JP2003262300A - Hydrogen storage device and manufacturing method thereof - Google Patents

Hydrogen storage device and manufacturing method thereof

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JP2003262300A
JP2003262300A JP2002063485A JP2002063485A JP2003262300A JP 2003262300 A JP2003262300 A JP 2003262300A JP 2002063485 A JP2002063485 A JP 2002063485A JP 2002063485 A JP2002063485 A JP 2002063485A JP 2003262300 A JP2003262300 A JP 2003262300A
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JP
Japan
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hydrogen
hydrogen storage
coating
storage alloy
gas
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Japanese (ja)
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Takashi Ogawara
孝 大河原
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Toshiba Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Engineering Corp
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Publication date
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  • Fuel Cell (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a fine powder of a hydrogen storage alloy from being mixed into a hydrogen gas. <P>SOLUTION: In a device to store the hydrogen gas by using the hydrogen storage alloy, the device has a base material 11 made of a material excellent in heat conductivity, a hydrogen storage alloy coating 12 formed on the surface of the base material 11, and moreover, a metal coating 13 formed with the thickness enough to transmit the hydrogen gas on the hydrogen storage alloy coating 12 and made of ductile copper, nickel aluminum or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、燃料電池などに用
いられる水素を貯蔵する水素貯蔵装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hydrogen storage device for storing hydrogen used in a fuel cell or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、水素をエネルギー源として使用す
る場合には、気体である水素を何らかの手段で貯蔵する
必要がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, when hydrogen is used as an energy source, it is necessary to store hydrogen as a gas by some means.

【0003】このため、水素貯蔵の方法として、水素を
液化して液体水素として貯蔵する方法が実用化されてい
るが、比較的小容量を貯蔵する場合には、液化するため
の消費エネルギーが大きいことから、水素吸蔵合金を使
用した水素貯蔵装置が用いられている。
For this reason, a method of liquefying hydrogen and storing it as liquid hydrogen has been put into practical use as a method of storing hydrogen. However, in the case of storing a relatively small capacity, energy consumption for liquefying is large. Therefore, a hydrogen storage device using a hydrogen storage alloy is used.

【0004】図8は、従来の水素貯蔵装置の一例を示す
ブロック図で、粉末状の水素吸蔵合金3が、貯蔵タンク
4内に熱交換チューブ5と共に収納されている。この貯
蔵タンク4に水素ガスを吸蔵する場合には、水素供給部
6から、圧力計7を見ながらバルブ8を調整することに
よって、数気圧から十数気圧の圧力を加えると共に、流
入口5Aから熱交換チューブ5に冷却水を流入させて粉
末状態の水素吸蔵合金3を冷却しながら水素ガスを水素
吸蔵合金3に吸蔵させている。
FIG. 8 is a block diagram showing an example of a conventional hydrogen storage device, in which a powdery hydrogen storage alloy 3 is housed in a storage tank 4 together with a heat exchange tube 5. When storing hydrogen gas in the storage tank 4, by adjusting the valve 8 while observing the pressure gauge 7 from the hydrogen supply unit 6, a pressure of several atm to a dozen atm is applied and at the same time, from the inflow port 5A. Cooling water is caused to flow into the heat exchange tube 5 to cool the hydrogen storage alloy 3 in a powder state, and hydrogen gas is stored in the hydrogen storage alloy 3.

【0005】次いで、この吸蔵貯蔵した水素を粉末状の
水素吸蔵合金3から放出させるには、熱交換チューブ5
に流入口5Aから温水を供給して水素吸蔵合金3を加熱
することにより、水素ガスを放出させる。放出された水
素ガスは、集塵フィルター9を介して水素ガス中に含ま
れる微粉末を除去して、塵埃の含まない水素ガスとして
バルブ10を通して送出する。
Next, in order to release the stored and stored hydrogen from the powdery hydrogen storage alloy 3, the heat exchange tube 5 is used.
By supplying hot water from the inlet 5A to heat the hydrogen storage alloy 3, hydrogen gas is released. The released hydrogen gas removes the fine powder contained in the hydrogen gas through the dust collection filter 9 and is sent out through the valve 10 as hydrogen gas containing no dust.

【0006】この場合、流入口5Aから熱交換チューブ
5に流入される冷却水および温水は流出口5Bから放出
されるようになっている。
In this case, the cooling water and the hot water flowing into the heat exchange tube 5 from the inflow port 5A are discharged from the outflow port 5B.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな この水素吸蔵合金による水素貯蔵装置は、水素吸
蔵合金の粒界に水素を貯えるために水素の吸蔵と放出を
繰り返すと、水素吸蔵合金の粒界も膨張および収縮を繰
り返して、図9に示すように、水素吸蔵合金を構成して
いる結晶粒1にヒビ割れ2が発生し、その部分から水素
吸蔵合金自体が微粉末化するという現象が起きる。
However, such a hydrogen storage device using the hydrogen storage alloy has such a structure that when hydrogen is repeatedly stored and released to store hydrogen at the grain boundaries of the hydrogen storage alloy, the particles of the hydrogen storage alloy are dispersed. The boundary also repeatedly expands and contracts, and as shown in FIG. 9, cracks 2 occur in the crystal grains 1 forming the hydrogen storage alloy, and the hydrogen storage alloy itself becomes fine powder from that portion. Get up.

【0008】したがって、水素吸蔵合金を水素貯蔵の媒
体として使用すると、微細化した水素吸蔵合金の粉末が
排出される水素ガス中に混入し、水素ガスが供給される
利用装置に至るガス供給管に設けられたバルブに目詰ま
りを起し、あるいは水素利用装置に障害を生ずる等の問
題があった。例えば、水素利用装置として燃料電池に水
素ガスを供給する場合、水素ガスとともに水素吸蔵合金
の微粉末が燃料電池内に供給されると、燃料電池内に積
層配置された電極間を短絡し、電池を破壊するおそれが
あった。
Therefore, when the hydrogen storage alloy is used as a medium for storing hydrogen, the finely divided powder of the hydrogen storage alloy is mixed in the discharged hydrogen gas, and the hydrogen supply alloy is supplied to the gas supply pipe leading to the utilization device. There is a problem that the valve provided is clogged or the hydrogen utilization device is damaged. For example, when supplying hydrogen gas to a fuel cell as a hydrogen utilization device, when fine powder of a hydrogen storage alloy is supplied into the fuel cell together with the hydrogen gas, the electrodes stacked in the fuel cell are short-circuited, There was a risk of destroying.

【0009】従来の装置においてはこの水素吸蔵合金の
微粉末を集塵フィルター9で除去していたが、粒径の小
さな微粉末を除去することが困難であり、また、逆に水
素吸蔵合金の微粉末化が進行し、粒径が数ミクロン以上
になると、集塵フィルター9に目詰まりを生じるため、
完全に微粉末を除去することは困難であった。したがっ
て、水素吸蔵合金が微粉末化する前に吸蔵合金を交換す
る必要があるが、吸蔵合金を十分に使用する前に交換す
ることから高コストにつながり不経済であった。
In the conventional apparatus, the fine powder of the hydrogen storage alloy was removed by the dust collection filter 9, but it is difficult to remove the fine powder having a small particle size. When the fine powder progresses and the particle size becomes several microns or more, the dust collecting filter 9 is clogged,
It was difficult to completely remove the fine powder. Therefore, it is necessary to replace the storage alloy before the hydrogen storage alloy is pulverized, but it is uneconomical because the storage alloy is replaced before it is fully used, resulting in high cost.

