JPH0726719B2 - 金属水素化物反応容器用水素流通材 - Google Patents
金属水素化物反応容器用水素流通材Info
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- JPH0726719B2 JPH0726719B2 JP61071692A JP7169286A JPH0726719B2 JP H0726719 B2 JPH0726719 B2 JP H0726719B2 JP 61071692 A JP61071692 A JP 61071692A JP 7169286 A JP7169286 A JP 7169286A JP H0726719 B2 JPH0726719 B2 JP H0726719B2
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- Japan
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- metal hydride
- hydrogen
- flow material
- hydrogen flow
- reaction vessel
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C11/00—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
- F17C11/005—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属水素化物反応容器に充填した金属水素化
物の反応容器内における水素の良好な流通性を確保する
ための水素流通材に関する。
物の反応容器内における水素の良好な流通性を確保する
ための水素流通材に関する。
（従来の技術） ある種の金属や合金が発熱的に水素を吸蔵して金属水素
化物を形成し、また、この金属水素化物が可逆的に吸熱
的に水素を放出することが知られている。このような金
属水素化物としては既にランタン−ニツケル水素化物(L
aNi5Hx)、カルシウム−ニツケル水素化物(CaNi5Hx)、ミ
ツシユメタル−ニツケル水素化物(MmNi5Hx)、鉄−チタ
ン水素化物（FeTiHx）、マグネシウム−ニツケル水素化
物(Mg2NiHx)等、種々のものが知られており、近年、こ
れら金属水素化物の特性を利用した加熱冷却装置、水素
貯蔵装置、熱輸送装置等が提案されている。
化物を形成し、また、この金属水素化物が可逆的に吸熱
的に水素を放出することが知られている。このような金
属水素化物としては既にランタン−ニツケル水素化物(L
aNi5Hx)、カルシウム−ニツケル水素化物(CaNi5Hx)、ミ
ツシユメタル−ニツケル水素化物(MmNi5Hx)、鉄−チタ
ン水素化物（FeTiHx）、マグネシウム−ニツケル水素化
物(Mg2NiHx)等、種々のものが知られており、近年、こ
れら金属水素化物の特性を利用した加熱冷却装置、水素
貯蔵装置、熱輸送装置等が提案されている。
一般に、金属水素化物による水素の吸蔵、放出反応は、
金属水素化物の粉末を充填した容器中で行なわれる。こ
こに、金属水素化物は、水素の吸蔵及び放出を繰り返す
間に微粉化し、圧密化するので、金属水素化物反応容器
は、金属水素化物が圧密化しても、容器内における水素
の円滑迅速な流通を確保し得るように、通常、反応容器
内には、その軸方向に水素流通材が配設されている。ま
た、金属水素化物は、水素を吸蔵する際にその体積が膨
脹するので、金属水素化物反応容器は、作動条件下での
金属水素化物の平衡分解圧に加え、上記のような金属水
素化物の体積膨脹に伴う機械的応力に耐えることが要求
される。
金属水素化物の粉末を充填した容器中で行なわれる。こ
こに、金属水素化物は、水素の吸蔵及び放出を繰り返す
間に微粉化し、圧密化するので、金属水素化物反応容器
は、金属水素化物が圧密化しても、容器内における水素
の円滑迅速な流通を確保し得るように、通常、反応容器
内には、その軸方向に水素流通材が配設されている。ま
た、金属水素化物は、水素を吸蔵する際にその体積が膨
脹するので、金属水素化物反応容器は、作動条件下での
金属水素化物の平衡分解圧に加え、上記のような金属水
素化物の体積膨脹に伴う機械的応力に耐えることが要求
される。
上記水素流通材としては、既に従来より種々のものが提
案されている。例えば、特公昭55−17280号公報には、
多孔質金属焼結体からなる棒体、管体等が水素流通材と
して記載されている。また、米国特許第4,143,491号明
細書には、金属水素化物を用いる水素貯蔵容器におい
て、つぶれることができると共に、壁に多数の小孔を有
する銅管が記載されている。更に、このほかにも、特開
昭57−65589号公報にはステンレス焼結網が記載されて
おり、実開昭58−82828号公報には、金属網からなる支
持層中に例えば炭素繊維からなる耐熱性繊維を充填して
なる水素流通材が記載されている。
案されている。例えば、特公昭55−17280号公報には、
多孔質金属焼結体からなる棒体、管体等が水素流通材と
して記載されている。また、米国特許第4,143,491号明
細書には、金属水素化物を用いる水素貯蔵容器におい
て、つぶれることができると共に、壁に多数の小孔を有
する銅管が記載されている。更に、このほかにも、特開
昭57−65589号公報にはステンレス焼結網が記載されて
おり、実開昭58−82828号公報には、金属網からなる支
持層中に例えば炭素繊維からなる耐熱性繊維を充填して
なる水素流通材が記載されている。
しかし、上記のように、水素流通材の材料として金属を
用いる場合は、種々の問題がある。例えば、ステンレス
鋼を用いるときは、その製作が容易ではなく、また、価
格も高い。他方、銅やアルミニウムを用いる場合は、融
点が比較的低いために、例えば、反応容器の製造に際し
て溶接を行なう場合、溶接熱によつて金属が溶融し、多
孔質性を失うことがある。勿論、高分子材料は、耐熱性
に劣るので、水素流通材のための材料としては用いるに
適さない。
用いる場合は、種々の問題がある。例えば、ステンレス
鋼を用いるときは、その製作が容易ではなく、また、価
格も高い。他方、銅やアルミニウムを用いる場合は、融
点が比較的低いために、例えば、反応容器の製造に際し
て溶接を行なう場合、溶接熱によつて金属が溶融し、多
孔質性を失うことがある。勿論、高分子材料は、耐熱性
に劣るので、水素流通材のための材料としては用いるに
適さない。
（発明の目的） 本発明は上記に鑑みてなされたものであつて、耐熱性に
すぐれて、反応容器の製作時の溶接熱にもよく耐えると
共に、金属水素化物が膨張しても反応容器には過大な機
械的応力が加わらず、製作が容易である金属水素化物反
応容器用水素流通材を提供することを目的とする。
すぐれて、反応容器の製作時の溶接熱にもよく耐えると
共に、金属水素化物が膨張しても反応容器には過大な機
械的応力が加わらず、製作が容易である金属水素化物反
応容器用水素流通材を提供することを目的とする。
（発明の構成） 本発明による金属水素化物反応容器用水素流通材は、シ
リカ、アルミナ又はマグネシアを主体とする粉末と結着
材とから得られたグリーン体の加熱焼成体からなる、シ
リカ、アルミナ又はマグネシアを主成分とする多孔質筒
体の、外周面又は内周面の金属水素化物に接する側を被
覆して、シリカ、アルミナ又はマグネシアを主成分とす
る多孔質繊維層が設けられていることを特徴とする。
リカ、アルミナ又はマグネシアを主体とする粉末と結着
材とから得られたグリーン体の加熱焼成体からなる、シ
リカ、アルミナ又はマグネシアを主成分とする多孔質筒
体の、外周面又は内周面の金属水素化物に接する側を被
覆して、シリカ、アルミナ又はマグネシアを主成分とす
る多孔質繊維層が設けられていることを特徴とする。
以下に実施例を示す図面に基づいて、本発明による金属
水素化物反応容器用水素流通材を説明する。
水素化物反応容器用水素流通材を説明する。
第１図は、一実施例としての本発明による水素流通材を
備えた金属水素化物反応容器内の一例を示し、水素出入
口１を有する容器２内に多孔質筒体と、その外周面にこ
れを被覆して設けられた繊維層とからなる水素流通材３
が容器２の軸方向に延びて配設されており、金属水素化
物４が容器２内に充填されている。上記容器２内におい
て、上記水素出入口に近接する端部には、金属水素化物
４が飛散するのを防止するために、フイルター５が設け
られている。第２図は、上記水素流通材３の横断面を示
し、多孔質筒体６の金属水素化物に接している外周面に
被覆して、繊維層７が形成されている。
備えた金属水素化物反応容器内の一例を示し、水素出入
口１を有する容器２内に多孔質筒体と、その外周面にこ
れを被覆して設けられた繊維層とからなる水素流通材３
が容器２の軸方向に延びて配設されており、金属水素化
物４が容器２内に充填されている。上記容器２内におい
て、上記水素出入口に近接する端部には、金属水素化物
４が飛散するのを防止するために、フイルター５が設け
られている。第２図は、上記水素流通材３の横断面を示
し、多孔質筒体６の金属水素化物に接している外周面に
被覆して、繊維層７が形成されている。
このような反応容器は、例えば、中空の管体８の一端に
水素出入口を有する管板９を、また、他端に底板10をろ
う付けすることによつて製作される。
水素出入口を有する管板９を、また、他端に底板10をろ
う付けすることによつて製作される。
上記多孔質筒体は、シリカ、アルミナ又はマグネシアを
主体とする粉末と結着材とから得られたグリーン体の加
熱焼成体からなり、好ましくはシリカ、アルミナ又はマ
グネシアが70％以上、残部がアルカリ金属の酸化物や不
純物からなる。このような多孔質筒体は、先ず、例え
ば、粒子径１〜10μｍ程度のシリカ、アルミナ又はマグ
ネシアまたはこれらの混合物を主体とする粉末と結着
材、例えば、ポリビニルブチラール、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合樹脂、ポリブチレン−メタクリレート共重合
樹脂等と共に混合し、これを100〜200℃の温度に加熱
し、混練した後、筒体状に成形して、グリーン体を得
る。成形方法は特に制限されるものではないが、例え
ば、押出成形が好適である。次いで、上記グリーン体を
高温、例えば、数百℃の温度に加熱焼成して、前記結着
剤を揮散させれば、多孔質筒体を得ることができる。
主体とする粉末と結着材とから得られたグリーン体の加
熱焼成体からなり、好ましくはシリカ、アルミナ又はマ
グネシアが70％以上、残部がアルカリ金属の酸化物や不
純物からなる。このような多孔質筒体は、先ず、例え
ば、粒子径１〜10μｍ程度のシリカ、アルミナ又はマグ
ネシアまたはこれらの混合物を主体とする粉末と結着
材、例えば、ポリビニルブチラール、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合樹脂、ポリブチレン−メタクリレート共重合
樹脂等と共に混合し、これを100〜200℃の温度に加熱
し、混練した後、筒体状に成形して、グリーン体を得
る。成形方法は特に制限されるものではないが、例え
ば、押出成形が好適である。次いで、上記グリーン体を
高温、例えば、数百℃の温度に加熱焼成して、前記結着
剤を揮散させれば、多孔質筒体を得ることができる。
図示した水素流通材は、上記のような多孔質筒体の金属
水素化物に接することとなる外周面にこれを被覆する多
孔性繊維層を有し、２層構造に形成されている。上記繊
維層は、シリカ、アルミナ又はマグネシア又はこれらの
混合物を主体とすることが好ましく、特に、これら繊維
が70％以上を占めることが好ましい。
水素化物に接することとなる外周面にこれを被覆する多
孔性繊維層を有し、２層構造に形成されている。上記繊
維層は、シリカ、アルミナ又はマグネシア又はこれらの
混合物を主体とすることが好ましく、特に、これら繊維
が70％以上を占めることが好ましい。
多孔質筒体の周囲に上記繊維層を形成するには、簡単な
方法として、繊維からなるシートを巻き付けるだけでよ
い。他の方法としては、例えば、水ガラスを繊維に含浸
させ、多孔質筒体の周囲に圧縮成形した後、加熱焼成し
てもよい。また、ポリビニルアルコールのような水溶性
高分子の水溶液や、又は適宜の溶剤中に繊維を分散さ
せ、この繊維分散液を筒体の壁面に塗布した後、加熱焼
成してもよい。
方法として、繊維からなるシートを巻き付けるだけでよ
い。他の方法としては、例えば、水ガラスを繊維に含浸
させ、多孔質筒体の周囲に圧縮成形した後、加熱焼成し
てもよい。また、ポリビニルアルコールのような水溶性
高分子の水溶液や、又は適宜の溶剤中に繊維を分散さ
せ、この繊維分散液を筒体の壁面に塗布した後、加熱焼
成してもよい。
上記したような反応容器の使用に際しては、水素は水素
出入口１からフイルター５を経て容器２内に導入され、
水素流通材の有する孔を水素通路11として、容器２内に
分配され、水素流通材３の壁を透過して、容器２内の金
属水素化物に吸蔵される。他方、金属水素化物から放出
された水素は、水素流通材３を透過し、水素通路11を経
て、水素出入口１から反応容器外に案内される。
出入口１からフイルター５を経て容器２内に導入され、
水素流通材の有する孔を水素通路11として、容器２内に
分配され、水素流通材３の壁を透過して、容器２内の金
属水素化物に吸蔵される。他方、金属水素化物から放出
された水素は、水素流通材３を透過し、水素通路11を経
て、水素出入口１から反応容器外に案内される。
第３図は本発明による別の実施例としての水素流通材を
備えた金属水素化物反応容器の例を示す。この反応容器
においては、水素流通材３は、容器状に形成されて、こ
れを貫通して熱媒を流通させるための金属管12が配設さ
れていると共に、容器状の水素流通材内に金属水素化物
４が充填されている。上記金属管12を外部に引き出しつ
つ、水素出入口１を有する容器２内に上記水素流通材３
を収容することによつて、金属水素化物反応容器が形成
されている。従つて、この反応容器においては、容器２
と水素流通材３との間の空隙が水素通路13である。第４
図は、上記水素流通材３の横断面を示し、多孔質筒体６
の内周面上にこれを被覆して、繊維層７が設けられてい
る。
備えた金属水素化物反応容器の例を示す。この反応容器
においては、水素流通材３は、容器状に形成されて、こ
れを貫通して熱媒を流通させるための金属管12が配設さ
れていると共に、容器状の水素流通材内に金属水素化物
４が充填されている。上記金属管12を外部に引き出しつ
つ、水素出入口１を有する容器２内に上記水素流通材３
を収容することによつて、金属水素化物反応容器が形成
されている。従つて、この反応容器においては、容器２
と水素流通材３との間の空隙が水素通路13である。第４
図は、上記水素流通材３の横断面を示し、多孔質筒体６
の内周面上にこれを被覆して、繊維層７が設けられてい
る。
この反応容器の使用に際しては、水素は水素出入口１か
ら容器２内に導入され、水素通路13によつて容器２内に
分配され、水素流通材３を透過して、その内部に充填さ
れた金属水素化物４に吸蔵される。他方、金属水素化物
から放出された水素は、水素流通材３を透過し、水素通
路13を経て水素出入口１から反応容器外に案内される。
金属水素化物の発熱吸熱は、上記熱媒と熱交換されて、
外部に出力として取り出される。
ら容器２内に導入され、水素通路13によつて容器２内に
分配され、水素流通材３を透過して、その内部に充填さ
れた金属水素化物４に吸蔵される。他方、金属水素化物
から放出された水素は、水素流通材３を透過し、水素通
路13を経て水素出入口１から反応容器外に案内される。
金属水素化物の発熱吸熱は、上記熱媒と熱交換されて、
外部に出力として取り出される。
尚、上記した反応容器においては、多孔質筒体及び繊維
層のいずれも円筒状に形成されているが、その形状は必
ずしも円筒状に限定されるものではなく、また、本発明
による水素流通材はフインを備えていてもよい。例え
ば、第５図は、多孔質筒体６の外周面上に繊維層７が被
覆されている水素流通材を示し、フイン14を備えてい
る。
層のいずれも円筒状に形成されているが、その形状は必
ずしも円筒状に限定されるものではなく、また、本発明
による水素流通材はフインを備えていてもよい。例え
ば、第５図は、多孔質筒体６の外周面上に繊維層７が被
覆されている水素流通材を示し、フイン14を備えてい
る。
（実施例） 第１図及び第２図に示したように、本発明による水素流
通材を備えた金属水素化物反応容器を製作し、所定の条
件下に反応容器内に水素を加圧して、金属水素化物の水
素の吸蔵速度を調べた。結果を第６図に実線にて示す。
通材を備えた金属水素化物反応容器を製作し、所定の条
件下に反応容器内に水素を加圧して、金属水素化物の水
素の吸蔵速度を調べた。結果を第６図に実線にて示す。
比較のために、上記とほぼ同じ寸法のポリテトラフルオ
ロエチレン焼結多孔質円筒及びステンレス焼結管をそれ
ぞれ水素流通材として用いて、上記と同じ条件下に反応
容器内の金属水素化物の水素の吸蔵速度を調べた。結果
を第６図に示す。
ロエチレン焼結多孔質円筒及びステンレス焼結管をそれ
ぞれ水素流通材として用いて、上記と同じ条件下に反応
容器内の金属水素化物の水素の吸蔵速度を調べた。結果
を第６図に示す。
本発明による水素流通材は、焼結ステンレス管からなる
ものとほぼ同じ性能を有している。しかし、前述したよ
うに、焼結ステンレス管からなる水素流通材の製作は容
易ではなく、かつ、価格も高い。他方、ポリテトラフル
オロエチレン焼結多孔質円筒からなる水素流通材は、こ
の円筒が反応容器の製作時の溶接熱のために収縮した結
果、水素の吸蔵速度が小さい。
ものとほぼ同じ性能を有している。しかし、前述したよ
うに、焼結ステンレス管からなる水素流通材の製作は容
易ではなく、かつ、価格も高い。他方、ポリテトラフル
オロエチレン焼結多孔質円筒からなる水素流通材は、こ
の円筒が反応容器の製作時の溶接熱のために収縮した結
果、水素の吸蔵速度が小さい。
（発明の効果） 以上のように、本発明による水素流通材は、セラミツク
スからなる多孔質筒体と、その、金属水素化物に接する
側の周囲を被覆するセラミツクス繊維層とからなる２層
構造を有し、耐熱性にすぐれて、金属水素化物反応容器
の製作時の溶接熱にも十分に耐えることができると共
に、その製作も非常に容易である。更に、金属水素化物
の充填層側に上記繊維層が位置するために、金属水素化
物が水素を吸蔵する際に膨脹しても、これが繊維層によ
つて緩和されるので、反応容器には過大な機械的応力が
加わらない。
スからなる多孔質筒体と、その、金属水素化物に接する
側の周囲を被覆するセラミツクス繊維層とからなる２層
構造を有し、耐熱性にすぐれて、金属水素化物反応容器
の製作時の溶接熱にも十分に耐えることができると共
に、その製作も非常に容易である。更に、金属水素化物
の充填層側に上記繊維層が位置するために、金属水素化
物が水素を吸蔵する際に膨脹しても、これが繊維層によ
つて緩和されるので、反応容器には過大な機械的応力が
加わらない。
また、例えば、多孔質筒体の製作に際して、用いる結着
剤の量を調整することによつて、筒体の多孔度を任意に
調整することができる。
剤の量を調整することによつて、筒体の多孔度を任意に
調整することができる。
第１図は本発明による一実施例としての水素流通材を備
えた金属水素化物反応容器の一例を示す断面図、第２図
は第１図のII−II線における断面図、第３図は本発明に
よる別の実施例としての水素流通材を備えた金属水素化
物反応容器の一例を示す断面図、第４図は第３図に示す
水素流通材の横断面図、第５図は更に別の実施例として
の水素流通材を示す横断面図、第６図は本発明による水
素流通材を備えた金属水素化物反応容器における水素の
吸蔵量と時間との関係を比較例と共に示すグラフであ
る。 １……水素出入口、２……容器、３……水素流通材、４
……金属水素化物、６……多孔質筒体、７……繊維層、
11……水素通路、12……金属管、13……水素通路。
えた金属水素化物反応容器の一例を示す断面図、第２図
は第１図のII−II線における断面図、第３図は本発明に
よる別の実施例としての水素流通材を備えた金属水素化
物反応容器の一例を示す断面図、第４図は第３図に示す
水素流通材の横断面図、第５図は更に別の実施例として
の水素流通材を示す横断面図、第６図は本発明による水
素流通材を備えた金属水素化物反応容器における水素の
吸蔵量と時間との関係を比較例と共に示すグラフであ
る。 １……水素出入口、２……容器、３……水素流通材、４
……金属水素化物、６……多孔質筒体、７……繊維層、
11……水素通路、12……金属管、13……水素通路。
Claims (1)
- 【請求項１】シリカ、アルミナ又はマグネシアを主体と
する粉末と結着材とから得られたグリーン体の加熱焼成
体からなる、シリカ、アルミナ又はマグネシアを主成分
とする多孔質筒体の、外周面又は内周面の金属水素化物
に接する側を被覆して、シリカ、アルミナ又はマグネシ
アを主成分とする多孔質繊維層が設けられていることを
特徴とする金属水素化物反応容器用水素流通材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61071692A JPH0726719B2 (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 金属水素化物反応容器用水素流通材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61071692A JPH0726719B2 (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 金属水素化物反応容器用水素流通材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62228800A JPS62228800A (ja) | 1987-10-07 |
| JPH0726719B2 true JPH0726719B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=13467850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61071692A Expired - Lifetime JPH0726719B2 (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 金属水素化物反応容器用水素流通材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726719B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4686865B2 (ja) * | 2001-02-05 | 2011-05-25 | ソニー株式会社 | 水素吸蔵放出装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59146901A (ja) * | 1983-02-08 | 1984-08-23 | Sekisui Chem Co Ltd | 金属水素化物反応容器及びその製造方法 |
| JPS6071501A (ja) * | 1983-09-29 | 1985-04-23 | Sekisui Chem Co Ltd | 金属水素化物反応容器用水素流通材 |
-
1986
- 1986-03-28 JP JP61071692A patent/JPH0726719B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62228800A (ja) | 1987-10-07 |
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