JP2004138171A - 水素貯蔵方法及び貯蔵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水素の吸着率が大きく、且つ吸着速度の大きな水素貯蔵材を用いて軽量で経済性に優れた実用性の高い水素貯蔵方法及び貯蔵装置を実現する。
【解決手段】気密格納容器１０内に、タケ亜科植物を炭化した炭を水素貯蔵材７として格納し、水素を吸着させて貯蔵する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素貯蔵方法及び水素貯蔵装置に係り、特に水素をエネルギー源として実用化するに好適な水素貯蔵方法及び水素貯蔵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水素は、クリーンエネルギーとして知られており、安全性、取り扱い容易性、経済性等の観点から種々の検討がなされているが未だ実用に供し得る技術が確立されていない現状にある。
【０００３】
従来の水素貯蔵手段として知られている装置は、水素ガスを高圧にして高圧ガスボンベに充填する装置である。この装置は、安全性などに問題があった。また、水素を超低温度に冷やして液体水素として貯蔵する方法が知られているが、上記安全性の問題に加えて液体水素にするのに多大の余分なエネルギーを消費することと、貯蔵していた水素が未使用時の間に容器から漏洩してしまう問題があった。
【０００４】
従来の水素貯蔵手段として知られている他の装置は、例えば特殊なチタンなどの金属もしくは金属酸化物、チタン鉄合金などの合金物質を担体として水素を吸着させた物体を用いて容器に格納する方法である。この装置は水素吸着率が低い割に担体である吸着金属、金属酸化物、合金の重量が重くて運輸機器などの応用においては経済性などの点で非常に大きな問題があった。
【０００５】
一方、従来から、活性炭、コークスなどが水素を吸着する物体であることは知られているが、例えば自動車燃料電池などへの具体的なエネルギー源として提供された例は知られていなかった。
【０００６】
特に、活性炭については、例えば特許文献１においてかなり詳しくその特性が記述されている。すなわち、活性炭を超低温で加圧させて水素を吸着させると活性炭を用いない液化水素に比べて約２５％水素を多く吸着できるとの記述がある。また、活性炭に吸着した水素は、活性炭を冷却状態からほぼ常温に戻してほぼ１気圧（０．１Ｍ　Ｐａ）の状態にすると水素の脱着時間が長くできることなどが報告されている。
【特許文献１】
特開平２００１−２２０１０１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の例えば高圧ガスボンベ方式の技術では、水素を高密度に充填するために３５０〜７００気圧の高圧ボンベが必要で安全対策上などから容器を極めて堅牢とする必要がある。すなわち、水素貯蔵装置が高価であると共に、充填時ならびに使用中に万一ガスボンベに孔があいたりして高圧水素が膨張して噴出したり空気と高圧水素が接触することでの爆発の危険性が生じることから、安全性の面で大きな課題があった。
【０００８】
また、水素吸着合金などを用いる従来技術では吸着率が低く、且つ吸着物質の質量が大きいために容器を含めた水素貯蔵装置の重量が非常に重くなり、自動車などへの適用に際して、現状のガソリン燃料を用いた内燃機関あるいは重油などの燃料を用いたジーゼル機関に比較して経済性に非常に大きな課題があった。
【０００９】
また、活性炭を用いる従来技術では活性炭の経済性（制作費など）、活性炭自身が持つ特性（水素の貯蔵容器への充填時間が極めて長くかかるなど）から、実用的に水素を水素貯蔵容器に格納する点に問題があった。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消することにあり、その第１の目的は水素の吸着効率が大きく、且つ吸着速度の大きな水素貯蔵材を用いて実用性に優れた水素貯蔵方法を、第２の目的はこの水素貯蔵材を用いて安全性、経済性、運搬性に優れた水素貯蔵装置を、それぞれ提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明者らは、水素の吸着貯蔵材として軽量で経済性と安全性に優れた炭を主体とする炭素質材料に着目して鋭意実験検討した。その結果、炭素質材料の中でも特に植物分類学上、イネ科のタケ、ササ類を主体として含むタケ亜科植物を炭化して得られる炭（以下、タケ炭と称する）が、水素の吸着貯蔵材として優れていると云う極めて重要な知見を得た。
【００１２】
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、上記第１の目的を達成する水素貯蔵方法発明の基本的構成は、気密格納容器にタケ亜科植物を炭化した炭片を収納し、前記炭片を水素貯蔵材として水素を吸着させることを特徴とする。
【００１３】
タケ亜科植物を炭化した炭片は、植物をただ乾留するだけで容易に得られるものであり、得られた炭片は植物体の原形を留めている点に特徴がある。
【００１４】
代表的なタケ炭は、モウソウチク、マダケ、ハチクなど木質部を有する、いわゆるタケ類を炭化したタケ炭であるが、その他、ササ類、トウモロコシやサトウキビなどキビ類、アシ類などを炭化したものでもよい。いずれの植物も枝葉を除き茎（タケの場合は竿の部分）を主体として利用する。
【００１５】
また、上記第２の目的を達成する水素貯蔵装置発明の基本的構成は、ガス吸入・排出弁が接続された気密格納容器と、前記気密格納容器内に収納された水素貯蔵材とを備え、前記水素貯蔵材を、タケ亜科植物を炭化した炭片で構成したことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る水素貯蔵方法及び水素貯蔵装置の基本概念及び好適な実施形態につき図面に従って説明する。
【００１７】
図１は、本発明の基本構成を模式的に示す水素貯蔵材とそれを収納する容器（水素貯蔵装置）の断面図であり、図１（ａ）は水素貯蔵装置の縦断面図、図１（ｂ）は水素貯蔵装置に収納された水素貯蔵材の縦断面図、図１（ｃ）は水素貯蔵材の横断面図である。図中の７は水素貯蔵材、１０は水素貯蔵材７を格納する容器（以下、気密格納容器と言う）、１２は水素を吸入、取り出す時に弁で調節される容器の出入り口である。水素貯蔵材７はタケ亜科植物を素材とした炭ブロックで、ここではタケ炭を代表して示している。
【００１８】
水素貯蔵材７は後述するように、炭を所定の大きさに切断するか、もしくは予めタケを切断した後で乾留熱処理して炭を形成しており、容器１０の出入り口１２より小さな寸法としたタケ炭である。
【００１９】
タケ亜科植物の中でも取り分けタケを素材としたタケ炭は、素材である植物構造をそのまま留めているのが特徴である。すなわち、この素材を用いたタケ炭ブロック２０には通気性の孔となるマクロ孔２１と、このマクロ孔２１を通じて接続されている超微細なミクロ孔２２とから構成されていることに着目した。すなわち、本発明では、タケ炭そのものが水素貯蔵に不可欠な通気路と接続された超微細な多気孔物質であり、それを水素貯蔵材とする新規な構造体を提供する。
【００２０】
本発明の基本概念は、図１に示すように、複数のタケ炭ブロック２０を容器１０内に格納した後でタケ炭ブロック２０よりも外形が十分に小さな出入り口１２を設けることで構成される。
【００２１】
本発明において、タケ炭ブロック２０は、後述（図５及び６図参照）するようにタケ炭を所定の大きさに切断もしくは粉砕するか、あるいは予め素材を所定の大きさに切断もしくは粉砕してチップ状にしてから炭化し、それらを別に設けた筒又は升状の容器に詰めた構造としても良い。
