WO2007116734A1 - エネルギー供給システム及び水素生成物質 - Google Patents

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WO2007116734A1
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Yasushi Mori
Tadashi Gengo
Yoshinori Kobayashi
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Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an energy supply system and a hydrogen producing material.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a conventional energy supply system.
  • the conventional energy supply system 101 comprises a fuel cell 104 as an energy generating device, a hydrogen tank 102 and an oxygen tank 103.
  • the fuel cell 104 is supplied with hydrogen from the hydrogen tank 102 via the pipe 111 and oxygen from the oxygen tank 103 via the pipe 112.
  • the fuel cell 104 generates heat as well as power based on hydrogen and oxygen.
  • the fuel cell 104 discharges the exhaust (water vapor) through the pipe 113
  • the energy supply system 101 suppress emissions as much as possible, and reuse reusable ones as much as possible.
  • the energy supply system 101 is used in an enclosed space 110 such as underwater, underground, space facilities, or transportation means, the requirement is particularly remarkable.
  • the hydrogen tank 102 generates hydrogen by the reaction of metal and water, it is conceivable to circulate the water vapor in the exhaust to the hydrogen tank 102 through the pipe 113a.
  • a fuel cell power generation system is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-317786.
  • This fuel cell power generation system generates a hydrogen by the reaction of a hydrogen generating substance (P) and water (W) with a fuel cell (2) which generates electricity using hydrogen as fuel and generates the hydrogen.
  • the hydrogen generator (4) to be supplied to the fuel cell (2) and the water generated by the operation of the fuel cell (2) are received, and the water is used as reaction water in the hydrogen generator (4).
  • a water supply device (7) for supplying water for supplying water.
  • the hydrogen generator generates hydrogen by supplying water to a hydrogen generating material (eg, Mg alloy particles).
  • a hydrogen generating material eg, Mg alloy particles.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2002-208425 discloses a fuel cell fuel reformer.
  • This fuel reformer is a fuel reformer that produces hydrogen from fuel and steam.
  • Fuel reforming catalyst layer filled with catalyst for steam reforming of fuel reforming fuel gas supply means for introducing reforming fuel gas including fuel and steam into the fuel reforming catalyst layer, steam reforming A reformed fuel gas exhausting means for discharging the hydrogen main component gas generated by the fuel reforming catalyst layer from the fuel reforming catalyst layer, and the fuel reforming catalyst layer to absorb carbon dioxide contained in the reformed fuel
  • a metal oxide layer provided downstream of the The metal oxide layer is, for example, a magnesium oxide layer.
  • the magnesium oxide layer reacts with carbon dioxide to produce magnesium carbonate. That is, carbon dioxide can be recovered without being released to the atmosphere.
  • a fuel cell system is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-373690.
  • the fuel cell system comprises a fuel cell, a hydrogen storage device, a third flow path, and a radiator.
  • the hydrogen storage device is provided in a second flow passage branched from a first flow passage communicating the hydrogen supply device and the fuel cell, and accommodates a hydrogen storage alloy.
  • the third channel circulates the cooling water of the fuel cell.
  • the radiator is provided in the middle of the third flow path.
  • the hydrogen storage alloy absorbs and does not release hydrogen when the fuel cell system stops before warming up. Have sex.
  • the hydrogen storage device is installed to exchange heat with the cooling water downstream of the third flow path radiator.
  • a means for detecting the temperature of the cooling water downstream of the radiator in the third flow path, and the hydrogen storage alloy force when the detected cooling water temperature reaches the operation upper limit temperature of the fuel cell And means for controlling to lower In this fuel cell system, the flow path of the fuel cell cooling water and the flow path of the water to the hydrogen storage alloy are the same.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2002-80202 discloses a fuel cell fuel gas generation system.
  • the fuel gas generation system injects water from the injector to hydrolyze the metal hydride to produce hydrogen while supplying finely pulverized metal hydride into the reactor.
  • the water supplied is the water produced by the fuel cell.
  • the water tank for hydrolysis can be omitted or downsized, and the whole system can be downsized.
  • the waste heat of the fuel cell may be supplied to the reactor to thermally decompose the metal hydride, or the heat generated during hydrolysis may be used to thermally decompose another metal hydride.
  • This fuel cell system may use the heat of the fuel cell cooling water for hydrogen production.
  • the fuel cell cooling water itself is not used for hydrogen production.
  • An object of the present invention is to provide an energy supply system and a hydrogen-producing substance that can suppress emissions and reuse as much as possible.
  • Another object of the present invention is to provide an energy supply system and a hydrogen-producing substance capable of suppressing an increase in the concentration of carbon dioxide in a closed space (or a finite space).
  • Still another object of the present invention is to provide an energy supply system and a hydrogen-producing substance capable of suppressing emissions and reusing as much as possible in a closed space.
  • Another object of the present invention is to provide an energy supply system and a hydrogen-producing substance capable of stably producing and supplying a necessary amount of hydrogen in an enclosed space regardless of operating conditions. .
  • the energy supply system of the present invention comprises a hydrogen supply unit in which a hydrogen-producing substance and water react to generate hydrogen and a hydroxide compound, and a hydrogen supply unit.
  • An energy generating unit is provided which generates energy from hydrogen supplied from the oxygen source and oxygen supplied from the oxygen supplying unit.
  • a processing unit in which water is produced by the reaction of a hydroxylated compound generated in the hydrogen supply unit and a gas containing at least carbon dioxide.
  • a separation unit may be provided in which the carbonic acid compound and water generated in the processing unit are separated.
  • the hydrogen generating material is Mg, Ni, Fe, V, Mn,
  • the water-soluble film may contain a material that dissolves by contact with water.
  • the water-soluble film is an aqueous epoxy resin, an aqueous urethane resin, an aqueous acrylic resin, an aqueous polyester resin, an aqueous acrylic silicone resin, an aqueous fluorine resin,
  • aqueous silica 'organic hybrid polymers it is possible to include at least one material selected from the group consisting of caustic.
  • the hydrogen supply unit may be provided with a temperature control unit that controls the temperature of the hydrogen generation material.
  • the energy supply system described above may include water amount adjustment means for controlling the amount of water in the hydrogen supply unit.
  • the above-mentioned energy supply system may be provided with pressure adjusting means for controlling the pressure in the hydrogen supply unit.
  • the hydrogen supply unit includes a hydrogen generation material supply unit that supplies a hydrogen generation material to the inside!
  • the above energy supply system may include a heat exchange unit that controls the temperature of water and hydrogen.
  • the heat exchange unit uses oxygen to generate water and hydrogen. You may control the temperature of
  • the hydrogen-producing substance of the present invention comprises particles that release hydrogen by reaction with water, and a water-soluble film that covers the surface of the particles.
  • the particles may contain a material having the property of releasing hydrogen in a hydrolysis reaction.
  • particles are Mg, Ni, Fe, V, Mn, Ti, Cu, Ag, Ca
  • the water-soluble film may contain a material that dissolves in contact with water.
  • the water-soluble film is an aqueous epoxy resin, an aqueous urethane resin, an aqueous acrylic resin, an aqueous polyester resin, an aqueous acrylic silicone resin, an aqueous fluorine resin. And at least one material selected from fat and aqueous silica 'organic hybrid polymers.
  • the method for producing a hydrogen-producing substance of the present invention (a) particles that release hydrogen by reaction with water are treated with the first method so that the oxide film on the surface disappears.
  • the method further comprises the steps of: placing a reducing atmosphere under the conditions; and (b) placing the particles in an acid atmosphere under the second condition so as to form an oxide film on part of the surface.
  • the particles may contain a material having a property of releasing hydrogen by a hydrolysis reaction.
  • the particles are selected from Mg, Ni, Fe, V, Mn, Ti, Cu, Ag, Ca, Zn, Zr, Co, Cr, Al Force may include at least one selected material.
  • the acid atmosphere under the second condition may be controlled by the partial pressure of oxygen to a gas inert to acid.
  • a hydrogen supply unit in which a hydrogen-producing substance and water react to generate hydrogen and a hydroxide compound, and a hydrogen supply unit
  • An energy generating unit that generates energy by hydrogen supplied from the oxygen supply unit and oxygen supplied from the oxygen supplying unit, and a cooling unit including a circulation flow path through which cooling water that cools the energy generating unit flows.
  • the circulation channel is provided with a branch channel through which cooling water is supplied from the circulation channel to the hydrogen supply unit based on the amount of hydrogen supplied from the hydrogen supply unit to the energy generation unit.
  • a processing unit may be provided that generates water by reacting a hydroxylated compound generated in the hydrogen supply unit with a gas containing at least carbon dioxide.
  • a separation unit may be provided in which the carbonic acid compound and water generated in the processing unit are separated.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a conventional energy supply system.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the energy supply system of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing the configuration of the embodiment of the hydrogen-producing substance of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing another configuration of the embodiment of the hydrogen-producing substance of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the energy supply system of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a third embodiment of the energy supply system of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a fourth embodiment of the energy supply system of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a fifth embodiment of the energy supply system of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic view showing another configuration of the hydrogen supply unit 2.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a sixth embodiment of the energy supply system of the present invention.
  • FIG. 11 shows the configuration of the seventh embodiment of the energy supply system of the present invention. Block diagram.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the energy supply system of the present invention.
  • the energy supply system 1 is provided in the enclosed space 10, and includes a hydrogen supply unit 2, an oxygen supply unit 3, a fuel cell 4, a processing unit 5, and a separation unit 6.
  • the enclosed space 10 is a facility having a generally closed space as a whole, such as facilities provided in the sea, underground, or space, or transportation means for moving in the sea, underground, or space.
  • CO 2 carbon dioxide
  • enclosed space 10 carbon dioxide (CO 2) will increase due to equipment and human activity.
  • it can be attached fuel
  • the energy supply system 1 needs to control emissions and reuse as much as possible.
  • the hydrogen supply unit 2 is produced by the reaction of water (H 0) 23 and magnesium (Mg) particles 21 by the following formula:
  • Water (H 0) 23 is contained in the exhaust of the fuel cell 4 and supplied from the pipe 13. That water (H 0) 23 is contained in the exhaust of the fuel cell 4 and supplied from the pipe 13. That water (H 0) 23 is contained in the exhaust of the fuel cell 4 and supplied from the pipe 13. That water (H 0) 23 is contained in the exhaust of the fuel cell 4 and supplied from the pipe 13. That water (H 0) 23 is contained in the exhaust of the fuel cell 4 and supplied from the pipe 13. That water (H
  • 0) 23 may be liquid water, a mixture of liquid water and steam, or only steam.
  • Magnesium (Mg) particles 21 exist inside the hydrogen supply unit 2.
  • the generated hydrogen (H 2) is
  • Fuel cell 4 is supplied via pipe 11.
  • the generated magnesium hydroxide (Mg (OH) 2) 22 precipitates in the water 23 and is treated as a slurry mixed with the water through the pipe 14 and the processing unit 5
  • the oxygen supply unit 3 supplies oxygen (O 2) to the fuel cell 4 through the pipe 12.
  • Oxygen supply unit 3 supplies oxygen (O 2) to the fuel cell 4 through the pipe 12.
  • 3 is not particularly limited, but is, for example, an oxygen cylinder.
  • the fuel cell 4 is composed of hydrogen (H 2) from the hydrogen supply unit 2 and oxygen (O 2) from the oxygen supply unit 3.
  • the type of the fuel cell 4 is not particularly limited, and is, for example, PEFC (solid polymer fuel cell).
  • PEFC solid polymer fuel cell
  • other facilities that generate energy using hydrogen may be used.
  • a hydrogen gas engine For example, a hydrogen gas engine.
  • power electric power when linked with a generator
  • heat are generated based on hydrogen and oxygen
  • the exhaust is water (steam).
  • Power (power) and heat are recovered and used by equipment not shown.
  • the processing unit 5 mixes the slurry (magnesium hydroxide (Mg (OH)) 22 + water 23) from the hydrogen supply unit 2 through the pipe 14 with the atmosphere gas (diacid of the sealed space 10 through the pipe 16).
  • Carbon (C) magnesium hydroxide (Mg (OH) 22 + water 23) from the hydrogen supply unit 2 through the pipe 14 with the atmosphere gas (diacid of the sealed space 10 through the pipe 16).
  • the formed magnesium carbonate (MgCO 3) 24 precipitates in water (H 0) 23 and mixes with water 23
  • the combined slurry is supplied to the separation unit 6 through the pipe 15.
  • the separator 6 is a carbon in the slurry (magnesium carbonate (MgCO 3) 24 + water (H 0) 23).
  • the processing unit 5 solidifies and removes the separated magnesium carbonate 24 and delivers the water 23 to another device for reuse (not shown).
  • the reuse is exemplified as water for the hydrogen supply unit 2 and water for the anode of the fuel cell via a water storage device (not shown).
  • the energy supply system of the present invention it is used for the treatment of carbon dioxide dioxide which is inevitably generated in the enclosed space 10 rather than discharging hydroxide 22 generated by the production of hydrogen. There is. This eliminates the need to provide a carbon dioxide removal device.
  • useful water 23 can be produced by using carbon dioxide dioxide and magnesium hydroxide 22 which are conventionally removed as unnecessary ones. That is, in the enclosed space 10, carbon dioxide While being able to suppress the concentration increase of the element, it becomes possible to suppress and reuse the emissions (carbon dioxide and hydroxide 22).
