JP2005125927A - 移動式水素製造装置及び水素供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】低コストにて既存の各種のスタンドに容易に適用することができる水素供給システムと、そのための移動式水素製造装置とを提供する。
【解決手段】水素製造車のコンテナ１内には電源装置２、水素発生装置３及び圧縮機４が設置されている。水素製造車の給水ホースをガソリンスタンドの水道口に接続し、電源コードのプラグをガソリン又はガススタンドの商用電源のコンセントに接続し、水素供給用耐圧ホースを蓄ガスユニット７に接続し、水素発生装置３及び圧縮機４を駆動する。水素発生装置３での電解により発生した水素は、圧縮機で例えば４０〜８０ＭＰａまで圧縮され、蓄ガスユニット７に蓄えられる。水素は、ディスペンサ８を介して例えば２５ＭＰａ、３５ＭＰａ又は７０ＭＰａにて燃料電池車に供給される。水素製造車は、各スタンドを巡回する。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池車等に水素を供給するための水素供給システムと、このシステムに用いるのに好適な移動式水素製造装置とに関する。

燃料電池車に水素を供給するシステムとして、特開２０００−９５０２０号公報には、ガススタンドに水素タンクを設けると共に、燃料ガスから水素を製造する水素製造車両を該ガススタンドに寄留させ、該水素製造車両にて製造した水素を該スタンドの水素タンクに供給するようにしたシステムが記載されている。

同号公報の水素製造車両には、ＬＰＧ等の可燃性燃料ガスの貯蔵タンクと、このタンク内のガスから水素を生成させる水素生成装置等が搭載されている。この水素製造車両の燃料ガス貯蔵タンクへは、この水素製造車両が寄留したガススタンドから燃料ガスが供給される。

同号公報によれば、このシステムでは、既存のガススタンドに水素タンクを設けておき、水素製造車両を巡回させて各ガススタンドの水素貯留タンクに水素を供給するところから、各ガススタンドには水素製造設備を設けることが不要となる。また、水素製造車両の稼動効率が高いものとなる。
特開２０００−９５０２０号公報

上記特開２０００−９５０２０号公報の水素供給システムにあっては、水素製造車両にＬＰＧ等の可燃性燃料ガスの貯蔵タンクと、このタンク内のガスから水素を生成させる水素生成装置とを搭載したものであり、可燃性ガスのタンクを備えている分だけ安全確保のためのコストがかかる。また、スタンドがガススタンドに限られるため、ガソリン、軽油等の液体燃料のみを扱うガソリンスタンドに適用するにはＬＰＧ等の燃料ガスタンクも新たに設置する必要がある。

なお、ＬＰＧスタンド及びガソリンスタンドの既存インフラは、水素供給設備を全国に整備する際の潜在的拠点となる。しかし、既存インフラは、物品販売、洗車等の総合サービスを行うサービス・ステーションへ質的に変化している。既存インフラにオンサイト式水素供給設備を併設する場合は、物品販売、洗車等に利用している敷地の転用、或いは新たに設置する敷地を取得する必要がある。そのため、水素供給設備を既存インフラに併設する場合は、水素供給設備の省スペース化ならびに設備を最小限に抑えることが求められる。

本発明は、移動式水素製造装置の構成が簡易であると共に、既存の各種のガソリンスタンド等の燃料スタンドに容易に適用することができる水素供給システムと、この水素供給システムに用いるのに好適な移動式水素製造装置とを提供することを目的とする。

本発明の移動式水素製造装置は、水を電解して水素を発生させる水素発生手段と、発生した水素を圧縮する圧縮手段と、を車両に搭載してなるものである。

この移動式水素製造装置は、水素発生装置に供給する水及び電力を移動式水素製造装置の外部から受け入れる手段と、前記圧縮手段で圧縮された水素を移動式水素製造装置の外部に供給すべく送出するための送出手段とを備えることが望ましい。

本発明の水素供給システムは、水素貯留手段を有した複数の燃料スタンドと、本発明の移動式水素製造装置とを備えてなる水素供給システムであって、該移動式水素製造装置を燃料スタンドに移動させ、この燃料スタンドにて水及び電力の供給を受けて水素を発生させると共に、この水素を該移動式水素製造装置の前記圧縮手段により圧縮して該燃料スタンドの水素貯留手段に供給するようにしたことを特徴とするものである。

本発明の移動式水素製造装置及び水素供給システムにあっては、移動式水素製造装置は、ＬＰＧタンク等のガスタンクを搭載しておらず、安全性に優れる。また、移動式水素製造装置は、水と電力との供給を受けて水素を製造するものであり、ＬＰＧ等の燃料の供給が不要であるから、既存の各種のガソリンスタンドに容易に、小額の初期投資にて適用することができる。なお、本発明のシステムは、既存のガソリン又はガススタンド以外の新設ガソリン又はガススタンドや、水素スタンドにも適用できる。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。第１図は実施の形態に係る移動式水素製造装置としての水素製造車の側面図、第２図は水素スタンドにおける水素フロー図である。

第１図の通り、トラック（好ましくは天然ガス車。ただし、これに限定されない。）の荷台上に固定されたコンテナ１内には電源装置２、水素発生装置３及び圧縮機４が設置されている。この電源装置２にはガソリンスタンド又はガススタンド、水素スタンド等の燃料スタンドの商用電源から電力が供給される。水素発生装置３は、アルカリ隔膜水電解方式の水素発生装置である。水素発生装置は、電解方式のものが好適であるが、固体高分子形水電解方式等の、本方式以外のものであってもよい。なお、アルカリ隔膜水電解方式は、構造が単純で、電解セルの積層が容易な為、大型の水素発生装置に好適に利用できる。固体高分子形水電解方式は、エネルギー効率が高いので、水型用の移動式水素製造装置に利用できる。符号６はアウトリガーを示す。

