JP2003097795A - Fuel storage device, electric power generating device and electric apparatus - Google Patents

Fuel storage device, electric power generating device and electric apparatus

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JP2003097795A
JP2003097795A JP2001296181A JP2001296181A JP2003097795A JP 2003097795 A JP2003097795 A JP 2003097795A JP 2001296181 A JP2001296181 A JP 2001296181A JP 2001296181 A JP2001296181 A JP 2001296181A JP 2003097795 A JP2003097795 A JP 2003097795A
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Japan
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hydrogen
fuel storage
rod
fuel
storage device
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JP2001296181A
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Chiaki Kanai
千明 金井
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To flexibly cope with capacity change and to facilitate replacing or recycling operation of hydrogen storage body. SOLUTION: A bar shaped tank storing hydrogen storage body is defined as a fixed standardized basic unit and storage capacity is set by the number of loaded tanks. Each bar shaped tank is attached on a hydrogen supply pipe having a hydrogen passage. The attached bar shaped tanks are arranged in a line and a whole shape is formed in roughly flat plate shape. The bar shaped tank having a shutting off mechanism capable of opening and closing at an opening part, is opened when the same is connected to the hydrogen supply pipe and is closed when the same is detached from the hydrogen supply pipe.

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、例えば燃料電池に
おいて燃料として使用される水素を貯蔵するための燃料
貯蔵装置に関するものであり、さらには、これを応用し
た発電装置、電気機器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel storage device for storing hydrogen used as a fuel in a fuel cell, for example, and further to a power generation device and electric equipment to which the hydrogen storage device is applied. .

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池は、燃料気体である水素及び酸
素(空気)を供給することで発電体において起電力を発
生させる装置であり、通常、電解質膜(プロトン伝導体
膜)を気体電極で挟んだ構造を有し、所望の起電力を得
る構造となっている。このような燃料電池は、電気自動
車やハイブリット式車両への応用が大きく期待されてお
り、自動車等の車両に搭載するという用途の他、軽量化
や小型化が容易であるという利点を活かして、現状の乾
電池や充電式電池とは異なる新たな用途への応用、例え
ば携帯可能な機器への応用も研究されつつある。
2. Description of the Related Art A fuel cell is a device for generating an electromotive force in a power generator by supplying hydrogen and oxygen (air) which are fuel gases. Usually, an electrolyte membrane (proton conductor membrane) is used as a gas electrode. It has a sandwiched structure and is a structure for obtaining a desired electromotive force. Such fuel cells are greatly expected to be applied to electric vehicles and hybrid vehicles, and in addition to being used in vehicles such as automobiles, they can be easily made lighter and smaller, Applications to new applications different from the current dry batteries and rechargeable batteries, for example, applications to portable devices are also under study.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記燃料電
池においては、燃料である水素を如何にして効率的に貯
蔵し安定に供給するかが実用化の上で大きな鍵となる。
このような中、水素吸蔵体は、比較的低い圧力で大きな
容量の水素を蓄えることができるという点で大きなメリ
ットを有し、燃料電池の実用化に向けて、燃料貯蔵タン
クの候補として有力である。
In the fuel cell described above, how to efficiently store and stably supply hydrogen as a fuel is a major key to practical use.
Under such circumstances, the hydrogen storage material has a great merit in that it can store a large amount of hydrogen at a relatively low pressure, and is a promising candidate for a fuel storage tank for practical use of fuel cells. is there.

【0004】しかしながら、一方で、容量が変更になっ
た場合には、全てを新規に設計し直さなくてはならない
というデメリットも有する。これまで、燃料電池の設
計、機器の設計等に応じて、燃料貯蔵タンクも個々に設
計するというのが一般的であり、したがって、例えば必
要な吸蔵容量が変更になった場合には、その大きさや形
状を熱的結合等も考慮しながら新たに設計する必要があ
る。具体的には、設計に際して、水素の充填時の温度上
昇による充填時間の増加、放出時の温度低下による放出
圧力低下等の影響をなくすために最適化を行うことが必
要であり、さらには、水素充填を行う側も、それぞれ専
用の設計を行う必要がある。前記の設計変更は、極めて
煩雑なばかりでなく、水素吸蔵体の交換作業や、資源の
有効利用を目的としたリサイクルの面からも不利であ
り、その改善が待たれるところである。
However, on the other hand, when the capacity is changed, there is also a demerit that all must be newly designed. Up to now, it has been common to design the fuel storage tanks individually according to the design of the fuel cell, the design of the equipment, etc. Therefore, for example, when the required storage capacity is changed, It is necessary to newly design the sheath shape while considering thermal coupling and the like. Specifically, in designing, it is necessary to perform optimization in order to eliminate the effects of an increase in filling time due to a temperature increase during hydrogen filling, a decrease in discharge pressure due to a temperature decrease during discharge, and the like. The side that fills hydrogen must also have its own design. The above-mentioned design change is not only extremely complicated, but also disadvantageous in terms of replacement work of the hydrogen storage body and recycling for the purpose of effective use of resources, and its improvement is awaited.

【0005】本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案
されたものであり、容量変更等にも柔軟に対応可能な燃
料貯蔵装置を提供することを目的とし、さらには、これ
を応用した発電装置や電気機器を提供することを目的と
する。また、本発明は、水素吸蔵体の交換作業やリサイ
クルが容易な燃料貯蔵装置、発電装置、電気機器を提供
することを目的とする。
The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and an object thereof is to provide a fuel storage device capable of flexibly coping with a change in capacity and the like, and further, a power generation applying the same. It is intended to provide a device or an electric device. Another object of the present invention is to provide a fuel storage device, a power generation device, and an electric device that facilitate replacement work and recycling of the hydrogen storage body.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の燃料貯蔵装置は、水素吸蔵体を収容した
棒状のタンクを基本ユニットとすることを特徴とするも
のである。また、本発明の発電装置は、水素吸蔵体を収
容した棒状のタンクを基本ユニットとする燃料貯蔵部
と、水素を燃料として起電力を得る発電部とを備えたこ
とを特徴とするものである。さらに、本発明の電気機器
は、水素を燃料として起電力を得る発電部を内蔵すると
ともに、当該発電部に水素を供給する燃料貯蔵部を備え
てなる電気機器において、上記燃料貯蔵部は、水素吸蔵
体を収容した棒状のタンクを基本ユニットとし、電気機
器本体に対して着脱自在とされていることを特徴とする
ものである。
In order to achieve the above object, the fuel storage device of the present invention is characterized in that a rod-shaped tank containing a hydrogen storage body is used as a basic unit. Further, the power generator of the present invention is characterized by including a fuel storage unit having a rod-shaped tank containing a hydrogen storage body as a basic unit, and a power generation unit for obtaining electromotive force using hydrogen as a fuel. . Furthermore, the electric device of the present invention is an electric device that includes a power generation unit that obtains an electromotive force using hydrogen as a fuel and that includes a fuel storage unit that supplies hydrogen to the power generation unit, wherein the fuel storage unit is hydrogen. It is characterized in that a rod-shaped tank accommodating an occlusion body is used as a basic unit and is attachable to and detachable from an electric device body.

【0007】水素吸蔵体を収容した棒状のタンクを基本
ユニットとすることで、その搭載数量により吸蔵容量を
変更することができ、必要とされる吸蔵容量に応じて柔
軟に対応することが可能である。このとき、各棒状のタ
ンクは、予め規格化し最適化しておけばよく、必要な吸
蔵容量に変更があった場合にも、何ら変更を加える必要
はない。また、各タンクを規格化しておくことで、水素
吸蔵体の交換作業やリサイクルも円滑に行うことができ
る。
By using a rod-shaped tank containing a hydrogen storage body as a basic unit, the storage capacity can be changed according to the number of mounted units, and it is possible to flexibly respond to the required storage capacity. is there. At this time, each rod-shaped tank may be standardized and optimized in advance, and even if the required storage capacity is changed, it is not necessary to make any change. Further, by standardizing each tank, it is possible to smoothly perform the replacement work and the recycling of the hydrogen storage body.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した燃料貯蔵
装置、さらには、これを応用した発電装置及び電気機器
について、図面を参照しながら詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A fuel storage device to which the present invention is applied, and further, a power generation device and electric equipment to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

【0009】図1及び図2は、本発明を適用した燃料貯
蔵装置を示すものである。この燃料貯蔵装置は、図1に
示すように、棒状タンク1を基本ユニットとし、これを
複数本、本例では6本の棒状タンク1を一列に配列して
いる。各棒状タンク1は、一端が閉塞された細い円筒形
状(すなわち管状)を呈する金属製のタンクであり、中
には水素吸蔵体が収容されている。その寸法は任意であ
るが、例えば鉛筆程度の長さ、太さに規格化されてい
る。勿論、これに限らず、さらに小さなサイズとするこ
とも可能であるし、これよりも大きなサイズとすること
も可能である。あるいは、例えば大、中、小のように、
サイズの異なる複数種類のタンクを規格化して用意して
おくことも可能である。
1 and 2 show a fuel storage device to which the present invention is applied. As shown in FIG. 1, this fuel storage device has a rod-shaped tank 1 as a basic unit, and a plurality of rod-shaped tanks 1, six rod-shaped tanks 1 in this example, are arranged in a line. Each rod-shaped tank 1 is a metal tank having a thin cylindrical shape (that is, a tubular shape) with one end closed, and a hydrogen storage body is stored therein. The size thereof is arbitrary, but is standardized to have a length and a thickness of a pencil, for example. Of course, the size is not limited to this, and it is also possible to make the size smaller and the size larger than this. Or, for example, large, medium, small,
It is also possible to standardize and prepare multiple types of tanks of different sizes.

【0010】上記のように棒状タンク1のサイズを規格
化、定型化しておくことで、水素吸蔵体の交換作業やリ
サイクルが容易なものとなる。また、水素吸蔵タンクを
1つのタンクで構成するのではなく、定型化された細い
管状の棒状タンク1の組み合わせとして構成すること
で、例えば必要とされる容量に変更があった場合には、
基本ユニットである棒状タンク1の搭載数量により吸蔵
容量を容易に変更することができ、燃料電池や電気機器
の設計に応じて個々に設計変更する必要がなくなる。
By standardizing and standardizing the size of the rod-shaped tank 1 as described above, replacement work and recycling of the hydrogen storage body can be facilitated. In addition, by configuring the hydrogen storage tank as a combination of the stylized thin tubular rod-shaped tanks 1 instead of as a single tank, for example, when the required capacity is changed,
The storage capacity can be easily changed depending on the number of the rod-shaped tanks 1 which are the basic units, and it is not necessary to individually change the design according to the design of the fuel cell or the electric device.

【0011】上記棒状タンク1に収容される水素吸蔵体
は、水素を吸蔵し得るものであれば如何なるものであっ
てもよく、例えば、各種水素吸蔵合金等が使用可能であ
る。水素吸蔵合金としては、La−Ni系合金、Mg−
Ni系合金、Ti−Mn系合金、Zr−Ni系合金、Z
r−Mn系合金、Mg−Cu系合金等を挙げることがで
きる。また、希土類金属の自然混合物でありLaよりも
安価なミッシュメタル(Mm)をベースとするMm−N
i系合金(例えばMm−Ni−Coを基本として種々の
合金成分を添加したもの)等も使用可能である。さらに
は、上記基本合金の一部を他の元素で置換したものも使
用可能である。このような例としては、例えば、AB
型希土類系のLa−Ni系合金(LaNi系合金)に
おいて、Niの一部をCo、Al、W等で置換してサイ
クル寿命を改善したものや、Laの一部をY、Ce、P
r、Nd等で置換して耐アルカリ腐食性を改善したもの
等を挙げることができる。
The hydrogen storage body housed in the rod-shaped tank 1 may be any one capable of storing hydrogen, and for example, various hydrogen storage alloys can be used. As the hydrogen storage alloy, La-Ni based alloy, Mg-
Ni-based alloys, Ti-Mn-based alloys, Zr-Ni-based alloys, Z
Examples thereof include r-Mn-based alloys and Mg-Cu-based alloys. Further, Mm-N based on a misch metal (Mm) which is a natural mixture of rare earth metals and is cheaper than La.
It is also possible to use an i-based alloy (for example, one in which various alloy components are added based on Mm-Ni-Co) and the like. Furthermore, it is also possible to use one in which a part of the basic alloy is replaced with another element. As such an example, for example, AB 5
Type rare earth-based La-Ni-based alloy (LaNi 5 -based alloy) in which a part of Ni is replaced by Co, Al, W, etc. to improve cycle life, and a part of La is Y, Ce, P.
Examples thereof include those having an improved alkali corrosion resistance by substituting with r, Nd or the like.

【0012】上述の棒状タンク1は、燃料電池への水素
供給接続部3を有するカートリッジ接続体2に装着され
て使用される。本例では、角柱状のカートリッジ接続体
2の長手方向に沿って上記棒状タンク1が一列に配列さ
れた状態で装着され、各棒状タンク1は平板に近い形状
の筐体4に収容されている。この筐体4への棒状タンク
1の収納状態は、例えて言うならば色鉛筆の収納状態に
近く、全体形状も平板形状となる。このように、棒状タ
ンク1を一列に配列することで、使用雰囲気温度との熱
的結合も十分に確保することが可能である。勿論、これ
に限らず2列、あるいは3列等、複数列配列することも
可能であるが、一列に配列するのが放熱上最も有利であ
る。
The rod-shaped tank 1 described above is used by being attached to a cartridge connecting body 2 having a hydrogen supply connecting portion 3 to a fuel cell. In this example, the rod-shaped tanks 1 are mounted in a state in which the rod-shaped tanks 1 are arranged in a row along the longitudinal direction of the prismatic cartridge connection body 2, and each rod-shaped tank 1 is housed in a housing 4 having a shape close to a flat plate. . The storage state of the rod-shaped tank 1 in the housing 4 is, for example, close to the storage state of colored pencils, and the overall shape is also flat. In this way, by arranging the rod-shaped tanks 1 in a line, it is possible to sufficiently secure thermal coupling with the ambient temperature of use. Of course, the present invention is not limited to this, and it is also possible to arrange a plurality of rows such as two rows or three rows, but the arrangement in one row is the most advantageous in terms of heat dissipation.

【0013】図3は、上記棒状タンク1のカートリッジ
接続体2への接続構造を示すものであり、図4は、その
接続部分を拡大して示すものである。
FIG. 3 shows a connecting structure of the rod-shaped tank 1 to the cartridge connecting body 2, and FIG. 4 shows the connecting portion in an enlarged manner.

【0014】先ず、棒状タンク1は、内部に上述の水素
吸蔵体5を内蔵しており、その開口部の外周面には、ネ
ジ山1aが切られている。また、上記開口部には、未使
用時に開口部を封止する封止機構6を有しており、水素
吸蔵体5によって吸蔵された水素が不用意に外部に漏れ
るのを防止するような構造とされている。
First, the rod-shaped tank 1 has the above-mentioned hydrogen storage body 5 incorporated therein, and a screw thread 1a is cut on the outer peripheral surface of the opening thereof. In addition, the opening has a sealing mechanism 6 for sealing the opening when not in use, so that the hydrogen absorbed by the hydrogen absorber 5 is prevented from accidentally leaking to the outside. It is said that.

【0015】一方、カートリッジ接続体2には、棒状タ
ンク1の開口部のネジ山1aと螺合するネジ山2aが切
られた装着口が棒状タンク1の寸法に応じて一定間隔で
設けられており、ここに各棒状タンク1が装着されてい
る。また、カートリッジ接続体2の装着口には、タンク
開放機構7が設けられており、棒状タンク1を装着した
ときには、棒状タンク1に設けられた封止機構6が開放
され、内蔵される水素ガスがカートリッジ接続体2の水
素流路2b及び水素供給接続部3を介して速やかに燃料
電池へ供給される。なお、この水素供給接続部3にも、
不用意な開放を防止するための開閉機構3aが設けられ
ている。
On the other hand, the cartridge connecting body 2 is provided with mounting holes in which the screw threads 2a which are screwed into the screw threads 1a of the opening of the rod-shaped tank 1 are cut at regular intervals according to the size of the rod-shaped tank 1. The rod-shaped tanks 1 are mounted here. In addition, a tank opening mechanism 7 is provided at the mounting port of the cartridge connecting body 2, and when the rod-shaped tank 1 is mounted, the sealing mechanism 6 provided in the rod-shaped tank 1 is opened and the hydrogen gas contained therein is stored. Are rapidly supplied to the fuel cell through the hydrogen flow passage 2b of the cartridge connection body 2 and the hydrogen supply connection portion 3. In addition, also in this hydrogen supply connection part 3,
An opening / closing mechanism 3a is provided to prevent accidental opening.

【0016】ここで、上記棒状タンク1の開口部に設け
られた封止機構6及びカートリッジ接続体2の装着口に
設けられたタンク開放機構7について説明する。図4
は、これら封止機構6及びタンク開放機構7を拡大して
示すものである。
Now, the sealing mechanism 6 provided at the opening of the rod-shaped tank 1 and the tank opening mechanism 7 provided at the mounting opening of the cartridge connecting body 2 will be described. Figure 4
Shows an enlarged view of the sealing mechanism 6 and the tank opening mechanism 7.

【0017】上記棒状タンク1に設けられた封止機構6
は、バルブを用いて開口部を閉塞する構造を採用してい
る。すなわち、上記棒状タンク1の開口部には、開口径
を縮小したバルブ係止部61が設けられており、その内
側にバルブ62が配されている。バルブ62は、中心に
センターピン62aを有し、バネ係止突起63により一
端が固定されたコイルバネ64によって開口方向(図中
矢印A方向)に付勢されており、未使用時には、バルブ
62は上記バルブ係止部61に押圧された状態となる。
このように、バルブ62がバルブ係止部61に押圧され
て互いに密着することで、棒状タンク1の開口部が閉塞
され、内部の水素吸蔵体5は密閉されることになる。な
お、上記バルブ係止部61のバルブ当接面にはゴム等の
弾性体からなるリング状のバルブ部シール65が挿入さ
れており、上記密閉状態をより確実なものとしている。
Sealing mechanism 6 provided in the rod-shaped tank 1
Employs a structure in which a valve is used to close the opening. That is, a valve locking portion 61 having a reduced opening diameter is provided at the opening of the rod-shaped tank 1, and a valve 62 is arranged inside thereof. The valve 62 has a center pin 62a at the center and is biased in the opening direction (direction of arrow A in the figure) by a coil spring 64 whose one end is fixed by a spring locking projection 63. The valve locking portion 61 is pressed.
In this way, the valve 62 is pressed against the valve locking portion 61 and brought into close contact with each other, so that the opening of the rod-shaped tank 1 is closed and the hydrogen storage body 5 inside is sealed. A ring-shaped valve portion seal 65 made of an elastic material such as rubber is inserted in the valve contact surface of the valve locking portion 61 to make the sealed state more reliable.

【0018】上記カートリッジ接続体2の装着口に設け
られるタンク開放機構7も、バルブによる開閉機構を基
本とするものであり、上記棒状タンク1が装着したとき
に当該バルブが上記封止機構6における密閉状態を開放
する。このタンク開放機構7は、装着口の開口径を縮小
するバルブ係止部71と、このバルブ係止部61にコイ
ルバネ72によって押圧されるバルブ73とを基本的な
構成要素とするものである。バルブ73の中心には開放
操作ピン73aが植立されており、上記棒状タンク1が
装着されたときに上記封止機構6のバルブ62に設けら
れたセンターピン62aに突き当てられる。上記バルブ
係止部71のバルブ当接面にはゴム等の弾性体からなる
リング状のバルブ部シール74が挿入されており、バル
ブ73がバルブ係止部71に突き当てられた時の密閉状
態をより確実なものとしている。なお、上記コイルバネ
72は、後端部がバネ係止突起75によって固定されて
おり、また、装着口には、棒状タンク1が装着された時
に棒状タンク1の開口部の外周面に接して密閉性を確保
するためのOリング76が設けられている。
The tank opening mechanism 7 provided at the mounting port of the cartridge connecting body 2 is also basically based on an opening / closing mechanism by a valve, and when the rod-shaped tank 1 is mounted, the valve is in the sealing mechanism 6. Open the sealed state. The tank opening mechanism 7 has a valve locking portion 71 for reducing the opening diameter of the mounting port and a valve 73 pressed by the coil spring 72 against the valve locking portion 61 as basic components. An opening operation pin 73a is erected at the center of the valve 73 and abuts on a center pin 62a provided on the valve 62 of the sealing mechanism 6 when the rod-shaped tank 1 is mounted. A ring-shaped valve portion seal 74 made of an elastic material such as rubber is inserted in the valve contact surface of the valve engagement portion 71, and a sealed state when the valve 73 is abutted against the valve engagement portion 71. Is more certain. The rear end of the coil spring 72 is fixed by a spring locking projection 75, and when the rod-shaped tank 1 is attached, the coil spring 72 is in contact with the outer peripheral surface of the opening of the rod-shaped tank 1 and is hermetically sealed. An O-ring 76 is provided to secure the property.

【0019】上記封止機構6及びタンク開放機構7にお
いては、棒状タンク1が未装着時には、バネ64,72
によって上記バルブ62,73がそれぞれバルブ係止部
61,71に押し付けられ、密閉状態が維持される。棒
状タンク1の装着時には、バルブ73の開放操作ピン7
3aが棒状タンク1側のバルブ62のセンターピン62
aに突き当たり、バルブ62とバルブ73とがコイルバ
ネ64,72の弾性力に抗して互いに押し込む形にな
り、バルブ係止部61,71との密着状態が開放され、
水素ガスの流通が可能になる。
In the sealing mechanism 6 and the tank opening mechanism 7, when the rod-shaped tank 1 is not mounted, the springs 64 and 72 are used.
Thus, the valves 62 and 73 are pressed against the valve locking portions 61 and 71, respectively, and the sealed state is maintained. When the rod-shaped tank 1 is attached, the opening operation pin 7 of the valve 73
3a is the center pin 62 of the valve 62 on the rod-shaped tank 1 side
The valve 62 and the valve 73 hit each other against the elastic force of the coil springs 64 and 72 and are pressed against each other a, so that the close contact with the valve locking portions 61 and 71 is released.
Distribution of hydrogen gas becomes possible.

【0020】以上の構成を有する燃料貯蔵装置は、燃料
電池において、燃料である水素の供給源として有用であ
る。そこで次に、上記燃料貯蔵装置を組み込んだ発電装
置について説明する。
The fuel storage device having the above structure is useful as a supply source of hydrogen as a fuel in a fuel cell. Therefore, next, a power generation device incorporating the fuel storage device will be described.

【0021】本発明の発電装置は、燃料電池を発電モジ
ュールとして有するものであり、図5に示すように、こ
の発電モジュールである燃料電池部11に上述の構成を
有する燃料貯蔵部12を連結し、電池反応に必要な燃料
(水素)を供給するように構成したものである。具体的
には、上記燃料貯蔵装置を燃料貯蔵部12として用い、
カートリッジ接続体2の水素供給接続部3を上記燃料電
池部11の水素供給口に接続すればよい。
The power generation device of the present invention has a fuel cell as a power generation module. As shown in FIG. 5, the fuel cell unit 11 which is the power generation module is connected to the fuel storage unit 12 having the above-described structure. The fuel (hydrogen) necessary for the cell reaction is supplied. Specifically, the above fuel storage device is used as the fuel storage unit 12,
The hydrogen supply connection part 3 of the cartridge connection body 2 may be connected to the hydrogen supply port of the fuel cell part 11.

【0022】ここで、燃料電池の基本的な構成及び起電
力が発生するメカニズムについて説明すると、燃料電池
は、例えば図6に示すように、燃料気体である水素が接
する燃料極21と、同じく空気(酸素)が接する空気極
22とを電解質23を介して重ね合わせてなるものであ
り、その両側を集電体24で挟み込むことにより構成さ
れている。集電体24は、集電性能が高く酸化水蒸気雰
囲気下でも安定な緻密質のグラファイト等からなり、燃
料極21と対向する面には水素が供給される水平方向の
溝24aが、空気極22と対向する面には空気が供給さ
れる垂直方向の溝24bが形成されている。
Here, the basic structure of the fuel cell and the mechanism of generating electromotive force will be described. In the fuel cell, for example, as shown in FIG. 6, the fuel electrode 21 in contact with hydrogen as a fuel gas and the air are also used. An air electrode 22 in contact with (oxygen) is superposed via an electrolyte 23, and both sides thereof are sandwiched by current collectors 24. The current collector 24 is made of dense graphite or the like, which has high current collecting performance and is stable even in an oxidizing water vapor atmosphere, and the surface facing the fuel electrode 21 has a horizontal groove 24 a to which hydrogen is supplied. A vertical groove 24b, to which air is supplied, is formed on the surface opposite to.

【0023】上記燃料極21や空気極22は、図7に示
すように、電解質23を挟んで形成されており、それぞ
れガス拡散電極21a,22aと触媒層21b,22b
とからなる。ここで、ガス拡散電極21a,22aは、
多孔質材料等からなり、触媒層21b,22bは、例え
ば白金等の電極触媒を担持させたカーボン粒子と電解質
の混合物からなる。
As shown in FIG. 7, the fuel electrode 21 and the air electrode 22 are formed so as to sandwich an electrolyte 23, and the gas diffusion electrodes 21a and 22a and the catalyst layers 21b and 22b are respectively formed.
Consists of. Here, the gas diffusion electrodes 21a and 22a are
The catalyst layers 21b and 22b are made of a porous material or the like, and are made of a mixture of carbon particles supporting an electrode catalyst such as platinum and an electrolyte.

【0024】燃料電池は、以上を基本単位(燃料電池セ
ル)として、例えばこれを複数積層したスタック構造を
有しており、これら複数の燃料電池セルが直列接続され
ることにより所定の電圧を得るような構成となってい
る。
The fuel cell has a stack structure in which a plurality of the fuel cells are stacked, using the above as a basic unit (fuel cell), and a predetermined voltage is obtained by connecting the plurality of fuel cells in series. It is structured like this.

【0025】上記構成の燃料電池においては、水素ガス
を上記燃料極21と接するように集電体24に形成され
た溝24a内に流入させるとともに、空気(酸素)を上
記空気極22と接するように溝24b内に流入させる
と、燃料極21側では反応式 H→2H+2e で示される反応が起こるとともに、空気極22側では反
応式 1/2O+2H+2e→HO+反応熱Q で示される反応が起こり、全体では H+1/2O→HO で示される反応が起こることになる。すなわち、燃料極
21にて水素が電子を放出してプロトン化し、電解質2
3を通って空気極22側に移動し、空気極22にて電子
の供給を受けて酸素と反応する。かかる電気化学反応に
基いて起電力が得られる。
In the fuel cell having the above structure, hydrogen gas is caused to flow into the groove 24a formed in the current collector 24 so as to come into contact with the fuel electrode 21, and air (oxygen) comes into contact with the air electrode 22. When it is made to flow into the groove 24b, the reaction represented by the reaction formula H 2 → 2H + + 2e occurs on the fuel electrode 21 side and the reaction formula 1 / 2O 2 + 2H + + 2e → H 2 O + on the air electrode 22 side. The reaction represented by heat of reaction Q 2 occurs, and the reaction represented by H 2 + 1 / 2O 2 → H 2 O occurs as a whole. That is, at the fuel electrode 21, hydrogen emits electrons to be protonated, and the electrolyte 2
It moves to the air electrode 22 side through 3, and receives the supply of electrons at the air electrode 22 to react with oxygen. An electromotive force is obtained based on such an electrochemical reaction.

【0026】上記燃料電池の電解質膜に用いられるプロ
トン伝導体としては、例えばパーフルオロアルキルスル
ホン酸等のフッ素樹脂系イオン交換膜や、プロトンを放
出可能な官能基が導入された炭素クラスタ、酸化ケイ素
とブレーンステッド酸を主体とする化合物、リン酸基を
有するアクリル酸系高分子、ある種の固体無機酸化合物
等を挙げることができるが、加湿が必要なく上記燃料貯
蔵装置の構成と相俟って小型化が可能である等の理由か
ら、プロトンを放出可能な官能基が導入された炭素クラ
スタが好適である。
As the proton conductor used in the electrolyte membrane of the fuel cell, for example, a fluororesin ion exchange membrane such as perfluoroalkyl sulfonic acid, a carbon cluster into which a functional group capable of releasing a proton is introduced, or silicon oxide. And a compound mainly composed of Bronsted acid, an acrylic acid-based polymer having a phosphoric acid group, a certain type of solid inorganic acid compound, etc. A carbon cluster into which a functional group capable of releasing a proton is introduced is preferable because it can be miniaturized.

【0027】プロトン(H)を放出可能な官能基(プ
ロトン解離性の基)が導入された炭素クラスタを主成分
とするプロトン伝導体においては、プロトン解離性の基
を介してプロトンが移動し、イオン伝導性が発現され
る。母体となる炭素クラスタには、任意のものを使用す
ることができるが、プロトン解離性の基を導入した後
に、イオン伝導性が電子伝導性よりも大であることが必
要である。
In a proton conductor having a carbon cluster into which a functional group (proton dissociative group) capable of releasing a proton (H + ) is introduced as a main component, the proton moves through the proton dissociable group. , Ionic conductivity is expressed. Any carbon cluster can be used as the base carbon cluster, but it is necessary that the ionic conductivity is higher than the electronic conductivity after the introduction of the proton dissociative group.

【0028】上記炭素クラスタとは、通常は、数個から
数百個の原子(炭素)が結合又は凝集して形成されてい
る集合体のことであり、この凝集(集合)体によってプ
ロトン伝導性が向上すると同時に、化学的性質を保持し
て膜強度が十分となり、層を形成し易い。このとき、炭
素−炭素間結合の種類は問わず、また、100%炭素の
みで構成されていなくともよく、他原子の混在もあり得
る。かかる炭素クラスタには、種々のものがあり、例え
ばC60、C70、C82等に代表されるフラーレン
や、フラーレン構造の少なくとも一部に開放端を持つも
の、チューブ状炭素質(いわゆるカーボンナノチュー
ブ)等を挙げることができる。フラーレンやカーボンナ
ノチューブのSP2結合は、一部にSP3結合の要素を
含んでいるため、電子伝導性をもたないものが多く、プ
ロトン伝導体の母体として好ましい。
The above-mentioned carbon cluster is usually an aggregate formed by binding or aggregating several to several hundred atoms (carbon), and the proton conductivity is caused by this aggregate. And at the same time, the chemical strength is maintained and the film strength becomes sufficient, and a layer is easily formed. At this time, regardless of the type of carbon-carbon bond, it does not have to be composed only of 100% carbon, and other atoms may be mixed. There are various types of such carbon clusters, for example, fullerenes typified by C 60 , C 70 , and C 82 , those having an open end in at least a part of the fullerene structure, and tubular carbonaceous materials (so-called carbon nanotubes). ) Etc. can be mentioned. Since the SP2 bond of fullerene or carbon nanotube partially contains an element of SP3 bond, many of them do not have electron conductivity, and are preferable as a matrix of a proton conductor.

【0029】図8に、炭素原子が多数個集合してなる球
体又は長球、又はこれらに類似する閉じた面構造を有す
る種々の炭素クラスタを示す。上記フラーレンは、これ
に属する。それに対して、それらの球構造の一部が欠損
した種々の炭素クラスタを図9に示す。この場合は、構
造中に開放端を有する点が特徴的であり、このような構
造体は、アーク放電によるフラーレンの製造過程で副生
成物として数多く見られるものである。図10は、チュ
ーブ状炭素クラスタを示すものである。チューブ状炭素
クラスタには、直径が数nm以下、代表的には1〜2n
mのカーボンナノチューブ(CNT)と呼ばれるもの
と、直径が数nm以上、巨大なものでは直径が1μmに
も達するカーボンナノファイバー(CNF)と呼ばれる
ものがある。また、特にCNTには、単層のチューブか
らなるシングルウォールカーボンナノチューブ(SWC
NT)(図10a参照)と、2以上の層が同心円的に重
なっているマルチウォールカーボンナノチューブ(MW
CNT)(図10b参照)の2種類が知られている。ま
た、炭素クラスタの大部分の炭素原子がSP3結合して
いると、図11に示すようなダイヤモンドの構造を持つ
種々のクラスターとなる。図12は、クラスター同士が
結合した場合を種々示すものであり、このような構造体
でも、上記母体に適用できる。
FIG. 8 shows spheres or spheroids formed by collecting a large number of carbon atoms, or various carbon clusters having a closed surface structure similar to these. The above fullerene belongs to this. On the other hand, various carbon clusters in which some of their spherical structures are deleted are shown in FIG. In this case, the structure is characterized by having an open end, and such a structure is often found as a by-product in the process of producing fullerenes by arc discharge. FIG. 10 shows a tubular carbon cluster. The tubular carbon cluster has a diameter of several nm or less, typically 1 to 2n.
There are a so-called m-sized carbon nanotube (CNT) and a so-called carbon nanofiber (CNF) having a diameter of several nm or more, and a huge one having a diameter of 1 μm. In addition, especially for CNT, single-wall carbon nanotubes (SWC
NT) (see FIG. 10a) and a multi-wall carbon nanotube (MW) in which two or more layers are concentrically overlapped.
CNT) (see FIG. 10b) are known. When most carbon atoms of carbon clusters are SP3 bonded, various clusters having a diamond structure as shown in FIG. 11 are formed. FIG. 12 shows various cases where clusters are bonded to each other, and such a structure can also be applied to the above-mentioned matrix.

【0030】一方、上記炭素クラスタに導入されるプロ
トン(H)を放出可能な官能基(プロトン解離性の
基)としては、−SOHまたは−PO(OH)を有
する官能基、例えば−A−SOHまたは−A−PO
(OH)[ただし、AはO、R、O−R、R−O、O
−R−Oのいずれかであり、RはC(1≦x≦2
0、2≦y≦40)で表されるアルキル部位である。]
で表される官能基を挙げることができる。あるいは、−
A′−SOHまたは−A′−PO(OH)[ただ
し、A′はR′、O−R′、R′−O、R′−O−
R″、O−R′−Oのいずれかであり、R′、R″はC
(1≦x≦20、1≦y≦40、0≦z≦3
9)で表されるフッ化アルキル部位である。]で表され
る官能基であってもよい。
On the other hand, as the functional group (proton dissociative group) capable of releasing the proton (H + ) introduced into the carbon cluster, a functional group having —SO 3 H or —PO (OH) 2 such as, for example, -A-SO 3 H or -A-PO
(OH) 2 [where A is O, R, OR, RO, O
R is C x H y (1 ≦ x ≦ 2.
It is an alkyl moiety represented by 0, 2 ≦ y ≦ 40). ]
The functional group represented by Or-
A'-SO 3 H or -A'-PO (OH) 2 [however, A 'is R', O-R ', R'-O, R'-O-
It is either R "or O-R'-O, and R'and R" are C
x F y H z (1 ≦ x ≦ 20, 1 ≦ y ≦ 40, 0 ≦ z ≦ 3
It is an alkyl fluoride moiety represented by 9). ] It may be a functional group represented by.

【0031】また、上記プロトンを放出可能な官能基と
ともに、電子吸引基、たとえば、ニトロ基、カルボニル
基、カルボキシル基、ニトリル基、ハロゲン化アルキル
基、ハロゲン原子(フッ素、塩素等)等を炭素クラスタ
に導入してもよい。具体的には、−NO、−CN、−
F、−Cl、−COOR、−CHO、−COR、−CF
、−SOCF等である(ここでRはアルキル基を
表わす)。このように電子吸引基が併存していると、そ
の電子吸引効果のために、上記プロトンを放出可能な官
能基からプロトンが解離し易くなり、これらの官能基を
介して移動し易くなる。
Further, a functional group capable of releasing the above-mentioned proton
Both are electron withdrawing groups, such as nitro groups, carbonyls.
Group, carboxyl group, nitrile group, alkyl halide
Carbon clusters of groups, halogen atoms (fluorine, chlorine, etc.)
May be introduced into. Specifically, -NOTwo, -CN,-
F, -Cl, -COOR, -CHO, -COR, -CF
Three, -SOThreeCFThreeEtc. (where R is an alkyl group
Represent). When electron withdrawing groups coexist in this way,
Due to the electron withdrawing effect of
It becomes easier for the protons to dissociate from the functional groups, and these functional groups
It becomes easy to move through.

【0032】炭素クラスタに導入する上記官能基の数
は、炭素クラスタを構成する炭素数の範囲内で任意でよ
いが、望ましくは5個以上とするのがよい。なお、例え
ばフラーレンの場合、フラーレンのπ電子性を残し、有
効な電子吸引性を出すためには、上記官能基の数は、フ
ラーレンを構成する炭素数の半分以下であることが好ま
しい。
The number of the above-mentioned functional groups to be introduced into the carbon cluster may be any number within the range of the number of carbon atoms constituting the carbon cluster, but it is desirable to set it to 5 or more. In the case of fullerene, for example, the number of the functional groups is preferably half or less of the number of carbon atoms forming the fullerene in order to retain the π-electron property of the fullerene and to exert an effective electron withdrawing property.

【0033】炭素クラスタに上記プロトン放出可能な官
能基を導入するには、例えば、先ず炭素系電極のアーク
放電によって炭素クラスタを合成し、続いてこの炭素ク
ラスタを酸処理するか(硫酸等を用いる)、さらに加水
分解等の処理を行うか、またはスルホン化又はリン酸エ
ステル化等を適宜行えばよい。これによって、目的生成
物である炭素クラスタ誘導体(プロトンを放出可能な官
能基を有する炭素クラスタ)を容易に得ることができ
る。
In order to introduce the above-mentioned proton-releasing functional group into carbon clusters, for example, carbon clusters are first synthesized by arc discharge of a carbon-based electrode, and then the carbon clusters are treated with an acid (sulfuric acid or the like is used). ), Further treatment such as hydrolysis, or sulfonation or phosphoric acid esterification may be appropriately performed. This makes it possible to easily obtain a carbon cluster derivative (a carbon cluster having a functional group capable of releasing a proton) as a target product.

【0034】例えば、炭素クラスタであるフラーレンに
上述した官能基を導入したフラーレン誘導体を多数凝集
させた時、それがバルクまたはフラーレン誘導体の集合
体として示すプロトン伝導性は、分子内に元々含まれる
大量の官能基(例えばOSO H基)に由来するプロト
ンが移動に直接関わるため、雰囲気から水蒸気分子等を
起源とする水素、プロトンを取り込む必要はなく、外部
からの水分の補給、とりわけ外気より水分等を吸収する
必要もなく、雰囲気に対する制約はない。一つのフラー
レン分子中にはかなり多くの官能基を導入することがで
きるため、伝導に関与するプロトンの、伝導体の単位体
積あたりの数密度が非常に多くなる。これが、本発明の
プロトン伝導体が実効的な伝導率を発現する理由であ
る。
For example, in fullerene which is a carbon cluster
Aggregate a large number of fullerene derivatives having the above-mentioned functional groups introduced
When it is allowed, it is an assembly of bulk or fullerene derivatives
The proton conductivity shown as the body is originally contained in the molecule
A large amount of functional groups (eg OSO ThreeH group) derived from
Since water vapor is directly involved in movement,
There is no need to take in the hydrogen and protons that originated,
Replenishment of water from the outside, especially absorbing water from the outside air
No need, no restrictions on atmosphere. One fuller
It is possible to introduce a large number of functional groups into the len molecule.
Unit of the conductor of the protons involved in conduction
The number density per product is very high. This is the
This is the reason why the proton conductor develops effective conductivity.
It

【0035】また、これらの誘導体分子の母体となって
いるフラーレンは、特に求電子性の性質を持ち、このこ
とが官能基における水素イオンの電離の促進に大きく寄
与していると考えられる。プロトンの伝導は、導入され
た基を介したものが大きく寄与しているものと考えられ
るが、フラーレン誘導体の場合には、フラーレン分子の
求電子性の性質により、外郭を経由した伝導も含まれる
可能性がある。これが、本発明のプロトン伝導体が優れ
たプロトン伝導性を示すもう一つの理由である。
The fullerene, which is the base of these derivative molecules, has an electrophilic property in particular, and it is considered that this greatly contributes to the promotion of ionization of hydrogen ions in the functional group. It is considered that the conduction of protons is largely contributed by the introduced group, but in the case of the fullerene derivative, conduction through the outer shell is also included due to the electrophilic nature of the fullerene molecule. there is a possibility. This is another reason why the proton conductor of the present invention exhibits excellent proton conductivity.

【0036】かかるプロトン伝導体は、その殆どが、フ
ラーレンの炭素原子で構成されているため、重量が軽
く、変質もし難く、また比較的清浄で、プロトン伝導特
性に悪影響を与えるような汚染物質も含まれていない。
さらに、フラーレンの製造コストも急激に低下しつつあ
る。資源的、環境的、経済的、さらには他の種々の観点
からみて、フラーレンは他のどの材料にもまして、理想
に近い炭素系材料である。
Since most of such proton conductors are composed of carbon atoms of fullerenes, they are light in weight, are hard to be deteriorated, are relatively clean, and are free from pollutants which adversely affect the proton conduction characteristics. Not included.
Furthermore, the manufacturing cost of fullerenes is also rapidly decreasing. From a resource, environmental, economic and various other perspectives, fullerenes are more ideal carbonaceous materials than any other material.

【0037】以上のように、プロトンを放出可能な官能
基を有する炭素クラスタは、それ自体でも酸の官能基の
空間的密度が高いといった構造的性質や、母体である炭
素クラスタ(例えばフラーレン)の電子的性質等により
プロトンが解離し、各サイト間をホッピングし易い構造
が実現できるため、乾燥状態であってもプロトンの伝導
が実現される。
As described above, a carbon cluster having a functional group capable of releasing a proton has a structural property such as a high spatial density of the functional group of an acid, and a carbon cluster (for example, fullerene) as a matrix. Since protons are dissociated due to electronic properties and the like, and a structure that easily hops between the sites can be realized, proton conduction is realized even in a dry state.

【0038】上記発電装置(燃料電池)は、各種電気機
器に組み込んで使用される。図13は、上記発電装置の
電気機器への組み込み形態の一例を示すものである。こ
の例では、電気機器本体31内に燃料電池部32が内蔵
されており、これによって電気機器本体31内に組み込
まれた駆動回路部33に電力が供給される。燃料電池部
32には燃料貯蔵部34が接続され、ここから電池反応
に使用される燃料(水素)が供給される。
The power generator (fuel cell) is used by incorporating it in various electric devices. FIG. 13 shows an example of a form in which the above-mentioned power generation device is incorporated into an electric device. In this example, the fuel cell unit 32 is built in the electric device main body 31, and thereby electric power is supplied to the drive circuit unit 33 incorporated in the electric device main body 31. A fuel storage unit 34 is connected to the fuel cell unit 32, and fuel (hydrogen) used for a cell reaction is supplied from this.

【0039】ここで、上記燃料貯蔵部34に、上記棒状
タンク1を基本ユニットとする燃料貯蔵装置の構造を流
用すれば、電気機器の小型化が容易である。また、棒状
タンク1の装着本数を調整することで、電気機器が必要
とする容量に対応することが可能である。また、上記燃
料貯蔵部34は、電気機器本体31に対して着脱自在と
することで、燃料供給を円滑に行うことが可能である。
このとき、燃料貯蔵部34全体をカートリッジ化して着
脱自在としてもよいし、棒状タンク1を個々に着脱自在
としてもよい。燃料貯蔵部34全体をカートリッジ化し
た場合にも、個々の棒状タンク1はカートリッジに対し
て着脱自在である。いずれの場合にも水素吸蔵体そのも
のの交換作業は棒状タンク1を着脱することで簡単に行
うことができ、また、棒状タンク1が規格化、定型化さ
れているので、水素吸蔵体のリサイクル、リユースも容
易で資源を有効活用することが可能である。
If the structure of the fuel storage device having the rod-shaped tank 1 as a basic unit is diverted to the fuel storage portion 34, it is easy to downsize the electric equipment. Further, by adjusting the number of rod-shaped tanks 1 mounted, it is possible to meet the capacity required by the electric device. Further, the fuel storage unit 34 can be smoothly attached to and detached from the electric device main body 31 to smoothly supply the fuel.
At this time, the entire fuel storage unit 34 may be made into a cartridge so as to be detachable, or the rod-shaped tanks 1 may be individually detachable. Even when the entire fuel storage unit 34 is made into a cartridge, the individual rod-shaped tanks 1 are attachable to and detachable from the cartridge. In any case, the replacement work of the hydrogen storage body itself can be easily performed by attaching and detaching the rod-shaped tank 1, and since the rod-shaped tank 1 is standardized and standardized, the hydrogen storage body can be recycled. Reuse is easy and resources can be used effectively.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の燃料貯蔵装置においては、水素吸蔵体を収容した棒
状のタンクを基本ユニットとしているので、その搭載数
量により容易に吸蔵容量を変更することができ、必要と
される吸蔵容量に応じて柔軟に対応することが可能であ
る。また、各棒状のタンクを予め規格化、定型化し、こ
れを最適化しておけばよく、必要な吸蔵容量に変更があ
った場合にも、何ら設計変更を加える必要はない。さら
に、各タンクを規格化しておくことで、水素吸蔵体の交
換作業やリサイクルも円滑に行うことができる。
As is clear from the above description, in the fuel storage device of the present invention, since the rod-shaped tank containing the hydrogen storage body is the basic unit, the storage capacity can be easily changed according to the number of mounted units. It is possible to flexibly respond to the required storage capacity. Further, each rod-shaped tank may be standardized and standardized in advance, and this may be optimized, and even if the required storage capacity is changed, no design change is necessary. Furthermore, by standardizing each tank, it is possible to smoothly replace and recycle the hydrogen storage body.

【0041】また、本発明の発電装置や電気機器におい
ては、上記燃料貯蔵装置の有する利点を活かし、小型で
取り扱いが容易な発電装置、電気機器を実現することが
でき、燃料の交換作業が容易で資源を有効利用すること
が可能な発電装置、電気機器を実現することが可能であ
る。
Further, in the power generator and the electric equipment of the present invention, it is possible to realize a small-sized and easy-to-handle power generator and electric equipment by taking advantage of the above-mentioned fuel storage device, and to easily perform the fuel replacement work. Thus, it is possible to realize a power generation device and an electric device that can effectively use resources.

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

【図1】本発明を適用した燃料貯蔵装置の一例を示す概
略平面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of a fuel storage device to which the present invention is applied.

【図2】筐体への収納状態を示す概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing a housed state in a housing.

【図3】棒状タンクとカートリッジ接続体の装着構造の
一例を示す概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing an example of a mounting structure of a rod-shaped tank and a cartridge connection body.

【図4】封止機構及びタンク開放機構を拡大して示す要
部概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a main part showing a sealing mechanism and a tank opening mechanism in an enlarged manner.

【図5】発電装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a power generation device.

【図6】燃料電池の基本的な構造例を示す分解斜視図で
ある。
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a basic structural example of a fuel cell.

【図7】燃料電池の電極の構成例を示す概略断面図であ
る。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of an electrode of a fuel cell.

【図8】母体となるカーボンクラスタの種々の例を示す
模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing various examples of carbon clusters as a base.

【図9】カーボンクラスタの他の例(部分フラーレン構
造)を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing another example (partial fullerene structure) of carbon clusters.

【図10】カーボンクラスタのさらに他の例(チューブ
状炭素質)を示す模式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing still another example of carbon clusters (tubular carbonaceous material).

【図11】カーボンクラスタのさらに他の例(ダイヤモ
ンド構造)を示す模式図である。
FIG. 11 is a schematic view showing still another example (diamond structure) of carbon clusters.

【図12】カーボンクラスタのさらに他の例(クラスタ
ー同士が結合しているもの)を示す模式図である。
FIG. 12 is a schematic view showing still another example of carbon clusters (clusters bonded to each other).

【図13】電気機器の概略構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 棒状タンク、2 カートリッジ接続体、4 筐体、
5 水素吸蔵体、6 封止機構、7 タンク開放機構、
62 バルブ、62a センターピン、73 バルブ、
73a 開放操作ピン、11,32 燃料電池部、1
2,34 燃料貯蔵部、21 燃料極、22 空気極、
23 電解質、31 電気機器本体、33駆動回路部
1 rod-shaped tank, 2 cartridge connection body, 4 housing,
5 hydrogen absorber, 6 sealing mechanism, 7 tank opening mechanism,
62 valve, 62a center pin, 73 valve,
73a Opening operation pin, 11,32 Fuel cell part, 1
2,34 fuel storage part, 21 fuel electrode, 22 air electrode,
23 electrolyte, 31 electric equipment main body, 33 drive circuit section

───────────────────────────────────────────────────── 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 8/10 H01M 8/10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01M 8/10 H01M 8/10

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水素吸蔵体を収容した棒状のタンクを基
本ユニットとする燃料貯蔵装置。
1. A fuel storage device comprising a rod-shaped tank containing a hydrogen storage body as a basic unit.
【請求項2】 上記水素吸蔵体は、水素吸蔵合金である
ことを特徴とする請求項1記載の燃料貯蔵装置。
2. The fuel storage device according to claim 1, wherein the hydrogen storage body is a hydrogen storage alloy.
【請求項3】 上記棒状のタンクの搭載数量により吸蔵
容量が設定されることを特徴とする請求項1記載の燃料
貯蔵装置。
3. The fuel storage device according to claim 1, wherein the storage capacity is set by the number of the rod-shaped tanks mounted.
【請求項4】 上記棒状のタンクが複数搭載されること
を特徴とする請求項1記載の燃料貯蔵装置。
4. The fuel storage device according to claim 1, wherein a plurality of the rod-shaped tanks are mounted.
【請求項5】 上記棒状のタンクが一列に配列され、全
体形状が略々平板状とされていることを特徴とする請求
項4記載の燃料貯蔵装置。
5. The fuel storage device according to claim 4, wherein the rod-shaped tanks are arranged in a line, and the overall shape is substantially flat.
【請求項6】 上記一列に配列された棒状のタンクが略
々平板状の筐体に収納されていることを特徴とする請求
項5記載の燃料貯蔵装置。
6. The fuel storage device according to claim 5, wherein the rod-shaped tanks arranged in a line are housed in a substantially flat casing.
【請求項7】 水素流路を有するとともに各タンクが連
結される連結部を有する水素供給管を備えたことを特徴
とする請求項1記載の燃料貯蔵装置。
7. The fuel storage device according to claim 1, further comprising a hydrogen supply pipe having a hydrogen flow passage and a connecting portion to which each tank is connected.
【請求項8】 上記棒状のタンクは、開口部に開閉自在
な封止機構を有することを特徴とする請求項1記載の燃
料貯蔵装置。
8. The fuel storage device according to claim 1, wherein the rod-shaped tank has an opening / closing sealing mechanism at an opening thereof.
【請求項9】 上記封止機構は、上記水素供給管に連結
された時に開放され、上記水素供給管から離脱された時
に閉塞されることを特徴とする請求項8記載の燃料貯蔵
装置。
9. The fuel storage device according to claim 8, wherein the sealing mechanism is opened when being connected to the hydrogen supply pipe and closed when being disconnected from the hydrogen supply pipe.
【請求項10】 上記水素供給管の上記連結部は、上記
タンクが装着された時に上記封止機構を開放するタンク
開放機構を有することを特徴とする請求項9記載の燃料
貯蔵装置。
10. The fuel storage device according to claim 9, wherein the connecting portion of the hydrogen supply pipe has a tank opening mechanism that opens the sealing mechanism when the tank is mounted.
【請求項11】 上記封止機構はバネにより付勢される
バルブを備え、上記タンク開放機構はバネに抗してバル
ブを押圧する操作ピンを備えることを特徴とする請求項
10記載の燃料貯蔵装置。
11. The fuel storage according to claim 10, wherein the sealing mechanism includes a valve that is biased by a spring, and the tank opening mechanism includes an operation pin that presses the valve against the spring. apparatus.
【請求項12】 水素吸蔵体を収容した棒状のタンクを
基本ユニットとする燃料貯蔵部と、水素を燃料として起
電力を得る発電部とを備えた発電装置。
12. A power generator comprising a fuel storage unit having a rod-shaped tank containing a hydrogen storage body as a basic unit, and a power generation unit for obtaining electromotive force using hydrogen as a fuel.
【請求項13】 上記燃料貯蔵部は、水素流路を有し、
各タンクが連結される連結部を有する水素供給管を備
え、当該水素供給管が上記発電部と連結されていること
を特徴とする請求項12記載の発電装置。
13. The fuel storage unit has a hydrogen flow path,
The power generator according to claim 12, further comprising a hydrogen supply pipe having a connecting portion to which each tank is connected, the hydrogen supply pipe being connected to the power generating unit.
【請求項14】 上記発電部は、プロトン伝導体を電解
質として用いた燃料電池であることを特徴とする請求項
12記載の発電装置。
14. The power generation device according to claim 12, wherein the power generation unit is a fuel cell using a proton conductor as an electrolyte.
【請求項15】 上記プロトン伝導体が、プロトンを放
出可能な官能基を導入した炭素クラスタを含むことを特
徴とする請求項14記載の発電装置。
15. The power generator according to claim 14, wherein the proton conductor includes a carbon cluster into which a functional group capable of releasing a proton is introduced.
【請求項16】 水素を燃料として起電力を得る発電部
を内蔵するとともに、当該発電部に水素を供給する燃料
貯蔵部を備えてなる電気機器において、 上記燃料貯蔵部は、水素吸蔵体を収容した棒状のタンク
を基本ユニットとし、電気機器本体に対して着脱自在と
されていることを特徴とする電気機器。
16. An electric device comprising a power storage unit for generating electromotive force using hydrogen as a fuel, the fuel storage unit supplying hydrogen to the power generation unit, wherein the fuel storage unit houses a hydrogen storage body. An electric device characterized by using the rod-shaped tank as a basic unit and being detachable from the main body of the electric device.
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