  • magnesium (Mg) particles 21 used for the hydrogen supply unit 2 will be described.
  • Magnesium particles 21 are particles containing magnesium (Mg) and release hydrogen by reaction with water. That is, the magnesium particles 21 may be pure magnesium particles, magnesium particles containing impurities, particles of an alloy containing magnesium, or particles containing magnesium as a catalyst metal supported on a catalyst carrier. . Alternatively, the hydrogen-producing substance 21 of the present invention shown below may be used.
  • FIG. 3 is a view showing the configuration of an embodiment of the hydrogen-producing substance 21 of the present invention.
  • the hydrogen-producing substance 21 of the present invention is, for example, particles 61 of magnesium shown in FIG. 3 (a) (example: pure magnesium particles, magnesium particles containing impurities, particles of magnesium-containing alloy, and catalyst carrier.
  • the surface of the catalyst metal-like particles containing magnesium is covered with a water-soluble film 62 as shown in FIG. 3 (b).
  • Such a water-soluble coating 62 may be an aqueous epoxy resin, an aqueous urethane resin, an aqueous acrylic resin, an aqueous polyester resin, an aqueous acrylic silicone resin, an aqueous fluorine resin, an aqueous silica 'organic silica, organic silica, organic silicone, It is exemplified as one containing at least one kind of material selected from among materials which dissolve by contact with water, such as liquid polymers.
  • the surface of the particles 61 can be prevented from being oxidized by covering with the water-soluble film 62.
  • hydrogen can be generated by the reaction with the water 23.
  • the ratio of the surface 6 la to which the particles 61 are exposed to the surface 6 lb to which the particles 61 are not exposed controls the generation rate of generated hydrogen. Can be controlled.
  • the water-soluble film can not be completely dissolved and remains on the surface, so the hydrogen generation rate can be suppressed compared to the case where all the water-soluble film is dissolved.
  • the water-soluble film can not be completely dissolved and remains on the surface, so the hydrogen generation rate can be suppressed as compared with the case where all the water-soluble film is dissolved.
  • the surface 61 a and the surface 61 b of the water-soluble film 62 The ratio of hydrogen to hydrogen can be controlled in more detail to more precisely control the rate of hydrogen generation. For example, by lowering the temperature of water, the water-soluble film can not be dissolved completely and remains on the surface, so that the hydrogen generation rate can be suppressed as compared with the case where all the water-soluble film is dissolved.
  • An energy supply system for controlling the temperature of water will be described in the second and subsequent embodiments.
  • the particles 61 In the hydrogen supply unit 2, magnesium is used as the particles 61 in consideration of the reaction between magnesium hydroxide 22 and carbon dioxide in the processing unit 5.
  • the hydrogen-producing substance 21 of the present invention does not limit the particles 61 to magnesium.
  • the particles 61 In the case of the above-mentioned processing unit 5, in the case of heat resistance, the particles 61 have a hydrolytic reaction such as Mg ⁇ Ni ⁇ Fe ⁇ V, Mn, Ti ⁇ Cu ⁇ Ag ⁇ Ca ⁇ Zn, Zr ⁇ Co, Cr, Al, etc. And at least one material selected from materials having the property of releasing hydrogen.
  • the particles 61 may be particles generally composed of only the material, particles of an alloy containing the material, or particles of the material in the form of a catalytic metal supported on a catalyst carrier.
  • the surface of the particles 61 is prevented from being oxidized, hydrogen is generated when the water-soluble film 62 is dissolved by the supplied water, and the water is controlled by controlling the type of the water-soluble film 62 and the film forming conditions. It is possible to control the formation rate of hydrogen and to control the generation rate of hydrogen by controlling the temperature and pressure of the supplied water.
  • FIG. 4 is a view showing another configuration of the embodiment of the hydrogen-producing substance 21 of the present invention.
  • the particles 61 exemplified by magnesium particles have oxides 63 formed on the surface when stored in an air atmosphere. Therefore, as shown in FIG. 4 (b), in use, the particles 61 are placed in a predetermined reducing atmosphere so that the oxide film 63 on the surface disappears.
  • the predetermined reducing atmosphere is, for example, a hydrogen atmosphere, atmospheric pressure, about 300.degree. As a result, the oxide film 63 which has covered the surface is removed by reduction.
  • the particles 61 are placed in a predetermined oxidizing atmosphere so as to form an oxide film 63a on a part of the surface.
  • the predetermined oxidizing atmosphere is set by the partial pressure of oxygen to the gas inert to oxidation. The higher the partial pressure of oxygen, the more the surface area covered by the oxide film. The lower the oxygen partial pressure, the smaller the surface area covered by the oxide film.
  • the oxygen partial pressure is 5% or more and 10% or less
  • the rest is composed of a gas inert to oxidation. Atmosphere, atmospheric pressure and room temperature. This makes it possible to control the amount of the acid film 63a covering the surface, so that the rate of hydrogen generation can be controlled.
  • the particle 61 is magnesium, and when the restriction of the processing unit 5 is not present, the particle 61 is Mg, Ni, Fe, V, Mn, Ti, Cu, Ag , Ca, Zn, Zr, Co, Cr, Al, etc., preferably including at least one material selected from materials having the property of releasing hydrogen in a hydrolysis reaction.
  • the hydrogen supply unit 2 When the energy supply system 1 is activated, the hydrogen supply unit 2 is supplied with water 23 from a water storage device (not shown) and from the pipe 13 after activation. Then, hydrogen and magnesium hydroxide 22 are generated by the reaction of water 23 and magnesium particles 21.
  • the hydrogen supply unit 2 supplies hydrogen to the fuel cell 4 through the pipe 11 and the slurry in which magnesium hydroxide 22 and water 23 are mixed through the pipe 14 to the processing unit 5.
  • the oxygen supply unit 3 supplies oxygen to the fuel cell 4 via the pipe 12.
  • the fuel cell 4 generates power and heat from the hydrogen from the hydrogen supply unit 2 and the oxygen from the oxygen supply unit 3.
  • water (steam) is generated as an exhaust and discharged to piping 13.
  • the processing unit 5 is supplied with a slurry (a magnesium hydroxide 22 + water 23) supplied via a pipe 14 and carbon dioxide via a pipe 16. Then, water 23 and magnesium carbonate 24 are formed by the reaction of hydroxyl group magnesium 22 and its carbon dioxide in the slurry.
  • the processing unit 5 supplies the slurry in which the magnesium carbonate 24 and the water 23 are mixed to the separation unit 6 through the pipe 15.
  • the separation unit 6 separates the slurry (magnesium carbonate 24 + water 23) supplied via the pipe 15 into magnesium carbonate 24 and water 23.
  • the separation unit 6 solidifies and removes the magnesium carbonate 24 and delivers the water 23 to another device for reuse. For example, it is stored in the above-mentioned not-shown water storage device and reused at startup.
  • a pump or a valve for controlling the flow of fluid may be provided in the middle of each pipe, if necessary.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the energy supply system of the present invention.
  • the energy supply system la is provided in the enclosed space 10, and a hydrogen supply unit 2, an oxygen supply unit 3, a fuel cell 4, a processing unit 5, a separation unit 6, a heat exchange unit 7, a temperature sensor 31, 32, a liquid level gauge 33, flow control valves 41, 42, 43, and a control valve 45 are provided.
  • the piping 17, the piping 13, and the piping 11 a pass through.
  • a cooling heat medium having a controlled flow rate flows through the flow control valve 41.
  • water (steam) discharged from the fuel cell 4 and supplied to the hydrogen supply unit 2 flows.
  • the pipe 11 a is delivered to the hydrogen supply unit 2 power pipe 11, and a part of the hydrogen whose flow rate is controlled flows through the flow control valves 42 and 43 (the rest pass through the 1 lb pipe).
  • the heat exchange unit 7 cools (condenses) water (steam: high temperature) supplied to the hydrogen supply unit 2 through the pipe 13 by heat exchange with the cooling heat medium (low temperature) passing through the pipe 17 Do. By condensing into liquid water, it is possible to control the amount of hydrogen generation in the hydrogen supply unit 2 more easily.
  • the flow control valve 41 controls the flow rate of the cooling heat medium (example: PID control) to obtain the temperature of the water 23 in the pipe 13. It can be cooled to the desired temperature.
  • the cooling heat medium lower temperature
  • the enclosed space 10 when the enclosed space 10 is in contact with the sea or a river, it is exemplified by seawater or water of a river.
  • oxygen for the fuel cell 4 needs to be raised to the operating temperature when supplied to the fuel cell 4, such oxygen can also be used.
  • the pipe 12 is connected to the pipe 17 and all or part of the oxygen flowing through the pipe 12 is branched to the pipe 17. In that case, it is not necessary to procure a cooling heat medium from the outside of the system of the enclosed space 10, and the energy supply system can be simplified and its autonomy can be realized. It can be enhanced. Or, even if there is a shortage of cooling heat medium, it can be stored in seawater or river water.
  • the control (for example, PID control) of the flow control valve 41 based on the temperature T1 described above is performed by a control device (not shown).
  • the reaction of the magnesium particles 21 and the water 23 in the hydrogen supply unit 2 can be controlled by supplying the water 23 of the piping 13 to a desired temperature and supplying the water 23 to the hydrogen supply unit 2.
  • the controller calculates the amount of hydrogen that needs to be generated based on the electric power generated by the fuel cell 4, and the water in the hydrogen supply unit 2 based on the amount of hydrogen. It is possible to control the amount of hydrogen (production rate) produced at a desired temperature.
  • the heat exchange unit 7 cools the hydrogen (high temperature) supplied to the fuel cell 4 through the pipe 11 a to a predetermined temperature by heat exchange with the cooling heat medium (low temperature) passing through the pipe 17.
  • another pipe 17 '(not shown) through which the cooling heat medium (low temperature) passes may be used.
  • the flow control valves 42 and 43 are linked to flow the flow rate of hydrogen flowing through the pipe 1 la and the pipe 1 lb
  • the ratio of hydrogen flow rate of piping 11a to hydrogen flow rate of piping 11a is determined by controlling (example: PID control), hydrogen at the inlet of fuel cell 4 and predetermined temperature (example: fuel cell 4 is PEFC If the temperature is about 80 ° C).
  • the hydrogen supply unit 2 is basically the same as that of the first embodiment. However, the difference is that a level gauge 33 and a pipe 18 are provided, and the pipe 18 is connected to a control valve 45.
  • the liquid level meter 33 measures the liquid level of the water 23 of the hydrogen supply unit 2.
  • the control valve 45 delivers water 23 to another (example: water storage device (not shown)) via the pipe 18.
  • the hydrogen supply unit 2 can control the reaction between the magnesium particles 21 and the water 23 based on the liquid level of the water 23 measured by the liquid level meter 33. That is, based on the liquid level of the water 23 measured by the liquid level meter 33, the control valve 45 is controlled so that the amount of water 23 supplied and accumulated in the hydrogen supply unit 2 becomes a desired amount (example : PID control).
  • the control of the control valve 45 (example: PID control) based on the liquid level of the water 23 is performed by a control device (not shown).
  • a control device (not shown).
  • the controller calculates the amount of hydrogen that needs to be generated based on the electric power generated by the fuel cell 4, and based on the amount of hydrogen, the level gauge 33 It is possible to control the amount of hydrogen (generation rate) generated by setting the liquid level of water 2 3 to be measured to the desired liquid level
  • the sealed space 10, the oxygen supply unit 3, the fuel cell 4, the processing unit 5, and the separation unit 6 are the same as in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the same action and effect as those of the first embodiment can be obtained.
  • the temperature of water in the pipe 13 can be controlled to a desired temperature. This makes it possible to control the reaction between magnesium particles 21 and water 23 to control the amount of hydrogen produced (generation rate).
  • the delivery amount of water 23 by the control valve 45 the liquid level of the water 23 can be controlled to a desired liquid level. As a result, it is possible to control the reaction between the magnesium particles 21 and the water 23 to control the amount of generated hydrogen (the generation rate).
  • the hydrogen can be at a predetermined temperature at the inlet of the fuel cell 4 (example: the fuel cell 4 is PEFC In the case of (about 80 ° C) can be.
  • magnesium (Mg) particles used for the hydrogen supply unit 2 are the same as those of the first embodiment including the descriptions of FIG. 3 and FIG. 4, and thus the description thereof is omitted.
  • the hydrogen supply unit 2 is supplied with water 23 from the water storage device (not shown) at the start of the energy supply system la and from the pipe 13 after the start. Then, hydrogen and magnesium hydroxide 22 are generated by the reaction of water 23 and magnesium particle 21. At this time, when the energy supply system la is started, the amount of water 23 is controlled to a desired amount by controlling the control valve 45 based on the liquid level of the water 23 to control the amount of water 23 reacting with the magnesium particles 21. Control. Thereby, it is possible to control the amount of generated hydrogen (generation rate).
  • the water supplied to the hydrogen supply unit 2 is controlled to a desired temperature by the control of the flow control valve 41 based on the temperature of the water 23.
  • the amount (production rate) of hydrogen to be produced can be controlled.
  • the hydrogen supply unit 2 supplies hydrogen to the fuel cell 4 through the pipe 11 and the slurry in which the hydroxide hydroxide 22 and the water 23 are mixed through the pipe 14 to the processing unit 5.
