JP2002184436A - Hydrogen storage/feed system, device, and catalyst for hydrogen storage/feed - Google Patents

Hydrogen storage/feed system, device, and catalyst for hydrogen storage/feed

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JP2002184436A
JP2002184436A JP2000375529A JP2000375529A JP2002184436A JP 2002184436 A JP2002184436 A JP 2002184436A JP 2000375529 A JP2000375529 A JP 2000375529A JP 2000375529 A JP2000375529 A JP 2000375529A JP 2002184436 A JP2002184436 A JP 2002184436A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve reaction efficiency of hydrogen addition reaction or dehydrogenation to be used for storage or feed of the hydrogen. SOLUTION: This hydrogen storage/feed device 70 is provided with a first liquid tank 79 having hydrogen storage body put therein or a second liquid tank 80 having hydrogen feed body put therein, a reactor 74 performing either one hydrogen reaction of the hydrogen addition reaction of the hydrogen storage body or the dehydrogenation of the hydrogen feed body and having catalyst 88 to be used for the hydrogen reaction, heaters 81 and 82 heating the hydrogen storage body or the hydrogen feed body before the hydrogen reaction, and a cooling vessel 75 cooling the hydrogen storage body or the hydrogen feed body generated in the reactor 74.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水素を貯蔵し、自
動車あるいは家庭用等の燃料電池に水素を供給する水素
貯蔵・供給システムおよび水素貯蔵・供給装置ならびに
水素貯蔵・供給用触媒に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrogen storage / supply system, a hydrogen storage / supply device, and a hydrogen storage / supply catalyst for storing hydrogen and supplying hydrogen to a fuel cell for an automobile or a home.

【0002】[0002]

【従来の技術】年々、エネルギーの消費量が増大し、特
に都市部では発電所からの電力供給が追いつかなくなる
等の問題が発生している。現在、日本の電力は、その約
半分を火力発電に、約3割〜4割を原子力に、残りを水
力発電や風力発電等に依存している。
2. Description of the Related Art The amount of energy consumption has been increasing year by year, and in particular, power supply from power plants has been unable to keep up in urban areas. Currently, about half of Japan's electricity depends on thermal power generation, about 30 to 40% on nuclear power, and the rest on hydroelectric power and wind power.

【0003】しかし、火力発電の燃料である石油は、化
石燃料であるため、その供給に限りがある。さらに、石
油を燃やした後に発生する二酸化炭素、NOX等の排ガ
スは、地球温暖化をはじめとする地球環境悪化の元凶と
なっている。また、原子力は、放射性廃棄物の処理ある
いは発電所における事故が問題視されている。
[0003] However, petroleum, which is a fuel for thermal power generation, is a fossil fuel and its supply is limited. Furthermore, exhaust gas such as carbon dioxide and NOx generated after burning oil is a cause of global environmental deterioration such as global warming. In nuclear power, the treatment of radioactive waste or accidents at power plants has been regarded as a problem.

【0004】しかしながら、快適な生活を求め、それを
維持するには、ある程度の環境問題や放射線発生のリス
クに目をつぶり、火力発電や原子力発電に頼らざるを得
ないというのが、日本のみならず世界の現状である。な
お、水力発電は、季節による電力供給の不安定さ、発電
所建設に伴う森林伐採、発電効率の低さが問題であり、
電力供給方法としては衰退してきている。また、風力発
電や地熱発電は、まだまだコスト的に高いものであり、
小規模に留まっている。
[0004] However, in order to seek and maintain a comfortable life, it is only in Japan that it is necessary to pay close attention to some environmental problems and risks of radiation generation and rely on thermal power generation and nuclear power generation. It is the current state of the world. In addition, hydropower has problems such as unstable power supply due to season, deforestation due to power plant construction, and low power generation efficiency.
Power supply methods are declining. In addition, wind power and geothermal power are still costly,
Staying small.

【0005】一方、自動車の燃料に目を向けると、現
在、ガソリン、軽油、プロパンガス等の炭化水素系の燃
料が主として用いられている。最近では、「環境にやさ
しい」ことがキャッチフレーズになってきており、排ガ
スをできるだけ抑えるべく、電気とガソリンの両方で切
換走行できるハイブリッド自動車が実用化されている。
しかし、ハイブリッド自動車の場合でも、依然としてガ
ソリン等の炭化水素燃料を使用せざるを得ない。
[0005] On the other hand, when looking at fuels for automobiles, hydrocarbon fuels such as gasoline, light oil and propane gas are mainly used at present. Recently, “environmentally friendly” has become a catchphrase, and a hybrid vehicle that can switch and run with both electricity and gasoline has been put to practical use in order to suppress exhaust gas as much as possible.
However, even in the case of a hybrid vehicle, a hydrocarbon fuel such as gasoline must still be used.

【0006】このような発電や自動車開発の現状から、
最近、水素燃料が注目されてきている。水素は、水の電
気分解により生成できる。このため、海水や河川の水を
電気分解することを考えれば、水素燃料は無尽蔵に存在
することになる。また、水素は、燃焼後に二酸化炭素を
発生しないクリーンなエネルギー源である。このような
長所から、水素は、ガソリン、石油のような炭化水素燃
料の代替燃料として注目されている。
[0006] From the current state of power generation and vehicle development,
Recently, hydrogen fuel has been receiving attention. Hydrogen can be produced by electrolysis of water. Therefore, considering the electrolysis of seawater and river water, hydrogen fuel is inexhaustible. Hydrogen is a clean energy source that does not generate carbon dioxide after combustion. Due to these advantages, hydrogen has attracted attention as an alternative fuel to hydrocarbon fuels such as gasoline and petroleum.

【0007】しかし、水素は常温で気体であるため、液
体や固体に比べて、貯蔵や運搬が難しい。しかも、水素
は可燃性物質であり、空気と所定の混合比になると、ち
ょっとした電気火花の存在下でも爆発してしまう。この
ため、水素は、取り扱いに極めて注意を要する燃料であ
る。水素を気体の状態で高圧ボンベに貯蔵することも可
能であるが、貯蔵量が限られると共に高圧封入にコスト
がかかる。
However, since hydrogen is a gas at normal temperature, it is more difficult to store and transport hydrogen than liquid or solid. In addition, hydrogen is a flammable substance, and when it has a predetermined mixing ratio with air, it explodes even in the presence of a slight electric spark. For this reason, hydrogen is a fuel that requires extremely careful handling. Although it is possible to store hydrogen in a high-pressure cylinder in a gaseous state, the amount of stored hydrogen is limited and high-pressure charging is expensive.

【0008】このような問題を解決する技術に、特開平
7−192746号公報に開示されるように、水素吸蔵
合金に水素を反応させて貯蔵する方法が知られている。
しかし、La−Ni系、Ti−Fe系等の水素吸蔵合金
は重く、可搬式の水素貯蔵装置としては問題がある。ま
た、既存の水素吸蔵合金は、吸蔵できる水素量が多くて
も約3重量%に過ぎず、貯蔵する水素量をもっと多くし
たいとの要求もある。さらに、水素吸蔵合金が高価であ
ることも問題である。
As a technique for solving such a problem, there is known a method of reacting hydrogen with a hydrogen storage alloy and storing the same as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-192746.
However, La-Ni-based, Ti-Fe-based, etc. hydrogen storage alloys are heavy and have problems as a portable hydrogen storage device. In addition, existing hydrogen storage alloys can only store about 3% by weight of hydrogen at most, and there is a demand for storing more hydrogen. Another problem is that the hydrogen storage alloy is expensive.

【0009】そこで、安全性、運搬性、貯蔵能力、低コ
スト化にすぐれた水素貯蔵方法として、ベンゼンやシク
ロヘキサンのような炭化水素が注目されている。これら
の炭化水素は、常温で液体であるため、運搬性に優れて
いる。
Accordingly, hydrocarbons such as benzene and cyclohexane have attracted attention as a hydrogen storage method excellent in safety, transportability, storage capacity, and cost reduction. Since these hydrocarbons are liquid at normal temperature, they are excellent in transportability.

【0010】ベンゼンとヘキサンは同じ炭素数を有する
環状炭化水素であるが、ベンゼンは炭素同士の結合が二
重結合である不飽和炭化水素であるのに対し、シクロヘ
キサンは二重結合を持たない飽和炭化水素である。ベン
ゼンの水素付加反応によりシクロヘキサンが得られ、シ
クロヘキサンの脱水素反応によりベンゼンが得られる。
すなわち、これらの炭化水素の水素付加・脱水素反応を
利用することにより、水素の貯蔵および供給が可能とな
るのである。
[0010] Benzene and hexane are cyclic hydrocarbons having the same number of carbon atoms. Benzene is an unsaturated hydrocarbon having a double bond between carbon atoms, whereas cyclohexane is a saturated hydrocarbon having no double bond. It is a hydrocarbon. Cyclohexane is obtained by a hydrogenation reaction of benzene, and benzene is obtained by a dehydrogenation reaction of cyclohexane.
In other words, hydrogen can be stored and supplied by utilizing the hydrogen addition / dehydrogenation reaction of these hydrocarbons.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかし、ベンゼンとシ
クロヘキサンとの反応に代表される水素付加反応と脱水
素反応とを利用して水素の貯蔵および供給を実用化する
には、さらに反応効率を高める必要がある。特に、ベン
ゼンあるいはシクロヘキサンといった液体原料と触媒と
の作用が問題となっている。
However, in order to put hydrogen storage and supply into practical use by utilizing a hydrogen addition reaction and a dehydrogenation reaction represented by a reaction between benzene and cyclohexane, the reaction efficiency is further increased. There is a need. In particular, there is a problem with the action of the catalyst with a liquid raw material such as benzene or cyclohexane.

【0012】また、実用化する上では、双方の原料が混
じらないように、かつ適量の各原料をいつでも水素の供
給あるいは貯蔵のために使用できるようにする必要があ
る。
For practical use, it is necessary that both raw materials are not mixed and that an appropriate amount of each raw material can be used for supplying or storing hydrogen at any time.

【0013】また、高純度の水素を得るには、常温で気
体の水素と、常温で液体である原料とを効率良く分離す
る必要がある。
Further, in order to obtain high-purity hydrogen, it is necessary to efficiently separate gaseous hydrogen at room temperature from raw material which is liquid at room temperature.

【0014】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
のであり、水素の貯蔵あるいは供給に必要な原料の反応
性を高めることを目的とする。また、別の本発明は、双
方の原料が混じらないように、かつ適量の各原料をいつ
でも水素の供給あるいは貯蔵のために使用できるように
することを目的とする。また、別の本発明は、水素と液
体原料とを効率良く分離することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to increase the reactivity of a raw material necessary for storing or supplying hydrogen. Another object of the present invention is to prevent both raw materials from being mixed and to make it possible to use an appropriate amount of each raw material at any time for supplying or storing hydrogen. Another object of the present invention is to efficiently separate hydrogen and a liquid raw material.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明は、水素と反応して、その水素を貯蔵する芳
香族化合物から成る水素貯蔵体と、水素を放出して芳香
族化合物に変化する水素供給体との間における水素付加
反応および脱水素反応を利用して水素の貯蔵および供給
を行う水素貯蔵・供給システムであって、水素貯蔵体ま
たは水素供給体を、水素付加反応の前または脱水素反応
の前に加熱するヒータを備えた水素反応装置と、水素反
応装置内における水素付加反応のために水素を供給する
水素供給装置と、水素反応装置内における脱水素反応に
よって生成された水素を利用して発電する発電装置とを
備えた水素貯蔵・供給システムとするようにしている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a hydrogen storage comprising an aromatic compound which reacts with hydrogen to store the hydrogen, and an aromatic compound which releases hydrogen to release the hydrogen. A hydrogen storage / supply system that stores and supplies hydrogen by utilizing a hydrogen addition reaction and a dehydrogenation reaction with a hydrogen supply that changes to a hydrogen supply, wherein the hydrogen storage or the hydrogen supply A hydrogen reactor equipped with a heater for heating before or before the dehydrogenation reaction, a hydrogen supply unit for supplying hydrogen for a hydrogen addition reaction in the hydrogen reactor, and a hydrogen reactor produced by the dehydrogenation reaction in the hydrogen reactor. A hydrogen storage / supply system including a power generation device that generates power using the generated hydrogen.

【0016】このため、水素反応装置内において、原料
あるいは触媒の温度低下により、原料と触媒との反応率
が低下する危険性がなくなり、水素の貯蔵あるいは供給
効率が極めて高くなる。この結果、天然ガスや石油を精
製・改質する際に発生する水素を効率よく貯蔵できる。
また、排出される水素を家庭用あるいは病院用の自家発
電に使用したり、発電所からの電力供給の変動に応じて
補助的に使用したりすることができる。さらに、水素貯
蔵体に外部からの水素を付加して水素供給体を製造する
こともできる。したがって、家庭や工場において、自立
したエネルギー変換システムを構築できる。
[0016] Therefore, in the hydrogen reactor, there is no danger that the reaction rate between the raw material and the catalyst is reduced due to a decrease in the temperature of the raw material or the catalyst, and the storage or supply efficiency of hydrogen is extremely increased. As a result, hydrogen generated when refining or reforming natural gas or petroleum can be efficiently stored.
Further, the discharged hydrogen can be used for in-house power generation for home use or hospital use, or can be used as an auxiliary in response to fluctuations in power supply from a power plant. Further, a hydrogen supplier can be produced by adding external hydrogen to the hydrogen storage. Therefore, an independent energy conversion system can be constructed at home or factory.

【0017】また、別の発明は、水素と反応して、その
水素を貯蔵する芳香族化合物から成る水素貯蔵体と、水
素を放出して芳香族化合物に変化する水素供給体との間
における水素付加反応および脱水素反応を利用して水素
の貯蔵および供給を行う水素貯蔵・供給システムであっ
て、水素貯蔵体を入れた第一液槽と、水素貯蔵体と水素
とを反応させて水素供給体を生成する反応炉とを持つ水
素供給体製造装置と、その水素供給体製造装置から供給
される水素供給体を、触媒を利用して脱水素し、水素と
水素貯蔵体とに分解する反応炉と、その分解により生成
した水素を利用して発電する発電装置とを持つ水素製造
装置とを備え、水素供給体装置または水素製造装置の内
少なくともいずれか1つに、水素貯蔵体または水素供給
体の内少なくともいずれか1つを反応炉で反応させる前
に加熱するためのヒータを備えた水素貯蔵・供給システ
ムとするようにしている。
Another aspect of the present invention is directed to a hydrogen storage device comprising an aromatic compound which stores hydrogen by reacting with the hydrogen and a hydrogen supply device which releases the hydrogen and converts the aromatic compound into an aromatic compound. A hydrogen storage / supply system for storing and supplying hydrogen using an addition reaction and a dehydrogenation reaction, wherein a first liquid tank containing a hydrogen storage is reacted with the hydrogen storage to supply hydrogen. A hydrogen supplier manufacturing apparatus having a reactor for producing a body, and a reaction for dehydrogenating a hydrogen supplier supplied from the hydrogen supplier manufacturing apparatus using a catalyst into hydrogen and a hydrogen storage body A hydrogen production device having a furnace and a power generation device that generates power using hydrogen generated by decomposition thereof, wherein a hydrogen storage device or a hydrogen supply device is provided to at least one of the hydrogen supply device and the hydrogen production device. At least in the body The Zureka one so that the hydrogen storage and supply system with a heater for heating before reacting in the reactor.

【0018】このため、水素供給体装置または水素製造
装置内において、原料あるいは触媒の温度低下により、
原料と触媒との反応率が低下する危険性がなくなり、水
素の貯蔵あるいは供給効率が極めて高くなる。そして、
家庭や工場では、水素供給体を脱水素して水素を製造
し、水素を燃料電池に送り発電する一方で、家庭から回
収される水素貯蔵体は、地域に分散して配置される地域
ステーションの水素供給体製造装置で水素供給体に戻す
ことになる。このように、地域ステーションと家庭等の
間で、水素付加反応と脱水素反応を分担させることによ
り、地域全体で一つの燃料サイクルが形成できる。ま
た、水素供給体を自動車用の燃料スタンドに供給する
と、反応炉と発電装置と水素貯蔵体容器を備えた電気自
動車に水素供給体を供給できる。そして、電気自動車か
ら回収された水素貯蔵体は、燃料スタンドを経由して地
域ステーションにて水素供給体に変換される。
For this reason, in the hydrogen supply device or the hydrogen production device, the temperature of the raw material or the catalyst is lowered,
There is no danger that the reaction rate between the raw material and the catalyst will decrease, and the efficiency of hydrogen storage or supply will be extremely high. And
Households and factories produce hydrogen by dehydrogenating the hydrogen supply and send the hydrogen to the fuel cell to generate electricity, while the hydrogen storage recovered from the house is distributed to regional stations located in regions. The hydrogen is returned to the hydrogen supplier in the hydrogen supplier manufacturing apparatus. As described above, by sharing the hydrogenation reaction and the dehydrogenation reaction between the regional station and the home, one fuel cycle can be formed in the entire region. Further, when the hydrogen supplier is supplied to a fuel station for an automobile, the hydrogen supplier can be supplied to an electric vehicle including a reactor, a power generator, and a hydrogen storage container. Then, the hydrogen storage body recovered from the electric vehicle is converted into a hydrogen supply body at a regional station via a fuel station.

【0019】また、別の発明は、上述の発明におけるヒ
ータを、芳香族化合物の種類に応じて通電制御可能とし
た水素貯蔵・供給システムとするようにしている。この
ため、別の原料を用いる場合であっても、その原料の沸
点や触媒表面での原料液膜の生成具合に応じて、温度条
件を適切に制御できる。したがって、水素供給装置であ
る石油プラントや、発電装置の組み合わせが変化しても
対応可能となる。
According to another aspect of the present invention, the heater according to the above-described aspect of the invention is a hydrogen storage / supply system in which energization can be controlled according to the type of aromatic compound. For this reason, even when another raw material is used, the temperature condition can be appropriately controlled according to the boiling point of the raw material and the degree of formation of the raw material liquid film on the catalyst surface. Therefore, even if the combination of the petroleum plant as the hydrogen supply device and the power generation device changes, it is possible to cope with the change.

【0020】また、別の発明は、上述の発明における芳
香族化合物を、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチ
レン、ナフタレン、メチルナフタレン、アントラセン、
ビフェニル、フェナスレンおよびそれらのアルキル置換
体の内のいずれか1つまたはいずれかを複数混合したも
のとする水素貯蔵・供給システムとしている。
In another invention, the aromatic compound in the above invention is formed by converting benzene, toluene, xylene, mesitylene, naphthalene, methylnaphthalene, anthracene,
A hydrogen storage / supply system comprising one or a mixture of any one of biphenyl, phenathrene and their alkyl-substituted products is provided.

【0021】これらの原料は、炭素同士の二重結合に水
素が付加することにより、水素を貯蔵する。水素付加後
の水素供給体は、水素を放して元の水素貯蔵体に戻る。
すなわち、上述の原料は、水素のリサイクルに適した原
料である。一方、上述の原料の水素付加反応に際して利
用される触媒は、すでに研究開発されて熟知されてい
る。このため、上述の原料を用いると、実用化の上で開
発コストを抑えることができる。
These raw materials store hydrogen by adding hydrogen to a double bond between carbon atoms. The hydrogen supplier after hydrogenation releases hydrogen and returns to the original hydrogen storage.
That is, the above-mentioned raw material is a raw material suitable for recycling hydrogen. On the other hand, catalysts used for the hydrogenation reaction of the above-mentioned raw materials have already been researched and developed and are well known. Therefore, when the above-mentioned raw materials are used, development costs can be suppressed in practical use.

