JP2007063111A - 水素発生設備及び燃料電池システム - Google Patents

水素発生設備及び燃料電池システム Download PDF

Info

Publication number
JP2007063111A
JP2007063111A JP2005379756A JP2005379756A JP2007063111A JP 2007063111 A JP2007063111 A JP 2007063111A JP 2005379756 A JP2005379756 A JP 2005379756A JP 2005379756 A JP2005379756 A JP 2005379756A JP 2007063111 A JP2007063111 A JP 2007063111A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen
reaction
volume
fluid chamber
hydrogen generation
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.)
Granted
Application number
JP2005379756A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4899474B2 (ja
Inventor
Takashi Sarada
孝史 皿田
Takamasa Yanase
考応 柳瀬
Toru Ozaki
徹 尾崎
Tsuneaki Tamachi
恒昭 玉地
Kazutaka Yuzurihara
一貴 譲原
Fumiharu Iwasaki
文晴 岩崎
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.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments 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 Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP2005379756A priority Critical patent/JP4899474B2/ja
Priority to EP06782171A priority patent/EP1911720A4/en
Priority to CN2006800282641A priority patent/CN101233074B/zh
Priority to KR1020087003369A priority patent/KR100976738B1/ko
Priority to US11/989,730 priority patent/US20100151338A1/en
Priority to PCT/JP2006/315302 priority patent/WO2007015517A1/ja
Publication of JP2007063111A publication Critical patent/JP2007063111A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4899474B2 publication Critical patent/JP4899474B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H01M8/04208Cartridges, cryogenic media or cryogenic reservoirs
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/06Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/06Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
    • C01B3/065Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents from a hydride
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06Integration with other chemical processes
    • C01B2203/066Integration with other chemical processes with fuel cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/30Fuel cells in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/10Applications of fuel cells in buildings
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

【課題】 少ない体積で十分な量の水素を発生させることができる水素発生設備とする。
【解決手段】 反応チャンバー2の内部に体積が変更自在な溶液容器4を設け、溶液容器4内に貯留されている反応溶液11を反応チャンバー2のワーク3に供給するにしたがって溶液容器4の体積を減少させて反応チャンバー2の容積を増加させ、少ないスペースで水素の発生を行う領域を増加させる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、例えば、金属水素化物を分解して水素を発生させる水素発生設備及び水素発生設備で発生した水素を燃料とする燃料電池システムに関する。
近年のエネルギー問題の高まりから、より高いエネルギー密度で、排出物がクリーンな電源が要求されている。燃料電池は、既存電池の数倍のエネルギー密度を有する発電機であり、エネルギー効率が高く、また、排出ガスに含まれる窒素酸化物や硫黄酸化物がない、もしくは、少ないといった特徴がある。従って、次世代の電源デバイスとしての要求に合った極めて有効なデバイスであるといえる。
水素と酸素の電気化学反応により起電力を得る燃料電池では、燃料として水素が必要となる。水素ガスを生成する設備の例としては、金属水素化物(水素化ホウ素塩)を収容した反応容器と、水タンクとを有し、ポンプによって水タンク内の水を反応容器の金属水素化物に噴出する構造の水素発生設備が知られている(例えば、特許文献1参照)。
従来の水素発生設備は、水タンクの水がポンプを介して反応器に供給されるため、反応器の容積は少なくとも金属水素化物(水素化ホウ素塩)と水の体積の分となる。また、水素発生反応により水素を巻き込んだ泡が生じるため、反応器の容積は、更に、泡の体積が必要である。泡の体積は水素化ホウ素塩の2倍以上となるため、水素発生設備の体積は極めて大きくなってしまう。この結果、携帯電話やデジタルカメラ等の電源デバイスとして用いるのは非現実的であった。
また、水タンクは、水が供給された後はデッドスペースとなり、水素発生設備としてのスペースに無駄があるのが実情であった。
特開2002−137903号公報
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、少ない体積で十分な量の水素を発生させることができる水素発生設備を提供することを目的とする。
また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、少ない体積で十分な量の水素を発生させることができる水素発生設備を備えた燃料電池システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の第1の態様は、反応流体が送られることで水素の発生が促進される水素発生反応物が収容される反応物容器と、反応物容器内に配置され反応流体が収容され体積が変更自在な流体室と、流体室の体積を変更することで容積を変更する可変手段とを備え、流体室内の流体が水素発生反応物に供給されるにしたがって可変手段により流体室の体積を減少させて反応物容器内の容積を増加させることを特徴とする水素発生設備にある。
第1の態様では、流体室内の流体が水素発生反応物に供給されるにしたがって流体室の体積を減少させて反応物容器内の容積を増加させることができ、少ないスペースで水素の発生を行う領域を増加させることができる。
上記目的を達成するための本発明の第2の態様は、反応流体が送られることで水素の発生が促進される水素発生反応物が収容される反応物容器と、反応物容器内に配置され反応流体が収容される体積が変更自在な流体室と、流体室を加圧する加圧手段と、反応物容器内で発生した水素を所定圧力で排出する排出手段と、流体室及び反応物容器を連通し反応流体の流通を許容する流体供給路と、流体供給路に備えられ反応物容器の圧力が所定値以下になった時に流体流路の流路を開く開閉手段とを有し、開閉手段を開く圧力よりも高い圧力に維持するように流体室を加圧手段により加圧すると共に、反応流体の供給による流体室の容積の減少に応じて流体室の体積を減少させるように流体室を加圧することを特徴とする水素発生設備にある。
第2の態様では、流体室内の流体が水素発生反応物に供給されるにしたがって加圧手段により流体室の体積を減少させて反応物容器内の容積を増加させることができると共に、加圧手段により流体室が加圧され反応物容器の内圧が所定圧力以下の状態になった時に開閉手段が開いて反応流体が反応物容器に送られ、水素発生反応物に反応流体が供給されて水素が生成され、発生した水素は排出手段から所定圧力で排出される。このため、少ないスペースで水素の発生を行う領域を増加させることができ、圧力状態により反応流体を安定して供給して十分な量の水素を生成することができる。
そして、本発明の第3の態様は、第2の態様に記載の水素発生設備において、流体室は変形許容部材で形成され、加圧手段は、流体室を押圧して流体室の体積を減少させて流体室の圧力を加圧する押圧手段であることを特徴とする水素発生設備にある。
第3の態様では、押圧手段により変形許容部材で形成された流体室を押圧することで流体室の体積を減少させることができる。
また、本発明の第4の態様は、第3の態様に記載の水素発生設備において、流体室の変形許容部材は袋部材であり、袋部材の端部に板材が設けられ、板材を介して流体室を押圧することで袋部材が変形して流体室の体積が減少することを特徴とする水素発生設備にある。
第4の態様では、板材を押圧して袋部材を変形させることで流体室の体積を減少させることができる。
また、本発明の第5の態様は、第3の態様に記載の水素発生設備において、流体室の変形許容部材はベローズ部材であり、ベローズ部材の端部に板材が設けられ、板材を介して流体室を押圧することでベローズ部材が縮んで流体室の体積が減少することを特徴とする水素発生設備にある。
第5の態様では、板材を介してベローズ部材を押圧することでベローズ部材を縮め流体室の体積を減少させることができる。
また、本発明の第6の態様は、第3の態様に記載の水素発生設備において、流体室の変形許容部材は、端部が開放されたシリンダ及びシリンダの開放端側に備えられたピストン板であり、ピストン板を押圧することでシリンダの容積が減少して開放体積が増加して流体室の体積が減少することを特徴とする水素発生設備にある。
第6の態様では、ピストン板を押圧することでシリンダの容積を減少させて開放体積を増加し、流体室の体積を減少させることができる。
また、本発明の第7の態様は、第3の態様〜第6の態様のいずれかの態様に記載の水素発生設備において、押圧手段は、圧縮ばねであることを特徴とする水素発生設備にある。
第7の態様では、圧縮ばねの付勢力により極めて簡単な構成で流体室を押圧することができる。
また、本発明の第8の態様は、第2の態様〜第7の態様のいずれかの態様に記載の水素発生設備において、開閉手段は、流体室の内圧に比べて反応物容器の内圧が所定値低くなった定圧時に流体室側から反応物容器側への反応流体の流通を許容する状態に弁体が開く圧力調整弁であることを特徴とする水素発生設備にある。
第8の態様では、所定の圧力差により弁体が開く圧力調整弁を用いて所定圧力で反応流体を反応容器に送ることができる。
上記目的を達成するための本発明の第9の態様は、水素が供給されるアノード室を有する燃料電池のアノード室に、第1の態様〜第8の態様のいずれかの態様に記載の水素発生設備の排出手段を接続したことを特徴とする燃料電池システムにある。
第9の態様では、流体室内の流体が水素発生反応物に供給されるにしたがって流体室の体積を減少させて反応物容器内の容積を増加させることができ、少ないスペースで水素の発生を行う領域を増加させることができる水素発生設備を備えた燃料電池システムとすることができる。
そして、本発明の第10の態様は、第9の態様に記載の燃料電池システムにおいて、アノード室と反応物容器とが閉空間を形成していることを特徴とする燃料電池システムにある。
第10の態様では、生成された水素が外部に流出しないため、生成された水素を全量用いることができる。
本発明の水素発生設備は、少ない体積で十分な量の水素を発生させることができる水素発生設備とすることができる。
また本発明の燃料電池システムは、少ない体積で十分な量の水素を発生させることができる水素発生設備を備えた燃料電池システムとすることができる。
図1には本発明の第1実施形態例に係る水素発生設備の概略構成、図2には本発明の第2実施形態例に係る水素発生設備の概略構成、図3には本発明の第3実施形態例に係る水素発生設備の概略構成を示してある。
図1に基づいて第1実施形態例を説明する。
水素発生設備1は、反応物容器としての反応チャンバー2を備え、反応チャンバー2内には水素発生反応物としてのワーク3(例えば、水素化ホウ素ナトリウム)が貯蔵されている。また、反応チャンバー2の内部には流体室としての溶液容器4が備えられ、溶液容器4には反応流体である反応溶液11(例えば、リンゴ酸水溶液)が貯蔵されている。反応チャンバー2と溶液容器4は流体供給路としての送液管5により接続され、送液管5は反応チャンバー2の外部を経由して反応チャンバー2と溶液容器4を接続している。
溶液容器4は、例えば、ポリプロピレン製(可撓性材料:樹脂やゴムのフィルム、シート状材料)の袋部材からなり、底部には板材としての加重板6が設けられている。加重板6と反応チャンバー2の底壁との間には押圧手段としての圧縮ばね7が設けられ、圧縮ばね7により加重板6が付勢されている。尚、溶液容器4としては、ポリプロピレンの他に、PET、シリコーン、シリコーンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム等の可撓性材料を適用することができる。
