JP2019183862A - Hydrogen storage rate estimation system and hydrogen storage rate estimation method - Google Patents
Hydrogen storage rate estimation system and hydrogen storage rate estimation method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019183862A JP2019183862A JP2018071150A JP2018071150A JP2019183862A JP 2019183862 A JP2019183862 A JP 2019183862A JP 2018071150 A JP2018071150 A JP 2018071150A JP 2018071150 A JP2018071150 A JP 2018071150A JP 2019183862 A JP2019183862 A JP 2019183862A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- hydrogen storage
- storage alloy
- estimation
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 346
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 346
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 344
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 51
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 92
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 92
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 59
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 59
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 25
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical group 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004681 metal hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Abstract
Description
本発明は、水素吸蔵合金タンクの水素吸蔵合金の水素貯蔵率を推定する水素貯蔵率推定システム及び水素貯蔵率推定方法に関する。 The present invention relates to a hydrogen storage rate estimation system and a hydrogen storage rate estimation method for estimating a hydrogen storage rate of a hydrogen storage alloy in a hydrogen storage alloy tank.
現在、水素ステーションなどで用いられている圧縮水素ガスや液体水素による既存の水素貯蔵法には、エネルギー密度、所要エネルギー、安全性、取り扱いの点で、建物近傍での適用が難しいという問題が存在する。この解決策のひとつに水素吸蔵合金が存在する。水素吸蔵合金は、下式に示す気固相反応により金属水素化物を生成する合金の中で、水素吸蔵量が比較的多く、水素の吸蔵と放出が温和な温度と水素圧の下で可逆的に進むものの総称である。 The existing hydrogen storage method using compressed hydrogen gas and liquid hydrogen currently used in hydrogen stations and the like has a problem that it is difficult to apply in the vicinity of buildings in terms of energy density, required energy, safety, and handling. To do. One solution is a hydrogen storage alloy. Among the alloys that generate metal hydrides by the gas-solid phase reaction shown in the following formula, the hydrogen storage alloy has a relatively large amount of hydrogen storage and is reversible under a moderate temperature and hydrogen pressure. It is a general term for things that go on.
2M+xH2←→2MHx+Q 2M + xH2 ← → 2MHx + Q
ここでMは水素吸蔵合金、MHxは水素化物、Qは反応熱[kJ/mol]である。 Here, M is a hydrogen storage alloy, MHx is a hydride, and Q is heat of reaction [kJ / mol].
水素吸蔵合金は、水素の吸蔵と放出に伴う体積の膨張と収縮により、μmオーダー或いはそれ以下の粒径に微粉化し、粉粒体の形態を呈す。このため、実用化するためには、水素吸蔵合金はタンクに貯蔵した形で使用される。 The hydrogen storage alloy is pulverized to a particle size of the order of μm or less due to the expansion and contraction of the volume accompanying the storage and release of hydrogen, and takes the form of powder particles. For this reason, in order to put it to practical use, the hydrogen storage alloy is used in a form stored in a tank.
水素吸蔵合金の特性は、PCT(Pressure Composition Temperature)線図により示される。図11は、水素吸蔵合金のPCT線図の一例である。PCT線図は、一定温度において、水素の吸蔵に必要な及び放出可能な水素圧力と、水素吸蔵量との関係を示したものであり、Y軸は定温での水素圧力(対数平衡水素圧力)、X軸は定温での組成(水素濃度)を示す。図11に示すように、水素吸蔵合金のPCT線図には、水素を吸蔵する過程と水素を放出する過程とで挙動が異なるようなヒステリシス特性が示される。また、水素吸蔵合金のPCT線図には、略一定の水素圧力となるようなプラトー領域が存在する。プラトー領域は1段階とは限らず、金属種によっては、プラトー領域を多段階所有しているものもある。図12は、多段プラトー領域をもつ金属種のPCT線図の一例である。この例では、第1段目と第2段目との2つのプラトー領域を持つ。 The characteristics of the hydrogen storage alloy are shown by a PCT (Pressure Composition Temperature) diagram. FIG. 11 is an example of a PCT diagram of a hydrogen storage alloy. The PCT diagram shows the relationship between the hydrogen pressure necessary and desorbable for hydrogen storage and the hydrogen storage amount at a constant temperature, and the Y-axis shows the hydrogen pressure at constant temperature (logarithmic equilibrium hydrogen pressure). The X axis shows the composition (hydrogen concentration) at a constant temperature. As shown in FIG. 11, the PCT diagram of the hydrogen storage alloy shows hysteresis characteristics that behave differently in the process of storing hydrogen and in the process of releasing hydrogen. In addition, a plateau region in which a substantially constant hydrogen pressure is present exists in the PCT diagram of the hydrogen storage alloy. The plateau region is not limited to one stage, and some metal species possess plateau regions in multiple stages. FIG. 12 is an example of a PCT diagram of a metal species having a multistage plateau region. In this example, there are two plateau regions of the first stage and the second stage.
水素吸蔵合金は、気体と比較して極めて高い体積当たりの水素充填密度を実現することができ、気固相反応であるために長期貯蔵が可能である。また、金属種にも依るが、概ね1MPa以下の水素圧、100度以下の温度の条件で水素化と脱水素化が進むため、急激な水素漏れによる事故の発生も防止でき、高圧や断熱等の特別な仕様が要求される容器を必要としない。このため、水素吸蔵合金は、従来のボンベ方式や液体水素方式に比べて、安全かつ容易に水素を貯蔵できる特性を有していると言える。 The hydrogen storage alloy can realize a very high hydrogen filling density per volume as compared with gas, and can be stored for a long time because it is a gas-solid reaction. In addition, although depending on the metal type, hydrogenation and dehydrogenation proceed under conditions of a hydrogen pressure of approximately 1 MPa or less and a temperature of 100 degrees or less, so that accidents due to sudden hydrogen leakage can be prevented. Does not require containers that require special specifications. For this reason, it can be said that the hydrogen storage alloy has the property of storing hydrogen safely and easily as compared with the conventional cylinder method and liquid hydrogen method.
水素吸蔵合金を用いて水素を貯蔵する場合の課題としては、水素貯蔵量が分かり難いということがある。すなわち、水素吸蔵合金は、重量当たりの水素充填密度が低い以外に、固溶現象と化学的結合により充填を行うため、傍目からその時点での水素貯蔵量が分かり難い。 A problem in storing hydrogen using a hydrogen storage alloy is that the amount of stored hydrogen is difficult to understand. That is, the hydrogen storage alloy has a low hydrogen filling density per weight and is filled by a solid solution phenomenon and a chemical bond, so that it is difficult to understand the hydrogen storage amount at that time from the side.
水素吸蔵合金に関する貯蔵量、貯蔵率の推定に関する先行技術文献としては、以下の特許文献1、並びに、非特許文献1及び非特許文献2に記載されるものがある。
Prior art documents relating to the storage amount and storage rate estimation relating to the hydrogen storage alloy include those described in the following
上述のように、水素吸蔵合金は、傍目からその時点での水素貯蔵量が分かり難いという課題がある。非特許文献1に記載されている技術は、グロー放電発光分析である。しかしながら、発光分光分析法ではタンク内のものを取り出して測ることになるため、水素貯蔵量を推定するには適していないと考えられる。
As described above, the hydrogen storage alloy has a problem that the hydrogen storage amount at that time is difficult to understand from the side. The technique described in
また、非特許文献2に記載されている技術は、圧力と重量による定量、推定である。重量による推測は稼働中において、加速度により正確な値が計測しにくいこと、水素吸蔵合金に対する水素濃度は現状多くとも3wt%であり、誤差の範疇であることから、水素貯蔵量を推定するには適していないと考えられる。また、マスフロ―メーター等による実測についても、実測誤差が大きく正確な値が計測しにくい。
The technique described in Non-Patent
また、水素吸蔵合金の有効水素吸蔵量は、金属種の他に、圧力と温度に依存することが知られている。これを用いた特許文献1の手法においては、PCT線図の傾きが定数であるため、傾きが温度依存する金属種について適していない。また、図12に示したような、使用範囲において多段プラトー領域を持つ金属種についても、想定されていない。
Further, it is known that the effective hydrogen storage amount of the hydrogen storage alloy depends on the pressure and temperature in addition to the metal species. In the method of
上述の課題を鑑み、本発明は、金属種や金属温度を問わず、水素吸蔵合金タンクの水素吸蔵合金の水素貯蔵量を高い精度で容易に計測できる水素貯蔵率推定システム及び水素貯蔵率推定方法を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, the present invention provides a hydrogen storage rate estimation system and a hydrogen storage rate estimation method capable of easily measuring the hydrogen storage amount of the hydrogen storage alloy in the hydrogen storage alloy tank with high accuracy regardless of the metal species or metal temperature. The purpose is to provide.
上述の課題を解決するために、本発明の一態様に係る水素貯蔵率推定システムは、水素吸蔵合金タンクの水素吸蔵合金の水素貯蔵率を推定する水素貯蔵率推定システムであって、前記水素吸蔵合金タンクの水素吸蔵合金の金属温度を検出する温度センサと、前記水素吸蔵合金タンクの水素圧力を検出する圧力センサと、金属温度と水素圧力をパラメータとして水素濃度を求める推定式が記憶される記憶部と、前記温度センサからの金属温度の検出値と前記圧力センサからの水素圧力の検出値とから、前記推定式により水素濃度を算出し、当該算出された水素濃度から水素貯蔵率の推定値を出力する演算部とを備える。 In order to solve the above problems, a hydrogen storage rate estimation system according to an aspect of the present invention is a hydrogen storage rate estimation system that estimates a hydrogen storage rate of a hydrogen storage alloy in a hydrogen storage alloy tank, the hydrogen storage rate estimation system A temperature sensor for detecting the metal temperature of the hydrogen storage alloy in the alloy tank, a pressure sensor for detecting the hydrogen pressure in the hydrogen storage alloy tank, and a memory for storing an estimation formula for determining the hydrogen concentration using the metal temperature and the hydrogen pressure as parameters. A hydrogen concentration from the detected value of the metal temperature from the temperature sensor and the detected value of the hydrogen pressure from the pressure sensor, and an estimated value of the hydrogen storage rate from the calculated hydrogen concentration Is provided.
本発明の一態様に係る水素貯蔵率推定方法は、水素吸蔵合金タンクの水素吸蔵合金の水素貯蔵率を推定する水素貯蔵率推定方法であって、予め、前記水素吸蔵合金タンクの水素吸蔵合金と同一組成の試験体を用いて金属温度と水素圧力をパラメータとして水素濃度を求める推定式を算出する工程と、前記推定式を記憶する工程と、前記水素吸蔵合金タンクの水素吸蔵合金の金属温度と、前記水素吸蔵合金タンクの水素圧力を検出する工程と、前記水素吸蔵合金タンクの水素吸蔵合金の金属温度の検出値と、前記水素吸蔵合金タンクの水素圧力の検出値とから、前記推定式により水素濃度を算出し、当該算出された水素濃度から水素貯蔵率の推定値を出力する工程とを含む。 A hydrogen storage rate estimation method according to an aspect of the present invention is a hydrogen storage rate estimation method for estimating a hydrogen storage rate of a hydrogen storage alloy in a hydrogen storage alloy tank, and includes a hydrogen storage alloy in the hydrogen storage alloy tank in advance. A step of calculating an estimation formula for obtaining a hydrogen concentration using a test specimen of the same composition using a metal temperature and a hydrogen pressure as parameters, a step of storing the estimation formula, a metal temperature of the hydrogen storage alloy in the hydrogen storage alloy tank, Detecting the hydrogen pressure of the hydrogen storage alloy tank, the detected value of the metal temperature of the hydrogen storage alloy of the hydrogen storage alloy tank, and the detected value of the hydrogen pressure of the hydrogen storage alloy tank according to the estimation formula Calculating a hydrogen concentration, and outputting an estimated value of a hydrogen storage rate from the calculated hydrogen concentration.