【0022】また、別の発明は、水素と反応して、その
水素を貯蔵する芳香族化合物から成る水素貯蔵体と、水
素を放出して芳香族化合物に変化する水素供給体との間
における水素付加反応または脱水素反応を利用して水素
の貯蔵または供給を行う水素貯蔵・供給装置であって、
水素貯蔵体を入れた第一液槽または水素供給体を入れた
第二液槽の内少なくともいずれか1つの液槽と、液槽か
ら送られた水素貯蔵体の水素付加反応または水素供給体
の脱水素反応の内少なくともいずれか1つの水素反応を
行うと共に、水素反応に利用する触媒とを備えた反応炉
と、水素反応の原料であって、反応炉に供給する水素貯
蔵体または水素供給体を、触媒に向けて、複数の噴射孔
から霧状に噴射する噴射ノズルを持つ噴射機構部と、反
応炉で生成した水素貯蔵体または水素供給体を冷却する
冷却槽とを備えた水素貯蔵・供給装置とするようにして
いる。
Another aspect of the present invention relates to a hydrogen storage device comprising an aromatic compound which reacts with hydrogen to store the hydrogen and a hydrogen supply device which releases hydrogen to convert the compound into an aromatic compound. A hydrogen storage and supply device that stores or supplies hydrogen using an addition reaction or a dehydrogenation reaction,
At least one of the first liquid tank containing the hydrogen storage or the second liquid tank containing the hydrogen supply, and the hydrogen addition reaction or the hydrogen supply of the hydrogen storage sent from the liquid tank. A reaction furnace having at least one of the hydrogen reactions of the dehydrogenation reaction and a catalyst used for the hydrogen reaction, and a hydrogen storage material or a hydrogen supply material which is a raw material for the hydrogen reaction and is supplied to the reaction furnace A hydrogen storage / equipment comprising an injection mechanism having an injection nozzle for injecting mist from the plurality of injection holes toward the catalyst, and a cooling tank for cooling the hydrogen storage or hydrogen supply generated in the reaction furnace. Supply device.

【0023】このため、水素反応装置内において、原料
が均一かつ適度な液膜の状態で触媒表面を覆うこととな
り、水素の貯蔵あるいは供給効率が極めて高くなる。し
たがって、石油精製プラントのような水素供給装置、燃
料電池を用いた家庭用自家発電等の発電装置とを含めた
システムに導入できる。特に、噴射ノズルの先端に複数
の噴射孔があるので、触媒表面への原料供給がより均一
になる。したがって、水素発生量または水素貯蔵量をよ
り多くすることができる。
For this reason, in the hydrogen reactor, the raw material covers the catalyst surface in a uniform and appropriate liquid film state, and the efficiency of hydrogen storage or supply becomes extremely high. Therefore, it can be introduced into a system including a hydrogen supply device such as a petroleum refining plant and a power generation device such as a home power generation using a fuel cell. In particular, since there are a plurality of injection holes at the tip of the injection nozzle, the supply of the raw material to the catalyst surface becomes more uniform. Therefore, the amount of generated hydrogen or the amount of stored hydrogen can be further increased.

【0024】また、別の発明は、上述の発明における噴
射機構部を、水素貯蔵体と水素供給体とを反応炉内に噴
射する共通の噴射経路を備え、水素貯蔵体または水素供
給体の噴射を停止した際に、噴射ノズル内の圧力を解放
し、水素貯蔵体または水素供給体が反応炉内に液だれす
ることを防止するようにした水素貯蔵・供給装置として
いる。
According to another aspect of the present invention, the injection mechanism in the above-described invention is provided with a common injection path for injecting the hydrogen storage body and the hydrogen supply body into the reaction furnace. Is stopped, the pressure in the injection nozzle is released to prevent the hydrogen storage or the hydrogen supply from dripping into the reaction furnace.

【0025】このため、原料を供給した後に供給配管内
に残存する余分な原料を反応炉内に供給しなくて済む。
特に、水素貯蔵体と水素供給体の切り替えを行った際
に、前の原料が混入する可能性が低くなる。したがっ
て、水素発生量あるいは水素貯蔵量を多くすることがで
きる。
For this reason, it is not necessary to supply an extra raw material remaining in the supply pipe after supplying the raw material into the reaction furnace.
In particular, when switching between the hydrogen storage unit and the hydrogen supply unit, the possibility that the previous raw material is mixed is reduced. Therefore, the amount of generated hydrogen or the amount of stored hydrogen can be increased.

【0026】また、別の発明は、上述の発明における水
素貯蔵体または水素供給体の噴射条件を制御する制御部
を、さらに備えた水素貯蔵・供給装置とするようにして
いる。このため、別の原料を用いる場合であっても、そ
の原料の触媒表面での液膜の生成具合に応じて、噴射条
件を適切に制御できる。したがって、どのような原料に
も対応した高効率の水素貯蔵または水素供給ができる。
In another aspect of the present invention, the control unit for controlling the injection condition of the hydrogen storage or the hydrogen supply in the above-described invention is a hydrogen storage / supply device further provided. For this reason, even when another raw material is used, the injection conditions can be appropriately controlled in accordance with how the raw material forms a liquid film on the catalyst surface. Therefore, highly efficient hydrogen storage or hydrogen supply corresponding to any raw material can be performed.

【0027】また、別の発明は、水素と反応して、その
水素を貯蔵する芳香族化合物から成る水素貯蔵体と、水
素を放出して芳香族化合物に変化する水素供給体との間
における水素付加反応または脱水素反応を利用して水素
の貯蔵または供給を行う水素貯蔵・供給装置であって、
水素貯蔵体を入れた第一液槽または水素供給体を入れた
第二液槽の内少なくともいずれか1つの液槽と、液槽か
ら送られた水素貯蔵体の水素付加反応または水素供給体
の脱水素反応の内、少なくともいずれか1つの水素反応
を行うと共に、水素反応に利用する触媒とを備えた反応
炉と、水素貯蔵体または水素供給体を水素反応前に加熱
するヒータと、反応炉で生成した水素貯蔵体または水素
供給体を冷却する冷却槽とを備えた水素貯蔵・供給装置
とするようにしている。
Further, another invention is directed to a hydrogen storage device comprising an aromatic compound which reacts with hydrogen to store the hydrogen and a hydrogen supply device which releases hydrogen to convert the compound into an aromatic compound. A hydrogen storage and supply device that stores or supplies hydrogen using an addition reaction or a dehydrogenation reaction,
At least one of the first liquid tank containing the hydrogen storage or the second liquid tank containing the hydrogen supply, and the hydrogen addition reaction or the hydrogen supply of the hydrogen storage sent from the liquid tank. A reactor for performing at least one of the dehydrogenation reactions and a catalyst used for the hydrogen reaction, a heater for heating the hydrogen storage or the hydrogen supply before the hydrogen reaction, and a reaction furnace. And a cooling tank for cooling the hydrogen storage unit or the hydrogen supply unit generated in step (1).

【0028】このため、噴射した原料と触媒との反応効
率が高くなる。特に、原料を加熱する機構を設けること
により、原料が触媒に接触した直後の温度低下を低減で
きる。したがって、水素の貯蔵量または水素の供給量を
増加させることができる。
For this reason, the reaction efficiency between the injected raw material and the catalyst increases. In particular, by providing a mechanism for heating the raw material, a decrease in temperature immediately after the raw material comes into contact with the catalyst can be reduced. Therefore, the amount of stored hydrogen or the amount of supplied hydrogen can be increased.

【0029】また、別の発明は、上述の発明におけるヒ
ータを、水素貯蔵体または水素供給体の沸点まで加熱可
能なヒータとした水素貯蔵・供給装置とするようにして
いる。このため、原料温度をその原料の沸点より少し低
めまで高めることにより、原料と触媒との反応をより高
めることができる。具体的には、沸点に対して1〜5℃
低い温度まで加熱するのが好ましい。
In another aspect of the present invention, the heater in the above-described invention is a hydrogen storage / supply device in which the heater is capable of heating up to the boiling point of the hydrogen storage or the hydrogen supply. For this reason, the reaction between the raw material and the catalyst can be further enhanced by raising the raw material temperature to slightly lower than the boiling point of the raw material. Specifically, the boiling point is 1 to 5 ° C.
Heating to a lower temperature is preferred.

【0030】また、別の発明は、水素と反応して、その
水素を貯蔵する芳香族化合物から成る水素貯蔵体と、水
素を放出して芳香族化合物に変化する水素供給体との間
における水素付加反応または脱水素反応を利用して水素
の貯蔵または供給を行う水素貯蔵・供給装置であって、
水素貯蔵体を入れた第一液槽または水素供給体を入れた
第二液槽の内少なくともいずれか1つの液槽と、液槽か
ら送られた水素貯蔵体の水素付加反応または水素供給体
の脱水素反応の内、少なくともいずれか1つの水素反応
を行うと共に、水素反応に利用する触媒とを備えた反応
炉と、触媒を加熱するヒータであって、そのヒータの表
面に触媒を付着させた触媒一体型ヒータと、反応炉で生
成した水素貯蔵体または水素供給体を冷却する冷却槽
と、を備えた水素貯蔵・供給装置とするようにしてい
る。
Another aspect of the present invention is directed to a hydrogen storage device comprising an aromatic compound which reacts with hydrogen to store the hydrogen and a hydrogen supply device which releases hydrogen to convert the compound into an aromatic compound. A hydrogen storage and supply device that stores or supplies hydrogen using an addition reaction or a dehydrogenation reaction,
At least one of the first liquid tank containing the hydrogen storage or the second liquid tank containing the hydrogen supply, and the hydrogen addition reaction or the hydrogen supply of the hydrogen storage sent from the liquid tank. A reaction furnace equipped with a catalyst used for the hydrogen reaction while performing at least one of the hydrogen reactions in the dehydrogenation reaction, and a heater for heating the catalyst, wherein the catalyst was attached to the surface of the heater. The hydrogen storage / supply device includes a catalyst-integrated heater and a cooling tank that cools a hydrogen storage body or a hydrogen supply body generated in the reaction furnace.

【0031】このため、触媒の温度低下を効率よく防止
できる。すなわち、ヒータと触媒とが直に接触していて
触媒への熱伝達が早いため、触媒の温度が下がりにく
い。したがって、水素の貯蔵量あるいは水素の供給量を
より多くすることができる。
Therefore, it is possible to efficiently prevent the temperature of the catalyst from decreasing. That is, since the heater is in direct contact with the catalyst and heat transfer to the catalyst is fast, the temperature of the catalyst does not easily decrease. Therefore, the amount of stored hydrogen or the amount of supplied hydrogen can be increased.

【0032】また、別の発明は、上述の発明における触
媒一体型ヒータを、格子状のヒータ表面に触媒を付着さ
せた格子状触媒ヒータ、渦巻き状のヒータ表面に触媒を
付着させた渦巻き状触媒ヒータ、触媒中にヒータを埋め
込んだ埋め込み式触媒ヒータまたは触媒を筒状ヒータで
囲った囲い式触媒ヒータとした水素貯蔵・供給装置とす
るようにしている。このため、触媒とヒータとの接触面
積を大きくすることができる。また、触媒と共に水素反
応を起こさせる反応炉の内部も加熱できる。したがっ
て、水素の貯蔵量あるいは水素の供給量をより多くする
ことができる。
Further, another invention relates to a catalyst-integrated heater according to the above-described invention, wherein the catalyst is attached to a lattice-shaped heater surface, and a spiral catalyst in which a catalyst is attached to a spiral heater surface. The hydrogen storage / supply device is a heater, an embedded catalyst heater in which a heater is embedded in a catalyst, or an enclosed catalyst heater in which the catalyst is surrounded by a cylindrical heater. Therefore, the contact area between the catalyst and the heater can be increased. In addition, the inside of a reaction furnace that causes a hydrogen reaction together with the catalyst can be heated. Therefore, the amount of stored hydrogen or the amount of supplied hydrogen can be increased.

【0033】また、別の発明は、上述の発明におけるヒ
ータを制御する制御部を、さらに備えた水素貯蔵・供給
装置としている。このため、別の原料を用いる場合であ
っても、その原料の沸点や触媒表面での原料液膜の生成
具合に応じて、温度条件を適切に制御できる。
Another aspect of the present invention is a hydrogen storage / supply device further including a control unit for controlling the heater according to the above-described aspect. For this reason, even when another raw material is used, the temperature condition can be appropriately controlled according to the boiling point of the raw material and the degree of formation of the raw material liquid film on the catalyst surface.

【0034】また、別の発明は、上述の発明における反
応炉からの水素を排出する経路であって、冷却槽より外
部側にフィルタを備え、そのフィルタに、フィルタに付
着した水素貯蔵体または水素供給体を加熱して揮発させ
るフィルタ用ヒータを設けた水素貯蔵・供給装置として
いる。このため、活性炭フィルター等のフィルタが、液
体原料の付着により機能低下することを防止できる。し
たがって、水素の排出を阻害しなくて済む。
Another aspect of the present invention is a path for discharging hydrogen from the reaction furnace according to the above-described invention, wherein a filter is provided outside the cooling tank, and a hydrogen storage material or hydrogen attached to the filter is provided on the filter. The hydrogen storage / supply device is provided with a filter heater for heating and volatilizing the supply body. For this reason, it is possible to prevent a filter such as an activated carbon filter from deteriorating in function due to adhesion of a liquid raw material. Therefore, there is no need to hinder the discharge of hydrogen.

【0035】また、別の発明は、上述の発明における第
一液槽と第二液槽とを隣接させて一個の容器内に配置
し、容器のバルブの切り替えで、反応炉に水素貯蔵体ま
たは水素供給体を供給可能な構成とした水素貯蔵・供給
装置とするようにしている。このため、装置をよりコン
パクトにすることができる。したがって、家庭に設置し
たり、自動車に搭載する上で有利になる。
Another aspect of the present invention is that the first liquid tank and the second liquid tank in the above-described invention are disposed adjacent to each other in one container, and the valve of the container is switched so that the hydrogen storage unit or the hydrogen storage unit is connected to the reaction furnace. A hydrogen storage / supply device configured to supply a hydrogen supply body is provided. For this reason, the device can be made more compact. Therefore, it is advantageous when it is installed at home or mounted on a car.

【0036】また、別の発明は、上述の発明における反
応炉に流入させる水素を供給し、反応炉から水素を排出
する共通のポンプを1台備えた水素貯蔵・供給装置とす
るようにしている。このため、装置をよりコンパクトに
できると共に、低コスト化を図ることができる。
Another aspect of the present invention is a hydrogen storage / supply device having one common pump for supplying hydrogen flowing into the reaction furnace and discharging hydrogen from the reaction furnace in the above invention. . For this reason, the apparatus can be made more compact and the cost can be reduced.

【0037】また、別の発明は、上述の発明における触
媒を、ハニカム形状の触媒あるいはフェルトに担持した
触媒とした水素貯蔵・供給装置とするようにしている。
このため、触媒への原料の接触面積を大きくできるの
で、水素の貯蔵量あるいは水素の発生量を多くすること
ができる。また、フェルトへの担持により、触媒を任意
な形状とすることができる。したがって、触媒の場所を
とられない分、装置のコンパクト化を図ることができ
る。
Further, another invention is a hydrogen storage / supply device in which the catalyst in the above invention is a honeycomb-shaped catalyst or a catalyst supported on felt.
For this reason, since the contact area of the raw material with the catalyst can be increased, the amount of stored hydrogen or the amount of generated hydrogen can be increased. In addition, the catalyst can be formed into an arbitrary shape by being supported on the felt. Therefore, the size of the apparatus can be reduced because the space for the catalyst is not taken up.

【0038】また、別の発明は、上述の発明における芳
香族化合物を、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチ
レン、ナフタレン、メチルナフタレン、アントラセン、
ビフェニル、フェナスレンおよびそれらのアルキル置換
体の内のいずれか1つまたはいずれかを複数混合したも
のとした水素貯蔵・供給装置とするようにしている。
In another aspect, the aromatic compound according to the above-mentioned invention is obtained by converting benzene, toluene, xylene, mesitylene, naphthalene, methylnaphthalene, anthracene,
A hydrogen storage / supply device is prepared by mixing any one or a plurality of any of biphenyl, phenathrene and their alkyl-substituted products.

【0039】これらの原料は、炭素同士の二重結合に水
素が付加することにより、水素を貯蔵する。水素付加後
の水素供給体は、水素を放して元の水素貯蔵体に戻る。
すなわち、上述の原料は、水素のリサイクルに適した原
料である。一方、上述の原料の水素付加反応に際して利
用される触媒は、すでに研究開発されて熟知されてい
る。このため、上述の原料を用いると、実用化の上で開
発コストを抑えることができる。
These raw materials store hydrogen by adding hydrogen to a double bond between carbon atoms. The hydrogen supplier after hydrogenation releases hydrogen and returns to the original hydrogen storage.
That is, the above-mentioned raw material is a raw material suitable for recycling hydrogen. On the other hand, catalysts used for the hydrogenation reaction of the above-mentioned raw materials have already been researched and developed and are well known. Therefore, when the above-mentioned raw materials are used, development costs can be suppressed in practical use.

【0040】また、別の発明は、水素と反応して、その
水素を貯蔵する芳香族化合物から成る水素貯蔵体と、水
素を放出して芳香族化合物に変化する水素供給体との間
における水素付加反応または脱水素反応に利用する水素
貯蔵・供給用触媒であって、触媒を加熱するヒータの表
面に触媒を付着させて触媒とヒータとを一体構成にした
水素貯蔵・供給用触媒とするようにしている。
Another aspect of the present invention is directed to a hydrogen storage device comprising an aromatic compound which reacts with hydrogen to store the hydrogen and a hydrogen supply device which releases hydrogen to convert the compound into an aromatic compound. A hydrogen storage / supply catalyst used for an addition reaction or a dehydrogenation reaction, wherein the catalyst is attached to the surface of a heater for heating the catalyst so that the catalyst and the heater are integrated into a hydrogen storage / supply catalyst. I have to.

【0041】このため、温度低下の少ない触媒となる。
すなわち、ヒータと触媒とが直に接触していて触媒への
熱伝達が早いため、触媒の温度が下がりにくい。したが
って、この触媒を用いることで、水素の貯蔵量あるいは
水素の供給量をより多くすることができる。
Thus, the catalyst has a low temperature drop.
That is, since the heater is in direct contact with the catalyst and heat transfer to the catalyst is fast, the temperature of the catalyst does not easily decrease. Therefore, by using this catalyst, the amount of stored hydrogen or the amount of supplied hydrogen can be increased.

【0042】また、別の発明は、上述の発明におけるヒ
ータを、格子状のヒータ表面に触媒を付着させた格子状
触媒ヒータ、渦巻き状のヒータ表面に触媒を付着させた
渦巻き状触媒ヒータ、触媒中にヒータを埋め込んだ埋め
込み式触媒ヒータまたは触媒を筒状ヒータで囲った囲い
式触媒ヒータとした水素貯蔵・供給用触媒とするように
している。
Another aspect of the present invention is a heater according to the above-described invention, which comprises a grid-shaped catalyst heater having a catalyst attached to a grid-shaped heater surface, a spiral catalyst heater having a catalyst attached to a spiral heater surface, and a catalyst. The catalyst for hydrogen storage / supply is an embedded catalyst heater in which a heater is embedded therein, or an enclosed catalyst heater in which the catalyst is surrounded by a cylindrical heater.

【0043】このため、触媒とヒータとの接触面積を大
きくすることができる。また、触媒と共に水素反応を起
こさせる反応炉の内部も加熱できる。したがって、水素
の貯蔵量あるいは水素の供給量をより多くすることがで
きる。
Therefore, the contact area between the catalyst and the heater can be increased. In addition, the inside of a reaction furnace that causes a hydrogen reaction together with the catalyst can be heated. Therefore, the amount of stored hydrogen or the amount of supplied hydrogen can be increased.

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る水素貯蔵・供
給システム、水素貯蔵・供給装置ならびに水素付加反応
・脱水素反応用触媒の各実施の形態について、図面に基
づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of a hydrogen storage / supply system, a hydrogen storage / supply device, and a catalyst for hydrogen addition reaction / dehydrogenation reaction according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0045】図1は、芳香族化合物の水素化反応と、そ
の芳香族化合物の水素化反応により生成した化合物(以
後、ケミカルハイドライドという)の脱水素反応とを利
用して水素を貯蔵あるいは供給する原理を示す図であ
る。
FIG. 1 shows the storage or supply of hydrogen utilizing a hydrogenation reaction of an aromatic compound and a dehydrogenation reaction of a compound (hereinafter referred to as a chemical hydride) produced by the hydrogenation reaction of the aromatic compound. It is a figure showing a principle.

【0046】ベンゼン等の芳香族化合物1は、水の電気
分解等により生成した水素2と水素化反応をして、シク
ロヘキサン等のケミカルハイドライド3となる。具体的
には、芳香族化合物1の炭素間の二重結合に水素2が付
加する。すなわち、水素2は、ケミカルハイドライド3
の形で貯蔵されることになる。
An aromatic compound 1 such as benzene undergoes a hydrogenation reaction with hydrogen 2 generated by electrolysis of water or the like to form a chemical hydride 3 such as cyclohexane. Specifically, hydrogen 2 is added to a double bond between carbons of the aromatic compound 1. That is, hydrogen 2 is converted to chemical hydride 3
Will be stored in the form of

【0047】また、ケミカルハイドライド3は、脱水素
反応により、芳香族化合物1と水素2となる。一方、水
素2は、酸素4と共に燃料電池5内に供給される。燃料
電池5は、水の電気分解と逆の原理で、電気をつくる。
The chemical hydride 3 is converted into an aromatic compound 1 and hydrogen 2 by a dehydrogenation reaction. On the other hand, hydrogen 2 is supplied into fuel cell 5 together with oxygen 4. The fuel cell 5 generates electricity according to the reverse principle of electrolysis of water.

【0048】このように、芳香族化合物1は、水素を貯
蔵できる水素貯蔵体として機能し、ケミカルハイドライ
ド3は水素を外部に供給する水素供給体として機能す
る。このため、芳香族化合物1とケミカルハイドライド
3とのサイクルを利用した水素貯蔵・供給システムが形
成できる。
As described above, the aromatic compound 1 functions as a hydrogen storage for storing hydrogen, and the chemical hydride 3 functions as a hydrogen supplier for supplying hydrogen to the outside. Therefore, a hydrogen storage / supply system using a cycle of the aromatic compound 1 and the chemical hydride 3 can be formed.

【0049】次に、図1に示した原理を利用した水素貯
蔵・供給システムの一例について説明する。なお、以
後、ケミカルハイドライド等の原料に、番号を付さな
い。
Next, an example of a hydrogen storage / supply system utilizing the principle shown in FIG. 1 will be described. In the following, raw materials such as chemical hydride will not be numbered.

【0050】図2は、エネルギー自立型の家庭用自家発
電を例とした水素貯蔵・供給システムを模式的に示す図
である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a hydrogen storage / supply system using an energy self-contained home power generation as an example.

【0051】家屋10に設けた水素貯蔵・供給システム
は、主に、屋根等に設置した太陽電池11と、風力発電
機12と、電解装置13と、水素反応装置14と、燃料
電池15とを備えている。
The hydrogen storage / supply system provided in the house 10 mainly includes a solar cell 11, a wind generator 12, an electrolysis device 13, a hydrogen reaction device 14, and a fuel cell 15 installed on a roof or the like. Have.

【0052】水素反応装置14は、ベンゼンに代表され
る芳香族化合物からなる水素貯蔵体を入れた第一液槽と
しての水素貯蔵体容器16と、シクロへキサンに代表さ
れるケミカルハイドライドからなる水素供給体を入れた
第二液槽としての水素供給体容器17と、反応炉18
と、冷却器19とを備えている。
The hydrogen reactor 14 includes a hydrogen storage container 16 serving as a first liquid tank containing a hydrogen storage made of an aromatic compound represented by benzene, and a hydrogen storage made of a chemical hydride represented by cyclohexane. A hydrogen supply container 17 as a second liquid tank containing a supply, and a reaction furnace 18
And a cooler 19.

【0053】水素貯蔵体容器16および水素供給体容器
17には、各容器16,17内部の水素貯蔵体および水
素供給体を加熱するヒータ20が設けられている。ま
た、反応炉18には、水素付加反応および脱水素反応に
必要な触媒21が設置されている。また、触媒21に
は、これを加熱するためのヒータ22が設置されてい
る。さらに、反応炉18には、水素貯蔵体または水素供
給体という液体原料を噴射する噴射ノズル23が設置さ
れている。
The hydrogen storage container 16 and the hydrogen supply container 17 are provided with a heater 20 for heating the hydrogen storage and the hydrogen supply inside the containers 16 and 17. Further, the reaction furnace 18 is provided with a catalyst 21 required for the hydrogen addition reaction and the dehydrogenation reaction. The catalyst 21 is provided with a heater 22 for heating the catalyst. Further, the reaction furnace 18 is provided with an injection nozzle 23 for injecting a liquid material called a hydrogen storage or hydrogen supply.

【0054】太陽電池11または風力発電機12により
つくられた電気は、インバータ24を経由して交流に変
換される。変換された電気は、家庭用の電気機器25に
使用されるか、電気機器25を使用していないときに
は、変換された電気は、電解装置13に供給される。電
解装置13では、水の電気分解により水素(H2)と酸
素(O2)が発生する。発生した水素は、水素反応装置
14の反応炉18に供給される。
The electricity generated by the solar cell 11 or the wind power generator 12 is converted into an alternating current via an inverter 24. The converted electricity is used for household electrical equipment 25 or when not using electrical equipment 25, the converted electricity is supplied to electrolysis device 13. In the electrolysis device 13, hydrogen (H2) and oxygen (O2) are generated by electrolysis of water. The generated hydrogen is supplied to the reaction furnace 18 of the hydrogen reactor 14.

【0055】太陽電池11または風力発電機12により
つくられた電気が過剰な場合、すなわち、家庭用の電気
機器25によって使用される電気以上の発電がなされて
いる場合にも、余分な電気は、電解装置13に送られ
る。そして、電解装置13で発生した水素は、反応炉1
8に送られる。一方、水素貯蔵体容器16内にあるベン
ゼンに代表される水素貯蔵体は、噴射ノズル23によっ
て、反応炉18内の触媒21に噴射される。
When the electricity generated by the solar cell 11 or the wind power generator 12 is excessive, that is, when the electricity is generated more than the electricity used by the household electric appliance 25, the extra electricity is It is sent to the electrolysis device 13. The hydrogen generated in the electrolysis device 13 is supplied to the reaction furnace 1
8 On the other hand, a hydrogen storage material represented by benzene in the hydrogen storage container 16 is injected by the injection nozzle 23 to the catalyst 21 in the reaction furnace 18.

【0056】すると、水素貯蔵体に水素が付加して、シ
クロへキサンに代表される水素供給体に変化する。ここ
で、水素貯蔵体は、ヒータ20により80℃という沸点
近傍まで加熱されている。このため、水素付加反応に関
与する水素貯蔵体の割合が高くなる。また、触媒21
は、ヒータ22によって60〜120℃に加熱されてい
る。この結果、水素付加反応による水素供給体の生成率
は非常に高くなる。
Then, hydrogen is added to the hydrogen storage material, and the hydrogen storage material is changed to a hydrogen supply material represented by cyclohexane. Here, the hydrogen storage body is heated by the heater 20 to near the boiling point of 80 ° C. For this reason, the ratio of the hydrogen storage involved in the hydrogenation reaction increases. The catalyst 21
Are heated to 60 to 120 ° C. by the heater 22. As a result, the rate of generation of the hydrogen supplier by the hydrogenation reaction becomes very high.

【0057】反応炉18内で生成された水素供給体は、
冷却器19により液化されて、水素供給体容器17に送
られる。一方、水素付加反応の際に余分な水素は、燃料
電池15へと送られる。
The hydrogen supply generated in the reactor 18 is:
It is liquefied by the cooler 19 and sent to the hydrogen supply container 17. On the other hand, excess hydrogen is sent to the fuel cell 15 during the hydrogen addition reaction.

【0058】また、太陽電池11または風力発電機12
によりつくられた電気では、電気機器25の電力をまか
なえない場合には、水素供給体容器17内の水素供給体
は、噴射機構を構成する噴射ノズル23によって、反応
炉18内の触媒21に噴射される。
The solar cell 11 or the wind power generator 12
In the case where the electricity generated by the electric power cannot supply the electric power of the electric device 25, the hydrogen supply body in the hydrogen supply container 17 is injected to the catalyst 21 in the reaction furnace 18 by the injection nozzle 23 constituting the injection mechanism. Is done.

【0059】すると、水素供給体の脱水素反応がおき
て、ベンゼンのような水素貯蔵体と水素が生成する。こ
こで、水素供給体容器17内の水素供給体は、ヒータ2
0により80℃という沸点近傍まで加熱されている。こ
のため、脱水素反応に関与する水素供給体の割合が高く
なる。また、触媒21は、ヒータ22によって220〜
400℃に加熱されている。このため、かかる脱水素反
応による水素貯蔵体の生成率は非常に高くなる。なお、
脱水素反応の効率を考慮すると、触媒21が240〜2
60℃となるように、ヒータ22によって加熱するのが
より好ましい。
Then, a dehydrogenation reaction of the hydrogen supplier occurs, and hydrogen is generated with a hydrogen storage material such as benzene. Here, the hydrogen supplier in the hydrogen supplier container 17 is the heater 2
It is heated to near the boiling point of 80 ° C. by 0. For this reason, the ratio of the hydrogen supplier involved in the dehydrogenation reaction increases. In addition, the catalyst 21 is heated 220 to 220 by the heater 22.
Heated to 400 ° C. For this reason, the generation rate of the hydrogen storage material by such a dehydrogenation reaction becomes very high. In addition,
Considering the efficiency of the dehydrogenation reaction, the catalyst 21 is 240 to 2
It is more preferable that the temperature is adjusted to 60 ° C. by the heater 22.

【0060】反応炉18内で生成した水素貯蔵体は、冷
却器19により液化されて、水素貯蔵体容器16に送ら
れる。一方、脱水素反応により生成した水素は、燃料電
池15へと送られる。
The hydrogen storage generated in the reaction furnace 18 is liquefied by the cooler 19 and sent to the hydrogen storage container 16. On the other hand, hydrogen generated by the dehydrogenation reaction is sent to the fuel cell 15.

【0061】燃料電池15では、水素反応装置14から
送られてくる水素と、空気中から供給される酸素との反
応により電気がつくられる。こうしてつくられた電気
は、家庭用の電気機器25用に使用される他、電気自動
車26の動力に供給される。このように、水素反応装置
14は、家庭の電力の需要に応じて、シクロへキサンの
ような水素供給体の形でエネルギーを保存したり、水素
供給体から脱水素反応によりエネルギーを作り出す。
In the fuel cell 15, electricity is generated by a reaction between hydrogen sent from the hydrogen reactor 14 and oxygen supplied from the air. The electricity thus produced is used for the home electric appliance 25 and is also supplied to the power of the electric vehicle 26. As described above, the hydrogen reactor 14 stores energy in the form of a hydrogen supplier such as cyclohexane, or generates energy from the hydrogen supplier by a dehydrogenation reaction, depending on the demand of household electric power.

【0062】図3は、ベンゼンに代表される芳香族化合
物からなる水素貯蔵体をシクロへキサンに代表されるケ
ミカルハイドライドからなる水素供給体に変換する専用
の地域ステーションと、地域ステーションから水素供給
体の供給を受ける家庭や工場(以後、家庭等という)や
自動車用の燃料スタンドとからなる水素貯蔵・供給シス
テムを示す図である。
FIG. 3 shows a dedicated regional station for converting a hydrogen storage material composed of an aromatic compound represented by benzene into a hydrogen supply material composed of a chemical hydride represented by cyclohexane, and a hydrogen supply material from the regional station. 1 is a diagram showing a hydrogen storage / supply system including a home, a factory (hereinafter, referred to as a home, etc.) and a fuel station for an automobile, which receive supply of hydrogen.

【0063】この水素貯蔵・供給システムは、図2の水
素貯蔵・供給システムと異なり、家庭等の中でのエネル
ギーの自立を確立するのではなく、地域全体でエネルギ
ーの自立を確立するためのシステムである。したがっ
て、水素を発生させてエネルギーを作り出す家庭等31
と、家庭等31からの水素貯蔵体を回収して、これに水
素を付加して水素供給体を製造する地域ステーション3
2との間で、原料の変換を分担している。
This hydrogen storage / supply system differs from the hydrogen storage / supply system of FIG. 2 in that it is not a system for establishing energy independence in a home or the like, but for establishing energy independence in the entire region. It is. Therefore, households and the like that generate energy by generating hydrogen 31
And a local station 3 that collects a hydrogen storage from the home 31 and adds hydrogen to the hydrogen storage to produce a hydrogen supply.
2 is responsible for the conversion of raw materials.

【0064】地域ステーション32は、水素貯蔵体を入
れた第一液槽としての水素貯蔵体容器33と、水素貯蔵
体と水素との水素付加反応により水素供給体を製造する
反応炉34とを備えた水素供給体製造装置である。地域
ステーション32に供給される水素には、風力発電機3
5からの電気を利用して電解装置36で製造した水素、
太陽電池37からの電気を利用して電解装置38で製造
した水素、ナフサの分解プラントや生物由来の汚物処理
場等39でゼオライト触媒40を使って有機物を製造す
る過程で生成した水素が含まれる。
The regional station 32 includes a hydrogen storage container 33 as a first liquid tank containing a hydrogen storage, and a reaction furnace 34 for producing a hydrogen supply by a hydrogen addition reaction between the hydrogen storage and hydrogen. It is a hydrogen supplier manufacturing apparatus. Hydrogen supplied to the regional station 32 includes a wind generator 3
Hydrogen produced in the electrolyzer 36 using electricity from 5,
Hydrogen produced in the electrolyzer 38 using electricity from the solar cell 37, hydrogen produced in the process of producing organic matter using the zeolite catalyst 40 in the naphtha decomposition plant, biological waste disposal plant 39, etc., is included. .

【0065】また、ベンゼンをはじめとする水素貯蔵体
は、ゼオライト触媒40を使って有機物を製造する過程
で生成したものである。水素貯蔵体容器33内の水素貯
蔵体は、噴射ノズル41によって、水素雰囲気下にある
反応炉34内に噴射される。噴射された水素貯蔵体は、
触媒42の表面で均一かつ適度な液膜を形成する。この
結果、触媒42表面における水素との水素付加反応が促
進され、高効率で水素供給体が生成される。触媒42
は、ヒータ43にて60〜120℃に加熱されている。
したがって、水素供給体は、より高い変換効率で生成さ
れる。なお、変換効率を考慮すると、触媒42が95〜
105℃となるように、ヒータ43によって加熱するの
がより好ましい。
The hydrogen storage materials such as benzene are produced in the process of producing organic substances using the zeolite catalyst 40. The hydrogen storage in the hydrogen storage container 33 is injected by an injection nozzle 41 into a reaction furnace 34 under a hydrogen atmosphere. The injected hydrogen storage is
A uniform and appropriate liquid film is formed on the surface of the catalyst 42. As a result, a hydrogen addition reaction with hydrogen on the surface of the catalyst 42 is promoted, and a hydrogen supplier is generated with high efficiency. Catalyst 42
Are heated to 60 to 120 ° C. by the heater 43.
Therefore, the hydrogen supply is produced with higher conversion efficiency. In addition, considering the conversion efficiency, the catalyst 42 is 95 to
It is more preferable to heat the heater 43 so as to reach 105 ° C.

【0066】反応炉34内で生成された水素供給体は、
家庭等31に送られる。家庭等31には、水素製造装置
44が設置されている。水素製造装置44は、反応炉4
5と、水素貯蔵体容器46と、発電装置としての燃料電
池47とを備えている。地域ステーション32から送ら
れてきた水素供給体は、反応炉45内の噴射機構である
噴射ノズル48から噴射されて、触媒49の表面で均一
かつ適度な液膜を形成する。
The hydrogen supply generated in the reactor 34 is
It is sent to the home 31 or the like. The home or the like 31 is provided with a hydrogen production device 44. The hydrogen production apparatus 44 includes the reactor 4
5, a hydrogen storage container 46, and a fuel cell 47 as a power generation device. The hydrogen supply sent from the regional station 32 is injected from an injection nozzle 48 as an injection mechanism in the reaction furnace 45 to form a uniform and appropriate liquid film on the surface of the catalyst 49.

【0067】この結果、触媒49表面での脱水素反応に
より、水素貯蔵体と水素とが生成される。触媒49は、
ヒータ50にて220〜400℃に加熱されている。し
たがって、水素貯蔵体は、高い変換効率で生成される。
なお、変換効率を考慮すると、触媒42が240〜26
0℃となるように、ヒータ50によって加熱するのがよ
り好ましい。
As a result, a hydrogen storage body and hydrogen are generated by the dehydrogenation reaction on the surface of the catalyst 49. The catalyst 49 is
The heater 50 is heated to 220 to 400 ° C. Therefore, hydrogen storage is produced with high conversion efficiency.
In consideration of the conversion efficiency, the catalyst 42 is 240 to 26
It is more preferable that the temperature be adjusted to 0 ° C. by the heater 50.

【0068】水素貯蔵体と水素の混合体は、水素貯蔵体
容器46内で冷却されて、水素貯蔵体と水素とに分離さ
れる。常温で気体である水素は、燃料電池47へと送ら
れる。燃料電池47では、水素と酸素との反応により電
気を発生する。この電気は、家庭等31のいろいろな電
気機器に利用される。一方、常温で液体の水素貯蔵体
は、地域ステーション32の水素貯蔵体容器33へと送
られる。
The mixture of the hydrogen storage and the hydrogen is cooled in the hydrogen storage container 46 and separated into the hydrogen storage and the hydrogen. Hydrogen, which is a gas at normal temperature, is sent to the fuel cell 47. In the fuel cell 47, electricity is generated by a reaction between hydrogen and oxygen. This electricity is used for various electric appliances such as the home 31. On the other hand, the hydrogen storage medium that is liquid at room temperature is sent to the hydrogen storage container 33 of the regional station 32.

【0069】また、家庭等31以外にも、水素製造装置
51を設けることができる。水素製造装置51の構成
は、水素製造装置44の構成と同じである。水素製造装
置51で製造した電気は、発電所52から供給される電
気の調整に利用される。すなわち、地域の電力需要が間
に合わない場合には、水素製造装置51からの電力供給
を多くし、地域の電力需要が十分な場合には、水素製造
装置51からの電力供給を少なくする。水素製造装置5
1からの水素貯蔵体は、地域ステーション32のに水素
貯蔵体容器33送られて、その後、水素供給体に変換さ
れる。
In addition to the home 31 and the like, a hydrogen production apparatus 51 can be provided. The configuration of the hydrogen production device 51 is the same as the configuration of the hydrogen production device 44. The electricity produced by the hydrogen production device 51 is used for regulating electricity supplied from the power plant 52. That is, when the local power demand is not enough, the power supply from the hydrogen production device 51 is increased, and when the local power demand is sufficient, the power supply from the hydrogen production device 51 is reduced. Hydrogen production equipment 5
The hydrogen storage from 1 is sent to the regional station 32 to a hydrogen storage container 33 and then converted to a hydrogen supply.

【0070】さらに、地域ステーション32からの水素
供給体は、自動車用の燃料にも利用できる。地域ステー
ション32から燃料供給スタンド53に送られた水素供
給体は、自動車54の水素製造装置55に供給可能であ
る。水素製造装置55は、反応炉56と、水素貯蔵体容
器57と、発電装置である燃料電池58とを備えてい
る。燃料供給スタンド53から供給された水素供給体
は、反応炉56内の噴射機構である噴射ノズル59から
噴射されて、触媒60の表面で液膜を形成する。
Further, the hydrogen supply from the regional station 32 can be used as fuel for automobiles. The hydrogen supply body sent from the regional station 32 to the fuel supply station 53 can be supplied to the hydrogen production device 55 of the automobile 54. The hydrogen production device 55 includes a reaction furnace 56, a hydrogen storage container 57, and a fuel cell 58 as a power generation device. The hydrogen supply body supplied from the fuel supply stand 53 is injected from an injection nozzle 59 as an injection mechanism in the reaction furnace 56 to form a liquid film on the surface of the catalyst 60.

【0071】この結果、触媒60表面での脱水素反応に
より、水素貯蔵体と水素とが生成する。触媒60は、ヒ
ータ61にて220〜400℃に加熱されている。した
がって、水素貯蔵体は、高い変換効率で生成する。な
お、変換効率を考慮すると、触媒60が240〜260
℃となるように、ヒータ61によって加熱するのがより
好ましい。
As a result, a hydrogen storage medium and hydrogen are generated by the dehydrogenation reaction on the surface of the catalyst 60. The catalyst 60 is heated to 220 to 400 ° C. by the heater 61. Therefore, the hydrogen storage is generated with high conversion efficiency. In consideration of the conversion efficiency, the catalyst 60 is 240 to 260
It is more preferable that the heating is performed by the heater 61 so that the temperature becomes ° C.

【0072】水素貯蔵体と水素の混合体は、水素貯蔵体
容器57内で冷却されて、水素貯蔵体と水素とに分離さ
れる。常温で気体である水素は、燃料電池58へと送ら
れる。燃料電池58では、水素と酸素との反応により電
気を発生し、自動車の動力に利用される。一方、常温で
液体の水素貯蔵体は、燃料供給スタンド53に回収され
る。その後、水素貯蔵体は、地域ステーション32へと
送られ、その後、水素との反応により水素供給体に変換
される。
The mixture of the hydrogen storage and the hydrogen is cooled in the hydrogen storage container 57 and separated into the hydrogen storage and the hydrogen. Hydrogen that is a gas at normal temperature is sent to the fuel cell 58. In the fuel cell 58, electricity is generated by a reaction between hydrogen and oxygen, and is used for powering an automobile. On the other hand, the hydrogen storage material that is liquid at normal temperature is collected by the fuel supply stand 53. Thereafter, the hydrogen storage is sent to the regional station 32 and then converted to a hydrogen supplier by reaction with hydrogen.

【0073】このように、水素貯蔵体から水素供給体へ
の変換を地域ステーション32で行い、水素供給体から
水素貯蔵体への変換を家庭等31、発電装置51あるい
は自動車54の内部で行い、その水素貯蔵体を地域ステ
ーション32に戻すことによって、地域全体で原料の供
給・回収サイクルが形成される。水素と酸素の反応で
は、水しか生成されないので、二酸化炭素に起因する地
球温暖化問題や、NOX等の有害物質の発生による公害
問題を防止できる。
As described above, the conversion from the hydrogen storage material to the hydrogen storage material is performed in the regional station 32, and the conversion from the hydrogen storage material to the hydrogen storage material is performed in the home 31, etc., the power generator 51 or the automobile 54. By returning the hydrogen storage to the regional station 32, a supply and recovery cycle of the raw material is formed throughout the region. Since only water is generated by the reaction between hydrogen and oxygen, it is possible to prevent global warming caused by carbon dioxide and pollution caused by generation of harmful substances such as NOX.

【0074】なお、図2および図3の水素貯蔵・供給シ
ステムにおいて、水素貯蔵体に、ベンゼンではなく、ト
ルエン、キシレン、メシチレン、ナフタレン、メチルナ
フタレン、アントラセン、ビフェニル、フェナスレンお
よびそれらのアルキル置換体の内のいずれか1つまたは
いずれかを複数混合を用いても良い。
In the hydrogen storage / supply system shown in FIGS. 2 and 3, instead of benzene, toluene, xylene, mesitylene, naphthalene, methylnaphthalene, anthracene, biphenyl, phenathrene, and their alkyl-substituted products are used instead of benzene. Any one of them or a mixture of any one of them may be used.

【0075】次に、水素反応装置14に相当する水素貯
蔵・供給装置の構造を、図4および図5に基づいて説明
する。
Next, the structure of a hydrogen storage / supply device corresponding to the hydrogen reactor 14 will be described with reference to FIGS.

【0076】図4は、水素の貯蔵と供給の両方を行うこ
とができる水素貯蔵・供給装置の構成を模式的に示す図
である。また、図5は、図4で模式的に示す水素貯蔵・
供給装置の外観図である。この水素貯蔵・供給装置70
は、主に、原料供給槽71と、加圧タンク72と、ポン
プ73と、反応炉74と、冷却槽75と、フィルタ76
と、ポンプ77とを備えている。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a hydrogen storage / supply device capable of performing both storage and supply of hydrogen. FIG. 5 is a schematic diagram of the hydrogen storage and storage shown in FIG.
It is an external view of a supply apparatus. This hydrogen storage and supply device 70
Are mainly composed of a raw material supply tank 71, a pressurized tank 72, a pump 73, a reaction furnace 74, a cooling tank 75, and a filter 76.
And a pump 77.

【0077】原料供給槽71は、水素貯蔵体であるベン
ゼンおよび水素供給体であるシクロへキサンとを、隔壁
78で隔てられた第一液槽としてのベンゼン槽79およ
び第ニ液槽としてのシクロへキサン槽80にそれぞれ入
れた容器である。原料供給槽71には、各原料を加熱す
るために、それぞれヒータ81およびヒータ82が設け
られている。各ヒータ81,82を設置したのは、各原
料をその沸点近くまで加熱してから供給することによっ
て、触媒表面への噴射時における原料の温度低下の影響
を低減するためである。
The raw material supply tank 71 is provided with a benzene tank 79 as a first liquid tank and a cyclohexane as a second liquid tank separated by a partition 78 with benzene as a hydrogen storage material and cyclohexane as a hydrogen supply material. These are containers placed in hexane tanks 80, respectively. The raw material supply tank 71 is provided with a heater 81 and a heater 82 for heating the respective raw materials. The reason why the heaters 81 and 82 are provided is to reduce the influence of the temperature drop of the raw material during the injection onto the catalyst surface by supplying the raw material after heating it to near its boiling point.

【0078】なお、ベンゼンとシクロへキサンの各沸点
は、それぞれ80.1℃および80.9℃である。した
がって、ベンゼンの供給時でもシクロへキサンの供給時
でも、ヒータ81,82は、各原料を、その沸点以下
で、かつその沸点に近い約80℃になるように制御し、
各原料を液体状態で供給できるようにしている。
The boiling points of benzene and cyclohexane are 80.1 ° C. and 80.9 ° C., respectively. Therefore, the heaters 81 and 82 control each raw material to a temperature of about 80 ° C. below the boiling point and close to the boiling point regardless of whether benzene is supplied or cyclohexane is supplied.
Each raw material can be supplied in a liquid state.

【0079】加圧タンク72は、三方弁となる三方バル
ブ83を介して加圧タンク72内に導いたベンゼンある
いはシクロへキサンに対して、反応炉74に原料を噴射
するための圧力をかける構成部である。この加圧は、加
圧タンク72と原料供給槽71との間に配置したポンプ
73によって行われる。なお、加圧タンク72には、原
料を外部に排出するためのバルブ84が設けられてい
る。
The pressurized tank 72 is configured to apply a pressure for injecting a raw material into the reaction furnace 74 to benzene or cyclohexane introduced into the pressurized tank 72 through a three-way valve 83 serving as a three-way valve. Department. This pressurization is performed by a pump 73 arranged between the pressurized tank 72 and the raw material supply tank 71. The pressurized tank 72 is provided with a valve 84 for discharging the raw material to the outside.

【0080】また、加圧タンク72内の圧力を調整する
ため、圧力計85の数値が所定圧力値以上になると、バ
ルブ86と三方弁となる三方バルブ87を開いて、加圧
タンク72内の原料を、その原料が入っていたベンゼン
槽79あるいはシクロへキサン槽80に戻すようにして
いる。また、逆に、圧力計85の数値が所定圧力値より
低くなると、三方バルブ83を開いて、ベンゼン槽79
あるいはシクロへキサン槽80から加圧タンク72内
に、その加圧タンク72に入っている原料と同じ原料を
供給するようにしている。
In order to adjust the pressure in the pressurized tank 72, when the value of the pressure gauge 85 exceeds a predetermined pressure value, the valve 86 and the three-way valve 87 serving as a three-way valve are opened to open the pressurized tank 72. The raw material is returned to the benzene tank 79 or the cyclohexane tank 80 in which the raw material has been stored. Conversely, when the value of the pressure gauge 85 becomes lower than the predetermined pressure value, the three-way valve 83 is opened and the benzene tank 79 is opened.
Alternatively, the same raw material as the raw material in the pressurized tank 72 is supplied from the cyclohexane tank 80 to the pressurized tank 72.

【0081】反応炉74は、ベンゼンあるいはシクロへ
キサンを触媒88に噴射させて、水素付加反応または脱
水素反応を起こす構成部である。反応炉74内の圧力を
検知するため、反応炉74には圧力計74aが設けられ
ている。ベンゼンあるいはシクロへキサンの噴射は、バ
ルブ89とバルブ90を開いて、噴射ノズル91から行
うようにしている。原料を噴射ノズル91から噴射する
ことにより、容器93内の触媒88表面に、原料の液膜
を形成しやすいようにしている。なお、噴射ノズル91
と加圧タンク72とポンプ73は、噴射機構部の主要構
成部である。
The reaction furnace 74 is a component for injecting benzene or cyclohexane into the catalyst 88 to cause a hydrogen addition reaction or a dehydrogenation reaction. In order to detect the pressure in the reaction furnace 74, the reaction furnace 74 is provided with a pressure gauge 74a. The injection of benzene or cyclohexane is performed from the injection nozzle 91 by opening the valve 89 and the valve 90. By injecting the raw material from the injection nozzle 91, a liquid film of the raw material is easily formed on the surface of the catalyst 88 in the container 93. The injection nozzle 91
The pressure tank 72 and the pump 73 are main components of the injection mechanism.

【0082】バルブ89は、その開閉の時間制御によっ
て原料の瞬時的な噴射、すなわちパルス噴射を可能とす
るバルブである。噴射している時間は、0.5〜30秒
の範囲で可変できる。また、噴射を停止している時間
は、0.0〜30秒の範囲で可変できる。但し、通常の
運転の際には、噴射時間は5.0秒が上限となるように
設定されている。
The valve 89 is a valve that enables instantaneous injection of the raw material, that is, pulse injection, by controlling the opening and closing time. The time of injection can be varied in the range of 0.5 to 30 seconds. Further, the time during which the injection is stopped can be varied in the range of 0.0 to 30 seconds. However, during normal operation, the injection time is set so that the upper limit is 5.0 seconds.

【0083】なお、バルブ90は、原料の供給停止時に
閉め、また原料供給時に開くためのバルブである。ま
た、バルブ90aは、原料供給停止時に、その原料の液
だれを防止するために開くバルブである。バルブ90a
の開閉のタイミングについては、後述する。
The valve 90 is a valve that closes when the supply of the raw material is stopped and opens when the supply of the raw material is stopped. The valve 90a is a valve that opens when the supply of the raw material is stopped to prevent dripping of the raw material. Valve 90a
The opening / closing timing of will be described later.

【0084】噴射ノズル91は、原料の噴射範囲角度X
が圧力0.3MPa時に50度となるように設計されて
いる。原料の噴射量は、1秒間の連続噴射で5.0〜4
0.0mlの範囲で調整可能となっている。
The injection nozzle 91 has an injection range angle X for the raw material.
Is designed to be 50 degrees at a pressure of 0.3 MPa. The injection amount of the raw material is 5.0 to 4 in one second of continuous injection.
It can be adjusted in the range of 0.0 ml.

【0085】触媒88には、後述するように、直径13
0mmで高さ100mmのハニカム円筒形状の活性炭素
地に白金触媒を担持させたものが用いられている。触媒
88の重量は、100gとしている。なお、活性炭素地
を、直径130mmで高さ100mmの単なる円筒形状
としても良い。
The catalyst 88 has a diameter of 13
A structure in which a platinum catalyst is supported on a honeycomb cylindrical activated carbon material having a height of 0 mm and a height of 100 mm is used. The weight of the catalyst 88 is 100 g. The activated carbon ground may be a simple cylindrical shape having a diameter of 130 mm and a height of 100 mm.

【0086】また、反応炉74には、触媒88を加熱す
るヒータ92が備えられている。ヒータ92は、触媒8
8を入れる容器93の外周壁に内蔵されている。また、
ヒータ92は、最高600℃まで加熱可能であり、10
0〜600℃の範囲で制御可能となっている。ベンゼン
の水素付加反応によりシクロへキサンを生成させる際に
は、約60〜120℃に加熱する。変換効率を考慮する
と、好ましくは、95〜105℃に加熱するのが良い。
Further, the reaction furnace 74 is provided with a heater 92 for heating the catalyst 88. The heater 92 is connected to the catalyst 8
8 is housed in the outer peripheral wall of the container 93. Also,
The heater 92 can heat up to 600 ° C.
Control is possible in the range of 0 to 600 ° C. When generating cyclohexane by the hydrogenation reaction of benzene, it is heated to about 60 to 120 ° C. Considering the conversion efficiency, it is preferable to heat to 95 to 105 ° C.

【0087】また、シクロへキサンの脱水素反応により
ベンゼンを生成させる際には、約220〜400℃に加
熱する。同様に変換効率を考慮すると、好ましくは、2
50〜300℃に加熱するのが良い。水素付加反応は発
熱反応であり、脱水素反応は吸熱反応であるため、後者
の反応には熱エネルギーを必要とするからである。
Further, when benzene is produced by the dehydrogenation of cyclohexane, it is heated to about 220 to 400 ° C. Similarly, considering the conversion efficiency, preferably, 2
It is good to heat to 50-300 ° C. This is because the hydrogenation reaction is an exothermic reaction and the dehydrogenation reaction is an endothermic reaction, and the latter reaction requires thermal energy.

【0088】また、反応炉74には、炉内に水素を供給
するためのバルブ94と、炉内の原料を抜くためのバル
ブ95と、炉内から発生する水素ガスを採取するための
バルブ96とが設けられている。バルブ94は、噴射ノ
ズル91からベンゼンを噴射する前に開けられる。水素
雰囲気下の反応炉74にしてから、ベンゼンを供給する
方が、シクロへキサンの生成効率を上げる点で適してい
るからである。また、バルブ96は、水素ガスをガスク
ロマトグラフィにより分析する時に開けられる。また、
反応炉74には、炉内の状況を観察できる2個ののぞき
窓97が取り付けられている。
In the reaction furnace 74, a valve 94 for supplying hydrogen into the furnace, a valve 95 for extracting raw material in the furnace, and a valve 96 for collecting hydrogen gas generated from the furnace are provided. Are provided. The valve 94 is opened before injecting benzene from the injection nozzle 91. This is because supplying benzene after setting the reaction furnace 74 in a hydrogen atmosphere is more suitable for increasing the efficiency of cyclohexane generation. The valve 96 is opened when analyzing the hydrogen gas by gas chromatography. Also,
The reaction furnace 74 is provided with two viewing windows 97 for observing the inside of the furnace.

【0089】冷却槽75は、水冷循環式の冷却装置であ
る。冷却槽75は、反応炉74から送られてくるベンゼ
ンまたはシクロへキサンを完全に液化させて、水素と分
離するために設けられている。冷却は10〜20℃で行
われ、かつ水温調節器98を用いて1℃単位に可変でき
る。また、冷媒には、30重量%のエチレングリコール
と70重量%の水の混合溶液が用いられている。
The cooling tank 75 is a water-cooled circulation type cooling device. The cooling tank 75 is provided to completely liquefy benzene or cyclohexane sent from the reaction furnace 74 and separate it from hydrogen. Cooling is performed at 10 to 20 ° C., and can be changed in 1 ° C. units using a water temperature controller 98. As the refrigerant, a mixed solution of 30% by weight of ethylene glycol and 70% by weight of water is used.

【0090】反応炉74でベンゼンと水素との水素付加
反応を行った後に、バルブ99を開けると、主にシクロ
へキサンのガスが配管100を流れて冷却槽75に送ら
れてくる。ここで、シクロへキサンは冷却され液化す
る。液化したシクロへキサンは、シクロへキサン槽80
の側のみが開になるように三方弁となる三方バルブ10
1を開けてから、シクロヘキサン槽80に送られる。
When the valve 99 is opened after the hydrogenation reaction between benzene and hydrogen in the reaction furnace 74, the gas of cyclohexane mainly flows through the pipe 100 and is sent to the cooling tank 75. Here, the cyclohexane is cooled and liquefied. The liquefied cyclohexane is supplied to a cyclohexane tank 80
Valve which becomes a three-way valve so that only the side is open
After opening 1, it is sent to the cyclohexane tank 80.

【0091】一方、反応炉74でシクロヘキサンの脱水
素反応を行った後に、バルブ99を開けると、主にベン
ゼンと水素の混合ガスが配管100を流れて冷却槽75
に送られてくる。ここで、ベンゼンは冷却され液化す
る。液化したベンゼンは、ベンゼン槽79の側のみが開
になるように三方バルブ101を開けてから、ベンゼン
槽79に送られる。
On the other hand, when the valve 99 is opened after the dehydrogenation reaction of cyclohexane in the reaction furnace 74, a mixed gas of benzene and hydrogen mainly flows through the pipe 100 and the cooling tank 75
Will be sent to Here, the benzene is cooled and liquefied. The liquefied benzene is sent to the benzene tank 79 after opening the three-way valve 101 so that only the benzene tank 79 side is opened.

【0092】フィルタ76は、活性炭を詰めた構造をし
ており、水素と混じっているベンゼンやシクロヘキサン
をトラップして、外部に水素のみを排出するために設け
られている。フィルタ76は、図示されていないが、ヒ
ータによって加熱できるようになっている。フィルタを
定期的に加熱して、トラップされたベンゼンやシクロヘ
キサンを強制的に揮発させることにより、フィルタ76
の寿命を長くするためである。また、フィルタ76より
外部方向には、ガス抜き用のバルブ102とガス分析の
際に開けるバルブ103が設けられている。
The filter 76 has a structure packed with activated carbon, and is provided for trapping benzene or cyclohexane mixed with hydrogen and discharging only hydrogen to the outside. Although not shown, the filter 76 can be heated by a heater. By periodically heating the filter to forcibly volatilize the trapped benzene and cyclohexane,
In order to extend the life of the device. Further, a gas vent valve 102 and a valve 103 that is opened for gas analysis are provided outside the filter 76.

【0093】フィルタ76を通過した水素は、図4に示
す配管104内を、それぞれ開状態のバルブ105、バ
ルブ107、ポンプ77、バルブ109、バルブ110
とすすみ、外部に排出される。このとき、バルブ10
6、バルブ108は閉状態であり、かつポンプ77は、
バルブ108からバルブ106の方向に排気する方向に
回転している。
The hydrogen that has passed through the filter 76 flows through the pipe 104 shown in FIG. 4 through the valve 105, the valve 107, the pump 77, the valve 109,
Then, it is discharged outside. At this time, the valve 10
6. The valve 108 is closed and the pump 77
It rotates in the direction of exhausting from the valve 108 to the valve 106.

【0094】一方、外部から反応炉74内に水素を送る
場合には、バルブ110、バルブ108、バルブ10
6、バルブ111を開けて、ポンプ77をバルブ108
からバルブ106の方向に水素を入れる方向に回転して
いる。このとき、バルブ109、バルブ107、バルブ
112は閉状態である。こうして、水素は、配管113
を通って、反応炉74に導入される。なお、配管113
は、反応炉74を窒素雰囲気下とするときにも使用す
る。窒素を反応炉74に入れる際には、バルブ112と
バルブ111を開にして、窒素を流す。
On the other hand, when hydrogen is sent into the reaction furnace 74 from the outside, the valves 110, 108, 10
6. Open the valve 111 and switch the pump 77 to the valve 108.
To the direction in which hydrogen is introduced in the direction of the valve 106. At this time, the valve 109, the valve 107, and the valve 112 are in a closed state. In this way, the hydrogen is
Through the reactor 74. The piping 113
Is also used when the reaction furnace 74 is placed in a nitrogen atmosphere. When introducing nitrogen into the reaction furnace 74, the valve 112 and the valve 111 are opened to flow nitrogen.

【0095】ここで、水素貯蔵・供給装置70を用いて
ベンゼンの水素付加反応により水素を貯蔵する手順と、
シクロヘキサンの脱水素反応により外部に水素を供給す
る手順の一例について、図4に基づいて簡単に説明す
る。
Here, a procedure for storing hydrogen by a hydrogenation reaction of benzene using the hydrogen storage / supply device 70,
An example of a procedure for supplying hydrogen to the outside by a dehydrogenation reaction of cyclohexane will be briefly described with reference to FIG.

【0096】外部からの水素を貯蔵する場合には、ま
ず、ポンプ77を運転して反応炉74内の初圧を調整し
ながら、水素を反応炉74内部に充満させる。次に、ベ
ンゼン槽79の温度調節を行い、ベンゼンを80℃にす
る。次に、反応炉74のヒータ92をオンにして、触媒
88の温度を100℃に調整する。次に、三方バルブ8
3を開き、ポンプ73を運転し、ベンゼン槽79内のベ
ンゼンを加圧タンク72に導くと共に、加圧タンク72
内の初圧を調整する。次に、冷却槽75の冷却水の温度
を10℃に調整する。そして、バルブ90を開いた後、
バルブ89をパルス制御しながら、ベンゼンを反応炉7
4の触媒88に向けてパルス噴射する。パルス噴射の条
件としては、1.0秒の噴射と1.0秒の停止を繰り返
す方法が最適である。
In the case of storing hydrogen from the outside, first, the inside of the reaction furnace 74 is filled with hydrogen while operating the pump 77 to adjust the initial pressure in the reaction furnace 74. Next, the temperature of the benzene tank 79 is adjusted to bring the benzene to 80 ° C. Next, the heater 92 of the reaction furnace 74 is turned on to adjust the temperature of the catalyst 88 to 100 ° C. Next, the three-way valve 8
3 and the pump 73 is operated to guide benzene in the benzene tank 79 to the pressurized tank 72 and
Adjust the initial pressure inside. Next, the temperature of the cooling water in the cooling tank 75 is adjusted to 10 ° C. Then, after opening the valve 90,
While the valve 89 is pulse-controlled, benzene is supplied to the reactor 7.
The pulse is injected toward the fourth catalyst 88. As a condition of the pulse injection, a method of repeating injection for 1.0 second and stopping for 1.0 second is optimal.

【0097】一方、水素を外部に供給する場合には、バ
ルブ112を開にして、反応炉74に窒素を充満させ
る。予めガス分析を行うためである。次に、シクロヘキ
サン槽80の温度調節を行い、シクロヘキサンを80℃
にする。次に、反応炉74のヒータ92をオンにして、
触媒88の温度を250℃に調整する。次に、三方バル
ブ83とポンプ73を動作させ、シクロヘキサン槽80
内のシクロヘキサンを加圧タンク72内に導くと共に、
加圧タンク72内の初圧を調整する。次に、冷却槽75
の冷却水の温度を10℃に調整する。そして、バルブ9
0を開いた後、バルブ89をパルス制御しながら、シク
ロヘキサンを反応炉74の触媒88に向けてパルス噴射
する。パルス噴射の条件としては、1.0秒の噴射と
1.0秒の停止を繰り返す方法が最適である。
On the other hand, when supplying hydrogen to the outside, the valve 112 is opened and the reaction furnace 74 is filled with nitrogen. This is for performing gas analysis in advance. Next, the temperature of the cyclohexane tank 80 was adjusted, and cyclohexane was heated to 80 ° C.
To Next, the heater 92 of the reaction furnace 74 is turned on,
The temperature of the catalyst 88 is adjusted to 250 ° C. Next, the three-way valve 83 and the pump 73 are operated, and the cyclohexane tank 80 is operated.
While introducing the cyclohexane therein into the pressurized tank 72,
The initial pressure in the pressurized tank 72 is adjusted. Next, the cooling tank 75
Adjust the temperature of the cooling water to 10 ° C. And valve 9
After opening 0, cyclohexane is pulse-injected toward the catalyst 88 of the reaction furnace 74 while the valve 89 is pulse-controlled. As a condition of the pulse injection, a method of repeating injection for 1.0 second and stopping for 1.0 second is optimal.

【0098】また、水素貯蔵・供給装置70に、水素の
バッファとしての役割を持つ図6に示すような水素槽1
20を取り付けるようにしても良い。この水素槽120
は、図4に示す水素貯蔵・供給装置70の右端Sにジョ
イントされる。水素槽120には、水素貯蔵・供給装置
70の右端Sとジョイントする配管121と、圧力調整
用の配管122と、水素槽120に水素を流入したり、
または水素槽120から水素を排出するための配管12
3とが備えられている。
A hydrogen tank 1 having a role as a hydrogen buffer as shown in FIG.
20 may be attached. This hydrogen tank 120
Is joined to the right end S of the hydrogen storage / supply device 70 shown in FIG. In the hydrogen tank 120, a pipe 121 jointed with the right end S of the hydrogen storage / supply device 70, a pipe 122 for pressure adjustment, and hydrogen flowing into the hydrogen tank 120,
Or a pipe 12 for discharging hydrogen from the hydrogen tank 120
3 are provided.

【0099】配管122には、圧力調整用のバルブ12
4が設けられている。また、配管123には、配管12
3の温度を制御する温度制御装置125とバルブ126
とが設けられている。温度制御装置125を設けている
のは、水素貯蔵・供給装置70側から排出される水素を
燃料電池に送る時に、燃料電池での発電効率を上げるた
めに、予め水素の温度を上げておくためである。また、
水素貯蔵・供給装置70側から、ベンゼンやシクロヘキ
サンのような液体原料が混入してきた場合に、揮発させ
て外部に排出させることもできる。
The pipe 122 has a valve 12 for pressure adjustment.
4 are provided. In addition, the pipe 123 includes the pipe 12
Temperature control device 125 for controlling the temperature of the third and valve 126
Are provided. The temperature control device 125 is provided in order to raise the temperature of hydrogen in advance in order to increase the power generation efficiency in the fuel cell when sending the hydrogen discharged from the hydrogen storage / supply device 70 side to the fuel cell. It is. Also,
When a liquid raw material such as benzene or cyclohexane is mixed in from the hydrogen storage / supply device 70 side, it can be volatilized and discharged to the outside.

【0100】外部から水素槽120に水素を供給する際
には、バルブ126を開にして、水素槽120に水素を
供給する。そして、水素槽120の水素は、水素貯蔵・
供給装置70内のポンプ77を運転することによって、
配管121から水素貯蔵・供給装置70へと流れてい
く。
When supplying hydrogen to the hydrogen tank 120 from the outside, the valve 126 is opened to supply hydrogen to the hydrogen tank 120. The hydrogen in the hydrogen tank 120 is used for storing hydrogen.
By operating the pump 77 in the supply device 70,
It flows from the pipe 121 to the hydrogen storage / supply device 70.

【0101】一方、外部に水素を排出する際には、ある
程度、水素槽120内が加圧状態となるまで、水素貯蔵
・供給装置70からの水素を貯めてから、バルブ126
を開にする。水素槽120内の圧力は、バルブ124に
より調整可能である。
On the other hand, when discharging hydrogen to the outside, the hydrogen from the hydrogen storage / supply device 70 is stored until the hydrogen tank 120 is pressurized to some extent, and then the valve 126 is discharged.
Open. The pressure in the hydrogen tank 120 can be adjusted by a valve 124.

【0102】次に、水素貯蔵・供給装置70の原料供給
槽71の外観および内部構造について、説明する。図7
に示すように、原料供給槽71のベンゼン槽79および
シクロヘキサン槽80の下部には、各原料を加圧タンク
72へと排出するための排出口130および排出口13
1がそれぞれ設けられている。また、ベンゼン槽79お
よびシクロヘキサン槽80の上部には、冷却槽75から
回収される各原料を入れるための流入口132および流
入口133がそれぞれ設けられている。
Next, the appearance and internal structure of the raw material supply tank 71 of the hydrogen storage / supply device 70 will be described. FIG.
As shown in the figure, a discharge port 130 and a discharge port 13 for discharging each raw material to the pressurized tank 72 are provided below the benzene tank 79 and the cyclohexane tank 80 of the raw material supply tank 71.
1 are provided. In addition, an inlet 132 and an inlet 133 are provided above the benzene tank 79 and the cyclohexane tank 80, respectively, for each raw material to be recovered from the cooling tank 75.

【0103】また、ベンゼン槽79およびシクロヘキサ
ン槽80内部には、それぞれ投げ込みタイプのヒータ8
1,82が配置されている。なお、投げ込みヒータ以外
のタイプのヒータでも良い。前述のように、ヒータ8
1,82を加熱して、各原料を80℃にしてから、反応
炉74に送るようにしている。各原料の沸点を超えるま
で加熱すると、各原料の送り込みに支障が生じやすくな
る一方で、沸点より低温になるほど、触媒88への噴射
の際に水素付加反応および脱水素反応の反応効率が低下
する。したがって、75℃から80℃の範囲の温度が好
ましく、理想的な温度範囲としては、78〜80℃が良
い。
The benzene tank 79 and the cyclohexane tank 80 are each provided with a throw-in type heater 8.
1, 82 are arranged. Note that a heater other than the throw-in heater may be used. As described above, the heater 8
1, 82 are heated to make each raw material 80 ° C., and then sent to the reaction furnace 74. When heating is performed to exceed the boiling point of each raw material, the feeding of each raw material tends to be hindered. On the other hand, as the temperature becomes lower than the boiling point, the reaction efficiency of the hydrogen addition reaction and the dehydrogenation reaction at the time of injection to the catalyst 88 decreases. . Therefore, a temperature in the range of 75 ° C. to 80 ° C. is preferable, and an ideal temperature range is 78 to 80 ° C.

【0104】次に、図8に基づいて、水素貯蔵・供給装
置70の加圧タンク72につなげられたバルブの開閉機
構について説明する。噴射ノズル91から原料を噴射し
た後に、バルブ89を閉じると、原料のパルス噴射が停
止する。そして、バルブ89を閉じたとほぼ同時にバル
ブ90aを開くことにより、噴射ノズル91から原料が
液だれせずに、配管140内の余分な原料は、より圧力
の低い配管141へと吸引され、図4に示すバルブ86
と三方バルブ87との間に移動する。その後、三方バル
ブ87から、ベンゼン槽79またはシクロヘキサン槽8
0へと戻される。
Next, an opening and closing mechanism of a valve connected to the pressurized tank 72 of the hydrogen storage / supply device 70 will be described with reference to FIG. When the valve 89 is closed after injecting the raw material from the injection nozzle 91, the pulse injection of the raw material is stopped. By opening the valve 90a almost at the same time as closing the valve 89, the surplus raw material in the pipe 140 is sucked into the lower-pressure pipe 141 without dripping the raw material from the injection nozzle 91. Valve 86 shown
And between the three-way valve 87. Thereafter, a three-way valve 87 is used to open a benzene tank 79 or a cyclohexane tank 8.
Returned to 0.

【0105】このようにするのは、原料の液だれを放置
すると、所定の量以上のベンゼンまたはシクロヘキサン
が触媒88にかかることになり、触媒88の表面に適度
な液膜を形成できず、反応率の低下を招くおそれがある
からである。また、水素付加反応あるいは脱水素反応の
切り替えの正確性に欠け、前の原料の混入により、別の
原料を用いた新たに行う水素反応の反応率の低下を招く
おそれもあるからである。具体的には、バルブ89を閉
じてから200msec後に、バルブ90aを開くと、
最も液だれが少なく、スムーズな原料供給の停止が達成
できる。ただし、バルブ89の開閉制御により、200
msecというタイムロスは変化し得る。したがって、
装置に応じて、バルブ89を閉じる時とバルブ90aを
開く時のタイミングを決めるのが好ましい。
The reason for this is that, if the dripping of the raw material is left, a predetermined amount or more of benzene or cyclohexane will be applied to the catalyst 88, and an appropriate liquid film cannot be formed on the surface of the catalyst 88. This is because there is a risk that the rate will decrease. In addition, the accuracy of switching between the hydrogen addition reaction and the dehydrogenation reaction is lacking, and the mixing of the previous raw material may cause a reduction in the reaction rate of a newly performed hydrogen reaction using another raw material. Specifically, when the valve 90a is opened 200 msec after the valve 89 is closed,
The smoothest stop of raw material supply with the least dripping can be achieved. However, by controlling the opening and closing of the valve 89, 200
The time loss of msec can vary. Therefore,
It is preferable to determine the timing of closing the valve 89 and the timing of opening the valve 90a according to the device.

【0106】次に、図9に基づいて、水素貯蔵・供給装
置70の反応炉74の外観と内部構造について説明す
る。図9(A)に示すように、反応炉74の上部には、
反応生成物を冷却槽75に送るための排出口150と、
噴射ノズル91を取り付ける取付口151と、水素ある
いは窒素を反応炉74に入れるための流入口152、炉
内の原料を抜くためのバルブ95が接続される流出口1
53とが設けられている。
Next, the appearance and the internal structure of the reaction furnace 74 of the hydrogen storage / supply device 70 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9A, the upper part of the reactor 74 is
An outlet 150 for sending the reaction product to the cooling tank 75;
Attachment port 151 to which injection nozzle 91 is attached, inflow port 152 for introducing hydrogen or nitrogen into reaction furnace 74, and outflow port 1 to which valve 95 for extracting raw material in the furnace are connected.
53 are provided.

【0107】取付口151に取り付けられる噴射ノズル
91のノズル先端91aには、図9(B)に示すよう
に、複数の細孔91bが設けられている。各原料は、こ
の細孔91bから触媒88に向けて噴射される。したが
って、触媒88の表面に均一な厚さの液膜を形成しやす
い。
As shown in FIG. 9B, a plurality of small holes 91b are provided at the nozzle tip 91a of the injection nozzle 91 attached to the attachment port 151. Each raw material is injected toward the catalyst 88 from the fine holes 91b. Therefore, it is easy to form a liquid film having a uniform thickness on the surface of the catalyst 88.

【0108】原料を液滴で供給する方法も考えられる
が、触媒88の一部に偏った供給になりやすく、かつ余
分な原料は触媒88から流れて反応に寄与しなくなる。
しかも、流れ落ちた分の原料が無駄になる。したがっ
て、液滴による供給よりも、噴射ノズル91を用いた噴
射方式による原料供給が好ましい。なお、ノズル先端9
1aに単一孔を設けて、原料の噴射を行うようにしても
良い。
Although a method of supplying the raw material in the form of droplets is conceivable, the supply tends to be biased to a part of the catalyst 88, and the excess raw material flows from the catalyst 88 and does not contribute to the reaction.
In addition, the material that has flowed down is wasted. Therefore, the supply of the raw material by the injection method using the injection nozzle 91 is preferable to the supply by the droplet. The nozzle tip 9
A single hole may be provided in 1a to inject the raw material.

【0109】次に、水素貯蔵・供給装置70にて用いる
触媒88の形態について、図10に基づいて説明する。
図10(A)は、図4で反応炉74内部の断面を示す図
である。触媒88は、図10(A)に示すように、上部
を解放した有底円筒状の容器93に入れられている。図
10(B)は、触媒88の上面と側面を示す図である。
このように、触媒88は、蜂の巣のようなハニカム形状
を呈する。かかるハニカム形状にすることによって、触
媒88の体積あたりの反応に寄与する表面積を大きくす
ることができる。したがって、触媒88を介する水素付
加および脱水素の両反応の反応率が向上する。
Next, the form of the catalyst 88 used in the hydrogen storage / supply device 70 will be described with reference to FIG.
FIG. 10A is a diagram showing a cross section inside the reaction furnace 74 in FIG. As shown in FIG. 10A, the catalyst 88 is placed in a cylindrical container 93 having a bottom and an open top. FIG. 10B is a diagram illustrating an upper surface and a side surface of the catalyst 88.
Thus, the catalyst 88 has a honeycomb-like honeycomb shape. With such a honeycomb shape, the surface area contributing to the reaction per volume of the catalyst 88 can be increased. Therefore, the reaction rates of both the hydrogenation and dehydrogenation reactions via the catalyst 88 are improved.

【0110】また、図11に示す各形状の触媒88を採
用することもできる。図11(A)は、網目状のヒータ
92の表面に、触媒88を付着させた触媒一体型ヒータ
155を示す図である。また、図11(B)は、渦巻き
型のヒータ92の表面に、触媒88を付着させた触媒一
体型ヒータ156を示す図である。
Further, the catalysts 88 of various shapes shown in FIG. 11 can be employed. FIG. 11A is a diagram illustrating a catalyst-integrated heater 155 in which a catalyst 88 is attached to the surface of a mesh-shaped heater 92. FIG. 11B is a diagram showing a catalyst-integrated heater 156 in which a catalyst 88 is attached to the surface of a spiral heater 92.

【0111】これらの触媒一体型ヒータ155,156
のように、ヒータ92の表面に触媒88を付着させるこ
とによって、原料の噴射時に一時的に触媒88の温度が
低下しても、すぐに初期の温度に回復する。このため、
水素付加反応および脱水素反応の反応率が低下する危険
性を低くすることができる。特に、脱水素反応は、吸熱
反応であるため、反応率は触媒88の温度低下に敏感で
ある。したがって、脱水素反応の場合には、触媒一体型
ヒータ155,156の採用は特に有効な手段となる。
また、図12に示すように、立方体、直方体、円柱体等
の定型の触媒88内部にヒータ92を埋め込んだ触媒一
体型ヒータ157としても良い。
The heaters 155, 156 with catalyst integrated type
By attaching the catalyst 88 to the surface of the heater 92 as described above, even if the temperature of the catalyst 88 temporarily drops during the injection of the raw material, the catalyst 88 immediately recovers to the initial temperature. For this reason,
The risk that the reaction rates of the hydrogenation reaction and the dehydrogenation reaction decrease can be reduced. In particular, since the dehydrogenation reaction is an endothermic reaction, the reaction rate is sensitive to the temperature drop of the catalyst 88. Therefore, in the case of a dehydrogenation reaction, the use of the catalyst-integrated heaters 155 and 156 is a particularly effective means.
As shown in FIG. 12, a catalyst-integrated heater 157 in which a heater 92 is embedded in a fixed catalyst 88 such as a cube, a rectangular parallelepiped, or a column may be used.

【0112】次に、水素貯蔵・供給装置70の各種制御
を行う制御部について説明する。図13に示すように、
制御部160は、主に、制御パネル161と、CRTモ
ニタ162と、キーボードおよびマウス等の操作部16
3と、パソコン本体164と、PCI拡張ユニット16
5とを備えている。
Next, a control section for performing various controls of the hydrogen storage / supply device 70 will be described. As shown in FIG.
The control unit 160 mainly includes a control panel 161, a CRT monitor 162, and an operation unit 16 such as a keyboard and a mouse.
3, the PC body 164, and the PCI expansion unit 16
5 is provided.

【0113】制御パネル161には、100V電源の電
源スイッチ170と、ポンプ用の200V電源の電源ス
イッチ171と、外部に排出する水素の流量を計測する
流量計172と、外部から取り込む水素の流量を計測す
る流量計173と、反応炉74の温度調節器174と、
ベンゼン槽79の温度調節器175と、シクロヘキサン
槽80の温度調節器176と、バルブ調節計177と、
噴射時間と噴射停止時間を設定する噴射時間設定タイマ
178,179と、水素付加と脱水素との運転切り替え
を行う切替スイッチ180と、ブザーによる警報部18
1と、運転スイッチ182と、運転状態を表示する状態
表示灯183とが備えられている。
The control panel 161 has a power switch 170 of a 100 V power supply, a power switch 171 of a 200 V power supply for a pump, a flow meter 172 for measuring the flow rate of hydrogen discharged to the outside, and a flow rate of hydrogen taken in from the outside. A flow meter 173 for measurement, a temperature controller 174 of the reaction furnace 74,
A temperature controller 175 for the benzene tank 79, a temperature controller 176 for the cyclohexane tank 80, a valve controller 177,
Injection time setting timers 178 and 179 for setting the injection time and the injection stop time, a changeover switch 180 for switching operation between hydrogen addition and dehydrogenation, and a buzzer alarm unit 18
1, an operation switch 182, and a state indicator 183 for displaying an operation state.

【0114】制御部160では、触媒88の温度、反応
炉74内の温度、ヒータ92表面の温度、各原料の温
度、冷却槽75入口および出口の各温度、噴射原料の温
度、反応炉74内部に供給する水素の温度の各制御が行
なわれる。また、制御部160では、発生した水素の流
量、反応炉74内部に供給する水素の流量が計測され
る。
The controller 160 controls the temperature of the catalyst 88, the temperature in the reactor 74, the temperature of the surface of the heater 92, the temperature of each raw material, the temperatures of the inlet and outlet of the cooling tank 75, the temperature of the injected raw material, Each control of the temperature of the hydrogen supplied to is performed. The control unit 160 measures the flow rate of the generated hydrogen and the flow rate of the hydrogen supplied to the inside of the reaction furnace 74.

【0115】また、制御部160では、反応炉74の内
部の圧力、原料供給槽71の圧力、加圧タンク72内の
圧力、冷却後の水素圧、原料の噴射圧力、反応炉74内
に供給する水素の圧力が検知される。さらに、ベンゼン
槽79およびシクロヘキサン槽80の液面の上限と下限
を設定でき、上限と下限の間に液面がない場合には、こ
れを知らせる機構も備えられている。また、制御部16
0では、バルブの開閉やポンプ73,77等の運転を制
御する。
In the control section 160, the pressure inside the reaction furnace 74, the pressure in the raw material supply tank 71, the pressure in the pressurized tank 72, the hydrogen pressure after cooling, the injection pressure of the raw material, and the supply The pressure of the generated hydrogen is detected. Further, an upper limit and a lower limit of the liquid level in the benzene tank 79 and the cyclohexane tank 80 can be set. If there is no liquid level between the upper limit and the lower limit, a mechanism for notifying the user is provided. The control unit 16
At 0, the opening and closing of the valve and the operation of the pumps 73 and 77 are controlled.

【0116】パソコン本体164は、反応炉74等の各
種構成部における温度や圧力等の設定と制御を行う部分
であると同時に、インストールされているガスクロマト
グラフィの解析ソフトによって、水素の分析もできる。
The personal computer main body 164 is a part for setting and controlling the temperature and pressure in various components such as the reaction furnace 74, and at the same time, it can also analyze hydrogen using installed gas chromatography analysis software.

【0117】次に、水素貯蔵・供給装置70の運転前
に、ラボスケールの装置で運転条件を把握した結果につ
いて説明する。
Next, a description will be given of a result obtained by ascertaining the operating conditions with a lab-scale device before the operation of the hydrogen storage / supply device 70.

【0118】図14は、シクロヘキサンの脱水素反応の
反応温度依存性を調べた結果を示すグラフである。横軸
は反応温度で、縦軸は毎分の水素発生量である。図14
に示すように、反応温度が523K(=250℃)の時
に、水素発生量が最も多いことがわかる。また、反応温
度が高すぎると、水素発生量が減少している。これは、
原料の揮発分が多くなり、触媒88表面での原料の液膜
が形成されにくくなるからであると考えられる。
FIG. 14 is a graph showing the results of examining the reaction temperature dependence of the dehydrogenation of cyclohexane. The horizontal axis is the reaction temperature, and the vertical axis is the amount of hydrogen generated per minute. FIG.
As shown in the graph, when the reaction temperature is 523 K (= 250 ° C.), the amount of generated hydrogen is the largest. On the other hand, if the reaction temperature is too high, the amount of generated hydrogen decreases. this is,
It is considered that this is because the volatile matter of the raw material increases, and it becomes difficult to form a liquid film of the raw material on the surface of the catalyst 88.

【0119】図15は、シクロヘキサンの脱水素反応の
基質量依存性を調べた結果を示すグラフである。横軸は
基質量で、縦軸は毎分の水素発生量である。ここで、基
質量とは、シクロヘキサンの供給量のことである。触媒
88には0.5gの白金を用いた。また、反応温度は5
23Kとした。
FIG. 15 is a graph showing the result of examining the dependence of the dehydrogenation reaction of cyclohexane on the base mass. The horizontal axis is the base mass, and the vertical axis is the amount of hydrogen generated per minute. Here, the base mass refers to the supply amount of cyclohexane. 0.5 g of platinum was used for the catalyst 88. The reaction temperature is 5
23K.

【0120】図15に示すように、シクロヘキサンの供
給量が1.7mlの時に、水素発生量が最も多いことが
わかる。シクロヘキサンの供給量が増えると、水素発生
量が減少するのは、触媒88に必要以上のシクロヘキサ
ンがかかり、触媒表面に適度な液膜を形成できなかった
ためと考えられる。
As shown in FIG. 15, when the supply amount of cyclohexane is 1.7 ml, the amount of generated hydrogen is the largest. It is considered that the reason why the amount of hydrogen generated decreases when the supply amount of cyclohexane increases is that excess cyclohexane is applied to the catalyst 88 and an appropriate liquid film cannot be formed on the catalyst surface.

【0121】以上は、シクロヘキサンの脱水素反応条件
を調べるために行った実験結果であるが、シクロヘキサ
ン以外にもデカリン等のケミカルハイドライドを使うこ
ともできる。次に、デカリンを使ったラボスケールでの
実験結果について説明する。
The above are the results of an experiment conducted to examine the conditions for the dehydrogenation of cyclohexane. However, other than cyclohexane, a chemical hydride such as decalin can be used. Next, the results of a laboratory-scale experiment using decalin will be described.

【0122】図16は、デカリンの脱水素反応によりナ
フタレンと水素が生成し、逆にナフタレンの水素付加反
応によりデカリンが生成するという可逆反応式を示す図
である。デカリンを用いた場合にも、シクロヘキサンを
用いた場合と同様に、炭素骨格を壊すことなく、水素の
みを生成できる。したがって、デカリンは、二酸化炭素
の放出に伴う地球温暖化を防止できるクリーンなエネル
ギー源となり得る。
FIG. 16 is a diagram showing a reversible reaction formula in which naphthalene and hydrogen are produced by the dehydrogenation reaction of decalin, and conversely, decalin is produced by the hydrogenation reaction of naphthalene. In the case of using decalin, as in the case of using cyclohexane, only hydrogen can be generated without breaking the carbon skeleton. Therefore, decalin can be a clean energy source that can prevent global warming accompanying the release of carbon dioxide.

【0123】図17は、デカリンの脱水素反応の基質量
依存性を調べた結果を示すグラフである。横軸は基質量
で、縦軸は毎分の水素発生量である。ここで、基質量と
は、デカリンの供給量のことである。触媒88には0.
5gの白金を用いた。また、反応温度は523Kとし
た。
FIG. 17 is a graph showing the results obtained by examining the dependence of the dehydrogenation reaction of decalin on the base mass. The horizontal axis is the base mass, and the vertical axis is the amount of hydrogen generated per minute. Here, the base mass refers to the supply amount of decalin. The catalyst 88 has 0.
5 g of platinum was used. The reaction temperature was 523K.

【0124】図17に示すように、デカリンの供給量が
1.4から1.75mlと多くなるにつれて、水素発生
量が少なくなることがわかる。デカリンの供給量が増え
ると水素発生量が減少するのは、触媒88に必要以上の
デカリンがかかり、触媒表面に適度な液膜を形成できな
かったためと考えられる。
As shown in FIG. 17, it can be seen that as the supply amount of decalin increases from 1.4 to 1.75 ml, the amount of generated hydrogen decreases. It is considered that the reason why the amount of generated hydrogen decreases when the supply amount of decalin increases is that excessive decalin is applied to the catalyst 88 and an appropriate liquid film cannot be formed on the catalyst surface.

【0125】図18は、ケミカルハイドライドの種類を
変えて水素の発生量を比較した結果を示すグラフであ
る。図中、白抜きの三角は、デカリンのみを用いた場合
を示す。また、黒の菱形は、デカリンとメチルシクロヘ
キサンとの混液を用いた場合を、黒の四角は、デカリン
とシクロヘキサンとの混液を用いた場合を、それぞれ示
す。水素ガスの発生量は、時間毎に累積値で示してい
る。反応温度は573Kで、原料の供給量は、3種類と
も1.75ml/minとした。
FIG. 18 is a graph showing the result of comparing the amount of generated hydrogen by changing the type of chemical hydride. In the figure, open triangles indicate the case where only decalin was used. Black diamonds indicate the case where a mixed solution of decalin and methylcyclohexane was used, and black squares indicate the case where a mixed solution of decalin and cyclohexane was used. The amount of generated hydrogen gas is shown as a cumulative value for each time. The reaction temperature was 573 K, and the supply amounts of the raw materials were 1.75 ml / min for all three types.

【0126】この結果、デカリンのみを脱水素した場合
には、水素ガスの発生が極めて多くなることがわかっ
た。また、デカリンとメチルシクロヘキサンとの混液の
場合には、最も水素ガスの発生量が少ないことがわかっ
た。なお、デカリンの脱水素反応で生成するナフタレン
は、融点(約80℃)が高くて常温では使いづらい。こ
のため、デカリンよりも、シクロヘキサンを使用するの
が好ましい。
As a result, it was found that when only decalin was dehydrogenated, generation of hydrogen gas was extremely increased. Further, it was found that in the case of a mixed solution of decalin and methylcyclohexane, the generation amount of hydrogen gas was the least. Naphthalene produced by the dehydrogenation of decalin has a high melting point (about 80 ° C.) and is difficult to use at room temperature. For this reason, it is preferable to use cyclohexane rather than decalin.

【0127】[0127]

【表1】 [Table 1]

【0128】表1は、各種ケミカルハイドライドを用い
た水素放出結果を示す表である。ケミカルハイドライド
としては、シクロヘキサンあるいはデカリンの他に、メ
チルシクロヘキサンも使用できる。また、その他の水素
を含む化合物として、メタノール、水素化リチウム、水
素化カルシウムも使用可能である。水素の発生量(=同
一重量の原料に対して発生する水素の重量)だけから判
断すると、水素化リチウム、デカリン、シクロヘキサン
が原料として優位性を持っている。
Table 1 shows the results of hydrogen release using various chemical hydrides. As the chemical hydride, methylcyclohexane can be used in addition to cyclohexane or decalin. Further, as other compounds containing hydrogen, methanol, lithium hydride, and calcium hydride can also be used. Judging from only the amount of hydrogen generated (= weight of hydrogen generated for the same weight of raw material), lithium hydride, decalin, and cyclohexane are superior as raw materials.

【0129】しかし、水素放出後の原料の使いやすさの
面からいうと、ナフタレンを生成するデカリンは、シク
ロヘキサンよりも劣る。ナフタレンは常温で固体とな
り、80℃以上では液化せずに昇華してしまうからであ
る。また、水素化リチウムは、取り扱い上の危険性の面
で、シクロヘキサンに劣る。シクロヘキサンは、脱水素
反応後にベンゼンとなる。ベンゼンは沸点80.1℃で
あり、ほぼ同じ沸点を持つシクロヘキサンと同様に、使
いやすい原料である。したがって、水素放出量と安全を
含めた使用上の容易性の観点から、シクロヘキサンが最
適の原料である。
However, in terms of ease of use of the raw material after releasing hydrogen, decalin which produces naphthalene is inferior to cyclohexane. This is because naphthalene becomes a solid at room temperature and sublimates at 80 ° C. or higher without liquefaction. Lithium hydride is inferior to cyclohexane in terms of handling danger. Cyclohexane becomes benzene after the dehydrogenation reaction. Benzene has a boiling point of 80.1 ° C. and is an easy-to-use raw material, like cyclohexane having almost the same boiling point. Therefore, from the viewpoint of ease of use including the amount of released hydrogen and safety, cyclohexane is the most suitable raw material.

【0130】ただし、安全面での改善、使用条件の変更
を行えば、シクロヘキサン以外の原料も使用できる。例
えば、水素放出後に、キシレン、メシチレン、メチルナ
フタレン、アントラセン、ビフェニルまたはフェナスレ
ンとなるケミカルハイドライドが使用できる。
However, raw materials other than cyclohexane can be used if safety is improved and use conditions are changed. For example, a chemical hydride that becomes xylene, mesitylene, methylnaphthalene, anthracene, biphenyl or phenathrene after releasing hydrogen can be used.

【0131】また、反応に用いる触媒の種類も検討し
た。具体的には、白金、4.5重量%タングステンを混
ぜた白金、1.9wt%ロジウムを混ぜた白金を検討し
た。この結果、4.5重量%タングステンを混ぜた白金
の触媒を用いた時に、水素発生量が最も多くなることが
わかった。
[0131] The type of catalyst used in the reaction was also examined. Specifically, platinum mixed with 4.5 wt% tungsten and platinum mixed with 1.9 wt% rhodium were examined. As a result, it was found that when a platinum catalyst mixed with 4.5% by weight of tungsten was used, the amount of generated hydrogen was the largest.

【0132】[0132]

【実施例】次に、下記に示す実施例において、シクロヘ
キサンを触媒にパルス噴射させる噴射条件を変えた場合
の水素発生量の変化を調べた結果について説明する。
Next, the results of examining changes in the amount of hydrogen generated when the injection conditions for pulse injection of cyclohexane to the catalyst were changed in the following examples will be described.

【0133】使用した触媒は、アルミナに0.5重量%
の白金を担持させた円筒形の顆粒状のものを用いた。触
媒の量は20gとした。触媒温度は、240〜270℃
とした。冷却温度は、13〜15℃とした。シクロヘキ
サンの噴射時間は、1秒間とし、噴射を停止している噴
射間隔を10秒、20秒および30秒と変化させて、各
噴射間隔と水素発生量との比較を行った。
The catalyst used was 0.5% by weight of alumina.
Was used. A cylindrical granule carrying platinum was used. The amount of the catalyst was 20 g. The catalyst temperature is 240-270 ° C
It was. The cooling temperature was 13 to 15 ° C. The injection time of cyclohexane was 1 second, and the injection intervals in which injection was stopped were changed to 10, 20, and 30 seconds, and each injection interval was compared with the amount of generated hydrogen.

【0134】この結果を表2に示す。Table 2 shows the results.

【0135】[0135]

【表2】 [Table 2]

【0136】表2に示すように、噴射間隔10秒の場合
には、噴射後、17分後の水素発生速度計測値で11.
0ml/secであり、実験開始から17分間の累積水
素発生量から割り出した水素ガスの生成効率は、約8
1.7%であった。なお、水素ガスの生成効率は、理論
上の水素ガス生成量に対する割合(%)をいう。
As shown in Table 2, in the case of the injection interval of 10 seconds, the hydrogen generation rate measured at 17 minutes after the injection was 11.1 hours.
0 ml / sec, and the hydrogen gas generation efficiency determined from the accumulated hydrogen generation amount for 17 minutes from the start of the experiment was about 8
1.7%. The hydrogen gas generation efficiency refers to the ratio (%) to the theoretical hydrogen gas generation amount.

【0137】また、噴射間隔20秒の場合には、噴射
後、82分後の水素発生速度計測値で9.6ml/se
cであり、実験開始から82分間の累積水素発生量から
割り出した水素ガスの生成効率は、約82.3%であっ
た。
When the injection interval is 20 seconds, the measured hydrogen generation rate 82 minutes after the injection is 9.6 ml / sec.
c, and the hydrogen gas generation efficiency determined from the accumulated hydrogen generation amount for 82 minutes from the start of the experiment was about 82.3%.

【0138】また、噴射間隔30秒の場合には、噴射
後、48分後の水素発生速度計測値で12.3ml/s
ecであり、実験開始から48分間の累積水素発生量か
ら割り出した水素ガスの生成効率は、約83.3%であ
った。
When the injection interval was 30 seconds, the hydrogen generation rate measured at 48 minutes after the injection was 12.3 ml / s.
ec, and the hydrogen gas generation efficiency determined from the accumulated hydrogen generation amount for 48 minutes from the start of the experiment was about 83.3%.

【0139】水素発生速度は、実験開始からの時間の経
過に伴い低下するため比較できないが、水素ガスの生成
効率で比較すると、当実験における噴射間隔の範囲内で
は、噴射間隔に依存せずに、80%以上の高い効率で水
素の生成が認められた。
The hydrogen generation rate cannot be compared because it decreases with the passage of time from the start of the experiment. However, when the hydrogen gas generation efficiency is compared, within the range of the injection interval in this experiment, it does not depend on the injection interval. , 80% or more of hydrogen was generated with high efficiency.

【0140】なお、本発明は、上述の実施の形態や実施
例に限定されない。以下のような種々変更した実施の形
態を採用しても良い。例えば、上述の実施の形態では、
水素付加反応と脱水素反応の両反応を含むシステムを説
明したが、いずれか一方のみの反応を行う装置やシステ
ムを構成し、他方の反応を行う装置やシステムは、別の
システムとして構成しても良い。
The present invention is not limited to the above embodiments and examples. Various modified embodiments as described below may be adopted. For example, in the above embodiment,
The system that includes both the hydrogenation reaction and the dehydrogenation reaction has been described.However, a device or system that performs only one of the reactions is configured, and a device or system that performs the other reaction is configured as another system. Is also good.

【0141】また、原料の選択によっては、原料のみを
加熱して、触媒を加熱しなくても良い。また、原料の加
熱も、水素供給体のみを加熱し、水素貯蔵体を加熱しな
くても良い。さらに、触媒のみを加熱して、原料を加熱
しなくても良い。また、原料の噴射に関して、水素貯蔵
体のみを噴射したり、水素供給体のみを噴射しても良
い。
Depending on the selection of the raw materials, it is not necessary to heat only the raw materials and not the catalyst. Also, the heating of the raw material may be performed by heating only the hydrogen supply body and not heating the hydrogen storage body. Furthermore, it is not necessary to heat only the catalyst and heat the raw material. Further, regarding the injection of the raw material, only the hydrogen storage may be injected, or only the hydrogen supply may be injected.

【0142】また、触媒一体型ヒータとして、ヒータの
形状は、格子型や渦巻き型に限定されずに、種々の形状
としても良い。また、ベンゼンとシクロヘキサンを一個
の容器に入れずに、別個の容器に入れても良い。また、
水素の排気用と供給用のポンプを分けても良い。
Further, as the catalyst-integrated heater, the shape of the heater is not limited to the lattice type or the spiral type, but may be various shapes. Further, benzene and cyclohexane may be put in separate containers instead of being put in one container. Also,
A pump for discharging hydrogen and a pump for supplying hydrogen may be separated.

【0143】また、燃料電池以外の発電装置を採用して
も良い。例えば、水素を燃やして水を沸騰させ、タービ
ンを回転させて発電機の回転によって、電気をつくるよ
うにしても良い。さらに、従来の火力発電所や原子力発
電所等の電気供給システムと、この水素貯蔵・供給シス
テムとを併用しても良い。
Further, a power generator other than the fuel cell may be employed. For example, electricity may be generated by burning hydrogen to boil water, rotating a turbine, and rotating a generator. Further, a conventional electric power supply system such as a thermal power plant or a nuclear power plant may be used in combination with the hydrogen storage / supply system.

【0144】[0144]

【発明の効果】本発明によれば、水素付加反応あるいは
脱水素反応の反応効率を高めることができる。また、別
の本発明によれば、水素貯蔵体と水素供給体とが混じら
ないように、かつ適量の各原料をいつでも水素の供給あ
るいは貯蔵のために使用できるようにすることができ
る。また、別の本発明によれば、水素と液体原料とを効
率良く分離することができる。
According to the present invention, the reaction efficiency of a hydrogenation reaction or a dehydrogenation reaction can be increased. Further, according to another aspect of the present invention, it is possible to prevent the hydrogen storage and the hydrogen supply from being mixed with each other, and to allow an appropriate amount of each raw material to be used for supply or storage of hydrogen at any time. According to another aspect of the present invention, hydrogen and a liquid raw material can be efficiently separated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の水素貯蔵・供給システムの根幹をなす
原理を示す図で、芳香族化合物の水素化反応と、その芳
香族化合物の水素化反応により生成した化合物(以後、
ケミカルハイドライドという)の脱水素反応とを利用し
て水素を貯蔵あるいは供給する流れを示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the principle underlying a hydrogen storage / supply system of the present invention, in which a hydrogenation reaction of an aromatic compound and a compound produced by the hydrogenation reaction of the aromatic compound (hereinafter, referred to as “hydrogenation reaction”);
FIG. 3 is a diagram showing a flow of storing or supplying hydrogen using a dehydrogenation reaction of a chemical hydride).

【図2】本発明の実施の形態の水素貯蔵・供給システム
を示す図で、エネルギー自立型の家庭用自家発電を例と
した水素貯蔵・供給システムを示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a hydrogen storage and supply system according to an embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a hydrogen storage and supply system as an example of an energy self-contained home power generation system for home use;

【図3】本発明の実施の形態の水素貯蔵・供給システム
を示す図で、ベンゼンのような水素貯蔵体をシクロへキ
サンのような水素供給体に変える専用の地域ステーショ
ンと、地域ステーションから水素供給体の供給を受ける
家庭、工場または自動車用の燃料スタンドとからなる水
素貯蔵・供給システムを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a hydrogen storage / supply system according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a dedicated regional station for converting a hydrogen storage such as benzene into a hydrogen supplier such as cyclohexane, and hydrogen from the regional station. It is a figure which shows the hydrogen storage / supply system which consists of the fuel station for homes, factories, or vehicles which receive supply of a supply body.

【図4】本発明の実施の形態の水素貯蔵・供給システム
を示す図で、水素の貯蔵と供給の両方を行うことができ
る水素貯蔵・供給装置を模式的に示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a hydrogen storage / supply system according to an embodiment of the present invention, and is a diagram schematically illustrating a hydrogen storage / supply device that can perform both storage and supply of hydrogen.

【図5】図4で模式的に示した水素貯蔵・供給装置の外
観図である。
FIG. 5 is an external view of a hydrogen storage / supply device schematically shown in FIG.

【図6】図4の水素貯蔵・供給装置に取り付け可能な水
素槽とその周辺の配管等を示す図である。
6 is a diagram showing a hydrogen tank which can be attached to the hydrogen storage / supply device of FIG. 4, and piping around the hydrogen tank.

【図7】図4の水素貯蔵・供給装置に備えられた原料供
給槽の外観および内部構造を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing the appearance and internal structure of a raw material supply tank provided in the hydrogen storage / supply device of FIG.

【図8】図4の水素貯蔵・供給装置に備えられた加圧タ
ンクとその周辺の配管を示す図である。
8 is a diagram showing a pressurized tank provided in the hydrogen storage / supply device of FIG. 4 and piping around the pressurized tank.

【図9】図4の水素貯蔵・供給装置の反応炉等の外観と
内部構造を示す図であり、(A)は反応炉の外観と内部
構造を、(B)は反応炉内部に設置する噴射ノズルを、
それぞれ示す。
9A and 9B are views showing the appearance and the internal structure of the reaction furnace and the like of the hydrogen storage / supply device in FIG. 4, wherein FIG. 9A shows the appearance and the internal structure of the reaction furnace, and FIG. The injection nozzle,
Shown respectively.

【図10】図4の水素貯蔵・供給装置に用いる触媒の形
態を説明するための図であり、(A)は反応炉内部の断
面を、(B)は触媒の上面と側面を、それぞれ示す。
10A and 10B are diagrams for explaining the form of a catalyst used in the hydrogen storage / supply device of FIG. 4, in which (A) shows a cross section inside the reaction furnace, and (B) shows an upper surface and a side surface of the catalyst, respectively. .

【図11】図10に示す触媒以外の形態の触媒を示す図
で、(A)は、網目状のヒータ表面に触媒を付着させた
触媒一体型ヒータを、(B)は渦巻き型のヒータ表面に
触媒を付着させた触媒一体型ヒータを、それぞれ示す図
である。
11A and 11B are diagrams showing a catalyst in a form other than the catalyst shown in FIG. 10; FIG. 11A shows a catalyst-integrated heater in which a catalyst is attached to a mesh-shaped heater surface; FIG. 11B shows a spiral heater surface; FIG. 3 is a diagram illustrating a catalyst-integrated heater in which a catalyst is attached to a heater.

【図12】図10および図11に示す触媒以外の形態の
触媒を示す図で、定型の触媒内部にヒータを埋め込んだ
触媒一体型ヒータを示す図である。
FIG. 12 is a view showing a catalyst in a form other than the catalysts shown in FIGS. 10 and 11, and is a view showing a catalyst-integrated heater in which a heater is embedded inside a fixed catalyst.

【図13】図4の水素貯蔵・供給装置の各種制御を行う
制御部を示す図である。
13 is a diagram illustrating a control unit that performs various controls of the hydrogen storage / supply device of FIG.

【図14】本発明に用いられるシクロヘキサンの脱水素
反応の反応温度依存性を調べた結果を示すグラフであ
る。
FIG. 14 is a graph showing the results of examining the reaction temperature dependence of the dehydrogenation of cyclohexane used in the present invention.

【図15】本発明に用いられるシクロヘキサンの脱水素
反応の基質量依存性を調べた結果を示すグラフである。
FIG. 15 is a graph showing the results obtained by examining the dependence of the dehydrogenation of cyclohexane used in the present invention on the base mass.

【図16】本発明に使用可能なデカリンの脱水素反応に
よりナフタレンと水素が生成し、逆にナフタレンの水素
付加反応によりデカリンが生成する反応式を示す図であ
る。
FIG. 16 is a diagram showing a reaction formula in which naphthalene and hydrogen are produced by a dehydrogenation reaction of decalin and conversely, decalin is produced by a hydrogenation reaction of naphthalene which can be used in the present invention.

【図17】本発明に使用可能なデカリンの脱水素反応の
基質量依存性を調べた結果を示すグラフである。
FIG. 17 is a graph showing the results obtained by examining the dependence of the dehydrogenation reaction of decalin on the base mass that can be used in the present invention.

【図18】本発明に使用可能なケミカルハイドライドの
種類を変えて水素の発生量を比較した結果を示すグラフ
である。
FIG. 18 is a graph showing the results of comparing the amount of generated hydrogen with different types of chemical hydrides usable in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13 水素供給装置 14 水素反応装置 15 発電装置 16 水素貯蔵体容器(第一液槽) 17 水素供給体容器(第二液槽) 18 反応炉 20 ヒータ 21 触媒 22 ヒータ 23 噴射ノズル 32 地域ステーション(水素供給体製造装置) 33 水素貯蔵体容器(第一液槽) 34 反応炉 42 触媒 43 ヒータ 44 水素製造装置 45 反応炉 46 水素貯蔵体容器 47 燃料電池(発電装置) 48 噴射ノズル 49 触媒 50 ヒータ 51 水素製造装置 55 水素製造装置 56 反応炉 57 水素貯蔵体容器 58 燃料電池(発電装置) 59 噴射ノズル 60 触媒 61 ヒータ 70 水素貯蔵・供給装置(水素反応装置) 71 原料供給槽(容器) 72 加圧タンク(噴射機構部の一部) 73 ポンプ(噴射機構部の一部) 74 反応炉 75 冷却槽 76 フィルタ 77 ポンプ 79 ベンゼン槽(第一液槽) 80 シクロヘキサン槽(第二液槽) 81 ヒータ(原料加熱用ヒータ) 82 ヒータ(原料加熱用ヒータ) 83 バルブ 88 触媒 91 噴射ノズル(噴射機構部の一部) 91b噴射孔 92 ヒータ(触媒加熱用ヒータ) 155 格子状触媒ヒータ(触媒一体型ヒータ) 156 渦巻き状触媒ヒータ(触媒一体型ヒータ) 157 埋め込み式触媒ヒータ(触媒一体型ヒータ) 160 制御部 13 Hydrogen Supply Device 14 Hydrogen Reactor 15 Power Generator 16 Hydrogen Storage Container (First Liquid Tank) 17 Hydrogen Supply Container (Second Liquid Tank) 18 Reactor 20 Heater 21 Catalyst 22 Heater 23 Injection Nozzle 32 Regional Station (Hydrogen) Supply device manufacturing device) 33 Hydrogen storage container (first liquid tank) 34 Reactor 42 Catalyst 43 Heater 44 Hydrogen production device 45 Reaction furnace 46 Hydrogen storage container 47 Fuel cell (power generation device) 48 Injection nozzle 49 Catalyst 50 Heater 51 Hydrogen production device 55 Hydrogen production device 56 Reactor 57 Hydrogen storage container 58 Fuel cell (power generation device) 59 Injection nozzle 60 Catalyst 61 Heater 70 Hydrogen storage / supply device (hydrogen reaction device) 71 Raw material supply tank (container) 72 Pressurization Tank (part of injection mechanism) 73 Pump (part of injection mechanism) 74 Reactor 75 Cooling tank 7 Filter 77 Pump 79 Benzene tank (first liquid tank) 80 Cyclohexane tank (second liquid tank) 81 Heater (heater for heating raw material) 82 Heater (heater for heating raw material) 83 Valve 88 Catalyst 91 Injection nozzle (one of injection mechanism section) Part) 91b injection hole 92 heater (catalyst heating heater) 155 lattice catalyst heater (catalyst integrated heater) 156 spiral catalyst heater (catalyst integrated heater) 157 embedded catalyst heater (catalyst integrated heater) 160 controller

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成13年10月10日(2001.10.
10)
[Submission Date] October 10, 2001 (2001.10.
10)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0015[Correction target item name] 0015

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明は、水素と反応して、その水素を貯蔵する芳
香族化合物から成る水素貯蔵体と、水素を放出して芳香
族化合物に変化する水素供給体との間における水素付加
反応および脱水素反応を利用して水素の貯蔵および供給
を行う水素貯蔵・供給システムであって、水素貯蔵体ま
たは水素供給体を、水素付加反応の前または脱水素反応
の前に、その沸点以下でかつその沸点近傍の温度に加熱
するヒータを備えた水素反応装置と、水素反応装置内に
おける水素付加反応のために水素を供給する水素供給装
置と、水素反応装置内における脱水素反応によって生成
された水素を利用して発電する発電装置とを備えた水素
貯蔵・供給システムとするようにしている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a hydrogen storage comprising an aromatic compound which reacts with hydrogen to store the hydrogen, and an aromatic compound which releases hydrogen to release the hydrogen. A hydrogen storage / supply system that stores and supplies hydrogen by utilizing a hydrogen addition reaction and a dehydrogenation reaction with a hydrogen supply that changes to a hydrogen supply, wherein the hydrogen storage or the hydrogen supply Before or before the dehydrogenation reaction, a hydrogen reactor equipped with a heater for heating to a temperature below the boiling point and near the boiling point, and a hydrogen supply device for supplying hydrogen for a hydrogen addition reaction in the hydrogen reactor A hydrogen storage / supply system including a power generation device that generates power using hydrogen generated by the dehydrogenation reaction in the hydrogen reaction device.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0022[Correction target item name] 0022

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0022】また、別の発明は、水素と反応して、その
水素を貯蔵する芳香族化合物から成る水素貯蔵体と、水
素を放出して芳香族化合物に変化する水素供給体との間
における水素付加反応または脱水素反応を利用して水素
の貯蔵または供給を行う水素貯蔵・供給装置であって、
水素貯蔵体を入れた第一液槽または水素供給体を入れた
第二液槽の内少なくともいずれか1つの液槽と、液槽か
ら送られた水素貯蔵体の水素付加反応または水素供給体
の脱水素反応の内少なくともいずれか1つの水素反応を
行うと共に、水素反応に利用する触媒とを備えた反応炉
と、水素反応の原料であって、反応炉に供給する水素貯
蔵体または水素供給体を、触媒に向けて、複数の噴射孔
から霧状に噴射する噴射ノズルを持つ噴射機構部と、反
応炉で生成した水素貯蔵体または水素供給体を冷却する
冷却槽とを備え、噴射機構部を、水素貯蔵体と水素供給
体とを反応炉内に噴射する共通の噴射経路を備え、水素
貯蔵体または水素供給体の噴射を停止した際に、噴射ノ
ズル内の圧力を解放し、水素貯蔵体または水素供給体が
反応炉内に液だれすることを防止するようにした水素貯
蔵・供給装置とするようにしている。
Another aspect of the present invention relates to a hydrogen storage device comprising an aromatic compound which reacts with hydrogen to store the hydrogen and a hydrogen supply device which releases hydrogen to convert the compound into an aromatic compound. A hydrogen storage and supply device that stores or supplies hydrogen using an addition reaction or a dehydrogenation reaction,
At least one of the first liquid tank containing the hydrogen storage or the second liquid tank containing the hydrogen supply, and the hydrogen addition reaction or the hydrogen supply of the hydrogen storage sent from the liquid tank. A reaction furnace having at least one of the hydrogen reactions of the dehydrogenation reaction and a catalyst used for the hydrogen reaction, and a hydrogen storage material or a hydrogen supply material which is a raw material for the hydrogen reaction and is supplied to the reaction furnace An injection mechanism portion having an injection nozzle for injecting mist from a plurality of injection holes toward the catalyst, and a cooling tank for cooling a hydrogen storage body or a hydrogen supply body generated in the reaction furnace, the injection mechanism section The hydrogen storage and hydrogen supply
Equipped with a common injection path for injecting
When the injection of the storage or hydrogen supply is stopped,
Release the pressure in the whirlpool and the hydrogen storage or hydrogen
The hydrogen storage / supply device is designed to prevent dripping into the reactor .

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0024[Correction target item name] 0024

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0024】また、原料を供給した後に供給配管内に残
存する余分な原料を反応炉内に供給しなくて済む。特
に、水素貯蔵体と水素供給体の切り替えを行った際に、
前の原料が混入する可能性が低くなる。したがって、水
素発生量あるいは水素貯蔵量を多くすることができる。
Also, after the raw material is supplied, the residual
It is not necessary to supply the surplus raw material existing in the reactor. Special
Then, when switching between the hydrogen storage and the hydrogen supply,
The possibility that the previous raw material is mixed is reduced. Therefore, water
The amount of element generated or the amount of hydrogen stored can be increased.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0025[Correction target item name] 0025

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0025】また、別の発明は、上述の発明における水
素貯蔵体または水素供給体の噴射条件を制御する制御部
を、さらに備えた水素貯蔵・供給装置とするようにして
いる。
Further , another invention is directed to the water in the above invention.
Control unit that controls the injection conditions of the hydrogen storage unit or hydrogen supply unit
As a hydrogen storage and supply device
I have.

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0026[Correction target item name] 0026

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0026】このため、別の原料を用いる場合であって
も、その原料の触媒表面での液膜の生成具合に応じて、
噴射条件を適切に制御できる。したがって、どのような
原料にも対応した高効率の水素貯蔵または水素供給がで
きる。
Therefore, when another raw material is used,
Also, depending on how the liquid film is formed on the catalyst surface of the raw material,
Injection conditions can be controlled appropriately. Therefore, what
High-efficiency hydrogen storage or hydrogen supply corresponding to raw materials
Wear.

【手続補正7】[Procedure amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0027[Correction target item name] 0027

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0027】また、別の発明は、水素と反応して、その
水素を貯蔵する芳香族化合物から成る水素貯蔵体と、水
素を放出して芳香族化合物に変化する水素供給体との間
における水素付加反応または脱水素反応を利用して水素
の貯蔵または供給を行う水素貯蔵・供給装置であって、
水素貯蔵体を入れた第一液槽または水素供給体を入れた
第二液槽の内少なくともいずれか1つの液槽と、液槽か
ら送られた水素貯蔵体の水素付加反応または水素供給体
の脱水素反応の内、少なくともいずれか1つの水素反応
を行うと共に、水素反応に利用する触媒とを備えた反応
炉と、水素貯蔵体または水素供給体を水素反応前に、そ
の沸点以下でかつその沸点近傍の温度に加熱するヒータ
と、反応炉で生成した水素貯蔵体または水素供給体を冷
却する冷却槽とを備えた水素貯蔵・供給装置とするよう
にしている。
Further, another invention is directed to a hydrogen storage device comprising an aromatic compound which reacts with hydrogen to store the hydrogen and a hydrogen supply device which releases hydrogen to convert the compound into an aromatic compound. A hydrogen storage and supply device that stores or supplies hydrogen using an addition reaction or a dehydrogenation reaction,
At least one of the first liquid tank containing the hydrogen storage or the second liquid tank containing the hydrogen supply, and the hydrogen addition reaction or the hydrogen supply of the hydrogen storage sent from the liquid tank. of dehydrogenation reaction, performs at least one of the hydrogen reaction, a reactor equipped with a catalyst for use in hydrogenation reactions, prior to hydrogenation reaction the hydrogen reservoir or a hydrogen donor, its
And a cooling tank for cooling the hydrogen storage or hydrogen supply generated in the reaction furnace.

【手続補正8】[Procedure amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0029[Correction target item name] 0029

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0029】また、原料温度をその原料の沸点より少し
低めまで高めることにより、原料と触媒との反応をより
高めることができる。具体的には、沸点に対して1〜5
℃低い温度まで加熱するのが好ましい。
Further , by raising the temperature of the raw material to slightly lower than the boiling point of the raw material, the reaction between the raw material and the catalyst can be further enhanced. Specifically, the boiling point is 1 to 5
It is preferred to heat to a temperature lower by ° C.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須貝 保徳 北海道札幌市厚別区下野幌テクノパーク1 丁目2番1号 株式会社電制内 (72)発明者 歌川 忠 北海道札幌市厚別区下野幌テクノパーク1 丁目2番1号 株式会社電制内 (72)発明者 桜元 正 北海道札幌市厚別区下野幌テクノパーク1 丁目2番1号 株式会社電制内 Fターム(参考) 3E072 EA10 4G040 AA12 AA31 4G140 AA12 AA31 5H027 AA02 BA13  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Yasunori Sugai 1-2-1, Shimonopporo Techno Park, Atsubetsu-ku, Sapporo, Hokkaido In-house Corporation (72) Inventor Tadashi Utagawa 1-2-1, Shimonopporo Techno Park, Atsubetsu-ku, Sapporo, Hokkaido Densei Co., Ltd. (72) Inventor Tadashi Sakuramoto 1-2-1, Shimonopporo Techno Park, Atsubetsu-ku, Sapporo, Hokkaido F-term (reference) 3E072 EA10 4G040 AA12 AA31 4G140 AA12 AA31 5H027 AA02 BA13

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水素と反応して、その水素を貯蔵する芳香
族化合物から成る水素貯蔵体と、水素を放出して上記芳
香族化合物に変化する水素供給体との間における水素付
加反応および脱水素反応を利用して水素の貯蔵および供
給を行う水素貯蔵・供給システムであって、 上記水素貯蔵体または上記水素供給体を、上記水素付加
反応の前または上記脱水素反応の前に加熱するヒータを
備えた水素反応装置と、 上記水素反応装置内における水素付加反応のために水素
を供給する水素供給装置と、 上記水素反応装置内における脱水素反応によって生成さ
れた水素を利用して発電する発電装置と、を備えること
を特徴とする水素貯蔵・供給システム。
1. A hydrogen addition reaction and dehydration reaction between a hydrogen storage made of an aromatic compound which reacts with hydrogen to store the hydrogen, and a hydrogen supplier which releases hydrogen to be converted into the aromatic compound. A hydrogen storage / supply system for storing and supplying hydrogen using an elementary reaction, wherein the heater heats the hydrogen storage body or the hydrogen supply body before the hydrogenation reaction or before the dehydrogenation reaction. A hydrogen supply device that supplies hydrogen for a hydrogen addition reaction in the hydrogen reaction device, and a power generation device that uses the hydrogen generated by the dehydrogenation reaction in the hydrogen reaction device to generate power And a hydrogen storage / supply system.
【請求項2】水素と反応して、その水素を貯蔵する芳香
族化合物から成る水素貯蔵体と、水素を放出して上記芳
香族化合物に変化する水素供給体との間における水素付
加反応および脱水素反応を利用して水素の貯蔵および供
給を行う水素貯蔵・供給システムであって、 上記水素貯蔵体を入れた第一液槽と、上記水素貯蔵体と
水素とを反応させて上記水素供給体を生成する反応炉と
を持つ水素供給体製造装置と、 その水素供給体製造装置から供給される上記水素供給体
を、上記触媒を利用して脱水素し、水素と上記水素貯蔵
体とに分解する反応炉と、その分解により生成した水素
を利用して発電する発電装置とを持つ水素製造装置と、
を備え、 上記水素供給体装置または上記水素製造装置の内少なく
ともいずれか1つに、上記水素貯蔵体または上記水素供
給体の内少なくともいずれか1つを上記反応炉で反応さ
せる前に加熱するためのヒータを備えたことを特徴とす
る水素貯蔵・供給システム。
2. A hydrogen addition reaction and a dehydration reaction between a hydrogen storage made of an aromatic compound which reacts with hydrogen to store the hydrogen, and a hydrogen supplier which releases hydrogen to be converted to the aromatic compound. A hydrogen storage / supply system for storing and supplying hydrogen by using an elementary reaction, comprising: a first liquid tank containing the hydrogen storage, and a reaction between the hydrogen storage and hydrogen to produce the hydrogen supply. A hydrogen supplier manufacturing apparatus having a reaction furnace for generating hydrogen, and the hydrogen supplier supplied from the hydrogen supplier manufacturing apparatus is dehydrogenated using the catalyst, and decomposed into hydrogen and the hydrogen storage body. A hydrogen production apparatus having a reaction furnace and a power generation apparatus that generates power using hydrogen generated by decomposition thereof,
For heating at least one of the hydrogen storage device or the hydrogen supply device in the hydrogen supply device or the hydrogen production device before reacting in the reaction furnace. A hydrogen storage / supply system comprising: a heater;
【請求項3】前記ヒータは、前記芳香族化合物の種類に
応じて、通電制御可能としたことを特徴とする請求項1
または2記載の水素貯蔵・供給システム。
3. The heater according to claim 1, wherein the heater can be energized according to the type of the aromatic compound.
Or the hydrogen storage / supply system according to 2.
【請求項4】前記芳香族化合物を、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、メシチレン、ナフタレン、メチルナフタ
レン、アントラセン、ビフェニル、フェナスレンおよび
それらのアルキル置換体の内のいずれか1つまたはいず
れかを複数混合したものとすることを特徴とする請求項
1から3のいずれか1項記載の水素貯蔵・供給システ
ム。
4. An aromatic compound obtained by mixing one or more of benzene, toluene, xylene, mesitylene, naphthalene, methylnaphthalene, anthracene, biphenyl, phenathrene, and an alkyl-substituted product thereof. The hydrogen storage and supply system according to any one of claims 1 to 3, wherein:
【請求項5】水素と反応して、その水素を貯蔵する芳香
族化合物から成る水素貯蔵体と、水素を放出して上記芳
香族化合物に変化する水素供給体との間における水素付
加反応または脱水素反応を利用して水素の貯蔵または供
給を行う水素貯蔵・供給装置であって、 上記水素貯蔵体を入れた第一液槽または上記水素供給体
を入れた第二液槽の内少なくともいずれか1つの液槽
と、上記液槽から送られた上記水素貯蔵体の水素付加反
応または上記水素供給体の脱水素反応の内少なくともい
ずれか1つの水素反応を行うと共に、上記水素反応に利
用する触媒とを備えた反応炉と、 上記水素反応の原料であって、上記反応炉に供給する上
記水素貯蔵体または上記水素供給体を、上記触媒に向け
て、複数の噴射孔から霧状に噴射する噴射ノズルを持つ
噴射機構部と、 上記反応炉で生成した上記水素貯蔵体または上記水素供
給体を冷却する冷却槽と、を備えることを特徴とする水
素貯蔵・供給装置。
5. A hydrogen addition reaction or dehydration reaction between a hydrogen storage made of an aromatic compound which reacts with hydrogen and stores the hydrogen, and a hydrogen supplier which releases hydrogen to convert to the aromatic compound. A hydrogen storage / supply device for storing or supplying hydrogen using an elementary reaction, wherein at least one of a first liquid tank containing the hydrogen storage material or a second liquid tank containing the hydrogen supply material A catalyst for performing at least one of a hydrogen addition reaction of the hydrogen storage unit and a dehydrogenation reaction of the hydrogen supply unit sent from the liquid tank with one liquid tank and utilizing the hydrogen reaction A hydrogen storage material or a hydrogen supply material, which is a raw material for the hydrogen reaction and is supplied to the reaction furnace, is sprayed from a plurality of injection holes toward the catalyst in a mist state. With injection nozzle A morphism mechanism, hydrogen storage and supply device, characterized in that it comprises a cooling tank for cooling the hydrogen storage material or the hydrogen donor which is generated in the reactor.
【請求項6】前記噴射機構部は、前記水素貯蔵体と前記
水素供給体とを前記反応炉内に噴射する共通の噴射経路
を備え、前記水素貯蔵体または前記水素供給体の噴射を
停止した際に、前記噴射ノズル内の圧力を解放し、前記
水素貯蔵体または前記水素供給体が前記反応炉内に液だ
れすることを防止したことを特徴とする請求項5記載の
水素貯蔵・供給装置。
6. The injection mechanism has a common injection path for injecting the hydrogen storage medium and the hydrogen supply medium into the reaction furnace, and stops injection of the hydrogen storage medium or the hydrogen supply medium. 6. The hydrogen storage / supply device according to claim 5, wherein the pressure in the injection nozzle is released to prevent the hydrogen storage or the hydrogen supply from dripping into the reaction furnace. .
【請求項7】前記水素貯蔵体または前記水素供給体の噴
射条件を制御する制御部を、さらに備えたことを特徴と
する請求項5または6記載の水素貯蔵・供給装置。
7. The hydrogen storage / supply device according to claim 5, further comprising a control unit for controlling an injection condition of the hydrogen storage unit or the hydrogen supply unit.
【請求項8】水素と反応して、その水素を貯蔵する芳香
族化合物から成る水素貯蔵体と、水素を放出して上記芳
香族化合物に変化する水素供給体との間における水素付
加反応または脱水素反応を利用して水素の貯蔵または供
給を行う水素貯蔵・供給装置であって、 上記水素貯蔵体を入れた第一液槽または上記水素供給体
を入れた第二液槽の内少なくともいずれか1つの液槽
と、 上記液槽から送られた上記水素貯蔵体の水素付加反応ま
たは上記水素供給体の脱水素反応の内、少なくともいず
れか1つの水素反応を行うと共に、上記水素反応に利用
する触媒とを備えた反応炉と、 上記水素貯蔵体または上記水素供給体を上記水素反応前
に加熱するヒータと、 上記反応炉で生成した上記水素貯蔵体または上記水素供
給体を冷却する冷却槽と、を備えることを特徴とする水
素貯蔵・供給装置。
8. A hydrogen addition reaction or dehydration reaction between a hydrogen storage made of an aromatic compound which reacts with hydrogen and stores the hydrogen, and a hydrogen supplier which releases hydrogen and converts it to the aromatic compound. A hydrogen storage / supply device for storing or supplying hydrogen using an elementary reaction, wherein at least one of a first liquid tank containing the hydrogen storage material or a second liquid tank containing the hydrogen supply material One liquid tank and at least one of a hydrogen addition reaction and a dehydrogenation reaction of the hydrogen supply sent from the liquid tank are used for the hydrogen reaction. A reaction furnace having a catalyst, a heater for heating the hydrogen storage body or the hydrogen supply body before the hydrogen reaction, and a cooling tank for cooling the hydrogen storage body or the hydrogen supply body generated in the reaction furnace. , Be prepared A hydrogen storage / supply device characterized in that:
【請求項9】前記ヒータは、前記水素貯蔵体または前記
水素供給体の沸点まで加熱可能なヒータであることを特
徴とする請求項8記載の水素貯蔵・供給装置。
9. The hydrogen storage / supply device according to claim 8, wherein said heater is a heater capable of heating up to a boiling point of said hydrogen storage material or said hydrogen supply material.
【請求項10】水素と反応して、その水素を貯蔵する芳
香族化合物から成る水素貯蔵体と、水素を放出して上記
芳香族化合物に変化する水素供給体との間における水素
付加反応または脱水素反応を利用して水素の貯蔵または
供給を行う水素貯蔵・供給装置であって、 上記水素貯蔵体を入れた第一液槽または上記水素供給体
を入れた第二液槽の内少なくともいずれか1つの液槽
と、 上記液槽から送られた上記水素貯蔵体の水素付加反応ま
たは上記水素供給体の脱水素反応の内、少なくともいず
れか1つの水素反応を行うと共に、上記水素反応に利用
する触媒とを備えた反応炉と、 上記触媒を加熱するヒータであって、そのヒータの表面
に上記触媒を付着させた触媒一体型ヒータと、 上記反応炉で生成した上記水素貯蔵体または上記水素供
給体を冷却する冷却槽と、を備えることを特徴とする水
素貯蔵・供給装置。
10. A hydrogen addition reaction or dehydration reaction between a hydrogen storage made of an aromatic compound which reacts with hydrogen to store the hydrogen, and a hydrogen supplier which releases hydrogen to convert the hydrogen into an aromatic compound. A hydrogen storage / supply device for storing or supplying hydrogen using an elementary reaction, wherein at least one of a first liquid tank containing the hydrogen storage material or a second liquid tank containing the hydrogen supply material One liquid tank and at least one of a hydrogen addition reaction of the hydrogen storage material sent from the liquid tank and a dehydrogenation reaction of the hydrogen supplier are used for the hydrogen reaction. A reaction furnace having a catalyst, a heater for heating the catalyst, a catalyst-integrated heater having the heater attached to the surface of the heater, and the hydrogen storage or the hydrogen supply generated in the reaction furnace body And a cooling tank for cooling the hydrogen.
【請求項11】前記触媒一体型ヒータは、格子状のヒー
タ表面に触媒を付着させた格子状触媒ヒータ、渦巻き状
のヒータ表面に触媒を付着させた渦巻き状触媒ヒータ、
触媒中にヒータを埋め込んだ埋め込み式触媒ヒータまた
は触媒を筒状ヒータで囲った囲い式触媒ヒータであるこ
とを特徴とする請求項10記載の水素貯蔵・供給装置。
11. The catalyst-integrated heater includes a grid-shaped catalyst heater having a catalyst attached to a grid-shaped heater surface, a spiral catalyst heater having a catalyst attached to a spiral heater surface,
The hydrogen storage / supply device according to claim 10, wherein the catalyst is an embedded catalyst heater in which a heater is embedded in a catalyst or an enclosed catalyst heater in which a catalyst is enclosed by a cylindrical heater.
【請求項12】前記ヒータによる加熱条件を制御する制
御部を、さらに備えたことを特徴とする請求項8から1
1のいずれか1項記載の水素貯蔵・供給装置。
12. The apparatus according to claim 8, further comprising a control unit for controlling a heating condition by said heater.
The hydrogen storage / supply device according to any one of the preceding claims.
【請求項13】前記反応炉からの水素を排出する経路で
あって、前記冷却槽より外部側にフィルタを備え、その
フィルタに、上記フィルタに付着した前記水素貯蔵体ま
たは前記水素供給体を加熱して揮発させるフィルタ用ヒ
ータを設けたことを特徴とする請求項5から12のいず
れか1項記載の水素貯蔵・供給装置。
13. A path for discharging hydrogen from the reaction furnace, wherein a filter is provided outside the cooling tank, and the filter heats the hydrogen storage unit or the hydrogen supply unit attached to the filter. 13. The hydrogen storage / supply device according to claim 5, further comprising a filter heater for volatilizing the gas.
【請求項14】前記第一液槽と前記第二液槽とを隣接さ
せて一個の容器内に配置し、上記容器のバルブの切り替
えで、前記反応炉に前記水素貯蔵体または前記水素供給
体を供給可能な構成としたことを特徴とする請求項5か
ら13のいずれか1項記載の水素貯蔵・供給装置。
14. The hydrogen storage body or the hydrogen supply body is provided in the reaction furnace by switching the valve of the container by arranging the first liquid tank and the second liquid tank adjacent to each other in one container. The hydrogen storage and supply device according to any one of claims 5 to 13, wherein the hydrogen storage and supply device is configured to be able to supply hydrogen.
【請求項15】前記反応炉に流入させる水素を供給し、
前記反応炉から水素を排出する共通のポンプを1台備え
ることを特徴とする請求項5から14のいずれか1項記
載の水素貯蔵・供給装置。
15. Supplying hydrogen flowing into the reactor,
The hydrogen storage / supply apparatus according to any one of claims 5 to 14, further comprising one common pump for discharging hydrogen from the reaction furnace.
【請求項16】前記触媒は、ハニカム形状の触媒あるい
はフェルトに担持した触媒としたことを特徴とする請求
項5から15のいずれか1項記載の水素貯蔵・供給装
置。
16. The hydrogen storage / supply device according to claim 5, wherein the catalyst is a honeycomb-shaped catalyst or a catalyst supported on felt.
【請求項17】前記芳香族化合物を、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、メシチレン、ナフタレン、メチルナフタ
レン、アントラセン、ビフェニル、フェナスレンおよび
それらのアルキル置換体の内のいずれか1つまたはいず
れかを複数混合したものとすることを特徴とする請求項
5から16のいずれか1項記載の水素貯蔵・供給装置。
17. An aromatic compound obtained by mixing one or more of benzene, toluene, xylene, mesitylene, naphthalene, methylnaphthalene, anthracene, biphenyl, phenathrene and their alkyl-substituted products. The hydrogen storage / supply device according to any one of claims 5 to 16, wherein:
【請求項18】水素と反応して、その水素を貯蔵する芳
香族化合物から成る水素貯蔵体と、水素を放出して上記
芳香族化合物に変化する水素供給体との間における水素
付加反応または脱水素反応に利用する水素貯蔵・供給用
触媒であって、 上記触媒を加熱するヒータの表面に上記触媒を付着させ
て触媒とヒータとを一体構成にしたことを特徴とする水
素貯蔵・供給用触媒。
18. A hydrogenation reaction or dehydration reaction between a hydrogen storage made of an aromatic compound which reacts with hydrogen and stores the hydrogen, and a hydrogen supplier which releases hydrogen to convert the aromatic compound into the aromatic compound. A hydrogen storage / supply catalyst for use in elementary reactions, wherein the catalyst is attached to the surface of a heater for heating the catalyst, and the catalyst and the heater are integrally configured. .
【請求項19】前記ヒータは、格子状のヒータ表面に前
記触媒を付着させた格子状触媒ヒータ、渦巻き状のヒー
タ表面に前記触媒を付着させた渦巻き状触媒ヒータ、前
記触媒中にヒータを埋め込んだ埋め込み式触媒ヒータま
たは前記触媒を筒状ヒータで囲った囲い式触媒ヒータで
あることを特徴とする請求項18記載の水素貯蔵・供給
用触媒。
19. The heater includes a lattice catalyst heater having the catalyst adhered to a lattice heater surface, a spiral catalyst heater having the catalyst adhered to a spiral heater surface, and a heater embedded in the catalyst. 19. The hydrogen storage / supply catalyst according to claim 18, wherein the catalyst is an embedded catalyst heater or an enclosed catalyst heater in which the catalyst is surrounded by a cylindrical heater.
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