JP2002307957A - 燃料電池搭載車両 - Google Patents
燃料電池搭載車両Info
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- JP2002307957A JP2002307957A JP2001112457A JP2001112457A JP2002307957A JP 2002307957 A JP2002307957 A JP 2002307957A JP 2001112457 A JP2001112457 A JP 2001112457A JP 2001112457 A JP2001112457 A JP 2001112457A JP 2002307957 A JP2002307957 A JP 2002307957A
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- hydrogen
- vehicle
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02E60/50—Fuel cells
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- Fuel Cell (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型で，且つ軽量であると共に水素貯蔵量が
大である水素貯蔵容器を備えた燃料電池搭載車両を提供
する。 【解決手段】 燃料電池１を搭載した車両は，吸着した
水素を加熱下で離脱するメソポーラスシリケートを内蔵
した水素貯蔵容器４を有する。
大である水素貯蔵容器を備えた燃料電池搭載車両を提供
する。 【解決手段】 燃料電池１を搭載した車両は，吸着した
水素を加熱下で離脱するメソポーラスシリケートを内蔵
した水素貯蔵容器４を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料電池搭載車両に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，燃料電池搭載車両の水素貯蔵容器
としては，水素を２５ＭＰａ以上の高圧で貯蔵した水素
ボンベおよび金属材料をベースとする水素吸蔵材（Ｍ
Ｈ）を充填したＭＨタンクが広く用いられている。
としては，水素を２５ＭＰａ以上の高圧で貯蔵した水素
ボンベおよび金属材料をベースとする水素吸蔵材（Ｍ
Ｈ）を充填したＭＨタンクが広く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら水素ボン
ベは体積当たりの水素貯蔵量が少なく，必要な量の水素
を車両に搭載するには非常に大きな容積を必要とし，ま
た形状が円筒形であるため車載効率が著しく低い，とい
う問題があった。一方，ＭＨタンクは，体積当たりの水
素貯蔵量が多く，タンク容積を小さくすることはできる
が，水素吸蔵材の重量が大であって非常に重いタンクと
なるため，車両の燃費を著しく悪化させ，また走行性に
も悪影響を与え，さらに車両に搭載する際，車両の重量
増を招く頑丈な保持具を必要とし，その上，固定位置も
限定される，という問題があった。
ベは体積当たりの水素貯蔵量が少なく，必要な量の水素
を車両に搭載するには非常に大きな容積を必要とし，ま
た形状が円筒形であるため車載効率が著しく低い，とい
う問題があった。一方，ＭＨタンクは，体積当たりの水
素貯蔵量が多く，タンク容積を小さくすることはできる
が，水素吸蔵材の重量が大であって非常に重いタンクと
なるため，車両の燃費を著しく悪化させ，また走行性に
も悪影響を与え，さらに車両に搭載する際，車両の重量
増を招く頑丈な保持具を必要とし，その上，固定位置も
限定される，という問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は，小型で，且つ
軽量であると共に水素貯蔵量が大である水素貯蔵容器を
備え，これにより燃費が良く，且つ走行性の良好な前記
燃料電池搭載車両を提供することを目的とする。
軽量であると共に水素貯蔵量が大である水素貯蔵容器を
備え，これにより燃費が良く，且つ走行性の良好な前記
燃料電池搭載車両を提供することを目的とする。
【０００５】前記目的を達成するため本発明によれば，
吸着した水素を加熱下で離脱するメソポーラスシリケー
トを内蔵した水素貯蔵容器を有する燃料電池搭載車両が
提供される。
吸着した水素を加熱下で離脱するメソポーラスシリケー
トを内蔵した水素貯蔵容器を有する燃料電池搭載車両が
提供される。
【０００６】メソポーラスシリケートは，前記水素ボン
ベに比べて単位体積当りの水素貯蔵量が格段に多く，ま
た一般的な水素吸蔵材の比重が約５〜約８ｇ／cm3 であ
るのに対し，約２ｇ／cm3 である，といったように小さ
く，したがって軽量である。これにより，小型で，且つ
軽量であり，しかも水素貯蔵量の大なる水素貯蔵容器を
車両に搭載することが可能である。
ベに比べて単位体積当りの水素貯蔵量が格段に多く，ま
た一般的な水素吸蔵材の比重が約５〜約８ｇ／cm3 であ
るのに対し，約２ｇ／cm3 である，といったように小さ
く，したがって軽量である。これにより，小型で，且つ
軽量であり，しかも水素貯蔵量の大なる水素貯蔵容器を
車両に搭載することが可能である。
【０００７】また水素吸蔵材から水素を放出させるには
大きな解離エネルギが必要であるが，メソポーラスシリ
ケートにおいてはそれに水素が吸着されているだけであ
るから水素離脱エネルギは前記解離エネルギに比べて大
幅に小となり，したがってその水素離脱エネルギとして
燃料電池，補機類の排熱を利用することができ，これに
より水素貯蔵容器用加熱装置をコンパクトに構成するこ
とが可能である。
大きな解離エネルギが必要であるが，メソポーラスシリ
ケートにおいてはそれに水素が吸着されているだけであ
るから水素離脱エネルギは前記解離エネルギに比べて大
幅に小となり，したがってその水素離脱エネルギとして
燃料電池，補機類の排熱を利用することができ，これに
より水素貯蔵容器用加熱装置をコンパクトに構成するこ
とが可能である。
【０００８】前記のような水素貯蔵容器を車両に搭載す
ることにより，それに伴う重量増を大いに抑制して，そ
の燃費を良好にすると共に走行性を向上させ，その上，
水素離脱のために燃料電池等の排熱を利用して燃料電池
搭載車両システムの効率を高めることが可能である。
ることにより，それに伴う重量増を大いに抑制して，そ
の燃費を良好にすると共に走行性を向上させ，その上，
水素離脱のために燃料電池等の排熱を利用して燃料電池
搭載車両システムの効率を高めることが可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は燃料電池を搭載した車両，
例えば自動車における燃料電池運転システムを示す。こ
のシステムにおいて，燃料電池１の空気入口とブロア２
とが供給管路３を介して接続され，また燃料電池１の水
素入口と水素貯蔵容器４の水素出口とが供給管路５を介
して接続されている。さらに燃料電池１の出力端子は接
続線６を介して車両駆動モータ７に接続される。
例えば自動車における燃料電池運転システムを示す。こ
のシステムにおいて，燃料電池１の空気入口とブロア２
とが供給管路３を介して接続され，また燃料電池１の水
素入口と水素貯蔵容器４の水素出口とが供給管路５を介
して接続されている。さらに燃料電池１の出力端子は接
続線６を介して車両駆動モータ７に接続される。
【００１０】このシステムには，次のような水素貯蔵容
器用加熱装置８が備えられている。即ち，燃料電池１の
冷却水路における入口と出口とが循環管路９により接続
され，その管路９に燃料電池１の冷却水出口側より順
次，第１電磁弁１０，冷却用ファン１１を持つ放熱器１
２，冷却水用温度計１３，循環ポンプ１４および水素貯
蔵容器４が装置される。水素貯蔵容器４は加熱用水路を
有し，その入口側が循環管路９の循環ポンプ１４側に，
また出口側が循環管路９の燃料電池１側にそれぞれ接続
される。また循環管路９において，燃料電池１の冷却水
路出口および第１電磁弁１０間と，放熱器１２および温
度計１３間とがバイパス管路１５により接続され，その
バイパス管路１５に第２電磁弁１６が装置される。
器用加熱装置８が備えられている。即ち，燃料電池１の
冷却水路における入口と出口とが循環管路９により接続
され，その管路９に燃料電池１の冷却水出口側より順
次，第１電磁弁１０，冷却用ファン１１を持つ放熱器１
２，冷却水用温度計１３，循環ポンプ１４および水素貯
蔵容器４が装置される。水素貯蔵容器４は加熱用水路を
有し，その入口側が循環管路９の循環ポンプ１４側に，
また出口側が循環管路９の燃料電池１側にそれぞれ接続
される。また循環管路９において，燃料電池１の冷却水
路出口および第１電磁弁１０間と，放熱器１２および温
度計１３間とがバイパス管路１５により接続され，その
バイパス管路１５に第２電磁弁１６が装置される。
【００１１】燃料電池１としては固体高分子型燃料電池
が用いられ，その動作温度は５０〜９０℃である。
が用いられ，その動作温度は５０〜９０℃である。
【００１２】水素貯蔵容器４はメソポーラスシリケート
を内蔵しており，そのメソポーラスシリケートは常温で
約３ｗｔ％の水素を吸着し，一方，約６０℃の加熱下で
吸着している水素を離脱する。この水素貯蔵容器４は，
燃料電池１の運転停止時における温度低下を防止すべ
く，高性能な断熱器，例えば真空断熱器１７内に収めら
れている。放熱器１２としては，自動車に一般的に備え
られているコルゲーテッド・フィンを持つ放熱器が用い
られている。
を内蔵しており，そのメソポーラスシリケートは常温で
約３ｗｔ％の水素を吸着し，一方，約６０℃の加熱下で
吸着している水素を離脱する。この水素貯蔵容器４は，
燃料電池１の運転停止時における温度低下を防止すべ
く，高性能な断熱器，例えば真空断熱器１７内に収めら
れている。放熱器１２としては，自動車に一般的に備え
られているコルゲーテッド・フィンを持つ放熱器が用い
られている。
【００１３】この燃料電池運転システムにおいて，燃料
電池１にブロア２によって空気が供給され，また水素貯
蔵容器４からは水素が供給されて発電が行われ，その電
気出力は車両駆動モータ７に送られてそれを駆動し，自
動車が走行する。
電池１にブロア２によって空気が供給され，また水素貯
蔵容器４からは水素が供給されて発電が行われ，その電
気出力は車両駆動モータ７に送られてそれを駆動し，自
動車が走行する。
【００１４】燃料電池１起動後の安定した運転状態にお
いては，第１電磁弁１０が「開」，第２電磁弁１６が
「閉」にて，冷却水が燃料電池１，第１電磁弁１０，放
熱器１２，循環ポンプ１４，水素貯蔵容器４，燃料電池
１の経路で循環し，また冷却水の温度は温度計１３によ
り測定される。冷却水は燃料電池１の排熱により加熱さ
れて，例えば約８０℃に温度上昇し，その冷却水が第１
電磁弁１０，放熱器１２および循環ポンプ１４を経て約
６０℃に温度下降した後水素貯蔵器４に送られる。これ
により水素貯蔵器４が加熱されて，そのメソポーラスシ
リケートに吸着されていた水素の離脱が行われ，その離
脱水素は燃料電池１に供給される。
いては，第１電磁弁１０が「開」，第２電磁弁１６が
「閉」にて，冷却水が燃料電池１，第１電磁弁１０，放
熱器１２，循環ポンプ１４，水素貯蔵容器４，燃料電池
１の経路で循環し，また冷却水の温度は温度計１３によ
り測定される。冷却水は燃料電池１の排熱により加熱さ
れて，例えば約８０℃に温度上昇し，その冷却水が第１
電磁弁１０，放熱器１２および循環ポンプ１４を経て約
６０℃に温度下降した後水素貯蔵器４に送られる。これ
により水素貯蔵器４が加熱されて，そのメソポーラスシ
リケートに吸着されていた水素の離脱が行われ，その離
脱水素は燃料電池１に供給される。
【００１５】燃料電池１の高出力運転状態においては，
冷却水が燃料電池１の排熱により加熱されて，例えば約
９０℃に温度上昇する。この温度はメソポーラスシリケ
ートの水素離脱温度としては高過ぎるので，放熱器１２
においてファン１１を駆動して冷却水を約６０℃に温度
下降させ，その後水素貯蔵容器４に送る。
冷却水が燃料電池１の排熱により加熱されて，例えば約
９０℃に温度上昇する。この温度はメソポーラスシリケ
ートの水素離脱温度としては高過ぎるので，放熱器１２
においてファン１１を駆動して冷却水を約６０℃に温度
下降させ，その後水素貯蔵容器４に送る。
【００１６】燃料電池１の低出力運転状態においては，
第２電磁弁１６を開閉制御することによって冷却水の一
部を断続的にバイパス管路１５に流し，冷却水温度がメ
ソポーラスシリケートの水素離脱温度よりも下降しない
ようにし，場合によっては第１電磁弁１０を「閉」，第
２電磁弁１６を「開」にして冷却水の全部をバイパス管
路１５に流す。
第２電磁弁１６を開閉制御することによって冷却水の一
部を断続的にバイパス管路１５に流し，冷却水温度がメ
ソポーラスシリケートの水素離脱温度よりも下降しない
ようにし，場合によっては第１電磁弁１０を「閉」，第
２電磁弁１６を「開」にして冷却水の全部をバイパス管
路１５に流す。
【００１７】前記実施例においては燃料電池１の排熱の
みを利用して水素貯蔵容器４の加熱を行ったが，空気供
給用ブロア２，車両駆動モータ７，循環ポンプ１４，シ
ステムコントロール電子機器等の補機類の排熱を利用す
ることも可能である。
みを利用して水素貯蔵容器４の加熱を行ったが，空気供
給用ブロア２，車両駆動モータ７，循環ポンプ１４，シ
ステムコントロール電子機器等の補機類の排熱を利用す
ることも可能である。
【００１８】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば，小型で，
且つ軽量であると共に水素貯蔵量が大である水素貯蔵容
器を備え，これにより燃費が良く，且つ走行性の良好な
燃料電池搭載車両を提供することができる。
且つ軽量であると共に水素貯蔵量が大である水素貯蔵容
器を備え，これにより燃費が良く，且つ走行性の良好な
燃料電池搭載車両を提供することができる。
【００１９】請求項２記載の発明によれば，前記効果に
加え，燃料電池の排熱をメソポーラスシリケートの水素
離脱エネルギに利用して燃料電池搭載車両システムの効
率を向上させることができる。
加え，燃料電池の排熱をメソポーラスシリケートの水素
離脱エネルギに利用して燃料電池搭載車両システムの効
率を向上させることができる。
【図１】燃料電池搭載車両における燃料電池運転システ
ムの説明図である。
ムの説明図である。
１…………燃料電池 ４…………水素貯蔵容器 ７…………車両駆動モータ ８…………水素貯蔵容器用加熱装置 １４………循環ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｈ０１Ｍ 8/10 ５Ｈ１１５ 8/10 Ｂ６０Ｋ 15/08 Ｆターム(参考） 3D035 AA00 AA06 3D038 CA11 CB01 CC00 3E072 EA01 5H026 AA06 EE12 5H027 AA06 BA08 BA14 CC06 5H115 PA11 PG04 PI18 SE06 TO05 UI35
Claims (2)
- 【請求項１】 吸着した水素を加熱下で離脱するメソポ
ーラスシリケートを内蔵した水素貯蔵容器（４）を有す
ることを特徴とする燃料電池搭載車両。 - 【請求項２】 前記メソポーラスシリケートから水素を
離脱すべく，燃料電池（１）の排熱を利用した水素貯蔵
容器（４）用加熱装置（８）を有する，請求項１記載の
燃料電池搭載車両。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001112457A JP2002307957A (ja) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | 燃料電池搭載車両 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001112457A JP2002307957A (ja) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | 燃料電池搭載車両 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002307957A true JP2002307957A (ja) | 2002-10-23 |
Family
ID=18963868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001112457A Pending JP2002307957A (ja) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | 燃料電池搭載車両 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002307957A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5976950B1 (ja) * | 2015-07-24 | 2016-08-24 | 株式会社東芝 | 電力供給システムおよびその制御方法 |
-
2001
- 2001-04-11 JP JP2001112457A patent/JP2002307957A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5976950B1 (ja) * | 2015-07-24 | 2016-08-24 | 株式会社東芝 | 電力供給システムおよびその制御方法 |
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