JP2002098009A

JP2002098009A - 車両走行機構およびそれを搭載した車両

Info

Publication number: JP2002098009A
Application number: JP2000294363A
Authority: JP
Inventors: Masao Ichikawa; 政夫市川; Katsutoshi Nozaki; 勝敏野崎
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-09-27
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2002-04-05

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料である水素ガスを容易かつ簡便に、しか
も、安定して得ることができ、ＮＯ_XやＳＯ_X、炭化水素
ガス、ＣＯ₂等を排出することのない車両走行機構およ
びそれを搭載した車両を提供する。【解決手段】車両走行機構１０は、電解セルスタック１
２を有する電気分解システム１４と、燃料電池１６と、
プロペラシャフト（回転軸）８２を有するモータ１８と
を備える。コンセント３８から供給された交流電力は、
Ｄ／Ａ変換器４２にて直流電力に変換された後、電解セ
ルスタック１２を構成する電解セル２６に供給される。
その結果、電解用容器２０内の純水ＰＷが電解セルスタ
ック１２により電気分解されて水素ガスおよび酸素ガス
が発生し、これら水素ガスおよび酸素ガスが燃料電池１
６に供給される。これに伴い燃料電池１６がモータ１８
を付勢することによりプロペラシャフト８２が回転動作
し、最終的にドライブシャフトに取り付けられたタイヤ
が回転動作して自動車が走行するに至る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両走行機構およ
びそれを搭載した車両に関し、一層詳細には、電気分解
手段が水を電気分解することにより生成された水素を燃
料として付勢される回転駆動源を備える車両走行機構お
よびそれを搭載した車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境保護の観点から、温暖化ガス
であるＮＯ_XやＳＯ_X、ＣＯ₂、炭化水素ガス等の排出量
が著しく少ない自動車や二輪車、いわゆるエコカーが着
目されている。特に、充放電可能なバッテリまたは電気
２重層コンデンサを動力源として走行する電気自動車
は、上記各ガスを全く排出しないことから、実用化に向
けての検討が盛んに行われている。しかしながら、電気
自動車には、走行距離が短くかつ１回当たりの充電に長
時間を要してしまうという欠点を有しており、このため
に広汎に普及するには至っていない。

【０００３】別の種類のエコカーとしては、燃料電池を
搭載する燃料電池車が提案されている。燃料電池車と
は、燃料電池のアノード側電極に水素含有ガスを供給す
るとともにカソード側電極に酸素含有ガスを供給し、両
ガス中の水素と酸素とが結合して水を生成する際に発生
する熱量（化学的エネルギ）を、ドライブシャフトを駆
動するための機械的エネルギに変換して走行するもので
ある。

【０００４】また別の種類のエコカーとしては、ガソリ
ン以外の可燃物、例えば、プロパンガスや天然ガス、あ
るいは水素等を燃料として走行する非ガソリン燃料車等
が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】燃料電池車において
は、酸素含有ガスとして空気を使用し、一方、水素含有
ガスとして、ガソリンやメタノール等の液体状炭化水
素、あるいは天然ガス等の炭化水素ガスを改質すること
により得られた改質ガスを使用することが考えられてい
る。この場合、液体状炭化水素あるいは気体状炭化水素
を水素含有ガスに改質する改質器は、車両に搭載される
かまたは水素含有ガス供給設備を備える供給店舗に設置
される。

【０００６】しかしながら、上記したような改質ガスを
水素含有ガスとする場合、結局、炭化水素ガスやＣＯ₂
が少なからず排出されてしまうという不具合がある。換
言すれば、炭化水素ガスやＣＯ₂の排出量を０とするた
めには、燃料電池のアノード側電極に水素ガスを供給す
ればよい。

【０００７】そこで、水素ガス供給設備を備える供給店
舗を建設することが想起される。しかしながら、この場
合、供給店舗を建設するために高額の設備投資費が必要
になってしまうという不具合が惹起される。

【０００８】この不具合を解決するためには、特開平７
−９９７０７号公報に記載されているように、水を電気
分解する電気分解手段を車両に搭載し、この電気分解に
より生成された水素ガスを燃料電池のアノード側電極に
供給することが想起される。この場合、供給店舗を建設
することもなく、しかも、純水な水素ガスを供給するこ
とができるので、炭化水素ガスやＣＯ₂の排出量を０と
することができるからである。

【０００９】しかしながら、特開平７−９９７０７号公
報で提案された車両用燃料電池システムは、電気分解手
段を付勢する電源として太陽電池が採用されている。周
知のように、太陽電池は、昼間と夜間、または晴天時と
雨天時とでは発電効率が大きく異なる。すなわち、この
場合、水素ガスの生成量が時間帯や天候により変化する
ので、水素ガスを安定して得ることができないという不
都合がある。

【００１０】本発明は上記した問題を解決するためにな
されたもので、容易かつ簡便に、しかも、時間帯や天候
に依存することなく安定して水素ガスを得ることができ
るとともに、ＮＯ_XやＳＯ_X、炭化水素ガス、ＣＯ₂等を
排出することのない車両走行機構およびそれを搭載した
車両を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、車両を走行させるための車両走行機構
であって、水を電気分解する電気分解手段と、前記電気
分解により生成された水素ガスを燃料として付勢される
回転駆動源と、前記回転駆動源が付勢されることに伴い
回転動作する回転軸とを備え、前記電気分解手段は、外
部電源から供給された電力により付勢されることを特徴
とする。なお、本発明においていう車両には、四輪自動
車のみならず、原動機付自転車や自動二輪車等の車両も
含まれる。

【００１２】本発明によれば、電気分解手段が水を電気
分解することによって、燃料としての水素ガスが製造さ
れる。すなわち、液体状炭化水素や炭化水素ガスを改質
することなく燃料を得ることができる。このため、ＮＯ
_XやＳＯ_X、炭化水素ガス、ＣＯ₂等を排出することなく
車両を走行させることができる。

【００１３】また、前記電気分解手段は、外部電源から
電力が供給されることにより付勢されるので、運転者が
容易かつ簡便に燃料（水素ガス）を得ることができる。
しかも、太陽電池を電源とする場合のように、時間帯や
天候に依存して水素ガスおよび酸素ガスの発生量が変化
することもない。

【００１４】なお、回転駆動源の好適な例としては、内
燃機関または燃料電池を挙げることができる。

【００１５】回転駆動源が燃料電池である場合、前記電
気分解により生成された酸素ガスを該燃料電池のカソー
ド側電極に供給することが好ましい。これにより空気を
圧縮して燃料電池のカソード側電極に供給するような供
給機構が不要となるので、車両走行機構の設置スペース
を狭小化することができ、結局、車両の総重量も小さく
することができる。しかも、燃料電池の発電効率が向上
する。

【００１６】また、電気分解手段は、容器内で水中に浸
漬させることが好ましい。この場合、水の電気分解が行
われる際に、電気分解手段の外部から作用する圧力と該
電気分解手段の内部圧力とが略同等となる。このため、
該電気分解手段への機械的負荷が著しく低減するので、
電気分解手段の耐久性を向上することができる。

【００１７】前記電気分解により生成された水素ガス
は、水素吸蔵合金内に貯留するようにしてもよい。この
場合、水素吸蔵合金が著しく多量の水素ガスを吸蔵する
ので、形状が大なる水素貯留用容器が不要となる。した
がって、車両走行機構の設置スペースを狭小化できる。

【００１８】また、本発明は、上記したような車両走行
機構を搭載したことを特徴とする。すなわち、本発明に
係る車両は、ＮＯ_XやＳＯ_X、炭化水素ガス、ＣＯ₂等を
排出することなく走行することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る車両走行機構
につきそれを搭載した自動車との関係で好適な実施の形
態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

【００２０】本発明の第１実施形態に係る車両走行機構
１０の概略構成図を図１に示す。この車両走行機構１０
は、純水ＰＷを電気分解する電解セルスタック（電気分
解手段）１２を有する電気分解システム１４と、燃料電
池１６と、該燃料電池１６にリード線１７ａ、１７ｂを
介して電気的に接続されたモータ１８とを備え、これら
は全て図示しない自動車車体に搭載されている。

【００２１】電気分解システム１４は、電解セルスタッ
ク１２および純水ＰＷを収容する電解用容器２０を有
し、電解セルスタック１２は、電解用容器２０内で純水
ＰＷ中に浸漬されている。また、電気分解システム１４
は、純水ＰＷが電気分解されることに伴い生成される水
素ガスまたは酸素ガスをそれぞれ貯留するための水素貯
留用容器２２および酸素貯留用容器２３とを有する。両
容器２２、２３には、バルブ２４ａ、２４ｂが介装され
た導入管２５ａ、２５ｂがそれぞれ連結されている。そ
して、電解用容器２０は、水素貯留用容器２２の内部に
配置されている。

【００２２】電解セルスタック１２は、図２に示される
電解セル２６が所定の数だけ互いに電気的に接続される
ことにより構成されている。この電解セル２６は、図２
から諒解されるように、陽極側電極板２８と、陰極側電
極板３０と、一端面に電極触媒層３２ａ、３２ｂがそれ
ぞれ積層された１対の給電体層３４ａ、３４ｂと、該１
対の給電体層３４ａ、３４ｂの間に介装された固体高分
子電解質膜３６とを備える。以上の構成において、電極
触媒層３２ａ、３２ｂは固体高分子電解質膜３６を介し
て互いに対向している。そして、陽極側電極板２８およ
び陰極側電極板３０は、給電体層３４ａ、３４ｂの外側
にそれぞれ配置されている。

【００２３】陽極側電極板２８および陰極側電極板３０
には、図示しない一般商用交流電源の端子に接続される
コンセント３８がリード線４０、Ｄ／Ａ変換器４２およ
びリード線４３ａ、４３ｂを介して電気的に接続されて
いる（図１参照）。すなわち、一般商用交流電源からコ
ンセント３８を介して供給された交流電力は、Ｄ／Ａ変
換器４２にて直流電力に変換された後、各電解セル２６
の陽極側電極板２８および陰極側電極板３０に供給され
る。陽極側電極板２８および陰極側電極板３０に直流電
力が供給されることにより、後述するように、電解セル
スタック１２にて純水ＰＷの電気分解が遂行される。

【００２４】なお、陽極側電極板２８には、給電体層３
４ａに純水ＰＷを供給するための供給用流路４４と、未
反応の純水ＰＷおよび生成された酸素ガスを排出するた
めの排出用流路４６とが設けられており、一方、陰極側
電極板３０には、生成された水素ガスを排出するための
排出用流路４８が設けられている（図２参照）。このう
ち、排出用流路４６は、送気管５０を介して酸素貯留用
容器２３の内部に連通されている（図１参照）。この送
気管５０には、酸素ガスに同伴されて排出された未反応
の純水ＰＷを除去するための除湿器５２が介装されてい
る。

【００２５】電解用容器２０の上方には図示しない開口
が設けられており、排出用流路４８から排出された水素
ガスは、この開口を介して電解用容器２０の外部へと排
出された後に水素貯留用容器２２内に貯留される。

【００２６】水素貯留用容器２２および酸素貯留用容器
２３の内部は、送気管５４ａ、５４ｂを介して燃料電池
１６の内部とそれぞれ相互に連通されている。すなわ
ち、水素貯留用容器２２に貯留された水素ガスおよび酸
素貯留用容器２３に貯留された酸素ガスは、送気管５４
ａ、５４ｂを介して燃料電池１６の内部に供給される。
なお、送気管５４ａ、５４ｂには、リリーフ弁５６ａ、
５６ｂがそれぞれ介装されている。これらリリーフ弁５
６ａ、５６ｂは、図示しない圧力制御機構（ＰＩＣ）の
制御下に開閉される。

【００２７】燃料電池１６は、図３に示す発電セル５８
を備える。この発電セル５８は、アノード側電極６０、
カソード側電極６２および両電極６０、６２の間に介装
された固体高分子電解質膜６４で構成される電解質・電
極接合体６６を有する。このうち、アノード側電極６０
およびカソード側電極６２は、カーボンクロス等からな
るガス拡散層６８ａ、６８ｂと、白金合金が表面に担持
された多孔質カーボン粒子等が該ガス拡散層６８ａ、６
８ｂの表面に一様に積層されてなる電極触媒層７０ａ、
７０ｂとで構成されている。

【００２８】発電セル５８は、電解質・電極接合体６６
が１対のセパレータ７２ａ、７２ｂの間に介装されるこ
とにより構成される。このような構成において、固体高
分子電解質膜６４には、アノード側電極６０およびカソ
ード側電極６２の電極触媒層７０ａ、７０ｂが当接して
いる。

【００２９】このように構成された発電セル５８は、通
常、所定の数だけ電気的に直列接続される。そして、各
発電セル５８のアノード側電極６０またはカソード側電
極６２に電気的に接続された集電用電極７４ａ、７４ｂ
が両端に位置する発電セル５８に取り付けられ、さら
に、該集電用電極７４ａ、７４ｂの外側にエンドプレー
ト７６ａ、７６ｂが取り付けられることにより燃料電池
スタック（図示せず）が構成され、この燃料電池スタッ
クが容器内に収容されることにより燃料電池１６（図１
参照）が構成されている。なお、前記燃料電池スタック
においては、発電セル５８同士の間にセパレータ７２
ａ、７２ｂが介装され、これにより発電セル５８同士が
短絡することが防止される。

【００３０】勿論、図３に示す発電セル５８単体を容器
内に収容して燃料電池１６としてもよい。

【００３１】エンドプレート７６ａ、７６ｂは、図示し
ないボルトにより互いに連結されている。また、セパレ
ータ７２ａ、７２ｂには、それぞれ、アノード側電極６
０またはカソード側電極６２に供給される水素ガスまた
は酸素ガスや、燃料電池１６の容器外へと排出される未
反応ガスの流路であるガス流路７８ａ、７８ｂがそれぞ
れ形成されている（図３参照）。

【００３２】燃料電池１６からは、該燃料電池１６内で
水素ガスと酸素ガスとが結合することにより生成された
水蒸気や未反応の水素ガスおよび酸素ガスを排出するた
めの排出管８０が突出している（図１参照）。

【００３３】また、燃料電池スタックのアノード側電極
６０およびカソード側電極６２は、モータ１８に電気的
に接続されている。すなわち、このモータ１８は、燃料
電池１６から電力を供給されることにより付勢され、プ
ロペラシャフト（回転軸）８２を回転動作させる。この
ことから諒解されるように、燃料電池１６は、モータ１
８を介してプロペラシャフト８２を回転動作させる回転
駆動源である。

【００３４】勿論、プロペラシャフト８２には、ファイ
ナルドライブおよびデファレンシャルギア（ともに図示
せず）を介して図示しないドライブシャフトが連結され
ている。したがって、プロペラシャフト８２が回転動作
することに伴い、最終的に前記ドライブシャフトに取り
付けられた図示しないタイヤが回転動作する。

【００３５】第１実施形態に係る車両走行機構１０は基
本的には以上のように構成されるものであり、次に、そ
の作用について説明する。

【００３６】電解セルスタック１２により純水ＰＷの電
気分解を行うためには、まず、一般商用交流電源の端子
にコンセント３８を差し込む。これにより交流電力がリ
ード線４０を介してＤ／Ａ変換器４２に供給され、該Ｄ
／Ａ変換器４２にて直流電力に変換された後、この直流
電力が各電解セル２６の陽極側電極板２８および陰極側
電極板３０に供給される。

【００３７】電解用容器２０内の純水ＰＷは、陽極側電
極板２８に設けられた供給用流路４４を介して陽極側電
極板２８側の給電体層３４ａに到達し、電極触媒層３２
ａの触媒作用下に、以下の反応式（１）に示されるよう
に電気的に分解される。

【００３８】２Ｈ₂Ｏ→４Ｈ⁺＋Ｏ₂＋４ｅ …（１）なお、反応式（１）において、ｅは電子を表す。以下に
おいても同様である。

【００３９】このように純水の電気分解が行われる際、
電解セルスタック１２が純水ＰＷ中に浸漬されているの
で、該電解セルスタック１２の外部から作用する圧力
と、該電解セルスタック１２の内部圧力とが略同等とな
る。このため、電解セルスタック１２を大気中に設置し
て該電解セルスタック１２の内部に純水ＰＷを供給する
場合に比して固体高分子電解質膜３６への機械的負荷が
低減する。したがって、電解セルスタック１２の耐久性
を向上することができる。

【００４０】反応式（１）により生成された水素イオン
は、固体高分子電解質膜３６内を伝導して陰極側電極板
３０側の給電体層３４ｂへ移動する。この間、電子は、
一般商用交流電源を介して陰極側電極板３０に移動す
る。そして、水素イオンおよび電子は、陰極側電極板３
０側の電極触媒層３２ｂにて以下の反応式（２）に示さ
れるように結合し、水素ガスを生成する。

【００４１】４Ｈ⁺＋４ｅ→２Ｈ₂ …（２）この電気分解は、一般商用交流電源を使用して行うの
で、太陽電池を使用する場合のように時間帯や天候に依
存して分解率が変化することはない。すなわち、必要量
の水素ガスおよび酸素ガスを常時安定して得ることがで
きる。

【００４２】上記のようにして生成された水素ガスは、
陰極側電極板３０に設けられた排出用流路４８および電
解用容器２０に設けられた開口を介して水素貯留用容器
２２内に導出される。

【００４３】一方、反応式（１）において生成された酸
素ガスは、陽極側電極板２８に設けられた排出用流路４
６を介して、未反応の純水ＰＷとともに送気管５０へと
導出される。すなわち、この時点では、酸素ガスは純水
ＰＷを含む湿潤ガスである。そして、除湿器５２にて純
水ＰＷが除去されることにより乾性ガスとなった状態で
酸素貯留用容器２３に貯留される。

【００４４】勿論、このようにして水素ガスおよび酸素
ガスの貯留が行われる間、リリーフ弁５６ａ、５６ｂは
前記ＰＩＣの制御作用下に閉止されている。そして、水
素貯留用容器２２および酸素貯留用容器２３内の圧力
は、自動車運転席に設けられた図示しない圧力指示計に
指示される。

【００４５】作業者は、この圧力指示計により水素貯留
用容器２２および酸素貯留用容器２３内の圧力がそれぞ
れ所定値に達したことを認識した場合、一般商用交流電
源からコンセント３８を引き抜いて電解セルスタック１
２の付勢を停止し、水の電気分解を終了するようにすれ
ばよい。

【００４６】自動車が運転される際には、前記ＰＩＣの
制御作用下にリリーフ弁５６ａ、５６ｂが開放される。
この開放により、送気管５４ａ、５４ｂおよび発電セル
５８のセパレータ７２ａに設けられたガス流路７８ａを
介して燃料電池スタックのアノード側電極６０およびカ
ソード側電極６２に水素ガスおよび酸素ガスがそれぞれ
供給される。

【００４７】アノード側電極６０に供給された水素ガス
は、ガス拡散層６８ａを介して電極触媒層７０ａに到達
する。一方、カソード側電極６２に供給された酸素ガス
も同様に、ガス拡散層６８ｂを介して電極触媒層７０ｂ
に到達する。なお、アノード側電極６０またはカソード
側電極６２に供給されることなくガス流路７８ａ、７８
ｂを通過した水素ガスまたは酸素ガスは、該ガス流路７
８ａ、７８ｂに連通する排出管８０を介して燃料電池１
６の外部へと排出される。

【００４８】そして、アノード側電極６０において、水
素ガスが以下の反応式（３）に示されるように電離し、
その結果、水素イオンおよび電子が生成する。

【００４９】２Ｈ₂→４Ｈ⁺＋４ｅ …（３）このうち、水素イオンは、固体高分子電解質膜６４を介
してカソード側電極６２の電極触媒層７０ａへ移動す
る。一方、電子は、アノード側電極６０およびカソード
側電極６２に電気的に接続されたモータ１８に取り出さ
れ、該モータ１８を付勢するための直流の電気エネルギ
として利用された後、カソード側電極６２へと至る。

【００５０】そして、カソード側電極６２の電極触媒層
７０ｂに移動した水素イオンおよびモータ１８を介して
カソード側電極６２に到達した電子は、該カソード側電
極６２に供給されてガス拡散層６８ｂを通過した酸素ガ
スと以下の反応式（４）に示されるように結合する。

【００５１】Ｏ₂＋４Ｈ⁺＋４ｅ→２Ｈ₂Ｏ …（４）すなわち、水蒸気が生成する。この水蒸気は、セパレー
タ７２ｂのガス流路７８ｂを介して未反応の酸素ガスと
ともに排出管８０へと速やかに排出される。

【００５２】以上から諒解されるように、第１実施形態
に係る車両走行機構１０においては、高純度の水素ガス
が燃料電池スタックのアノード側電極６０に供給され
る。すなわち、液体状炭化水素や炭化水素ガスが改質さ
れた改質ガスを使用することなく燃料電池１６を付勢す
ることができる。このため、ＮＯ_XやＳＯ_X、炭化水素ガ
ス、ＣＯ₂等の温暖化ガスを排出することはない。

【００５３】また、純水ＰＷが電気分解されることによ
り生成された酸素ガスが燃料電池スタックのカソード側
電極６２に供給されるので、空気を圧縮して燃料電池の
カソード側電極に供給するような供給機構を自動車車体
に搭載する必要がない。すなわち、車両走行機構１０の
設置スペースを狭小化することができる。

【００５４】しかも、この場合、酸素ガスがカソード側
電極６２に供給されるので、同体積の空気がカソード側
電極６２に供給される場合に比して燃料電池１６の発電
効率が向上する。

【００５５】上記したようにモータ１８に直流電力が供
給されることにより該モータ１８が付勢され、これに伴
って該モータ１８が有するプロペラシャフト８２が回転
動作する。この回転駆動力は、前記ファイナルドライブ
および前記デファレンシャルギアを介して前記ドライブ
シャフトに伝達され、その結果、該ドライブシャフトに
取り付けられた前記タイヤが回転動作する。すなわち、
自動車が走行するに至る。

【００５６】走行中に運転者がブレーキペダルを踏んだ
場合、モータ１８は、発電機として機能する。この際に
発生する回生電力によっても電解セルスタック１２が付
勢されて純水ＰＷの電気分解が遂行される。

【００５７】自動車が走行することに伴い、水素貯留用
容器２２または酸素貯留用容器２３にそれぞれ貯留され
た水素ガスおよび酸素ガスの量が減少し、したがって、
両容器内の圧力が低下する。この圧力は、前記圧力指示
計に指示される。

【００５８】運転者は、この圧力指示計により水素貯留
用容器２２および酸素貯留用容器２３内の圧力がそれぞ
れ所定値以下に低下したことを認識した場合、自動車を
停止した後、燃料電池１６とモータ１８とを電気的に切
断して、コンセント３８を一般商用交流電源に差し込め
ばよい。これにより、上記した水の電気分解が再度遂行
される。この際、純水ＰＷの量が不足しているようであ
れば、電解用容器２０に純水ＰＷを供給すればよい。ま
たは、バルブ２４ａ、２４ｂを開放した後、導入管２５
ａ、２５ｂを介して水素貯留用容器２２および酸素貯留
用容器２３に水素ガスおよび酸素ガスをそれぞれ充填し
てもよい。

【００５９】勿論、燃料電池１６とモータ１８とが電気
的に切断された際、リリーフ弁５６ａ、５６ｂは、前記
ＰＩＣの制御作用下に閉止される。

【００６０】このように、第１実施形態に係る車両走行
機構１０によれば、水を電気分解する電気分解手段が自
動車に搭載されており、かつ該電気分解手段が一般商用
交流電源により容易に付勢されるので、運転者が自分自
身で容易かつ簡便に燃料である水素ガスおよび酸素ガス
を得ることができる。したがって、水素ガス供給設備を
備える供給店舗等を必要としない。このため、該車両走
行機構１０を搭載した自動車を走行させるに際しては、
いわゆるインフラ不足の状況下であっても、燃料（水素
ガス）を供給することができなくなるという懸念がな
い。

【００６１】次に、本発明の第２実施形態に係る車両走
行機構１００につき図４を参照して説明する。なお、図
１〜図３に示される構成要素に対応する構成要素につい
ては同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略す
る。

【００６２】図４に示される車両走行機構１００におい
ては、電解用容器２０は露呈しており、かつ水素貯留用
容器２２内には図示しない水素吸蔵合金が収容されてい
る。そして、電解用容器２０と水素貯留用容器２２とは
送気管１０２により相互に連通されており、該送気管１
０２には、純水ＰＷが電気分解されることにより生成さ
れた水素ガス中に含まれる水分や酸素ガス分を除去する
精製器１０４が介装されている。

【００６３】水素貯留用容器２２の近傍には、ヒータ１
０６が配置されている。すなわち、水素貯留用容器２２
内の水素吸蔵合金は、ヒータ１０６で加熱されることに
より昇温される。

【００６４】第２実施形態に係る車両走行機構１００の
残余の構成は、第１実施形態に係る車両走行機構１０の
構成と同様である。

【００６５】この場合、電解セルスタック１２の作用下
に純水ＰＷが電気分解されて生成された水素ガスは、精
製器１０４により精製された後、水素貯留用容器２２内
に導入される。

【００６６】この際、ヒータ１０６は付勢されておら
ず、したがって、水素吸蔵合金は常温である。このよう
な状態においては、水素吸蔵合金は水素ガスを吸収す
る。周知のように水素吸蔵合金は著しく大量の水素ガス
を吸収することができ、したがって、水素貯留用容器２
２を比較的小容積にすることができる。すなわち、車両
走行機構１００を自動車に搭載する際には、該車両走行
機構１００の設置スペースを狭小にすることができる。

【００６７】燃料電池１６を付勢して自動車を走行する
際には、ヒータ１０６を付勢して水素貯留用容器２２内
の水素吸蔵合金を昇温する。これにより、水素吸蔵合金
は吸収した水素ガスを放出し始める。この水素ガスを燃
料電池スタックのアノード側電極６０に供給し、かつ酸
素貯留用容器２３に貯留された酸素ガスをカソード側電
極６２に供給することにより、上記と同様にして自動車
が走行するに至る。

【００６８】なお、上記した実施形態においては、電源
として一般商用交流電源を例示したが、電池であっても
よい。この場合、Ｄ／Ａ変換器４２は不要である。

【００６９】また、燃料電池１６から排出された水を電
解用容器２０に供給することが好ましい。これにより、
電解用容器２０内に純水ＰＷを供給する頻度が低減する
からである。同様に、燃料電池１６において反応するこ
となく排出された水素ガスまたは酸素ガスが水素貯留用
容器２２または酸素貯留用容器２３にそれぞれ供給され
るようにすることが好ましい。この場合、排出管８０に
水蒸気と酸素ガスとを分離する気液分離器を介装し、水
蒸気と酸素とを分離するようにすればよい。

【００７０】さらに、車両走行機構１０、１００を搭載
する車両として自動車を例示したが、原動機付自転車や
自動二輪車等、その他の車両であってもよい。

【００７１】さらにまた、第１および第２実施形態で
は、プロペラシャフト８２の回転駆動源として燃料電池
１６を採用し、純水ＰＷが電気分解されることにより生
成された水素ガスを該燃料電池１６に供給するようにし
ているが、内燃機関が水素ガスを燃料として付勢するこ
とが可能なもの、すなわち、いわゆる水素エンジンであ
れば、この内燃機関に水素ガスを供給するようにしても
よい。この場合、内燃機関自体がプロペラシャフト８２
を回転動作させる回転駆動源となるので、モータ１８は
特に必要としない。また、酸素ガスは、水素ガスが爆発
範囲となる分のみを内燃機関に供給し、残余は大気中に
排出するようにすればよい。

【００７２】勿論、この場合においても簡便かつ容易に
燃料である水素ガスを得ることができる。しかも、炭化
水素ガスを使用することなく内燃機関を付勢することが
できるので、炭化水素ガスやＣＯ₂が排出されることは
ない。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る車両
走行機構によれば、電気分解手段が水を電気分解するこ
とにより燃料である水素ガスを製造するようにしてい
る。このため、液体状炭化水素や炭化水素ガスを改質す
る必要がないので、温暖化ガスであるＮＯ_XやＳＯ_X、炭
化水素ガス、ＣＯ₂等を排出することなく車両を走行さ
せることができるという効果が達成される。

【００７４】また、前記電気分解手段は、電力が外部電
源から供給されることにより付勢されるので、インフラ
不足の状況下にあっても、運転者が容易かつ簡便に燃料
（水素ガス）を得ることができる。しかも、太陽電池を
電源とする場合のように、時間帯や天候に依存して水素
ガスおよび酸素ガスの発生量が変化することもない。

【００７５】そして、本発明に係る車両によれば、上記
した車両走行機構を搭載しているので、ＮＯ_XやＳＯ_X、
炭化水素ガス、ＣＯ₂等を排出することのないエコカー
とすることができるという効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る車両走行機構の概略構成図
である。

【図２】図１の車両走行機構が備える電解セルスタック
を構成する電解セルの要部拡大縦断面図である。

【図３】図１の車両走行機構が備える燃料電池を構成す
る発電セルの要部拡大縦断面図である。

【図４】第２実施形態に係る車両走行機構の概略構成図
である。

【符号の説明】

１０、１００…車両走行機構１２…電解セル
スタック１４…電気分解システム１６…燃料電池１８…モータ２０…電解用容
器２２…水素貯留用容器２３…酸素貯留
用容器２６…電解セル２８…陽極側電
極板３０…陰極側電極板３８…コンセン
ト４２…Ｄ／Ａ変換器５６ａ、５６ｂ
…リリーフ弁５８…発電セル６０…アノード
側電極６２…カソード側電極８２…プロペラ
シャフトＰＷ…純水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｋ 8/10 8/10 Ｂ６０Ｋ 9/00 ＣＦターム(参考） 3G092 AB09 4K021 AA01 BA02 CA05 DB53 DC01 DC03 5H026 AA06 CC03 5H027 AA06 BA11 BA14 BC01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両を走行させるための車両走行機構であ
って、水を電気分解する電気分解手段と、前記電気分解により生成された水素ガスを燃料として付
勢される回転駆動源と、前記回転駆動源が付勢されることに伴い回転動作する回
転軸と、を備え、前記電気分解手段は、外部電源から供給された電力によ
り付勢されることを特徴とする車両走行機構。
【請求項２】請求項１記載の車両走行機構において、前
記回転駆動源が内燃機関であることを特徴とする車両走
行機構。
【請求項３】請求項１記載の車両走行機構において、前
記回転駆動源が燃料電池であることを特徴とする車両走
行機構。
【請求項４】請求項３記載の車両走行機構において、前
記電気分解により生成された酸素ガスが前記燃料電池の
カソード側電極に供給されることを特徴とする車両走行
機構。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両
走行機構において、前記電気分解手段は容器内で水中に
浸漬されていることを特徴とする車両走行機構。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両
走行機構において、生成された水素ガスが水素吸蔵合金
内に貯留されることを特徴とする車両走行機構。
【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項に記載された
車両走行機構を搭載したことを特徴とする車両。