JP2001289396A - 急速放出可能な水素吸蔵合金収納容器 - Google Patents
急速放出可能な水素吸蔵合金収納容器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池や水素エンジン等の始動時または加
速時等の高負荷時に貯蔵容器から水素を急速に供給でき
る水素吸蔵合金収納容器を提供すること。 【解決手段】 水素ガス出入口を備え、前記ガス出入口
から水素を導入して容器内の水素吸蔵合金に前記水素を
吸蔵させ、吸蔵させた水素を水素ガス出入口から放出さ
せる水素吸蔵合金収納容器において、前記水素吸蔵合金
収納容器内には、シート状の電気抵抗発熱材料からなる
金属多孔質体に水素吸蔵合金粉末を充填又は塗布した水
素吸蔵合金シートが積層収納されてなることを特徴とす
る急速放出可能な水素吸蔵合金収納容器である。
速時等の高負荷時に貯蔵容器から水素を急速に供給でき
る水素吸蔵合金収納容器を提供すること。 【解決手段】 水素ガス出入口を備え、前記ガス出入口
から水素を導入して容器内の水素吸蔵合金に前記水素を
吸蔵させ、吸蔵させた水素を水素ガス出入口から放出さ
せる水素吸蔵合金収納容器において、前記水素吸蔵合金
収納容器内には、シート状の電気抵抗発熱材料からなる
金属多孔質体に水素吸蔵合金粉末を充填又は塗布した水
素吸蔵合金シートが積層収納されてなることを特徴とす
る急速放出可能な水素吸蔵合金収納容器である。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、急速放出可能な水
素吸蔵合金収納容器に関するものであり、さらに詳しく
は、水素精製用として水素自動車用あるいは燃料電池と
して好適に使用できる水素吸蔵合金用収納容器に関する
ものである。
素吸蔵合金収納容器に関するものであり、さらに詳しく
は、水素精製用として水素自動車用あるいは燃料電池と
して好適に使用できる水素吸蔵合金用収納容器に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、石油の代替エネルギーとして、水
素を発電用燃料とする燃料電池が注目を浴びている。こ
のような燃料電池は燃料極と、酸化剤極からなり、燃料
極には水素を、酸化剤極には酸素を供給して、電解質層
を介して接触反応させて電気化学反応による電気化学エ
ネルギーを取り出そうとするものである。この種の燃料
電池としては燃料として水素が使用される。この水素は
一般的には天然ガス、ナフサ、液化石油ガス、メタノー
ル等の炭化水素燃料を改質し、水素を主成分とする燃料
ガスに変換することにより得られる。この際必要とされ
る水素吸蔵合金を用いた水素の貯蔵装置や炭酸ガスやメ
タンのような不純物ガスを含む改質ガスから水素を精製
する装置は、従来より多くの提案がなされている。しか
し、水素含有量が５０〜７０％と低く、他の不純物ガス
を多量に含むメタノール改質ガス等のいわゆる混合ガス
から、水素を貯蔵し、貯蔵した水素を燃料電池等の始動
時に急速に放出する容器構造や水素自動車として高負荷
が必要な時に急速に貯蔵容器から水素を放出するような
技術は開示されていない。
素を発電用燃料とする燃料電池が注目を浴びている。こ
のような燃料電池は燃料極と、酸化剤極からなり、燃料
極には水素を、酸化剤極には酸素を供給して、電解質層
を介して接触反応させて電気化学反応による電気化学エ
ネルギーを取り出そうとするものである。この種の燃料
電池としては燃料として水素が使用される。この水素は
一般的には天然ガス、ナフサ、液化石油ガス、メタノー
ル等の炭化水素燃料を改質し、水素を主成分とする燃料
ガスに変換することにより得られる。この際必要とされ
る水素吸蔵合金を用いた水素の貯蔵装置や炭酸ガスやメ
タンのような不純物ガスを含む改質ガスから水素を精製
する装置は、従来より多くの提案がなされている。しか
し、水素含有量が５０〜７０％と低く、他の不純物ガス
を多量に含むメタノール改質ガス等のいわゆる混合ガス
から、水素を貯蔵し、貯蔵した水素を燃料電池等の始動
時に急速に放出する容器構造や水素自動車として高負荷
が必要な時に急速に貯蔵容器から水素を放出するような
技術は開示されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、燃料
電池や水素エンジン等の始動時または加速時等の高負荷
時に貯蔵容器から水素を急速に供給できる水素吸蔵合金
収納容器を提供することである。本発明の他の目的は、
貯蔵された水素吸蔵合金容器から急速に水素を放出する
ことのできる水素吸蔵合金容器を提供することである。
電池や水素エンジン等の始動時または加速時等の高負荷
時に貯蔵容器から水素を急速に供給できる水素吸蔵合金
収納容器を提供することである。本発明の他の目的は、
貯蔵された水素吸蔵合金容器から急速に水素を放出する
ことのできる水素吸蔵合金容器を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意研究した結果、本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明は、（１）水素ガス出入口
を備え、前記ガス出入口から水素を導入して容器内の水
素吸蔵合金に前記水素を吸蔵させ、吸蔵させた水素を水
素ガス出入口から放出させる水素吸蔵合金収納容器にお
いて、前記水素吸蔵合金収納容器内には、シート状の電
気抵抗発熱材料からなる金属多孔質体に水素吸蔵合金粉
末を充填又は塗布した水素吸蔵合金シートが積層収納さ
れてなることを特徴とする急速放出可能な水素吸蔵合金
収納容器を提供するものである。上記水素吸蔵合金シー
トは、巻回状態で容器内に積層収納されていることが好
ましく、さらに、この巻回シートは円筒状タンクに収納
することが好ましい。このような巻回された水素吸蔵合
金シートは、長手方向に分割されて、その分割体が長手
方向に複数個直列して上記円筒状タンク内に収納されて
もよい。また、上記水素吸蔵合金シートは、巻回さない
で、単に平板状のシートを複数枚積層したものでもよ
い。かかる場合にはシートは一定の間隔で、若しくはシ
ート同士が接した状態で収納することが好ましい。
を達成するために鋭意研究した結果、本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明は、（１）水素ガス出入口
を備え、前記ガス出入口から水素を導入して容器内の水
素吸蔵合金に前記水素を吸蔵させ、吸蔵させた水素を水
素ガス出入口から放出させる水素吸蔵合金収納容器にお
いて、前記水素吸蔵合金収納容器内には、シート状の電
気抵抗発熱材料からなる金属多孔質体に水素吸蔵合金粉
末を充填又は塗布した水素吸蔵合金シートが積層収納さ
れてなることを特徴とする急速放出可能な水素吸蔵合金
収納容器を提供するものである。上記水素吸蔵合金シー
トは、巻回状態で容器内に積層収納されていることが好
ましく、さらに、この巻回シートは円筒状タンクに収納
することが好ましい。このような巻回された水素吸蔵合
金シートは、長手方向に分割されて、その分割体が長手
方向に複数個直列して上記円筒状タンク内に収納されて
もよい。また、上記水素吸蔵合金シートは、巻回さない
で、単に平板状のシートを複数枚積層したものでもよ
い。かかる場合にはシートは一定の間隔で、若しくはシ
ート同士が接した状態で収納することが好ましい。
【０００５】次に、本発明は、（２）水素ガス出入口を
備え、前記ガス出入口から水素を導入して容器内の水素
吸蔵合金に前記水素を吸蔵させ、吸蔵させた水素を水素
ガス出入口から放出させる水素吸蔵合金収納容器におい
て、該水素吸蔵合金容器内には、水素吸蔵合金粉末を充
填した水素吸蔵合金シートと該シート間に介装された電
気抵抗発熱材料からなる金属多孔質体が積層収納されて
なることを特徴とする急速放出可能な水素吸蔵合金収納
容器を提供するものである。上記水素吸蔵合金シートと
発熱抵抗体からなる金属多孔体は、重ね合わされて、か
つ巻回状態で容器内に積層収納されていることが好まし
く、さらに、この巻回シートは円筒状タンクに収納する
ことが好ましい。このような巻回された水素吸蔵合金シ
ートと金属多孔体は、長手方向に分割されて、その分割
体が長手方向に複数個直列して上記容器内に収納されて
もよい。また、積層収納された上記水素吸蔵合金シート
は、平板状のシートを複数枚積層して上記容器に収納さ
れ、該シート間に電気抵抗発熱材料からなる金属多孔体
が介装されてもよい。
備え、前記ガス出入口から水素を導入して容器内の水素
吸蔵合金に前記水素を吸蔵させ、吸蔵させた水素を水素
ガス出入口から放出させる水素吸蔵合金収納容器におい
て、該水素吸蔵合金容器内には、水素吸蔵合金粉末を充
填した水素吸蔵合金シートと該シート間に介装された電
気抵抗発熱材料からなる金属多孔質体が積層収納されて
なることを特徴とする急速放出可能な水素吸蔵合金収納
容器を提供するものである。上記水素吸蔵合金シートと
発熱抵抗体からなる金属多孔体は、重ね合わされて、か
つ巻回状態で容器内に積層収納されていることが好まし
く、さらに、この巻回シートは円筒状タンクに収納する
ことが好ましい。このような巻回された水素吸蔵合金シ
ートと金属多孔体は、長手方向に分割されて、その分割
体が長手方向に複数個直列して上記容器内に収納されて
もよい。また、積層収納された上記水素吸蔵合金シート
は、平板状のシートを複数枚積層して上記容器に収納さ
れ、該シート間に電気抵抗発熱材料からなる金属多孔体
が介装されてもよい。
【０００６】さらに本発明は、（３）水素ガス出入口を
備え、前記ガス出入口から水素を導入して容器内の水素
吸蔵合金に前記水素を吸蔵させ、吸蔵させた水素を水素
ガス出入口から放出させる水素吸蔵合金収納容器におい
て、前記水素吸蔵合金容器内には、水素吸蔵合金粉末を
塗布成形した水素吸蔵合金シートと該シートに外装され
たハニカムヒータとが積層収納されてなることを特徴と
する急速放出可能な水素吸蔵合金収納容器をも提供する
ものである。上記の（１）〜（３）に記載の水素吸蔵合
金収納容器は、燃料改質装置の運転中に精製する改質ガ
スに含まれる水素を選択的に吸蔵し、吸蔵した水素を燃
料電池に供給するための水素供給収納容器として好適に
用いられる。
備え、前記ガス出入口から水素を導入して容器内の水素
吸蔵合金に前記水素を吸蔵させ、吸蔵させた水素を水素
ガス出入口から放出させる水素吸蔵合金収納容器におい
て、前記水素吸蔵合金容器内には、水素吸蔵合金粉末を
塗布成形した水素吸蔵合金シートと該シートに外装され
たハニカムヒータとが積層収納されてなることを特徴と
する急速放出可能な水素吸蔵合金収納容器をも提供する
ものである。上記の（１）〜（３）に記載の水素吸蔵合
金収納容器は、燃料改質装置の運転中に精製する改質ガ
スに含まれる水素を選択的に吸蔵し、吸蔵した水素を燃
料電池に供給するための水素供給収納容器として好適に
用いられる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の水素吸蔵合金収納容器の
態様は、概略すれば、（ｉ）発熱抵抗体からなる金属多
孔体に水素吸蔵合金を充填又は塗布したシートを容器に
積層収納した容器、（ii）水素吸蔵合金を充填又は塗布
した水素吸蔵合金シートと発熱抵抗体からなる金属多孔
体を重ね合わせて積層し収納した容器、（iii)積層した
水素吸蔵合金シートにハニカムヒーターを外装した収納
した容器という構成からなる。このような構成により、
本発明の目的である燃料電池や水素エンジン等の始動時
または加速時等の高負荷時に貯蔵容器から水素を急速に
供給できる水素吸蔵合金容器を提供できる。さらに、本
発明は、貯蔵された水素吸蔵合金容器から急速に水素を
放出することのできる他の用途にも好適に使用すること
ができる。
態様は、概略すれば、（ｉ）発熱抵抗体からなる金属多
孔体に水素吸蔵合金を充填又は塗布したシートを容器に
積層収納した容器、（ii）水素吸蔵合金を充填又は塗布
した水素吸蔵合金シートと発熱抵抗体からなる金属多孔
体を重ね合わせて積層し収納した容器、（iii)積層した
水素吸蔵合金シートにハニカムヒーターを外装した収納
した容器という構成からなる。このような構成により、
本発明の目的である燃料電池や水素エンジン等の始動時
または加速時等の高負荷時に貯蔵容器から水素を急速に
供給できる水素吸蔵合金容器を提供できる。さらに、本
発明は、貯蔵された水素吸蔵合金容器から急速に水素を
放出することのできる他の用途にも好適に使用すること
ができる。
【０００８】以下、図面により本発明をさらに詳細に説
明する。図１は、本発明の水素吸蔵合金収納容器の一例
を示す組立説明図であり、積層収納された水素吸蔵合金
シートが巻回されて収納されていく状態を示す。本発明
の水素吸蔵合金容器に収納される水素吸蔵合金シート１
は、水素吸蔵合金に結着剤（バインダー）を加えてペー
スト状にし、発熱抵抗性を有する金属多孔質体シートに
充填又は塗布した後、加圧成形して得られる。ここで、
金属多孔質体とは、連続気孔構造を有する金属発泡体、
或いは金属の細線からなる織布，不織布，金属製パンチ
プレート等などの総称をいう。かかる金属多孔質体を構
成する金属としては、銅，アルミニウム，ニッケル，コ
バルト，亜鉛等の熱伝導効率が高い金属が挙げられる
が、本発明において水素吸蔵合金を充填又は塗布するこ
のような金属多孔体は、通電発熱抵抗が生ずるような金
属の組み合わせである必要性があり、特にＮｉ−Ｃｒ−
Ａｌ合金からなる金属多孔体，ＮｉやＣｒなどの発熱合
金プレート又はエキスパンドメタルからなる金属多孔体
などが好ましい。
明する。図１は、本発明の水素吸蔵合金収納容器の一例
を示す組立説明図であり、積層収納された水素吸蔵合金
シートが巻回されて収納されていく状態を示す。本発明
の水素吸蔵合金容器に収納される水素吸蔵合金シート１
は、水素吸蔵合金に結着剤（バインダー）を加えてペー
スト状にし、発熱抵抗性を有する金属多孔質体シートに
充填又は塗布した後、加圧成形して得られる。ここで、
金属多孔質体とは、連続気孔構造を有する金属発泡体、
或いは金属の細線からなる織布，不織布，金属製パンチ
プレート等などの総称をいう。かかる金属多孔質体を構
成する金属としては、銅，アルミニウム，ニッケル，コ
バルト，亜鉛等の熱伝導効率が高い金属が挙げられる
が、本発明において水素吸蔵合金を充填又は塗布するこ
のような金属多孔体は、通電発熱抵抗が生ずるような金
属の組み合わせである必要性があり、特にＮｉ−Ｃｒ−
Ａｌ合金からなる金属多孔体，ＮｉやＣｒなどの発熱合
金プレート又はエキスパンドメタルからなる金属多孔体
などが好ましい。
【０００９】また結着剤としては、例えばポリテトラフ
ルオロエチレンなどが挙げられる。この結着剤は、主と
して水素吸蔵合金粉末を固定するために用いるのである
が、水素吸蔵合金粉末表面の被毒を抑制する効果をも有
する。なお、本発明の水素吸蔵合金収納容器に用いられ
る水素吸蔵合金としては通常用いられるものであればよ
く、例えばＬａＮｉ合金，ミッシュメタル系合金，Ｔｉ
−Ｚｒ−Ｍｎ−Ｃｒ−Ｃｕ合金などが挙げられる。図１
において、本発明における前記水素吸蔵合金シート１
は、図１(a) に示すように水素吸蔵合金シート１ａに、
さらに絶縁シート１ｂが重ね合わされて巻回されて水素
吸蔵合金シート１が形成され、さらに通電加熱のための
接続端子２が巻き回された前記水素吸蔵合金シート１の
両端部に取り付けられる。絶縁シート１ｂは、必ずしも
必要なものではないが、巻き回された該シート１が通電
した際に中間部分で接触して短絡を起こさないために水
素吸蔵合金シート１ａ同士の間に重ねられて設けられて
いるものである。上記接続端子２は、バッテリー等の電
源に接続され必要に応じて通電される。また、渦巻状に
巻回されて円筒状に形成された水素吸蔵合金シート１
は、図１（ｃ）に示すように円筒状タンク４に収納さ
れ、該円筒状タンク４の両面に各々水素含有ガスの導入
口３と放出口３’とが設けられている。
ルオロエチレンなどが挙げられる。この結着剤は、主と
して水素吸蔵合金粉末を固定するために用いるのである
が、水素吸蔵合金粉末表面の被毒を抑制する効果をも有
する。なお、本発明の水素吸蔵合金収納容器に用いられ
る水素吸蔵合金としては通常用いられるものであればよ
く、例えばＬａＮｉ合金，ミッシュメタル系合金，Ｔｉ
−Ｚｒ−Ｍｎ−Ｃｒ−Ｃｕ合金などが挙げられる。図１
において、本発明における前記水素吸蔵合金シート１
は、図１(a) に示すように水素吸蔵合金シート１ａに、
さらに絶縁シート１ｂが重ね合わされて巻回されて水素
吸蔵合金シート１が形成され、さらに通電加熱のための
接続端子２が巻き回された前記水素吸蔵合金シート１の
両端部に取り付けられる。絶縁シート１ｂは、必ずしも
必要なものではないが、巻き回された該シート１が通電
した際に中間部分で接触して短絡を起こさないために水
素吸蔵合金シート１ａ同士の間に重ねられて設けられて
いるものである。上記接続端子２は、バッテリー等の電
源に接続され必要に応じて通電される。また、渦巻状に
巻回されて円筒状に形成された水素吸蔵合金シート１
は、図１（ｃ）に示すように円筒状タンク４に収納さ
れ、該円筒状タンク４の両面に各々水素含有ガスの導入
口３と放出口３’とが設けられている。
【００１０】図２は、水素吸蔵シート１を巻回して収納
され円筒状タンク４が複数収納された、本発明の水素吸
蔵合金容器を説明するための側面透視図である。図２に
おいて、本発明に係る水素吸蔵合金収納容器は、方形の
密閉容器６の上下面に各々ガス導入管７と放出管７’と
を有し、ガス流量調整用ヘッダー８、８’が配設されて
いる。そして、密閉容器６には、上述した水素吸蔵合金
シート１を渦巻状に巻回した状態で収納されている円筒
状タンク４が並設され、該円筒状タンク４は容器６の上
下面で各々ヘッダー８、８’とパイプ５，５’を介して
連結している。そして、円筒状タンク４を加熱又は冷却
して水素吸蔵合金シート１に水素を吸蔵・放出するため
に密閉容器６の側面外側には、熱媒出口９，熱媒入口
９’が取り付けられている。同図２において、水素吸蔵
合金シート１は、複数に分割して並列して円筒状タンク
４に収納されている場合には、水素吸蔵合金シート１の
一部が加熱されて、内蔵する水素吸蔵合金の加熱された
部分のみ吸蔵水素が取り出されるので好ましい。
され円筒状タンク４が複数収納された、本発明の水素吸
蔵合金容器を説明するための側面透視図である。図２に
おいて、本発明に係る水素吸蔵合金収納容器は、方形の
密閉容器６の上下面に各々ガス導入管７と放出管７’と
を有し、ガス流量調整用ヘッダー８、８’が配設されて
いる。そして、密閉容器６には、上述した水素吸蔵合金
シート１を渦巻状に巻回した状態で収納されている円筒
状タンク４が並設され、該円筒状タンク４は容器６の上
下面で各々ヘッダー８、８’とパイプ５，５’を介して
連結している。そして、円筒状タンク４を加熱又は冷却
して水素吸蔵合金シート１に水素を吸蔵・放出するため
に密閉容器６の側面外側には、熱媒出口９，熱媒入口
９’が取り付けられている。同図２において、水素吸蔵
合金シート１は、複数に分割して並列して円筒状タンク
４に収納されている場合には、水素吸蔵合金シート１の
一部が加熱されて、内蔵する水素吸蔵合金の加熱された
部分のみ吸蔵水素が取り出されるので好ましい。
【００１１】また、図３は、本発明の水素吸蔵合金収納
容器の他の例を示す説明図であり、円柱形からなる収納
容器内に、水素吸蔵合金シート１を渦巻状に巻回した状
態で収納されている円筒状タンクが配設されており、こ
の円筒状タンクの作用は図２の円筒状タンクの場合と同
様である。上記の水素吸蔵合金収納容器は、その複数個
を、直列に配置してもよく、あるいは並列に配置しても
よい。
容器の他の例を示す説明図であり、円柱形からなる収納
容器内に、水素吸蔵合金シート１を渦巻状に巻回した状
態で収納されている円筒状タンクが配設されており、こ
の円筒状タンクの作用は図２の円筒状タンクの場合と同
様である。上記の水素吸蔵合金収納容器は、その複数個
を、直列に配置してもよく、あるいは並列に配置しても
よい。
【００１２】次に、図４は、本発明の水素吸蔵合金容器
に収納する水素吸蔵合金シートを平板で容器に積層形成
した例を示す説明図である。水素吸蔵合金シート１０
は、平板状に成形されたシートが並設された状態を示
し、このシートは、それが巻回されず平板に形成されて
いることを除いては、図１において説明した水素吸蔵合
金シート１と同様のシートである。このシート１０は、
複数枚が並列して積層されて角形密閉容器１２に収納さ
れ、水素吸蔵合金シート１０の積層体と、角型密閉容器
１２の側面とを貫通して、水素吸蔵合金シート１０を加
熱又は冷却するための熱媒管１１が配設されている。ま
た、角形密閉容器１２には、両側面又は上下面の外側の
任意の位置に水素含有ガスの導入口１３と放出口１３’
が設けられている。ることができる。この水素吸蔵合金
収納容器は、その複数個を、直列に配置してもよく、あ
るいは並列に配置してもよい。ここで、並設された合金
シート１０は、一定間隔で積層しても、重ね合わせて積
層することもできる。また、シート１０の間に金属多孔
体シートを介装させることもできる。
に収納する水素吸蔵合金シートを平板で容器に積層形成
した例を示す説明図である。水素吸蔵合金シート１０
は、平板状に成形されたシートが並設された状態を示
し、このシートは、それが巻回されず平板に形成されて
いることを除いては、図１において説明した水素吸蔵合
金シート１と同様のシートである。このシート１０は、
複数枚が並列して積層されて角形密閉容器１２に収納さ
れ、水素吸蔵合金シート１０の積層体と、角型密閉容器
１２の側面とを貫通して、水素吸蔵合金シート１０を加
熱又は冷却するための熱媒管１１が配設されている。ま
た、角形密閉容器１２には、両側面又は上下面の外側の
任意の位置に水素含有ガスの導入口１３と放出口１３’
が設けられている。ることができる。この水素吸蔵合金
収納容器は、その複数個を、直列に配置してもよく、あ
るいは並列に配置してもよい。ここで、並設された合金
シート１０は、一定間隔で積層しても、重ね合わせて積
層することもできる。また、シート１０の間に金属多孔
体シートを介装させることもできる。
【００１３】図５は、ハニカムヒーターを水素吸蔵合金
シートに外装させた本発明の水素吸蔵合金収納容器を示
す他の例である。本発明の水素吸蔵合金容器に収納され
る水素吸蔵合金シート１４ａは、水素吸蔵合金に結着剤
（バインダー）を加えてペースト状にし、通常の（発熱
抵抗を有しない）金属多孔質体シートに塗布又は充填し
た後、加圧成形して得られ、該シート１４ａには、必要
に応じて図５（ａ）に示すように金属多孔体シート１４
b を重ね合わせ、巻回されて円筒状容器の水素吸蔵合金
シート１４が形成される。水素吸蔵合金シート１４は、
その外周にハニカムヒーター１５、好ましくは金属多孔
質体で形成されたハニカムヒーター１５が外装され、円
筒状容器１６に収納される。ここで、ハニカムヒータ１
５は、円筒状のヒータを複数並列して外装し、一部が通
電加熱され、水素吸蔵合金シートの一部が加熱されて、
内蔵する水素吸蔵合金の加熱された部分の吸蔵水素が取
り出されるように構成されている。このような形状の円
筒状容器は、水素吸蔵合金収納容器に収納される。この
水素吸蔵合金収納容器の形状構造は、図２または３に示
す構造と同様の構造のものである。
シートに外装させた本発明の水素吸蔵合金収納容器を示
す他の例である。本発明の水素吸蔵合金容器に収納され
る水素吸蔵合金シート１４ａは、水素吸蔵合金に結着剤
（バインダー）を加えてペースト状にし、通常の（発熱
抵抗を有しない）金属多孔質体シートに塗布又は充填し
た後、加圧成形して得られ、該シート１４ａには、必要
に応じて図５（ａ）に示すように金属多孔体シート１４
b を重ね合わせ、巻回されて円筒状容器の水素吸蔵合金
シート１４が形成される。水素吸蔵合金シート１４は、
その外周にハニカムヒーター１５、好ましくは金属多孔
質体で形成されたハニカムヒーター１５が外装され、円
筒状容器１６に収納される。ここで、ハニカムヒータ１
５は、円筒状のヒータを複数並列して外装し、一部が通
電加熱され、水素吸蔵合金シートの一部が加熱されて、
内蔵する水素吸蔵合金の加熱された部分の吸蔵水素が取
り出されるように構成されている。このような形状の円
筒状容器は、水素吸蔵合金収納容器に収納される。この
水素吸蔵合金収納容器の形状構造は、図２または３に示
す構造と同様の構造のものである。
【００１４】さらに、本発明の水素吸蔵合金収納容器
を、特に燃料電池用として適用する場合について、図６
により詳細に説明する。 ・通常運転プロセス（改質運転状態） この状態は、燃料改質器１８から発生する通常の水素含
有改質ガスを、まず吸蔵タンク２０を経由させることな
く燃料電池１９の燃料として直接使用する他、吸蔵タン
ク２０には前記改質ガス中に含まれる水素のみを選択的
に吸蔵させる。そして、運転停止の前などにこの吸蔵タ
ンク２０に吸蔵した水素を、燃料電池１９ではなく放出
タンク２１に供給してそこに貯蔵するプロセスである。
即ち、放出タンク２１に吸蔵する場合、図７に示すよう
に、燃料改質器１８から吸蔵タンク２０に向かうライン
のバルブＶ１および吸蔵タンク２０から燃料電池１９へ
と向かうラインのバルブＶ２，Ｖ４を開とし、水素含有
改質ガスを導入すると同時に、２５℃の冷水を供給する
ことにより、吸蔵タンク２０の内部の水素吸蔵合金に水
素を吸蔵する。そして、主として、燃料電池１９の停止
の前に、前記バルブＶ１，Ｖ４を閉じると共に吸蔵タン
ク２０と放出タンク２１との間に介挿してあるバルブＶ
２，Ｖ３を開として、吸蔵タンク２０に６０℃の温水を
供給して充填した水素吸蔵合金に貯蔵してある高純度の
水素ガスを、発生させ、これを放出タンク２１に移送す
る。このとき、放出タンク２１内には水素ガス吸蔵のた
めに冷水（２０℃程度）を供給してこれを冷却する。本
発明の水素吸蔵合金容器は、このような吸蔵タンクとし
て使用できるが、放出タンクに使用することが最も好ま
しい。
を、特に燃料電池用として適用する場合について、図６
により詳細に説明する。 ・通常運転プロセス（改質運転状態） この状態は、燃料改質器１８から発生する通常の水素含
有改質ガスを、まず吸蔵タンク２０を経由させることな
く燃料電池１９の燃料として直接使用する他、吸蔵タン
ク２０には前記改質ガス中に含まれる水素のみを選択的
に吸蔵させる。そして、運転停止の前などにこの吸蔵タ
ンク２０に吸蔵した水素を、燃料電池１９ではなく放出
タンク２１に供給してそこに貯蔵するプロセスである。
即ち、放出タンク２１に吸蔵する場合、図７に示すよう
に、燃料改質器１８から吸蔵タンク２０に向かうライン
のバルブＶ１および吸蔵タンク２０から燃料電池１９へ
と向かうラインのバルブＶ２，Ｖ４を開とし、水素含有
改質ガスを導入すると同時に、２５℃の冷水を供給する
ことにより、吸蔵タンク２０の内部の水素吸蔵合金に水
素を吸蔵する。そして、主として、燃料電池１９の停止
の前に、前記バルブＶ１，Ｖ４を閉じると共に吸蔵タン
ク２０と放出タンク２１との間に介挿してあるバルブＶ
２，Ｖ３を開として、吸蔵タンク２０に６０℃の温水を
供給して充填した水素吸蔵合金に貯蔵してある高純度の
水素ガスを、発生させ、これを放出タンク２１に移送す
る。このとき、放出タンク２１内には水素ガス吸蔵のた
めに冷水（２０℃程度）を供給してこれを冷却する。本
発明の水素吸蔵合金容器は、このような吸蔵タンクとし
て使用できるが、放出タンクに使用することが最も好ま
しい。
【００１５】・始動運転プロセス（改質運転停止状態） この状態は、燃料改質器１８の停止時において、燃料電
池を起動させる時のプロセスである。このときは改質ガ
スが得られないので、上述した放出タンク２１に貯蔵し
た高純度の水素ガスを高速度で放出させることで対処す
る。そのために、燃料改質器１８から貯蔵タンク２０の
出口までのバルブＶ１，Ｖ２を閉じ、放出タンク２１か
ら燃料電池１９に向かうバルブＶ３，Ｖ４を開として、
該タンク内に６０℃程度の温水を供給して、吸蔵室内に
充填した水素吸蔵合金から水素を発生させ、この水素を
燃料電池１９に供給する。そして、燃料電池システムが
起動し、前記燃料改質器１８の運転が再開された後は、
先の定常運転プロセスに戻ることになる。本発明の水素
吸蔵合金容器はこの放出タンクとして好適に使用され
る。
池を起動させる時のプロセスである。このときは改質ガ
スが得られないので、上述した放出タンク２１に貯蔵し
た高純度の水素ガスを高速度で放出させることで対処す
る。そのために、燃料改質器１８から貯蔵タンク２０の
出口までのバルブＶ１，Ｖ２を閉じ、放出タンク２１か
ら燃料電池１９に向かうバルブＶ３，Ｖ４を開として、
該タンク内に６０℃程度の温水を供給して、吸蔵室内に
充填した水素吸蔵合金から水素を発生させ、この水素を
燃料電池１９に供給する。そして、燃料電池システムが
起動し、前記燃料改質器１８の運転が再開された後は、
先の定常運転プロセスに戻ることになる。本発明の水素
吸蔵合金容器はこの放出タンクとして好適に使用され
る。
【００１６】すなわち、燃料電池の始動時には、急速に
水素を放出タンクから放出させる必要があり、このよう
な場合には、バッテリーから水素吸蔵合金シートに通電
加熱して急速に水素を放出させ、また、追い越しなどを
行う際の高負荷時には、不足の水素を前記水素吸蔵合金
容器から一時的に放出して、改質器からの水素を補うよ
うにすることができる。
水素を放出タンクから放出させる必要があり、このよう
な場合には、バッテリーから水素吸蔵合金シートに通電
加熱して急速に水素を放出させ、また、追い越しなどを
行う際の高負荷時には、不足の水素を前記水素吸蔵合金
容器から一時的に放出して、改質器からの水素を補うよ
うにすることができる。
【００１７】
【発明の効果】上述の如く、本発明における水素吸蔵合
金収納容器は、水素吸蔵合金粉末と電気抵抗発熱材料か
らなる金属多孔質体とを併用した特定構造からなるもの
であり、燃料電池や水素エンジン等の始動時または加速
時等の高負荷時に貯蔵容器から水素を急速に供給するこ
とができる。
金収納容器は、水素吸蔵合金粉末と電気抵抗発熱材料か
らなる金属多孔質体とを併用した特定構造からなるもの
であり、燃料電池や水素エンジン等の始動時または加速
時等の高負荷時に貯蔵容器から水素を急速に供給するこ
とができる。
【図１】本発明における水素吸蔵合金シートを巻回積層
する状態を説明するための図である。
する状態を説明するための図である。
【図２】本発明の水素吸蔵合金収納容器の一例を示す側
面透視図である。
面透視図である。
【図３】本発明の水素吸蔵合金収納容器の他の一例を示
す側面透視図である。
す側面透視図である。
【図４】本発明における平板状の水素吸蔵合金シートの
積層状態を説明するための図である。
積層状態を説明するための図である。
【図５】本発明における水素吸蔵合金シートにハニカム
ヒータを外装した水素吸蔵合金収納容器の一例を示す図
である。
ヒータを外装した水素吸蔵合金収納容器の一例を示す図
である。
【図６】燃料電池システムのフローを示す説明図であ
る。
る。
【図７】燃料電池システムに本発明容器を用いたときの
作動を説明するための図である。
作動を説明するための図である。
１，１ａ： 水素吸蔵合金シート １ｂ： 絶縁シート ２： 接続端子 ３，３’： ガス入り口，出口 ４： 円筒状タンク ５，５’： パイプ ６： 方形密閉容器 ７，７’： ガス導入管，放出管 ８，８’： ヘッダー ９，９’： 熱媒入り口，出口 １０： 平板状の水素吸蔵合金シート １１： 熱媒用管 １２： 角形密閉容器 １３： ガス導入管，放出管 １４： 水素吸蔵合金シート １５： ハニカムヒーター １６： 円筒状容器 １８： 燃料改質器 １９： 燃料電池 ２０： 水素吸蔵タンク ２１： 水素放出タンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋昌志 茨城県つくば市東光台５丁目９番地６ 日 本重化学工業株式会社筑波研究所内 (72)発明者 木崎滋和 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 縫谷芳雄 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3E072 AA00 4G040 AA33 AA43 5H027 AA02 BA01 BA14 BA16 MM08 MM21
Claims (12)
- 【請求項１】 水素ガス出入口を備え、前記ガス出入口
から水素を導入して容器内の水素吸蔵合金に前記水素を
吸蔵させ、吸蔵させた水素を水素ガス出入口から放出さ
せる水素吸蔵合金収納容器において、前記水素吸蔵合金
収納容器内には、シート状の電気抵抗発熱材料からなる
金属多孔質体に水素吸蔵合金粉末を充填又は塗布した水
素吸蔵合金シートが積層収納されてなることを特徴とす
る急速放出可能な水素吸蔵合金収納容器。 - 【請求項２】 上記水素吸蔵合金シートは、巻回されて
上記容器に収納されていることを特徴とする請求項１に
記載の水素吸蔵合金収納容器。 - 【請求項３】 上記巻回して収納された水素吸蔵合金シ
ートは、巻回されて円筒状タンクに収納されおり、該タ
ンクは、ガス入り口と出口とを有し、かつガスヘッダー
を備えた密閉容器内に上下のガスヘッダーに連結されて
複数個並設されていると共に、密閉容器内の空隙部には
熱媒体を流入するように形成されていることを特徴とす
る請求項2 に記載の水素吸蔵合金収納容器。 - 【請求項４】 上記水素吸蔵合金シートは、長手方向に
分割されて、その分割体が長手方向に複数個直列して上
記円筒状タンク内に収納されてなることを特徴とする請
求項１〜３のいずれか一項に記載の水素吸蔵合金収納容
器。 - 【請求項５】 上記水素吸蔵合金シートは、平板状のシ
ートを複数枚積層して上記容器に収納されていることを
特徴とする請求項１に記載の水素吸蔵合金収納容器。 - 【請求項６】 水素ガス出入口を備え、前記ガス出入口
から水素を導入して容器内の水素吸蔵合金に前記水素を
吸蔵させ、吸蔵させた水素を水素ガス出入口から放出さ
せる水素吸蔵合金収納容器において、該水素吸蔵合金容
器内には、水素吸蔵合金粉末を充填した水素吸蔵合金シ
ートと該シート間に介装された電気抵抗発熱材料からな
る金属多孔質体が積層収納されてなることを特徴とする
急速放出可能な水素吸蔵合金収納容器。 - 【請求項７】 上記水素吸蔵合金シートと金属多孔体
は、重ね合わされて、かつ、巻回されて上記容器に収納
されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一
項に記載の水素吸蔵合金収納容器。 - 【請求項８】 上記水素吸蔵合金シートと金属多孔体
は、円筒状タンクに収納されて上記容器に収納されてい
ることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載
の水素吸蔵合金容器。 - 【請求項９】 上記水素吸蔵合金シートと金属多孔体
は、長手方向に分割されて、その分割体が長手方向に複
数個直列して上記円筒状タンク内に収納されてなること
を特徴とする請求項４〜８のいずれか一項に記載の水素
吸蔵合金収納容器。 - 【請求項１０】 上記水素吸蔵合金シートは、平板状の
シートを複数枚積層して上記容器に収納され、該シート
間に電気抵抗発熱材料からなる金属多孔体が介装されて
いることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記
載の水素吸蔵合金収納容器。 - 【請求項１１】 水素ガス出入口を備え、前記ガス出入
口から水素を導入して容器内の水素吸蔵合金に前記水素
を吸蔵させ、吸蔵させた水素を水素ガス出入口から放出
させるタイプの水素吸蔵合金収納容器において、前記水
素吸蔵合金容器内には、水素吸蔵合金粉末を充填した水
素吸蔵合金シートと該シートに外装されたハニカムヒー
ターとが積層収納されてなることを特徴とする急速放出
可能な水素吸蔵合金収納容器。 - 【請求項１２】 上記水素吸蔵合金収納容器は、燃料改
質装置の運転中に精製する改質ガスに含まれる水素を選
択的に吸蔵し、吸蔵した水素を燃料電池に供給するため
の水素供給容器として用いられることを特徴とする請求
項１〜１１のいずれか一項に記載の水素吸蔵合金収納容
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000108185A JP4663845B2 (ja) | 2000-04-10 | 2000-04-10 | 急速放出可能な水素吸蔵合金収納容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000108185A JP4663845B2 (ja) | 2000-04-10 | 2000-04-10 | 急速放出可能な水素吸蔵合金収納容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001289396A true JP2001289396A (ja) | 2001-10-19 |
| JP4663845B2 JP4663845B2 (ja) | 2011-04-06 |
Family
ID=18621077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000108185A Expired - Fee Related JP4663845B2 (ja) | 2000-04-10 | 2000-04-10 | 急速放出可能な水素吸蔵合金収納容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4663845B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010084783A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 水素貯蔵容器 |
| KR20200018596A (ko) * | 2017-06-15 | 2020-02-19 | 가부시키가이샤 클린 플래닛 | 발열 장치 및 발열 방법 |
| EP3896364A4 (en) * | 2018-12-11 | 2022-08-31 | Clean Planet Inc. | HEAT CONSUMPTION SYSTEM AND HEAT GENERATION DEVICE |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS55126199A (en) * | 1979-03-23 | 1980-09-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Hydrogen storage container |
| JPS58121566A (ja) * | 1982-01-13 | 1983-07-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素燃料電池 |
| JPS6145200A (ja) * | 1984-08-10 | 1986-03-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 水素貯蔵装置 |
| JPS6272502A (ja) * | 1985-09-25 | 1987-04-03 | Yazaki Corp | 水素分離器 |
| JPS6379701A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素吸蔵合金を用いた成形体の動作方法 |
| JPH06103995A (ja) * | 1992-09-22 | 1994-04-15 | Toshiba Corp | 燃料電池発電プラント |
| JPH08296798A (ja) * | 1995-04-25 | 1996-11-12 | Agency Of Ind Science & Technol | 水素貯蔵装置 |
-
2000
- 2000-04-10 JP JP2000108185A patent/JP4663845B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR20200018596A (ko) * | 2017-06-15 | 2020-02-19 | 가부시키가이샤 클린 플래닛 | 발열 장치 및 발열 방법 |
| KR102355307B1 (ko) * | 2017-06-15 | 2022-01-24 | 가부시키가이샤 클린 플래닛 | 발열 장치 및 발열 방법 |
| US11971199B2 (en) | 2017-06-15 | 2024-04-30 | Clean Planet Inc. | Heat generating device and method for generating heat |
| EP3896364A4 (en) * | 2018-12-11 | 2022-08-31 | Clean Planet Inc. | HEAT CONSUMPTION SYSTEM AND HEAT GENERATION DEVICE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4663845B2 (ja) | 2011-04-06 |
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