專利名稱：氫的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在低溫低壓下由水制造氫的氫的制造方法。
背景技術(shù)：
一直以來已知用氫作為燃料氣體。作為制造氫的制造方法，提供有大量的發(fā)明。 例如已知將100%的水熱分解而獲得氫的方法、將硫酸熱分解后用碘水獲取氫的IS法 (Iodine-Sulfe，碘硫法)等。IS法是如下方法經(jīng)過苯反應(yīng)工序、碘化氫濃縮分解工序、硫 酸濃縮分解工序這3道工序，由水分解并獲取氫和氧(專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 日本專利特開2005-4176
發(fā)明內(nèi)容
將100%的水熱分解而獲得氫的方法中，因?yàn)樗械臍浜脱醯慕Y(jié)合牢固，所以理論 上認(rèn)為只有施加3000°C 5000°C的溫度，水才會分解成氫和氧。在3000°C以上的溫度下將 水熱分解而獲得氫的方法中，由于存在無法得到能獲得3000°C以上的高溫的實(shí)質(zhì)性方法、 無法以低廉的價(jià)格制作用于保證這樣的高溫狀態(tài)的空間不受外界影響的設(shè)備、無法想出向 高溫的空間內(nèi)連續(xù)地供水的方法等多種問題，因此尚未實(shí)現(xiàn)通過水的熱分解來生成氫。專利文獻(xiàn)1所示的IS法中，因?yàn)樾枰?00°C左右的高熱，所以必須使用高溫燃?xì)鉅t 等作為熱源。該高溫燃?xì)鉅t的制造成本高，而且要經(jīng)過3道工序來制造氫，用于制造氫的成 本非常高。本發(fā)明的目的是提供能在低溫低壓下容易地由水獲取氫的氫的制造方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的特征在于，在容器內(nèi)加入水、電氣石和鋁，用加熱單元 對所述容器內(nèi)的水加熱，從而由水產(chǎn)生氫。本發(fā)明的特征在于，加入所述容器內(nèi)的水采用如 下生成的特殊的水最初使水通過離子交換樹脂，然后使所得的水先通過電氣石和由流紋 巖或花崗巖中的至少一種形成的含65 76%二氧化硅的巖石中的任一方，再通過另一方 而生成。本發(fā)明的特征在于，在用于生成所述特殊的水的電氣石中混合有鋁、不銹鋼、銀中 的至少一種金屬。本發(fā)明的特征在于，所述流紋巖采用由黑曜巖、珍珠巖、松脂巖中的至少 一種形成的巖石。本發(fā)明的特征在于，在加入所述容器內(nèi)的水中添加氫氧化鈉。本發(fā)明的 特征在于，在加入所述容器內(nèi)的水中添加碳酸氫鈉或碳酸鈉。本發(fā)明的特征在于，使所述 容器處于不密閉的狀態(tài)，通過所述加熱單元將所述容器內(nèi)的水加熱至30°C以上。本發(fā)明的 特征在于，通過所述加熱單元將所述容器內(nèi)的水加熱至80°C以上的溫度。本發(fā)明的特征在 于，使所述容器處于密閉狀態(tài)，通過所述加熱單元將該密閉容器內(nèi)的水加熱蒸發(fā)，利用蒸發(fā) 的水蒸氣的壓力使所述密閉容器內(nèi)的壓力達(dá)到高壓。本發(fā)明的特征在于，在所述容器內(nèi)沿 上下方向具有多塊擱板，所述擱板形成有大量能通過水和空氣的小孔，所述各擱板上承載 有不能通過所述小孔的尺寸的大量的所述電氣石和大量的所述鋁。本發(fā)明的特征在于，在 所述各擱板上的所述鋁中混合碳酸氫鈉或碳酸鈉。本發(fā)明的特征在于，通過水供給管向所 述容器內(nèi)供給水，通過水量調(diào)整單元調(diào)整向所述容器內(nèi)的水的供給量，從所述容器內(nèi)的上部向最上方的所述擱板噴射水，通過所述水量調(diào)整單元調(diào)整水的供給量并通過所述加熱單 元調(diào)整所述容器內(nèi)的水的加熱溫度，藉此使得從所述水供給管向容器內(nèi)供給的水在到達(dá)所 述容器的底部前蒸發(fā)或到達(dá)后在短時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)。本發(fā)明的特征在于，將在所述容器內(nèi)產(chǎn)生 的氣體通過連通通路導(dǎo)入輔助容器內(nèi)，所述輔助容器在內(nèi)部沿上下方向具有多塊擱板，所 述擱板形成有大量能通過水和空氣的小孔，且所述各擱板上承載有不能通過所述小孔的尺 寸的大量的所述電氣石和大量的所述鋁。本發(fā)明的氫的制造方法中，在容器內(nèi)加入水、電氣石和鋁，用加熱單元對所述容器 內(nèi)的水加熱，從而產(chǎn)生氫。本發(fā)明通過水的電解來產(chǎn)生氫，利用電氣石(礦石)和鋁(金 屬)由水產(chǎn)生氫。電氣石和鋁在水中接觸，電氣石發(fā)生相互摩擦(日語共擦”)，電氣石 出現(xiàn)許多正電極和負(fù)電極，該正電極和負(fù)電極產(chǎn)生微弱的電流，促進(jìn)容器內(nèi)的水的電解，產(chǎn) 生大量的氫。使容器內(nèi)處于密閉狀態(tài)的情況下，容器內(nèi)的壓力升高，而且容器內(nèi)的溫度達(dá)到水 的蒸發(fā)溫度以上。一直以來已知如果達(dá)到高溫高壓則會由水產(chǎn)生氫，但本發(fā)明中，通過在容 器內(nèi)加入水、電氣石和鋁并加熱，可在密閉容器內(nèi)的溫度為180°C、容器內(nèi)的壓力為1.2MPa 的條件下產(chǎn)生氫。在密閉容器內(nèi)加入水、電氣石和鋁并加熱的本發(fā)明中，容器內(nèi)的溫度可以 是例如180°C左右，無需現(xiàn)有的水的熱分解那樣的3000°C 5000°C的高溫，也無需現(xiàn)有的 IS法那樣的900°C的高溫。因此，本發(fā)明無需使用現(xiàn)有的制造氫的裝置那樣的大型且成本 高的制造裝置，可使用現(xiàn)有的價(jià)格低廉的裝置，可大幅削減制造裝置的成本。本發(fā)明中，不使容器內(nèi)密閉的情況下也可容易地制造氫。本發(fā)明中，關(guān)于產(chǎn)生氫的 水的溫度，在常溫下通過加熱單元開始加熱時(shí)就產(chǎn)生氫。容器內(nèi)的水的溫度如果達(dá)到30°c 以上，則由水產(chǎn)生氫。水的溫度在30°C至80°C的范圍內(nèi)時(shí)，隨著水的溫度的上升，氫的產(chǎn)生 量逐漸增加。水的溫度如果達(dá)到80°C以上，則氫的產(chǎn)生量急劇增大。因此，不使容器內(nèi)密 閉的情況下，水的溫度在30°C以上即產(chǎn)生氫。即，可在低溫低壓下產(chǎn)生氫，容器可使用例如 家用電飯鍋等之類的容器，加熱單元可使用家用的煤氣爐等，可使用家庭中的日用器具來 簡便地制造氫。此外，水的溫度如果達(dá)到80°C以上(水的蒸發(fā)溫度)，則產(chǎn)生大量的氫。因 此，本發(fā)明中，無需現(xiàn)有的水的熱分解那樣的3000°C 5000°C的高溫，也無需現(xiàn)有的IS法 那樣的900°C的高溫，能以低成本制造氫。加入容器內(nèi)的水采用不含鈣離子和鎂離子的水的情況下，不會有鈣離子和鎂離子 附著于電氣石的負(fù)電極，因此電氣石的負(fù)電極的作用可長時(shí)間持持。其結(jié)果是，不含鈣離子 和鎂離子的創(chuàng)制水(日語創(chuàng)生水)與含鈣離子和鎂離子的普通的水相比，可產(chǎn)生更多的
So本發(fā)明中所用的水使用創(chuàng)制水(最初使水通過離子交換樹脂，然后使所得的水先 通過電氣石和選自黑曜巖、珍珠巖、松脂巖和花崗巖的至少一種含65 76%二氧化硅的巖 石中的任一方，再通過另一方而生成的水)的情況下，如果以低溫(30°C 蒸發(fā)溫度)對與 電氣石和鋁接觸的創(chuàng)制水加熱，則與普通的水相比，可產(chǎn)生更大量的氫。這被認(rèn)為是因?yàn)橛?創(chuàng)制水中大量含有的水合氫離子(H30+)和水合氫氧根離子(H302_)產(chǎn)生氫。在加入水、電氣石和鋁的容器內(nèi)加入碳酸氫鈉或碳酸鈉。由于氫的制造，鋁的表面 被黑色的氧化膜覆蓋，鋁的作用變差，出現(xiàn)單位時(shí)間的氫的產(chǎn)生量逐漸減少的不良情況。為 消除此不良情況，可在容器內(nèi)加入碳酸氫鈉或碳酸鈉，利用碳酸氫鈉或碳酸鈉來防止鋁的
4表面的氧化膜的產(chǎn)生，可維持單位時(shí)間的氫的產(chǎn)生量。使用在加入容器內(nèi)的水或創(chuàng)制水中混合氫氧化鈉而得的氫氧化鈉溶液?；蛘?，將 氫氧化鈉與水或創(chuàng)制水分開進(jìn)入容器內(nèi)。通過在容器內(nèi)加入氫氧化鈉，不僅氫的產(chǎn)生量增 加，還可減少氧的產(chǎn)生量。氫氧化鈉在單獨(dú)加入時(shí)具有更好的增加氫的產(chǎn)生量和減少氧的 產(chǎn)生量的效果。但是，既可以單獨(dú)使用氫氧化鈉，也可以在氫氧化鈉中混合碳酸氫鈉或碳酸 鈉。碳酸氫鈉或碳酸鈉可防止鋁的表面的氧化膜的產(chǎn)生，但會略微減少氫的產(chǎn)生量。為防 止該氫的產(chǎn)生量的減少而加入氫氧化鈉。在容器內(nèi)沿上下方向具有多塊形成有多個(gè)能通過水和氣體的孔的擱板，各擱板上 以接觸混合的狀態(tài)承載有電氣石和鋁。容器內(nèi)的水蒸發(fā)，上升的蒸氣作為水分附著于各擱 板上的電氣石和鋁，由各擱板的電氣石和鋁產(chǎn)生氫。藉此可大幅增加氫的產(chǎn)生量。此外，用 碳酸氫鈉或碳酸鈉覆蓋承載于擱板上的鋁的表面。藉此可防止鋁的表面產(chǎn)生氧化膜，可維
持氫的產(chǎn)生量。使含氫的蒸氣通過在內(nèi)部沿上下方向具有多塊電氣石和鋁接觸混合的狀態(tài)的擱 板的容器內(nèi)。在容器內(nèi)上升的蒸氣作為水分附著于各擱板上的電氣石和鋁，由各擱板的電 氣石和鋁產(chǎn)生氫。藉此可進(jìn)一步增加氫的產(chǎn)生量。在內(nèi)部沿上下方向具有多塊具備電氣石和鋁的狀態(tài)的擱板的容器內(nèi)，從上部(最 上方的擱板的上方)均等地散布水。然后用加熱單元對整個(gè)容器均等地加熱。水優(yōu)選普通 的水(例如自來水)或創(chuàng)制水，或者在這些水中加入碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉中的至少 一種而得的水溶液。適當(dāng)設(shè)定向容器內(nèi)散布的水的量，并且設(shè)定加熱單元，使得水在被加熱 單元加熱的容器內(nèi)經(jīng)過多塊擱板而到達(dá)容器的底部的過程中蒸發(fā)。藉此，向容器內(nèi)散布的 水在到達(dá)容器的底部的過程中必然蒸發(fā)，因此可連續(xù)且高效地由水產(chǎn)生氫。


圖1是表示制作本發(fā)明的氫的制造方法中所用特殊的水(創(chuàng)制水)的制造裝置的 一例的結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖1所示的制造裝置中所用的水生成器的剖視圖。圖3是圖1所示的制造裝置中所用的離子生成器的主要部分的剖視圖。圖4是表示制作本發(fā)明的氫的制造方法中所用特殊的水(創(chuàng)制水)的制造裝置的 另一例的結(jié)構(gòu)圖。圖5是表示本發(fā)明的產(chǎn)生氫的裝置的實(shí)施例的剖視圖。圖6是表示在容器內(nèi)以密閉狀態(tài)對創(chuàng)制水加壓加熱時(shí)的氫的容積比的第一份測 定分析報(bào)告。圖7是表示在容器內(nèi)以密閉狀態(tài)對創(chuàng)制水加壓加熱時(shí)的氫的容積比的第二份測 定分析報(bào)告。圖8是表示在容器內(nèi)以密閉狀態(tài)對創(chuàng)制水加壓加熱時(shí)的氫的容積比的第三份測 定分析報(bào)告。圖9是表示在容器內(nèi)以密閉狀態(tài)對自來水加壓加熱時(shí)的氫的容積比的測定分析報(bào)告。圖10是將氫產(chǎn)生裝置中產(chǎn)生的氣體和水分分離的裝置。
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圖11是表示在不密閉的容器內(nèi)對創(chuàng)制水加熱時(shí)的氫的容積比的測定分析報(bào)告。圖12是表示在不密閉的容器內(nèi)對創(chuàng)制水加熱時(shí)的氫的容積比的測定分析報(bào)告。圖13是表示在不密閉的容器內(nèi)對自來水加熱時(shí)的氫的容積比的測定分析報(bào)告。圖14是表示在不密閉的容器內(nèi)對自來水加熱時(shí)的氫的容積比的測定分析報(bào)告。圖15是圖11 圖14的結(jié)果的一覽表。圖16是本發(fā)明中所用的二氧化碳除去裝置的剖視圖。圖17是通過二氧化碳除去裝置后的氣體所含的氫和二氧化碳的以％表示的測定 分析報(bào)告。圖18是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例的容器的剖視圖。圖19是表示在不密閉的容器內(nèi)對創(chuàng)制水加熱時(shí)的氫的容積比的測定分析報(bào)告。圖20是表示在不密閉的容器內(nèi)對創(chuàng)制水加熱時(shí)的氫的容積比的測定分析報(bào)告。圖21是表示在不密閉的容器內(nèi)對自來水加熱時(shí)的氫的容積比的測定分析報(bào)告。圖22是表示在不密閉的容器內(nèi)對自來水加熱時(shí)的氫的容積比的測定分析報(bào)告。圖23是圖17 圖22的結(jié)果的一覽表。圖24是表示與圖16的容器連通的輔助容器的剖視圖。圖25是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例的容器的剖視圖。圖26在不密閉的容器內(nèi)加入各種水時(shí)的氣體的氫百分比和氫總量的一覽表。圖27是圖26的第一項(xiàng)的所用的水采用自來水時(shí)的測定分析報(bào)告。圖28是圖26的第一項(xiàng)的所用的水采用自來水時(shí)的測定分析報(bào)告。圖29是圖26的第六項(xiàng)的所用的水采用自來水+氫氧化鈉時(shí)的測定分析報(bào)告。圖30是圖26的第一項(xiàng)的所用的水采用創(chuàng)制水時(shí)的測定分析報(bào)告。圖31是圖26的第六項(xiàng)的所用的水采用創(chuàng)制水+氫氧化鈉時(shí)的測定分析報(bào)告。圖32是圖26的第五項(xiàng)的所用的水采用創(chuàng)制水+碳酸鈉+氫氧化鈉時(shí)的測定分析 報(bào)告。符號的說明10第一軟水生成器12第二軟水生成器14 離子生成器16 巖石收納器32 離子交換樹脂46 電氣石48 金屬54 巖石60 容器60a 容器60b 容器60c 容器62 密閉蓋63 水導(dǎo)入通路
64水噴射單元
65連通通路
66噴嘴
74加熱單元
76電氣石
78鋁
108擱板
114水噴射單元
118電加熱器
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的氫的制造方法是在低溫低壓下由水制造氫的方法。在對本發(fā)明的氫的制造方法進(jìn)行說明之前，首先對本發(fā)明中所用的第一種特殊的 水(以下稱為“創(chuàng)制水”)基于圖1 圖3進(jìn)行說明。圖1是表示創(chuàng)制水的制造裝置的一實(shí) 施例的結(jié)構(gòu)圖。將第一軟水生成器10、第二軟水生成器12、離子生成器14和巖石收納器16 通過連接管18a、18b、18c依次串聯(lián)連結(jié)。第一軟水生成器10中，例如自來水等具有壓力的 水從水供給管20通過連接管22被導(dǎo)入至內(nèi)部。水供給管20與連接管22之間具備如龍頭 等入口用開關(guān)閥24，連接管22的途中具備止回閥26。巖石收納器16的出口側(cè)安裝有吐出 管28，吐出管28的前端或途中具備出口用開關(guān)閥30。自來水的情況下，從水供給管20所送出的水依次經(jīng)過第一軟水生成器10、第二軟 水生成器12、離子生成器14和巖石收納器16，通過打開出口用開關(guān)閥30而從吐出管28取 出。自來水以外的情況未圖示，積存于水槽中的水通過泵經(jīng)水供給管20導(dǎo)入第一軟水生成 器10。該情況下，泵和第一軟水生成器10之間具備止回閥26。第一軟水生成器10和第二軟水生成器12在其內(nèi)部收納大量粒狀的離子交換樹脂 32，其剖視圖示于圖2。軟水生成器10、12的主體34呈筒狀，該筒狀的上下端面具有水的出 入口 36a、36b。在筒狀的主體34的內(nèi)部，稍稍離開上下的端面的位置的內(nèi)壁分別具備中央 開孔的遮擋構(gòu)件38a、38b。在這一對遮擋構(gòu)件38a、38b之間以放入于細(xì)網(wǎng)40的狀態(tài)收納 離子交換樹脂32。稍稍離開上下的出入口 36a、36b的位置的內(nèi)壁具備中央開孔的遮擋構(gòu) 件38，這是為了將放入有離子交換樹脂32的網(wǎng)40配置于一對遮擋構(gòu)件38之間，在出入口 36a、36b附近形成空間42a、42b。此外，使水從遮擋構(gòu)件38a、38b的中央的孔出入，這是為 了確保水與離子交換樹脂32接觸。將離子交換樹脂32放入網(wǎng)40，這是使得在為了清洗粒 狀的離子交換樹脂32而取出時(shí)，將粒狀的離子交換樹脂32與網(wǎng)40 —起取出。第一軟水生成器10和第二軟水生成器12的高度設(shè)為例如為80cm，內(nèi)徑設(shè)為 10cm。并且，例如離子交換樹脂32的收納高度設(shè)為70cm(使上下存在空間42a、42b)。此 時(shí)，離子交換樹脂32的收納高度必須是可以對水充分進(jìn)行離子交換的高度。另一方面，若 離子交換樹脂32的收納高度過高(例如若離子交換樹脂32的收納高度為約200cm以上)， 則離子交換樹脂32變成水的阻抗，通過軟水生成器內(nèi)部的流量減少，因此將離子交換樹脂 32的收納高度設(shè)為流量不會減少的高度。將收納離子交換樹脂32的容器分成2個(gè)，這是 為了將第一軟水生成器10和第二軟水生成器12的高度控制在與離子生成器14和巖石收納器16同等程度的高度，并且避免流量因通過其的水的壓力損失而減少。此外，也可以將 2個(gè)軟水生成器10、12并成1個(gè)，采用1個(gè)軟水生成器。離子交換樹脂32用于除去水中所含的Ca2+、Mg2+、Fe2+等金屬離子，使水成為軟水， 特別是使水的硬度降低至接近0的程度。作為離子交換樹脂32，例如使用將苯乙烯-二乙 烯基苯的球狀共聚物均勻地磺化而得的強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂(RzS03Na)。該離子交換樹 脂32與水中所含的Ca2+、Mg2+、Fe2+等金屬離子發(fā)生以下的離子交換反應(yīng)。2RzS03Na+Ca2+— (RzS03) 2Ca+2Na+2RzS03Na+Mg2+— (RzS03) 2Mg+2Na+2RzS03Na+Fe2+— (RzS03) 2Fe+2Na+即，藉由通過離子交換樹脂32，可除去水中所含的Ca2+、Mg2+、Fe2+等。通過使用強(qiáng) 酸性陽離子交換樹脂(RzS03Na)作為離子交換樹脂32，產(chǎn)生鈉離子(Na2+)。離子交換樹脂 32可以產(chǎn)生除Na+以外的離子，但較好是產(chǎn)生Na+。若水為自來水，則除了 Ca2+、Mg2+、Fe2+等 金屬離子以外，該自來水中還含有氯，該氯不會因自來水通過離子交換樹脂32而發(fā)生任何變化。另一方面，水(H20)藉由通過離子交換樹脂32而發(fā)生如下的變化。h2o — H++or.........(1)H20+H+ — H30+.........(2)g卩，如⑴、⑵所示，藉由通過離子交換樹脂32，由水產(chǎn)生氫氧根離子(0h_)和水 合氫離子(h30+)。如上所述，水為硬水的情況下，藉由通過離子交換樹脂32，Ca2+、Mg2+、Fe2+等金屬離 子被從水中除去而形成軟水。此外，藉由通過離子交換樹脂32，水中產(chǎn)生Na+、0H_*水合氫 離子(H30+)。但是，自來水中所含的氯(C1)直接在未離子化的狀態(tài)下通過。還有，根據(jù)離 子交換樹脂32的種類的不同，也可能會不產(chǎn)生Na+。其次，所述離子生成器14的部分剖視圖示于圖3。離子生成器14是將多個(gè)筒44 以相同的配置上下連續(xù)地串聯(lián)連結(jié)而成。各筒44的內(nèi)部僅收納粒狀的電氣石46，或者收 納粒狀的電氣石46和板狀的金屬48的混合物。電氣石具有正電極和負(fù)電極，用于通過其 正電極和負(fù)電極使水具有4 14微米的波長的電磁波，并且切斷水的簇而產(chǎn)生水合氫離子 (H30+)。該4 14微米的波長的電磁波所具有的能量為0. 004瓦/cm2。在這里，電氣石46 可以是將電氣石石材粉碎而得，也可以是使電氣石、陶瓷和氧化鋁(有時(shí)也含銀)的重量比 為約10 80 10的市售的被稱為電氣石顆粒的電氣石混合體。該電氣石顆粒所含的陶瓷 起到預(yù)先分離正電極和負(fù)電極的作用。在這里，通過將電氣石46相對于陶瓷以重量比10% 以上的比例混合并于800°C以上加熱，可以制成通過水的攪拌在規(guī)定時(shí)間(例如直徑4mm時(shí) 約3個(gè)月)內(nèi)消失的電氣石46。電氣石46通過加熱增加強(qiáng)度，可延長磨損消失時(shí)間。通過 離子交換樹脂32而使水成為硬度接近0的軟水，使電氣石46在該軟水中相互摩擦。通過 硬度接近0的軟水，可防止電氣石46的負(fù)電極上附著鎂和鈣，且可防止電氣石46的作為正 電極和負(fù)電極的作用下降。作為所述金屬48，使用鋁、不銹鋼、銀中的至少一種金屬。作為該金屬48，理想的 是不會在水中生銹或溶于水的金屬。該金屬48中，鋁具有殺菌作用和抗菌作用的同時(shí)具有 漂白作用，不銹鋼具有殺菌作用和抗菌作用的同時(shí)具有提高洗凈力的作用，銀具有殺菌作用和抗菌作用。作為金屬48，銅和鉛因具有毒性而不能采用。此外，金等昂貴的原材料從成 本的角度來看也無法采用。所述電氣石46與金屬48的重量比較好是10 1 1 10。 若超過此范圍，則一種原材料過多，無法同時(shí)發(fā)揮兩種原材料的效果。筒44呈一端開放的筒狀，其底面50設(shè)有大量的孔52。在筒44的內(nèi)部放入電氣 石46和金屬48的情況下，以電氣石46和金屬48不會通過底面50的孔52的條件設(shè)定孔 52的大小。如圖3所示，各筒44以設(shè)有大量的孔52的底面50為下側(cè)，在該底面50上承 載電氣石46和金屬48。并且，將各筒44的內(nèi)部設(shè)定為自下方向上方流動。S卩，在各筒44 中，設(shè)定為通過底面50的大量的孔52的水自下向上噴射于電氣石46和金屬48。在這里， 因?yàn)樽詠硭哂懈咚畨?，所以該具有水壓的水有力地沖擊筒44內(nèi)的電氣石46和金屬48，以 電氣石46與金屬48通過該水勢在筒44內(nèi)被攪拌的條件設(shè)定孔52的大小以及個(gè)數(shù)。將水 噴射于電氣石來攪拌電氣石是為了通過該攪拌使電氣石與水產(chǎn)生摩擦，正電極和負(fù)電極從 電氣石溶出至水中而切斷水的簇，生成大量水合氫離子(H30+)。作為實(shí)際的設(shè)置例，重疊4節(jié)具有內(nèi)徑5cm、深度為7cm的收納容積的筒44，該筒 44內(nèi)充分收納電氣石46和金屬48，采用電氣石46與金屬48可在筒44內(nèi)自由移動的量。 可以增減筒44的節(jié)數(shù)，也可以采用增大了收納容積的1個(gè)筒44。如上所述，使電氣石46與 金屬48分散于減小了收納容積的多個(gè)筒44中，使這多個(gè)筒44連接，從而可以通過水勢提 高電氣石46與金屬48的攪拌效率。收納于筒44內(nèi)的電氣石46溶于水中而經(jīng)數(shù)月后消失， 所以使各筒44可以通過例如螺合等手段容易地脫卸，從而可容易地向各筒44內(nèi)補(bǔ)充電氣 石46。還有，因?yàn)榻饘?8不溶于水，所以不需要補(bǔ)充，但也可以將放入有電氣石46和金屬 48的筒44整體進(jìn)行更換。筒44可以根據(jù)使用流量的大小來改變其收納容積。為了增加向通過筒44的水中加入的負(fù)離子，可藉由通過電氣石46相互摩擦而產(chǎn) 生正電極和負(fù)電極并使水與該電氣石46接觸來實(shí)現(xiàn)負(fù)離子的增加。此外，為了切斷水的 簇，生成大量水合氫離子(H30+)，在筒44內(nèi)僅收納電氣石46即可。但是，通過使金屬48與 電氣石46混合，可以進(jìn)一步增加因它們相互接觸而產(chǎn)生于電氣石46的負(fù)離子。由于電氣石46具有正電極和負(fù)電極，因此若以水?dāng)嚢桦姎馐瑒t水(H20)離解成 氫離子(H+)和氫氧根離子(0H_)。H2O — H++or.........(1)進(jìn)而，通過氫離子(H+)和水(H20)，生成具有表面活性作用的水合氫離子(H30+)。 該水合氫離子(H30+)的生成量遠(yuǎn)多于由所述離子交換樹脂32生成的量。H20+H+ — H30+.........(2)該水合氫離子(H30+)的一部分與水(H20)結(jié)合而形成水合氫氧根離子(H302_)和氫 離子(H+)。H30++H20 — H302>2H+.........(3)藉由使通過了離子交換樹脂32的水通過離子生成器14，在水的內(nèi)部生成水合氫 離子(H30+)、水合氫氧根離子(H302_)、H+和0H_。還有，通過了離子交換樹脂32的氯(C1)和 通過離子交換樹脂32所生成的Na+不發(fā)生反應(yīng)，直接通過離子生成器14。接著，使通過了離子生成器14的水通過收納火成巖中的含有65 76%二氧化硅 的巖石54的巖石收納器16的內(nèi)部。作為火成巖(分成火山巖和深成巖)中的含有大量二 氧化硅的巖石54，火山巖有黑曜巖、珍珠巖和松脂巖等流紋巖，深成巖有花崗巖。巖石收納器16的內(nèi)部收納黑曜巖、珍珠巖、松脂巖和花崗巖中的至少一種以上的巖石。黑曜巖、珍珠 巖和松脂巖等流紋巖或花崗巖帶有負(fù)電子。另外，黑曜巖、珍珠巖和松脂巖等流紋巖和花崗 巖是酸性巖。流紋巖具有和花崗巖相同的化學(xué)組成。這些火成巖中的含有約65 76 % 二氧化硅的巖石(黑曜巖、珍珠巖和松脂巖等流 紋巖或花崗巖等深成巖)在原石的狀態(tài)下具有-20 -240mV的氧化還原電位。但是，巖石 54不包括溶于水的物質(zhì)。巖石收納器16例如為內(nèi)徑10cm、高80cm的筒，其內(nèi)部以不會降 低水的通過流量的程度的量收納例如5mm 50mm左右大小的火成巖中的含有大量二氧化 硅的巖石54。若使通過了離子生成器14的水通過該巖石收納器16的內(nèi)部，則在水中加(負(fù) 電子)。其結(jié)果是，自來水中所含的氯(C1)藉由負(fù)電子而變成氯離子。Cl+e- —Cr.........(4)該Cl_與前述Na+作為離子呈穩(wěn)定的狀態(tài)。穩(wěn)定的狀態(tài)是指不會蒸發(fā)，長期保持 離子狀態(tài)。此外，前述水合氫氧根離子(H302_)也作為離子呈穩(wěn)定的狀態(tài)。藉由水通過巖石 54，與通過了離子生成器14的水相比，進(jìn)一步生成水合氫離子(H30+)，且也進(jìn)一步生成水合 氫氧根離子(H302_)和氫離子(H+)。H20+H+ —H30+.........(2)H30++H20 — H302>2H+.........(3)藉由水通過巖石54，除此之外，還發(fā)生下列反應(yīng)。0IT+H+ —H20.........(5)2H++2e-—2H2.........(6)另外，若水通過巖石收納器16，則藉由巖石54的負(fù)電子，水的氧化還原電位由 +340mV變成-20 -240mV。若使用熱水代替冷水，則負(fù)的氧化還原電位更為穩(wěn)定。另外， 通過了巖石54的水含有大量溶解氧和活性氫。如圖1所示，水最初通過離子交換樹脂，其次通過電氣石46(或電氣石46和金屬 48的混合物)，然后通過巖石收納器16，所得的水為特殊的水(創(chuàng)制水)。創(chuàng)制水中含有大 量妝+、(1-、11+、011-、112、水合氫離子(H30+)、水合氫氧根離子(H302_)、活性氫和溶解氧。該水 具有其能量為0. 004瓦/cm2的4 14微米的波長的電磁波，且具有_20 _240mV的氧化 還原電位。作為采用本發(fā)明的氫的制造方法時(shí)所使用的水，使用使水依次通過離子交換樹脂 32、電氣石46 (或電氣石46和金屬48的混合物)、巖石54而得的創(chuàng)制水。圖1中，使水依次 通過離子交換樹脂32、電氣石46 (或電氣石46和金屬48的混合物)、巖石54，但也可以使 水依次通過離子交換樹脂32、巖石54、電氣石46 (或電氣石46和金屬48的混合物)。艮口， 如圖4所示，可以使水依次通過第一軟水生成器10、第二軟水生成器12、巖石收納器16和 離子生成器14。該圖4中，通過的離子交換樹脂32的水接著通過巖石54。藉由該巖石54，在水的 內(nèi)部生成6_(負(fù)電子)。其結(jié)果是，自來水所含的氯通過負(fù)電子而變成氯離子。Cl+e- —Cr.........(4)該Cl_與通過離子交換樹脂32所生成的Na+作為離子呈穩(wěn)定的狀態(tài)。還有，即使 是通過了離子交換樹脂32的水，有時(shí)也會不含Na+。
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通過了離子交換樹脂32的水中，如前述(1) (2)所示，存在H+、0H_和水合氫離子 (H30+)。通過了離子交換樹脂32的水然后通過巖石54，也發(fā)生以下的反應(yīng)。0IT+H+ —H20.........(5)H20+H+ —H30+.........(2)2H++2e-—2H2.........(6)該反應(yīng)中，水合氫離子(H30+)的生成量比比通過離子交換樹脂32所生成的量更
^^ o如上所述，藉由在通過離子交換樹脂32后通過巖石54，水中存在原來就一直存在 的Na+和0H—以及新生成的CI—和水合氫離子(H30+)。此外，通過了巖石54的水的氧化還原 電位為-20 -240mV。若使用熱水代替冷水，則負(fù)的氧化還原電位更為穩(wěn)定。另外，通過了 巖石54的水含有大量溶解氧和活性氫。使通過了該巖石54的水接著通過內(nèi)藏電氣石46和金屬48的離子生成器14的內(nèi)
部。由此，發(fā)生下列反應(yīng)。H20 —H++0IT.........(1)H20+H+ —H3(T.........(2)該水合氫離子(H30+)大量生成。此外，水合氫離子(H30+)的一部分變成水合氫氧 根離子(H302_)。H30++H20 — H302>2H+.........(3)其結(jié)果是，通過了電氣石46與金屬48的水中，水合氫離子(H30+)、水合氫氧根離 子(H302-)、0H_ 和 H+增加。如圖4所示，使水依次通過離子交換樹脂32、巖石54、電氣石46 (或電氣石46和 金屬48的混合物)而得的水含有Na+、CI—、0H_、水合離子(H30+)、水合氫氧根離子(H302_)、 H+、溶解氧和活性氫，含有與圖1中制成的創(chuàng)制水相同的成分。另外，具有能量為0.004瓦/ cm2的4 14微米的電磁波和-20 -240mV的氧化還原電位。其結(jié)果是，圖4中制成的水 與圖1中制成的水具有相同效果。從結(jié)果來看，通過圖4的裝置生成的水與圖1中生成的 創(chuàng)制水在水中所含的成分方面相同，所以通過圖4的裝置生成的水也認(rèn)為是創(chuàng)制水。該創(chuàng)制水的水質(zhì)檢查結(jié)果如下所示。與該創(chuàng)制水比較的自來水的值示于括號內(nèi)。 其中，自來水中與創(chuàng)制水相同的值記作“相同”。亞硝酸性氮及硝酸性氮1. 8mg/l (相同)， 氯離子6. 8mg/l (9. Omg/1)，一般細(xì)菌:0個(gè)/ml (相同)，氰離子不足0. 01mg/l (相同)，汞 0. 0005mg/l (相同)，有機(jī)磷不足0. lmg/1(相同)，銅不足0. 01mg/l (相同)，鐵不足 0. 05mg/l (不足 0. 08mg/l)，錳不足 0. 0lmg/1 (相同)，鋅不足 0. 005mg/l (不足 0. 054mg/ 1)，鉛不足0.01mg/l (相同)，六價(jià)鉻不足0. 02mg/l (相同)，鎘不足0. 005mg/l (相同)， 砷不足0.005mg/l (相同)，氟不足0. 15mg/l (相同)，鈣、鎂等(硬度)1. 2mg/l (49. Omg/ 1)，酚類不足0. 005mg/l (相同)，陰離子表面活性劑不足0. 2mg/l (相同)，pH值6. 9 (相 同)，臭氣無異臭(相同)，味道無異味(相同)，色度2度(相同)，混濁度0度(1度)。創(chuàng)制水具有以下列舉的多個(gè)特點(diǎn)。(a)含有水合氫離子(H30+)、水合氫氧根離子(H302_)、氫離子(H+)、氫、氫氧根 (0H_)、硫酸根離子(S042_)、碳酸氫根離子(HC03_)、碳酸根離子(C032_)、硅酸(H2Si03)和游離 二氧化碳(C02)。
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(b)具有表面活性作用。具有表面活性作用(0W型創(chuàng)制水乳化作用)。(c)具有微弱能量(孕育光線)作用。電氣石放出微弱能量(4 14微米的波長的電磁波)。該微弱能量切斷水的大簇， 將包在簇內(nèi)的有毒氣體和重金屬類從水中釋放至外部。(d)具有-20 _240mV的氧化還原電位。(e)含有溶解氧和活性氫。(f)是除去了鈣離子和鎂離子的軟水。藉由使自來水等通過離子交換樹脂，可除去水中所含的鈣離子和鎂離子。(g)含有活性氫、碳酸氫根離子(HC03_)和硅酸(H2Si03)。實(shí)施例1下面，基于圖5對本發(fā)明的氫的制造方法進(jìn)行說明。本發(fā)明的氫的制造方法中，將 自來水等普通的水或特殊的水(創(chuàng)制水)收納于容器60內(nèi)。關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例1中使 用的水，對使用創(chuàng)制水或普通的水(例如自來水)中的任一種的例子進(jìn)行說明，但也可以使 用將產(chǎn)生大量氫的物質(zhì)溶于水而得的溶液。創(chuàng)制水是完全不含鈣離子和鎂離子的水，即使 是普通的水，也優(yōu)選幾乎不含鈣離子和鎂離子的水。本發(fā)明的氫的制造方法中使用的容器60優(yōu)選例如不銹鋼制的可耐高壓(例如10 個(gè)大氣壓以上)的容器，也可使用家用的高壓鍋程度的壓力(例如3個(gè)大氣壓)的容器。容器60內(nèi)除了加入水以外還加入電氣石76和鋁(也可以是氧化鋁)78。在這里， 電氣石76優(yōu)選將電氣石石材粉碎而得的粒狀的電氣石。此外，鋁78也優(yōu)選使用小的板狀的 鋁。通過采用小的電氣石76和鋁78，可增大它們與水的接觸面積。電氣石76也可以使用 由電氣石、陶瓷和氧化鋁(有時(shí)也含銀)形成的市售的被稱為電氣石顆粒的電氣石混合物。 電氣石顆粒中，電氣石的混合比例越高越好。加入容器內(nèi)的電氣石76和鋁78的混合物的 量是發(fā)生生成氫的反應(yīng)的量即可，理想的是即使多次在容器60內(nèi)加入新的水也能發(fā)生氫 生成反應(yīng)的量。該量以電氣石76和鋁78的總和計(jì)為能鋪滿容器60的底部的20 50%左 右的量即可，也可以是其以上的量。電氣石76和鋁78的混合物的量理想的是在使水在容 器60內(nèi)蒸發(fā)時(shí)，電氣石76和鋁78在水中自由移動，電氣石76和鋁78相互摩擦的程度的 量。電氣石76和鋁78的混合容積比為鋁78相對于1份電氣石76在0. 2份以上即可，尤 其是鋁78相對于電氣石76的量越多，氫的產(chǎn)生率越高。在容器60內(nèi)加入水、電氣石76和鋁78后，用密閉蓋61封閉容器60的上部開口 部，使容器60內(nèi)部處于密閉狀態(tài)。實(shí)施例1是使容器60內(nèi)處于密閉狀態(tài)來產(chǎn)生氫的例子。 加入容器60內(nèi)的水的量理想的是例如蓋過加入至容器60底部的電氣石76和鋁78的上表 面的程度的高度或者比上述高度低的高度。這是因?yàn)槿绻尤肴萜?0內(nèi)的水的量少，則容 器60內(nèi)的水蒸發(fā)的時(shí)間縮短。容器60內(nèi)部具備用于供給水的水供給通路62。該水供給通 路62的途中具備電磁閥63，藉由電磁閥63來調(diào)整向容器60內(nèi)供給的水的量。容器60內(nèi) 的水供給通路62的前端具備水噴射單元64，該水噴射單元64用于從電氣石76和鋁78的 上方由多處向它們噴射水。關(guān)于從該水噴射單元64噴射水的時(shí)間點(diǎn)，在加入至容器60底 部的水蒸發(fā)而容器60內(nèi)的水減少時(shí)，從水噴射單元64間歇地少量逐次供給水。通過間歇 地少量逐次供給水，所供給的少量水立刻受熱蒸發(fā)。其結(jié)果是蒸發(fā)效率提高，氫的生產(chǎn)效率提聞。蓋61安裝有氣體取出用噴嘴66，該氣體取出用噴嘴66的內(nèi)部形成有連通容器60 的內(nèi)部和外部的連通通路65。氣體取出用噴嘴66的途中具備開關(guān)連通通路65的開關(guān)閥 68。容器60的壁的上部安裝有氣壓計(jì)70和溫度計(jì)72，該氣壓計(jì)70用于測定容器60內(nèi)部 的氣壓，該溫度計(jì)72用于測定容器60內(nèi)部的溫度。容器60的上方的形狀優(yōu)選水平截面朝 蓋61側(cè)逐漸變窄的圓錐形狀或棱錐形狀。這是為了使生成的輕質(zhì)的氫積存于容器60的上 方，從容器60經(jīng)噴嘴66容易地取出氫。容器60的下方具備加熱單元74，該加熱單元74用 于對容器60內(nèi)的水、電氣石76和鋁78加熱。藉由該加熱單元74對容器60 (收納于其內(nèi) 部的水、電氣石76和鋁78)加熱。還有，加熱單元74的熱功率沒有限制，可以是太陽光或 電加熱器等。此外，加熱單元74的配置位置不限于容器60的下方。實(shí)施例1是在加入有電氣石76、鋁78和水的密閉容器60內(nèi)使水蒸發(fā)的例子。水 的蒸發(fā)溫度在1個(gè)大氣壓下為100°c，若密閉容器60內(nèi)的氣壓升高，則蒸發(fā)溫度升高。例 如，密閉容器60內(nèi)的壓力為3個(gè)大氣壓的情況下，水的蒸發(fā)溫度約為近130°C，所以如果 將加熱單元74對容器60的加熱溫度設(shè)在130°C左右，則由密閉容器60內(nèi)的水產(chǎn)生大量的 氫。本發(fā)明中，為產(chǎn)生氫，水的溫度為水的蒸發(fā)溫度左右即可，因此具有不需要具備產(chǎn)生例 如1000°C左右的現(xiàn)有技術(shù)的高溫的裝置這一優(yōu)點(diǎn)。密閉容器60內(nèi)的電氣石76和鋁58通過加熱(密閉容器60內(nèi)水蒸發(fā)的溫度)和 加壓(例如2 3個(gè)大氣壓或以上)而介以水反復(fù)發(fā)生相互接觸和碰撞，藉由電氣石76彼 此的相互摩擦和電氣石76與鋁78的相互摩擦而使電氣石76暴露出更多的正電極和負(fù)電 極。只要具有加熱、加壓、相互摩擦中的至少1個(gè)條件即可產(chǎn)生電氣石76的正電極和負(fù)電 極，但如果是2個(gè)以上的條件的組合，則可產(chǎn)生更多的電氣石76的正電極和負(fù)電極。藉由電 氣石76的正電極和負(fù)電極產(chǎn)生微弱電流，藉由此微弱電流產(chǎn)生水的電解，由水產(chǎn)生氫(也 同時(shí)產(chǎn)生氧)。僅加入電氣石76而未加入鋁78的情況下，氫的產(chǎn)生量少，相反地，僅加入 鋁78而未加入電氣石76的情況下，氫的產(chǎn)生量也少。因此，使用普通的水來產(chǎn)生氫的情況 下，同時(shí)需要電氣石76和鋁78。與普通的水相比創(chuàng)制水是除去了鈣離子和鎂離子的水，所以不會阻礙電氣石76 的負(fù)電極的作用，可長時(shí)間產(chǎn)生氫。普通的水的情況下，因?yàn)楹猩僭S鈣離子和鎂離子，所 以經(jīng)過一定時(shí)間后，鈣離子和鎂離子逐漸附著于電氣石76的負(fù)電極，最終電氣石76的電解 水的性能消失，但到電解水的性能消失為止的一定時(shí)間內(nèi)可產(chǎn)生氫。下面，對使用特殊的水(創(chuàng)制水)的情況進(jìn)行說明。創(chuàng)制水是通過了離子交換樹 脂的水，所以不含鈣離子和鎂離子。此外，如上所述，創(chuàng)制水本身含有大量水合氫離子(H30+) 和水合氫氧根離子(H302_)。因此，通過加熱、加壓以及因電氣石76和鋁78的相互摩擦而產(chǎn) 生的微弱電流，密閉容器60內(nèi)的創(chuàng)制水含有更大量的水合氫離子(H30+)和水合氫氧根離子 (HA—)。然后，水合氫離子(H30+)和水合氫氧根離子(H302_)發(fā)生如下述(7)所述的變化。2H30++2H3(V — 4H20+2H2+02......(7)其結(jié)果是，在密閉容器60內(nèi)，與普通的水相比，由創(chuàng)制水可產(chǎn)生更大量的氫(H2)。 而且認(rèn)為通過電氣石76引發(fā)創(chuàng)制水的電解，由創(chuàng)制水中原本含有的氫離子(H+)、活性氫、碳 酸氫根離子(HC03_)、硅酸(H2Si03)等也產(chǎn)生氫。通過在加入有電氣石76和水的容器60內(nèi)加入大量作為電極兩性元素的鋁78，發(fā)生電氣石76彼此的相互摩擦和鋁78與電氣石76的相互摩擦，電氣石76暴露出更多的正 電極和負(fù)電極，而且鋁78也產(chǎn)生正電極和負(fù)電極，進(jìn)一步促進(jìn)水的電解。同時(shí)將電氣石76 和鋁78加入容器60內(nèi)的情況下，與僅將電氣石76和鋁78中的一方加入容器60內(nèi)的情況 相比，氫(H2)的產(chǎn)生量明顯更多。此外，使用創(chuàng)制水來代替普通的水的情況下，氫的產(chǎn)生量 更多。推測這是因?yàn)閯?chuàng)制水中所含的氫離子(H+)、氫氧根離子(0H—)、活性氫、碳酸氫根離子 (HC03_)、硅酸(H2Si03)等中的某幾種成分與鋁反應(yīng)而促進(jìn)氫的產(chǎn)生。如果在密閉容器60內(nèi)的壓力足夠高且水大量蒸發(fā)的狀態(tài)下打開開關(guān)閥68，則密 閉容器60內(nèi)的高溫高壓的氣體(不僅包含氫，也混有氧氣)從噴嘴66向容器60的外部噴 射。如果預(yù)先在噴嘴66的前端安裝用于收集氣體的收集器，則可利用該收集器收集氫(也 包含氧)。如果打開開關(guān)閥68，則可高效地將密閉容器60內(nèi)產(chǎn)生的氫等氣體從噴嘴66收 集至外部的收集器。在這里，對于在未加入電氣石和鋁的狀態(tài)下在密閉容器60內(nèi)加入普通的水(自來 水)并用加熱單元74加熱而產(chǎn)生蒸氣的情況下能產(chǎn)生多少氫進(jìn)行了驗(yàn)證。首先對使用普通 的水時(shí)的結(jié)果進(jìn)行說明。在以約180°C加熱水、密閉容器60內(nèi)的壓力為5 10個(gè)大氣壓、 經(jīng)過了 30分鐘的狀態(tài)下，密閉容器60內(nèi)的空氣中的氫的容積比為0.04%。即，未加入電氣 石和鋁的狀態(tài)下由自來水產(chǎn)生的氫的量與下述的通過本發(fā)明而產(chǎn)生的氫的量相比少很多， 因此未由第三方進(jìn)行測定分析。下面，對基于圖5的實(shí)驗(yàn)(在容器60內(nèi)部加入水、電氣石76和鋁78并用加熱單 元加熱的實(shí)驗(yàn))的結(jié)果進(jìn)行說明。為使該實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有客觀性，委托了第三方進(jìn)行測定分 析。作為其分析結(jié)果的測定分析報(bào)告示于圖6 圖9。該測定分析報(bào)告由地址為日本長野 縣佐久郡立科町蘆田1835的株式會社信濃公害研究所(株式會社信濃公害研究所)(電話 0267-56-2189)于 2009 年 5 月 22 日完成。圖6 圖8中，所用的水是第一種特殊的水，S卩創(chuàng)制水。在密閉容器60內(nèi)加入創(chuàng)制 水、適量的電氣石76和鋁78，于180°C加熱50分鐘。密閉容器60內(nèi)的壓力為1. 2MPa。然 后從密閉容器60內(nèi)取出空氣進(jìn)行分析，分析結(jié)果是圖6 圖8的分析結(jié)果。所記載的試樣 名不同，即圖6的試樣名記作“創(chuàng)制水54C”，圖7的試樣名記作“創(chuàng)制水H1”，圖8的試樣名 記作“創(chuàng)制水GW”，這些試樣雖然在創(chuàng)制水的制造方法方面有所不同，但都是沿襲上述創(chuàng)制 水的制造方法而制得的水。圖6中，密閉容器60內(nèi)生成的氣體(百分比包含氮)中的氫的 容積比為15.8%。圖7中，密閉容器60內(nèi)生成的氣體(百分比包含氮)中的氫的容積比為 12.0%。圖8中，密閉容器60內(nèi)生成的氣體(百分比包含氮)中的氫的容積比為13.0%。 由這些圖6 圖8的測定分析報(bào)告可知，在密封容器60內(nèi)加入電氣石76和鋁78且水使用 創(chuàng)制水的情況下，產(chǎn)生大量的氫(圖6 圖8的平均的氫的百分比為13. 6% )。該情況下， 確認(rèn)產(chǎn)生未加入電氣石76和鋁78的自來水的約350倍的氫。下面，將使用自來水并加入電氣石76和鋁78時(shí)的測定分析報(bào)告示于圖9。對于 圖9所示的自來水，在密閉容器60內(nèi)加入自來水、電氣石76和鋁78，于150°C加熱40分 鐘。密閉容器60內(nèi)的壓力為0.5MPa。其結(jié)果是，使用自來水時(shí)的氣體(百分比包含氮) 中的氫的容積比為4. 9%。該容積比是未加入電氣石76和鋁78時(shí)的自來水的約122. 5倍 (4.9% +0.04%)。綜上可知，對于自來水，與未加入電氣石76和鋁78的自來水相比，本 發(fā)明的加入有電氣石76和鋁78的自來水產(chǎn)生更大量的氫。還有，由圖6 圖10可知，自
14來水所產(chǎn)生的氫的比例較小(4. 9% )，創(chuàng)制水所產(chǎn)生的氫的比例較大(13. 6% )。即使是產(chǎn) 生率較小的自來水，氣體中也含有4. 9%的氫，由此可知，本發(fā)明可獲得大量的氫。認(rèn)為自來 水等普通的水含有少許鈣離子和鎂離子，鈣離子和鎂離子附著于電氣石76的負(fù)電極，電氣 石76的電解水的性能逐漸消失，因此自來水等普通的水的氫的產(chǎn)生率低。圖5所示的氫產(chǎn)生裝置中，所產(chǎn)生的氫等氣體通過氣體連通通路64從噴嘴66直 接排出至外部。從噴嘴66排出至外部的氣體包含氫等氣體以及蒸氣等水分，蒸氣等水分可 能會導(dǎo)致無法迅速地取出氫或無法準(zhǔn)確地測定氫氣的產(chǎn)生量。圖10的氣體和水分的分離 裝置用于迅速地分離氫等氣體和蒸氣等水分。如圖10所示，用于將容器60內(nèi)產(chǎn)生的氫等氣體從容器60內(nèi)排出至外部的連通通 路64被導(dǎo)入用于冷卻氣體的冷卻槽80內(nèi)。冷卻槽80內(nèi)具備具有長距離的例如螺線管狀 的冷卻管82，連通通路64與冷卻管82的一端連通。冷卻槽80內(nèi)填充有水，并且與用于向 該冷卻槽80供給冷卻水的冷卻水供給通路84連通，且與從冷卻槽80排出冷卻水的冷卻水 排出通路86連通。冷卻槽80內(nèi)所具備的冷卻管82的另一端與冷卻槽80的外部所具備的 連通管88連通。連通管88的途中具備開關(guān)閥89。該連通管88的前部分成2股，一方成為 朝向下方的水排出管90，另一方成為朝向上方的氣體取出管92。水排出管90在水貯留槽 94內(nèi)開口，水貯留槽94具備回流管96，該回流管96用于將貯留于該水貯留槽94的水再次 導(dǎo)入容器60。從容器60內(nèi)經(jīng)連通通路64排出至外部的氫和蒸氣在通過螺線管狀的冷卻管82 的過程中被冷卻槽80冷卻，經(jīng)過連通管88到達(dá)水排出管90和氣體取出管92的分叉位置。 到達(dá)水排出管90和氣體取出管92的分叉位置的成分是被冷卻槽80冷卻的水和氫等氣體。 在這里，冷卻的水經(jīng)水排出管90貯留于水貯留槽94。氫等氣體從氣體取出管92被取出至 外部。通過使用該氫取出裝置，可更準(zhǔn)確地測定氫等氣體的容積比。實(shí)施例2下面，對實(shí)施例2進(jìn)行說明。在實(shí)施例1中，使容器60內(nèi)處于密閉狀態(tài)，使容器60 內(nèi)的壓力達(dá)到高壓，而在實(shí)施例2中，不使容器60內(nèi)處于密閉狀態(tài)。對于該實(shí)施例2，也基 于圖5進(jìn)行說明。實(shí)施例2中，與容器60的出口開口部連通的氣體取出口、即噴嘴66的前 端原則上處于開放于大氣中的狀態(tài)。實(shí)施例2中，除加入容器60內(nèi)的水以外的成分與實(shí)施 例1相同，是電氣石76和鋁78。加入容器60的電氣石76和鋁78的容量與實(shí)施例1相同， 電氣石76和鋁78的混合物的容積比與實(shí)施例1相同，相對于1份電氣石76，鋁78為0. 2 份以上。還有，實(shí)施例1中，因?yàn)槭谷萜?0內(nèi)密閉，所以容器60必須是能耐受例如10個(gè)大 氣壓以上的高壓的容器，而在該實(shí)施例2中，因?yàn)椴皇谷萜?0內(nèi)處于密閉狀態(tài)(例如與大 氣連通)，所以容器60不必是能耐受例如10個(gè)大氣壓以上的高壓的容器。S卩，實(shí)施例2中， 作為容器60，可使用市售的家用電飯鍋或類似的容器(例如能耐受2 3個(gè)大氣壓左右的 壓力的容器)。該實(shí)施例2中，如果在水與電氣石和鋁接觸的狀態(tài)下用加熱單元74對常溫的水加 熱，則從開始加熱時(shí)起開始緩緩地產(chǎn)生氫。這被認(rèn)為是因?yàn)榕c常溫時(shí)相比，因加熱導(dǎo)致水的 分子開始移動，從而開始產(chǎn)生氫。像這樣，本發(fā)明中，如果用加熱單元74加熱容器60，則自 容器60內(nèi)的溫度達(dá)到30°C起開始產(chǎn)生氫。在30°C 80°C的范圍內(nèi)，隨著溫度上升，氫的產(chǎn)生量增加。水的溫度如果達(dá)到80°C，則氫的產(chǎn)生量急劇地大量增加。加熱單元74對容器 60內(nèi)的水的加熱溫度如果為80°C 蒸發(fā)溫度(創(chuàng)制水的蒸發(fā)溫度超過100°C )，則氫的產(chǎn) 生量進(jìn)一步增加，即，水的加熱溫度最優(yōu)選80°C 蒸發(fā)溫度。在實(shí)施例1中，使容器60內(nèi)密 閉，將水的加熱溫度設(shè)在水的蒸發(fā)溫度以上，提高容器60內(nèi)的壓力，而在該實(shí)施例2中，將 容器60內(nèi)的水的加熱溫度設(shè)為常溫 蒸發(fā)溫度(優(yōu)選80°C 蒸發(fā)溫度)，保持不使容器60 內(nèi)密閉的狀態(tài)，可在通常容易達(dá)到的溫度和壓力下容易地產(chǎn)生氫。產(chǎn)生大量氫的情況下，容 器60內(nèi)的溫度在80°C以上即可，但由于有時(shí)也會無法迅速地停止氫的產(chǎn)生，因此也可考慮 采用氫產(chǎn)生量少的條件。因此，容器60內(nèi)的溫度為30°C 80°C、氫的產(chǎn)生量少的情況下也 可應(yīng)用于工業(yè)。還有，氫的產(chǎn)生量可通過容器60內(nèi)的溫度來調(diào)節(jié)。下面，將在容器60內(nèi)加入電氣石76、鋁78和水且保持不使容器60內(nèi)密閉的狀態(tài) 并將容器60內(nèi)的水加熱至30°C 蒸發(fā)溫度的結(jié)果(測定分析報(bào)告)示于圖11 圖14。 圖15是圖11 圖14的一覽表。基于該實(shí)驗(yàn)試樣的分析也由所述株式會社信濃公害研究 所進(jìn)行。圖11是水使用自來水的結(jié)果，對應(yīng)于圖15所示的4項(xiàng)中的最下方的結(jié)果。圖11 所示為自來水的取水量為500cc、加熱1小時(shí)、采樣5分鐘的條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖11和圖 15的最下方的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中未記載加熱溫度。但是，該加熱溫度約為100°C，認(rèn)為漏掉了其記 載。這是因?yàn)閳D12 圖14的3項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(3項(xiàng)結(jié)果中水均使用創(chuàng)制水)的加熱溫度為 103°C或104°C，所以加熱溫度可假定為約100°C。圖11(圖15的最下方)的分析結(jié)果為 氫40%、氧2. 0%、二氧化碳51%、氫總量1200ml、氣體總量2900ml。還有，圖11 圖15的 測定分析報(bào)告中，氣體的百分比表示除去了氮后的百分比。圖11(圖15的最下方)的分析 結(jié)果為氫40%、氫總量1200ml、氧2. 0%，這就表示氫的產(chǎn)生率和產(chǎn)生量高于氧。下面，對圖12 圖14的3項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖15中的第一項(xiàng)至第三項(xiàng))的分析結(jié)果 (百分比不包含氮)進(jìn)行說明。圖12 圖14的3項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是使用創(chuàng)制水的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 圖12 (圖15的第一項(xiàng))的創(chuàng)制水的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為在壓力0. 02MPa、于103°C加熱1小時(shí)、采 樣5分鐘、取水量400cc的條件下，氫59%、氧0. 6%、二氧化碳38%、氫總量2900ml、氣體 總量5000ml。圖13(圖15的第二項(xiàng))的創(chuàng)制水的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為氫66%、氧1. 0%、二氧化 碳29%、氫總量3400ml、氣體總量5200ml。圖14(圖15的第三項(xiàng))的創(chuàng)制水的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 為氫61%、氧1.8%、二氧化碳31%、氫總量3400ml、氣體總量5500ml。根據(jù)該圖12 圖 14的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，使用創(chuàng)制水時(shí)的氫的總產(chǎn)生量(2900ml、3400ml、3400ml)多于使用普 通的水時(shí)的圖11的氫的總產(chǎn)生量(1200ml)。即，使用創(chuàng)制水的情況下，與使用普通的水的 情況相比，可產(chǎn)生約3倍的氫。如上所述，實(shí)施例2是在大氣壓或其以下的壓力及30°C 蒸發(fā)溫度的水的加熱溫 度的條件下產(chǎn)生氫的例子。因此，容器60可以是市售的容器，加熱單元也可以是市售的家 用燃?xì)鉅t，可以用普通家庭的身邊的市售制品簡便地制造氫。藉此，在不久的將來，在以氫 為燃料的技術(shù)得以應(yīng)用的情況下，可利用家中的物品在家中簡便地制造氫。根據(jù)圖6 圖9及圖11 圖15所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(測定分析報(bào)告)，通過本發(fā)明可 產(chǎn)生大量的氫，但也隨之產(chǎn)生大量的二氧化碳。除去與水共同產(chǎn)生的二氧化碳的裝置示于 圖16。該二氧化碳除去裝置是與圖10所示的將氣體和水分分離的裝置連通的裝置。與圖 10所示的將氣體和水分分離的裝置連通的裝置中，將與水蒸氣分離的氫和二氧化碳等氣體 從氣體取出管92取出至外部。圖16所示的除去二氧化碳的裝置中，將氣體取出管92的自
16由前端配置于加入有水的容器102的水面下的最深部。在容器102內(nèi)的水中加入適量的氫 氧化鈉(NaOH)。S卩，使容器102內(nèi)的液體為氫氧化鈉溶液。容器102內(nèi)用蓋104覆蓋，處于 密閉或近似于密閉的狀態(tài)。容器102內(nèi)的上部(水面的上方)和外部通過氣體取出管106 連通。藉此，從氣體取出管92取出的主要包含氫和二氧化碳的氣體被導(dǎo)入氫氧化鈉溶液 中，通過氫氧化鈉溶液，然后經(jīng)氣體取出管106取出至外部。通過氫氧化鈉溶液后經(jīng)氣體取出管106被取出至外部的氣體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(測定分 析報(bào)告)示于圖17。圖17的實(shí)驗(yàn)結(jié)果示出了 6項(xiàng)結(jié)果，所有實(shí)驗(yàn)中水均使用創(chuàng)制水。圖 17中，從上往下數(shù)第一份(第一項(xiàng))實(shí)驗(yàn)結(jié)果為在壓力0.02MPa、103°C、采樣5分鐘、創(chuàng) 制水的取水量300cc的條件下，氫84%、氧0. 7 %、二氧化碳13%、氫總量4100ml、氣體總量 5000ml。第二項(xiàng) 第六項(xiàng)的條件與第一項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)條件有所不同(氣壓和取水量雖然有所不 同，但是與第一項(xiàng)大致接近的值)，與第一項(xiàng)同樣地示出這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要部分(條件除 外)。第二項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為氫94%、氧0.9%、二氧化碳1.9%、氫總量5100ml、氣體總量 5400ml。第三項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為氫98%、氧0.4%、二氧化碳0.5%、氫總量5300ml、氣體總 量5400ml。第四項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為氫79 %、氧0. 8 %、二氧化碳18 %、氫總量3700ml、氣體總 量4700ml。第五項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為氫86%、氧1.6%、二氧化碳6.3%、氫總量3500ml、氣體 總量4100ml。第六項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為氫92%、氧0.3%、二氧化碳6.7%、氫總量5000ml、氣 體總量5400ml。圖17中的基于實(shí)驗(yàn)試樣的分析也由所述株式會社信濃公害研究所進(jìn)行。將該圖17的第二項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與圖15的第三項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。圖17的第 二項(xiàng)與圖15的第三項(xiàng)的條件相同，為壓力0. 03MPa、103°C、采樣5分鐘、取水量300cc，不 同點(diǎn)僅在于103°C和104°C，可認(rèn)為實(shí)驗(yàn)條件相同。圖15的第三項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為氫61%、 氧1.8%、二氧化碳31%、氫總量3400ml、氣體總量5500ml。與之相對，圖17的第二項(xiàng)的 實(shí)驗(yàn)結(jié)果為氫94%、氧0.9%、二氧化碳1.9%、氫總量5100ml、氣體總量5400ml。相比之 下，氫從61%增加到94%。另一方面，二氧化碳從31%大幅減少到1.9%。此外，氫總量從 3400ml大幅增加到5100ml。由該結(jié)果可知，在通過氣體取出管92被取出的氣體和使該氣 體通過氫氧化鈉溶液而得的氣體中，通過氫氧化鈉溶液而得的氣體中產(chǎn)生大量的氫，二氧 化碳大幅減少。在這里，對于藉由使通過氣體取出管92被取出的氣體通過氫氧化鈉溶液，產(chǎn)生大 量的氫，二氧化碳大幅減少的原因進(jìn)行探討?？疾炝速A留于圖11的水貯留槽94的水，結(jié)果 確認(rèn)該水含有大量的微細(xì)的鋁分子。由此可以推測，通過氣體取出管92被取出的氣體中也 含有大量的微細(xì)的鋁分子。氣體中所含的微細(xì)的鋁分子通過與圖16的罐102內(nèi)的氫氧化 鈉溶液接觸而成為鋁酸鈉，該反應(yīng)的結(jié)果是進(jìn)一步產(chǎn)生氫。化學(xué)反應(yīng)式如下所述。Na0H+Al+H20 — NaA102+H2......(10)接著，藉由使通過氣體取出管92被取出的氣體(含大量氫和大量二氧化碳)通過 氫氧化鈉溶液，二氧化碳大幅減少。其化學(xué)反應(yīng)式如下所述。Na0H+C02 — NaHC03......(11)如該反應(yīng)式所示，二氧化碳通過氫氧化鈉溶液，從而與氫氧化鈉反應(yīng)，生成碳酸氫 鈉。即，二氧化碳被封入碳酸氫鈉，可大幅減少通過氣體取出管92被取出的氣體中所含的
二氧化碳。如上所述，在實(shí)施例2中，在容器60內(nèi)加入電氣石76和鋁78的混合物及水并將容器60內(nèi)的水加熱至30°C以上而得的氣體含有大量的氫和二氧化碳，但通過將含有大量 的氫和二氧化碳的氣體通入收納有氫氧化鈉溶液的罐102內(nèi)，如圖17所示，可在產(chǎn)生更大 量的氫的同時(shí)大幅減少二氧化碳，適合于實(shí)際應(yīng)用。實(shí)施例3上述實(shí)施例1和實(shí)施例2中示出了在容器60內(nèi)加入水、電氣石76和鋁78的例子。 該實(shí)施例3是除了在容器60a內(nèi)加入水、電氣石76和鋁78外還在容器60a內(nèi)加入碳酸氫 鈉或碳酸鈉的例子。即，在容器60a內(nèi)的水中混合碳酸氫鈉或碳酸鈉?；蛘咴谌萜?0a內(nèi) 加入碳酸氫鈉溶液或碳酸鈉溶液。如果由加入容器60a內(nèi)的水產(chǎn)生一定量的氫，則雖然容 器60a內(nèi)存在水，但不會進(jìn)一步產(chǎn)生氫。這被認(rèn)為是因?yàn)橛捎谒碾娊?，鋁78的表面被氧 化(電沉積)成黑色，鋁78的作用消失，電解水的作用受到阻礙。為消除該不良情況，在容 器60內(nèi)的水中加入碳酸氫鈉或碳酸鈉，利用碳酸氫鈉或碳酸鈉來防止鋁78的表面的氧化。 藉此，可由容器60內(nèi)的水持續(xù)地產(chǎn)生氫。碳酸氫鈉或碳酸鈉的投入量理想的是可防止鋁78 氧化而導(dǎo)致其表面氧化變成黑色的情況的合適的量。通過將碳酸氫鈉或碳酸鈉與容器60內(nèi)的水混合，可防止鋁78的氧化，確保長時(shí)間 產(chǎn)生氫。但是，由于使用碳酸氫鈉或碳酸鈉，二氧化碳的產(chǎn)生量增大。該大量產(chǎn)生的二氧化 碳可通過圖16所示的二氧化碳除去裝置除去。實(shí)施例4實(shí)施例3中，在圖5的容器60內(nèi)加入有碳酸氫鈉或碳酸鈉，但可在容器60內(nèi)的 水中加入氫氧化鈉來代替碳酸氫鈉或碳酸鈉，或者同時(shí)加入氫氧化鈉和碳酸氫鈉或碳酸鈉 (實(shí)施例4)。如果在水中混合碳酸氫鈉或碳酸鈉，則氫的產(chǎn)生時(shí)間延長，但單位時(shí)間的氫的 產(chǎn)生量減少。因此，為了增加單位時(shí)間的氫的產(chǎn)生量而添加氫氧化鈉?？梢栽谌萜?0內(nèi)的 水中加入氫氧化鈉，也可以將加入容器60內(nèi)的水制成氫氧化鈉溶液。此時(shí)，也可以不混合 碳酸氫鈉或碳酸鈉。實(shí)施例5下面，基于圖18對本發(fā)明的實(shí)施例5進(jìn)行說明。圖18中與圖5相同的符號表示 相同的構(gòu)件。實(shí)施例1 (圖5)示出了在容器60底部收納有僅1層的電氣石76和鋁78的 例子。該實(shí)施例5的圖18中，在容器60a內(nèi)部的底部上方沿上下方向具備多級擱板108，各 擱板108上承載有大量小顆粒的電氣石76和大量小片的鋁78。多塊的各擱板108設(shè)有大 量的孔(未圖示)，該孔具有電氣石76和鋁78不會朝下方下落而能通過水和空氣的程度的 尺寸。圖18中，雖然在容器60a的背側(cè)的側(cè)面設(shè)有供擱板108出入的門(未圖示)，但在這 里省略其圖示。在各擱板108上的電氣石76和鋁78上撒上碳酸鈉或碳酸氫鈉的粉末，將 它們混合。藉此，鋁78的表面被用碳酸鈉或碳酸氫鈉的粉末覆蓋。也可以將預(yù)先用碳酸鈉 或碳酸氫鈉的粉末覆蓋鋁78的表面而得的材料與電氣石76 一起承載于擱板108上。容器60a內(nèi)插入有用于從外部向容器60a內(nèi)供給水的水供給管110的一端，該水 供給管110的前端設(shè)定為位于容器60a底部的略靠上方的位置。水供給管110的途中具備 電磁閥112。電磁閥112在容器60a內(nèi)的水蒸發(fā)而減少時(shí)從水供給管110向容器60a內(nèi)供 給水。容器60a內(nèi)設(shè)定為用加熱單元74對其底部附近加熱。為使積存于容器60a內(nèi)的底 部的水的高度始終保持得較低，通過電磁閥112來調(diào)整從水供給管110向容器60a內(nèi)的水 的供給量，使得從水供給管110供給至容器60a內(nèi)的水迅速地被加熱單元74蒸發(fā)。由此，
18通過將供給至容器60a內(nèi)的水迅速地蒸發(fā)，可不間斷地產(chǎn)生氫。在容器60a內(nèi)被加熱蒸發(fā)的蒸氣從最下級的擱板108依次上升至最上級的擱板 108，與各級擱板108上的電氣石76和鋁78接觸，由電氣石76、鋁78和蒸氣(水)產(chǎn)生氫。 鋁78的表面被碳酸鈉或碳酸氫鈉覆蓋，因此鋁78不會發(fā)生電沉積，可長時(shí)間產(chǎn)生氫。在這里，基于圖19 圖23對實(shí)施例5的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(測定分析報(bào)告)進(jìn)行說明。 圖23是圖19 圖22的一覽表。圖19 圖22是在容器60a內(nèi)加入電氣石76、鋁78和水， 保持容器60a內(nèi)與大氣連通的狀態(tài)，將容器60a內(nèi)的水加熱至100°C左右(80°C 蒸發(fā)溫度 的范圍內(nèi))而得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果?；谠搶?shí)驗(yàn)試樣的分析也由所述株式會社信濃公害研究所進(jìn) 行。圖23的實(shí)驗(yàn)結(jié)果示出了 4項(xiàng)，其中開始的2項(xiàng)(圖19和圖20)是使用創(chuàng)制水的結(jié) 果，其余的2項(xiàng)(圖21和圖22)是使用自來水的結(jié)果。圖19 圖22均在水中添加了氫氧 化鈉和碳酸鈉。氫氧化鈉和碳酸鈉的混合重量為相對于100份水，氫氧化鈉和碳酸鈉的總 量在0. 1份以上即可，總量優(yōu)選為5 10份。圖19(圖23的從上往下數(shù)第一個(gè))的水是 在創(chuàng)制水中添加氫氧化鈉和碳酸鈉而得的水。將lOOcc該水加入容器60a內(nèi)，在采樣3分 鐘、100°C、壓力0. 08MPa的條件下得到如下分析結(jié)果氫99%、氧0. 2%、二氧化碳0. 0%、 氫總量21. 4L、氣體總量21. 7L。圖20 (圖23的從上往下數(shù)第二個(gè))的水是在創(chuàng)制水中添 加氫氧化鈉和碳酸鈉而得的水。將lOOcc該水加入容器60a內(nèi)，在采樣3分鐘、100°C、壓力 0. 08MPa的條件下得到如下分析結(jié)果氫99%、氧0. 1%、二氧化碳0. 0%、氫總量21. 4L、氣 體總量21. 6L。圖21 (圖23的從上往下數(shù)第三個(gè))的水是在自來水中添加氫氧化鈉和碳酸鈉而 得的水。將lOOcc該水加入容器60a內(nèi)，在采樣3分鐘、100°C、壓力0. 07MPa的條件下得到 如下分析結(jié)果氫99%、氧0. 2%、二氧化碳0. 0%、氫總量9. 0L (升)、氣體總量9. 1L (升)。 圖22 (圖23的從上往下數(shù)第四個(gè))的水是在自來水中添加氫氧化鈉和碳酸鈉而得的水。將 lOOcc該水加入容器60a內(nèi)，在采樣3分鐘、100°C、壓力0. 07MPa的條件下得到如下分析結(jié) 果氫99%、氧0. 1%、二氧化碳0. 0%、氫總量12. 2L、氣體總量12. 3L。還有，圖23的4項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，單位是體積％，是除去了氮后的結(jié)果。氫的體積是0°C、1個(gè)大氣壓下的值。此 外，二氧化碳、一氧化碳、甲烷在0. 以下。圖19 圖23中的基于實(shí)驗(yàn)試樣的分析也由所 述株式會社信濃公害研究所進(jìn)行。根據(jù)圖23所示的4項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，4項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中均可產(chǎn)生大量的氫。此外，水使用 自來水時(shí)(圖23的第三項(xiàng)和第四項(xiàng))的氫的總產(chǎn)生量為9. 0L和12. 2L，相對地，水使用創(chuàng) 制水時(shí)(圖23的第一項(xiàng)和第二項(xiàng))的氫的總產(chǎn)生量均為21. 4L，可知與水使用自來水時(shí)相 比，使用創(chuàng)制水作為水時(shí)可產(chǎn)生更多的氫。還有，圖23所示的4項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)于100°C進(jìn) 行，產(chǎn)生大量的氫，但只要在30°C以上即產(chǎn)生少量的氫。也可將由圖18的容器60a產(chǎn)生的包含氫的氣體從容器60a的上方經(jīng)連通通路64 導(dǎo)入圖24所示的容器60b內(nèi)。圖24所示的容器60b具有與圖18的容器60a相同的形狀， 其內(nèi)部從上方到下方設(shè)有多級擱板108，各擱板108上承載有電氣石76和鋁78。較好是在 各擱板108上承載碳酸氫鈉或碳酸鈉，使它們與電氣石76和鋁78混合。從圖18的容器60a導(dǎo)出的包含水蒸氣的氣體被導(dǎo)入圖24的容器60b內(nèi)的最下方 的位置。因?yàn)橛眉訜釂卧?4對容器60b加熱，所以被導(dǎo)入容器60b內(nèi)的包含水蒸氣的氣體被加熱，從下方向上方移動。被導(dǎo)入容器60b內(nèi)的包含水蒸氣的氣體依次與各擱板108上 所承載的電氣石76和鋁78接觸并到達(dá)上方，然后經(jīng)連通通路65被取出至外部。從圖18 的容器60a導(dǎo)出的氣體也可以經(jīng)過圖24所示的多個(gè)容器60b。從圖16所示的容器60a或 圖24所示的容器60b導(dǎo)出的氣體不僅包含氫，也包含氮、氧、二氧化碳等，二氧化碳的分離 已在涉及圖16的二氧化碳除去裝置的部分進(jìn)行了說明，氫可與氧、氮分離，但在此省略其 說明。實(shí)施例6下面，基于圖25對本發(fā)明的另一實(shí)施例(實(shí)施例6)進(jìn)行說明。實(shí)施例6的容器 60c的形狀與圖18相同。在容器60c內(nèi)部沿上下方向具備多級擱板108，各擱板108上承 載有大量小顆粒的電氣石76和大量小片的鋁78。多塊的各擱板108設(shè)有大量的孔(未圖 示)，該孔具有電氣石76和鋁78不會朝下方下落而能通過水和空氣的程度的尺寸。在各擱 板108上的電氣石76和鋁78上撒上碳酸鈉或碳酸氫鈉的粉末，將它們混合。藉此，鋁78 的表面被用碳酸鈉或碳酸氫鈉的粉末覆蓋。也可以將預(yù)先用碳酸鈉或碳酸氫鈉的粉末覆蓋 鋁78的表面而得的材料與電氣石76 —起承載于擱板108上。該實(shí)施例6中，容器60c的 開口部呈開放于大氣中的狀態(tài)。實(shí)施例5是將水導(dǎo)入容器60a內(nèi)的底部附近，通過加熱單元74使容器60a底部的 水加熱蒸發(fā)的例子。相對地，實(shí)施例6是在容器60c內(nèi)的最上部的擱板108上方設(shè)置像淋 浴那樣朝最上部的擱板108的整個(gè)范圍均勻地噴射散布水的水噴射單元114，由水噴射單 元114像淋浴那樣朝下方噴射水的例子。為了大致均等地對整個(gè)容器60c加熱，用作為加 熱單元的電加熱器116覆蓋容器60c的底面和側(cè)面的外側(cè)。用隔熱材料118覆蓋該電加熱 器116的外側(cè)。在容器60c的底部鋪設(shè)鋁板120，在該鋁板120上承載電氣石76。通過鋪設(shè)鋁板 120，與具備小片的鋁78的情況相比，容器60底部可具備更多的電氣石76。也可以與圖5 所示同樣地在容器60c底部同時(shí)收納電氣石76和大量的鋁78的片以代替鋁板120。實(shí)施例6中，像淋浴那樣從容器60c內(nèi)的上部的水噴射單元114朝下方噴射水。從 水噴射單元114噴射的水經(jīng)過最上部的擱板108上的電氣石76和鋁78以及撒在其上的碳 酸鈉或碳酸氫鈉等，到達(dá)下一級的擱板108，依次到達(dá)下方的擱板108，最終到達(dá)容器60c底 部的鋁板120上。通過電加熱器116對整個(gè)容器60c內(nèi)均勻地加熱，設(shè)定水噴射單元114的 水噴射量和電加熱器116的加熱溫度，使得從水噴射單元114噴射的水在到達(dá)容器60c底 部的鋁板120時(shí)已幾乎全部蒸發(fā)。藉此，向容器60c內(nèi)噴射的水在下落至容器60c底部的 過程中蒸發(fā)，向容器60c內(nèi)噴射的水的蒸發(fā)效率高。從水噴射單元114向容器60c內(nèi)噴射散布的水采用普通的水、創(chuàng)制水、或是在這2 種水中的任一種中溶解氫氧化鈉而得的氫氧化鈉溶液。氫氧化鈉溶液中，相對于100重量 份的水，氫氧化鈉在0. 1重量份以上即可，可以是任意量。從經(jīng)濟(jì)性方面來看，氫氧化鈉優(yōu) 選1 10重量份。氫氧化鈉也可以在10重量份以上，但即便氫氧化鈉的重量再多，效果也 是一樣的。基于圖26對圖25所示的容器60c內(nèi)產(chǎn)生的氫進(jìn)行說明。圖26是以自來水為基 礎(chǔ)的8種水所產(chǎn)生的氫的總體積的百分比和氫總量(ml)以及創(chuàng)制水為基礎(chǔ)的8種水所產(chǎn) 生的氫的總體積的百分比和氫總量(ml)的一覽表。圖26中示出了 16項(xiàng)測定分析結(jié)果，第一項(xiàng) 第八項(xiàng)是采用以自來水為基礎(chǔ)的水的測定分析結(jié)果，第九項(xiàng) 第十六項(xiàng)是采用以創(chuàng) 制水為基礎(chǔ)的水的測定分析結(jié)果。此外，所有的16項(xiàng)結(jié)果都是基于100°C、0. 08MPa、采樣1 分鐘的條件的結(jié)果。一覽表的圖26中未記載在溫度100°C、壓力0. 08MPa的條件下進(jìn)行實(shí) 驗(yàn)，但圖26的16項(xiàng)結(jié)果中具有代表性的6項(xiàng)結(jié)果示于圖27 圖32，這些圖27 圖32中 示出了在溫度100°C、壓力0. 08MPa的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在水(自來水或創(chuàng)制水)中添加例如碳酸氫鈉等單種物質(zhì)而得的溶液中，相對于 100重量％的水，碳酸氫鈉例如在0. 1重量％以上。另外，在水(自來水或創(chuàng)制水)中添加 2種以上的物質(zhì)、例如碳酸鈉和氫氧化鈉等而得的溶液中，相對于100重量％的水，碳酸鈉 和氫氧化鈉例如在0. 1重量％以上。同樣地，3種以上的物質(zhì)的情況下，相對于100重量％ 的水，3種以上的物質(zhì)的總和在0. 1重量％以上。圖26中，第一項(xiàng)為投入容器內(nèi)的水是單獨(dú)的自來水，氣體總量590ml中的氫為 44%，氫總量為260ml。與該第一項(xiàng)相對應(yīng)的單獨(dú)的測定分析報(bào)告為圖27。該圖27的試樣 名一欄中記載自來水100%，采樣1分鐘，100°C，0.08MPa。之所以示出圖27，是為了闡明 圖26的第一項(xiàng)是在溫度100°C、壓力0. 08MPa的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。之所以示出圖28 圖 32，是為了闡明圖26的16項(xiàng)測定是在溫度100°C、壓力0. 08MPa的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。圖26 第二項(xiàng)為投入容器內(nèi)的水是在自來水中添加碳酸氫鈉而得的溶液，氣體總量530ml中的 氫為11%，氫總量為58ml。圖26第三項(xiàng)為投入容器內(nèi)的水是在自來水中添加碳酸鈉而得 的溶液，氣體總量1700ml中的氫為28%，氫總量為490ml。圖26第四項(xiàng)為投入容器內(nèi)的 水是在自來水中添加碳酸氫鈉和碳酸鈉而得的溶液，氣體總量220ml中的氫為20%，氫總 量為44ml。圖26第五項(xiàng)為投入容器內(nèi)的水是在自來水中添加氫氧化鈉而得的溶液，氣體 總量4100ml中的氫為97%，氫總量為4000ml。圖26的第一項(xiàng) 第八項(xiàng)中，僅添加了氫氧 化鈉的第五項(xiàng)的氫總量最大，達(dá)4000ml。圖28對應(yīng)于圖26的第五項(xiàng)。圖26第六項(xiàng)為投 入容器內(nèi)的水是在自來水中添加碳酸鈉和氫氧化鈉而得的溶液，氣體總量2900ml中的氫 為84%，氫總量為2400ml。圖29對應(yīng)于圖26的第六項(xiàng)。圖26第七項(xiàng)為投入容器內(nèi)的水 是在自來水中添加碳酸氫鈉和氫氧化鈉而得的溶液，氣體總量1800ml中的氫為87%，氫總 量為1600ml。圖26第八項(xiàng)為投入容器內(nèi)的水是在自來水中添加碳酸氫鈉、氫氧化鈉和碳 酸鈉而得的溶液，氣體總量3400ml中的氫為61%，氫總量為2100ml。圖26中，第九項(xiàng)為投入容器內(nèi)的水是單獨(dú)的創(chuàng)制水，氣體總量1300ml中的氫為 71%，氫總量為940ml。圖30對應(yīng)于圖26的第九項(xiàng)。圖26第十項(xiàng)為投入容器內(nèi)的水是在 創(chuàng)制水中添加碳酸氫鈉而得的溶液，氣體總量1300ml中的氫為37%，氫總量為490ml。圖 26第十一項(xiàng)為投入容器內(nèi)的水是在創(chuàng)制水中添加碳酸鈉而得的溶液，氣體總量1900ml中 的氫為37%，氫總量為700ml。圖26第十二項(xiàng)為投入容器內(nèi)的水是在創(chuàng)制水中添加碳酸 氫鈉和碳酸鈉而得的溶液，氣體總量970ml中的氫為59%，氫總量為570ml。圖26第十三 項(xiàng)為投入容器內(nèi)的水是在創(chuàng)制水中添加氫氧化鈉而得的溶液，氣體總量8500ml中的氫為 96%，氫總量為8100ml。圖31對應(yīng)于圖26的第十三項(xiàng)。圖26的第九項(xiàng) 第十六項(xiàng)中，僅添 加了氫氧化鈉的第十三項(xiàng)的氫總量最大，達(dá)8100ml。圖26第十四項(xiàng)為投入容器內(nèi)的水是 在創(chuàng)制水中添加碳酸鈉和氫氧化鈉而得的溶液，氣體總量6600ml中的氫為97%，氫總量為 6400ml。圖32對應(yīng)于圖26的第十四項(xiàng)。圖26第十五項(xiàng)為投入容器內(nèi)的水是在創(chuàng)制水中 添加碳酸氫鈉和氫氧化鈉而得的溶液，氣體總量5400ml中的氫為96%，氫總量為5200ml。
21圖26第十六項(xiàng)為投入容器內(nèi)的水是在創(chuàng)制水中添加碳酸氫鈉、氫氧化鈉和碳酸鈉而得的 溶液，氣體總量2900ml中的氫為86%，氫總量為2500ml。圖26中的基于實(shí)驗(yàn)試樣的分析 也由所述株式會社信濃公害研究所進(jìn)行。由圖26的測定分析報(bào)告可知以下結(jié)論。所用的水為自來水的情況與所用的水為 創(chuàng)制水的情況相比，不論是氫百分比還是氫總量都是創(chuàng)制水明顯更多。由圖26的測定分析 報(bào)告還可知以下結(jié)論。圖26的第一項(xiàng)中投入容器內(nèi)的水是自來水，圖26的第五項(xiàng)中投入 容器內(nèi)的水是自來水+氫氧化鈉。圖26的第一項(xiàng)的氫百分比為44%，氧百分比為12%，相 對地，圖26的第五項(xiàng)的氫百分比為97%，氧百分比為0. 7%。綜上，與電氣石76和鋁78接 觸的水是在自來水中添加氫氧化鈉而得的氫氧化鈉溶液的情況和與電氣石76和鋁78接觸 的水僅僅是自來水的情況相比，氫百分比明顯增加，氧百分比明顯減少。S卩，通過在與電氣 石76和鋁78接觸的水中添加氫氧化鈉，氧百分比減少。這是因?yàn)橥ㄟ^在自來水中添加氫 氧化鈉，可增大產(chǎn)生氫時(shí)的氫的產(chǎn)生率，而且可大幅減少氧，提高取出氫時(shí)的氧除去效率?；趫D26的第九項(xiàng)和圖26的第十三項(xiàng)可知，通過在水中添加氫氧化鈉，氫百分比 的確明顯增加，氧百分比的確明顯減少。圖26的第九項(xiàng)和圖26的第十三項(xiàng)中，投入容器內(nèi) 的水為創(chuàng)制水，圖26的第九項(xiàng)僅使用創(chuàng)制水，圖26的第十三項(xiàng)使用創(chuàng)制水+氫氧化鈉。圖26的第九項(xiàng)的氫百分比為71%，氧百分比為6. 0%，相對地，圖26的第十三項(xiàng) 的氫百分比為96%，氧百分比為0. 9%。綜上，與電氣石76和鋁78接觸的水是在創(chuàng)制水中 添加氫氧化鈉而得的氫氧化鈉溶液的情況和與電氣石76和鋁78接觸的水僅僅是創(chuàng)制水的 情況相比，氫百分比明顯增加，氧百分比明顯減少。即，通過在與電氣石76和鋁78接觸的 創(chuàng)制水中添加氫氧化鈉，氧百分比減少。這是因?yàn)橥ㄟ^在創(chuàng)制水中添加氫氧化鈉，可增大產(chǎn) 生氫時(shí)的氫的產(chǎn)生率，而且可大幅減少氧，提高取出氫時(shí)的氧除去效率。還可知在水中添加了氫氧化鈉時(shí)(混合有碳酸氫鈉或碳酸鈉時(shí)也一樣)，與單獨(dú) 的水相比，氫百分比和氫總量都明顯更多?？芍丛谒屑尤霘溲趸c、而是加入了碳酸氫 鈉或碳酸鈉時(shí)，與單獨(dú)的水相比，氫百分比和氫總量都更少。但是，碳酸氫鈉或碳酸鈉具有 防止鋁的氧化、延長氫的產(chǎn)生時(shí)間的作用。由圖26的第五項(xiàng)和第十三項(xiàng)可知，為增大氫總 量，作為所用的水，優(yōu)選使用在水中添加氫氧化鈉而得的氫氧化鈉溶液。此外，由圖26的第 六項(xiàng)、第七項(xiàng)、第八項(xiàng)、第十四項(xiàng)、第十五項(xiàng)及第十六項(xiàng)可知，為了在一定程度上增大氫總量 的同時(shí)延長氫的產(chǎn)生時(shí)間，也可以使用在氫氧化鈉溶液中添加碳酸氫鈉和碳酸鈉中的至少 一方而得的溶液。綜上，根據(jù)圖26的測定分析報(bào)告，即使于100°C采用普通的水(例如自來水)也能 產(chǎn)生氫。如果使用創(chuàng)制水來代替自來水，則可產(chǎn)生更多的氫。不論是自來水還是創(chuàng)制水，如 果使用添加氫氧化鈉而得的氫氧化鈉溶液，則可產(chǎn)生更多的氫。在30°C以上就可產(chǎn)生少量的氫。還有，圖25中，在容器60c內(nèi)沿上下方向具備多塊擱板108，該擱板108上具備大 量粒狀的電氣石76和粒狀或小片的鋁78，氫氧化鈉水溶液從上方向下方下落。但是，也可 以用下述方案來代替上述方案容器60c內(nèi)不具備擱板108，在容器60c內(nèi)的底部加入大量 粒狀的電氣石76和粒狀或小片的鋁78，加入氫氧化鈉水溶液，直至覆蓋粒狀的電氣石76和 招780
2權(quán)利要求
一種氫的制造方法，其特征在于，在容器內(nèi)加入水、電氣石和鋁，用加熱單元對所述容器內(nèi)的水加熱，從而由水產(chǎn)生氫。
2.如權(quán)利要求1所述的氫的制造方法，其特征在于，加入所述容器內(nèi)的水是采用如下 生成的特殊的水最初使水通過離子交換樹脂，然后使所得的水先通過電氣石和由流紋巖 或花崗巖中的至少一種形成的含65 76%二氧化硅的巖石中的任一方，再通過另一方而 生成。
3.如權(quán)利要求2所述的氫的制造方法，其特征在于，在用于生成所述特殊的水的電氣 石中混合有鋁、不銹鋼、銀中的至少一種金屬。
4.如權(quán)利要求2或3所述的氫的制造方法，其特征在于，所述流紋巖采用由黑曜巖、珍 珠巖、松脂巖中的至少一種形成的巖石。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的氫的制造方法，其特征在于，在加入所述容器內(nèi)的 水中添加氫氧化鈉。
6.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的氫的制造方法，其特征在于，在加入所述容器內(nèi)的 水中添加碳酸氫鈉或碳酸鈉。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的氫的制造方法，其特征在于，使所述容器處于不密 閉的狀態(tài)，通過所述加熱單元將所述容器內(nèi)的水加熱至30°C以上。
8.如權(quán)利要求7所述的氫的制造方法，其特征在于，通過所述加熱單元將所述容器內(nèi) 的水加熱至80°C以上的溫度。
9.如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的氫的制造方法，其特征在于，使所述容器處于密閉 狀態(tài)，通過所述加熱單元將該密閉容器內(nèi)的水加熱蒸發(fā)，利用蒸發(fā)的水蒸氣的壓力使所述 密閉容器內(nèi)的壓力達(dá)到高壓。
10.如權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的氫的制造方法，其特征在于，在所述容器內(nèi)沿上 下方向具有多塊擱板，所述擱板形成有大量能通過水和空氣的小孔，所述各擱板上承載有 不能通過所述小孔的尺寸的大量的所述電氣石和大量的所述鋁。
11.如權(quán)利要求10所述的氫的制造方法，其特征在于，在所述各擱板上的所述鋁中混 合碳酸氫鈉或碳酸鈉。
12.如權(quán)利要求9或11所述的氫的制造方法，其特征在于，通過水供給管向所述容器內(nèi) 供給水，通過水量調(diào)整單元調(diào)整向所述容器內(nèi)的水的供給量，從所述容器內(nèi)的上部向最上 方的所述擱板噴射水，通過所述水量調(diào)整單元調(diào)整水的供給量并通過所述加熱單元調(diào)整所 述容器內(nèi)的水的加熱溫度，藉此使得從所述水供給管向容器內(nèi)供給的水在到達(dá)所述容器的 底部前蒸發(fā)或到達(dá)后在短時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)。
13.如權(quán)利要求10 12中任一項(xiàng)所述的氫的制造方法，其特征在于，將在所述容器 內(nèi)產(chǎn)生的氣體通過連通通路導(dǎo)入輔助容器內(nèi)，所述輔助容器在內(nèi)部沿上下方向具有多塊擱 板，所述擱板形成有大量能通過水和空氣的小孔，且所述各擱板上承載有不能通過所述小 孔的尺寸的大量的所述電氣石和大量的所述鋁。
全文摘要
本發(fā)明提供可使用水在與以往相比更低溫低壓的條件下容易地由水獲取氫的氫的制造方法。將水、電氣石(76)和鋁(78)收納于容器(60)內(nèi)，用加熱單元(74)加熱水。藉此，電氣石(76)出現(xiàn)許多正電極和負(fù)電極，該正電極和負(fù)電極產(chǎn)生微弱的電流，促進(jìn)容器(60)內(nèi)的水的電解，產(chǎn)生大量的氫。
文檔編號C25B1/04GK101899671SQ20101019706
公開日2010年12月1日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月28日
發(fā)明者深井利春 申請人:深井利春