JP2009155190A - Hydrogen station - Google Patents

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JP2009155190A JP2007338664A JP2007338664A JP2009155190A JP 2009155190 A JP2009155190 A JP 2009155190A JP 2007338664 A JP2007338664 A JP 2007338664A JP 2007338664 A JP2007338664 A JP 2007338664A JP 2009155190 A JP2009155190 A JP 2009155190A
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Hidekazu Ido
秀和 井戸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrogen station which is easy to handle and inexpensive. <P>SOLUTION: The hydrogen station comprises a hydrogen generating apparatus 50, waterworks 40 as water supply equipment for supplying water to the hydrogen generating apparatus 50, a roll body supply means 45 as additive metal element supply equipment for supplying an additive metal element constituting a hydrogen generation composition to the hydrogen generating apparatus 50, a tank 55 for storing hydrogen generated in the hydrogen generating apparatus 50, and a booster pump 60 for drawing out hydrogen stored in the tank 55 and outputting it after boosting to a predetermined pressure. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば燃料電池自動車、水素自動車やハイブリッド自動車用に水素を製造し、貯蔵し、供給するための水素ステーションに関する。   The present invention relates to a hydrogen station for producing, storing and supplying hydrogen, for example for fuel cell vehicles, hydrogen vehicles and hybrid vehicles.

近年、地球温暖化防止に配慮する観点から燃料電池自動車や水素自動車のように水素を利用した自動車の研究開発が活発に行なわれており、これに呼応するように水素を製造し、貯蔵し、供給するための水素ステーションの研究開発も活発になってきた。その1つとして、燃料電池自動車に搭載された燃料電池へ供給する燃料ガスとしての純度の高い水素を製造し、貯蔵し、供給するための水素ステーションもすでに幾つか開示されている(例えば、特許文献1)。この水素ステーション1は、水電解装置2と、その水電解装置2によって製造された水素を吸蔵し、且つ放出することが可能な水素吸蔵材を有する水素貯蔵タンク31〜33と、水素吸蔵過程にある水素貯蔵タンク31の水素吸蔵材が発生する熱により水素吸蔵後の水素貯蔵タンク32を加熱してそのタンク32の内圧を上昇させる加熱手段4とを有している。この水素ステーション1で製造された純度の高い水素を燃料ガスに活用すれば、燃料電池自動車側に燃料改質装置およびそれに付随する装置が必要なくなる。   In recent years, from the viewpoint of preventing global warming, research and development of vehicles using hydrogen such as fuel cell vehicles and hydrogen vehicles has been actively conducted, and hydrogen is produced and stored in response to this, Research and development of hydrogen stations for supply has also become active. For example, several hydrogen stations for producing, storing, and supplying high-purity hydrogen as a fuel gas to be supplied to a fuel cell mounted on a fuel cell vehicle have already been disclosed (for example, patents). Reference 1). The hydrogen station 1 includes a water electrolysis apparatus 2, hydrogen storage tanks 31 to 33 each having a hydrogen storage material capable of storing and releasing hydrogen produced by the water electrolysis apparatus 2, and a hydrogen storage process. Heating means 4 for heating the hydrogen storage tank 32 after hydrogen storage by heat generated by the hydrogen storage material of a certain hydrogen storage tank 31 and increasing the internal pressure of the tank 32 is provided. If the high-purity hydrogen produced in the hydrogen station 1 is used for the fuel gas, the fuel reformer and the accompanying device are not required on the fuel cell vehicle side.

また、オフサイトの水素工場で製造した水素をコンテナに収容し、このコンテナに収容された水素をトラックで水素ステーションまで運搬し、水素ステーション内の高圧タンクに貯蔵する方式も知られている。   Also known is a system in which hydrogen produced in an off-site hydrogen factory is stored in a container, and the hydrogen stored in the container is transported to a hydrogen station by a truck and stored in a high-pressure tank in the hydrogen station.

しかしながら、上記特許文献1に開示された技術や上記方式には、以下のような問題点が存在する。   However, the technique and the method disclosed in Patent Document 1 have the following problems.

すなわち、特許文献1に開示された水素ステーション1を活用すれば、燃料電池自動車側に燃料改質装置およびそれに付随する装置が必要なくなるものの、水電解装置2を用いているため、大きな電気エネルギー供給設備が必要となるばかりか、水素が貯蔵されるタンクの内圧を上げるための加熱手段4も必要となるといった問題点がある。また、タンクとしてコンポジット長尺軽量容器も必要となる。   That is, if the hydrogen station 1 disclosed in Patent Document 1 is used, a fuel reformer and its associated devices are not required on the fuel cell vehicle side, but a large amount of electric energy is supplied because the water electrolysis device 2 is used. There is a problem that not only equipment is required, but also heating means 4 for increasing the internal pressure of the tank in which hydrogen is stored is required. In addition, a composite long lightweight container is also required as a tank.

また、上記方式では、オフサイトの水素工場で水素を製造し、水素を水素ステーションまでトラックで運搬するため、運搬代やコンテナへの収容、水素ステーション内の高圧タンクへの再度の貯蔵等様々なコストが発生する。さらに、貯蔵量法規制(必要貯蔵量3000Nmに対して、住宅地域では30Nm、商業地域では70Nm)の制約も受ける。したがって、このような場所に水素ステーションを建設する場合には、水素を頻繁に運搬しなければならず、上記コストが益々増加してしまうといった問題点がある。
特開2002−161998号公報
In the above method, hydrogen is produced at an off-site hydrogen factory, and the hydrogen is transported to the hydrogen station by truck, so there are various costs such as transportation costs, container storage, and re-storage in the high-pressure tank in the hydrogen station. There is a cost. In addition, the storage amount of laws and regulations (for the required storage capacity 3000Nm 3, in the residential areas 30Nm 3, 70Nm 3 in the commercial area) also subject to constraints. Therefore, when constructing a hydrogen station in such a place, there is a problem in that the hydrogen must be transported frequently, and the cost increases further.
JP 2002-161998 A

本発明の目的は、取り扱いが容易、かつ、安価な水素ステーションを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a hydrogen station that is easy to handle and inexpensive.

