JP2002255503A - 水素ガス生成装置 - Google Patents

水素ガス生成装置

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守 石切山
Masahiko Sugiyama
雅彦 杉山
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泰和 齋藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】デカリン／ナフタレン反応を利用して水素使用
装置に高純度の水素ガスを供給し、水素使用装置の効率
を向上する。 【解決手段】原燃料であるデカリンを貯留する貯留タン
ク１０、触媒及び触媒を加熱するヒータを備え、貯留タ
ンク１０から供給されたデカリンを加熱された触媒上で
脱水素反応させてナフタレンと水素ガスとを生成する反
応タンク２０、及び反応タンク２０から供給されたナフ
タレン及び水素リッチガスから水素分離膜４０を用いて
水素ガスを分離して排出する分離タンク３０を備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素ガス生成装置
に係り、特に、電気自動車等の車両に搭載可能でかつ車
両に搭載された燃料電池に水素ガスを供給することがで
きる水素ガス生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気自動車は、車両の駆動力を得
るための電源としての燃料電池、及びこの燃料電池を用
いて発電を行なうための燃料である水素または水素を生
成するための原燃料を搭載している。水素を搭載する電
気自動車では、水素ガスを圧縮して充填したボンベ、ま
たは水素を吸蔵する水素吸蔵合金や水素吸着材料により
水素を搭載している。一方、原燃料を搭載する電気自動
車では、原燃料としてのメタノールまたはガソリン等の
炭化水素と、この原燃料を水蒸気改質して水素リッチガ
スを生成する水素生成装置とを搭載している。
【０００３】しかしながら、水素吸蔵合金や水素吸着材
料では、電気自動車に必要とされる水素貯蔵密度が不充
分であり、また水素の吸蔵や吸着等を制御するのが非常
に困難である。一方、原燃料を搭載する電気自動車は、
水素を搭載する電気自動車に比較して、１回の燃料補給
で走行可能な距離が長いという利点を有しており、炭化
水素等の原燃料は水素ガスに比較して輸送等の取り扱い
が容易で安全であるという利点も有している。
【０００４】炭化水素の１つであるデカリン（デカヒド
ロナフタレン）は、常温では殆ど蒸気圧がゼロ（沸点が
２００℃近傍）で取り扱いし易いことから、上記の原燃
料としての使用の可能性が期待されている。
【０００５】デカリンの脱水素化方法としては、デカリ
ンをコバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、テルニウ
ム、ニッケル、及び白金の中から選ばれる少なくとも１
種の遷移金属を含有する遷移金属錯体の存在下で光照射
し、デカリンから水素を離脱させる方法が知られている
（特公平３−９０９１号公報）。また、有機リン化合物
のロジウム錯体の存在下、または有機リン化合物とロジ
ウム化合物との存在下に、デカリンに光照射することに
よりデカリンから水素を製造する方法が知られている
（特公平５−１８７６１号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の水素生成方法を電気自動車の燃料電池等の水素使用
装置に適用しようとする場合には、反応転化率が低く脱
水素化によって生じたナフタレンや未反応デカリン等が
混在しているため、水素使用装置に供給すると水素分圧
が低いことから水素使用装置の効率が悪くなる、という
問題がある。
【０００７】本発明は、上記問題点を解決すべく成され
たもので、デカリン／ナフタレン反応を利用して水素使
用装置に高純度の水素ガスを供給し、水素使用装置の効
率を向上することができる水素ガス生成装置を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明は、デカリンからなる燃料またはデカリン
を主成分とする燃料を貯留する貯留タンクと、触媒及び
触媒を加熱する加熱器を備え、供給されたデカリンを加
熱された触媒上で脱水素反応させる反応タンクと、前記
貯留タンク内の燃料を前記触媒上で液膜状態となるよう
に前記反応タンクに供給する供給装置と、水素ガス分離
手段を備えると共にデカリンの脱水素反応によって生じ
たナフタレン及び水素ガスが供給され、前記水素ガス分
離手段によって水素ガスを分離して排出する分離タンク
と、を含んで構成したものである。
【０００９】本発明では、貯留タンク内のデカリンから
なる燃料またはデカリンを主成分とする燃料が触媒上で
液膜状態となるように供給され、供給された燃料が加熱
された触媒上で脱水素反応される。このデカリンの脱水
素反応により、ナフタレン及び水素ガスが生成される。
生成された水素ガスは、水素ガス分離手段によって分離
して排出され、燃料電池等の水素利用装置に供給され
る。
【００１０】本発明によれば、水素ガス分離手段によっ
て水素ガスを分離しているため、水素使用装置に高純度
の水素ガスを供給し、水素使用装置の効率を向上するこ
とができる。
【００１１】第１の発明では、触媒及び触媒を加熱する
加熱器を備えると共にナフタレン及び水素ガスが供給さ
れ、ナフタレンを加熱された触媒上で水素化反応させて
テトラリン（テトラヒドロナフタレン）を生成するか、
またはデカリンを再生する再生タンクを更に設けること
ができる。この再生タンクは、水素生成装置と結合して
設けてもよく、水素生成装置と分離してガソリンスタン
ド等に設置してもよい。
【００１２】また、本発明では、分離タンクから排出さ
れた余剰水素ガスを貯蔵する水素ガス貯蔵タンクを更に
設けることができる。この水素ガス貯蔵タンクに貯蔵さ
れた水素ガスは、水素使用装置に供給したり、再生タン
クに供給してナフタレンの水素化反応に利用することが
できる。
【００１３】なお、再生タンクには、水素ガス生成装置
の外部から水素ガスを供給することができる。この場合
には、水の電気分解により生成した水素ガスを供給する
ことにより、クリーンなシステムを構築することができ
る。
【００１４】第２の発明は、デカリンからなる燃料また
はデカリンを主成分とする燃料を貯留する貯留タンク
と、触媒及び触媒を加熱する加熱器を備え、燃料が供給
されたときには供給された燃料を加熱された触媒上で脱
水素反応させ、ナフタレン及び水素ガスが供給されたと
きには供給されたナフタレンを加熱された触媒上で水素
化反応させる反応再生兼用タンクと、前記貯留タンク内
の燃料を前記触媒上で液膜状態となるように前記反応タ
ンクに供給する第１の供給装置と、水素ガス分離手段を
備えると共にデカリンの脱水素反応によって生じたナフ
タレン及び水素ガスが供給され、前記水素ガス分離手段
によって水素ガスを分離して排出する分離タンクと、水
素ガス及び前記分離タンク内のナフタレンを前記反応再
生兼用タンクに供給する第２の供給装置と、を含んで構
成したものである。
【００１５】第２の発明は、第１の発明の反応と再生と
を行なう反応再生兼用タンクを用いたものである。反応
再生兼用タンクは、燃料が供給されたときには供給され
たデカリンを２００℃以上に加熱された触媒上で脱水素
反応させて、またはテトラリンとデカリンとの混合燃料
を１００℃以上に加熱された触媒上で脱水素反応させ
て、ナフタレン及び水素ガスを生成し、ナフタレン及び
水素ガスが供給されたときには供給されたナフタレンを
２００℃以下の加熱された触媒上で水素化反応させてテ
トラリンを生成するか、またはデカリンを再生する。反
応再生兼用タンクでテトラリンを生成する際には、脱水
素反応終了後の触媒の余熱を利用することができる。
【００１６】第２の発明においても、分離タンクから排
出された余剰水素ガスを貯蔵する水素ガス貯蔵タンクを
更に設けることができ、水素ガス貯蔵タンクを設けた場
合には、水素ガス貯蔵タンク内の水素ガスを前記反応再
生兼用タンクに供給して、ナフタレンの水素化反応に使
用することができる。また、反応再生兼用タンクには、
上記と同様に、水素ガス生成装置の外部から水素ガスを
供給するようにしてもよい。
【００１７】上記の第１及び第２の発明では、脱水素反
応しなかった未反応デカリンを回収する未反応デカリン
回収装置を更に設けることができる。この回収した未反
応デカリンは、貯留タンクに戻して原燃料として使用し
たり、分離タンクの壁面に付着したナフタレンを除去す
るために分離タンクに供給したり、供給装置または第１
の供給装置に供給することができる。
【００１８】また、脱水素反応により生じた水素ガス量
を検出する水素ガス量検出器と、水素ガス量検出器で検
出された水素ガス量が所定値以上となるように触媒上の
燃料の量を制御する制御手段と、を設けることにより、
水素ガス生成量を所定値通りに制御することができる。
【００１９】ナフタレンは、分離タンク内に貯蔵し、所
定のタイミングで水素化することができる。水素化によ
り生成されたテトラリンまたは再生されたデカリンは、
貯留タンク、供給装置、または第１の供給装置に供給す
ることができる。
【００２０】上記の水素ガス分離手段は、ナフタレン及
びデカリンを吸着しかつ水素ガスを透過する吸着透過装
置、水素ガス分離膜、または反応によって生じたナフタ
レン及び水素ガスを冷却する冷却装置のいずれか１つで
構成することができる。冷却装置としては、上記未反応
デカリン並びに反応によって生じたナフタレンから水素
ガスを冷却分離する冷却装置、吸着透過装置としては、
加熱再生機能付き高表面積活性炭によるデカリン・ナフ
タレン吸着分離・水素ガス透過装置、を用いることがで
きる。このデカリン・ナフタレン吸着分離・水素ガス透
過装置では、高表面積活性炭によってデカリン及びナフ
タレンを吸着して水素ガスのみを透過すると共に、加熱
再生機能によって加熱することによりデカリン及びナフ
タレンが高表面積活性炭より離脱され再生される。触媒
は炭素担持Ｐｔ触媒、炭素担持Ｐｔ−Ｉｒ複合金属触
媒、炭素担持Ｐｔ−Ｒｅ複合金属触媒、及び炭素担持Ｐ
ｔ−Ｗ複合金属触媒のいずれかを用いることができる。
【００２１】デカリンを主成分とする燃料は、デカリン
とテトラリンとの混合燃料を用いることにより、デカリ
ンの脱水素反応の前にテトラリンが脱水素反応するの
で、速やかに水素ガスを発生させることができる。ま
た、デカリンを主成分とする燃料として、デカリンを含
むナフテン系燃料を用いてもよい。
【００２２】また、貯留タンク内または貯留タンクと別
のタンクに、デカリンからなる燃料またはデカリンを主
成分とする燃料と分離してテトラリンを貯留し、このテ
トラリンを加熱された触媒上で、燃料の脱水素反応の前
に脱水素反応させることにより、燃料の脱水素反応の前
に燃料の脱水素反応より速やかに多量の水素ガスを発生
させることができる。このため、燃料電池を搭載した車
両に本発明の水素発生装置を搭載し、始動時にテロラリ
ンを脱水素反応させることにより始動性を良好にするこ
とができると共に、加速時にテトラリンを脱水素反応さ
せることにより加速応答性を良好にすることができる。
【００２３】本発明ではデカリン／ナフタレン反応を利
用しており、デカリンは沸点が高く常温での取り扱いが
容易であり、ナフタレンは昇華、凝析、または晶析し易
くナフタレンと水素ガスとの分離が容易である。また、
ナフタレンは、デカリン、テトラリンを含む炭化水素系
液相物質に対して揺動性（チキソトロピー）を示し、溶
解し易く、他方、ナフタレンからデカリンの再生は航空
燃料として公知の安定した技術を使用することができ
る。これにより、安全で環境に優しく、高純度の水素ガ
スを発生することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の第
１の実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態は、水
素ガスを燃料とする燃料電池が搭載された電気自動車に
本発明の実施の形態の水素ガス生成装置を搭載したもの
である。本実施の形態は、デカリンを高温触媒の存在下
で反応させると、ナフタレンと水素ガスとが生成される
デカリン／ナフタレン反応を利用し、水素ガス分子を吸
着貯蔵するのではなく、化学結合で原燃料中に貯蔵する
ようにしたものである。
【００２５】図１に示すように、本実施の形態は、原燃
料であるデカリンを貯留する貯留タンク１０、触媒及び
触媒を加熱するヒータを備え、貯留タンク１０から供給
されたデカリンを加熱された触媒上で脱水素反応させて
ナフタレンと水素ガスとを生成する反応タンク２０、及
び反応タンク２０から供給されたナフタレン及び水素リ
ッチガスから水素ガスを分離する分離タンク３０を備え
ている。
【００２６】貯留タンク１０には、貯留タンクに外部の
ガソリンスタンドや精油所等からデカリンを初期供給す
るためのバルブＶ１を備えた供給配管１２が取り付けら
れている。貯留タンク１０の底面側の壁面には、供給ポ
ンプＰ１を備えた供給配管１４の一端が取り付けられて
いる。供給配管１４の他端は複数に分岐され、各分岐端
は反応タンク２０の上部に取り付けられたデカリン供給
装置１６を構成する複数のデカリン噴射装置１６ａ，１
６ｂ，１６ｃの各々に接続されている。デカリン供給装
置１６は、デカリンが触媒１８上で液膜状態となるよう
にデカリンを噴射または添加等によって供給する。この
液膜状態は、触媒表面がデカリンによって僅かに湿潤し
た状態であり、過熱（デカリンの沸点を越える温度での
加熱）・液膜状態での脱水素反応のとき水素ガス生成量
は最大になる。これは、デカリンの蒸発速度が、基質液
量（デカリンの液量）が少ない程小さくなり、蒸発速度
が小さくかつ高温の状態で脱水素反応させることにより
転化率が向上するからである。すなわち、蒸発速度は液
量・伝熱面積・加熱源と沸点との温度差の各々に比例す
るので、液体デカリンの量が少なければ蒸発速度が小さ
くなる。液体デカリンは、加熱触媒上（例えば、２００
〜３５０℃）でも液膜状態で存在するので、触媒活性サ
イトは液相からのデカリンの速やかな吸着により充分に
高い被覆度で常時補填される。すなわち、触媒表面上で
液膜状態で脱水素反応させることにより、触媒表面上で
気体で反応させるよりも優れた反応性が得られる。
【００２７】反応タンク２０の底面側には、触媒１８と
触媒を加熱する第１のヒータ２２とで構成され、触媒が
設けられた高伝熱性基板の表裏で発熱及び吸熱を同時に
起こさせる触媒反応器が設けられている。触媒１８の脱
水素化側は、多孔性炭素担体に触媒金属微粒子を担持し
て構成されている。触媒としては、Ｐｔ、Ｐｔ−Ｉｒ、
Ｐｔ−Ｒｅ、Ｐｔ−Ｗ等の貴金属系の金属を用いた炭素
担持Ｐｔ触媒、炭素担持Ｐｔ−Ｉｒ複合金属触媒、炭素
担持Ｐｔ−Ｒｅ複合金属触媒、または炭素担持Ｐｔ−Ｗ
複合金属触媒を使用することができる。また、触媒金属
としてニッケル系の金属を使用してもよい。
【００２８】第１のヒータ２２は図２に示すように、オ
ンオフ制御されるスイッチング素子２３を介して車載バ
ッテリＢに接続されている。また、この触媒１８の近傍
には、触媒表面の温度Ｔｃを検出する第１の温度センサ
２４が取り付けられている。
【００２９】反応タンク２０の上部には、触媒１８表面
等で蒸発した未反応の気相デカリンを冷却することによ
り凝縮させて回収する未反応デカリン回収装置２６が取
り付けられている。この未反応デカリン回収装置２６
は、バルブＶ２及び供給ポンプＰ２を備え、未反応デカ
リンを貯留タンク１０に戻すための戻し配管２８を介し
て貯留タンク１０に接続されている。また、この未反応
デカリン回収装置２６は、供給ポンプＰ３を備えた供給
配管３２を介して、分離タンク３０の壁面に取り付けら
れ分離タンク３０の壁面に凝析して付着した固体ナフタ
レンに未反応デカリンを噴射する噴射弁３８に接続され
ている。この反応タンク２０には、水素ガスの圧力から
生成された水素ガス量を検出する第１の水素圧センサ３
６が取り付けられている。
【００３０】反応タンク２０は、バルブＶ３を備えた供
給配管３４を介して分離タンク３０に接続されている。
分離タンク３０の側壁には、加熱再生機能を備えると共
に、デカリン、ナフタレン等の有機化合物を吸着除去
し、水素を精製して透過させる吸着精製用高表面積活性
炭素装置、パラジウムやパラジウム合金で構成された水
素透過精製薄膜からなる水素分離膜４０が設けられてい
る。この水素分離膜４０で分離された水素ガスは、水素
利用装置である車載燃料電池に供給される。
【００３１】分離タンク３０の外部には、風冷または水
冷によって分離タンク３０の側壁を冷却することにより
内部の気体ナフタレンを凝析させる冷却装置４３が配置
されている。冷却装置４３で分離タンクを冷却すること
により、ナフタレンが凝析し、同時に未反応デカリンを
凝縮滴下し、未反応デカリンは水素ガスから分離され
る。一方、濃縮された水素ガスを精製し、ナフタレンと
デカリンとを完全に除去するため、水素分離膜４０を用
いる。水素ガスを分離精製するにはナフタレン、デカリ
ン等の有機化合物を吸着する能力の高い高表面積活性炭
素を冷却し水素ガスだけを透過する膜、若しくはパラジ
ウム合金製水素分離膜を用いることにより効率良く水素
ガスを分離することができる。また、この分離タンク３
０には、水素ガスの圧力から生成された水素ガス量を検
出する第２の水素圧センサ４２が取り付けられている。
なお、活性炭素に冷却吸着分離させたナフタレンとデカ
リンは、加熱により適宜離脱再生する。また、分離タン
ク３０には、分離タンク内に貯留されたナフタレンを排
出するためのバルブＶ６を備えた排出管４５が設けられ
ており、分離タンク３０には、過剰に発生した余剰水素
ガスを貯蔵するための図示しない予備水素貯留タンクが
接続されてもよい。なお、分離タンク内に貯留されたナ
フタレン溶液は、排出管４５から、ガソリンスタンド等
に設けられたナフタレン貯蔵タンクに排出することがで
きる。
【００３２】本実施の形態では、更に、ナフタレンを水
素化してデカリンまたはテトラリンを再生する再生タン
ク５０が設けられている。再生タンク５０は、バルブＶ
４及び供給ポンプＰ４を備えた供給配管４４を介して、
分離タンク３０の底面側に設けられたナフタレン溶液貯
留器に接続されている。
【００３３】再生タンク５０の底面側には、触媒５２と
触媒を加熱する第２のヒータ５４とで構成され、発熱及
び吸熱を起こさせる触媒反応器が設けられている。触媒
５２の水素化側は、多孔性炭素担体に触媒金属微粒子を
担持して構成されている。触媒としては、上記で説明し
た炭素担持Ｐｔ触媒、炭素担持Ｐｔ−Ｉｒ複合金属触
媒、炭素担持Ｐｔ−Ｒｅ複合金属触媒、または炭素担持
Ｐｔ−Ｗ複合金属触媒を使用することができる。また、
触媒金属としてニッケル系の金属を使用した触媒を用い
てもよい。
【００３４】第２のヒータ５４は図２に示すように、オ
ンオフ制御されるスイッチング素子５５を介して車載バ
ッテリＢに接続されている。また、この触媒５２の近傍
には、触媒表面の温度Ｔｃを検出する第２の温度センサ
５６が取り付けられている。
【００３５】また、再生タンク５０には、ガソリンスタ
ンド等の車両外部に設けられた水素ボンベや水の電気分
解装置等の設備から水素ガスを供給するための水素ガス
供給管５８が取り付けられている。この再生タンク５０
は、ナフタレンと水素ガスとを触媒を用いて水素化反応
させてデカリンまたはテトラリンを生成させるものであ
り、生成されたデカリン及びテトラリンは、バルブＶ５
及び供給ポンプＰ５を備えた戻し配管６０を介して貯留
タンク１０に供給される。
【００３６】図２に示すように、上記のデカリン供給装
置１６、未反応デカリン噴射弁３８、ポンプＰ１〜Ｐ
５、バルブＶ１〜Ｖ６、水素圧センサ３６、４２、温度
センサ２４、５６、及びスイッチング素子２３、５５の
各々は、マイクロコンピュータ等で構成された制御装置
６２に接続されている。
【００３７】以下、本実施の形態の制御装置による制御
ルーチンについて説明する。図３は、イグニッションス
イッチオンで実行されるメインルーチンを示すものであ
り、まずステップ１００において第１の触媒の温度Ｔ１
cを取り込み、ステップ１０２において触媒温度Ｔ１cが
予め定められた所定温度以下か否かを判断し、触媒温度
Ｔ１cが所定温度以下の場合には、ステップ１０４にお
いて第１のヒータ２２をオンし、触媒温度Ｔ１cが所定
温度を超えている場合にはステップ１０６において第１
のヒータ２２をオフする。これにより、第１の触媒の表
面温度が所定温度になるように制御される。この所定温
度は、２００〜５００℃、好ましくは２００〜３５０℃
の間の温度、更に好ましくは２８０℃にすることができ
る。この理由は、所定温度を２００℃未満にすると目的
とする脱水素反応が高い反応速度、換言すれば充分な燃
料電池出力で得られず、３５０℃を越えるとカーボンデ
ポジットが生じる可能性を持ち、５００℃を越えると実
用的でないからである。
【００３８】次のステップ１０８では、予め定めた所定
量（触媒表面上で液膜が得られる直前の量）から徐々に
供給量を増加させながらデカリンを供給し、次のステッ
プ１１０において水素圧センサ３６及び水素圧センサ４
２で検出された水素圧の平均値に基づいて、水素圧が増
加しているか否か、すなわち水素ガス発生量が増加して
いるか否かを判断する。水素圧が増加している場合には
ステップ１０８に戻って、デカリン供給量を徐々に増加
することを繰り返す。これにより、乾燥した触媒上にデ
カリンが徐々に供給され、触媒表面が徐々に湿潤して行
き、デカリンが液膜状態で供給されるので、水素発生量
が最大値に近づく。
【００３９】一方、ステップ１１０において水素圧が低
下していると判断されたときは、デカリン供給量が液膜
状態より過剰に供給された場合であるので、ステップ１
１２においてデカリン供給量を徐々に減少させながら供
給する。ステップ１１４では、水素圧が低下したか否か
を判断し、水素圧が上昇する場合にはステップ１１２に
戻ってデカリン供給量を徐々に減少することを繰り返
し、水素圧が低下する場合には、ステップ１０８に戻っ
てデカリン供給量を徐々に増加して供給することを繰り
返す。
【００４０】これにより、デカリンが触媒表面上で常に
液膜状態で保持され、水素圧、すなわち水素ガス発生量
が最大になるようにデカリンが供給される。
【００４１】このようにして生成された水素リッチガス
は、バルブＶ３を開くことにより気相のデカリン及びナ
フタレンと共に分離タンク３０に供給され、分離タンク
３０では冷却装置４３による冷却によりデカリンが凝縮
され、かつナフタレンが凝析され、水素分離膜４０によ
り水素ガスが微量のデカリンとナフタレンから分離され
て排出され、高純度の水素ガスが燃料電池に供給され
る。燃料電池で発生した電力は、電気自動車に搭載され
ているモータに供給されてモータが駆動されると共に、
車載バッテリＢに供給されて蓄電され、また車載電装品
等の負荷に供給される。
【００４２】なお、分離タンク内の水素ガスを加圧また
は高圧状態にしたり、分離タンクの水素ガス出側の圧力
を低圧（例えば、負圧）にしたりすることで、水素分離
膜による水素分離効率を向上させることができる。上記
では、ヒータにより触媒を加熱する例について説明した
が、燃料電池で発生する排熱を利用して触媒を加熱して
もよく、余剰水素ガスやメチルシクロヘキサン、デカリ
ン貯留タンク内で発生した低沸点炭化水素不純物蒸気等
を燃焼させて触媒を加熱してもよい。
【００４３】図１６は、デカリン貯留タンク内に発生し
た低沸点炭化水素不純物蒸気(炭化水素ガス）を燃焼さ
せて触媒を加熱する例を示す示すものである。触媒１８
は、上記のように構成された脱水素化側の触媒１８Ａと
脱水素側の裏面に設けられた酸化側の遷移金属酸化物触
媒１８Ｂとにより構成されており、触媒１８Ａと触媒１
８Ｂとが高伝熱性基板を介して担持されている。遷移金
属酸化物触媒１８Ｂ側には、燃焼室１８Ｃが形成されて
おり、この燃焼室１８Ｃは、配管２１を介して炭化水素
ガスと空気とを混合する混合器２３に連通されている。
混合器２３には、バルブＶ７を備えた空気供給管２５が
接続されており、また混合器２３は、バルブＶ８を備え
た蒸気供給配管２７を介してデカリン貯留タンク１０の
炭化水素ガスが充満する部分に接続されている。
【００４４】触媒１８は、脱水素側の裏面により、デカ
リン貯蔵タンクより供給される炭化水素ガスと空気の混
合物を遷移金属酸化物触媒により完全酸化し、必要な脱
水素吸熱反応熱を供給する。
【００４５】また、上記では燃料としてデカリンを貯留
タンクに貯留する例について説明したが、デカリンとテ
トラリンとを混合したデカリンを主成分とする燃料、ま
たはデカリンを含むナフテン系炭化水素燃料を用いても
良く、デカリンを貯留する貯留タンクとは別に、テトラ
リンを貯留するテトラリン貯留タンクを設けてもよい。
テトラリンは、デカリンより速やかに脱水素反応が起き
るので、テトラリンを用いることにより車両の始動時や
加速時等のように速やかに水素ガスを発生させたいとき
有効である。
【００４６】図３に示す水素ガス生成処理が実行されて
いる間に、図４に示す割り込みリーチンが所定時間毎に
実行され、ステップ１２０において未反応デカリン回収
タイミングか否かが判断され、未反応デカリン回収タイ
ミングである場合は、ステップ１２２において未反応デ
カリン回収処理を設定してメインルーチンにリターンす
る。これにより、バルブＶ２を開いてポンプＰ２が所定
時間駆動された後バルブＶ２が閉じられてポンプＰ２が
停止され、未反応デカリン回収装置２６に回収されたデ
カリンが戻り配管２８を介して所定量貯留タンク１０に
供給される。
【００４７】一方、ステップ１２０で未反応デカリン回
収タイミングで無いと判断されたときは、ステップ１２
４においてナフタレン除去処理を設定してメインルーチ
ンにリターンする。これにより、噴射弁３８が開かれ、
ポンプＰ３が所定時間駆動され、未反応デカリン回収装
置２６に回収された未反応デカリンが噴射弁３８から分
離タンク３０壁面に付着しているナフタレンに噴射され
る。これにより分離タンクの壁面に付着しているナフタ
レンが溶解して壁面から除去され、分離タンクの底面側
に貯留される。そして、車両が停止した時等に、分離タ
ンク３０に設けられているバルブＶ６を開くことによ
り、ガソリンスタンド等に設けられている回収タンク等
に排出される。回収タンクによって回収されたナフタレ
ンは、ガソリンスタンド等に設けられている水素ボンベ
や水の電気分解装置により発生された水素ガスを用いて
水素化されるか、または精油所等で水素化されデカリン
が再生され、ガソリンスタンド等において再度原燃料と
して貯留タンクに供給される。
【００４８】なお、分離タンク壁面に付着しているナフ
タレンを除去する際には、壁面に付着しているナフタレ
ンに未反応デカリンを噴射しながら図示しない加振装置
を用いて分離タンクを振動させるのが好ましい。また、
電気自動車が荒れた路面を走行しているときには、加振
装置を用いなくても路面の凹凸によって分離タンクが振
動するので、このナフタレン除去処理を電気自動車が荒
れた路面を走行しているときに行うようにしてもよい。
この場合には加振装置は不要である。なお、凝析したナ
フタレンは、高圧エアーを噴射することに除去したり、
分離タンク壁面にヒータを設けて所定温度（例えば、８
０℃程度）に加熱して除去したりしてもよい。
【００４９】車両を停止させてイグニッションスイッチ
をオフすると、図５の割り込みルーチンが起動され、ス
テップ１３０においてポンプＰ１を停止してデカリン供
給装置１６を停止させてデカリン供給を停止すると共
に、第１のヒータ２２をオフすることにより、水素ガス
の生成を停止させる。なお、デカリン供給を停止した後
も少量の水素ガスが発生するので、発生した水素ガスは
図示しない予備水素貯蔵タンクに貯蔵するようにすれば
よい。
【００５０】次のステップ１３４において第２の触媒の
触媒温度Ｔ２cを取り込み、ステップ１３６において触
媒温度Ｔ２cが予め定められた所定温度Ｔ２ｏ以下か否
かを判断し、触媒温度Ｔ２cが処置温度Ｔ２ｏ以下の場
合には、ステップ１３８において第２のヒータ５４をオ
ンし、触媒温度が処置温度を超えている場合にはステッ
プ１４０において第２のヒータ５４をオフする。これに
より、触媒温度が所定温度になるように制御される。こ
の所定温度は、１５０〜２００℃の間の温度、好ましく
は１５０℃近傍の温度を採用することができる。
【００５１】次のステップ１４２では、バルブＶ４を開
いてポンプＰ４を駆動し、供給配管４４を介してナフタ
レンと未反応デカリンとの混合液を再生タンク５０に供
給する。また、これと同時に、ガソリンスタンドに設け
られている水素ボンベまたは水の電気分解装置から得ら
れる水素ガスを再生タンクに供給し、所定温度に制御さ
れた触媒５２上でナフタレン水素化反応を行ってデカリ
ンを再生し、バルブＶ５を開いてポンプＰ５を駆動し、
供給配管６０を介して再生デカリンを貯留タンク１０に
回収する。このとき、再生タンク内の水素ガスは、加圧
または高圧にするのが好ましい。
【００５２】なお、簡易かつ速やかにナフタレン水素化
を行なう場合には、水素ガスを加圧せずに、触媒温度を
上記より低温にしてテトラリンを生成させ、それを貯留
タンクに供給するようにしてもよい。
【００５３】上記では、再生タンク５０を車両に搭載す
る例について説明したが、再生タンクをガソリンスタン
ド等に設置し、ガソリンスタンド等で水を電気分解して
得られる水素を供給してデカリンを再生してもよい。
【００５４】次に、図６を参照して第２の実施の形態に
ついて説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態の
反応タンクと再生タンクとを一体にした１つの反応再生
兼用タンクを用いてデカリン脱水素反応とナフタレン水
素化反応とを切り換えて行なうようにしたものであり、
燃料は第１の実施の形態で使用した燃料を用いることが
できる。なお、図６において図１と対応する部分には同
一符号を付して説明を省略する。
【００５５】図６に示すように、本実施の形態では、図
１の反応タンク及び再生タンクに代えて、反応再生兼用
タンク７０が設けられている。反応再生兼用タンク７０
には、デカリン脱水素反応時及びナフタレン水素化反応
時に使用されるヒータ６８及び上記で説明した貴金属系
の触媒６６からなる反応器が設けられている。また、反
応再生兼用タンク７０の上部には、未反応デカリン及び
再生されたデカリン（テトラリンを再生する場合にはテ
トラリン）を液相状態で回収するデカリン回収装置６４
が設けられている。このデカリン回収装置６４は、戻り
配管２８を介して貯留タンク１０に接続されている。
【００５６】また、分離タンク３０で分離された余剰水
素ガスを貯蔵する予備水素貯蔵タンク７２が設けられ、
この予備水素貯蔵タンク７２は、バルブＶ７を備えた配
管７４を介して分離タンク３０の水素ガス排出側に接続
されると共に、バルブＶ８を備えた配管７６を介して反
応再生兼用タンク７０に接続されている。
【００５７】本実施の形態では、イグニッションスイッ
チがオンされると、図３で説明したようにヒータ６８に
より触媒６６が２００〜３５０℃に加熱され、デカリン
が液膜状態で供給されて水素ガスが生成される。生成さ
れた水素ガスは分離タンク３０で高純度水素ガスとして
分離され、燃料電池に供給されると共に、バルブＶ７を
開くことにより余剰水素ガスが予備水素貯蔵タンク７２
に貯蔵される。このとき、上記の第１の実施の形態で説
明したように、所定のタイミングで未反応デカリン回収
処理及び及び凝析して分離タンク壁面に付着したナフタ
レンの除去処理が行われる。
【００５８】イグニッションスイッチがオフされると燃
料電池による発電が停止されるので、上記で説明したよ
うに、反応再生兼用タンクへのデカリン供給が停止され
ると共に、触媒の温度が１５０〜２００℃、好ましくは
１５０℃近傍の温度に制御される。また、分離タンク３
０に貯留されているナフタレンと予備水素貯蔵タンク７
２に貯蔵されている水素ガスとが、反応再生兼用タンク
７０へ供給され、加圧または高圧水素ガス下でナフタレ
ン水素化反応によりデカリンが再生され、再生されたデ
カリンは戻り配管を介してデカリン貯留タンクに供給さ
れる。
【００５９】イグニッションスイッチオフ直後では、触
媒の温度が高温になっているので、触媒の余熱を利用し
てテトラリンを生成し、生成したテトラリンを貯留タン
クに戻すようにしてもよい。この場合には、テトラリン
が混入されかつデカリンを主成分とする原燃料が反応再
生兼用タンクの触媒に液膜状態で供給される。反応再生
兼用タンクでテトラリンを生成する際には、脱水素反応
終了後の触媒の余熱を利用することができるので、生成
する際に更にエネルギーを加えることなくテトラリンを
生成することができる。
【００６０】本実施の形態によれば、反応タンク及び再
生タンクを１つの反応再生兼用タンクで構成したので、
装置を小型化することができる。また、１つの触媒によ
りデカリン脱水素化及びナフタレン水素化を行い、イグ
ニッションオフ直後のデカリン脱水素化による余熱をナ
フタレン水素化に利用しているので、エネルギー消費量
を少なくすることができる。
【００６１】次に、反応器等の他の例について説明す
る。以下で説明する例は、上記の各実施の形態に適用す
ることができる。
【００６２】図７の反応器は、ヒータによる加熱、燃料
電池の余熱、または余剰水素ガスの燃焼等によって加熱
される熱伝導体８０を挟むように触媒８２を配置したも
のである。デカリンは、デカリン供給装置の噴射装置か
ら各々の触媒８２に液膜状態で供給される。
【００６３】図８（Ａ）は、波状の反応器を用いたもの
である。図８（Ｂ）に示すように、デカリン供給装置
は、多数の噴出孔が穿設された噴出部８４が櫛歯状に配
列された一対のデカリン供給装置８６を、一方のデカリ
ン供給装置の噴出部間に他方のデカリン供給装置の噴出
部が位置するように配置して構成されている。図７と同
様にして熱伝導体８０を挟むように触媒８２を配置して
構成した反応器は、各デカリン供給装置の噴出部間に位
置するように波状に屈曲して配置されている上記の各反
応器によれば、熱伝導体の両側に触媒を配置しているの
で、デカリン脱水素化及びナフタレン水素化における熱
効率を向上させることができる。
【００６４】図９は、未反応デカリン回収装置の他の例
を示すものである。この未反応デカリン回収装置は、未
反応のデカリン及びデカリン脱水素化により生じたナフ
タレンを効率よく回収するために、反応タンクの触媒８
２に近接して配置されている。触媒８２は、触媒を支持
する熱伝導体８０上に設けられてている。この未反応デ
カリン回収装置は、触媒にできるだけ近接して配置さ
れ、気体を段階的に冷却する複数の冷却部を備えてい
る。触媒に最も近接した第１冷却部８５は、気相デカリ
ンを液化するために使用され、デカリン供給装置８６か
ら供給され触媒で蒸発した気体を第１の所定温度（例え
ば、８０〜１９０℃）に冷却する。これにより、デカリ
ンが液化され、再度触媒上に供給される。また、第１冷
却部８５の上方に位置する第２冷却部８７は、第１冷却
部８５を通過した気体を第１の所定温度より低い第２の
所定温度（例えば、８０℃以下）に冷却する。これによ
り、ナフタレンが凝析され、ナフタレン回収タンクに供
給される。
【００６５】図９の例では、反応タンク内でナフタレン
を凝析しているので、分離タンクを冷却する冷却装置は
不要になる。また、この例では、蒸発したデカリンを迅
速に液化して回収し再度触媒上に戻すことができるの
で、水素ガス生成効率及び生成速度を向上させることが
できる。
【００６６】図１０は、燃料電池等の水素利用装置の排
熱を利用して触媒を加熱する構成を示すものである。触
媒は、６つの板状触媒１８Ａ〜１８Ｄを反応面が外側を
向きかつ加熱面が対向すると共に、内部に空洞が生じる
ように、矩形状に組み合わせて構成されている。
【００６７】触媒の反応面側には、デカリン供給装置８
６からデカリンが液膜状態で供給され、内部には水素利
用装置の排熱が伝導されて加熱される。なお、この排熱
は、回収タンク９０の触媒加熱、及び分離タンクのナフ
タレン除去にも利用することができる。
【００６８】図１１は、反応器の他の例を示すものであ
り、触媒９２は円盤状に形成され、デカリンはデカリン
供給装置８６から触媒表面の一部分に供給される。触媒
を回転した状態で、デカリン供給装置からデカリンを供
給すると、触媒上のデカリン供給部が徐々に移動するの
で、デカリンを過剰に供給した場合においても触媒が一
回転する間に触媒上のデカリン供給部分で液膜状態を生
成することができ、これにより高水素ガス転換率で常時
水素ガスを発生することができる。
【００６９】図１２は、図８（Ａ）と略同様の構成であ
り、多数の噴出孔を左右に備えた噴出部８４を櫛歯状に
配列したデカリン供給装置８６を用い、噴出部８４間に
熱伝導体８０及び触媒８２からなる反応器を配列したも
のである。
【００７０】図１３は、分離タンク３０内に水素ガス分
離膜で構成されたピストン４１を摺動可能配置したもの
である。このピストン４１は、ばね等の付勢手段によっ
て常時分離タンク３０の容積が減少する方向に付勢され
ており、分離タンク内に水素リッチガスを供給すること
により、付勢手段の付勢力に抗して移動されるため、分
離タンク３０内の水素リッチガスを加圧または高圧状態
とすることができるので、水素ガス分離性能を向上し、
高純度水素を水素利用装置に供給することができる。な
お、本実施の形態ではピストンを用いて水素ガスを高圧
状態にしたが、ピストンに代えて水素加圧器を用いるこ
とにより水素ガスを高圧状態にすることもできる。な
お、図１３において、水素分離膜の水素ガス出側を負圧
にすることで水素ガス分離性能を向上することもでき
る。
【００７１】図１４は、燃料電池等の水素利用装置に直
接水素分離膜４０、及び触媒と熱伝導体とからなる反応
器９６を配置し、水素利用装置の外部からデカリンを供
給して、配管を用いることなく水素利用装置に水素ガス
を供給するようにしたものである。この例によれば、水
素利用装置に直接水素分離膜及び反応器を配置したの
で、装置を小型化することができると共に、水素利用装
置からの排熱を効率よく利用することができる。
【００７２】図１５は、分離タンク壁面に付着したナフ
タレンを除去する方法を概念的に示したものである。こ
のナフタレンは、温水（例えば、８０℃以上）、電流に
よる加熱、高圧エアーの供給、振動等によって除去する
ことができる。
【００７３】上記の実施の形態では、水素利用装置とし
て車載燃料電池を例に説明したが、本発明は車載燃料電
池以外の水素利用装置に適用することができる。
【００７４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、デ
カリン／ナフタレン反応を利用して生成した水素ガスを
分離するようにしているため、水素使用装置に高純度の
水素ガスを供給し、水素使用装置の効率を向上すること
ができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す概略図であ
る。
【図２】本発明の第１の実施の形態の制御装置を示すブ
ロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のメインルーチンを
示すを示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の所定時間毎に実施
される割り込みルーチンを示す流れ図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態をイグニッションイ
スイッチオフで割り込まれる割り込みルーチンを示す流
れ図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す概略図であ
る。
【図７】本発明の反応器の他の例を示す概略図である。
【図８】（Ａ）は本発明の反応器の更に他の例を示す概
略図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ部の拡大図である。
【図９】反応器と冷却装置とを示す概略図である。
【図１０】排熱を利用した反応器を示す概略図である。
【図１１】回転円盤状の触媒を利用した反応器を示す概
略図である。
【図１２】（Ａ）は本発明の反応器の更に他の例を示す
概略図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ部の拡大図である。
【図１３】内部を加圧または高圧にする分離タンクを示
す概略図である。
【図１４】水素利用装置に水素分離膜を組み込んだ水素
生成装置を示す概略図である。
【図１５】タンク壁面に付着したナフタレンを除去する
状態を示す概念図である。
【図１６】本実施の形態の触媒加熱部分の他の例を示す
概略図である。
【符号の説明】
１０ 貯留タンク ２０ 反応タンク ３０ 分離タンク ４０ 水素分離膜 ５０ 再生タンク
フロントページの続き (72)発明者 石切山 守 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 杉山 雅彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 齋藤 泰和 東京都新宿区神楽坂一丁目３番地 学校法 人東京理科大学内 Ｆターム(参考） 4G040 DA03 DA04 DC03 FA02 FC01 FE01 4G140 DA03 DA04 DC03 FA02 FC01 FE01 5H027 BA13 BA16 KK00 MM01

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】デカリンからなる燃料またはデカリンを主
    成分とする燃料を貯留する貯留タンクと、 触媒及び触媒を加熱する加熱器を備え、供給された燃料
    を加熱された触媒上で脱水素反応させる反応タンクと、 前記貯留タンク内の燃料を前記触媒上で液膜状態となる
    ように前記反応タンクに供給する供給装置と、 水素ガス分離手段を備えると共にデカリンの脱水素反応
    によって生じたナフタレン及び水素ガスが供給され、前
    記水素ガス分離手段によって水素ガスを分離して排出す
    る分離タンクと、 を含む水素ガス生成装置。
  2. 【請求項２】触媒及び触媒を加熱する加熱器を備えると
    共にナフタレン及び水素ガスが供給され、ナフタレンを
    加熱された触媒上で水素化反応させる再生タンクを更に
    含む請求項１記載の水素ガス生成装置。
  3. 【請求項３】前記分離タンクから排出された余剰水素ガ
    スを貯蔵する水素ガス貯蔵タンクを更に含む請求項２記
    載の水素ガス生成装置。
  4. 【請求項４】前記水素ガス貯蔵タンク内の水素ガスを前
    記再生タンク内に供給するようにした請求項３記載の水
    素ガス生成装置。
  5. 【請求項５】水素ガスを水素ガス生成装置の外部から前
    記再生タンク内に供給するようにした請求項２〜４のい
    ずれか１項記載の水素ガス生成装置。
  6. 【請求項６】デカリンからなる燃料またはデカリンを主
    成分とする燃料を貯留する貯留タンクと、 触媒及び触媒を加熱する加熱器を備え、燃料が供給され
    たときには供給された燃料を加熱された触媒上で脱水素
    反応させ、ナフタレン及び水素ガスが供給されたときに
    は供給されたナフタレンを加熱された触媒上で水素化反
    応させる反応再生兼用タンクと、 前記貯留タンク内の燃料を前記触媒上で液膜状態となる
    ように前記反応タンクに供給する第１の供給装置と、 水素ガス分離手段を備えると共にデカリンの脱水素反応
    によって生じたナフタレン及び水素ガスが供給され、前
    記水素ガス分離手段によって水素ガスを分離して排出す
    る分離タンクと、 水素ガス及び前記分離タンク内のナフタレンを前記反応
    再生兼用タンクに供給する第２の供給装置と、 を含む水素ガス生成装置。
  7. 【請求項７】前記分離タンクから排出された余剰水素ガ
    スを貯蔵する水素ガス貯蔵タンクを更に含む請求項６記
    載の水素ガス生成装置。
  8. 【請求項８】前記水素ガス貯蔵タンク内の水素ガスを前
    記反応再生兼用タンクに供給するようにした請求項７記
    載の水素ガス生成装置。
  9. 【請求項９】水素ガスを水素ガス生成装置の外部から前
    記反応再生兼用タンクに供給するようにした請求項６〜
    ８のいずれか１項記載の水素ガス生成装置。
  10. 【請求項１０】脱水素反応しなかった未反応デカリンを
    回収する未反応デカリン回収装置を更に含む請求項１〜
    ９のいずれか１項記載の水素ガス生成装置。
  11. 【請求項１１】回収した未反応デカリンを、貯留タンク
    または分離タンクに供給するようにした請求項１〜１０
    のいずれか１項記載の水素ガス生成装置。
  12. 【請求項１２】脱水素反応により生じた水素ガス量を検
    出する水素ガス量検出器と、 前記水素ガス量検出器で検出された水素ガス量が所定値
    以上となるように前記触媒上の燃料の量を制御する制御
    手段と、 を更に含む請求項１〜１１のいずれか１項記載の水素ガ
    ス生成装置。
  13. 【請求項１３】前記分離タンク内にナフタレンを貯蔵す
    るようにした請求項１〜１２のいずれか１項記載の水素
    ガス生成装置。
  14. 【請求項１４】水素化反応により生成されたテトラリン
    またはデカリンを貯留タンクに供給するようにした請求
    項２〜１３のいずれか１項記載の水素ガス生成装置。
  15. 【請求項１５】前記水素ガス分離手段は、ナフタレン及
    びデカリンを吸着しかつ水素ガスを透過する吸着透過装
    置、水素ガス分離膜、または反応によって生じたナフタ
    レン及び水素ガスを冷却する冷却装置のいずれか１つで
    ある請求項１〜１４のいずれか１項記載の水素ガス生成
    装置。
  16. 【請求項１６】前記触媒は炭素担持Ｐｔ触媒、炭素担持
    Ｐｔ−Ｉｒ複合金属触媒、炭素担持Ｐｔ−Ｒｅ複合金属
    触媒、及び炭素担持Ｐｔ−Ｗ複合金属触媒のいずれか１
    つである請求項１〜１５のいずれか１項記載の水素ガス
    生成装置。
  17. 【請求項１７】前記デカリンを主成分とする燃料は、デ
    カリンとテトラリンとの混合燃料、またはデカリンを含
    むナフテン系燃料である請求項１〜１６のいずれか１項
    記載の水素ガス生成装置。
  18. 【請求項１８】前記燃料と分離してテトラリンを貯留
    し、該テトラリンを加熱された触媒上で、前記燃料の脱
    水素反応の前に脱水素反応させた請求項１〜１７のいず
    れか１項記載の水素ガス生成装置。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002274804A (ja) * 2001-03-13 2002-09-25 Sekisui Chem Co Ltd 水素貯蔵・供給システム
JP2005047743A (ja) * 2003-07-28 2005-02-24 Nippon Oil Corp 熱伝導性触媒体を用いる水素の製造方法
WO2005100766A1 (en) 2004-04-12 2005-10-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine system with hydrogen generation capability
JP2006062887A (ja) * 2004-08-24 2006-03-09 Kansai Electric Power Co Inc:The 水素供給装置
US7089907B2 (en) 2004-04-12 2006-08-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hydrogen-used internal combustion engine
JP2007153726A (ja) * 2005-11-09 2007-06-21 Epsilon Co Ltd 混合ガスからの水素ガス回収方法及び水素ガス回収装置
JP2008215092A (ja) * 2007-02-28 2008-09-18 Hitachi Ltd エンジンシステム
US7448348B2 (en) 2003-10-21 2008-11-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hydrogen-fueled internal combustion engine
JP2016000677A (ja) * 2014-06-12 2016-01-07 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 水素製造装置及び水素製造方法
JP2019537544A (ja) * 2016-11-16 2019-12-26 ハイドロジーニアス テクノロジーズ ゲーエムベーハー 水素ガスを提供するための方法、脱水素反応器、及び、搬送コンテナ

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7186396B2 (en) * 2003-11-26 2007-03-06 Asemblon, Inc. Method for hydrogen storage and delivery
JP2006248814A (ja) * 2005-03-09 2006-09-21 Hitachi Ltd 水素供給装置および水素供給方法
WO2007035512A2 (en) * 2005-09-16 2007-03-29 Millennium Cell, Inc. Hydrogen gas generation system
DE102006013037B4 (de) * 2006-03-20 2009-10-15 Airbus Deutschland Gmbh Vorrichtung, Verfahren und System zur Gewinnung von thermischer und/oder kinetischer sowie elektrischer Energie
US8003073B2 (en) * 2007-04-16 2011-08-23 Air Products And Chemicals, Inc. Autothermal hydrogen storage and delivery systems
FR2931471B1 (fr) * 2008-05-20 2011-01-14 Commissariat Energie Atomique Systeme de production autonome d'hydrogene pour un systeme embarque
US8864855B2 (en) 2008-10-01 2014-10-21 Societe Bic Portable hydrogen generator
KR101433502B1 (ko) * 2010-06-02 2014-08-22 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 전해액 공급 장치
DE102011079858A1 (de) * 2011-07-26 2013-01-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Reaktor zur Freisetzung von Wasserstoff aus flüssigen Verbindungen
CN102590374B (zh) * 2012-01-29 2013-07-03 扬州大学 一种复杂金属氢化物蒸汽水解制氢测试系统
WO2016027539A1 (ja) 2014-08-18 2016-02-25 ソニー株式会社 画像表示装置及び表示装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3306706A (en) * 1962-10-17 1967-02-28 Hydrocarbon Research Inc Process for producing hydrogen and hydrogen carrier therefor
US3505116A (en) * 1963-05-13 1970-04-07 Mobil Oil Corp Fuel cell and method of operation
JPS61201601A (ja) * 1985-03-04 1986-09-06 Nippon Steel Corp 含水素混合ガスよりの水素精製・貯蔵・取り出し方法
JPH01175950A (ja) * 1987-12-29 1989-07-12 Nippon Kasei Kk グリコール類の脱水素方法
JPH08245292A (ja) * 1995-03-08 1996-09-24 Gunze Ltd ダイヤモンド膜の製造方法
CA2316068A1 (en) * 1999-08-30 2001-02-28 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Hydrogen supply system for fuel cell
JP2001110437A (ja) * 1999-10-12 2001-04-20 Kansai Research Institute 燃料電池用水素燃料供給システム

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2160811A1 (de) 1971-12-08 1973-06-20 Bosch Gmbh Robert Erzeugung von wasserstoff zum betrieb von brennstoffzellen
CA1146725A (fr) 1981-05-27 1983-05-24 Hydro-Quebec Hydrure liquide pour le stockage de l'hydrogene
JP2660223B2 (ja) 1989-06-01 1997-10-08 株式会社テクノ高槻 ダイヤフラム型エアーポンプの保護装置
JPH0518761A (ja) 1991-07-09 1993-01-26 Murata Mfg Co Ltd 振動ジヤイロ
US5628890A (en) * 1995-09-27 1997-05-13 Medisense, Inc. Electrochemical sensor
US6074447A (en) * 1997-02-21 2000-06-13 University Of Hawaii Hydrogen storage

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3306706A (en) * 1962-10-17 1967-02-28 Hydrocarbon Research Inc Process for producing hydrogen and hydrogen carrier therefor
US3505116A (en) * 1963-05-13 1970-04-07 Mobil Oil Corp Fuel cell and method of operation
JPS61201601A (ja) * 1985-03-04 1986-09-06 Nippon Steel Corp 含水素混合ガスよりの水素精製・貯蔵・取り出し方法
JPH01175950A (ja) * 1987-12-29 1989-07-12 Nippon Kasei Kk グリコール類の脱水素方法
JPH08245292A (ja) * 1995-03-08 1996-09-24 Gunze Ltd ダイヤモンド膜の製造方法
CA2316068A1 (en) * 1999-08-30 2001-02-28 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Hydrogen supply system for fuel cell
JP2001110437A (ja) * 1999-10-12 2001-04-20 Kansai Research Institute 燃料電池用水素燃料供給システム

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002274804A (ja) * 2001-03-13 2002-09-25 Sekisui Chem Co Ltd 水素貯蔵・供給システム
JP2005047743A (ja) * 2003-07-28 2005-02-24 Nippon Oil Corp 熱伝導性触媒体を用いる水素の製造方法
US7448348B2 (en) 2003-10-21 2008-11-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hydrogen-fueled internal combustion engine
WO2005100766A1 (en) 2004-04-12 2005-10-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine system with hydrogen generation capability
US7089907B2 (en) 2004-04-12 2006-08-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hydrogen-used internal combustion engine
DE102005016565B4 (de) * 2004-04-12 2007-03-01 Toyota Jidosha K.K., Toyota Wasserstoff nutzende Brennkraftmaschine
USRE42305E1 (en) 2004-04-12 2011-04-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hydrogen-used internal combustion engine
US7412947B2 (en) 2004-04-12 2008-08-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine system with hydrogen generation capability
JP2006062887A (ja) * 2004-08-24 2006-03-09 Kansai Electric Power Co Inc:The 水素供給装置
JP2007153726A (ja) * 2005-11-09 2007-06-21 Epsilon Co Ltd 混合ガスからの水素ガス回収方法及び水素ガス回収装置
JP2008215092A (ja) * 2007-02-28 2008-09-18 Hitachi Ltd エンジンシステム
JP4687666B2 (ja) * 2007-02-28 2011-05-25 株式会社日立製作所 エンジンシステム
JP2016000677A (ja) * 2014-06-12 2016-01-07 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 水素製造装置及び水素製造方法
JP2019537544A (ja) * 2016-11-16 2019-12-26 ハイドロジーニアス テクノロジーズ ゲーエムベーハー 水素ガスを提供するための方法、脱水素反応器、及び、搬送コンテナ

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