JPS6046901A - 貯蔵水素ガスの放出方法 - Google Patents

貯蔵水素ガスの放出方法

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JPS6046901A
JPS6046901A JP59138197A JP13819784A JPS6046901A JP S6046901 A JPS6046901 A JP S6046901A JP 59138197 A JP59138197 A JP 59138197A JP 13819784 A JP13819784 A JP 13819784A JP S6046901 A JPS6046901 A JP S6046901A
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Nobuyuki Yanagihara
伸行 柳原
Koji Gamo
孝治 蒲生
Yoshio Moriwaki
良夫 森脇
Tsutomu Iwaki
勉 岩城
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • 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
    • Y02E60/32Hydrogen storage

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  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、熱貯蔵容器と水素貯蔵容器とが熱交換可能に
連結されている水素ガスの貯蔵装置から水素ガスを放出
する方法に関する。
従来例の構成とその問題点 従来、水素を貯蔵する方法として高圧タンクや保冷タン
クを用いる方法があるが、前者は高重量のため輸送にお
いて、また後者は超低温液体を取扱うために安全性にお
いてそれぞれ問題がある。
これらの問題点を解決するものとして水素を固形化する
方法、すなわち金属水素化物として貯蔵する方法が提案
されている。
現在開発されている代表的な金属水素化物を形成する合
金としては、L !L N l s 、 M m N 
l 6. T IMn 1.E51TiFe、T1Co
、Mg Ni、Mg2Ciuなどがある。
この水素吸蔵合金(金属水素化物)を用いた水素ガスの
貯蔵方法において、水素を吸蔵する時は発熱反応であり
、水素を放出する時は吸熱反応である。したがって、水
素を放出させる時は、外部夕j源を用いて直接的または
間接的に加熱する方法が採られていた。一方、外部熱源
を使用しない場合は、水素吸蔵合金温度が低下し、周囲
温度と十分熱交換できないだめに流量の低下が起こり、
利用できる有効水素量が減少し、さらに全貯蔵水素を利
用するためには長時間を要するなどの欠点を持っている
。外部熱源を使うことは省エネルギーの立場より少ない
方が望まれているが、全く使用しない場合は上記の様な
欠点を有することになるO 発明の目的 本発明は、上記の様な点を解消し、効率的に貯蔵水素を
放出する方法を提供するものである。
発明の構成 本発明は、水素吸蔵合金の性質である水素吸蔵時の発熱
量に着目し、この熱量を一度熱貯蔵容器内に蓄積し、こ
の蓄積した熱量と、外部補助熱源による熱量を併用して
、水素の放出に利用するものである。
すなわち、本発明は、水素貯蔵容器に内蔵した水素吸蔵
合金と熱交換可能に連結された熱媒体を含む熱貯蔵容器
および上記熱媒体を加熱する補助熱源を備えた装置にお
いて、水素吸蔵時の勲址と補助熱源による熱量とを併用
して水素の放出を行わせることを特徴とする。
実施例の説明 第1図において、1は水素吸蔵合金2を内蔵した水素貯
蔵容器で、その両端開口部には開閉栓3゜3′がバッキ
ング4,4′を介して固定され、水素供給管5と水素取
出管6が連結されている。管5にはバルブ7を、また管
6にはバルブ8を各々備えている。水素貯蔵容器1内に
は合金粒子の流出を防止するだめのフィルター9,9・
が設けてあり、合金2と接するように熱交換器1oが配
設されている。この熱交換器1oは、熱貯蔵容器11の
熱交換器12とポンプ13を介して連通管14で連結さ
れている。熱貯蔵容器11内には熱媒体15が入れであ
る。16はその熱媒体注入用の栓である。17は熱媒体
15を加熱するための電気ヒータ、18はその電源であ
る。熱貯蔵容器11はその周囲がIVi熱材で被覆され
、蓄熱できるようになっている。熱媒体としては、水、
エチレングリコール1だはこれらの混合物などがよい。
第2図の装置は、第1図の電気ヒータ17の代わりに加
熱源として太陽熱、ガスの燃焼熱、廃熱などを利用した
ものである。すなわち、これらの熱源19を利用して熱
貯蔵槽2o内の熱媒体21を直接又は間接的に加熱し、
この熱量を熱貯蔵容器11へ移動させるようにしだもの
で、槽20内の熱交換器22と容器11内の熱交換器2
3とをポンプ24を有する管26で連結したものである
なお外部熱源19を用いて、直接熱媒体15を加熱する
ようにしてもよい。
第3図は、水素貯蔵容器26を直接熱貯蔵容器27中に
入れ、熱媒体28を通して熱交換する構成のものである
。水素貯蔵容器の内部には水素吸蔵合金29.フィルタ
ー30をiftえ、開口部には開閉栓31がバッキング
32を介して固定され、水素バルブ33を介して管34
が連結されている。
熱媒体28は直接水素貯蔵容器と接触し、電気ヒータ3
5で加熱された熱、または水素貯蔵時の熱が熱媒体28
に蓄積される構成となっている。
つぎに、第1図の装置の操作方法を説明する。
まず、開口部より粒状にした水素吸蔵合金を容器1内へ
入れ、開閉栓3.3Iで連結管5,6を固定し、一方の
バルブ8を閉じ他方のバルブ7を開け、バルブ?911
より真空ポンプなどで、管6,6および容器1内の・電
気を除去し゛た後、水素ガスをツ二 供給する。水素ガスはフィルター9を通って水素吸蔵合
金2に吸蔵される。この時発生する熱は、熱交換310
を通して管14内の熱媒体をポンプ13で循環させるこ
とにより熱貯蔵容器11内に蓄積させる。水素吸蔵が完
了すると、バルブ7を閉じてバルブ8を開き、必要流量
に調節しながら吸蔵した水素を取り出す。同時に、電源
18をオンとし、熱貯蔵容器11内の電気ヒータ17で
熱媒体15を加熱する。先に蓄えた熱と外部熱源より得
られた熱を、再度、熱媒体をポンプ13で循環させて水
素吸蔵合金を加熱して水素の放出に利用する。
第2図の装置は、第1図と熱源が異なるだけでその他の
操作はすべて同じである。外部熱源でまず貯蔵槽2oの
熱媒体21を加熱しておき、この熱を熱交換器22と2
3を介して熱交換し、容器14内の熱媒体15を加熱す
る。
第3図の装置は、熱貯蔵容器27の中に水素貯蔵容器を
入れ、水素吸蔵熱を蓄積し、電気ヒータで直接熱媒体を
も加熱し、その両方の熱でもって水素の放出を行う。
つぎに、上記のような構成の装置を用いた水素放出効果
を実施例にもとづいて説明する。
実施例1 水素吸蔵合金としてT I M n 1. sを用いた
。すなわち、市販のチタン(純度99.6%以上)とマ
ンガン(純度99.6%以上)とをT iM 11.5
 ノ組成となるように秤量し、アーク溶解炉で加熱溶解
した後、10〜5oメツシュ程度の粒径に粉砕したもの
を用いた。
この合金粒子13kgを直径10C1lII+、長さ5
00朋、内容積約44のアルミニウム製円筒形容器に入
れて水素貯蔵容器とした。TiMn、6合金に貯蔵した
水素を有効に利用できる量は単位重量当り180C(i
(常温)であるから、全合金による有効水素量は約2 
、4ydとなる。なお合金の水素吸蔵による膨張を考慮
して水素吸蔵容器内部の空間部分の比率を約60%とし
た。
このような容器を熱貯蔵容器を介して、鋼又は銅製の蛇
状管を有する熱交換器などで連結した。
ポンプで熱媒体を循環させ、水素吸蔵時に発生する熱量
を熱貯蔵容器内の熱媒体に熱交換して蓄積した。熱媒体
としては水を用い、3〜6E1分の流量で循環させた。
熱貯蔵容器内の熱媒体を加熱する手段として電気ヒータ
を採用した。熱貯蔵容器内の熱媒体が30〜80℃程度
の温度となるように、レギュレータなどを用いて、供給
電力を調整する。この例では約30〜40’C程度にな
る様に調節し、熱媒体の量として約7.54の水を用い
た。
実施例2 第2図の構成で、熱源19としてガスの燃焼熱を用いた
。熱貯蔵容器11内の熱媒体の温度は約30〜40℃程
度になるように調節した。その他の条件はすべて実施例
1と同じである。
実施例3 第3図の構成で、熱媒体28の温度が約30〜40℃と
なるように調整した。なお熱貯蔵容器の周囲は断熱層で
被【した。水素貯蔵容器は実施例1と同じ条件とした。
従来例としては、熱貯蔵容器を別に設けることなく、水
素吸蔵時の熱はそのまま自然放出し、水素放出時も何ら
加熱する手段を用いない場合とした。
上記の実施例および従来例において、水素貯蔵容器内の
合金に約2時間程で2.4ηt゛の水素を吸蔵させた後
、水素放出流量を約161/分として放出させたときの
全貯蔵水素量に対する有効水素量の比率を比較した。そ
の結果、従来例では約45%、実施例1〜3ではその2
倍の約80〜90%であった。
また、水素放出流量を下げて、水素放出圧力を上昇させ
ると、再度水素の放出が可能となる。流量を約2〜51
7分まで下げたときの全水素量を放出させるのに要する
時間は、従来例で約10時間以上であるのに対して、実
施例では約6時間で、従来例の%であった。従来例では
、水素放出と同時に水素放出圧力の低下が大きく、約3
0分程度でその圧力も“%程度となる。これは、周囲温
度との熱交換が十分でないため、水素貯蔵容器内の合金
温度が下がるためである。したがって、約1時間程度で
水素の放出ができなくなる。このため水併用する事によ
り、水素の放出温度の下がり方が少なく、水素の利用効
率を向上させることができた。一方、水素吸蔵時の熱の
みを使用し、補助熱源を使用しない場合は約70%程度
の水素放出効率であり、補助熱源の働きにより、水素放
出効率を向上させることができる。
つぎに、水素吸蔵時の熱を蓄積せず、補助熱源だけで加
熱して、水素の放出を行わせた場合は、実施例のように
両熱を併用して使用する場合と比べて、補助熱源の熱量
として4〜6倍程を必要とする。したがって、外部熱源
のみ使用する場合と比較して実施例では、約70〜80
%程の省エネルギーとなる。
なお、ここに用いる水素吸蔵合金としては、常温での水
素放出圧力が1〜20気圧のものが望ましい。
発明の効果 以」二のように、本発明によれば、取り出し得る水素放
出流量も太きぐすることができる上に、水素の放出時間
も短縮することができる。寸だ有効水素4iiが増大し
、より多くの水素を取り出し得る。
さらに、水素利用効率と省エネルギーに大きな効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の水素ガスの貯蔵装置を示す全
体構成図、第2図は他の実施例の要部の構成図、第3図
は他の実施例の構成図である。 1・・・水素貯蔵容器、2・・・・・水素吸蔵合金、9
.12・・・・・夕)交換器、11・・・・夕)貯蔵容
イg115・・・・・・熱媒体、17・・・・電気ヒー
タ。 代理人の氏名 ブ↑理十 中 尾 敏 男 ほか1名第
1図 ヨ′ @2図 第 3 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 水素吸蔵合金を内蔵した水素貯蔵容器と、前記水素吸蔵
    合金と熱交換可能に連結された熱媒体を含む熱貯蔵容器
    、および上記熱媒体を加熱する補助熱源を(liiiえ
    た装置による貯蔵水素ガスの放出方法であって、水素吸
    蔵時の熱と補助熱源による熱とを併用して水素の放出を
    行わせることを特徴とする貯蔵水素ガスの放出方法。
JP59138197A 1984-07-03 1984-07-03 貯蔵水素ガスの放出方法 Granted JPS6046901A (ja)

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JPH0218281B2 (ja) 1990-04-25

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