JP2012180571A - On-vehicle hydrogen addition system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an on-vehicle hydrogen addition system that improves the running performance of a fossil fuel vehicle and can reduce the emission of carbon dioxide therefrom.SOLUTION: On a vehicle driven by a fossil fuel engine, there are mounted a hydrogen generator 100 which includes a positive electrode electrolytic cell 120 provided with a positive electrode composed of platinum-plated titanium or stainless steel and an electrolyte and a negative electrode reactor 130 provided with a negative electrode composed of an alloy of magnesium and an amphoteric metal and an electrolyte which are arranged through a diaphragm 290 and in which the negative electrode reactor is in contact with the positive electrode electrolytic cell in an attachable and detachable manner; an introduction pipe 500 that feeds the hydrogen generated by the negative electrode reactor of the hydrogen generator into the carburetor or intake manifold 101 through a regulation valve 400; and an electrolysis controller 600 that controls and applies the electric power of the battery of the vehicle between the positive electrode 240 and the negative electrode 230 of the hydrogen generator. The hydrogen generated by the hydrogen generator is mixed with air and fed into an engine 900, and is burnt together with the fossil fuel.

Description

本発明は、車輌水素添加システムに係り、より詳しくは、車輌に搭載した水素発生装置より発生した水素を空気と混合し、エンジンに供給し燃料とともに燃焼させる車輌水素添加システムに関する。   The present invention relates to a vehicle hydrogenation system, and more particularly to a vehicle hydrogenation system in which hydrogen generated from a hydrogen generator mounted on a vehicle is mixed with air, supplied to an engine, and combusted with fuel.

従来、自動車等の発動機としてガソリンエンジンやディーゼルエンジンが一般的に採用されている。しかしながら、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンは化石燃料を動力資源としているため、大気汚染の原因となる一酸化炭素(CO)や粒子状化合物(PM)を排出するという問題があるだけでなく、二酸化炭素(CO)による地球温暖化問題や石油資源の枯渇の問題がある。そこで近年、燃やしても二酸化炭素や有害物質の発生しないクリーンなエネルギーとして水素(H)が注目され、水素をエネルギーとする自動車の開発が進められてきた。 Conventionally, a gasoline engine or a diesel engine is generally employed as a motor for an automobile or the like. However, since gasoline engines and diesel engines use fossil fuels as a power resource, they not only have the problem of emitting carbon monoxide (CO) and particulate compounds (PM), which cause air pollution, but also carbon dioxide ( There are problems of global warming due to CO 2 ) and depletion of petroleum resources. Therefore, in recent years, hydrogen (H 2 ) has attracted attention as clean energy that does not generate carbon dioxide or harmful substances even when burned, and development of automobiles using hydrogen as energy has been promoted.

水素をエネルギーとする自動車には、水素を燃料とし、専用のエンジンの中で直接燃焼させる水素エンジン自動車と、水素を原料に発電し、電気自動車として運行する燃料電池自動車に大別することができる。
これまで、水素の直接燃焼を行う水素燃料エンジンについて数多くの技術提案がなされ、水素エンジン自動車も発表されている(例えば、特許文献1参照)が、普及するには数多くの問題点がある。
Vehicles that use hydrogen as energy can be broadly divided into hydrogen engine vehicles that use hydrogen as fuel and burn directly in a dedicated engine, and fuel cell vehicles that generate electricity from hydrogen and operate as electric vehicles. .
Up to now, many technical proposals have been made on hydrogen fuel engines that perform direct combustion of hydrogen, and hydrogen engine automobiles have also been announced (see, for example, Patent Document 1), but there are a number of problems with their spread.

先ず、水素脆化の問題がある。これは、水素分子が極小のため、シリンダーブロックなどを構成する金属中に拡散・浸透し、脆くしてしまう現象である。
さらに、水素は燃焼速度が速いために吸気−圧縮過程で爆発が起こりやすく、ノッキングやバックファイヤーなどが起こりやすい(例えば、特許文献2参照)。このため、水素混合率を極めて薄くする必要があり、その結果として、水素エンジンの出力は低く、ガソリンエンジンの50%程度といわれている。
First, there is a problem of hydrogen embrittlement. This is a phenomenon in which hydrogen molecules diffuse and penetrate into the metal constituting the cylinder block and become brittle because the hydrogen molecules are extremely small.
Furthermore, since hydrogen has a high combustion rate, explosion is likely to occur during the intake-compression process, and knocking and backfire are likely to occur (see, for example, Patent Document 2). For this reason, it is necessary to make the hydrogen mixing rate extremely thin. As a result, the output of the hydrogen engine is low, which is said to be about 50% of that of a gasoline engine.

次に、水素の取り扱いに関する問題点が存在する。即ち、水素の車輌への搭載方法に関する問題であり、燃料電池自動とも共通する問題である。
水素の車輌への搭載方法として、気体の水素を圧縮して貯蔵する高圧タンク、超低温で水素を液体にして貯蔵する液体貯蔵タンク、及び水素を水素吸蔵合金に吸収して貯蔵する水素吸蔵合金を充填したタンク等が提案され、研究が進められているが、いずれの方法も、車輌空間に占める水素貯蔵設備の占有割合が大きくなり、また、爆発の危険がある水素を大量に搭載するという安全性の問題がある。
Next, there are problems with the handling of hydrogen. In other words, this is a problem related to a method of mounting hydrogen in a vehicle, and is also a problem common to fuel cell auto.
As a method for mounting hydrogen in a vehicle, a high-pressure tank that compresses and stores gaseous hydrogen, a liquid storage tank that stores hydrogen as a liquid at ultra-low temperature, and a hydrogen storage alloy that absorbs and stores hydrogen in a hydrogen storage alloy. Filled tanks etc. have been proposed and research is underway, but in either method, the share of hydrogen storage equipment in the vehicle space increases, and a large amount of hydrogen with the danger of explosion is loaded. There is a sex problem.

更に、燃料電池自動車においては、化石燃料を改質して水素を取り出す方法が主に採用されている。しかしながら、化石燃料を改質して水素を取り出す方法は、高価な改質器を必要とするばかりでなく、水素の製造工程において二酸化炭素が発生する。さらに、水素の総合的熱効率は必然的に原料とした化石燃料を直接燃焼させた場合に比べ低下するという問題がある。   Furthermore, in a fuel cell vehicle, a method of taking out hydrogen by reforming fossil fuel is mainly employed. However, the method of taking out hydrogen by reforming fossil fuel not only requires an expensive reformer, but also generates carbon dioxide in the hydrogen production process. Furthermore, there is a problem that the overall thermal efficiency of hydrogen is inevitably lowered as compared to the case where fossil fuel as a raw material is directly combusted.

本願発明者は、車載可能な水素取出し技術を開示した(特許文献3、4参照)。しかしながら、車輌搭載のバッテリ電力で水を電気分解し、得られた水素を車輌走行の動力として使用することは総合的なエネルギー収支においてマイナスになるという問題を抱えている。
水素を水から作り出す方法には、電気分解による方法の他に化学反応による方法が知られている。
水の化学分解による水素の発生反応としては、水素よりもイオン化傾向の大きい金属と酸性液、アルカリ(土類)金属と水、両性金属とアルカリ水溶液、金属水素化物と水との反応等が一般に知られている。
しかしながら、化学反応において水素の発生を制御することは難しく、必要な時に必要な量の水素を取り出すことが困難であった。
The inventor of the present application disclosed a hydrogen extraction technology that can be mounted on a vehicle (see Patent Documents 3 and 4). However, electrolyzing water with battery power installed in a vehicle and using the obtained hydrogen as power for vehicle travel has a problem that the overall energy balance is negative.
As a method for producing hydrogen from water, a method using a chemical reaction is known in addition to a method using electrolysis.
The reaction of hydrogen generation by chemical decomposition of water generally includes a reaction between a metal and an acid liquid, which have a higher ionization tendency than hydrogen, an alkali (earth) metal and water, an amphoteric metal and an aqueous alkali solution, a metal hydride and water. Are known.
However, it is difficult to control the generation of hydrogen in a chemical reaction, and it is difficult to extract a necessary amount of hydrogen when necessary.

特開平6−241077号公報JP-A-6-241077 特開平2−86923号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-86923 世界知的所有権機関国際事務局 国際公開 第2008/044499号パンフレットInternational Intellectual Property Organization International Secretariat International Publication No. 2008/044499 Pamphlet 特開2009−041086号公報JP 2009-041086 A

そこで、本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、化石燃料による車輌走行性能を向上させ、かつ、二酸化炭素の排出を抑制できる車輌積載式の車輌水素添加システムを提供することにある。   Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and the object of the present invention is to improve the vehicle running performance by fossil fuel and to suppress the emission of carbon dioxide. It is to provide a vehicle hydrogenation system.

上記目的を達成するための、本発明の車輌水素供給システムは、化石燃料エンジンで駆動する車輌に、白金メッキチタンまたはステンレススチールからなる正電極と電解質とを備えた正電極電解槽と、マグネシウムと両性金属の合金からなる負電極と電解質とを備えた負電極反応槽とが隔膜を介して接して構成され、負電極反応槽が正電極電解槽に着脱可能に接触して装着される水素発生装置と、水素発生装置の負電極反応槽から発生した水素を調整弁を介してキャブレターまたはインテークマニホールドに供給する導入管と、車輌のバッテリの電力を、水素発生装置の正電極と負電極に制御して供給する電解コントローラとを搭載し、水素発生装置で発生した水素を空気と混合してエンジンに供給し、化石燃料と共に燃焼させることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a vehicle hydrogen supply system of the present invention comprises a vehicle driven by a fossil fuel engine, a positive electrode electrolytic cell comprising a positive electrode made of platinum-plated titanium or stainless steel and an electrolyte, magnesium, A negative electrode made of an amphoteric metal alloy and a negative electrode reaction tank equipped with an electrolyte are in contact with each other through a diaphragm, and the negative electrode reaction tank is attached to the positive electrode electrolytic tank in a detachable contact with hydrogen generation. Control of the hydrogen generator's negative electrode reaction tank to the carburetor or intake manifold through the regulating valve, and the vehicle's battery power to the positive and negative electrodes of the hydrogen generator It is equipped with an electrolysis controller to be supplied, and hydrogen generated by the hydrogen generator is mixed with air, supplied to the engine, and burned with fossil fuel To.

上記の水素発生装置は、電解コントローラから印加された電力により制御され、印加された電圧に応じた水の電気分解による水素の発生と、水の電気分解量に対応したマグネシウム及び両性金属と水との化学反応による水素の発生があり、電力供給を止めると電気分解と化学反応による水素の発生が共に止むようにするのがよい。
電解コントローラは車輌のアクセルに連動し、アクセルの開度に応じた電圧を水素発生装置の正電極と負電極に供給することが好ましい。
The hydrogen generator is controlled by electric power applied from the electrolysis controller, generates hydrogen by electrolysis of water according to the applied voltage, and magnesium and amphoteric metals and water corresponding to the amount of water electrolysis. It is preferable to stop both the electrolysis and the generation of hydrogen due to the chemical reaction when the power supply is stopped.
The electrolysis controller is preferably linked to the accelerator of the vehicle, and supplies a voltage corresponding to the accelerator opening to the positive electrode and the negative electrode of the hydrogen generator.

水素発生装置の負電極は、少なくともマグネシウムとアルミニウムを含む合金からなり、電解質はアルカリ性電解質であることがよい。
水素発生装置の隔膜は陽イオン交換膜であることがよい。
The negative electrode of the hydrogen generator is preferably made of an alloy containing at least magnesium and aluminum, and the electrolyte is preferably an alkaline electrolyte.
The diaphragm of the hydrogen generator is preferably a cation exchange membrane.

本発明の車輌水素供給システムは、水素発生装置と給気管で連通し、発生装置の負電極反応槽から発生した水素を貯蔵し、貯蔵した水素を導入管に供給する貯蔵タンクをさらに備えることができる。
貯蔵タンクは、給気管に連結する流入口、調整弁に結合する流出口、圧力計及び安全弁を備え、0.5〜2気圧の範囲で水素を貯蔵し、エンジンに水素を供給することが好ましい。
The vehicle hydrogen supply system of the present invention further includes a storage tank that communicates with a hydrogen generator and a supply pipe, stores hydrogen generated from a negative electrode reaction tank of the generator, and supplies the stored hydrogen to an introduction pipe. it can.
The storage tank includes an inlet connected to the air supply pipe, an outlet connected to the regulating valve, a pressure gauge, and a safety valve. The storage tank preferably stores hydrogen in a range of 0.5 to 2 atmospheres and supplies hydrogen to the engine. .