溶液容器4は圧縮ばね7及び加重板6を介して常時押圧されているため、送液管5を反応溶液11が流れる条件になると、反応溶液11を溶液容器4から押し出すことができる。反応溶液11が押し出されると、加重板6を介して溶液容器4が押圧されているため、袋部材が変形して溶液容器4の体積が減少し、反応チャンバー2の容積がその分増加する。反応溶液11が送液管5から反応チャンバー2に送られると、反応溶液11とワーク3が接触して容積が増加した反応チャンバー2で水素生成反応が生じる。
反応チャンバー2には排出手段としての水素導管10が接続され、水素導管10にはレギュレータ12(圧力調整弁)が設けられている。レギュレータ12により、反応チャンバー2からの水素排出量が調整される。尚、レギュレータ12により水素排出量をコントロールできるようにしたが、定圧弁を用いて一定の水素圧で水素を排出することも可能である。
一方、反応チャンバー2の外部部位の送液管5には圧力調整用の圧力調整弁13が設置され、圧力調整弁13は反応溶液11が流通許容状態になる時の圧力を調整する弁である。反応溶液11が流通許容状態になる時の出力圧が圧力調整弁13の開弁時の圧力(開弁圧)となっている。反応チャンバー2内の圧力が開弁圧を上回った時に圧力調整弁13が閉鎖し、反応チャンバー2内の圧力が開弁圧を下回った時(所定値以下)に圧力調整弁13が開弁する。
つまり、圧力調整弁13は、反応チャンバー2の圧力が所定値以下になった時に送液管5の流路を開く開閉手段となっている。即ち、溶液容器4の内圧は加圧されて圧力調整弁13が開く圧力よりも高く(圧力調整弁13が開くための反応チャンバー2の所定圧力値を超える圧力)維持され、圧力調整弁13は、反応チャンバー2の内圧が所定値以下となった定圧時に溶液容器4側から反応チャンバー2側への反応溶液11の流通を許容する状態に弁体が開く構成とされている。
圧力調整弁13は、例えば、定圧バルブであり、溶液容器4側の流路である一次流路と、反応チャンバー2側の流路である二次流路と、一次流路と二次流路の間に備えられた弁体と、外部の圧力を弁に伝える外圧伝達路と、反応チャンバー2の内圧を弁体に伝える内圧伝達路から構成される。
尚、反応チャンバー2の外部を経由して送液管5により反応チャンバー2と溶液容器4を接続したが、送液管5を反応チャンバー2の内部に配置することも可能である。また、反応チャンバー2の内部に開口する送液管5のノズル部に逆止弁を設けることも可能である。逆止弁を設けることにより、反応チャンバー2で発生した水素や水素を巻き込んだ泡の逆流を防止することができ、水素発生設備1を使用する姿勢の制約が減少する。
上述した水素発生設備1の作用を説明する。
溶液容器4から送液管5を通して反応チャンバー2に反応溶液11が送液される。溶液容器4が加圧されていることと相俟って、水素が生成されていない状態での反応チャンバー2の内圧は、圧力調整弁13を開く状態の低い圧力とされ、送液管5を通して反応溶液11が送液される。
反応チャンバー2に反応溶液11が送られると、反応溶液11とワーク3とが接触して反応し、水素が生成される。水素が生成されると、反応チャンバー2の内圧が上昇し、圧力調整弁13の開弁圧を上回る(圧力調整弁13が閉じる状態になる)。反応チャンバー2の内圧が上昇することにより圧力調整弁13が閉弁状態となり、送液管5からの反応溶液11の供給が停止される。
反応溶液11が供給されなくなると、反応チャンバー2での水素発生反応の反応速度が低下し、発生した水素が反応チャンバー2の水素導管10から排出される。反応チャンバー2の内圧が低下することにより、圧力調整弁13を開く状態の低い圧力となる。再び、溶液容器4から反応チャンバー2に反応溶液11が送液され、反応溶液11とワーク3とが接触して水素が生成される。
ここで、溶液容器4から反応溶液11を送液するために、加圧手段が用いられている。即ち、圧縮ばね7により加重板6が付勢され、溶液容器4の体積が減少する状態に袋部材が変形して反応溶液11が加圧され、加圧力により反応溶液11が送液される。反応溶液11には、圧縮ばね7による加重板6介しての溶液容器4の変形(体積減少)により、加圧されて溶液容器4から排出される力が常に加わっている。但し、圧縮ばね7の変位量により圧力は変化する。
反応溶液11の排出速度の変化に対しては、反応溶液11の内圧低下により開弁し、開弁圧が一定の圧力調整弁13を備えたことにより、溶液容器4の圧力によらず反応溶液11の排出速度は一定となる。また、圧力調整弁13は反応チャンバー2の内圧と外圧との関係により弁の開閉が行われるため、外圧(具体的には大気圧)が一定のため、反応チャンバー2の内圧は略一定に保たれる。
このため、動力を用いずに圧力状態により反応溶液11を安定して反応チャンバー2に供給し、水素を生成することができる。また、加重板6を付勢して溶液容器4の体積を変更することで溶液容器4を加圧して圧力調整弁13が開く圧力状態を保持することができる。また、加重板6を圧縮ばね7の付勢力により押圧するようにしたので、極めて簡単な構成で加重板6を押圧することができる。
そして、溶液容器4の反応溶液11が反応チャンバー2のワーク3に供給されるにしたがって加重板6が圧縮ばね7の付勢力により押圧され、溶液容器4の体積が減少するため、体積が減少した分反応チャンバー2の容積を増加させることができる。このため、デッドスペースがなくなり、少ないスペースで水素の発生を行う領域を増加させることができ、水素発生量を減らすことなく省スペース化が可能になる。また、スペースを増加させることなく水素発生量を増加させることが可能になる。
従って、上述した水素発生設備1では、少ない体積で十分な量の水素を発生させることができる。
ここで、ワーク3と反応溶液11の具体例を説明する。
ワーク3には水素化ホウ素ナトリウムを用い、反応溶液11にはリンゴ酸水溶液を用いている。水素化ホウ素ナトリウムは固体であり、形態は粉体でも錠剤でも良い。リンゴ酸水溶液の濃度は5%以上60%以下、好ましくは、10%以上40%以下のものが用いられる。通常は25%の濃度のリンゴ酸水溶液が用いられる。水素発生反応は水素化ホウ素ナトリウムとリンゴ酸水溶液の水とによる以下の反応である。リンゴ酸は反応促進剤として作用する。
NaBH+2HO→NaBO+4H
この反応促進剤を伴う反応は極めて速く、10sec程度で90%近い収率が得られる。必要な水素量を発生させつつ、可能な限りゆっくりと反応させるには、水素化ホウ素ナトリウムに供給する水量をコントロールすればよい。
本実施形態例では、反応溶液11の送液は、反応チャンバー2内の圧力が圧力調整弁13の開弁圧を下回った時に生じる。実際は、反応チャンバー2内の圧力変動を小さく抑える設計がされている。反応チャンバー2内の圧力は、反応チャンバー2からの水素排出速度、反応溶液11の供給速度、ワーク3と反応溶液11の反応速度、反応チャンバー2の容積によって決まる。このうち、反応速度は一定であり、水素排出速度はレギュレータ12の設定により決まるものである。反応溶液11は送液管5からワーク3に滴下して供給されるため、供給速度は送液管5の開口端での液滴形成速度に依存される。つまり、送液管5の開口端の内径を規定することにより、反応チャンバー2内の圧力変動を小さく抑えることができる。例えば、以下の通りの設計値と仕様が適用される。
水素排出速度 15cc/min
反応チャンバー2の容積 70cc
反応溶液11の供給速度 0.006cc/min
送液管5の開口端の内径 0.2mm
送液管の内径 2.0mm
圧力調整弁13の開弁圧 100kPa(ゲージ圧)
つまり、本実施形態例の溶液容器4の内圧は圧縮ばね9で加圧されて100kPaよりも高く維持され、圧力調整弁13は、反応チャンバー2内の圧力が100kPaになった時に開くように開弁圧が設定されている。このため、大気圧よりも高い圧力下においても加圧手段を精度良く制御する必要がない。
尚、圧力調整弁13の開弁圧は、溶液容器4の内圧に対して反応チャンバー2の内圧が低くなる所定値に設定されるものであれば、100kPaに限定されるものではなく、例えば、ゲージ圧で0kPa(大気圧)を所定値とする等、任意の値に設定することが可能である。
また、圧力調整弁13が開いて反応チャンバー2に反応溶液11が送られた場合、水素発生の反応速度や機器の状況により圧力が変動するが、圧力調整弁13の開弁圧の設計値である100kPaは、当然のことながら、この変動の分を吸収する値を加味した設計値となっている。従って、反応チャンバー2の圧力をできる限り一定に維持して運転することができる。
但し、厳密には反応溶液11の供給により溶液容器4の体積が減少して反応チャンバー2の容積が増加するため、反応チャンバー2内の圧力変動をより小さく抑えるためには、水素排出速度を微調整する等、圧力変動を抑制する手段を講じることが好ましい。
ワーク3及び反応溶液11としての組み合わせの例を説明する。
ワーク3として、水素化ホウ素塩、水素化アルミニウム塩、固体もしくは塩基性溶液が用いられた場合、反応溶液11として、有機酸が5%〜60%(10%〜40%)、通常は25%の濃度で使用される。ワーク3の塩として、ナトリウム、カリウム、リチウムが使用され、反応溶液11の有機酸として、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸が使用される。
また、ワーク3として、水素化ホウ素塩、水素化アルミニウム塩、固体もしくは塩基性溶液が用いられた場合、反応溶液11として、金属塩化物が1%〜20%の濃度で使用される。ワーク3の塩として、ナトリウム、カリウム、リチウムが使用され、反応溶液11の金属として、ニッケル、鉄、コバルトが通常12%の濃度で使用される。
また、ワーク3として、金属塩化物(固体もしくは水溶液)が用いられた場合、反応溶液11として、水素化ホウ素塩、水素化アルミニウム塩の塩基性溶液が1%〜20%、通常は12%の濃度で使用される。ワーク3の金属として、ニッケル、鉄、コバルトが使用され、反応溶液11の塩として、ナトリウム、カリウム、リチウムが使用される。
