JPH1111903A - 軽水の製造方法 - Google Patents
軽水の製造方法Info
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- JPH1111903A JPH1111903A JP9164398A JP16439897A JPH1111903A JP H1111903 A JPH1111903 A JP H1111903A JP 9164398 A JP9164398 A JP 9164398A JP 16439897 A JP16439897 A JP 16439897A JP H1111903 A JPH1111903 A JP H1111903A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の軽水の合成方法における不便さを解消
し、安全に効率よく、無トリチウム水（軽水）を合成す
る方法を提供することにある。 【解決手段】 イオン交換膜を用いた水素酸素燃料電池
または触媒を担持した粒子、粉末又はハニカムを充填し
た反応塔に二重水素あるいは／および三重水素の含有率
の少ない水素と酸素、好ましくはイオン交換膜を用いた
水電解反応により生成する二重水素あるいは／および三
重水素の含有率の少ない水素と酸素を供給し、重水含有
率の少ない軽水を合成することを特徴とする軽水の製造
方法である。
し、安全に効率よく、無トリチウム水（軽水）を合成す
る方法を提供することにある。 【解決手段】 イオン交換膜を用いた水素酸素燃料電池
または触媒を担持した粒子、粉末又はハニカムを充填し
た反応塔に二重水素あるいは／および三重水素の含有率
の少ない水素と酸素、好ましくはイオン交換膜を用いた
水電解反応により生成する二重水素あるいは／および三
重水素の含有率の少ない水素と酸素を供給し、重水含有
率の少ない軽水を合成することを特徴とする軽水の製造
方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低濃度の三重水素
（「トリチウム」ともいう）の分析などに用いる軽水の
合成方法に関するものであり、特に燃料電池や反応塔に
二重水素や三重水素の含有率の少ない水素と酸素とを供
給して軽水を合成する方法に関するものである。
（「トリチウム」ともいう）の分析などに用いる軽水の
合成方法に関するものであり、特に燃料電池や反応塔に
二重水素や三重水素の含有率の少ない水素と酸素とを供
給して軽水を合成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】原子力発電所の安全性、地殻変動の予
測、地下水系の測定を行う際に、地盤や地下水系などの
水に含まれる低濃度のトリチウムの分析が行われてい
る。その分析に際して無トリチウム水は分析精度の向上
のために不可欠な基準物質である。これを得る従来方法
としては深い地下水の利用や天然ガスからの合成などが
知られている。しかしながらこれらの方法は設備として
困難かつ複雑であり、簡便とは言えない。
測、地下水系の測定を行う際に、地盤や地下水系などの
水に含まれる低濃度のトリチウムの分析が行われてい
る。その分析に際して無トリチウム水は分析精度の向上
のために不可欠な基準物質である。これを得る従来方法
としては深い地下水の利用や天然ガスからの合成などが
知られている。しかしながらこれらの方法は設備として
困難かつ複雑であり、簡便とは言えない。
【０００３】ところで最近になって重水素の濃縮方法と
して、イオン交換膜を隔膜とし多孔性電極をこれに接
触、接合させた電解セルを用いることが開示されている
（特開平８−２６７０３号公報）。この方法では、精製
のため蒸留して得た試料水のみをそのまま電解室に供給
し、電解では主に軽水が電解されて陰極にて二重水素や
三重水素の少ない水素が、また陽極では水の酸化により
酸素が、いずれもガスとして系外に取り出されるため、
従来の方法に比較して簡便化されている。また水素と酸