本発明の車輌水素添加システムは、以下に示す効果を呈する。
本発明によれば、車輌水素添加システムは、燃焼効率の高い水素を車輌燃料に混合して使用するため、化石燃料による走行性能(燃費)を格段に向上させることができる。
本発明によれば、水素発生装置で発生させた水素は、車輌用化石燃料に添加する補助燃料として使用され、水素自身の濃度は希薄であることから、水素を主な燃料とする水素自動車で懸念される水素脆化の問題、並びに、ノッキングやバックファイヤー等の燃焼問題を回避することができる。また、自動車燃料と混合することで、水素自動車の出力低下の問題も解決できる。
The vehicle hydrogenation system of the present invention exhibits the following effects.
According to the present invention, since the vehicle hydrogenation system uses hydrogen with high combustion efficiency mixed with vehicle fuel, the running performance (fuel consumption) of fossil fuel can be significantly improved.
According to the present invention, the hydrogen generated by the hydrogen generator is used as an auxiliary fuel to be added to the fossil fuel for vehicles, and since the concentration of hydrogen itself is lean, it is a hydrogen automobile that uses hydrogen as the main fuel. The problem of hydrogen embrittlement and combustion problems such as knocking and backfire can be avoided. Moreover, the problem of the output fall of a hydrogen vehicle can be solved by mixing with a vehicle fuel.

本発明の車輌水素添加システムは、水素発生装置を車輌に搭載することで、水素の車輌への搭載方法に関する問題も解決することができる。即ち、爆発の危険性のある水素を大量に備える貯蔵設備を搭載する必要がなくなり安全が確保される。
また、本発明の車輌水素添加システムに係る装備はコンパクトであり、既存車輌のエンジンルームの開き空間に収納可能な大きさであるため、水素貯蔵設備により占められたであろう車輌空間を快適に利用することができる。
さらに、本発明の車輌水素添加システムは、水素発生装置を安価に製造することができるため、高価な改質装置で化石燃料から水素を取り出す燃料電池システムに比べ、経済的なメリットがある。また、燃料電池システムのように水素の製造工程において二酸化炭素を発生することもない。
The vehicle hydrogenation system of the present invention can also solve the problem relating to the method of mounting hydrogen on the vehicle by mounting the hydrogen generator on the vehicle. That is, it is not necessary to install a storage facility with a large amount of hydrogen that has a risk of explosion, and safety is ensured.
In addition, since the equipment related to the vehicle hydrogenation system of the present invention is compact and can be stored in the open space of the engine room of an existing vehicle, the vehicle space that would have been occupied by the hydrogen storage facility can be comfortably provided. Can be used.
Furthermore, since the vehicle hydrogenation system of the present invention can manufacture a hydrogen generator at low cost, it has an economic advantage compared to a fuel cell system that extracts hydrogen from fossil fuel with an expensive reformer. Further, carbon dioxide is not generated in the hydrogen production process unlike the fuel cell system.

本発明によれば、水素の燃焼においては水だけが生成されるため、排気ガスとしての二酸化炭素(CO)や粒子状物質(PM)を格段に減少させることができる。さらに、排気ガス中の窒素酸化物(NOx)及び一酸化炭素(CO)を減少させることができる。
本発明によれば、車輌水素添加システムは、化石燃料を動力源とする既存のエンジン装置がそのまま使用できる有利さを有している。
本発明の車輌水素添加システムは、車載の水素発生装置から発生した水素をインテークマニホールド(吸気管)に導き空気と混合して供給する構成のため、インテークマニホールドを有する全てのエンジンに適応が可能である。このため、水素発生装置と、水素発生装置から水素をインテークマニホールドに導く配管と、車輌のバッテリの電力を電解コントローラ経由で水素発生装置の電極に供給する配線を付加するわずかな投資で、本発明の水素添加システムを適用することができ、大きな経済的メリットを得ることができる。
According to the present invention, since only water is generated in the combustion of hydrogen, carbon dioxide (CO 2 ) and particulate matter (PM) as exhaust gas can be significantly reduced. Furthermore, nitrogen oxides (NOx) and carbon monoxide (CO) in the exhaust gas can be reduced.
According to the present invention, the vehicle hydrogenation system has an advantage that an existing engine device using fossil fuel as a power source can be used as it is.
The vehicle hydrogenation system of the present invention is configured to supply hydrogen generated from an on-vehicle hydrogen generator to an intake manifold (intake pipe) and mix it with air, so that it can be applied to all engines having an intake manifold. is there. For this reason, the present invention requires only a small investment to add a hydrogen generator, piping for introducing hydrogen from the hydrogen generator to the intake manifold, and wiring for supplying the power of the vehicle battery to the electrodes of the hydrogen generator via the electrolytic controller. The hydrogenation system can be applied, and great economic merit can be obtained.

本発明の車輌水素添加システムは、電解コントローラの電圧制御により必要な時に必要な分だけ水素を生成することができるため、水素及び水素を発生させるための物資を無駄にすることがない。
水素発生は、電気分解と化学反応によるものであり、車輌バッテリの電力消費量以上の水素が得られ駆動エネルギーとして使用されるため、バッテリが蓄電不足になることがない。
In the vehicle hydrogenation system of the present invention, hydrogen can be generated as much as necessary by voltage control of the electrolysis controller, so that hydrogen and materials for generating hydrogen are not wasted.
Hydrogen generation is due to electrolysis and chemical reaction, and hydrogen exceeding the power consumption of the vehicle battery is obtained and used as driving energy, so that the battery does not run out of power.

本発明の実施例1に係る車輌水素添加システムの概念図である。It is a conceptual diagram of the vehicle hydrogenation system which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る車輌水素添加システムの概念図である。It is a conceptual diagram of the vehicle hydrogenation system which concerns on Example 2 of this invention.

本発明は、化石燃料エンジンで駆動する車輌に搭載する車輌水素添加システムに関するものである。本発明の車輌水素添加システムは、水素発生装置をガソリンエンジン車輌またはディ−ゼルエンジン車輌に搭載させて、水素発生装置より発生した水素をエンジンの吸気系統に供給し、エンジンの中で化石燃料と共に燃焼することにより、化石燃料の燃費を向上させ、二酸化炭素の排出を低減させたものである。
本願発明の車輌水素添加システムは、水素発生装置と、水素発生装置の負電極から発生した水素を集め調整弁を介して車輌エンジンのキャブレターまたはインテークマニホールドに供給する導入管と、車輌のバッテリの電力を水素発生装置の正電極と負電極に制御して供給する電解コントローラとからなる。
The present invention relates to a vehicle hydrogenation system mounted on a vehicle driven by a fossil fuel engine. In the vehicle hydrogenation system of the present invention, a hydrogen generator is mounted on a gasoline engine vehicle or a diesel engine vehicle, and the hydrogen generated from the hydrogen generator is supplied to the intake system of the engine, together with fossil fuel in the engine. Combustion improves the fuel efficiency of fossil fuels and reduces carbon dioxide emissions.
The vehicle hydrogenation system of the present invention includes a hydrogen generator, an introduction pipe that collects hydrogen generated from the negative electrode of the hydrogen generator and supplies it to a carburetor or intake manifold of a vehicle engine via a regulating valve, and power of a vehicle battery. Comprising an electrolysis controller that controls and supplies the positive electrode and the negative electrode of the hydrogen generator.

本発明の車輌水素供給システムは、化石燃料エンジンで駆動する車輌に、白金メッキチタンまたはステンレススチールからなる正電極と電解質とを備えた正電極電解槽と、マグネシウムと両性金属の合金からなる負電極と電解質とを備えた負電極反応槽とが隔膜を介して接して構成され、負電極反応槽が正電極電解槽に着脱可能に接触して装着される水素発生装置と、水素発生装置の負電極反応槽から発生する水素を調整弁を介してキャブレターまたはインテークマニホールドに供給する導入管と、車輌のバッテリの電力を、水素発生装置の正電極と負電極に制御して供給する電解コントローラとを搭載し、水素発生装置で発生した水素を空気と混合してエンジンに供給し、燃料と共に燃焼させることを特徴とする。 The vehicle hydrogen supply system of the present invention includes a vehicle driven by a fossil fuel engine, a positive electrode electrolytic cell having a positive electrode made of platinum-plated titanium or stainless steel and an electrolyte, and a negative electrode made of an alloy of magnesium and an amphoteric metal. And a negative electrode reaction tank comprising an electrolyte, and a negative electrode reaction tank, and a negative electrode reaction tank. An introduction pipe for supplying hydrogen generated from the electrode reaction tank to the carburetor or the intake manifold through a regulating valve, and an electrolysis controller for controlling and supplying the power of the vehicle battery to the positive electrode and the negative electrode of the hydrogen generator. It is mounted and hydrogen generated by the hydrogen generator is mixed with air, supplied to the engine, and burned with fuel.

本発明における水素発生は、直流電圧に制御された水の電解反応とこれに対応する化学反応によるものである。即ち、本発明の水素発生装置は、電解コントローラから印加される電力により制御され、印加される電圧に応じた水の電気分解による水素の発生と、水の電気分解量に対応したマグネシウム及び両性金属と水との化学反応による水素の発生があり、電力供給を止めると電気分解による水素の発生と化学反応による水素の発生を共に止めることができる。
本発明の水素発生装置は、マグネシウム(Mg)と両性金属の合金(以降、断らない限り単に「合金」と記す)からなる負電極と、マグネシウムより酸化還元電位の高い金属からなる正電極と電解質と隔膜とを少なくとも備える。
The hydrogen generation in the present invention is due to the electrolytic reaction of water controlled to a DC voltage and the corresponding chemical reaction. That is, the hydrogen generator of the present invention is controlled by the electric power applied from the electrolysis controller, generates hydrogen by electrolysis of water according to the applied voltage, and magnesium and amphoteric metals corresponding to the amount of electrolysis of water. Hydrogen is generated by a chemical reaction between water and water. When power supply is stopped, generation of hydrogen by electrolysis and generation of hydrogen by chemical reaction can both be stopped.
The hydrogen generator of the present invention includes a negative electrode made of an alloy of magnesium (Mg) and an amphoteric metal (hereinafter simply referred to as “alloy” unless otherwise specified), a positive electrode made of a metal having a higher redox potential than magnesium, and an electrolyte. And at least a diaphragm.

本発明の水素発生装置の負電極は、合金からなる。
合金を造る両性金属としては、アルミニウム(Al)、亜鉛(Zn)、スズ(Sn)、鉛(Pb)等があるが、本発明では、アルミニウム、亜鉛、スズ、鉛のいずれの両性金属も使用することができる。本発明の負電極はマグネシウムに上記の両性金属の1種類又は2種以上の両性金属を混合した合金として使用することができる。
The negative electrode of the hydrogen generator of the present invention is made of an alloy.
As an amphoteric metal for making an alloy, there are aluminum (Al), zinc (Zn), tin (Sn), lead (Pb), etc., but in the present invention, any amphoteric metal of aluminum, zinc, tin, or lead is used. can do. The negative electrode of the present invention can be used as an alloy obtained by mixing magnesium with one or more of the amphoteric metals described above.

合金中のマグネシウムと両性金属の構成比は、マグネシウム:両性金属が1〜50:50〜99重量比であることが好ましく、5〜30:70〜95重量比であることがより好ましい。マグネシウムの構成比が1以下では、印加時のマグネシウムの励起が不十分になり、水素を発生する反応の応答が遅くなる恐れがある。マグネシウム構成比が50を超えると、マグネシウムと水との反応が電力の印加なしに起き、水素の発生量を制御できなくなる恐れが有る。   The composition ratio between magnesium and the amphoteric metal in the alloy is preferably 1 to 50:50 to 99 weight ratio, more preferably 5 to 30:70 to 95 weight ratio of magnesium: amphoteric metal. When the composition ratio of magnesium is 1 or less, excitation of magnesium at the time of application becomes insufficient, and there is a possibility that the response of the reaction for generating hydrogen becomes slow. If the magnesium composition ratio exceeds 50, the reaction between magnesium and water may occur without application of electric power, and the amount of hydrogen generated may not be controlled.

中でも、マグネシウム−アルミニウム(Mg−Al)系合金及びマグネシウム−アルミニウム−亜鉛(Mg−Al−Zn)系合金がより好ましく使用できる。
マグネシウム−アルミニウム−亜鉛(Mg−Al−Zn)系合金では、アルミニウム(Al)と亜鉛(Zn)の構成比を、Al:Znが10〜100:0〜90重量比にするのが好ましく、50〜100:0〜50重量比にするのがより好ましい。亜鉛の重量比が90以上では、印加時の負電極の励起が不十分になり、水素発生反応の応答が遅くなる恐れがある。
両性金属中には、アルミニウムと亜鉛の他に、スズ及び/または鉛を混合することができる。スズ及び/または鉛の混合可能な量は一般に両性金属全体の0.1〜10%である。
Among these, a magnesium-aluminum (Mg-Al) alloy and a magnesium-aluminum-zinc (Mg-Al-Zn) alloy can be more preferably used.
In a magnesium-aluminum-zinc (Mg-Al-Zn) based alloy, the composition ratio of aluminum (Al) and zinc (Zn) is preferably 10: 100: 0 to 90 wt. It is more preferable to set it to -100: 0 to 50 weight ratio. When the weight ratio of zinc is 90 or more, excitation of the negative electrode at the time of application becomes insufficient, and the response of the hydrogen generation reaction may be delayed.
In the amphoteric metal, tin and / or lead can be mixed in addition to aluminum and zinc. The mixable amount of tin and / or lead is generally 0.1 to 10% of the total amphoteric metal.

本発明の水素発生装置の正電極は、マグネシウムより酸化還元電位の高い金属からなる。
マグネシウムより酸化還元電位の高い金属からなる正電極としては、クロム(Cr)、鉄(Fe)、カドミウム(Cd)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、アンチモン(Sb)、ビスマス (Bi)、銅(Cu)、銀(Ag)、パラジウム(Pd)、イリジウム(Ir)、白金(Pt)、金 (Au)があるが、クロム(Cr)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、銅(Cu)、銀(Ag)、白金(Pt)の金属またはこれらの合金、更にはこれら金属をメッキしたものを好ましく利用できる。中でも、銅板及びステンレススチ−ル板を経済的理由から、また、白金をメッキしたチタンを性能の良さから好ましく利用できる。
The positive electrode of the hydrogen generator of the present invention is made of a metal having a higher redox potential than magnesium.
As a positive electrode made of a metal having a higher redox potential than magnesium, chromium (Cr), iron (Fe), cadmium (Cd), cobalt (Co), nickel (Ni), tin (Sn), lead (Pb), Antimony (Sb), bismuth (Bi), copper (Cu), silver (Ag), palladium (Pd), iridium (Ir), platinum (Pt), gold (Au), but chromium (Cr), iron ( Fe), nickel (Ni), tin (Sn), lead (Pb), copper (Cu), silver (Ag), platinum (Pt) metals or alloys thereof, and those plated with these metals are preferably used. it can. Among them, a copper plate and a stainless steel plate can be preferably used for economic reasons, and titanium plated with platinum can be preferably used because of its good performance.

本発明の水素発生装置は、電解質を含む。水素発生装置の電解質はアルカリ性の電解質が好ましく、溶媒は水であることが好ましい。
アルカリ性電解質を構成するアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム等の炭酸塩を例示することができる。中でも、強アルカリ性電解質を調整できる水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを好ましく使用できる。水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを溶解したアルカリ溶液は適宜希釈することで任意のpHを有する電解質を調整できる。
水素発生装置のアルカリ性電解質は、正、負電極に一定以上の直流電圧を印加したした時に水素を発生する反応が開始され、印加をやめると水素を発生する反応が停止される最適なpHに調整される必要がある。
The hydrogen generator of the present invention includes an electrolyte. The electrolyte of the hydrogen generator is preferably an alkaline electrolyte, and the solvent is preferably water.
Examples of the alkali constituting the alkaline electrolyte include hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, calcium hydroxide, and magnesium hydroxide, and carbonates such as sodium carbonate, sodium bicarbonate, and potassium carbonate. be able to. Among these, sodium hydroxide and potassium hydroxide that can adjust a strong alkaline electrolyte can be preferably used. An alkaline solution in which sodium hydroxide and potassium hydroxide are dissolved can be appropriately diluted to adjust an electrolyte having an arbitrary pH.
The alkaline electrolyte of the hydrogen generator is adjusted to an optimum pH at which the reaction that generates hydrogen starts when a positive or negative DC voltage is applied to the positive and negative electrodes, and the reaction that generates hydrogen stops when the application is stopped. Need to be done.

本願発明者は、特許文献(特開2006−309987号公報)において、海水を電気分解して製造したアルカリ性電解液について開示した。このアルカリ性電解液はpHを9〜14のいずれにも調節できるため、本願発明のアルカリ性電解質として好ましく使用できる。
このアルカリ性電解液は、水素発生装置の正、負電極に直流電圧を印加したした時に水素を発生する反応が開始され、印加をやめると水素を発生する反応が停止される最適pHの電解液を自由に調整することができる。
また、これらの電解質を用いた場合、負電極からは水素が正電極からは酸素のみが発生するため、発生ガスが周囲に悪影響を及ぼすことがない。
The inventor of the present application disclosed an alkaline electrolytic solution produced by electrolyzing seawater in a patent document (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-309987). Since this alkaline electrolyte can adjust pH to any of 9-14, it can be preferably used as the alkaline electrolyte of the present invention.
This alkaline electrolytic solution is an electrolyte having an optimum pH that starts a reaction that generates hydrogen when a DC voltage is applied to the positive and negative electrodes of the hydrogen generator, and stops the reaction that generates hydrogen when the application is stopped. It can be adjusted freely.
Further, when these electrolytes are used, hydrogen is generated from the negative electrode and only oxygen is generated from the positive electrode, so that the generated gas does not adversely affect the surroundings.

水素発生装置のアルカリ性電解質は弱酸性、中性、弱アルカリ性の電解物質を含むことができる。
弱酸性の電解物質としては、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸亜鉛、硫酸アンモニウム等の硫酸塩、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、リン酸アンモニウム等のリン酸塩を例示することができる。
中性の電解物質としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム等を例示することができる。
弱アルカリ性の電解物質としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム等の炭酸塩、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、酒石酸ナトリウム、酒石酸カリウム等の有機酸塩を例示することができる。
The alkaline electrolyte of the hydrogen generator can include weakly acidic, neutral and weakly alkaline electrolytes.
Examples of weakly acidic electrolytes include sulfates such as calcium sulfate, magnesium sulfate, aluminum sulfate, zinc sulfate, and ammonium sulfate, and phosphates such as calcium phosphate, magnesium phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphate, and ammonium phosphate can do.
Neutral electrolytes include sodium chloride, potassium chloride, sodium sulfate, potassium sulfate, sodium phosphate, potassium phosphate, disodium hydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, dihydrogen phosphate Potassium etc. can be illustrated.
Weak alkaline electrolytes include carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, and organic acid salts such as sodium acetate, potassium acetate, sodium citrate, potassium citrate, sodium tartrate, potassium tartrate, etc. Can be illustrated.

中でも、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、酒石酸ナトリウム、酒石酸カリウムを好ましく使用することができる。
これら、弱酸性、中性、弱アルカリ性の電解物質は単独または2つ以上を組み合わせて添加することができる。これら弱酸性、中性、弱アルカリ性の電解物質の添加量は、アルカリ性電解質に対し通常0.01〜5重量%程度である。
これら、弱酸性、中性、弱アルカリ性の電解物質の添加は、水素発生装置の電解質のpHの安定性に寄与することができる。
Among them, sodium sulfate, potassium sulfate, sodium phosphate, potassium phosphate, disodium hydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, Potassium bicarbonate, sodium acetate, potassium acetate, sodium citrate, potassium citrate, sodium tartrate and potassium tartrate can be preferably used.
These weakly acidic, neutral, and weakly alkaline electrolytes can be added alone or in combination of two or more. The addition amount of these weakly acidic, neutral and weakly alkaline electrolytes is usually about 0.01 to 5% by weight with respect to the alkaline electrolyte.
The addition of these weakly acidic, neutral, and weakly alkaline electrolytes can contribute to the pH stability of the electrolyte of the hydrogen generator.

本発明の水素発生装置は、隔膜を含むことを特徴とする。水素発生装置の隔膜はイオンが透過でき、更に、正電極周囲の電解液と負電極周囲の電解液が自由に混じり合うことを妨害するものであれば何でもよいが、通常はイオン交換膜が使用される。
イオン交換膜は、膜状のイオン交換樹脂で陰イオン交換膜と陽イオン交換膜があるが、陽イオン交換膜をより好ましく使用できる。
陽イオン交換膜は、水素発生装置の電解質中の陽イオンは通過させるが、陰イオンや水を通さない性質を有す。
陽イオン交換膜は、例えば、多孔質の支持体にイオン交換樹脂(例えば、デュポン社製の「ナフィオン」(商品名))を適当な有機溶媒(例えば、酢酸ブチル)に溶解したものを塗布した後、乾燥することで容易に造ることができる。
The hydrogen generator of the present invention includes a diaphragm. Any membrane can be used as long as the membrane of the hydrogen generator can permeate ions and prevents the electrolyte around the positive electrode and the electrolyte around the negative electrode from being mixed freely. Usually, an ion exchange membrane is used. Is done.
The ion exchange membrane is a membrane-like ion exchange resin, and includes an anion exchange membrane and a cation exchange membrane, and a cation exchange membrane can be more preferably used.
The cation exchange membrane has a property of allowing cations in the electrolyte of the hydrogen generator to pass through but not passing anions or water.
The cation exchange membrane is, for example, a porous support coated with an ion exchange resin (for example, “Nafion” (trade name) manufactured by DuPont) dissolved in an appropriate organic solvent (for example, butyl acetate). Later, it can be easily made by drying.

隔膜はイオン交換膜を物理的に支持し、陽イオンの通過を妨げないポーラスな支持体を含むことがよい。ポーラスな支持体としては、多孔質の支持体または編み目構造等を有する支持体であれば、制限なしに使用することができる。
ポーラスな支持体として、例えば、不織布、セラミックスペーパー、グラスウール、素焼きの陶器、超高分子ポリエチレン多孔質シート等の多孔質合成樹脂シート、活性炭やゼオライト等の多孔質物を練り込んだ合成樹脂プレート、可燃物を無機素材と混連成形した後焼成したセラミックボード等を挙げることができる。
The diaphragm preferably includes a porous support that physically supports the ion exchange membrane and does not impede the passage of cations. As the porous support, any porous support or support having a stitch structure or the like can be used without limitation.
Porous supports include, for example, non-woven fabric, ceramic paper, glass wool, unglazed ceramics, porous synthetic resin sheets such as ultra-high molecular weight polyethylene porous sheets, synthetic resin plates kneaded with porous materials such as activated carbon and zeolite, and combustible The ceramic board etc. which fired after carrying out the mixture molding of the thing with the inorganic material can be mentioned.

本発明の水素発生装置は、直流電圧に制御された水の電解反応とこれに対応する化学反応による水素発生であることから、水素を発生する負電極が化学反応により消費される。このため、一定量の水素を発生した後には、負電極及び反応生成物を溶解した電解質を交換する必要がある。これに対し正電極部分の消費は理論的には水だけである。そのため、負電極を含む陰極側部分(負電極反応槽)を陽極側部分(正電極電解槽)と分離可能な構造とし、陰極側部分(負電極反応槽)だけを取り外して交換できるカートリッジ構造であることが好ましい。   Since the hydrogen generator of the present invention is a hydrogen generation by an electrolytic reaction of water controlled to a DC voltage and a chemical reaction corresponding thereto, the negative electrode for generating hydrogen is consumed by the chemical reaction. For this reason, after generating a certain amount of hydrogen, it is necessary to replace the negative electrode and the electrolyte in which the reaction product is dissolved. On the other hand, the consumption of the positive electrode portion is theoretically only water. For this reason, the cathode side portion (negative electrode reaction vessel) including the negative electrode is structured to be separable from the anode side portion (positive electrode electrolytic vessel), and the cartridge structure is such that only the cathode side portion (negative electrode reaction vessel) can be removed and replaced. Preferably there is.

本願発明者は、上記カートリッジ構造に相当する水素発生装置を特許文献4に開示した。この水素発生装置は、「白金メッキチタンからなる正電極と隔膜と電解質とを備えた正電極パッケージと、両性金属(マグネシウムを含む)からなる負電極と電解質とを備えた負電極カートリッジが交互に配列され、互いに側面膜で接触して、負電極カートリッジが正電極パッケージから着脱可能に装着される。」ものである。
特許文献4に開示した水素発生装置は、本発明の車輌水素添加システムの水素発生装置として好ましく利用できる。
The inventor of the present application disclosed a hydrogen generator corresponding to the cartridge structure in Patent Document 4. This hydrogen generator is composed of “a positive electrode package comprising a platinum-plated titanium, a diaphragm and an electrolyte, and a negative electrode cartridge comprising an amphoteric metal (including magnesium) and an electrolyte alternately. The negative electrode cartridge is detachably mounted from the positive electrode package, being arranged and in contact with each other at the side membranes. "
The hydrogen generator disclosed in Patent Document 4 can be preferably used as the hydrogen generator of the vehicle hydrogenation system of the present invention.

上記構造の他、本発明の車輌水素添加システムの水素発生装置は、正電極と電解質とを備えた正電極電解槽の電解質の中に、周囲に隔膜を有する、負電極反応槽が装着される構造であってもよい。即ち、負電極反応槽が正電極電解槽の電解質の中に、例えば、沈んだ、または、浮かんだ状態で存在するものであってもよい。   In addition to the above structure, the hydrogen generator of the vehicle hydrogenation system of the present invention is equipped with a negative electrode reaction tank having a diaphragm around the electrolyte in the electrolyte of a positive electrode electrolytic tank having a positive electrode and an electrolyte. It may be a structure. That is, the negative electrode reaction tank may exist in the electrolyte of the positive electrode electrolytic tank, for example, in a sinked or floating state.

負電極反応槽の本体は密閉された容器であり、形状は箱形、球形、円筒形等様々な形状に成形することができる。
負電極反応槽の本体は負電極及び電解質の交換を容易にするため、上部構造部材である天井部材と電解質の容器となる側面・底面部材とを着脱可能な構造に構成することができる。
負電極反応槽の本体はその内部に、合金からなる負電極を1つ以上収納する構造であることが好ましい。
負電極の各々には通電するための電線の一端が接続され、電線の他端は電解コントローラに接続されることが好ましい。電線は、負電極反応槽の本体の天井部材に設けられる陰極端子を介して接続されてもよい。
天井部材には発生した水素を集めて送り出す水素出口が設けられ、水素出口には水素を車輌エンジンに送る給気管が結合される。複数の負電極反応槽を使用する場合には、発生した水素を合一して車輌エンジンに送るように給気管を接続すればよい。
The main body of the negative electrode reaction vessel is a hermetically sealed container, and can be formed into various shapes such as a box shape, a spherical shape, and a cylindrical shape.
In order to facilitate exchange of the negative electrode and the electrolyte, the main body of the negative electrode reaction tank can be configured so that the ceiling member as the upper structural member and the side surface / bottom surface member as the electrolyte container can be attached and detached.
The main body of the negative electrode reaction tank preferably has a structure in which one or more negative electrodes made of an alloy are housed.
It is preferable that one end of an electric wire for energizing is connected to each negative electrode, and the other end of the electric wire is connected to an electrolysis controller. An electric wire may be connected via the cathode terminal provided in the ceiling member of the main body of a negative electrode reaction tank.
The ceiling member is provided with a hydrogen outlet for collecting and sending out the generated hydrogen, and an air supply pipe for sending hydrogen to the vehicle engine is coupled to the hydrogen outlet. In the case of using a plurality of negative electrode reaction tanks, an air supply pipe may be connected so that the generated hydrogen is united and sent to the vehicle engine.

正電極電解槽は1つ以上の正電極と電解質を収容する電解槽本体からなり、隔膜を介して負電極反応槽と接している。
正電極の各々には通電のための電線の一端が結合され、電線の他端は電解コントローラに接続されることが好ましい。電線は、電解槽またはこれに付属する上部構造体に設けられる陽極端子を介して接続されてもよい。
電解槽本体の形状、材質に制限はなく、負電極反応槽と隔膜を介して接する構造であればよい。
正電極からは酸素が発生する。正電極電解槽本体を開放形とし、発生する酸素を大気中に放出させてもよい。或いは、電解槽の上部構造を、酸素を収集できる構造とし、収集した酸素を酸素配給管を通じてエンジンの吸気系統に供給してもよい。
The positive electrode electrolytic cell is composed of an electrolytic cell main body that houses one or more positive electrodes and an electrolyte, and is in contact with the negative electrode reaction cell via a diaphragm.
Preferably, one end of an electric wire for energization is coupled to each positive electrode, and the other end of the electric wire is connected to an electrolysis controller. An electric wire may be connected via the anode terminal provided in an electrolytic cell or the upper structure attached to this.
There is no restriction | limiting in the shape and material of an electrolytic cell main body, What is necessary is just a structure which contacts a negative electrode reaction tank through a diaphragm.
Oxygen is generated from the positive electrode. The positive electrode electrolytic cell main body may be an open type, and the generated oxygen may be released into the atmosphere. Alternatively, the upper structure of the electrolytic cell may be configured to collect oxygen, and the collected oxygen may be supplied to the intake system of the engine through an oxygen distribution pipe.

負電極反応槽で発生した水素は、給気管を通じて調整弁に送られる。調整弁において流量調節された水素は、導入管を通じてエンジンの吸気ラインに供給される。調整弁は逆止め弁であることがよく、貯蔵タンクの水素は自由に車輌エンジンに供給するが、エンジンの吸気系統から貯蔵タンクへの空気の流入を阻止するものであることが好ましい。調整弁はチェックバルブまたはチャッキ弁であれば、型式は問わず、大気圧域で稼働する市販の逆止弁が利用できる。   Hydrogen generated in the negative electrode reaction tank is sent to a regulating valve through an air supply pipe. The hydrogen whose flow rate is adjusted by the regulating valve is supplied to the intake line of the engine through the introduction pipe. The regulating valve is preferably a check valve, and hydrogen in the storage tank is freely supplied to the vehicle engine, but preferably prevents air from flowing from the intake system of the engine into the storage tank. If the regulating valve is a check valve or a check valve, a commercially available check valve operating in the atmospheric pressure range can be used regardless of the type.

負電極反応槽内で発生した水素を調整弁に送付する前段階に、貯蔵タンクを設けてもよい。貯蔵タンクを設ける場合、貯蔵タンクの流入口には、水素発生装置で発生した水素の流通経路である給気管が結合される。一方、貯蔵タンクの流出口には、貯蔵タンクと調整弁とを連結する連結管、または調整弁が直接結合される。
貯蔵タンクは、水素発生装置で発生した水素を貯蔵するだけでなく、水素発生装置での、水素発生タイミングのずれやインテークマニホールドでの水素の吸い込みの脈動を平均化するために設けるものである。貯蔵タンクにかかる圧力は基本的には大気圧であり、水素発生タイミングのずれやインテークマニホールドでの吸い込みの脈動を考慮しても、0.5〜2気圧の範囲にある。通常は0.5〜1.5気圧の範囲にある。
貯蔵タンクの形状、容量、材質に特に制限はなく、設置車輌のスペースに合せて適宜選択すればよい。
水素貯蔵の危険性を考慮すると、念のため圧力計及び安全弁を設置することもできる。圧力計及び安全弁の形状、性能、材質に特に制限はなく、大気圧付近で可動するものであれば、市販品を広く利用できる。
通常、安全弁は、1.5気圧以上で作動するようにセットすることができる。
A storage tank may be provided before the hydrogen generated in the negative electrode reaction tank is sent to the regulating valve. When a storage tank is provided, an air supply pipe, which is a flow path of hydrogen generated by the hydrogen generator, is coupled to the inlet of the storage tank. On the other hand, a connecting pipe for connecting the storage tank and the regulating valve or a regulating valve is directly coupled to the outlet of the storage tank.
The storage tank is provided not only for storing hydrogen generated by the hydrogen generator, but also for averaging the hydrogen generation timing shift in the hydrogen generator and the pulsation of the suction of hydrogen in the intake manifold. The pressure applied to the storage tank is basically atmospheric pressure, and it is in the range of 0.5 to 2 atmospheres even when the deviation of hydrogen generation timing and the suction pulsation in the intake manifold are taken into consideration. Usually, it is in the range of 0.5 to 1.5 atmospheres.
The shape, capacity, and material of the storage tank are not particularly limited, and may be appropriately selected according to the space of the installed vehicle.
Considering the danger of hydrogen storage, a pressure gauge and a safety valve can be installed just in case. The shape, performance, and material of the pressure gauge and safety valve are not particularly limited, and commercially available products can be widely used as long as they can move near atmospheric pressure.
Usually, the safety valve can be set to operate at 1.5 atmospheres or more.

導入管の一端は調整弁に接続し、他端はエンジンの吸気系統配管に接続するのが好ましい。導入管の吸気系統配管との接続位置は、インテークマニホールドの中であれば、特に制限はないが、例えば、ガソリンエンジンの場合、導入管をキャブレターのベンチュリーの上流位置に接続すると、貯蔵タンクに貯留された水素はキャブレター内の空気に流れにより生ずる負圧によりキャブレター内に吸入する。水素の流入量はキャブレターに流入する空気の流速に依存し、空気の流速はその流量に依存する。即ち、アクセルの作動により調節されるキャブレターのスロットバルブの開度に依存する。運転者がアクセルを踏み込むと、キャブレターのスロットバルブの開度が大きくなり、空気の流量が増加し、これにつれて水素の流入量も増加する。   One end of the introduction pipe is preferably connected to the regulating valve, and the other end is preferably connected to the intake system piping of the engine. The connection position of the intake pipe with the intake system pipe is not particularly limited as long as it is in the intake manifold. For example, in the case of a gasoline engine, if the introduction pipe is connected to the upstream position of the carburetor venturi, the intake tank is stored. The generated hydrogen is sucked into the carburetor by the negative pressure generated by the flow of air in the carburetor. The inflow amount of hydrogen depends on the flow rate of air flowing into the carburetor, and the flow rate of air depends on the flow rate. That is, it depends on the opening of the slot valve of the carburetor adjusted by the operation of the accelerator. When the driver steps on the accelerator, the opening of the slot valve of the carburetor increases, the air flow rate increases, and the hydrogen inflow amount increases accordingly.

ディーゼルエンジンの場合、導入管の吸気系統配管との接続位置は、インテークマニホールドの中であれば、特に制限はないが、例えば、インテークマニホールドのインテークスロットバルブの上流に結合することができる。水素発生器で発生した水素はインテークマニホールドの中で空気と混合し、軽油が直噴射されるディーゼルエンジンの中で燃焼される。   In the case of a diesel engine, the connection position of the inlet pipe with the intake system pipe is not particularly limited as long as it is in the intake manifold, but for example, it can be coupled upstream of the intake slot valve of the intake manifold. Hydrogen generated in the hydrogen generator is mixed with air in the intake manifold and burned in a diesel engine directly injected with light oil.

空気に混入された水素は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンの燃焼室内で化石燃料と共に燃焼し、駆動力となる。この駆動力の一部が車輌のオルタネータを作動させ、電力に変換する。生み出された電力は車輌バッテリに蓄積される。
エンジンが始動する時、電解コントローラは、車輌バッテリに蓄積された電力を水素発生装置の正、負電極に印加する。電解コントローラはアクセルの開度検知器と連動しており、アクセル開度検知器からの情報に基づき、アクセルの開度に応じた電圧を水素発生装置に供給する。
The hydrogen mixed in the air burns with the fossil fuel in the combustion chamber of the gasoline engine or the diesel engine, and becomes a driving force. Part of this driving force activates the alternator of the vehicle and converts it into electric power. The generated power is stored in the vehicle battery.
When the engine starts, the electrolysis controller applies the power stored in the vehicle battery to the positive and negative electrodes of the hydrogen generator. The electrolysis controller is interlocked with an accelerator opening detector, and supplies a voltage corresponding to the accelerator opening to the hydrogen generator based on information from the accelerator opening detector.

<作用>
以下に正電極電解槽での水の電気分解反応((1)式)、負電極反応槽での水の電解反応((2)、(3)式)及び負電極反応槽での化学反応((4)〜(7)式)について詳細に説明する。
水素発生装置に電力が供給されると、正電極においては、(1)の式に示す反応が進行し、酸素が発生する。

Figure 2012180571
発生した水素イオン(H)は、陽イオン交換樹脂膜を通過して負電極に移動し、負電極において、(2)の式に示す反応によって、負電極から供給される電子(e)を得て水素(H)となる。
Figure 2012180571
<Action>
The following is an electrolysis reaction of water in the positive electrode electrolytic cell (formula (1)), an electrolytic reaction of water in the negative electrode reaction bath (formulas (2) and (3)), and a chemical reaction in the negative electrode reactor ( (Equations (4) to (7)) will be described in detail.
When power is supplied to the hydrogen generator, the reaction shown in the formula (1) proceeds at the positive electrode, and oxygen is generated.
Figure 2012180571
The generated hydrogen ions (H + ) pass through the cation exchange resin membrane and move to the negative electrode, and electrons (e ) supplied from the negative electrode by the reaction shown in the expression (2) at the negative electrode. To hydrogen (H 2 ).
Figure 2012180571

更に、負電極では(3)に示す反応によって、負電極から供給される電子(e)が水を電気分解し、水素(H)と水酸化イオン(OH)が生成する。

Figure 2012180571
式(2)、(3)で生成する水素は水の電気分解により得られる水素である。
水酸化イオン(OH)は陽イオン交換樹脂膜を通過することができないため、負電極反応槽内に留まることになる。 Further, in the negative electrode, the electron (e ) supplied from the negative electrode electrolyzes water by the reaction shown in (3) to generate hydrogen (H 2 ) and hydroxide ions (OH ).
Figure 2012180571
The hydrogen produced by the formulas (2) and (3) is hydrogen obtained by electrolysis of water.
Since hydroxide ions (OH ) cannot pass through the cation exchange resin membrane, they remain in the negative electrode reaction vessel.

一方、電解コントローラからの電力印加がない状態では、電子(e)の供給がないため、(1)〜(3)に示す水の電気分解反応は起きない。
負電極では、マグネシウム及び両性金属の表面がそれぞれの酸化または水酸化皮膜によって覆われ、負電極がアルカリ性電解質と隔離されているため、水素の発生を伴う化学反応は起こらない。
この負電極に電解コントローラから電力が印加されると、上記の水の電気分解が起こり、負電極表面から水素の気泡が発生し、負電極表面を覆っていた皮膜が物理的に剥がれ落ちる。
この時、マグネシウムの表面は励起状態になり、(4)の式に示す化学反応により、マグネシウムは電解液の水を還元して水素を発生し、マグネシウム自身は水酸化マグネシウムとなる。

Figure 2012180571
水酸化マグネシウムは水に難溶性であり、電力印加が停止され、水の電気分解が停止すると、水酸化マグネシウムが負電極を覆い、マグネシウムと水との化学反応は停止する。 On the other hand, in the state where no electric power is applied from the electrolysis controller, there is no supply of electrons (e ), so the water electrolysis reaction shown in (1) to (3) does not occur.
In the negative electrode, the surfaces of magnesium and amphoteric metal are covered with respective oxidation or hydroxide films, and the negative electrode is isolated from the alkaline electrolyte, so that no chemical reaction accompanied by generation of hydrogen occurs.
When electric power is applied to the negative electrode from the electrolysis controller, the above-described electrolysis of water occurs, hydrogen bubbles are generated from the surface of the negative electrode, and the film covering the surface of the negative electrode is physically peeled off.
At this time, the surface of magnesium is in an excited state, and magnesium is reduced by reducing the water of the electrolytic solution by the chemical reaction shown in the equation (4), and magnesium itself becomes magnesium hydroxide.
Figure 2012180571
Magnesium hydroxide is sparingly soluble in water. When power application is stopped and the electrolysis of water stops, magnesium hydroxide covers the negative electrode, and the chemical reaction between magnesium and water stops.

一方、アルミニウムの表面から酸化または水酸化皮膜が物理的に剥がれ落ちると、アルミニウムは(5)の式に示す化学反応により、アルカリ性電解質中で水を分解して水素を発生し、自身は水酸化アルミニウムになる。

Figure 2012180571
水酸化アルミニウムは水に不溶性であり、水酸化イオンが十分供給されない状態では、水酸化アルミニウムが負電極を覆い、アルミニウムとアルカリ性電解質との化学反応は停止する。 On the other hand, when the oxidation or hydroxide film is physically peeled off from the surface of aluminum, aluminum decomposes water in an alkaline electrolyte to generate hydrogen by a chemical reaction represented by the formula (5). Become aluminum.
Figure 2012180571
Aluminum hydroxide is insoluble in water, and in the state where hydroxide ions are not sufficiently supplied, aluminum hydroxide covers the negative electrode, and the chemical reaction between aluminum and the alkaline electrolyte stops.

しかしながら、上記(3)の式の水の電解反応が進行すると、水酸化イオン(OH)が負電極反応槽内に留まり、(6)の式に示す化学反応により、水酸化アルミニウムと反応して水溶性のアルミン酸となる。

Figure 2012180571
このため、水素発生装置の正負電極に電力が印加され水の電気分解反応が進行している間は、水酸化イオンが生成し、水酸化アルミニウムを水溶性のアルミン酸に変換するため、(5)の式に示すアルミニウムと水の化学反応による水素発生が進行する。
正負電極への電力供給が停止され水の電気分解反応が停止すると、(3)の式に示す反応が停止し、水酸化イオンが生成されなくなるため、(6)の式に示す水酸化アルミニウムからアルミン酸への変換ができなくなり、負電極は水酸化アルミニウムにより被覆され、化学反応による水素の発生も停止する。 However, when the water electrolysis reaction of the formula (3) proceeds, the hydroxide ions (OH ) remain in the negative electrode reaction tank and react with the aluminum hydroxide by the chemical reaction shown in the formula (6). Water-soluble aluminate.
Figure 2012180571
For this reason, while electric power is applied to the positive and negative electrodes of the hydrogen generator and the water electrolysis reaction proceeds, hydroxide ions are generated and the aluminum hydroxide is converted into water-soluble aluminate. The hydrogen generation by the chemical reaction of aluminum and water shown in the formula of
When the power supply to the positive and negative electrodes is stopped and the electrolysis reaction of water stops, the reaction shown in the formula (3) stops and no hydroxide ions are generated. Therefore, from the aluminum hydroxide shown in the formula (6) The conversion to aluminate becomes impossible, the negative electrode is covered with aluminum hydroxide, and the generation of hydrogen by chemical reaction is also stopped.

亜鉛もアルカリ性電解質と(7)の式に示す反応により、水素を発生するが、アルミニウムに比べ反応が遅く、むしろ、マグネシウム及びアルミニウムの反応を抑制するように作用する。

Figure 2012180571
スズ、鉛においても亜鉛と同様に、マグネシウム及びアルミニウムの反応を抑制する方向に作用する。 Zinc also generates hydrogen due to the reaction shown in the equation (7) with the alkaline electrolyte, but the reaction is slower than that of aluminum, and rather acts to suppress the reaction of magnesium and aluminum.
Figure 2012180571
Similarly to zinc, tin and lead also act to suppress the reaction of magnesium and aluminum.

本発明の実施の形態について、実施例に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の実施例1であるガソリンエンジン車に搭載した車輌水素添加システムの概略図である。
実施例1の車輌水素添加システムは、水素発生装置1、給気管2、貯蔵タンク3,調整弁4、導入管5及び電解コントローラ6からなり、ガソリン車(マツダ(株)製:MPV(製品名)TA−LW3W(型番))のエンジンルーム(ボンネット)に収容した。
水素発生装置1は、3個の直方体の正電極電解槽12、14、12の間に2個の直方形の負電極反応槽13、13が嵌装された構成であり、負電極反応槽13、13は正電極電解槽12、14、12に対して着脱可能で、負電極反応槽13の側面膜15が正電極電解槽12、14、12の側面膜16に接触するように装着された。
Embodiments of the present invention will be described in detail based on examples.
FIG. 1 is a schematic view of a vehicle hydrogenation system mounted on a gasoline engine vehicle that is Embodiment 1 of the present invention.
The vehicle hydrogenation system of Example 1 includes a hydrogen generator 1, an air supply pipe 2, a storage tank 3, a regulating valve 4, an introduction pipe 5, and an electrolysis controller 6. A gasoline vehicle (Mazda Co., Ltd .: MPV (product name) ) It was accommodated in the engine room (bonnet) of TA-LW3W (model number).
The hydrogen generator 1 has a configuration in which two rectangular negative electrode reaction vessels 13 and 13 are fitted between three rectangular positive electrode electrolytic cells 12, 14 and 12. , 13 can be attached to and detached from the positive electrode electrolyzers 12, 14, 12, and the side membrane 15 of the negative electrode reactor 13 is mounted so as to contact the side membrane 16 of the positive electrode electrolyzers 12, 14, 12. .

負電極反応槽13は、幅30mm×高さ80mm×奥行き150mmの直方体で上部が開放された負電極反応槽の本体17と、負電極反応槽の本体17に嵌合して負電極反応槽13を上部から密閉する負電極反応槽の天井部材19からなり、天井部材19には、発生した水素を送る給気管2に結合される水素出口21と、負電極23に接続される電線の一端が結合する陰極端子25が形成された。
負電極反応槽の本体17は合成樹脂の成形品であり、上部と、正電極電解槽12、14の側面が接触する対向する一対の側壁27の一部が開放されていた。一部が開放された一対の側壁27には、その両面に陽イオン交換膜29(デュポン社製:「ナフィオン」(商品名))を形成した超高分子ポリエチレン多孔質シート31(テックジャム(株)製:SAN3858(型番))が接着され、側面膜33を形成した。負電極反応槽13には0.05重量%の硫酸ナトリウムを含む0.33重量%の水酸化ナトリウム電解質が満たされ、マグネシウムとアルミニウムの1:3(重量比)合金で成形された負電極(幅120mm×高さ65mm×厚さ2mm)23が設置された。負電極23には電線の一端が接続され、他端は天井部材19の陰極端子25に結合された。天井部材19の水素出口21は給気管2に接続された。
The negative electrode reaction tank 13 is fitted to a main body 17 of a negative electrode reaction tank having a rectangular parallelepiped with a width of 30 mm, a height of 80 mm, and a depth of 150 mm, and an open upper portion, and the negative electrode reaction tank main body 17. The ceiling member 19 includes a hydrogen outlet 21 coupled to the supply pipe 2 for sending the generated hydrogen, and one end of an electric wire connected to the negative electrode 23. A cathode terminal 25 to be coupled was formed.
The main body 17 of the negative electrode reaction tank is a molded product of synthetic resin, and the upper part and a part of the pair of side walls 27 facing each other and the side surfaces of the positive electrode electrolytic tanks 12 and 14 are open. A pair of side walls 27 that are partially opened are ultrahigh molecular weight polyethylene porous sheets 31 (Tech Jam Co., Ltd.) having cation exchange membranes 29 (manufactured by DuPont: “Nafion” (trade name)) formed on both sides thereof. ): SAN3858 (model number)) was bonded to form the side film 33. The negative electrode reaction tank 13 is filled with 0.33% by weight of sodium hydroxide electrolyte containing 0.05% by weight of sodium sulfate, and a negative electrode (made of a 1: 3 (weight ratio) alloy of magnesium and aluminum ( 23) (width 120 mm × height 65 mm × thickness 2 mm). One end of the electric wire was connected to the negative electrode 23, and the other end was coupled to the cathode terminal 25 of the ceiling member 19. The hydrogen outlet 21 of the ceiling member 19 was connected to the air supply pipe 2.

正電極電解槽12、14は、幅30mm×高さ80mm×奥行き150mmの直方体で上部が開放された正電極電解槽の本体18、18’と、製塩極電解槽の本体18、18’に嵌合して正電極電解槽12、14の天井部を形成する正電極電解槽の天井部材20からなり、天井部材20には発生した酸素を放出する酸素出口22と、正電極24と接続される電線の一端が結合される陽極端子26が形成された。
水素発生装置の両端に位置する2つの正電極電解槽の本体18は、合成樹脂の成形品で、上部と、負電極反応槽の側面と接触する片側側壁28の一部が開放されていた。水素発生装置の中央に位置する1つの正電極電解槽の本体18’は、合成樹脂の成形品であり、上部と、負電極反応槽の側面と接触する対向する一対の側壁27の一部が開放されていた。正電極電解槽の本体18、18’のそれぞれの開放された側壁には、その両面に陽イオン交換膜29(デュポン社製:「ナフィオン」(商品名))が形成された超高分子ポリエチレン多孔質シート31(テックジャム(株)製:SAN3858(型番))が接着され、側面膜34が形成された。各正電極電解槽の本体18、18’には0.05重量%の硫酸ナトリウムを含む0.33重量%の水酸化ナトリウム電解質が満たされ、白金メッキチタン材質の正電極(幅120mm×高さ65mm×厚さ2mm)24が設置された。陽電極には電線の一端が接続され、他端は陽極端子26に結合された。
The positive electrode electrolyzers 12 and 14 are fitted into a main body 18 and 18 'of a positive electrode electrolyzer having a rectangular parallelepiped with a width of 30 mm, a height of 80 mm and a depth of 150 mm, and an open body of the salt electrode electrolyzer 18 and 18'. The ceiling member 20 comprises a positive electrode electrolytic cell ceiling member 20 that forms a ceiling portion of the positive electrode electrolytic cells 12 and 14. The ceiling member 20 is connected to an oxygen outlet 22 for releasing generated oxygen and a positive electrode 24. An anode terminal 26 to which one end of the electric wire was coupled was formed.
The main bodies 18 of the two positive electrode electrolyzers located at both ends of the hydrogen generator were molded articles of synthetic resin, and a part of the one side wall 28 contacting the upper part and the side surface of the negative electrode reaction tank was opened. One positive electrode electrolytic cell main body 18 ′ located in the center of the hydrogen generator is a synthetic resin molded product, and a part of a pair of side walls 27 facing the upper part and the side surface of the negative electrode reaction tank is in contact with each other. It was open. An ultra-high molecular weight polyethylene porous body in which cation exchange membranes 29 (manufactured by DuPont: “Nafion” (trade name)) are formed on both sides of the open side walls of the main bodies 18 and 18 ′ of the positive electrode electrolytic cell. A quality sheet 31 (manufactured by Tech Jam Co., Ltd .: SAN3858 (model number)) was adhered to form a side film 34. Each positive electrode electrolytic cell body 18, 18 ′ is filled with 0.33% by weight sodium hydroxide electrolyte containing 0.05% by weight sodium sulfate, and is a positive electrode made of platinum-plated titanium (width 120 mm × height). 65 mm × thickness 2 mm) 24 was installed. One end of the electric wire was connected to the positive electrode, and the other end was coupled to the anode terminal 26.

それぞれの負電極反応槽13の水素出口21は給気管2に接続され、互いに連結して貯蔵タンク3の流入口に結合された。
貯蔵タンク3は、2L容量のステンレス製の円筒形中空ドラム形状で天面と底面を溶接して密封構造とした。底面と天面の中心にはそれぞれ流入口と流出口を設け、流入口には給気管2を結合し、流出口には水素ガスの流れを制御する調整弁((株)テイエルブイ製:逆止弁(製品名):CK3M(型番))4を接続した。調整弁4には、水素をエンジンのキャブレターに送る導入管5を接続した。貯蔵タンクの円筒形の胴部には、圧力計(東洋計器工業(株)製:AT型50φ(型番))39及び安全弁(本山製作所製:MCE−C5111(型番))41を設置した。安全弁41は1.5気圧で作動するよう設定した。
The hydrogen outlet 21 of each negative electrode reaction tank 13 was connected to the air supply pipe 2 and connected to the inlet of the storage tank 3 in conjunction with each other.
The storage tank 3 is a cylindrical hollow drum shape made of stainless steel having a capacity of 2 L, and the top surface and the bottom surface are welded to form a sealed structure. An inlet and an outlet are provided in the center of the bottom and top surfaces, respectively, and an air supply pipe 2 is connected to the inlet, and a regulating valve that controls the flow of hydrogen gas at the outlet (manufactured by TL buoy: non-return) Valve (product name): CK3M (model number) 4 was connected. The regulating valve 4 was connected with an introduction pipe 5 for sending hydrogen to the engine carburetor. A pressure gauge (manufactured by Toyo Keiki Kogyo Co., Ltd .: AT type 50φ (model number)) 39 and a safety valve (manufactured by Motoyama Seisakusho: MCE-C5111 (model number)) 41 were installed on the cylindrical body of the storage tank. The safety valve 41 was set to operate at 1.5 atmospheres.

導入管5の一端は貯蔵タンク3の流出口に設置された調整弁4に接続し、他端はエンジンのキャブレター10に接続した。導入管5の接続位置はキャブレター10の入口、即ちベンチュリーの上流直近部位であった。   One end of the introduction pipe 5 was connected to the regulating valve 4 installed at the outlet of the storage tank 3, and the other end was connected to the carburetor 10 of the engine. The connection position of the introduction pipe 5 was the inlet of the carburetor 10, that is, the upstream nearest part of the venturi.

電解コントローラ6は車輌のバッテリ7の端子と連通し、バッテリ7の電力を、水素発生装置1の正電極24と負電極23に制御して供給した。電解コントローラ6は、車輌のアクセルの開度を感知し、アクセルの開度に応じて水素発生装置の正、負電極23、24に供給する電圧を制御した。即ち、アクセルペダルが定常位置(踏み込んでいない状態)にある時は、水素発生装置の両電極への通電を停止し、アクセルペダルを踏み込むと、アクセル開度センサ11がアクセルの開度を検知して電解コントローラ6に伝達し、電解コントローラ6はアクセル開度に応じた電圧を、水素発生装置の両電極へ印加した。   The electrolysis controller 6 communicated with a terminal of the battery 7 of the vehicle, and the power of the battery 7 was controlled and supplied to the positive electrode 24 and the negative electrode 23 of the hydrogen generator 1. The electrolysis controller 6 sensed the opening of the accelerator of the vehicle, and controlled the voltage supplied to the positive and negative electrodes 23 and 24 of the hydrogen generator according to the opening of the accelerator. That is, when the accelerator pedal is in a steady position (not depressed), the power supply to both electrodes of the hydrogen generator is stopped, and when the accelerator pedal is depressed, the accelerator opening sensor 11 detects the accelerator opening. The electrolysis controller 6 applied a voltage corresponding to the accelerator opening to both electrodes of the hydrogen generator.

電解コントローラ6から正、負電極24、23に電力を印加すると、電気エネルギーにより水の電気分解が起こるのと同時に負電極が励起し、アルカリ電解液とマグネシウム及びアルミニウムの化学分解が起こり、印加された電圧に応じた水素ガスが発生した。水素ガスは、水素出口21から給気管2を通じて貯蔵タンク3に集められ、導入管5よりエンジン9供給された。
アクセルを定常位置に戻すと、バッテリ7からの電力供給が遮断され、水の電気分解並びにマグネシウムと水及び両性金属とアルカリ電解質との化学分解は停止し、水素の発生は停止した。
When electric power is applied from the electrolysis controller 6 to the positive and negative electrodes 24 and 23, electrolysis of water is caused by electric energy, and at the same time, the negative electrode is excited and chemical decomposition of the alkaline electrolyte, magnesium and aluminum occurs and is applied. Hydrogen gas was generated according to the voltage. Hydrogen gas was collected in the storage tank 3 from the hydrogen outlet 21 through the air supply pipe 2 and supplied to the engine 9 from the introduction pipe 5.
When the accelerator was returned to the steady position, the power supply from the battery 7 was cut off, and the electrolysis of water and chemical decomposition of magnesium, water, amphoteric metal and alkaline electrolyte were stopped, and the generation of hydrogen was stopped.

<ガソリン車における燃費測定試験>−試験例1、2、比較例1、2
本発明の実施例1に係る車輌水素添加システムを搭載したガソリンエンジン車((株)マツダ製:MPV(製品名):TA−LW3W(型番):排気量2260cc)をシャーシダイナモメータを使用して、国土交通省が定める10・15モード燃費測定試験及び時速60kmで15分間定速走行する(60モード)燃費測定試験を行ない、同一車で本発明の車輌水素添加システムを稼働させた場合と、稼働させなかった場合の比較を行なった。ガソリンを基準とした燃費試験は各モードで10回繰り返し、その平均を求めた。
<Fuel consumption measurement test in gasoline vehicles>-Test Examples 1 and 2, Comparative Examples 1 and 2
Using a chassis dynamometer, a gasoline engine vehicle (manufactured by Mazda: MPV (product name): TA-LW3W (model number): displacement 2260 cc) equipped with the vehicle hydrogenation system according to the first embodiment of the present invention is used. When the vehicle hydrogenation system of the present invention is operated in the same vehicle after performing a 10.15 mode fuel consumption measurement test defined by the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism and a fuel consumption measurement test (60 mode) running at a constant speed of 60 km / h for 15 minutes, A comparison was made when the system was not operated. The fuel consumption test based on gasoline was repeated 10 times in each mode, and the average was obtained.

本発明の車輌水素添加システムをガソリンエンジン車に搭載し水素を添加した場合(試験例1、2)と添加しなかった場合(比較例1、2)のガソリンを基準とした燃費試験結果を表1に示した。

Figure 2012180571
ガソリンエンジン車に本願発明の車輌添加システムを適用したところ、10・15モード走行でも、毎時60km走行の60モード走行でもガソリンを基準とした燃費の大幅改善が見られ、ガソリン1リッター当りの走行距離は水素添加のない場合に比べ155%に増大した。
車輌添加システムを適用した各モードの走行において、試験を通じて水素タンク3の圧力計39は1.5気圧以下であり、安全弁41が作動することはなかった。 The fuel consumption test results based on gasoline when the vehicle hydrogenation system of the present invention is installed in a gasoline engine vehicle and hydrogen is added (Test Examples 1 and 2) and when hydrogen is not added (Comparative Examples 1 and 2) are shown. It was shown in 1.
Figure 2012180571
When the vehicle addition system of the present invention is applied to a gasoline engine vehicle, the fuel consumption can be greatly improved on the basis of gasoline in 10.15 mode driving and 60 km driving at 60 km / h, and the mileage per liter of gasoline. Increased to 155% compared to the case without hydrogenation.
During the running in each mode to which the vehicle addition system was applied, the pressure gauge 39 of the hydrogen tank 3 was 1.5 atm or less throughout the test, and the safety valve 41 did not operate.

<ガソリン車における排ガス測定試験>−試験例3、比較例3
本発明の実施例1に係る車輌水素添加システムを搭載したガソリンエンジン車((株)マツダ製:MPV(商品名):TA−LW3W(型番):2260cc(排気量))をシャーシダイナモメータを使用して、国土交通省が定めるJOC8モードで走行試験を行ない、同一車で本発明の車輌水素添加システムを稼働させた場合と、稼働させなかった場合の廃棄ガス成分の比較を行なった。排気ガスの測定は、JIS D1030に基づいて行なった。
<Exhaust gas measurement test in gasoline vehicles>-Test example 3, Comparative example 3
A gasoline engine vehicle (manufactured by Mazda Co., Ltd .: MPV (trade name): TA-LW3W (model number): 2260 cc (displacement))) equipped with a vehicle hydrogenation system according to Embodiment 1 of the present invention is used with a chassis dynamometer. Then, a running test was conducted in the JOC8 mode defined by the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, and the waste gas components were compared when the vehicle hydrogenation system of the present invention was operated with the same vehicle and when it was not operated. The exhaust gas was measured based on JIS D1030.

同一車輌を用い、JOC8モードで走行中、ガソリンエンジンに水素を添加した場合と添加しない場合の排気ガス成分の測定結果を表2に示した。減少率は、比較例3と試験例3との実測値の差を比較例3の実測値で除して求めた。

Figure 2012180571
その結果、本発明の車輌水素添加システムを稼働させた場合には、水素添加システムを稼働させなかった場合に比較して、二酸化炭素(CO)が52%の減少することが認められた。同時に、粒子状物質(PM)は36%、窒素酸化物(NOx)は23%、一酸化炭素(CO)は43%減少することが認められた。 Table 2 shows the measurement results of the exhaust gas components when hydrogen is added to the gasoline engine and when it is not added while running in the JOC8 mode using the same vehicle. The decrease rate was obtained by dividing the difference between the measured values of Comparative Example 3 and Test Example 3 by the measured value of Comparative Example 3.
Figure 2012180571
As a result, it was found that when the vehicle hydrogenation system of the present invention was operated, carbon dioxide (CO 2 ) was reduced by 52% compared to when the hydrogenation system was not operated. At the same time, it was observed that particulate matter (PM) decreased by 36%, nitrogen oxide (NOx) by 23%, and carbon monoxide (CO) by 43%.