【００２２】
この種のタケ炭を詰め込む容器としては、タケ筒を炭化したタケ炭筒とすることもでき、容器そのものも水素貯蔵材となり好ましい。また、この場合、タケ筒の節部を容器の底部とすれば、容器内にタケ炭を充填した後に開口部に所定の網状もしくはスリット状等の通気性を有するキャップ（蓋）を被せるだけで済む。
【００２３】
なお、キャップは、例えばアルミニウムもしくはアルミニウム合金などの細線を用いた金網の他に炭素繊維やガラス繊維なども用いることができる。また、水素が脱離する温度が余り高くない（水素を吸着する時の温度が十分に低い）時には、例えば木綿や麻などの天然繊維や合成繊維を用いることもできる。
【００２４】
また、タケ炭ブロック２０としては、例えば短冊状などの所定の形状にタケ自体を加工したもので構成し、これを気密格納容器に直接格納しても良い。
【００２５】
図２〜図４は、本発明がなぜ水素貯蔵材としてタケ炭を使用するに至ったか、その理由を概念的に説明する図である。
【００２６】
図２は、タケ炭の素材となるタケが属するタケ亜科植物の茎の部分の組織を示した鳥瞰図である。ここで１は水分などを吸い上げる導管、２は光合成などで生成した養分を運ぶ降管、３及び４は繊維（セルロース）細胞を示している。なお、タケも若い生育初期は繊維質つまりセルロースが主成分である。
【００２７】
セルロースの構造は図３に示すように、炭素、酸素、それと水素から構成される。基本単位の構造体は図３から明らかなように６個の炭素、５個の酸素、１３個の水素で構成されており、それらの数千個が鎖状に伸びている。
【００２８】
タケが青竹の段階から成熟するに従って木質化（炭化）が進み、繊維質が硬くなり水素の一部が単位構造体から抜け落ちると推定できる。更に、成熟したタケを蒸し焼きにして（乾留して）酸素、水素を燃焼などして取り除き、炭素部分だけを残した構造が超微細な多孔物質の理想的な構造をしていることに着目した。
【００２９】
すなわち、タケ炭などのタケ類に代表されるタケ亜科植物を素材とする炭を用いればリグニンなどの孤立した高分子成分が非常に少ないので、導管１や降管２を水素などの通気路として利用して、繊維（セルロース）体を構成していた水素、酸素が抜けた場所に新たに貯蔵すべき水素が物理吸着される、と推定した。すなわち、図３に示したように、６個の炭素原子に対して１３個の水素原子よりはるかに多い水素が理想的には吸着できることに着目した。つまり、タケ炭などを構成する主成分である炭素原子の３倍以上の水素原子が吸着できることをつきとめた。
【００３０】
図４はタケ炭に代表されるタケ亜科植物を素材とした炭の孔の構造図である。同図で５はマクロ孔、６はミクロ孔である。マクロ孔５は、もとはタケ亜科植物の導管孔で直径が１０〜５０ミクロン位であり、一方、ミクロ孔６は直径が１〜５ｎｍで細胞壁が炭化するときに内部に出来たものである。また、ミクロ孔６の外周にはヒゲ状の毛細管６ａがあり、この部分にも水素が貯蔵される。これらの孔が内側に無数に開いているのがこの種のタケ炭の基本的な構造である。このタケ炭の構造は、一般に吸着剤として知られている活性炭とは明らかに異なっている。
【００３１】
しかも、図３〜図５から明らかのように、本発明にかかるタケ炭の場合、マクロ孔（導管）５が水素に対して通気路の役割を果たしているので吸着、脱離速度を著しく改善できる点でも、活性炭とはこの点でも全く異なる構造体であると断定した。
【００３２】
すなわち、従来報告されてきたタケ炭の表面積の計測は水などによって得られた結果に基づいた値であると推定する。従って、タケ炭の導管を少なくとも残すレベル、つまり１００ミクロンレベルまでにタケ炭をペレット状に粉砕することにより、更に吸着力を高めて且つ吸着速度を著しく改善することができる。