本発明によれば、金属温度と水素圧力をパラメータとして水素濃度を求める推定式を用いて、水素吸蔵合金の水素貯蔵率を推定することで、容易に、精度良く、水素貯蔵量を推定できる。また、本発明によれば、温度依存する金属種や、多段プラトー領域を持つ金属種等であっても水素貯蔵率を推定でき、金属種を問わず、水素貯蔵率の推定が可能である。 According to the present invention, the hydrogen storage amount can be estimated easily and accurately by estimating the hydrogen storage rate of the hydrogen storage alloy using the estimation formula for obtaining the hydrogen concentration using the metal temperature and the hydrogen pressure as parameters. Further, according to the present invention, the hydrogen storage rate can be estimated even for a metal species that depends on temperature, a metal species having a multistage plateau region, and the like, and the hydrogen storage rate can be estimated regardless of the metal type.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る水素貯蔵率推定システム1の構成を示すブロック図である。図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係る水素貯蔵率推定システム1は、水素吸蔵合金タンク11と、水素発生/供給装置12と、水素消費装置13と、温度センサ14と、圧力センサ15と、演算部16と、記憶部17と、表示部18とから構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a hydrogen storage
水素吸蔵合金タンク11には、水素吸蔵合金が収納されている。水素吸蔵合金としては、アルカリ土類系、希土類系、チタン系、固溶体等、各種のものがある。本実施形態では、どのような水素吸蔵合金でも用いることができる。
The hydrogen
水素発生/供給装置12は、水素吸蔵合金タンク11内に水素を供給する。水素発生/供給装置12での水素は、どのような方法で発生させても良い。例えば、水素発生/供給装置12は、余剰電力を用いて水を電気分解して、水素を生成する。また、例えば、水素発生/供給装置12は、メタンやメタノール等を改質して、水素を生成する。
The hydrogen generation /
水素消費装置13は、水素吸蔵合金タンク11の水素吸蔵合金から取り出した水素を消費する。水素吸蔵合金タンク11の水素吸蔵合金から取り出した水素は、水素消費装置13でどのように消費しても良い。例えば、水素消費装置13は、水素吸蔵合金タンク11の水素吸蔵合金から取り出した水素から、燃料電池を用いて電力を生成する。
The
温度センサ14は、水素吸蔵合金タンク11内の水素吸蔵合金の金属温度を検出する。温度センサ14で検出された金属温度は、演算部16に送られる。
The
圧力センサ15は、水素吸蔵合金タンク11の水素圧力を検出する。圧力センサ15で検出された水素圧力は、演算部16に送られる。
The
演算部16は、水素吸蔵合金タンク11内の水素吸蔵合金の水素貯蔵率を推定するための各種の演算を行う。演算部16としては、PC(Personal Computer)を用いることができる。記憶部17は、水素吸蔵合金タンク11内の水素吸蔵合金の水素貯蔵率を推定するための各種のデータを記憶する。記憶部17は、演算部16を構成するPC内のものを用いても良いし、外部のデータベースに設けても良い。本実施形態では、記憶部17には、予め、金属温度と水素圧力をパラメータとして水素濃度を求める推定式が記憶されている。演算部16は、温度センサ14からの金属温度の検出値と、圧力センサ15からの水素圧力の検出値とから、この推定式により水素濃度を算出し、算出された水素濃度から水素貯蔵率の推定値を出力する処理を行う。
The
表示部18は、演算部16により推定された水素貯蔵率を表示して、ユーザに知らせる。
The
次に、本発明の第1の実施形態に係る水素貯蔵率推定システム1における水素貯蔵率の推定方法について説明する。
Next, the hydrogen storage rate estimation method in the hydrogen storage
水素吸蔵合金の特性は、PCT線図により表される。PCT線図の測定では、一定温度での水素圧力と水素濃度とを示す観測データが取得される。この観測データから、各温度における水素圧力と水素濃度との関係を示す近似線が作成できる。 The characteristics of the hydrogen storage alloy are represented by a PCT diagram. In the measurement of the PCT diagram, observation data indicating the hydrogen pressure and hydrogen concentration at a constant temperature is acquired. From this observation data, an approximate line indicating the relationship between hydrogen pressure and hydrogen concentration at each temperature can be created.
各温度における水素圧力と水素濃度との関係を示す近似線が作成できれば、各温度における近似線の近似式から、金属温度と水素圧力をパラメータとして水素濃度を求めるための推定式が算出できる。この推定式を予め作成して記憶しておけば、金属温度の検出値と水素圧力の検出値とから、水素濃度を求めることができる。 If an approximate line indicating the relationship between the hydrogen pressure and the hydrogen concentration at each temperature can be created, an estimation formula for obtaining the hydrogen concentration can be calculated from the approximate expression of the approximate line at each temperature using the metal temperature and the hydrogen pressure as parameters. If this estimation formula is created and stored in advance, the hydrogen concentration can be obtained from the detected value of the metal temperature and the detected value of the hydrogen pressure.
そこで、本発明の第1の実施形態に係る水素貯蔵率推定システム1では、予め、水素吸蔵合金タンク11に充填する水素吸蔵合金と同一組成の試験体を用いて、各温度における水素圧力と水素濃度との関係を示す近似線を作成し、各温度における近似線の近似式から、金属温度と水素圧力をパラメータとして水素濃度を求めるための推定式を算出している。
Therefore, in the hydrogen storage
すなわち、図2は、推定式を作成するための事前準備システムの構成を示し、図3は、推定式を作成するための事前処理を示すフローチャートである。図2に示すように、事前準備システムとして、PCT計測装置51と解析装置52が用意される。PCT計測装置51は、試験体53のPCT計測を行う。解析装置52は、PCT計測装置51からのPCT計測による観測データを用いて、金属温度と水素圧力をパラメータとして水素濃度を求めるための推定式を算出する。解析装置52としては、例えばPC(Personal Computer)を用いることができる。また、解析装置52を水素貯蔵率推定システム1の演算部16と共用しても良い。
That is, FIG. 2 shows a configuration of a preparatory system for creating an estimation formula, and FIG. 3 is a flowchart showing a preliminary process for creating the estimation formula. As shown in FIG. 2, a
(ステップS101)PCT計測装置51は、使用領域において、水素吸蔵合金タンク11に充填する水素吸蔵合金と同一組成の試験体53を用いて、PCT線図の作成による観測データを取得する。PCT線図の作成方法としては、(JIS H 7201:2007)に記載されている方法が用いられる。この作成方法に従って、PCT計測装置51は、所定の一定温度で、水素圧力と水素濃度とを示す観測データを取得する。
(Step S <b> 101) In the use region, the
(ステップS102)解析装置52は、X軸を水素圧力の対数とし、Y軸を水素濃度とした座標上に、得られた観測データをプロットする。図4は、観測データの処理の説明図である。図4に示すように、X軸は水素圧力の対数値であり、Y軸は水素濃度である。これは、水素濃度をX軸とし、水素圧力をY軸とするPCT線図に対して、X軸とY軸とを入れ替えた逆関数の関係にある。ここでX軸を水素圧力とした逆関数とするのは、後述するステップS103〜S106に示す処理において、水素濃度に対する水素圧力と金属温度の関係を示す推定式を作成するためである。ステップS102の処理では、図4(A)に示すように、このXY平面上に、観測データd1、d2、…がプロットされていく。
(Step S102) The
(ステップS103)観測データがプロットされたら、解析装置52は、最小二乗法を用いて、近似線を作成する。すなわち、解析装置52は、図4(B)に示すように、観測データd1、d2、…と近似線との残差の二乗和が最小となるように、近似線N1を作成する。ここで、観測データd1、d2、…を1本の近似線で近似することが難しい場合がある。この場合には、図4(C)に示すように、2本の近似線N1、N2で近似を行う。
(Step S103) When the observation data is plotted, the
(ステップS104)1つの温度について、近似線が作成できたら、全ての温度について計測されたか否かを判定する。全ての温度について計測されていなければ(ステップS104:No)、処理をステップS105に進める。全ての温度について計測されたら(ステップS104:Yes)、処理をステップS106に進める。 (Step S104) If approximate lines can be created for one temperature, it is determined whether or not all temperatures have been measured. If not measured for all temperatures (step S104: No), the process proceeds to step S105. If all the temperatures have been measured (step S104: Yes), the process proceeds to step S106.
(ステップS105)解析装置52は、次の温度に設定して、処理をステップS101に戻す。そして、ステップS101からステップS104の処理を行うことで、次の温度での観測データから、最小二乗法により、近似線が作成される。
(Step S105) The
(ステップS106)各温度についての計測が終了し、各温度毎に、PCT線図の観測データの近似線が作成できたら(ステップS104:Yes)、解析装置52は、各温度毎の近似線の近似式から、関数F(T)及びG(T)を求めて、金属温度と水素圧力をパラメータとして水素濃度を求める推定式を算出する。すなわち、金属温度と水素圧力をパラメータとする推定式は、(1)式に示すような形態となる。
(Step S106) When the measurement for each temperature is completed and an approximate line of the observation data of the PCT diagram can be created for each temperature (Step S104: Yes), the
x=F(T)×logP+G(T) (1) x = F (T) × log P + G (T) (1)
ここで、Pは水素圧力を示す絶対圧力(atm)、Tは金属温度を示す絶対温度(K)、xは水素濃度(wt%)、F(T)及びG(T)はそれぞれ金属温度Tの任意の関数である。ステップS106では、解析装置52は、求められた各温度毎の近似線の近似式から関数F(T)及びG(T)を求めて、(1)式に示すような推定式を算出する。
Here, P is the absolute pressure (atm) indicating the hydrogen pressure, T is the absolute temperature (K) indicating the metal temperature, x is the hydrogen concentration (wt%), F (T) and G (T) are the metal temperature T Is an arbitrary function. In step S106, the
(ステップS107)解析装置52は、使用領域から、水素貯蔵率(y=0)のときの水素圧力を基準水素濃度x1とし、水素貯蔵率(y=100)のときの水素濃度を基準水素濃度x2(x1<x2)として設定する。この基準水素濃度x1、x2は、水素濃度xから水素貯蔵率y(但し、x1<x<x2)への換算に使用される。水素濃度xから水素貯蔵率yへの換算は、以下の式により行える。
(Step S107) From the use region, the
y=((x−x1)/(x2−x1))×100 (2) y = ((x−x1) / (x2−x1)) × 100 (2)
(ステップS108)解析装置52は、ステップS106で求めた推定式と、ステップS107で設定した基準水素濃度x1、x2を、水素貯蔵率推定システム1の記憶部17に保存しておく。
(Step S108) The
なお、上述のステップS101〜S108の処理により、水素吸蔵時又は水素放出時での推定式が生成される。PCT曲線にはヒステリシス特性があるため、上述のステップS101〜S108の処理は、水素吸蔵時と水素放出時とで行われ、記憶部17には、水素吸蔵時の推定式と水素放出時の推定式とが記憶される。
In addition, the estimation formula at the time of hydrogen occlusion or hydrogen release is produced | generated by the process of the above-mentioned step S101-S108. Since the PCT curve has a hysteresis characteristic, the processing in steps S101 to S108 described above is performed at the time of hydrogen storage and at the time of hydrogen release, and the
図4(C)に示したように、本実施形態では、観測データの分散によっては、近似線を複数作成している。このため、推定式が複数になる場合がある。これにより、使用範囲において多段プラトー領域を持つ金属種についても対応できる。つまり、図5は、ステップS103での近似線の作成処理を示すフローチャートであり、図6は、その説明図である。 As shown in FIG. 4C, in the present embodiment, a plurality of approximate lines are created depending on the dispersion of the observation data. For this reason, there may be a plurality of estimation equations. Thereby, it can respond also to the metal seed | species which has a multistage plateau area | region in the use range. That is, FIG. 5 is a flowchart showing the approximate line creation processing in step S103, and FIG. 6 is an explanatory diagram thereof.
(ステップS201)まず、解析装置52は、近似線を識別する変数Nを1に初期化する。
(Step S201) First, the
(ステップS202)解析装置52は、先頭の観測データから3点の観測データを取得する。例えば、観測データが図6に示すように取得される場合、解析装置52は、まず、最初の観測データd1、d2、d3を取得する。
(Step S202) The
(ステップS203)解析装置52は、近似線と観測データd1、d2、d3との偏差の二乗和が最小となるように、近似線N1を推定する。
(Step S203) The
(ステップS204)解析装置52は、次の観測点があるか否かを判定する。次の観測点がなければ(ステップS204:No)、処理をステップS205に進め、次の観測点があれば(ステップS204:Yes)、処理をステップS206に進める。
(Step S204) The
(ステップS205)解析装置52は、求められた近似線を表す近似式を記憶部17に保存して、処理を終了する。
(Step S205) The
(ステップS206)解析装置52は、今回の観測点と次の観測点との傾きと、近似線の傾きとの偏差が閾値を越えているか否かを判定する。すなわち、図6における観測データdnが今回の観測点であるとし、観測データdn+1が次の観測点であるとすると、今回の観測点と次の観測点との傾きはbとなる。これに対して、近似線N1の傾きがaであるとする。解析装置52は、今回の観測点と次の観測点との傾きbと、近似線N1の傾きaとの残差が所定の閾値を越えているか否かを判定する。今回の観測点と次の観測点との傾きと、近似式の傾きとの偏差が閾値を越えていなければ(ステップS206:No)、処理をステップS207に進め、今回の観測点と次の観測点との傾きと、近似式の傾きとの偏差が閾値を越えていたら(ステップS206:Yes)、処理をステップS208に進める。
(Step S206) The
PCT線図がプラトー領域内だけであれば、近似線の傾きは略一定になる。したがって、ステップS206で、今回の観測点と次の観測点とのデータの傾きと、近似線の傾きとの偏差が閾値を越えないと判定される。今回の観測点と次の観測点とのデータの傾きと、近似線の傾きとの偏差が閾値を越えない場合(ステップS206:No)、処理はステップS207に進められる。 If the PCT diagram is only in the plateau region, the slope of the approximate line is substantially constant. Accordingly, in step S206, it is determined that the deviation between the inclination of the data at the current observation point and the next observation point and the inclination of the approximate line does not exceed the threshold value. If the deviation between the inclination of the data at the current observation point and the next observation point and the inclination of the approximate line does not exceed the threshold (step S206: No), the process proceeds to step S207.
(ステップS207)解析装置52は、次の観測点の観測データを取得して、処理をステップS203に戻す。
(Step S207) The
ステップS203、S204、S206、S207を繰り返すことで、各観測データと近似線との偏差の二乗和が最小となる1本の近似線N1が求められていく。 By repeating steps S203, S204, S206, and S207, one approximate line N1 that minimizes the sum of squares of the deviation between each observation data and the approximate line is obtained.
全ての観測点データについて処理が終了する前に、PCT線図のプラトー領域が終了すると、近似線の傾きは大きく変化する。したがって、ステップS206で、今回の観測点と次の観測点とのデータの傾きと近似線の傾きとの偏差が閾値を越えると判定される。今回の観測点と次の観測点とのデータの傾きと近似線の傾きとの偏差が閾値を越える場合(ステップS206:Yes)、ステップS208に処理が進められる。 If the plateau region of the PCT diagram is completed before the processing is completed for all observation point data, the slope of the approximate line changes greatly. Therefore, in step S206, it is determined that the deviation between the slope of the data at the current observation point and the next observation point and the slope of the approximate line exceeds the threshold value. If the deviation between the slope of the data at the current observation point and the next observation point and the slope of the approximate line exceeds the threshold (step S206: Yes), the process proceeds to step S208.
(ステップS208)解析装置52は、今回までに求められた近似線N1の近似式を記憶部17に保存して、処理をステップS209に進める。
(Step S208) The
(ステップS209)解析装置52は、今回の観測データを先頭の観測データとして、処理をステップS210に進める。
(Step S209) The
(ステップS210)解析装置52は、近似線を識別する変数Nをインクリメントして、処理をステップS202に戻す。
(Step S210) The
その後、ステップS203、S204、S206、S207を繰り返すことで、各観測データと近似線との偏差の二乗和が最小となる近似線N2が求められる。これにより、2本目の近似線N2が作成される。全ての観測点データについて処理が終了すると、ステップS204で、次の観測点データはないと判定される。ステップS204で、次の観測点データはないと判定されると(ステップS204:No)、解析装置52は、近似線N2を記憶部17に保存して、処理を終了する。
Thereafter, steps S203, S204, S206, and S207 are repeated to obtain an approximate line N2 that minimizes the sum of squares of the deviations between the respective observation data and the approximate line. As a result, a second approximate line N2 is created. When processing is completed for all observation point data, it is determined in step S204 that there is no next observation point data. If it is determined in step S204 that there is no next observation point data (step S204: No), the
このように、本実施形態では、プラトー領域の境界から特性が大きく変化すら場合には、新たな近似線が作成されていく。更に、多段のプラトー領域を含む場合にも、領域の境界から、同様の処理が繰り返され、更に新たな近似線が作成されていく。各温度における水素圧力と水素濃度との関係を示す近似線が複数になる場合には、各温度における水素圧力と水素濃度との関係を示す近似線から算出される推定式も複数になる。 Thus, in this embodiment, a new approximate line is created when the characteristic changes greatly from the boundary of the plateau region. Further, even when a multi-stage plateau region is included, the same processing is repeated from the boundary of the region, and a new approximate line is created. When there are a plurality of approximate lines indicating the relationship between the hydrogen pressure and the hydrogen concentration at each temperature, there are a plurality of estimation formulas calculated from the approximate lines indicating the relationship between the hydrogen pressure and the hydrogen concentration at each temperature.
以上のように、本実施形態では、事前処理により、(1)式で示したような、金属温度と水素圧力をパラメータとする推定式が水素吸蔵時と水素放出時とで作成される。また、前述したように、本実施形態では、推定式は、複数個になる場合がある。 As described above, according to the present embodiment, an estimation equation using the metal temperature and the hydrogen pressure as parameters as shown in the equation (1) is created by pre-processing at the time of hydrogen storage and hydrogen release. Further, as described above, in the present embodiment, there may be a plurality of estimation equations.
次に、水素吸蔵合金タンク11内の水素吸蔵合金の水素貯蔵率を推定する処理について説明する。
Next, a process for estimating the hydrogen storage rate of the hydrogen storage alloy in the hydrogen
図7は、本発明の第1の実施形態に係る水素貯蔵率推定システム1における水素貯蔵率の推定処理のフローチャートである。前述したように、事前処理により、水素吸蔵時と水素放出時とのそれぞれにおいて、金属温度と水素圧力をパラメータとする推定式が作成され、この推定式が記憶部17に記憶されている。また、基準水素濃度x1、x2が記憶部17に記憶されている。また、図8は、複数の推定式となる場合の処理の説明図である。図8の例では所定の温度のときの水素圧力と水素濃度との関係を示す近似線として2つの近似線N1及びN2がある。この場合、2つの近似線N1及びN2により2つの推定式が算出され、記憶部17には2つの推定式が記憶されている。
FIG. 7 is a flowchart of hydrogen storage rate estimation processing in the hydrogen storage
(ステップS301)演算部16は、温度センサ14の検出値と圧力センサ15の検出値とから、金属温度Tと水素圧力Pとを取得する。
(Step S301) The
(ステップS302)演算部16は、記憶部17から、金属温度と水素圧力をパラメータとする推定式と、基準水素濃度x1及びx2を呼び出す。
(Step S <b> 302) The
(ステップS303)演算部16は、金属温度と水素圧力をパラメータとする推定式が複数あるか否かを判定する。推定式が複数でない場合には(ステップS303:No)、処理をステップS304に進める。推定式が複数ある場合には(ステップS303:Yes)、処理をステップS305に進める。
(Step S303) The
(ステップS304)演算部16は、金属温度と水素圧力をパラメータとする推定式に金属温度Tと水素圧力Pを代入して、水素濃度xを算出して、処理をステップS307に進める。
(Step S304) The
(ステップS305)演算部16は、金属温度と水素圧力をパラメータとするN個の推定式に金属温度Tと水素圧力Pを代入して、N個の水素濃度xnを算出して、処理をステップS306に進める。
(Step S305) The
(ステップS306)演算部16は、求められたN個の水素濃度xnの中で、最小の水素濃度xminを決定し、最小の水素濃度xminを水素濃度xとする。すなわち、図8に示すように、2つの近似線N1とN2とがある場合、水素圧力がp1より小さいときは、近似線N1で求められる水素濃度の方が近似線N2で求められる水素濃度より小さくなる。したがって、水素圧力がp1より小さいときには、最小の水素濃度xminを決定して水素濃度を選択すると、近似線N1により求められた水素濃度が選択されることになる。水素圧力がp1を越えると、近似線N2により求められた水素濃度の方が近似線N1で求められる水素濃度より小さくなる。したがって、水素圧力がp1を越えると、最小の水素濃度xminを決定して水素濃度を選択すると、近似線N2で求められた水素濃度が選択されることになる。
(Step S306) The
(ステップS307)演算部16は、基準水素濃度x1、x2を用いて、算出された水素濃度xを水素貯蔵率yに換算する。水素濃度xから水素貯蔵率yへの換算は、前述の(2)式により行える。
(Step S307) The
(ステップS308)演算部16は、求められた水素貯蔵率を表示部18に表示する。
(Step S308) The
以上説明したように、本発明の第1の実施形態に係る水素貯蔵率推定システム1では、水素吸蔵合金について、水素圧力と金属温度から精度よく、水素吸蔵合金の水素貯蔵率を推定できる。また、本実施形態では、水素吸蔵時の推定式と水素放出時の推定式とをそれぞれ作成しているので、PCT線図にヒステリシス特性がある場合にも、推定が可能である。本実施形態では、温度依存する金属種や、多段プラトー領域を持つ金属種等であっても水素貯蔵率を推定でき、金属種を問わず、推定が可能である。
As described above, in the hydrogen storage
実施例として、水素吸蔵合金としてTi系合金を用いた例を示す。このTi系合金の物性は、以下の通りである。モル熱容量以下は組成よりNeumann-Kopp 則を用いて推算したものである。なお、この合金は2段のプラトー領域が存在するものである。 As an example, an example using a Ti-based alloy as a hydrogen storage alloy is shown. The physical properties of this Ti-based alloy are as follows. The molar heat capacity and below are estimated from the composition using the Neumann-Kopp rule. This alloy has a two-stage plateau region.
