本发明专利技术的一个方式的目的在于提供一种环境友好且经济性优异的氢气制造装置。另外，本发明专利技术的一个方式的目的在于提供产业上有用的碳聚集体。本发明专利技术的一个方式涉及的氢气制造装置具备：反应器，具备包含烃热分解用的催化剂的填充材料；气体供给部，将包含烃化合物的气体向所述反应器内供给；以及微波照射部，向所述催化剂照射微波。所述气体供给部以使所述填充材料流动化的流速供给所述气体，在由所述微波活化的所述催化剂的存在下，所述烃化合物被热分解，从而生成氢气。本发明专利技术的一个方式涉及的碳聚集体制造装置具备：反应器，具备包含烃热分解用的催化剂的填充材料；气体供给部，将包含烃化合物的气体向所述反应器供给；以及微波照射部，向所述催化剂照射微波。所述气体供给部以使所述填充材料流动的流速供给所述气体，在由所述微波活化的所述催化剂的存在下，所述烃化合物被热分解，从而生成碳聚集体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及氢气制造装置和氢气制造方法。另外，涉及具有同样构成的碳聚集体制造装置和碳聚集体制造方法。
技术介绍
1、以往，氢气通过石油资源的热化学分解或电解等来制造，主要通过水蒸气重整反应来制造。但是，该方法需要大量的水蒸气，因此能量损耗多，另外在其制造过程中副生成二氧化碳(co2)或一氧化碳(co)，因此从降低环境负荷的观点考虑存在问题。
2、因此，作为降低环境负荷的氢气制造方法，期望无co2的氢气制造技术。无co2的氢气制造技术目前大致分为下述(i)～(iii)三种。(i)化石燃料重整+ccs(二氧化碳捕集和储存：carbon dioxide capture and storage)、(ii)水电解工艺、(iii)烃的热分解。
3、本专利技术涉及上述(iii)的技术。上述(iii)的技术是以甲烷等烃为原料、使用特定的催化剂将烃直接分解为氢气和固体碳的技术。
4、在专利文献1和专利文献2中公开了上述(iii)的技术实例。在专利文献1和专利文献2中，公开了在通过照射微波而活化的催化剂的存在下、进行含氢化合物(例如甲烷)的热分解而生成氢气的氢气制造装置。
5、另外，上述(iii)的技术也可以解释为将烃分解而得到固体碳的技术。专利文献3中公开了一种石墨烯制造装置，在通过照射微波而活化的催化剂的存在下，进行以碳化合物(例如甲烷)为底物的反应而得到石墨烯。
6、现有技术文献
7、专利文献
8、[专利文献1]日本特开2015-20929号公报
>9、[专利文献2]日本特开2015-44702号公报10、[专利文献3]日本特开2015-221733号公报
技术实现思路
1、[专利技术所要解决的课题]
2、在专利文献1和专利文献2所记载的现有技术中，采用固定床型反应工艺。在这些技术中，随着反应而在催化剂表面上析出固体碳，催化剂在短时间内失活，因此相对于催化剂量的生成效率差，存在难以连续运转的问题。
3、通过专利文献3中记载的技术得到的石墨烯在镍粒子的周围生成，包含镍粒子的粒子的直径为约200nm。在考虑将对甲烷等碳化合物进行热分解而得到的碳材料应用于电极用途等的情况下，如果得到粒径更大的(例如微米级)碳材料，则工业上有可能非常有用。
4、本专利技术的一个方式的目的在于提供一种环境友好且经济性优异的氢气制造装置。另外，本专利技术的一个方式的目的在于提供产业上有用的碳聚集体。
5、[用于解决课题的手段]
6、为了解决上述课题，本专利技术的一个方式涉及的氢气制造装置具备：反应器，具备包含烃热分解用的催化剂的填充材料；气体供给部，将包含烃化合物的气体向所述反应器内供给；以及微波照射部，向所述催化剂照射微波。所述气体供给部以使所述填充材料流动化的流速供给所述气体，在由所述微波活化的所述催化剂的存在下，所述烃化合物被热分解，从而生成氢气。
7、本专利技术的一个方式涉及的氢气制造方法使用上述氢气制造装置来制造氢气。
8、本专利技术的一个方式涉及的碳聚集体制造装置具备：反应器，具备包含烃热分解用的催化剂的填充材料；气体供给部，将包含烃化合物的气体向所述反应器供给；以及微波照射部，向所述催化剂照射微波。所述气体供给部以使所述填充材料流动的流速供给所述气体，在由所述微波活化的所述催化剂的存在下，所述烃化合物被热分解，从而生成碳聚集体。
9、本专利技术的一个方式涉及的碳聚集体制造方法使用上述碳聚集体制造装置制造碳聚集体。
10、[专利技术效果]
11、根据本专利技术的一个方式，能够提供一种环境友好且经济性优异的氢气制造装置。另外，根据本专利技术的一个实施方式，能够提供产业上有用的碳聚集体。
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【技术保护点】
1.一种氢气制造装置，具备：
2.根据权利要求1所述的氢气制造装置，其中，所述气体从所述反应器的下部供给。
3.根据权利要求1所述的氢气制造装置，其中，在所述反应器的上部或所述反应器的下游具备分离部，所述分离部将包含所述催化剂的固体与包含所述氢气和/或所述烃化合物的气体分离。
4.根据权利要求1所述的氢气制造装置，其中，所述催化剂包含HZSM-5沸石。
5.根据权利要求1所述的氢气制造装置，其中，所述烃化合物为甲烷。
6.根据权利要求1所述的氢气制造装置，其中，在由所述微波活化的所述催化剂的存在下所述烃化合物被热分解从而生成氢气时，生成碳聚集体。
7.根据权利要求6所述的氢气制造装置，其中，所述碳聚集体为碳纳米洋葱聚集体。
8.根据权利要求6所述的氢气制造装置，其中，所述碳聚集体的平均粒径为1μm以上。
9.一种氢气制造方法，使用权利要求1至8中任一项所述的氢气制造装置来制造氢气。
10.一种碳聚集体制造装置，具备：
11.一种碳聚集体制造方法，使用权利要求10所述的碳聚集体制造装置制造碳聚集体。
12.根据权利要求11所述的碳聚集体制造方法，包括滞留时间控制工序，其中对所述反应器内的所述气体的滞留时间进行控制，用于控制所述碳聚集体的粒径。
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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种氢气制造装置，具备：
2.根据权利要求1所述的氢气制造装置，其中，所述气体从所述反应器的下部供给。
3.根据权利要求1所述的氢气制造装置，其中，在所述反应器的上部或所述反应器的下游具备分离部，所述分离部将包含所述催化剂的固体与包含所述氢气和/或所述烃化合物的气体分离。
4.根据权利要求1所述的氢气制造装置，其中，所述催化剂包含hzsm-5沸石。
5.根据权利要求1所述的氢气制造装置，其中，所述烃化合物为甲烷。
6.根据权利要求1所述的氢气制造装置，其中，在由所述微波活化的所述催化剂的存在下所述烃化合物被热分解从而生成氢气...
【专利技术属性】
技术研发人员：宫越昭彦，小寺史浩，小坂昌辉，鱼江康辅，
申请(专利权)人：独立行政法人国立高等专门学校机构，
类型：发明
国别省市：
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