【００３３】
本発明において、実用的に好ましい水素貯蔵装置の一例を挙げれば、水素貯蔵材を構成するタケ亜科植物を炭化した炭片の外形寸法は、平均０．０５〜５ｍｍであり、通気性を有する筒状容器内に所定量充填されてブロック構造を形成し、このブロック構造を気密格納容器内に複数個収納したことを特徴とする。
【００３４】
そして気密格納容器は、軽量で且つ堅牢な構造が好ましく、例えばアルミニウムもしくはアルミニウム合金、チタン合金等の軽金属製とし、水素が容器を構成する金属層内に侵入するのを防止するため、容器の内壁を例えば窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化シリコン等の窒化物でコーティングすることが望ましい。これ等の窒化物は、例えばプラズマ溶射などの周知の成膜技術により容易に形成できる。
【００３５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図５〜図７にしたがって具体的に説明する。
【００３６】
＜実施例１＞
図５は、タケ炭片を水素貯蔵材７として用い、それを気密格納容器１０に収納した水素貯蔵装置の概略図であり、図５（ｃ）は装置の全体を示した外観図、図５（ａ）は図５（ｃ）のＡ−Ａ´断面図（装置の中央部横断面図）、図５（ｂ）は気密格納容器１０内に収納したタケ炭ブロック２０の拡大断面斜視図である。
【００３７】
図６（ａ）は、図５（ｃ）のＢ−Ｂ´断面図であり、図６（ｂ）は気密格納容器１０内に収納したタケ炭ブロック２０の拡大断面図である。そして、図７は、図５に示した水素が出入りする弁部１２の拡大断面図を示す。
【００３８】
図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）に示したように、この実施例においてタケ炭ブロック２０は、タケ筒をそのままの形状で炭化したタケ炭筒８を容器としてその中にタケ炭片７を充填し、両方の開口部にタケ炭片がこぼれないようにアルミニウム線９を網状に編んだ蓋で覆った構造を有している。
【００３９】
気密格納容器１０にタケ炭ブロック２０を所定量詰め込んだ後に蓋１１で密閉する。この蓋１１には図７に一例を示した水素の吸入−排出弁１２が設けられている。すなわち、この弁１２は水素を充填時に吸引すると同時に水素を使用時に開放して流量を調節するための弁である。また、容器１０には、この弁１２と対向する位置に第２の弁１３が設けられている。弁１３は水素を貯蔵時に容器内の残留ガスを排気したり、水素を効率良く弁１２から容器１０内に充填するために通気をしたりするための弁である。
【００４０】
タケ炭片７はモウソウチク（孟宗竹）を約１０００℃で乾留（空気の供給を遮断して焼いた）にした後で粉砕機で大きさが一片を約２ｍｍの大きさにした、小さい砂利状のペレット状のタケ炭である。
【００４１】
図５（ｂ）に詳細例を示したタケ炭ブロック２０の容器を構成するタケ炭筒８は、直径が約６ｃｍで、厚さが約３ｃｍに輪切りにした、肉厚が約３ｍｍで中空のタケを蒸し焼きにしたタケ炭である。タケ炭筒８の両端には、約１．５ｍｍの開口部を持つのメッシュの粗さが約２ｍｍで太さが０．５ｍｍのアルミニウム線９で構成した金属網の蓋が着脱自在に設けられている。タケ炭筒８の一端をタケの節部で構成すれば、この節部を一方の蓋とすることもできる。
【００４２】
なお、この実施例ではタケ炭筒８内にタケ炭を詰め込んだタケ炭ブロック２０を使用したが、短冊状に成形したタケ炭片を気密格納容器１０内に直接充填することもできる。
【００４３】
気密格納容器１０は、板厚が約３ｍｍのアルミニウム合金板を主体として形成された容器であり、外壁（大気側）はアルマイト処理、内壁は窒化チタンでコーティング処理が施されている。容器の大きさは高さが約５０ｃｍ、横が約５０ｃｍ、奥行きが約４０ｃｍで角が約５Ｒのラウンドを持っている。容器の内壁を窒化チタン膜で被覆しているのは、アルミニウム容器を透過して水素が容器から微量にせよ漏洩するのを防止するためである。
