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公開番号2025065029
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2024168654
出願日2024-09-27
発明の名称鉄粉粒体の還元方法
出願人CONNEXX SYSTEMS株式会社
代理人
主分類C22B 5/14 20060101AFI20250410BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】確実に高温の鉄粉粒体の還元を行うことができる。
【解決手段】水素を含む混合ガスの中で高温の鉄粉粒体を還元する方法であって、混合ガスに含まれる水蒸気に対する水素の体積比率Cの値と、鉄粉粒体の温度T℃の値との関係が、式(1):765℃≦T≦805℃の場合、2.8≦Cおよび式(2):670℃≦T<765℃の場合、3.5≦Cを満たす。燃料電池システム10は、電極複合体容器12、混合ガス成分調整器14、鉄粉粒体容器16、調整前混合ガス供給管22、調整後混合ガス供給管24および反応後混合ガス供給管26を有する。調整前混合ガス供給管22は、混合ガス成分調整器14に成分調整前の混合ガスを供給する。調整後混合ガス供給管24は、鉄粉粒体容器16に本発明の鉄粉粒体の還元方法による成分調整後の混合ガスを供給する。反応後混合ガス供給管26は、燃料極空間12cに酸化還元反応後の混合ガスを供給する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水素を含む混合ガスの中で高温の鉄粉粒体を還元する鉄粉粒体の還元方法であって、
前記混合ガスに含まれる水蒸気に対する前記水素の体積比率Ｃの値と、前記鉄粉粒体の温度Ｔ℃の値との関係が、下記式（１）～（２）を満たす鉄粉粒体の還元方法。
７６５℃≦Ｔ≦８０５℃の場合、２．８≦Ｃ・・・（１）
６７０℃≦Ｔ＜７６５℃の場合、３．５≦Ｃ・・・（２）
続きを表示（約 150 文字）【請求項２】
前記Ｃの値と前記Ｔ℃の値との関係が、下記式（３）を満たす請求項１に記載の鉄粉粒体の還元方法。
６９５℃≦Ｔ≦８０５℃の場合、３．５≦Ｃ・・・（３）
【請求項３】
前記混合ガスは、さらに、不活性ガスを含む請求項１または２に記載の鉄粉粒体の還元方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄粉粒体を還元する方法に関し、特に、水素を含む混合ガスの中で高温の鉄粉粒体を還元する方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
次世代の二次電池として、鉄の酸化還元反応を利用したものが開示されている。例えば、特許文献１には、外部から充電電力を供給すると鉄の還元反応が発生して外部に酸素を排出し、充電電力を停止して外部から酸素を供給すると鉄の酸化反応が発生して外部に電力を供給する二次電池が開示されている。一方、その二次電池用の鉄を還元するために、特許文献２には、水素ガスの雰囲気中の水蒸気量を吸湿剤によって低下させた状態で行う方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５２１０４５０号
特開２０２２－１６７１６４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２の還元方法では、４００℃超の高温の状態が検討されていないという問題があった。
【０００５】
本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、確実に高温の鉄粉粒体の還元を行うことが可能な鉄粉粒体の還元方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記目的に加え、短時間に高温の鉄粉粒体の還元を行うことが可能な鉄粉粒体の還元方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記目的を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、まず、水蒸気に対する水素の体積比率Ｃの値と鉄粉粒体の温度Ｔ℃の値とを変化させることによって、還元反応開始から同一時間後の鉄粉粒体の初期重量に対する重量比が変化することを見出した。
【０００７】
また、本発明者は、体積比率Ｃの値および温度Ｔ℃の値をそれぞれ上下させ、その中から好ましい値の組み合わせを選定することによって、確実に高温の鉄粉粒体の還元を行うこと、さらにその還元反応時間の短縮ができることを見出し、本発明に至ったものである。
【０００８】
即ち、本発明は、水素を含む混合ガスの中で高温の鉄粉粒体を還元する鉄粉粒体の還元方法であって、混合ガスに含まれる水蒸気に対する水素の体積比率Ｃの値と、鉄粉粒体の温度Ｔ℃の値との関係が、下記式（１）～（２）を満たす鉄粉粒体の還元方法を提供するものである。
７６５℃≦Ｔ≦８０５℃の場合、２．８≦Ｃ・・・（１）
６７０℃≦Ｔ＜７６５℃の場合、３．５≦Ｃ・・・（２）
【０００９】
ここで、上記においては、Ｃの値とＴ℃の値との関係が、下記式（３）を満たすのが好ましい。
６９５℃≦Ｔ≦８０５℃の場合、３．５≦Ｃ・・・（３）
混合ガスは、さらに、不活性ガスを含むのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、確実に高温の鉄粉粒体の還元を行うことができる。
さらに、本発明によれば、上記効果に加え、短時間に高温の鉄粉粒体の還元を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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