【0010】また、水素吸蔵合金は、大気中の酸素や一酸
化炭素に触れると表面が酸化され、水素吸蔵・放出作用
が著しく低下する。
When the hydrogen storage alloy is exposed to oxygen or carbon monoxide in the atmosphere, the surface is oxidized and the hydrogen storage / release function is significantly reduced.

【0011】そこで、本発明の目的は、水素貯蔵部から
の水素放出時に水素吸蔵合金の微粉末が水素ガス中に混
入するのを完全に防ぐことが出来、且つ、水素吸蔵合金
被膜の結晶表面が酸化されるのを防止して、常にクリー
ンな水素ガスを供給することが出来る水素貯蔵装置を提
供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to completely prevent the fine powder of the hydrogen storage alloy from being mixed in the hydrogen gas at the time of releasing hydrogen from the hydrogen storage part, and the crystal surface of the hydrogen storage alloy film. Another object of the present invention is to provide a hydrogen storage device capable of constantly supplying clean hydrogen gas while preventing hydrogen from being oxidized.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の水素貯蔵装置
は、内部に加圧水素ガスが貯蔵される水素ガス貯蔵タン
クと、この水素ガス貯蔵タンク内に配置された母材の表
面に形成した水素吸蔵合金被膜と、この水素吸蔵合金被
膜上に水素ガスを透過し、前記水素吸蔵合金の微粉末は
透過しない微粉末放出防止被膜と、前記母材の温度を選
択的に制御する温度制御手段とを具備することを特徴と
するものである。
A hydrogen storage device of the present invention is a hydrogen gas storage tank in which pressurized hydrogen gas is stored, and hydrogen formed on the surface of a base material disposed in the hydrogen gas storage tank. A storage alloy coating, a fine powder release preventing coating that allows hydrogen gas to pass through the hydrogen storage alloy coating, and does not allow the fine powder of the hydrogen storage alloy to pass through, and temperature control means for selectively controlling the temperature of the base material. It is characterized by including.

【0013】また、本発明の水素貯蔵装置においては、
前記微粉末放出防止被膜は、銅、ニッケル或いはアルミ
ニウム等の金属被膜または樹脂被膜からなることを特徴
とするものである。
Further, in the hydrogen storage device of the present invention,
The fine powder release preventing film is characterized by being formed of a metal film such as copper, nickel or aluminum, or a resin film.

【0014】さらに、本発明の水素貯蔵装置において
は、前記水素吸蔵合金被膜および前記微粉末放出防止被
膜からなる積層体は、複数層積層されることを特徴とす
るものである。
Further, in the hydrogen storage device of the present invention, the laminate comprising the hydrogen storage alloy coating and the fine powder release preventing coating is laminated in a plurality of layers.

【0015】さらに、本発明の水素貯蔵装置において
は、前記水素吸蔵合金被膜は、減圧プラズマ溶射により
形成されることを特徴とするものである。
Further, in the hydrogen storage device of the present invention, the hydrogen storage alloy coating film is formed by low pressure plasma spraying.

【0016】さらに、本発明の水素貯蔵装置において
は、前記微粉末放出防止被膜は、無電解メッキあるいは
減圧プラズマ溶射により形成されることを特徴とする請
求項4記載の水素貯蔵装置。
Further, in the hydrogen storage device of the present invention, the fine powder release preventing coating is formed by electroless plating or low pressure plasma spraying.

【0017】また、本発明の水素貯蔵装置は、水素供給
口および水素排出口とを備え、内部に加圧水素ガスが貯
蔵される水素ガス貯蔵タンクと、この水素ガス貯蔵タン
ク内に本体部が設けられ、前記水素ガス貯蔵タンクの外
部に熱交換媒体入口および熱交換媒体出口とを有する熱
交換チューブと、この熱交換チューブの前記本体部表面
に積層された水素吸蔵合金被膜および微粉末放出防止被
膜とを具備することを特徴とするものである。
Further, the hydrogen storage device of the present invention is provided with a hydrogen supply port and a hydrogen discharge port, a hydrogen gas storage tank for storing pressurized hydrogen gas therein, and a main body portion provided in the hydrogen gas storage tank. And a heat exchange tube having a heat exchange medium inlet and a heat exchange medium outlet outside the hydrogen gas storage tank, and a hydrogen storage alloy coating and a fine powder release prevention coating laminated on the surface of the main body of the heat exchange tube. And is provided.

【0018】また、本発明の水素貯蔵装置は、表面に水
素吸蔵合金被膜および微粉末放出防止被膜からなる積層
膜が形成された一対の板状母材と、これらの一対の板状
母材を前記積層膜が形成された表面が間隔をおいて対向
するように配置され、これらの対向面と共に加圧水素ガ
スを貯蔵する水素ガス貯蔵空間を形成する一対の第1の
スペーサーとからなる第1および第2の水素ガス貯蔵ユ
ニットと、これら第1および第2の水素ガス貯蔵ユニッ
トを構成する前記板状母材の裏面が間隔をおいて対向配
置され、これらの対向面と共に熱交換媒体を貯蔵する熱
交換媒体貯蔵空間を形成する一対の第2のスペーサーと
を備えることを特徴とするものである。
Further, the hydrogen storage device of the present invention comprises a pair of plate-shaped base materials on the surface of which a laminated film composed of a hydrogen storage alloy coating and a fine powder release prevention coating is formed, and a pair of these plate-shaped base materials. The first and the second spacers are arranged so that the surfaces on which the laminated film is formed are opposed to each other with a space therebetween, and a pair of first spacers that form a hydrogen gas storage space for storing pressurized hydrogen gas together with the opposed surfaces. The second hydrogen gas storage unit and the back surfaces of the plate-shaped base materials forming the first and second hydrogen gas storage units are opposed to each other with a space therebetween, and the heat exchange medium is stored together with these opposed surfaces. It is characterized by comprising a pair of second spacers forming a heat exchange medium storage space.

【0019】さらに、本発明の水素貯蔵装置において
は、前記水素ガス貯蔵空間はその両端部に水素供給口お
よび水素排出口を備え、前記熱交換媒体貯蔵空間はその
両端部に熱交換媒体入口および熱交換媒体出口を備える
ことを特徴とするものである。
Further, in the hydrogen storage device of the present invention, the hydrogen gas storage space has hydrogen supply ports and hydrogen discharge ports at both ends thereof, and the heat exchange medium storage space has heat exchange medium inlets and heat exchange medium inlets at both ends thereof. A heat exchange medium outlet is provided.

【0020】本発明の水素貯蔵装置の製造方法は、母材
の表面を脱脂および洗浄する第1の洗浄処理工程と、そ
の母材を真空チェンバー内に入れて真空引きした後、そ
の真空チェンバー内を不活性ガスで置換する不活性ガス
置換工程と、その不活性ガスで置換した真空チェンバー
内で前記母材に水素吸蔵合金をプラズマ溶射することに
より水素吸蔵合金被膜を形成するプラズマ溶射工程と、
このプラズマ溶射工程によって形成された水素吸蔵合金
被膜を含む前記母材表面を洗浄する第2の洗浄工程と、
この第2の洗浄工程により洗浄した前記母材を無電解メ
ッキ層内に入れ、前記水素吸蔵合金被膜上に金属被膜を
析出形成する金属被膜析出工程と、この金属被膜析出工
程により形成された金属被膜を含む前記母材を洗浄およ
びブラストする洗浄ブラスト工程とを具備することを特
徴とする水素貯蔵装置の製造方法。
The method of manufacturing a hydrogen storage device according to the present invention comprises a first cleaning treatment step for degreasing and cleaning the surface of the base material, and the base material being placed in a vacuum chamber and evacuated, and then the interior of the vacuum chamber. An inert gas replacement step of replacing with an inert gas, a plasma spraying step of forming a hydrogen storage alloy coating by plasma spraying a hydrogen storage alloy on the base material in a vacuum chamber replaced with the inert gas,
A second cleaning step of cleaning the surface of the base material including the hydrogen storage alloy coating formed by the plasma spraying step;
A metal coating deposition step of depositing the base material washed in the second cleaning step into an electroless plating layer to deposit a metal coating on the hydrogen storage alloy coating, and a metal formed by the metal coating deposition step. And a cleaning blasting step of cleaning and blasting the base material containing the coating film.