  • the oxygen supply unit 3 supplies oxygen to the fuel cell 4 through the pipe 12. At this time, hydrogen is supplied to the fuel cell 4 at a predetermined temperature by control of the flow control valves 42 and 43 based on the temperature T 2. As a result, the thermal efficiency of the fuel cell 4 can be improved, and the operation can be performed more properly.
  • the fuel cell 4 generates power and heat from the hydrogen from the hydrogen supply unit 2 and the oxygen from the oxygen supply unit 3. In addition, water (water vapor) is generated as an exhaust and discharged to the piping 13.
  • the processing unit 5 is supplied with a slurry (a magnesium hydroxide 22 + water 23) supplied via a pipe 14 and carbon dioxide via a pipe 16. Then, water 23 and magnesium carbonate 24 are formed by the reaction of hydroxide magnesium and 22 carbon dioxide in the slurry.
  • the processing unit 5 supplies the slurry in which the magnesium carbonate 24 and the water 23 are mixed to the separation unit 6 through the pipe 15.
  • the separation unit 6 separates the slurry (magnesium carbonate 24 + water 23) supplied via the pipe 15 into magnesium carbonate 24 and water 23.
  • the separation unit 6 solidifies and removes the magnesium carbonate 24 and delivers the water 23 to another device for reuse. For example, it is stored in the above-mentioned not-shown water storage device and reused at startup.
  • control the temperature of water 23 in piping 13 in heat exchange section 7 By controlling the amount of water 23 in the hydrogen supply unit 2, it is possible to control the reaction between the magnesium particles 21 and the water 23 to control the amount of hydrogen (generation rate) to be generated. Further, by controlling the flow rate of hydrogen flowing through the pipe 11 a and the pipe l i b in cooperation with the flow control valves 42 and 43, the hydrogen can be brought to a predetermined temperature at the inlet of the fuel cell 4.
  • the temperature control of the water 23 of the pipe 13 in the heat exchange unit 7 and the control of the amount of the water 23 in the hydrogen supply unit 2 are performed! It is also possible to do one or the other. Also in that case, the same effect can be obtained.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a third embodiment of the energy supply system of the present invention.
  • the energy supply system lb is provided in the enclosed space 10, and comprises a hydrogen supply unit 2, an oxygen supply unit 3, a fuel cell 4, a processing unit 5, a separation unit 6, a liquid level gauge 33, a temperature sensor 37, and a control valve 45. Do.
  • the hydrogen supply unit 2 is basically the same as that of the first embodiment. However, it differs in that a heat exchange pipe 25, a liquid level gauge 33, a temperature sensor 37, and a pipe 18 are provided, and a control valve 45 is connected to the pipe 18.
  • a heat medium flows through the heat exchange pipe 25.
  • the heat medium exchanges heat with the magnesium particles 21 and the water 23 of the hydrogen supply unit 2.
  • the heat medium is heated or cooled based on the temperature T3 of the temperature sensor 37 in a heat medium temperature control unit (not shown) to control the temperature.
  • the hydrogen supply unit 2 controls the reaction by controlling the temperature T3 of the magnesium particles 21 and the water 23 by heat exchange between the temperature-controlled heat medium and the magnesium particles 21 and the water 23. be able to. That is, based on the temperature T3 of the temperature sensor 37, the temperature of the heat medium is controlled such that the magnesium particles 21 and the water 23 have a desired temperature (example:
  • Control of the temperature of the heat medium based on the temperature T3 of the magnesium particles 21 and the water 23 is performed by a control device (not shown).
  • a control device (not shown)
  • the controller calculates the amount of hydrogen that needs to be generated based on the electric power generated by the fuel cell 4, and based on the amount of hydrogen, the magnesium particles 21 and the hydrogen supply unit It is possible to control the amount of hydrogen (generation rate) generated by setting the temperature of the water 23 in 2 to a desired temperature.
  • the level gauge 33 measures the level of the water 23 of the hydrogen supply unit 2.
  • the control valve 45 delivers the water 23 to another (example: water storage device (not shown)) via the pipe 18.
  • the hydrogen supply unit 2 can control the reaction between the magnesium particles 21 and the water 23 based on the liquid level of the water 23 measured by the liquid level meter 33. That is, based on the liquid level of the water 23 measured by the liquid level meter 33, the control valve 45 is controlled so that the amount of the water 23 supplied and accumulated in the hydrogen supply unit 2 becomes a desired amount (example: PID Control.
  • the control (example: PID control) of the control valve 45 based on the level of the water 23 is performed by a control device (not shown).
  • a control device not shown
  • the controller calculates the amount of hydrogen that needs to be generated based on the electric power generated by the fuel cell 4, and based on the amount of hydrogen, the level gauge 33
  • the amount of hydrogen (generation rate) generated by setting the liquid level of water 2 3 is measured to the desired liquid level
  • the sealed space 10, the oxygen supply unit 3, the fuel cell 4, the processing unit 5, and the separation unit 6 are the same as in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the same action and effect as those of the first embodiment can be obtained.
  • the temperature of the heat medium of the pipe 25 it is possible to control the reaction between the magnesium particles 21 and the water 23 to control the amount of hydrogen (generation rate) to be generated.
  • the liquid level of the water 23 can be controlled to a desired liquid level by controlling the delivery amount of the water 23 by the control valve 45.
  • the magnesium (Mg) particles used in the hydrogen supply unit 2 are the same as those in the first embodiment including the descriptions in FIG. 3 and FIG. 4, and thus the description thereof is omitted.
  • the hydrogen supply unit 2 is supplied with water 23 from the water storage device (not shown) at the start of the energy supply system lb and from the piping 13 after the start. Then, hydrogen and magnesium hydroxide 22 are generated by the reaction of water 23 and magnesium particle 21. At this time, by controlling the control valve 45 based on the liquid level of the water 23, the amount of the water 23 is controlled to a desired amount, and the amount of the water 23 reacting with the magnesium particles 21 is controlled. In addition, the temperature of the magnesium particles 21 and the water 23 is controlled by controlling the temperature of the heat medium of the pipe 25. At least one of these can control the amount of hydrogen produced (generation rate).
  • the hydrogen supply unit 2 supplies hydrogen to the fuel cell 4 through the pipe 11 and the slurry in which the hydroxide hydroxide 22 and the water 23 are mixed through the pipe 14 to the processing unit 5.
  • the oxygen supply unit 3 supplies oxygen to the fuel cell 4 through the pipe 12.
  • the fuel cell 4 generates power and heat from the hydrogen from the hydrogen supply unit 2 and the oxygen from the oxygen supply unit 3.
  • water (steam) is generated as an exhaust and discharged to piping 13.
  • the processing unit 5 is supplied with a slurry (a magnesium hydroxide 22 + water 23) supplied via a pipe 14 and carbon dioxide via a pipe 16. Then, water 23 and magnesium carbonate 24 are formed by the reaction of hydroxyl group magnesium 22 and its carbon dioxide in the slurry.
  • the processing unit 5 supplies the slurry in which the magnesium carbonate 24 and the water 23 are mixed to the separation unit 6 through the pipe 15.
  • the separation unit 6 separates the slurry (magnesium carbonate 24 + water 23) supplied via the pipe 15 into magnesium carbonate 24 and water 23.
  • the separation unit 6 solidifies and removes the magnesium carbonate 24 and delivers the water 23 to another device for reuse. For example, it is stored in the above-mentioned not-shown water storage device and reused at startup.
  • the same function and effect as those of the first embodiment can be obtained.
  • the reaction between the magnesium particles 21 and the water 23 is controlled to generate the amount of hydrogen ( It is possible to control the generation rate).
  • the temperature control of the magnesium particles 21 and the water 23 by the heat medium and the control of the amount of the water 23 in the hydrogen supply unit 2 are also performed by shifting. It is good to do as well. Also in that case, the same effect can be obtained.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a fourth embodiment of the energy supply system of the present invention.
  • the energy supply system lc is provided in the enclosed space 10, and the hydrogen supply unit 2, the oxygen supply unit 3, the fuel cell 4, the processing unit 5, the separation unit 6, the water storage unit 8, the liquid level meter 33, and the liquid level meter 35 , Control valve 47, pump 52 equipped.
  • the water storage section 8 is supplied with water (H20) contained in the exhaust gas of the fuel cell 4 through the pipe 13. Then, the water is supplied to the hydrogen supply unit 2 by the pump 52 connected to the pipe 55.
  • the water storage unit 8 is provided with a control valve 47 via a liquid level gauge 35 and a pipe 19, and when the liquid level gauge 35 detects that the internal water 23 has exceeded a predetermined amount, the control valve 47 Open and send out the water 23 inside to another (example: water storage unit (not shown)) via piping 19.
  • the hydrogen supply unit 2 is basically the same as that of the first embodiment. However, the difference is that the fuel cell 4 has a liquid level gauge 33 in that the exhaust gas (water) is not directly received but is received via the pipe 55 after being temporarily stored in the water storage unit 8.
  • the liquid level meter 33 measures the liquid level of the water 23 of the hydrogen supply unit 2.
  • the hydrogen supply unit 2 can control the reaction between the magnesium particles 21 and the water 23 based on the liquid level of the water 23 measured by the liquid level meter 33. That is, based on the liquid level of the water 23 measured by the liquid level meter 33, the pump 52 is controlled so that the amount of water 23 supplied and accumulated in the hydrogen supply unit 2 becomes a desired amount (example: PID control). For example, the delivery rate (flow rate) of the water 23 is controlled by the number of revolutions of the pump 52 and the on / off of the pump 52.
  • the control (example: PID control) of the pump 52 based on the level of the water 23 is performed by a controller (not shown).
  • a controller not shown
  • the controller calculates the amount of hydrogen that needs to be generated based on the electric power generated by the fuel cell 4 and measures it with the liquid level meter 33 based on the amount of hydrogen.
  • the closed space 10, the oxygen supply unit 3, the fuel cell 4, the processing unit 5, and the separation unit 6 are the same as in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the same function and effect as those of the first embodiment can be obtained.
  • the reaction between the magnesium particles 21 and the water 23 is controlled.
  • magnesium (Mg) particles 21 used in the hydrogen supply unit 2 are the same as those in the first embodiment including the descriptions in FIG. 3 and FIG. 4, and thus the description thereof is omitted.
  • the hydrogen supply unit 2 is supplied with the water 23 from the water storage unit 8 both at the time of start-up and after the start of the energy supply system lc. Then, hydrogen and magnesium hydroxide 22 are produced by the reaction of water 23 and magnesium particles 21. At this time, by controlling the pump 52 based on the liquid level of the water 23, the amount of water 23 is controlled to a desired amount, and the amount of water 23 reacting with the magnesium particles 21 is controlled. As a result, the amount of generated hydrogen (production rate) can be controlled.
  • the hydrogen supply unit 2 supplies hydrogen to the fuel cell 4 through the pipe 11 and the slurry in which the hydroxide hydroxide 22 and the water 23 are mixed through the pipe 14 to the processing unit 5.
  • the oxygen supply unit 3 supplies oxygen to the fuel cell 4 through the pipe 12.
  • the fuel cell 4 generates power and heat from the hydrogen from the hydrogen supply unit 2 and the oxygen from the oxygen supply unit 3.
  • water (steam) is generated as an exhaust and discharged to piping 13.
  • the processing unit 5 is supplied with a slurry (a magnesium hydroxide 22 + water 23) supplied via a pipe 14 and carbon dioxide via a pipe 16. And, the hygroscopic mug in the slurry Water 23 and magnesium carbonate 24 are formed by the reaction of Nesium 22 with its carbon dioxide.
  • the processing unit 5 supplies the slurry in which the magnesium carbonate 24 and the water 23 are mixed to the separation unit 6 through the pipe 15.
  • the separation unit 6 separates the slurry (magnesium carbonate 24 + water 23) supplied via the pipe 15 into magnesium carbonate 24 and water 23.
  • the separation unit 6 solidifies and removes the magnesium carbonate 24 and delivers the water 23 to another device for reuse. For example, it is stored in the above-mentioned not-shown water storage device and reused at startup.
  • the same function and effect as those of the first embodiment can be obtained.
  • the reaction between the magnesium particles 21 and the water 23 can be controlled to control the amount of generated hydrogen (the generation rate). Become.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a fifth embodiment of the energy supply system of the present invention.
  • the energy supply system Id is provided in the enclosed space 10, and a hydrogen supply unit 2, an oxygen supply unit 3, a fuel cell 4, a processing unit 5, a separation unit 6, a heat exchange unit 7, a temperature sensor 31, 32, a liquid level gauge 33, a pressure gauge 34, flow control valves 41, 42, 43, a control valve 45, pressure control valves 44, 46, and a pressure pump 51.
  • the hydrogen supply unit 2 is basically the same as that of the second embodiment. However, a pressure gauge 34 is provided, a pressure pump 51 is connected to the pipe 13, and a pressure control valve 44 is connected to the pipe 11.
  • the pressure gauge 34 measures the pressure of the hydrogen supply unit 2.
  • the pressurizing pump 51 boosts the pressure of the water 23 supplied from the fuel cell 4 to a desired pressure, and supplies it to the hydrogen supply unit 2.
  • the pressure control valve 44 reduces the pressure of hydrogen supplied from the hydrogen supply unit 2 to the operating pressure of the fuel cell 4 and supplies the fuel cell 4 via the pipes l la and l ib.
  • a pressure control valve 46 is provided in a pipe 56 for bypassing the pressure pump 51 and is opened as necessary.
  • the hydrogen supply unit 2 can control the reaction between the magnesium particles 21 and the water 23 based on the pressure of the hydrogen supply unit 2 measured by the pressure gauge 34. That is, it measures with pressure gauge 34 Based on the pressure of the hydrogen supply unit 2, the pressure pump 51 is controlled (example: PID control) so that the pressure of the water 23 supplied and accumulated in the hydrogen supply unit 2 becomes a desired pressure.
  • PID control example: PID control
  • the control of the pressure pump 51 based on the pressure of the hydrogen supply unit 2 is performed by a control device (not shown).
  • a control device not shown.
  • control device calculates the amount of hydrogen that needs to be generated based on the electric power generated by the fuel cell 4, and the hydrogen measured by the pressure gauge 34 based on the amount of hydrogen. It is possible to control the amount of hydrogen (production rate) generated by setting the pressure of the supply unit 2 to a desired pressure.
  • the same function and effect as those of the second embodiment can be obtained.
  • the pressure of the water in the pipe 13 with the pressurizing pump 51, the pressure of the water 23 in the hydrogen supply unit 2 can be controlled to a desired pressure. This makes it possible to control the reaction between the magnesium particles 21 and the water 23 to control the amount (generation rate) of hydrogen produced.
  • magnesium (Mg) particles 21 used in the hydrogen supply unit 2 are the same as those in the second embodiment including the descriptions in FIG. 3 and FIG. 4, and thus the description thereof is omitted.
  • the hydrogen supply unit 2 is supplied with water 23 from the water storage device (not shown) at the start of the energy supply system Id and from the pipe 13 after the start. Then, hydrogen and magnesium hydroxide 22 are generated by the reaction of water 23 and magnesium particle 21. At this time, at the start of the energy supply system Id, the amount of water 23 is controlled to a desired amount by control of the control valve 45 based on the liquid level of the above-mentioned (second embodiment). Control the amount of water 23 that reacts with particles 21. Thereby, it is possible to control the amount of generated hydrogen (production rate).
  • the control of the flow control valve 41 based on the temperature of the water 23 of the above (second embodiment) The supplied water 23 is controlled to a desired temperature, and the control of the pressure pump 51 based on the pressure of the hydrogen supply unit 2 controls the water 23 of the hydrogen supply unit 2 to a desired pressure. These control the reaction between the water 23 and the magnesium particles 21. Thereby, the amount (production rate) of hydrogen to be produced can be controlled.
  • the hydrogen supply unit 2 supplies hydrogen to the fuel cell 4 through the pipe 11 and the slurry in which the hydroxide hydroxide 22 and the water 23 are mixed through the pipe 14 to the processing unit 5.
  • the oxygen supply unit 3 supplies oxygen to the fuel cell 4 through the pipe 12. At this time, hydrogen is supplied to the fuel cell 4 at a predetermined temperature by control of the flow control valves 42 and 43 based on the temperature T 2. As a result, the thermal efficiency of the fuel cell 4 can be improved, and the operation can be performed more properly.
  • the fuel cell 4 generates power and heat from the hydrogen from the hydrogen supply unit 2 and the oxygen from the oxygen supply unit 3. In addition, water (water vapor) is generated as an exhaust and discharged to the piping 13.
  • the processing unit 5 is supplied with a slurry (hydroxic acid magnesium 22 + water 23) supplied via the pipe 14 and carbon dioxide via the pipe 16. Then, water 23 and magnesium carbonate 24 are formed by the reaction of hydroxyl group magnesium 22 and its carbon dioxide in the slurry.
  • the processing unit 5 supplies the slurry in which the magnesium carbonate 24 and the water 23 are mixed to the separation unit 6 through the pipe 15.
  • the separation unit 6 separates the slurry (magnesium carbonate 24 + water 23) supplied via the pipe 15 into magnesium carbonate 24 and water 23.
  • the separation unit 6 solidifies and removes the magnesium carbonate 24 and delivers the water 23 to another device for reuse. For example, it is stored in the above-mentioned not-shown water storage device and reused at startup.
  • the pressure of the water 23 of the hydrogen supply unit 2 is controlled to a desired pressure by controlling the pressure of the water of the pipe 13 with the pressure pump 51 to control the amount of generated hydrogen (the generation rate). It becomes possible.
  • temperature control of water 23 of piping 13 in heat exchange unit 7 water
  • the control of the amount of water 23 and the pressure control of the water 23 in the element supply unit 2 may be performed by displacing! /, But displacing may also be performed. Also in that case, the same effect can be obtained.
  • FIG. 9 is a schematic view showing another configuration of the hydrogen supply unit 2.
  • the hydrogen supply unit 2 includes a particle supply unit 9, a particle supply mechanism 47, and a hydrogen generation unit 2 a, and a control valve 45 is connected via a liquid level gauge 36 and a pipe 18.
  • the hydrogen generation unit 2 a stores the water 23 supplied from the pipe 13.
  • the liquid level meter 36 detects the liquid level 23a of the water of the hydrogen generation unit 2a.
  • the control valve 45 is opened when the liquid level reaches a predetermined height or more, and delivers the water 23 inside to another (example: water storage device (not shown)) through the pipe 18.
  • the particle supply unit 9 holds the magnesium particles 21.
  • the particle supply mechanism 47 is exemplified by a feeder, and supplies magnesium particles 21 of the particle supply unit 9 to the hydrogen generation unit 2a.
  • the control device (not shown) calculates the amount of hydrogen that needs to be generated based on the power generated by the fuel cell 4. Then, based on the amount of hydrogen, the particle supply mechanism 47 is controlled to deliver the desired amount of magnesium particles 21 to the hydrogen generator 2a.
  • the hydrogen generator 2a generates necessary amounts of hydrogen and magnesium hydroxide 22 by the reaction between the delivered magnesium particles 21 and the stored water 23.
  • the hydrogen generation unit 2 a delivers the hydrogen to the fuel cell 4 and the hydroxide 22 to the processing unit 5.
  • the magnesium particles 21 are supplied to the water 23 rather than the water 23 supplied to the magnesium particles 21, the supplied magnesium particles 21 can surely contribute to the reaction. Thereby, control of the amount of hydrogen generation can be performed more accurately.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of a sixth embodiment of the energy supply system of the present invention.
  • the energy supply system le is provided in the enclosed space 10, and the hydrogen supply unit 2, the oxygen supply unit 3, the fuel cell 4, the heat exchange unit 7, the temperature sensors 31, 32, the liquid level meter 33, the flow control valve 41, 42, 43, 73, 74, control valves 45, 48, cooling unit 90 are provided.
  • the piping 17, the piping 13, the piping 81, and the piping 11a pass through.
  • a cooling heat medium whose flow rate is controlled flows to the flow control valve 41.
  • water (steam) discharged from the fuel cell 4 and supplied to the hydrogen supply unit 2 flows.
  • the pipe 81 is supplied from the cooling unit 90 to cool the fuel cell 4, and water (refrigerant) having passed through the fuel cell 4 flows.
  • the pipe 11a is delivered from the hydrogen supply unit 2 to the pipe 11, and the flow control valves 42 and 43 flow a part of the hydrogen whose flow rate is controlled (the rest pass through the pipe l ib).
  • the heat medium for cooling the piping 17 cools the fluid passing through the piping 13, the piping 81, and the piping 11a.
  • the heat exchange unit 7 cools (condenses) water (steam: high temperature) supplied to the hydrogen supply unit 2 via the pipe 13 by heat exchange with the cooling heat medium (low temperature) passing through the pipe 17 Do.
  • Control of the amount of hydrogen generation in the hydrogen supply unit 2 can be more easily performed by condensing it into liquid water and further controlling the temperature.
  • the flow control valve 41 controls the flow rate of the cooling heat medium (example: PID control).
  • the temperature of water 23 can be cooled to the desired temperature.
  • cooling heat medium lower temperature
  • the enclosed space 10 when the enclosed space 10 is in contact with the sea or a river, it is exemplified by seawater or water of a river.
  • oxygen for the fuel cell 4 needs to be raised to the operating temperature when supplied to the fuel cell 4, such oxygen can also be used.
  • the pipe 12 is connected to the pipe 17, and all or part of the oxygen flowing through the pipe 12 is branched to the pipe 17. In that case, it is not necessary to prepare the cooling heat medium from outside the system of the enclosed space 10, and the energy supply system can be simplified and its autonomy can be improved. Or, even if there is a shortage of cooling heat medium, it can be stored in seawater or river water.
  • the control of the flow control valve 41 based on the temperature T1 described above is performed by a control device (not shown).
  • the reaction of the magnesium particles 21 and the water 23 in the hydrogen supply unit 2 can be controlled by supplying the water 23 of the piping 13 to a desired temperature and supplying the water 23 to the hydrogen supply unit 2.
  • the controller calculates the amount of hydrogen that needs to be generated based on the electric power generated by the fuel cell 4, and the water in the hydrogen supply unit 2 based on the amount of hydrogen. It is possible to control the amount of hydrogen (production rate) produced at a desired temperature.
  • Heat exchange unit 7 further cools hydrogen (high temperature) supplied to fuel cell 4 through pipe 11 a to a predetermined temperature by heat exchange with a cooling heat medium (low temperature) passing through pipe 17. Do. In this case, another pipe 17 '(not shown) through which the cooling heat medium (low temperature) passes may be used.
  • the flow control valves 42 and 43 are linked and the flow rate of hydrogen flowing through the pipe 11 a and the pipe l ib
  • the ratio of hydrogen flow rate in piping 1 la to hydrogen flow rate in piping 1 lb is determined by controlling (example: PID control), hydrogen is set to a predetermined temperature at the inlet of fuel cell 4 (example: fuel cell 4 is PEFC) In the case of (about 80 ° C).
  • the control (for example, PID control) of the flow control valves 42 and 43 based on the above-mentioned temperature T2 is a control device.
  • Heat exchange unit 7 further heats the water (high temperature) supplied from cooling unit 90 through cooling pipe 81 to cool fuel cell 4 through heat exchange with cooling heat medium (low temperature) passing through cooling pipe 17. Cooling. The cooled water is returned to the cooling unit 90 through the flow control valve 73, the pipe 82 and the pipe 18 during the normal operation of the fuel cell 4.
  • the cooled water is supplied to the hydrogen supply unit 2 through the flow rate control valve 74 and the pipe 83 when the operating condition of the fuel cell 4 is a predetermined operating condition.
  • the predetermined operating condition is an operating condition in which the hydrogen supply unit 2 can not generate an amount of hydrogen necessary for the operation of the fuel cell 4 due to a shortage of water.
  • the fuel cell is not generating electricity, such as when the fuel cell 4 is activated, the exhaust gas does not contain water.
  • the amount of exhaust water is too small. Even in such a case, since the water for cooling the fuel cell 4 is diverted, the fuel cell 4 can be operated without causing the shortage of water and hence the shortage of hydrogen.
  • the operation state of the fuel cell 4 can be determined, for example, by measuring the output (current, voltage) of the fuel cell. Measured with a measuring instrument (not shown), the magnitude of the absolute value and the fluctuation per unit time are determined by a control unit (not shown) exemplified by a computer and compared with a reference value to determine can do. For example, when the absolute value of the output (current, voltage) of the fuel cell is smaller than a predetermined reference value, it is determined that the fuel cell 4 is stopped. it can. For example, if the fluctuation per unit time of the output (current, voltage) of the fuel cell is larger on the plus side than a predetermined reference value, it can be judged that a rapid load fluctuation is occurring.
  • the control unit controls the flow control valves 73 and 74 to supply an amount of water suitable for the operating condition from the piping 81. It is branched and supplied to the hydrogen supply unit 2.
  • the amount of water suitable for the operation condition may be a predetermined amount (stored in the control unit) which is set in advance during the start-up time, or a predetermined amount with time. It is conceivable to increase the flow rate at a rate (stored by the control unit). In addition, if it is a sudden load fluctuation, for example, it is conceivable to flow at a predetermined flow rate (stored in the control unit) proportional to the fluctuation per unit time of the output (current, voltage) of the fuel cell. These controls are executed by the program of the control unit.
  • the hydrogen supply unit 2 is basically the same as that of the first embodiment. However, it differs in that a level gauge 33, a piping 18, and a piping 14 are provided, and control valves 45 and 48 are connected to the pipings 18 and 14, respectively.
  • the liquid level meter 33 measures the liquid level of the water 23 of the hydrogen supply unit 2.
  • the control valve 45 delivers the water 23 of the hydrogen supply unit 2 to the cooling unit 90 through the pipe 18.
  • the control valve 48 sends the magnesium hydroxide 22 of the hydrogen supply unit 2 to another (example: processing unit 5) through the pipe 14.
  • the hydrogen supply unit 2 can control the reaction between the magnesium particles 21 and the water 23 based on the liquid level of the water 23 measured by the liquid level meter 33. That is, based on the liquid level of the water 23 measured by the liquid level meter 33, the control valve 45 is controlled so that the amount of water 23 supplied and accumulated in the hydrogen supply unit 2 becomes a desired amount (example : PID control). However, the control valve 48 may be used.
