水素製造方法

※下記2本の特許セットでの価格になります。

1件目：

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2件目：

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水素製造方法について、メタン(CH4)を原料に、触媒に炭酸カリウム水溶液(K2CO3+H2O(l))を使用して、水素(100%)およびCO2(100%)を分離製造するプロセスを説明いたします。

　　原料　　　　　　　　　　 触媒

　　メタン(CH4)、 炭酸カリウム水溶液（K2CO3+H2O(l)）

湿り水蒸気中の水微粒子H2O(l))(30μm)中のカリウム陽イオンが以下のように生成します。（水微粒子のサイズは湿り水蒸気の乾き度で調節します）

　　K2CO3 + H2O(l) → K+ + KHCO3 + OH- （０）

　　水微粒子中のH2O(l)は入熱により水蒸気となって、気液界面の外側（気相）に出ます。一方、カリウム陽イオン(K+)は大きいために気液界面の内側にとどまります。

　　この状態で、メタンガス(CH4)を反応器内に吹き付けます。そうすると、炭素（C）

　　は電位が0Vで、カリウムイオンは+3.5Vなのでカリウム陽イオン(K+)と炭素（C）

は電気的に結合します。そうすると、炭素と結合していた水素は炭素から離れます。

　　　K＋　＋　C　→ K＋・C （１）電気的結合

　　　CH４　→　C + 4H （２）メタン分解

　　 4H　 →　2H2 （３）H2製造

　　水微粒子界面外側のCと2H2O(g)が反応して、CO2と2H2が生成します。

　　C + 2H2O(g) → 2H2 + CO2 （４）H2製造

（０）＋（２）＋（３）+（４）は、

　　K2CO3 + H2O(l) + CH4 + 2H2O(g)→ K＋+ KHCO3 + OH- + 4H2 + CO2 （４）

実際の反応器出口は反応器出口流体は以下のようになります。

　　気相側　　　　　　　　 液相側

　　4H2 + CO2 + 20H2O(g) K+ + OH- + KHCO3

冷却器出口流体は以下です。

　　気相側　　　　　　　　　　液相側

　　4H2 CO2 + K+ + OH- + KHCO3 + 20H2O(l)

気液分離器出口流体は以下です。

　　気相側　　　　　　　　　　液相側

　　無し　　　　　　　　　　　CO2 + K+ + OH- + KHCO3 + 20H2O(l)

　　溶液再生器でCO2を回収し、触媒である炭酸カリウム水溶液となって、反応器に注入されます。

　　注記：a. (l)および(g)はそれぞれ、液体状態、気体状態を表します。

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