, anhydrous magnesium iodide can be obtained, and the dehydration step Anhydrous magnesium iodide dehydrated in can be used as a raw material used in the material manufacturing method.
(第3実施形態)
図3は本発明に係る第3実施形態の水素化マグネシウムを含む水素発生材料を製造する材料製造方法に用いる製造装置10を説明するための断面図である。
(Third Embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a
なお、本実施形態の製造装置10も、図3を見ればわかる通り、ほとんどの構成は、第1実施形態と同様であるため、以下では、主に第1実施形態と異なる点について説明し、第1実施形態と同様の点については説明を省略する場合がある。
つまり、特に断りがない点については、本実施形態も第1実施形態と同じである。
As can be seen from FIG. 3, most of the configuration of the
That is, this embodiment is the same as the first embodiment unless otherwise specified.
図3に示すように、本実施形態の製造装置10は、排気管12の途中に設けられたポンプPよりも上流側(処理室11側)の排気管12に接続され、アンモニアガス(NH3)を供給するアンモニアガス供給部22と、アンモニアガス供給部22とポンプPの間の排気管12上に設けられた集塵装置23と、を備えている。
なお、集塵装置23は、ポンプPの下流側(処理室11から離れた側)の排気管12上に設けられていてもよい。
As shown in FIG. 3, the
Note that the
アンモニアガス供給部22は、ガス供給部16とほぼ同じ構成であり、アンモニアを貯蔵したアンモニア貯蔵部(図示せず)と排気管12の間を繋ぐガス配管と、そのガス配管上に設けられ、排気管12に供給するアンモニアガスの流量を制御する図示しない流量制御器(例えば、マスフローコントローラ)と、を備えている。
The ammonia
そして、先に、説明したように、アンモニア(NH3)とヨウ化水素(HI)は、低温(ヨウ化アンモニウム(NH4I)の分解温度である約550℃以下)の状態でヨウ化アンモニウムとなって固体状になる。 Then, as described above, ammonia (NH 3 ) and hydrogen iodide (HI) are dissolved in ammonium iodide at a low temperature (approximately 550° C. or lower, which is the decomposition temperature of ammonium iodide (NH 4 I)). becomes solid.
また、処理室11から排気される気体には、先に説明したようにヨウ化水素(HI)が含まれており、排気管12内の温度は、常温に近い状態になっているため、アンモニアガス供給部22から排気管12にアンモニアガス(NH3)が供給されると、ヨウ化水素とアンモニアが反応して固体状のヨウ化アンモニウムが生成され、その生成されたヨウ化アンモニウムが集塵装置23で集塵されることで取得される。
As described above, the gas discharged from the
なお、未反応のアンモニア又はヨウ化水素が存在した時のために、図示を省略したが、本実施形態でも、第1実施形態で説明した処理タンク13の構成を設けるようにしている。
Although the illustration is omitted in case there is unreacted ammonia or hydrogen iodide, the structure of the
この場合でも、気体であったヨウ化水素(HI)は、固体であるヨウ化アンモニウム内に取り込まれることになるので、その体積が大幅に減少し、第2実施形態で説明したのと同様の効果を得られる。 Even in this case, the gaseous hydrogen iodide (HI) is taken into the solid ammonium iodide, so the volume is greatly reduced, and the same as described in the second embodiment. You get the effect.
(材料製造方法)
上述したように、本実施形態の製造装置10でも、第2実施形態と同様に、ポンプPに至るまでに気体の体積を減少させるものとなっているため、本実施形態の製造装置10を用いた材料製造方法も、処理室11からポンプPに至るまでの間に、処理室11から排出された気体の体積を減少させる体積減少ステップを含むものとなっている。
(Material manufacturing method)
As described above, the
しかし、その体積減少ステップは、本実施形態では、処理室11からポンプPに至るまでの間の排気管12内にアンモニアガスを供給し、少なくとも排出された気体中のヨウ化水素(HI)をヨウ化アンモニウム(NH4I)にして固化し、体積を減少させるステップになっている。
However, in this embodiment, the volume reduction step is performed by supplying ammonia gas into the
また、集塵装置23でヨウ化アンモニウム(NH4I)が回収されることで、本実施形態の材料製造方法は、ヨウ化アンモニウムを取得するヨウ化アンモニウム取得ステップを含むものになっている。
In addition, since ammonium iodide (NH 4 I) is recovered by the
(水素製造方法)
一方、本実施形態の水素製造方法では、水素発生ステップについては、第1実施形態と同様であるが、それ以降のステップが異なっており、以下、水素発生ステップ以降のステップについて説明する。
(Hydrogen production method)
On the other hand, in the hydrogen production method of the present embodiment, the hydrogen generation step is the same as that of the first embodiment, but the subsequent steps are different. Hereinafter, the steps after the hydrogen generation step will be described.
