JP2005273074A - 水素貯蔵体および水素貯蔵容器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 長繊維の表面に担持させた水素貯蔵材料が剥がれることがなく、かつ、単位体積、または単位重量あたりの水素貯蔵能力の大きい水素貯蔵体およびそれを容器内に収納した水素貯蔵容器を提供する。
【解決手段】 低融点ガラスを介在させて表面に水素貯蔵材料を担持させた長繊維を芯部材に網目多孔状に巻き取り、加熱処理により長繊維の表面に水素貯蔵材料を固着させた水素貯蔵体を容器に収納して水素貯蔵容器を得る。得られた水素貯蔵体は、水素貯蔵材料が剥がれることがなく、かつ、単位重量あたりの水素貯蔵能力の大きいものであった。
したがって、水素貯蔵能力の大きく、保管スペースを取らない水素貯蔵容器が得られる効果がある。
【選択図】 図１
【解決手段】 低融点ガラスを介在させて表面に水素貯蔵材料を担持させた長繊維を芯部材に網目多孔状に巻き取り、加熱処理により長繊維の表面に水素貯蔵材料を固着させた水素貯蔵体を容器に収納して水素貯蔵容器を得る。得られた水素貯蔵体は、水素貯蔵材料が剥がれることがなく、かつ、単位重量あたりの水素貯蔵能力の大きいものであった。
したがって、水素貯蔵能力の大きく、保管スペースを取らない水素貯蔵容器が得られる効果がある。
【選択図】 図１
Description
本発明は、燃料電池等の燃料として用いられる水素を発生させる水素貯蔵体およびそれを容器内に収納した水素貯蔵容器に関する。
ＮＯXやＳＯX等の有害物質やＣＯ2等の温室効果ガスを出さないクリーンなエネルギー源として燃料電池の開発が盛んに行われており、既に幾つかの分野で実用化されている。 この燃料電池技術を支える重要な技術として、燃料電池の燃料となる水素を貯蔵する技術がある。水素の貯蔵形態としては、高圧ボンベによる圧縮貯蔵や液体水素化させる冷却貯蔵、水素貯蔵材料による貯蔵が知られており、これらの形態の中で、水素貯蔵材料による貯蔵は、分散貯蔵や輸送の点で有利である。水素貯蔵材料としては、水素貯蔵効率の高い材料、つまり水素貯蔵材料の単位重量または単位体積あたりの水素貯蔵量が高い材料、低い温度で水素の吸収／放出が行われる材料、良好な耐久性を有する材料が望まれる。
このような要請に対して、水素を長時間に希望適量だけ保管することを目的としてフィラメントの外面に水素を良く収蔵する金属微粉末を固着させた水素繊維が提案されている。（たとえば、特許文献１参照）
特開昭５２−７６２８３号公報
ところが上記した方法で開示された水素繊維は金属微粉末の固着が不十分で剥がれることがあり、さらには、使用に際して繊維を切断して綿状あるいは粉状にしたりするため嵩張るという課題を有していた。よって、単位体積、または単位重量あたりの水素貯蔵能力が小さいという課題があった。
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであって長繊維の表面に担持させた水素貯蔵材料が剥がれることがなく、かつ、単位体積あたりの水素貯蔵能力の大きい水素貯蔵体およびそれを容器内に収納した水素貯蔵容器を提供することを目的とする。
本発明の目的は、以下の（１）〜（３）によって達成される。
（１）表面に水素貯蔵材料を担持させた長繊維を芯部材に網目多孔状に巻き取った構造を有することを特徴とする水素貯蔵体。
（２）水素貯蔵材料を低融点ガラスを介在させて加熱処理により長繊維の表面に固着させたことを特徴とする（１）記載の水素貯蔵体。
（３）前記水素貯蔵体を容器内に収納したことを特徴とする（１）または（２）記載の水素貯蔵体を収納した水素貯蔵容器。
（１）表面に水素貯蔵材料を担持させた長繊維を芯部材に網目多孔状に巻き取った構造を有することを特徴とする水素貯蔵体。
（２）水素貯蔵材料を低融点ガラスを介在させて加熱処理により長繊維の表面に固着させたことを特徴とする（１）記載の水素貯蔵体。
（３）前記水素貯蔵体を容器内に収納したことを特徴とする（１）または（２）記載の水素貯蔵体を収納した水素貯蔵容器。
本発明によれば、長繊維の表面に担持させた水素貯蔵材料が剥がれることがないため信頼性が高く、かつ、単位体積あたりの水素貯蔵能力が大きいため、省スペースに貢献できる水素貯蔵容器が得られる効果がある。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明では、表面に水素貯蔵材料を担持させた長繊維を芯部材に網目多孔状に巻き取った構造を有することを特徴とする水素貯蔵体を提案している。（請求項１）
本発明では、表面に水素貯蔵材料を担持させた長繊維を芯部材に網目多孔状に巻き取った構造を有することを特徴とする水素貯蔵体を提案している。（請求項１）
ここで、水素貯蔵材料としては、希土類系、チタン系、バナジウム系、マグネシウム系等を中心とする金属材料、金属アラネード（例えば、ＮａＡｌＨ４やＬｉＡｌＨ４）等の軽量無機化合物、カーボンナノチューブ、活性炭、ナノグラファイト等の炭素系材料が知られている。また、リチウム窒化物を用いた水素貯蔵方法も提案されている。
次に、本発明の長繊維としては、ガラス繊維やカーボン繊維等を用いることができる。また、芯部材としてはパイプ状の金属管等を使用することができる。
本発明では、前記長繊維を芯部材に網目多孔状に巻き取った構造を有することを必須要件とする。その理由は、網目多孔状に巻き取った構造とすることで、解したり切断することなくガスの流路が確保されるため、巻き取ったそのままの状態でガスの貯蔵と放出が効率よく可能となるからである。
前記長繊維を芯部材に網目多孔状に巻き取った構造を具現するための方法としてはフィラメント・ワインディング法があるが、この方法には限定しない。
前記長繊維を芯部材に網目多孔状に巻き取った構造を具現するための方法としてはフィラメント・ワインディング法があるが、この方法には限定しない。
また、本発明では、水素貯蔵材料を低融点ガラスを介在させて加熱処理により長繊維の表面に固着させたことを提案している。（請求項２）
