JPH08176874A - 超高圧ガス造出法 - Google Patents
超高圧ガス造出法Info
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- JPH08176874A JPH08176874A JP6324459A JP32445994A JPH08176874A JP H08176874 A JPH08176874 A JP H08176874A JP 6324459 A JP6324459 A JP 6324459A JP 32445994 A JP32445994 A JP 32445994A JP H08176874 A JPH08176874 A JP H08176874A
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01J7/00—Apparatus for generating gases
- B01J7/02—Apparatus for generating gases by wet methods
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
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- B01D53/326—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00 in electrochemical cells
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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- B01J3/04—Pressure vessels, e.g. autoclaves
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来のポンプ型式と異なり動的駆動部なしで
静的に安定して超高圧ガスを造出できる方法を確立す
る。 【構成】 密閉容器を水素・重水素吸収透過性の金属で
あるパラジウム金属により形成し、これをカソード電極
として電界を作用させ電極間に通電して電気エネルギに
より容器外周の水溶液を電気分解して気体元素を得、金
属容器の固体内に吸収され浸透する水素・重水素イオン
濃度を増大させ、その濃度を容器内室の所定超高圧の内
圧ＰH2と平衡するまで高めるように固気平衡反応を持続
して容器内室に超高圧ガス（水素・重水素）を造出す
る。
静的に安定して超高圧ガスを造出できる方法を確立す
る。 【構成】 密閉容器を水素・重水素吸収透過性の金属で
あるパラジウム金属により形成し、これをカソード電極
として電界を作用させ電極間に通電して電気エネルギに
より容器外周の水溶液を電気分解して気体元素を得、金
属容器の固体内に吸収され浸透する水素・重水素イオン
濃度を増大させ、その濃度を容器内室の所定超高圧の内
圧ＰH2と平衡するまで高めるように固気平衡反応を持続
して容器内室に超高圧ガス（水素・重水素）を造出す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電極間に電気エネル
ギを賦与し、固体容器内に生成される水素、酸素のよう
な活性ガスを超高圧とする超高圧ガス造出法に関する。
ギを賦与し、固体容器内に生成される水素、酸素のよう
な活性ガスを超高圧とする超高圧ガス造出法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液圧、ガス圧を発生する原理として、周
知のように圧縮ポンプによる圧縮法がある。この圧縮法
で超高圧を生成する場合は、一般に圧縮ポンプにより連
続的に水や油のような液体、あるいは種々の成分ガスを
固体容器内に送り込むことにより超高圧を発生させる。
圧縮ポンプは、回転羽根、あるいは回転ロータを有する
方式のものが一般的であるが、この他にも往復動ピスト
ン方式のものもある。
知のように圧縮ポンプによる圧縮法がある。この圧縮法
で超高圧を生成する場合は、一般に圧縮ポンプにより連
続的に水や油のような液体、あるいは種々の成分ガスを
固体容器内に送り込むことにより超高圧を発生させる。
圧縮ポンプは、回転羽根、あるいは回転ロータを有する
方式のものが一般的であるが、この他にも往復動ピスト
ン方式のものもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の圧縮ポンプによる圧縮法を用いて超高圧を発生させる
装置は、圧縮ポンプがいずれの形式のものであれ、周知
のように、装置全体が大規模で大がかりとなる。特に、
水素、酸素のような活性ガスで超高圧状態を造出する場
合は、爆発の危険を伴うことが多く、危険防止対策を必
要とする。圧縮ポンプの駆動部分の衝撃や配管途中の漏
れ等が原因で爆発を誘発することがあるからである。
の圧縮ポンプによる圧縮法を用いて超高圧を発生させる
装置は、圧縮ポンプがいずれの形式のものであれ、周知
のように、装置全体が大規模で大がかりとなる。特に、
水素、酸素のような活性ガスで超高圧状態を造出する場
合は、爆発の危険を伴うことが多く、危険防止対策を必
要とする。圧縮ポンプの駆動部分の衝撃や配管途中の漏
れ等が原因で爆発を誘発することがあるからである。
【０００４】この発明は、上述した従来の圧縮ポンプに
よる圧縮法を用いた超高圧発生法の問題点に留意して、
装置として小型でかつ単純な方法で安定して超高圧状態
を実現し得る超高圧ガス造出法を提供することを課題と
するものである。
よる圧縮法を用いた超高圧発生法の問題点に留意して、
装置として小型でかつ単純な方法で安定して超高圧状態
を実現し得る超高圧ガス造出法を提供することを課題と
するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決する手段として、気体元素吸収透過性の固定の密閉
容器を電極として又はその内外面に電極を設けて容器固
体に電界を与え、電極間に通電した電気エネルギにより
容器外の溶液に又は気体に含まれる気体元素を容器固体
に吸収溶解させ、容器固体に溶解している元素濃度を増
大させて容器固体を透過する気体の容器内圧が所定の超
高圧となるまで容器固体と気体との固気平衡反応を持続
することから成る超高圧ガス造出法としたのである。
解決する手段として、気体元素吸収透過性の固定の密閉
容器を電極として又はその内外面に電極を設けて容器固
体に電界を与え、電極間に通電した電気エネルギにより
容器外の溶液に又は気体に含まれる気体元素を容器固体
に吸収溶解させ、容器固体に溶解している元素濃度を増
大させて容器固体を透過する気体の容器内圧が所定の超
高圧となるまで容器固体と気体との固気平衡反応を持続
することから成る超高圧ガス造出法としたのである。
【０００６】上記方法を実施する態様として、上記方法
を前提とし、前記気体元素吸収透過性の固体をパラジウ
ム金属としその密閉容器を陰極としこれに対向して陽電
極を設けて密閉容器に電界を与え、両電極間に通電した
電気エネルギで容器外の溶液を電気分解して溶液中の気
体元素を容器金属に吸収溶解させるようにすることがで
きる。
を前提とし、前記気体元素吸収透過性の固体をパラジウ
ム金属としその密閉容器を陰極としこれに対向して陽電
極を設けて密閉容器に電界を与え、両電極間に通電した
電気エネルギで容器外の溶液を電気分解して溶液中の気
体元素を容器金属に吸収溶解させるようにすることがで
きる。
【０００７】別の態様として、前記気体元素吸収透過性
の固体を正又は負のイオン電導固体としその密閉容器の
内外面に多孔質電極を設けて密閉容器に電界を与え、両
電極間に通電した電気エネルギで容器外の溶液又は気体
中の気体元素を容器固体に吸収溶解させるようにするこ
ともできる。この場合、正の電導固体としては希土類元
素置換ペロブスカイト型酸化物、負の電導固体としては
酸化物型イオン電導体が利用できる。
の固体を正又は負のイオン電導固体としその密閉容器の
内外面に多孔質電極を設けて密閉容器に電界を与え、両
電極間に通電した電気エネルギで容器外の溶液又は気体
中の気体元素を容器固体に吸収溶解させるようにするこ
ともできる。この場合、正の電導固体としては希土類元
素置換ペロブスカイト型酸化物、負の電導固体としては
酸化物型イオン電導体が利用できる。
【０００８】
【作用】この発明による超高圧ガス造出法は、従来のよ
うに圧縮ポンプのような動力装置を用いることなく、固
体容器に電界エネルギを与えることにより静的に固・気
平衡反応に基づいて所要の超高圧ガスを造出する。
うに圧縮ポンプのような動力装置を用いることなく、固
体容器に電界エネルギを与えることにより静的に固・気
平衡反応に基づいて所要の超高圧ガスを造出する。
【０００９】固体容器は気体元素吸収透過性の固体材料
が用いられ、その外周に置かれた溶液又はガスに含まれ
る水素や酸素の活性元素が、固体容器に付与された電界
エネルギにより固体容器内にプロトン又は酸素イオンの
状態で浸透する。そして、この水素・酸素元素は固体容
器を透過してその元素の気体として固体容器内へ貯えら
れる。
が用いられ、その外周に置かれた溶液又はガスに含まれ
る水素や酸素の活性元素が、固体容器に付与された電界
エネルギにより固体容器内にプロトン又は酸素イオンの
状態で浸透する。そして、この水素・酸素元素は固体容
器を透過してその元素の気体として固体容器内へ貯えら
れる。
【００１０】上記水素又は酸素元素の移動により固体容
器内の気体圧力Ｐが増大するが、このとき、固体容器の
固体内に浸透している水素又は酸素の濃度と固体容器内
の圧力との間には平衡反応が達成される。この平衡反応
は、水素を例として記述すると次式で表される。
器内の気体圧力Ｐが増大するが、このとき、固体容器の
固体内に浸透している水素又は酸素の濃度と固体容器内
の圧力との間には平衡反応が達成される。この平衡反応
は、水素を例として記述すると次式で表される。
【００１１】Ｈ* ＝ａ＋ｂlog ＰH2……(1) 簡略化すると、 ［Ｈ］＝ｋ√ＰH2 ……(2) 但し、固体Ｍと水素Ｈとの濃度比をＨ* ＝［Ｈ／Ｍ］、
ａ、ｂ、ｋは定数であり温度の亟数である。
ａ、ｂ、ｋは定数であり温度の亟数である。
【００１２】上式は、固体Ｍを鉄とした場合、所謂有名
なジーベルト（Sieverts）の法則として知られており
（１９３５年前後）、１気圧の場合は各温度で詳細に実
測し計算されている。これは、製錬及び溶接技術では必
須の式である。
なジーベルト（Sieverts）の法則として知られており
（１９３５年前後）、１気圧の場合は各温度で詳細に実
測し計算されている。これは、製錬及び溶接技術では必
須の式である。
【００１３】上式は、例えば図５の（ａ）のような溶接
部の水素割れを説明する理論式として利用されており、
次のように説明される。今、図５の（ａ）の溶接部の鉄
の中に小さな孔があいていたとすると、その孔の中の圧
力ＰH2が超高圧になることが図５の（ｂ）の図表から理
解される。
部の水素割れを説明する理論式として利用されており、
次のように説明される。今、図５の（ａ）の溶接部の鉄
の中に小さな孔があいていたとすると、その孔の中の圧
力ＰH2が超高圧になることが図５の（ｂ）の図表から理
解される。
【００１４】例えば１気圧の大気圧のもとで、アーク溶
接により１５００℃に溶接部が加熱され、水素の飽和濃
度が実現されたとし、これが急激に０℃の状態に移行
（焼入れの状態）したとすると、鉄の中にあいている小
さな孔の中の圧力ＰH2は約１億気圧以上に達する可能性
を示している。図中ｋ0 は０℃、ｋ100 は１００℃に溶
接部を瞬時に移行させたときの比例定数である。
接により１５００℃に溶接部が加熱され、水素の飽和濃
度が実現されたとし、これが急激に０℃の状態に移行
（焼入れの状態）したとすると、鉄の中にあいている小
さな孔の中の圧力ＰH2は約１億気圧以上に達する可能性
を示している。図中ｋ0 は０℃、ｋ100 は１００℃に溶
接部を瞬時に移行させたときの比例定数である。
【００１５】上式は、溶接部の小孔内の圧力と鉄に含ま
れる［Ｈ］％濃度が平衡したときの関係式であるから、
ゆっくりと時間をかけて１５００℃から０℃に徐冷した
場合は、［Ｈ］％濃度は０℃で含有し得る濃度としては
√ＰH2＝１気圧に対応する２．８６×１０-8［Ｈ］％と
なるように鉄中の水素は大気中へ拡散されるから、小孔
中のＰH2もそれに対応して１気圧になる。
れる［Ｈ］％濃度が平衡したときの関係式であるから、
ゆっくりと時間をかけて１５００℃から０℃に徐冷した
場合は、［Ｈ］％濃度は０℃で含有し得る濃度としては
√ＰH2＝１気圧に対応する２．８６×１０-8［Ｈ］％と
なるように鉄中の水素は大気中へ拡散されるから、小孔
中のＰH2もそれに対応して１気圧になる。
【００１６】しかし、１５００℃の水素平衡状態から急
激に０℃へ移行したときは、鉄中のガス濃度は１５００
℃で平衡したときのガス濃度［Ｈ］＝６．７８×１０-4
のまま温度が低下するため、０℃においてこれと平衡す
るガス圧力は１億気圧という超高圧状態となり、鉄は耐
えられなくなって水素割れを生じることになる。
激に０℃へ移行したときは、鉄中のガス濃度は１５００
℃で平衡したときのガス濃度［Ｈ］＝６．７８×１０-4
のまま温度が低下するため、０℃においてこれと平衡す
るガス圧力は１億気圧という超高圧状態となり、鉄は耐
えられなくなって水素割れを生じることになる。
【００１７】以上の説明から、このような小孔に代えて
内部スペースを設けると、この内部スペース内に超高圧
が生じ得ることが理解されるであろう。この場合は固体
材料の温度変化による気体溶解濃度の激変特性を利用し
たものであるが、ここでは温度変化でなく電界によって
同様の濃度変化を与えこれと全く同じ目的を達成するも
のである。
内部スペースを設けると、この内部スペース内に超高圧
が生じ得ることが理解されるであろう。この場合は固体
材料の温度変化による気体溶解濃度の激変特性を利用し
たものであるが、ここでは温度変化でなく電界によって
同様の濃度変化を与えこれと全く同じ目的を達成するも
のである。
【００１８】上記説明では固体容器に相当する材料とし
て鉄を挙げているが、金属材料として水素又は重水素の
吸蔵性又は透過性の高いものとしてパラジウムＰｄが知
られている。このＰｄを固体容器とした場合、内部スペ
ースに生じる水素ガスＨ2 の圧力ＰH2［atm ］と平衡す
るＰｄ内の水素濃度Ｈ* （＝［Ｈ／Ｐｄ］；Ｈ* ＝ａ＋
ｂlog ＰH2）との関係を図６に示す。
て鉄を挙げているが、金属材料として水素又は重水素の
吸蔵性又は透過性の高いものとしてパラジウムＰｄが知
られている。このＰｄを固体容器とした場合、内部スペ
ースに生じる水素ガスＨ2 の圧力ＰH2［atm ］と平衡す
るＰｄ内の水素濃度Ｈ* （＝［Ｈ／Ｐｄ］；Ｈ* ＝ａ＋
ｂlog ＰH2）との関係を図６に示す。
【００１９】図示のように、Ｈ* が０．９の場合
（［Ｈ］が９０％）、ＰH2は２万気圧（図中の０点、０
℃）、Ｈ* ＝１ではほぼ１００万気圧である。又、重水
素であれば水素の１０〜１００倍位いの圧力が必要でＤ
* ＝１（Ｄ* ＝［Ｄ／Ｐｄ］、Ｄ：重水素）では１０7
〜１０8 気圧となる（図示省略）。従って、固体容器の
イオン濃度を出来るだけ１００％近くにすれば固体容器
内のガス圧は理論上は天文学的な圧力となる筈である。
（［Ｈ］が９０％）、ＰH2は２万気圧（図中の０点、０
℃）、Ｈ* ＝１ではほぼ１００万気圧である。又、重水
素であれば水素の１０〜１００倍位いの圧力が必要でＤ
* ＝１（Ｄ* ＝［Ｄ／Ｐｄ］、Ｄ：重水素）では１０7
〜１０8 気圧となる（図示省略）。従って、固体容器の
イオン濃度を出来るだけ１００％近くにすれば固体容器
内のガス圧は理論上は天文学的な圧力となる筈である。
【００２０】なお、固体容器内に発生する超高圧ガス
は、電気エネルギを持続して与えることにより何万気圧
以上となり得るが、固体容器の設計によって決まる耐圧
以上に超高圧とすれば固体容器を破壊することとなるか
ら、超高圧ガスの発生は固体容器の耐圧で許される範囲
内となる。
は、電気エネルギを持続して与えることにより何万気圧
以上となり得るが、固体容器の設計によって決まる耐圧
以上に超高圧とすれば固体容器を破壊することとなるか
ら、超高圧ガスの発生は固体容器の耐圧で許される範囲
内となる。
【００２１】第二、第三の発明は第一発明を実施する際
の態様が気体元素吸収透過性の固体材料が異なることに
よって若干固体容器の固体内に吸収透過させる処理方法
が異なり、このため、それぞれ異なった態様があること
を意味している。
の態様が気体元素吸収透過性の固体材料が異なることに
よって若干固体容器の固体内に吸収透過させる処理方法
が異なり、このため、それぞれ異なった態様があること
を意味している。
【００２２】第二の発明では気体元素吸収透過性の固体
をパラジウム金属（Ｐｄ）とした場合であって、Ｐｄは
水素Ｈ又は重水素Ｄをよく吸収透過する性質があること
が広く知られている。従って、この場合はＰｄそのもの
をカソードとし白金電極などを陽極として両電極間に電
流を通電し、水溶液又は重水素溶液を電気分解して水素
Ｈ又は重水素ＤをＰｄ内に取り込むのである。
をパラジウム金属（Ｐｄ）とした場合であって、Ｐｄは
水素Ｈ又は重水素Ｄをよく吸収透過する性質があること
が広く知られている。従って、この場合はＰｄそのもの
をカソードとし白金電極などを陽極として両電極間に電
流を通電し、水溶液又は重水素溶液を電気分解して水素
Ｈ又は重水素ＤをＰｄ内に取り込むのである。
【００２３】第三の発明では、気体元素吸収透過性の固
体を正又は負のイオン電導固体とした場合である。この
場合は、電導固体自体は金属でないため導電性が低く、
このため、その内外面に多孔質電極を取り付けて電界を
印加するのである。両電極間に通電するとその電気エネ
ルギで溶液又はガス中の気体元素が容器固体の電導固体
内に吸収溶解される。この場合特に、正イオンの場合は
プロトンあるいはデュートロン、負イオンの場合は酸素
０- イオンなどの気体元素で超高圧ガスを生成するのに
適している。
体を正又は負のイオン電導固体とした場合である。この
場合は、電導固体自体は金属でないため導電性が低く、
このため、その内外面に多孔質電極を取り付けて電界を
印加するのである。両電極間に通電するとその電気エネ
ルギで溶液又はガス中の気体元素が容器固体の電導固体
内に吸収溶解される。この場合特に、正イオンの場合は
プロトンあるいはデュートロン、負イオンの場合は酸素
０- イオンなどの気体元素で超高圧ガスを生成するのに
適している。
【００２４】
【実施例】以下この発明の実施例について図面そ参照し
て説明する。図１は第一実施例の超高圧ガス造出装置の
原理図である。
て説明する。図１は第一実施例の超高圧ガス造出装置の
原理図である。
【００２５】１は電界槽であり、その中に電解質を含む
水溶液２が含まれ、円筒状の陽極として白金電極３と、
その内側にパラジウムＰｄの金属容器４が置かれてい
る。金属容器４は内側に内部スペース５が設けられた密
閉容器であり、その内部に発生したガス圧を外部へ取り
出すための接続管６とこれを開閉するための開閉弁７が
設けられ、接続管６の途中には圧力計８が接続されてい
る。
水溶液２が含まれ、円筒状の陽極として白金電極３と、
その内側にパラジウムＰｄの金属容器４が置かれてい
る。金属容器４は内側に内部スペース５が設けられた密
閉容器であり、その内部に発生したガス圧を外部へ取り
出すための接続管６とこれを開閉するための開閉弁７が
設けられ、接続管６の途中には圧力計８が接続されてい
る。
【００２６】白金電極３は陽極、金属容器４は陰極とし
て両電極間に電界が与えられ、水溶液を電気分解して水
素イオンＨ+ を多量に発生させ、金属容器４の固体内に
吸引する。図１の（ｂ）にＨ+ イオンが移動する状態を
模式図として示す。
て両電極間に電界が与えられ、水溶液を電気分解して水
素イオンＨ+ を多量に発生させ、金属容器４の固体内に
吸引する。図１の（ｂ）にＨ+ イオンが移動する状態を
模式図として示す。
【００２７】上記構成の装置のサイズとして、外径２cm
φ×５cm、内径１．５cmφ×４cmのＰｄ金属容器をカソ
ードとし、電解電流１０Ａmpを流したとき、金属容器内
に発生する圧力ＰH2［atm ］は図２の通りである。図示
のように、１００時間でほぼ２００［atm ］程度の圧力
が発生しており、５００時間でほぼ１０００［atm ］の
超高圧を発生することが容易に推測される。
φ×５cm、内径１．５cmφ×４cmのＰｄ金属容器をカソ
ードとし、電解電流１０Ａmpを流したとき、金属容器内
に発生する圧力ＰH2［atm ］は図２の通りである。図示
のように、１００時間でほぼ２００［atm ］程度の圧力
が発生しており、５００時間でほぼ１０００［atm ］の
超高圧を発生することが容易に推測される。
【００２８】図３、図４は二実施例の超高圧発生装置の
原理図である。図３の実施例では固体容器の材料として
プロトン電導固体を用いて超高圧ガスを発生させるよう
にしている。１１は気体を入れる槽であり、槽内左側ス
ペースは水素Ｈ2 気体１２、右側には高温（８００℃）
の水蒸気（Ｈ2 Ｏ）１２’が注入されている。上記左右
のスペースは中央のプロトン電導固体から成る密閉容器
１４により仕切られており、左右のスペースは連通して
いない。
原理図である。図３の実施例では固体容器の材料として
プロトン電導固体を用いて超高圧ガスを発生させるよう
にしている。１１は気体を入れる槽であり、槽内左側ス
ペースは水素Ｈ2 気体１２、右側には高温（８００℃）
の水蒸気（Ｈ2 Ｏ）１２’が注入されている。上記左右
のスペースは中央のプロトン電導固体から成る密閉容器
１４により仕切られており、左右のスペースは連通して
いない。
【００２９】左右の密閉容器１４のそれぞれの内面、外
面には多質電極１３、１３’が取り付けられている。１
５は密閉容器１４の内部空間である。密閉容器１４の上
下も側壁と同じ耐圧を有する同一材料の底板、上板で密
閉され、上部には内部空間に連通する接続管１６が接続
されている。接続管１６の端には開閉弁１７が設けら
れ、途中には圧力計１８が接続されている。１９、２０
は直流電流源である。
面には多質電極１３、１３’が取り付けられている。１
５は密閉容器１４の内部空間である。密閉容器１４の上
下も側壁と同じ耐圧を有する同一材料の底板、上板で密
閉され、上部には内部空間に連通する接続管１６が接続
されている。接続管１６の端には開閉弁１７が設けら
れ、途中には圧力計１８が接続されている。１９、２０
は直流電流源である。
【００３０】プロトン電導固体としては、ペロブスカイ
ト型酸化物（セラミックス）ＳｒＣｅＯ3 、ＢａＣｅＯ
3 などを母体としてそのＣｅの一部をＳｃ、Ｙ、Ｙb 、
Ｎｄ、Ｇｄなどの希土類元素Ｎで置換したＳｒＣｅ1-x
Ｎx Ｏ3-y やＢａＣｅ1-x Ｎx Ｏ3-y 組成（ｙは単位式
あたりの酸素欠損数）の固溶体とする。
ト型酸化物（セラミックス）ＳｒＣｅＯ3 、ＢａＣｅＯ
3 などを母体としてそのＣｅの一部をＳｃ、Ｙ、Ｙb 、
Ｎｄ、Ｇｄなどの希土類元素Ｎで置換したＳｒＣｅ1-x
Ｎx Ｏ3-y やＢａＣｅ1-x Ｎx Ｏ3-y 組成（ｙは単位式
あたりの酸素欠損数）の固溶体とする。
【００３１】このような構成の第二実施例で、多孔質電
極に直流電流を流すと、左側のＨ2溶液１２からはＨ2
がプロトンＨ+ として吸収透過され、右側の水蒸気１
２’からは水蒸気が分解されてＨ2 が吸収透過されて、
固溶体壁内をプロトンＨ+ が多量に流れ内部空間１５へ
Ｈ2 気体として圧入され超高圧状態になる。
極に直流電流を流すと、左側のＨ2溶液１２からはＨ2
がプロトンＨ+ として吸収透過され、右側の水蒸気１
２’からは水蒸気が分解されてＨ2 が吸収透過されて、
固溶体壁内をプロトンＨ+ が多量に流れ内部空間１５へ
Ｈ2 気体として圧入され超高圧状態になる。
【００３２】実際の例として例えば固体ＭをＳｒＣｅ
0.95Ｙｂ0.05Ｏ3-y とし、直流電流を１００［ｍＡ／cm
2 ］とすれば、８００℃でＨ2 の透過量は０．７［ｍｌ
／ｍｉｎ・cm2 ］であった。従ってこの条件で固体Ｍの
電極面積を１００cm2 とすれば、１日に密閉容器内には
ほぼ１００ｌに及ぶ多量のＨ2 ガスが圧入され、第一実
施例と同様超高圧状態が容易に造出されることが分る。
0.95Ｙｂ0.05Ｏ3-y とし、直流電流を１００［ｍＡ／cm
2 ］とすれば、８００℃でＨ2 の透過量は０．７［ｍｌ
／ｍｉｎ・cm2 ］であった。従ってこの条件で固体Ｍの
電極面積を１００cm2 とすれば、１日に密閉容器内には
ほぼ１００ｌに及ぶ多量のＨ2 ガスが圧入され、第一実
施例と同様超高圧状態が容易に造出されることが分る。
【００３３】なお、上記実施例では密閉容器の左右の側
壁には水素Ｈ2 の吸収透過及び水蒸気Ｈ2 Ｏの分解で発
生するＨ2 の吸収透過というように左右で異なる方式で
プロトンＨ+ の吸収透過を行なうようにしているが、左
右の側壁に対し上記いずれかの方式でプロトンＨ+ の吸
収透過を行なうようにしてもよいことは勿論である。ま
た容器１１及び密封容器１４、電極１３、１３’などは
円筒状でもよい。
壁には水素Ｈ2 の吸収透過及び水蒸気Ｈ2 Ｏの分解で発
生するＨ2 の吸収透過というように左右で異なる方式で
プロトンＨ+ の吸収透過を行なうようにしているが、左
右の側壁に対し上記いずれかの方式でプロトンＨ+ の吸
収透過を行なうようにしてもよいことは勿論である。ま
た容器１１及び密封容器１４、電極１３、１３’などは
円筒状でもよい。
【００３４】図４の実施例では、固体容器の材料として
安定化ジルコニアあるいはＢａＣｅＯ3 系セラミックス
などの酸化物型イオン伝導体を用いる。図示の例ではＢ
ａＣｅＯ3 系セラミックスを用いた固体密閉容器２４が
使用されており、密閉容器２４は円筒状に形成されてい
る。他は原則としてこれまでの実施例と同様であり、装
置全体は簡略表示されている。又、同等機能部材には２
０番代の同一符号を付してあるので、詳細な説明は省略
する。
安定化ジルコニアあるいはＢａＣｅＯ3 系セラミックス
などの酸化物型イオン伝導体を用いる。図示の例ではＢ
ａＣｅＯ3 系セラミックスを用いた固体密閉容器２４が
使用されており、密閉容器２４は円筒状に形成されてい
る。他は原則としてこれまでの実施例と同様であり、装
置全体は簡略表示されている。又、同等機能部材には２
０番代の同一符号を付してあるので、詳細な説明は省略
する。
【００３５】作用は水素Ｈ+ イオンの場合と同じであ
り、Ｏ- イオンが電界に従って移動し密閉容器２４内の
内部空間２５内にＯ2 ガスの超高圧状態が造出される。
り、Ｏ- イオンが電界に従って移動し密閉容器２４内の
内部空間２５内にＯ2 ガスの超高圧状態が造出される。
【００３６】
【効果】以上詳細に説明したように、この発明の超高圧
ガス造出法は固体密閉容器に電界を付与して電極間に通
電し電気エネルギにより容器外の液体又は気体中の気体
元素を容器固体に吸収溶解させ、容器固体内の元素濃度
を高め、容器内圧の超高圧と平衡するまで固気平衡反応
を持続して超高圧ガスを造出するようにしたから、従来
のようなポンプ等の駆動部により超高圧とするような不
安定で爆発の危険を伴なうのと異なり、予め定められる
固体密閉容器の耐圧限界内で容器内に超高圧ガスを静的
に安定して造出することができるという利点が得られ
る。
ガス造出法は固体密閉容器に電界を付与して電極間に通
電し電気エネルギにより容器外の液体又は気体中の気体
元素を容器固体に吸収溶解させ、容器固体内の元素濃度
を高め、容器内圧の超高圧と平衡するまで固気平衡反応
を持続して超高圧ガスを造出するようにしたから、従来
のようなポンプ等の駆動部により超高圧とするような不
安定で爆発の危険を伴なうのと異なり、予め定められる
固体密閉容器の耐圧限界内で容器内に超高圧ガスを静的
に安定して造出することができるという利点が得られ
る。
【００３７】又、この方法により造出される超高圧ガス
は、各種の産業機械等で超高圧を必要とするもの、例え
ば常温核融合装置として水素・重水素を超高圧に圧縮し
て核融合反応を生じさせる方式のものや、熱間静水圧焼
結法（ＨＩＰ＝不活性ガスを高圧容器中に１０００〜２
０００気圧に封入し焼結する方法）によりセラミックス
などを製造する場合に熱間静水圧を与えたりするのに応
用すると好適である。
は、各種の産業機械等で超高圧を必要とするもの、例え
ば常温核融合装置として水素・重水素を超高圧に圧縮し
て核融合反応を生じさせる方式のものや、熱間静水圧焼
結法（ＨＩＰ＝不活性ガスを高圧容器中に１０００〜２
０００気圧に封入し焼結する方法）によりセラミックス
などを製造する場合に熱間静水圧を与えたりするのに応
用すると好適である。
【００３８】第二、又は第三の発明では密閉容器の固体
材料の種類に応じて適合する気体元素の超高圧ガスを造
出でき、実際上応用する場合はそのいずれかの方法を選
択することによって最も効率よく超高圧ガスを造出する
ことができるという利点がある。
材料の種類に応じて適合する気体元素の超高圧ガスを造
出でき、実際上応用する場合はそのいずれかの方法を選
択することによって最も効率よく超高圧ガスを造出する
ことができるという利点がある。
【図１】第一実施例の超高圧発生装置の原理図及び作用
の説明図
の説明図
【図２】内部発生圧力と時間の関係を示す図
【図３】第二実施例の超高圧発生装置の原理図
【図４】第三実施例の超高圧発生装置の原理図
【図５】溶接部の水素割れの説明図及びシーベルトの関
係式の実測データを表わす図
係式の実測データを表わす図
【図６】水素ガスＨ2 の圧力ＰH2と平衡するＰｄ内の水
素濃度Ｈ* との関係を示す図
素濃度Ｈ* との関係を示す図
１ 電解槽 ２ 水溶液 ３ 白金電極 ４ 金属容器 ５ 内部スペース ６、１６、２６ 接続管 ７、１７、２７ 開閉弁 ８、１８、２８ 圧力計 １１、２１ 槽 １２ 水素ガス １３、１３’、２３ 多孔質電極 １４、２４ 密閉容器 １５、２５ 内部空間 １９、２０、２９ 直流電源 ２２ 気体（Ｏ2 ガス）
Claims (3)
- 【請求項１】 気体元素吸収透過性の固定の密閉容器を
電極として又はその内外面に電極を設けて容器固体に電
界を与え、電極間に通電した電気エネルギにより容器外
の溶液又は気体に含まれる気体元素を容器固体に吸収溶
解させ、容器固体に溶解している元素濃度を増大させて
容器固体を透過する気体の容器内圧が所定の超高圧とな
るまで容器固体と気体との固気平衡反応を持続すること
から成る超高圧ガス造出法。 - 【請求項２】 前記気体元素吸収透過性の固体をパラジ
ウム金属としその密閉容器を陰極としこれに対向して陽
電極を設けて密閉容器に電界を与え、両電極間に通電し
た電気エネルギで容器外の溶液を電気分解して溶液中の
気体元素を容器金属に吸収溶解させることを特徴とする
請求項１に記載の超高圧ガス造出法。 - 【請求項３】 前記気体元素吸収透過性の固体を正又は
負のイオン電導固体としその密閉容器の内外面に多孔質
電極を設けて密閉容器に電界を与え、両電極間に通電し
た電気エネルギで容器外の溶液又は気体中の気体元素を
容器固体に吸収溶解させることを特徴とする請求項１に
記載の超高圧ガス造出法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6324459A JPH08176874A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 超高圧ガス造出法 |
| US08/578,933 US5647970A (en) | 1994-12-27 | 1995-12-27 | Method of producing ultrahigh pressure gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6324459A JPH08176874A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 超高圧ガス造出法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08176874A true JPH08176874A (ja) | 1996-07-09 |
Family
ID=18166053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6324459A Pending JPH08176874A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 超高圧ガス造出法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5647970A (ja) |
| JP (1) | JPH08176874A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009139106A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-25 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 水素検知素子 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5910238A (en) * | 1995-06-01 | 1999-06-08 | Technology Management, Inc. | Microspheres for combined oxygen separation, storage and delivery |
| US6179986B1 (en) * | 1998-11-05 | 2001-01-30 | Giner Electrochemical Systems Llc | Solid polymer electrolyte electrochemical oxygen control system with integral reactor feedback sensing |
| US6787007B2 (en) * | 2002-09-23 | 2004-09-07 | Bechtel Bwxt Idaho, Llc | Polymeric hydrogen diffusion barrier, high-pressure storage tank so equipped, method of fabricating a storage tank and method of preventing hydrogen diffusion |
| WO2007061019A1 (ja) | 2005-11-25 | 2007-05-31 | Yoshiaki Arata | 熱エネルギー発生方法および熱エネルギー発生装置 |
| US20070170051A1 (en) * | 2005-12-27 | 2007-07-26 | Schlaikjer Carl R | Chamber for reaction of lithium and deuterium |
| TWI389829B (zh) | 2006-06-30 | 2013-03-21 | Global Fresh Foods | 用於運輸或貯存可氧化分解之食品的系統及方法 |
| AU2010313457B2 (en) | 2009-10-30 | 2015-11-19 | Global Fresh Foods | Systems and methods for maintaining perishable foods |
| US8877271B2 (en) * | 2009-10-30 | 2014-11-04 | Global Fresh Foods | Perishable food storage units |
| US9468220B2 (en) * | 2009-10-30 | 2016-10-18 | Global Fresh Foods | System and method for maintaining perishable foods |
| WO2011123338A1 (en) * | 2010-03-29 | 2011-10-06 | Ahern Brian S | Amplification of energetic reactions |
| US12278016B1 (en) | 2019-03-30 | 2025-04-15 | Mitchell R. Swartz | Two-stage process for hydrogen isotope loading in a cathode material |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3188283A (en) * | 1961-01-03 | 1965-06-08 | Cons Electrodynamics Corp | Electrolytic process for removing moisture |
| JPH0761414B2 (ja) * | 1989-11-16 | 1995-07-05 | 三菱電機株式会社 | 空調方法 |
| US5137607A (en) * | 1990-04-27 | 1992-08-11 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Reactor vessel using metal oxide ceramic membranes |
| US5118395A (en) * | 1990-05-24 | 1992-06-02 | Air Products And Chemicals, Inc. | Oxygen recovery from turbine exhaust using solid electrolyte membrane |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP6324459A patent/JPH08176874A/ja active Pending
-
1995
- 1995-12-27 US US08/578,933 patent/US5647970A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009139106A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-25 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 水素検知素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5647970A (en) | 1997-07-15 |
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