  • the control (example: PID control) of the control valve 45 (or the control valve 48) based on the liquid level of the water 23 is performed by a control device (not shown).
  • a control device (not shown).
  • the control device calculates the amount of hydrogen that needs to be generated based on the electric power generated by the fuel cell 4, and is measured by the level gauge 33 based on the amount of hydrogen. It is possible to control the amount of hydrogen (production rate) generated by setting the liquid level of water 23 to the desired liquid level.
  • the cooling unit 90 circulates the water for cooling the fuel cell 4 using the circulation channels of the pipe 81, the flow control valve 73, the pipe 82, and the pipe 18. At that time, the heat generated by the fuel cell 4 provided in the middle of the pipe 81 is taken away by the water flowing in the pipe 81. The heat quantity is taken away by the heat exchanger 7 provided in the middle of the pipe 81. As described above, the water for cooling is supplied to the hydrogen supply unit 2 via the flow control valve 74 and the pipe 83 connected in the middle of the pipe 81 according to the operation state of the fuel cell 4.
  • the cooling unit 90 includes, for example, a cooling water storage unit 70, a cooling water circulation pump 71, and a cooling water heat exchanger 72.
  • the cooling water storage unit 70 stores water 70 a for cooling the fuel cell 4.
  • the cooling water circulation pump 71 circulates the water 70a in the circulation flow path. The amount of water circulated in the circulation channel is controlled by a controller (not shown).
  • the cooling water heat exchange 72 cools the water 70 a with a refrigerant (eg, seawater) flowing through the pipe 84.
  • a refrigerant eg, seawater
  • the sealed space 10, the oxygen supply unit 3, and the fuel cell 4 are the same as in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.
  • the flow control valve 41 controls the flow rate of the cooling heat medium, whereby the temperature of water in the pipe 13 can be controlled to a desired temperature.
  • the temperature of water in the pipe 13 can be controlled to a desired temperature.
  • the hydrogen can be supplied to the inlet of the fuel cell 4 at a predetermined temperature (example: fuel cell 4 is PEFC If the temperature is about 80 ° C).
  • magnesium (Mg) particles used for the hydrogen supply unit 2 are the same as those of the first embodiment including the descriptions of FIG. 3 and FIG. 4, and thus the description thereof is omitted.
  • the control unit When the energy supply system le is activated, the control unit (not shown) opens the flow control valve 74 and starts controlling the flow rate of water supplied to the hydrogen supply unit 2. At the same time, the control unit operates the cooling water circulation pump 71 of the cooling unit 90. As a result, the water 70 a whose flow rate is controlled is supplied as the water 23 to the hydrogen supply unit 2 through the pipe 81, the flow control valve 74 and the pipe 83.
  • the hydrogen supply unit 2 generates hydrogen and magnesium hydroxide 22 whose flow rate is controlled by the reaction of the water 23 whose flow rate is controlled and the magnesium particles 21.
  • the control unit controls the flow control valves 42 and 43 of the pipe 11 and supplies hydrogen from the hydrogen supply unit 2 to the fuel cell 4.
  • oxygen is supplied from the oxygen supply unit 3 to the fuel cell 4 through the pipe 12.
  • the fuel cell 4 generates electric power and heat by the reaction of hydrogen and oxygen.
  • the control unit (not shown) detects the generation of electric power, the flow control valve 73 is also opened to start cooling of the fuel cell 4 while controlling the flow rate. Water generated by the reaction starts to be supplied to the hydrogen supply unit 2 through the pipe 13.
  • the control unit (not shown) closes the flow control valve 74 after the start of the energy supply system le.
  • the water 70 a from the cooling unit 90 is used only for cooling the fuel cell 4.
  • the hydrogen supply unit 2 is supplied with the water 23 from the pipe 13 and generates hydrogen and magnesium hydroxide 22 by the reaction of the water 23 and the magnesium particles 21.
  • the control unit controls the amount of water 23 to a desired amount by controlling the control valve 45 based on the liquid level of the water 23, and Control the amount of water 23 that reacts with Nesium particles 21. Thereby, the amount (generation rate) of hydrogen to be generated can be controlled.
  • the control of the flow control valve 41 based on the temperature of the water 23 controls the water supplied to the hydrogen supply unit 2 to a desired temperature. Control the reaction with particles 21. Thereby, it is possible to control the amount of generated hydrogen (production rate).
  • the control unit delivers the slurry in which the magnesium hydroxide 22 and the water 23 are mixed via the pipe 14 to the outside by the control valve 48.
  • the fuel cell 4 generates power and heat from the hydrogen from the hydrogen supply unit 2 and the oxygen from the oxygen supply unit 3.
  • water (steam) is generated as an exhaust and discharged to piping 13.
  • hydrogen is supplied to the fuel cell 4 at a predetermined temperature by control of the flow control valves 42 and 43 based on the temperature T2. Thereby, the thermal efficiency of the fuel cell 4 can be improved, and the operation can be performed more properly.
  • the control unit detects a rapid change (rise) of the load connected to the fuel cell 4, the following operation is performed. That is, the control unit opens the flow control valve 74 according to the magnitude of the load fluctuation, and starts control of the flow rate of water supplied to the hydrogen supply unit 2. As a result, water 70 a whose flow rate is controlled is additionally supplied to the hydrogen supply unit 2.
  • the hydrogen supply unit 2 is supplied with the water 70 a from the pipe 81 in addition to the water 23 from the pipe 13, and generates a large amount of hydrogen and magnesium hydroxide 22 by a reaction with magnesium particles 21. can do. Due to this large amount of hydrogen, the fuel cell 4 can generate a sufficient amount of electric power despite the rapid change (rise) of the load. At this time, the flow control valve 73 is open, and the fuel cell 4 is continuously cooled.
  • a necessary amount of hydrogen can be stably generated and supplied in the enclosed space regardless of operating conditions such as start-up and sudden change in load.
  • FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of a seventh embodiment of the energy supply system of the present invention.
  • the energy supply system If is provided in the enclosed space 10, the hydrogen supply unit 2, the oxygen supply unit 3, the fuel cell 4, the processing unit 5, the separation unit 6, the heat exchange unit 7, the temperature sensors 31, 32 and the liquid level gauge 33, flow control valves 41, 42, 43, 73, 74, control valves 45, 48, cooling unit 90 Do.