本発明の請求項1に記載の発明は、水素発生用組成物と水との接触反応により水素を発生する水素発生装置と、この水素発生装置用に水と前記水素発生用組成物を構成する添加金属元素をそれぞれ供給するための水供給設備と添加金属元素供給設備と、前記水素発生装置で発生した水素を貯蔵するためのタンクと、このタンクに貯蔵された水素を取出し所定の圧力まで昇圧し、出力するための昇圧ポンプとを備えたことを特徴とする水素ステーションである。   The invention according to claim 1 of the present invention comprises a hydrogen generator that generates hydrogen by a catalytic reaction between a hydrogen generating composition and water, and water and the hydrogen generating composition for the hydrogen generator. Water supply facility for supplying each additional metal element, additional metal element supply facility, a tank for storing hydrogen generated in the hydrogen generator, and taking out the hydrogen stored in the tank and increasing the pressure to a predetermined pressure And a booster pump for outputting the hydrogen station.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記水素発生用組成物は、スズとガリウムを含有した第1の金属、または、銀とガリウムを含有した第2の金属、もしくは、ガリウムからなる第3の金属と、標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素とから構成されたことを特徴とするものである。   The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the composition for generating hydrogen is a first metal containing tin and gallium or a second metal containing silver and gallium, Alternatively, it is characterized by comprising a third metal made of gallium and at least one metal element selected from the group consisting of metal elements having a standard electrode potential lower than that of gallium.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記第1の金属は、スズがW%(質量%の意味、以下同じ)、ガリウムがX%であり、
前記第2の金属は、銀がY%、ガリウムがZ%であり、前記第1または第2の金属は下記
式(1)〜(6)を満たし、
前記標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の
金属元素の合計量は、前記第1または第2の金属基準で0.1%以上であることを特徴とするものである。
0<W≦96 … (1)
4≦X<100 … (2)
X=100−W … (3)
0<Y≦55 … (4)
45≦Z<100 … (5)
Z=100−Y … (6)
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein the first metal is W% of tin (meaning of mass%, hereinafter the same), X% of gallium,
The second metal is Y% silver and Z% gallium, and the first or second metal satisfies the following formulas (1) to (6),
The total amount of at least one metal element selected from the group consisting of metal elements having a standard electrode potential lower than that of gallium is 0.1% or more based on the first or second metal. Is.
0 <W ≦ 96 (1)
4 ≦ X <100 (2)
X = 100−W (3)
0 <Y ≦ 55 (4)
45 ≦ Z <100 (5)
Z = 100−Y (6)

請求項4に記載の発明は、請求項2または3に記載の発明において、前記標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素が、アルミニウムまたはマグネシウムの少なくともいずれか1種であることを特徴とするものである。   The invention according to claim 4 is the invention according to claim 2 or 3, wherein at least one metal element selected from the group consisting of metal elements having a standard electrode potential lower than gallium is at least aluminum or magnesium. It is any one kind.

請求項5に記載の発明は、請求項1〜4に記載の発明において、前記所定の圧力は、30MPa以上であることを特徴とするものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the invention, the predetermined pressure is 30 MPa or more.

本発明に係る水素ステーションによれば、大きな電気エネルギー供給設備、加熱手段やコンポジット長尺軽量容器のようなものも必要なく、かつ、水素を水素ステーションまでトラックで運搬する必要もないため、取り扱いが容易、かつ、安価な水素ステーションを実現することができる。   The hydrogen station according to the present invention does not require a large electrical energy supply facility, heating means or a composite long and lightweight container, and it is not necessary to transport the hydrogen to the hydrogen station by truck. An easy and inexpensive hydrogen station can be realized.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

本発明に係る水素ステーションは、水素発生用組成物と水との接触反応により水素を発生する水素発生装置と、この水素発生装置用に水と前記水素発生用組成物を構成する添加金属元素をそれぞれ供給するための水供給設備と添加金属元素供給設備と、前記水素発生装置で発生した水素を貯蔵するためのタンクと、このタンクに貯蔵された水素を取出し所定の圧力まで昇圧し、出力するための昇圧ポンプとを備えたことを特徴とする。   A hydrogen station according to the present invention includes a hydrogen generator that generates hydrogen by a contact reaction between a hydrogen generating composition and water, and water and an additive metal element that constitutes the hydrogen generating composition for the hydrogen generating apparatus. A water supply facility for supplying each of them, an additional metal element supply facility, a tank for storing hydrogen generated in the hydrogen generator, and the hydrogen stored in the tank is taken out to a predetermined pressure and output. And a booster pump.

本発明の水素ステーションにおける中核をなす技術の中でも、最も基本となる構成要素である水素発生用組成物から最初に説明する。この水素発生用組成物は、スズとガリウムを含有した第1の金属、または、銀とガリウムを含有した第2の金属、もしくは、ガリウムからなる第3の金属と、標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素とから構成される。   Of the technologies that form the core of the hydrogen station of the present invention, the composition for hydrogen generation, which is the most basic component, will be described first. The composition for hydrogen generation includes a first metal containing tin and gallium, a second metal containing silver and gallium, or a third metal made of gallium, and a standard electrode potential lower than that of gallium. And at least one metal element selected from the group consisting of metal elements.

また、前記第1の金属は、スズがW%(質量%の意味、以下同じ)、ガリウムがX%で
あり、前記第2の金属は、銀がY%、ガリウムがZ%であり、前記第1または第2の金属
は下記式(1)〜(6)を満たし、
前記標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の
金属元素の合計量は、前記第1または第2の金属基準で0.1%以上であることが好まし
い。
0<W≦96 … (1)
4≦X<100 … (2)
X=100−W … (3)
0<Y≦55 … (4)
45≦Z<100 … (5)
Z=100−Y … (6)
The first metal is W% tin (meaning mass%, hereinafter the same), X% gallium, and the second metal is Y% silver and Z% gallium, The first or second metal satisfies the following formulas (1) to (6),
The total amount of at least one metal element selected from the group consisting of metal elements having a standard electrode potential lower than that of gallium is preferably 0.1% or more based on the first or second metal.
0 <W ≦ 96 (1)
4 ≦ X <100 (2)
X = 100−W (3)
0 <Y ≦ 55 (4)
45 ≦ Z <100 (5)
Z = 100−Y (6)

ここで、標準電極電位がガリウムより低い金属元素であるアルミニウム、マグネシウム
および亜鉛は酸によって、アルミニウム、亜鉛およびシリコンはアルカリによって、それ
ぞれ溶解し水素を発生する。しかしながら、こられの単体金属元素は中性の水に対しては
ほとんど反応しない。これは、中性の水に含まれる水素イオン濃度が低いためと、各単体
金属元素の表面に酸化皮膜(または水酸化物皮膜)が形成されて内部を保護するためであ
る。
Here, aluminum, magnesium and zinc, which are metal elements whose standard electrode potential is lower than that of gallium, are dissolved by acid, and aluminum, zinc and silicon are dissolved by alkali to generate hydrogen. However, these simple metal elements hardly react with neutral water. This is because the concentration of hydrogen ions contained in neutral water is low and an oxide film (or hydroxide film) is formed on the surface of each single metal element to protect the inside.

これに対して、上記水素発生用組成物は、中性の水でも水素を発生する。この水素発生の機構は以下のように考えられる。   On the other hand, the composition for generating hydrogen generates hydrogen even with neutral water. The mechanism of this hydrogen generation is considered as follows.

すなわち、ガリウムはpH3程度までの酸性の水に対しても安定であり、ほとんど消耗しない。また、スズはpH1〜2程度までの強酸性の水に対しても安定であり、ほとんど消耗しない。さらに、銀は水素より標準電極電位が高いため通常の酸、アルカリに対しても消耗しない。   That is, gallium is stable to acidic water up to about pH 3, and is hardly consumed. Moreover, tin is stable to strongly acidic water having a pH of about 1 to 2, and is hardly consumed. Furthermore, since silver has a higher standard electrode potential than hydrogen, it is not consumed even by ordinary acids and alkalis.

そして、このように水に対して安定なスズ−ガリウムをそれぞれ上記所定量の割合で含
有した金属(以下、スズ−ガリウム系金属と称す)に、標準電極電位がガリウム(−0.
56V)より低い(当然、スズ(−0.1375V)よりも低い)金属元素を添加すると
、添加金属元素が選択的に水と反応することになる。また、水との反応によって添加金属
元素の表面に形成される酸化皮膜(または水酸化物皮膜)は、添加金属元素を単体で用い
たときにその表面に生成されるような通常の緻密な酸化皮膜ではなく、欠陥の多い疎な酸
化皮膜になると推定される。さらに、この疎な酸化皮膜は、上記添加金属元素の選択的な
消費による体積変化等によって容易に破壊され、また、発生する水素の気泡によって剥離
し、内部の添加金属元素と水とが容易に接触して反応が進行するため、連続的に、かつ、
効率的に水素を発生するものと考えられる。ここで、スズ−ガリウム系金属におけるスズ
の含有量を96質量%以下に限定したのは、スズ含有量が96質量%を超えると、水素発
生速度が急激に低下するためである。このようにスズ含有量が高くなると水素発生速度が
急激に低下する理由は、現在のところ不明であるが、スズ−ガリウム系金属の組織等が変
化することによる可能性も考えられる。また、標準電極電位がガリウム(−0.56V)
より低い金属元素としては、アルミニウム(−1.66V)、マグネシウム(−2.37
V)、シリコン(−0.86V)および亜鉛(−0.7628V)が、比較的安価で入手
も容易なことから、好適なものとして例示できる。また、上記スズ−ガリウム系金属に添
加する上記添加金属元素は、1種のみを単独で添加してもよいし、2種以上を一緒に添加
してもよい。また、その添加量は、上記推定機構による水素発生効果を発揮させるため、
合計量で0.1質量%以上とする。また、上記添加金属元素は、必ずしも純度の高いもの
に限定されるものではなく、例えば、アルミニウムの場合は、工業用アルミニウム合金で
もよく、水素発生用組成物には、工業用アルミニウム合金等に含まれるFe、Ti等の不
可避的不純物を有してもよい。さらに、これらの金属のスクラップ品やリサイクル品を用
いることも可能である。また、添加量の上限は特に限定されないが、過剰に添加しても水
素発生速度が徐々に鈍化する傾向を示すので、20質量%以下、さらには10質量%以下
とするのがより好ましい。第1の金属としての上記スズ−ガリウム系金属と上記添加金属
元素とを有した上記水素発生用組成物(ここに引用することで本明細書の一部をなすもの
とする特願2007−88801号に記載の水素発生用組成物、以下、スズ−ガリウム系
金属からなる水素発生用組成物と称す)は、本発明に係る水素ステーション内に設置された水素発生装置において使用する水素発生用組成物として適する。
In addition, a standard electrode potential of gallium (−0...) Is added to a metal (hereinafter referred to as a tin-gallium metal) containing tin-gallium that is stable to water in the above-described proportions.
56 V) (naturally lower than tin (−0.1375 V)), the added metal element selectively reacts with water. In addition, the oxide film (or hydroxide film) formed on the surface of the additive metal element by reaction with water is a normal dense oxide that is generated on the surface when the additive metal element is used alone. It is estimated that it becomes a sparse oxide film with many defects, not a film. Furthermore, this sparse oxide film is easily destroyed by a volume change due to the selective consumption of the additive metal element, and is peeled off by the generated hydrogen bubbles, so that the internal additive metal element and water are easily separated. Since the reaction proceeds by contact, continuously, and
It is considered that hydrogen is generated efficiently. Here, the reason why the tin content in the tin-gallium metal is limited to 96% by mass or less is that when the tin content exceeds 96% by mass, the hydrogen generation rate rapidly decreases. The reason why the hydrogen generation rate rapidly decreases as the tin content increases as described above is unknown at present, but it is also possible that the structure of the tin-gallium metal changes. The standard electrode potential is gallium (-0.56V)
Lower metal elements include aluminum (−1.66 V), magnesium (−2.37).
V), silicon (−0.86 V), and zinc (−0.7628 V) can be illustrated as preferable because they are relatively inexpensive and easily available. Moreover, the said additional metal element added to the said tin- gallium type metal may be added individually by 1 type, and may add 2 or more types together. In addition, the amount added is to exert the hydrogen generation effect by the above estimation mechanism,
The total amount is 0.1% by mass or more. Further, the additive metal element is not necessarily limited to a high-purity element. For example, in the case of aluminum, an industrial aluminum alloy may be used, and the hydrogen generating composition includes an industrial aluminum alloy. Inevitable impurities such as Fe and Ti may be included. Furthermore, scraps and recycled products of these metals can be used. Moreover, although the upper limit of addition amount is not specifically limited, since even if it adds excessively, the hydrogen generation | occurence | production speed | velocity tends to become slow gradually, it is more preferable to set it as 20 mass% or less, Furthermore, it is 10 mass% or less. The hydrogen generating composition having the tin-gallium metal as the first metal and the additive metal element (Japanese Patent Application No. 2007-88801, which is incorporated herein by reference) (Hereinafter referred to as a composition for generating hydrogen comprising a tin-gallium metal)) is a composition for generating hydrogen used in a hydrogen generator installed in a hydrogen station according to the present invention. Suitable as a thing.

何故ならば、上記のようなスズ−ガリウム系金属を用い、添加金属元素に上記金属を用いると、上記添加金属元素は上記スズ−ガリウム系金属に接触するだけで、容易に上記スズ−ガリウム系金属内に溶解し、拡散するからである。したがって、水素ステーション内に設置された上記水素発生装置内にスズ−ガリウム系金属を蓄えておき、このスズ−ガリウム系金属に添加金属元素供給設備より上記水素発生用組成物を構成する上記添加金属元素を供給し接触させることで簡単に水素発生用組成物を作成することができる。同様に、この水素発生用組成物に水供給設備より補充供給された水を接触させるだけで、簡単に純粋な水素を発生させることができる。これを繰り返すだけで連続的に水素を発生させることができる。したがって、このようにして発生した水素を各地域毎に貯蔵量法規制によって規定された容量だけタンク(特殊な高圧容器である必要はない)に蓄えておき、必要な時にオンデマンドでこのタンクから水素を取出し昇圧ポンプで所定の圧力(例えば、35MPa)まで昇圧し、出力することができる。このように本発明に係る水素ステーションでは、水電解装置で水素を得る場合のような大きな電気エネルギー供給設備、加熱手段やコンポジット長尺軽量容器のようなものも必要なく、かつ、水素を水素ステーションまでトラックで運搬する必要もないため、取り扱いが容易、かつ、安価な水素ステーションを実現することができる。   This is because when the above tin-gallium metal is used and the above metal is used as an additive metal element, the above-mentioned additive metal element is easily brought into contact with the above tin-gallium metal, and the above tin-gallium metal is easily used. This is because it dissolves and diffuses in the metal. Accordingly, tin-gallium metal is stored in the hydrogen generator installed in the hydrogen station, and the additive metal constituting the composition for hydrogen generation is added to the tin-gallium metal from an additive metal element supply facility. A composition for hydrogen generation can be easily prepared by supplying and contacting elements. Similarly, pure hydrogen can be easily generated simply by bringing this hydrogen generating composition into contact with water supplemented and supplied from a water supply facility. By repeating this, hydrogen can be continuously generated. Therefore, the hydrogen generated in this way is stored in a tank (it is not necessary to be a special high-pressure vessel) in the capacity specified by the storage amount regulations for each region, and is stored on demand from this tank when necessary. Hydrogen can be taken out, boosted to a predetermined pressure (for example, 35 MPa) with a booster pump, and output. Thus, in the hydrogen station according to the present invention, there is no need for a large electrical energy supply facility, such as a case where hydrogen is obtained by a water electrolysis apparatus, a heating means or a composite long lightweight container, and hydrogen is supplied to the hydrogen station. Therefore, it is not necessary to transport it by truck until it is easy to handle and an inexpensive hydrogen station can be realized.

また、この水素ステーションは、燃料電池自動車、水素自動車やハイブリッド自動車用に水素を製造し、貯蔵し、供給するための水素ステーションとして利用されるばかりでなく、広く水素を利用する機器や装置用の水素ステーションとしても活用することできる。   This hydrogen station is not only used as a hydrogen station for producing, storing and supplying hydrogen for fuel cell vehicles, hydrogen vehicles and hybrid vehicles, but also for equipment and devices that use hydrogen widely. It can also be used as a hydrogen station.

また、特に大型自動車の利用が多い水素ステーションにあっては、水素発生装置で水素を高速度で発生できるように、水素発生用組成物と水とが接触する実効面積を向上させるための中間媒体としての多孔質体、網状体等の基体を採用し、この基体表面の少なくとも一部が上記スズ−ガリウム系金属からなる水素発生用組成物で覆われた構成からなる水素発生用促進部材を用いることがより好ましい。   In addition, particularly in hydrogen stations where large vehicles are frequently used, an intermediate medium for improving the effective area where the hydrogen generating composition and water are in contact with each other so that hydrogen can be generated at a high speed by the hydrogen generator. And a hydrogen generation promoting member having a structure in which at least a part of the surface of the substrate is covered with the hydrogen generation composition comprising the tin-gallium metal. It is more preferable.

上記水素発生用促進部材を構成する上記基体の詳細項目について、下記に説明する。基体の形態としては、多孔質体状、発泡体状、網状、または、不織布状等、表面積を大きくできるものであれば様々なものが使用可能である。また、基体の材質としては、セラミックス、ガラス、樹脂、水およびガリウムと反応しない金属(例えば、ステンレススチール)等様々なものが使用可能である。   Detailed items of the base constituting the hydrogen generation promoting member will be described below. As the form of the substrate, various forms can be used as long as the surface area can be increased, such as a porous form, a foam form, a net form, or a non-woven form. Various materials such as ceramics, glass, resin, metal that does not react with water and gallium (for example, stainless steel) can be used as the base material.

また、上記スズ−ガリウム系金属よりさらに水に対して安定な銀とガリウムをそれぞれ
上記所定量の割合で含有した金属(以下、銀−ガリウム系金属と称す)に、標準電極電位
がガリウム(−0.56V)より低い(当然、銀(+0.8V)よりも低い)金属元素を
添加すると、添加金属元素が選択的に水と反応することになる。この銀−ガリウム系金属
を用いた場合の水素発生の機構も、上記スズ−ガリウム系金属を用いた場合と同様である
。したがって、添加金属元素と水とが容易に接触して反応が進行するため、連続的に、か
つ、効率的に水素を発生するものと考えられる。ここで、銀−ガリウム系金属における銀
の含有量を55質量%以下に限定したのも、上記スズ−ガリウム系金属の場合と同様に、
銀含有量が55質量%を超えると、水素発生速度が急激に低下するためである。また、標
準電極電位がガリウムより低い金属元素としては、様々なものが利用可能であるが、水素
発生量の点からも、また比較的安価で入手が容易な点からも、アルミニウム、マグネシウ
ム、アルミニウムとマグネシウムの合金が、より好適なものとして例示できる。また、こ
の添加金属元素も上記スズ−ガリウム系金属の場合と同様に、1種のみを単独で添加して
もよいし、2種以上を一緒に添加してもよい。例えば、アルミニウムとマグネシウムの合
金の添加の場合は、アルミニウム単独の添加に比べて、水素発生速度が高くなる。また、
その添加量は、上記推定機構による水素発生効果を発揮させるため、合計量で0.1質量
%以上とする。また、上記添加金属元素は、必ずしも純度の高いものに限定されるもので
はなく、例えば、アルミニウムの場合は、工業用アルミニウム合金でもよく、水素発生用
組成物には、工業用アルミニウム合金等に含まれるFe、Ti等の不可避的不純物を有し
てもよい。さらに、これらの金属のスクラップ品やリサイクル品を用いることも可能であ
る。また、添加量の上限は特に限定されないが、過剰に添加しても水素発生速度が徐々に
鈍化する傾向を示すので、25質量%以下、さらには20質量%以下とするのがより好ま
しい。第2の金属としての上記銀−ガリウム系金属と上記添加金属元素とを有した上記水
素発生用組成物(ここに引用することで本明細書の一部をなすものとする特願2007−
259022号に記載の水素発生用組成物、以下、銀−ガリウム系金属からなる水素発生
用組成物と称す)を、本発明に係る水素ステーション内に設置された水素発生装置において使用する水素発生用組成物として使用することもできる。なお、第3の金属として、実質的にガリウムのみからなる金属(その他は不可避不純物)を用いても、同様の効果が得られる。
In addition, a standard electrode potential of gallium (-) is added to a metal (hereinafter referred to as a silver-gallium metal) containing silver and gallium, which are more stable against water than the tin-gallium metal, at a predetermined ratio. When a metal element lower than 0.56 V (of course, lower than silver (+0.8 V)) is added, the added metal element selectively reacts with water. The mechanism of hydrogen generation when this silver-gallium metal is used is the same as that when the tin-gallium metal is used. Therefore, it is considered that hydrogen is generated continuously and efficiently because the additive metal element easily contacts with water and the reaction proceeds. Here, the content of silver in the silver-gallium metal is limited to 55% by mass or less, as in the case of the tin-gallium metal,
This is because when the silver content exceeds 55% by mass, the hydrogen generation rate rapidly decreases. Various metal elements having a standard electrode potential lower than that of gallium can be used. From the viewpoint of the amount of hydrogen generated, and from the viewpoint of being relatively inexpensive and easy to obtain, aluminum, magnesium, aluminum And an alloy of magnesium can be exemplified as a more preferable one. In addition, as in the case of the tin-gallium metal, this additive metal element may be added alone or in combination of two or more. For example, in the case of adding an alloy of aluminum and magnesium, the hydrogen generation rate is higher than that of adding aluminum alone. Also,
The amount added is 0.1% by mass or more in total in order to exert the hydrogen generation effect by the above estimation mechanism. Further, the additive metal element is not necessarily limited to a high-purity element. For example, in the case of aluminum, an industrial aluminum alloy may be used, and the hydrogen generating composition includes an industrial aluminum alloy. Inevitable impurities such as Fe and Ti may be included. Furthermore, scraps and recycled products of these metals can be used. Moreover, although the upper limit of addition amount is not specifically limited, since even if it adds excessively, the hydrogen generation | occurence | production speed | velocity tends to become slow gradually, it is more preferable to set it as 25 mass% or less, Furthermore, it is 20 mass% or less. The composition for hydrogen generation having the silver-gallium metal as the second metal and the additive metal element (Japanese Patent Application No. 2007-, which is incorporated herein by reference)
The composition for generating hydrogen described in No. 259022 (hereinafter referred to as a composition for generating hydrogen comprising a silver-gallium metal) is used in a hydrogen generating apparatus installed in the hydrogen station according to the present invention. It can also be used as a composition. Note that the same effect can be obtained even when a metal substantially composed only of gallium (others are inevitable impurities) is used as the third metal.

また、上記スズ−ガリウム系金属または銀−ガリウム系金属からなる水素発生用組成物
ともに接触させる水としては、完全に中性であるpH7の純水を用いることも可能である
が、当然、通常の水(安価な水道水)を用いることが推奨される。よって、本発明に係る水素ステーション内に設置された水供給設備も通常の上水設備が利用できる。
Moreover, as the water to be brought into contact with the above-described composition for generating hydrogen comprising a tin-gallium metal or a silver-gallium metal, it is possible to use pure water having a pH of 7 which is completely neutral. Water (inexpensive tap water) is recommended. Therefore, a normal water supply facility can also be used for the water supply facility installed in the hydrogen station according to the present invention.

さらに、水素発生反応を促進するため、上記スズ−ガリウム系金属または上記銀−ガリウム系金属が腐食しない程度に弱酸性または弱アルカリ性としてもよい。なお、水は特に加熱する必要はなく、室温でも良いし、40℃程度等に加熱しても良い。   Furthermore, in order to accelerate the hydrogen generation reaction, the tin-gallium metal or the silver-gallium metal may be weakly acidic or weakly alkaline so that it does not corrode. Water need not be heated in particular, and may be at room temperature or heated to about 40 ° C.

以下、本発明の水素ステーションの一実施例について図面を参照しながら説明する。   An embodiment of the hydrogen station of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施例)
図1は本発明の一実施例の水素ステーションを説明するための概略ブロック図、図2は図1に示す本発明の水素ステーション内に設置された水素発生装置の概略構成を示す模式図であって、(a)はその模式平面図、(b)はA−A線での模式断面図、図3は図2に示す水素発生装置で用いる水素発生用促進部材の概略構成を示す模式図であって、(a)はその模式平面図、(b)はそのA部拡大説明図である。
(Example)
FIG. 1 is a schematic block diagram for explaining a hydrogen station according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a hydrogen generator installed in the hydrogen station of the present invention shown in FIG. (A) is a schematic plan view thereof, (b) is a schematic cross-sectional view taken along the line AA, and FIG. 3 is a schematic view showing a schematic configuration of a hydrogen generation promoting member used in the hydrogen generator shown in FIG. (A) is a schematic plan view thereof, and (b) is an enlarged explanatory view of the A portion thereof.

図1において、水素ステーション70は、水供給設備としての上水設備40と、添加金属元素供給設備としてのアルミニウムの箔体8が巻かれたロール体9(詳細は、後記図2を参照)供給手段45と、水素発生装置(詳細は、後記図2を参照)50と、水素を貯蔵するためのタンク55と、タンク55に貯蔵された水素を取出し所定の圧力まで昇圧し、出力するための昇圧ポンプ60とを備えて構成されている。   In FIG. 1, a hydrogen station 70 supplies a water supply facility 40 as a water supply facility and a roll body 9 wound with an aluminum foil body 8 as an additive metal element supply facility (see FIG. 2 for details). Means 45, a hydrogen generator (see FIG. 2 for details) 50, a tank 55 for storing hydrogen, and for extracting the hydrogen stored in tank 55 to a predetermined pressure and outputting it. A booster pump 60 is provided.

また、上記水素発生装置50内にはスズ−ガリウム系金属1(詳細は、後記図2を参照)が予め蓄えられており、さらに上記ロール体供給手段45によりロール体9が水素発生装置50内の添加金属元素貯蔵容器30(詳細は、後記図2を参照)に収容される。このロール体9から上記アルミニウムの箔体8が引き出されてスズ−ガリウム系金属1側に供給され、このスズ−ガリウム系金属1に接触することで簡単に水素発生用組成物を作成することができる。同様に、この水素発生用組成物に上水設備40より補充供給された水を接触させるだけで、簡単に純粋な水素を発生する。したがって、このようにして発生した水素を各地域毎に貯蔵量法規制によって規定された容量だけタンク(特殊な高圧容器である必要はない)55に蓄えておき、必要な時にオンデマンドでこのタンク55から水素を取出し昇圧ポンプ60で所定の圧力(例えば、水素エンジン85が搭載された水素自動車80内の高圧ボンベ90内の圧力:35MPa)まで昇圧し、給水素口95へ出力する。これにより、水素自動車80内の高圧ボンベ90内には、所定量の水素が貯蔵される。本実施例では、所定の圧力を35MPaとしているが、さらに高圧の70MPa以上とすることも考えられる。本発明に係る水素ステーションを構成する昇圧ポンプは、用途に応じて任意の圧力にすることが可能である。   In addition, tin-gallium metal 1 (see FIG. 2 described later for details) is stored in advance in the hydrogen generator 50, and the roll body 9 is further stored in the hydrogen generator 50 by the roll body supply means 45. In the additional metal element storage container 30 (see FIG. 2 for details). The aluminum foil body 8 is pulled out from the roll body 9 and supplied to the tin-gallium metal 1 side. By contacting the tin-gallium metal 1, the composition for generating hydrogen can be easily prepared. it can. Similarly, pure hydrogen is easily generated simply by bringing the composition for hydrogen generation into contact with water supplemented and supplied from the water supply facility 40. Therefore, the hydrogen generated in this manner is stored in a tank 55 (not required to be a special high-pressure vessel) in a capacity specified by the storage amount regulations for each region, and this tank is stored on demand when necessary. The hydrogen is taken out from 55 and the pressure is raised to a predetermined pressure (for example, the pressure in the high-pressure cylinder 90 in the hydrogen automobile 80 in which the hydrogen engine 85 is mounted: 35 MPa) by the booster pump 60 and output to the hydrogen supply port 95. Thus, a predetermined amount of hydrogen is stored in the high-pressure cylinder 90 in the hydrogen automobile 80. In the present embodiment, the predetermined pressure is set to 35 MPa, but it may be possible to set the pressure to 70 MPa or higher. The booster pump constituting the hydrogen station according to the present invention can be set to any pressure depending on the application.

図2において、1は室温でも液体として粘性の低い状態を呈した第1の金属としての上述のスズ−ガリウム系金属、2は水、3はガリウム系金属収容手段として、最初、下層にスズ−ガリウム系金属1を収容し、水収容手段として上層に水2を収容した共用容器、4は補給するための水2が貯留されている貯水容器、5は貯水容器4から共用容器3の上層に水2を輸送する第1のポンプ、6は第1のポンプ5の運転を制御する第1のポンプ制御手段、7は共用容器3の下層の側壁3aに密閉され、かつ、回転可能に支持された双ロール、8は標準電極電位がガリウムより低い金属元素であるアルミニウムの箔体、9は箔体8が巻かれたロール体、10は箔体8を双ロール7により引き込み、共用容器3に収容されたスズ−ガリウム系金属1内に供給するために双ロール7を駆動するためのモータ、11はモータ10の駆動を制御するモータ制御手段、20は水もしくはガリウムと反応しない金属としてのステンレススチール製の枠20aと格子20bとからなる表面積の大きな網状の基体20cとこの基体20cに担持されたスズ−ガリウム系金属からなる水素発生用組成物20dを備えた水素発生用促進部材(詳細は、後記図3参照)、21は基体20cに取付けられた軸、22は共用容器3に設けられた給水口、23は発生した水素、24は水素23を取出すために共用容器3に設けられた水素取出し口、25は水素取出し口24に取り付けられた水素センサ、26は水素センサ25から出力された信号、27は共用容器3の側壁3aの上層に設けられた反応副生物である水酸化アルミニウム28を水2と共に排出するための排出口、29は水酸化アルミニウム28と水2を溜めるタンクである。また、上述のスズ−ガリウム系金属からなる水素発生用組成物20dは、スズ−ガリウム系金属1に箔体8が溶解し拡散した全体としても粘性の低い状態を呈した物質である。   In FIG. 2, 1 is the above-mentioned tin-gallium-based metal as the first metal that exhibits a low-viscosity state even at room temperature, 2 is water, 3 is a gallium-based metal containing means, and initially, tin- A common container containing gallium metal 1 and containing water 2 as an upper layer as a water containing means, 4 is a water storage container in which water 2 for replenishment is stored, and 5 is from the water storage container 4 to the upper layer of the common container 3. A first pump for transporting water 2, 6 is a first pump control means for controlling the operation of the first pump 5, and 7 is sealed by a side wall 3 a under the shared container 3 and is rotatably supported. 8 is a foil body of aluminum which is a metal element whose standard electrode potential is lower than that of gallium, 9 is a roll body around which the foil body 8 is wound, 10 is a foil body 8 drawn into the common container 3 by the double roll 7. Inside the contained tin-gallium metal 1 A motor for driving the twin roll 7 for supply, 11 is a motor control means for controlling the drive of the motor 10, and 20 comprises a stainless steel frame 20a and a lattice 20b as a metal that does not react with water or gallium. A hydrogen generation promoting member (see FIG. 3 to be described later in detail) having a network-like substrate 20c having a large surface area and a hydrogen generation composition 20d made of a tin-gallium-based metal supported on the substrate 20c, and 21 is a substrate 20c. , A water supply port provided in the common container 3, 23 generated hydrogen, 24 a hydrogen outlet provided in the common container 3 for taking out the hydrogen 23, and 25 a hydrogen outlet 24. The attached hydrogen sensor, 26 is a signal output from the hydrogen sensor 25, 27 is a reaction by-product provided in the upper layer of the side wall 3a of the shared container 3, and hydroxy acid. Discharge port for discharging the aluminum 28 with water 2, 29 is a tank for storing the aluminum hydroxide 28 and water 2. Further, the above-described hydrogen generating composition 20d made of a tin-gallium metal is a substance that exhibits a low viscosity state as a whole when the foil body 8 is dissolved and diffused in the tin-gallium metal 1.

上述のように、共用容器3は、ガリウム系金属収容手段としてのスズ−ガリウム系金属1を収容する機能と水収容手段としての水2を収容可能な機能とを共に備えている。また、水供給手段は、貯水容器4と第1のポンプ5と第1のポンプ制御手段6とから構成されている。添加金属元素供給手段は、双ロール7とロール体9とモータ10とモータ制御手段11とから構成されている。   As described above, the shared container 3 has both the function of containing the tin-gallium metal 1 as the gallium metal containing means and the function of containing the water 2 as the water containing means. The water supply means includes a water storage container 4, a first pump 5, and a first pump control means 6. The additive metal element supply means includes a twin roll 7, a roll body 9, a motor 10, and a motor control means 11.

次に、水素発生装置の動作について説明する。   Next, the operation of the hydrogen generator will be described.

最初に、モータ制御手段11を始動させ、モータ10を駆動させることにより、ロール
体9に巻かれた箔体8が双ロール7により共用容器3内に引き込まれ、共用容器3の下層
に収容されたスズ−ガリウム系金属1内に供給される。これにより、全体として粘性の低
い状態を呈した水素発生用組成物20dが形成される。次に、この水素発生用組成物20dが予め共用容器3の上層に貯えられている水2と接触することにより、水素発生用組成物20d中に拡散しているアルミニウム元素が酸化し、水2の中にイオンとして溶け出す。これと引き換えに水2の中の水素イオンが還元され、水素23となって発生する。
First, by starting the motor control means 11 and driving the motor 10, the foil body 8 wound around the roll body 9 is drawn into the shared container 3 by the twin rolls 7 and accommodated in the lower layer of the shared container 3. The tin-gallium metal 1 is supplied. As a result, the hydrogen generating composition 20d having a low viscosity state as a whole is formed. Next, the hydrogen generating composition 20d comes into contact with the water 2 previously stored in the upper layer of the common container 3, whereby the aluminum element diffused in the hydrogen generating composition 20d is oxidized, and the water 2 It melts out as an ion. In exchange for this, hydrogen ions in the water 2 are reduced to generate hydrogen 23.

さらに、図3(a)に示すように、基体20cは枠20aに格子20bが緻密に張られているため、基体20cとして極めて大きな表面積を有することになる。したがって、この基体20cが図2(b)に示すように回転すると、水素発生用組成物20dが図3(b)に示すように、枠20aや格子20bに担持される。その結果、水素発生用促進部材20は実効表面積の大きな水素発生用組成物20dを備えることになる。よって、この実効表面積の大きな水素発生用組成物20dが水2と接触すると、単位時間当たり多量の水素23が発生することになり、極めて高速度で水素23を製造できるようになる。これらの水素23を水素取出し口24より取出すと同時に、水素センサ25によりモニターしており、この水素センサ25からの出力信号26をモータ制御手段11、第1のポンプ制御手段6と基体20cの回転速度制御手段(図示せず)にフィードバックし、所定の速度(例えば、オンデマンド指示を受けた速度)で水素を発生できるように、モータ10と第1のポンプ5を駆動し、箔体8と水2をそれぞれ共用容器3内の下層と上層に供給し、かつ、水素発生用促進部材20を回転させる。   Further, as shown in FIG. 3A, the base body 20c has a very large surface area as the base body 20c because the lattice 20b is densely stretched on the frame 20a. Therefore, when the substrate 20c is rotated as shown in FIG. 2B, the hydrogen generating composition 20d is carried on the frame 20a and the lattice 20b as shown in FIG. 3B. As a result, the hydrogen generation promoting member 20 includes the hydrogen generation composition 20d having a large effective surface area. Therefore, when the hydrogen generating composition 20d having a large effective surface area comes into contact with the water 2, a large amount of hydrogen 23 is generated per unit time, and the hydrogen 23 can be produced at an extremely high speed. These hydrogens 23 are taken out from the hydrogen outlet 24 and simultaneously monitored by a hydrogen sensor 25, and an output signal 26 from the hydrogen sensor 25 is rotated by the motor control means 11, the first pump control means 6 and the base 20c. The motor 10 and the first pump 5 are driven so that hydrogen can be generated at a predetermined speed (for example, a speed in response to an on-demand instruction) by feeding back to a speed control means (not shown). The water 2 is supplied to the lower layer and the upper layer in the common container 3, respectively, and the hydrogen generation promoting member 20 is rotated.

したがって、所定の速度で水素を発生させながら、かつ、上記反応により、水素の発生とともに減少してしまう箔体8と水2は、上記目標を満足するように常に補給されることになる。なお、供給されたアルミニウムは、前記組成物中においては、アルミニウムの濃度勾配により、水との接触界面の方に自然に拡散していく。また、上記反応を継続することにより、共用容器3の上層に次第に蓄積されてくる水酸化アルミニウム28は水2と共に排出口27からタンク29に排出される。また、このタンク29内の水2は、再び貯水容器4に戻され、有効利用される。   Accordingly, the foil body 8 and the water 2 that are reduced with the generation of hydrogen while generating hydrogen at a predetermined rate are always replenished so as to satisfy the above target. In the composition, the supplied aluminum naturally diffuses toward the contact interface with water due to the concentration gradient of aluminum. Further, by continuing the above reaction, the aluminum hydroxide 28 gradually accumulated in the upper layer of the shared container 3 is discharged from the discharge port 27 to the tank 29 together with the water 2. Further, the water 2 in the tank 29 is returned again to the water storage container 4 for effective use.

また、本実施例では、標準電極電位がガリウムより低い金属元素としてアルミニウムを
用いた例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではない。例えば、マグネ
シウム、アルミニウムとマグネシウムの合金、シリコン、亜鉛、チタン、ランタン、セリ
ウムを単独で用いる場合やアルミニウム、マグネシウムとシリコンの合金のような3種以
上を一緒に用いる場合、ランタンとセリウムの合金(ミッシュメタル)を用いる場合は割
愛したが、いずれの金属元素もガリウムより標準電極電位が低いため、当然、これらの金
属元素すべてが選択的に水と反応するので、上記発明例と同様の作用効果が得られること
が明らかである。
In this embodiment, an example in which aluminum is used as a metal element whose standard electrode potential is lower than that of gallium has been described. However, the present invention is not necessarily limited thereto. For example, when using magnesium, an alloy of aluminum and magnesium, silicon, zinc, titanium, lanthanum, and cerium alone, or when using three or more together such as an alloy of aluminum, magnesium, and silicon, an alloy of lanthanum and cerium ( However, since all the metal elements have a lower standard electrode potential than gallium, all these metal elements naturally react selectively with water, so the same effect as the above invention example Is clearly obtained.

また、本実施例では、標準電極電位がガリウムより低い金属元素の形状として箔体を用
いた例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではない。例えば、線体(中
実のワイヤー、パイプやパイプの中に粉体が充填された形状)等、さまざまなものを用い
ることができる。
Moreover, although the present Example demonstrated the example which used the foil body as a shape of the metallic element whose standard electrode potential is lower than gallium, it is not necessarily specified to this. For example, various things, such as a wire body (a solid wire, a shape in which a pipe is filled with powder), and the like can be used.

また、本実施例では、共用容器3内の下層に収容する物質として、第1の金属としての
上述のスズ−ガリウム系金属1を用いた例について説明したが、必ずしもこれに特定され
るものではない。例えば、第2の金属としての上述の銀−ガリウム系金属や第3の金属と
してのガリウムを用いることもできる。また、本実施例においては、共用容器3内の下層
に最初は上述のスズ−ガリウム系金属1のみを収容しておき、その後アルミニウムの箔体
8を供給していく例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではなく、例えば最初からアルミニウム元素が混合された水素発生用組成物20dが収容され、順次アルミニウム元素を補給していく形式であっても良い。
Moreover, although the present Example demonstrated the example which used the above-mentioned tin-gallium-type metal 1 as a 1st metal as a substance accommodated in the lower layer in the shared container 3, it does not necessarily identify to this. Absent. For example, the above-described silver-gallium metal as the second metal or gallium as the third metal can be used. In the present embodiment, the example in which only the above-described tin-gallium metal 1 is initially stored in the lower layer in the shared container 3 and then the aluminum foil body 8 is supplied is described. However, the present invention is not limited to this. For example, a hydrogen generation composition 20d in which aluminum elements are mixed from the beginning is accommodated, and aluminum elements may be replenished sequentially.

また、本実施例の基体20cが回転することにより、共用容器3の下層に収容された水素発生用組成物20dが攪拌されるが、共用容器3に積極的に第1の金属、または、第2の金属、もしくは、第3の金属と、添加金属元素とを攪拌する機能を備えてもよい。なお、第1の金属、または、第2の金属、もしくは、第3の金属と、添加金属元素とを攪拌する機能としては、超音波振動等により揺動させ、拡散を促進させるものでもよい。   In addition, by rotating the base body 20c of the present embodiment, the hydrogen generating composition 20d accommodated in the lower layer of the shared container 3 is agitated. A function of stirring the second metal or the third metal and the additive metal element may be provided. Note that the function of stirring the first metal, the second metal, the third metal, and the additive metal element may be a function of oscillating by ultrasonic vibration or the like to promote diffusion.

また、本実施例では、添加金属元素供給手段として、双ロール7とロール体9とモータ10とモータ制御手段11とから構成され、双ロール7は共用容器3の下層の側壁3aに密閉された状態で取り付けられた例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではなく、双ロール7は、共用容器3の第1または第2の金属が収容されている側であり水とは隔離し密閉された状態で取り付けられていれば良い。さらに、添加金属元素供給手段として、例えば金属元素からなる粉体が貯蔵された粉体貯蔵容器と、この粉体貯蔵容器から粉体を共用容器3に収容された第1または第2の金属内に供給するために共用容器3の第1または第2の金属が収容されている側であり水とは隔離し密閉された状態で取り付けられたインジェクタと、このインジェクタを制御するインジェクタ制御手段とから構成する等、さまざま構成のものが考えられる。   In this embodiment, the additive metal element supply means is composed of a twin roll 7, a roll body 9, a motor 10, and a motor control means 11, and the twin roll 7 is sealed by the side wall 3 a under the shared container 3. However, the present invention is not necessarily limited to this, and the double roll 7 is the side of the shared container 3 that contains the first or second metal and is isolated from water. It only needs to be attached in a sealed state. Further, as the additional metal element supply means, for example, a powder storage container storing powder made of a metal element, and the first or second metal contained in the common container 3 from the powder storage container. An injector mounted on the side of the shared container 3 where the first or second metal is accommodated to be isolated from water and sealed, and an injector control means for controlling the injector Various configurations are possible, such as configuring.

なお、本実施例においては、スズ−ガリウム系金属からなる水素発生用組成物20dを担持させる基体20cとして、ステンレススチール製の枠20aと格子20bとからなる表面積の大きな網状のものの例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではない。例えば、基体の形態は、多孔質体状、発泡体状、または、不織布状等、さまざまなものを用いることができる。また、基体の材質に関しても、セラミックス、ガラス、樹脂、水およびガリウムと反応しない金属等、さまざまなものを用いることができる。   In the present embodiment, an example of a net-like material having a large surface area made of a stainless steel frame 20a and a lattice 20b has been described as the substrate 20c for supporting the hydrogen generating composition 20d made of tin-gallium metal. However, this is not necessarily specified. For example, various forms such as a porous body, a foam, or a nonwoven fabric can be used for the substrate. Various materials such as ceramics, glass, resin, water, and a metal that does not react with gallium can be used for the material of the substrate.