この水素発生装置３及び圧縮機４はいずれも電源装置２からの電力によって作動する。

コンテナ１の側面にはアオリ式のドア５が設けられており、このドア５を開け、電源装置２に連なる電源コード、水素発生装置３に連なる給水ホース及び圧縮機４に連なる水素供給用耐圧ホース（いずれも図示略）をコンテナ１外に引き出すよう構成されている。

第２図の通り、この水素製造車が寄留する燃料スタンドには、蓄ガスユニット７及びディスペンサ８が設置されている。この蓄ガスユニット及びディスペンサ８を備えた燃料スタンドが、或る地方に複数設置されている。

蓄ガスユニット７としては、ガスタンク方式のものや、水素吸蔵合金方式のものなど各種のものを用いることができる。

水素製造車が巡回してきたときには、この水素製造車の給水ホースをガソリンスタンドの水道口に接続し、電源コードのプラグをガソリン又はガススタンドの商用電源のコンセントに接続し、水素供給用耐圧ホースを蓄ガスユニット７に接続し、水素発生装置３及び圧縮機４を駆動する。

水素発生装置３での電解により発生した水素は、圧縮機で例えば４０〜８０ＭＰａまで圧縮され、蓄ガスユニット７に蓄えられる。この蓄ガスプロセスは、いつ実行されても構わないが、深夜に行えば、安価な夜間電力を利用でき、水素製造コストが相当に安価となる。蓄ガスユニット７に水素が十分に蓄ガスされた後、各ホース及びコードを外してコンテナ１内に収納し、水素製造車を別の燃料スタンドに移動させる。蓄ガスユニット７内の水素は、ディスペンサ８を介して例えば２５ＭＰａ、３５ＭＰａ又は７０ＭＰａにて燃料電池車等の水素を燃料とする車両に供給される。

この水素供給システムによると、複数の燃料スタンドで共通の水素製造車を利用することになるため、水素製造車の利用効率が高い。この水素製造車は、ＬＰＧ等のタンクが不要であり、安全性に優れる。各ガソリンスタンド又はガススタンド等の燃料スタンドにあっては、蓄ガスユニット７及びディスペンサ８を新設するだけで水素ステーション機能を具備でき、水素製造設備自体は不要となるので、設備投資額が小額で済むと共に、省スペースでもある。

即ち、この水素供給システムでは、タクシー等のフリート系低公害車が燃料として使っているＬＰＧスタンド（オートガススタンド）、ＬＰＧ充填所及び規制緩和後のガソリンスタンド等の既存インフラに、蓄ガスユニット及びディスペンサを設置して移動式水素製造設備を巡回させる方式を採ることにより、既存のＬＰＧスタンド、ＬＰＧ充填所、ガソリンスタンド等に必要最低限の設備を設置（併設）することで、数多くの水素供給設備を配置・運営することができる。また複数の受入側水素供給設備で移動式水素製造設備を共有できるため、投資を加味したインフラ総コストを抑制することが可能となる。

この実施の形態で採用された水素発生装置は、国内に十分に整備された電力、上水道の既存インフラを利用でき、更にオフピーク電力や再生可能エネルギーの利用も可能であるアルカリ隔膜水電解水素発生装置である。この水素発生装置３、圧縮機４、制御盤、計器などをコンテナ１内に収納し、トラックに搭載する。本設備は、例えば０．５ＭＰａの水素ガスを４０ＭＰａまで圧縮する圧縮機を搭載しているため、高圧ガス保安法の移動式製造設備に該当するが、一般的な移動式製造設備と異なり、停車しての通電時以外は、水素の発生はなくその設備内に高圧ガスを保有していないため、移動の際の安全性に優れている。また、起動時間および停止時間についても炭化水素物改質方式の水素発生装置に比べてガス改質器の加温／降温時間が不要な為短い。さらに、炭化水素物改質方式の水素発生装置と異なり、水素製造時に発生する一酸化炭素、二酸化炭素の発生が無い為、水素精製を不要化または簡略化できるので、水素発生装置の小型化にも寄与できる。

受入側の水素供給設備は、既存インフラであるＬＰＧスタンドなどに蓄ガスユニット、ディスペンサのみを設置するだけで足りる。

上記実施の形態では、水素製造車はトラックであるが、トレーラーであってもよく、また鉄道車両であってもよい。

実施の形態に係る移動式水素製造装置としての水素製造車の側面図である。 水素スタンドにおける水素フロー図である。

符号の説明

１ コンテナ
２ 電源装置
３ 水素発生装置
４ 圧縮機

Claims (3)

1. 水を電解して水素を発生させる水素発生手段と、
   発生した水素を圧縮する圧縮手段と、
   を車両に搭載してなる移動式水素製造装置。
2. 請求項１において、水素発生装置に供給する水及び電力を該移動式水素製造装置の外部から受け入れる手段と、
   前記圧縮手段で圧縮された水素を該移動式水素製造装置の外部に供給すべく送出するための送出手段と、
   を備えたことを特徴とする移動式水素製造装置。
3. 水素貯留手段を有した複数の燃料スタンドと、請求項１又は２に記載の移動式水素製造装置とを備えてなる水素供給システムであって、
   該移動式水素製造装置を燃料スタンドに移動させ、この燃料スタンドにて水及び電力の供給を受けて水素を発生させると共に、この水素を該移動式水素製造装置の前記圧縮手段により圧縮して該燃料スタンドの水素貯留手段に供給するようにしたことを特徴とする水素供給システム。

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