また、ワーク3として、酸化還元電位が水素より卑とされる金属が用いられた場合、反応溶液11として酸が使用される。ワーク3の金属として、マグネシウム、アルミニウム、鉄が使用され、反応溶液11の酸として、塩酸、硫酸が使用される。
また、ワーク3として、両性金属が用いられた場合、反応溶液11として塩基性水溶液が使用される。ワーク3の両性金属として、アルミニウム、亜鉛、錫、鉛が使用され、反応溶液11の塩基性水溶液として水酸化ナトリウムが使用される。
図2に基づいて本発明の第2実施形態例を説明する。尚、図1に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
第2実施形態例に係る水素発生設備15は、図1に示した溶液容器4に代えて反応チャンバー2の内部に流体室としての溶液容器16を備えたものである。溶液容器16には反応溶液11(例えば、リンゴ酸水溶液)が貯蔵されている。反応チャンバー2と溶液容器16は流体供給路としての送液管5により接続され、送液管5は反応チャンバー2の外部を経由して反応チャンバー2と溶液容器16を接続している。
溶液容器16は、変形許容部材としてベローズ部材からなるベローズで構成され、例えば、SUS、リン青銅、ベリリウムからなっている。溶液容器16の底部(ベローズ部材の端部)には板材としての加重板17が設けられ、加重板17と反応チャンバー2の底壁との間には圧縮ばね7が設けられ、圧縮ばね7により加重板17が付勢されている。加重板17を介して溶液容器16を押圧することで、ベローズが縮んで溶液容器16の体積が減少する。
溶液容器16は圧縮ばね7及び加重板17を介して常時押圧されているため、送液管5を反応溶液11が流れる条件になると、反応溶液11を溶液容器16から押し出すことができる。反応溶液11が押し出されると、加重板17を介して溶液容器16が押圧されているため、ベローズが縮んで溶液容器16の体積が減少し、反応チャンバー2の容積がその分増加する。反応溶液11が送液管5から反応チャンバー2に送られると、反応溶液11とワーク3が接触し、容積が増加した反応チャンバー2で水素生成反応が生じる。
その他の構成・動作や、反応条件、設計値等は図1に示した第1実施形態例と同一である。
このため、動力を用いずに圧力状態により反応溶液11を安定して反応チャンバー2に供給し、水素を生成することができる。また、加重板17を付勢してベローズを縮めることで溶液容器16の体積を変更し、溶液容器16を加圧して圧力調整弁13が開く圧力状態を保持することができる。そして、溶液容器16の反応溶液11が反応チャンバー2のワーク3に供給されるにしたがって加重板17が圧縮ばね7の付勢力により押圧され、ベローズが縮むことで溶液容器16の体積が減少するため、体積が減少した分反応チャンバー2の容積を増加させることができる。このため、デッドスペースがなくなり、少ないスペースで水素の発生を行う領域を増加させることができ、水素発生量を減らすことなく省スペース化が可能になる。また、スペースを増加させることなく水素発生量を増加させることが可能になる。
従って、上述した水素発生設備15では、少ない体積で十分な量の水素を発生させることができる。
図3に基づいて本発明の第3実施形態例を説明する。尚、図1、図2に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
第3実施形態例に係る水素発生設備21は、図1に示した溶液容器4に代えて反応チャンバー2の内部に流体室としての溶液容器22を備えたものである。溶液容器22には反応溶液11(例えば、リンゴ酸水溶液)が貯蔵されている。反応チャンバー2と溶液容器22は流体供給路としての送液管5により接続され、送液管5は反応チャンバー2の外部を経由して反応チャンバー2と溶液容器22を接続している。
溶液容器22は、端部(下端部)が開放されたシリンダ23と、シリンダ23の開放端側に移動自在に備えられたピストン板24とで構成されている(所謂、シリンジ構造)。ピストン板24の移動によりシリンダ室25の容量が可変とされ、シリンダ室25に反応溶液11が貯蔵されている。ピストン板24と反応チャンバー2の底壁との間には圧縮ばね7が設けられ、圧縮ばね7によりピストン板24が付勢されている。ピストン板24を押圧することでシリンダ23のシリンダ室25の容積が減少して溶液容器22の開放体積が増加し、溶液容器22の体積が減少した状態になる。
溶液容器22のピストン板24は圧縮ばね7を介して常時押圧されているため、送液管5を反応溶液11が流れる条件になると、反応溶液11を溶液容器22のシリンダ室25から押し出すことができる。反応溶液11が押し出されると、ピストン板24によりシリンダ室25が押圧されているため、シリンダ室25の容積が減少して溶液容器22の体積が減少し、反応チャンバー2の容積がその分増加する。反応溶液11が送液管5から反応チャンバー2に送られると、反応溶液11とワーク3が接触し、容積が増加した反応チャンバー2で水素生成反応が生じる。
その他の構成・動作や、反応条件、設計値等は図1に示した第1実施形態例と同一である。
このため、動力を用いずに圧力状態により反応溶液11を安定して反応チャンバー2に供給し、水素を生成することができる。また、ピストン板24を付勢してシリンダ室25の容積を減少させて溶液容器22の体積を変更し、溶液容器22を加圧して圧力調整弁13が開く圧力状態を保持することができる。
そして、溶液容器22の反応溶液11が反応チャンバー2のワーク3に供給されるにしたがってピストン板24が圧縮ばね7の付勢力により押圧され、シリンダ室25の容積が減少することで溶液容器22の体積が減少するため、体積が減少した分反応チャンバー2の容積を増加させることができる。このため、デッドスペースがなくなり、少ないスペースで水素の発生を行う領域を増加させることができ、水素発生量を減らすことなく省スペース化が可能になる。また、スペースを増加させることなく水素発生量を増加させることが可能になる。
従って、上述した水素発生設備21では、少ない体積で十分な量の水素を発生させることができる。
図4に基づいて本発明の燃料電池システムを説明する。
図4には本発明の一実施形態例に係る燃料電池システムの概略構成を示してある。
図4に示した燃料電池システム30は、図1に示した水素発生設備1を燃料電池31に接続したシステムである。即ち、燃料電池31にはアノードチャンバー32が備えられ、アノードチャンバー32は燃料電池セル33のアノード室に接する空間を構成している。アノード室は、アノードで消費する水素を一時的に保持する空間である。
アノードチャンバー32と反応チャンバー2は水素導管10により接続され、反応チャンバー2で発生した水素がアノードチャンバー32のアノード室に供給される。アノード室に供給された水素は、アノードでの燃料電池反応で消費される。アノードでの水素の消費量は、燃料電池31の出力電流に応じて決定される。
尚、図1で示した水素導管10に備えられたレギュレータ12は設置する必要がないため取り付けられていない。また、水素発生設備1に代えて、図2に示した水素発生設備15や図3に示した水素発生設備21を適用することも可能である。
上述した燃料電池システム30は、少ない体積で十分な量の水素を発生させることができる水素発生設備1を備えた燃料電池システム30とすることができる。
図5に基づいて本発明の燃料電池システムの他の実施形態例を説明する。
図5には本発明の他の実施形態例に係る燃料電池システムの概略構成を示してある。
図に示すように、燃料電池システム41は、水素発生設備42と燃料電池43とで構成され、水素発生設備42と燃料電池43は水素導管44により接続されている。
水素発生設備42を説明する。
水素発生設備42は、反応物容器としての反応チャンバー45を備え、反応チャンバー45内には水素発生反応物としてのワーク46(例えば、水素化ホウ素ナトリウム)が貯蔵されている。また、反応チャンバー45の内部には流体室としての溶液容器47が備えられ、溶液容器47には反応流体である反応溶液48(例えば、リンゴ酸水溶液)が貯蔵されている。
反応チャンバー45の外部には一時貯留部49が設けられ、溶液容器47と一時貯留部49は供給管50を介して接続されている。供給管50には圧力調整弁55が設けられ、供給管50側からの圧力が所定圧力以上になった時に圧力調整弁55が開弁して反応溶液48が一時貯留部49に送られる。尚、図中の符号で56は、圧力調整弁55の開閉動作のための大気を取り込む大気取込み口である。
また、一時貯留部49には反応チャンバー45内に開口する排出管51が接続され、排出管51には逆止弁52が設けられている。逆止弁52により一時貯留部49側からの反応溶液48が排出管51を流通可能とされ、反応チャンバー45側からの反応溶液48の逆流が防止されている。反応溶液48が排出管51から反応チャンバー45に送られると、反応溶液48とワーク46が接触して反応チャンバー45で水素生成反応が生じる。
溶液容器47は可撓性フィルム(例えば、ポリプロピレン)の袋状部材の容器とされ、反応溶液48が一時貯留部49に送られると共に、反応チャンバー45で発生した水素により加圧されることにより(可変手段)、溶液容器47の体積が減少するようにされている。即ち、溶液容器47から反応チャンバー45に反応溶液48が供給されるにしたがって溶液容器47の体積が減少し、その分反応チャンバー45の容積が増加する。
燃料電池43を説明する。
燃料電池43にはアノードチャンバー58が備えられ、アノードチャンバー58は燃料電池セル59のアノード室に接する空間を構成している。アノード室は、アノードで消費する水素を一時的に保持する空間である。アノードチャンバー58と反応チャンバー45は水素導管44により接続され、反応チャンバー45で発生した水素がアノードチャンバー58のアノード室に供給される。アノード室に供給された水素は、アノードでの燃料電池反応で消費される。アノードでの水素の消費量は、燃料電池43の出力電流に応じて決定される。
