JP2009517311A - 水素発生デバイス及び該水素発生デバイスを用いた燃料電池 - Google Patents
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Abstract
Description
M(BH4)n+2nH2O→M[B(OH)4]n+4nH2
Mはアルカリまたはアルカリ土類元素であり、nは元素Mの価電子の数と等しい正の整数である。前記元素Mは、例えばナトリウム(Na)であり、この場合nは1であり、以下の反応を生じる。
NaBH4+2H2O→NaB(OH)4+4H2
また、元素Mはカリウム(K)、リチウム(Li)または他の適当な元素であってもよい。
− 分離された状態又は分離されていない状態の固体の水素化物を含み、生成された水素を取り除く少なくとも1つのオリフィスを備える反応装置と;
− 加水分解反応に必要な水を放出するための手段と;
− 加水分解反応に必要な水から水素化物を分離するのに適した少なくとも1つのエンベロープであり、消費材(consumable material)から作られるエンベロープと、
を備える。
2Al+6OH−→Al2O3+3H2
2Al+6OH−→Al2O3+3H2
2 携帯電話
3 バッファバッテリー
4 ハウジング
4’ 燃料貯蓄部
5 発生器
6、7 適合部
21 経路
22 水素化ホウ素ナトリウム、水素化物
23 経路、エンベローブ
24 水
25 生成物
26 端部
27、29 オリフィス
28 反応装置
32 水素化物
33 エンベローブ
34 水
36 端部
37 オリフィス
38 反応装置
39 ライニング材
Claims (15)
- 水素化物の加水分解により水素を発生するデバイスであって、
− 固体状であり、分離した状態または分離していない状態の水素化物(22、32)を含み、及び生成された水素を取り除くための少なくとも1つのオリフィス(27、37)を備える反応装置(28、38)と;
− 加水分解反応に必要な水(24、34)を放出するための手段と;
− 加水分解反応に必要な水(24、34)から水素化物(22、32)を分離するのに適した少なくとも1つのエンベロープ(23、33)であり、消費材から作られるエンベロープ(23、33)と;
を備え、
サイトであって、前記加水分解反応の部位としての機能を果たすことが可能であり、且つ、前記エンベロープ(23、33)を構成する材料が加水分解反応生成物によって消費される際に、前記反応装置(28、38)内を移動することが可能であるサイトにおいて、前記エンベロープ(23、33)は水(24、34)と水素化物(22、32)を接触させるのに適していること、
を特徴とする、水素発生デバイス。 - 前記水素化物(22、32)は、テトラヒドホウ酸ナトリウム NaBH4、テトラヒドホウ酸マグネシウム Mg(BH4)2、テトラヒドホウ酸リチウム LiBH4、テトラヒドホウ酸アルミニウム Al(BH4)3、テトラヒドホウ酸ベリリウム Be(BH4)2、テトラヒドホウ酸ジルコニウム Zr(BH4)3、テトラヒドホウ酸カルシウム Ca(BH4)2、テトラヒドホウ酸カリウム KBH4、及び水素化物LiH、MgH2、CaH2、Ca(AlH4)2、NaAlH4、LiAlH4からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1に記載の水素発生デバイス。
- 前記エンベロープ(23、33)を構成する材料は、塩基性媒体存在下において腐食する金属材料であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の水素発生デバイス。
- 前記エンベロープ(23、33)を構成する材料は、塩基性媒体存在下において劣化する有機材料であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の水素発生デバイス。
- 前記有機材料は、ポリアミド、ポリカーボネート、PET(ポリエチレン テレフタラート)、ポリエステル、PVDF(フッ化ビニリデン樹脂)、PBT(ポリブチル テレフタラート)からなる群から選択されることを特徴とする、請求項4に記載の水素発生デバイス。
- 前記エンベロープ(23、33)を構成する材料は、加水分解反応生成物の作用下における前記材料の溶解によっても水素を生成することを特徴とする、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の水素発生デバイス。
- 前記材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金であることを特徴とする、請求項6に記載の水素発生デバイス。
- 触媒は、前記水(24、34)の中に溶解した塩の形又は前記水素化物(22、32)内に分散された固体粒子の形にて前記反応装置(28、38)に導入されることを特徴とする、請求項1から請求項7のいずれかに1項に記載の水素発生デバイス。
- 前記触媒を構成する元素は、コバルト(Co)、ルテニウム(Ru)及び白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、金(Au)、銀(Ag)、マンガン(Mn)、レニウム(Re)、ロジウム(Rh)、チタニウム(Ti)、バナジウム(V)及びセリウム(Ce)からなる群から選択されることを特徴とする、請求項8に記載の水素発生デバイス。
- 前記反応装置(28、38)は、前記水(24)を前記反応装置(28)に運ぶための前記エンベロープ(23)によって形成されるラインと一致する少なくとも1つのオリフィス(29)をさらに備えることを特徴とする、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の水素発生デバイス。
- 前記反応装置(38)は水(34)を含み、
前記エンベロープ(33)は水素化物(32)を含み、前記デバイスを使用する前に、前記水(34)に分散され得るが溶解され得ない材料から作製されたライニング材(39)によって大部分が覆われており、
前記ライニング材(39)及び前記エンベロープ(33)の組合せは前記水(34)の中に浸漬される、
ことを特徴とする、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の水素発生デバイス。 - 前記エンベロープ(23、33)は、円形若しくは多角形の基部を持つシリンダー形状または円錐形状を有することを特徴とする、請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の水素発生デバイス。
- 前記エンベロープ(23、33)は、パイプに類する細長い中空形状を有することを特徴とする、請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の水素発生デバイス。
- 類似形状または異形状を有するエンベロープ(23、33)を複数備え、該エンベロープが反応装置内(28、38)に分配配置されていることを特徴とする、請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の水素発生デバイス。
- 電界液、アノード及びカソードを備え、酸化剤は酸素(O2)であり、及び還元剤は加水分解によって生成される水素(H2)である燃料電池であって、水素化物(22、23)の加水分解によって水素を発生するための請求項1から請求項14のいずれか1項に記載のデバイス(5)を備えることを特徴とする、燃料電池。
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