[發明專利]混合氣體生成裝置

無效

• 申請號: 201080070550.0
• 申請日: 2010-12-08
• 公開（公告）號: CN103249871A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 伊藤泰志
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: C25B9/00
• 分類號: C25B9/00;C01B3/02;C25B1/04;C25B3/04;C25B15/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 史雁鳴

技術領域

本發明涉及混合氣體生成裝置。更詳細地說，通過將水和CO₂電解來生成由H₂、CO構成的混合氣體的混合氣體生成裝置。?

背景技術

石油、煤、天然氣等化石燃料被作為生成熱、電的原料或運輸燃料使用，支撐著現代的能量消費社會。但是，這種化石燃料是會用盡的燃料，其埋藏量是有限的。因此，不言而喻，有必要對化石燃料枯竭的情況做準備。另外，已知，由化石燃料的燃燒產生的CO₂向大氣中的排出是地球變暖的一個主要原因。因此，降低CO₂的排放量成為近年來的課題。?

作為解決這些課題的一種方法，研究了以CO₂作為原料的替代燃料。例如，在專利文獻1中，公開了以CO₂作為原料制造碳氫化合物系燃料（HC）的系統。該系統配備有電解質槽，所述電解質槽具有由固體氧化物電解質構成的氧離子傳導膜、和分別配置在其兩面上的陰極和陽極，由利用該電解質槽生成的原料氣體合成HC。?

在上述系統中的HC的具體的制造方法如下所述。首先，一邊向上述電解質槽供應電和熱，一邊向上述陰極供應CO₂氣、水蒸氣，在該陰極上分別生成成為原料氣體的一氧化碳（CO）氣、氫（H₂）氣。其次，從上述電解質槽中回收生成的原料氣體，通過在利用費歇爾－特羅普歇反應（FT反應：Fischer－Tropsch反應）的公知的制造裝置內進行反應，獲得HC。?

現有技術文獻?

專利文獻?

專利文獻1：日本特表2009－506213號公報?

專利文獻2：日本特開平09－085044號公報?

專利文獻3：日本特開2008－214563號公報?

發明內容

發明所要解決的課題?

根據上述專利文獻1的系統，可以同時生成成為HC的原料的CO、H₂。但是，在使電解的實施時間恒定的情況下，投入電解的能量（電力）根據施加到上述陽極和上述陰極之間的電位差而取不同的值。另外，該電位差與CO、H₂的生成比例相關。因此，根據電位差的情況的不同，CO、H₂的發熱量發生變化。由于這些因素，存在著由于電解時的電位差而使能量效率（相對于投入能量而言的生成物的發熱量。下同）降低的可能性。?

本發明是為了解決上述課題完成的。即，本發明的目的是提供一種混合氣體生成裝置，所述混合氣體生成裝置能夠能量效率良好地生成CO、H₂。?

解決課題的手段?

為了達到上述目的，第一個發明是一種混合氣體生成裝置，所述混合氣體生成裝置將水和二氧化碳電解，以規定混合比生成由氫和一氧化碳構成的混合氣體，其特征在于，所述混合氣體生成裝置配備有：?

至少一個電解槽，所述電解槽在內部備有水和二氧化碳；?

一組電極，所述電極設置在所述電解槽中；?

電位控制機構，所述電位控制機構將包含比實現所述規定混合比的規定電位差大的電位差和比所述規定電位差小的電位差在內的多個電位差施加到所述電極之間。?

另外，第二個發明，在第一個發明中，其特征在于，?

基于將由相對于投入的能量而言的生成物的發熱量規定的能量效率與所述多個電位差聯系起來的模型，確定所述多個電位差。?

另外，第三個發明，在第二個發明中，其特征在于，?

根據在將所述多個電位差分別施加到所述電極之間的情況下的所?述能量效率的隨時間變化的程度，確定將所述多個電位差施加到所述電極之間的順序。?

另外，第四個發明，在第一至第三個發明中的任何一個發明中，其特征在于，?

所述電解槽在內部備有具有二氧化碳吸收特性的電解液，?

將所述多個電位差施加到所述電極之間的順序按電位差從大到小的順序確定。?

另外，第五個發明，在第四個發明中，其特征在于，?

所述混合氣體生成裝置還配備有pH變更機構，在將所述多個電位差施加到所述電極之間時，所述pH變更機構將所述電解液的pH從堿性側向酸性側變更。?

另外，第六個發明，在第一至第五個發明中的任何一個發明中，其特征在于，?

比所述規定電位差小的一側的各個電位差被設定成比使生成的氫的生成速度成為預定的最低速度的規定電位差大的電位差。?

發明的效果?