  • the present embodiment is different from the sixth embodiment in that the processing unit 5 and the separation unit 6 are added, and the water separated by the separation unit 6 is supplied to the cooling water storage unit 70. .
  • processing unit 5 and the separation unit 6 are the same as in the first embodiment etc. except that the water separated in the separation unit 6 is supplied to the cooling water storage unit 70, the explanation thereof will be made. Omit.
  • control unit controls the mixed slurry of magnesium hydroxide 22 and water 23 via the pipe 14 and controls the valve 4
  • emissions can be suppressed and efficiency can be improved in the energy supply system used in a sealed space.
  • efficiency can be improved in the energy supply system used in a sealed space.
  • the energy supply system used in the enclosed space it becomes possible to suppress the increase in the concentration of carbon dioxide in the enclosed space.
  • the necessary amount of hydrogen can be stably generated and supplied regardless of the operating conditions.

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Abstract

　エネルギー発生部と水素供給部２と処理部５とを具備するエネルギー供給システムを用いる。エネルギー発生部は、水素と酸素とを供給されエネルギーを発生する。水素供給部２は、エネルギー発生部の排気に含まれる水２３と内部に有する水素生成物質２１との反応により、水素を生成する。水素生成物質２１はマグネシウムを含む。処理部５は、水２３と水素生成物質２１との反応により発生する水酸化化合物２２を気体へ供給し、気体の二酸化炭素と水酸化化合物と２２を反応させて、炭酸化合物２４と反応水を得る。

Description

エネルギー供給システム及び水素生成物質
技術分野
[0001] 本発明は、エネルギー供給システム及び水素生成物質に関する。
背景技術
[0002] 水素を利用してエネルギー (例示:電気、熱)を発生し、供給するエネルギー供給シ ステムが知られている。図 1は、従来のエネルギー供給システムの一例を示す構成図 である。従来のエネルギー供給システム 101は、エネルギー発生装置としての燃料 電池 104と、水素タンク 102と、酸素タンク 103とを具備する。燃料電池 104は、水素 タンク 102から配管 111を介して水素を、酸素タンク 103から配管 112を介して酸素 をそれぞれ供給される。燃料電池 104は、水素と酸素とに基づいて電力を発生すると 共に、熱を発生する。燃料電池 104は、配管 113を介して排気 (水蒸気)を排出する
[0003] ここで、環境問題やエネルギーの効率的利用の観点から、エネルギー供給システ ム 101は、排出物をできるだけ抑制し、再利用可能なものをできるだけ再利用するこ とが望まれている。特に、エネルギー供給システム 101を、海中や地中、宇宙の施設 や移動手段のような密閉空間 110にお 、て用いる場合、その要求は特に顕著である 。例えば、水素タンク 102が金属と水との反応で水素を発生させるものである場合、 配管 113aを介して排気中の水蒸気を水素タンク 102へ循環させることが考えられる 。そのような技術として、特開 2003— 317786号公報に燃料電池発電システムが開 示されている。この燃料電池発電システムは、水素を燃料として発電を行うと共に水 を生成する燃料電池 (2)と、水素発生物質 (P)と水 (W)との反応により水素を発生す ると共にその水素を前記燃料電池 (2)に供給する水素発生装置 (4)と、前記燃料電 池（2)の運転により生成された水を受容して、その水を反応用水として前記水素発生 装置 (4)に供給する給水装置 (7)とを有する。
[0004] この水素発生装置は、水素発生物質 (例示： Mg合金粒子)へ水を供給することで 水素を発生させている。ただし、燃料電池からの水は高温なので水素発生効率を向 上させることができるとの記載はある力 その水素発生量を増加及び減少させる制御 方法に関しては特に記載はない。また、水素の発生に伴い生成される Mg (OH) 2水 溶液は外部へ取り出される力 それがどのように処理されるかに関しては特に記載は ない。密閉空間で用いるエネルギー供給システムにおいて、排出物を抑制し、効率 を向上させる技術が望まれる。
[0005] 一方、密閉空間 110では、人間の活動や機器の使用に伴い空気中の二酸ィ匕炭素 の濃度が上昇している。そのため、 PSA (Pressure Swing Adsorption)のような 二酸ィ匕炭素除去装置 105により継続的に空気を浄ィ匕する必要がある。ただし、この 装置はエネルギー供給システムとは独立して 、る。密閉空間で用いるエネルギー供 給システムにおいて、二酸ィ匕炭素の濃度上昇を抑えることが可能な技術が望まれる
[0006] 関連する技術として特開 2002— 208425号公報に燃料電池用燃料改質器が開示 されている。この燃料電池用燃料改質器は、燃料と水蒸気から水素を製造する燃料 改質器である。燃料の水蒸気改質用触媒を充てんした燃料改質触媒層、燃料およ び水蒸気を含む改質用燃料ガスを該燃料改質触媒層に導入する改質用燃料ガス供 給手段、水蒸気改質により生成する水素主成分ガスを該燃料改質触媒層から排出 する改質燃料ガス排出手段、ならびに該改質燃料に含まれる二酸ィ匕炭素を吸収す るために、該燃料改質触媒層の下流に設けられた金属酸化物層を備えてなる。この 金属酸化物層は、例えば、酸ィ匕マグネシウム層である。酸ィ匕マグネシウム層は、メタノ 一ル改質反応で生成される水素および二酸化炭素のうち、二酸化炭素と反応して炭 酸マグネシウムを生成する。すなわち、二酸ィ匕炭素を大気に放出することなく回収し 得る。
[0007] 関連する技術として特開 2002— 373690号公報に燃料電池システムが開示され ている。この燃料電池システムは、燃料電池と、水素貯蔵装置と、第 3流路と、ラジェ 一タとを備える。水素貯蔵装置は、水素供給装置と燃料電池を連通する第 1流路か ら分岐した第 2流路に設けられ、水素吸蔵合金を収装している。第 3流路は、燃料電 池の冷却水を循環させる。ラジェータは、この第 3流路の途中に設けられている。水 素吸蔵合金は、暖機前の燃料電池システム停止時には水素を吸蔵し、放出しない特 性を有している。水素貯蔵装置は、第 3流路のラジェータの下流において冷却水と 熱交換するように設置されている。更に、第 3流路のラジェータ下流において冷却水 の温度を検出する手段と、検出された冷却水温度を燃料電池の運転上限温度に達 した時に水素吸蔵合金力 水素を放出して冷却水の温度を低下させるように制御す る手段とを有する。この燃料電池システムは、燃料電池の冷却水の流路と、水素吸蔵 合金への水の流路とが同一である。
[0008] 関連する技術として特開 2002— 80202号公報に燃料電池用燃料ガスの生成シス テムが開示されている。この燃料ガス生成システムは、反応器内に金属水素化物を 微細化して供給しつつ、噴射機力ゝら水を噴射し、金属水素化物を加水分解して水素 を生成する。供給される水は燃料電池の生成水を用いる。こうすることにより、加水分 解用の水タンクを省略または小型化でき、システム全体の小型化を図ることができる 。燃料電池の廃熱を反応器に供給して金属水素化物を熱分解する構成、加水分解 時に発生した熱を用いて別の金属水素化物を熱分解する構成などを採ることもでき る。この燃料電池システムは、燃料電池の冷却水の熱を水素生成に用いる場合があ る力 燃料電池の冷却水そのものを水素生成に用いては 、な 、。
発明の開示
[0009] 本発明の目的は、排出物を抑制し、できるだけ再利用することが可能なエネルギー 供給システム及び水素生成物質を提供することにある。
[0010] 本発明の他の目的は、密閉空間 (又は有限空間）において、二酸化炭素の濃度上 昇を抑えることが可能なエネルギー供給システム及び水素生成物質を提供すること にある。
[0011] 本発明の更に他の目的は、密閉空間において、排出物を抑制し、できるだけ再利 用することが可能なエネルギー供給システム及び水素生成物質を提供することにあ る。
[0012] 本発明の別の目的は、密閉空間において、運転条件に関わらず、必要な量の水素 を安定的に生成、供給可能なエネルギー供給システム及び水素生成物質を提供す ることにめる。
[0013] この発明のこれらの目的とそれ以外の目的と利益とは以下の説明と添付図面とによ つて容易に確認することができる。
[0014] 上記課題を解決するために、本発明のエネルギー供給システムは、水素生成物質 と水とが反応して、水素と水酸ィ匕化合物とが生成される水素供給部と、水素供給部か ら供給される水素と酸素供給部から供給される酸素とによって、エネルギーを発生さ せるエネルギー発生部を備えている。水素供給部にて生成された水酸ィ匕化合物と少 なくとも二酸ィ匕炭素を含む気体とが反応して、水が生成される処理部を備えている。
[0015] 上記のエネルギー供給システムにおいて、処理部にて生成される炭酸化合物と水 とが、それぞれ分離される分離部を備えていても良い。
[0016] 上記のエネルギー供給システムにお!/、て、水素生成物質が Mg、 Ni、 Fe、 V、 Mn、
Ti、 Cu、 Ag、 Ca、 Zn、 Zr、 Co、 Cr、 Alのうち力 選択される少なくとも一種の材料を 含む水素化合物である。水素化合物の表面を覆う水溶性被膜を有していても良い。
[0017] 上記のエネルギー供給システムにお ヽて、水溶性被膜は、水との接触により溶解 する材料を含んで 、ても良 、。
[0018] 上記のエネルギー供給システムにお 、て、水溶性被膜は、水性エポキシ榭脂、水 性ウレタン榭脂、水性アクリル榭脂、水性ポリエステル榭脂、水性アクリルシリコン榭 脂、水性フッ素榭脂、水性シリカ'有機ハイブリッドポリマー等、水との接触により溶解 する材料のうちカゝら選択される少なくとも一種の材料を含んで ヽても良 ヽ。
[0019] 上記のエネルギー供給システムにお 、て、水素供給部は、水素生成物質の温度を 制御する温度調整手段を備えて 、ても良 、。
[0020] 上記のエネルギー供給システムにおいて、水素供給部内の水量を制御する水量調 整手段を備えていても良い。
[0021] 上記のエネルギー供給システムにおいて、水素供給部内の圧力を制御する圧力調 整手段を備えていても良い。
[0022] 上記のエネルギー供給システムにおいて、水素供給部は、内部に水素生成物質を 供給する水素生成物質供給部を備えて!/ヽても良 ヽ。
[0023] 上記のエネルギー供給システムにおいて、水及び水素の温度を制御する熱交換部 を備えていても良い。
[0024] 上記のエネルギー供給システムにお 、て、熱交換部は、酸素を用いて水及び水素 の温度を制御しても良い。
[0025] 上記のエネルギー供給システムにお!/、て、水は、水蒸気を含んで!/、ても良!、。
[0026] 上記課題を解決するために、本発明の水素生成物質は、水との反応により水素を 放出する粒子と、粒子の表面を覆う水溶性被膜とを具備する。
[0027] 上記の水素生成物質において、粒子は、加水反応にて水素を放出する特性を持 つ材料を含んで 、ても良 、。
[0028] 上記の水素生成物質にお!、て、粒子は、 Mg、 Ni、 Fe、 V、 Mn、 Ti、 Cu、 Ag、 Ca
、 Zn、 Zr、 Co、 Cr、 Alのうち力も選択される少なくとも一種の材料を含んでいても良 い。
[0029] 上記の水素生成物質において、水溶性被膜は、水との接触により溶解する材料を 含んでいても良い。
[0030] 上記の水素生成物質にお!ヽて、水溶性被膜は、水性エポキシ榭脂、水性ウレタン 榭脂、水性アクリル榭脂、水性ポリエステル榭脂、水性アクリルシリコン榭脂、水性ふ っ素榭脂、水性シリカ'有機ハイブリッドポリマーのうちから選択される少なくとも一種 の材料を含んで 、ても良 、。
[0031] 上記課題を解決するために、本発明の水素生成物質の製造方法は、（a)水との反 応により水素を放出する粒子を、表面の酸ィ匕膜が無くなるように第 1条件の還元雰囲 気に置く工程と、（b)粒子を、表面の一部に酸ィ匕膜ができるように第 2条件の酸ィ匕雰 囲気に置く工程とを具備する。
[0032] 上記の水素生成物質の製造方法にお!、て、粒子は、加水反応にて水素を放出す る特性を持つ材料を含んで 、ても良 、。
[0033] 上記の水素生成物質の製造方法にお!、て、粒子は、 Mg、 Ni、 Fe、 V、 Mn、 Ti、 C u、 Ag、 Ca、 Zn、 Zr、 Co、 Cr、 Alのうち力 選択される少なくとも一種の材料を含ん でいても良い。
[0034] 上記の水素生成物質の製造方法において、第 2条件の酸ィ匕雰囲気は、酸ィ匕に対し て不活性な気体に対する酸素分圧で制御されても良い。
[0035] 上記課題を解決するために、本発明のエネルギー供給システムは、水素生成物質 と水とが反応して、水素と水酸ィ匕化合物とが生成される水素供給部と、水素供給部か ら供給される水素と酸素供給部から供給される酸素とによって、エネルギーを発生さ せるエネルギー発生部と、エネルギー発生部を冷却する冷却水が流れる循環流路を 備えた冷却部とを具備する。循環流路は、水素供給部からエネルギー発生部へ供給 する水素量に基づ!、て、循環流路から水素供給部へ冷却水が供給される分岐流路 を備えている。
[0036] 上記のエネルギー供給システムにおいて、水素供給部にて生成された水酸化化合 物と少なくとも二酸ィ匕炭素を含む気体とが反応して、水を生成する処理部を備えてい ても良い。
[0037] 上記のエネルギー供給システムにおいて、処理部にて生成される炭酸化合物と水 とが、それぞれ分離される分離部を備えていても良い。
図面の簡単な説明
[0038] [図 1]図 1は、従来のエネルギー供給システムの一例を示す構成図である。
[図 2]図 2は、本発明のエネルギー供給システムの第 1の実施の形態の構成を示すブ ロック図である。
[図 3]図 3は、本発明の水素生成物質の実施の形態の構成を示す図である。
[図 4]図 4は、本発明の水素生成物質の実施の形態の他の構成を示す図である。
[図 5]図 5は、本発明のエネルギー供給システムの第 2の実施の形態の構成を示すブ ロック図である。
[図 6]図 6は、本発明のエネルギー供給システムの第 3の実施の形態の構成を示すブ ロック図である。
[図 7]図 7は、本発明のエネルギー供給システムの第 4の実施の形態の構成を示すブ ロック図である。
[図 8]図 8は、本発明のエネルギー供給システムの第 5の実施の形態の構成を示すブ ロック図である。
[図 9]図 9は、水素供給部 2の他の構成を示す概略図である。
[図 10]図 10は、本発明のエネルギー供給システムの第 6の実施の形態の構成を示 すブロック図である。
[図 11]図 11は、本発明のエネルギー供給システムの第 7の実施の形態の構成を示 すブロック図である。
発明を実施するための最良の形態
[0039] 以下、本発明のエネルギー供給システム及び水素生成物質の実施の形態に関し て、添付図面を参照して説明する。
[0040] (第 1の実施の形態）
本発明のエネルギー供給システムの第 1の実施の形態の構成について説明する。 図 2は、本発明のエネルギー供給システムの第 1の実施の形態の構成を示すブロック 図である。
エネルギー供給システム 1は、密閉空間 10内に設けられ、水素供給部 2、酸素供給 部 3、燃料電池 4、処理部 5及び分離部 6を具備する。
[0041] 密閉空間 10は、海や地下、宇宙に設けられた施設や、海や地下、宇宙内を移動す る移動手段のような全体として概ね閉じた空間を形成した設備である。密閉空間 10 では、機器や人間の活動により二酸ィ匕炭素 (CO )が増える。また、付帯できる燃料
2
や物資が限られることや環境への配慮のため、そのエネルギー供給システム 1は、排 出物を抑制し、できるだけ再利用を行う必要がある。
[0042] 水素供給部 2は、水（H 0) 23とマグネシウム（Mg)粒子 21との下式の反応により、
2
水素 (H )と水酸ィ匕マグネシウム (Mg (OH) ) 22とを生成する。
2 2
Mg + 2H 0→Mg (OH) +H
2 2 2
水 (H 0) 23は、燃料電池 4の排気に含まれ、配管 13から供給される。その水 (H
2 2
0) 23は、液体の水、液体の水と水蒸気との混合、水蒸気のみの場合がある。マグネ シゥム (Mg)粒子 21は、水素供給部 2の内部に存在する。生成された水素 (H )は、
2 配管 11を介して燃料電池 4へ供給される。生成された水酸ィ匕マグネシウム (Mg (OH ) ) 22は、水 23中に沈殿し、水と混合されたスラリーとして配管 14を介して処理部 5
2
へ供給される。
[0043] 酸素供給部 3は、配管 12を介して燃料電池 4へ酸素 (O )を供給する。酸素供給部
2
3は、特に制限はないが、例えば酸素ボンベである。
[0044] 燃料電池 4は、水素供給部 2からの水素 (H )と、酸素供給部 3からの酸素 (O )とに
2 2 基づいて、電力及び熱を発生する。また、排出物として、水 (水蒸気)を発生する。 本発明では、燃料電池 4の種類は特に限定されないが、例えば PEFC (固体高分子 型燃料電池)である。また、水素を用いてエネルギーを発生させる他の設備であって も良い。
例えば、水素ガスエンジンである。水素ガスエンジンの場合、燃料電池 4と同様に、 水素と酸素とに基づいて、動力 (発電機と連携した場合は電力)及び熱を発生し、そ の排気は水 (水蒸気)である。電力（動力)及び熱は、図示されない機器により回収、 利用される。
[0045] 処理部 5は、水素供給部 2から配管 14を介してスラリー（水酸化マグネシウム（Mg ( OH) ) 22 +水 23)を、配管 16を介して密閉空間 10の雰囲気気体 (二酸ィ匕炭素 (C
2
02)を含む気体)を、それぞれ供給される。そして、そのスラリーとその雰囲気気体と が充分に混合されるように、スラリーを雰囲気気体中へ噴霧 (散布)する。そのとき、ス ラリー中の水酸ィ匕マグネシウム (Mg (OH) ) 22と、雰囲気気体中の二酸化炭素（CO
2
)との下式の反応により、水（H 0) 23と炭酸マグネシウム（MgCO ) 24とを生成する
2 2 3
Mg (OH) +CO→MgCO +H O
2 2 3 2
生成された炭酸マグネシウム（MgCO ) 24は、水（H 0) 23中に沈殿し、水 23と混
3 2
合されたスラリーとして配管 15を介して分離部 6へ供給される。
[0046] 分離部 6は、スラリー（炭酸マグネシウム（MgCO ) 24 +水（H 0) 23)における炭
3 2
酸マグネシウム（MgCO ) 24と水（H 0) 23とを分離する。例えば、ろ過による分離で
3 2
ある。処理部 5は、分離された炭酸マグネシウム 24を固形ィ匕して除去すると共に、水 23を他の装置へ送出し再利用する（図示されず)。再利用としては、図示されない水 貯蔵装置を介して、水素供給部 2用の水や、燃料電池のアノード用の水としての利用 に例示される。
[0047] 本発明のエネルギー供給システムでは、水素の生成により生じた水酸ィ匕マグネシゥ ム 22を排出するのではなぐ密閉空間内 10で必然的に発生する二酸ィ匕炭素の処理 に用いている。それにより、二酸化炭素の除去装置を設ける必要がなくなる。加えて 、従来不要なものとして除去されていた二酸ィ匕炭素と水酸ィ匕マグネシウム 22とを用い て有用な水 23を生成することができる。すなわち、密閉空間 10において、二酸化炭 素の濃度上昇を抑えることができると共に、排出物（二酸ィ匕炭素と水酸ィ匕マグネシゥ ム 22)を抑制し、再利用することが可能となる。
[0048] 次に、水素供給部 2に用いるマグネシウム（Mg)粒子 21について説明する。マグネ シゥム粒子 21は、マグネシウム（Mg)を含む粒子であり、水との反応により水素を放 出する。すなわち、マグネシウム粒子 21は、純マグネシウム粒子でも良いし、不純物 を含むマグネシウム粒子でも良いし、マグネシウムを含む合金の粒子でも良いし、触 媒担体に担持された触媒金属状のマグネシウムを含む粒子でも良い。あるいは、以 下に示す本発明の水素生成物質 21を用いても良い。
[0049] 図 3は、本発明の水素生成物質 21の実施の形態の構成を示す図である。本発明 の水素生成物質 21は、例えば、図 3 (a)に示すマグネシウムの粒子 61 (例示：純マグ ネシゥム粒子、不純物を含むマグネシウム粒子、マグネシウムを含む合金の粒子、触 媒担体に担持された触媒金属状のマグネシウムを含む粒子)の表面を、図 3 (b)に示 すように水溶性被膜 62で覆ったものである。そのような水溶性被膜 62は、水性ェポ キシ榭脂、水性ウレタン榭脂、水性アクリル榭脂、水性ポリエステル榭脂、水性アタリ ルシリコン榭脂、水性ふつ素榭脂、水性シリカ'有機ノ、イブリツドボリマー等、水との接 触により溶解する材料のうちから選択される少なくとも一種の材料を含むものに例示 される。
[0050] このように、水溶性被膜 62で覆うことで、粒子 61の表面が酸ィ匕されることを防止す ることができる。カロえて、図 3 (c)に示すように、供給された水により水溶性被膜 62が 溶けて表面 61aが露出するので、水 23との反応により水素を発生させることが出来る 。更に、水溶性被膜 62の種類や被膜作成条件等を制御することで、粒子 61が露出 した表面 6 laと露出していない表面 6 lbとの比を制御して、発生させる水素の生成速 度を制御することが出来る。例えば、水溶性被膜のうち、より水に溶け難い材料を用 いれば、水溶性被膜が溶けきれずに表面に残るので、全て溶ける場合と比較して、 水素発生速度を抑えることができる。また、水溶性被膜を厚く設けた場合にも、水溶 性被膜が溶けきれずに表面に残るので、全て溶ける場合と比較して、水素発生速度 を抑えることができる。
[0051] また、供給される水の温度を制御することで、水溶性被膜 62の表面 61aと表面 61b との比をより詳細に制御して、発生させる水素の生成速度をより正確に制御すること が出来る。例えば、水の温度を低くすることで、水溶性被膜が溶けきれずに表面に残 るので、全て溶ける場合と比較して、水素発生速度を抑えることができる。水の温度を 制御するエネルギー供給システムは、第 2の実施の形態以降で説明する。
[0052] 上記水素供給部 2では、処理部 5における水酸ィ匕マグネシウム 22と二酸ィ匕炭素と の反応を考慮して、粒子 61としてマグネシウムを用いている。ただし、本発明の水素 生成物質 21は、粒子 61をマグネシウムに限定するものではない。上記の処理部 5の 帘 U約力無 ヽ場合、粒子 61は、 Mgゝ Niゝ Feゝ V、 Mn、 Tiゝ Cuゝ Agゝ Caゝ Zn、 Zrゝ Co 、 Cr、 Al等、加水反応にて水素を放出する特性を持つ材料のうちから選択される少 なくとも一種の材料を含む。その粒子 61は、概ねその材料だけで構成された粒子で も良いし、その材料を含む合金の粒子でも良いし、触媒担体に担持された触媒金属 状のその材料を含む粒子でも良 、。
[0053] この場合にも、粒子 61の表面の酸ィ匕防止、供給された水により水溶性被膜 62が溶 けることによる水素発生、水溶性被膜 62の種類や被膜作成条件等の制御による水 素の生成速度の制御、供給される水の温度や圧力の制御による水素の生成速度の 制御が可能である。
[0054] 更に、本発明の水素生成物質は、以下のようなものを用いても良い。図 4は、本発 明の水素生成物質 21の実施の形態の他の構成を示す図である。図 4 (a)に示すよう に、マグネシウム粒子に例示される粒子 61は、空気雰囲気で保管されている場合、 表面に酸化物 63が形成されている。したがって、図 4 (b)に示すように、使用時には 表面の酸ィ匕膜 63が無くなるように粒子 61を所定の還元雰囲気に置く。所定の還元 雰囲気は、例えば、水素雰囲気、大気圧、 300°C程度である。これにより、表面を覆 つていた酸ィ匕膜 63は、還元により除去される。その後、その粒子 61を、表面の一部 に酸ィ匕膜 63aができるように所定の酸化雰囲気に置く。ここで所定の酸化雰囲気は、 酸化に対して不活性な気体に対する酸素分圧により設定される。酸素分圧を高くす れば、酸化膜で覆われる表面の領域が多くなる。酸素分圧を低くすれば、酸化膜で 覆われる表面の領域は少なくなる。
例えば、酸素分圧 5%以上 10%以下、残りは酸化に対して不活性な気体で構成され る雰囲気、大気圧、室温である。これにより、表面を覆う酸ィ匕膜 63aの量を制御するこ とが出来るので、水素の生成速度を制御することが可能となる。ただし、上記の処理 部 5の制約が有る場合、粒子 61はマグネシウムであり、上記の処理部 5の制約が無 ヽ場合、粒子 61は Mg、 Ni、 Fe、 V、 Mn、 Ti、 Cu、 Ag、 Ca、 Zn、 Zr、 Co、 Cr、 Al等 、加水反応にて水素を放出する特性を持つ材料のうちから選択される少なくとも一種 の材料を含んで 、ることが好まし 、。
[0055] 次に、本発明のエネルギー供給システムの第 1の実施の形態の動作について説明 する。
[0056] 水素供給部 2は、エネルギー供給システム 1の起動時には、図示されない水貯蔵装 置から、起動後は配管 13から、それぞれ水 23を供給される。そして、水 23とマグネシ ゥム粒子 21との反応により、水素と水酸ィ匕マグネシウム 22とを生成する。水素供給部 2は、配管 11を介して水素を燃料電池 4へ、配管 14を介して水酸ィ匕マグネシウム 22 と水 23とが混合されたスラリーを処理部 5へ、それぞれ供給する。酸素供給部 3は、 配管 12を介して燃料電池 4へ酸素を供給する。燃料電池 4は、水素供給部 2からの 水素と、酸素供給部 3からの酸素とにより、電力及び熱を発生する。また、排出物とし て、水 (水蒸気)を発生し、配管 13へ排出する。
[0057] 処理部 5は、配管 14を介して供給されるスラリー（水酸ィ匕マグネシウム 22 +水 23)と 、配管 16を介して二酸化炭素とを供給される。そして、そのスラリー中の水酸ィ匕マグ ネシゥム 22とその二酸ィ匕炭素との反応により、水 23と炭酸マグネシウム 24とを生成 する。処理部 5は、配管 15を介して炭酸マグネシウム 24と水 23とが混合されたスラリ 一を分離部 6へ供給する。分離部 6は、配管 15を介して供給されるスラリー (炭酸マ グネシゥム 24 +水 23)を炭酸マグネシウム 24と水 23とに分離する。分離部 6は、炭 酸マグネシウム 24を固形ィ匕して除去し、水 23を他の装置へ送出し、再利用させる。 例えば、上記の図示されない水貯蔵装置へ貯蔵され、起動時に再利用される。
[0058] なお、上記エネルギー供給システムにお 、て、各配管の途中には、必要に応じて 流体の流れを制御するためのポンプや弁を設けて 、ても良 、。
[0059] 本発明のエネルギー供給システムでは、水素の生成により生じた水酸ィ匕マグネシゥ ム 22を二酸ィ匕炭素の処理に用いているので、二酸化炭素の除去装置を設ける必要 がなくなる。また、従来不要なものとして除去対象となっていた二酸ィ匕炭素と水酸ィ匕 マグネシウム 22とを再利用して有用な水を生成することが可能となる。すなわち、密 閉空間 10において、二酸化炭素の濃度上昇を抑えることができると共に、排出物を 抑制し、再利用することが可能となる。
[0060] (第 2の実施の形態）
本発明のエネルギー供給システムの第 2の実施の形態の構成について説明する。 図 5は、本発明のエネルギー供給システムの第 2の実施の形態の構成を示すブロック 図である。
エネルギー供給システム laは、密閉空間 10内に設けられ、水素供給部 2、酸素供給 部 3、燃料電池 4、処理部 5、分離部 6、熱交換部 7、温度センサ 31、 32、液面計 33、 流量制御弁 41、 42、 43、制御弁 45を具備する。
[0061] 熱交換部 7は、配管 17、配管 13、配管 11aが通っている。配管 17は、流量制御弁 41に流量を制御された冷却用熱媒体が流通する。配管 13は、燃料電池 4から排出 され水素供給部 2に供給される水 (水蒸気)が流通する。配管 11aは、水素供給部 2 力 配管 11へ送出され、流量制御弁 42、 43に流量を制御された水素の一部 (残り は配管 1 lbを通る）が流通する。
[0062] 熱交換部 7は、配管 13を介して水素供給部 2に供給される水 (水蒸気:高温)を、配 管 17を通る冷却熱媒体 (低温)との熱交換により冷却 (凝縮)する。凝縮して液体の 水とすることで、水素供給部 2での水素発生量の制御をより容易に行うことができる。 そのとき、配管 13に設けられた温度センサ 31の温度 T1に基づいて、流量制御弁 41 でその冷却熱媒体の流量を制御（例示： PID制御）することにより、配管 13の水 23の 温度を所望の温度に冷却することができる。
[0063] 冷却熱媒体 (低温）としては、密閉空間 10が海や河川に接している場合、海水や河 川の水に例示される。また、燃料電池 4用の酸素は、燃料電池 4に供給されるとき運 転温度に昇温される必要があるので、そのような酸素を用いることも可能である。図 5 では、例えば、配管 12を配管 17に接続させ、配管 12を流れる酸素の全部又は一部 を配管 17へ分岐させる。その場合、密閉空間 10のシステム外より冷却熱媒体を調達 する必要がなくなり、エネルギー供給システムを簡素化できると共に、その自立性を 高めることができる。又は、冷却熱媒体が不足した場合でも海水や河川の水にてお ぎなうことができる。
[0064] 上記の温度 T1に基づく流量制御弁 41の制御（例示： PID制御）は、制御装置（図 示されず）により実行される。このように配管 13の水 23を所望の温度にして水素供給 部 2へ供給することで、水素供給部 2におけるマグネシウム粒子 21と水 23との反応を 制御することができる。それにより、水素の量 (生成速度)を制御することが可能となる 。すなわち、制御装置（図示されず）は、燃料電池 4で発電する電力に基づいて、生 成する必要のある水素の量を算出し、その水素の量に基づいて、水素供給部 2内の 水を所望の温度にして生成する水素の量 (生成速度)を制御することが可能となる。
[0065] 熱交換部 7は、配管 11aを介して燃料電池 4へ供給される水素（高温)を、配管 17 を通る冷却熱媒体 (低温)との熱交換により所定の温度に冷却する。この場合、冷却 熱媒体 (低温)の通る他の配管 17' (図示されず)を用いても良い。そのとき、燃料電 池 4直前の配管 l ibに設けられた温度センサ 32の温度 T2に基づいて、流量制御弁 42、 43を連携させて配管 1 laと配管 1 lbとを流通する水素の流量を制御（例示： PID 制御）することにより、配管 11aの水素流量と配管 l ibの水素流量との比を決定され、 水素を燃料電池 4入口で所定の温度 (例示：燃料電池 4が PEFCの場合、 80°C程度 )とすることができる。