【0021】また、本発明の水素貯蔵装置の製造方法
は、母材の表面を脱脂および洗浄する洗浄工程と、その
母材をセットした減圧プラズマ溶射装置の真空ガス置換
炉内を真空引きしてから不活性ガスで充満させる不活性
ガス充満工程と、不活性ガスで充満している前記真空ガ
ス置換炉内で前記母材に水素吸蔵合金をプラズマ溶射し
て水素吸蔵合金被膜を形成するプラズマ溶射工程と、そ
の水素吸蔵合金の被膜表面をブラストして被膜表面のス
ケールを除去するスケール除去工程と、スケールを除去
した前記水素吸蔵合金の被膜表面に直接、高出力レーザ
光線をパルス状に照射するレーザ光線照射工程とを具備
し、前記水素吸蔵合金被膜の溶融および凝固を繰り返し
て前記水素吸蔵合金被膜のアモルファス化を行なうこと
を特徴とするものである。
Further, in the method for manufacturing a hydrogen storage device according to the present invention, a cleaning step of degreasing and cleaning the surface of the base material and a vacuum gas substitution furnace of the low pressure plasma spraying apparatus in which the base material is set are evacuated. And an inert gas filling step of filling with an inert gas, and plasma spraying to form a hydrogen storage alloy coating by plasma spraying a hydrogen storage alloy on the base material in the vacuum gas displacement furnace filled with an inert gas Steps, a scale removing step of blasting the coating surface of the hydrogen storage alloy to remove the scale on the coating surface, and directly irradiating the scale-removed coating surface of the hydrogen storage alloy with a pulsed high-power laser beam A laser beam irradiation step, wherein the hydrogen storage alloy coating is amorphized by repeatedly melting and solidifying the hydrogen storage alloy coating. That.

【0022】また、本発明の水素貯蔵装置の製造方法
は、母材の表面を脱脂および洗浄する洗浄工程と、その
母材をセットした減圧プラズマ溶射装置の真空ガス置換
炉内を真空引きしてから不活性ガスで充満させる不活性
ガス充満工程と、不活性ガスで充満している前記真空ガ
ス置換炉内で前記母材に水素吸蔵合金をプラズマ溶射し
て水素吸蔵合金被膜を形成するプラズマ溶射工程と、そ
の水素吸蔵合金の被膜表面をブラストして被膜表面のス
ケールを除去するスケール除去工程と、スケールを除去
した前記水素吸蔵合金の被膜表面に、直接、高出力電子
ビームをパルス状に照射する電子ビーム照射工程とを具
備し、前記水素吸蔵合金被膜をアモルファス化すること
を特徴とするものである。
In addition, the method of manufacturing a hydrogen storage device of the present invention comprises a cleaning step of degreasing and cleaning the surface of the base material, and evacuating the inside of the vacuum gas replacement furnace of the low pressure plasma spraying apparatus in which the base material is set. And an inert gas filling step of filling with an inert gas, and plasma spraying to form a hydrogen storage alloy coating by plasma spraying a hydrogen storage alloy on the base material in the vacuum gas displacement furnace filled with an inert gas Step, a scale removing step of blasting the coating surface of the hydrogen storage alloy to remove scale on the coating surface, and directly irradiating the scale-removed coating surface of the hydrogen storage alloy with a pulsed high-power electron beam And a step of irradiating the hydrogen storage alloy film with an electron beam.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図1乃
至図7について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0024】図1は、本発明による水素貯蔵装置の水素
貯蔵および放出各部の積層構成を示した断面図で、銅な
どの熱伝導性に優れた材料で構成されている母材11の
表面に水素吸蔵合金被膜12が形成され、さらに、この
水素吸蔵合金被膜12の上には、延性を有し水素ガスを
透過させる程度の厚さの銅被膜13が形成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a laminated structure of hydrogen storage and release parts of a hydrogen storage device according to the present invention, in which a surface of a base material 11 made of a material having excellent thermal conductivity such as copper is provided. A hydrogen storage alloy coating 12 is formed, and further, a copper coating 13 is formed on the hydrogen storage alloy coating 12 and is thick enough to allow hydrogen gas to pass therethrough.

【0025】そして、この銅被膜13の上には、さら
に、水素吸蔵合金被膜11Aが形成され、この水素吸蔵
合金被膜11Aの上には、さらに、同じく延性を有し水
素ガスを透過させる程度の厚さの銅被膜13Aが形成さ
れた構成になっていて、この水素吸蔵合金被膜12と銅
被膜13とからなる層は、水素貯蔵量に応じた層数の積
層構成になっている。
Further, a hydrogen storage alloy coating 11A is further formed on the copper coating 13, and the ductile hydrogen storage alloy coating 11A has the same ductility and allows hydrogen gas to pass therethrough. The copper coating 13A having a thickness is formed, and the layer composed of the hydrogen storage alloy coating 12 and the copper coating 13 has a laminated structure having the number of layers corresponding to the hydrogen storage amount.

【0026】このように、延性を有し水素ガスを透過さ
せる程度の厚さの銅被膜13を水素吸蔵合金被膜12の
上に形成することによって水素吸蔵合金の飛散を防ぎ、
同時に、水素ガスを放出させている。
As described above, by forming the copper coating 13 having a ductility and a thickness that allows hydrogen gas to pass therethrough on the hydrogen storage alloy coating 12, scattering of the hydrogen storage alloy is prevented,
At the same time, hydrogen gas is released.

【0027】なお、上記の実施形態では、銅被膜につい
て説明したが、その他の金属、例えば、ニッケルやアル
ミニウム被膜でもよいことは勿論である。
In the above embodiment, the copper coating is explained, but it goes without saying that other metal such as nickel or aluminum coating may be used.

【0028】次いで、水素吸蔵合金が酸化されるのを防
止する処理方法を図2乃至図5について説明する。
Next, a treatment method for preventing the hydrogen storage alloy from being oxidized will be described with reference to FIGS.

【0029】図2は、減圧プラズマ溶射装置と無電解メ
ッキとを用いて、不活性ガスの雰囲気でプラズマ溶射を
行ない水素吸蔵合金被膜を形成する処理プロセスを示し
たフローチャートで、母材11(図1)の表面を脱脂洗
浄した(ステップS2−1)後、その母材11(図1)
を減圧プラズマ溶射装置の真空チェンバーに入れ(ステ
ップS2−2)、一端、真空引きを行なった後、アルゴ
ンガス等の不活性ガスでチェンバー内を置換する(ステ
ップS2−3)。
FIG. 2 is a flow chart showing a treatment process for forming a hydrogen storage alloy coating by performing plasma spraying in an atmosphere of an inert gas using a low pressure plasma spraying apparatus and electroless plating. After degreasing and cleaning the surface of 1) (step S2-1), the base material 11 (FIG. 1)
Is put in the vacuum chamber of the low pressure plasma spraying apparatus (step S2-2), and after vacuuming the chamber, the inside of the chamber is replaced with an inert gas such as argon gas (step S2-3).

