JP2002154801A - 水素貯蔵容器用通気材 - Google Patents
水素貯蔵容器用通気材Info
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- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水素貯蔵容器に用いられる通気材の通気性
を高めるとともに、容器に生じる応力蓄積を緩和する。 【解決手段】 水素貯蔵容器４に水素吸蔵合金ととも
に収容される通気材１であり、無機繊維の織布で筒体形
状に形成されている。筒穴が通気路２に割り当てられて
いる。 【効果】 製作工程および製作コストの削減が可能
で、低コストになる。また、通気性が良好で耐久性に優
れており、さらに水素吸蔵合金の膨張による水素吸蔵容
器への応力蓄積を緩和する効果がある。
を高めるとともに、容器に生じる応力蓄積を緩和する。 【解決手段】 水素貯蔵容器４に水素吸蔵合金ととも
に収容される通気材１であり、無機繊維の織布で筒体形
状に形成されている。筒穴が通気路２に割り当てられて
いる。 【効果】 製作工程および製作コストの削減が可能
で、低コストになる。また、通気性が良好で耐久性に優
れており、さらに水素吸蔵合金の膨張による水素吸蔵容
器への応力蓄積を緩和する効果がある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】水素を収容するとともに、所
望により外部へ取り出す水素貯蔵容器に用いられる通気
材に関するものである。
望により外部へ取り出す水素貯蔵容器に用いられる通気
材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水素吸蔵合金は、吸発熱を伴って水素ガ
スのみ吸放出反応を起こすので、この反応を利用したヒ
ートポンプ回収、精製、貯蔵・運搬等、各種のシステム
が提案されている。なお、水素吸蔵合金は、空気中の酸
素によって酸化すると水素を吸収しなくなる性質があ
り、また水素の吸放出には圧力差が必要とされるため、
水素吸蔵合金を密閉した容器に収める必要があり、ま
た、反応熱の回収や合金の加熱・冷却のために水素吸蔵
合金と加熱・冷却媒体との間で熱交換を行う構造が必要
である。容器への水素吸蔵合金の収容方法としては、例
えば図１０に示すように密閉室１０内に水素吸蔵合金を
収容するとともに、密閉室壁に一部を接したプレートフ
ィン１１を配置し、該密閉室１０の外壁には熱媒が移動
する媒体層１２を設ける。また、水素吸蔵合金で吸放出
される水素の移動を円滑に行うために、上記密閉室１０
内にシート状通気材１３を配置する。該通気材１３は密
閉室１０外に設けるベース部（図示しない）に通気可能
に接続され、外部との水素ガスの出入りが行われる。な
お上記シート状通気材１３は、３０〜８０メッシュ程度
の金網を２、３枚重ねて外側を布のシートで覆って作製
したものであり、上記プレートフィン１１の面方向に沿
って配置される。上記した水素吸蔵合金の収容構造はプ
レートフィン構造と称されている。
スのみ吸放出反応を起こすので、この反応を利用したヒ
ートポンプ回収、精製、貯蔵・運搬等、各種のシステム
が提案されている。なお、水素吸蔵合金は、空気中の酸
素によって酸化すると水素を吸収しなくなる性質があ
り、また水素の吸放出には圧力差が必要とされるため、
水素吸蔵合金を密閉した容器に収める必要があり、ま
た、反応熱の回収や合金の加熱・冷却のために水素吸蔵
合金と加熱・冷却媒体との間で熱交換を行う構造が必要
である。容器への水素吸蔵合金の収容方法としては、例
えば図１０に示すように密閉室１０内に水素吸蔵合金を
収容するとともに、密閉室壁に一部を接したプレートフ
ィン１１を配置し、該密閉室１０の外壁には熱媒が移動
する媒体層１２を設ける。また、水素吸蔵合金で吸放出
される水素の移動を円滑に行うために、上記密閉室１０
内にシート状通気材１３を配置する。該通気材１３は密
閉室１０外に設けるベース部（図示しない）に通気可能
に接続され、外部との水素ガスの出入りが行われる。な
お上記シート状通気材１３は、３０〜８０メッシュ程度
の金網を２、３枚重ねて外側を布のシートで覆って作製
したものであり、上記プレートフィン１１の面方向に沿
って配置される。上記した水素吸蔵合金の収容構造はプ
レートフィン構造と称されている。
【０００３】また、上記の収容方法の他に、図１１に示
すように、並設する多数のチューブ１５内に水素吸蔵合
金を収容し（図では一つのチューブを図示）、このチュ
ーブ１５内で水素の移動を行わせるとともに、チューブ
１５の外側で熱媒体を移動させ、チューブ１５壁を通し
て熱媒体と水素吸蔵合金との間で熱の移動を行わせる方
法がある。なお、チューブ１５内での水素ガスの移動を
円滑にするためにワイヤ状の通気材１６を配置してお
く。該通気材１６は、芯材１６ａとなる発泡ニッケルや
金網等に木綿布等のシート１６ｂで覆って作製したもの
であり、上記チューブ１５の軸方向に沿って配置され
る。各チューブ１５は、図示しないベース部に接続さ
れ、このベース部と各通気材１６とが通気しており、ベ
ース部を通して外部との水素ガスの出入りがなされる。
すように、並設する多数のチューブ１５内に水素吸蔵合
金を収容し（図では一つのチューブを図示）、このチュ
ーブ１５内で水素の移動を行わせるとともに、チューブ
１５の外側で熱媒体を移動させ、チューブ１５壁を通し
て熱媒体と水素吸蔵合金との間で熱の移動を行わせる方
法がある。なお、チューブ１５内での水素ガスの移動を
円滑にするためにワイヤ状の通気材１６を配置してお
く。該通気材１６は、芯材１６ａとなる発泡ニッケルや
金網等に木綿布等のシート１６ｂで覆って作製したもの
であり、上記チューブ１５の軸方向に沿って配置され
る。各チューブ１５は、図示しないベース部に接続さ
れ、このベース部と各通気材１６とが通気しており、ベ
ース部を通して外部との水素ガスの出入りがなされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、現状の通気材
は上記したように、芯材を木綿布等のシートで覆って作
製しているので、芯材およびシートの裁断や、芯材をシ
ートで覆った後の縫合という作業に手間がかかり、作製
費用も決して安価ではなかった。
は上記したように、芯材を木綿布等のシートで覆って作
製しているので、芯材およびシートの裁断や、芯材をシ
ートで覆った後の縫合という作業に手間がかかり、作製
費用も決して安価ではなかった。
【０００５】また、従来の水素貯蔵容器では、水素吸蔵
合金の水素ガス吸収による合金の膨張および吸収・放出
くり返しによる合金の微粉化に伴なう、かさ密度の増加
の影響で容器への応力負荷が問題となっている。合金の
膨張とかさ密度の増加で容器へ応力が負荷する問題につ
いては、容器そのものを剛性の高い材質及び構造にでき
れば良いが、軽量・コンパクトな水素貯蔵容器が求めら
れており、この方法は適切ではない。この他に、容器内
へ充填する合金量を減らす方法も容器への応力蓄積を緩
和させる対策の一つであるが、これでは現状よりも水素
の貯蔵密度が低下してしまうので現実的ではない。さら
に、容器へ充填する合金の初期粒度を予め小さくする方
法も対策の一つであるが、この方法は合金粉砕工程が多
くなりコストアップにつながるうえに容器へ充填する際
に合金のかさ密度が大きくなり、必要とする合金量を容
器へ充填するのが困難になる問題がある。
合金の水素ガス吸収による合金の膨張および吸収・放出
くり返しによる合金の微粉化に伴なう、かさ密度の増加
の影響で容器への応力負荷が問題となっている。合金の
膨張とかさ密度の増加で容器へ応力が負荷する問題につ
いては、容器そのものを剛性の高い材質及び構造にでき
れば良いが、軽量・コンパクトな水素貯蔵容器が求めら
れており、この方法は適切ではない。この他に、容器内
へ充填する合金量を減らす方法も容器への応力蓄積を緩
和させる対策の一つであるが、これでは現状よりも水素
の貯蔵密度が低下してしまうので現実的ではない。さら
に、容器へ充填する合金の初期粒度を予め小さくする方
法も対策の一つであるが、この方法は合金粉砕工程が多
くなりコストアップにつながるうえに容器へ充填する際
に合金のかさ密度が大きくなり、必要とする合金量を容
器へ充填するのが困難になる問題がある。
【０００６】本発明は上記事情を背景としてなされたも
のであり、作製が容易であって水素貯蔵容器に配置した
際の通気性能に優れ、また、水素の吸放出に伴って発生
する容器への応力蓄積を効果的に緩和することができる
通気材を提供することを目的とする。
のであり、作製が容易であって水素貯蔵容器に配置した
際の通気性能に優れ、また、水素の吸放出に伴って発生
する容器への応力蓄積を効果的に緩和することができる
通気材を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の水素貯蔵容器用通気材のうち第１の発明は、水
素貯蔵容器に水素吸蔵合金とともに収容される通気材で
あって、金属繊維を除く無機繊維の織布で筒壁が構成さ
れた筒体からなり、該筒体の筒穴が通気路に割り当てら
れていることを特徴とする。
本発明の水素貯蔵容器用通気材のうち第１の発明は、水
素貯蔵容器に水素吸蔵合金とともに収容される通気材で
あって、金属繊維を除く無機繊維の織布で筒壁が構成さ
れた筒体からなり、該筒体の筒穴が通気路に割り当てら
れていることを特徴とする。
【０００８】第２の発明は、第１の発明において、前記
無機繊維がガラス繊維であることを特徴とする。第３の
発明は、第１または第２の発明において、前記筒壁は、
肉厚方向に通気性を有し、かつ微粉化した水素吸蔵合金
が通過しない大きさで肉厚方向に貫通する空隙を有する
ことを特徴とする。第４の発明は、第１〜第３の発明の
いずれかにおいて、プレートフィン構造またはチューブ
内蔵式の熱交換器に適用されることを特徴とする。
無機繊維がガラス繊維であることを特徴とする。第３の
発明は、第１または第２の発明において、前記筒壁は、
肉厚方向に通気性を有し、かつ微粉化した水素吸蔵合金
が通過しない大きさで肉厚方向に貫通する空隙を有する
ことを特徴とする。第４の発明は、第１〜第３の発明の
いずれかにおいて、プレートフィン構造またはチューブ
内蔵式の熱交換器に適用されることを特徴とする。
【０００９】本発明の通気材は、上記のように水素貯蔵
容器に用いられるものであり、一時的または継続的に水
素の吸放出がなされる各種の用途の水素貯蔵容器に適用
することができ、本発明として水素貯蔵容器の用途が特
定のものに限定されるものではない。また、水素貯蔵容
器の構造も本発明としては特定のものに限定されるもの
ではなく、プレートフィン構造のものやチューブ内蔵式
のものが挙げられる。
容器に用いられるものであり、一時的または継続的に水
素の吸放出がなされる各種の用途の水素貯蔵容器に適用
することができ、本発明として水素貯蔵容器の用途が特
定のものに限定されるものではない。また、水素貯蔵容
器の構造も本発明としては特定のものに限定されるもの
ではなく、プレートフィン構造のものやチューブ内蔵式
のものが挙げられる。
【００１０】本発明の通気材は、上記したように無機繊
維の織布で筒壁が構成された筒体からなり、その筒穴が
通気路に割り当てられている。また織布における編み目
は、筒壁においては肉厚方向に貫通する空隙となり、こ
れにより筒壁の肉厚方向における水素ガスの通気が確保
される。また、上記編み目以外に織布への穿孔等によっ
て空隙を設けることも可能である。上記空隙は、微粉化
した水素吸蔵合金が通過しない大きさであるのが望まし
い。なお、本発明による通気材は、上記したように金属
繊維を除いた無機繊維の織布で構成され、無機繊維とし
ては金属繊維は除外され、炭素繊維やガラス繊維が使用
され、好適にはガラス繊維が用いられる。
維の織布で筒壁が構成された筒体からなり、その筒穴が
通気路に割り当てられている。また織布における編み目
は、筒壁においては肉厚方向に貫通する空隙となり、こ
れにより筒壁の肉厚方向における水素ガスの通気が確保
される。また、上記編み目以外に織布への穿孔等によっ
て空隙を設けることも可能である。上記空隙は、微粉化
した水素吸蔵合金が通過しない大きさであるのが望まし
い。なお、本発明による通気材は、上記したように金属
繊維を除いた無機繊維の織布で構成され、無機繊維とし
ては金属繊維は除外され、炭素繊維やガラス繊維が使用
され、好適にはガラス繊維が用いられる。
【００１１】さらに本発明では、無機繊維の太さ、編み
目の大きさ等は、適宜選定される。これらは、筒体の強
度や柔軟性、水素ガスの通気性、編み目を通して微粉化
した合金が通過しないこと等を考慮して定める。また、
織布は無機繊維を複数層に配して構成するものであって
もよく、この場合にも編み目の重なり等によって厚さ方
向に貫通する空隙が確保され、筒体とした際に筒壁の厚
さ方向において通気性が良好に保たれることが必要であ
る。さらには微粉化した水素吸蔵合金がこの空隙を通過
しないように上記空隙の大きさを定めるのが望ましい。
この空隙は無機繊維が一層または多層であるに拘わら
ず、織布の面方向において多数分布しているのが望まし
く、さらにこれらが均等に分布しているのが一層望まし
い。また、筒体の外形および内形は特に限定されないが
通常は円筒形が用いられ、その内外径も水素貯蔵容器の
大きさとの関係や通気材自身の強度、通気性、通気路の
大きさ等を考慮して定めることができる。なお、筒体
は、補強のために内部にスプリングや発泡金属を挿入す
ることもできる。
目の大きさ等は、適宜選定される。これらは、筒体の強
度や柔軟性、水素ガスの通気性、編み目を通して微粉化
した合金が通過しないこと等を考慮して定める。また、
織布は無機繊維を複数層に配して構成するものであって
もよく、この場合にも編み目の重なり等によって厚さ方
向に貫通する空隙が確保され、筒体とした際に筒壁の厚
さ方向において通気性が良好に保たれることが必要であ
る。さらには微粉化した水素吸蔵合金がこの空隙を通過
しないように上記空隙の大きさを定めるのが望ましい。
この空隙は無機繊維が一層または多層であるに拘わら
ず、織布の面方向において多数分布しているのが望まし
く、さらにこれらが均等に分布しているのが一層望まし
い。また、筒体の外形および内形は特に限定されないが
通常は円筒形が用いられ、その内外径も水素貯蔵容器の
大きさとの関係や通気材自身の強度、通気性、通気路の
大きさ等を考慮して定めることができる。なお、筒体
は、補強のために内部にスプリングや発泡金属を挿入す
ることもできる。
【００１２】本発明の通気材は、上記構成を有すること
により従来使用していたシート状通気材に比べて製作が
容易であり、製作工程およびコストの削減が可能であ
る。また、従来のシート状通気材よりも通気材占有面積
を減少させることが可能であり、容器内へ充填する水素
貯蔵合金量を増大させることができる。しかも筒体を構
成する炭素繊維やガラス繊維は適度な強度を有し、かつ
柔軟性を有しているので、通気路が確実に確保され、ま
た水素吸収に伴う水素吸蔵合金の膨張に対し、応力を緩
和して容器壁に応力が蓄積されるのを防止する。また、
水素の吸放出に対しては吸放熱が生じ、合金の種類によ
っては１００℃程度に加温されるが、金属繊維を除く無
機繊維は熱変化に対しても耐久性が高く、また合金に悪
影響を与えるおそれがある不純ガスの発生もない。した
がって、水素の繰り返し吸放出（例えば１０００サイク
ル以上）に対しても通気性や水素の吸放出性能を損なう
ことがなく、高い耐久性を発揮する。
により従来使用していたシート状通気材に比べて製作が
容易であり、製作工程およびコストの削減が可能であ
る。また、従来のシート状通気材よりも通気材占有面積
を減少させることが可能であり、容器内へ充填する水素
貯蔵合金量を増大させることができる。しかも筒体を構
成する炭素繊維やガラス繊維は適度な強度を有し、かつ
柔軟性を有しているので、通気路が確実に確保され、ま
た水素吸収に伴う水素吸蔵合金の膨張に対し、応力を緩
和して容器壁に応力が蓄積されるのを防止する。また、
水素の吸放出に対しては吸放熱が生じ、合金の種類によ
っては１００℃程度に加温されるが、金属繊維を除く無
機繊維は熱変化に対しても耐久性が高く、また合金に悪
影響を与えるおそれがある不純ガスの発生もない。した
がって、水素の繰り返し吸放出（例えば１０００サイク
ル以上）に対しても通気性や水素の吸放出性能を損なう
ことがなく、高い耐久性を発揮する。
【００１３】本発明の通気材は、上記したプレートフィ
ン構造やチューブ内蔵式等の水素貯蔵容器に収納する。
その際にはプレートフィン間やチューブ内に複数本の通
気材を配置することもできる。その場合、要求される単
位時間当たりの水素ガス吸・放出速度に応じて通気材配
置本数やピッチ等は調節することが可能である。尚、通
気材の端部は必要に応じて両端あるいは一方を熱溶着、
縫合またはエポキシ系接着剤等で盲栓し、合金の混入を
防止するのが望ましい。
ン構造やチューブ内蔵式等の水素貯蔵容器に収納する。
その際にはプレートフィン間やチューブ内に複数本の通
気材を配置することもできる。その場合、要求される単
位時間当たりの水素ガス吸・放出速度に応じて通気材配
置本数やピッチ等は調節することが可能である。尚、通
気材の端部は必要に応じて両端あるいは一方を熱溶着、
縫合またはエポキシ系接着剤等で盲栓し、合金の混入を
防止するのが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態を図１
〜図３に基づいて説明する。通気材１は、図１に示すよ
うにガラス繊維製の織布によって形成された筒体からな
り、その筒穴が通気路２に割り当てられ、また筒壁の編
み目３を通して水素の通気が確保されており、該編み目
３は微粉化した水素吸蔵合金が通過できない大きさにな
っている。この通気材１は、図２に示すように、プレー
トフィン構造の水素貯蔵容器に収容されている。なお、
図１０の従来構造と同様の構成については同一の符号を
付してその説明を省略または簡略化する。
〜図３に基づいて説明する。通気材１は、図１に示すよ
うにガラス繊維製の織布によって形成された筒体からな
り、その筒穴が通気路２に割り当てられ、また筒壁の編
み目３を通して水素の通気が確保されており、該編み目
３は微粉化した水素吸蔵合金が通過できない大きさにな
っている。この通気材１は、図２に示すように、プレー
トフィン構造の水素貯蔵容器に収容されている。なお、
図１０の従来構造と同様の構成については同一の符号を
付してその説明を省略または簡略化する。
【００１５】水素吸蔵合金粉末は密閉室１０内に配置さ
れており、さらに該密閉室１０内にプレートフィン１１
が設置されている。該プレートフィン１１の間隙に、軸
方向に沿って上記通気材１…１が配置されている。この
密閉室１０では、加熱または冷却に際しては熱媒層１２
に必要な熱媒を流し、その熱を密閉室１０の壁面からプ
レートフィン１１、さらに水素吸蔵合金に伝熱し、水素
吸蔵合金を加熱または冷却する。水素吸蔵合金が加熱さ
れると水素吸蔵合金から水素が放出され、該水素は通気
材１の編み目３を通って通気材１の筒穴２に至り、さら
に筒穴２を軸方向に進行して所望のベース部等に至り、
外部の水素利用部等に送られる。一方、冷却等によって
水素を吸収する際には、外部から供給された水素が筒穴
２を通り、さらに編み目３を通って水素吸蔵合金中に至
り、該合金で吸収される。この吸収の際、特に合金の微
粉化が進行した場合には合金の体積膨張が大きく発生す
るが、その膨張は通気材１の筒壁が多少変形することに
よって吸収される。また、その変形の程度は通気材の筒
穴断面積を必要以上に狭めないようになされる。これに
より通気性能が損なわれることなくプレートフィン１壁
に応力が蓄積されるのを緩和する。また、加熱、冷却の
熱履歴を繰り返し受けても通気材１の変質、劣化は少な
く、長期に亘って性能を維持することができる。また水
素吸蔵合金が微粉化した際にも微粉末の水素吸蔵合金が
上記編み目３を通過して通気性を阻害することはない。
れており、さらに該密閉室１０内にプレートフィン１１
が設置されている。該プレートフィン１１の間隙に、軸
方向に沿って上記通気材１…１が配置されている。この
密閉室１０では、加熱または冷却に際しては熱媒層１２
に必要な熱媒を流し、その熱を密閉室１０の壁面からプ
レートフィン１１、さらに水素吸蔵合金に伝熱し、水素
吸蔵合金を加熱または冷却する。水素吸蔵合金が加熱さ
れると水素吸蔵合金から水素が放出され、該水素は通気
材１の編み目３を通って通気材１の筒穴２に至り、さら
に筒穴２を軸方向に進行して所望のベース部等に至り、
外部の水素利用部等に送られる。一方、冷却等によって
水素を吸収する際には、外部から供給された水素が筒穴
２を通り、さらに編み目３を通って水素吸蔵合金中に至
り、該合金で吸収される。この吸収の際、特に合金の微
粉化が進行した場合には合金の体積膨張が大きく発生す
るが、その膨張は通気材１の筒壁が多少変形することに
よって吸収される。また、その変形の程度は通気材の筒
穴断面積を必要以上に狭めないようになされる。これに
より通気性能が損なわれることなくプレートフィン１壁
に応力が蓄積されるのを緩和する。また、加熱、冷却の
熱履歴を繰り返し受けても通気材１の変質、劣化は少な
く、長期に亘って性能を維持することができる。また水
素吸蔵合金が微粉化した際にも微粉末の水素吸蔵合金が
上記編み目３を通過して通気性を阻害することはない。
【００１６】次に、図３は、上記通気材１をチューブ内
蔵式の水素吸蔵合金貯蔵容器に適用したものを示す。な
お、図１１の従来構造と同様の構造については同一の符
号を付してその説明を簡略化する。水素吸蔵合金粉末は
チューブ１５内に収容されており、該チューブ１５内に
通気材１が収容されている。該チューブ１５は、従来構
造と同様に多数が並設され、その間を必要な熱媒が移動
して熱の授受（加熱または冷却）が行われる。チューブ
１５内では、上記プレートフィン構造と同様に加熱等に
よって水素吸蔵合金から水素が放出されると、該水素は
通気材１の編み目３を通って通気材１の筒穴２に至り、
さらに筒穴２を軸方向に進行して所望のベース部等に至
り、外部の水素利用部等に送られる。一方、冷却等によ
って水素を吸収する際には、筒穴２を通った水素が編み
目３を通って水素吸蔵合金中に至り、該合金で吸収され
る。このチューブ内蔵式においても、合金の体積膨張が
通気材１の変形によって効果的に吸収される。
蔵式の水素吸蔵合金貯蔵容器に適用したものを示す。な
お、図１１の従来構造と同様の構造については同一の符
号を付してその説明を簡略化する。水素吸蔵合金粉末は
チューブ１５内に収容されており、該チューブ１５内に
通気材１が収容されている。該チューブ１５は、従来構
造と同様に多数が並設され、その間を必要な熱媒が移動
して熱の授受（加熱または冷却）が行われる。チューブ
１５内では、上記プレートフィン構造と同様に加熱等に
よって水素吸蔵合金から水素が放出されると、該水素は
通気材１の編み目３を通って通気材１の筒穴２に至り、
さらに筒穴２を軸方向に進行して所望のベース部等に至
り、外部の水素利用部等に送られる。一方、冷却等によ
って水素を吸収する際には、筒穴２を通った水素が編み
目３を通って水素吸蔵合金中に至り、該合金で吸収され
る。このチューブ内蔵式においても、合金の体積膨張が
通気材１の変形によって効果的に吸収される。
【００１７】
【実施例】以下に本発明の通気材の評価試験について説
明する。 （１）水素通気評価試験 この試験は、水素通気性を評価するものであり、試験で
は、外径１２．７ｍｍ、肉厚１．０ｍｍ、長さ６５０ｍ
ｍのステンレスパイプを水素貯蔵容器として、その中に
ＴｉＺｒ系水素吸蔵合金を充填し、通気材として本発明
の２種類の通気材（ガラス繊維製筒体、一つにはコイル
スプリングを内挿した）を収容した。なお、ガラス繊維
筒体のみのものでは合金収容量は１８９ｇであり、コイ
ルスプリングを内挿したものでは合金収容量は１６５．
４ｇであった。この水素貯蔵容器に対し、水素ガスを１
０００サイクル以上、吸・放出させ、その水素吸収量と
吸収速度の変化について測定した。その結果は図４、５
に示す。これらの図から明らかなように、本発明の通気
材を用いた水素貯蔵容器では優れた水素通気特性を有す
るとともに、サイクル増加によっても水素通気特性が大
きく低下する傾向は認められない。すなわち、本発明の
通気材は、通気材として良好な特性を有するとともに、
水素の繰り返し吸放出に対しても優れた耐久性を有して
いることが分かる。
明する。 （１）水素通気評価試験 この試験は、水素通気性を評価するものであり、試験で
は、外径１２．７ｍｍ、肉厚１．０ｍｍ、長さ６５０ｍ
ｍのステンレスパイプを水素貯蔵容器として、その中に
ＴｉＺｒ系水素吸蔵合金を充填し、通気材として本発明
の２種類の通気材（ガラス繊維製筒体、一つにはコイル
スプリングを内挿した）を収容した。なお、ガラス繊維
筒体のみのものでは合金収容量は１８９ｇであり、コイ
ルスプリングを内挿したものでは合金収容量は１６５．
４ｇであった。この水素貯蔵容器に対し、水素ガスを１
０００サイクル以上、吸・放出させ、その水素吸収量と
吸収速度の変化について測定した。その結果は図４、５
に示す。これらの図から明らかなように、本発明の通気
材を用いた水素貯蔵容器では優れた水素通気特性を有す
るとともに、サイクル増加によっても水素通気特性が大
きく低下する傾向は認められない。すなわち、本発明の
通気材は、通気材として良好な特性を有するとともに、
水素の繰り返し吸放出に対しても優れた耐久性を有して
いることが分かる。
【００１８】（２）合金の体積膨張測定試験結果 次に、水素の吸放出に伴う合金の体積変化が水素貯蔵容
器のひずみ変化に与える影響について評価した。この試
験では、外径１９ｍｍ、肉厚１．０ｍｍ、長さ１００ｍ
ｍのステンレスパイプを水素貯蔵容器として、その中に
ＴｉＺｒ系水素貯蔵合金を充填し、さらに比較材として
多孔質焼結パイプ通気材（発泡Ｎｉ製、６．３５ｍｍ
径）または本発明材として外径１．８ｍｍ、内径１．０
ｍｍのガラス繊維製筒体通気材を各１０本収容した。ま
た、その際にはステンレスパイプへの合金の充填密度を
変えて評価した（充填密度２．８ｇ／ｃｍ３、３．０ｇ
／ｃｍ３）。またステンレスパイプの外周には、ひずみ
ゲージを貼り付け、合金の体積変化による容器への応力
蓄積を通気材別に比較した。これらの結果は、図６〜図
９に示した。
器のひずみ変化に与える影響について評価した。この試
験では、外径１９ｍｍ、肉厚１．０ｍｍ、長さ１００ｍ
ｍのステンレスパイプを水素貯蔵容器として、その中に
ＴｉＺｒ系水素貯蔵合金を充填し、さらに比較材として
多孔質焼結パイプ通気材（発泡Ｎｉ製、６．３５ｍｍ
径）または本発明材として外径１．８ｍｍ、内径１．０
ｍｍのガラス繊維製筒体通気材を各１０本収容した。ま
た、その際にはステンレスパイプへの合金の充填密度を
変えて評価した（充填密度２．８ｇ／ｃｍ３、３．０ｇ
／ｃｍ３）。またステンレスパイプの外周には、ひずみ
ゲージを貼り付け、合金の体積変化による容器への応力
蓄積を通気材別に比較した。これらの結果は、図６〜図
９に示した。
【００１９】上記の結果、図から明らかなように、通気
材として焼結パイプを適用したものは、サイクルの増加
とともに容器のひずみが大きく増加しており、特に合金
充填密度が高くなると、そのひずみが一層顕著になるこ
とが分かった。一方、本発明の通気材を用いたもので
は、サイクルが増加しても、ひずみに大きな変化は見ら
れず、合金充填密度別に比較しても大差ない。このよう
に、本発明の通気材を用いることで合金の微粉化による
体積膨張を吸収し、容器への応力蓄積を緩和させる作用
があり、またより高い充填密度で合金を容器に収容でき
ることが明らかになった。
材として焼結パイプを適用したものは、サイクルの増加
とともに容器のひずみが大きく増加しており、特に合金
充填密度が高くなると、そのひずみが一層顕著になるこ
とが分かった。一方、本発明の通気材を用いたもので
は、サイクルが増加しても、ひずみに大きな変化は見ら
れず、合金充填密度別に比較しても大差ない。このよう
に、本発明の通気材を用いることで合金の微粉化による
体積膨張を吸収し、容器への応力蓄積を緩和させる作用
があり、またより高い充填密度で合金を容器に収容でき
ることが明らかになった。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の水素貯蔵
容器用通気材によれば、水素貯蔵容器に水素吸蔵合金と
ともに収容される通気材であって、金属繊維を除く無機
繊維の織布で筒壁が構成された筒体からなり、該筒体の
筒穴が通気路に割り当てられているので、製造に際し製
作工程および製作コストを削減することが可能になる。
また、通気路が十分に確保されることによって通気性が
増すとともに、通気材占有面積を減少させることで、容
器内へ充填する水素貯蔵合金量を増大させることが可能
になる。さらに、該通気材は優れた通気性を長期間に亘
って有するとともに、水素吸蔵合金の膨張による応力が
水素貯蔵容器の容器壁に蓄積されるのを有効に防止す
る。
容器用通気材によれば、水素貯蔵容器に水素吸蔵合金と
ともに収容される通気材であって、金属繊維を除く無機
繊維の織布で筒壁が構成された筒体からなり、該筒体の
筒穴が通気路に割り当てられているので、製造に際し製
作工程および製作コストを削減することが可能になる。
また、通気路が十分に確保されることによって通気性が
増すとともに、通気材占有面積を減少させることで、容
器内へ充填する水素貯蔵合金量を増大させることが可能
になる。さらに、該通気材は優れた通気性を長期間に亘
って有するとともに、水素吸蔵合金の膨張による応力が
水素貯蔵容器の容器壁に蓄積されるのを有効に防止す
る。
【図１】 本発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】 同じくプレートフィン構造の水素吸蔵合金貯
蔵容器に適用した一部断面図である。
蔵容器に適用した一部断面図である。
【図３】 同じくチューブ内蔵式の水素吸蔵合金貯蔵容
器に適用した一部断面図である。
器に適用した一部断面図である。
【図４】 実施例における水素通気性（水素吸収量）評
価試験の試験結果を示すグラフである。
価試験の試験結果を示すグラフである。
【図５】 同じく水素通気性（水素吸収速度）評価試験
の試験結果を示すグラフである。
の試験結果を示すグラフである。
【図６】 比較例（合金充填密度２．８ｇ／ｃｍ３）の
容器ひずみ測定試験の試験結果を示すグラフである。
容器ひずみ測定試験の試験結果を示すグラフである。
【図７】 実施例（合金充填密度２．８ｇ／ｃｍ３）の
容器ひずみ測定試験の試験結果を示すグラフである。
容器ひずみ測定試験の試験結果を示すグラフである。
【図８】 比較例（合金充填密度３．０ｇ／ｃｍ３）の
容器ひずみ測定試験の試験結果を示すグラフである。
容器ひずみ測定試験の試験結果を示すグラフである。
【図９】 実施例（合金充填密度３．０ｇ／ｃｍ３）の
容器ひずみ測定試験の試験結果を示すグラフである。
容器ひずみ測定試験の試験結果を示すグラフである。
【図１０】 従来のプレートフィン構造の水素吸蔵合金
貯蔵容器の一部断面図である。
貯蔵容器の一部断面図である。
【図１１】 従来のチューブ内蔵式の水素吸蔵合金貯蔵
容器の一部断面図である。
容器の一部断面図である。
１ 通気材 ２ 筒穴 ３ 編み目 ４ チューブ １０ 密閉室 １１ プレートフィン １２ 媒体層 １３ シート状通気材 １５ チューブ １６ ワイヤ状通気材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩本 隆志 北海道室蘭市茶津町４番地 株式会社日本 製鋼所内 Ｆターム(参考） 3E072 EA10 4G040 AA32 4G140 AA32
Claims (4)
- 【請求項１】 水素貯蔵容器に水素吸蔵合金とともに収
容される通気材であって、金属繊維を除く無機繊維の織
布で筒壁が構成された筒体からなり、該筒体の筒穴が通
気路に割り当てられていることを特徴とする水素貯蔵容
器用通気材 - 【請求項２】 前記無機繊維がガラス繊維であることを
特徴とする請求項１記載の水素貯蔵容器用通気材 - 【請求項３】 前記筒壁は、肉厚方向に通気性を有し、
かつ微粉化した水素吸蔵合金が通過しない大きさで肉厚
方向に貫通する空隙を有することを特徴とする請求項１
または２に記載の水素貯蔵容器用通気材 - 【請求項４】 プレートフィン構造またはチューブ内蔵
式の熱交換器に適用されることを特徴とする請求項１〜
３のいずれかに記載の水素貯蔵容器用通気材
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000347830A JP2002154801A (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | 水素貯蔵容器用通気材 |
| US09/987,403 US20020056370A1 (en) | 2000-11-15 | 2001-11-14 | Gas permeable member for hydrogen storage container |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000347830A JP2002154801A (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | 水素貯蔵容器用通気材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002154801A true JP2002154801A (ja) | 2002-05-28 |
Family
ID=18821506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000347830A Pending JP2002154801A (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | 水素貯蔵容器用通気材 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020056370A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002154801A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016080090A1 (ja) * | 2014-11-19 | 2016-05-26 | 株式会社豊田自動織機 | アンモニア吸放出装置 |
| JP2018169225A (ja) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | 株式会社日本製鋼所 | 水素量検出装置および水素貯蔵合金容器 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7501008B2 (en) * | 2003-01-31 | 2009-03-10 | Microcell Corporation | Hydrogen storage systems and fuel cell systems with hydrogen storage capacity |
| US7479314B2 (en) * | 2006-07-25 | 2009-01-20 | Endres Machining Innovations Llc | High-pressure, fluid storage tanks |
| US9279626B2 (en) * | 2012-01-23 | 2016-03-08 | Honeywell International Inc. | Plate-fin heat exchanger with a porous blocker bar |
-
2000
- 2000-11-15 JP JP2000347830A patent/JP2002154801A/ja active Pending
-
2001
- 2001-11-14 US US09/987,403 patent/US20020056370A1/en not_active Abandoned
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016080090A1 (ja) * | 2014-11-19 | 2016-05-26 | 株式会社豊田自動織機 | アンモニア吸放出装置 |
| JP2018169225A (ja) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | 株式会社日本製鋼所 | 水素量検出装置および水素貯蔵合金容器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020056370A1 (en) | 2002-05-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060118 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060613 |