重量当たりの水素充填率:2wt%
モル熱容量:25.18J/molK
比熱:0.48J/gK
熱伝導率:42.52W/mK
Hydrogen filling rate per weight: 2wt%
Molar heat capacity: 25.18 J / molK
Specific heat: 0.48 J / gK
Thermal conductivity: 42.52 W / mK
図9は、水素吸蔵の場合の観測データと近似線とを示している。金属温度Tは、20°C(293°K)、30°C(303°K)、60°C(333°K)であり、20°Cの観測データをひし形で表し、30°Cの観測データを正方形で表し、60°Cの観測データを三角形で表している。推定式は、前述したように、(1)式で示される。水素吸蔵の場合には、以下の(3)式を推定式として用いた。 FIG. 9 shows observation data and approximate lines in the case of hydrogen storage. The metal temperature T is 20 ° C. (293 ° K), 30 ° C. (303 ° K), 60 ° C. (333 ° K), and the observation data at 20 ° C. are represented by diamonds, and the observation at 30 ° C. Data is represented by a square, and observation data at 60 ° C. is represented by a triangle. As described above, the estimation equation is expressed by equation (1). In the case of hydrogen storage, the following formula (3) was used as an estimation formula.
x= (3.7368 - 0.0035×T) × logP + (12.646 - 0.0428×T) (3)
F(T) = 3.7368 - 0.0035×T
G(T) = 12.646 - 0.0428×T
x = (3.7368-0.0035 x T) x logP + (12.646-0.0428 x T) (3)
F (T) = 3.7368-0.0035 × T
G (T) = 12.646-0.0428 × T
水素吸蔵の場合には、T=20°C、30°C、60°Cでの観測データは、図9に示すように分散している。 In the case of hydrogen storage, observation data at T = 20 ° C., 30 ° C., and 60 ° C. is dispersed as shown in FIG.
T=20°Cの場合、近似線を表す式は以下の通りとなり、その近似線はA1で示される。 In the case of T = 20 ° C., an expression representing an approximate line is as follows, and the approximate line is indicated by A1.
x = 2.7108×logP + 0.0992 x = 2.7108 x logP + 0.0992
T=30°Cの場合、近似線を表す式は以下の通りとなり、その近似線はA2で示される。 In the case of T = 30 ° C., the equation representing the approximate line is as follows, and the approximate line is indicated by A2.
x = 2.6758×logP - 0.3288 x = 2.6758 × logP-0.3288
T=60°Cの場合、近似線を表す式は以下の通りとなり、その近似線はA3で示される。 In the case of T = 60 ° C., the equation representing the approximate line is as follows, and the approximate line is indicated by A3.
x = 2.5708×logP - 1.6128 x = 2.5708 × logP-1.6128
図10は、水素放出の場合の観測データと近似線とを示している。金属温度は、20°C、30°C、60°Cであり、20°Cの観測データをひし形で表し、30°Cの観測データを正方形で表し、60°Cの観測データを三角形で表している。水素放出の場合には、PCT線図は多段プラトーとなり、推定式は1段目と2段目とで2つになる。1段目は、以下の(4)式を推定式として用いた。 FIG. 10 shows observation data and approximate lines in the case of hydrogen release. The metal temperatures are 20 ° C, 30 ° C, and 60 ° C, the observation data at 20 ° C is represented by diamonds, the observation data at 30 ° C is represented by squares, and the observation data at 60 ° C is represented by triangles. ing. In the case of hydrogen release, the PCT diagram has a multistage plateau, and there are two estimation equations for the first and second stages. In the first stage, the following equation (4) was used as an estimation equation.
x= (6.2058 - 0.0106×T) × logP + (14.526 - 0.0466×T) (4)
F(T) = 6.2058 - 0.0106×T
G(T) = 14.526 - 0.0466×T
x = (6.2058-0.0106 × T) × logP + (14.526-0.0466 × T) (4)
F (T) = 6.2058-0.0106 × T
G (T) = 14.526-0.0466 × T
2段目は、以下の(5)式を推定式として用いた。 In the second stage, the following equation (5) was used as an estimation equation.
x= (2.1673 - 0.0018×T) × logP + (9.4414 - 0.0291×T) (5)
F(T) = 2.1673 - 0.0018×T
G(T) = 9.4414 - 0.0291×T
x = (2.1673-0.0018 × T) × logP + (9.4414-0.0291 × T) (5)
F (T) = 2.1673-0.0018 × T
G (T) = 9.4414-0.0291 × T
水素放出の場合、T=20°C、30°C、60°Cでの観測データは、図10に示すように分散している。 In the case of hydrogen release, the observation data at T = 20 ° C., 30 ° C., and 60 ° C. are dispersed as shown in FIG.