上述した燃料電池システム41の作用を説明する。
燃料電池セル59が負荷に接続されると、燃料電池システム41の内部の水素と空気中の酸素が燃料電池反応を起こして電力を発生する。発電は水素を消費しながら進行するため、アノードチャンバー58、水素導管44、反応チャンバー45の内圧が低下する。ここで、一時貯留部49は大気圧を受けているため、内圧が大気圧より低下すると一時貯留部49と反応チャンバー45とに差圧が生じ、一時貯留部49に貯留されている反応溶液48(リンゴ酸水溶液)が排出管51を通って反応チャンバー45に移動する。
反応溶液48が反応チャンバー45に移動すると、ワーク46(水素化ホウ素ナトリウム)と接触して水素発生反応を生じる。発生した水素は、水素導管44を通り、アノードチャンバー58に供給される。水素の発生により反応チャンバー45、水素導管44、アノードチャンバー58の内圧が大気圧より上昇し、反応チャンバー45の内圧が一時貯留部49より高くなる。このため、水素が排出管51を逆流しようとするが、逆止弁52により逆流が防止される。
一方、溶液容器47が反応チャンバー45の内圧を受けて圧縮され、溶液容器47の内部に貯蔵されている反応溶液48が供給管50から圧力調整弁55まで移動する。圧力調整弁55は閉弁方向に、例えば、10kPa(ゲージ圧)の反応溶液48の圧力を受けており、反応チャンバー45の内圧が10kPa(ゲージ圧)を超えると、反応溶液48の圧力により開弁方向の力が上回り、圧力調整弁55が開弁して、反応溶液48が一時貯留部49に供給される。
その後、水素発生速度が低下し燃料電池43での水素消費速度が上回ると、アノードチャンバー58、水素導管44、反応チャンバー45の内圧が低下し始める。内圧が10kPa(ゲージ圧)より高い間は圧力調整弁55が開弁しているため、一時貯留部49から溶液容器47に反応溶液48が流入する。内圧が10kPa(ゲージ圧)を下回ると圧力調整弁14は閉弁し、この時の一時貯留部49の内圧は10kPa(ゲージ圧)とされる。更に、反応チャンバー45の内圧が低下すると、一時貯留部49と反応チャンバー45とに圧力差が発生し、逆止弁52が開弁して反応溶液48が排出管51を通って反応チャンバー45に移動する。これにより、ワーク46に反応溶液48が接触して水素発生反応が生じ、反応チャンバー45の内圧が再度上昇することとなる。
以上の繰り返しにより水素が生成され、燃料電池43のアノードチャンバー58に燃料である水素が供給される。
そして、溶液容器47から反応チャンバー2に反応溶液48が供給されるにしたがって溶液容器47の体積が減少し、その分反応チャンバー45の容積が増加するので、デッドスペースがなくなり、少ないスペースで水素の発生を行う領域を増加させることができ、水素発生量を減らすことなく省スペース化が可能になる。また、スペースを増加させることなく水素発生量を増加させることが可能になる。
上述した燃料電池システム41は、少ない体積で十分な量の水素を発生させることができる水素発生設備42を備えた燃料電池システム41とすることができる。
図6に基づいて本発明の燃料電池システムの更に他の実施形態例を説明する。
図6には本発明の他の実施形態例に係る燃料電池システムの概略構成を示してある。尚、図5に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
図に示すように、燃料電池システム61は、水素発生設備62と燃料電池43とで構成され、水素発生設備62と燃料電池43は水素導管44により接続されている。
水素発生設備62を説明する。
水素発生設備62は、反応物容器としての反応チャンバー45を備え、反応チャンバー45内には水素発生反応物としてのワーク46(例えば、水素化ホウ素ナトリウム)が貯蔵されている。また、反応チャンバー45の内部には流体室としての溶液容器47が備えられ、溶液容器47には反応流体である反応溶液48(例えば、リンゴ酸水溶液)が貯蔵されている。
反応チャンバー45の外部には一時貯留部49が設けられ、溶液容器47と一時貯留部49は供給管50を介して接続されている。供給管50には逆止弁63が設けられている。逆止弁63により溶液容器47側からの反応溶液48が供給管50を流通可能とされ、一時貯留部49側からの反応溶液48の逆流が防止されている。反応チャンバー45で発生した水素により溶液容器47が加圧され、供給管50側からの圧力が一時貯留部49圧力以上になった時に反応溶液48が一時貯留部49に送られる。
また、一時貯留部49には反応チャンバー45内に開口する排出管51が接続され、排出管51には圧力調整弁64が設けられている。反応チャンバー45内圧が所定圧力以下になった時、圧力調整弁64が開弁して一時貯留部49側からの反応溶液48が排出管51を流通可能となる。一時貯留部49の内圧は送られた反応溶液48により加圧されて圧力調整弁が開く圧力よりも高い状態(圧力調整弁64が開くための反応チャンバー45の所定圧力値を超える圧力)を生じており、一時貯留部49と反応チャンバー45の内圧差により反応溶液48が排出管51から反応チャンバー45に送られる。その結果、反応溶液48とワーク46が接触して反応チャンバー45で水素生成反応が生じる。
溶液容器47は可撓性フィルム(例えば、ポリプロピレン)の袋状部材の容器とされ、反応溶液48が一時貯留部49に送られると共に、反応チャンバー45で発生した水素により加圧されることにより(可変手段)、溶液容器47の体積が減少するようにされている。即ち、溶液容器47から反応チャンバー45に反応溶液48が供給されるにしたがって溶液容器47の体積が減少し、その分反応チャンバー45の容積が増加する。
燃料電池43を説明する。
燃料電池43にはアノードチャンバー58が備えられ、アノードチャンバー58は燃料電池セル59のアノード室に接する空間を構成している。アノード室は、アノードで消費する水素を一時的に保持する空間である。アノードチャンバー58と反応チャンバー45は水素導管44により接続され、反応チャンバー45で発生した水素がアノードチャンバー58のアノード室に供給される。アノード室に供給された水素は、アノードでの燃料電池反応で消費される。アノードでの水素の消費量は、燃料電池43の出力電流に応じて決定される。
上述した燃料電池システム61の作用を説明する。
燃料電池セル59が負荷に接続されると、燃料電池システム41の内部の水素と空気中の酸素が燃料電池反応を起こして電力を発生する。発電は水素を消費しながら進行するため、アノードチャンバー58、水素導管44、反応チャンバー45の内圧が低下する。ここで、一時貯留部49は大気圧を受けているため、内圧が大気圧より低下すると一時貯留部49と反応チャンバー45とに差圧が生じ、一時貯留部49に貯留されている反応溶液48(リンゴ酸水溶液)が排出管51を通って反応チャンバー45に移動する。
反応溶液48が反応チャンバー45に移動すると、ワーク46(水素化ホウ素ナトリウム)と接触して水素発生反応を生じる。発生した水素は、水素導管44を通り、アノードチャンバー58に供給される。水素の発生により反応チャンバー45、水素導管44、アノードチャンバー58の内圧が大気圧より上昇し、反応チャンバー45の内圧が一時貯留部49より高くなる。このため、水素が排出管51を逆流しようとするが、圧力調整弁64により逆流が防止される。
一方、溶液容器47が反応チャンバー45の内圧を受けて圧縮され、溶液容器47の内部に貯蔵されている反応溶液48が供給管50から逆止弁63を通って一時貯留部49に供給される。
その後、水素発生速度が低下し燃料電池43での水素消費速度が上回ると、アノードチャンバー58、水素導管44、反応チャンバー45の内圧が低下し始める。内圧が低下して一時貯留部49と反応チャンバー45とに圧力差が発生すると、圧力調整弁64が開弁して一時貯留部49から溶液容器47に反応溶液48が流入する。これにより、ワーク46に反応溶液48が接触して水素発生反応が生じ、反応チャンバー45の内圧が再度上昇することとなる。
以上の繰り返しにより水素が生成され、燃料電池43のアノードチャンバー58に燃料である水素が供給される。
そして、溶液容器47から反応チャンバー45に反応溶液48が供給されるにしたがって溶液容器47の体積が減少し、その分反応チャンバー45の容積が増加するので、デッドスペースがなくなり、少ないスペースで水素の発生を行う領域を増加させることができ、水素発生量を減らすことなく省スペース化が可能になる。また、スペースを増加させることなく水素発生量を増加させることが可能になる。
上述した燃料電池システム61は、少ない体積で十分な量の水素を発生させることができる水素発生設備62を備えた燃料電池システム61とすることができる。
本発明は、例えば、金属水素化物を分解して水素を発生させる水素発生設備及び水素発生設備で発生した水素を燃料とする燃料電池システムの産業分野で利用することができる。
本発明の第1実施形態例に係る水素発生設備の概略構成図である。 本発明の第2実施形態例に係る水素発生設備の概略構成図である。 本発明の第3実施形態例に係る水素発生設備の概略構成図である。 本発明の一実施形態例に係る燃料電池システムの概略構成図である。 本発明の他の実施形態例に係る燃料電池システムの概略構成図である。 本発明の更に他の実施形態例に係る燃料電池システムの概略構成図である。
符号の説明
1、15、21、42、62 水素発生設備
2、45 反応チャンバー
3、46 ワーク
4、16,22、47 溶液容器
5 送液管
6、17 加重板
7 圧縮ばね
10、44 水素導管
11、48 反応溶液
12 レギュレータ
13、55、64 圧力調整弁
23 シリンダ
24 ピストン板
25 シリンダ室
30、41、61 燃料電池システム
31、43 燃料電池
32、58 アノードチャンバー
33、59 燃料電池セル
49 一時貯留部
50 供給管
51 排出管
52、63 逆止弁
56 大気取込み口

Claims (10)

  1. 反応流体が送られることで水素の発生が促進される水素発生反応物が収容される反応物容器と、
    反応物容器内に配置され反応流体が収容され体積が変更自在な流体室と、
    流体室の体積を変更することで容積を変更する可変手段とを備え、
    流体室内の流体が水素発生反応物に供給されるにしたがって可変手段により流体室の体積を減少させて反応物容器内の容積を増加させる
    ことを特徴とする水素発生設備。
  2. 反応流体が送られることで水素の発生が促進される水素発生反応物が収容される反応物容器と、
    反応物容器内に配置され反応流体が収容される体積が変更自在な流体室と、
    流体室を加圧する加圧手段と、
    反応物容器内で発生した水素を排出する排出手段と、
    流体室及び反応物容器を連通し反応流体の流通を許容する流体供給路と、
    流体供給路に備えられ反応物容器の圧力が所定値以下になった時に流体流路の流路を開く開閉手段とを有し、
    開閉手段を開く圧力よりも高い圧力に維持するように流体室を加圧手段により加圧すると共に、反応流体の供給による流体室の容積の減少に応じて流体室の体積を減少させるように流体室を加圧する
    ことを特徴とする水素発生設備。
  3. 請求項2に記載の水素発生設備において、
    流体室は変形許容部材で形成され、加圧手段は、流体室を押圧して流体室の体積を減少させて流体室の圧力を加圧する押圧手段である
    ことを特徴とする水素発生設備。
  4. 請求項3に記載の水素発生設備において、
    流体室の変形許容部材は袋部材であり、袋部材の端部に板材が設けられ、板材を介して流体室を押圧することで袋部材が変形して流体室の体積が減少する
    ことを特徴とする水素発生設備。
  5. 請求項3に記載の水素発生設備において、
    流体室の変形許容部材はベローズ部材であり、ベローズ部材の端部に板材が設けられ、板材を介して流体室を押圧することでベローズ部材が縮んで流体室の体積が減少する
    ことを特徴とする水素発生設備。
  6. 請求項3に記載の水素発生設備において、
    流体室の変形許容部材は、端部が開放されたシリンダ及びシリンダの開放端側に備えられたピストン板であり、ピストン板を押圧することでシリンダの容積が減少して開放体積が増加して流体室の体積が減少する
    ことを特徴とする水素発生設備。
  7. 請求項3〜請求項6のいずれか一項に記載の水素発生設備において、
    押圧手段は、圧縮ばねである
    ことを特徴とする水素発生設備。
  8. 請求項2〜請求項7のいずれか一項に記載の水素発生設備において、
    開閉手段は、流体室の内圧に比べて反応物容器の内圧が所定値低くなった定圧時に流体室側から反応物容器側への反応流体の流通を許容する状態に弁体が開く圧力調整弁である
    ことを特徴とする水素発生設備。
  9. 水素が供給されるアノード室を有する燃料電池のアノード室に、請求項1〜請求項8のいずれかに記載の水素発生設備の排出手段を接続したことを特徴とする燃料電池システム。
  10. 請求項9に記載の燃料電池システムにおいて、
    アノード室と反応物容器とが閉空間を形成している
    ことを特徴とする燃料電池システム。

JP2005379756A 2005-08-03 2005-12-28 燃料電池システム Expired - Fee Related JP4899474B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005379756A JP4899474B2 (ja) 2005-08-03 2005-12-28 燃料電池システム
EP06782171A EP1911720A4 (en) 2005-08-03 2006-08-02 HYDROGEN GENERATING DEVICE AND FUEL CELL SYSTEM
CN2006800282641A CN101233074B (zh) 2005-08-03 2006-08-02 氢生成设备及燃料电池系统
KR1020087003369A KR100976738B1 (ko) 2005-08-03 2006-08-02 수소 발생 설비 및 연료전지 장치
US11/989,730 US20100151338A1 (en) 2005-08-03 2006-08-02 Hydrogen Generation Equipment and Fuel Cell System
PCT/JP2006/315302 WO2007015517A1 (ja) 2005-08-03 2006-08-02 水素発生設備及び燃料電池システム

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005225629 2005-08-03
JP2005225629 2005-08-03
JP2005379756A JP4899474B2 (ja) 2005-08-03 2005-12-28 燃料電池システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007063111A true JP2007063111A (ja) 2007-03-15
JP4899474B2 JP4899474B2 (ja) 2012-03-21

Family

ID=37708797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005379756A Expired - Fee Related JP4899474B2 (ja) 2005-08-03 2005-12-28 燃料電池システム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20100151338A1 (ja)
EP (1) EP1911720A4 (ja)
JP (1) JP4899474B2 (ja)
KR (1) KR100976738B1 (ja)
CN (1) CN101233074B (ja)
WO (1) WO2007015517A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007161520A (ja) * 2005-12-13 2007-06-28 Nitto Denko Corp 水素発生装置及び燃料電池システム
JP2007176713A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Seiko Instruments Inc 水素発生設備及び燃料電池システム
JP2012046421A (ja) * 2011-10-12 2012-03-08 Seiko Instruments Inc 水素発生設備及び燃料電池システム
JPWO2011136147A1 (ja) * 2010-04-27 2013-07-18 深井 利春 水素の製造方法
JPWO2011136146A1 (ja) * 2010-04-27 2013-07-18 深井 利春 水素の製造方法
JP2018515417A (ja) * 2015-05-07 2018-06-14 マイエフシー・アーベー 燃料電池式充電器システムおよび燃料生成装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI369812B (en) * 2005-06-13 2012-08-01 Bic Soc Hydrogen generating fuel cell cartridges
JP5135527B2 (ja) * 2007-02-16 2013-02-06 セイコーインスツル株式会社 水素発生装置及び燃料電池システム
IT1405581B1 (it) * 2009-03-10 2014-01-17 Univ Padova Produzione in situ di idrogeno tramite processo in splitting di acqua mediato da metalli o da specie inorganiche differenti dal litio e formanti leghe con il sodio
EP2700121B8 (en) 2011-04-21 2015-05-13 Intelligent Energy Limited Hydrogen generator with improved volume efficiency
US9954235B2 (en) * 2014-12-22 2018-04-24 Intelligent Energy Limited Anode chambers with variable volumes
US20210155476A1 (en) 2018-04-17 2021-05-27 Electriq-Global Energy Solutions Ltd. Batch systems and methods for hydrogen gas extraction from a liquid hydrogen carrier
KR102614524B1 (ko) * 2018-11-15 2023-12-14 한화오션 주식회사 금속을 이용한 수소 생산 장치

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002137903A (ja) * 2000-10-30 2002-05-14 Toyota Motor Corp 水素ガス生成装置
US20030037487A1 (en) * 2001-07-06 2003-02-27 Amendola Steven C. Portable hydrogen generator
JP2004087470A (ja) * 2002-06-21 2004-03-18 Hewlett-Packard Development Co Lp 水素発生装置
JP2004099434A (ja) * 2002-09-06 2004-04-02 Hewlett-Packard Development Co Lp 水素発生装置
WO2005019098A1 (en) * 2003-08-14 2005-03-03 The Gillette Company Hydrogen generator
JP2005071932A (ja) * 2003-08-27 2005-03-17 Materials & Energy Research Institute Tokyo Ltd 水素発生器及び燃料電池システム
JP2005139025A (ja) * 2003-11-06 2005-06-02 Iwai Shoji Kk 水素発生装置及び燃料電池システム

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3664873A (en) * 1969-04-21 1972-05-23 United Aircraft Corp Self-regulating encapsulated fuel cell system
US4642272A (en) * 1985-12-23 1987-02-10 International Fuel Cells Corporation Integrated fuel cell and fuel conversion apparatus
US6653005B1 (en) * 2000-05-10 2003-11-25 University Of Central Florida Portable hydrogen generator-fuel cell apparatus
US6746496B1 (en) * 2002-01-15 2004-06-08 Sandia Corporation Compact solid source of hydrogen gas
US7641889B1 (en) * 2003-05-14 2010-01-05 Lynntech Power Systems, Ltd. Hydrogen generator
JP4649861B2 (ja) * 2003-09-09 2011-03-16 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
KR100560495B1 (ko) * 2004-01-28 2006-03-14 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템의 개질기 및 이를 채용한 연료 전지시스템
US7901818B2 (en) * 2005-03-25 2011-03-08 Seiko Instruments Inc. Hydrogen generator
JP5135527B2 (ja) * 2007-02-16 2013-02-06 セイコーインスツル株式会社 水素発生装置及び燃料電池システム

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002137903A (ja) * 2000-10-30 2002-05-14 Toyota Motor Corp 水素ガス生成装置
US20030037487A1 (en) * 2001-07-06 2003-02-27 Amendola Steven C. Portable hydrogen generator
JP2004087470A (ja) * 2002-06-21 2004-03-18 Hewlett-Packard Development Co Lp 水素発生装置
JP2004099434A (ja) * 2002-09-06 2004-04-02 Hewlett-Packard Development Co Lp 水素発生装置
WO2005019098A1 (en) * 2003-08-14 2005-03-03 The Gillette Company Hydrogen generator
JP2005071932A (ja) * 2003-08-27 2005-03-17 Materials & Energy Research Institute Tokyo Ltd 水素発生器及び燃料電池システム
JP2005139025A (ja) * 2003-11-06 2005-06-02 Iwai Shoji Kk 水素発生装置及び燃料電池システム

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007161520A (ja) * 2005-12-13 2007-06-28 Nitto Denko Corp 水素発生装置及び燃料電池システム
JP2007176713A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Seiko Instruments Inc 水素発生設備及び燃料電池システム
JPWO2011136147A1 (ja) * 2010-04-27 2013-07-18 深井 利春 水素の製造方法
JPWO2011136146A1 (ja) * 2010-04-27 2013-07-18 深井 利春 水素の製造方法
JP2012046421A (ja) * 2011-10-12 2012-03-08 Seiko Instruments Inc 水素発生設備及び燃料電池システム
JP2018515417A (ja) * 2015-05-07 2018-06-14 マイエフシー・アーベー 燃料電池式充電器システムおよび燃料生成装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1911720A1 (en) 2008-04-16
CN101233074A (zh) 2008-07-30
US20100151338A1 (en) 2010-06-17
CN101233074B (zh) 2013-08-07
JP4899474B2 (ja) 2012-03-21
KR20080026651A (ko) 2008-03-25
WO2007015517A1 (ja) 2007-02-08
KR100976738B1 (ko) 2010-08-19
EP1911720A4 (en) 2011-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4899474B2 (ja) 燃料電池システム
JP4840781B2 (ja) 水素発生方法及び水素発生装置及び燃料電池設備
JP5791585B2 (ja) 水素発生燃料電池カートリッジ
US8317884B2 (en) Hydrogen generating fuel cell cartridges
JP5154233B2 (ja) 水素発生燃料電池カートリッジ
JP5779570B2 (ja) 圧力調整バルブ
CN101343035B (zh) 便携式气体发生装置和包括该装置的燃料电池电源
JP4868352B2 (ja) 水素発生設備及び燃料電池システム
US8858910B2 (en) Device for and method of storage and generation of hydrogen for autonomous current sources based on fuel cells
JP4918716B2 (ja) 水素発生設備及び燃料電池システム
JP2012508093A (ja) 水素発生燃料電池カートリッジ
JP2015505293A (ja) 水素発生燃料電池カートリッジ
JP4822158B2 (ja) 水素発生装置及び燃料電池設備及び水素発生方法
JP5365942B2 (ja) 水素発生設備及び燃料電池システム
JP2005259364A (ja) 燃料電池用の液体燃料カートリッジ
US8530102B2 (en) Hydrogen generator
JP2008201601A (ja) 水素発生装置及び燃料電池システム
JP4929515B2 (ja) 水素発生装置及び燃料電池設備
JP2008103090A (ja) 燃料供給容器及び燃料電池システム
JP2005302542A (ja) 燃料電池システム
JP2009001456A (ja) 水素発生装置および水素発生方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080617

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110706

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110905

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111005

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111128

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111214

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20111219

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111219

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4899474

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150113

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees