JP5420270B2 - Hydrogen generating material and hydrogen generating method - Google Patents

Hydrogen generating material and hydrogen generating method Download PDF

Info

Publication number
JP5420270B2
JP5420270B2 JP2009037269A JP2009037269A JP5420270B2 JP 5420270 B2 JP5420270 B2 JP 5420270B2 JP 2009037269 A JP2009037269 A JP 2009037269A JP 2009037269 A JP2009037269 A JP 2009037269A JP 5420270 B2 JP5420270 B2 JP 5420270B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
hydrogen
bag
hydrogen generating
generating material
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
Application number
JP2009037269A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009221097A (en
Inventor
正夫 渡辺
卓三 今泉
直美 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Futamura Chemical Co Ltd
Original Assignee
Futamura Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Futamura Chemical Co Ltd filed Critical Futamura Chemical Co Ltd
Priority to JP2009037269A priority Critical patent/JP5420270B2/en
Publication of JP2009221097A publication Critical patent/JP2009221097A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5420270B2 publication Critical patent/JP5420270B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Description

本発明は、水分子を分解して水素ガスを製造するエネルギー製造の実用技術に関する。本発明の水素発生材料および水素発生方法によって製造される水素ガスは、急速に発展する携帯型情報通信機器への充電を可能にする小型燃料電池用の燃料ガスとなる他、水素還元化学反応、生体反応の制御、工業洗浄用の水素水等の多様な用途に使用することができる。   The present invention relates to a practical technique for energy production in which hydrogen gas is produced by decomposing water molecules. The hydrogen gas produced by the hydrogen generating material and the hydrogen generating method of the present invention becomes a fuel gas for a small fuel cell that enables charging of a rapidly developing portable information communication device, as well as a hydrogen reduction chemical reaction, It can be used for various purposes such as control of biological reactions and hydrogen water for industrial cleaning.

水素吸蔵合金を使用した水素タンクや水素ガスを燃料とする小型燃料電池が実用化されようとしている。このような小型燃料電池に用いられる水素ガスをどのようにして安価で簡易かつ安全に製造するかが重要な技術的課題となっている。従来、この目的に合致する方法として、メタノール、天然ガス等の有機分子を分解して水素を製造する方法があるが、反応器、温度、圧力等に関する技術的課題を解決することができないため、現在のところ実用化に至っていない。   Hydrogen tanks using hydrogen storage alloys and small fuel cells using hydrogen gas as fuel are being put into practical use. How to manufacture hydrogen gas used in such a small fuel cell at low cost, simply and safely has become an important technical issue. Conventionally, there is a method of producing hydrogen by decomposing organic molecules such as methanol and natural gas as a method meeting this purpose, but it cannot solve technical problems related to the reactor, temperature, pressure, etc. At present, it has not been put to practical use.

本発明者は、金属アルミニウムその他の金属、半導体材料を使用し、その固有のエネルギーを使用して水分子を分解し、水素ガスを製造する方法を開発し、その成果について幾つかの特許出願を行っている(特許文献1〜4参照)。   The present inventor has developed a method for producing hydrogen gas by using metal aluminum, other metals, and semiconductor materials, decomposing water molecules using its intrinsic energy, and has filed several patent applications for the results. (See Patent Documents 1 to 4).

特開2003−304105号公報JP 2003-304105 A 特開2004−123517号公報JP 2004-123517 A 特開2006−045004号公報JP 2006-045004 A 特開2006−063405号公報JP 2006-063405 A

現在、種々の種類の燃料電池が開発され、実用化が計られている。とりわけ、携帯型情報通信機器の充電用のモバイル型燃料電池(PEFC)が最初に実用化されようとしているが、この実用化のためには、水素供給源として小型の水素製造器の開発が不可欠である。本発明は、(1)水素発生源としてのアルミニウム微粒子の品質を損なうことなく(例えば、アルミニウム微粒子は酸素と反応すると酸化して品質が劣化するが、そのような劣化を引き起こすことなく)長期間保存することができる技術を提供し、また、(2)アルミニウム微粒子への水の供給量を制御することにより、所要量の水素を安定的に供給することができる技術を提供することを目的としている。   At present, various types of fuel cells have been developed and put to practical use. In particular, mobile fuel cells (PEFC) for charging portable information and communication devices are about to be put into practical use for the first time. For this purpose, development of a small hydrogen generator is indispensable as a hydrogen supply source. It is. The present invention (1) without deteriorating the quality of the aluminum fine particles as a hydrogen generation source (for example, the aluminum fine particles are oxidized to deteriorate the quality when reacted with oxygen, but do not cause such deterioration). For the purpose of providing a technique capable of stably supplying a required amount of hydrogen by providing a technique that can be stored, and (2) controlling the amount of water supplied to the aluminum fine particles. Yes.

本発明者は、水のみを透過し、酸素、窒素、炭酸ガス分子を透過しない膜を開発し、アルミニウム微粒子をこの膜で包装することにより、上述の目的(1)および(2)の達成を可能にする技術を開発した。   The present inventor has developed a membrane that allows only water to pass and does not allow oxygen, nitrogen, and carbon dioxide molecules to permeate. By packaging aluminum fine particles with this membrane, the above objects (1) and (2) can be achieved. Developed technology to make it possible.

所要量の水を透過し、かつ、ガスバリア性を有する膜を開発するのは容易ではない。本発明者は、有機高分子であるポリエチレン(PE)、エチレン・ビニルアルコール共重合体(EVOH)、生分解性樹脂などを連通した多孔質膜とすることで、水透過量を増加させ、制御し、発生した水素ガスを外部に放出する技術を開発した。連通した多孔質膜(以下「連通多孔質膜」という)の孔は、不規則に形作られた粒状空間で形成されたものであるのが好ましい。ここで、連通多孔質膜とは、細孔(粒状空間)が膜の両面を連続的に貫通し、かつ細孔同士が連結した連続孔を有する膜であると定義される。なお、連通多孔質膜は、例えば、本出願人の開発した技術(特開2007−314713号公報参照)によって製造することができる。なお、水透過膜として、不織布を用いてもよい。   It is not easy to develop a membrane that allows a required amount of water to pass through and has a gas barrier property. The present inventor has increased the water permeation amount by controlling a porous membrane in which an organic polymer such as polyethylene (PE), ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), and biodegradable resin are communicated. And developed a technology to release the generated hydrogen gas to the outside. The pores of the continuous porous membrane (hereinafter referred to as “communication porous membrane”) are preferably formed by irregularly shaped granular spaces. Here, the communicating porous membrane is defined as a membrane having continuous pores in which pores (granular spaces) continuously penetrate both surfaces of the membrane and the pores are connected to each other. The communicating porous membrane can be manufactured, for example, by a technique developed by the present applicant (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-314713). In addition, you may use a nonwoven fabric as a water-permeable film.

ガスバリア性膜は、水透過膜と離して形成する方法(例えば、2重袋式やビン詰め方式等)と、水透過膜上に形成する方法の2種類がある。このうち水透過膜と離して形成する方法では、ガラス、金属箔、アルミ蒸着フィルム、シリカ蒸着フィルム、エチレンビニルアルコール樹脂フィルム、PVDC樹脂フィルム、PVAコートフィルムやPVDCコートフィルム等の公知のガスバリア性膜を用いた袋やボトル状の形態のもので水透過膜内のアルミニウム微粒子を包装・密封する。   There are two types of gas barrier membranes: a method of forming the gas barrier membrane separately from the water permeable membrane (for example, a double bag type or a bottled method) and a method of forming on the water permeable membrane. Among these, in the method of forming separately from the water permeable membrane, known gas barrier films such as glass, metal foil, aluminum vapor deposition film, silica vapor deposition film, ethylene vinyl alcohol resin film, PVDC resin film, PVA coat film and PVDC coat film Packs and seals the aluminum fine particles in the water permeable membrane in a bag or bottle shape using

また、酸素分子を透過しないガスバリア性膜を多孔質膜の内部、表面、又は外側に複合膜として形成する方法としては、以下のとおりである。すなわち、多孔質膜の内部又は表面(片面と両面の両方を含む)にガスバリア性膜を形成しようとする場合には、ガスバリア性材料として、水溶解性、水崩壊性、水剥離性及び水透過性の少なくとも1つの性質を有する材料を用いることが好ましい。
水溶解性、水崩壊性、水剥離性のガスバリア性材料を用いることで、多孔質膜内部に水を侵入させることが可能となる。この場合、侵入した水がアルミニウム微粒子と反応を開始して水素ガスを発生させるが、発生した水素ガスは、多孔質膜の水溶解、水崩壊、水剥離した部分を通じて外部に放出させることが可能になる。
また、水透過性のガスバリア性材料を用いる場合には、内部に侵入した水がアルミニウム微粒子と反応を開始して水素ガスを発生させ、内圧が高まってガスバリア性膜が破られたり、捲れたりすることで発生した水素ガスを外部に放出することが可能になる。
A method for forming a gas barrier film that does not transmit oxygen molecules as a composite film inside, on the surface, or outside of the porous film is as follows. That is, when a gas barrier film is to be formed inside or on the surface (including both one side and both sides) of the porous film, the gas barrier material is water-soluble, water-disintegrating, water-peeling and water-permeable. It is preferable to use a material having at least one property.
By using a water-soluble, water-disintegrating, and water-peeling gas barrier material, water can enter the porous membrane. In this case, the invading water starts to react with the aluminum fine particles and generates hydrogen gas. The generated hydrogen gas can be released to the outside through the water dissolution, water collapse, and water separation of the porous membrane. become.
In addition, when a water-permeable gas barrier material is used, water that has entered the inside starts to react with the aluminum fine particles to generate hydrogen gas, the internal pressure increases, and the gas barrier film is broken or drowned. This makes it possible to release the hydrogen gas generated outside.

水透過性等を有するガスバリア性膜の形成材料としては、水透過膜上で被膜を形成することができるものであれば、所要の保存期間や水素発生材料に適合する公知の材料を使用してよいが、水膨潤性合成雲母、モンモリロナイト等の無機化合物、ポリビニルアルコールやエチレンビニルアルコール、糖類等の有機化合物、又は無機化合物と有機化合物の複合材を用いるのが好ましい。このようなガスバリア性膜の被膜(以下「ガスバリア性被膜」と表記する)が形成された水透過膜で包装することにより、水素発生材料を大気中で長期間保存することが可能になるとともに、使用時にそのまま水中に投入しさえすればよいので、使い勝手がよい。   As a material for forming a gas barrier film having water permeability and the like, a known material suitable for a required storage period and a hydrogen generating material can be used as long as a film can be formed on the water permeable film. However, it is preferable to use an inorganic compound such as water-swellable synthetic mica or montmorillonite, an organic compound such as polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol, or saccharide, or a composite material of an inorganic compound and an organic compound. By packaging with a water permeable membrane formed with such a gas barrier film (hereinafter referred to as “gas barrier film”), the hydrogen generating material can be stored in the atmosphere for a long period of time. It is easy to use because it only needs to be put into the water as it is during use.

水透過膜上にガスバリア性被膜を形成する方法は、特定の方法に限定されるものではなく、コート法、含浸法等の公知の方法を用いることができる。
コート法としては、グラビアコート、リバースコート、エアナイフコート、メタリングバーコート等の公知のコート法を適用することができ、適宜組み合わせることにより、複数層のガスバリア層の塗膜を形成することもできる。塗膜の形成は、いずれの段階で行ってもよく、例えば、多孔質膜の形成後に引き続いて塗膜を形成する方法等のインラインコートする方法、又は多孔質膜を形成した後に一旦巻き取り、別ラインにてオフラインコートする方法、更には製袋状態で浸漬する等の方法のいずれを採用してもよい。乾燥条件の制御の容易さ等からオフラインコートとするのが好ましい。基材フィルムは、ガスバリア性樹脂組成物の塗布前に公知の接着促進処理(例えば、空気中、窒素ガス中、窒素/炭酸ガスの混合ガス中、又はその他の雰囲気下でのコロナ放電処理、減圧下でのプラズマ処理、火炎処理、紫外線処理等)を施してもよい。もちろん、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンイミン等の公知のアンカー処理剤を用いてアンカー処理を施してもよい。
また、真空注入等の含浸法により、水透過膜内部にガスバリア性被膜を形成することもできる。この場合、ガスバリア性被膜を水透過膜の内部深くまで形成することができる。
ガスバリア層からなる塗膜の乾燥方法は、特定の方法に限定されるものではなく、熱ロール接触法、熱媒(空気、オイル等)接触法、赤外線加熱法、マイクロ波加熱法等を利用することができる。
The method for forming the gas barrier coating on the water permeable membrane is not limited to a specific method, and a known method such as a coating method or an impregnation method can be used.
As the coating method, a known coating method such as gravure coating, reverse coating, air knife coating, metering bar coating and the like can be applied, and a coating film of a plurality of gas barrier layers can be formed by appropriately combining them. . The formation of the coating film may be carried out at any stage, for example, a method of in-line coating such as a method of forming a coating film subsequently after the formation of the porous film, or winding up after forming the porous film, Any of a method of off-line coating in a separate line and a method of dipping in a bag-making state may be employed. An off-line coating is preferred from the viewpoint of easy control of drying conditions. The base film is subjected to a known adhesion promoting treatment (for example, corona discharge treatment in air, nitrogen gas, nitrogen / carbon dioxide mixed gas, or other atmosphere, decompression before application of the gas barrier resin composition. Underneath plasma treatment, flame treatment, ultraviolet treatment, etc.) may be performed. Of course, you may perform an anchor process using well-known anchor processing agents, such as a urethane resin, an epoxy resin, an acrylic resin, and a polyethyleneimine.
Further, a gas barrier film can be formed inside the water permeable membrane by an impregnation method such as vacuum injection. In this case, the gas barrier coating can be formed deep inside the water permeable membrane.
The drying method of the coating film composed of the gas barrier layer is not limited to a specific method, and a hot roll contact method, a heating medium (air, oil, etc.) contact method, an infrared heating method, a microwave heating method, or the like is used. be able to.

ガスバリア性膜で外側を包装する場合には、この包装を大気中で開封したとしても、あらかじめ、窒素ガス等のアルミニウム微粒子の品質を損なわないガス雰囲気下で包装しておけば、多孔質膜の内部が、それらガスで充満された粒状空間部同士を連通させた構造となっているため、直ちに大気が内部に侵入してくることはなく、水投入までの時間的な猶予を得ることができ好適である。なお、アルミニウム微粒子を収容する容器を不織布で形成すると、アルミニウム微粒子の漏洩やシール性で多孔質膜よりは劣り、大気の侵入も速い。そのうえ、ガスバリア性被膜を均一に形成するのは容易ではない。   When packaging the outside with a gas barrier film, even if this package is opened in the air, it is necessary to wrap it in a gas atmosphere that does not impair the quality of aluminum fine particles such as nitrogen gas. The interior is structured so that the granular spaces filled with these gases communicate with each other, so the atmosphere does not immediately enter the interior, and you can get a time delay before water is added. Is preferred. When the container for containing the aluminum fine particles is formed of a non-woven fabric, the aluminum fine particles leak and have a sealing property that is inferior to that of the porous film, and the air enters quickly. In addition, it is not easy to form a gas barrier coating uniformly.