その理由は、従来の方法より強固に固定できることと、加熱処理温度と低融点ガラスの分散程度を制御することにより網目多孔構造を閉塞することなくしかも水素貯蔵材料を長繊維の表面に確実に担持することが可能であるからである。
ここで、水素貯蔵材料の全表面を低融点ガラスで被覆しないように低融点ガラスの介在する量は水素貯蔵材料の全担持量１００重量部に対して１５重量部以下であることが好ましい。これよりガラス量が多いと、水素貯蔵材料の表面の被覆割が増えて、水素貯蔵機能が著しく低下するからである。
その理由は、従来の方法より強固に固定できることと、加熱処理温度と低融点ガラスの分散程度を制御することにより網目多孔構造を閉塞することなくしかも水素貯蔵材料を長繊維の表面に確実に担持することが可能であるからである。
ここで、水素貯蔵材料の全表面を低融点ガラスで被覆しないように低融点ガラスの介在する量は水素貯蔵材料の全担持量１００重量部に対して１５重量部以下であることが好ましい。これよりガラス量が多いと、水素貯蔵材料の表面の被覆割が増えて、水素貯蔵機能が著しく低下するからである。
また、本発明では前記水素貯蔵体を容器内に収納した水素貯蔵容器を提案している（請求項３）。
ここで、容器の材質としてはステンレス、あるいはアルミニウム合金が好ましい。
また、形状は保管スペースの観点から円筒状が好ましい。
ここで、容器の材質としてはステンレス、あるいはアルミニウム合金が好ましい。
また、形状は保管スペースの観点から円筒状が好ましい。
以下に、本発明の具体的な実施例について説明する。
（実施例）
図１に、本発明の水素貯蔵体の製造方法を模式的に示した。
実施例では、長繊維としてカーボン繊維を、水素貯蔵材料としてはナノグラファイトを低融点ガラスとしてはホウ珪酸鉛ガラスを用いた。
カーボン繊維をホウ珪酸鉛ガラス粉末を分散した３５質量％スラリー溶液槽１に通してからナノグラファイト粉末槽を通してカーボン繊維の表面にナノグラファイト粉末を担持させた。これをステンレス製パイプで網目多孔状に巻き取った。つぎに、巻き取ったカーボン繊維をアルゴンガス中３７０℃で１時間加熱処理して繊維の表面にナノグラファイトを固着させた。
このようにして得られた水素貯蔵体は、水素貯蔵材料が剥がれることがなく、かつ、単位重量あたりの水素貯蔵能力が５質量％程度と大きかった。
（実施例）
図１に、本発明の水素貯蔵体の製造方法を模式的に示した。
実施例では、長繊維としてカーボン繊維を、水素貯蔵材料としてはナノグラファイトを低融点ガラスとしてはホウ珪酸鉛ガラスを用いた。
カーボン繊維をホウ珪酸鉛ガラス粉末を分散した３５質量％スラリー溶液槽１に通してからナノグラファイト粉末槽を通してカーボン繊維の表面にナノグラファイト粉末を担持させた。これをステンレス製パイプで網目多孔状に巻き取った。つぎに、巻き取ったカーボン繊維をアルゴンガス中３７０℃で１時間加熱処理して繊維の表面にナノグラファイトを固着させた。
このようにして得られた水素貯蔵体は、水素貯蔵材料が剥がれることがなく、かつ、単位重量あたりの水素貯蔵能力が５質量％程度と大きかった。
次に、上記の水素貯蔵体を円筒型ステンレス容器に収納して本発明の水素貯蔵容器を得た。
１；低融点ガラススラリー槽
２；水素貯蔵材料槽
２；水素貯蔵材料槽
Claims (3)
- 表面に水素貯蔵材料を担持させた長繊維を芯部材に網目多孔状に巻き取った構造を有することを特徴とする水素貯蔵体。
- 水素貯蔵材料を低融点ガラスを介在させて加熱処理により長繊維の表面に固着させたことを特徴とする請求項１記載の水素貯蔵体。
- 前記水素貯蔵体を容器内に収納したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の水素貯蔵体を収納した水素貯蔵容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004087484A JP2005273074A (ja) | 2004-03-24 | 2004-03-24 | 水素貯蔵体および水素貯蔵容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004087484A JP2005273074A (ja) | 2004-03-24 | 2004-03-24 | 水素貯蔵体および水素貯蔵容器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005273074A true JP2005273074A (ja) | 2005-10-06 |
Family
ID=35173045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004087484A Pending JP2005273074A (ja) | 2004-03-24 | 2004-03-24 | 水素貯蔵体および水素貯蔵容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005273074A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008014436A (ja) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Toyota Motor Corp | 水素供給装置、中空ガラス体、および、燃料電池システム |
| US8002006B2 (en) * | 2006-12-05 | 2011-08-23 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Runflat tire |
-
2004
- 2004-03-24 JP JP2004087484A patent/JP2005273074A/ja active Pending
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