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水素ガス発生装置の技術

各種用途の詳細

燃料電池関連

太陽光や風力などの再生可能エネルギーを用いて水を電気分解し、発生した水素を電力の必要な時に燃料電池に供給し発電するシステムは、二酸化炭素を発生させない非常にクリーンなエネルギーシステムとして注目されています。

■エネルギー変換用途
上記エネルギーシステムの実証試験において、電気エネルギーを水素に変換させるシステムとして当社水素ガス発生装置が採用されています。

■燃料電池評価用水素源
燃料電池を評価試験するにあたり、水素ガスが必要となります。その水素源として当社水素ガス発生装置が採用されています。

水素水

超純水中に溶存しているガスを脱気し、その超純水に中空糸膜を内蔵したガス溶解モジュールを用いて水素ガスを供給すると、高濃度の水素水が得られます。この水素水に微量のアンモニアを添加して、超音波照射しながらシリコンウェハ、ディスプレー基板、フォトマスク等を洗浄すると、微粒子の除去、再付着防止、および酸化膜形成防止に非常に効果があります。この洗浄方法は、従来の方法と比較して薬品の使用量、リンス用超純水使用量を大幅に削減できるため、洗浄コスト削減と環境負荷軽減を同時に行えます。この用途での水素源として当社水素ガス発生装置が採用されています。

酸水素炎

水素ガスと酸素ガス、もしくは水素ガスと空気を混合し、バーナーを用いて燃焼させる酸水素炎は、その燃焼温度が3400℃と非常に高く、細い安定した炎が得られるうえ、部品がすすで汚れないという特徴があり、色々な用途で使用されています。

■電気(電子)部品のインク印刷の前処理
電気(電子)部品に、社名、型式、製造番号等が印刷されていますが、インク印刷を行う場合に非常に重要であるのが、印刷前の部品表面の前処理です。印刷の鮮明さ、固着強度はこの工程で9割程度きまります。その前処理として部品表面を酸水素炎で燃焼させ、ゴミ、埃、油脂類を同時に焼き飛ばす方法が非常に効果的です。この前処理方法は、他の前処理方法(コロナ処理、UV処理等)と比較して、短時間で表面改質することができるという特徴があり、半導体工場等で採用されています。

■ブロー成形後のトリミング
ダクト等のプラスチック部品をブロー成形した際、部品周縁部にバリが発生します。そのバリを取り除く方法として、従来は、人がナイフ等を用いて切り取っていましたが、それに代わる方法として、部品周縁部をトレースするロボットにバーナーを搭載し、酸水素炎でバリを焼き切る方法が考えられ、自動車部品工場等で採用されています。

■ブリック形包装容器への蓋の取り付け
牛乳や清涼飲料等の液体食品を収容するブリック形の包装容器に、開閉ができる蓋が取り付けられています。その蓋を包装容器に取り付ける方法として、ポリエチレン樹脂できた蓋の裏面の周縁部を、特殊なバーナーを用いた酸水素炎で溶融し、最外層がポリエチレン樹脂で形成された包装容器接合する方法があります。この蓋の取り付け方法は、他の方法(ホットメルト法、ヒートシール法、超音波シール法等)と比較して処理速度が速く、設備コストが比較的安いことから、食品工場等で採用されています。

ガスクロマトグラフィー

ガスクロマトグラフィーの燃料ガスやキャリアガスとして水素ガスが使用されています。その中でも、FID(Flame Ionization Detector,水素炎イオン化形検出器)の燃料ガスとして水素が必要となります。FID は、物質を水素炎中で燃焼することによって発生するプラズマ電子を検出するものであり、一般に炭化水素系化合物の定量、大気汚染の測定などに用いられています。この用途での水素源として、当社水素ガス発生装置、及び水電解セルが採用されています。

その他

■水素雰囲気光輝焼鈍用の水素源
■マイクロ波プラズマCVD法によるダイヤモンド合成や薄膜シリコン合成時の水素源
■各種水素添加用の水素源
■各種実験用の水素源

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