JP2003528790A - 水素に基づいた環境システム - Google Patents

水素に基づいた環境システム

Info

Publication number
JP2003528790A
JP2003528790A JP2001540858A JP2001540858A JP2003528790A JP 2003528790 A JP2003528790 A JP 2003528790A JP 2001540858 A JP2001540858 A JP 2001540858A JP 2001540858 A JP2001540858 A JP 2001540858A JP 2003528790 A JP2003528790 A JP 2003528790A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen
equipment
infrastructure
alloy
storage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001540858A
Other languages
English (en)
Inventor
スタンフォード アール． オヴシンスキー、
ローザ ティー． ヤング、
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Energy Conversion Devices Inc
Original Assignee
Energy Conversion Devices Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Energy Conversion Devices Inc filed Critical Energy Conversion Devices Inc
Publication of JP2003528790A publication Critical patent/JP2003528790A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/065—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants by dissolution of metals or alloys; by dehydriding metallic substances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/14—Treatment of metallic powder
    • B22F1/148—Agglomerating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/002—Making metallic powder or suspensions thereof amorphous or microcrystalline
    • B22F9/008—Rapid solidification processing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/0005—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/0005—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes
    • C01B3/001—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes characterised by the uptaking medium; Treatment thereof
    • C01B3/0031—Intermetallic compounds; Metal alloys; Treatment thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/0005—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes
    • C01B3/001—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes characterised by the uptaking medium; Treatment thereof
    • C01B3/0031—Intermetallic compounds; Metal alloys; Treatment thereof
    • C01B3/0047—Intermetallic compounds; Metal alloys; Treatment thereof containing a rare earth metal; Treatment thereof
    • C01B3/0057—Intermetallic compounds; Metal alloys; Treatment thereof containing a rare earth metal; Treatment thereof also containing nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/0005—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes
    • C01B3/001—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes characterised by the uptaking medium; Treatment thereof
    • C01B3/0084—Solid storage mediums characterised by their shape, e.g. pellets, sintered shaped bodies, sheets, porous compacts, spongy metals, hollow particles, solids with cavities, layered solids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0408—Light metal alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C22/00—Alloys based on manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C23/00—Alloys based on magnesium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C23/00—Alloys based on magnesium
    • C22C23/02—Alloys based on magnesium with aluminium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C23/00—Alloys based on magnesium
    • C22C23/06—Alloys based on magnesium with a rare earth metal as the next major constituent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C11/00—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
    • F17C11/005—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/383—Hydrogen absorbing alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/46—Alloys based on magnesium or aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B22F2009/041—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling by mechanical alloying, e.g. blending, milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0261—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a catalytic partial oxidation step [CPO]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/085—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by electric heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80—Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/84—Energy production
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636—Metals
    • F17C2203/0648—Alloys or compositions of metals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/012—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/04—Reducing risks and environmental impact
    • F17C2260/046—Enhancing energy recovery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0184—Fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/45—Hydrogen technologies in production processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

(57)【要約】 水素基盤環境対応設備を実現可能とする水素の発生、貯蔵、輸送、及び配達のための完全な社会的インフラ設備。インフラ設備は、優れた速度論的性質を有する大容量、低価格、軽量熱的水素貯蔵合金材料を利用している。亦、高熱伝導性黒鉛気泡体のような非常に多孔質で高熱伝導性の固体材料から作られた支持体／熱伝達部品を備えた、新規な水素貯蔵床の設計。最後は、原子レベルで設計された局所的な化学的電子的環境を有する粒子を少なくとも一つ含む材料、この局所的環境は内部核生成をもたらすことで特徴づけられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （関連出願） 本出願は、オブシンスキ〜他に対して１９９９年１１月５日に受け付けられた
、「水素基盤の環境対応装置を実現する大貯蔵容量合金」と題する米国特許出願
第０９／４３５，４９７号の一部継続出願である。
【０００２】 （発明の分野） 本発明は、一般的には、次の１０００年間及びそれを超えて最も普遍的で究極
の燃料源である水素を、初めて実際に利用することができる革命的で新しい水素
貯蔵合金によって可能となった、水素基盤環境対応設備に関する。より厳密には
、水素の安全で且つ効率的な貯蔵問題のみでなく社会的インフラ設備の問題をも
解決するのに必要な、全ての付属物を一つに纏めた設備と一体化されている水素
貯蔵合金の利用について説明してある。このことは内燃機関又は燃料電池車輌に
動力を供給するための、これは例として挙げたものであって限定するものではな
いが、水素の輸送と配達を可能にする。一般的に、この設備は水素生産／分配設
備であり、其処では如何なる副設備において発生した廃熱も回収されて他の副設
備で再利用される。この設備は水素を輸送し配達するための最も効率的な方法で
ある。
【０００３】 （発明の背景） 本特許出願は、水素を基盤とする経済活動のための完全な発生／貯蔵／輸送／
配達設備を初めて記述するものである。これは、これまで解決不能と考えられて
きた化学的、物理的、電子的並びに触媒的障壁を克服した水素貯蔵合金により可
能となった。これらの合金は、オブシンスキ〜他に対して１９９９年１１月５日
に受け付けられた、「水素基盤の環境対応装置を実現する大貯蔵容量合金」と題
する同時係属出願の米国特許出願第０９／４３５，４９７号（「’４９7出願」
）に完全に説明されている。’４９７出願は、一般的且つ厳密に表現して、内燃
機関及び燃料電池にエネルギーを供給するなどの水素を基盤とする経済活動に対
して燃料を供給するために、安全且つ効率的な水素の貯蔵をするのに例外的な速
さの速度論的性質を伴い、且つ十分な水素貯蔵容量を得るという、現在まで回答
が為されていない問題を解決できる合金に関するものである。本発明は、’４９
７出願と組み合わせて、「究極の燃料」の利用を妨げてきた基本的な一対の障壁、
即ち水素貯蔵容量並びに水素の社会的インフラ設備を解決する。インフラ設備は
満足できる貯蔵材料が現に存在するので解決できるのである。このような合金を
用いて、固体形態である水素を安全に小舟、荷船、列車、トラックなどにより輸
送できる。「源から車輪まで」の完全な社会的インフラ設備の体系は、本出願の主
題である。このようなインフラ設備は、設備全体を通じての熱管理及び効率的な
熱利用が必要とされ、それは此処において達成されているものである。
【０００４】 ‘４９７出願において発明者等は、約6重量%より大きな水素貯蔵容量と、並外
れた速度論的性質の両者を有するMg基合金の生産を初めて開示した。この革命的
な発明は、材料を一つの系として考え、それにより化学的改質剤並びにスタンフ
ォ〜ドR.オブシンスキ〜（本発明者等の一人）により開拓された不規則性と局所
規則性の原理を用い、表面など必要とされる触媒局所規則性環境を提供すると同
時に、貯蔵と高速の充／放電サイクルに対して材料全体の特性を設計するという
方法で、可能となった。別の言葉で言えば、これらの原理は、粉体粒子径と結晶
粒径、トポロジ〜、表面状態、触媒活性度、微細構造、及び全体としての貯蔵容
量に対する相互作用環境を制御することにより、材料を注文通りに仕立ることが
できる。
【０００５】 世界の人口が膨張しその経済活動が増大するにつれて、二酸化炭素の大気濃度
が地球を暖めて気候変動を引き起こしている。しかし、地球のエネルギー体系は
、燃焼して有害ガスを生成する炭素を多く含んだ燃料から、着実に離れつつある
。専門家は、大気の二酸化炭素の水準が、次の世紀の終わりには前産業時代の二
倍に成ると言っているが、同時にその水準が、ここ100年以上続いている低炭素
燃料へ向かう傾向が無かったならば、もっと高いものになるであろうとも言って
いる。更に、化石燃料は汚染の原因であり、戦略的軍事抗争の原因となる一因子
である。更にエネルギー価格の変動は世界の経済的不安定さの一原因である。
【０００６】 約一世紀半の間、炭素を多量に含んだ燃料は、より炭素含有量の少ないものに
よって次第に置き換えられてきた。最初に、炭素の多い木材が、19世紀末により
炭素含有量の低い石炭によって領域を侵された。次いで、更に炭素含有量の低い
石油が、1960年代に「石炭王」を王座から降ろした。現在、アナリストは、更に
炭素量の低い天然ガスがその絶頂期にあり、水素の時代〜炭素を全く含まない燃
料を提供する〜は、終に、将にその夜明けであると言っている。結果として、専
門家は、今日の世界の経済活動が、自動車産業において炭素基盤の燃料が未だに
使用されているにもかかわらず、エネルギー単位当たり1860年に産出していた量
の三分の二未満の炭素を燃やしているにすぎない、と算定している。
【０００７】 米国においては、より低炭素燃料へ向かう傾向が、エネルギーの効率の向上と
相まって、経済生産の各単位に対して放出する炭素量を1950年以来約半分に減ら
した。このように、エネルギー体系の脱炭素化は、最近20年の体系についての分
析から分かった唯一最も重要な事実である。この発展は21世紀の終わりまでに無
炭素エネルギー体系をもたらすであろうと予測されている。本発明は、この期間
を数年の問題に短縮するもので在る。近い時期に、水素は、宇宙飛行体を周回さ
せる動力を既に提供しているように、乗用車、トラック及び産業用設備用の燃料
電池に用いられるようになるであろう。しかし究極的には、水素は全ての燃料需
要に答えられる一般的な無炭素燃料をも提供することになるであろう。
【０００８】 最近の新聞記事で注目されるように、大企業は、特にアメリカにおいて、地球
が温暖化しているという主張を永らく疑って来たし、気候変動の科学を声高に否
定してきた。とりわけ電気事業は初期の頃、気候変動についての国際条約が経済
の成長を縮小し且つ仕事にも費用が掛かるようにするという立場をとった。問題
が認められ、それらを解決するための努力が現在なされているという、劇的な変
化が将に起こっている。それ故、今や二つの欧州の大石油会社、ロイヤル・ダッ
チ／シェルやBPアモコなど世界最大の企業の幾つかが、嘗ては異端説と考えられ
た: 地球温暖化は現実であり直ちに行動するのに値する、ということを率直に述
べているのは非常に勇気付けられることである。多くのアメリカの事業が彼等の
発電所によって大気に為される害を減らす方法を見つけることを誓約している。
世界最大の化学製品会社デュポンでさえも、温室効果ガスの放出を十年で1990年
の水準の35%に自主的に削減すると宣言した。温室効果ガス及びその他の汚染物
質（車両からの放出の具体的削減にもかかわらず）の放出に実質的に寄与してい
る自動車産業は、彼等の電気又はハイブリッド車により証明されるように、変革
が必要であることを認識している。この分野においては、本発明の譲受人が、電
気及びハイブリッド車を可能にするオボニック・ニッケル金属水素化物電池を開
発している。
【０００９】 信頼できる工業上の原典から採った図1は、1800年代初期の薪の使用に始まり「
水素」経済活動の始まりであるほぼ2010年に終わる時間の関数として無炭素環境
へ向かう社会の動きを示すグラフである。1800年代においては、燃料は炭素に対
する水素の割合が約0.1である薪が基本であった。社会が石炭及び石油の利用に
切り換えた時、炭素に対する水素の割合は1.3次いで2に増大した。現在は、社会
は炭素対水素の比が更に4（メタンは安全、価格及びインフラ設備において深刻
な問題を抱えている）に増大するメタンの利用に少しずつ近づいている。しかし
、社会にとっての究極の目標は無炭素燃料、即ち最も広く存在する元素、純水素
を採用することである。障害物は、固形状態での貯蔵容量及び社会的インフラ設
備の不足であった。本特許及び ’４９７出願の発明者等は、特に優れた吸収／
脱着の速度論的性質、即ち２分未満で少なくとも８０％の充電、を有する７％貯
蔵材料（７％は最適化された数字ではなく、速度論的性質と一緒に改善されると
思われる）を発明することによりこれを可能とした。これらの合金は、本出願の
主題である、純水素の貯蔵、輸送及び配達をする安全で大容量の手段を初めて提
供する。
【００１０】 水素は「究極の燃料」である。事実、次の１０００年間の「唯一の」燃料である
と大部分の人に考えられており、無尽蔵である。水素は宇宙で最も豊富にある元
素（９５％を超える）であり、「ビッグ・バン」により創造された最初の元素で
あった。水素は我々の惑星に無尽蔵で清浄なエネルギー源を提供でき、水を水素
と酸素に分解する種々の方法によって生産できる。水素は固体状態の形態で貯蔵
し且つ輸送することができる。本特許出願は、このような水素を基盤とする経済
活動のための、完全な発生／貯蔵／輸送／配達体系を説明している。例えば、米
国特許番号第４，６７８，６７９号（その開示内容は此処に参考にして取り入れ
てある）に発表されているような、経済的で軽い三重接合非晶質シリコン太陽電
池（本発明者等の一人であるスタンフォ〜ドＲ．オブシンスキ〜により開拓され
た発明）は水に隣接して配置することができ、電池の本質的に高い開路電圧は水
を成分ガスに解離させるのに使うことができ、生産された水素を捕集する。同様
に、これらの高効率太陽パネルを近くの農場で水中又は陸上に設置して。同様に
、水を分解して水素を形成する光起電力過程は、世界的な水浄化の問題解決に向
かっての一歩と成り得る。電気を発生させて輸送し、大貯蔵容量、軽量金属水素
化物合金から成る金属水素化物貯蔵吸着床へ、水素をポンプで注入する。
【００１１】 ‘４９７出願の合金の超大容量が、最終用途のための安全で経済的な形態で荷
船、タンカ〜、列車又はトラックにより輸送されることと、この水素を固体形態
で貯蔵することを可能とする。エネルギーは、今日の如何なる社会にとっても生
活と文化の基本的必需品であり、エネルギーの基本的資源として此処で説明した
方法により水素を使用することは、化石燃料を支配するために戦われる可能性を
最少にするであろう。「油田から車輪まで」の代わりに今やこの句は「資源から
車輪まで」と成るであろう。
【００１２】 過去において、燃料又は補助燃料としての水素の利用にかなりの注目が払われ
てきた。世界の石油備蓄が枯渇する可能性がある一方、水素の供給は事実上限界
が無い。水素は、石油、天然ガス及びその他の炭化水素から生産できるし、又好
ましくは、主に水素から成りそれ自身が巨大な水素「炉」と考えられる太陽から
のエネルギーによる、水の電気分解でも生成することができる。更に水素は、原
子力又は太陽エネルギー、又は他の如何なる形態の経済的エネルギー（例えば、
風力、波力、地熱など）を用いてでも、水の電気分解などにより化石燃料を利用
しないで生産することができる。更に水素は、本質的に低価格燃料である。水素
は、化学燃料の中で単位重量当たり最大のエネルギー密度を有し、水素を「燃や
す」時の主な副産物は水であるから、本質的に汚染が無い。このように水素は、
気候変動、汚染、石油への戦略的依存、など世界のエネルギー関連問題の多くを
解決できると同時に、発展途上国を援助する手段を提供する。
【００１３】 水素は燃料としての広い潜在的用途を持っているけれども、その利用、特に車
両に動力を供給するような移動性の用途における主な欠点は、許容できる軽量な
水素貯蔵媒体の不足であった。圧縮ガスとしての水素の貯蔵は、大きく且つ重い
容器の使用を伴う。従って、図２に示すように、５０００ｐｓｉにおける圧縮水
素は僅か３１g／リットルの水素密度である。加えて、圧縮ガスとして水素を貯
蔵するのには非常に高価な圧縮機が必要であり、圧縮水素ガスは非常に重大な爆
発／火災危険物である。
【００１４】 水素は液体としても貯蔵できる。しかし液体での貯蔵は、水素が極度に可燃性
であるので自動車用燃料として利用される場合は、重大な安全上の問題が生ずる
。液体水素は〜２５３℃以下の極低温に保たなければ成らず、もしこぼすと揮発
性が高い。その上液体水素は生産するのに費用がかかり、液化工程が必要とする
エネルギーが水素を燃やすことで発生できるエネルギーの大半を占める。液体で
の貯蔵のもう一つの欠点は、一日当たり５％という高さに成り得る蒸発による水
素の高額な損失である。同様に、液体水素の貯蔵密度は図２に示すように僅か７
１ｇ／リットルである。
【００１５】 初めて、固体水素化物としての水素の貯蔵は、本出願の原子レベルで設計した
合金を用いて、圧力タンク内での高圧ガス又は液体としての貯蔵よりも、一層大
きな重量パ〜セントの貯蔵ができる。同時に、固体水素化物中での水素の貯蔵は
安全であり、ガス又は液体として容器中に貯蔵された水素がもたらす安全上の問
題を生じないが、それは固体水素化物の形態で貯蔵された水素は自由エネルギー
が最も低い状態に在るからである。再び図２に示すように、７％オボニック熱的
水素貯蔵合金における水素の貯蔵は、圧縮水素ガスの密度の３倍を超える１０３
ｇ／リットルの水素密度を提供する。
【００１６】 気体又は液体水素の貯蔵に伴う問題に加えて、このような形態における水素の
輸送に伴う問題も存在する。例えば液体水素の輸送は、重くて嵩張り且つ破裂や
爆発を起こしやすい超絶縁タンクを必要とする。亦、大きな熱損失を蒙ることに
なるタンクの加熱冷却作業を避けるために、液体水素の一部は常にタンク中に残
すことが必要である。気体水素の輸送にについては、加圧タンク車が少量の水素
に対して使用できるが、これも亦破裂や爆発を起こしやすい。大量の場合には、
全く新しい水素輸送管輸送体系が建設されるか、又は天然ガスに対する現存の輸
送管の圧縮機ステ〜ション、弁及びガスケットを水素用に調整したり、改造する
ことが必要となるであろうが、これは現存する輸送管の建設材料が水素輸送に適
合することを仮定している。
【００１７】 従って、従来技術の限界を克服するような、水素の発生／貯蔵／輸送／配達の
ための完全な社会的インフラ設備に対する、この技術分野における強く且つ決定
的な需要が残されている。
【００１８】 （発明の要約） 本発明は、同様に水素基盤の環境対応設備を可能なものとする、水素の発生／
貯蔵／輸送／配達のための完全な社会的インフラ設備を提供する。このインフラ
設備は、高度にエネルギー効率が良くなければ成らず、このようなことは、速い
速度論的性質を有する、大容量、低価格、軽量のオボニック熱的水素貯蔵合金材
料を利用して達成される。一般に、この設備は水素生産／配達設備であり、その
副設備の何れかで発生した廃熱は回収されてそれ以外の副設備で再利用される。
このように、全体系の熱的エネルギー収支が、熱エネルギーを最高の効率で利用
するために最適化されている。この設備は、以下の副設備を含む：１）発電；２
）水素発生；３）水素精製／圧縮；４）水素化物吸着床中での水素貯蔵；５）ト
ラック、列車、小舟、荷船、等による水素化物吸着床の輸送；６）水素配達網；
及び7）水素の最終使用。このインフラ設備全体に亘って、水素化物の生成熱は
回収されて、水素供給源である水素化物吸着床からの水素の開放や、水素／電力
発生などのために再利用される。
【００１９】 水素はマグネシウムベ〜スの水素貯蔵合金粉中に貯蔵される。これらの合金は
、水素を基盤とする経済活動に動力を供給するため、特に内燃機関又は燃料電池
車両のような移動型エネルギー消費応用機器に動力を供給するために、水素の固
体状態での貯蔵及び配達を利用することを初めて可能にした。この合金は、約９
０重量％を超えるマグネシウムを含有し、a) 少なくとも６重量％の水素貯蔵容
量、b) 合金粉が３００℃で５分以内に全容量の８０%を吸収するような吸収の速
度論的性質、c) ３０から７０ミクロンの粒径、及びd) 適切な微細組織、を有し
ている。より好ましくは、合金粉は少なくとも６.５重量%の水素貯蔵容量、最も
好ましくは少なくとも６.９重量%を有する。同様に、合金粉は、より好ましくは
３００℃で２分以内に全容量の８０%を吸収し、最も好ましくは１.５分以内であ
る。合金製造のためにマグネシウムに添加される改質剤元素は、Ｎｉ及びＭｍ(
ミッシュメタル)を含み、Ａｌ、Ｙ及びＳｉなどの元素を追加して含むことも出
来る。従って典型的には、合金は０.５〜２.５重量％のニッケル及び約１.０〜
４.０%のＭｍ（主としてＣｅ及びＬａ及びＰｒを含有する）を含有することにな
るであろう。合金は３〜７重量%Ａｌ、０.１〜１.５重量%Ｙ及び０.３〜１.５重
量%シリコンを含有することもある。亦、触媒活性部位の数を増すために、少量
（１％未満）の炭素及び／又は硼素などの軽元素が任意に合金へ添加される。
【００２０】 本発明は、水素貯蔵合金中での水素貯蔵の新規な水素貯蔵床の設計を提供する
。吸着床は、高多孔質、高熱伝導性、固体材料から作られた独特の支持／熱伝達
部品を含む。好ましい材料は高熱伝導性黒鉛気泡体である。
【００２１】 本発明は更に、局所的な環境が内部核生成をもたらすことを特徴とし、原子の
レベルで設計された局所的な化学的電子的環境を有する少なくとも一つの粒子を
含む材料を提供する。
【００２２】 一般に、この設備は水素生産／配達設備であり、その副設備の何れかで発生し
た廃熱は回収されてそれ以外の副設備で再利用される。このように、全体系の熱
的エネルギー収支が、熱エネルギーを最高の効率で利用するために最適化されて
いる。図３は、本発明の、水素の発生／貯蔵／輸送／配達に対する完全な社会的
インフラ設備体系を文章的に表したものであり、同様に水素環境対応設備を実現
可能とするものである。このインフラ設備を高いエネルギー効率のものとするた
めに、例外的に優れた速度論的性質を有する、大容量、低価格、軽量のオボニッ
ク熱的水素貯蔵合金材料が水素を貯蔵するのに使用される。この設備は、以下の
副設備を含む：１）発電３１；２）水素発生３２；３）水素精製／圧縮３３；４
）水素化物吸着床中での水素貯蔵３４；５）トラック、列車、小舟、荷船、等に
よる水素化物吸着床の輸送３５；６）水素配達網３６；及び7）水素の最終使用
３７。このインフラ設備全体に亘って、水素化物の生成熱（即ち、Ｍ＋Ｈ2 ―＞
MH＋熱）は回収されて、水素供給源である水素化物吸着床からの水素の開放や
、水素／電力発生などのために再利用される。此処で用いたように、用語「廃熱
」は一般に、インフラ設備中の何れかの過程で発生し、通常は周囲環境へ失われ
るか又は捨てられるような、任意の形態の利用可能な熱を言う。
【００２３】 （熱交換／熱回収） 上で言及したように、全インフラ設備及びその副設備の全てを通じて重要な一
面は、多くの関係する過程を通じて発生される熱の回収と再利用である。このこ
とは、貯蔵された水素を開放するのに水素化物吸着床を加熱するためのエネルギ
ー負荷の追加を低減し、廃熱の有効利用を行わせ、熱を環境中に逃がす必要をな
くす。
【００２４】 このような熱回収の一つは、副設備３１、３２、３３及び３４を組み合わせて
行うことが出来る。回収できる第一段階の熱は、水素が水素化物吸着床内に貯蔵
される時に副設備３４で起こる発熱水素化物反応からのものである。廃熱は、例
えば副設備３１で発電するために、又は副設備３２で水素を生産するために、又
は副設備３３で水素を圧縮又は精製するのに必要とされるなど、必要に応じて他
の副設備へ伝達することが出来る。同様に、副設備３３内での水素の精製と圧縮
における過剰な熱は、副設備３１又は３２に伝達される。
【００２５】 熱回収の次の段階は、副設備３４から副設備３５への水素の移動中に存在する
。これは、水素が副設備３４の据付貯蔵タンク内に貯蔵され、副設備３５の輸送
用可動タンクに移動されることを仮定している。副設備３５内での水素化物生成
熱は、貯蔵水素を開放するために副設備３４の水素化物吸着床を加熱するのに利
用できる。
【００２６】 更なる熱回収が、副設備３５から副設備３６への水素移動において利用できる
。再び、これは、水素が副設備３５の可動タンク内に貯蔵され、副設備３６の配
達網における据付タンクに移動されることを仮定している。副設備３６内での水
素化物生成熱は、貯蔵された水素を開放するために副設備３５を加熱するのに使
うことが出来る。
【００２７】 最後に、副設備３６から副設備３７への水素移動において熱が回収できる。副
設備３６内での水素化物生成熱は、貯蔵された水素を開放するために副設備３５
を加熱するのに使うことが出来る。勿論、一つの副設備からその他の副設備への
水素の局地的移動はあるが、水素の局地的輸送管による配達はないと仮定してい
る。
【００２８】 この熱交換（即ち、吸収が行なわれている時の水素化物吸着床を冷却する）を
行うのに最も役立ち且つ簡単な方法は、大流量水素ガス冷却によるものである。
従って、水素化物吸着床により水素が吸収されている時は、水素化物生成熱を運
び去るために過剰な水素ガスが吸着床を貫通して流れている。この冷却／熱伝達
の方法は吸着床の設計を簡略化し、別個の冷却媒体流路は必要としない。これは
、起こり得る一つの問題、即ち大流量の水素中に水素貯蔵材料が同伴されるとい
う問題を提起する（以下に述べる吸着床設計により解決されるであろう）。以下
に説明する吸着床設計によりこの問題は解決される。
【００２９】 （発電副設備３１） 水素の発生／貯蔵／輸送／配達体系の第一段階は電力の発生である。水素が如
何なる方法で生産されようとも、幾らかの電力源は必要である。非汚染電力源の
例は、風力、太陽光、地熱、波力、水力、及び海洋熱エネルギー変換（ＯＴＥＣ
）電力を含む。他の電力源は、炭化水素又は石炭、石油、及び天然ガスなどの化
石燃料の燃焼による電力の創生並びに原子力を含む。何れかの個々の手段、又は
これらの組み合わせが、必要な電力を生産するのを満足させられるであろう。生
産して最も便利なエネルギーの形態は一般的には電気であろう、何故なら電気エ
ネルギーは他の形態のエネルギーに簡単に変換でき、且つ水素と酸素を形成する
水の直接電気分解に役立つからである。
【００３０】 電力を創生するのに最も有益な手段は太陽光エネルギーによるものである。例
えば、米国特許番号第４，６７８，６７９号（その開示内容は此処に参考にして
取り入れてある）に発表されているような、経済的で軽い三重接合非晶質シリコ
ン太陽電池（本発明者等の一人であるスタンフォ〜ドＲ．オブシンスキ〜により
開拓された発明）は水に隣接して配置することができ、電池の本質的に高い開路
電圧は水を成分ガスに解離させるのに使うことができ、生産された水素を捕集す
る。同様に、これらの高効率太陽パネルを近くの農場で水中又は陸上に設置して
。電気を発生させて輸送し、金属水素化物貯蔵吸着床へ水素をポンプで注入する
。
【００３１】 （水素発生副設備３２） 発電副設備３１で電力が発生すると、直ちに電力の少なくとも一部が水素を発
生するのに使われる。現在商業規模で水素の生産に用いられている概念は、天然
ガスの蒸気による改質、石油製品の部分酸化並びに水の電気分解である。これら
の体系的方法の中で、好ましい方法は（現状では最も経済的な方法ではないが）
水の電気分解である。この方法が好ましいのは、出発材料が水と電気であり、両
方とも完全に回復可能だからである、何故なら水素の「燃焼」の副産物は水であ
り、電気は回復可能なエネルギー源（即ち太陽光、風力、地熱、波力、など）か
ら生産できる。一方、炭化水素の改質又は部分酸化は、熱エネルギー及び水と共
に、枯渇する可能性のある炭化水素源を用いる。
【００３２】 一つの有益な電気分解の形式は、固体高分子電解質電気分解である。この方法
は、従来の水素生産方法よりも高効率で低原価であることが期待される。高分子
イオン交換膜が電解質として用いられ、電極は直接膜に取り付けられる。この技
術を用いて高いエネルギー効率が達成される。アルカリを含まない循環液として
純水を用いることで、従来のアルカリ性水電解法よりも装置の維持が容易である
。
【００３３】 水素を生産するもう一つの方法は、光電気分解によるものである。電気化学的
電池内で光正極を用いた水素の発生は、電解液内に少なくとも一つの対向電極を
必要とする。電気化学的電池は、光負極又は光正極付の従来の金属負極の何れか
を用いることが出来る。電解液は酸性、アルカリ性の何れでもよい。電解液が酸
性の時には、対向電極での反応は： （ａ）２Ｈ+＋２ｅ― ―＞ Ｈ2 この反応は十分な電子が在る限り暗闇でも進行する。光正極において、反応は： （ｂ）H2O＋２Ｈ+ ―＞ ２H+＋1/2O2 電解液がアルカリ性の時には、対向電極での反応は： （ｃ）Ｈ2Ｏ＋ｅ― ―＞ 1/2Ｈ2＋ＯＨ― 光正極での反応は： （ｄ）２OH―＋２H+ ―＞ H2O＋1/2O2 一例として、ｎ型半導体光正極が光に曝された時、電子は価電子帯から伝導帯
に励起され、それにより価電子帯に正孔を伝導帯に自由電子を創生する。光正極
で生成した電子は、外部電気接続により対向電極に導かれ、其処で電子は電解溶
液中の水分子の水素イオンと結合し、水素ガスを生成する。光正極では、電子は
溶液中の水酸イオンから供給され、光正極の励起電子によって創生された正孔を
充填し酸素を放出する。
【００３４】 光正極における電子と正孔間の電荷の分離をよくするために、正電位例えば０
.５ボルトを伝導及び価電子帯を曲げるため印加される。これが、光エネルギー
の吸収に際して、伝導帯に励起された電子と価電子帯に創生された正孔とが再結
合するのを防ぐ電場を創生する。バンク曲げることは、励起電子を電気回路へ、
正孔を光正極の表面へ向かわせる傾向があり、其処で正孔は電解液から供給され
る水酸イオンと一層容易に結合できる。
【００３５】 Ｈ2Ｏ／Ｈ2エネルギー準位より一層負の伝導帯準位を有する半導体を選ぶこと
により、水の電気分解は太陽光エネルギーを用いるだけで達成することが出来る
。反応の電極電位の少なくとも一部は光によって供給でき、外部電源からの必要
なエネルギーを低減する。
【００３６】 最適な効率のためには、光正極として用いられる半導体は、フェルミ準位で電
解溶液のものと同程度の凡そ１.５から１.７ｅＶの範囲のバンドギャップを持つ
べきである。ｎ型半導体の場合は、半導体が１.５ｅＶより僅かに大きいバンド
ギャップを有する時に水の電気分解過程は最も良好に進行する。電子が水の中に
拡散して熱平衡を達成するように、小さな仕事関数もまた要求される。これは半
導体のエネルギー帯を電解液の界面近傍で上に曲げる原因となる。入射光が次い
で半導体に吸収され電子〜正孔対を創生する。光励起された正孔は、内部電場に
より半導体〜電解液界面に向かって加速される。正孔が正しいエネルギーで水の
中に注入されると、酸性又はアルカリ性の何れの系が使用されるかに依存して、
上で式ａとｂ又はｃとｄで記述された反応に従い、光正極の近傍で酸素が放出さ
れ対向電極の近傍で水素が放出される。このような光電気分解において用いられ
る特別な光電極は、何れも本発明の譲受人に譲渡された米国特許４，５１１，６
３８及び４，６５６，１０３に説明されており、その開示内容は此処に参考にし
て取り入れてある。
【００３７】 （水素精製及び圧縮副設備３３） 水素が水素発生副設備で生産されると、精製（即ち、有害又は不活性成分は除
去する必要がある）し、貯蔵のために圧縮することが必要である。水素を精製す
るのに最も有用な方法は、選択的水素濾過器を通すことである。一般的濾過器は
、水素は通すが他のガスが通り抜けるのは防ぐ。この種の濾過器はPd合金から作
ることが出来るが、より好ましくは（価格を考慮することで）低価格の水素貯蔵
合金から作られる。即ち、従来の濾過器は非常に高価であり、低価格で且つガス
流から水素を効率的に濾過するオボニック水素貯蔵材料により簡単に置き換える
ことができる。このような濾過器に加えて、水素精製器の主な部品として酸素及
び／又は水の除去剤がある。
【００３８】 圧縮に関しては、水素は水素用に適合させた従来型の機械的圧縮機により圧縮
されることもあり、優先的に非機械的水素化物圧縮機／ポンプで圧縮することも
出来る。このような水素化物圧縮機の一例が１９７８年４月２５日にパウエル氏
他に対して発行された米国特許番号第４，０８５，５９０号に開示されている。
図４は、種々のオボニック水素貯蔵合金の一群に対する３０℃での圧力〜組成〜
温度（ＰＣＴ）の図である。これらの合金は、低い温度で水素を吸収しそれより
高い温度と圧力で水素を脱着させることにより、水素を圧縮するのに個別に用い
ることが出来、それにより水素の圧力を増大（圧縮）させる。合金は組み合わせ
て用いることで、同じ原理で働くけれども単独の合金だけの場合よりも高い圧縮
が出来るような多段式圧縮機を創造することもできる。これらのオボニック水素
貯蔵合金の組み合わせたものを用いて、 （水素貯蔵副設備３４） 水素が副設備３３で精製され圧縮されると、水素は貯蔵する必要がある。上で
吟味したように、水素を貯蔵する最も経済的で安全な方法は固体水素化物の形態
のものである。’４９７出願が発明される前は、先行技術による合金の小さい貯
蔵容量及び／又は劣った速度論的性質の故に、この形態での貯蔵は非経済的であ
り且つ実行不能であった。しかし、例外的な速度論的性質を示す’４９７出願の
７％貯蔵容量合金の出現にともなって、この貯蔵形態が好ましいものと成った。
この合金は一般的には貯蔵タンク内に「吸着床」の形態で収納される。水素は貯
蔵タンク内にポンプで注入され、水素を必要な時まで貯蔵する水素化物合金に吸
収される。
【００３９】 一般に、合金は約９０重量％を超えるマグネシウムを含有し、少なくとも一つ
の改質剤元素を含有する。この少なくとも一つの改質剤元素が、少なくとも６重
量％の水素を貯蔵することが出来、且つ水素の全貯蔵容量の少なくとも８０％を
、３００℃で、５分未満に吸収出来るマグネシウムベ〜スの合金を創生する。よ
り好ましくは、改質された合金は少なくとも６.５重量％の水素を貯蔵すること
が出来、且つ水素の全貯蔵容量の少なくとも８０％を、３００℃で、２分未満に
吸収出来るものである。最も好ましくは、改質された合金は少なくとも６.９重
量％の水素を貯蔵することが出来、且つ水素の全貯蔵容量の少なくとも８０％を
、３００℃で、１.５分未満に吸収出来るものである。改質剤元素は、主として
Ｎｉ及びＭｍ(ミッシュメタル)を含み、更に追加の元素としてＡｌ、Ｙ及びＳｉ
を含むことが出来る。従って合金は、典型的には、０.５〜２.５重量％ニッケル
及び約１.０〜４.０重量％Ｍｍ（主としてＣｅ及びＬａ及びＰｒを含む）を含有
する。合金は、３〜７重量％Ａｌ、０.１〜１.５重量％Ｙ及び０.３〜１.５重量
％シリコンの一つ以上を含有することもある。亦、炭素及び／又は硼素などの軽
元素の少量（１％未満）が、触媒活性部位の数を増やすため任意に合金へ添加さ
れることもある。幾つかの実施例が好ましい水素貯蔵合金を説明するのに助けと
なるであろう。
【００４０】 （実施例１） 組成：９１.０重量%Ｍｇ、０.９重量%Ｎｉ、５.６重量%Ａｌ、０.５重量%Ｙ及
び２.０原子%Ｍｍを有し、ＦＣ〜１０の名称を持つ改質したMg合金を作製した。
個々の原料合金元素をグロ〜ブボックス中で混合した。混合物は黒鉛坩堝中に入
れ、坩堝は炉内に置いた。坩堝はその底部に２.０ｍｍの窒化硼素製開口部を有
し、取り外し可能な窒化硼素製の棒で栓がしてある。炉は非常に低い圧力までポ
ンプで排気され、アルゴンを三回流して清浄化した。炉内のアルゴンの圧力を１
ｐｓｉに上げ、坩堝が６００℃に加熱されるまでこの圧力に保った。溶湯が用意
されると同時に、窒化硼素棒を引き上げ、圧力をかけた状態でアルゴンを炉内に
注入した。溶融合金は、窒化硼素製開口部を通り黒鉛坩堝外へ流し出して、水冷
してない水平に回転する銅製回転盤上に流した。約１０００ｒｐｍで回転する回
転盤は、溶融合金を凝固させて微粒子にし、微粒子は回転盤を覆う水冷銅製蓋で
跳ね返って、ステンレス鋼製皿の上でゆっくり冷やされる。五グラムの凝固合金
薄片を１００ｍｇの黒鉛粉砕助剤と混合した。混合物は３時間機械的に粉砕され
た。粉砕した合金は篩にかけて分級し、３０から６５ミクロンの間の粒径を有す
る材料を回収した。この合金は約６.５重量%の水素貯蔵容量を有し、約３００℃
の温度で５分未満に最高容量の８０%を吸収する。合金の性質に関するその他の
詳細は以下に呈示される。
【００４１】 （実施例２） 組成: ９５.６重量%Ｍｇ、１.６重量%Ｎｉ、０.８重量%Ｓｉ、及び２.０重量%
Ｍｍを有し、ＦＣ〜７６の名称を持つ改質したＭｇ合金を作製した。合金は実施
例１と同じ方法で形成されたが、炉内温度は８５０℃で開口部寸法は２.５ｍｍ
であった。この合金は約６.９重量%の水素貯蔵容量を有し、約３００℃の温度で
１.５分未満に最高容量の８０%を吸収する。合金の性質に関するその他の詳細は
以下に呈示される。
【００４２】 （実施例３） 組成: ９５重量%Ｍｇ、２重量%Ｎｉ、及び３.０重量%Ｍｍを有し、ＦＣ〜８６
の名称を持つ改質したＭｇ合金を作製した。合金は実施例１と同じ方法で形成さ
れたが、炉内温度は７５０℃で開回転盤速度は１４００ｒｐｍであった。この合
金は約７重量%の水素貯蔵容量を有し、約２７５℃の温度で２.３分未満に最高容
量の８０%を吸収する。合金の性質に関するその他の詳細は以下に呈示される。
【００４３】 好ましい水素貯蔵合金は、大貯蔵容量及び優れた吸収／脱着の速度論的性質の
組み合わせにおいて独特のものである。水素貯蔵材料の合金組成と粒径が速度論
的性質に重大な影響を与える。即ち、材料の速度論的性質は（特定の組成とは無
関係に）粒径が小さくなるにつれて改善される。特に、７０ミクロン未満の粒径
を有する材料が最も有用である。更に厳密には３０〜７０ミクロン粒径が優れた
速度論的性質を与えるけれども、依然として容易に製造可能である。粒径を大き
くすることは製造を簡単にはするが、材料の速度論的性質を徹底的に低下させる
、一方粉砕で粒径を小さくすることはこれらのＭｇ基合金の高い靭性のために困
難である。事実、合金を効率よく粉砕するには靭性が高過ぎるので、多量の微粉
合金を製造するのにガスアトマイゼ〜ション法の利用が必要となるであろう。本
合金についてもう一つの注目すべき重要な点は、たとえ水素化物化されても、こ
れらの微粉砕粉は純マグネシウム水素化物粉とは正反対に、空気中で自然発火し
たり燃えたりすることはないということである。しかしもし望まれるならば、粒
子を保護するが水素は通過させる（炭素、ニッケル又は高分子材料などの）よう
な単原子層をその上に被覆してもよい。
【００４４】 図５は、燃料電池及び内燃機関を駆動するのに必要な速度論的性質を持つため
に水素貯蔵合金に要求される特性を文章的に表したものであり、これらの概念を
概略図で説明している。特に図５は、表面核生成に加えて内部核生成がＨ2の２
Ｈへの解離のための触媒部位の数を如何にして増加させることが出来るかを示し
ている。亦、表面核生成部位のみを持つ粒子はその表面層に先ず水素を吸着する
ので、表面に或る種の「障壁」が創生されてそれ以後の水素の吸収を遅らせる。
従って、必要なことはこの表面障壁を迂回して直接粒子の内部に水素を吸収させ
ことを可能とする方法である。
【００４５】 小さい粒子は独特の性質を持ち、結晶質と非晶質固体間の隙間の橋渡しをする
、即ち、小さい幾何学的寸法が新しい物理学を生み出す。５０オングストロ〜ム
の粒子は「ほとんどが表面」であり、それにより新しいトポロジ〜及び特異な結
合形態を生じさせる。同時に、５０オングストロ〜ムの粒子中にある全原子の２
１％は表面に在り、他の４０％は表面から一原子以内に在る。従って、多元素微
細合金における組成的不規則性は小さな粒子、例えば５０オングストロ〜ム粒子
中で大きく、１０元素から成る合金中の各元素は純統計的にみて３％の濃度のば
らつきを示すであろう。このような小さな粒子の場合は、量子閉じ込め効果が明
瞭に現れ、バンド構造効果は乱される。
【００４６】 この局所的な化学的電子的環境を原子のレベルで設計する能力は、これらの環
境に粒子内の内部核生成を提供させる。本発明者等は、原子に関する工学の原理
の適用及び局所的環境を注文通りに仕立ることにより、マグネシウムが、貯蔵さ
れた水素の経済的回収が出来るほど著しく増強された速度論的性質を持つととも
に、６重量%を超える水素を貯蔵するように改質できることを見出した。増強さ
れた速度論的性質は、低い温度での水素の開放を可能にし、従って水素に基盤を
置いたエネルギー体系における金属水素化物貯蔵の有用性を高めている。従って
本合金は、商業的に実用可能な、低価格、軽量水素貯蔵材料を提供する。
【００４７】 図６は、マグネシウムベ〜スの水素貯蔵合金の水素化物化に及ぼす表面核生成
の影響を確認するSEM像である。図６の材料は、最初に表面核生成部位に水素を
吸収するのみで、水素はその後粒子内部に拡散しなければならない。特に図６は
、表面の水素化物化（核生成）２１だけがおこる粒子２０を示す。図６と７にお
いて、明るい領域は材料の水素化物化されていない部分で、暗い領域は材料の水
素化物化された部分である。
【００４８】 一方図７は、内部核生成（及びそれに伴う触媒部位）の影響を確認するSEM像
である。図７の材料は、最初に内部核生成部位に水素を吸収するので、水素は粒
子の内部へ一層容易に吸収される。特に図７は、内部２３における水素化物化（
触媒核生成部位を介して）を示す他の粒子２２を示す。
【００４９】 表面及び内部核生成の両方をもたらすように局所的な化学的電子的環境を原子
レベルで設計することは、熱的水素貯蔵材料に適用されて来たが、それ以外の材
料にも適用して性質を性質に影響させることが出来る。例えば、一般的な水素貯
蔵材料（即ち、電気化学的又は熱的）及び一般材料に適用できる。特に望ましい
材料は、急速冷却された多元素系材料であろう。それらは一般に１００オングス
トロ〜ム未満の小さな結晶粒径を有するか、粒径１００ミクロン未満の微粒子材
料であろう。
【００５０】 図８は、２７９℃（記号○で表示）、３０６℃（記号▲で表示）及び３３５℃
（記号△で表示）における合金ＦＣ〜１０の圧力〜組成〜温度（ＰＣＴ）曲線の
グラフである。グラフは、合金が２７９℃で１０５０Ｔｏｒｒ、３０６℃で２２
００Ｔｏｒｒ、３３５℃で４３００Ｔｏｒｒのプラト〜圧力を有することを示す
。ＰＣＴ曲線は、ＦＣ〜１０合金が約６.５重量％水素の最高容量、及び約７０
ｋＪ／モルの水素結合エネルギーを有することを示す。
【００５１】 図９は、２７８℃（記号■で表示）、２９３℃（記号◆で表示）及び３２０℃
（記号▲で表示）における合金ＦＣ〜７６のＰＣＴ曲線のグラフである。グラフ
は、合金が２７８℃で７５０Ｔｏｒｒ、２９３℃で１１００Ｔｏｒｒ、３２０℃
で２４００Ｔｏｒｒのプラト〜圧力を有することを示す。ＰＣＴ曲線は、ＦＣ〜
７６合金が約６.９重量％の最高容量、及び約７５ｋＪ／モルの水素結合エネル
ギーを有することを示す。
【００５２】 図１０は、ＦＣ〜７６合金の吸収の速度論的性質をプロットしたものである。
特に時間対重量%水素吸収を３つの異なる温度２７５℃（◇記号）、３００℃（
○記号）、及び３２５℃（△記号）に対してプロットしたものである。見られる
ように、２７５℃で合金は１.３分後に全容量の８０%を吸収、３００℃で合金は
１.４分後に全容量の８０%を吸収し、３２５℃で合金は２.０分後に全容量の８
０%を吸収する。
【００５３】 図１１は、Ｆｃ〜７６合金の脱着の速度論的性質をプロットしたものである。
特に時間対重量%水素吸収を３つの異なる温度２７５℃（□記号）、３００℃（
○記号）、及び３２５℃（△記号）に対してプロットしたものである。見られる
ように、２７５℃で合金は８.０分後に全容量の８０%を脱着、３００℃で合金は
３.４分後に全容量の８０%を脱着し、３２５℃で合金は２.５分後に全容量の８
０%を脱着する。
【００５４】 図１２は、ＦＣ〜８６合金の吸収の速度論的性質をプロットしたものである。
特に時間対重量%水素吸収を３つの異なる温度２３０℃（◇記号）、２４０℃（
○記号）、及び２７５℃（＊記号）に対してプロットしたものである。見られる
ように、２３０℃で合金は５.２分後に全容量の８０%を吸収、２４０℃で合金は
２.４分後に全容量の８０%を吸収し、２７５℃で合金は２.３分後に全容量の８
０%を吸収する。
【００５５】 図１３は、二つの異なった粒径を有するＦＣ〜７６合金粉の吸収の速度論的性
質をプロットしたものである。特に、重量%水素吸収対時間を、７５から２５０
ミクロン（○記号）及び３２から６３ミクロン（◇記号）の粒径範囲を有する材
料に対してプロットしたものである。見られるように、より小さい粒径が吸収の
速度論的性質を著しく高める。
【００５６】 図１４は、本発明による７重量％貯蔵容量のオボニック熱的水素貯蔵合金に対
する、３００℃での吸収（■記号）及び脱着（●記号）のＰＣＴ曲線である。こ
の材料は大きなヒステリシスが無いことに注目すべきである。即ち、実質的に吸
収された水素の全てが脱着に際して回収される。従ってこの合金中での水素貯蔵
は完全に可逆的である。
【００５７】 上述の実施例における水素貯蔵合金粉末の形成法が、急速凝固と引き続く粉砕
であったが、ガス・アトマイジング法も使用可能であろう。材料が粉砕される場
合は、アトライタ〜の使用は好ましい粉砕法である。炭素などの粉砕助剤の添加
は、これらの合金を粉砕する場合に特に有益である。
【００５８】 水素貯蔵副設備３４は、水素を容器又はタンク内に水素を貯蔵するための金属
水素化物水素貯蔵手段を包含している。本発明の一実施態様において、貯蔵手段
は、支持手段に物理的に結合された上述の水素貯蔵合金材料から成る。一般に、
支持手段は、貯蔵合金材料を保持できる如何なる形の構造をとってもよい。支持
手段の実施例は、網、格子、マット、箔、気泡体及び板を含むが、これらに限定
されない。何れも、金属でも非金属でもよい。
【００５９】 支持手段は、必要な熱伝達機構を提供できる適切な熱力学特性をもつ、種種の
材料から形成されるであろう。これらは金属と非金属の両方を含む。好ましい金
属は、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ及びそれらの混合物又は合金から成る群からのも
のを含む。金属から形成できる支持手段の例は、ワイヤの網、エキスパンド金属
及び気泡金属である。
【００６０】 水素貯蔵合金材料は、支持手段に圧縮固化及び／又は焼結処理を用いて物理的
に結合されることがある。合金材料は先ず微細粉末に変換される。粉末は次いで
支持手段上へ圧縮固化される。圧縮固化処理は、粉末を支持手段に付着させ且つ
一体化させる。圧縮固化した後、合金粉末を付着された支持手段は予熱され次い
で焼結される。予熱工程は、過剰の湿気を放出して合金粉末の酸化を妨げる。焼
結は、水素を含んだ高温の実質的に不活性雰囲気で行なわれる。温度は、合金材
料の粒子と粒子の結合と同時に、合金材料の支持手段への結合を促進するのに十
分な高さである。
【００６１】 支持手段／合金材料は、容器／タンク内に種々の異なった形態で装填すること
が出来る。図１５は、支持手段／合金材料が渦巻状にコイルに巻いた形態を示す
。図１６は、支持手段／合金材料が、複数の積層された円板として容器中に組み
立てられたもう一つの形態を示す。他の形態も亦可能である（例えば、積層され
た板）。
【００６２】 合金材料を支持手段上へ圧縮固化し且つ焼結することは、合金材料の重点密度
を向上し、それにより水素貯蔵体系の熱力学的速度論的特性を改善する。支持手
段と合金材料の間の密接な接触は、水素が吸収・脱着するときの水素貯蔵合金材
料内外への熱伝達の効率を改善する。加えて、容器内部全体に亘る支持手段の均
一な分布は、合金材料の吸着床全体に亘る均一な温度及び熱の分布を与える。こ
れは、全体に亘る均一な水素吸収脱着速度をもたらし、従ってより効率的なエネ
ルギー貯蔵装置を創生する。
【００６３】 水素貯蔵床に合金粉だけを使用するとき（支持手段無しで）の一つの問題は、
粒径低減に起因する自己圧縮固化の問題である。即ち、繰返される水素化物化及
び脱水素化物化サイクルの間に合金材料は水素を吸収し脱着するにつれて膨張収
縮する。幾つかの合金材料は、材料の格子中に水素を導入しそれから開放する結
果として、体積で２５％という大きな膨張・収縮をすることが見出されている。
合金材料の寸法変化の結果として、割れを起こし、破壊して更により細かい粒子
へと分裂する。サイクルを繰り返した後で、微細な粒子は自己圧縮固化し、非効
率的な水素伝達と同時に貯蔵容器の壁に向かって働く高い応力の原因となる。
【００６４】 しかし、合金材料を支持手段上へ固着させるために用いる処理が、吸収及び脱
着の繰り返しの間中、合金粒子をお互いの間ばかりでなく支持手段に対しても、
強力に結合された状態に保つ。更にその上、容器内における支持手段のきっちり
詰め込まれた装填は、材料の膨張、収縮及び破壊に際して合金粒子を適切な位置
に保つための機械的支持体としての役に立つ。
【００６５】 水素貯蔵床又は大流量水素冷却を使用する場合に、合金粉だけを用いる（支持
手段無しで）ことに伴う更にもう一つの問題は、繰り返し使用時の膨張及び収縮
応力の下で水素貯蔵材料の粒子が破壊した時に、大流量水素冷却を用いる時には
特に幾らかの粒子が水素の流れに同伴されることがあり得ることである。上述の
結合技術はこの問題をある程度軽減できるけれども、更によい設計が「流動する
」水素と貯蔵材料との相互作用を排除出来るであろう。即ち、水素が粒子を同伴
するのに十分な速度で貯蔵材料を通過しないような吸着床設計が望ましい。この
ような設計の一つが以下に説明されている。
【００６６】 （新規な水素化物貯蔵吸着床の設計） 図１７は、水素貯蔵合金中に水素を貯蔵するための吸着床４０の断面図を図形
的に示したものである。吸着床４０は、高多孔質、高熱伝導性、固体材料から作
られた支持体／熱伝達部品４１を含んでいる。好ましい材料は、「製造における
複合材料」１５巻、４号、第４四半期（１９９９年）にジェイムズ・クレット氏
により開示されているような、高熱伝導性黒鉛気泡体である。これらの材料は、
０.２７から０.５７ｇ／ｃｍ3という低い（即ち非常に多孔質）密度と５０から
１５０Ｗ／ｍ〜Ｋの熱伝導度を併せ持っている。従って、これらの黒鉛材料は非
常に伝導性が良く著しく多孔質で非常に軽い。加えて、黒鉛状炭素材料はそれ自
身が更に余分の水素を貯蔵する。黒鉛気泡体材料は、アルカリ金属（例えば、リ
チウム、ナトリウム又はカリウム）などのｐ軌道材料又はカルコゲン元素（例え
ば、テルル、セレン又は硫黄）を不純物として添加することがあり、それにより
黒鉛材料の水素貯蔵能力を向上させる。
【００６７】 熱的水素貯蔵合金材料は、焼結／圧縮により棒又は弾丸状物４２に形成され、
黒鉛支持体４１に予め開けられた穴に挿入される。本吸着床の設計は、成形され
た水素化物吸収体の分解を伴う従来技術の問題点を、焼結／加圧成形して弾丸状
物又は棒を創生するのに超微細粒径粉を用いることで軽減している。従って、加
圧成形物は粒径５０ミクロン程度未満の粒子から成っているので、ほとんど更な
る破壊／分解が起きることは無いだろう。加えて以下に述べるように、加圧成形
した棒又は弾丸状物から離れた合金粒子が水素の流れの中に同伴されることは起
こりえないであろう。
【００６８】 中心（必要なら他の位置にも）に或る種のヒ〜タ〜４３が嵌め込まれ、貯蔵吸
着床の加熱を（水素を脱着させるための）促進する。このヒ〜タ〜は、電気ヒ〜
タ〜又は水素を燃やして吸着床中へ熱を放出する触媒型燃焼器の形態をとること
がある。代りに、黒鉛支持体４１を通して直接電流を流し、黒鉛自身の抵抗加熱
により吸着床内に熱を発生させることもある。系に水素を導入し且つそれから除
去するために、孔又は流路４４が吸着床の長手方向に貫通して開けられる。水素
は吸着床中に加圧下で流路４４を通って導入される。水素の幾分かは黒鉛支持体
の多孔質の網目を通って流れ、水素貯蔵材料４２に吸着される。水素の流量が大
であれば、大流量水素冷却により冷却する時がそうであるが、水素の大部分が孔
４４を通って吸着床４０の他端から流出する。
【００６９】 この系は、吸着床を高速で通り抜ける水素の過剰な流れが直接水素貯蔵材料に
接触しないという点で、大流量水素冷却に対しては独特の設計が為されている。
従って、加圧成形した棒又は弾丸状物から離れた合金粒子が大流量水素中に同伴
されることは起こりえないであろう。しかし、過剰な水素への効率的な熱伝達は
、高熱伝導性支持体４１により保証される。即ち、熱は水素貯蔵材料４２から支
持体４１に伝わり、最後に流路４４内の高速大流量水素に伝達され、吸着床の外
へ運び出される（インフラ設備内の何処かで再利用するために）。この設計形状
は、脱着時の熱損失から吸着床を絶縁するために、吸着床を取り巻く熱絶縁４５
を備えることもできる。
【００７０】 （水素輸送副設備３５） 副設備３４の水素化物タンクに水素が貯蔵されると、水素はある場所から他の
場所へと輸送され必要がある。これは、充満した又は水素化物化された水素貯蔵
合金である貯蔵タンクを従来の方法で輸送するとにより達成される。これらのタ
ンクは火災又は爆発の危険から全く安全であるから、従来の輸送手段で輸送する
ことは簡単なことである。これらは、トラック、列車、小舟、または荷船の何れ
か又は全てによる輸送を含む。タンクは従来通り、タンク棚又はその他の輸送用
乗り物へ固定する手段などにより、取り扱い且つ荷積みされる。
【００７１】 （水素配達網副設備３６） 水素は副設備３５で輸送された後、配達網へと達される。この配達網は、車輌
燃料供給所、家庭向け配達業者及び産業／業務向け配達業者を含む水素貯蔵施設
を包含する。水素タンクが到着すると（小舟、荷船、トラック、列車、など）、
水素は二つの方法の一つで取り扱われる。第一は、貯蔵タンク（又はボンベ、な
ど）は配達業者（タンク・トレ〜ラ〜が後に残ってもよい）に物理的に荷降ろし
され、水素が既に配達された空のタンクは最充填するために回収することが出来
る。他の方法は、配達業者の所で水素が輸送用貯蔵タンクから固定貯蔵タンク（
同様に水素化物吸着床が好ましい）に移される。
【００７２】 （水素最終使用副設備３７） 最終的に、配達網３６の施設に貯蔵された水素は最終顧客に伝達される。最終
顧客使用が車輌に動力を供給するためであることがあり、この場合顧客は車輌を
燃料供給所で補給する。最終使用は、既に天然ガスを使用しているような家庭で
の利用（暖房、温水、衣類乾燥、料理、など）であることもある。この場合は、
水素は家庭に配達され水素化物タンクに入れて其処に貯蔵されるか、又は局地的
輸送管配達網（長距離での圧力条件及び損失のため、国家規模での配達網より更
に経済的）を経由して家庭内に配管されるであろう。最後は、最終使用は業務用
