JP4229527B2

JP4229527B2 - 水素を燃料とする機器への水素供給システム

Info

Publication number: JP4229527B2
Application number: JP16621299A
Authority: JP
Inventors: 繁角掛; 昌志高橋; 雅樹上山; 淳一北川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Japan Metals and Chemical Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Japan Metals and Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-06-14
Filing date: 1999-06-14
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2019-06-14
Also published as: JP2000351604A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水素を燃料とする機器への水素供給システム、特に、水素を燃料とする機器に水素を供給すべく、アルコール、ガソリン等の原料から水素を生成するようにした水素供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の水素供給システムは、水素生成のために改質器を備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現状の改質器は、起動するまでの時間が長く、そのため、前記機器としての燃料電池を電源とする電気自動車においては始動スイッチを入れても直ちに発進することができず、また水素生成量増加の要求に対する応答性が鈍く、そのため電気自動車においてはその加速性が悪い、といった問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、水素貯蔵器を備え、そこからの放出水素のみを機器に供給するようにし、これにより、改質器が持つ問題点が機器への水素供給に影響しないようにした前記水素供給システムを提供することを目的とする。
【０００５】
前記目的を達成するため本発明の第１の特徴によれば、原料から水素を生成する改質器と、前記改質器により生成された水素を吸蔵し、次いでその吸蔵水素を放出して水素を燃料とする機器に供給することが可能な水素貯蔵器とを有する水素供給システムにおいて、前記水素貯蔵器は、第１の水素吸蔵材を各々内蔵した少なくとも３つのタンクを備えた第１貯蔵部と、第２の水素吸蔵材を備えた第２貯蔵部とを有し、両水素吸蔵材において、水素の吸蔵し易さに関しては前記第１の水素吸蔵材が前記第２の水素吸蔵材に比べて優れており、一方、吸蔵水素の放出し易さに関しては前記第２の水素吸蔵材が前記第１の水素吸蔵材に比べて優れており、前記第１貯蔵部に前記改質器からの水素を一旦吸蔵させ、その第１貯蔵部からの放出水素を前記第２貯蔵部に吸蔵させておくことにより、前記機器の運転開始をその第２貯蔵部からの放出水素で行い、その後の前記機器の運転継続を前記第１貯蔵部からの放出水素で行うようにし、前記機器の運転継続下では、１