【００４４】
図７に示した水素が出入りする弁部１２の構造について説明する。この弁１２は、電磁コイル１５、電磁コイルの磁界により上下に移動する可動子（ピストン）１９、ばね２３から構成される電磁弁であり、電磁コイル１５に通電することにより通路１６及び１７を開閉する機構となっている。
【００４５】
通路１６を構成するフランジ１８ａは、水素を容器１０に充填する場合には不図示の水素源に、また、容器１０に貯蔵した水素を使用する場合には燃料電池などの水素消費側に接続される。また、フランジ１８ｂは容器１０に蓋１１を介して接続される。
【００４６】
以下に、具体的な水素の貯蔵プロセスを記述する。
（１）水素貯蔵材の脱離処理
タケ炭片７は粉砕などの製造工程で、空気もしくは水分に触れるために、それらがミクロ孔６、超ミクロ孔（毛細管６ａ）に詰まって（吸着して）いる。そこで、水素の吸着量を多くするためには、これらの物質を予め脱離しておくことが望ましい。そこで、タケ炭片７は容器１０に充填する前に脱離処理が施されている。この脱離処理は一般には容器１０へタケ炭片７を格納する前に行われる。この脱離処理は良く知られている方法、すなわち、雰囲気を希薄（減圧）にして且つ加熱処理をして実現される。
【００４７】
（２）タケ炭ブロックの製造
タケ炭片７はこの脱離処理を施された後でタケ炭筒８へ詰め込まれる。タケ炭筒８の一端をアルミニウム金網９で覆った後で、他端からタケ炭片７を詰め込み開口部をアルミニウム金網９で覆いタケ炭ブロック２０を製作する。このプロセスも極力減圧下で加熱された乾燥状態で迅速に行われる。しかる後、このブロック２０は、真空パックなどでこの状態を極力維持したままで以下のプロセスまで保存される。
【００４８】
（３）気密格納容器（水素貯蔵容器）へのタケ炭ブロックの充填
水素貯蔵容器１０へのタケ炭ブロック２０の充填は蓋１１を開けた状態で行われる。この充填はタケ炭ブロック２０同士が、もしくは容器１０の内壁に接触するように容器１０を揺するなどの操作を含めて行われる。
【００４９】
しかる後で、容器１０には吸入−排出弁１１が装着された蓋１１を被せて気密封止する。この容器１０と蓋１１との接触部には、例えばアルミニウム溶射法などを用いてアルミニウムもしくはアルミニウム合金被膜を形成し、後で水素などが漏れないように確実に封止が行われる。
【００５０】
（４）タケ炭ブロック充填後の水素貯蔵容器の空焼き
以上述べたプロセスの後で水素貯蔵容器１０の空焼き処理をする。この操作は容器１０の排出口にある弁１３を調節して、容器１０の内圧を減圧（一般には１気圧以下）しつつ、且つ容器１０を加熱しながら充分な時間をかけて行われる。なお、以上の操作は水素貯蔵容器１０に初めて水素を充填する前の処理であり、水素貯蔵容器に水素を再充填する時には原則として不要である。
【００５１】
（５）水素貯蔵容器への水素の初期充填
水素貯蔵容器１０へ水素を最初に充填する時には、容器１０の温度を徐徐に下げると同時に弁１２を徐徐に開いて図示されていない水素供給源から加圧された水素を供給しつつ注意して行われる。
【００５２】
その際には、弁１３も減圧から常圧に変えつつ、しかしながら、容器１０内に圧力差を設けて容器全体のタケ炭ブロック２０内のタケ炭片７に水素が出来るだけ均一に吸着され易い条件において行われる。
【００５３】
水素がタケ炭７のマクロ孔５から超微細孔（ミクロ孔６）及び毛細状の超ミクロ孔６ａに出来るだけ均一に十分に充填されるように必要に応じて該容器を揺するなどの操作も必要に応じて行われる（図４参照）。この充填操作は、一般には容器１０の周囲温度を例えばドライアイス（−５５℃）を作る程度の低温から徐徐に常温に昇温しながら、また、注入する水素ガスの圧力を調節して、タケ炭ブロック２０に水素を充分に吸着させつつ慎重に行われる。一般には、容器１０の入り口部、つまり弁１２近傍での水素ガスの圧力は約１０気圧まで徐徐に高め、弁１３との圧力がほぼ平衡して、且つ、所定の量の水素が充填されたことを計測した後でまず排出口の弁１３を閉じ、続いて吸入口の弁１２を閉める。なお、排出口から出てくる水素ガスは回収されて後に再利用される。
【００５４】
容器１０への水素充填が完了したことの確認にはガス流量計などによって行われる。容器１０への水素充填が完了したことの他の確認法としては、容器の重量を測り初期状態から水素充填が完了するまでの容器の重量との差を計測することでも可能である。
【００５５】
（６）水素の貯蔵
水素の貯蔵は当然であるが弁１２と１３を十分に閉じて行われる。必要であれば別途設けた補助蓋（図面には示していない）などを用いて２重で行い水素の漏洩を防止する。
【００５６】
（７）水素の使用（消費）
水素貯蔵容器１０から水素を実際に使用する状態を説明する。すなわち、容器１０から水素（水素ガス）を取り出して、例えば自動車用の燃料電池などで水素を燃焼させるプロセス（過程）である。容器１０に接続された弁１２のフランジ１８ａを、水素を使用する燃料電池などの管に接続した後で弁１２を徐徐に開ける。この過程では一般には容器１０を加熱して行われるが条件によっては常温において行っても良い（図７参照）。
【００５７】
最初は容器１０内の空間部の水素が、続いてタケ炭片７に含まれた水素が脱離して気体化弁１２から流出してくる。水素が所定の値の圧力の気体状態で弁１２から流出するようにタケ炭片７からの水素の脱離は、容器１０の加熱と容器が接続された例えば燃料電池などの水素消費対象物側の圧力を計測するなどして制御できる。
【００５８】
＜実施例２＞
実施例１では、タケ炭片７をタケ炭筒８に充填したタケ炭ブロック２０を気密格納容器１０に格納した例を示したが、本実施例ではタケ炭ブロック２０の代わりに、幅３０ｍｍ、厚さ６ｍｍ、長さ７ｃｍの短冊状のタケ炭片７を、実施例１と同じアルミニウム合金製の気密格納容器１０内に直接格納した。その結果、実施例１と同様の水素貯蔵効果が得られた。
【００５９】
＜実施例３＞
気密格納容器１０をチタン合金で作成した。炭素繊維製の網袋を用い、実施例１と同様のタケ炭片７をこの網袋で包みタケ炭ブロック２０とした。このタケ炭ブロック２０を容器１０内に揺すりながら多数個、満杯になるまで格納した。実施例１と同様の方法で水素を容器１０内に充填し、水素の貯蔵能力を測定した。その結果、実施例１とほぼ同等の水素の有効貯蔵量が得られた。
【００６０】
なお、タケ炭片７を包む網袋としては、炭素繊維の代わりにアルミニウム網やガラス繊維を用いることも出来るし、水素を脱離する温度が余り高くない（水素を吸着す時の温度が非常に低い）時には、木綿や麻などの天然繊維や合成繊維を用いることも出来る。
【００６１】
気密格納容器（水素貯蔵容器）１０の形状は、貯蔵時の加圧圧力との関係にもよるが、所謂、砲弾型（楕円球状）であっても良い。また、容器の素材はアルミニウム、チタン、もしくはこれら軽金属の合金に限らず、鉄（ステンレススチール）などであっても良い。
【００６２】
上記実施例では、水素貯蔵材の代表例としてタケ炭を主体に説明したが、本発明においては、その他、タケ亜科植物に属するササ類、トウモロコシやサトウキビなどのキビ類、更にはアシ類（タケに類似した肉厚のものもある）などを乾留し炭化したものについてもタケ炭と同様に水素貯蔵材として有効に使用できる。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明により水素の吸着効率が大きく、且つ吸着速度の大きな水素貯蔵材を用いて実用性に優れた水素貯蔵方法を、及びこの水素貯蔵材を用いて安全性、経済性、運搬性に優れた水素貯蔵装置を得るという所期の目的を達成することができた。
【００６４】
更に具体的に本発明の効果を列記すれば以下の通りである。
（１）水素貯蔵材が自然環境で育成され且つ成長の早い植物を原料とするので、経済的であり、しかも環境に調和できる生産形態をとることが可能である。
（２）活性炭のように再加工しないので、素材の経済性を高めると同時に充填速度を大幅に早めることが出来る。
（３）また、充填時の加圧圧力が高圧水素ガスに比べて大幅に低く、また、使用時に万が一貯蔵容器に穴があくなどの事故が発生しても安全である。
（４）水素貯蔵材が適度に軽いので運搬し易い。
（５）水素を燃料とする自動車の場合、在来のガソリンスタンドでの自動車への装填が基本的には可能であり、在来のインフラストラクチャを小改造で活用できる。
（６）タケ炭ペレットなどの水素貯蔵材を詰め込むためにタケ炭もしくはタケを筒状のブロックで構成するとブロック自体が水素貯蔵作用があるので充填率を一層高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水素貯蔵方法及び貯蔵装置の基本概念を説明する装置の断面模式図である。
【図２】本発明の水素貯蔵材の素材となるタケ亜科植物の茎の構成を表す概念鳥瞰図である。
【図３】タケ亜科植物の主成分であるセルロースの化学結合図である。
【図４】本発明のタケ亜科植物で出来た炭が通気孔を通じて水素が吸着可能であることを示す炭の概念説明図である。
【図５】本発明の実施例となる水素貯蔵装置の横断面図である。
【図６】本発明の実施例となる水素貯蔵装置の縦断面図である。
【図７】本発明の実施例となる水素貯蔵装置の弁の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１…タケ亜科植物の茎における導管、
２…タケ亜科植物の茎における降管、
３、４…タケ亜科植物の茎部の細胞、
５…タケ亜科植物の茎部を炭化した時のマクロ孔、
６…タケ亜科植物の茎部を炭化した時のミクロ孔、
７…水素貯蔵材（タケ炭片）、
８…タケ炭筒、
９…アルミニウム網（蓋）、
１０…水素貯蔵容器、
１１…水素貯蔵容器の蓋、
１２…水素充填並びに使用時の弁、
１３…排気弁
１４…弁座、
１５…電磁コイル、
１６…容器１０からの気体などの出入り通路、
１７…燃料電池など外部装置（水素ガス使用装置）への気体の通路、
１８ａ、１８ｂ…フランジ、
１９…可動子（ピストン）、
２０…タケ炭ブロック、
２１…マクロ孔、
２２…ミクロ孔、
２３…ばね。

Claims (6)

1. 気密格納容器にタケ亜科植物を炭化した炭片を収納し、前記炭片を水素貯蔵材として水素を吸着させることを特徴とする水素貯蔵方法。
2. 請求項１において、タケ亜科植物を炭化した炭片はタケ炭であることを特徴とする水素貯蔵方法。
3. ガス吸入・排出弁が接続された気密格納容器と、前記気密格納容器内に収納された水素貯蔵材とを備え、前記水素貯蔵材を、タケ亜科植物を炭化した炭片で構成したことを特徴とする水素貯蔵装置。
4. 請求項３において、タケ亜科植物を炭化した炭片は、外形寸法が平均０．０５〜５ｍｍであり、通気性を有する筒状容器内に所定量充填されてブロック構造を形成し、前記ブロック構造を前記気密格納容器内に複数個収納したことを特徴とする水素貯蔵装置。
5. 請求項３において、気密格納容器の内壁を窒化物で被覆したことを特徴とする水素貯蔵装置。
6. 請求項４において、ブロック構造を形成する筒状容器の主要部をタケ炭筒で構成したことを特徴とする水素貯蔵装置。

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