また、本実施例においては、円形の基体20cの直径が比較的小さな例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではない。例えば、用途に応じてこの直径をさらに大きくすることで、水素23の発生速度を増加させることができる。さらに、この円形の基体20cを軸21の方向に多連形に並べることで、水素23の発生速度をより一層増加させることができる。このような構成は、特に大型自動車の利用が多い水素ステーションにあっては、水素発生装置50で水素を高速度で発生できるため、特に有効である。また、基体20cの形状も円形に限定されるものではない。   In the present embodiment, an example in which the diameter of the circular base body 20c is relatively small has been described. However, the present invention is not necessarily limited thereto. For example, the generation rate of hydrogen 23 can be increased by further increasing the diameter according to the application. Further, by arranging the circular base bodies 20c in a multiple form in the direction of the shaft 21, the generation rate of the hydrogen 23 can be further increased. Such a configuration is particularly effective in a hydrogen station where large vehicles are often used, because the hydrogen generator 50 can generate hydrogen at a high speed. Further, the shape of the base 20c is not limited to a circle.

また、本実施例においては、円形の基体20cが水素発生装置内で回転可能に支持された例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではない。例えば、揺動可能支持等の可動式に設置されていてもよい。   In the present embodiment, the example in which the circular base 20c is rotatably supported in the hydrogen generator has been described. However, the present invention is not necessarily limited thereto. For example, it may be installed movably such as a swingable support.

本発明の一実施例の水素ステーションを説明するための概略ブロック図である。It is a schematic block diagram for demonstrating the hydrogen station of one Example of this invention. 図1に示す本発明の水素ステーション内に設置された水素発生装置の概略構成を示す模式図であって、(a)はその模式平面図、(b)はA−A線での模式断面図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the hydrogen generator installed in the hydrogen station of this invention shown in FIG. 1, Comprising: (a) is the schematic top view, (b) is a schematic cross section in the AA line It is. 図2に示す水素発生装置で用いる水素発生用促進部材の概略構成を示す模式図であって、(a)はその模式平面図、(b)はそのA部拡大説明図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the acceleration | stimulation member for hydrogen generation used with the hydrogen generator shown in FIG. 2, Comprising: (a) is the model top view, (b) is the A section enlarged explanatory drawing.

符号の説明Explanation of symbols

1 スズ−ガリウム系金属
2 水
3 共用容器
3a、21a、23a、41a、51a 側壁
4 貯水容器
5 第1のポンプ
6 第1のポンプ制御手段
7 双ロール
8 箔体
9 ロール体
10 モータ
11 モータ制御手段
20 水素発生用促進部材
20a 枠
20b 格子
20c 基体
20d 水素発生用組成物
21 軸
22 給水口
23 水素
24 水素取出し口
25 水素センサ
26 出力された信号
27 排出口
28 水酸化アルミニウム
29 タンク
30 添加金属元素貯蔵容器
40 上水設備
45 ロール体供給手段
50 水素発生装置
55 タンク
60 昇圧ポンプ
70 水素ステーション
80 水素自動車
85 水素エンジン
90 高圧ボンベ
95 給水素口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tin-gallium-type metal 2 Water 3 Shared container 3a, 21a, 23a, 41a, 51a Side wall 4 Water storage container 5 1st pump 6 1st pump control means 7 Twin roll 8 Foil body 9 Roll body 10 Motor 11 Motor control Means 20 Hydrogen generation promoting member 20a Frame 20b Lattice 20c Base 20d Hydrogen generation composition 21 Axis 22 Water supply port 23 Hydrogen 24 Hydrogen outlet 25 Hydrogen sensor 26 Output signal 27 Discharge port 28 Aluminum hydroxide 29 Tank 30 Addition metal Element storage container 40 Water supply equipment 45 Roll body supply means 50 Hydrogen generator 55 Tank 60 Booster pump 70 Hydrogen station 80 Hydrogen car 85 Hydrogen engine 90 High pressure cylinder 95 Hydrogen supply port

Claims (5)

水素発生用組成物と水との接触反応により水素を発生する水素発生装置と、この水素発生装置用に水と前記水素発生用組成物を構成する添加金属元素をそれぞれ供給するための水供給設備と添加金属元素供給設備と、前記水素発生装置で発生した水素を貯蔵するためのタンクと、このタンクに貯蔵された水素を取出し所定の圧力まで昇圧し、出力するための昇圧ポンプとを備えたことを特徴とする水素ステーション。   A hydrogen generator for generating hydrogen by a contact reaction between a hydrogen generating composition and water, and a water supply facility for supplying water and an additional metal element constituting the hydrogen generating composition to the hydrogen generating apparatus. And an additional metal element supply facility, a tank for storing the hydrogen generated in the hydrogen generator, and a booster pump for extracting the hydrogen stored in the tank to a predetermined pressure and outputting the same. This is a hydrogen station. 前記水素発生用組成物は、スズとガリウムを含有した第1の金属、または、銀とガリウムを含有した第2の金属、もしくは、ガリウムからなる第3の金属と、標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素とから構成されたことを特徴とする請求項1に記載の水素ステーション。   The composition for hydrogen generation includes a first metal containing tin and gallium, a second metal containing silver and gallium, or a third metal made of gallium, and a standard electrode potential lower than that of gallium. 2. The hydrogen station according to claim 1, wherein the hydrogen station is composed of at least one metal element selected from the group consisting of metal elements. 前記第1の金属は、スズがW%(質量%の意味、以下同じ)、ガリウムがX%であり、
前記第2の金属は、銀がY%、ガリウムがZ%であり、前記第1または第2の金属は下記
式(1)〜(6)を満たし、
前記標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の
金属元素の合計量は、前記第1または第2の金属基準で0.1%以上である請求項2に記載の水素ステーション。
0<W≦96 … (1)
4≦X<100 … (2)
X=100−W … (3)
0<Y≦55 … (4)
45≦Z<100 … (5)
Z=100−Y … (6)
The first metal is W% tin (meaning mass%, the same shall apply hereinafter), X% gallium,
The second metal is Y% silver and Z% gallium, and the first or second metal satisfies the following formulas (1) to (6),
3. The total amount of at least one metal element selected from the group consisting of metal elements whose standard electrode potential is lower than that of gallium is 0.1% or more based on the first or second metal. Hydrogen station.
0 <W ≦ 96 (1)
4 ≦ X <100 (2)
X = 100−W (3)
0 <Y ≦ 55 (4)
45 ≦ Z <100 (5)
Z = 100−Y (6)
前記標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種
の金属元素が、アルミニウムまたはマグネシウムの少なくともいずれか1種である請求項2または3に記載の水素ステーション。
The hydrogen station according to claim 2 or 3, wherein at least one metal element selected from the group consisting of metal elements having a standard electrode potential lower than that of gallium is at least one of aluminum and magnesium.
前記所定の圧力は、30MPa以上である請求項1〜4に記載の水素ステーション。   The hydrogen station according to claim 1, wherein the predetermined pressure is 30 MPa or more.
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