つの前記タンクが水素放出状態にあるとき、別の１つの前記タンクが水素吸蔵状態にあることを特徴とする、水素を燃料とする機器への水素供給システムが提供され、また本発明の第２の特徴によれば、原料から水素を生成する改質器と、前記改質器により生成された水素を吸蔵し、次いでその吸蔵水素を放出して水素を燃料とする機器に供給することが可能な水素貯蔵器とを有する水素供給システムにおいて、前記水素貯蔵器は、第１の水素吸蔵材を各々内蔵した少なくとも３つのタンクを備えた第１貯蔵部と、第２の水素吸蔵材を備えた第２貯蔵部とを有し、両水素吸蔵材において、水素吸蔵特性に関しては、同一温度・同一圧力下では前記第１の水素吸蔵材が前記第２の水素吸蔵材に比べて水素吸蔵の平衡圧が低く、一方、水素放出特性に関しては、同一温度・同一圧力下では前記第２の水素吸蔵材が前記第１の水素吸蔵材に比べて水素放出の平衡圧が高く、前記第１貯蔵部に前記改質器からの水素を一旦吸蔵させ、その第１貯蔵部からの放出水素を前記第２貯蔵部に吸蔵させておくことにより、前記機器の運転開始をその第２貯蔵部からの放出水素で行い、その後の前記機器の運転継続を前記第１貯蔵部からの放出水素で行うようにし、前記機器の運転継続下では、１つの前記タンクが水素放出状態にあるとき、別の１つの前記タンクが水素吸蔵状態にあることを特徴とする、水素を燃料とする機器への水素供給システムが提供される。
【０００６】
例えば、機器の休止中において改質器を作動させ、その改質器で生成された水素を第１貯蔵部に吸蔵させる。この水素の吸蔵は第１の水素吸蔵材が水素を吸蔵し易い性質を有するので、スムーズに、且つ十分に行われる。
【０００７】
第１吸蔵部から第２吸蔵部への水素の移送において、第１吸蔵部からの吸蔵水素の放出は、第１の水素吸蔵材が水素を放出しにくい性質を持つことを考慮して、その第１の水素吸蔵材の温度を加熱により高めることによって行われ、これにより高圧な放出水素が得られる。第２貯蔵部における第２の水素吸蔵材は水素を吸蔵しにくい性質を有するが、第１吸蔵部からの放出水素は高圧であるため第２貯蔵部に十分に吸蔵される。
【０００８】
そして、機器の運転開始時には、第２貯蔵部より水素を放出させて機器に供給する。この放出水素の供給は、機器の運転開始時に同時に始動させた改質器が定常状態に到るまで行われる。第２貯蔵部からの水素の放出は、第２の水素吸蔵材が水素を放出し易い性質を有するので、迅速に且つ十分に行われる。
【０００９】
その後の機器の運転継続を第１貯蔵部からの放出水素で行うので、機器の要求水素量が増加したときには第１貯蔵部からの放出水素量を増し、一方、前記要求水素量が減少したときには第１貯蔵部からの放出水素量を減らす。
【００１０】
したがって、この水素供給システムによれば、改質器の応答遅れ等の問題点が機器への水素供給に影響することを回避することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に示す水素供給システム１は、水素を燃料とする機器としての燃料電池２を電源とする電気自動車に搭載される。
【００１２】
水素供給システム１において、改質器３は、アルコール、ガソリン等の原料から水素を生成する。また第１，第２調湿器４₁，４₂は加湿機能および除湿機能を有するもので、それらの一端側に第１連通口５₁を、また他端側に第２連通口５₂をそれぞれ有する。両第１連通口５₁間は導管６を介して接続され、その導管６に、第１調湿器５₁側より第２調湿器５₂側に向って第１，第２，第３三方弁３Ｖ₁，３Ｖ₂，３Ｖ₃が装置される。それらの第１，第２ポートｐ１，ｐ２は導管６の第１調湿器５₁側と第２調湿器５₂側とにそれぞれ接続される。第２三方弁３Ｖ₂の第３ポートｐ３には導管７を介して改質器３の供給口８が接続される。また第１，第３三方弁３Ｖ₁，３Ｖ₃の第３ポートｐ３は導管９，１０を介して第４三方弁３Ｖ₄の第１，第２ポートｐ１，ｐ２にそれぞれ接続され、その第４三方弁３Ｖ₄の第３ポートｐ３は導管１１を介して燃料電池２の入口１２に接続される。燃料電池２の出口１３は第１排出管１４₁を介して改質器３の燃焼系に接続され、これにより燃料電池２の排ガス中の可燃成分が燃焼されて、その発生熱は改質器３における改質反応に用いられる。
【００１３】
第１，第２調湿器４₁，４₂の両第２連通口５₂間は導管１６を介して接続され、その導管１６に、第１調湿器４₁側より第２調湿器４₂側に向って第５，第６，第７三方弁３Ｖ₅，３Ｖ₆，３Ｖ₇が装置される。それらの第１，第２ポートｐ１，ｐ２は導管１６の第１調湿器４₁側と第２調湿器４₂側とにそれぞれ接続され、また第６三方弁３Ｖ₆の第３ポートｐ３は水素貯蔵器１５の入口側に接続される。
【００１４】
水素貯蔵器１５は、改質器３により生成された水素を第１または第２調湿器４₁，４₂を介し供給されてそれを吸蔵し、またその吸蔵水素を放出して第１または第２調湿器４₁，４₂を介して燃料電池２に供給することができる。その水素貯蔵器１５は、第１の水素吸蔵材ＭＨ₁を備えた第１貯蔵部１５₁と、第２の水素吸蔵材ＭＨ₂を有する第２貯蔵部１５₂とを有する。第１，第２の水素吸蔵材ＭＨ₁，ＭＨ₂としては水素吸蔵合金または炭素材が用いられる。第１の水素吸蔵材ＭＨ₁のプラトー領域を示す温度は第２の水素吸蔵材ＭＨ₂のそれよりも高く、したがって改質器３からの比較的高温な水素の吸蔵し易さに関しては第１の水素吸蔵材ＭＨ₁が第２の水素吸蔵材ＭＨ₂に比べて優れているが、常温下での吸蔵水素の放出し易さに関しては第２の水素吸蔵材ＭＨ₂が第１の水素吸蔵材ＭＨ₁に比べて優れている。つまり、両水素吸蔵材ＭＨ₁，ＭＨ₂において、水素吸蔵特性に関しては、同一温度・同一圧力下では第１の水素吸蔵材ＭＨ₁が第２の水素吸蔵材ＭＨ₂に比べて水素吸蔵の平衡圧が低く、一方、水素放出特性に関しては、同一温度・同一圧力下では第２の水素吸蔵材ＭＨ₂が第１の水素吸蔵材ＭＨ₁に比べて水素放出の平衡圧が高いのである。実施例では第１の水素吸蔵材ＭＨ₁はＡＢ５系合金、例えばＭｍＮｉ_4.9Ａｌ_0.1合金よりなり、また第２の水素吸蔵材ＭＨ₂はＡＢ５系合金、例えばＭｍＮｉ_4.77Ａｌ_0.23合金よりなる。各化学式において、Ｍｍはランタン系ミッシュメタルを意味する。
【００１５】
第１貯蔵部１５₁は、第１の水素吸蔵材ＭＨ₁を内蔵した少なくとも３つ、図示例では３つの第１〜第３タンクＴ₁〜Ｔ₃を備え、それらタンクＴ₁〜Ｔ₃の入口１７は導管１８により相互に接続され、その導管１８の分岐部１９が別の導管２０を介して第６三方弁３Ｖ₆の第３ポートｐ３に接続される。導管１８において、各タンクＴ₁〜Ｔ₃の入口１７と分岐部１９との間に第１，第２，第３二方弁２Ｖ₁，２Ｖ₂，２Ｖ₃がそれぞれ装置される。第１〜第３タンクＴ₁〜Ｔ₃の出口２１は導管２２により相互に接続され、その導管２２の集合部２３が第２排出管１４₂を介して第１排出管１４₁の下流側に接続される。導管２２において、各タンクＴ₁〜Ｔ₃の出口２１と集合部２３との間に第８，第９，第１０三方弁３Ｖ₈，３Ｖ₉，３Ｖ₁₀がそれぞれ装置される。それら三方弁３Ｖ₈，３Ｖ₉，３Ｖ₁₀の第１，第２ポートｐ１，ｐ２は導管２２の第１〜第３タンクＴ₁〜Ｔ₃側および集合部２３側にそれぞれ接続される。第８三方弁３Ｖ₈の第３ポートｐ３は導管２４を介して第１１三方弁３Ｖ₁₁の第１ポートｐ１に接続され、また第９三方弁３Ｖ₉および第１０三方弁３Ｖ₁₀の第３ポートｐ３は導管２５，２６を介して第１２三方弁３Ｖ₁₂の第１，第２ポートｐ１，ｐ２にそれぞれ接続される。その第１２三方弁３Ｖ₁₂の第３ポートｐ３は導管２７を介して第１１三方弁３Ｖ₁₁の第２ポートｐ２に接続される。
【００１６】
第２貯蔵部１５₂は第２の水素吸蔵材ＭＨ₂を内蔵した少なくとも１つ、図示例では１つの第４タンクＴ₄を備える。第４タンクＴ₄の入口１７に導管２９を介して第１３三方弁３Ｖ₁₃の第１ポートｐ１が接続され、その第２ポートｐ２は導管３０を介して第１１三方弁３Ｖ₁₁の第３ポートｐ３に接続される。第４タンクＴ₄の出口２１に導管３２を介して第４二方弁２Ｖ₄が接続され、その第４二方弁２Ｖ₄に導管３３を介して第１４三方弁３Ｖ₁₄の第１ポートｐ１が接続される。またその導管３３に第１３三方弁３Ｖ₁₃の第３ポートｐ３が導管３４を介して接続される。第１４三方弁３Ｖ₁₄の第２ポートｐ２は導管３５を介して第５三方弁３Ｖ₅の第３ポートｐ３に接続され、また第３ポートｐ３は導管３６を介して第７三方弁３Ｖ₇の第３ポートｐ３に接続される。
【００１７】
第１，第２調湿器４₁，４₂は第１貯蔵部１５₁の水素吸蔵性を向上させるべく、改質器３からの水素に除湿処理を施し、また燃料電池２の発電性能を向上させるべく、放出水素に加湿処理を施す。この場合、第１，第２調湿器４₁，４₂の含水量をそれぞれＣｗ１，Ｃｗ２としたとき、例えば、Ｃｗ１＜Ｃｗ２であれば第１調湿器４₁が除湿処理に、一方、第２調湿器４₂が加湿処理にそれぞれ用いられる。
【００１８】
このような使用の結果、両含水量Ｃｗ１，Ｃｗ２の関係が逆転してＣｗ１＞Ｃｗ２となれば、第１調湿器４₁は、除湿機能発揮後、加湿機能発揮可能状態となり、一方、第２調湿器４₂は、加湿機能発揮後、除湿機能発揮可能状態となったもので、今度は第１調湿器４₁が加湿処理に、一方、第２調湿器４₂が除湿処理にそれぞれ用いられる。このような使い分は１台の調湿器によっても可能であるが、２台の調湿器４₁，４₂を備え、それらの間に含水量の差を設けると、除湿および加湿処理に適確に対応することができる。前記のような除湿および加湿作用を行うものとしては、モレキュラシーブを挙げることができる。
【００１９】
必要に応じて、両調湿器４₁，４₂に、改質器３からの水素に含まれた炭酸ガス、酸素等の不純ガス成分を除去する機能を持たせることができる。図中、Ｖは逆止弁である。
【００２０】
（１）例えば、翌朝において電気自動車の走行を確実に開始させるためには、夜間駐車中であって、燃料電池２の運転休止中に次のような水素貯蔵作業を行う。便宜上、作業開始前においては水素貯蔵器１５の第１〜第４タンクＴ₁〜Ｔ₄は空（カラ）状態であるとする。
【００２１】
（１）−ａ図１に示すように、第１，第２調湿器４₁，４₂の両含水量Ｃｗ１，Ｃｗ２の間にはＣｗ１≒Ｃｗ２の関係が成立し、それらは除湿機能発揮可能状態にあるものとする。弁切換操作によって、第２〜第４タンクＴ₂〜Ｔ₄の入口１７への経路を遮断した状態において、改質器３→第２三方弁３Ｖ₂→第３三方弁３Ｖ₃→第２調湿器４₂→第７三方弁３Ｖ₇→第６三方弁３Ｖ₆→第１二方弁２Ｖ₁→第１タンクＴ₁→第８三方弁３Ｖ₈→第２排出管１４₂の経路を確立させる。そして改質器３を作動させ、その改質器３で生成された比較的高温な水素を、除湿処理発揮可能状態にある第２調湿器４₂を経て第１貯蔵部１５₁の第１タンクＴ₁に吸蔵させる。この水素の吸蔵は第１の水素吸蔵材ＭＨ₁が改質器３からの比較的高温な水素を吸蔵し易い性質を有し、且つその水素に除湿処理が施されているので、スムーズに、且つ十分に行われる。第１の水素吸蔵材ＭＨ₁に吸蔵されなかった過剰の水素は第２排出管１４₂を経て改質器３の燃焼系に導かれ、そこで燃焼されて、その発生熱は改質器３における改質反応に用いられる。また水素に含まれ、且つ第１の水素吸蔵材ＭＨ₁に吸蔵されない炭酸ガス等の不純ガス成分は第１タンクＴ₁の出口２１を通じて第２排出管８に排出されるので、第１タンクＴ₁内における不純ガス成分の濃度上昇が回避される。この第１タンクＴ₁への水素の貯蔵は、そのタンクＴ₁が充填状態（満状態）となるまで行う。両含水量Ｃｗ１，Ｃｗ２の関係は、Ｃｗ１≒Ｃｗ２→Ｃｗ１＜Ｃｗ２となる。
【００２２】
（１）−ｂ第１貯蔵部１５₁の第１タンクＴ₁から第２貯蔵部１５₂の第４タンクＴ₄への水素の移送に当っては、図２に示すように、弁切換操作によって、第１タンクＴ₁の入口１７への経路および第４タンクＴ₄の出口２１からの経路をそれぞれ遮断すると共に、第１タンクＴ₁→第８三方弁３Ｖ₈→第１１三方弁３Ｖ₁₁→第１３三方弁３Ｖ₁₃→第４タンクＴ₄の経路を確立させる。第１タンクＴ₁からの吸蔵水素の放出は、常温下における第１の水素吸蔵材ＭＨ₁の水素を放出しにくい性質を考慮して、その第１の水素吸蔵材ＭＨ₁の温度を加熱により６０℃以上に高めることによって行われ、これにより高圧な放出水素が得られる。第４タンクＴ₄における第２の水素吸蔵材ＭＨ₂は、第１タンクＴ₁からの比較的高温な放出水素を吸蔵しにくい性質を有するが、その放出水素は高圧でもあるため第４タンクＴ₄に十分に吸蔵される。この場合、改質器３による生成水素を燃焼させて、その燃焼熱により第１の水素吸蔵材ＭＨ₁を加熱することが可能である。第４タンクＴ₄が充填状態となった後はその入口１７への経路を弁切換操作により遮断する（図３参照）。
【００２３】
また弁切換操作により、改質器３→第２三方弁３Ｖ₂→第１三方弁３Ｖ₁→第１調湿器４₁→第５三方弁３Ｖ₅→第６三方弁３Ｖ₆→第３二方弁２Ｖ₃→第３タンクＴ₃→第１０三方弁３Ｖ₁₀→第２排出管１４₂の経路が確立されているので、改質器３で生成された水素が除湿処理を施された後第３タンクＴ₃に吸蔵される。第３タンクＴ₃が充填状態となった後はその入口１７への経路および出口２１からの経路を弁切換操作により遮断する（図３参照）。両含水量Ｃｗ１，Ｃｗ２の関係は、Ｃｗ１＜Ｃｗ２→Ｃｗ１≒Ｃｗ２となる。
【００２４】
（２）電気自動車の走行開始時、つまり燃料電池２の運転開始時において、第１，第２調湿器４₁，４₂の両含水量Ｃｗ１，Ｃｗ２の間にはＣｗ１≒Ｃｗ２の関係が成立しているものとする。図３に示すように、弁切換操作によって、第４タンクＴ₄→第４二方弁２Ｖ₄→第１４三方弁３Ｖ₁₄→第７三方弁３Ｖ₇→第２調湿器４₂→第３三方弁３Ｖ₃→第４三方弁３Ｖ₄→燃料電池２の経路を確立させる。これにより第２貯蔵部１５₂、つまり第４タンクＴ₄より水素が放出され、加湿処理を施された後燃料電池２に供給される。この放出水素の供給は燃料電池２の運転開始時に同時に始動させた改質器３が定常状態に到るまで行われる。燃料電池２の運転に伴い電気自動車が走行する。第４タンクＴ₄からの水素の放出は、第２の水素吸蔵材ＭＨ₂が常温下で水素を放出し易い性質を有するので、約２５℃でスムーズに、且つ十分に行われる。両含水量Ｃｗ１，Ｃｗ２の関係は、Ｃｗ１≒Ｃｗ２→Ｃｗ１＞Ｃｗ２となる。
【００２５】
（３）改質器３が定常状態に到ったとき、図４に示すように弁切換操作によって第４タンクＴ₄の出口２１からの経路を遮断する。そして第３タンクＴ₃→第１０三方弁３Ｖ₁₀→第１２三方弁３Ｖ₁₂→第１１三方弁３Ｖ₁₁→第１３三方弁３Ｖ₁₃→第１４三方弁３Ｖ₁₄→第５三方弁３Ｖ₅→第１調湿器４₁→第１三方弁３Ｖ₁→第４三方弁３Ｖ₄→燃料電池２の経路を確立させる。これにより第３タンクＴ₃からの放出水素が加湿処理を施された後燃料電池２に供給されるので電気自動車の走行が継続される。電気自動車の加速時には、第３タンクＴ₃の出口２１における開度を広げて放出水素量を増加し、一方、減速時には、第３タンクＴ₃の出口２１における開度を狭めて放出水素量を減少させる。
【００２６】
また改質器３→第２三方弁３Ｖ₂→第３三方弁３Ｖ₃→第２調湿器４₂→第７三方弁３Ｖ₇→第６三方弁３Ｖ₆→第２二方弁２Ｖ₂→第２タンクＴ₂→第９三方弁３Ｖ₉→第２排出管１４₂の経路を確立させる。これにより改質器３からの水素が除湿処理を施された後第２タンクＴ₂に吸蔵される。両含水量Ｃｗ１，Ｃｗ２の関係は、Ｃｗ１＞Ｃｗ２→Ｃｗ１＜Ｃｗ２となる。
【００２７】
図５は図４の場合に次ぐ走行段階を示し、この段階では第１，第２調湿器４₁，４₂の両含水量Ｃｗ１，Ｃｗ２の間にＣｗ１＜Ｃｗ２の関係が成立して、第２タンクＴ₂からの水素の放出、第２調湿器４₂による放出水素への加湿処理および燃料電池２への加湿後の放出水素の供給が行われ、また改質器３による水素の生成、第１調湿器４₁による生成水素への除湿処理および第１タンクＴ₁における除湿後の生成水素の吸蔵が行われている。これにより両含水量Ｃｗ１，Ｃｗ２の関係は、Ｃｗ１＜Ｃｗ２→Ｃｗ１＞Ｃｗ２となる。
【００２８】
図６は図５の場合に次ぐ走行段階を示し、この段階では第１，第２調湿器４₁，４₂の両含水量Ｃｗ１，Ｃｗ２の間にＣｗ１＞Ｃｗ２の関係が成立して、第１タンクＴ₁からの水素の放出、第１調湿器４₁による放出水素への加湿処理および燃料電池２への加湿後の放出水素の供給が行われ、また改質器３による水素の生成、第２調湿器４₂による生成水素への除湿処理および第３タンクＴ₃における除湿後の生成水素の吸蔵が行われている。これにより両含水量Ｃｗ１，Ｃｗ２の関係は、Ｃｗ１＞Ｃｗ２→Ｃｗ１＜Ｃｗ２となる。
【００２９】
このように第１貯蔵部１５₂においては、燃料電池２の運転継続下で第１〜第３タンクＴ₁〜Ｔ₃のうち１つのタンクＴ₁，Ｔ₂，Ｔ₃が水素放出状態にあるとき、別の１つのタンクＴ₃，Ｔ₁，Ｔ₂が水素吸蔵状態にある。
【００３０】
なお、水素貯蔵器１５の第１，第２貯蔵部１５₁，１５₂において、必要に応じ、タンクの数を実施例の場合よりも増すか、或は第１，第２の吸蔵材ＭＨ₁，ＭＨ₂の量を増して、それら貯蔵部１５₁，１５₂の水素吸蔵能力（水素吸蔵容量）を増大させることが行われる。また水素を燃料とする機器としては、燃料電池の外に内燃機関を挙げることができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、前記のような手段を採用することによって、機器の運転開始を迅速に行い、またその運転を確実に継続することが可能であって、改質器が持つ問題点が水素供給に影響しないようにした水素供給システムを提供することができる。また特に第１貯蔵部が、第１の水素吸蔵材を各々内蔵した少なくとも３つのタンクを備えており、その第１貯蔵部においては、機器の運転継続下で、前記少なくとも３つのタンクのうち１つのタンクが水素放出状態にあるとき、別の１つのタンクが水素吸蔵状態にあるので、機器への水素供給を間断なく行って、その運転を確実に継続することができる。
【００３２】
また請求項２記載の発明によれば、前記のような手段を採用することによって、水素貯蔵器への水素吸蔵性を向上させると共に特に、前記機器としての燃料電池の発電性能を向上させることが可能な水素供給システムを提供することができる。
【００３３】
また請求項３，４記載の発明によれば、水素に対し加湿処理および除湿処理を確実に施すことが可能な水素供給システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料電池の運転休止中において、第１タンクに水素を吸蔵させている状態を示す水素供給システムの説明図である。
【図２】第１タンクから第４タンクへ水素を移送し、また第３タンクに水素を吸蔵させている状態を示す水素供給システムの説明図である。
【図３】燃料電池の運転開始時において、第４タンクから水素を放出して燃料電池に供給している状態を示す水素供給システムの説明図である。
【図４】電気自動車の走行中において、第３タンクから水素を放出し、一方、第２タンクに水素を吸蔵させている状態を示す水素供給システムの説明図である。
【図５】電気自動車の走行中において、第２タンクから水素を放出し、一方、第１タンクに水素を吸蔵させている状態を示す水素供給システムの説明図である。
【図６】電気自動車の走行中において、第１タンクから水素を放出し、一方、第３タンクに水素を吸蔵させている状態を示す水素供給システムの説明図である。
【符号の説明】
１水素供給システム
２燃料電池（機器）
３改質器
４₁，４₂ 第１，第２調湿器
１５水素貯蔵器
１５₁，１５₂ 第１，第２貯蔵部
Ｃｗ１，Ｃｗ２含水量
ＭＨ₁，ＭＨ₂ 第１，第２の水素吸蔵材
Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃ 第１，第２，第３タンク

Claims

原料から水素を生成する改質器（３）と、前記改質器（３）により生成された水素を吸蔵し、次いでその吸蔵水素を放出して水素を燃料とする機器（２）に供給することが可能な水素貯蔵器（１５）とを有する水素供給システムにおいて、
前記水素貯蔵器（１５）は、第１の水素吸蔵材（ＭＨ₁）を各々内蔵した少なくとも３つのタンク（Ｔ ₁ ，Ｔ ₂ ，Ｔ ₃ ）を備えた第１貯蔵部（１５₁）と、第２の水素吸蔵材（ＭＨ₂）を備えた第２貯蔵部（１５₂）とを有し、両水素吸蔵材（ＭＨ₁，ＭＨ₂）において、水素の吸蔵し易さに関しては前記第１の水素吸蔵材（ＭＨ₁）が前記第２の水素吸蔵材（ＭＨ₂）に比べて優れており、一方、吸蔵水素の放出し易さに関しては前記第２の水素吸蔵材（ＭＨ₂）が前記第１の水素吸蔵材（ＭＨ₁）に比べて優れており、前記第１貯蔵部（１５₁）に前記改質器（３）からの水素を一旦吸蔵させ、その第１貯蔵部（１５₁）からの放出水素を前記第２貯蔵部（１５₂）に吸蔵させておくことにより、前記機器（２）の運転開始をその第２貯蔵部（１５₂）からの放出水素で行い、その後の前記機器（２）の運転継続を前記第１貯蔵部（１５₁）からの放出水素で行うようにし、前記機器（２）の運転継続下では、１つの前記タンク（Ｔ ₁ ，Ｔ ₂ ，Ｔ ₃ ）が水素放出状態にあるとき、別の１つの前記タンク（Ｔ ₃ ，Ｔ ₁ ，Ｔ ₂ ）が水素吸蔵状態にあることを特徴とする、水素を燃料とする機器への水素供給システム。
前記改質器（３）からの水素を前記第１貯蔵部（１５₁）に吸蔵させる前に、その水素に除湿処理を施し、また前記第１および第２貯蔵部（１５₁，１５₂）からの放出水素を前記機器としての燃料電池（２）に導入する前に、その放出水素に加湿処理を施す、２台の調湿器（４₁，４₂）を備えている、請求項１記載の水素を燃料とする機器への水素供給システム。
前記両調湿器（４₁，４₂）は、除湿機能発揮後、加湿機能発揮可能状態となり、且つ加湿機能発揮後、除湿機能発揮可能状態となる、請求項２記載の水素を燃料とする機器への水素供給システム。
前記除湿処理に当っては両調湿器（４₁，４₂）のうち含水量（Ｃｗ１，Ｃｗ２）の少ない方を使用し、また前記加湿処理に当っては両調湿器（４₁，４₂）のうち含水量（Ｃｗ１，Ｃｗ２）の多い方を使用する、請求項２または３記載の水素を燃料とする機器への水素供給システム。
原料から水素を生成する改質器（３）と、前記改質器（３）により生成された水素を吸蔵し、次いでその吸蔵水素を放出して水素を燃料とする機器（２）に供給することが可能な水素貯蔵器（１５）とを有する水素供給システムにおいて、
前記水素貯蔵器（１５）は、第１の水素吸蔵材（ＭＨ₁）を各々内蔵した少なくとも３つのタンク（Ｔ ₁ ，Ｔ ₂ ，Ｔ ₃ ）を備えた第１貯蔵部（１５₁）と、第２の水素吸蔵材（ＭＨ₂）を備えた第２貯蔵部（１５₂）とを有し、両水素吸蔵材（ＭＨ₁，ＭＨ₂）において、水素吸蔵特性に関しては、同一温度・同一圧力下では前記第１の水素吸蔵材（ＭＨ₁）が前記第２の水素吸蔵材（ＭＨ₂）に比べて水素吸蔵の平衡圧が低く、一方、水素放出特性に関しては、同一温度・同一圧力下では前記第２の水素吸蔵材（ＭＨ₂）が前記第１の水素吸蔵材（ＭＨ₁）に比べて水素放出の平衡圧が高く、前記第１貯蔵部（１５₁）に前記改質器（３）からの水素を一旦吸蔵させ、その第１貯蔵部（１５₁）からの放出水素を前記第２貯蔵部（１５₂）に吸蔵させておくことにより、前記機器（２）の運転開始をその第２貯蔵部（１５₂）からの放出水素で行い、その後の前記機器（２）の運転継続を前記第１貯蔵部（１５₁）からの放出水素で行うようにし、前記機器（２）の運転継続下では、１つの前記タンク（Ｔ ₁ ，Ｔ ₂ ，Ｔ ₃ ）が水素放出状態にあるとき、別の１つの前記タンク（Ｔ ₃ ，Ｔ ₁ ，Ｔ ₂ ）が水素吸蔵状態にあることを特徴とする、水素を燃料とする機器への水素供給システム。