第1実施形態でも説明したが、水素発生ステップでは、副生成物として水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)、酸化マグネシウム(MgO)といった酸素含有マグネシウム化合物(Mg(OH)2、MgO)が生成されるが、このような酸素含有マグネシウム化合物(Mg(OH)2、MgO)は、水溶液にほとんど解けないため、例えば、溶液排出機構で密閉タンクから排出される溶液(排液)をろ過する等して得ることができる。 As described in the first embodiment, in the hydrogen generation step, oxygen-containing magnesium compounds (Mg(OH) 2 , MgO) such as magnesium hydroxide (Mg(OH) 2 ) and magnesium oxide (MgO) are produced as by-products. However, such oxygen-containing magnesium compounds (Mg(OH) 2 , MgO) are almost insoluble in aqueous solutions. can be obtained by
そして、そのようにして取得した副生成物である酸素含有マグネシウム化合物(Mg(OH)2、MgO)を、例えば、乾燥室で乾燥処理し、湿気を飛ばした酸素含有マグネシウム化合物を取得するステップを行う。 Then, the oxygen-containing magnesium compound (Mg(OH)2, MgO), which is a by-product thus obtained, is dried, for example, in a drying room to obtain a moisture-free oxygen-containing magnesium compound. conduct.
つまり、本実施形態の水素製造方法では、水素発生ステップの後、水素発生材料を溶液に投入した後の投入後溶液(溶液排出機構で密閉タンクから排出される排液)から水素発生ステップで副生成物として生成される酸素含有マグネシウム化合物(Mg(OH)2、MgO)を乾燥させた状態で取得する酸素含有マグネシウム化合物取得ステップを行う。 That is, in the hydrogen production method of the present embodiment, after the hydrogen generation step, after the hydrogen generation material is added to the solution, the post-input solution (waste liquid discharged from the closed tank by the solution discharge mechanism) is used as a secondary in the hydrogen generation step. An oxygen-containing magnesium compound obtaining step is performed in which an oxygen-containing magnesium compound (Mg(OH) 2 , MgO) produced as a product is obtained in a dried state.
そして、その乾燥した酸素含有マグネシウム化合物(Mg(OH)2、MgO)とヨウ化アンモニウム(NH4I)を反応させると無水のヨウ化マグネシウム(MgI2)を得ることができる。 Then, by reacting the dried oxygen-containing magnesium compound (Mg(OH) 2 , MgO) with ammonium iodide (NH 4 I), anhydrous magnesium iodide (MgI 2 ) can be obtained.
具体的には、ヨウ化アンモニウム(NH4I)の分解温度以上の温度で酸素含有マグネシウム化合物(Mg(OH)2、MgO)のうちの水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)はヨウ化アンモニウム(NH4I)と反応して、式8に示すように、ヨウ化マグネシウム(MgI2)が生成され、同じ温度で、酸化マグネシウム(MgO)はヨウ化アンモニウム(NH4I)と反応して、式9に示すように、ヨウ化マグネシウムが生成される。
Mg(OH)2 + 2NH4I
→ MgI2 + 2NH3 + 2H2O ・・・(8)
MgO + 2NH4I → MgI2 + 2NH3 + H2O・・・(9)
Specifically, magnesium hydroxide (Mg(OH)2) among oxygen-containing magnesium compounds (Mg(OH) 2 , MgO) at a temperature equal to or higher than the decomposition temperature of ammonium iodide ( NH4I ) is ammonium iodide. (NH 4 I) to produce magnesium iodide (MgI 2 ) as shown in Equation 8, and at the same temperature magnesium oxide (MgO) reacts with ammonium iodide (NH 4 I) , magnesium iodide is produced as shown in Eq.
Mg(OH) 2 + 2NH4I
→ MgI 2 + 2NH 3 + 2H 2 O (8)
MgO + 2NH 4 I → MgI 2 + 2NH 3 + H 2 O (9)
このように、本実施形態の水素製造方法では、酸素含有マグネシウム化合物取得ステップの後、酸素含有マグネシウム化合物取得ステップで取得した酸素含有マグネシウム化合物(Mg(OH)2、MgO)と先に説明した材料製造方法のヨウ化アンモニウム取得ステップで取得したヨウ化アンモニウム(NH4I)を反応させて無水のヨウ化マグネシウム(MgI2)を得るヨウ化マグネシウム取得ステップが行われる。 Thus, in the hydrogen production method of the present embodiment, after the oxygen-containing magnesium compound obtaining step, the oxygen-containing magnesium compound (Mg(OH) 2 , MgO) obtained in the oxygen-containing magnesium compound obtaining step and the material described above A magnesium iodide obtaining step is performed in which the ammonium iodide (NH 4 I) obtained in the ammonium iodide obtaining step of the manufacturing method is reacted to obtain anhydrous magnesium iodide (MgI 2 ).
なお、ヨウ化マグネシウム取得ステップは、先に説明した脱水ステップの時と同様の構成のヨウ化マグネシウム生成装置を用いて行うことができる。
つまり、酸素含有マグネシウム化合物(Mg(OH)2、MgO)とヨウ化アンモニウム(NH4I)を混合した材料を収容し、その混合した材料を加熱する生成室と、その反応で発生する気体(NH3、H2O(水蒸気))を排出する気体排出機構と、を有するヨウ化マグネシウム生成装置で行われる。
Incidentally, the magnesium iodide acquisition step can be performed using a magnesium iodide production apparatus having the same configuration as that of the dehydration step described above.
That is, a production chamber containing a mixed material of oxygen-containing magnesium compound (Mg(OH) 2 , MgO) and ammonium iodide (NH 4 I), heating the mixed material, and a gas ( and a gas discharge mechanism for discharging NH 3 , H 2 O (water vapor)).
そして、ヨウ化マグネシウム取得ステップで取得した無水のヨウ化マグネシウム(MgI2)は、これまでの実施形態と同様に、材料製造方法で用いる原料に利用することができる。 Anhydrous magnesium iodide (MgI 2 ) obtained in the magnesium iodide obtaining step can be used as a raw material used in the material manufacturing method, as in the previous embodiments.
ところで、式8、及び、式9を見ればわかる通り、ヨウ化マグネシウム生成装置の生成室から排出される気体には、アンモニアガス(NH3)が含まれており、本実施形態では、ヨウ化マグネシウム生成装置の気体排出機構に乾燥フィルタ(例えば、モレキュラーシーブ)を設けるとともに、乾燥フィルタを通過した気体(つまり、アンモニアガス)を取得するアンモニアガス取得手段としてのアンモニアを貯蔵するためのアンモニア貯蔵部を設けるようにしている。
なお、アンモニア貯蔵部には、昇圧装置を経由してアンモニアガスが充填される。
By the way, as can be seen from Equations 8 and 9, the gas discharged from the generation chamber of the magnesium iodide generator contains ammonia gas (NH 3 ). A dry filter (e.g., molecular sieve) is provided in the gas discharge mechanism of the magnesium generator, and an ammonia storage unit for storing ammonia as an ammonia gas acquisition means for acquiring gas (i.e., ammonia gas) that has passed through the dry filter. I'm trying to set up.
Note that the ammonia storage unit is filled with ammonia gas via a pressure booster.
したがって、本実施形態の水素製造方法は、ヨウ化マグネシウム取得ステップで発生するアンモニアガス(NH3)を取得するアンモニアガス取得ステップを含むものになっており、このアンモニア貯蔵部に先に説明したアンモニアガス供給部22のアンモニアを貯蔵したアンモニア貯蔵部(図示せず)と排気管12の間を繋ぐガス配管が接続されている。
Therefore, the hydrogen production method of the present embodiment includes an ammonia gas acquisition step of acquiring ammonia gas (NH 3 ) generated in the magnesium iodide acquisition step, and the ammonia storage unit stores the above-described ammonia gas. A gas pipe connecting between an ammonia storage unit (not shown) storing ammonia of the
このため、本実施形態では、アンモニアガス取得ステップで取得されたアンモニアガス(NH3)が先に説明した材料製造方法の体積減少ステップで処理室11からポンプPに至るまでの間の排気管12内に供給されるアンモニアガスに利用されるものになっている。
Therefore, in the present embodiment, the ammonia gas (NH 3 ) obtained in the ammonia gas obtaining step is placed in the
以上、具体的な実施形態に基づいて、本発明について説明してきたが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形や改良を施したものも本発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。 As described above, the present invention has been described based on specific embodiments, but the present invention is not limited to the above specific embodiments, and the present invention may be modified or improved as appropriate. is included in the technical scope of the claims, which is clear to those skilled in the art from the description of the claims.
10 製造装置
11 処理室
11A 開閉扉
12 排気管
12A 貫通孔
13 処理タンク
13A 水溶液
14 回収部
15 原料供給部
15A 加熱部
15AA 上蓋
15B 原料供給路
16 ガス供給部
17 マイクロ波供給部
17A マイクロ波発生部
17B 導波部
18 窓
19 温度制御部
19A ヒータ
19B 温調部
20 冷却器
21 回収容器
21A 逆止機構
22 アンモニアガス供給部
23 集塵装置
P ポンプ
SF 表面
10
Claims (8)
前記材料製造方法は、
原料にプラズマを照射する処理室を減圧に保つ減圧ステップと、
前記原料を加熱して気体の状態で前記プラズマ中に供給する供給ステップと、
前記原料と前記プラズマの反応で生成した前記水素化マグネシウムを含む前記水素発生材料を回収する回収ステップと、を含み、
前記原料がヨウ化マグネシウムであり、
前記プラズマが還元雰囲気を形成する水素を含む反応性ガスのプラズマであることを特徴とする材料製造方法。 A material manufacturing method for manufacturing a hydrogen generating material containing magnesium hydride,
The material manufacturing method includes:
a depressurization step of keeping the processing chamber for irradiating the raw material with plasma at a depressurized pressure;
a supplying step of heating the raw material and supplying it in a gaseous state into the plasma;
a recovering step of recovering the hydrogen generating material containing the magnesium hydride produced by the reaction of the raw material and the plasma;
The raw material is magnesium iodide,
A material manufacturing method, wherein the plasma is a plasma of a reactive gas containing hydrogen that forms a reducing atmosphere.
前記材料製造方法は、前記処理室から前記ポンプに至るまでの間に、前記処理室から排出された気体の体積を減少させる体積減少ステップを含み、
前記体積減少ステップが、前記処理室から前記ポンプに至るまでの間の排気管を冷却して、少なくとも排出された前記気体中のヨウ化水素を液体、固体、又は、液体及び固体の混合物の状態にして体積を減少させるステップであることを特徴とする請求項1に記載の材料製造方法。 The decompression step is performed by a pump connected to an exhaust pipe for discharging gas from the processing chamber,
The material manufacturing method includes a volume reduction step of reducing the volume of the gas discharged from the processing chamber from the processing chamber to the pump,
The volume reduction step cools an exhaust line between the process chamber and the pump to remove hydrogen iodide in at least the exhausted gas in a liquid, solid, or mixture of liquid and solid states. 2. The method of manufacturing a material according to claim 1, wherein the step of reducing the volume by
前記材料製造方法は、前記処理室から前記ポンプに至るまでの間に、前記処理室から排出された気体の体積を減少させる体積減少ステップを含み、
前記体積減少ステップが、前記処理室から前記ポンプに至るまでの間の排気管内にアンモニアガスを供給し、少なくとも排出された前記気体中のヨウ化水素をヨウ化アンモニウムにして固化し、体積を減少させるステップであることを特徴とする請求項1に記載の材料製造方法。 The decompression step is performed by a pump connected to an exhaust pipe for discharging gas from the processing chamber,
The material manufacturing method includes a volume reduction step of reducing the volume of the gas discharged from the processing chamber from the processing chamber to the pump,
The volume reduction step includes supplying ammonia gas into an exhaust pipe between the processing chamber and the pump, and solidifying at least hydrogen iodide in the discharged gas into ammonium iodide to reduce the volume. 2. The method of manufacturing a material according to claim 1, wherein the step of causing
前記材料製造方法は、前記減圧ステップで前記処理室から排出された気体を溶液に曝して、少なくとも排出された前記気体中のヨウ化水素の溶解したヨウ化水素溶液を取得する溶液取得ステップを含み、
前記水素製造方法は、
前記水素発生材料を溶液に投入して水素を発生させる水素発生ステップと、
前記水素発生ステップで副生成物として生成される酸素含有マグネシウム化合物と前記ヨウ化水素溶液を反応させて、ヨウ化マグネシウムを含むヨウ化マグネシウム含有溶液を取得するヨウ化マグネシウム含有溶液取得ステップと、
前記ヨウ化マグネシウム含有溶液からヨウ化マグネシウム水和物を取得する水和物取得ステップと、
前記ヨウ化マグネシウム水和物とヨウ化アンモニウムを反応させてヨウ化マグネシウム水和物の脱水を行う脱水ステップと、を含み、
前記脱水ステップで脱水された無水のヨウ化マグネシウムが前記原料に利用されることを特徴とする水素製造方法。 A hydrogen production method using a hydrogen generating material containing magnesium hydride produced by the material production method according to claim 1,
The material manufacturing method includes a solution acquisition step of exposing the gas discharged from the processing chamber in the decompression step to a solution to obtain a hydrogen iodide solution in which at least hydrogen iodide in the discharged gas is dissolved. ,
The hydrogen production method is
a hydrogen generating step of introducing the hydrogen generating material into a solution to generate hydrogen;
a magnesium iodide-containing solution obtaining step of obtaining a magnesium iodide-containing solution containing magnesium iodide by reacting an oxygen-containing magnesium compound produced as a by-product in the hydrogen generating step with the hydrogen iodide solution;
a hydrate obtaining step of obtaining magnesium iodide hydrate from the magnesium iodide-containing solution;
a dehydration step of reacting the magnesium iodide hydrate and ammonium iodide to dehydrate the magnesium iodide hydrate;
A method for producing hydrogen, wherein anhydrous magnesium iodide dehydrated in the dehydration step is used as the raw material.
前記材料製造方法は、液体、固体、又は、液体及び固体の混合物の状態の前記ヨウ化水素を取得するヨウ化水素取得ステップを含み、
前記水素製造方法は、
前記水素発生材料を溶液に投入して水素を発生させる水素発生ステップと、
前記水素発生材料を溶液に投入した後の投入後溶液に前記ヨウ化水素を投入し、水素発生ステップで副生成物として生成される酸素含有マグネシウム化合物と前記ヨウ化水素を反応させて、ヨウ化マグネシウムを含むヨウ化マグネシウム含有溶液を取得するヨウ化マグネシウム含有溶液取得ステップと、
前記ヨウ化マグネシウム含有溶液からヨウ化マグネシウム水和物を取得する水和物取得ステップと、
前記ヨウ化マグネシウム水和物とヨウ化アンモニウムを反応させてヨウ化マグネシウム水和物の脱水を行う脱水ステップと、を含み、
前記脱水ステップで脱水された無水のヨウ化マグネシウムが前記原料に利用されることを特徴とする水素製造方法。 A hydrogen production method using a hydrogen generating material containing magnesium hydride produced by the material production method according to claim 2,
The material manufacturing method includes a hydrogen iodide obtaining step of obtaining the hydrogen iodide in the form of a liquid, a solid, or a mixture of liquid and solid,
The hydrogen production method is
a hydrogen generating step of introducing the hydrogen generating material into a solution to generate hydrogen;
The hydrogen iodide is added to the solution after adding the hydrogen generating material to the solution, and the oxygen-containing magnesium compound produced as a by-product in the hydrogen generation step and the hydrogen iodide are reacted to form iodide. a magnesium iodide-containing solution obtaining step of obtaining a magnesium iodide-containing solution containing magnesium;
a hydrate obtaining step of obtaining magnesium iodide hydrate from the magnesium iodide-containing solution;
a dehydration step of reacting the magnesium iodide hydrate and ammonium iodide to dehydrate the magnesium iodide hydrate;
A method for producing hydrogen, wherein anhydrous magnesium iodide dehydrated in the dehydration step is used as the raw material.
前記ヨウ化アンモニウム取得ステップで取得したヨウ化アンモニウムが前記脱水ステップで利用されることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の水素製造方法。 The hydrogen production method includes an ammonium iodide obtaining step of obtaining ammonium iodide produced by reacting ammonia generated in the dehydration step with hydrogen iodide,
6. The hydrogen production method according to claim 4, wherein the ammonium iodide obtained in said ammonium iodide obtaining step is used in said dehydration step.
前記材料製造方法は、前記ヨウ化アンモニウムを取得するヨウ化アンモニウム取得ステップを含み、
前記水素製造方法は、
前記水素発生材料を溶液に投入して水素を発生させる水素発生ステップと、
前記水素発生材料を溶液に投入した後の投入後溶液から水素発生ステップで副生成物として生成される酸素含有マグネシウム化合物を取得する酸素含有マグネシウム化合物取得ステップと、
前記酸素含有マグネシウム化合物と前記ヨウ化アンモニウムを反応させて無水のヨウ化マグネシウムを得るヨウ化マグネシウム取得ステップと、を含み、
前記ヨウ化マグネシウム取得ステップで取得した前記ヨウ化マグネシウムが前記原料に利用されることを特徴とする水素製造方法。 A hydrogen production method using a hydrogen generating material containing magnesium hydride produced by the material production method according to claim 3,
The material manufacturing method includes an ammonium iodide obtaining step of obtaining the ammonium iodide,
The hydrogen production method is
a hydrogen generating step of introducing the hydrogen generating material into a solution to generate hydrogen;
an oxygen-containing magnesium compound obtaining step of obtaining an oxygen-containing magnesium compound generated as a by-product in the hydrogen generating step from the solution after the hydrogen generating material is added to the solution;
a magnesium iodide obtaining step of reacting the oxygen-containing magnesium compound with the ammonium iodide to obtain anhydrous magnesium iodide;
A hydrogen production method, wherein the magnesium iodide obtained in the magnesium iodide obtaining step is used as the raw material.
前記アンモニアガス取得ステップで取得された前記アンモニアガスが前記体積減少ステップで前記処理室から前記ポンプに至るまでの間の排気管内に供給される前記アンモニアガスに利用されることを特徴とする請求項7に記載の水素製造方法。 The hydrogen production method includes an ammonia gas obtaining step of obtaining ammonia gas generated in the magnesium iodide obtaining step,
3. The ammonia gas obtained in the ammonia gas obtaining step is used in the volume reduction step as the ammonia gas supplied into an exhaust pipe from the processing chamber to the pump. 8. The method for producing hydrogen according to 7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018222292A JP7152638B2 (en) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | A material manufacturing method for manufacturing a hydrogen generating material containing magnesium hydride, which is intended to improve the generation reaction of magnesium hydride, and a hydrogen manufacturing method using the hydrogen generating material containing magnesium hydride manufactured by the material manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018222292A JP7152638B2 (en) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | A material manufacturing method for manufacturing a hydrogen generating material containing magnesium hydride, which is intended to improve the generation reaction of magnesium hydride, and a hydrogen manufacturing method using the hydrogen generating material containing magnesium hydride manufactured by the material manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020083716A JP2020083716A (en) | 2020-06-04 |
JP7152638B2 true JP7152638B2 (en) | 2022-10-13 |
Family
ID=70909670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018222292A Active JP7152638B2 (en) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | A material manufacturing method for manufacturing a hydrogen generating material containing magnesium hydride, which is intended to improve the generation reaction of magnesium hydride, and a hydrogen manufacturing method using the hydrogen generating material containing magnesium hydride manufactured by the material manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7152638B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6948641B1 (en) * | 2020-06-19 | 2021-10-13 | バイオコーク技研株式会社 | Magnesium hydride production equipment and magnesium hydride production method |
CN117163919B (en) * | 2023-11-02 | 2024-02-23 | 浙江百能科技有限公司 | Hydrogen production system and method based on ammonia |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007116734A1 (en) | 2006-03-28 | 2007-10-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Energy supply system and hydrogen-generating substance |
WO2008136087A1 (en) | 2007-04-23 | 2008-11-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Energy supply system |
JP2011032131A (en) | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Bio Coke Lab Co Ltd | Method for reducing magnesium oxide and reaction apparatus |
JP2016216780A (en) | 2015-05-20 | 2016-12-22 | 株式会社エスイー | Manufacturing method and manufacturing apparatus for metallic magnesium |
-
2018
- 2018-11-28 JP JP2018222292A patent/JP7152638B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007116734A1 (en) | 2006-03-28 | 2007-10-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Energy supply system and hydrogen-generating substance |
WO2008136087A1 (en) | 2007-04-23 | 2008-11-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Energy supply system |
JP2011032131A (en) | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Bio Coke Lab Co Ltd | Method for reducing magnesium oxide and reaction apparatus |
JP2016216780A (en) | 2015-05-20 | 2016-12-22 | 株式会社エスイー | Manufacturing method and manufacturing apparatus for metallic magnesium |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020083716A (en) | 2020-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6510155B1 (en) | Manufacturing apparatus and method for processing a raw material containing metal atoms with plasma to obtain a product different from the raw material | |
JP6793284B2 (en) | Hydrogen generation system, power generation system, hydrogen generation method, and power generation method | |
KR100803074B1 (en) | Hydrogen generating composition and high purity hydrogen generating device using same | |
JP2004210591A (en) | Hydrogen gas generator and hydrogen gas generation method | |
US8163264B2 (en) | Expanded graphite and process for producing the expanded graphite | |
JP7115007B2 (en) | Method for producing tetrahydroborate and tetrahydroborate | |
JP7152638B2 (en) | A material manufacturing method for manufacturing a hydrogen generating material containing magnesium hydride, which is intended to improve the generation reaction of magnesium hydride, and a hydrogen manufacturing method using the hydrogen generating material containing magnesium hydride manufactured by the material manufacturing method | |
Baytar et al. | Al2O3 supported Co-Cu-B (Co-Cu-B/Al2O3) catalyst for hydrogen generation by hydrolysis of aqueous sodium borohydride (NaBH4) solutions | |
US8460834B2 (en) | Hydrogen production method, hydrogen production system, and fuel cell system | |
WO2018221036A1 (en) | Method for producing magnesium hydride, power generation system using magnesium hydride, and apparatus for producing magnesium hydride | |
CN110127681A (en) | Preparation of graphene by a catalytic and microwave method | |
WO2020110734A1 (en) | Plasma-using processing device and production method for producing hydrogen generating material using same processing device | |
JP7559199B2 (en) | Sodium borohydride manufacturing method and sodium borohydride manufacturing apparatus | |
CN101993071A (en) | Method and device for producing super active carbon | |
JP2015134709A (en) | Hydrogen production method, and hydrogen production apparatus | |
JP7120544B2 (en) | Manufacturing method and manufacturing apparatus for obtaining a product different from the compound by treating a compound containing metal atoms having a boiling point higher than that of a metal material consisting only of metal atoms with plasma | |
JP7540335B2 (en) | Process gas conditioning device, process gas conditioning method, and system for producing metal hydrides | |
JP2915955B2 (en) | Method for producing oxygen-deficient magnetite | |
JP4610103B2 (en) | Graphite nanofiber powder production method and apparatus | |
JP6963848B2 (en) | Manufacturing equipment and manufacturing method to obtain a product different from the raw material by treating the raw material with microwave surface wave plasma | |
JP4068935B2 (en) | Method for producing hydrogen | |
JP2007136392A (en) | Method for treating exhausted gas produced in alkali activation | |
JP7216962B2 (en) | Method for producing tetrahydroborate | |
JP2024120534A (en) | Hydrogen production method and hydrogen production device | |
KR20230118357A (en) | Apparatus and method of hydrogen production from methane reformation in microwave plasma torch |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211006 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220810 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220823 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220826 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7152638 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |