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물을 열분해하여 수소를 제조하는 방법에 있어서,(a) 고체산, 또는 금속 및 전해질에서 선택되는 하나 이상의 물질을 고체산에 혼합하여 구성된 고체산 혼합물에 물 또는 수증기를 가하여 물을 흡착시키는 단계;(b) 상기 물이 흡착된 고체산 또는 고체산 혼합물을 내열 및 내압 재질로 구성되는 반응기 내부에 투입하고, 투입된 고체산 또는 고체산 혼합물이 물을 분해하여 수소를 생산하는 단계; 및(c) 상기 물 분해 반응에 사용된 고체산 또는 고체산 혼합물을 반응기 외부로 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 제조방법은, 상기 (a) 내지 (c) 단계를 반복 실시하는 것을 특징으로 하는 수소 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 제조방법은, 상기 (c) 단계에서 배출된 고체산 또는 고체산 혼합물을 273K 내지 373K의 온도로 냉각시키고, 물 또는 수증기를 가하여 물을 흡착시킨 후, 상기 (b) 내지 (c) 단계를 반복 실시하는 것을 특징으로 하는 수소 제조 방법
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제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조방법은, 상기 반응기에서 생성된 수소를 배출시켜서 가스크로마토그래피로 수소 함량을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 제조 방법
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제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조방법은, 상기 (b) 단계에서 반응기 내부를 500K 이상 1500K 이하의 온도와, 0
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제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조방법은, 상기 (b) 단계 이전에, 캐리어 가스를 반응기 내부로 주입하고,상기 (b) 단계 이후에, 반응기에서 생성된 기체를 캐리어 가스와 혼합된 상태로 배출시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 제조 방법
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제6항에 있어서, 상기 캐리어 가스는, 수소, 질소, 아르곤, 이산화탄소 및 수증기로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 수소 제조 방법
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제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조방법은, 상기 (c) 단계에서 물 분해 반응에 사용된 고체산 또는 고체산 혼합물을 투입 5분 내지 5시간 경과 후부터 일정량씩 반응기 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 수소 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 고체산은, 현무암, 화강암, 석회암, 사암, 카올리나이트(kaolinite), 아타풀가이트(attapulgite), 벤토나이트(bentonite), 몬모릴로나이트(montmorillonite), 산화아연(ZnO), 산화알루미늄(Al2O3), 산화티타늄(TiO2), 산화세슘(CeO2), 산화바나듐(V2O5), 산화규소(SiO2), 산화크롬(Cr2O3), 황산칼슘(CaSO4), 황산망간(MnSO4), 황산니켈(NiSO4), 황산구리(CuSO4), 황산코발트(CoSO4), 황산카드뮴(CdSO4), 황산철Ⅱ(FeSO4), 황산알루미늄(Al2(SO4)3), 질산칼슘(Ca(NO3)2), 질산아연(Zn(NO3)2), 질산철Ⅲ(Fe(NO3)3), 인산알루미늄(AlPO4), 인산철Ⅲ(FePO4), 인산크롬(CrPO4), 인산구리(Cu3(PO4)2), 인산아연(Zn3(PO4)4), 인산마그네슘(Mg3(PO4)2), 염화알루미늄(AlCl3), 염화티타늄(TiCl4), 염화칼슘(CaCl2), 불화칼슘(CaF2), 불화바륨(BaF2) 및 탄산칼슘(CaCO3)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 수소 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 금속은, 알루미늄, 아연, 철, 코발트, 망간, 크롬 및 니켈에서 선택되는 어느 하나, 2 이상의 혼합물 또는 2 이상의 합금인 것을 특징으로 하는 수소 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 전해질은, 염화나트륨(NaCl), 염화카리(KCl), 질산나트륨(NaNO3), 질산카리(KNO3), 황산나트륨(Na2SO4), 황산카리(K2SO4), 탄산리튬(Li2CO3), 탄산나트륨(Na2CO3), 탄산카리(K2CO3), 인산2수소나트륨(NaH2PO4), 인산1수소나트륨(Na2HPO4), 수산화나트륨,(NaOH), 수산화카리(KOH), 염화마그네슘(MgCl2), 질산마그네슘(Mg(NO3)2), 황산마그네슘(MgSO4), 수산화칼슘(Ca(OH)2) 및 수산화마그네슘(Mg(OH)2)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 수소 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 고체산, 금속 및 전해질은 각각 분말의 형태이고, 그 입자 크기가 20 내지 500메쉬인 것을 특징으로 하는 수소 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 금속을 고체산에 혼합하여 구성된 고체산 혼합물은,고체산 분말의 공극에 금속 입자가 침착된 형태이고, 상기 금속 입자의 직경은 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 수소 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 금속을 고체산에 혼합하여 구성된 고체산 혼합물은,고체산 분말 표면에 금속 분말을 코팅한 형태이거나, 금속 분말 표면에 고체산 분말을 코팅한 형태이고, 코팅된 금속막 또는 고체산막의 두께는 10nm 초과 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 수소 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 금속을 고체산에 혼합하여 구성된 고체산 혼합물에서,상기 고체산은 60중량% 이상으로 포함되고, 상기 금속은 40중량% 이하로 포함되는 것을 특징으로 하는 수소 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 금속 및 전해질을 고체산에 혼합하여 구성된 고체산 혼합물은,고체산 및 금속 혼합물의 공극에 전해질 입자가 침착된 형태이고, 상기 전해질 입자의 직경은 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 수소 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 금속 및 전해질을 고체산에 혼합하여 구성된 고체산 혼합물은,고체산 및 금속 분말의 표면에 전해질 분말을 코팅한 형태이거나, 금속 및 전해질 분말 표면에 고체산 분말을 코팅한 형태이고, 코팅된 전해질막 또는 고체산막의 두께는 10nm 초과 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 수소 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 금속 및 전해질을 고체산에 혼합하여 구성된 고체산 혼합물에서, 상기 고체산 및 금속 혼합물은 70중량% 이상으로 포함되고, 상기 금속은 30중량% 이하로 포함되는 것을 특징으로 하는 수소 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 반응기는, 철 70% 이상을 함유한 것이고, SUS(Stainless Steel) 강, 탄소 강, 또는 이들의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 수소 제조 방법
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