JP2003221202A - 水素発生装置 - Google Patents
水素発生装置Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水素の発生を迅速に行うと共に水素発生量が
大であり，また廃液の処理が容易である上，触媒として
安価なものを用いて水素発生コストの低減を図り得るよ
うにした水素発生装置を提供する。 【解決手段】 水素発生装置は，Ｍｇ合金粉末ｐよりな
るペレット４２と水１９とを反応させて水素を発生させ
るものであって，下部に貯水部１８を有し，その貯水部
１８の水面２０上方の空間を水素溜め室２１とした密封
容器６と，その密封容器６に付設されて，ペレット４２
を貯水部１８に供給する粉末供給器７を有する。Ｍｇ合
金粉末ｐとしては，粒状Ｍｇと，その粒状Ｍｇの表面お
よび内部に存在する複数の触媒金属微粒子とよりなるＭ
ｇ合金粒子の集合体に水素化処理を施したものが用いら
れる。触媒金属微粒子にはＮｉ微粒子，Ｆｅ微粒子等が
該当する。
大であり，また廃液の処理が容易である上，触媒として
安価なものを用いて水素発生コストの低減を図り得るよ
うにした水素発生装置を提供する。 【解決手段】 水素発生装置は，Ｍｇ合金粉末ｐよりな
るペレット４２と水１９とを反応させて水素を発生させ
るものであって，下部に貯水部１８を有し，その貯水部
１８の水面２０上方の空間を水素溜め室２１とした密封
容器６と，その密封容器６に付設されて，ペレット４２
を貯水部１８に供給する粉末供給器７を有する。Ｍｇ合
金粉末ｐとしては，粒状Ｍｇと，その粒状Ｍｇの表面お
よび内部に存在する複数の触媒金属微粒子とよりなるＭ
ｇ合金粒子の集合体に水素化処理を施したものが用いら
れる。触媒金属微粒子にはＮｉ微粒子，Ｆｅ微粒子等が
該当する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水素発生装置，特
に，水素化された，Ｍｇ合金粉末および純Ｍｇ粉末の一
方と水とを反応させて水素を発生させる装置に関する。
に，水素化された，Ｍｇ合金粉末および純Ｍｇ粉末の一
方と水とを反応させて水素を発生させる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，水素発生装置としてはＮａＢＨ4
（水素化ホウ素ナトリウム）と触媒とを用い，これに水
を作用させるようにしたものが公知である（例えば，特
開２００１−１９９７０１号公報参照）。
（水素化ホウ素ナトリウム）と触媒とを用い，これに水
を作用させるようにしたものが公知である（例えば，特
開２００１−１９９７０１号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
装置においては，ＮａＢＨ4 と水との反応によってＮａ
ＯＨが生成され，その強アルカリ水溶液が廃液となるた
めその処理に多くの手数とコストを要し，また触媒の構
成材料としてＰｔ，Ｐｄ等の貴金属を用いているので水
素発生コストが高い，という問題があるが，それにも拘
らず，前記従来装置の問題点を解決し得る水素発生装置
は未だ開発されていない。
装置においては，ＮａＢＨ4 と水との反応によってＮａ
ＯＨが生成され，その強アルカリ水溶液が廃液となるた
めその処理に多くの手数とコストを要し，また触媒の構
成材料としてＰｔ，Ｐｄ等の貴金属を用いているので水
素発生コストが高い，という問題があるが，それにも拘
らず，前記従来装置の問題点を解決し得る水素発生装置
は未だ開発されていない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は，水素の発生を
迅速に行うと共に水素発生量が大であり，また廃液の処
理が容易である上，触媒として安価なものを用いて水素
発生コストの低減を図り得るようにした前記水素発生装
置を提供することを目的とする。
迅速に行うと共に水素発生量が大であり，また廃液の処
理が容易である上，触媒として安価なものを用いて水素
発生コストの低減を図り得るようにした前記水素発生装
置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，
Ｍｇ合金粉末と水とを反応させて水素を発生させる装置
であって，下部に貯水部を有し，その貯水部の水面上方
の空間を水素溜め室とした少なくとも１つの密封容器
と，その密封容器に付設されて，前記Ｍｇ合金粉末を前
記貯水部に供給する粉末供給器とを有し，前記Ｍｇ合金
粉末として，粒状Ｍｇと，その粒状Ｍｇの表面および内
部に存在する複数の触媒金属微粒子とよりなるＭｇ合金
粒子の集合体に水素化処理を施したものを用い，前記触
媒金属微粒子はＮｉ微粒子，Ｎｉ合金微粒子，Ｆｅ微粒
子，Ｆｅ合金微粒子，Ｖ微粒子，Ｖ合金微粒子，Ｍｎ微
粒子，Ｍｎ合金微粒子，Ｔｉ微粒子，Ｔｉ合金微粒子，
Ｃｕ微粒子，Ｃｕ合金微粒子，Ａｇ微粒子，Ａｇ合金微
粒子，Ｃａ微粒子，Ｃａ合金微粒子，Ｚｎ微粒子，Ｚｎ
合金微粒子，Ｚｒ微粒子，Ｚｒ合金微粒子，Ｃｏ微粒
子，Ｃｏ合金微粒子，Ｃｒ微粒子，Ｃｒ合金微粒子，Ａ
ｌ微粒子およびＡｌ合金微粒子から選択される少なくと
も一種である，水素発生装置が提供される。
Ｍｇ合金粉末と水とを反応させて水素を発生させる装置
であって，下部に貯水部を有し，その貯水部の水面上方
の空間を水素溜め室とした少なくとも１つの密封容器
と，その密封容器に付設されて，前記Ｍｇ合金粉末を前
記貯水部に供給する粉末供給器とを有し，前記Ｍｇ合金
粉末として，粒状Ｍｇと，その粒状Ｍｇの表面および内
部に存在する複数の触媒金属微粒子とよりなるＭｇ合金
粒子の集合体に水素化処理を施したものを用い，前記触
媒金属微粒子はＮｉ微粒子，Ｎｉ合金微粒子，Ｆｅ微粒
子，Ｆｅ合金微粒子，Ｖ微粒子，Ｖ合金微粒子，Ｍｎ微
粒子，Ｍｎ合金微粒子，Ｔｉ微粒子，Ｔｉ合金微粒子，
Ｃｕ微粒子，Ｃｕ合金微粒子，Ａｇ微粒子，Ａｇ合金微
粒子，Ｃａ微粒子，Ｃａ合金微粒子，Ｚｎ微粒子，Ｚｎ
合金微粒子，Ｚｒ微粒子，Ｚｒ合金微粒子，Ｃｏ微粒
子，Ｃｏ合金微粒子，Ｃｒ微粒子，Ｃｒ合金微粒子，Ａ
ｌ微粒子およびＡｌ合金微粒子から選択される少なくと
も一種である，水素発生装置が提供される。
【０００６】前記構造を有するＭｇ合金粉末は，水素化
処理において，触媒金属微粒子の水素化促進機能を得て
比較的多量の水素を吸蔵する。
処理において，触媒金属微粒子の水素化促進機能を得て
比較的多量の水素を吸蔵する。
【０００７】水素発生に当っては，粉末供給器からＭｇ
合金粉末を貯水部に供給する。触媒金属微粒子は粒状Ｍ
ｇにおいて，水素過電圧の低いカソード部を形成してＭ
ｇを速やかに水酸化物［Ｍｇ（ＯＨ）2 ］にする作用を
なす。これにより，ＭｇＨ2の加水分解が促進されるの
で，水素の発生が迅速に行われ，また水素発生量も大と
なり，その水素は水素溜め室に溜められる。この場合，
廃液は貯水部に溜まるが，それはＭｇ（ＯＨ）2 水溶液
であるからその処理が容易である。
合金粉末を貯水部に供給する。触媒金属微粒子は粒状Ｍ
ｇにおいて，水素過電圧の低いカソード部を形成してＭ
ｇを速やかに水酸化物［Ｍｇ（ＯＨ）2 ］にする作用を
なす。これにより，ＭｇＨ2の加水分解が促進されるの
で，水素の発生が迅速に行われ，また水素発生量も大と
なり，その水素は水素溜め室に溜められる。この場合，
廃液は貯水部に溜まるが，それはＭｇ（ＯＨ）2 水溶液
であるからその処理が容易である。
【０００８】その上，前記のような触媒金属微粒子は貴
金属触媒に比べて安価であるから水素発生コストの低減
を図ることができる。
金属触媒に比べて安価であるから水素発生コストの低減
を図ることができる。
【０００９】本発明は，廃液の処理が容易である上，触
媒を不要にして水素発生コストの低減を図り得るように
した前記水素発生装置を提供することを目的とする。
媒を不要にして水素発生コストの低減を図り得るように
した前記水素発生装置を提供することを目的とする。
【００１０】前記目的を達成するため本発明によれば，
純Ｍｇ粉末と水とを反応させて水素を発生させる装置で
あって，下部に貯水部を有し，その貯水部の水面上方の
空間を水素溜め室とした少なくとも１つの密封容器と，
その密封容器に付設されて，前記純Ｍｇ粉末を前記貯水
部に供給する粉末供給器とを有し，前記純Ｍｇ粉末とし
て，純Ｍｇ粒子の集合体に水素化処理を施したものを用
いる，水素発生装置が提供される。
純Ｍｇ粉末と水とを反応させて水素を発生させる装置で
あって，下部に貯水部を有し，その貯水部の水面上方の
空間を水素溜め室とした少なくとも１つの密封容器と，
その密封容器に付設されて，前記純Ｍｇ粉末を前記貯水
部に供給する粉末供給器とを有し，前記純Ｍｇ粉末とし
て，純Ｍｇ粒子の集合体に水素化処理を施したものを用
いる，水素発生装置が提供される。
【００１１】水素発生に当っては，粉末供給器から純Ｍ
ｇ粉末を貯水部に供給すると水素が発生し，その水素は
水素溜め室に溜められる。この場合，廃液は貯水部に溜
まるが，それはＭｇ（ＯＨ）2 水溶液であるからその処
理が容易である。その上，触媒を用いないので，それに
応じて水素発生コストを低減することができる。
ｇ粉末を貯水部に供給すると水素が発生し，その水素は
水素溜め室に溜められる。この場合，廃液は貯水部に溜
まるが，それはＭｇ（ＯＨ）2 水溶液であるからその処
理が容易である。その上，触媒を用いないので，それに
応じて水素発生コストを低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１において，水素発生装置１
は，水素化物であるＭｇ合金粉末と水とを反応させて水
素を発生させる，といった方法を実施するために用いら
れる。その水素発生装置１は複数の水素発生用ユニット
２を備え，それらユニット２は保持部材３に着脱可能に
保持される。各ユニット２は，保持部材３に保持された
状態において，１つの配管４を介し燃料電池Ｆに接続さ
れ，その配管４にはレギュレータ，制御弁等を有する制
御装置Ｃが設けられる。
は，水素化物であるＭｇ合金粉末と水とを反応させて水
素を発生させる，といった方法を実施するために用いら
れる。その水素発生装置１は複数の水素発生用ユニット
２を備え，それらユニット２は保持部材３に着脱可能に
保持される。各ユニット２は，保持部材３に保持された
状態において，１つの配管４を介し燃料電池Ｆに接続さ
れ，その配管４にはレギュレータ，制御弁等を有する制
御装置Ｃが設けられる。
【００１３】図２〜５にも示すように，各ユニット２は
密封容器６と，その密封容器６に付設された粉末供給器
７とを有する。密封容器６は上面に開口部８を有する器
体９と，その開口部８をシール部材１０を介して密封す
る蓋板１１とを有し，その蓋板１１は複数のねじ１２に
よって器体９に取付けられる。
密封容器６と，その密封容器６に付設された粉末供給器
７とを有する。密封容器６は上面に開口部８を有する器
体９と，その開口部８をシール部材１０を介して密封す
る蓋板１１とを有し，その蓋板１１は複数のねじ１２に
よって器体９に取付けられる。
【００１４】器体９は，上，下方向に長い長方形の前板
１３と，前板１３よりも上，下方向に長い長方形の後板
１４と，前板１３の下縁から後板１４側に延びる長方形
で下り勾配の傾斜底板１５と，傾斜底板１５の後縁およ
び後板１４の下縁間を繋ぐ長方形の水平底板１６と，前
板１３，後板１４，傾斜底板１５および水平底板１６に
よる両側面開口を閉じる２つの五角形の側板１７とより
なる。器体９内下部，実施例では前板１３の下部で，且
つ傾斜底板１５の上縁近傍部よりも下側が貯水部１８で
あって，そこに水１９が溜められている。その水面２０
よりも上方の空間は水素溜め室２１として機能する。
１３と，前板１３よりも上，下方向に長い長方形の後板
１４と，前板１３の下縁から後板１４側に延びる長方形
で下り勾配の傾斜底板１５と，傾斜底板１５の後縁およ
び後板１４の下縁間を繋ぐ長方形の水平底板１６と，前
板１３，後板１４，傾斜底板１５および水平底板１６に
よる両側面開口を閉じる２つの五角形の側板１７とより
なる。器体９内下部，実施例では前板１３の下部で，且
つ傾斜底板１５の上縁近傍部よりも下側が貯水部１８で
あって，そこに水１９が溜められている。その水面２０
よりも上方の空間は水素溜め室２１として機能する。
【００１５】実施例では粉末供給器７は，密封容器６内
の水素溜め室２１に配置されていて，その密封容器６の
一部を利用して構成されている。即ち，粉末供給器７の
小器体２２は，前板１３の上部側を用いた長方形の前板
２３と，その前板２３と対向するように密封容器６の
前，後板１３，１４間に配置された長方形の後板２４
と，前板２３の下縁から後板２４側に延びる長方形で下
り勾配の前部傾斜底板２５と，後板２４の下縁から前板
２３側に延びる長方形で下り勾配の後部傾斜底板２６
と，前板２３，後板２４，前部傾斜底板２５および後部
傾斜底板２６による両側面開口を閉じるべく，密封容器
６の２つの側板１７の前側上部を用いた２つの側板２７
とよりなる。前，後部傾斜底板２５，２６の両下縁間に
両側板２７との協働で四角形の供給口２８が区画され
る。前，後部傾斜底板２５，２６の下縁および密封容器
６の両側板１７に，供給口２８に臨む開口部２９を持つ
厚板状弁ガイド部板３０が取付けられ，その弁ガイド部
板３０の一端部は前板１３の長孔３１に嵌着されてい
る。弁ガイド部材３０は，開口部２９を含み，且つ前板
１３外面側の端面に開口する扁平なガイド孔３２を有
し，そのガイド孔３２に板状弁３３が摺動自在に嵌合さ
れる。板状弁３３の操作部３４は，その板状弁３３の弁
部３５により供給口２８を閉じた状態において密封容器
６の前板１３外面より突出する。板状弁３３の操作部３
４近傍において，ガイド孔３２内壁には板状弁３３と密
着する環状シール部材３６が配置されており，このシー
ル部材３６は水素の密閉容器６外への漏れを防止する。
の水素溜め室２１に配置されていて，その密封容器６の
一部を利用して構成されている。即ち，粉末供給器７の
小器体２２は，前板１３の上部側を用いた長方形の前板
２３と，その前板２３と対向するように密封容器６の
前，後板１３，１４間に配置された長方形の後板２４
と，前板２３の下縁から後板２４側に延びる長方形で下
り勾配の前部傾斜底板２５と，後板２４の下縁から前板
２３側に延びる長方形で下り勾配の後部傾斜底板２６
と，前板２３，後板２４，前部傾斜底板２５および後部
傾斜底板２６による両側面開口を閉じるべく，密封容器
６の２つの側板１７の前側上部を用いた２つの側板２７
とよりなる。前，後部傾斜底板２５，２６の両下縁間に
両側板２７との協働で四角形の供給口２８が区画され
る。前，後部傾斜底板２５，２６の下縁および密封容器
６の両側板１７に，供給口２８に臨む開口部２９を持つ
厚板状弁ガイド部板３０が取付けられ，その弁ガイド部
板３０の一端部は前板１３の長孔３１に嵌着されてい
る。弁ガイド部材３０は，開口部２９を含み，且つ前板
１３外面側の端面に開口する扁平なガイド孔３２を有
し，そのガイド孔３２に板状弁３３が摺動自在に嵌合さ
れる。板状弁３３の操作部３４は，その板状弁３３の弁
部３５により供給口２８を閉じた状態において密封容器
６の前板１３外面より突出する。板状弁３３の操作部３
４近傍において，ガイド孔３２内壁には板状弁３３と密
着する環状シール部材３６が配置されており，このシー
ル部材３６は水素の密閉容器６外への漏れを防止する。
【００１６】密封容器６の器体９における開口部８は，
粉末供給器７の後板２４と一体で，且つ両側板１７間に
渡された平板状部３７によって水入口３８と粉末入口３
９とに区画され，その粉末入口３９は蓋板１１の前部側
により，また水入口３８は蓋板１１の後部側によってそ
れぞれ開閉される。したがって開口部８を密封するため
のシール部材１０は，その開口部８の周縁部分に配置さ
れる長方形の枠状部４０と，その枠状部４０の長辺側対
向部間を連結して平板状部３７に配置される繋ぎ部４１
とよりなる。Ｍｇ合金粉末ｐはペレット４２に成形され
て，小器体２２内に収納されている。
粉末供給器７の後板２４と一体で，且つ両側板１７間に
渡された平板状部３７によって水入口３８と粉末入口３
９とに区画され，その粉末入口３９は蓋板１１の前部側
により，また水入口３８は蓋板１１の後部側によってそ
れぞれ開閉される。したがって開口部８を密封するため
のシール部材１０は，その開口部８の周縁部分に配置さ
れる長方形の枠状部４０と，その枠状部４０の長辺側対
向部間を連結して平板状部３７に配置される繋ぎ部４１
とよりなる。Ｍｇ合金粉末ｐはペレット４２に成形され
て，小器体２２内に収納されている。
【００１７】図６，７に示すように保持部材３は，横方
向に長い長方形状の後板４３と，その後板４３の両端部
から前方に延び，且つ密封容器６の両側板１７に対応す
る形状を持つ両側枠４４と，後板４３の上縁および両側
枠４４の上縁間を繋ぐ上枠４５と，後板４３の下縁およ
び両側枠４４の下縁間を繋ぎ，且つ密封容器６の水平底
板１６に対応する下板４６とよりなる。上枠４５におけ
る後板４３側の板状部４７は密封容器６における蓋板１
１の後部上面に接触するもので，その板状部４７の下面
および下板４６の上面に各ユニット２の位置を決める複
数の凸条４８，４９が相対向するように形成されてい
る。
向に長い長方形状の後板４３と，その後板４３の両端部
から前方に延び，且つ密封容器６の両側板１７に対応す
る形状を持つ両側枠４４と，後板４３の上縁および両側
枠４４の上縁間を繋ぐ上枠４５と，後板４３の下縁およ
び両側枠４４の下縁間を繋ぎ，且つ密封容器６の水平底
板１６に対応する下板４６とよりなる。上枠４５におけ
る後板４３側の板状部４７は密封容器６における蓋板１
１の後部上面に接触するもので，その板状部４７の下面
および下板４６の上面に各ユニット２の位置を決める複
数の凸条４８，４９が相対向するように形成されてい
る。
【００１８】保持部材３の後板４３上部において，各ユ
ニット２に対応する位置にクイックコネクタ５０の一方
の半体５１がその差込み部５２を後板４３内面に突出さ
せて配置されており，後板４３外面に突出する各接続部
５３は配管４の一部である１つの導管５４に接続され
る。
ニット２に対応する位置にクイックコネクタ５０の一方
の半体５１がその差込み部５２を後板４３内面に突出さ
せて配置されており，後板４３外面に突出する各接続部
５３は配管４の一部である１つの導管５４に接続され
る。
【００１９】一方，図４に示すように各ユニット２にお
いて，密封容器６の後板１４上部にはクイックコネクタ
５０の他方の半体５５がその導入筒部５６を水素溜め室
２１内に突出させて配置されており，その受口５７は後
板１４外面に開口する。
いて，密封容器６の後板１４上部にはクイックコネクタ
５０の他方の半体５５がその導入筒部５６を水素溜め室
２１内に突出させて配置されており，その受口５７は後
板１４外面に開口する。
【００２０】図８に示すように，各ユニット２は，その
クイックコネクタ５０の半体５５を保持部材３のクイッ
クコネクタ５０の半体５１に向けて，両側枠４４間より
上枠４５の板状部４７および下板４６間に両凸条４８，
４９をガイドとして装着される。これにより，クイック
コネクタ５０の差込み部５２が受口５７に嵌合して水素
溜め室２１と配管４とがクイックコネクタ５０を介して
接続される。
クイックコネクタ５０の半体５５を保持部材３のクイッ
クコネクタ５０の半体５１に向けて，両側枠４４間より
上枠４５の板状部４７および下板４６間に両凸条４８，
４９をガイドとして装着される。これにより，クイック
コネクタ５０の差込み部５２が受口５７に嵌合して水素
溜め室２１と配管４とがクイックコネクタ５０を介して
接続される。
【００２１】水素を発生させる場合には，板状弁３３に
よって供給口２８を開放すると，ペレット４２が水中に
落下し，ＭｇＨ2 ＋２Ｈ2 Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）2 ＋２Ｈ2
の反応が生じて水素が発生し，またＭｇ（ＯＨ）2 は水
平底板１６および傾斜底板１５上に溜まる。水素は制御
装置Ｃを有する配管４を経て燃料電池Ｆに供給され，そ
こで燃料として用いられる。水素発生量の増減は，落下
させるペレット４２の数により調整し，また水素の残量
はペレット使用量から算出される。
よって供給口２８を開放すると，ペレット４２が水中に
落下し，ＭｇＨ2 ＋２Ｈ2 Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）2 ＋２Ｈ2
の反応が生じて水素が発生し，またＭｇ（ＯＨ）2 は水
平底板１６および傾斜底板１５上に溜まる。水素は制御
装置Ｃを有する配管４を経て燃料電池Ｆに供給され，そ
こで燃料として用いられる。水素発生量の増減は，落下
させるペレット４２の数により調整し，また水素の残量
はペレット使用量から算出される。
【００２２】ユニット２の交換に当っては，その使用済
ユニット２を両側枠４４の外方へ引張って，ユニット２
側のクイックコネクタ５０の半体５５を保持部材３側の
半体５１から離脱させ，新たなユニット２を保持部材３
に装着する。使用済ユニット２については，再度の使用
に備えるべく，その密閉容器６からのＭｇ（ＯＨ）2水
溶液の排出，密閉容器６の洗浄乾燥，密閉容器６への新
たな水１９の注入および新たなペレット４２の装入等が
行われる。
ユニット２を両側枠４４の外方へ引張って，ユニット２
側のクイックコネクタ５０の半体５５を保持部材３側の
半体５１から離脱させ，新たなユニット２を保持部材３
に装着する。使用済ユニット２については，再度の使用
に備えるべく，その密閉容器６からのＭｇ（ＯＨ）2水
溶液の排出，密閉容器６の洗浄乾燥，密閉容器６への新
たな水１９の注入および新たなペレット４２の装入等が
行われる。
【００２３】なお，粉末供給器７は密封容器６外に在っ
てもよく，またそれらはユニット２を構成しないことも
ある。前記Ｍｇ合金粉末ｐよりなるペレット４２を水素
化純Ｍｇ粉末よりなるペレットと交換して別の水素発生
装置を構成することが可能である。
てもよく，またそれらはユニット２を構成しないことも
ある。前記Ｍｇ合金粉末ｐよりなるペレット４２を水素
化純Ｍｇ粉末よりなるペレットと交換して別の水素発生
装置を構成することが可能である。
【００２４】前記Ｍｇ合金粉末としては，図９に示すよ
うに，粒状Ｍｇ５８と，その粒状Ｍｇ５８の表面および
内部に存在する複数の触媒金属微粒子５９とよりなるＭ
ｇ合金粒子６０の集合体に水素化処理を施したものが用
いられる。触媒金属微粒子５９にはＮｉ微粒子，Ｎｉ合
金微粒子，Ｆｅ微粒子，Ｆｅ合金微粒子，Ｖ微粒子，Ｖ
合金微粒子，Ｍｎ微粒子，Ｍｎ合金微粒子，Ｔｉ微粒
子，Ｔｉ合金微粒子，Ｃｕ微粒子，Ｃｕ合金微粒子，Ａ
ｇ微粒子，Ａｇ合金微粒子，Ｃａ微粒子，Ｃａ合金微粒
子，Ｚｎ微粒子，Ｚｎ合金微粒子，Ｚｒ微粒子，Ｚｒ合
金微粒子，Ｃｏ微粒子，Ｃｏ合金微粒子，Ｃｒ微粒子，
Ｃｒ合金微粒子，Ａｌ微粒子およびＡｌ合金微粒子から
選択される少なくとも一種が該当する。
うに，粒状Ｍｇ５８と，その粒状Ｍｇ５８の表面および
内部に存在する複数の触媒金属微粒子５９とよりなるＭ
ｇ合金粒子６０の集合体に水素化処理を施したものが用
いられる。触媒金属微粒子５９にはＮｉ微粒子，Ｎｉ合
金微粒子，Ｆｅ微粒子，Ｆｅ合金微粒子，Ｖ微粒子，Ｖ
合金微粒子，Ｍｎ微粒子，Ｍｎ合金微粒子，Ｔｉ微粒
子，Ｔｉ合金微粒子，Ｃｕ微粒子，Ｃｕ合金微粒子，Ａ
ｇ微粒子，Ａｇ合金微粒子，Ｃａ微粒子，Ｃａ合金微粒
子，Ｚｎ微粒子，Ｚｎ合金微粒子，Ｚｒ微粒子，Ｚｒ合
金微粒子，Ｃｏ微粒子，Ｃｏ合金微粒子，Ｃｒ微粒子，
Ｃｒ合金微粒子，Ａｌ微粒子およびＡｌ合金微粒子から
選択される少なくとも一種が該当する。
【００２５】Ｍｇ合金粉末における触媒金属微粒子５９
の含有量Ｇは０．１原子％≦Ｇ≦５．０原子％に設定さ
れる。その含有量ＧがＧ＜０．１原子％では添加効果が
なく，一方，Ｇ＞５．０原子％では水素発生量が減少す
るため実用性がない。触媒金属微粒子５９の含有量Ｇ
は，好ましくは０．３原子％≦Ｇ≦１．０原子％であ
る。Ｍｇ合金粉末はメカニカルアロイングの適用下で製
造されるので，粒状Ｍｇ５８の粒径Ｄは１μｍ≦Ｄ≦５
００μｍ，また触媒金属微粒子５９の粒径ｄは１０ｎｍ
≦ｄ≦５００ｎｍが適当である。この場合，粒径Ｄ，ｄ
とは，顕微鏡写真における粒状Ｍｇ等の最長部分の長さ
（最大わたし径）とする。
の含有量Ｇは０．１原子％≦Ｇ≦５．０原子％に設定さ
れる。その含有量ＧがＧ＜０．１原子％では添加効果が
なく，一方，Ｇ＞５．０原子％では水素発生量が減少す
るため実用性がない。触媒金属微粒子５９の含有量Ｇ
は，好ましくは０．３原子％≦Ｇ≦１．０原子％であ
る。Ｍｇ合金粉末はメカニカルアロイングの適用下で製
造されるので，粒状Ｍｇ５８の粒径Ｄは１μｍ≦Ｄ≦５
００μｍ，また触媒金属微粒子５９の粒径ｄは１０ｎｍ
≦ｄ≦５００ｎｍが適当である。この場合，粒径Ｄ，ｄ
とは，顕微鏡写真における粒状Ｍｇ等の最長部分の長さ
（最大わたし径）とする。
【００２６】（Ａ）−１．Ｍｇ合金粉末の製造
純度が９９．９％であり，且つ粒径Ｄ0 がＤ0 ≦１８０
μｍの粒状Ｍｇの集合体と，純度が９９．９％であり，
且つ粒径ｄが１０ｎｍ≦ｄ≦１００ｎｍのＮｉ微粒子の
集合体と，純度が９９．９％であり，且つ粒径ｄが１０
ｎｍ≦ｄ≦２００ｎｍのＦｅ微粒子の集合体を用意し
た。そして，これらを秤量混合して，Ｍｇ 99.5Ｎｉ0.33
Ｆｅ0.17（数値の単位は原子％）の合金組成を有する混
合粉末を得た。
μｍの粒状Ｍｇの集合体と，純度が９９．９％であり，
且つ粒径ｄが１０ｎｍ≦ｄ≦１００ｎｍのＮｉ微粒子の
集合体と，純度が９９．９％であり，且つ粒径ｄが１０
ｎｍ≦ｄ≦２００ｎｍのＦｅ微粒子の集合体を用意し
た。そして，これらを秤量混合して，Ｍｇ 99.5Ｎｉ0.33
Ｆｅ0.17（数値の単位は原子％）の合金組成を有する混
合粉末を得た。
【００２７】混合粉末を横型ボールミル（Ｈｏｎｄａ
製）の容量２５００mlのポット（ＪＩＳ ＳＵＳ３１６
製）に直径１０mmのボール（ＪＩＳ ＳＵＳ３１６製）
９９０個と共に入れ，ポット内を２ＭＰａの水素ガス雰
囲気に保持して，ポット回転数７０rpm ，ミリング時間
ｔ １５分間の条件でボールミリングを行った。この場
合，ポット内には重力加速度ＧP の３倍の加速度３Ｇが
発生していた。ボールミリング後，大気中でＭｇ合金粉
末を採取した。Ｍｇ合金粉末は，そのボールミリング過
程において水素化されているので，それに，３５０℃，
１時間の条件で真空引きを行う脱水素化処理を施した。
製）の容量２５００mlのポット（ＪＩＳ ＳＵＳ３１６
製）に直径１０mmのボール（ＪＩＳ ＳＵＳ３１６製）
９９０個と共に入れ，ポット内を２ＭＰａの水素ガス雰
囲気に保持して，ポット回転数７０rpm ，ミリング時間
ｔ １５分間の条件でボールミリングを行った。この場
合，ポット内には重力加速度ＧP の３倍の加速度３Ｇが
発生していた。ボールミリング後，大気中でＭｇ合金粉
末を採取した。Ｍｇ合金粉末は，そのボールミリング過
程において水素化されているので，それに，３５０℃，
１時間の条件で真空引きを行う脱水素化処理を施した。
【００２８】Ｍｇ合金粉末について，ＳＥＭおよびＴＥ
Ｍ観察を行ったところ，粒状Ｍｇ５８は，ボールミリン
グにより粉砕されて粒径が減少したり，また凝集固着に
よって粒径が増加したりしており，その粒状Ｍｇ５８の
粒径Ｄは２μｍ≦Ｄ≦３００μｍの範囲にあることが判
明した。ＮｉおよびＦｅ微粒子５９については，粒径の
減少は生じていなかった。またＭｇ合金粉末を構成する
Ｍｇ合金粒子６０は，粒状Ｍｇ５８の表面および内部に
複数の黒点状のＮｉおよびＦｅ微粒子５９が存在するも
のであることも判明した。
Ｍ観察を行ったところ，粒状Ｍｇ５８は，ボールミリン
グにより粉砕されて粒径が減少したり，また凝集固着に
よって粒径が増加したりしており，その粒状Ｍｇ５８の
粒径Ｄは２μｍ≦Ｄ≦３００μｍの範囲にあることが判
明した。ＮｉおよびＦｅ微粒子５９については，粒径の
減少は生じていなかった。またＭｇ合金粉末を構成する
Ｍｇ合金粒子６０は，粒状Ｍｇ５８の表面および内部に
複数の黒点状のＮｉおよびＦｅ微粒子５９が存在するも
のであることも判明した。
【００２９】（Ａ）−２．Ｍｇ合金粉末の水素化とその
粉末の温度変化 Ｍｇ合金粉末を容器内に入れ，次いでその粉末の温度を
２５０℃一定に保持し，その後容器内に水素を導入して
容器内圧が１ＭＰａまで上昇したとき水素導入を中止す
ると共にＭｇ合金粉末の２５０℃保持を解除して，Ｍｇ
合金粉末の温度を測定したところ，図１０の結果を得
た。図１０より，Ｍｇ合金粉末はその水素化，つまり水
素吸蔵に伴い発熱し，その温度は水素導入中止後約４０
sec で約３１０℃まで上昇することが判明した。したが
って，この温度以下にＭｇ合金粉末を保持し，且つ加圧
下（０．１ＭＰａ以上）にて，その粉末に水素を吸蔵さ
せることが可能となる。
粉末の温度変化 Ｍｇ合金粉末を容器内に入れ，次いでその粉末の温度を
２５０℃一定に保持し，その後容器内に水素を導入して
容器内圧が１ＭＰａまで上昇したとき水素導入を中止す
ると共にＭｇ合金粉末の２５０℃保持を解除して，Ｍｇ
合金粉末の温度を測定したところ，図１０の結果を得
た。図１０より，Ｍｇ合金粉末はその水素化，つまり水
素吸蔵に伴い発熱し，その温度は水素導入中止後約４０
sec で約３１０℃まで上昇することが判明した。したが
って，この温度以下にＭｇ合金粉末を保持し，且つ加圧
下（０．１ＭＰａ以上）にて，その粉末に水素を吸蔵さ
せることが可能となる。
【００３０】（Ａ）−３．Ｍｇ合金粉末の水素化処理
Ｍｇ合金粉末を容器内に入れ，次いでその粉末の温度を
３１０℃一定に保持すると共にその容器内に水素を導入
してその容器内圧を１ＭＰａ一定に保持し，この状態に
おいて，Ｍｇ合金粉末による水素吸蔵量を２０sec 経過
毎に容器内圧力変化として測定したところ，図１１の結
果を得た。図１１より，Ｍｇ合金粉末の水素吸蔵量は，
水素化開始後約１時間で最大水素吸蔵量約７．４ｗｔ％
に達することが判明した。
３１０℃一定に保持すると共にその容器内に水素を導入
してその容器内圧を１ＭＰａ一定に保持し，この状態に
おいて，Ｍｇ合金粉末による水素吸蔵量を２０sec 経過
毎に容器内圧力変化として測定したところ，図１１の結
果を得た。図１１より，Ｍｇ合金粉末の水素吸蔵量は，
水素化開始後約１時間で最大水素吸蔵量約７．４ｗｔ％
に達することが判明した。
【００３１】（Ａ）−４．Ｍｇ合金粉末等の水素放出
水素化処理後のＭｇ合金粉末０．１ｇを８５℃に保温さ
れた容器内に入れ，次いでその容器内に８５℃の蒸留水
５ｃｃを注入し，ＭｇＨ2 ＋２Ｈ2 Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）2
＋２Ｈ2 の反応を生じさせて水素発生量を測定したとこ
ろ，図１２，線ａの結果を得た。この場合，水素発生量
の理論値は１６５ｃｃであるが，反応開始後５分間で理
論値の９０％以上の水素が発生した。このような迅速な
水素の発生は，触媒金属微粒子であるＦｅ，Ｎｉ微粒子
の存在に起因する。
れた容器内に入れ，次いでその容器内に８５℃の蒸留水
５ｃｃを注入し，ＭｇＨ2 ＋２Ｈ2 Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）2
＋２Ｈ2 の反応を生じさせて水素発生量を測定したとこ
ろ，図１２，線ａの結果を得た。この場合，水素発生量
の理論値は１６５ｃｃであるが，反応開始後５分間で理
論値の９０％以上の水素が発生した。このような迅速な
水素の発生は，触媒金属微粒子であるＦｅ，Ｎｉ微粒子
の存在に起因する。
【００３２】図１２，線ｂは，純Ｍｇ粒子の集合体に水
素化処理を施して得られた純Ｍｇ粉末を用いた場合に該
当する。この水素化処理条件は，純Ｍｇ粉末の温度４０
０℃，容器内圧４ＭＰａ（一定）に設定された。水素放
出条件は線ａのときと同じである。この場合は，触媒金
属微粒子を用いないことに起因して水素発生速度が線ａ
に比べて遅くなる。
素化処理を施して得られた純Ｍｇ粉末を用いた場合に該
当する。この水素化処理条件は，純Ｍｇ粉末の温度４０
０℃，容器内圧４ＭＰａ（一定）に設定された。水素放
出条件は線ａのときと同じである。この場合は，触媒金
属微粒子を用いないことに起因して水素発生速度が線ａ
に比べて遅くなる。
【００３３】（Ｂ）内容積８００ｃｃの密封容器６を用
意し，またＭｇ合金粉末ｐより１０ｇのペレット４２を
複数成形した。２０個のペレット４２を粉末供給器７に
装入し，また貯水部１８に４００ｃｃの蒸留水１９を注
入し，次いで全部のペレット４２を蒸留水１９中に落下
させて水素の発生を行ったところ，水素発生量は２８ｇ
（３１４Ｌ）であることが判明した。
意し，またＭｇ合金粉末ｐより１０ｇのペレット４２を
複数成形した。２０個のペレット４２を粉末供給器７に
装入し，また貯水部１８に４００ｃｃの蒸留水１９を注
入し，次いで全部のペレット４２を蒸留水１９中に落下
させて水素の発生を行ったところ，水素発生量は２８ｇ
（３１４Ｌ）であることが判明した。
【００３４】なお，水としては蒸留水の外に，ＮａＣｌ
水溶液，ＣａＣｌ2 水溶液，ＭｇＣｌ2 水溶液等のイオ
ン水溶液を用いることも可能である。
水溶液，ＣａＣｌ2 水溶液，ＭｇＣｌ2 水溶液等のイオ
ン水溶液を用いることも可能である。
【００３５】
【発明の効果】請求項１，３〜７記載の発明によれば，
特定の水素化Ｍｇ合金粉末を用いることによって，水素
の発生を迅速に行い，また水素発生量も多く，さらに廃
液処理が容易で，その上水素発生コストを低減し得る，
構成の簡単な水素発生装置を提供することができる。
特定の水素化Ｍｇ合金粉末を用いることによって，水素
の発生を迅速に行い，また水素発生量も多く，さらに廃
液処理が容易で，その上水素発生コストを低減し得る，
構成の簡単な水素発生装置を提供することができる。
【００３６】請求項２〜６，８記載の発明によれば，水
素化純Ｍｇ粉末を用いることによって，廃液処理が容易
で，水素発生コストを低減し得る，構成の簡単な水素発
生装置を提供することができる。
素化純Ｍｇ粉末を用いることによって，廃液処理が容易
で，水素発生コストを低減し得る，構成の簡単な水素発
生装置を提供することができる。
【図１】水素発生装置の平面図である。
【図２】水素発生用ユニットの斜視図である。
【図３】水素発生用ユニットの平面図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】保持部材の斜視図である。
【図７】要部を破断した，図６の７矢視図である。
【図８】保持部材とユニットとの関係を示す説明図で，
図６の８−８線断面図に相当する。
図６の８−８線断面図に相当する。
【図９】Ｍｇ合金粒子の説明図である。
【図１０】時間とＭｇ合金粉末の温度との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図１１】時間と水素吸蔵量との関係を示すグラフであ
る。
る。
【図１２】時間と水素発生量との関係を示すグラフであ
る。
る。
１…………水素発生装置
２…………ユニット
３…………保持部材
６…………密封容器
７…………粉末供給器
１８………貯水部
１９………水
２１………水素溜め室
４２………ペレットＭｇ合金粉末
５８………粒状Ｍｇ
５９………触媒金属粒子
６０………Ｍｇ合金粒子
Ｆ…………燃料電池
ｐ…………Ｍｇ合金粉末
フロントページの続き
(72)発明者 鈴木 貴紀
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会
社本田技術研究所内
(72)発明者 磯辺 武揚
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会
社本田技術研究所内
Ｆターム(参考） 5H027 AA02 BA14
Claims (8)
- 【請求項１】 Ｍｇ合金粉末（ｐ）と水（１９）とを反
応させて水素を発生させる装置であって，下部に貯水部
（１８）を有し，その貯水部（１８）の水面（２０）上
方の空間を水素溜め室（２１）とした少なくとも１つの
密封容器（６）と，その密封容器（６）に付設されて，
前記Ｍｇ合金粉末（ｐ）を前記貯水部（１８）に供給す
る粉末供給器（７）とを有し，前記Ｍｇ合金粉末（ｐ）
として，粒状Ｍｇ（５８）と，その粒状Ｍｇ（５８）の
表面および内部に存在する複数の触媒金属微粒子（５
９）とよりなるＭｇ合金粒子（６０）の集合体に水素化
処理を施したものを用い，前記触媒金属微粒子（５９）
はＮｉ微粒子，Ｎｉ合金微粒子，Ｆｅ微粒子，Ｆｅ合金
微粒子，Ｖ微粒子，Ｖ合金微粒子，Ｍｎ微粒子，Ｍｎ合
金微粒子，Ｔｉ微粒子，Ｔｉ合金微粒子，Ｃｕ微粒子，
Ｃｕ合金微粒子，Ａｇ微粒子，Ａｇ合金微粒子，Ｃａ微
粒子，Ｃａ合金微粒子，Ｚｎ微粒子，Ｚｎ合金微粒子，
Ｚｒ微粒子，Ｚｒ合金微粒子，Ｃｏ微粒子，Ｃｏ合金微
粒子，Ｃｒ微粒子，Ｃｒ合金微粒子，Ａｌ微粒子および
Ａｌ合金微粒子から選択される少なくとも一種であるこ
とを特徴とする水素発生装置。 - 【請求項２】 純Ｍｇ粉末と水（１９）とを反応させて
水素を発生させる装置であって，下部に貯水部（１８）
を有し，その貯水部（１８）の水面（２０）上方の空間
を水素溜め室（２１）とした少なくとも１つの密封容器
（６）と，その密封容器（６）に付設されて，前記純Ｍ
ｇ粉末を前記貯水部（１８）に供給する粉末供給器
（７）とを有し，前記純Ｍｇ粉末として，純Ｍｇ粒子の
集合体に水素化処理を施したものを用いることを特徴と
する水素発生装置。 - 【請求項３】 前期密封容器（６）と粉末供給器（７）
とが１つのユニット（２）を構成し，そのユニット
（２）を複数備えている，請求項１または２記載の水素
発生装置。 - 【請求項４】 前記粉末供給器（７）を前記密封容器
（６）内に配置した，請求項１，２または３記載の水素
発生装置。 - 【請求項５】 前記各ユニット（２）は１つの保持部材
（３）に着脱可能である，請求項３または４記載の水素
発生装置。 - 【請求項６】 前記各ユニット（２）の水素溜め室（２
１）は１つの配管（４）を介して燃料電池（Ｆ）に接続
される，請求項３，４または５記載の水素発生装置。 - 【請求項７】 前記Ｍｇ合金粉末（ｐ）より成形された
ペレット（４２）を用いる，請求項１，３，４，５また
は６記載の水素発生装置。 - 【請求項８】 前記純Ｍｇ粉末より成形されたペレット
を用いる，請求項２，３，４，５または６記載の水素発
生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002021687A JP2003221202A (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 水素発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002021687A JP2003221202A (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 水素発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003221202A true JP2003221202A (ja) | 2003-08-05 |
Family
ID=27744855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002021687A Pending JP2003221202A (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 水素発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003221202A (ja) |
Cited By (14)
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-
2002
- 2002-01-30 JP JP2002021687A patent/JP2003221202A/ja active Pending
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