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公開番号2025106288
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-15
出願番号2025042489,2021539923
出願日2025-03-17,2020-01-10
発明の名称水素を生成する方法
出願人ユティリティグローバル,インコーポレイテッド
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C01B 3/04 20060101AFI20250708BHJP(無機化学)
要約【課題】水素を生成する方法を提供する。
【解決手段】水素を生成する方法は、燃料を含む第1のストリームを装置に導入すること、水を含む第2のストリームを装置に導入すること、第2のストリーム中の水を水素に還元すること、および水素を装置から抽出することを含む。第1のストリームおよび第2のストリームは、装置内で互いに接触しない。
【選択図】図6B
特許請求の範囲【請求項１】
装置を提供すること、前記装置に燃料を含む第１のストリームを導入すること、前記装置に水を含む第２のストリームを導入すること、水素へと前記第２のストリーム中の前記水を還元すること、および前記装置から水素を抽出することを含み、前記第１のストリームおよび前記第２のストリームは、前記装置内で互いに接触しない、水素を生成する方法。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記第１のストリームは、前記水素と接触しない、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のストリームおよび前記第２のストリームは、前記装置内の電解質により分離される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記電解質は、酸化物イオン伝導性でありかつ固体状態である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記電解質は、ドープセリアを含みまたは前記電解質は、ランタンクロマイトまたは導電性金属またはそれらの組み合わせならびにドープセリア、ＹＳＺ、ＬＳＧＭ、ＳＳＺ、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記ランタンクロマイトは、アンドープランタンクロマイト、ストロンチウムドープランタンクロマイト、鉄ドープランタンクロマイト、ランタンカルシウムクロマイト、またはそれらの組み合わせを含み；ならびに前記導電性金属は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、またはそれらの組み合わせを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記電解質はまた、電子を伝導しかつ前記装置は、インターコネクトを含まない、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記装置は、管状である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記燃料は、炭化水素または水素または一酸化炭素またはそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２のストリームは、水素を含む、請求項１に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は２０１９年１２月９日に出願された米国特許出願第１６／７０７，０４６号、１６／７０７，０６６号および１６／７０７，０８４号の一部継続出願であり、それらは、２０１９年１１月２９日に出願された米国特許出願第１６／６９９，４５３号および１６／６９９，４６１号の一部継続出願であり、それらは、２０１９年１１月２３日に出願された米国特許出願第１６／６９３，２６８号、１６／６９３，２６９号、１６／６９３，２７０号、および１６／６９３，２７１号の一部継続出願であり、それらは、２０１９年１１月１５日に出願された米国特許出願第１６／６８４，８３８号および１６／６８４，８６４号の一部継続出願であり、それらは、２０１９年１１月１２日に出願された米国特許出願第１６／６８０，７７０号の一部継続出願であり、それは、米国特許出願第１６／６７４，５８０号、１６／６７４，６２９号、１６／６７４，６５７号、１６／６７４，６９５号（全て２０１９年１１月５日に出願された）の一部継続出願であり、その各々は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１９（ｅ）の下、下記の恩典を主張する：２０１８年１１月６日に出願された米国仮特許出願第６２／７５６，２５７号、２０１８年１１月６日に出願された米国仮特許出願第６２／７５６，２６４号、２０１８年１１月８日に出願された米国仮特許出願第６２／７５７，７５１号、２０１８年１１月１２日に出願された米国仮特許出願第６２／７５８，７７８号、２０１８年１１月１４日に出願された米国仮特許出願第６２／７６７，４１３号、２０１８年１１月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／７６８，８６４号、２０１８年１１月２４日に出願された米国仮特許出願第６２／７７１，０４５号、２０１８年１１月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／７７３，０７１号、２０１８年１１月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／７７３，９１２号、２０１８年１２月１０日に出願された米国仮特許出願第６２／７７７，２７３号、２０１８年１２月１０日に出願された米国仮特許出願第６２／７７７，３３８号、２０１８年１２月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／７７９，００５号、２０１８年１２月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／７８０，２１１号、２０１８年１２月２０日に出願された米国仮特許出願第６２／７８３，１９２号、２０１８年１２月２３日に出願された米国仮特許出願第６２／７８４，４７２号、２０１８年１２月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／７８６，３４１号、２０１９年１月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／７９１，６２９号、２０１９年１月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／７９７，５７２号、２０１９年１月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／７９８，３４４号、２０１９年２月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／８０４，１１５号、２０１９年２月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／８０５，２５０号、２０１９年２月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／８０８，６４４号、２０１９年２月２３日に出願された米国仮特許出願第６２／８０９，６０２号、２０１９年３月６日に出願された米国仮特許出願第６２／８１４，６９５号、２０１９年３月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／８１９，３７４号、２０１９年３月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／８１９，２８９号、２０１９年３月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／８２４，２２９号、２０１９年３月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／８２５，５７６号、２０１９年４月１日に出願された米国仮特許出願第６２／８２７，８００号、２０１９年４月１６日に出願された米国仮特許出願第６２／８３４，５３１号、２０１９年４月２２日に出願された米国仮特許出願第６２／８３７，０８９号、２０１９年４月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／８４０，３８１号、２０１９年５月７日に出願された米国仮特許出願第６２／８４４，１２５号、２０１９年５月７日に出願された米国仮特許出願第６２／８４４，１２７号、２０１９年５月１４日に出願された米国仮特許出願第６２／８４７，４７２号、２０１９年５月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／８４９，２６９号、２０１９年５月２３日に出願された米国仮特許出願第６２／８５２，０４５号、２０１９年６月３日に出願された米国仮特許出願第６２／８５６，７３６号、２０１９年６月１９日に出願された米国仮特許出願第６２／８６３，３９０号、２０１９年６月２０日に出願された米国仮特許出願第６２／８６４，４９２号、２０１９年６月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／８６６，７５８号、２０１９年７月１日に出願された米国仮特許出願第６２／８６９，３２２号、２０１９年７月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／８７５，４３７号、２０１９年７月２３日に出願された米国仮特許出願第６２／８７７，６９９号、２０１９年８月１６日に出願された米国仮特許出願第６２／８８８，３１９号、２０１９年９月３日に出願された米国仮特許出願第６２／８９５，４１６号、２０１９年９月５日に出願された米国仮特許出願第６２／８９６，４６６号、２０１９年９月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／８９９，０８７号、２０１９年９月２４日に出願された米国仮特許出願第６２／９０４，６８３号、２０１９年１０月８日に出願された米国仮特許出願第６２／９１２，６２６号、２０１９年１０月２３日に出願された米国仮特許出願第６２／９２５，２１０号、２０１９年１０月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／９２７，６２７号、２０１９年１０月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／９２８，３２６号、２０１９年１１月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／９３４，８０８号、２０１９年１１月２２日に出願された米国仮特許出願第６２／９３９，５３１号、２０１９年１１月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／９４１，３５８号、２０１９年１２月５日に出願された米国仮特許出願第６２／９４４，２５９号、２０１９年１２月６日に出願された米国仮特許出願第６２／９４４，７５６号、２０１９年１２月１６日に出願された米国仮特許出願第６２／９４８，７５９号、および２０１９年１２月３１日に出願された米国仮特許出願第６２／９５５，４４３号。これらの列挙された出願の各々の全開示内容は、これにより、参照により本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 1,200 文字）【０００２】
技術分野
この発明は一般に、電気化学反応器に関する。より特定的には、この発明は、合成ガスおよび水素を生成する電気化学反応器に関する。
【背景技術】
【０００３】
合成ガス（すなわち、合成用ガス）は、主に、水素、一酸化炭素、および、しばしば二酸化炭素から構成される混合物である。それは、合成天然ガス、アンモニア、メタノール、水素、合成燃料、合成潤滑剤などの、様々な生成物を生成するための中間体として使用される。合成ガスは、水蒸気改質、ドライ改質、部分酸化、または気化により、天然ガス、石炭、バイオマスなどの、ほとんど全ての炭化水素供給原料から生成され得る。合成ガスは、可燃性であり、内燃機関において、または電気発生のためにしばしば使用されるが、そのエネルギー密度は天然ガスの半分未満である。
【０００４】
大量の水素が、石油および化学業界において必要とされる。例えば、大量の水素が、化石燃料のアップグレーディングおよびアンモニアまたはメタノールまたは塩酸の生成において使用される。石油化学プラントは、水素化分解、水素化脱硫、水素化脱アルキルのために水素を必要とする。不飽和脂肪および油の飽和レベルを増加させるための水素化プロセスもまた、水素を必要とする。水素はまた、金属鉱石の還元剤である。水素は、水の電気分解、水蒸気改質、実験室規模の金属－酸プロセス、熱化学方法、または嫌気性腐食から生成され得る。多くの国々が、水素の節約を目指している。
【０００５】
明らかに、これらの重要なガスを生成するための方法およびシステムを開発することが、継続して必要とされ、これに関心が集まっている。
【発明の概要】
【０００６】
さらなる態様および実施形態が、下記図面、発明を実施するための形態および特許請求の範囲において提供される。特に指定がない限り、本明細書で記載される特徴は組み合わせ可能であり、そのような組み合わせは全て、この開示の範囲内にある。
【０００７】
本発明の１つの態様は、装置を提供すること、燃料を含む第１のストリームを装置に導入すること、水を含む第２のストリームを装置に導入すること、第２のストリーム中の水を水素に還元すること、および水素を装置から抽出することを含む、水素を生成する方法である。第１のストリームおよび第２のストリームは、装置内で互いに接触しない。
【０００８】
別の方法態様では、第１のストリームは、水素と接触しない。
【０００９】
さらに別の方法態様では、第１のストリームおよび第２のストリームは、装置内の電解質により分離される。
【００１０】
いっそうさらなる方法態様では、電解質は、酸化物イオン伝導性であり、かつ、固体状態である。
（【００１１】以降は省略されています）

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