JP4918716B2 - 水素発生設備及び燃料電池システム - Google Patents
水素発生設備及び燃料電池システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP4918716B2 JP4918716B2 JP2006034511A JP2006034511A JP4918716B2 JP 4918716 B2 JP4918716 B2 JP 4918716B2 JP 2006034511 A JP2006034511 A JP 2006034511A JP 2006034511 A JP2006034511 A JP 2006034511A JP 4918716 B2 JP4918716 B2 JP 4918716B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- pressure
- hydrogen generation
- aqueous solution
- reaction
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
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
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
-
- 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
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Description
かかる第6の態様では、電力を消費することなく、反応部で発生した水素の圧力により水素発生用水溶液が反応部に供給されて水素が生成され、また、この水素の生成は排出手段に接続した燃料電池の発電部での水素の消費に応じて行われるので、高エネルギー密度の水素発生設備が提供できる。また、供給路の上流側、すなわち、反応部の圧力が所定より高い場合に圧力調整弁が開き、上流側の圧力が下流側より高い場合に水素発生用水溶液が圧力調整弁の下流側へ供給され、また、圧力調整弁の下流側の圧力が反応部内の圧力より高くなった際に水素発生用水溶液が反応部内へ供給される。さらに、水素発生設備の外部の物質の圧力、例えば、大気圧を用いて圧力調整弁を駆動することができ、例えば、反応部の内部の圧力が大気圧より高い場合に圧力調整弁が開となる。また、水素発生設備の外部の物質により圧力調整弁が閉弁する方向に押圧部にかかる応力より反応部内圧が高い時に圧力調整弁は開弁し、反応部内圧が大気圧より低い時閉弁する。
本発明の第7の態様は、前記圧力調整弁と前記逆止弁との間に前記水素発生用水溶液を一時貯留する一時貯留部を設けたことを特徴とする第6の態様に記載の水素発生設備にある。
かかる第9の態様では、内部の物質の圧力、例えば、水素の圧力に加えて弾性部材の付勢力を用いることにより、最低限の動作圧を確保してシステムを動作させることができる。
本発明の第10の態様は、前記開閉手段が、さらに、下流側から上流側への逆流を防止する逆止弁を有することを特徴とする第8又は9の態様に記載の水素発生設備にある。
図1は、本発明の燃料電池システムの構成図である。概略の構成は、水溶液を貯蔵し、送液する液体関連ユニットと、水素発生反応を生じ、発生した水素を発電のために消費する水素関連ユニットとの二部構成である。燃料電池システムは、原則的に内部と外部との物質交換がない構造となっている。
さて、以上説明した構造体を用いて図1の燃料電池システムを作製し、運転した。部品としては、液体貯蔵部11に図3の構造を、圧力調整弁14に図6の構造を用いた。使用した材質は、反応部筐体と供給管15にステンレスを、液体貯蔵部11にポリプロピレンを、圧力調整弁14の樹脂チューブ37にシリコーンゴムを、また、一時貯留部12の自由壁40にシリコーンシートを用いた。また、反応部10は内容積が90ccの矩形容器であり、液体貯蔵部11の内容積は40cc、供給管15は内径4mm、樹脂チューブの内径は2mm、自由壁40の厚みを0.5mm、一時貯留部の容積を2ccとした。
上述した実施例の現象を回避するための他の実施例としての燃料電池システムの一例を図9に示す。
従来の燃料電池システムの構成は、反応部10と液体貯蔵部11が分離した別々の容器であり、反応部10を小さくせざるを得ないため、反応生成物を反応部10内に収める空間が小さく、反応生成物の流出を早い段階で起こしてしまっていた。
さらに、図10には、本発明の燃料電池システムの他の実施形態例を示す。尚、図1に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
2 負極室
3 水素導管
10 反応部
11、11A、11B、11C 液体貯蔵部
12 一時貯留部
13 逆止弁
14、14A、14B 圧力調整弁
15、15a、15b、15c、15d 供給管
16 水素反応用物質
17 水素発生用水溶液
18 逆止弁
19 バイパス管
20 開口部
21 可動壁
30 弁体
31 シール部材
32 ばね
33 開口部
34、34a、34b 流路
35、35a、35b 反応部筐体の壁
36 押圧部
37 樹脂チューブ
38 大気取込部
39、39a、39b、39c 流路板
40 自由壁
矢印 逆止弁の送液方向を示す
Claims (25)
- 水素反応用物質を格納すると共にこの水素反応用物質と反応する水素発生用水溶液を反応させる反応部と、前記水素発生用水溶液を貯蔵する液体貯蔵部と、この液体貯蔵部に貯蔵された水素発生用水溶液を前記反応部に供給する供給路と、前記反応部で発生した水素を排出する排出手段とを具備し、前記反応部内の圧力が前記液体貯蔵部内の水素発生用水溶液を加圧するようにすると共に圧力状態により流路を開閉する開閉手段を前記供給路の途中に設け、前記開閉手段が、前記供給路の上流側の圧力が所定値より高い場合に開となる圧力調整弁と、この圧力調整弁の下流側に設けられて下流側から上流側への逆流を防止する逆止弁とを有し、前記圧力調整弁と前記逆止弁との間に前記水素発生用水溶液を一時貯留する一時貯留部を設けたことを特徴とする水素発生設備。
- 前記圧力調整弁の閉弁力として、当該水素発生設備外部の物質の圧力を駆動力として用いていることを特徴とする請求項1記載の水素発生設備。
- 前記圧力調整弁が、
前記水素発生用水溶液を通す流路と、
前記流路の隔壁の一部を形成すると共に圧力を受けて撓みを生じる薄膜若しくは薄板である可撓膜からなるシール部材と、
前記シール部材と固定されて当該シール部材の撓みと連動して移動すると共に当該移動により前記流路を開閉して前記水素発生用水溶液を流通もしくは遮断する弁体と、
前記流路と前記供給路との接続部とを有し、
前記シール部材の外側に当該水素発生設備の外部に存在する物質が接する構造であることを特徴とする請求項2記載の水素発生設備。 - 前記圧力調整弁が、
前記水素発生用水溶液を通す可撓性チューブと、
前記可撓性チューブの外部に移動自在に設けられると共に当該移動により前記可撓性チューブを潰して内部を閉塞するか又は流通状態とする押圧部と、
前記可撓性チューブと前記供給路との接続部とを有し、
前記押圧部もしくは当該押圧部が設けられた前記可撓性チューブの外側には当該水素発生設備の外部に存在する物質が接する構造であることを特徴とする請求項2記載の水素発生設備。 - 前記圧力調整弁の閉弁力として、当該水素発生設備外部の物質の圧力に加え、弾性部材による付勢力を用いていることを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の水素発生設備。
- 水素反応用物質を格納すると共にこの水素反応用物質と反応する水素発生用水溶液を反応させる反応部と、前記水素発生用水溶液を貯蔵する液体貯蔵部と、この液体貯蔵部に貯蔵された水素発生用水溶液を前記反応部に供給する供給路と、前記反応部で発生した水素を排出する排出手段とを具備し、前記反応部内の圧力が前記液体貯蔵部内の水素発生用水溶液を加圧するようにすると共に圧力状態により流路を開閉する開閉手段を前記供給路の途中に設け、前記開閉手段が、前記供給路の上流側の圧力が所定値より高い場合に開となる圧力調整弁と、この圧力調整弁の下流側に設けられて下流側から上流側への逆流を防止する逆止弁とを有し、前記圧力調整弁の閉弁力として、当該水素発生設備外部の物質の圧力を駆動力として用いており、前記圧力調整弁が、前記水素発生用水溶液を通す可撓性チューブと、前記可撓性チューブの外部に移動自在に設けられると共に当該移動により前記可撓性チューブを潰して内部を閉塞するか又は流通状態とする押圧部と、前記可撓性チューブと前記供給路との接続部とを有し、前記押圧部もしくは当該押圧部が設けられた前記可撓性チューブの外側には当該水素発生設備の外部に存在する物質が接する構造であることを特徴とする水素発生設備。
- 前記圧力調整弁と前記逆止弁との間に前記水素発生用水溶液を一時貯留する一時貯留部を設けたことを特徴とする請求項6に記載の水素発生設備。
- 水素反応用物質を格納すると共にこの水素反応用物質と反応する水素発生用水溶液を反応させる反応部と、前記水素発生用水溶液を貯蔵する液体貯蔵部と、この液体貯蔵部に貯蔵された水素発生用水溶液を前記反応部に供給する供給路と、前記反応部で発生した水素を排出する排出手段とを具備し、前記反応部内の圧力が前記液体貯蔵部内の水素発生用水溶液を加圧するようにすると共に圧力状態により流路を開閉する開閉手段を前記供給路の途中に設け、前記開閉手段が、前記供給路の下流側の圧力が所定値より低い場合に開となる圧力調整弁を有し、前記圧力調整弁の閉弁力として、前記反応部の内部の物質の圧力を駆動力として用いており、前記圧力調整弁が、前記水素発生用水溶液を通す可撓性チューブと、前記可撓性チューブの外部に移動自在に設けられると共に当該移動により前記可撓性チューブを潰して内部を閉塞するか又は流通状態とする押圧部と、前記可撓性チューブと前記供給路との接続部とを有し、前記押圧部もしくは当該押圧部が設けられた前記可撓性チューブの外側には前記反応部の内部に存在する物質が接する構造であることを特徴とする水素発生設備。
- 前記圧力調整弁と前記液体貯蔵部との間に前記水素発生用水溶液を一時貯留する一時貯留部を設けたことを特徴とする請求項8に記載の水素発生設備。
- 前記開閉手段が、さらに、下流側から上流側への逆流を防止する逆止弁を有することを特徴とする請求項8又は9記載の水素発生設備。
- 前記一時貯留部は、その内部に貯留される水素発生用水溶液が所定圧を受ける構造を有し、前記反応部の内圧が前記所定圧より小さくなった際に水素発生用水溶液を当該反応部へ供給するようになっていることを特徴とする請求項1〜5、7及び9のいずれかに記載の水素発生設備。
- 前記一時貯留部は、その壁の少なくとも一部が移動可能な可動壁であると共に当該可動壁が所定圧を受けており、前記水素発生用水溶液の移動により、前記可動壁が可動して当該一時貯留部の容積が変化することを特徴とする請求項1〜5、7及び9のいずれかに記載の水素発生設備。
- 前記一時貯留部の当該水素発生設備外部との境界の壁の一部もしくは全体が、前記一時貯留部の内外の圧力差により撓む事が可能な薄膜もしくは薄板からなる可撓膜であり、当該可撓膜が当該水素発生設備外部の圧力を受けていることを特徴とする請求項1〜5、7及び9のいずれかに記載の水素発生設備。
- 前記供給路とは別に、前記一時貯留部と前記液体貯蔵部とを連結するバイパス管が設けられていることを特徴とする請求項1〜5、7、9及び10乃至13のいずれかに記載の水素発生設備。
- 前記バイパス管に、前記一時貯留部から前記液体貯蔵部への前記水素発生用水溶液の逆流を防止する第二の逆止弁が介装されていることを特徴とする請求項14記載の水素発生設備。
- 前記液体貯蔵部は、その内部の容積が一定の容器からなり、上部に物質移動が可能な貫通孔を有することを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載の水素発生設備。
- 前記液体貯蔵部は、その内部の容積が貯蔵される水素発生用水溶液の量に応じて可変である容器からなることを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載の水素発生設備。
- 前記容器は、外部と画成する壁の少なくとも一部に移動可能な可動壁を有し、この可動壁が内外の圧力差に応じて移動して当該容器の容積を可変させることを特徴とする請求項17記載の水素発生設備。
- 前記容器は、外部と画成する壁の一部もしくは全体が、内外の圧力差により撓むことが可能な薄膜または薄板からなる可撓壁からなることを特徴とする請求項17記載の水素発生設備。
- 前記水素反応用物質が、加水分解により水素を発生する金属水素化物を含むことを特徴とする請求項1乃至19のいずれかに記載の水素発生設備。
- 前記水素反応用物質が、前記金属水素化物に、固体の有機酸もしくはその塩、金属塩化物、並びに、白金、金、銅、ニッケル、鉄、チタン、ジルコニウム、及びルテニウムからなる金属及びこれらの合金からなる群から選択される少なくとも一種を混合したものであることを特徴とする請求項20記載の水素発生設備。
- 前記水素発生用水溶液が、水、又は、水に、有機酸もしくはその塩、無機酸もしくはその塩、及び金属塩化物からなる群から選択される少なくとも一種を混合したものであることを特徴とする請求項20又は21記載の水素発生設備。
- 前記水素発生用水溶液が酸もしくは塩基の水溶液であり、前記水素反応用物質が金属である事を特徴とする請求項1乃至19のいずれかに記載の水素発生設備。
- 燃料電池の発電部の負極室へ燃料を供給する燃料供給部として、請求項1乃至23のいずれかに記載の水素発生設備を具備することを特徴とする燃料電池システム。
- 前記発電部が、水素と酸素とを電気化学反応して発電する高分子固体形燃料電池であり、
前記燃料供給部から前記負極室に至る部位の内部と外部とで物質の移動が無いことを特徴とする請求項24記載の燃料電池システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006034511A JP4918716B2 (ja) | 2005-08-03 | 2006-02-10 | 水素発生設備及び燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005225629 | 2005-08-03 | ||
JP2005225629 | 2005-08-03 | ||
JP2006034511A JP4918716B2 (ja) | 2005-08-03 | 2006-02-10 | 水素発生設備及び燃料電池システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007063113A JP2007063113A (ja) | 2007-03-15 |
JP4918716B2 true JP4918716B2 (ja) | 2012-04-18 |
Family
ID=37925712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006034511A Expired - Fee Related JP4918716B2 (ja) | 2005-08-03 | 2006-02-10 | 水素発生設備及び燃料電池システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4918716B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5064118B2 (ja) * | 2007-06-06 | 2012-10-31 | セイコーインスツル株式会社 | 液体残量検出装置、燃料電池、液体残量検出方法及び液体残量検出プログラム |
JP2009091231A (ja) * | 2007-09-19 | 2009-04-30 | Seiko Instruments Inc | 液体供給装置、水素発生装置及び燃料電池システム |
JP2009143791A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-07-02 | Seiko Instruments Inc | 水素発生装置及び燃料電池システム |
JPWO2011136147A1 (ja) * | 2010-04-27 | 2013-07-18 | 深井 利春 | 水素の製造方法 |
CN102869605B (zh) * | 2010-04-27 | 2016-07-06 | 深井利春 | 氢的制造方法 |
JP5723175B2 (ja) * | 2011-02-25 | 2015-05-27 | セイコーインスツル株式会社 | 燃料電池 |
JP6085759B2 (ja) * | 2012-10-15 | 2017-03-01 | アクアフェアリー株式会社 | 発電装置 |
ITMI20130305A1 (it) * | 2013-02-28 | 2014-08-29 | Eliodoro Pomar | Sistema per separare l'idrogeno dall'ossigeno contenuti in acqua |
CN107954394A (zh) * | 2016-10-17 | 2018-04-24 | 深圳市雄韬电源科技股份有限公司 | 制氢储氢装置 |
KR102614524B1 (ko) * | 2018-11-15 | 2023-12-14 | 한화오션 주식회사 | 금속을 이용한 수소 생산 장치 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DK495973A (ja) * | 1973-09-10 | 1975-05-12 | Gea As | |
JPS6081774A (ja) * | 1983-10-12 | 1985-05-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 可搬型燃料電池 |
JP4802360B2 (ja) * | 2000-10-30 | 2011-10-26 | トヨタ自動車株式会社 | 水素ガス生成装置 |
JP4042342B2 (ja) * | 2001-04-20 | 2008-02-06 | 日産自動車株式会社 | 水素供給システム |
JP2005071932A (ja) * | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Materials & Energy Research Institute Tokyo Ltd | 水素発生器及び燃料電池システム |
JP2005139025A (ja) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Iwai Shoji Kk | 水素発生装置及び燃料電池システム |
-
2006
- 2006-02-10 JP JP2006034511A patent/JP4918716B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007063113A (ja) | 2007-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4918716B2 (ja) | 水素発生設備及び燃料電池システム | |
US7901818B2 (en) | Hydrogen generator | |
JP4899474B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5779570B2 (ja) | 圧力調整バルブ | |
JP4627997B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5154233B2 (ja) | 水素発生燃料電池カートリッジ | |
US8415066B2 (en) | Pressure regulating valve, fuel cell system using same, and hydrogen generating facility | |
CN102203998A (zh) | 制氢燃料电池盒 | |
JP2015505293A (ja) | 水素発生燃料電池カートリッジ | |
JP4868352B2 (ja) | 水素発生設備及び燃料電池システム | |
JP4822158B2 (ja) | 水素発生装置及び燃料電池設備及び水素発生方法 | |
US20110212373A1 (en) | Hydrogen generator | |
JP5365942B2 (ja) | 水素発生設備及び燃料電池システム | |
JP2013193937A (ja) | 水素発生装置及び燃料電池 | |
JP4929515B2 (ja) | 水素発生装置及び燃料電池設備 | |
JP5101793B2 (ja) | ガス供給排出システム | |
JP4995435B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP4826064B2 (ja) | 燃料電池システム | |
KR100670388B1 (ko) | 휴대용 수소 발생장치 | |
JP2008103090A (ja) | 燃料供給容器及び燃料電池システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20081204 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110901 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110928 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111122 |
|
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: 20120111 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20120116 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120116 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4918716 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150210 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |