JP2003004199A

JP2003004199A - 水素ボンベ及び水素ガスの貯蔵方法

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Publication number: JP2003004199A
Application number: JP2001185385A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Kawai; 泰明河合; Yoshitsugu Kojima; 由継小島
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2003-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】水素供給源がなくても必要なときに簡単に耐
圧容器内で水素ガスを生成し貯蔵することができる水素
ボンベ及び水素ガスの貯蔵方法を提供すること。【解決手段】水素ボンベ１は，ガス放出孔２１及び材
料投入口２２を設けた耐圧容器２と，耐圧容器２内に配
置した触媒３と，耐圧容器２に予め投入して内蔵したＮ
ａＢＨ_４よりなる粉体４を有する。水素ボンベ１におい
て水素ガスを生成する際には，材料投入口２２から水５
を投入することにより，耐圧容器２内において，ＮａＢ
Ｈ_４の粉体４と水５とを接触させて，触媒３の存在下に
おいて加水分解反応を引き起こす。水素ボンベ１は，耐
圧容器２内において，水素ガスを生成し貯蔵するよう構
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，ＮａＢＨ_４と水とを接触させ
て，加水分解反応を行うことにより水素ガスを生成し貯
蔵する水素ボンベ及び水素ガスの貯蔵方法に関する。

【０００２】

【従来技術】水素の貯蔵は，ほとんどが気体の状態で行
われている。この場合，限られた容積の耐圧容器に少し
でも多量の水素ガスを充填するために，水素ガスを，コ
ンプレッサー等を用いて加圧し，約１５〜２０ＭＰａ
（ゲージ圧）の高圧ガスにして，耐圧容器からなる水素
ボンベ内に貯蔵している。また，水素を気体の状態で貯
蔵すると，大きな耐圧容器が必要となるため，水素を液
化させて断熱性の高い特殊容器に貯蔵する方法もある。
この方法においては，水素を，−２５３℃という極低温
で液化させ，常圧での水素ガスに対して約１／８００の
体積にして，上記特殊容器からなる水素ボンベ内に貯蔵
することができる。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の水
素の貯蔵方法は，いずれも外部から水素を容器に充填し
て貯蔵し，使用時に水素を外部に放出して利用するもの
である。そのため，従来の水素ボンベを使用する際に
は，必ず充填すべき水素を準備し，これを予め充填しな
ければならない。したがって，水素供給源がなければ水
素ボンベとして活用することはできない。

【０００４】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，水素供給源がなくても，必要なときに簡
単に耐圧容器内で水素ガスを生成し貯蔵することができ
る水素ボンベ及び水素ガスの貯蔵方法を提供しようとす
るものである。

【０００５】

【課題の解決手段】第１の発明は，ガス放出孔及び材料
投入口を設けた耐圧容器と，該耐圧容器内に配置した触
媒とを有し，上記材料投入口からＮａＢＨ_４及び水を投
入し，該ＮａＢＨ_４と水とを接触させて，上記触媒の存
在下において加水分解反応を引き起こすことにより，上
記耐圧容器内において，水素ガスを生成し貯蔵するよう
構成されていることを特徴とする水素ボンベにある（請
求項１）。

【０００６】次に，本発明の作用効果につき説明する。
本発明における水素ボンベは，耐圧容器の外部より水素
ガスを充填することなく，耐圧容器内において直接水素
ガスを生成することができる。即ち，本発明において
は，耐圧容器にＮａＢＨ_４及び水を投入して，それらを
接触させて加水分解反応を行うことにより水素ガスを生
成する。このとき，耐圧容器内には，上記触媒が配置し
てあるため，この加水分解反応を促進させて迅速に水素
ガスを生成することができる。

【０００７】このように，本発明においては，外部から
水素ガスを供給することなく，耐圧容器内で水素ガスを
生成し，この耐圧容器に水素ガスを充填することができ
る。そのため，水素ガスが必要でない通常時は，耐圧容
器内に水素ガスがない状態を形成することができ，水素
ガスを保管することによる危険性をなくすことができ
る。また，外部から水素ガスを供給しなくてもよいの
で，水素ガスの供給源が不要となる。

【０００８】また，上記のごとく，ＮａＢＨ_４と水とを
接触させて水素ガスを生成する。そのため，必要なとき
にのみＮａＢＨ_４と水とを接触させて，簡単に水素ガス
を生成することができる。それ故，本発明は，例えば，
緊急時又は非常時に水素ガスが必要となる用途，あるい
は携帯的に持ち運んで使用する用途等に使用することが
できる。

【０００９】第２の発明は，ガス放出孔を設けた耐圧容
器と，該耐圧容器内に配置した触媒と，上記耐圧容器内
に互いに接触しないよう分離させた状態で内蔵したＮａ
ＢＨ _４及び水と，該ＮａＢＨ_４と水とを接触させる接触
手段とを有し，該接触手段により上記ＮａＢＨ_４と水と
を接触させて，上記触媒の存在下において加水分解反応
を引き起こすことにより，上記耐圧容器内において，水
素ガスを生成し貯蔵するよう構成されていることを特徴
とする水素ボンベにある（請求項３）。

【００１０】本発明における水素ボンベは，予め耐圧容
器内にＮａＢＨ_４及び水を内蔵しており，必要なときに
上記接触手段によってそれらを接触させて加水分解反応
を行い，水素ガスを生成することができる。その他，本
発明によっても，上記発明と同様の作用効果を得ること
ができ，必要なときに簡単に耐圧容器内で水素ガスを生
成し貯蔵することができる。

【００１１】第３の発明は，耐圧容器内において，触媒
存在下でＮａＢＨ_４と水とを接触させて，加水分解反応
を引き起こすことにより，上記耐圧容器内において，水
素ガスを生成し貯蔵することを特徴とする水素ガスの貯
蔵方法にある（請求項７）。本発明における水素ガスの
貯蔵方法によれば，上記優れた作用効果を発揮する水素
ボンベを得ることができ，必要なときに簡単に耐圧容器
内で水素ガスを生成し貯蔵することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】上記第１，第２の発明にかかる水
素ボンベにおけるＮａＢＨ_４としては，例えば，粉体又
は錠剤として固形状のものを用いることができる。ま
た，上記水としては，例えば，イオン交換水，水道水，
海水，雨水，水蒸気等の他，水分を含有する材料等を用
いることができる。また，上記触媒は，上記耐圧容器内
にバインダー等を介して塗布してもよいし，金属，無機
材料に担持したものを耐圧容器の内部に装着してもよ
い。また，上記材料投入口からのＮａＢＨ_４及び水の投
入は，ほぼ同時期に行うことができるし，いずれか一方
を先に投入し，その後他方を投入することもできる。

【００１３】上記第１の発明（請求項１）においては，
上記水素ボンベは，上記ＮａＢＨ_４を上記耐圧容器に予
め投入して内蔵しておき，水素ガス生成時に上記投入口
から上記水を投入するよう構成することができる（請求
項２）。この場合，水素ガスを生成する必要があるとき
に，上記水のみを投入すればよく，上記ＮａＢＨ_４と水
との分離及び接触を一層簡単に行うことができる。

【００１４】また，上記第２の発明（請求項３）におい
ては，上記のごとく，ＮａＢＨ_４と水との接触手段を設
ける。この接触手段としては，耐圧容器の内部に配置し
た破壊可能な入れ物に水を入れ，破壊手段によりこの入
れ物を破壊するよう構成することができる。具体的に
は，上記耐圧容器内に軟質ポリマー又はゴム等で製作し
たカプセル又は風船等を配置し，この内部に水を配置し
て，圧力による押し潰しや針等の殺傷力により，上記カ
プセル又は風船等を破壊して，水とＮａＢＨ_４とを接触
させることができる。

【００１５】また，上記第１の発明（請求項１）及び第
２の発明（請求項３）においては，上記耐圧容器は，水
素ガスの充填を行う充填口を有することができる（請求
項４）。この場合，予め耐圧容器内に，上記充填口より
水素ガスを充填しておき，この水素ガスを使用した後
に，上記ＮａＢＨ_４と水とを接触させて，水素ガスを生
成することができる。そのため，初めに耐圧容器に充填
しておいた水素ガスを使用して，外部から水素ガスを供
給することなく，再度同じ耐圧容器に対して水素ガスを
充填することができる。それ故，水素ボンベ１本の重量
又は体積当たりの使用可能な水素ガスの量を増加させる
ことができる。

【００１６】また，上記触媒は，Ｃｏ系酸化物よりなる
ことが好ましい（請求項５）。この場合，Ｃｏ系酸化物
により，上記水素ガスの生成を一層促進することができ
る。上記Ｃｏ系酸化物としては，例えば，ＬｉＣｏ
Ｏ_２，Ｃｏ_３Ｏ_４等を用いることができる。

【００１７】また，上記水は，上記ＮａＢＨ_４に対し
て，モル比で２〜５倍の量を用いることが好ましい（請
求項６）。この場合，上記加水分解反応をほとんど過不
足なく行うことができ，反応後に，耐圧容器内にＮａＢ
Ｈ_４又は水のいずれかがあまり残ることがなく，一層効
果的に上記水素ガスを生成することができる。なお，上
記水の量が上記２〜５倍の量を外れるときには，過不足
なく加水分解反応を行うことが困難になる。

【００１８】上記第３の発明（請求項７）にかかる水素
ガスの貯蔵方法においても，上記ＮａＢＨ_４としては，
例えば，粉体又は錠剤として固形状のものを用いること
ができる。また，上記水としては，例えば，イオン交換
水，水道水，海水，雨水，水蒸気等の他，水分を含有す
る材料等を用いることができる。また，上記触媒は，上
記耐圧容器内にバインダー等を介して塗布してもよい
し，金属，無機材料に担持したものを耐圧容器の内部に
装着してもよい。また，上記材料投入口からのＮａＢＨ
_４及び水の投入は，ほぼ同時期に行うことができるし，
いずれか一方を先に投入し，その後他方を投入すること
もできる。

【００１９】また，上記触媒は，Ｃｏ系酸化物よりなる
ことが好ましい（請求項８）。この場合，Ｃｏ系酸化物
により，上記水素ガスの生成を一層促進することができ
る。上記Ｃｏ系酸化物としては，例えば，ＬｉＣｏ
Ｏ_２，Ｃｏ_３Ｏ_４等を用いることができる。

【００２０】また，上記水は，上記ＮａＢＨ_４に対し
て，モル比で２〜５倍の量を用いることが好ましい（請
求項９）。この場合，上記加水分解反応をほとんど過不
足なく行うことができ，反応後に，耐圧容器内にＮａＢ
Ｈ_４又は水のいずれかがあまり残ることがなく，一層効
果的に上記水素ガスを生成することができる。

【００２１】

【実施例】以下に，図面を用いて本発明の実施例につき
説明する。（実施例１）図１に示すごとく，本例における水素ボン
ベ１は，ガス放出孔２１及び材料投入口２２を設けた耐
圧容器２と，該耐圧容器２内に配置した触媒３と，耐圧
容器２に予め投入して内蔵したＮａＢＨ_４よりなる粉体
４を有する。そして，水素ボンベ１において水素ガスを
生成する際には，上記材料投入口２２から水５を投入す
ることにより，上記耐圧容器２内において，ＮａＢＨ_４
の粉体４水５とを接触させて，上記触媒３の存在下にお
いて加水分解反応を引き起こす。このように，水素ボン
ベ１は，耐圧容器２内において，水素ガスを生成し貯蔵
するよう構成されている。

【００２２】以下に，これを詳説する。本例において
は，上記触媒３は，Ｃｏ系酸化物であるＰｔ−ＬｉＣｏ
Ｏ_２よりなる。また，上記水５は，上記ＮａＢＨ_４の粉
体４に対して，モル比で２〜５倍の量を用いる。また，
上記ＮａＢＨ_４の粉体４及び水５は，いずれも上記材料
投入口２２から投入することができる。なお，上記Ｎａ
ＢＨ_４の粉体４は，錠剤に代えることができる。

【００２３】図１に示すごとく，本例においては，上記
水素ボンベ１の耐圧容器２は，２０ＭＰａ以上の耐圧能
力を有している。耐圧容器２は，本体である胴体２０に
テフロン（登録商標）であるシール材２０１を挟んでフ
タ２５をして構成している。本例においては，上記胴体
２０とフタ２５との着脱は，一対のネジ部２０２による
ネジ構造により行う。

【００２４】また，上記フタ２５には，水素ガスを耐圧
容器２の外部に放出するガス放出孔２１，耐圧容器２に
ＮａＢＨ_４の粉体４又は水５等を投入する材料投入口２
２，ガス放出孔２１を開口させるバルブ２３，及び耐圧
容器２内の圧力を監視するための圧力計測孔２４が設け
てある。そして，上記バルブ２３を緩めると，上記ガス
放出孔２１から水素ガスを放出することができ，上記圧
力計測孔２４には，圧力計を取り付けて，耐圧容器２内
の圧力を監視することができる。

【００２５】図２に示すごとく，上記材料投入口２２か
ら水５を投入するときには，この材料投入口２２に注射
器２６を接続し，該注射器２６の先端に繋がった注射針
２６１を耐圧容器２内に配置させて，注射器２６を操作
して注射針２６１より水５を投入することができる。

【００２６】また，図３に示すごとく，耐圧容器２の内
部にサブタンク６１を設け，上記触媒３及びＮａＢＨ_４
の粉体４は，このサブタンク６１内に配置し，サブタン
ク６１に水５を投入して上記加水分解反応をさせること
もできる。この場合，サブタンク６１の上部には，ガス
穴６１１が設けてあり，加水分解反応により生成した水
素ガスを耐圧容器２内に充填することができる。また，
この場合には，上記加水分解反応を行った後に生成する
ＢａＢＯ_４は，上記サブタンク６１内に堆積させること
ができる。そのため，反応後にこのＢａＢＯ_４を回収し
洗浄する際には，耐圧容器２よりサブタンク６１を取り
外して行うことができる。

【００２７】また，図４に示すごとく，上記耐圧容器２
のフタ２５には上記材料投入口２２を設けず，触媒３及
びＮａＢＨ_４の粉体４の投入は，上記胴体２０に対して
フタ２５を開けて，胴体２０に直接投入することもでき
る。そして，この場合は，上記投入後に再びフタ２５を
胴体２０に閉め付け，上記水５は，上記ガス放出孔２１
を使用して投入することができる。

【００２８】上記水素ボンベ１内においては，上記加水
分解反応は，理論上は，化学反応式（ＮａＢＨ_４＋２Ｈ
_２Ｏ→ＮａＢＯ_２＋４Ｈ_２）によって行われていると考
えられる。そして，この化学反応式に基づいて水素ガス
が生成されるとすると，加水分解反応は，理論上は，ス
トイキ近傍，即ちＮａＢＨ_４が１ｍｏｌに対してＨ_２Ｏ
を２ｍｏｌ接触させて行うことが，過不足なく効率的に
行えることになる。しかし，この加水分解反応では，Ｈ
_２Ｏが分解して熱が発生し，Ｈ_２Ｏの一部が蒸発して耐
圧容器２の壁面において凝縮するため，Ｈ_２Ｏの量は，
ＮａＢＨ_４が１ｍｏｌに対して２ｍｏｌより多めで，か
つ５ｍｏｌ以下にすることが好ましい。

【００２９】また，上記加水分解反応が行われた後に
は，水素ガスＨ_２が生成されると共に，固体状のＮａＢ
Ｏ_２が耐圧容器２内に作られる。このＮａＢＯ_２は，上
記反応が行われた後の残物となり，上記水素ガスを生成
した後には，耐圧容器２内から取り除く。なお，このＮ
ａＢＯ_２は，上記加水分解反応には影響しないので，複
数回耐圧容器２内で加水分解反応を行った後，まとめて
取り除くこともできる。

【００３０】また，図５に示すごとく，生成することが
できた水素ガスの量を，水素生成効率，即ちＮａＢＨ_４
の量に対する生成水素の量（ｗｔ％）（Ｈ_２／ＮａＢＨ
_４）で表すと，ＮａＢＨ_４の粉体４の量に対する水５の
量を２倍以上にすることによって，１８．５〜２０．３
ｗｔ％にすることができた。

【００３１】次に，本例の作用効果につき説明する。上
記のごとく，本例における水素ボンベ１は，耐圧容器２
の外部より水素ガスを充填することなく，耐圧容器２内
において直接水素ガスを生成することができる。即ち，
本例においては，耐圧容器２においてＮａＢＨ_４の粉体
４と水５とを接触させて加水分解反応を行うことにより
水素ガスを生成する。このとき，耐圧容器２内には，上
記触媒３が配置してあるため，水素発生圧力の圧力作用
によりこの加水分解反応を促進させて迅速に高圧の水素
ガスを生成することができる。

【００３２】このように，上記水素ボンベ１において
は，外部から水素ガスを供給することなく，耐圧容器２
内で高圧の水素ガスを生成し，この耐圧容器２に高圧の
水素ガスを充填することができる。そのため，水素ガス
が必要でない通常時は，耐圧容器２内に水素ガスがない
状態を形成することができ，水素ガスを保管することに
よる危険性をなくすことができる。また，外部から水素
ガスを供給しなくてもよいので，水素ガスの供給源が不
要となる。

【００３３】また，上記のごとく，ＮａＢＨ_４の粉体４
と水５とを接触させて水素ガスを生成する。そのため，
必要なときにのみＮａＢＨ_４の粉体４と水５とを接触さ
せて，簡単に水素ガスを生成することができる。それ
故，水素ボンベ１は，例えば，緊急時又は非常時に水素
ガスが必要となる用途，あるいは携帯的に持ち運んで使
用する用途等に使用することができる。

【００３４】（実施例２）図６に示すごとく，本例は，
上記ＮａＢＨ_４の粉体４と水５とを接触させて，加水分
解反応を行い，水素ガスを生成したときにおける耐圧容
器２内の圧力の変化を測定する例である。その他は上記
実施例１と同様である。本例においては，ＮａＢＨ_４の
粉体４と反応させる水５の量が異なる２種類の反応試
験，即ち反応試験１，２を行った。

【００３５】（反応試験１）容積が２３７ｃｃの耐圧容
器２内に触媒３としてＰｔ−ＬｉＣｏＯ_２を２．５ｇ，
ＮａＢＨ_４の粉体４を５ｇ内蔵しておき，このＮａＢＨ
_４の粉体４に対してモル比で３．１５倍の量の水５を耐
圧容器２内に投入して，加水分解反応を行った。このと
き，約２分後に加水分解反応が活発化し，圧力が，一次
的に約１２ＭＰａまで上昇した後，約５ＭＰａになっ
た。なお，本例において圧力をいうときは，すべてゲー
ジ圧のことをいっている。以下同様である。

【００３６】（反応試験２）容積が２３７ｃｃの耐圧容
器２内に触媒３としてＰｔ−ＬｉＣｏＯ_２を２．５ｇ，
ＮａＢＨ_４の粉体４を５ｇ内蔵しておき，このＮａＢＨ
_４の粉体４に対してモル比で２．１０倍の量の水５を投
入して，加水分解反応を行った。このとき，上記ＮａＢ
Ｈ_４の粉体４と水５との接触を行った後，まもなく加水
分解反応が活発化し，圧力が，一次的に約１０ＭＰａま
で上昇した後，約５ＭＰａになった。

【００３７】上記の結果をまとめると，以下のようにな
る。即ち，水素ガスの生成量は，主にＮａＢＨ_４の粉体
４の量によって左右され，それと反応させる水５の量は
モル比で２倍以上であることにより，ほぼ全量に近いＮ
ａＢＨ_４の粉体４を反応させることができる。一方で，
上記水５の量は，モル比で５倍以上にすると，生成する
水素ガスの量はあまり変わらないが，反応後に耐圧容器
２内に未反応の水５が多く残るおそれがある。また，水
５の量をモル比で２倍未満にすると，ＮａＢＨ_４の粉体
４の反応が制約されてしまい，反応後に未反応のＮａＢ
Ｈ_４の粉体４が残ってしまう。

【００３８】また，上記加水分解反応は，反応が始まる
までに遅れ時間があるものの，反応が始まった後には瞬
時に全量に近いＮａＢＨ_４の粉体４を反応させることが
できる。そして，耐圧容器２は密封されているため，加
水分解反応により生成した水素ガスは，この耐圧容器２
内の圧力を上昇させる。そのため，上記反応を行うだけ
で，容易に高圧の水素ガスを水素ボンベ１に充填するこ
とができる。

【００３９】また，図７に示すごとく，上記水５の量
（モル比Ｈ_２Ｏ／ＮａＢＨ_４）を多くしていくと，Ｎａ
ＢＨ_４の粉体４と水５とを接触させてから反応が起こる
までの反応遅れ時間が長くなることがわかった。すなわ
ち，水５の量と反応遅れ時間との関係は，比例の関係に
あると考えられる。このことは，上記耐圧容器２内で，
ＮａＢＨ_４の粉体４と水５とを接触させた後にすぐに反
応が起こらないことを示している。

【００４０】この反応遅れ時間の性質は，耐圧容器２に
ＮａＢＨ_４の粉体４又は水５の投入を行う時と，上記反
応が起こる時とまでの間に時間差を生じさせる用途に応
用することができる。即ち，水５の量を多くすれば，上
記ＮａＢＨ_４の粉体４と水５とを接触させた後に反応が
起こるまでの時間を遅くすることができる。そのため，
例えば，上記耐圧容器２の材料投入口２２からＮａＢＨ
_４の粉体４又は水５を投入して，それらが接触した状態
にしても，この投入を行っている最中には反応が起こら
ない。そのため，この最中に反応が起こって，水素ガス
が材料投入口２２から耐圧容器２の外部に逆流してしま
うことを防止することができる。

【００４１】このように，上記水５は，上記ＮａＢＨ_４
の粉体４に対して，モル比で２〜５倍の量を用いること
により，効率的に水素ガスを生成することができ，上記
反応遅れ時間の性質を利用して優れた水素ボンベ１を得
ることができる。

【００４２】（実施例３）本例は，図８，図９，図１０
に示すごとく，耐圧容器２が材料投入口２２を有してお
らず，上記ＮａＢＨ_４の粉体４及び水５をこの耐圧容器
２内に互いに接触しないよう分離させた状態で内蔵させ
ておき，接触手段４によりＮａＢＨ_４の粉体４と水５と
を接触させる例である。

【００４３】上記接触手段４は，図１０に示すごとく，
上記耐圧容器２の内部に設けたサブタンク６１と，該サ
ブタンク６１の内部に設けた風船６２と，該風船６２を
破壊することができるレバー６３１付きの破壊針６３と
を有して構成される。そして，上記サブタンク６１内に
は触媒３及びＮａＢＨ_４の粉体４を配置しておき，ま
た，風船６２内には水５を配置しておく。そして，上記
レバー６３１を操作して破壊針６３により風船６２を破
壊して，触媒３及びＮａＢＨ_４の粉体４と水５とを接触
させて，上記加水分解反応を行う。その他は上記実施例
１と同様である。

【００４４】本例における水素ボンベ１は，予め耐圧容
器２内にＮａＢＨ_４の粉体４及び水５を内蔵しており，
必要なときに上記接触手段６によってそれらを接触させ
て加水分解反応を行い，水素ガスを生成することができ
る。そのため，水素ガスを生成するために必要なもの
（触媒３，ＮａＢＨ_４の粉体４及び水５）をすべて耐圧
容器２内に入れておくことができ，後から耐圧容器２に
供給しなくてもよい。それ故，本例によれば，必要なと
きに一層簡単に耐圧容器２内で水素ガスを生成し貯蔵す
ることができる。その他，上記実施例１と同様の作用効
果を得ることができる。

【００４５】（実施例４）本例は，上記耐圧容器２が，
水素ガスの充填を行う充填口２３を有している例であ
る。そして，本例においては，耐圧容器２には予め上記
充填口２３より水素ガスを充填しておき，この水素ガス
を使用した後に，上記ＮａＢＨ_４の粉体４と水５とを耐
圧容器２内で接触させて加水分解反応を行い，水素ガス
を生成する。なお，上記充填口２３は，上記材料投入口
２２と兼用させ，この材料投入口２２より水素ガスの充
填を行うこともできる。この場合，材料投入口２２より
水素ガスの充填を行う際には，上記バルブ２３を開放す
ると共にガス放出孔２１を閉じて行う。その他は上記実
施例１と同様である。

【００４６】本例においては，上記ＮａＢＨ_４の粉体
４，水５及び触媒３の量が異なる各発明品１〜４と，そ
れらと比較を行うための比較品１，２について試験を行
った。また，本例においては，上記水素ガスは，燃料電
池の水素源として使用する。

【００４７】（発明品１）耐圧容器２には，内容積２３
１ｃｃ，外容積４８０ｃｃ及び重量２．３ｋｇのビード
レックス製高圧容器ＴＶＳ−１型を使用した。この耐圧
容器２に，ＮａＢＨ_４の粉体４を５ｇ，Ｐｔ−ＬｉＣｏ
Ｏ_２を２．５ｇ入れ，圧力が約１０ＭＰａになるまで，
即ち約１．６９ｇの水素ガスを充填した。そして，この
水素ガスを燃料電池の水素源として耐圧容器２内の圧力
が約０ＭＰａになるまで使用した。その後，水５として
燃料電池生成水を５ｇ入れ，密封した。そして，この水
５を入れてから約２０秒後には，耐圧容器２内の圧力が
約５ＭＰａまで上昇し，約０．８５ｇの水素を生成し
た。

【００４８】（発明品２）耐圧容器２には，内容積２３
１ｃｃ，外容積４８０ｃｃ及び重量２．３ｋｇのビード
レックス製高圧容器ＴＶＳ−１型を使用した。この耐圧
容器２に，ＮａＢＨ_４の粉体４を１０ｇ，Ｐｔ−ＬｉＣ
ｏＯ_２を５ｇ入れ，圧力がゲージ圧で約１０ＭＰａにな
るまで，即ち約１．６４ｇの水素ガスを充填した。そし
て，この水素ガスを燃料電池の水素源として耐圧容器２
内の圧力が約０ＭＰａになるまで使用した。その後，水
５として燃料電池生成水を１０ｇ入れ，密封した。そし
て，この水５を入れてから約１８秒後には，耐圧容器２
内の圧力が約１０．２ＭＰａまで上昇し，約１．８４ｇ
の水素を生成した。

【００４９】（発明品３）耐圧容器２には，内容積１１
７ｃｃ，外容積２４０ｃｃ及び重量２．２ｋｇのビード
レックス製高圧容器ＴＶＳ−Ｎ２型を使用した。この耐
圧容器２に，ＮａＢＨ_４の粉体４を５ｇ，Ｐｔ−ＬｉＣ
ｏＯ_２を２．５ｇ入れ，圧力がゲージ圧で約２０ＭＰａ
になるまで，即ち約１．５５ｇの水素ガスを充填した。
そして，この水素ガスを燃料電池の水素源として耐圧容
器２内の圧力が約０ＭＰａになるまで使用した。その
後，水５として燃料電池生成水を５ｇ入れ，密封した。
そして，この水５を入れてから約２２秒後には，耐圧容
器２内の圧力が約１０ＭＰａまで上昇し，約０．８７ｇ
の水素を生成した。

【００５０】（発明品４）耐圧容器２には，内容積１１
７ｃｃ，外容積２４０ｃｃ及び重量２．２ｋｇのビード
レックス製高圧容器ＴＶＳ−Ｎ２型を使用した。この耐
圧容器２に，ＮａＢＨ_４の粉体４を１０ｇ，Ｐｔ−Ｌｉ
ＣｏＯ_２を５ｇ入れ，圧力がゲージ圧で約２０ＭＰａに
なるまで，即ち約１．４７ｇの水素ガスを充填した。そ
して，この水素ガスを燃料電池の水素源として耐圧容器
２内の圧力が約０ＭＰａになるまで使用した。その後，
水５として燃料電池生成水を１０ｇ入れ，密封した。そ
して，この水５を入れてから約２４秒後には，耐圧容器
２内の圧力が約２０ＭＰａまで上昇し，約１．８５ｇの
水素を生成した。

【００５１】（比較品１）耐圧容器２には，内容積２３
１ｃｃ，外容積４８０ｃｃ及び重量２．３ｋｇのビード
レックス製高圧容器ＴＶＳ−１型を使用した。この耐圧
容器２に，圧力がゲージ圧で約１０ＭＰａになるまで，
即ち約１．７３ｇの水素ガスを充填した。そして，この
水素ガスを燃料電池の水素源として耐圧容器２内の圧力
が約０ＭＰａになるまで使用した。

【００５２】（比較品２）耐圧容器２には，内容積１１
７ｃｃ，外容積２４０ｃｃ及び重量２．２ｋｇのビード
レックス製高圧容器ＴＶＳ−Ｎ２型を使用した。この耐
圧容器２に，圧力がゲージ圧で約２０ＭＰａになるま
で，即ち約１．６３ｇの水素ガスを充填した。そして，
この水素ガスを燃料電池の水素源として耐圧容器２内の
圧力が約０ＭＰａになるまで使用した。

【００５３】上記のようにして実施した結果を，水素ガ
スの貯蔵能力として表すと，表１のようになる。即ち，
同表において，水素貯蔵量（ｇ）とは，同じ耐圧容器２
内で貯蔵することができた水素の量（ｇ）を示し，ま
た，重量貯蔵密度（ｇ／ｋｇ）とは，耐圧容器２の重量
（ｋｇ）に対して，貯蔵することができた水素の量
（ｇ）を示す。また，体積貯蔵密度（ｇ／Ｌ）とは，耐
圧容器２の外体積（Ｌ）に対して，貯蔵することができ
た水素の量（ｇ）を示す。

【００５４】

【表１】

【００５５】同表からわかることは，発明品１〜４は，
初めに充填した水素ガスを使用した後，耐圧容器２内で
水素ガスを生成して，更に耐圧容器２に補充することが
できる。そのため，いずれの水素ガスの貯蔵能力の値に
ついても，上記比較品１，２に対して，約２倍付近の大
きな値をとっていることである。そのため，上記のごと
く，耐圧容器２内で水素ガスを生成することにより，水
素ガスの貯蔵能力が著しく増大することがわかる。そし
て，上記水素ボンベ１は，燃料電池の水素源として使用
する場合にも，この水素電池に供給することができる水
素ガスの量を増大させることができ，燃料電池の水素源
として快適に使用することができる。

【００５６】また，上記のごとく水素ボンベ１は，高い
水素ガスの貯蔵能力を有するため，，従来の水素ガスの
貯蔵方法において約２本の水素ボンベで賄う水素の量
を，１本の水素ボンベ１で賄うことができる。それ故，
発明品１〜４の水素ボンベ１によれば，外部から水素ガ
スを補充することなく，同じ耐圧容器２を用いることに
より多くの水素ガスを使用することができる。

【００５７】また，上記加水分解反応は，密封した耐圧
容器２内で行っているため，ＮａＢＨ_４の量と耐圧容器
２の内容積との関係を変えることにより，水素ガスを生
成した後の水素ボンベ１の圧力を容易に代えることがで
きる。例えば，水素ボンベ１の圧力は，耐圧容器２の内
容積に対して，ＮａＢＨ_４の量を多くすることにより高
くすることができ，ＮａＢＨ_４の量に対して耐圧容器２
の内容積を小さくすることによっても高くすることがで
きる。

【００５８】また，上記水素ボンベ１は，通常時は水素
ガスを充填して使用し，水素ガスの供給源がないところ
で水素ガスがなくなりかけたとき，上記ＮａＢＨ_４の粉
体４と水５とを加水分解反応させて水素ガスを生成し，
このような緊急事態を回避することもできる。このよう
な用途としては，例えば，水素を燃料として走行する水
素ガス仕様車等に水素ボンベ１を搭載して使用すること
が考えられる。そして，常時は水素ガスを外部から充填
して使用し，非常時，即ち意に反して水素ボンベ１の水
素ガスが少なくなったとき（ガス欠になりそうなとき）
に，上記加水分解反応を行って水素ボンベ１を再度水素
ガスで充填してこの緊急事態に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における，水素ボンベを示す断面説明
図。

【図２】実施例１における，水素ボンベを示す図で，材
料投入口に注射器を接続した状態を示す断面説明図。

【図３】実施例１における，耐圧容器の内部にサブタン
クを配置した場合の水素ボンベを示す断面説明図。

【図４】実施例１における，材料投入口を設けていない
場合の水素ボンベを示す断面説明図。

【図５】実施例１における，モル比（Ｈ_２Ｏ／ＮａＢＨ
_４）と水素生成量（ｗｔ％）との関係を示すグラフ。

【図６】実施例２における，ＮａＢＨ_４と水とを加水分
解反応させたときの，時間（ｍｉｎ）と耐圧容器内の圧
力（ＭＰa）との関係を示すグラフ。

【図７】実施例２における，モル比（Ｈ_２Ｏ／ＮａＢＨ
_４）（ｍｏｌ／ｍｏｌ）と反応遅れ時間（ｓ）との関係
を示すグラフ。

【図８】実施例３における，水素ボンベを示す上面図。

【図９】実施例３における，水素ボンベを示す図で，図
８のＡ−Ａ矢視断面説明図。

【図１０】実施例３における，水素ボンベを示す図で，
図８のＢ−Ｂ矢視断面説明図。

【符号の説明】

１．．．水素ボンベ，２．．．耐圧容器，２１．．．ガス放出孔，２２．．．材料投入口，３．．．触媒，４．．．ＮａＢＨ_４の粉体５．．．水，６．．．接触手段，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3E072 AA01 DB03 EA10 4G069 AA03 BB06B BC04B BC67B BC75B CB81 DA05 DA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス放出孔及び材料投入口を設けた耐圧
容器と，該耐圧容器内に配置した触媒とを有し，上記材
料投入口からＮａＢＨ_４及び水を投入し，該ＮａＢＨ_４
と水とを接触させて，上記触媒の存在下において加水分
解反応を引き起こすことにより，上記耐圧容器内におい
て，水素ガスを生成し貯蔵するよう構成されていること
を特徴とする水素ボンベ。
【請求項２】請求項１において，上記水素ボンベは，
上記ＮａＢＨ_４を上記耐圧容器に予め投入して内蔵して
おき，水素ガス生成時に上記投入口から上記水を投入す
るよう構成されていることを特徴とする水素ボンベ。
【請求項３】ガス放出孔を設けた耐圧容器と，該耐圧
容器内に配置した触媒と，上記耐圧容器内に互いに接触
しないよう分離させた状態で内蔵したＮａＢＨ_４及び水
と，該ＮａＢＨ_４と水とを接触させる接触手段とを有
し，該接触手段により上記ＮａＢＨ_４と水とを接触させ
て，上記触媒の存在下において加水分解反応を引き起こ
すことにより，上記耐圧容器内において，水素ガスを生
成し貯蔵するよう構成されていることを特徴とする水素
ボンベ。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか一項において，
上記耐圧容器は，水素ガスの充填を行う充填口を有して
いることを特徴とする水素ボンベ。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか一項において，
上記触媒は，Ｃｏ系酸化物よりなることを特徴とする水
素ボンベ。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか一項において，
上記水は，上記ＮａＢＨ_４に対して，モル比で２〜５倍
の量を用いることを特徴とする水素ボンベ。
【請求項７】耐圧容器内において，触媒存在下でＮａ
ＢＨ_４と水とを接触させて，加水分解反応を引き起こす
ことにより，上記耐圧容器内において，水素ガスを生成
し貯蔵することを特徴とする水素ガスの貯蔵方法。
【請求項８】請求項７において，上記触媒は，Ｃｏ系
酸化物よりなることを特徴とする水素ガスの貯蔵方法。
【請求項９】請求項７又は８において，上記水は，上
記ＮａＢＨ_４に対して，モル比で２〜５倍の量を用いる
ことを特徴とする水素ガスの貯蔵方法。