1段目では、T=20°Cの場合、近似線を表す式は以下の通りとなり、その近似線はB1で示される。 In the first stage, when T = 20 ° C., an equation representing an approximate line is as follows, and the approximate line is indicated by B1.
x = 3.0984×logP + 0.8652 x = 3.0984 × logP + 0.8652
T=30°Cの場合、近似線を表す式は以下の通りとなり、その近似線はB2で示される。 In the case of T = 30 ° C., the equation representing the approximate line is as follows, and the approximate line is indicated by B2.
x = 2.9924×logP + 0.3992 x = 2.9924 × logP + 0.3992
T=60°Cの場合、近似線を表す式は以下の通りとなり、その近似線はB3で示される。 In the case of T = 60 ° C., the equation representing the approximate line is as follows, and the approximate line is indicated by B3.
x = 2.6744×logP - 0.9988 x = 2.6744 × logP-0.9988
2段目では、T=20°Cの場合、近似線を表す式は以下の通りとなり、その近似線はC1で示される。 In the second stage, when T = 20 ° C., an expression representing an approximate line is as follows, and the approximate line is indicated by C1.
x = 1.6395×logP + 0.9107 x = 1.6395 × logP + 0.9107
T=30°Cの場合、近似線を表す式は以下の通りとなり、その近似線はC2で示される。 In the case of T = 30 ° C., an expression representing an approximate line is as follows, and the approximate line is indicated by C2.
x = 1.6216×logP + 0.6197 x = 1.6216 × logP + 0.6197
T=60°Cの場合、近似線を表す式は以下の通りとなり、その近似線はC3で示される。 In the case of T = 60 ° C., an expression representing an approximate line is as follows, and the approximate line is indicated by C3.
x=1.5676×logP - 0.2533 x = 1.5676 × logP-0.2533
上述した実施形態における水素貯蔵率推定システム1の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
You may make it implement | achieve all or one part of the hydrogen storage
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
11:水素吸蔵合金タンク、12:水素発生/供給装置、13:水素消費装置、14:温度センサ、15:圧力センサ、16:演算部、17:記憶部、18:表示部 11: Hydrogen storage alloy tank, 12: Hydrogen generation / supply device, 13: Hydrogen consumption device, 14: Temperature sensor, 15: Pressure sensor, 16: Calculation unit, 17: Storage unit, 18: Display unit
Claims (6)
前記水素吸蔵合金タンクの水素吸蔵合金の金属温度を検出する温度センサと、
前記水素吸蔵合金タンクの水素圧力を検出する圧力センサと、
金属温度と水素圧力をパラメータとして水素濃度を求める推定式が記憶される記憶部と、
前記温度センサからの金属温度の検出値と前記圧力センサからの水素圧力の検出値とから、前記推定式により水素濃度を算出し、当該算出された水素濃度から水素貯蔵率の推定値を出力する演算部と
を備える水素貯蔵率推定システム。 A hydrogen storage rate estimation system for estimating a hydrogen storage rate of a hydrogen storage alloy in a hydrogen storage alloy tank,
A temperature sensor for detecting a metal temperature of the hydrogen storage alloy in the hydrogen storage alloy tank;
A pressure sensor for detecting a hydrogen pressure in the hydrogen storage alloy tank;
A storage unit for storing an estimation formula for obtaining the hydrogen concentration using the metal temperature and the hydrogen pressure as parameters;
From the detected value of the metal temperature from the temperature sensor and the detected value of the hydrogen pressure from the pressure sensor, the hydrogen concentration is calculated by the estimation formula, and the estimated value of the hydrogen storage rate is output from the calculated hydrogen concentration. A hydrogen storage rate estimation system comprising a calculation unit.
請求項1に記載の水素貯蔵率推定システム。 The hydrogen storage rate estimation system according to claim 1, wherein the storage unit stores an estimation formula for storing hydrogen and an estimation formula for releasing hydrogen.
請求項1又は2に記載の水素貯蔵率推定システム。 The estimation formula is obtained by using a specimen having the same composition as the hydrogen storage alloy in the hydrogen storage alloy tank, obtaining observation data by creating a PCT diagram, and calculating an approximation line for each temperature by the least square method from the observation data. The hydrogen storage rate estimation system according to claim 1, wherein the hydrogen storage rate estimation system is created and calculated.
請求項3に記載の水素貯蔵率推定システム。 When creating the approximate line, determine the deviation between the slope of the approximate line obtained up to the previous time and the slope of the continuous observation data, and the slope of the approximate line obtained up to the previous time and the slope of the continuous observation data The hydrogen storage rate estimation system according to claim 3, wherein a new approximate line is created if the deviation from the above is a predetermined threshold value or more.
請求項1に記載の水素貯蔵率推定システム。 The hydrogen storage rate estimation system according to claim 1, wherein when there are a plurality of estimation formulas, the calculation unit estimates a hydrogen storage rate by selecting a hydrogen concentration at which a calculation result is minimum.
予め、前記水素吸蔵合金タンクの水素吸蔵合金と同一組成の試験体を用いて金属温度と水素圧力をパラメータとして水素濃度を求める推定式を算出する工程と、
前記推定式を記憶する工程と、
前記水素吸蔵合金タンクの水素吸蔵合金の金属温度と、前記水素吸蔵合金タンクの水素圧力を検出する工程と、
前記水素吸蔵合金タンクの水素吸蔵合金の金属温度の検出値と、前記水素吸蔵合金タンクの水素圧力の検出値とから、前記推定式により水素濃度を算出し、当該算出された水素濃度から水素貯蔵率の推定値を出力する工程と
を含む水素貯蔵率推定方法。 A hydrogen storage rate estimation method for estimating a hydrogen storage rate of a hydrogen storage alloy in a hydrogen storage alloy tank,
A step of calculating an estimation formula for obtaining a hydrogen concentration using a test piece having the same composition as the hydrogen storage alloy in the hydrogen storage alloy tank in advance using the metal temperature and the hydrogen pressure as parameters,
Storing the estimation equation;
Detecting the metal temperature of the hydrogen storage alloy in the hydrogen storage alloy tank and the hydrogen pressure in the hydrogen storage alloy tank;
From the detected value of the metal temperature of the hydrogen storage alloy of the hydrogen storage alloy tank and the detected value of the hydrogen pressure of the hydrogen storage alloy tank, the hydrogen concentration is calculated by the estimation formula, and hydrogen storage is performed from the calculated hydrogen concentration. A hydrogen storage rate estimation method comprising: outputting an estimated rate value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018071150A JP7195519B2 (en) | 2018-04-02 | 2018-04-02 | Hydrogen storage rate estimation system and hydrogen storage rate estimation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018071150A JP7195519B2 (en) | 2018-04-02 | 2018-04-02 | Hydrogen storage rate estimation system and hydrogen storage rate estimation method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019183862A true JP2019183862A (en) | 2019-10-24 |
JP7195519B2 JP7195519B2 (en) | 2022-12-26 |
Family
ID=68339564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018071150A Active JP7195519B2 (en) | 2018-04-02 | 2018-04-02 | Hydrogen storage rate estimation system and hydrogen storage rate estimation method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7195519B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2021111518A1 (en) * | 2019-12-03 | 2021-06-10 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02140641A (en) * | 1988-11-21 | 1990-05-30 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Method for measuring residual quantity of hydrogen in hydrogen occluding alloy tank |
JPH08157980A (en) * | 1994-12-01 | 1996-06-18 | Daido Steel Co Ltd | Production of hydrogen storage alloy |
JP2002228098A (en) * | 2001-01-29 | 2002-08-14 | Honda Motor Co Ltd | Hydrogen occlusion device for hydrogen occlusion alloy, and device for detecting degradation of hydrogen occlusion alloy utilizing the device |
JP2004241261A (en) * | 2003-02-06 | 2004-08-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Measuring method of amount of hydrogen storage |
JP2005500534A (en) * | 2001-08-13 | 2005-01-06 | モトローラ・インコーポレイテッド | Method and apparatus for determining the amount of hydrogen in a container |
JP2005083452A (en) * | 2003-09-08 | 2005-03-31 | Japan Steel Works Ltd:The | Evaluation device for hydrogen supply system, and its evaluation method and evaluation program |
JP2006177535A (en) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Toyota Industries Corp | Device and method for detecting deterioration of hydrogen storage material of hydrogen storage tank, and hydrogen storage supply system |
JP2007309457A (en) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Toyota Motor Corp | Hydrogen storage tank |
-
2018
- 2018-04-02 JP JP2018071150A patent/JP7195519B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02140641A (en) * | 1988-11-21 | 1990-05-30 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Method for measuring residual quantity of hydrogen in hydrogen occluding alloy tank |
JPH08157980A (en) * | 1994-12-01 | 1996-06-18 | Daido Steel Co Ltd | Production of hydrogen storage alloy |
JP2002228098A (en) * | 2001-01-29 | 2002-08-14 | Honda Motor Co Ltd | Hydrogen occlusion device for hydrogen occlusion alloy, and device for detecting degradation of hydrogen occlusion alloy utilizing the device |
JP2005500534A (en) * | 2001-08-13 | 2005-01-06 | モトローラ・インコーポレイテッド | Method and apparatus for determining the amount of hydrogen in a container |
JP2004241261A (en) * | 2003-02-06 | 2004-08-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Measuring method of amount of hydrogen storage |
JP2005083452A (en) * | 2003-09-08 | 2005-03-31 | Japan Steel Works Ltd:The | Evaluation device for hydrogen supply system, and its evaluation method and evaluation program |
JP2006177535A (en) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Toyota Industries Corp | Device and method for detecting deterioration of hydrogen storage material of hydrogen storage tank, and hydrogen storage supply system |
JP2007309457A (en) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Toyota Motor Corp | Hydrogen storage tank |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
菊内ほか: "水素吸蔵チタンを利用した水素定量分析に関する検討 ーGD−OESによる水素分析技術の確立(第4報)", 地方独立行政法人 京都市産業技術研究所 研究報告(2015), JPN6022034538, 2015, JP, pages 7 - 11, ISSN: 0004853149 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2021111518A1 (en) * | 2019-12-03 | 2021-06-10 | ||
WO2021111518A1 (en) * | 2019-12-03 | 2021-06-10 | 日本電信電話株式会社 | Method and device for estimating amount of absorbed hydrogen |
JP7285437B2 (en) | 2019-12-03 | 2023-06-02 | 日本電信電話株式会社 | Method and device for estimating amount of stored hydrogen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7195519B2 (en) | 2022-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Le Bideau et al. | Review of necessary thermophysical properties and their sensivities with temperature and electrolyte mass fractions for alkaline water electrolysis multiphysics modelling | |
Zhu et al. | Cyclic voltammetry measurements of electroactive surface area of porous nickel: Peak current and peak charge methods and diffusion layer effect | |
RU2293967C2 (en) | Method and device for measuring amount of hydrogen in container | |
Kahyarian et al. | A new narrative for CO2 corrosion of mild steel | |
Couto et al. | Monte Carlo simulations applied to uncertainty in measurement | |
Xiang et al. | A new reference correlation for the viscosity of methanol | |
Assael et al. | Correlation of the Thermal Conductivity of Normal and Parahydrogen from the Triple Point to 1000 K and up to 100 MPa | |
Sridhar | Local corrosion chemistry—a review | |
Wang et al. | An efficient method based on Bayes’ theorem to estimate the failure-probability-based sensitivity measure | |
Shin et al. | Computational prediction of nanoscale transport characteristics and catalyst utilization in fuel cell catalyst layers by the lattice Boltzmann method | |
Shi et al. | Galvanostatic anodic polarization curves and galvanic corrosion of AZ31B in 0.01 M Na2SO4 saturated with Mg (OH) 2 | |
Simanjuntak et al. | The influence of iron, manganese, and zirconium on the corrosion of magnesium: An artificial neural network approach | |
JP7195519B2 (en) | Hydrogen storage rate estimation system and hydrogen storage rate estimation method | |
Yang et al. | Justifying the significance of Knudsen diffusion in solid oxide fuel cells | |
Liu et al. | Application of Laplace equation-based modeling into corrosion damage prediction for galvanic coupling between a zinc plate and stainless steel rods under a thin film electrolyte | |
Kim et al. | Measurement of steady-state hydrogen electrode reactions on Alloys 600 and 690 tubes | |
Zheng et al. | Possibility of determination of transport coefficients D and k from relaxation experiments for sphere-shaped powder samples | |
Kaplan | Determination of Weibull parameters using the standard deviation method and performance comparison at different locations | |
Zhou et al. | Life prediction of phosphor bronze reinforcing tape used in underground power cables | |
Sircar et al. | Design and development of hydrogen isotope sensor in liquid PbLi | |
Zhang et al. | Assessment of the local mechano-electrochemical effect on pipeline defects by 2D and 3D finite element models | |
CN112149056A (en) | Method for controlling discharge amount of carbon-containing gas in aluminum production process | |
CN111799005A (en) | Different-range normalization method, storage medium and real-time online reactivity meter | |
Puente et al. | Numerical and experimental study of dissociation in an air-water single-bubble sonoluminescence system | |
Singh et al. | Experimental analysis of a bayonet tube at constant wall temperature conditions under laminar, transition, and turbulent flow |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180502 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210118 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220125 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220222 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220425 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220823 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221020 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221206 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7195519 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |