專利名稱：氫氣的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氫氣的制備方法。
背景技術(shù)：
氫氣與煤炭或石油等化石燃料(烴)不同，是燃燒時不產(chǎn)生二氧化碳等溫室效應(yīng) 氣體而轉(zhuǎn)化成水的清潔燃料。如今，過去一直理所當(dāng)然地使用的地球上的化石燃料已經(jīng)開 始枯竭，因此，當(dāng)務(wù)之急是確立作為替代化石燃料的燃料的氫氣的制備方法。在這樣的背 景下，眾所周知全世界都在進行各種各樣的研究開發(fā)，也已經(jīng)提出過以實驗室規(guī)模的優(yōu)異 的方法(例如下述專利文獻1中所述的通過使用金屬催化劑使烴接觸熱分解的方法等)。 但是，在考慮以工業(yè)規(guī)模制備氫氣的情況下，需要解決下述問題(1)當(dāng)然是如何廉價地制 備、(2)如何壓縮貯藏、(3)如何安全地運輸。特別是因為氫氣是帶有弱分子間相互作用的 最小且最輕質(zhì)的分子，所以解決(2)和(3)的問題并不是容易的事。作為現(xiàn)階段考慮的解 決方法，有施加高壓的方法、保持在氫氣的沸點即-253°C以下的超低溫的方法、使用貯氫合 金的方法、以高壓(例如350大氣壓 1000大氣壓)填充在金屬制罐中的方法等，但都不 能成為根本的解決方法。鑒于上述問題，為了提供至今沒有的氫氣制備方法，該方法作為針對在考慮以工 業(yè)規(guī)模制備氫氣的情況下必須解決的制備成本、貯藏性、運輸性之類的問題的解決對策，本 發(fā)明人在專利文獻2中提出的方法是，使用甲酸水溶液作為原料，在250°C 600°C進行甲 酸的水熱分解反應(yīng)(Hydrothermal reaction 在密閉反應(yīng)容器中的高溫高壓的水參與的反 應(yīng))，由此，利用甲酸的脫羧化反應(yīng)(decarboxylation =HCOOH — H2+C02)來生成氫氣。專利文獻1 特開2003-95605號公報專利文獻2 特開2005-289742號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題對于本發(fā)明人在專利文獻2中提出的氫氣制備方法，因為利用在比較溫和的溫度 條件下的水熱反應(yīng)，可以不使用金屬催化劑而由其為具有極性的水溶性有機化合物的甲酸 和水來制備氫氣，因此，是制備成本優(yōu)異的制備方法。另外，根據(jù)該方法，開辟了平常貯藏 或搬運處理性優(yōu)異的甲酸水溶液、必要時由甲酸水溶液制備必要量的氫氣而供于實用的道 路，作為可簡便地制備氫氣的原料的甲酸水溶液起到了氫氣的貯藏罐(storage tank)及搬 運船(carrier ship)的作用。因此，該方法可成為針對在考慮以工業(yè)規(guī)模制備氫氣的情況 下必須解決的制備成本、貯藏性、運輸性之類的問題的劃時代的解決對策。但是，該方法需 要用于進行水熱分解反應(yīng)的密閉反應(yīng)容器，具有在簡便性這點上未必優(yōu)異的一面。因此，本發(fā)明的目的在于提供使用甲酸作為原料的氫氣的制備方法，其可解決在 考慮以工業(yè)規(guī)模制備氫氣的情況下必須解決的制備成本、貯藏性、運輸性之類的問題，而且 簡便性優(yōu)異。
用于解決課題的手段為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明人反復(fù)進行了潛心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在加熱包含甲酸的 離子液體時，即使不存在金屬催化劑，也會發(fā)生甲酸的脫羧化反應(yīng)而生成氫氣。根據(jù)以上見解而完成的本發(fā)明的氫氣的制備方法的特征在于，如權(quán)利要求1所 述，加熱包含甲酸的離子液體。另外，權(quán)利要求2所述的制備方法的特征在于，在權(quán)利要求1所述的制備方法中， 作為離子液體，使用由下述通式(1)表示的咪唑樣鹽系離子液體。[化學(xué)式1]
權(quán)利要求
1.氫氣的制備方法，其特征在于，加熱包含甲酸的離子液體。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，作為離子液體，使用由下述通式(1)表 示的咪唑銀鹽系離子液體，式中，R1、R2相同或不同，表示可以被氟原子取代至少部分氫原子的烷基和可以被氟原 子取代至少部分氫原子的芳基中的任一種，X\X2、X3相同或不同，表示可以被氟原子取代至 少部分氫原子的烷基、可以被氟原子取代至少部分氫原子的芳基、氫原子和氟原子中的任 一種，Y-表示與咪唑銀陽離子相對的抗衡陰離子。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，作為離子液體，使用由下述通式(2)表 示的鎮(zhèn)鹽系離子液體，式中，R1、R2、R3、R4相同或不同，表示可以被氟原子取代至少部分氫原子的烷基和可以 被氟原子取代至少部分氫原子的芳基中的任一種，Z-表示與鎮(zhèn)陽離子相對的抗衡陰離子。
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，作為離子液體，使用其中抗衡陰離子為 甲酸陰離子的離子液體。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于提供使用甲酸作為原料的氫氣的制備方法，其可解決在考慮以工業(yè)規(guī)模制備氫氣的情況下必須解決的制備成本、貯藏性、運輸性之類的問題，而且簡便性優(yōu)異。作為其解決手段的本發(fā)明的氫氣的制備方法的特征在于，加熱包含甲酸的離子液體。作為離子液體，優(yōu)選作為用于以甲酸為原料制備氫氣的介質(zhì)其反應(yīng)選擇性(生成的氫氣純度高)或速度優(yōu)異、抗衡陰離子為甲酸陰離子的離子液體(即甲酸鹽)。
文檔編號C01B3/22GK102131730SQ20098013290
公開日2011年7月20日 申請日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月28日
發(fā)明者中原勝, 八坂能郎, 松林伸幸 申請人:中原勝