【0030】そのチェンバー内で母材11に水素吸蔵合
金をプラズマ溶射し、水素吸蔵合金被膜12(図1)を
形成する(ステップS2−4)。
In the chamber, a hydrogen storage alloy is plasma sprayed on the base material 11 to form a hydrogen storage alloy coating 12 (FIG. 1) (step S2-4).

【0031】このとき、そのプラズマ溶射は、減圧プラ
ズマ溶射装置の溶射条件を変えることにより、空孔率が
数パーセントから数十パーセントの溶射被膜を形成させ
ることが出来るので、水素貯蔵装置に求められる水素貯
蔵性能を考慮して予め空孔率を設定して行なわれる。
At this time, the plasma spraying is required for the hydrogen storage device because a sprayed coating having a porosity of several percent to several tens of percent can be formed by changing the spraying conditions of the low pressure plasma spraying apparatus. The porosity is set in advance in consideration of hydrogen storage performance.

【0032】何故なら、水素ガスは、空孔率を有する水
素吸蔵合金の方が空孔率が全くない場合に比較して、よ
り多くの水素ガスを貯蔵することが出来るからである。
This is because hydrogen gas can store a larger amount of hydrogen gas in a hydrogen storage alloy having a porosity as compared with the case where the hydrogen storage alloy has no porosity.

【0033】そして、その水素吸蔵合金被膜12を形成
した後、一端、チェンバーから母材11を取り出して、
その表面を洗浄する(ステップS2−5)、そして、洗
浄した後は母材11を無電解メッキ槽に入れて水素吸蔵
合金被膜12の上に銅皮膜13(図1)を析出させる
(ステップS2−6)。
Then, after forming the hydrogen storage alloy coating 12, the base material 11 is taken out from the chamber at one end,
The surface is washed (step S2-5), and after washing, the base material 11 is placed in an electroless plating bath to deposit a copper coating 13 (FIG. 1) on the hydrogen storage alloy coating 12 (step S2). -6).

【0034】次いで、所要の厚さの銅被膜13を形成し
た後、無電解メッキ槽から取り出し、洗浄およびブラス
トを行なう(ステップS2−7)。
Next, after the copper coating 13 having a required thickness is formed, the copper coating 13 is taken out from the electroless plating bath, washed and blasted (step S2-7).

【0035】以上の処理、すなわち、(ステップS2−
8)〜(ステップS2−10)の処理を繰り返して行な
うことにより必要な層数の積層構成を形成する。
The above process, that is, (step S2-
8) to (step S2-10) are repeatedly performed to form a laminated structure having the required number of layers.

【0036】なお、最後の表面の層は、必ず銅被膜13
A(図1)とし、水素吸蔵合金被膜12A(図1)が直
接大気中に露出しないように層形成を行なう。
The last surface layer is always the copper coating 13.
A (FIG. 1) is formed so that the hydrogen storage alloy coating 12A (FIG. 1) is not directly exposed to the atmosphere.

【0037】次に、無電解メッキによって銅被膜を形成
する代わりに、減圧プラズマ溶射装置だけで銅被膜を形
成させる処理方法を、図3について、説明する。
Next, a treatment method of forming a copper coating by only a low pressure plasma spraying device instead of forming the copper coating by electroless plating will be described with reference to FIG.

【0038】図3は、減圧プラズマ溶射装置で銅被膜を
形成させる処理プロセスを示したフローチャートで、こ
の処理方法は水素吸蔵合金を溶射する装置と銅を溶射す
る装置とを切り替えて交互に溶射するので、母材11
(図1)を減圧プラズマ溶射装置のチェンバー内にセッ
トしたままで被膜を形成させることが出来、そのため
に、所要の被膜形成を効率的に行なうことが出来る方法
である。
FIG. 3 is a flow chart showing a treatment process for forming a copper coating by a low pressure plasma spraying apparatus. In this treatment method, the apparatus for spraying a hydrogen storage alloy and the apparatus for spraying copper are alternately switched and sprayed. So the base material 11
A film can be formed with (FIG. 1) set in the chamber of a low pressure plasma spraying apparatus, and therefore, a required film can be efficiently formed.

【0039】同図において、まず、母材11の表面を脱
脂および洗浄して(ステップS3−1)、その母材11
を減圧プラズマ溶射装置の真空ガス置換炉中にセットす
る(ステップS3−2)。
In the figure, first, the surface of the base material 11 is degreased and washed (step S3-1), and the base material 11 is removed.
Is set in the vacuum gas replacement furnace of the low pressure plasma spraying apparatus (step S3-2).

【0040】母材11をセットしたら、真空ガス置換炉
内を真空引きし、その真空引き後、真空ガス置換炉内を
不活性ガスで充満させる(ステップS3−3)。
After setting the base material 11, the inside of the vacuum gas replacement furnace is evacuated, and after the vacuum is evacuated, the inside of the vacuum gas replacement furnace is filled with an inert gas (step S3-3).

【0041】次いで、真空ガス置換炉内の母材11に水
素吸蔵合金をプラズマ溶射して、水素吸蔵合金の被膜1
2(図1)を形成し(ステップS3−4)、その形成し
た被膜表面をブラスト装置でブラストした後、被膜表面
のスケールを除去する(ステップS3−5)。
Next, the hydrogen storage alloy is plasma sprayed on the base material 11 in the vacuum gas displacement furnace to form the hydrogen storage alloy coating 1.
2 (FIG. 1) is formed (step S3-4), the formed coating film surface is blasted by a blasting device, and then the scale on the coating surface is removed (step S3-5).

【0042】次に、真空ガス置換炉内で銅合金をプラズ
マ溶射して水素吸蔵合金の上に銅の被膜を形成し(ステ
ップS3−6)、その形成した被膜の表面をブラスト装
置でブラストして被膜表面のスケールを除去する(ステ
ップS3−7)。
Next, a copper alloy is plasma sprayed in a vacuum gas displacement furnace to form a copper coating on the hydrogen storage alloy (step S3-6), and the surface of the formed coating is blasted by a blasting device. To remove the scale on the coating surface (step S3-7).

【0043】そして、再度、減圧プラズマ溶射装置で水
素吸蔵合金を溶射して水素吸蔵合金の被膜12を形成し
(ステップS3−8)、その被膜12を形成した後、減
圧プラズマ溶射装置で銅合金を溶射して銅合金の被膜1
3(図1)を形成する(ステップS3−9)。
Then, the hydrogen storage alloy is sprayed again by the low pressure plasma spraying apparatus to form the coating film 12 of the hydrogen storage alloy (step S3-8). After forming the coating film 12, the copper alloy is formed by the low pressure plasma spraying apparatus. Coating of copper alloy by thermal spraying 1
3 (FIG. 1) are formed (step S3-9).

【0044】その後は、上記ステップ(ステップS3−
7)の表面処理作業を行ない、さらに、(ステップS3
−8)〜(S3−9)を繰り返して所要の被膜厚さを形
成していく(ステップS3−10)。
After that, the above steps (step S3-
The surface treatment work of 7) is performed, and further, (step S3
-8) to (S3-9) are repeated to form a desired film thickness (step S3-10).

【0045】次に、水素吸蔵合金被膜の表面に直接レー
ザー光線を照射して、その表面に非晶質膜を形成させる
処理方法を、図4について、説明する。
Next, a treatment method for directly irradiating the surface of the hydrogen storage alloy coating with a laser beam to form an amorphous film on the surface will be described with reference to FIG.

【0046】図4は、その処理方法の処理プロセスを示
したフローチャートで、まず、母材11(図1)の表面
を脱脂および洗浄して(ステップS4−1)、その母材
11を減圧プラズマ溶射装置の真空ガス置換炉中にセッ
トする(ステップS4−2)。
FIG. 4 is a flowchart showing the treatment process of the treatment method. First, the surface of the base material 11 (FIG. 1) is degreased and washed (step S4-1), and the base material 11 is subjected to depressurized plasma. It is set in the vacuum gas replacement furnace of the thermal spraying device (step S4-2).

【0047】そのセット後、真空ガス置換炉内を真空引
きしてから不活性ガスで充満させ(ステップS4−
3)、次いで、母材11(図1)に水素吸蔵合金をプラ
ズマ溶射して水素吸蔵合金の被膜12(図1)を形成す
る(ステップS4−4)。
After the setting, the inside of the vacuum gas replacement furnace is evacuated and then filled with an inert gas (step S4-
3) Next, plasma-spray the hydrogen storage alloy on the base material 11 (FIG. 1) to form the coating film 12 (FIG. 1) of the hydrogen storage alloy (step S4-4).

【0048】次に、その水素吸蔵合金被膜12の表面を
ブラスト装置でブラストして被膜表面のスケールを除去
し(ステップS4−5)、そのスケールを除去した後、
被膜表面に直接、高出力レーザ光線をパルス状に照射
し、水素吸蔵合金被膜12の溶融、凝固を繰り返して被
膜12のアモルファス化を行なう(ステップS4−
6)。
Next, the surface of the hydrogen storage alloy coating 12 is blasted by a blasting device to remove the scale on the coating surface (step S4-5), and after removing the scale,
The surface of the coating is directly irradiated with a high-power laser beam in a pulsed manner, and the hydrogen storage alloy coating 12 is repeatedly melted and solidified to amorphize the coating 12 (step S4-
6).

【0049】以下、上記の(ステップS4−4)〜(ス
テップS4−6)の処理を繰り返し行なって所要の被膜
厚さを形成していく(ステップS4−7)。
Thereafter, the processes of (step S4-4) to (step S4-6) described above are repeated to form a desired film thickness (step S4-7).

【0050】図5は、上記した高出力レーザ光線の代わ
りに高出力電子ビームをパルス状に照射した処理プロセ
スを示したフローチャートで、同図における処理プロセ
ス中、(ステップS5−1)から(ステップS5−5)
までは、図4の処理プロセス(ステップS4−1)〜
(ステップS4−5)と同一処理で、(ステップS5−
6)の処理プロセスで被膜12の表面に、直接高出力電
子ビームをパルス状に照射させている。
FIG. 5 is a flow chart showing a processing process in which a high-power electron beam is irradiated in pulses instead of the above-mentioned high-power laser beam. In the processing process in the figure, from (step S5-1) to (step S5-1). S5-5)
Up to the processing process (step S4-1) of FIG.
By the same processing as (step S4-5), (step S5-
In the treatment process of 6), the surface of the coating film 12 is directly irradiated with a high-power electron beam in a pulse shape.

【0051】このように、靱性に富み且つ粒界のない非
晶質の膜を水素吸蔵合金被膜の表面に形成させることに
よって、水素吸蔵および放出を繰り返しても水素吸蔵合
金被膜のヒビ割れを完全に防ぎ、水素吸蔵合金の微細化
現象を排除している。
As described above, by forming an amorphous film having high toughness and no grain boundaries on the surface of the hydrogen storage alloy coating, even if hydrogen storage and release are repeated, cracks in the hydrogen storage alloy coating can be completely eliminated. To prevent the refinement phenomenon of hydrogen storage alloy.

【0052】図6は、これらの被膜形成方法によって形
成した水素吸蔵合金被膜に水素ガスを吸蔵させ、且つ、
その被膜から水素ガスを放出させる水素貯蔵装置の構成
を示した説明図で、同図において、U字型の熱交換チュ
ーブ14が貯蔵タンク15に収められていて、その熱交
換チューブ14は熱交換媒体入口14Aと熱交換媒体出
口14Bとを有している、そして、熱交換媒体入口14
Aから熱交換媒体16を流入させ、その流入させた熱交
換媒体16を熱交換媒体出口14Bから流出させる構成
になっている。
FIG. 6 shows that a hydrogen storage alloy coating formed by these coating formation methods stores hydrogen gas, and
It is explanatory drawing which showed the structure of the hydrogen storage apparatus which discharge | releases hydrogen gas from the film | membrane, and the U-shaped heat exchange tube 14 is accommodated in the storage tank 15 in the figure, and the heat exchange tube 14 heat-exchanges. Has a medium inlet 14A and a heat exchange medium outlet 14B, and a heat exchange medium inlet 14
The heat exchange medium 16 is made to flow in from A, and the heat exchange medium 16 made to flow in is made to flow out from the heat exchange medium outlet 14B.

【0053】この熱交換チューブ14の表面には、図1
に示した水素吸蔵合金被膜12および銅被膜13からな
る積層体12´を熱交換チューブ14の表面に形成す
る。
As shown in FIG.
A laminated body 12 ′ made up of the hydrogen storage alloy coating 12 and the copper coating 13 shown in (4) is formed on the surface of the heat exchange tube 14.

【0054】一方、貯蔵タンク15は、その内部が水素
雰囲気部15Aになっていて、取り付けボルト15Bで
取り付けられている貯蔵タンク蓋15Cで外気と遮断さ
れている。
On the other hand, the inside of the storage tank 15 is a hydrogen atmosphere portion 15A, and is shielded from the outside air by a storage tank lid 15C attached by a mounting bolt 15B.

【0055】また、この貯蔵タンク15には水素供給口
15Dと水素排出口15Eとが設けられていて、そのう
ち、水素供給口15Dには水素ガスを供給する水素供給
部17がバブル18を介して連結されており、また、水
素排出口15Eにもバブル19が接続されていて、この
バブル19を介して水素ガスが排出される構成になって
いる。
The storage tank 15 is also provided with a hydrogen supply port 15D and a hydrogen discharge port 15E, of which a hydrogen supply unit 17 for supplying hydrogen gas to the hydrogen supply port 15D via a bubble 18. The bubble 19 is connected to the hydrogen discharge port 15E, and the hydrogen gas is discharged through the bubble 19.

【0056】このような構成の水素貯蔵装置において、
まず、水素ガスを水素吸蔵合金被膜に吸蔵させるときに
は、水などの熱交換媒体16を熱交換媒体入口14Aか
ら熱交換チューブ14に流入させ、前記積層体12´を
冷却しながら水素供給部17から貯蔵タンク15の水素
範囲気部15Aに水素ガスを供給する。
In the hydrogen storage device having such a structure,
First, when occluding hydrogen gas in the hydrogen occlusive alloy coating, a heat exchange medium 16 such as water is made to flow into the heat exchange tube 14 from the heat exchange medium inlet 14A, and the laminated body 12 ′ is cooled while the hydrogen supply unit 17 is supplied. Hydrogen gas is supplied to the hydrogen range part 15A of the storage tank 15.

【0057】一方、吸蔵した水素ガスを放出させるとき
には、熱交換媒体入口14Aから熱交換チューブ14に
温水を流入させ積層体12´を温めることによって、水
素ガスを貯蔵タンク15内に放出させ、さらに、放出さ
せた水素ガスをバブル19を開放調整することによって
水素放出口15Eから放出する。
On the other hand, when releasing the occluded hydrogen gas, warm water is flown into the heat exchange tube 14 from the heat exchange medium inlet 14A to heat the laminate 12 ', thereby releasing the hydrogen gas into the storage tank 15, and further. The released hydrogen gas is released from the hydrogen release port 15E by adjusting the opening of the bubble 19.

【0058】このように、熱交換チューブ14の表面に
水素吸蔵合金被膜およびからなる積層体12´を形成す
ることにより、水素吸蔵合金粉末の放出を防止すると共
に、熱交換性に優れた水素吸蔵装置が得られる。
As described above, by forming the hydrogen absorbing alloy coating and the laminated body 12 'on the surface of the heat exchange tube 14, the hydrogen absorbing alloy powder is prevented from being released, and the hydrogen absorbing alloy excellent in heat exchange property is also formed. The device is obtained.

【0059】図7は、本発明の他の実施形態を示す水素
貯蔵装置の概略斜視図である。この実施形態において
は、表面に水素吸蔵合金被膜22Aおよび、たとえば銅
被膜からなる微粉末放出防止被膜23Aからなる積層膜
が形成された一対の矩形状の板状母材20Aを用いる。
これらの一対の板状母材20Aを前記積層膜が形成され
た表面が間隔をおいて対向するように配置され、これら
の対向面と共に加圧水素ガスを貯蔵する水素ガス貯蔵空
間21Aを形成する一対の第1のスペーサー21とから
なる第1の水素ガス貯蔵ユニット24を用意する。次
に、この第1水素ガス貯蔵ユニット24と同一構造の第
2の水素ガス貯蔵ユニット25を用意する。これら第1
および第2の水素ガス貯蔵ユニット24および25をそ
れぞれ構成する前記板状母材20Aおよび20Bの裏面
が間隔をおいて対向配置され、これらの対向面と共に熱
交換媒体を貯蔵する熱交換媒体貯蔵空間26Aを形成す
る一対の第2のスペーサー26を備えている。
FIG. 7 is a schematic perspective view of a hydrogen storage device showing another embodiment of the present invention. In this embodiment, a pair of rectangular plate-shaped base materials 20A having a hydrogen storage alloy coating 22A and a laminated film made of a fine powder release prevention coating 23A made of, for example, a copper coating on the surface thereof are used.
A pair of these plate-shaped base materials 20A are arranged such that the surfaces on which the laminated film is formed face each other with a space therebetween, and a pair that forms a hydrogen gas storage space 21A for storing pressurized hydrogen gas together with these facing surfaces. A first hydrogen gas storage unit 24 composed of the first spacer 21 is prepared. Next, a second hydrogen gas storage unit 25 having the same structure as the first hydrogen gas storage unit 24 is prepared. These first
And the back surfaces of the plate-shaped base materials 20A and 20B constituting the second hydrogen gas storage units 24 and 25, respectively, are opposed to each other with a space therebetween, and a heat exchange medium storage space for storing a heat exchange medium together with these opposed surfaces. 26A is provided with a pair of second spacers 26.

【0060】第1および第2の水素ガス貯蔵ユニット2
4および25の水素ガス貯蔵空間21Aは、それぞれ、
水素ガス貯蔵ユニット24および25の上下の端部に水
素ガス導入口および排出口(図示せず)を有し、上端の
導入口からは矢印で示すように、水素ガスHが導入さ
れ、下端の排出口から排出される。
First and second hydrogen gas storage unit 2
The hydrogen gas storage spaces 21A of 4 and 25 are respectively
The upper and lower ends of the hydrogen gas storage units 24 and 25 have hydrogen gas inlets and outlets (not shown), and the hydrogen gas H 2 is introduced from the inlet at the upper end and the lower end at the lower end. It is discharged from the discharge port of.

【0061】第1および第2の水素ガス貯蔵ユニット2
4および25間に形成される熱交換媒体貯蔵空間26A
は、各ユニット24および25の前後の端部に熱交換媒
体の導入口および排出口(図示せず)を有し、前端の導
入口からは矢印で示すように、例えば水HOが導入さ
れ、後端の排出口から排出される。
First and second hydrogen gas storage unit 2
Heat exchange medium storage space 26A formed between 4 and 25
Has inlets and outlets (not shown) for the heat exchange medium at the front and rear ends of each unit 24 and 25, and, for example, water H 2 O is introduced from the inlet at the front end as indicated by the arrow. And is discharged from the discharge port at the rear end.

【0062】このように、この実施形態では、図6に示
した熱交換チューブの代わりに、一対の板状母材20
A、20Bからなる板状の母材により熱交換媒体貯蔵空
間26Aを形成してなるプレート式熱交換器を採用し
て、そのプレート式熱交換器の両側にプレート式水素吸
蔵ユニット24および25を配置したものである。
As described above, in this embodiment, instead of the heat exchange tube shown in FIG. 6, a pair of plate-shaped base materials 20 is used.
A plate heat exchanger having a heat exchange medium storage space 26A formed by a plate-shaped base material composed of A and 20B is adopted, and plate hydrogen storage units 24 and 25 are provided on both sides of the plate heat exchanger. It is arranged.

【0063】このようなプレート式の熱交換器および水
素吸蔵ユニットを採用することにより、水素貯蔵装置の
コンパクト化を図ることができる。このプレート式水素
吸蔵装置は、例えば燃料電池等の水素ガス利用装置と組
み合わせて使用する場合には、装置全体のコンパクト化
を図ることができる。
By adopting such a plate type heat exchanger and hydrogen storage unit, the hydrogen storage device can be made compact. When the plate-type hydrogen storage device is used in combination with a hydrogen gas utilization device such as a fuel cell, the entire device can be made compact.

【0064】[0064]

【発明の効果】上記した本発明によれば、水素吸蔵合金
被膜を形成させることによって結晶粒のヒビ割れを最小
限に抑え、さらに、その上に延性のある金属被膜を形成
させているので、微細化した水素吸蔵合金の外部への飛
散もより完全状態で防止することが出来、その結果、ク
リーンな水素ガスを提供することが出来る。
As described above, according to the present invention, the hydrogen storage alloy coating film is formed to minimize the cracking of the crystal grains, and further the ductile metal coating film is formed thereon. It is possible to prevent the atomized hydrogen storage alloy from being scattered to the outside in a more complete state, and as a result, it is possible to provide clean hydrogen gas.

【0065】また、本発明によれば、不活性ガス中で水
素吸蔵合金の溶射を行なっているので、水素吸蔵合金が
溶射中に酸化されることがなく、その結果、水素吸蔵合
金の組成変状がなくなり、水素吸蔵性能の低下を完全に
防止することが出来る。
Further, according to the present invention, since the hydrogen storage alloy is sprayed in the inert gas, the hydrogen storage alloy is not oxidized during the spraying, and as a result, the composition change of the hydrogen storage alloy is caused. As a result, the hydrogen storage performance can be completely prevented from deteriorating.

【0066】さらに、本発明によれば、熱交換機の表面
に水素吸蔵合金被膜を形成させているので、熱交換性に
優れた水素吸蔵および放出が出きる水素貯蔵装置を実現
させることが出来る。
Further, according to the present invention, since the hydrogen storage alloy coating is formed on the surface of the heat exchanger, it is possible to realize a hydrogen storage device which is excellent in heat exchange property and which can store and release hydrogen.

【0067】さらに、本発明によれば、水素吸蔵合金被
膜の表面に靱性に富み且つ粒界のない非晶質膜を形成さ
せているので、水素吸蔵および放出を繰り返しても、水
素吸蔵合金がヒビ割れて微細化する現象を完全に排除す
ることが出来る。
Further, according to the present invention, since an amorphous film having high toughness and no grain boundaries is formed on the surface of the hydrogen storage alloy coating, the hydrogen storage alloy can be formed even if hydrogen storage and release are repeated. The phenomenon of cracking and miniaturization can be completely eliminated.

【0068】さらに、本発明によれば、水素吸蔵合金被
膜を形成させたプレートを交互に積層して、水素ガスを
供給するポートと水および温水の熱交換体の流路とを形
成させているので、水素貯蔵装置のコンパクト化とより
高効率な熱交換の両方が実現可能となる。
Further, according to the present invention, the plates on which the hydrogen storage alloy coating is formed are alternately laminated to form the ports for supplying hydrogen gas and the flow paths for the heat exchangers of water and hot water. Therefore, both compactness of the hydrogen storage device and more efficient heat exchange can be realized.

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

【図1】本発明による水素貯蔵装置の積層構成を示した
断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a laminated structure of a hydrogen storage device according to the present invention.

【図2】本発明による水素吸蔵合金被膜および銅被膜を
形成する形成処理プロセスを示したフローチャートであ
る。
FIG. 2 is a flowchart showing a forming treatment process for forming a hydrogen storage alloy coating and a copper coating according to the present invention.

【図3】本発明による水素吸蔵合金被膜および銅被膜を
形成する他の形成処理プロセスを示したフローチャート
である。
FIG. 3 is a flow chart showing another forming treatment process for forming a hydrogen storage alloy coating and a copper coating according to the present invention.

【図4】本発明による水素吸蔵合金被膜および銅被膜を
形成する、さらに他の形成処理プロセスを示したフロー
チャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing still another forming treatment process for forming the hydrogen storage alloy coating and the copper coating according to the present invention.

【図5】本発明による水素吸蔵合金被膜および銅被膜を
形成する、さらに他の形成処理プロセスを示したフロー
チャートである。
FIG. 5 is a flow chart showing still another forming treatment process for forming the hydrogen storage alloy coating and the copper coating according to the present invention.

【図6】本発明による水素貯蔵装置の構成を示した説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a configuration of a hydrogen storage device according to the present invention.

【図7】本発明による水素貯蔵装置の構成を示した斜視
図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a configuration of a hydrogen storage device according to the present invention.

【図8】従来の水素貯蔵装置の構成を示した構成ブロッ
ク図である。
FIG. 8 is a configuration block diagram showing a configuration of a conventional hydrogen storage device.

【図9】水素吸蔵合金の結晶粒を模式的に示した説明図
である。
FIG. 9 is an explanatory view schematically showing crystal grains of a hydrogen storage alloy.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 結晶粒 2 ヒビ割れ 3 水素吸蔵合金 4,15 貯蔵タンク 5,14 熱交換チューブ 5A 流入口 6,17 水素供給部 7 圧力計 8,10,18,19 バルブ 9 集塵フィルター 11,20A,20B 母材 12,12A,22A,22B 水素吸蔵合金被膜 13,13A,23A,23B 銅被膜 14A 熱交換媒体入口 14B 熱交換媒体出口 15A 水素雰囲気部 15B 取り付けボルト 15C 貯蔵タンク蓋 15D 水素供給口 15E 水素排出口 16 熱交換媒体 21 スペーサー 24 防水スペーサー 25 熱交換媒体入口 1 crystal grain 2 cracks 3 Hydrogen storage alloy 4,15 Storage tank 5,14 heat exchange tube 5A inlet 6,17 Hydrogen supply unit 7 Pressure gauge 8, 10, 18, 19 valves 9 Dust collection filter 11,20A, 20B Base material 12,12A, 22A, 22B Hydrogen storage alloy coating 13,13A, 23A, 23B Copper coating 14A Heat exchange medium inlet 14B Heat exchange medium outlet 15A hydrogen atmosphere 15B mounting bolt 15C storage tank lid 15D Hydrogen supply port 15E Hydrogen outlet 16 heat exchange medium 21 Spacer 24 waterproof spacer 25 Heat exchange medium inlet

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部に加圧水素ガスが貯蔵される水素ガ
ス貯蔵タンクと、この水素ガス貯蔵タンク内に配置され
た母材の表面に形成した水素吸蔵合金被膜と、この水素
吸蔵合金被膜上に水素ガスを透過し、前記水素吸蔵合金
の微粉末は透過しない微粉末放出防止被膜と、前記母材
の温度を選択的に制御する温度制御手段とを具備するこ
とを特徴とする水素貯蔵装置。
1. A hydrogen gas storage tank in which pressurized hydrogen gas is stored, a hydrogen storage alloy coating formed on the surface of a base material disposed in the hydrogen gas storage tank, and a hydrogen storage alloy coating on the hydrogen storage alloy coating. A hydrogen storage device comprising: a fine powder release preventing film that allows hydrogen gas to pass through but does not allow the fine powder of the hydrogen storage alloy to pass through; and a temperature control unit that selectively controls the temperature of the base material.
【請求項2】 前記微粉末放出防止被膜は、銅、ニッケ
ル或いはアルミニウム等の金属被膜または樹脂被膜から
なることを特徴とする請求項1記載の水素貯蔵装置。
2. The hydrogen storage device according to claim 1, wherein the fine powder release preventing coating is made of a metal coating such as copper, nickel or aluminum or a resin coating.
【請求項3】 前記水素吸蔵合金被膜および前記微粉末
放出防止被膜からなる積層体は、複数層積層されること
を特徴とする請求項2記載の水素貯蔵装置。
3. The hydrogen storage device according to claim 2, wherein a plurality of laminated bodies including the hydrogen storage alloy coating and the fine powder release prevention coating are laminated.
【請求項4】 前記水素吸蔵合金被膜は、減圧プラズマ
溶射により形成されることを特徴とする請求項3記載の
水素貯蔵装置。
4. The hydrogen storage device according to claim 3, wherein the hydrogen storage alloy coating is formed by low pressure plasma spraying.
【請求項5】 前記微粉末放出防止被膜は、無電解メッ
キあるいは減圧プラズマ溶射により形成されることを特
徴とする請求項4記載の水素貯蔵装置。
5. The hydrogen storage device according to claim 4, wherein the fine powder release preventing coating is formed by electroless plating or low pressure plasma spraying.
【請求項6】 水素供給口および水素排出口とを備え、
内部に加圧水素ガスが貯蔵される水素ガス貯蔵タンク
と、この水素ガス貯蔵タンク内に本体部が設けられ、前
記水素ガス貯蔵タンクの外部に熱交換媒体入口および熱
交換媒体出口とを有する熱交換チューブと、この熱交換
チューブの前記本体部表面に積層された水素吸蔵合金被
膜および微粉末放出防止被膜とを具備することを特徴と
する水素貯蔵装置。
6. A hydrogen supply port and a hydrogen discharge port are provided,
A heat exchange medium having a hydrogen gas storage tank in which pressurized hydrogen gas is stored, a main body portion provided in the hydrogen gas storage tank, and a heat exchange medium inlet and a heat exchange medium outlet outside the hydrogen gas storage tank. A hydrogen storage device comprising: a tube; and a hydrogen storage alloy coating and a fine powder release prevention coating laminated on the surface of the main body of the heat exchange tube.
【請求項7】 表面に水素吸蔵合金被膜および微粉末放
出防止被膜からなる積層膜が形成された一対の板状母材
と、これらの一対の板状母材を前記積層膜が形成された
表面が間隔をおいて対向するように配置され、これらの
対向面と共に加圧水素ガスを貯蔵する水素ガス貯蔵空間
を形成する一対の第1のスペーサーとからなる第1およ
び第2の水素ガス貯蔵ユニットと、これら第1および第
2の水素ガス貯蔵ユニットを構成する前記板状母材の裏
面が間隔をおいて対向配置され、これらの対向面と共に
熱交換媒体を貯蔵する熱交換媒体貯蔵空間を形成する一
対の第2のスペーサーとを備えることを特徴とする水素
貯蔵装置。
7. A pair of plate-shaped base materials on which a laminated film composed of a hydrogen storage alloy coating and a fine powder release prevention coating is formed, and a surface on which the laminated film is formed. First and second hydrogen gas storage units, which are arranged so as to face each other with a space therebetween and which together with these facing surfaces form a pair of first spacers that form a hydrogen gas storage space for storing pressurized hydrogen gas, , The back surfaces of the plate-shaped base materials constituting the first and second hydrogen gas storage units are opposed to each other with a space therebetween, and together with these opposed surfaces form a heat exchange medium storage space for storing a heat exchange medium. A hydrogen storage device comprising a pair of second spacers.
【請求項8】 前記水素ガス貯蔵空間はその両端部に水
素供給口および水素排出口を備え、前記熱交換媒体貯蔵
空間はその両端部に熱交換媒体入口および熱交換媒体出
口を備えることを特徴とする請求項7記載の水素貯蔵装
置。
8. The hydrogen gas storage space has hydrogen supply ports and hydrogen discharge ports at both ends thereof, and the heat exchange medium storage space has a heat exchange medium inlet and a heat exchange medium outlet at both ends thereof. The hydrogen storage device according to claim 7.
【請求項9】 母材の表面を脱脂および洗浄する第1の
洗浄処理工程と、その母材を真空チェンバー内に入れて
真空引きした後、その真空チェンバー内を不活性ガスで
置換する不活性ガス置換工程と、その不活性ガスで置換
した真空チェンバー内で前記母材に水素吸蔵合金をプラ
ズマ溶射することにより水素吸蔵合金被膜を形成するプ
ラズマ溶射工程と、このプラズマ溶射工程によって形成
された水素吸蔵合金被膜を含む前記母材表面を洗浄する
第2の洗浄工程と、この第2の洗浄工程により洗浄した
前記母材を無電解メッキ層内に入れ、前記水素吸蔵合金
被膜上に金属被膜を析出形成する金属被膜析出工程と、
この金属被膜析出工程により形成された金属被膜を含む
前記母材を洗浄およびブラストする洗浄ブラスト工程と
を具備することを特徴とする水素貯蔵装置の製造方法。
9. A first cleaning treatment step of degreasing and cleaning the surface of a base material, and an inert gas in which the base material is placed in a vacuum chamber and evacuated, and then the interior of the vacuum chamber is replaced with an inert gas. A gas replacement step, a plasma spraying step of forming a hydrogen storage alloy coating film by plasma spraying a hydrogen storage alloy on the base material in a vacuum chamber replaced with the inert gas, and hydrogen formed by this plasma spraying step. A second cleaning step of cleaning the surface of the base material containing the storage alloy coating, and the base material cleaned by the second cleaning step is placed in an electroless plating layer to form a metal coating on the hydrogen storage alloy coating. A metal film deposition step of depositing and forming,
And a cleaning blast step of cleaning and blasting the base material containing the metal coating formed by the metal coating deposition step.
【請求項10】 母材の表面を脱脂および洗浄する洗浄
工程と、その母材をセットした減圧プラズマ溶射装置の
真空ガス置換炉内を真空引きしてから不活性ガスで充満
させる不活性ガス充満工程と、不活性ガスで充満してい
る前記真空ガス置換炉内で前記母材に水素吸蔵合金をプ
ラズマ溶射して水素吸蔵合金被膜を形成するプラズマ溶
射工程と、その水素吸蔵合金の被膜表面をブラストして
被膜表面のスケールを除去するスケール除去工程と、ス
ケールを除去した前記水素吸蔵合金の被膜表面に直接、
高出力レーザ光線をパルス状に照射するレーザ光線照射
工程とを具備し、前記水素吸蔵合金被膜の溶融および凝
固を繰り返して前記水素吸蔵合金被膜のアモルファス化
を行なうことを特徴とする水素貯蔵装置の製造方法。
10. A cleaning step of degreasing and cleaning the surface of the base material, and a vacuum gas replacement furnace of a low pressure plasma spraying apparatus in which the base material is set is evacuated and then filled with an inert gas. A step, a plasma spraying step of forming a hydrogen storage alloy coating by plasma spraying a hydrogen storage alloy on the base material in the vacuum gas displacement furnace filled with an inert gas, and a coating surface of the hydrogen storage alloy. A scale removal step of removing the scale on the coating surface by blasting, and directly on the coating surface of the hydrogen storage alloy from which the scale has been removed,
A laser beam irradiation step of irradiating a pulsed high-power laser beam, wherein the hydrogen storage alloy coating is amorphized by repeating melting and solidification of the hydrogen storage alloy coating. Production method.
【請求項11】 母材の表面を脱脂および洗浄する洗浄
工程と、その母材をセットした減圧プラズマ溶射装置の
真空ガス置換炉内を真空引きしてから不活性ガスで充満
させる不活性ガス充満工程と、不活性ガスで充満してい
る前記真空ガス置換炉内で前記母材に水素吸蔵合金をプ
ラズマ溶射して水素吸蔵合金被膜を形成するプラズマ溶
射工程と、その水素吸蔵合金の被膜表面をブラストして
被膜表面のスケールを除去するスケール除去工程と、ス
ケールを除去した前記水素吸蔵合金の被膜表面に、直
接、高出力電子ビームをパルス状に照射する電子ビーム
照射工程とを具備し、前記水素吸蔵合金被膜をアモルフ
ァス化することを特徴とする水素貯蔵装置の製造方法。
11. A cleaning step for degreasing and cleaning the surface of the base material, and a vacuum gas replacement furnace of a low pressure plasma spraying apparatus in which the base material is set is evacuated and then filled with an inert gas. A step, a plasma spraying step of forming a hydrogen storage alloy coating by plasma spraying a hydrogen storage alloy on the base material in the vacuum gas displacement furnace filled with an inert gas, and a coating surface of the hydrogen storage alloy. A scale removing step of removing the scale of the coating surface by blasting, the coating surface of the hydrogen storage alloy from which the scale has been removed directly, comprising an electron beam irradiation step of irradiating a high-power electron beam in a pulse form, A method for manufacturing a hydrogen storage device, which comprises making the hydrogen storage alloy coating amorphous.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007517372A (en) * 2003-12-31 2007-06-28 ユーティーシー フューエル セルズ,エルエルシー Fuel cell startup method using fuel purge
JP2018095914A (en) * 2016-12-13 2018-06-21 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Cleaning method and cleaning device
CN113167504A (en) * 2018-12-11 2021-07-23 绿净星球股份有限公司 Heat utilization system and heat generating device

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