素が分離されて得られるため安全性が高い。電極の消耗
は格段に小さい。
して、イオン交換膜を隔膜とし多孔性電極をこれに接
触、接合させた電解セルを用いることが開示されている
（特開平８−２６７０３号公報）。この方法では、精製
のため蒸留して得た試料水のみをそのまま電解室に供給
し、電解では主に軽水が電解されて陰極にて二重水素や
三重水素の少ない水素が、また陽極では水の酸化により
酸素が、いずれもガスとして系外に取り出されるため、
従来の方法に比較して簡便化されている。また水素と酸
素が分離されて得られるため安全性が高い。電極の消耗
は格段に小さい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記の電解により得ら
れた酸素と水素を原料として合成した水は、従来では必
ず添加される支持塩などの不純物がなく、湿度分の水分
を含むのみであり、前記の無トリチウム水をつくるため
の原料として最適であることが予想される。一方エネル
ギーの安定供給やオンサイト発電の要求から燃料電池の
開発が進んでいる。中でもイオン交換膜を用いる燃料電
池（ＰＥＦＣ）は、膜の性能の進歩にともなって高出
力、小型化され、低温作動の安全性の面からも注目され
ている。この燃料電池反応によって生成するのは純度の
高い水である。本発明は、従来の軽水の合成方法におけ
る不便さを解消し、安全に効率よく、無トリチウム水を
合成する方法を提供しようとするものである。
れた酸素と水素を原料として合成した水は、従来では必
ず添加される支持塩などの不純物がなく、湿度分の水分
を含むのみであり、前記の無トリチウム水をつくるため
の原料として最適であることが予想される。一方エネル
ギーの安定供給やオンサイト発電の要求から燃料電池の
開発が進んでいる。中でもイオン交換膜を用いる燃料電
池（ＰＥＦＣ）は、膜の性能の進歩にともなって高出
力、小型化され、低温作動の安全性の面からも注目され
ている。この燃料電池反応によって生成するのは純度の
高い水である。本発明は、従来の軽水の合成方法におけ
る不便さを解消し、安全に効率よく、無トリチウム水を
合成する方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究の
結果、従来の方法における不便さを解消する新規な軽水
の合成方法を見いだした。すなわち、 （１）イオン交換膜を用いた水素酸素燃料電池に二重水
素あるいは／および三重水素の含有率の少ない水素と酸
素を供給し、重水含有率の少ない軽水を合成することを
特徴とする軽水の製造方法。 （２）触媒を担持した粒子、粉末又はハニカムを充填し
た反応塔に二重水素あるいは／および三重水素の含有率
の少ない水素と酸素を供給し、重水含有率の少ない軽水
を合成することを特徴とする軽水の製造方法。 （３）イオン交換膜を用いた水電解反応により生成する
二重水素あるいは／および三重水素の含有率の少ない水
素と酸素を原料とすることを特徴とする前記（１）また
は（２）に記載の軽水の製造方法である。
結果、従来の方法における不便さを解消する新規な軽水
の合成方法を見いだした。すなわち、 （１）イオン交換膜を用いた水素酸素燃料電池に二重水
素あるいは／および三重水素の含有率の少ない水素と酸
素を供給し、重水含有率の少ない軽水を合成することを
特徴とする軽水の製造方法。 （２）触媒を担持した粒子、粉末又はハニカムを充填し
た反応塔に二重水素あるいは／および三重水素の含有率
の少ない水素と酸素を供給し、重水含有率の少ない軽水
を合成することを特徴とする軽水の製造方法。 （３）イオン交換膜を用いた水電解反応により生成する
二重水素あるいは／および三重水素の含有率の少ない水
素と酸素を原料とすることを特徴とする前記（１）また
は（２）に記載の軽水の製造方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】イオン交換膜を用いた水電解反応
により生成する二重水素あるいは／および三重水素の含
有率の少ない水素と酸素を原料とし、これら原料をイオ
ン交換膜を用いた水素酸素燃料電池に供給して合成する
本発明の軽水の製造方法の概略図を図１に示す。図１を
用いて以下に本発明の軽水の製造方法を詳細に説明す
る。すなわち、電解セル１ではカチオン交換膜２の陰極
側に水素発生陰極３が、陽極側に酸素発生陽極４が密着
して配置されている。原料となる蒸留水５は電解室に供
給され、電解により酸素６、水素７をつくる。生成した
酸素６、水素７（主に軽水素）は、それらに含まれてい
る水分を除去するために冷却素子装置８などに通して、
そこで液化させることにより除去する。この除去により
前記水分に含まれる重水成分を除くことができる。電解
生成ガスのみを燃料電池セル９（ＰＥＦＣ）のアノード
室１０、カソード室１１にそれぞれ導入して軽水を合成
し、冷却素子装置１５で生成した水分を液体とし、得ら
れた軽水１２はサンプル容器１３に貯蔵する。未反応の
水素及び酸素は、水素排気及び酸素排気として流出させ
る。
により生成する二重水素あるいは／および三重水素の含
有率の少ない水素と酸素を原料とし、これら原料をイオ
ン交換膜を用いた水素酸素燃料電池に供給して合成する
本発明の軽水の製造方法の概略図を図１に示す。図１を
用いて以下に本発明の軽水の製造方法を詳細に説明す
る。すなわち、電解セル１ではカチオン交換膜２の陰極
側に水素発生陰極３が、陽極側に酸素発生陽極４が密着
して配置されている。原料となる蒸留水５は電解室に供
給され、電解により酸素６、水素７をつくる。生成した
酸素６、水素７（主に軽水素）は、それらに含まれてい
る水分を除去するために冷却素子装置８などに通して、
そこで液化させることにより除去する。この除去により
前記水分に含まれる重水成分を除くことができる。電解
生成ガスのみを燃料電池セル９（ＰＥＦＣ）のアノード
室１０、カソード室１１にそれぞれ導入して軽水を合成
し、冷却素子装置１５で生成した水分を液体とし、得ら
れた軽水１２はサンプル容器１３に貯蔵する。未反応の
水素及び酸素は、水素排気及び酸素排気として流出させ
る。
【０００７】なお、図１において電解セル１の電極面積
は０．１９ｄｍ2 、電流値は０〜３０Ａ、使用イオン交
換膜はフッ素樹脂系陽イオン交換膜、陽極の材質はＤＳ
Ｅ、陰極の材質はステンレス鋼である。また、燃料電池
セル９（ＰＥＦＣ）の電極面積は０．１９ｄｍ2 、使用
イオン交換膜はフッ素樹脂系陽イオン交換膜、電極基材
はカーボン、その表面に塗布した触媒は白金であり、燃
料電池のセルの温度は制御せずに運転した。
は０．１９ｄｍ2 、電流値は０〜３０Ａ、使用イオン交
換膜はフッ素樹脂系陽イオン交換膜、陽極の材質はＤＳ
Ｅ、陰極の材質はステンレス鋼である。また、燃料電池
セル９（ＰＥＦＣ）の電極面積は０．１９ｄｍ2 、使用
イオン交換膜はフッ素樹脂系陽イオン交換膜、電極基材
はカーボン、その表面に塗布した触媒は白金であり、燃
料電池のセルの温度は制御せずに運転した。
【０００８】また、本発明の別の軽水の製造方法の概略
図を図２に示し、図２を用いて別法の概略を説明する
と、前記図１で説明したように電解セル１でイオン交換
膜法により生成し、冷却素子装置８で乾燥した酸素６、
水素７（主に軽水素）を図２の水素酸素反応促進触媒を
担持した粒子、粉末又はハニカムを充填した反応塔１４
に供給して水を生成させ、冷却素子装置１５で生成した
水分を液化し、軽水を製造する。
図を図２に示し、図２を用いて別法の概略を説明する
と、前記図１で説明したように電解セル１でイオン交換
膜法により生成し、冷却素子装置８で乾燥した酸素６、
水素７（主に軽水素）を図２の水素酸素反応促進触媒を
担持した粒子、粉末又はハニカムを充填した反応塔１４
に供給して水を生成させ、冷却素子装置１５で生成した
水分を液化し、軽水を製造する。
【０００９】電解セル１における反応は、 陽極反応 ： ２Ｈ2 Ｏ ＝Ｏ2 ＋４Ｈ+ ＋４ｅ 陰極反応 ： ２Ｈ+ ＋２ｅ＝Ｈ2 であり、燃料電池セル９、反応塔１４での反応は次のよ
うにその逆である。 Ｏ2 ＋２Ｈ2 ＝２Ｈ2 Ｏ
うにその逆である。 Ｏ2 ＋２Ｈ2 ＝２Ｈ2 Ｏ
【００１０】（構成材料）以下に本発明の具体的構成材
料を示す。 １．水電解用セル 電極集電体としてチタン、ニオブ、タンタル、ステンレ
ス鋼、ニッケル、ジルコニウム、カーボン、銀などの耐
食性を有する材料からの金網、それら耐食性材料の粉末
からなる焼結体、金属繊維焼結体、発泡体などの多孔体
材料を用い、それぞれ適切な前処理により洗浄してお
く。電極支持体は電流、ガス、液の供給・除去の目的の
ため適度の多孔性と電導性を保つことが好ましい。特に
３０％〜８０％の開孔部を有する導電性の給電部を設け
るのが好ましい。反応生成ガス、液の物質移動を速やか
に行うために、触媒あるいはまた、触媒を有する集電体
に分散担持、構成するのが好ましい。疎水性材料として
はフッ化ピッチ、フッ化黒鉛、フッ素樹脂が好ましく、
特にフッ素樹脂は均一かつ良好な性能を得るために、２
００℃から４００℃の温度において焼成工程を行うのも
好ましい。
料を示す。 １．水電解用セル 電極集電体としてチタン、ニオブ、タンタル、ステンレ
ス鋼、ニッケル、ジルコニウム、カーボン、銀などの耐
食性を有する材料からの金網、それら耐食性材料の粉末
からなる焼結体、金属繊維焼結体、発泡体などの多孔体
材料を用い、それぞれ適切な前処理により洗浄してお
く。電極支持体は電流、ガス、液の供給・除去の目的の
ため適度の多孔性と電導性を保つことが好ましい。特に
３０％〜８０％の開孔部を有する導電性の給電部を設け
るのが好ましい。反応生成ガス、液の物質移動を速やか
に行うために、触媒あるいはまた、触媒を有する集電体
に分散担持、構成するのが好ましい。疎水性材料として
はフッ化ピッチ、フッ化黒鉛、フッ素樹脂が好ましく、
特にフッ素樹脂は均一かつ良好な性能を得るために、２
００℃から４００℃の温度において焼成工程を行うのも
好ましい。
【００１１】イオン交換膜としてはフッ素樹脂系の膜が
耐食性の面から最適である。陽極は、ＤＳＡと呼ばれる
チタン製の不溶性電極であり、膜と密着して用いること
ができるよう多孔性であることが好ましい。陰極は、重
水素ガスの発生し難い材料が好ましく、ステンレス鋼、
ニッケルなどの分離特性が優れていることが報告されて
いる。本発明の電極と膜を密着させる必要がある場合に
は前もってそれらを機械的に結合させておくか、あるい
は電解時に圧力を与えておけば十分である。圧力として
は、０．１から３０ｋｇｆ／ｃｍ2 が好ましい。電解条
件としては、温度は０℃から５０℃が好ましく、電流密
度としては１〜１００Ａ／ｄｍ2 が好ましい。
耐食性の面から最適である。陽極は、ＤＳＡと呼ばれる
チタン製の不溶性電極であり、膜と密着して用いること
ができるよう多孔性であることが好ましい。陰極は、重
水素ガスの発生し難い材料が好ましく、ステンレス鋼、
ニッケルなどの分離特性が優れていることが報告されて
いる。本発明の電極と膜を密着させる必要がある場合に
は前もってそれらを機械的に結合させておくか、あるい
は電解時に圧力を与えておけば十分である。圧力として
は、０．１から３０ｋｇｆ／ｃｍ2 が好ましい。電解条
件としては、温度は０℃から５０℃が好ましく、電流密
度としては１〜１００Ａ／ｄｍ2 が好ましい。
【００１２】２．燃料電池セル（ＰＥＦＣ） ガス電極用電極支持体としてチタン、ニオブ、タンタ
ル、ステンレス鋼、ニッケル、ジルコニウム、カーボ
ン、銀などの耐食性を有する材料からの金網、それら耐
食性材料の粉末からなる焼結体、金属繊維焼結体、発泡
体などの多孔体材料を用い、それぞれ適切な前処理によ
り洗浄しておく。電極支持体は電流、ガス、液の供給・
除去の目的のため適度の多孔性と電導性を保つことが好
ましい。反応生成ガス、液の物質移動を速やかに行うた
めに、疎水性や親水性の材料や領域を触媒あるいはま
た、触媒を有する集電体に分散担持、構成するのが好ま