本願請求項1に記載の水素発生材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金の微粒子を、連通多孔質膜と、水溶解性、水崩壊性、又は水剥離性の膜とを積層した複数層膜により構成されたガスバリア性水透過膜により包装したものであることを特徴とするものである。 The hydrogen generating material according to claim 1 of the present invention is composed of a multilayer film in which fine particles of aluminum or an aluminum alloy are laminated with a continuous porous film and a water-soluble, water-disintegrating, or water-peeling film. Further, it is packaged by a gas barrier water permeable membrane.

本願請求項2に記載の水素発生材料は、前記請求項1の水素発生材料において、前記ガスバリア性水透過膜の内側に吸湿材料又は吸水材料を含有していることを特徴とするものであるThe hydrogen generating material according to claim 2 of the present application is characterized in that, in the hydrogen generating material of claim 1 , a moisture absorbing material or a water absorbing material is contained inside the gas barrier water permeable membrane .

本願請求項3に記載の水素発生材料は、前記請求項1又は2の水素発生材料において、前記連通多孔質膜が、内部の粒状空間同士を連通させ、表面に粒状空間が開口している樹脂基板材料で形成されたものであることを特徴とするものである。 The hydrogen generating material according to claim 3 of the present invention is the hydrogen generating material according to claim 1 or 2 , wherein the communicating porous membrane communicates the internal granular spaces with each other and the granular spaces are open on the surface. It is formed of a substrate material.

本願請求項4に記載の水素発生方法は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載された水素発生材料を水と接触させることにより水素を発生させることを特徴とするものである。 The hydrogen generation method according to claim 4 of the present application is characterized in that hydrogen is generated by bringing the hydrogen generation material according to any one of claims 1 to 3 into contact with water. is there.

本発明により、水素発生源としてのアルミニウム微粒子の品質を損なうことなく長期間保存することが可能になるとともに、アルミニウム微粒子への水の供給量を制御して、所要量の水素を安定的に供給することが可能になる。本発明の技術により、何時でも何処でも手軽に水素ガスを製造することができる。本発明の技術は、高圧法の規制に抵触しないため、低圧、少量の水素ガスの供給のニーズに対応することができる。本発明の技術により、小型で軽量かつ安価なモバイル型の水素製造器を提供することができ、モバイル型燃料電池の早期実用化が可能になる。また、水素吸蔵合金を使用した小型水素貯蔵タンクへの水素ガスの供給が可能になる。これにより、携帯型燃料電池が実用化され、携帯電話、デジタルカメラ等の携帯型情報通信機器の性能が一層高まり、情報化社会の進歩に寄与する。   The present invention enables storage for a long period of time without impairing the quality of the aluminum fine particles as a hydrogen generation source, and controls the supply amount of water to the aluminum fine particles to stably supply the required amount of hydrogen. It becomes possible to do. By the technique of the present invention, hydrogen gas can be easily produced anytime and anywhere. Since the technology of the present invention does not conflict with the regulations of the high pressure method, it can meet the needs for supplying low pressure and a small amount of hydrogen gas. The technology of the present invention can provide a mobile hydrogen generator that is small, lightweight, and inexpensive, and enables early commercialization of mobile fuel cells. In addition, hydrogen gas can be supplied to a small hydrogen storage tank using a hydrogen storage alloy. As a result, portable fuel cells are put into practical use, and the performance of portable information communication devices such as mobile phones and digital cameras is further enhanced, contributing to the advancement of the information society.

本発明の好ましい実施の形態に係る水素発生材料について詳細に説明する。本発明の第1の実施の形態に係る水素発生材料は、水透過膜で包装したアルミニウム微粒子を、ガスバリア性プラスチックフィルムで更に包装したものである。ガスバリア性プラスチックフィルムとして、酸素透過性が低い公知の材料を使用してよいが、EVOH樹脂、PVDC樹脂、又はアルミニウム蒸着、シリカ蒸着、アルミニウム箔等のバリア材をヒートシール性フィルムと積層した複合フィルムを用いるのが好ましい。ガスバリア性プラスチックフィルムで包装することにより、水素発生材料を大気中で長期保存することが可能になる。   The hydrogen generating material according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail. The hydrogen generating material according to the first embodiment of the present invention is obtained by further packaging aluminum fine particles packaged with a water permeable membrane with a gas barrier plastic film. As the gas barrier plastic film, a known material having low oxygen permeability may be used. However, EVOH resin, PVDC resin, or a composite film in which a barrier material such as aluminum vapor deposition, silica vapor deposition, or aluminum foil is laminated with a heat sealable film. Is preferably used. By packaging with a gas barrier plastic film, the hydrogen generating material can be stored for a long time in the atmosphere.

本発明の第2の実施の形態に係る水素発生材料は、水透過性を有するガスバリア性被膜が形成された水透過膜で、アルミニウム微粒子を包装したものである。ガスバリア性被膜としては、水透過性を有するものの他、水溶解性、水崩壊性、又は水剥離性のいずれかの性質を有するものでもよい。水透過性等を有するガスバリア性被膜の形成材料として、水透過膜上で被膜を形成することができるものであれば、所要の保存期間や水素発生時間に適合する公知の材料を使用してよいが、水膨潤性合成雲母、モンモリロナイト等の無機化合物、ポリビニルアルコールやエチレンビニルアルコール、糖類等の有機化合物、又は無機化合物と有機化合物の複合材を用いるのが好ましい。上述のガスバリア性被膜が形成された水透過膜で包装することにより、水素発生材料を大気中で長期保存することが可能になるとともに、使用時にそのまま水に投入しさえすればよいので使い勝手がよい。   The hydrogen generating material according to the second embodiment of the present invention is a water permeable film in which a gas barrier film having water permeability is formed, and aluminum fine particles are packaged. As a gas barrier film, in addition to those having water permeability, those having any of water solubility, water disintegration, or water peelability may be used. As a material for forming a gas-barrier film having water permeability and the like, any known material suitable for the required storage period and hydrogen generation time may be used as long as the film can be formed on the water-permeable film. However, it is preferable to use an inorganic compound such as water-swelling synthetic mica or montmorillonite, an organic compound such as polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol, or saccharide, or a composite material of an inorganic compound and an organic compound. Packaging with the above-described water-permeable membrane with a gas barrier coating makes it possible to store the hydrogen-generating material in the atmosphere for a long period of time, and it is easy to use because it only needs to be put into water as it is in use. .

本発明の第3の実施の形態に係る水素発生材料は、吸湿材料または吸水材料を内側に含有させて水透過膜でアルミニウム微粒子を包装したものである。吸湿材料または吸水材料として、水素発生速度に応じて適宜選定されるが、カルボキシメチルセルロース、ショ糖、可溶性デンプン等の多糖類やポリアクリル酸塩等のような吸水性ポリマー、水酸化ナトリウムや水酸化カルシウム等のような無機吸湿材料を用いるのが好ましい。吸湿材料または吸水材料を含有させる方法としては、アルミニウム微粒子の反応を損なわないものであれば特に限定されるものではなく、所要の反応開始時間や反応速度に応じて適宜選定される。なお、水透過膜の内部に含有させる他、被膜や粒子として水透過膜上に含有させたり、アルミニウム微粒子と混在させたりしてもよい。   The hydrogen generating material according to the third embodiment of the present invention is one in which a moisture absorbing material or a water absorbing material is contained inside and aluminum fine particles are packaged with a water permeable membrane. The hygroscopic or water-absorbing material is appropriately selected according to the hydrogen generation rate, but is a polysaccharide such as carboxymethylcellulose, sucrose or soluble starch, a water-absorbing polymer such as polyacrylate, sodium hydroxide or hydroxylated. It is preferable to use an inorganic hygroscopic material such as calcium. The method for containing the moisture-absorbing material or the water-absorbing material is not particularly limited as long as it does not impair the reaction of the aluminum fine particles, and is appropriately selected according to the required reaction start time and reaction rate. In addition to being contained inside the water permeable membrane, it may be contained on the water permeable membrane as a coating or particles, or may be mixed with aluminum fine particles.

本発明の第4の実施の形態に係る水素発生材料は、連通多孔質膜で形成した容器にアルミニウム微粒子を充填したものである。連通多孔質膜の形成材料は、熱可塑性樹脂を含むものであれば特に限定されるものではなく、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体やポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート等の生分解性熱可塑性樹脂を用いるのが好ましい。また、水透過に要する時間を短縮しようとする場合には、連通多孔質膜の形成材料として、エチレンビニルアルコール等の親水性の高い樹脂を用いるのがより好ましい。   The hydrogen generating material according to the fourth embodiment of the present invention is a container in which aluminum fine particles are filled in a container formed of a continuous porous film. The material for forming the continuous porous membrane is not particularly limited as long as it contains a thermoplastic resin, and is a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene, nylon resin, polyester resin, ethylene vinyl alcohol copolymer or polylactic acid, It is preferable to use a biodegradable thermoplastic resin such as polybutylene succinate. In order to shorten the time required for water permeation, it is more preferable to use a highly hydrophilic resin such as ethylene vinyl alcohol as the material for forming the continuous porous membrane.

また、ポリエチレンやポリプロピレン樹脂のような親水性の乏しい材料を用いる場合であっても、その一部又は全面を親水化処理することによって親水性の高い樹脂と同様の効果を得ることができる。親水化処理の方法としては、ポリエチレングリコールや界面活性剤等の親水性物質の塗布やプラズマ処理する等の公知の方法を用いることができる。さらに、接触させる水にエタノール等の親水性溶剤や界面活性剤等の水の表面張力を低下させる物質を添加させることにより、水透過に要する時間を短縮させてもよい。添加の方法は、水素の発生を損なわないものであれば、特に限定されるものではない。あらかじめ水に混合しておいてもよいし、水素発生材料と同時に加えたり、乾燥状態で含ませたり、付着させたりしておいてもよい。   Further, even when a poorly hydrophilic material such as polyethylene or polypropylene resin is used, the same effect as that of a highly hydrophilic resin can be obtained by subjecting a part or the whole of the material to a hydrophilic treatment. As a hydrophilic treatment method, a known method such as application of a hydrophilic substance such as polyethylene glycol or a surfactant or plasma treatment can be used. Furthermore, the time required for water permeation may be shortened by adding a substance that lowers the surface tension of water such as a hydrophilic solvent such as ethanol or a surfactant to the water to be contacted. The addition method is not particularly limited as long as hydrogen generation is not impaired. It may be mixed with water in advance, or may be added simultaneously with the hydrogen generating material, may be included in a dry state, or may be adhered.

連通多孔質膜の形成材料として、熱可塑性樹脂を含めることにより、容器を袋状、テトラパック状、箱状、円筒状、カプセル状等の種々の所望の形状に形作るのが容易になる。   By including a thermoplastic resin as a material for forming the continuous porous membrane, it becomes easy to form the container into various desired shapes such as a bag shape, a tetrapack shape, a box shape, a cylindrical shape, and a capsule shape.

なお、連通多孔質膜は、通気性に優れているのが好ましい。これにより、発生する水素ガスを少ない抵抗で膜外に放出することが可能になる。また、連通多孔質膜の連通路は、粒状空間を連通させたものであるのが好ましい。これにより、外装のガスバリア性プラスチックフィルムを開封した後も、大気が直ちに内部に侵入することはなく、水投入までの時間的な猶予を与えることが可能になる。   In addition, it is preferable that the continuous porous membrane is excellent in air permeability. As a result, the generated hydrogen gas can be released out of the film with less resistance. Moreover, it is preferable that the communicating path of a communicating porous membrane is what connected granular space. Thereby, even after the gas barrier plastic film of the exterior is opened, the atmosphere does not immediately enter the inside, and it is possible to give a time delay until the water is added.

酸素および水に極力接触しない環境下において水透過膜内に挿入し或いは充填したアルミニウム微粒子について、ガスバリア性を付与したシールを行うのが好ましい。これにより、優れた水素発生能を有する水素発生材料を作成することが可能になる。   It is preferable to seal the aluminum fine particles inserted or filled in the water-permeable membrane in an environment that does not come into contact with oxygen and water as much as possible, to which a gas barrier property is imparted. This makes it possible to produce a hydrogen generating material having an excellent hydrogen generating ability.

本発明の水素発生材料としては、本発明者が開発した活性アルミニウム微粒子を用いるのが好ましいが、活性アルミニウム微粒子以外のアルミニウム又はアルミニウム合金の微粒子を用いてもよい。ここで、活性アルミニウム微粒子とは、本発明者が開発した材料であって、内部に水素化アルミニウムが蓄積されたアルミニウム微粒子のことであり、顕著な水素発生能力を有している(詳細は、例えば、特許文献3、4に記載されている)。   As the hydrogen generating material of the present invention, active aluminum fine particles developed by the present inventor are preferably used, but aluminum or aluminum alloy fine particles other than the active aluminum fine particles may be used. Here, the active aluminum fine particle is a material developed by the present inventor, which is an aluminum fine particle in which aluminum hydride is accumulated, and has a remarkable hydrogen generation capability (for details, see For example, it is described in Patent Documents 3 and 4).

本発明の水素発生材料を用いて水素を製造する水素製造器を試作した。この水素製造器は、ステンレス材で手の平サイズに形成されたものであり、その内容積は200ミリリットル〜300ミリリットルである。この水素製造器には、水と水素発生材料パックの挿入口、生成した水素ガスの放出口、および圧力安全弁が設けられている。外袋aと内袋bからなる活性アルミニウム微粒子の水素発生材料パック(図2参照)を準備し、水素製造器に100ml程度の水道水を入れ、次いで外袋aを取り除いた水素発生材料パック(即ち、内袋b)を挿入口から水素製造器内に投入する。すると、水透過膜を透過した水が活性アルミニウム微粒子に接触し、数分後に水素の発生が確認された。なお、水素発生材料パックを水素製造器内に投入してから、水を供給してもよい。   A hydrogen production device for producing hydrogen using the hydrogen generating material of the present invention was prototyped. This hydrogen generator is made of stainless steel and has a palm size, and its internal volume is 200 ml to 300 ml. This hydrogen generator is provided with an insertion port for water and a hydrogen generating material pack, a discharge port for generated hydrogen gas, and a pressure safety valve. A hydrogen generating material pack (see FIG. 2) of active aluminum fine particles comprising an outer bag a and an inner bag b is prepared, about 100 ml of tap water is put into a hydrogen generator, and then the outer bag a is removed ( That is, the inner bag b) is put into the hydrogen generator from the insertion port. Then, the water that permeated the water permeable membrane contacted the active aluminum fine particles, and generation of hydrogen was confirmed after several minutes. Note that water may be supplied after the hydrogen generating material pack is put into the hydrogen generator.

図1を参照して、本発明の水素発生材料の効果を検証するために行った実施例1〜実施例12について説明する。図1において、パックの構成とは、アルミニウム微粒子の包装形態を意味し、充填物の構成とは、パック内に充填されるアルミニウム微粒子の量や吸湿材/吸水材の有無等を意味する。また、図1の評価欄における◎は、30分以内に水素の発生が開始し、発生速度も安定し、24時間以内に1リットル/1g(アルミニウム微粒子(以下「Al」とも表記する))以上の水素発生量があることを意味し、○は、30分以内に水素の発生が開始するが、発生速度の変化が大きく不安定であり、24時間以内に1リットル/1g(Al)以上の水素発生量があり、水素の発生量が多すぎて余剰分が無駄になるものであることを意味し、△は、水素の発生開始に30分以上要し、24時間以内に1リットル/1g(Al)以上の水素発生量があることを意味し、×は、水素の総発生量が1リットル/1g(Al)未満であることを意味する。   With reference to FIG. 1, Example 1-Example 12 performed in order to verify the effect of the hydrogen generating material of this invention are demonstrated. In FIG. 1, the configuration of the pack means a packaging form of aluminum fine particles, and the configuration of the packing means the amount of aluminum fine particles filled in the pack, the presence / absence of a moisture absorbent / water absorbent, and the like. In the evaluation column of FIG. 1, generation of hydrogen started within 30 minutes, the generation rate was stable, and over 1 liter / 1 g (aluminum fine particles (hereinafter also referred to as “Al”)) within 24 hours. ◯ means that hydrogen generation starts within 30 minutes, but the change in the generation rate is large and unstable, and 1 liter / 1 g (Al) or more within 24 hours. It means that there is a hydrogen generation amount, and the hydrogen generation amount is too much and the surplus is wasted. Δ indicates that it takes 30 minutes or more to start generation of hydrogen, and 1 liter / g within 24 hours It means that there is a hydrogen generation amount equal to or greater than (Al), and x means that the total hydrogen generation amount is less than 1 liter / 1 g (Al).

図3は、実施例1の水素発生材料の膜断面構成を示した模式図である。実施例1では、水透過膜として、空隙率70容量%のエチレンビニルアルコール共重合体樹脂(EVOH)で形成した、粒状空間を有する連通多孔質膜を用い、4cm×5cmの三方シール袋bとした(水透過膜の通気度(ガーレ式)は、1.8sec/100m lair)。また、ガスバリア性膜として、エチレンビニルアルコール共重合体樹脂製複合二軸延伸ポリプロピレンフィルム(ECO−BQ2#20 フタムラ化学株式会社製)と、無延伸ポリプロピレンフィルム(FHK2#30 フタムラ化学株式会社製)とをドライラミネートした複合フィルムを用い、8cm×10cmの三方シール袋aを作成した。そして、袋aの中に袋bを入れる2重袋式として、パックを構成した(パック構成材の酸素透過度は、外袋が4cc/m2 ・atm ・day である)。
なお、空隙率とは、連通多孔質膜の形成に用いた樹脂の密度ρr (g/cm3 )及び連通多孔質膜の密度ρs (g/cm3 )より、
空隙率(%)={1−(ρs /ρr )}×100
と計算する。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of the hydrogen generating material of Example 1. In Example 1, a continuous porous membrane having a granular space formed of ethylene vinyl alcohol copolymer resin (EVOH) having a porosity of 70% by volume is used as the water permeable membrane, and a 4 cm × 5 cm three-side sealed bag b (The air permeability of the water-permeable membrane (Gurley type) was 1.8 sec / 100 m lair). Also, as the gas barrier film, a composite biaxially stretched polypropylene film made of ethylene vinyl alcohol copolymer resin (ECO-BQ2 # 20, manufactured by Futamura Chemical Co., Ltd.) and an unstretched polypropylene film (FHK2 # 30, manufactured by Futamura Chemical Co., Ltd.) Using a composite film obtained by dry laminating, a three-side sealed bag a of 8 cm × 10 cm was prepared. And the pack was constituted as a double bag type in which the bag b was put in the bag a (the oxygen permeability of the pack constituent material was 4 cc / m 2 · atm · day).
The porosity is based on the density ρ r (g / cm 3 ) of the resin used for forming the continuous porous film and the density ρ s (g / cm 3 ) of the continuous porous film.
Porosity (%) = {1- (ρ s / ρ r )} × 100
And calculate.

窒素ガスパージにより酸素濃度2容積%以下に保持されたグローブボックス内で活性アルミニウム微粒子3gを袋bに充填し、開口部をヒートシールした。次いで、袋bを袋aに入れ、袋aの開口部をヒートシールして、水透過性膜とガスバリア性膜で包装された活性アルミニウム微粒子である水素発生材料を作成した。   The bag b was filled with 3 g of active aluminum fine particles in a glove box maintained at an oxygen concentration of 2% by volume or less by nitrogen gas purge, and the opening was heat sealed. Next, the bag b was put in the bag a, and the opening of the bag a was heat-sealed to prepare a hydrogen generating material which is active aluminum fine particles packaged with a water permeable membrane and a gas barrier membrane.

この水素発生材料(パック)の試験方法は、次のように行う。この水素発生材料(パック)を室内で大気中に7日間保管した後、袋aを開封して袋bを取り出した。そして、取り出した袋bを室内大気中で1時間放置した後、水道水を入れたビーカー内の水中(水温20°C)に沈め、逆さにし内部を水で満たしたメスシリンダーによって、発生する飽和水蒸気を含む水素ガスを捕集した(図6参照)ところ、袋bを水に投入してから1時間後に1.2リットル/3g(Al)、24時間後に3.3リットル/3g(Al)の水素ガスを得ることができた。   This hydrogen generating material (pack) is tested as follows. After this hydrogen generating material (pack) was stored indoors in the atmosphere for 7 days, the bag a was opened and the bag b was taken out. After the bag b taken out is left in the room air for 1 hour, it is submerged in water (water temperature 20 ° C.) in a beaker filled with tap water, and inverted by a graduated cylinder filled with water. When hydrogen gas containing water vapor was collected (see FIG. 6), 1.2 liters / 3 g (Al) 1 hour after the bag b was put into water, 3.3 liters / 3 g (Al) after 24 hours. Of hydrogen gas could be obtained.

実施例2は、試験方法を除いて、実施例1と同様である。すなわち、実施例2では、水素発生材料(パック)を室内で大気中に120日間保管した後、袋aを開封して袋bを取り出した。そして、取り出した袋bを室内大気中で1時間放置した後、水道水を入れたビーカー内の水中(水温20°C)に沈め、逆さにし内部を水で満たしたメスシリンダーによって、発生する飽和水蒸気を含む水素ガスを捕集したところ、袋bを水に投入してから1時間後に1.1リットル/3g(Al)、24時間後に3.2リットル/3g(Al)の水素ガスを得ることができた。   Example 2 is the same as Example 1 except for the test method. That is, in Example 2, the hydrogen generating material (pack) was stored indoors in the atmosphere for 120 days, and then the bag a was opened and the bag b was taken out. After the bag b taken out is left in the room air for 1 hour, it is submerged in water (water temperature 20 ° C.) in a beaker filled with tap water, and inverted by a graduated cylinder filled with water. When hydrogen gas containing water vapor was collected, 1.1 liters / 3 g (Al) of hydrogen gas was obtained 1 hour after charging bag b into water, and 3.2 liters / 3 g (Al) of hydrogen gas was obtained 24 hours later. I was able to.

実施例3は、低ガスバリア性材料(外袋の酸素透過度が、2000cc/m2 ・atm ・day )で袋aを形成した点を除いて、実施例2と同様である。実施例3では、1時間後の水素ガス発生量が0.1リットル/1g(Al)、24時間後の水素ガス発生量が0.5リットル/1g(Al)であった。 Example 3 is the same as Example 2 except that the bag a is formed of a low gas barrier material (the oxygen permeability of the outer bag is 2000 cc / m 2 · atm · day). In Example 3, the hydrogen gas generation amount after 1 hour was 0.1 liter / 1 g (Al), and the hydrogen gas generation amount after 24 hours was 0.5 liter / 1 g (Al).

実施例4では、水透過膜として、空隙率70容積%の生分解性樹脂であるポリブチレンサクシネート樹脂(PBS)で形成した、粒状空間を有する連通多孔質膜(通気度1.2秒)を用い、2cm×8cmの三方シール袋bとし、活性アルミニウム微粒子(1g)を充填した(水透過膜の通気度(ガーレ式)は、1.2sec/100m lair)。また、ガスバリア性膜として、実施例1〜実施例3と同様の複合フィルムを用い、8cm×10cmの三方シール袋aとした。そして、袋aの中に袋bを入れる2重袋式として、パックを構成した(パック構成材の酸素透過度は、外袋が4cc/m2 ・atm ・day である)。 In Example 4, a continuous porous membrane having a granular space (air permeability: 1.2 seconds) formed of polybutylene succinate resin (PBS), which is a biodegradable resin having a porosity of 70% by volume, as a water permeable membrane. 2 cm × 8 cm three-side sealed bag b, filled with active aluminum fine particles (1 g) (water permeability of the water-permeable membrane (Gurley type) is 1.2 sec / 100 m lair). Moreover, the composite film similar to Example 1- Example 3 was used as a gas-barrier film | membrane, and it was set as the 3-way seal bag a of 8 cm x 10 cm. And the pack was constituted as a double bag type in which the bag b was put in the bag a (the oxygen permeability of the pack constituent material was 4 cc / m 2 · atm · day).

この水素発生材料(パック)を実施例1と同様の方法で試験したところ、袋bを水に投入してから1時間後に0.2リットル/1g(Al)、24時間後に1.1リットル/1g(Al)の水素ガスを得ることができた。   This hydrogen generating material (pack) was tested in the same manner as in Example 1. As a result, 0.2 l / 1 g (Al) was added 1 hour after bag b was put into water, and 1.1 l / 24 after 24 hours. 1 g (Al) of hydrogen gas could be obtained.

図4は、実施例5の水素発生材料の膜断面構成を示した模式図である。実施例5では、実施例4と同様にして作成した袋bの開口部付近を除いた内面に、霧吹きで水を吹付け、吸水性材料としてカルボキシメチルセルロース(CMC)粉末(ダイセル化学工業株式会社製、ダイセル1170)をまぶして付着させた。そして、十分に乾燥させた後、実施例4と同様にして袋bに活性アルミニウム微粒子(1g)を充填して水素発生材料を作成した。   FIG. 4 is a schematic diagram showing a film cross-sectional configuration of the hydrogen generating material of Example 5. In Example 5, water was sprayed on the inner surface of the bag b prepared in the same manner as in Example 4 except for the vicinity of the opening, and carboxymethylcellulose (CMC) powder (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) as a water-absorbing material. , Daicel 1170) was deposited. And after making it fully dry, it carried out similarly to Example 4, the active aluminum microparticles | fine-particles (1g) were filled into the bag b, and the hydrogen generating material was created.

実施例1、実施例4と同様にして水素ガスを捕集したところ、袋bを水に投入してから1時間後に1.0リットル/1g(Al)、24時間後で1.1リットル/1g(Al)の水素ガスを得ることができた。図7は、実施例5における水素ガス(飽和水蒸気を含む)の発生状態を示したグラフである。   When hydrogen gas was collected in the same manner as in Example 1 and Example 4, 1.0 liter / 1 g (Al) 1 hour after the bag b was put into water, 1.1 liter / 24 after 24 hours. 1 g (Al) of hydrogen gas could be obtained. FIG. 7 is a graph showing the generation state of hydrogen gas (including saturated water vapor) in Example 5.

図5は、実施例6の水素発生材料の膜断面構成を示した模式図である。実施例6では、上述の外側包装用ガスバリア性膜の代わりに、ガスバリア性膜形成材料として、水膨潤性合成雲母の水分散液を用いた。実施例4と同様にして作成した三方シール袋を、その開口部を上にして水分散液に浸してから引き上げて十分に乾燥させ、水透過膜外面上に水膨潤性合成雲母のガスバリア性被膜を形成した以外は、実施例4と同様にして活性アルミニウム微粒子(1g)を三方シール袋に充填し、水素発生材料を作成した。   FIG. 5 is a schematic diagram showing a film cross-sectional configuration of the hydrogen generating material of Example 6. In Example 6, an aqueous dispersion of water-swellable synthetic mica was used as the gas barrier film-forming material instead of the above-described outer packaging gas barrier film. A three-sided seal bag prepared in the same manner as in Example 4 was dipped in an aqueous dispersion with its opening facing up, and then sufficiently dried to dry the gas-permeable coating of water-swelling synthetic mica on the outer surface of the water-permeable membrane. In the same manner as in Example 4 except that was formed, a three-side sealed bag was filled with active aluminum fine particles (1 g) to prepare a hydrogen generating material.

実施例1、実施例4と同様にして水素ガスを捕集したところ、袋bを水に投入してから1時間後に0.1リットル/1g(Al)、24時間後で1.1リットル/1g(Al)の水素ガスを得ることができた。   When hydrogen gas was collected in the same manner as in Example 1 and Example 4, 0.1 liter / g (Al) was added 1 hour after the bag b was put into water, and 1.1 liter / liter after 24 hours. 1 g (Al) of hydrogen gas could be obtained.

上述の実施例1〜実施例6に対する比較例として、袋aによるガスバリア性包装や水膨潤性合成雲母といったガスバリア性膜形成材料を使用しなかった以外は、実施例1と同様にして水素発生材料を作成した。この水素発生材料を室内で大気中に7日間保管した後、水素発生材料(袋)を水に投入したが、水素ガスは発生しなかった。   As a comparative example with respect to Examples 1 to 6 described above, a hydrogen generating material was obtained in the same manner as in Example 1 except that no gas barrier film-forming material such as gas barrier packaging by bag a or water-swellable synthetic mica was used. It was created. After this hydrogen generating material was stored indoors in the atmosphere for 7 days, the hydrogen generating material (bag) was put into water, but no hydrogen gas was generated.

実施例8では、水透過膜として、空隙率60容積%のポリプロピレン樹脂(PP)で形成した、粒状空間を有する連通多孔質膜を用い、この連通多孔質膜の全体の90%を親水化処理(界面活性剤を塗布した後、乾燥)して、2cm×8cmの三方シール袋bとした(水透過膜の通気度(ガーレ式)は、1.9sec/100m lair)。そして、ガスバリア性膜で形成した8cm×10cmの三方シール袋aの中に袋bを入れる2重袋式として、パックを構成した(パック構成材の酸素透過度は、外袋が4cc/m2 ・atm ・day である)。袋b内には、活性アルミニウム微粒子(1g)と吸湿材/吸水材として水酸化カルシウム・ポリアクリル酸塩を充填した。 In Example 8, a continuous porous membrane having a granular space made of polypropylene resin (PP) having a porosity of 60% by volume was used as the water permeable membrane, and 90% of the entire continuous porous membrane was hydrophilized. (After applying the surfactant, it was dried) to give a 2 cm × 8 cm three-side sealed bag b (the air permeability of the water-permeable membrane (Gurley type) was 1.9 sec / 100 m lair). A pack was constructed as a double bag type in which a bag b was placed in an 8 cm × 10 cm three-side sealed bag a formed of a gas barrier film (the oxygen permeability of the pack constituent material was 4 cc / m 2 for the outer bag).・ Atm ・ day). The bag b was filled with activated aluminum fine particles (1 g) and calcium hydroxide / polyacrylate as a moisture absorbent / water absorbent.

この水素発生材料(パック)を室内で大気中に7日間保管した後、袋aを開封して袋bを取り出した。そして、取り出した袋bを室内大気中で1時間放置した後、水道水を入れたビーカー内の水中(水温20°C)に沈め、逆さにし内部を水で満たしたメスシリンダーによって、発生する飽和水蒸気を含む水素ガスを捕集したところ、袋bを水に投入してから1時間後に1.0リットル/1g(Al)、24時間後に1.1リットル/1g(Al)の水素ガスを得ることができた。   After this hydrogen generating material (pack) was stored indoors in the atmosphere for 7 days, the bag a was opened and the bag b was taken out. After the bag b taken out is left in the room air for 1 hour, it is submerged in water (water temperature 20 ° C.) in a beaker filled with tap water, and inverted by a graduated cylinder filled with water. When hydrogen gas containing water vapor is collected, 1.0 liter / 1 g (Al) hydrogen gas is obtained 1 hour after the bag b is put into water, and 1.1 liter / 1 g (Al) hydrogen gas is obtained 24 hours later. I was able to.

実施例9は、試験方法を除いて、実施例8と同様である。すなわち、実施例9では、水素発生材料(パック)を室内で大気中に7日間保管した後、袋aを開封して袋bを取り出した。そして、取り出した袋bを室内大気中で1時間放置した後、界面活性剤を加えた水道水を入れたビーカー内の水中(水温20°C)に沈め、逆さにし内部を水で満たしたメスシリンダーによって、発生する飽和水蒸気を含む水素ガスを捕集したところ、袋bを水に投入してから1時間後に1.0リットル/1g(Al)、24時間後に1.1リットル/1g(Al)の水素ガスを得ることができた。   Example 9 is the same as Example 8 except for the test method. That is, in Example 9, after the hydrogen generating material (pack) was stored indoors in the atmosphere for 7 days, the bag a was opened and the bag b was taken out. The taken bag b was left in the room air for 1 hour, then submerged in water (water temperature 20 ° C.) in a beaker containing tap water to which a surfactant was added, and the inside was inverted and filled with water. When hydrogen gas containing saturated water vapor generated was collected by the cylinder, 1.0 liter / 1 g (Al) was added 1 hour after the bag b was put into water, and 1.1 liter / 1 g (Al) after 24 hours. ) Hydrogen gas was obtained.

実施例10では、水透過膜として、セルロース繊維とポリプロピレン繊維を複合させて形成した不織布を用い、三方シール袋bとした(水透過膜の通気度(ガーレ式)は、0.1sec/100m lair)。そして、ガスバリア性膜の袋aの中に袋bを入れる2重袋式として、パックを構成した(パック構成材の酸素透過度は、外袋が4cc/m2 ・atm ・day である)。また、袋b内には、活性アルミニウム微粒子(1g)と吸湿材/吸水材として水酸化カルシウム・ポリアクリル酸塩を充填した。 In Example 10, a non-woven fabric formed by combining cellulose fibers and polypropylene fibers was used as the water permeable membrane to form a three-side sealed bag b (water permeability of the water permeable membrane (Gurley type) was 0.1 sec / 100 m lair) . A pack was constructed as a double bag type in which a bag b was placed in a gas barrier film bag a (the oxygen permeability of the pack component was 4 cc / m 2 · atm · day). The bag b was filled with activated aluminum fine particles (1 g) and calcium hydroxide / polyacrylate as a moisture absorbent / water absorbent.

実施例10では、水素発生材料(パック)を室内で大気中に7日間保管した後、袋aを開封して袋bを取り出した。そして、取り出した袋bを室内大気中で1時間放置した後、水道水を入れたビーカー内の水中(水温20°C)に沈め、逆さにし内部を水で満たしたメスシリンダーによって、発生する飽和水蒸気を含む水素ガスを捕集したところ、袋bを水に投入してから1時間後に0.3リットル/1g(Al)、24時間後に0.6リットル/1g(Al)の水素ガスしか得ることができなかった。   In Example 10, the hydrogen generating material (pack) was stored indoors in the atmosphere for 7 days, then the bag a was opened and the bag b was taken out. After the bag b taken out is left in the room air for 1 hour, it is submerged in water (water temperature 20 ° C.) in a beaker filled with tap water, and inverted by a graduated cylinder filled with water. When hydrogen gas containing water vapor was collected, only 0.3 liter / 1 g (Al) of hydrogen gas was obtained 1 hour after charging bag b into water, and 0.6 liter / 1 g (Al) of hydrogen gas was obtained 24 hours later. I couldn't.

実施例11では、水透過膜として、空隙率60容積%のポリプロピレン樹脂(PP)で形成した、粒状空間を有する連通多孔質膜を用い、三方シール袋bとした(水透過膜の通気度(ガーレ式)は、1.9sec/100m lair)。そして、加熱溶融させたショ糖を粒状空間に注入・充填して、パックを構成した(パック構成材の酸素透過度は、264cc/m2 ・atm ・day である)。また、袋b内には、活性アルミニウム微粒子(1g)と吸湿材/吸水材として水酸化カルシウム・ポリアクリル酸塩を充填した。 In Example 11, a continuous porous membrane having a granular space made of polypropylene resin (PP) having a porosity of 60% by volume was used as the water permeable membrane to obtain a three-side sealed bag b (the air permeability of the water permeable membrane ( Gurley type) is 1.9sec / 100m lair). Then, the molten sucrose was poured and filled into the granular space to form a pack (the oxygen permeability of the pack component was 264 cc / m 2 · atm · day). The bag b was filled with activated aluminum fine particles (1 g) and calcium hydroxide / polyacrylate as a moisture absorbent / water absorbent.

実施例11では、水素発生材料(パック)を室内で大気中に7日間保管した後、そのまま水道水(水温20°C)に沈めたところ、袋bを水に投入してから1時間後の水素ガス発生量は0/1g(Al)であり、24時間後の発生量は1.0リットル/1g(Al)であった。   In Example 11, after the hydrogen generating material (pack) was stored indoors in the atmosphere for 7 days and then submerged in tap water (water temperature 20 ° C.) as it was, 1 hour after the bag b was put into water. The amount of hydrogen gas generated was 0/1 g (Al), and the amount generated after 24 hours was 1.0 liter / 1 g (Al).

実施例12では、水透過膜として、エチレンビニルアルコール共重合体樹脂(EVOH)で形成した無孔膜を用い、4cm×5cmの三方シール袋bとした(水透過膜の通気度(ガーレ式)は、10000sec/100mlair 以上)。また、ガスバリア性膜で形成した三方シール袋a(8cm×10cm)の中に袋bを入れる2重袋式として、パックを構成した(パック構成材の酸素透過度は内袋・外袋とも、4cc/m2 ・atm ・day である)。また、袋b内には、活性アルミニウム微粒子(1g)と吸湿材/吸水材として水酸化カルシウム・ポリアクリル酸塩を充填した。 In Example 12, a non-permeable membrane formed of ethylene vinyl alcohol copolymer resin (EVOH) was used as the water permeable membrane, and a 4 cm × 5 cm three-sided seal bag b was formed (air permeability of water permeable membrane (Gurley type)). Is over 10000sec / 100mlair). In addition, as a double bag type in which a bag b is put in a three-side sealed bag a (8 cm × 10 cm) formed of a gas barrier film, a pack is configured (the oxygen permeability of the pack constituent material is the inner bag / outer bag, 4cc / m 2 · atm · day). The bag b was filled with activated aluminum fine particles (1 g) and calcium hydroxide / polyacrylate as a moisture absorbent / water absorbent.

実施例12では、水素発生材料(パック)を室内で大気中に7日間保管した後、袋aを開封して袋bを取り出した。そして、取り出した袋bを大気中で1時間放置した後、水道水を入れたビーカー内の水中(水温20°C)に沈めたところ、24時間後に袋bが膨張したが、水素ガスは発生しなかった。   In Example 12, the hydrogen generating material (pack) was stored indoors in the atmosphere for 7 days, and then the bag a was opened and the bag b was taken out. The bag b taken out was left in the atmosphere for 1 hour and then submerged in water (water temperature 20 ° C.) in a beaker containing tap water. After 24 hours, the bag b expanded, but hydrogen gas was generated. I did not.

本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. Needless to say, it is something.

本発明は、下記のような多様な用途に使用することができ、将来的には、定圧で安全な水素供給装置として広く活用されるものと考えられる。
(1)モバイル型燃料電池用の水素燃料源
(2)小型水素エンジン用の水素源
(3)実験室用の簡易、低圧水素供給装置
(4)無酸素水、水素水、および工業用洗浄水の製造
(5)緊急時、災害時用のポータブル燃料電池用の水素源
The present invention can be used for various applications as described below, and is considered to be widely used as a hydrogen supply apparatus that is safe at a constant pressure in the future.
(1) Hydrogen fuel source for mobile fuel cells (2) Hydrogen source for small hydrogen engines (3) Simple, low-pressure hydrogen supply device for laboratories (4) Oxygen-free water, hydrogen water, and industrial wash water (5) Hydrogen source for portable fuel cells for emergencies and disasters

実施例1〜実施例12における各要目を示した表である。It is the table | surface which showed each main point in Example 1- Example 12. 実施例1において説明した水素発生材料の保管時における状態を示した図である。It is the figure which showed the state at the time of storage of the hydrogen generating material demonstrated in Example 1. FIG. 実施例1の水素発生材料の膜断面構成を示した模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a hydrogen generating material of Example 1. 実施例5の水素発生材料の膜断面構成を示した模式図である。6 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a hydrogen generating material of Example 5. FIG. 実施例6の水素発生材料の膜断面構成を示した模式図である。6 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a hydrogen generating material of Example 6. FIG. 実施例1において説明した水素ガスの捕集の方法を概略的に示した図である。It is the figure which showed roughly the method of collecting hydrogen gas demonstrated in Example 1. FIG. 実施例5における水素ガス(飽和水蒸気を含む)の発生状態を示したグラフである。6 is a graph showing a generation state of hydrogen gas (including saturated water vapor) in Example 5.

Claims (4)

アルミニウム又はアルミニウム合金の微粒子を、連通多孔質膜と、水溶解性、水崩壊性、又は水剥離性の膜とを積層した複数層膜により構成されたガスバリア性水透過膜により包装したものであることを特徴とする水素発生材料。 Aluminum or aluminum alloy fine particles are packaged by a gas barrier water permeable membrane composed of a multi-layer membrane in which a continuous porous membrane and a water-soluble, water-disintegrating, or water-peeling membrane are laminated. A hydrogen generating material characterized by that. 前記ガスバリア性水透過膜の内側に吸湿材料又は吸水材料を含有していることを特徴とする請求項1に記載された水素発生材料。 The hydrogen generating material according to claim 1, wherein the gas barrier water permeable membrane contains a moisture absorbing material or a water absorbing material. 前記連通多孔質膜が、内部の粒状空間同士を連通させ、表面に粒状空間が開口している樹脂基板材料で形成されたものであることを特徴とする請求項1又は2に記載された水素発生材料 3. The hydrogen according to claim 1, wherein the communicating porous membrane is formed of a resin substrate material that allows internal granular spaces to communicate with each other and has a granular space open on a surface thereof. Generating material . 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載された水素発生材料を水と接触させることにより水素を発生させる水素発生方法 A hydrogen generating method for generating hydrogen by bringing the hydrogen generating material according to any one of claims 1 to 3 into contact with water .
JP2009037269A 2008-02-22 2009-02-20 Hydrogen generating material and hydrogen generating method Expired - Fee Related JP5420270B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009037269A JP5420270B2 (en) 2008-02-22 2009-02-20 Hydrogen generating material and hydrogen generating method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008040779 2008-02-22
JP2008040779 2008-02-22
JP2009037269A JP5420270B2 (en) 2008-02-22 2009-02-20 Hydrogen generating material and hydrogen generating method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009221097A JP2009221097A (en) 2009-10-01
JP5420270B2 true JP5420270B2 (en) 2014-02-19

Family

ID=41238285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009037269A Expired - Fee Related JP5420270B2 (en) 2008-02-22 2009-02-20 Hydrogen generating material and hydrogen generating method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5420270B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011011968A (en) * 2009-07-06 2011-01-20 Pal Corporation:Kk Method for easily generating gaseous hydrogen and device therefor
JP5921917B2 (en) * 2012-03-06 2016-05-24 クラシエホームプロダクツ株式会社 Compact
EP3733592A4 (en) * 2017-12-29 2021-07-28 Huis Ten Bosch Co., Ltd. Hydrogen gas generating body
US11318437B1 (en) 2020-04-28 2022-05-03 Ltag Systems Llc Controlling contamination in hydrogen production from water-reactive aluminum
US11148840B1 (en) 2020-05-07 2021-10-19 Ltag Systems Llc Method of packaging water-reactive aluminum

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4522655A (en) * 1983-07-05 1985-06-11 Aluminum Company Of America Metal pigment of improved storage resistance
JPH06183465A (en) * 1991-01-18 1994-07-05 Suntory Ltd Sealed container with deoxidizing function
JPH1036551A (en) * 1996-07-24 1998-02-10 Tokai Univ Production of porous film of hydrophilic fluororesin
JPH10108635A (en) * 1996-08-13 1998-04-28 Yasuro Nakamura Cereals stored in bag
JP3412666B2 (en) * 1996-10-14 2003-06-03 三菱瓦斯化学株式会社 Oxygen absorbing composition
JP4276854B2 (en) * 2003-01-30 2009-06-10 ウチヤ・サーモスタット株式会社 Hydrogen generating material, hydrogen generating method and hydrogen generating apparatus
JP4494000B2 (en) * 2003-12-15 2010-06-30 旭化成ケミカルズ株式会社 Medicinal capsule

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009221097A (en) 2009-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5420270B2 (en) Hydrogen generating material and hydrogen generating method
TW206163B (en)
US3507708A (en) Electric cell with gas permeable vent stopper
JPH1099631A (en) Desiccant container
JP2013027850A (en) Carbon dioxide separation membrane, method for manufacturing carbon dioxide separation membrane, and carbon dioxide separation module using the carbon dioxide separation membrane
TW201607755A (en) Easy-cut absorbent laminate, and packaging bag using same
JP6553337B2 (en) Multi-layer film for disposable outer bag and disposable body warmer
TWI708681B (en) Multilayer film for outer bag of disposable heating pack and disposable heating pack
JP2021057232A (en) Packaging material and packaging body for all-solid lithium ion battery
JP4665400B2 (en) Exterior materials for lithium-ion batteries
JP2009039905A (en) Water absorbent laminate and water absorbent pouch using the laminate
TW200914369A (en) Portable hydrogen generation unit
JP5286779B2 (en) Packaging bags for medical plastic containers
EP3965626A1 (en) Oxygen activated heater and method of manufacturing the same
CN107074427A (en) Package body, the keeping of sub- nanofilmstructures body or carrying method and sub- nanofilmstructures body
JPS601730Y2 (en) Air freshener packaging
CN205542910U (en) High compound plastic -aluminum membrane of polymer lithium ion battery
JPH10329850A (en) Tubular container discharging gas generated therein
CN211843534U (en) High-isolation medical waste plastic packaging material
JP2021057230A (en) Packaging material and packaging body for all-solid lithium ion battery
JPH10318666A (en) Heat insulation member and its manufacturing method
JP2004091024A (en) Wrapper
JPH0714565A (en) Battery
JP2008251289A (en) Fuel soft cartridge for fuel cell, fuel cartridge for fuel cell using it, reliquefaction method of gelatinized fuel, extraction method of reliquefaction fuel, and soft case for housing fuel cell fuel used for them
JP2001277417A (en) Barrier film and laminated material using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120216

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130619

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130624

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130821

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: 20131112

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131120

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5420270

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees