ハイブリッド熱化学法による水素製造実証試験

Hydrogen production experiments by the thermochemical and electrolytic hybrid hydrogen production process

中桐 俊男  ; 堀切 守人; 加藤 章一 ; 加瀬 健 ; 青砥 紀身 ; 高森 裕二*; 深作 博*

Nakagiri, Toshio; Horikiri, Morito; Kato, Shoichi; Kase, Takeshi; Aoto, Kazumi; Takamori, Yuji*; Fukasaku, Hiroshi*

高速増殖炉(FBR)の熱を利用した水素製造方法として提案されたハイブリッド熱化学法の原理実証試験を実施し、本法による水素製造を実証するとともに、さらなる長時間運転および1Nリットル/h水素製造装置開発への課題を摘出した。(1)最大5hの連続運転を行い、ハイブリッド熱化学法により、水から水素と酸素を同時に安定的に発生させることが可能であることを実証した。4回の全系統運転試験における電流値から評価された水素発生速度は 4.03 ミリリットル/h 5.04ミリリットル/h、酸素量は 2.07ミリリットル/h 2.78ミリリットル/hであり、4回の試験の水素量および酸素量の合計は、それぞれ、35.00ミリリットルおよび20.99ミリリットルであった。(2)最高約550度Cの硫酸流通部位に対し、金メッキを施したステンレス製等の機器および配管を使用した結果、硫酸が気体状であると考えられたSO3電解装置内には有意な腐食は認められず、YSZおよびPtメッキ焼成電極の酸素イオン導電性の低下も認められなかった。しかし、SO3電解器出口配管内に凝縮硫酸によると見られる金メッキステンレス配管の腐食が見られた。(3)現状装置での100時間連続運転および新たに1Nリットル/hの水素発生装置を開発するために必要な課題の摘出を行った。

Hydrogen production demonstration experiments from water by the thermochemical and electrolytic hybrid hydrogen production process were performed. The feasibility of this hydrogen production process was demonstrated and technical problems to operate longer uration and to develop 1Nl/h-H2 production experimental apparatus were extracted. (1) Continuous and stable hydrogen and oxygen generation by the hybrid process was measured in the four full process experiments and maximum test duration was about five hours. The generation rate of hydrogen and oxygen calculated from measured current in four full process experiments were 4.03ml/h - 5.04ml/h and 2.07ml/h - 2.78ml/h, respectively. The total amounts of generated hydrogen and oxygen in the four experiments were 35.00ml and 20.99ml. (2) Severe material corrosion was not observed for gold plated stainless steel and S03 electrolysis cell (YSZ, Pt paste electrode) which used in sulfuric acid atmosphere at about 550 deg-C, and ionic oxygen conductivity of YSZ did not decrease in the experiments. Nevertheless, corrosion of the gold plated outlet piping of S03 electrolysis cell was observed, and the corrosion by condensed sulfuric acid as suspected. (3) Technical problems to operate the present experimental apparatus for 100 hours and to develop test apparatus to generate 1Nl/h hydrogen, were extracted.