しい。疎水性材料としてはフッ化ピッチ、フッ化黒鉛、
フッ素樹脂が好ましく、特にフッ素樹脂は均一かつ良好
な性能を得るために、２００℃から４００℃の温度にお
いて焼成工程を行うのも好ましい。疎水性や親水性の部
分は電極断面方向に沿ってそれぞれ連続に繋がっている
ことが好ましい。
ル、ステンレス鋼、ニッケル、ジルコニウム、カーボ
ン、銀などの耐食性を有する材料からの金網、それら耐
食性材料の粉末からなる焼結体、金属繊維焼結体、発泡
体などの多孔体材料を用い、それぞれ適切な前処理によ
り洗浄しておく。電極支持体は電流、ガス、液の供給・
除去の目的のため適度の多孔性と電導性を保つことが好
ましい。反応生成ガス、液の物質移動を速やかに行うた
めに、疎水性や親水性の材料や領域を触媒あるいはま
た、触媒を有する集電体に分散担持、構成するのが好ま
しい。疎水性材料としてはフッ化ピッチ、フッ化黒鉛、
フッ素樹脂が好ましく、特にフッ素樹脂は均一かつ良好
な性能を得るために、２００℃から４００℃の温度にお
いて焼成工程を行うのも好ましい。疎水性や親水性の部
分は電極断面方向に沿ってそれぞれ連続に繋がっている
ことが好ましい。
【００１３】これらの基体の上に触媒層を形成させる。
触媒としては白金、パラジウム、ルテニウム、イリジウ
ム、銅、銀、コバルト、鉛などの金属あるいはそれらの
酸化物が好ましい。それらの触媒は粉末としてフッ素樹
脂などのバインダーおよびナフサなどの溶剤と混合しペ
ーストとし固着するか、触媒金属の塩溶液を基体表面に
塗布し焼成するか、または塩溶液を電気メッキするか、
還元剤を用いて無電解メッキすることによって行われ
る。フッ素成分の粉末の粒径としては０．０１から１０
０ミクロンが好ましい。
触媒としては白金、パラジウム、ルテニウム、イリジウ
ム、銅、銀、コバルト、鉛などの金属あるいはそれらの
酸化物が好ましい。それらの触媒は粉末としてフッ素樹
脂などのバインダーおよびナフサなどの溶剤と混合しペ
ーストとし固着するか、触媒金属の塩溶液を基体表面に
塗布し焼成するか、または塩溶液を電気メッキするか、
還元剤を用いて無電解メッキすることによって行われ
る。フッ素成分の粉末の粒径としては０．０１から１０
０ミクロンが好ましい。
【００１４】前記支持体と触媒層からなる電極の厚さは
０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、空隙率は３０％〜９０％が好
ましい。該集電体の機械的強度および電導性の向上のた
めに、該電極の背後に３０％〜８０％の開孔部を有する
導電性の給電部を設けるのが好ましい。本発明の電極と
膜を密着させる必要がある場合には前もってそれらを機
械的に結合させておくか、あるいは電解時に圧力を与え
ておけば十分である。圧力としては、０．１から３０ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 が好ましい。電解条件としては、温度は１
０℃から９０℃が好ましく、電流密度としては１〜１０
０Ａ／ｄｍ2 が好ましい。反応しないガスは外部に排出
する。
０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、空隙率は３０％〜９０％が好
ましい。該集電体の機械的強度および電導性の向上のた
めに、該電極の背後に３０％〜８０％の開孔部を有する
導電性の給電部を設けるのが好ましい。本発明の電極と
膜を密着させる必要がある場合には前もってそれらを機
械的に結合させておくか、あるいは電解時に圧力を与え
ておけば十分である。圧力としては、０．１から３０ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 が好ましい。電解条件としては、温度は１
０℃から９０℃が好ましく、電流密度としては１〜１０
０Ａ／ｄｍ2 が好ましい。反応しないガスは外部に排出
する。
【００１５】３．反応塔 反応塔には、触媒を基材上に担持した触媒体などを設け
て、水素と酸素の反応を行わせる。触媒としては白金、
パラジウム、ルテニウム、イリジウムの金属あるいはそ
れらの酸化物をアルミナなどの微細な構造の基材表面に
塗布・焼成し形成するのが好ましい。粒子および繊維断
面の直径は０．１〜５ｍｍ程度が好ましい。触媒の必要
量は発生ガスの量に依存するが、１〜５分の接触時間を
とるように設計する。反応しないガスは外部に排出す
る。原料の水は電解セルに入れるが、二重水あるいは／
および三重水の濃縮による二重水素、三重水素の発生を
減らせるために液交換の頻度を極力多くする。電子冷却
機器で０℃以下の程度に保ち、蒸気成分を除去した後、
燃料電池セルや反応塔に水素ガスや酸素ガスを送る。
て、水素と酸素の反応を行わせる。触媒としては白金、
パラジウム、ルテニウム、イリジウムの金属あるいはそ
れらの酸化物をアルミナなどの微細な構造の基材表面に
塗布・焼成し形成するのが好ましい。粒子および繊維断
面の直径は０．１〜５ｍｍ程度が好ましい。触媒の必要
量は発生ガスの量に依存するが、１〜５分の接触時間を
とるように設計する。反応しないガスは外部に排出す
る。原料の水は電解セルに入れるが、二重水あるいは／
および三重水の濃縮による二重水素、三重水素の発生を
減らせるために液交換の頻度を極力多くする。電子冷却
機器で０℃以下の程度に保ち、蒸気成分を除去した後、
燃料電池セルや反応塔に水素ガスや酸素ガスを送る。
【００１６】
【実施例】以下に本発明の軽水の製造の具体例を示す
が、本発明は以下の具体例によって制限されるものでは
ない。
が、本発明は以下の具体例によって制限されるものでは
ない。
【００１７】実施例１ 図１の装置を組み立てた。触媒のイリジウム金属微粉末
（田中貴金属株式会社製、２００メッシュアンダー）と
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の水懸濁液
（三井フルオロケミカル株式会社製、３０Ｊ）を体積比
１：１に混合したもの３００ｇを、チタンびびり繊維支
持体に塗布した塗布物を１３０℃で３分間ホットプレス
加工したものを陽極とした。またステンレス鋼繊維焼結
体（厚さが２ｍｍ、開口率７０％、孔径が０．０１ｍ
ｍ、東京製網株式会社製）を陰極として用いた。イオン
交換膜にはデュポン社製のナフィオン１１７を用い、イ
オン交換膜の両側に前記電極を密着させて電解セルを構
成した。電極面積は０．１９ｄｍ2 である。前記電解セ
ルの陽極および陰極にそれぞれ７５０Ｂｑ／リットルの
トリチウム濃度を有する純水を１ｍｌ／分で供給し、温
度２０℃で１５Ａの電流（電流密度８Ａ／ｄｍ2 ）を流
したところ、３．５Ｖのセル電圧であった。
（田中貴金属株式会社製、２００メッシュアンダー）と
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の水懸濁液
（三井フルオロケミカル株式会社製、３０Ｊ）を体積比
１：１に混合したもの３００ｇを、チタンびびり繊維支
持体に塗布した塗布物を１３０℃で３分間ホットプレス
加工したものを陽極とした。またステンレス鋼繊維焼結
体（厚さが２ｍｍ、開口率７０％、孔径が０．０１ｍ
ｍ、東京製網株式会社製）を陰極として用いた。イオン
交換膜にはデュポン社製のナフィオン１１７を用い、イ
オン交換膜の両側に前記電極を密着させて電解セルを構
成した。電極面積は０．１９ｄｍ2 である。前記電解セ
ルの陽極および陰極にそれぞれ７５０Ｂｑ／リットルの
トリチウム濃度を有する純水を１ｍｌ／分で供給し、温
度２０℃で１５Ａの電流（電流密度８Ａ／ｄｍ2 ）を流
したところ、３．５Ｖのセル電圧であった。
【００１８】また、前記電池セルの２枚の電極は、ガス
電極用電極支持体としてカーボン繊維体を用い、白金触
媒は粉末としてフッ素樹脂などのバインダーおよびナフ
サなどの溶剤と混合してペーストとし、前記電極支持体
上に塗布・乾燥して固着させた。電極の厚さは０．４ｍ
ｍ、５０％の開孔部を有するステンレス鋼網製の給電部
をその裏に設けた。イオン交換膜にデュポン社製のナフ
ィオン１１２を用い、イオン交換膜の両側に前記電極を
密着させて電池セルを構成した。温度は制御しなかっ
た。セルを短絡状態に保ったときの電流密度としては１
０Ａ／ｄｍ2 が得られた。燃料電池の反応効率としては
５０％であり、反応しないガスは外部に排出した。１．
５時間電解を継続し、約８ｍｌの再結合水を得た。液体
シンチレーションカウンターでトリチウム濃度を測定し
たところ８５Ｂｑ／リットルであり、トリチウムの減損
率は８９％であった。
電極用電極支持体としてカーボン繊維体を用い、白金触
媒は粉末としてフッ素樹脂などのバインダーおよびナフ
サなどの溶剤と混合してペーストとし、前記電極支持体
上に塗布・乾燥して固着させた。電極の厚さは０．４ｍ
ｍ、５０％の開孔部を有するステンレス鋼網製の給電部
をその裏に設けた。イオン交換膜にデュポン社製のナフ
ィオン１１２を用い、イオン交換膜の両側に前記電極を
密着させて電池セルを構成した。温度は制御しなかっ
た。セルを短絡状態に保ったときの電流密度としては１
０Ａ／ｄｍ2 が得られた。燃料電池の反応効率としては
５０％であり、反応しないガスは外部に排出した。１．
５時間電解を継続し、約８ｍｌの再結合水を得た。液体
シンチレーションカウンターでトリチウム濃度を測定し
たところ８５Ｂｑ／リットルであり、トリチウムの減損
率は８９％であった。
【００１９】実施例２ 図２の装置を組み立てた。水電解セルは実施例１と同様
のものを用いた。反応塔に触媒として、パラジウム金属
あるいはその酸化物を直径２ｍｍの粒子径のアルミナ粉
末の表面に塗布・乾燥した後焼成し焼結体を形成したも
のを２００ｍｌ充填した。１分間の接触時間をとり、反
応しないガスは外部に排出した。２時間電解を継続し、
約１１ｍｌの再結合水を得た。液体シンチレーションカ
ウンターでトリチウム濃度を測定したところ１００Ｂｑ
／リットルであり、トリチウムの減損率は８７％であっ
た。
のものを用いた。反応塔に触媒として、パラジウム金属
あるいはその酸化物を直径２ｍｍの粒子径のアルミナ粉
末の表面に塗布・乾燥した後焼成し焼結体を形成したも
のを２００ｍｌ充填した。１分間の接触時間をとり、反
応しないガスは外部に排出した。２時間電解を継続し、
約１１ｍｌの再結合水を得た。液体シンチレーションカ
ウンターでトリチウム濃度を測定したところ１００Ｂｑ
／リットルであり、トリチウムの減損率は８７％であっ
た。
【００２０】
【発明の効果】イオン交換膜を用いた水電解反応により
生成する二重水および三重水の含有率の少ない水素およ
び酸素を原料とし、イオン交換膜を用いた水素酸素燃料
電池あるいは触媒を担持した粒子、粉末、ハニカムを充
填した反応塔に、前記二重水および三重水の含有率の少
ない水素および酸素を供給する方法により、重水含有率
の少ない軽水を、安全かつ簡単に合成できた。液体シン
チレーションカウンターでトリチウム濃度を測定したと
ころトリチウムの減損率は８０〜９０％であった。さら
にトリチウム濃度を下げるためにはもう一度操作を繰り
返せば良い。
生成する二重水および三重水の含有率の少ない水素およ
び酸素を原料とし、イオン交換膜を用いた水素酸素燃料
電池あるいは触媒を担持した粒子、粉末、ハニカムを充
填した反応塔に、前記二重水および三重水の含有率の少
ない水素および酸素を供給する方法により、重水含有率
の少ない軽水を、安全かつ簡単に合成できた。液体シン
チレーションカウンターでトリチウム濃度を測定したと
ころトリチウムの減損率は８０〜９０％であった。さら
にトリチウム濃度を下げるためにはもう一度操作を繰り
返せば良い。
【図１】本発明の軽水の製造方法を行うための、水電解
セルと燃料電池を組み合わせた装置の説明図を示す。
セルと燃料電池を組み合わせた装置の説明図を示す。
【図２】本発明の軽水の製造方法を行うための、水電解
セルと反応塔を組み合わせた装置の説明図を示す。
セルと反応塔を組み合わせた装置の説明図を示す。
１ 電解セル ２ カチオン交換膜 ３ 陰極 ４ 陽極 ５ 原料水 ６ 酸素 ７ 水素 ８ 冷却素子装置 ９ 燃料電池セル １０ アノード室 １１ カソード室 １２ 軽水 １３ サンプル容器 １４ 反応塔 １５ 冷却素子装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 脇田 修平 神奈川県藤沢市辻堂元町５−９−８ (72)発明者 錦 善則 神奈川県藤沢市藤沢１−１−23−304 (72)発明者 島宗 孝之 東京都町田市本町田3006番地30
Claims (3)
- 【請求項１】 イオン交換膜を用いた水素酸素燃料電池
に二重水素あるいは／および三重水素の含有率の少ない
水素と酸素とを供給し、重水含有率の少ない軽水を合成
することを特徴とする軽水の製造方法。 - 【請求項２】 触媒を担持した粒子、粉末又はハニカム
を充填した反応塔に二重水素あるいは／および三重水素
の含有率の少ない水素と酸素とを供給し、重水含有率の
少ない軽水を合成することを特徴とする軽水の製造方
法。 - 【請求項３】 イオン交換膜を用いた水電解反応により
生成する二重水素あるいは／および三重水素の含有率の
少ない水素と酸素とを原料とすることを特徴とする請求
項１または請求項２に記載の軽水の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9164398A JPH1111903A (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 軽水の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9164398A JPH1111903A (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 軽水の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1111903A true JPH1111903A (ja) | 1999-01-19 |
Family
ID=15792378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9164398A Pending JPH1111903A (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 軽水の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1111903A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009001899A (ja) * | 2007-05-22 | 2009-01-08 | Nagaoka Univ Of Technology | 金属酸化物薄膜の製造方法及び製造装置 |
-
1997
- 1997-06-20 JP JP9164398A patent/JPH1111903A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009001899A (ja) * | 2007-05-22 | 2009-01-08 | Nagaoka Univ Of Technology | 金属酸化物薄膜の製造方法及び製造装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060425 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060712 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060719 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061122 |