又は産業用の性格のものであろう。ここでも再びこれらの顧客に対する選択肢は
、その場への配達、その場での貯蔵、又は局地的輸送管配達である。
【００７３】 （水素により動力供給される内燃機関及び燃料電池車輌） 本合金、貯蔵材料設備及び社会的インフラ設備は、多くの用途に対して水素供
給源として有用である。このような応用の一つは自動車の分野である。特にイン
フラ設備は水素を自動車に供給する手段として利用でき、貯蔵設備は、内燃機関
（ＩＣＥ）自動車又は燃料電池（ＦＣ）自動車用の水素源として使用できる。
【００７４】 図１８は、ICE自動車用水素ガス供給装置の概略表現で、水素エンジン１に水
素ガスを供給するためのものである。装置は、水素ガス貯蔵部２及びエンジン廃
熱伝達供給路３を備え、後者はエンジン１から排出されたエンジン廃熱（廃ガス
又はエンジン冷却液の形で）を水素ガス貯蔵部２へと導く。装置は同じく、水素
貯蔵材料を加熱するのに使ったエンジン冷却液をエンジン１に戻すための復路４
、及び使用済みの排ガスを放出するための排ガス通気孔７を備えている。装置は
更に、水素ガス供給路５を備え、水素ガスを水素ガス貯蔵部２からエンジン１へ
と導く。エンジン廃熱伝達供給路３は、温度調節部６を備えており、水素ガス貯
蔵部２に導入される廃熱の温度を調節する。このような装置を用いることにより
、ＩＣＥ内で発生した廃熱は、水素貯蔵材料を加熱して其処からＩＣＥ中で用い
る水素を開放するのに効率的に使用できる。
【００７５】 図１９は、ＦＣ自動車用水素ガス供給装置の概略表現で、燃料電池８に水素ガ
スを供給するためのものである。装置は、水素ガス貯蔵部１２及び燃料電池廃熱
／水素伝達供給路９を備え、後者は燃料電池から排出された廃熱及び未使用水素
を水素ガス燃焼器１０へと導く。燃料電池からの廃熱は、加熱ガス又は加熱水溶
性電解液の形態であろう。水素燃焼器１０は、燃料電池８からの廃熱を利用し更
に水素を燃焼させることにより、熱伝達媒体（好ましくは、燃料電池からの水溶
性電解液の形態における）を加熱する。水素は、燃料電池８からの未使用水素並
びに、水素貯蔵装置１２から水素供給配管１４を経由して供給される新鮮水素に
よって燃焼器１０に供給される。加熱された熱伝達媒体は、供給配管１３を経由
して水素貯蔵装置１２へ供給される。装置は同じく、水素貯蔵材料を加熱するの
に使った燃料電池水溶性電解液を燃料電池８に戻すための復路１６、及び使用済
みの燃焼器ガスを放出するための排ガス通気孔１５を備えている。装置は更に、
水素ガス供給路１１を備え、水素ガスを水素ガス貯蔵装置１２から燃料電池８へ
と導く。
【００７６】 発明は好ましい実施態様と手順との関連において説明したが、発明を記載され
た実施態様及び手順に限定することは意図されていないことを理解すべきである
。反対に、添付された特許請求の範囲により限定された発明の精神及び範囲内に
入るであろう、全ての代替物、修正物、及び等価物を包含することが意図されてい
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 横軸に時間、縦軸にH/C比をプロットしたグラフで、このグラフは燃料の無炭
素資源に向かう社会動向を明示する。
【図２】 圧縮水素、液体水素、及び７％オボニック固体水素化物貯蔵材料として貯蔵さ
れる水素の、ｇ／リットルで表した水素貯蔵密度の棒グラフである。
【図３】 本発明の、水素の発生／貯蔵／輸送／配達に対する完全な社会的インフラ設備
体系を文章的に表したものである。
【図４】 種々のオボニック水素貯蔵合金の一群に対する、３０℃での圧力〜組成〜温度
曲線を示すグラフであり、これらの合金は本発明のインフラ設備の水素を圧縮／
ポンプ注入するのに有益である。
【図５】 合金が望ましい速度論的性質を持つために、水素貯蔵合金に要求される特性を
図式的、文章的に表したもので、特に表面対内部核生成に付いて描いてある。
【図６】 本発明のマグネシウムベ〜スの水素貯蔵合金の水素化物化に及ぼす、表面核生
成のみの影響を示すＳＥＭ写真である。
【図７】 本発明のマグネシウムベ〜スの水素貯蔵合金の水素化物化に及ぼす、内部核生
成の影響を示すＳＥＭ写真である。
【図８】 合金ＦＣ〜１０の３つの異なる温度における圧力、組成、温度（ＰＣＴ）曲線
のグラフである。
【図９】 合金ＦＣ〜７６の３つの異なる温度におけるPCT曲線のグラフである。
【図１０】 ＦＣ〜７６合金の吸着の速度論的性質、特に時間に対して重量%水素吸収を３
つの異なる温度においてプロットしたものである。
【図１１】 Ｆｃ〜７６合金の脱着の速度論的性質、特に時間に対して重量%水素吸収を３
つの異なる温度においてプロットしたものである。
【図１２】 ＦＣ〜８６合金の吸着の速度論的性質、特に時間に対して重量%水素吸収を３
つの異なる温度においてプロットしたものである。
【図１３】 ２つの異なる粒子径を有するＦＣ〜７６合金の吸着の速度論的性質をプロット
したものである。
【図１４】 本発明による７％オボニック熱的水素貯蔵合金に対する、吸収及び脱着のPCT
曲線をプロットしたグラフであり、特に注目すべきはこの材料に大きなヒステリ
シスが無いことである。
【図１５】 水素貯蔵合金材料と結合された支持手段が、渦巻状にコイルに巻かれている本
発明の一実施態様を示す。
【図１６】 水素貯蔵合金材料と結合された支持手段が、複数の積層された円板として組み
立てられている本発明のもう一つの実施態様を示す。
【図１７】 本発明のインフラ設備で用いるのに有益であり、特に水素吸蔵合金の大流量水
素冷却に対して役立つ、独特な水素化物貯蔵吸着床の設計を示す。
【図１８】 内燃機械車両に動力を供給するための、本発明の合金を利用する水素ガス供給
装置の概略図を示す。
【図１９】 燃料電池車両に動力を供給するための、本発明の合金を利用する水素ガス供給
装置の概略図を示す。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ２２Ｃ 23/02 Ｃ２２Ｃ 23/02 23/06 23/06 Ｃ２５Ｂ 1/04 Ｃ２５Ｂ 1/04 Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｈ０１Ｍ 8/00 Ｚ // Ｈ０１Ｍ 8/00 8/04 Ｊ 8/04 8/06 Ｇ 8/06 Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｑ (72)発明者 ヤング、 ローザ ティー． アメリカ合衆国 ミシガン州 48302 ブ ルームフィールド ヒルズ ゴルフ リッ ジ ドライブ 4136 Ｆターム(参考） 4G040 AA01 AA06 AA16 AA18 AA24 AA32 AA36 AA43 AA44 AA45 AA46 FA02 FB02 FB03 FC01 FE01 4K021 AA01 BA02 BC07 BC08 CA09 CA13 DB05 DB10 DB31 DB53 DC03 5F051 AA05 BA05 5H027 AA02 BA01 BA11 BA14 BA16

Claims (78)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一つの水素分配副設備を備えた水素インフラ設備
    であって、前記水素分配副設備内の如何なる場所で発生した廃熱であっても、前
    記水素分配副設備のそれ以外の場所において又は前記インフラ設備のその他の副
    設備において、回収され再使用される前記水素インフラ設備。
  2. 【請求項２】 以下を含む、請求項１の水素インフラ設備。 ａ）発電副設備； ｂ）水素を生産するのに前記発電副設備からの電力を用いる水素発生副設備； ｃ）水素発生副設備において生産された水素を精製し且つ圧縮する水素精製／
    圧縮副設備； ｄ）精製且つ圧縮された水素を金属水素化物貯蔵タンク内に貯蔵する水素貯蔵
    副設備； ｅ）金属水素化物貯蔵タンク内に貯蔵された水素を輸送する水素輸送副設備； ｆ）輸送された水素を受け取り最終使用者に配達する水素分配副設備；及び、 ｇ）配達された水素を受け取り前記水素を消費する最終使用副設備。
  3. 【請求項３】 前記金属水素化物貯蔵タンクがマグネシウムベ〜スの水素貯
    蔵合金粉を含み、前記合金が少なくとも９０重量％のマグネシウムから成り、前
    記合金粉が以下を有する、請求項２の水素インフラ設備。 ｉ）少なくとも６重量％の水素貯蔵容量； ii）合金粉がその全容量の８０％を３００℃で５分以内に吸収するような吸収
    速度；及び、 iii）約7０ミクロン未満の粒径範囲。
  4. 【請求項４】 前記合金粉が少なくとも６．５重量％の水素貯蔵容量を有す
    ることを特徴とする、請求項３の水素インフラ設備。
  5. 【請求項５】 前記合金粉がその全容量の８０％を３００℃で２分以内に吸
    収するような吸収速度を有する、請求項４の水素インフラ設備。
  6. 【請求項６】 前記合金粉が少なくとも６．９重量％の水素貯蔵容量を有す
    ることを特徴とする、請求項３の水素インフラ設備。
  7. 【請求項７】 前記合金粉がその全容量の８０％を３００℃で１．５分以内
    に吸収するような吸収速度を前記合金粉が有することを特徴とする、請求項６の
    マグネシウムベ〜スの水素貯蔵合金粉。
  8. 【請求項８】 前記合金が更に０．５〜２．５重量％のニッケルを含むこと
    を特徴とする、請求項３の水素インフラ設備。
  9. 【請求項９】 前記合金が更に０．５〜２．５重量％のニッケルを含むこと
    を特徴とする、請求項５の水素インフラ設備。
  10. 【請求項１０】 前記合金が更に０．５〜２．５重量％のニッケルを含むこ
    とを特徴とする、請求項７の水素インフラ設備。
  11. 【請求項１１】 前記合金が更に１．０〜４．０重量％のミッシュメタルを
    含むことを特徴とする、請求項８の水素インフラ設備。
  12. 【請求項１２】 前記合金が更に１．０〜４．０重量％のミッシュメタルを
    含むことを特徴とする、請求項９の水素インフラ設備。
  13. 【請求項１３】 前記合金が更に１．０〜４．０重量％のミッシュメタルを
    含むことを特徴とする、請求項１０の水素インフラ設備。
  14. 【請求項１４】 前記ミッシュメタルが主としてＣｅ、Ｌａ、Ｐｒ、及びＮ
    ｄから成ることを特徴とする、請求項１１の水素インフラ設備。
  15. 【請求項１５】 前記ミッシュメタルが主としてＣｅ、Ｌａ、Ｐｒ、及びＮ
    ｄから成ることを特徴とする、請求項１２の水素インフラ設備。
  16. 【請求項１６】 前記ミッシュメタルが主としてＣｅ、Ｌａ、Ｐｒ、及びＮ
    ｄから成ることを特徴とする、請求項1３の水素インフラ設備。
  17. 【請求項１７】 前記合金が、３〜７重量％のＡｌ、０．１〜１．５重量％
    のＹ及び０．３〜１．５重量％の珪素から成る群の一つ以上を更に含み、任意に
    １％までの炭素及び／又は硼素を更に含むことを特徴とする、請求項１４の水素
    インフラ設備。
  18. 【請求項１８】 前記合金が、３〜７重量％のＡｌ、０．１〜１．５重量％
    のＹ及び０．３〜１．５重量％の珪素から成る群の一つ以上を更に含み、任意に
    １％までの炭素及び／又は硼素を更に含むことを特徴とする、請求項１５の水素
    インフラ設備。
  19. 【請求項１９】 前記合金が、３〜７重量％のＡｌ、０．１〜１．５重量％
    のＹ及び０．３〜１．５重量％の珪素から成る群の一つ以上を更に含み、任意に
    １％までの炭素及び／又は硼素を更に含むことを特徴とする、請求項１６の水素
    インフラ設備。
  20. 【請求項２０】 前記合金が、９１．０重量％Ｍｇ、０．９重量％Ｎｉ、５
    ．６重量％Ａｌ、０．５重量％Ｙ及び２．０原子％のミッシュメタルから成るこ
    とを特徴とする、請求項３の水素インフラ設備。
  21. 【請求項２１】 前記合金が、９５．６重量％Ｍｇ、１．６重量％Ｎｉ、０
    ．８重量％Ｓｉ及び２．０重量％のミッシュメタルから成ることを特徴とする、
    請求項３の水素インフラ設備。
  22. 【請求項２２】 前記合金が、９５重量％Ｍｇ、２重量％Ｎｉ、３．０重量
    ％のミッシュメタルから成ることを特徴とする、請求項３の水素インフラ設備。
  23. 【請求項２３】 前記水素貯蔵合金粉が、水素貯蔵手段を形成するように、
    支持手段に物理的に結合されていることを特徴とする、請求項３の水素インフラ
    設備。
  24. 【請求項２４】 水素貯蔵合金粉が圧縮固化及び／又は焼結により前記支持
    手段に物理的に結合されていることを特徴とする、請求項２３の水素インフラ設
    備。
  25. 【請求項２５】 前記支持手段が、網、格子、マット、箔、気泡体及び板か
    ら成る群から選ばれた少なくとも一つから構成されることを特徴とする、請求項
    ２３の水素インフラ設備。
  26. 【請求項２６】 前記支持手段が金属で形成されることを特徴とする、請求
    項２３の水素インフラ設備。
  27. 【請求項２７】 前記支持手段が、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ及びそれらの混
    合物又は合金から成る群から選ばれた一つ以上の金属から形成されることを特徴
    とする、請求項２６の水素インフラ設備。
  28. 【請求項２８】 前記水素貯蔵手段が、前記支持手段に物理的に結合され且
    つ渦巻状にコイルに巻かれた、前記水素貯蔵合金粉から成ることを特徴とする、
    請求項２３の水素インフラ設備。
  29. 【請求項２９】 前記水素貯蔵手段が、前記支持手段に物理的に結合され且
    つ複数の支持手段が円板又は板として積層された、前記水素貯蔵合金粉から成る
    ことを特徴とする、請求項２３の水素インフラ設備。
  30. 【請求項３０】 前記水素貯蔵副設備及び前記最終使用副設備が、前記水素
    貯蔵合金粉を用いたそれぞれ別個の水素貯蔵タンクを使用することを特徴とする
    、請求項２の水素インフラ設備。
  31. 【請求項３１】 前記水素分配副設備が、前記水素貯蔵合金粉を用いた別個
    の水素貯蔵タンクを同様に使用することを特徴とする、請求項３０の水素インフ
    ラ設備。
  32. 【請求項３２】 前記水素輸送副設備が、前記水素貯蔵合金粉を用いた別個
    の水素貯蔵タンクを同様に使用することを特徴とする、請求項３１の水素インフ
    ラ設備。
  33. 【請求項３３】 前記発電副設備が、太陽光、風力、波力、潮汐力、地熱、
    水力、海洋熱エネルギー変換、原子力、石炭、化石燃料、及び天然ガスから成る
    群から選ばれた一つ以上の発電技術を採用することを特徴とする、請求項2の水
    素インフラ設備。
  34. 【請求項３４】 前記発電副設備が、太陽光、風力、波力、潮汐力、地熱、
    海洋熱エネルギー変換、及び水力から成る群から選ばれた一つ以上の発電技術を
    採用することを特徴とする、請求項３３の水素インフラ設備。
  35. 【請求項３５】 前記発電副設備が、三重接合非晶質シリコン太陽電池によ
    り集められた太陽光エネルギーを用いることを特徴とする、請求項３４の水素イ
    ンフラ設備。
  36. 【請求項３６】 前記発電副設備が、経済的で軽量な三重接合非晶質シリコ
    ン太陽電池を用いることを特徴とする、請求項３３の水素インフラ設備。
  37. 【請求項３７】 前記水素発生副設備が、水素を発生させるために水の電気
    分解及び炭化水素の改質の少なくとも一方を使用することを特徴とする、請求項
    ２の水素インフラ設備。
  38. 【請求項３８】 前記水素発生副設備が、水素を発生させるために水の電気
    分解を採用することを特徴とする、請求項３７の水素インフラ設備。
  39. 【請求項３９】 前記水素精製／圧縮副設備が、水素を精製するために水素
    濾過器を採用することを特徴とする、請求項２の水素インフラ設備。
  40. 【請求項４０】 前記水素精製／圧縮副設備が、水素を精製するためにパラ
    ジウム水素濾過器を採用することを特徴とする、請求項３９の水素インフラ設備
    。
  41. 【請求項４１】 前記水素精製／圧縮副設備が、水素を精製するために金属
    水素化物水素濾過器を採用することを特徴とする、請求項３９の水素インフラ設
    備。
  42. 【請求項４２】 前記水素精製／圧縮副設備が、水素を精製するために酸素
    及び／又は水の除去剤を使用することを特徴とする、請求項３９の水素インフラ
    設備。
  43. 【請求項４３】 前記水素精製／圧縮副設備が、水素を圧縮するために機械
    的ポンプ／圧縮機を使用することを特徴とする、請求項２の水素インフラ設備。
  44. 【請求項４４】 前記水素精製／圧縮副設備が、水素を圧縮するために金属
    水素化物に基づくポンプ／圧縮機を使用することを特徴とする、請求項２の水素
    インフラ設備。
  45. 【請求項４５】 前記水素輸送設備が、金属水素化物中に貯蔵された水素の
    タンクを輸送するのに、トラック、列車、小舟、及び荷船から成る群から選ばれ
    た少なくとも一つを使うことを特徴とする、請求項２の水素インフラ設備。
  46. 【請求項４６】 前記水素分配副設備が、車輌燃料供給所、家庭向け配達設
    備、産業／業務向け配達設備から成る群から選ばれた少なくとも一つを含むこと
    を特徴とする、請求項２の水素インフラ設備。
  47. 【請求項４７】 前記水素分配副設備が、車輌燃料供給所を含むことを特徴
    とする、請求項４６の水素インフラ設備。
  48. 【請求項４８】 前記水素最終使用副設備が、車輌、家庭、産業、業務から
    成る群から選ばれた少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項２の水素イ
    ンフラ設備。
  49. 【請求項４９】 前記水素最終使用副設備が、車輌を含むことを特徴とする
    、請求項４８の水素インフラ設備。
  50. 【請求項５０】 前記発電副設備及び／又は前記水素発生副設備で使用する
    ために、廃熱が前記水素精製／圧縮副設備から回収されることを特徴とする、請
    求項２の水素インフラ設備。
  51. 【請求項５１】 廃熱が大流量の水素との熱交換によって回収されることを
    特徴とする、請求項５０の水素インフラ設備。
  52. 【請求項５２】 前記水素精製／圧縮副設備、前記発電副設備、及び前記水
    素発生副設備の何れかで使用するために、廃熱が前記水素貯蔵副設備から回収さ
    れることを特徴とする、請求項２の水素インフラ設備。
  53. 【請求項５３】 廃熱が大流量の水素との熱交換によって回収されることを
    特徴とする、請求項５２の水素インフラ設備。
  54. 【請求項５４】 前記水素貯蔵副設備で使用するために、廃熱が前記水素輸
    送副設備から回収されることを特徴とする、請求項２の水素インフラ設備。
  55. 【請求項５５】 廃熱が大流量の水素との熱交換によって回収されることを
    特徴とする、請求項５４の水素インフラ設備。
  56. 【請求項５６】 前記水素輸送副設備で使用するために、廃熱が前記水素分
    配副設備から回収されることを特徴とする、請求項２の水素インフラ設備。
  57. 【請求項５７】 廃熱が大流量の水素との熱交換によって回収されることを
    特徴とする、請求項５６の水素インフラ設備。
  58. 【請求項５８】 前記水素分配副設備で使用するために、廃熱が前記水素最
    終使用副設備から回収されることを特徴とする、請求項２の水素インフラ設備。
  59. 【請求項５９】 廃熱が大流量の水素との熱交換によって回収されることを
    特徴とする、請求項５８の水素インフラ設備。
  60. 【請求項６０】 水素を貯蔵し且つ開放することの出来る水素貯蔵床であっ
    て、前記床は少なくとも水素貯蔵合金材料並びに高多孔質、高熱伝導性、固体支
    持手段を備えており、 前記支持手段は前記水素貯蔵合金材料を固定位置に保持し； 内部に水素を貯蔵する時に、前記水素貯蔵合金材料の中へ水素を、外へ熱エネ
    ルギーを輸送し；並びに 其処から水素を開放する時に、前記水素貯蔵合金の外へ水素を、中へ熱エネル
    ギーを輸送する、前記の水素貯蔵床。
  61. 【請求項６１】 前記高多孔質、高熱伝導性、固体支持手段が高熱伝導性黒
    鉛気泡体から形成されることを特徴とする、請求項６０の水素貯蔵床。
  62. 【請求項６２】 前記高熱伝導性黒鉛気泡体が５０から１５０Ｗ／ｍＫの熱
    伝導度を有することを特徴とする、請求項６１の水素貯蔵床。
  63. 【請求項６３】 前記高熱伝導性黒鉛気泡体が０．２７から０．５７ｇ／ｃ
    ｍ3の低い密度を有することを特徴とする、請求項６２の水素貯蔵床。
  64. 【請求項６４】 前記水素貯蔵合金材料が圧縮された弾丸又は棒状の形をし
    ており、前記高熱伝導性黒鉛気泡体に予め開けた穴に挿入されることを特徴とす
    る、請求項６１の水素貯蔵床。
  65. 【請求項６５】 前記吸着床が、前記水素の開放時に前記水素貯蔵合金材料
    を加熱するための、少なくとも一つの吸着床加熱器を更に備えており、前記少な
    くとも一つの加熱器は、前記高熱伝導性黒鉛気泡体に予め開けた穴内に置かれる
    ことを特徴とする、請求項５１の水素貯蔵床。
  66. 【請求項６６】 前記少なくとも一つの加熱器が電気加熱器であることを特
    徴とする、請求項６５の水素貯蔵床。
  67. 【請求項６７】 前記少なくとも一つの加熱器が触媒型水素燃焼器であるこ
    とを特徴とする、請求項６５の水素貯蔵床。
  68. 【請求項６８】 前記吸着床が更に、前記高熱伝導性黒鉛気泡体に予め開け
    た水素流路を備え、前記水素流路が前記貯蔵吸着床の内外へ水素を輸送し、且つ
    前記吸着床の内外へ大流量水素との熱交換を介して熱エネルギーを運ぶことを特
    徴とする、請求項５１の水素貯蔵床。
  69. 【請求項６９】 前記吸着床が更に、前記水素の開放時の熱損失を防ぐため
    に、吸着床の周りに熱絶縁を備えていることを特徴とする、請求項５０の水素貯
    蔵床。
  70. 【請求項７０】 原子のレベルで設計された局所的な化学的電子的環境を有
    する少なくとも一つの粒子を含む材料であって、前記局所的な環境は内部核生成
    をもたらす、前記材料。
  71. 【請求項７１】 前記少なくとも一つの粒子は、寸法が１００ミクロン又は
    それより小さいことを特徴とする、請求項７０の材料。
  72. 【請求項７２】 前記少なくとも一つの粒子は、寸法が約７０ミクロンより
    小さいことを特徴とする、請求項７１の材料。
  73. 【請求項７３】 前記少なくとも一つの粒子は、寸法が１００オングストロ
    ームより小さい微結晶を有することを特徴とする、請求項７０の材料。
  74. 【請求項７４】 前記材料が多元素材料であることを特徴とする、請求項7
    ０の材料。
  75. 【請求項７５】 前記材料が水素貯蔵材料であることを特徴とする、請求項
    7４の材料。
  76. 【請求項７６】 前記材料が熱的水素貯蔵材料であることを特徴とする、請
    求項7５の材料。
  77. 【請求項７７】 前記材料がマグネシウムベ〜スの熱的水素貯蔵材料である
    ことを特徴とする、請求項7６の材料。
  78. 【請求項７８】 前記少なくとも一つの粒子は、寸法が３０から７０ミクロ
    ンの間であることを特徴とする、請求項７７の材料。
JP2001540858A 1999-11-22 2000-11-14 水素に基づいた環境システム Pending JP2003528790A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/444,810 1999-11-22
US09/444,810 US6305442B1 (en) 1999-11-06 1999-11-22 Hydrogen-based ecosystem
PCT/US2000/031271 WO2001039289A2 (en) 1999-11-22 2000-11-14 Hydrogen-based ecosystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003528790A true JP2003528790A (ja) 2003-09-30

Family

ID=23766453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001540858A Pending JP2003528790A (ja) 1999-11-22 2000-11-14 水素に基づいた環境システム

Country Status (9)

Country Link
US (2) US6305442B1 (ja)
EP (2) EP1237786B1 (ja)
JP (1) JP2003528790A (ja)
AU (1) AU3072501A (ja)
CA (1) CA2390475A1 (ja)
DE (1) DE60033686T2 (ja)
MX (1) MXPA02005098A (ja)
TW (1) TW585928B (ja)
WO (1) WO2001039289A2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015177950A1 (ja) * 2014-05-20 2015-11-26 株式会社 東芝 光電気化学反応装置

Families Citing this family (88)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7135048B1 (en) * 1999-08-12 2006-11-14 Idatech, Llc Volatile feedstock delivery system and fuel processing system incorporating the same
US6536487B2 (en) * 1999-11-06 2003-03-25 Energy Conversion Devices, Inc. Atomically engineered hydrogen storage alloys having extended storage capacity at high pressures and high pressure hydrogen storage units containing variable amounts thereof
US6491866B1 (en) * 1999-11-06 2002-12-10 Energy Conversion Devices, Inc. High storage capacity, fast kinetics, long cycle-life, hydrogen storage alloys
US6878353B2 (en) * 2000-12-20 2005-04-12 Texaco Ovonic Hydrogen Systems Llc Hydrogen storage bed system including an integrated thermal management system
US6833118B2 (en) * 2000-12-20 2004-12-21 Texaco Ovonic Hydrogen Systems Llc Hydrogen storage bed system including an integrated thermal management system
US20020112479A1 (en) * 2001-01-09 2002-08-22 Keefer Bowie G. Power plant with energy recovery from fuel storage
US7014953B2 (en) * 2001-03-01 2006-03-21 Texaco Ovoric Fuel Cell, Llc Regenerative bipolar fuel cell
US6820706B2 (en) * 2001-09-25 2004-11-23 Energy Conversion Devices, Inc. Method and system for hydrogen powered internal combustion engine
US7128103B2 (en) * 2002-01-22 2006-10-31 Proton Energy Systems, Inc. Hydrogen fueling system
US7169489B2 (en) 2002-03-15 2007-01-30 Fuelsell Technologies, Inc. Hydrogen storage, distribution, and recovery system
ITPI20020024A1 (it) * 2002-04-12 2003-10-13 Ilt Technology Srl Metodo ed apparato per la generazione ed il rifornimento di idrogeno nel settore autotrazione.
US6748748B2 (en) 2002-06-10 2004-06-15 Nanomix, Inc. Hydrogen storage and supply system
JP4314788B2 (ja) * 2002-06-19 2009-08-19 ソニー株式会社 水素吸蔵用材料及びその使用方法
US20040084083A1 (en) * 2002-07-15 2004-05-06 Ballard Power Systems Inc. Distribution of non-odorized gas
US6918430B2 (en) * 2002-08-14 2005-07-19 Texaco Ovonic Hydrogen Systems Llc Onboard hydrogen storage unit with heat transfer system for use in a hydrogen powered vehicle
US6834508B2 (en) 2002-08-29 2004-12-28 Nanomix, Inc. Hydrogen storage and supply system
US6986258B2 (en) 2002-08-29 2006-01-17 Nanomix, Inc. Operation of a hydrogen storage and supply system
WO2004041717A1 (en) * 2002-11-01 2004-05-21 Westinghouse Savannah River Company, Llc Complex hydrides for hydrogen storage
US6745799B1 (en) 2002-12-16 2004-06-08 Relion, Inc. Method for delivering a gas
US6755225B1 (en) 2003-01-24 2004-06-29 Quantum Fuel Systems Technologies Worldwide, Inc. Transportable hydrogen refueling station
US6745801B1 (en) * 2003-03-25 2004-06-08 Air Products And Chemicals, Inc. Mobile hydrogen generation and supply system
US20040197611A1 (en) * 2003-04-04 2004-10-07 Alan Niedzwiecki Transportable fuel cell generator
US20040204503A1 (en) * 2003-04-11 2004-10-14 Beyer James H. Method and apparatus for storage and transportation of hydrogen
US7052587B2 (en) * 2003-06-27 2006-05-30 General Motors Corporation Photoelectrochemical device and electrode
US7287558B2 (en) * 2003-07-03 2007-10-30 Arizona Public Service Company Hydrogen handling or dispensing system
US20050042488A1 (en) * 2003-08-19 2005-02-24 Quantum Technologies Transportable solid oxide fuel cell generator
US20050044853A1 (en) * 2003-09-02 2005-03-03 Kazutora Yoshino Ecology system
US20050059186A1 (en) * 2003-09-15 2005-03-17 Kelly Nelson A. Photoelectrochemical device and method of making
CA2457707A1 (en) * 2004-02-16 2005-08-16 Florian Tonca Hydrogen generator
US7459065B2 (en) * 2004-02-18 2008-12-02 General Motors Corporation Hydrogen generator photovoltaic electrolysis reactor system
US7510640B2 (en) * 2004-02-18 2009-03-31 General Motors Corporation Method and apparatus for hydrogen generation
WO2006009673A2 (en) * 2004-06-18 2006-01-26 General Motors Corporation System and sub-systems for production and use of hydrogen
US7124790B2 (en) * 2004-06-28 2006-10-24 General Electric Company System and method for storing and discharging hydrogen
US7781109B2 (en) * 2004-09-03 2010-08-24 Gross Karl J Hydrogen storage and integrated fuel cell assembly
US20060055175A1 (en) * 2004-09-14 2006-03-16 Grinblat Zinovy D Hybrid thermodynamic cycle and hybrid energy system
US7550113B2 (en) * 2004-09-16 2009-06-23 Proton Energy Systems, Inc. System for maintaining hydrogen purity in electrical generators and method thereof
US20060057727A1 (en) * 2004-09-16 2006-03-16 Speranza A J System for monitoring the health of electrical generators and method thereof
US7468092B2 (en) * 2004-09-17 2008-12-23 Air Products And Chemicals, Inc. Operation of mixed conducting metal oxide membrane systems under transient conditions
US7311755B2 (en) * 2004-09-17 2007-12-25 Air Products And Chemicals, Inc. Control of differential strain during heating and cooling of mixed conducting metal oxide membranes
US7624770B2 (en) * 2004-09-23 2009-12-01 The Boc Group, Inc. Intelligent compressor strategy to support hydrogen fueling
CN101120111B (zh) 2004-12-07 2012-02-22 昆士兰州大学 用于储氢的镁合金
CN100334254C (zh) * 2004-12-16 2007-08-29 四川材料与工艺研究所 一种使镧系合金抗气态杂质毒化性能改善的表面处理方法
US20090142258A1 (en) * 2005-06-20 2009-06-04 University Of South Carolina Physiochemical pathway to reversible hydrogen storage
JP5112310B2 (ja) * 2005-07-12 2013-01-09 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド 燃料電池再充填器
US20070026272A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-01 General Electric Company Fuel cell system
US20070026271A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-01 General Electric Company Fuel cell system
CA2621244C (en) * 2005-09-02 2012-10-30 John Christopher Burtch Apparatus for production of hydrogen gas using wind and wave action
US7233079B1 (en) 2005-10-18 2007-06-19 Willard Cooper Renewable energy electric power generating system
US20070128485A1 (en) * 2005-12-02 2007-06-07 General Electric Company Fuel cell system
JP4760353B2 (ja) 2005-12-14 2011-08-31 トヨタ自動車株式会社 液体水素タンク残量検知システム
JP4611924B2 (ja) * 2006-03-29 2011-01-12 株式会社日立プラントテクノロジー 水素圧縮機システム
US20070231632A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-04 Ji-Cheng Zhao Fuel cell system
DE102006020846A1 (de) * 2006-05-04 2007-11-08 Robert Bosch Gmbh Gassorptionsspeicher mit optimierter Kühlung
CN100457947C (zh) * 2006-08-14 2009-02-04 山东科技大学 一种碳纳米晶储氢材料及制备方法
US7617680B1 (en) * 2006-08-28 2009-11-17 Cool Energy, Inc. Power generation using low-temperature liquids
US7810330B1 (en) 2006-08-28 2010-10-12 Cool Energy, Inc. Power generation using thermal gradients maintained by phase transitions
US20080090121A1 (en) * 2006-10-12 2008-04-17 General Electric Company Hydrogen storage materials, apparatus and systems
US8153554B2 (en) 2006-11-15 2012-04-10 University Of South Carolina Reversible hydrogen storage materials
US20080138675A1 (en) * 2006-12-11 2008-06-12 Jang Bor Z Hydrogen generation and storage method for personal transportation applications
US20080135403A1 (en) * 2006-12-11 2008-06-12 Jang Bor Z Home hydrogen fueling station
US7877999B2 (en) 2007-04-13 2011-02-01 Cool Energy, Inc. Power generation and space conditioning using a thermodynamic engine driven through environmental heating and cooling
US7805934B1 (en) 2007-04-13 2010-10-05 Cool Energy, Inc. Displacer motion control within air engines
US7694514B2 (en) * 2007-08-08 2010-04-13 Cool Energy, Inc. Direct contact thermal exchange heat engine or heat pump
NZ601191A (en) 2007-10-03 2014-01-31 Verenium Corp Xylanases, nucleic acids encoding them and methods for making and using them
WO2009057127A1 (en) * 2007-11-01 2009-05-07 Patel Phirose A system for effective storing and fuelling of hydrogen
US8210214B2 (en) * 2007-12-27 2012-07-03 Texaco Inc. Apparatus and method for providing hydrogen at a high pressure
DE102009016475B4 (de) 2008-04-01 2012-02-02 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Wasserstoffbereitstellungssystem und Verfahren zur Bereitstellung von Wasserstoff
US8187348B2 (en) * 2008-04-07 2012-05-29 Honeywell International Inc. Hydrogen generator
WO2009129411A2 (en) * 2008-04-16 2009-10-22 Moriarty Donald E Partially self-refueling zero emissions system
US8459213B2 (en) * 2008-04-16 2013-06-11 Donald E. Moriarty Partially self-refueling low emissions vehicle and stationary power system
EP2403926B1 (en) * 2009-03-05 2019-10-02 G4 Insights Inc. Process for thermochemical conversion of biomass
US20100314235A1 (en) * 2009-06-16 2010-12-16 Exxonmobil Research And Engineering Company High temperature hydropyrolysis of carbonaceous materials
US20100320120A1 (en) * 2009-06-16 2010-12-23 Exxonmobil Research And Engineering Company High temperature hydropyrolysis of carbonaceous materials
WO2011060539A1 (en) 2009-11-18 2011-05-26 G4 Insights Inc. Method and system for biomass hydrogasification
CA2781204C (en) 2009-11-18 2018-05-01 G4 Insights Inc. Sorption enhanced methanation of biomass
JP5993307B2 (ja) 2010-02-24 2016-09-14 ハイドレキシア ピーティーワイ リミテッド 水素放出システム
US8790616B2 (en) * 2010-04-09 2014-07-29 Ford Global Technologies, Llc Hybrid hydrogen storage system and method using the same
US8383871B1 (en) 2010-09-03 2013-02-26 Brian G. Sellars Method of hydrogasification of biomass to methane with low depositable tars
JP2014508261A (ja) * 2011-03-11 2014-04-03 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ 水素充填方法及びシステム
US8918225B2 (en) * 2012-02-16 2014-12-23 Spyros J. Lazaris Renewable energy-based electricity grid infrastructure and method of grid infrastructure automation and operation
GB201217525D0 (en) 2012-10-01 2012-11-14 Isis Innovation Composition for hydrogen generation
US20140099252A1 (en) * 2012-10-09 2014-04-10 Marc Kenneth Chason System and method for supplying hydrogen and deuterium to lenr and e-cat based energy generating systems
DE102013002431A1 (de) * 2013-02-12 2014-08-14 Linde Aktiengesellschaft Befüllung von Speicherbehältern mit einem gasförmigen, unter Druck stehenden Medium, insbesondere Wasserstoff
JP6042242B2 (ja) 2013-03-15 2016-12-14 株式会社東芝 紙葉類搬送装置
DE102014113388A1 (de) * 2014-09-17 2016-03-17 Hyentec Gmbh Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff
CN107848027A (zh) 2015-07-23 2018-03-27 海德瑞克斯亚股份有限公司 用于储氢的Mg基合金
US10883664B2 (en) * 2018-01-25 2021-01-05 Air Products And Chemicals, Inc. Fuel gas distribution method
JP7087872B2 (ja) * 2018-09-20 2022-06-21 トヨタ自動車株式会社 コミュニティシステム

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3975913A (en) * 1973-12-20 1976-08-24 Erickson Donald C Gas generator and enhanced energy conversion systems
US4085590A (en) * 1976-01-05 1978-04-25 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Hydride compressor
US4056373A (en) * 1976-05-12 1977-11-01 Resource Systems, Inc. Hydrogen-purification apparatus with palladium-alloy filter coil
US4185979A (en) * 1978-01-31 1980-01-29 Billings Energy Corporation Apparatus and method for transferring heat to and from a bed of metal hydrides
US4302217A (en) * 1978-07-24 1981-11-24 Teitel Robert J Hydrogen supply system
JPS55126198A (en) * 1979-03-19 1980-09-29 Agency Of Ind Science & Technol Hydrogen storage device
US4406867A (en) * 1980-04-17 1983-09-27 Union Carbide Corporation Process for the purification of non-reacting gases
US4510759A (en) * 1981-09-17 1985-04-16 Agency Of Industrial Science & Technology Metalhydride container and metal hydride heat storage system
US4497775A (en) * 1982-08-10 1985-02-05 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Apparatus for storing hydrogen isotopes
JPS5977916A (ja) * 1982-10-28 1984-05-04 Sekisui Chem Co Ltd 自動車用加熱装置
DE3344770C2 (de) * 1983-12-10 1986-01-02 Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5300 Bonn Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Betankung eines Flüssigwasserstofftanks in einem Kraftfahrzeug
US4936869A (en) * 1984-04-24 1990-06-26 Minderman Peter A Liquid hydrogen polygeneration system and process
JPH0694969B2 (ja) * 1985-08-02 1994-11-24 千代田化工建設株式会社 水素貯蔵合金を利用した熱交換器
JP2640518B2 (ja) * 1987-11-04 1997-08-13 サエス・ゲッテルス・ソシエタ・ペル・アチオニ 水素ガスを精製する方法と装置
US5771946A (en) * 1992-12-07 1998-06-30 Chicago Bridge & Iron Technical Services Company Method and apparatus for fueling vehicles with liquefied cryogenic fuel
JP3545014B2 (ja) * 1993-07-14 2004-07-21 株式会社瀬田技研 電磁誘導水素放出装置
DE59300692D1 (de) * 1993-12-13 1995-11-16 Anlagen Und Reaktorsicherheit Vorrichtung zur Entfernung von freiem Wasserstoff aus einem Wasserstoff und Sauerstoff enthaltenden Gasgemisch.
US5508205A (en) * 1994-03-29 1996-04-16 Amoco/Enron Solar Method of making and utilizing partially cured photovoltaic assemblies
US5456740A (en) * 1994-06-22 1995-10-10 Millipore Corporation High-efficiency metal membrane getter element and process for making
US5512787A (en) * 1994-10-19 1996-04-30 Dederick; Robert Facility for refueling of clean air vehicles/marine craft and power generation
JPH08189378A (ja) * 1995-01-10 1996-07-23 Agency Of Ind Science & Technol 水素吸蔵合金を使用した排熱利用発電方法及び装置
EP0815273B1 (en) * 1995-02-02 2001-05-23 Hydro-Quebec NANOCRYSTALLINE Mg-BASED MATERIALS AND USE THEREOF FOR THE TRANSPORTATION AND STORAGE OF HYDROGEN
US5778972A (en) * 1996-03-28 1998-07-14 Energy Coversion Devices, Inc. Robust metal hydride hydrogen storage system with metal hydride support structure
US5961697A (en) * 1996-05-20 1999-10-05 Advanced Technology Materials, Inc. Bulk storage and dispensing system for fluids
JPH1038486A (ja) * 1996-07-25 1998-02-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水素輸送機関および熱輸送方法
US5762119A (en) * 1996-11-29 1998-06-09 Golden Spread Energy, Inc. Cryogenic gas transportation and delivery system
US6074447A (en) * 1997-02-21 2000-06-13 University Of Hawaii Hydrogen storage
GB9708873D0 (en) * 1997-05-01 1997-06-25 Johnson Matthey Plc Improved hydrogen storage material
US6033506A (en) * 1997-09-02 2000-03-07 Lockheed Martin Engery Research Corporation Process for making carbon foam
US6193929B1 (en) * 1999-11-06 2001-02-27 Energy Conversion Devices, Inc. High storage capacity alloys enabling a hydrogen-based ecosystem

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015177950A1 (ja) * 2014-05-20 2015-11-26 株式会社 東芝 光電気化学反応装置
JPWO2015177950A1 (ja) * 2014-05-20 2017-04-20 株式会社東芝 光電気化学反応装置
US10233549B2 (en) 2014-05-20 2019-03-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Photo-electrochemical reaction device

Also Published As

Publication number Publication date
EP1237786A4 (en) 2005-11-30
MXPA02005098A (es) 2002-11-07
WO2001039289A2 (en) 2001-05-31
EP1237786A2 (en) 2002-09-11
TW585928B (en) 2004-05-01
EP1749745A1 (en) 2007-02-07
DE60033686T2 (de) 2007-07-12
US6305442B1 (en) 2001-10-23
US20010025670A1 (en) 2001-10-04
EP1237786B1 (en) 2007-02-28
DE60033686D1 (de) 2007-04-12
WO2001039289A3 (en) 2001-11-22
WO2001039289A9 (en) 2002-05-10
AU3072501A (en) 2001-06-04
CA2390475A1 (en) 2001-05-31
US6519951B2 (en) 2003-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003528790A (ja) 水素に基づいた環境システム
US6672078B2 (en) Hydrogen infrastructure, a combined bulk hydrogen storage/single stage metal hydride hydrogen compressor therefor and alloys for use therein
US6193929B1 (en) High storage capacity alloys enabling a hydrogen-based ecosystem
WO2001016021A2 (en) Nanoparticles for hydrogen storage, transportation, and distribution
US6328821B1 (en) Modified magnesium based hydrogen storage alloys
JP2003524122A (ja) 水素冷却水素化物貯蔵装置
US6627340B1 (en) Fuel cell hydrogen supply systems using secondary fuel to release stored hydrogen
JP2003521640A (ja) 合金の同伴防止のために多孔質保護材料を組入れた水素冷却水素化物貯蔵装置
US6746645B2 (en) High storage capacity, fast kinetics, long cycle-life, hydrogen storage alloys
EP1470076A1 (en) High capacity calcium lithium based hydrogen storage material and method of making the same
WO2003048036A1 (en) A hydrogen storage material including a modified tim-n2 alloy
WO2001092592A1 (en) Hydrogen storage alloys having a long cycle life