図2は本発明の実施例2であるディーゼルエンジン車に搭載した車輌水素添加システムの概略図である。
実施例2の車輌水素添加システムは、水素発生装置100、給気管200、貯蔵タンク300、調整弁400、導入管500及び電解コントローラ600からなり、ディーゼル車(いすゞ自動車(株)製:ディーゼルエンジン2tトラック(車種)エルフ(製品名):HH−NKR66(型番))のエンジン周辺の荷台下部フレームに収容した。
水素発生装置100は、正電極240を収納する正電極電解層の本体180と、負電極電解層の本体180の中に収納された負電極230を収納した負電極反応槽130とからなっていた。
FIG. 2 is a schematic view of a vehicle hydrogenation system mounted on a diesel engine vehicle that is Embodiment 2 of the present invention.
The vehicle hydrogenation system of Example 2 includes a hydrogen generator 100, an air supply pipe 200, a storage tank 300, a regulating valve 400, an introduction pipe 500, and an electrolysis controller 600, and is a diesel vehicle (Isuzu Motors Co., Ltd .: diesel engine 2t The truck (vehicle type) elf (product name): HH-NKR66 (model number)) was housed in the lower frame of the loading platform around the engine.
The hydrogen generator 100 was composed of a positive electrode electrolytic layer main body 180 containing a positive electrode 240 and a negative electrode reaction tank 130 containing a negative electrode 230 housed in the negative electrode electrolytic layer main body 180. .

正電極電解槽の本体180は8L容(直径220×高さ220mm)のステンレス製の底面を有する円筒形状の容器で、上部は開放されていた。開放された上部には、中央部に負電極反応槽130を出し入れする直径160mmの円形の孔と正電極電解槽の本体180の上部外周に係止する縁部を有する蓋部材201が設置された。蓋部材201には、正電極240に接続される電線の一端が結合した陽極端子260が6個設置された。電解槽本体180の内壁面には6個の正電極240がほぼ等間隔に配置され、エポキシ樹脂系接着剤で内壁に固定された。エポキシ樹脂系接着剤は正電極240の固定と内壁との絶縁の役割を有していた。各正電極240は幅65mm×長さ180mm×厚さ2mmのステンレス板で、通電するための電線の一端が接続された。電線の他端は蓋部材201に設置された陽極端子260に結合された。
電解槽本体180には、特許文献(特開2006−309987号公報)に開示した海水を電気分解して製造したpH14のアルカリ性電解液を充満した。
The main body 180 of the positive electrode electrolytic cell was a cylindrical container having an 8 L volume (diameter 220 × height 220 mm) having a stainless steel bottom, and the upper part was open. A lid member 201 having a circular hole with a diameter of 160 mm for inserting and removing the negative electrode reaction vessel 130 at the center and an edge for engaging with the outer periphery of the upper portion of the main body 180 of the positive electrode electrolytic cell is installed at the opened upper part. . The lid member 201 was provided with six anode terminals 260 to which one end of an electric wire connected to the positive electrode 240 was coupled. Six positive electrodes 240 were arranged on the inner wall surface of the electrolytic cell main body 180 at substantially equal intervals, and fixed to the inner wall with an epoxy resin adhesive. The epoxy resin adhesive had a role of fixing the positive electrode 240 and insulating the inner wall. Each positive electrode 240 is a stainless steel plate having a width of 65 mm, a length of 180 mm, and a thickness of 2 mm, and one end of an electric wire for energization is connected thereto. The other end of the electric wire was coupled to an anode terminal 260 installed on the lid member 201.
The electrolytic cell main body 180 was filled with an alkaline electrolyte having a pH of 14 produced by electrolyzing seawater disclosed in a patent document (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-309987).

負電極反応槽130は、4.5L容(内径152mm×高さ242mm)の底面を有する円筒形状の負電極反応槽の本体170と、負電極反応槽の本体170の上部開放面に接合して負電極反応槽130を密閉する負電極反応槽の天井部材190とからなっていた。
負電極反応槽の本体170は素焼き陶器であり、その外周面及び内周面は陽イオン交換膜(デュポン社製:「ナフィオン」(商品名))290が形成された。
天井部材190は合成樹脂製の成形品であり、中央部に発生した水素を送り出す水素出口210を有し、水素出口210には給気管200が接続された。水素出口210の周囲には負電極230に結合する電線の一端を接続する陰極端子250を設置した。また、天井部材190はその外周に負電極反応槽の本体170の外部側面に嵌合する縁部を有していた。
負電極反応槽130の内部中央には幅65mm×長さ180mm×厚さ2mmのマグネシウム−アルミニウム−亜鉛(20:75:5重量比)合金でできた負電極230が3個互いに接触しないように配置され、それぞれが電線で陰極端子250に接続された。
負電極反応槽の本体170には、正電極電解槽と同じ海水を電気分解して製造したアルカリ性電解液(pH14)を充満した。
The negative electrode reaction tank 130 is bonded to a cylindrical negative electrode reaction tank main body 170 having a 4.5 L volume (inner diameter 152 mm × height 242 mm) bottom surface and an upper open surface of the negative electrode reaction tank main body 170. It comprised the ceiling member 190 of the negative electrode reaction tank which seals the negative electrode reaction tank 130.
The main body 170 of the negative electrode reaction tank was an unglazed pottery, and a cation exchange membrane (manufactured by DuPont: “Nafion” (trade name)) 290 was formed on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface thereof.
The ceiling member 190 is a molded product made of a synthetic resin, and has a hydrogen outlet 210 for sending out hydrogen generated in the center, and the supply pipe 200 is connected to the hydrogen outlet 210. Around the hydrogen outlet 210, a cathode terminal 250 for connecting one end of an electric wire coupled to the negative electrode 230 was installed. Moreover, the ceiling member 190 had an edge part fitted to the outer side surface of the main body 170 of the negative electrode reaction tank on the outer periphery thereof.
Three negative electrodes 230 made of a magnesium-aluminum-zinc (20: 75: 5 weight ratio) alloy having a width of 65 mm, a length of 180 mm, and a thickness of 2 mm are arranged in the center of the negative electrode reaction vessel so that they do not contact each other. Arranged, each connected to the cathode terminal 250 by an electric wire.
The main body 170 of the negative electrode reaction tank was filled with an alkaline electrolyte (pH 14) produced by electrolyzing the same seawater as the positive electrode electrolytic tank.

負電極反応槽130は、正電極電解槽の蓋部材201の中央に設けられた穴を通じて出し入れ可能であり、負電極230の消耗状態に応じて新たな負電極反応槽130と交換が可能であった。
負電極反応槽130の天井部材190に設けられた水素出口210は給気管200に接合された。水素発生装置100で発生した水素は給気管200を通って貯蔵タンク300に集められた。
貯蔵タンク300はその容積を10Lとした以外は実施例1と同様であった。
また、貯蔵タンクに付設された,圧力計390、安全弁410、調整弁400も実施例1と同一の市販品を使用した。
The negative electrode reaction tank 130 can be taken in and out through a hole provided in the center of the lid member 201 of the positive electrode electrolytic tank, and can be replaced with a new negative electrode reaction tank 130 according to the consumption state of the negative electrode 230. It was.
The hydrogen outlet 210 provided in the ceiling member 190 of the negative electrode reaction tank 130 was joined to the air supply pipe 200. Hydrogen generated in the hydrogen generator 100 was collected in the storage tank 300 through the air supply pipe 200.
The storage tank 300 was the same as in Example 1 except that the volume was 10L.
Moreover, the pressure gauge 390, the safety valve 410, and the adjustment valve 400 which were attached to the storage tank used the same commercial item as Example 1.

一端が調整弁400に接続された導入管500の他端は、ディーゼルエンジンのインテークマニホールドのインテークスロットバルブの上流直近部分に接続された。水素発生装置100で発生した水素はインテークマニホールドの中で空気と混合し、ディーゼルエンジンの中で燃焼された。   The other end of the introduction pipe 500 whose one end was connected to the regulating valve 400 was connected to the upstream nearest portion of the intake slot valve of the intake manifold of the diesel engine. Hydrogen generated in the hydrogen generator 100 was mixed with air in the intake manifold and burned in the diesel engine.

水素発生装置100の陽極端子260及び陰極端子250にはそれぞれ電線の一端が接続され、他端はそれぞれ電解コントローラ600に接続された。
電解コントローラ600の接続様式及び作用については実施例1と同様であるため説明は省略する。
One end of each electric wire was connected to the anode terminal 260 and the cathode terminal 250 of the hydrogen generator 100, and the other end was connected to the electrolysis controller 600.
Since the connection mode and operation of the electrolysis controller 600 are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.

<ディーゼル車における燃費測定試験>−試験例4、5、比較例4、5
本発明の実施例2に係る車輌水素添加システムを搭載したディーゼル車(いすゞ自動車(株)製:ディーゼルエンジントラック(車種):エルフ(商品名):HH−NKR66(型番):排気量4330cc:積載量2t)について、シャーシダイナモメータを使用して、国土交通省が定める10・15モード燃費測定試験及び時速60kmで15分間定速走行する(60モード)燃費測定試験を行ない、同一車で本発明の車輌水素添加システムを稼働させた場合と、稼働させなかった場合の比較を行なった。軽油を基準にした燃費試験は各モードで10回繰り返し、その平均を求めた。
<Fuel consumption measurement test in diesel vehicles>-Test examples 4, 5 and Comparative examples 4, 5
Diesel vehicle equipped with a vehicle hydrogenation system according to Embodiment 2 of the present invention (made by Isuzu Motors Co., Ltd .: diesel engine truck (model): Elf (trade name): HH-NKR66 (model number): displacement 4330 cc: loaded For the amount 2t), using a chassis dynamometer, a 10.15 mode fuel consumption measurement test determined by the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism and a fuel consumption measurement test that runs at a constant speed for 15 minutes at 60 km / h (60 mode) were performed. A comparison was made between when the vehicle hydrogenation system was activated and when it was not activated. The fuel consumption test based on light oil was repeated 10 times in each mode, and the average was obtained.

本発明の車輌水素添加システムをディーゼルエンジン車に搭載し水素を添加した場合(試験例4、5)と添加しなかった場合(比較例4、5)の軽油を基準にした燃費試験結果を表3に示した。

Figure 2012180571
ディーゼルエンジン車に本願発明の車輌添加システムを適用したところ、10・15モード走行でも、毎時60km走行の60モード走行でも軽油を基準にした燃費の大幅改善が見られ、軽油1リッター当りの走行距離は水素添加のない場合に比べ10・15モードで169%、60モードで167%に増大した。
車輌添加システムを適用した各モードの走行において、試験を通じて水素タン3クの圧力計390は1.5気圧以下であり、安全弁410が作動することはなかった。 The fuel consumption test results based on diesel oil when the vehicle hydrogenation system of the present invention is installed in a diesel engine vehicle and hydrogen is added (Test Examples 4 and 5) and when hydrogen is not added (Comparative Examples 4 and 5) It was shown in 3.
Figure 2012180571
When the vehicle addition system according to the present invention is applied to a diesel engine vehicle, fuel efficiency based on light oil is greatly improved both in 10.15 mode driving and in 60 mode driving at 60 km / h, and the mileage per liter of diesel oil Increased to 169% in the 10.15 mode and 167% in the 60 mode compared to the case without hydrogenation.
In each mode of traveling using the vehicle addition system, the pressure gauge 390 of hydrogen tank 3 was 1.5 atm or less throughout the test, and the safety valve 410 did not operate.

<ディーゼル車における排ガス測定試験>−試験例6、比較例6
本発明の実施例2に係る車輌水素添加システムを搭載したディーゼルエンジン車
(いすゞ自動車(株)製:ディーゼルエンジントラック(車種):エルフ(商品名):HH−NKR66(型番):排気量4330cc:積載量2t)について、シャーシダイナモメータを使用して、国土交通省が定めるJOC8モードで走行試験を行ない、同一車で本発明の車輌水素添加システムを稼働させた場合と、稼働させなかった場合の二酸化炭素の排出量の比較を行なった。排気ガスの測定は、JIS D1030に基づいて行なった。
<Exhaust gas measurement test in diesel vehicles>-Test example 6, Comparative example 6
Diesel engine vehicle (made by Isuzu Motors Ltd .: Diesel engine truck (vehicle type): Elf (trade name): HH-NKR66 (model number): Displacement 4330 cc: With respect to the load capacity 2t), using a chassis dynamometer, a running test was conducted in the JOC8 mode defined by the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, and when the vehicle hydrogenation system of the present invention was operated on the same vehicle and when it was not operated The carbon dioxide emissions were compared. The exhaust gas was measured based on JIS D1030.

同一車輌を用い、走行中に水素添加を行なった場合と水素添加を行なわなかった場合の二酸化炭素排出量の測定結果を表4に示した。

Figure 2012180571
その結果、本発明の車輌水素添加システムを稼働させた場合には、水素添加システムを稼働させなかった場合に比較して、走行距離当り二酸化炭素(CO)の排出量は69%減少した。 Table 4 shows the measurement results of carbon dioxide emissions when the same vehicle was used and hydrogenation was performed during running and when hydrogenation was not performed.
Figure 2012180571
As a result, when the vehicle hydrogenation system of the present invention was operated, carbon dioxide (CO 2 ) emissions per mileage decreased by 69% compared to when the hydrogenation system was not operated.

<ディーゼル車における燃費軽減実証試験>−試験例7
本発明の実施例2に示した車輌水素添加システムを、10台のディーゼル車(いすゞ自動車(株)製:ディーゼルエンジントラック(車種):エルフ(商品名):HH−NKR66(型番):排気量4330cc:積載量2t)に搭載して、1ヶ月間通常の運送業務を実施した。その結果、搭載前の1ヶ月に60万円支払っていた燃料(軽油)経費は搭載後の1ヶ月には30万円に減少し、燃費改善効果が認められた。
車輌水素添加システムを搭載して1ヶ月間の業務中に、バックファイヤーやノッキングを経験したものは一人もいなかった。また、これまでの業務に比較して水素添加したエンジンの馬力不足を感じた者もいなかった。
<Demonstration test of fuel consumption reduction in diesel vehicles>-Test example 7
The vehicle hydrogenation system shown in Example 2 of the present invention was replaced with 10 diesel vehicles (manufactured by Isuzu Motors Ltd .: diesel engine truck (model): elf (trade name): HH-NKR66 (model number): displacement) 4330cc: Load capacity 2t) and carrying out normal transportation work for one month. As a result, the fuel (light oil) cost paid 600,000 yen in the month before installation decreased to 300,000 yen in the month after installation, and the fuel efficiency improvement effect was recognized.
No one experienced backfire or knocking during a month of work with a vehicle hydrogenation system. In addition, no one felt that there was a lack of horsepower in the hydrogenated engine compared to previous work.

本発明の車輌水素添加システムは、ガソリンエンジン車輌またはディーゼルエンジン車輌に水素発生装置を搭載し、発生させた水素を化石燃料の補助燃料として供給することにより、化石燃料を基準とした燃費の向上及び二酸化炭素の低減を計れるものであり、環境に配慮した新たなハイブリッドカーの搭載システムとして好適である。また、従来の車輌に、若干の設備の追加を行なうだけで、従来の車輌がそのまま使用できることから、経済的であり、直ちに環境への負荷を減らすことができることからエコカーの搭載システムとして好適である。   The vehicle hydrogenation system of the present invention is equipped with a hydrogen generator on a gasoline engine vehicle or a diesel engine vehicle, and supplies the generated hydrogen as an auxiliary fuel for fossil fuel, thereby improving fuel efficiency based on fossil fuel and It can reduce carbon dioxide and is suitable as a new hybrid car mounting system that is environmentally friendly. Moreover, the conventional vehicle can be used as it is by adding a few facilities to the conventional vehicle, so it is economical and can immediately reduce the burden on the environment. .

本発明の車輌水素添加システムは、車輌のみならず、あらゆる化石燃料を燃料資源とする燃焼装置に適用が可能であり、二酸化炭素の排出を低減することができることから、例えば、溶鉱炉や火力発電所等の大型燃焼装置から一般家庭用の簡易ボイラー等の小型燃焼装置にまで、応用することが可能であり、二酸化炭素削減の方策として産業上の利用可能性は大きい。
更に、本発明の車輌水素添加システムに使用した水素発生装置は、必要な場所で安価で大量の水素を安全に供給することができるため、従来より水素を添加した水素水の機能が注目されている半導体の洗浄分野、また、水素水に体内の活性酸素を除去する力があり、脳梗塞、腎不全、認知症等の治療に効果が見られる医療分野、活性酸素の除去機能を魚の養殖や活魚輸送等に利用する水産業分野、作物の生育に利用する水耕栽培や切花延命用途等の農業分野において、水素を供給する装置として好適に利用できる。
The vehicle hydrogenation system of the present invention can be applied not only to a vehicle but also to a combustion apparatus using any fossil fuel as a fuel resource, and can reduce carbon dioxide emission. For example, a blast furnace or a thermal power plant It can be applied to a large-scale combustion apparatus such as a simple boiler for general households, and the industrial applicability is great as a measure for reducing carbon dioxide.
Furthermore, since the hydrogen generator used in the vehicle hydrogenation system of the present invention can safely supply a large amount of hydrogen at a low cost at a required place, the function of hydrogen water to which hydrogen has been added has been attracting attention. The field of semiconductor cleaning, the ability of hydrogen water to remove active oxygen in the body, the medical field that is effective in the treatment of cerebral infarction, renal failure, dementia, etc. It can be suitably used as an apparatus for supplying hydrogen in the field of fisheries used for transporting live fish, etc., and in the field of agriculture such as hydroponics used for growing crops and life-extending cut flowers.

1、100 水素発生装置
2、200 給気管
3、300 貯蔵タンク
4、400 調整弁
5、500 導入管
6、600 電解コントローラ
7、700 車輌バッテリ
8、800 車輌オルタネータ
9、900 エンジン
10 キャブレター
11、110 アクセル開度センサ
12、14、120 正電極電解槽
13、130 負電極反応槽
15 (負電極反応槽の)側面膜
16 (正電極電解槽の)側面膜
17、170 (負電極反応槽の)本体
18、18’、180 (正電極電解槽の)本体
19、190 (負電極反応槽の)天井部材
20 (正電極電解槽の)天井部材
21、210 水素出口
22 酸素出口
23、230 負電極
24、240 正電極
25、250 陰極端子
26、260 陽極端子
27 (負電極反応槽の)側壁
28 (正電極電解槽の)側壁
29、290 陽イオン交換膜
31 多孔質シート
33 (負電極反応槽の)側面膜
34 (正電極電解槽の)側面膜
39、390 圧力計
41、410 安全弁
101 インテークマニホールド
201 (正電極電解槽の)蓋部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 Hydrogen generator 2,200 Supply pipe 3,300 Storage tank 4,400 Regulator valve 5,500 Introductory pipe 6,600 Electrolysis controller 7,700 Vehicle battery 8,800 Vehicle alternator 9,900 Engine 10 Carburettor 11,110 Accelerator opening sensor 12, 14, 120 Positive electrode electrolytic tank 13, 130 Negative electrode reaction tank 15 Side film (of negative electrode reaction tank) 16 Side film (of positive electrode electrolytic tank) 17, 170 (of negative electrode reaction tank) Main body 18, 18 ′, 180 Main body 19, 190 (for negative electrode reactor) Ceiling member 20 (for positive electrode reactor) Ceiling member 21, 210 Hydrogen outlet 22 Oxygen outlet 23, 230 Negative electrode 24, 240 Positive electrode 25, 250 Cathode terminal 26, 260 Anode terminal 27 Side wall (of negative electrode reaction tank) 28 (Positive electrode electrolysis) Side wall 29, 290 Cation exchange membrane 31 Porous sheet 33 Side membrane (of negative electrode reactor) 34 Side membrane (of positive electrode electrolytic cell) 39, 390 Pressure gauge 41, 410 Safety valve 101 Intake manifold 201 (Positive electrode) Lid member of electrolytic cell

Claims (9)

化石燃料エンジンで駆動する車輌に、
白金メッキチタンまたはステンレススチールからなる正電極と電解質とを備えた正電極電解槽と、マグネシウムと両性金属の合金からなる負電極と電解質とを備えた負電極反応槽とが隔膜を介して接して構成され、前記負電極反応槽が前記正電極電解槽に着脱可能に接触して装着される水素発生装置と、
前記水素発生装置の前記負電極反応槽から発生した水素を調整弁を介して前記エンジンのキャブレターまたはインテークマニホールドに供給する導入管と、
車輌のバッテリの電力を、前記水素発生装置の前記正電極と前記負電極に制御して供給する電解コントローラとを搭載し、
前記水素発生装置で発生した水素を空気と混合して前記エンジンに供給し、化石燃料と共に燃焼させることを特徴とする車輌水素添加システム。
For vehicles driven by fossil fuel engines,
A positive electrode electrolytic cell comprising a positive electrode made of platinum-plated titanium or stainless steel and an electrolyte, and a negative electrode reaction vessel comprising a negative electrode made of an alloy of magnesium and amphoteric metal and an electrolyte are in contact with each other through a diaphragm. A hydrogen generator configured so that the negative electrode reaction tank is detachably contacted with the positive electrode electrolytic cell;
An introduction pipe for supplying hydrogen generated from the negative electrode reaction tank of the hydrogen generator to the carburetor or intake manifold of the engine via a regulating valve;
The battery controller of the vehicle is equipped with an electrolysis controller that controls and supplies power to the positive electrode and the negative electrode of the hydrogen generator,
A vehicle hydrogenation system, wherein hydrogen generated by the hydrogen generator is mixed with air, supplied to the engine, and burned together with fossil fuel.
前記水素発生装置は、前記電解コントローラから印加された電力により制御され、印加された電圧に応じた水の電気分解による水素の発生と、水の電気分解量に対応したマグネシウム及び両性金属と水との化学反応による水素の発生があり、電力供給を止めると電気分解と化学反応による水素の発生が共に止むことを特徴とする請求項1記載の車輌水素添加システム。   The hydrogen generator is controlled by electric power applied from the electrolysis controller, generates hydrogen by electrolysis of water according to the applied voltage, magnesium and amphoteric metal and water corresponding to the amount of water electrolysis 2. The vehicle hydrogenation system according to claim 1, wherein generation of hydrogen is caused by a chemical reaction of the fuel, and both generation of hydrogen by electrolysis and chemical reaction stops when power supply is stopped. 前記電解コントローラは車輌のアクセルに連動し、アクセルの開度に応じた電圧を前記水素発生装置の前記正電極と前記負電極に供給することを特徴とする請求項1または2に記載の車輌水素添加システム。   3. The vehicle hydrogen according to claim 1, wherein the electrolysis controller is linked to an accelerator of a vehicle and supplies a voltage corresponding to an opening of the accelerator to the positive electrode and the negative electrode of the hydrogen generator. Additive system. 前記水素発生装置の前記負電極は、少なくともマグネシウムとアルミニウムを含む合金からなることを特徴とする請求項1に記載の車輌水素添加システム。   The vehicle hydrogenation system according to claim 1, wherein the negative electrode of the hydrogen generator is made of an alloy containing at least magnesium and aluminum. 前記水素発生装置の前記電解質はアルカリ性電解質であることを特徴とする請求項1に記載の車輌水素添加システム。   The vehicle hydrogenation system according to claim 1, wherein the electrolyte of the hydrogen generator is an alkaline electrolyte. 前記水素発生装置の前記隔膜は陽イオン交換膜であることを特徴とする請求項1に記載の車輌水素添加システム。   The vehicle hydrogenation system according to claim 1, wherein the diaphragm of the hydrogen generator is a cation exchange membrane. 前記水素発生装置と給気管で連通し、前記発生装置の前記負電極反応槽反応槽から発生した水素を貯蔵し、貯蔵した水素を前記導入管に供給する貯蔵タンクをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の車輌水素添加システム。   The apparatus further comprises a storage tank that communicates with the hydrogen generator through an air supply pipe, stores hydrogen generated from the negative electrode reaction tank reaction tank of the generator, and supplies the stored hydrogen to the introduction pipe. The vehicle hydrogenation system according to claim 1. 前記貯蔵タンクは、前記給気管に連結する流入口、前記調整弁に結合する流出口、圧力計及び安全弁を備えることを特徴とする請求項7に記載の車輌水素添加システム。   The vehicle hydrogenation system according to claim 7, wherein the storage tank includes an inlet connected to the air supply pipe, an outlet connected to the regulating valve, a pressure gauge, and a safety valve. 前記貯蔵タンクは、0.5〜2気圧の範囲で水素を貯蔵し、前記エンジンに水素を供給することを特徴とする請求項7または8に記載の車輌水素添加システム。   The vehicle hydrogenation system according to claim 7 or 8, wherein the storage tank stores hydrogen in a range of 0.5 to 2 atm and supplies hydrogen to the engine.
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