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水素の製造方法

国内特許コード	P07A010663
掲載日	2007年10月4日
出願番号	特願2003-129083
公開番号	特開2004-330074
登録番号	特許第4296259号
出願日	平成15年5月7日(2003.5.7)
公開日	平成16年11月25日(2004.11.25)
登録日	平成21年4月24日(2009.4.24)
発明者	楠元芳文
出願人	国立大学法人　鹿児島大学
発明の名称	水素の製造方法
発明の概要	【課題】太陽光などに含まれる紫外線及び可視光線を利用しうる光触媒を提供し、この触媒を用いて水素含有化合物（アルコール類）を含む水の分解に使用し、これによって、水素を生成、製造する手段を提供しようするものであり、さらにまた、有害化学物質の分解処理に使用し、これによって、有害物質無害化処理手段を提供しようとするものである。【解決手段】ゼオライトと酸化チタンとの混合系、グラファイトシリカと酸化チタンとの混合系について検討し、水和クラスターに影響を及ぼす可能性のある中間赤外線の効用を持ったグラファイトシリカが酸化チタンの光触媒の活性を高める重要因子であることを見いだした。酸化チタンにグラファイトシリカを適切な比率で混合することにより、高効率の水素を発生する光触媒を得ることができる。
従来技術、競合技術の概要	新しいエネルギー源として原子力発電が実用化されているが、安全性や廃棄物処理等の問題を抱えているのでクリーンで安全な新エネルギーの開発が注目されている。現在、化石資源の制約やそれらの大量消費によって引き起こされた深刻な地球温暖化など環境問題が注目されている。これに対して、一年間で地上に届く太陽エネルギーは人類の年間エネルギー消費量の１万倍に相当するほど莫大なものであり、その効率的な利用研究が最近活発となっている。その代表的な研究に光触媒がある。この光触媒、たとえば紫外線および可視光応答型光触媒は、無尽蔵な太陽光と水から、クリーンな燃料となる水素と酸素を直接製造することができる極めて有用な触媒として注目されている。酸化チタン（ＴｉＯ_２）単体の系、グラファイトと酸化チタンの混合系、活性炭と酸化チタンの混合系、シリカと酸化チタンの混合系の触媒系を用いても、ほとんど水素の発生は見られなかった。この反応は下記の反応式（ａ）に示すようにエネルギー蓄積型の反応であり、光合成において、光を必要とする明反応下で起こる酸素発生も、この分解反応にほかならない。Ｈ_２Ｏ→Ｈ_２＋（１／２）Ｏ_２（ａ）一般に、この種の光触媒は、そのバンドギャップ以上のエネルギーを吸収すると、正孔と電子を生成しこれらがそれぞれ酸化反応、還元反応を行い、酸素、水素を発生させる。この光触媒の実用化を考えた場合、光源として太陽光の利用は不可欠である。地表に降り注ぐ太陽光は、可視光である波長５００ｎｍ付近に放射の最大強度をもっており、波長が約４００～７５０ｎｍの可視光領域のエネルギー量は全太陽光の約４３％である。一方、波長が約４００ｎｍ以下の紫外線領域では全太陽光の５％にも満たない。
産業上の利用分野	本発明は、太陽光などに含まれる紫外線および可視光線を効率よく吸収する酸化チタンおよびグラファイトシリカからなる高活性な紫外線および可視光応答型光触媒、及び助触媒からなる水素製造用光触媒、水分解用光触媒及び有害物質分解除去用光触媒を用いた水素の製造方法に関するものである。
特許請求の範囲	【請求項1】酸化チタンと、グラファイトシリカとを主成分とした光触媒を用い、反応溶液として水にアルコール類を１０～９０ｖｏｌ％添加し、アルコール水溶液とし、これに紫外線および可視光線を照射する水素の製造方法。【請求項2】前記光触媒として、前記グラファイトシリカの含有量が３０～７０ｗｔ％のものを用いることを特徴とする請求項１に記載の水素の製造方法。
国際特許分類(IPC)	B01J 35/02 固体 B01J 21/18 炭素 C01B 3/04 無機化合物，例．アンモニア，の分解によるもの C01B 3/22 気体または液体有機化合物の分解によるもの
Fターム	4G069AA02 非担持触媒 4G069AA08 触媒、担体、基材の製法、処理 4G069BA04 チタニア 4G069BA16 他の無機天然物＊ 4G069BA48 光触媒、光増感剤、感光性物質 4G069CC33 水の光分解 4G069DA05 固体 4G069EA01 粉状 4G069EC22 結晶構造、結晶の種類（除ゼオライト）＊ 4G069FA01 触媒構成成分自体の製造 4G069FB05 液（分散液）‐液（分散液） 4G069FC08 混合化、添加量、濃度 4G140DA01 アルコール 4G140DC01 触媒の組成に特徴のあるもの 4G169AA02 非担持触媒 4G169AA08 触媒、担体、基材の製法、処理 4G169BA02 シリカ（ケイソウ土を除く） 4G169BA04 チタニア 4G169BA07 ゼオライト（ＺＡ－ＺＦも） 4G169BA08 活性炭、カーボン 4G169BA16 他の無機天然物＊ 4G169BA48 光触媒、光増感剤、感光性物質 4G169CA07 酸化 4G169CA08 還元 4G169CA10 分解 4G169CA11 対象物＊ 4G169CA17 悪臭成分（ＳＯｘはＣＡ１２） 4G169CC33 水の光分解 4G169DA03 懸濁液、乳濁液 4G169EA01 粉状 4G169EA07 膜状、布状 4G169EB18 粒度、粒径 4G169EC22 結晶構造、結晶の種類（除ゼオライト）＊ 4G169FA01 触媒構成成分自体の製造 4G169FB05 液（分散液）‐液（分散液） 4G169FC08 混合比、添加量、濃度 4G169HA02 可視光応答性 4G169HB02 アナターゼ型 4G169HB03 ルチル型 4G169HC22 吸着剤、吸収剤 4G169HD03 湿式法 4G169HE05 水質浄化 4G169HE09 水の光分解、人工光合成
出願権利状態	登録

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発明の名称	PHOTOCATALYST, ITS MANUFACTURING METHOD, AND METHOD OF PRODUCTION OF HYDROGEN BY USE OF THE PHOTOCATALYST
発明の概要	PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photocatalyst which functions under irradiation of ultraviolet rays and a visible ray included in the sunlight, etc., a means for generating and producing hydrogen by using the catalyst in decomposition of water containing a hydrogen-containing compound (alcohol), and further provide a means for detoxifying a hazardous substance by using the catalyst for decomposition treatment of hazardous chemical substances. SOLUTION: As a consequence of studies of mixture of zeolite and titanium oxide and mixture of graphite silica and titanium oxide, it is found that graphite silica, which possesses effect of intermediate infrared rays capable of affecting hydrous clusters, is an important determinant for enhancing photocatalytic activities of titanium oxide. Thus, the photocatalyst which highly efficiently generates hydrogen can be obtained by mixing graphite silica at an appropriate ratio with titanium oxide.

発明の名称

PHOTOCATALYST, ITS MANUFACTURING METHOD, AND METHOD OF PRODUCTION OF HYDROGEN BY USE OF THE PHOTOCATALYST

発明の概要

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photocatalyst which functions under irradiation of ultraviolet rays and a visible ray included in the sunlight, etc., a means for generating and producing hydrogen by using the catalyst in decomposition of water containing a hydrogen-containing compound (alcohol), and further provide a means for detoxifying a hazardous substance by using the catalyst for decomposition treatment of hazardous chemical substances.
SOLUTION: As a consequence of studies of mixture of zeolite and titanium oxide and mixture of graphite silica and titanium oxide, it is found that graphite silica, which possesses effect of intermediate infrared rays capable of affecting hydrous clusters, is an important determinant for enhancing photocatalytic activities of titanium oxide. Thus, the photocatalyst which highly efficiently generates hydrogen can be obtained by mixing graphite silica at an appropriate ratio with titanium oxide.

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アドレスは　http://www.ktlo.co.jp/002_seeds_.html

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株式会社鹿児島ＴＬＯ技術移転事業部
URL: http://www.ktlo.co.jp/
E-mail:
Address: 〒890-0065 鹿児島県鹿児島市郡元1丁目21番40号　鹿児島大学内
TEL: 099-284-1631
FAX: 099-284-1632

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技術シーズ	・水素の製造方法

明細書	特許第4296259号
公開公報	特開2004-330074(PDF,34KB)
特許公報	特許第4296259号(PDF,33KB)

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IPC	B01 (731件) C01 (499件)
Fターム	4G069 (70件) 4G140 (38件) 4G169 (373件)

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