JPS6350301A - 水素吸蔵・放出方法 - Google Patents

水素吸蔵・放出方法

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JPS6350301A
JPS6350301A JP61190444A JP19044486A JPS6350301A JP S6350301 A JPS6350301 A JP S6350301A JP 61190444 A JP61190444 A JP 61190444A JP 19044486 A JP19044486 A JP 19044486A JP S6350301 A JPS6350301 A JP S6350301A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen
pressure
flow rate
temp
storage alloy
Prior art date
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Pending
Application number
JP61190444A
Other languages
English (en)
Inventor
Kotaro Chiba
千葉 康太郎
Sakio Inoue
井上 早希夫
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.)
Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Japan Steel Works Ltd filed Critical Japan Steel Works Ltd
Priority to JP61190444A priority Critical patent/JPS6350301A/ja
Publication of JPS6350301A publication Critical patent/JPS6350301A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C11/00Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
    • F17C11/005Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
    • 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
    • Y02E60/32Hydrogen storage
    • 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
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/45Hydrogen technologies in production processes

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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)

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】 (インイ業[−の利用分野 本発明は、水素貯蔵合金を用いた水素吸蔵・放出方法に
関するものである。
(ロン従来の技術 水素貯蔵合金に水素を吸蔵させることにより水素の貯蔵
を行い、また必要に応して水素を放出させることかでき
る(例えば、?、′f開昭61−86401号公報参照
)。従来は水素を水素貯蔵合金に吸蔵させる際には、水
素貯蔵合金を一定温度に冷却していた。また、水素を放
出する際にも水素貯蔵合金の温度を一定温度に保持して
いた。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 しかし、上記のような従来の水素吸蔵・放出方法では、
水素貯蔵合金を収納1−る貯蔵容器の他に、−時的に水
素ガスを入れるリザーブタンク及び水素ガスの流量を制
御する流量制御装置が必要であった。これは、水素貯蔵
合金を一定温度に保持すると水素吸蔵量に応じて吸蔵平
衡圧力が変化するため、貯蔵容器から放出される水素ガ
スの流量が時間的に変化することになるからである。こ
のため、貯蔵容器から放出された水素ガスを一度リザー
ブタンクに収容し、次いでこれから流量制御装置によっ
て流量を調整しつつ水素ガスを取り出す必要かある。ま
た、水素貯蔵合金を一定温度に保持づ−るために一定流
h′Lの熱媒体が供給さ打るか、水素ガスの吸蔵又は放
出の初1111段階ては多量の熱の移動が必要である。
これに必要なだけの熱量を供給可能な熱媒体を併給する
と、少量の熱の移動しか必要としない最終段階では必要
以上の熱媒体が流れることになり熱の利用効率上好まし
くない。また、例えば水素の吸蔵時には、吸蔵道程か進
むにつむて吸蔵平衡圧力が高くなるため水素を吸収しに
くくなり、水素貯蔵合金の単位gr量当りの水素吸蔵量
が限定され、所定量の水素を吸蔵させるためには比較的
Jj量の水素貯蔵合金を必要としていた。本発明は、こ
のような問題点を解決1−ることを目的としてしする。
(ニ)問題点を解決するための手段 本発明は、水素ガスの平衡圧力が一定となるように水素
貯蔵合金の温度を調節することにより上記問題点を解決
する。すなわち、本発明による水素吸蔵・放出方法では
、貯蔵容器内の水素ガス圧力を圧力検出器によって検出
し、貯蔵容器内の水素ガス圧力か水素吸蔵中又は水素放
出中宮に一定となるように水素貯蔵合金の温度AI整用
の熱媒体の温度及び流量を1−制御する。
(ホ)作用 水素の吸蔵中又は放出中の11.−威容器内の水素ガス
圧力が常に一定となるように熱媒体の温度及び流量が調
整される。これにより、常に一定の差圧により水素ガス
の供給又は排出が行われることになり、特別な水素ガス
用の流量制御装置やリザーブタンクなどを必要とするこ
となく一定流量の水素ガスを吸蔵又は放出することがで
きる。
(へ)実施例 第1図に本発明の実施例を示す。水素貯蔵合金が充てん
された貯蔵容器10に水素用管路12が接続されている
。水素用管路12には水素利用装置13か接続されてい
る。また、貯蔵容器10は熱媒体用通路14を有してお
り、熱媒体用通路14の人口側は熱媒体用管路16と接
続され、また熱媒体用通路14の出口側は熱媒体用管路
18と接続されている。熱媒体用管路16の他端側は温
度成層型蓄熱槽20のそれぞれ深さの異なる位置から熱
媒体を吸入可能な吸入管22.24及び26と接続され
ている。吸入管22.24及び26にはそれぞれ電磁バ
ルブ28.3o及び32か設けられている。また、熱媒
体用管路16の途中には補助加熱装置34、循環ポンプ
36、流量制御装置38が直列に設けらゎている。一方
、熱媒体用管路18の他端側は温度成層型蓄熱槽2゜の
そわぞれ深さの異なる位置に設けられた吐出管40.4
2及び44と接続されている。吐出管40.42及び4
4にはそれぞれ電磁バルブ46.48及び50か設けら
ゎている。貯蔵容器10には内部の水素ガス圧力を検出
する圧力検出器52か設けられており、これの検出fX
号はル]御装置54に人力されている。これに基・つい
て制御装置54は、後述のように流量制御装置38、電
磁バルブ28.30及び32、及び電磁バルブ46.4
8及び50の作動をil+(制御する。
次にこの実施例の作用について説明する。貯蔵容器10
内の水素貯蔵合金に水素か吸蔵された状態から水素ガス
を放出させる場合の作用について説明する。まず、;−
」御装置54の指令(+3 ’Jにより電磁バルブ28
及び電磁バルブ50か開とされ、また流量制御装置38
は少量の熱媒体を流すように開度が小さくされる。この
状態で循環ポンプ36が作動し、比較的温度の低い熱媒
体が小流量で熱媒体用通路14に供給される。こねによ
り貯蔵容器10内の水素貯蔵合金は所定の温度T1とな
る。温度T1で平衡圧力が第2図に示すようにP Hと
なるように水素貯蔵合金に水素を貯蔵させである(第2
図のX+)。すなわち、この時点で貯蔵容器10内の水
素ガス圧力はP4.となる。水素用管路12が接続され
る水素利用装置13の水素ガス圧力か一定のP、とする
と、△T=P、−PLの差圧に基ついて所定量の水素ガ
スか水素用管路12を通って水素利用装置13に流れる
ことになる。この状態で放置しておりば水素貯蔵合金の
水素吸蔵量か減少していくため、平衡圧力がP 11よ
りも低下することになる。しかし、これは制御装置54
の作動により次のようにして防止される。すなわち、貯
蔵容器10内の水素ガス圧力は圧力検出器52によって
検出されており、こむが制御装置54に人力されている
。圧力検出器52によって検出される水素ガス圧力が低
下すると、制御装置54は流量制御装置38に信号を送
り、熱媒体用通路14に供給される熱媒体流量を増大さ
せる。また、これで不十分な場合には7に磁バルブ28
及び50を閉じ、代わりに電磁バルブ30及び48を開
く。これにより熱媒体の流量か増大し、又は流量が増大
すると共に温度が上昇するので、水素貯蔵合金の温度が
上昇する。水素貯蔵合金の温度は圧力検出器52によっ
て検出される貯蔵容器10内の水素カス圧力か常にp 
uとなるように開制御される。これにより例えば第2図
に示すように水素貯蔵合金の温度がT2となり水素ガス
吸蔵量(K2)は減少しているか、平衡圧力はP Hを
維持することかできる。
次いて、史に水素カスの吸蔵量か減少していくと、貯蔵
容器10内の水素ガス平衡圧力をP 11に保持するた
めに水素貯蔵合金の温度を更に上昇させる。ずなわち、
電磁バルブ30及び電磁バルブ48を閉じ、電磁バルブ
32及び電磁バルブ46を開く。なお、更に必要な場合
には補助加熱装置34によって加熱する。こうすること
により第2図に示す温度T1から温度T3までの間、常
に平衡圧力P Hを保持することができる。これにより
水素用管路12には常に△Tの差圧により水素ガスが供
給されることになるため、一定流量で水素ガスを供給す
ることが可能となる。このため、水素ガス用のリザーブ
タンクや流量制御装置は不要となる。また、水素貯蔵合
金の水素吸蔵量のうち第2図に示すに、−に3の間を有
効に利用することができる。こねに対して従来方法の場
合には、水素貯蔵合金の温度が例えばT3に一定である
ため第2図に示すに3〜に3′の間水素吸蔵量を利用す
ることができるが、初期の放出圧力か高い状態となって
いる。また、平衡圧力はP。からP Hへ次第に低下し
ていく。従って、本発明の場合には単位重量当りのイ1
効水素吸蔵量か等しい場合には貯蔵容器の使用圧力を減
少させることができ、より軽量の装置直により等量の水
素を貯蔵することかできるようになる。また、−ト述の
ように平衡圧力を一定(P□)に保持するのに必要なだ
けの熱l工tが熱媒体により供給されるので、熱エネル
ギーの損失が減少する。また、水素吸蔵時に発生ずる熱
を温度成層型蓄熱槽20に蓄積しておき、水素ガス放出
時に利用することができるので熱エネルギーをより一層
効率的に使用することかできる。
すなわち、上述の説明は水素ガスを放出する場合につい
てのみのものでありだが、水素を吸蔵する場合には、水
素利用装置13を水素発生装置に代え、−[−記と逆に
熱媒体により水素貯蔵合金を平衡圧力か一定となるよう
に冷却する。この場合に熱媒体によって吸収された熱は
温度成層型蓄熱槽20に蓄積される。この蓄積された熱
エネルギーは次に水素を放出する際に便用される。
(ト)発明の詳細 な説明してきたように、本発明によると、常に水素ガス
平衡圧力が一定となるように水素貯蔵合金の温度を調節
しつつ水素の吸蔵又は放出を行うようにしたので、リザ
ーブタンクや水素ガスの流量制御装置を必要とすること
なく、一定流量のべ素を貯蔵又は放出することか可能と
なり、また水素貯蔵合金の有効水素吸蔵量を増大させて
合金貯蔵容器の使用圧力を減少させることができ、より
軽量型の構造を採用することができ、更には熱エネルギ
ーを有効に利用してエネルギーを節約することかできる
ため、経済性、省エネルギー性に冨んだ装置を使用する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す図、第2図は水素吸蔵量
と平衡圧力との関係を示す図である。 10・・・貯蔵容器、20・・・温度成層型蓄熱槽、5
2・・・圧力検出器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 貯蔵容器内の水素貯蔵合金に水素ガスを吸蔵させる又は
    これから水素ガスを放出させる水素吸蔵・放出方法にお
    いて、 貯蔵容器内の水素ガス圧力を圧力検出器によって検出し
    、貯蔵容器内の水素ガス圧力が水素吸蔵中又は水素放出
    中常に一定となるように水素貯蔵合金の温度調整用の熱
    媒体の温度及び流量を制御することを特徴とする水素吸
    蔵・放出方法。
JP61190444A 1986-08-15 1986-08-15 水素吸蔵・放出方法 Pending JPS6350301A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07101316A (ja) * 1993-09-30 1995-04-18 Mazda Motor Corp 給水素スタンド
JP2011506858A (ja) * 2007-12-06 2011-03-03 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング ガスの取出しを制御する方法
JP2020170691A (ja) * 2019-04-05 2020-10-15 清水建設株式会社 水素利用システム及び水素利用方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5978903A (ja) * 1982-10-28 1984-05-08 Sekisui Chem Co Ltd 水素供給装置

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