[发明专利]氢的制造方法

说明书

一种氢的制造方法，其是使用水电解系统来制造氢的方法，所述水电解系统至少具备电解槽和将在电解槽生成的氢气中的氧除去的提纯装置，所述制造方法的特征在于，在电解槽以至少0.5kA/m²以上的电流密度运转的情况下，进行控制以使导入至提纯装置的氢气中的氧浓度始终小于0.5体积％；此外，设电解槽以2.0kA/m²的电流密度运转时导入至提纯装置的氢气中的氧浓度为Oa、设电解槽以0.2kA/m²的电流密度运转时导入至提纯装置的氢气中的氧浓度为Ob时，进行控制以使Ob/Oa小于10.0。

技术领域

本发明涉及氢的制造方法。

背景技术

近年来，为了调整电力的供需平衡、提高发电效率，对于电力储藏技术进行了研究开发以希望替代为能够储藏和输送的形式来应用电力。作为其中的一者，对于将电能转换成能够储藏和输送的氢并利用氢作为能源或原料的技术进行了研究。

氢在石油提纯、化学合成、金属提纯等情况下在工业上广泛应用，近年来，其在面向燃料电池汽车(FCV)的加氢站或在智能社区、氢发电厂等中的利用可能性也在扩大。因此，对于获得氢的技术开发抱有很高的期望。

作为氢的制造方法，大致可分为以化石燃料作为原料的方法、基于水的分解的方法，从不会生成二氧化碳的方面出发，基于水的分解、特别是水的电解(电气分解)的方法受到了关注。作为水的电解的方法，有固体高分子型水电解法、高温水蒸气电解法、碱水电解法等，出于已经工业化了几十年以上、能够大规模实施、比其他水电解装置的成本低等原因，碱水电解被认为是特别有优势的方法之一。

在碱水电解中，将水进行电解，在阴极侧生成氢，在阳极侧生成氧。为了防止所生成的气体(氢、氧)的混合，在阴极侧与阳极侧之间夹有隔膜，但由于阴极侧与阳极侧隔着隔膜的细孔利用电解液进行连通，因此在阴极侧生成的氢中会混入微量的氧。混入到氢中的氧在下游通过脱氧单元(提纯装置)而除去。例如可以利用专利文献1中所记载的脱氧催化剂等使氧与氢反应而转换成水，之后进行除湿，由此得到高纯度的氢气。关于这样的基于与水的电解进行组合而制造高纯度氢的方法，专利文献2、3中有记载。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭58-174239号公报

专利文献2：日本专利第2735723号公报

专利文献3：日本专利第3604620号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，所生成的氢气中的氧浓度随着碱水电解的运转条件而发生变动，在送入至提纯装置等脱氧机构的氢气中的氧浓度升高时，可能会产生各种问题。

例如，在送入至提纯装置的氢气中的氧浓度升高时，会由于通过脱氧催化剂的催化反应的放热而使催化剂的温度局部升高，催化剂的劣化容易发展。另外，在提纯装置中，由氢和氧的催化反应生成的水含量增加，提纯装置内部变成多湿气氛。其结果会招致催化剂的劣化容易发展的担忧、水蒸气的水雾在后段中的混入、排水量的增加。此外，这些会成为提纯装置中的氢气的温度或压力发生变动的原因，可能会产生后段工艺的设计变得困难、或者使监控提纯装置的计量表类的精度降低或成为其故障的原因等问题。

因此，为了延长脱氧催化剂的寿命、防止计量表类的计测精度降低和故障等，有必要对于送入至提纯装置的氢气中的氧浓度稳定地进行控制。

因此，本发明的目的在于提供一种能够稳定地控制送入至提纯装置的氢气中的氧浓度的氢的制造方法。

用于解决课题的手段

本发明的要点如下。

[1]