[0066] 上記の温度 T2に基づく流量制御弁 42、 43の制御（例示： PID制御）は、制御装置
(図示されず）により実行される。このように配管 11の水素を所定の温度にして燃料 電池 4へ供給することで、燃料電池 4の熱効率を向上させ、運転をより適正に行うこと ができる。ただし、配管 1 laを通る水素（高温)を熱媒体として水 (低温） 23の温度を 上げるために用いることも可能である。例えば、流量制御弁 42の開度を大きぐ流量 制御弁 43の開度を小さくすれば、高温の水素が低温の水 23と熱交換を行うことがで きる。
[0067] 水素供給部 2は、基本的に第 1の実施の形態と同様である。ただし、液面計 33と配 管 18とが設けられ、配管 18には、制御弁 45が接続されている点で異なる。液面計 3 3は、水素供給部 2の水 23の液面を計測する。制御弁 45は、配管 18を介して水 23 を他 (例示：水貯蔵装置（図示されず) )へ送出する。 [0068] 水素供給部 2は、液面計 33で計測される水 23の液面に基づ 、て、マグネシウム粒 子 21と水 23との反応を制御することができる。すなわち、液面計 33で計測される水 2 3の液面に基づいて、水素供給部 2に供給され蓄積される水 23の量が所望の量にな るように制御弁 45を制御（例示： PID制御）する。
[0069] 上記水 23の液面に基づく制御弁 45の制御（例示： PID制御）は、制御装置（図示さ れず）により実行される。このように水素供給部 2に供給され蓄積される水 23の量を 所望の量に制御することで、マグネシウム粒子 21と反応する水 23の量を制御するこ とができるので、生成する水素の量 (生成速度)を制御することが可能となる。すなわ ち、制御装置（図示されず）は、燃料電池 4で発電する電力に基づいて、生成する必 要のある水素の量を算出し、その水素の量に基づいて、液面計 33で計測される水 2 3の液面を所望の液面にして生成する水素の量 (生成速度）を制御することができる
[0070] 密閉空間 10、酸素供給部 3、燃料電池 4、処理部 5及び分離部 6は、第 1の実施の 形態と同様であるので、その説明を省略する。
[0071] 本実施の形態のエネルギー供給システムにおいても、第 1の実施の形態と同様の 作用 ·効果を得ることができる。カロえて、流量制御弁 41で冷却熱媒体の流量を制御 することにより、配管 13の水の温度を所望の温度に制御できる。それにより、マグネシ ゥム粒子 21と水 23との反応を制御して、生成する水素の量 (生成速度）を制御するこ とが可能となる。さらに、制御弁 45で水 23の送出量を制御することにより、水 23の液 面を所望の液面に制御することができる。それにより、マグネシウム粒子 21と水 23と の反応を制御して、生成する水素の量 (生成速度)を制御することが可能となる。また 、流量制御弁 42、 43を連携させて配管 11aと配管 l ibとを流通する水素の流量を制 御することにより、水素を燃料電池 4入口で所定の温度 (例示:燃料電池 4が PEFC の場合、 80°C程度）とすることができる。
[0072] 次に、水素供給部 2に用いるマグネシウム（Mg)粒子については、図 3及び図 4の 説明を含めて第 1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
[0073] 次に、本発明のエネルギー供給システムの第 2の実施の形態の動作について説明 する。 [0074] 水素供給部 2は、エネルギー供給システム laの起動時には、図示されない水貯蔵 装置から、起動後は配管 13から、それぞれ水 23を供給される。そして、水 23とマグ ネシゥム粒子 21との反応により、水素と水酸ィ匕マグネシウム 22とを生成する。このとき 、エネルギー供給システム laの起動時には、上記水 23の液面に基づく制御弁 45の 制御により、水 23の量を所望の量に制御して、マグネシウム粒子 21と反応する水 23 の量を制御する。それにより、生成する水素の量 (生成速度)を制御することができる 。また、エネルギー供給システム laの起動後には、上記水 23の量の制御に加えて、 上記水 23の温度に基づく流量制御弁 41の制御により、水素供給部 2へ供給される 水を所望の温度に制御して、水 23とマグネシウム粒子 21との反応を制御する。それ により、生成する水素の量 (生成速度)を制御することができる。
[0075] 水素供給部 2は、配管 11を介して水素を燃料電池 4へ、配管 14を介して水酸化マ グネシゥム 22と水 23とが混合されたスラリーを処理部 5へ、それぞれ供給する。酸素 供給部 3は、配管 12を介して燃料電池 4へ酸素を供給する。このとき、上記の温度 T 2に基づく流量制御弁 42、 43の制御により、水素を所定の温度にして燃料電池 4へ 供給する。それにより、燃料電池 4の熱効率を向上させ、運転をより適正に行うことが できる。
燃料電池 4は、水素供給部 2からの水素と、酸素供給部 3からの酸素とにより、電力及 び熱を発生する。また、排出物として、水 (水蒸気)を発生し、配管 13へ排出する。
[0076] 処理部 5は、配管 14を介して供給されるスラリー（水酸ィ匕マグネシウム 22 +水 23)と 、配管 16を介して二酸化炭素とを供給される。そして、そのスラリー中の水酸ィ匕マグ ネシゥムと 22その二酸ィ匕炭素との反応により、水 23と炭酸マグネシウム 24とを生成 する。処理部 5は、配管 15を介して炭酸マグネシウム 24と水 23とが混合されたスラリ 一を分離部 6へ供給する。分離部 6は、配管 15を介して供給されるスラリー (炭酸マ グネシゥム 24 +水 23)を炭酸マグネシウム 24と水 23とに分離する。分離部 6は、炭 酸マグネシウム 24を固形ィ匕して除去し、水 23を他の装置へ送出し、再利用させる。 例えば、上記の図示されない水貯蔵装置へ貯蔵され、起動時に再利用される。
[0077] 本実施の形態のエネルギー供給システムにおいても、第 1の実施の形態と同様の 作用'効果を得ることができる。カロえて、熱交換部 7での配管 13の水 23の温度制御 や水素供給部 2での水 23の量の制御により、マグネシウム粒子 21と水 23との反応を 制御して、生成する水素の量 (生成速度)を制御することが可能となる。また、流量制 御弁 42、 43を連携させて配管 11aと配管 l ibとを流通する水素の流量を制御するこ とにより、水素を燃料電池 4入口で所定の温度とすることができる。
[0078] なお、上記実施の形態において、熱交換部 7での配管 13の水 23の温度制御及び 水素供給部 2での水 23の量の制御を!、ずれも行って!/、るが、 、ずれか一方を行うこ ととしても良い。その場合にも、同様の効果を得ることができる。
[0079] (第 3の実施の形態）
本発明のエネルギー供給システムの第 3の実施の形態の構成について説明する。 図 6は、本発明のエネルギー供給システムの第 3の実施の形態の構成を示すブロック 図である。
エネルギー供給システム lbは、密閉空間 10内に設けられ、水素供給部 2、酸素供給 部 3、燃料電池 4、処理部 5、分離部 6、液面計 33、温度センサ 37、制御弁 45を具備 する。
[0080] 水素供給部 2は、基本的に第 1の実施の形態と同様である。ただし、熱交換用配管 25、液面計 33、温度センサ 37、配管 18が設けられ、配管 18には制御弁 45が接続 されている点で異なる。熱交換用配管 25は、熱媒体が流通する。その熱媒体は、水 素供給部 2のマグネシウム粒子 21や水 23と熱交換を行う。その熱媒体は、温度セン サ 37の温度 T3に基づいて、図示されない熱媒体温度調整部において、加熱又は 冷却され、その温度を制御される。このように、水素供給部 2は、温度制御された熱媒 体とマグネシウム粒子 21や水 23との熱交換により、マグネシウム粒子 21や水 23の温 度 T3を制御して、その反応を制御することができる。すなわち、温度センサ 37の温 度 T3に基づいて、マグネシウム粒子 21や水 23が所望の温度となるように熱媒体の 温度を制御 (例示：
PID制御）する。
[0081] 上記マグネシウム粒子 21や水 23の温度 T3に基づく熱媒体の温度の制御（例示： P ID制御）は、制御装置（図示されず）により実行される。このようにマグネシウム粒子 2 1や水 23の温度 T3を所望の温度に制御することで、マグネシウム粒子 21と反応する 水 23との反応を制御することができるので、生成する水素の量 (生成速度）を制御す ることが可能となる。すなわち、制御装置（図示されず）は、燃料電池 4で発電する電 力に基づいて、生成する必要のある水素の量を算出し、その水素の量に基づいて、 マグネシウム粒子 21や水素供給部 2内の水 23の温度を所望の温度にして生成する 水素の量 (生成速度)を制御することができる。
[0082] 液面計 33は、水素供給部 2の水 23の液面を計測する。制御弁 45は、配管 18を介 して水 23を他 (例示:水貯蔵装置（図示されず)）へ送出する。水素供給部 2は、液面 計 33で計測される水 23の液面に基づいて、マグネシウム粒子 21と水 23との反応を 制御することができる。すなわち、液面計 33で計測される水 23の液面に基づいて、 水素供給部 2に供給され蓄積される水 23の量が所望の量になるように制御弁 45を 制御（例示: PID制御）する。
[0083] 上記水 23の液面に基づく制御弁 45の制御（例示： PID制御）は、制御装置（図示さ れず）により実行される。このように水素供給部 2に供給され蓄積される水 23の量を 所望の量に制御することで、マグネシウム粒子 21と反応する水 23の量を制御するこ とができるので、生成する水素の量 (生成速度)を制御することが可能となる。すなわ ち、制御装置（図示されず）は、燃料電池 4で発電する電力に基づいて、生成する必 要のある水素の量を算出し、その水素の量に基づいて、液面計 33で計測される水 2 3の液面を所望の液面にして生成する水素の量 (生成速度）を制御することができる
[0084] 密閉空間 10、酸素供給部 3、燃料電池 4、処理部 5及び分離部 6は、第 1の実施の 形態と同様であるので、その説明を省略する。
[0085] 本実施の形態のエネルギー供給システムにおいても、第 1の実施の形態と同様の 作用 ·効果を得ることができる。カロえて、配管 25の熱媒体の温度を制御することにより 、マグネシウム粒子 21と水 23との反応を制御して、生成する水素の量 (生成速度）を 制御することが可能となる。さらに、制御弁 45で水 23の送出量を制御することにより、 水 23の液面を所望の液面に制御することができる。それにより、マグネシウム粒子 21 と水 23との反応を制御して、生成する水素の量 (生成速度)を制御することが可能と なる。 [0086] 次に、水素供給部 2に用いるマグネシウム（Mg)粒子については、図 3及び図 4の 説明を含めて第 1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
[0087] 次に、本発明のエネルギー供給システムの第 3の実施の形態の動作について説明 する。
[0088] 水素供給部 2は、エネルギー供給システム lbの起動時には、図示されない水貯蔵 装置から、起動後は配管 13から、それぞれ水 23を供給される。そして、水 23とマグ ネシゥム粒子 21との反応により、水素と水酸ィ匕マグネシウム 22とを生成する。このとき 、上記水 23の液面に基づく制御弁 45の制御により、水 23の量を所望の量に制御し て、マグネシウム粒子 21と反応する水 23の量を制御する。また、上記配管 25の熱媒 体の温度制御により、マグネシウム粒子 21と水 23の温度を制御する。これらの少なく とも一方により、生成する水素の量 (生成速度)を制御することができる。
[0089] 水素供給部 2は、配管 11を介して水素を燃料電池 4へ、配管 14を介して水酸化マ グネシゥム 22と水 23とが混合されたスラリーを処理部 5へ、それぞれ供給する。酸素 供給部 3は、配管 12を介して燃料電池 4へ酸素を供給する。燃料電池 4は、水素供 給部 2からの水素と、酸素供給部 3からの酸素とにより、電力及び熱を発生する。また 、排出物として、水 (水蒸気)を発生し、配管 13へ排出する。
[0090] 処理部 5は、配管 14を介して供給されるスラリー（水酸ィ匕マグネシウム 22 +水 23)と 、配管 16を介して二酸化炭素とを供給される。そして、そのスラリー中の水酸ィ匕マグ ネシゥム 22とその二酸ィ匕炭素との反応により、水 23と炭酸マグネシウム 24とを生成 する。処理部 5は、配管 15を介して炭酸マグネシウム 24と水 23とが混合されたスラリ 一を分離部 6へ供給する。分離部 6は、配管 15を介して供給されるスラリー (炭酸マ グネシゥム 24 +水 23)を炭酸マグネシウム 24と水 23とに分離する。分離部 6は、炭 酸マグネシウム 24を固形ィ匕して除去し、水 23を他の装置へ送出し、再利用させる。 例えば、上記の図示されない水貯蔵装置へ貯蔵され、起動時に再利用される。
[0091] 本実施の形態のエネルギー供給システムにおいても、第 1の実施の形態と同様の 作用'効果を得ることができる。カロえて、熱媒体によるマグネシウム粒子 21と水 23の 温度制御や水素供給部 2での水 23の量の制御により、マグネシウム粒子 21と水 23と の反応を制御して、生成する水素の量 (生成速度）を制御することが可能となる。 [0092] なお、上記実施の形態において、熱媒体によるマグネシウム粒子 21と水 23の温度 制御や水素供給部 2での水 23の量の制御を 、ずれも行って 、るが、 、ずれか一方 を行うこととしても良い。その場合にも、同様の効果を得ることができる。
[0093] (第 4の実施の形態）
本発明のエネルギー供給システムの第 4の実施の形態の構成について説明する。 図 7は、本発明のエネルギー供給システムの第 4の実施の形態の構成を示すブロック 図である。
エネルギー供給システム lcは、密閉空間 10内に設けられ、水素供給部 2、酸素供給 部 3、燃料電池 4、処理部 5、分離部 6、水貯蔵部 8、液面計 33、液面計 35、制御弁 4 7、ポンプ 52を具備する。
[0094] 水貯蔵部 8は、配管 13を介して燃料電池 4の排気に含まれる水 (H20)を供給され る。そして、配管 55に接続されたポンプ 52により、その水を水素供給部 2へ供給する 。水貯蔵部 8は、液面計 35及び配管 19を介して制御弁 47を備え、内部の水 23が所 定の量以上になったことを液面計 35が検知した場合、制御弁 47を開放し配管 19を 介して内部の水 23を他 (例示：水貯蔵装置（図示されず) )へ送出する。
[0095] 水素供給部 2は、基本的に第 1の実施の形態と同様である。ただし、燃料電池 4の 排気 (水)を直接受け取るのではなぐ一旦水貯蔵部 8に貯蔵した後で配管 55を介し て受け取る点、液面計 33を有している点で異なる。液面計 33は、水素供給部 2の水 23の液面を計測する。
[0096] 水素供給部 2は、液面計 33で計測される水 23の液面に基づ 、て、マグネシウム粒 子 21と水 23との反応を制御することができる。すなわち、液面計 33で計測される水 2 3の液面に基づいて、水素供給部 2に供給され蓄積される水 23の量が所望の量にな るようにポンプ 52を制御（例示： PID制御）する。例えば、ポンプ 52の回転数ゃポン プ 52のオン Zオフにより、水 23の送出量 (流量)を制御する。
[0097] 上記水 23の液面に基づくポンプ 52の制御（例示： PID制御）は、制御装置（図示さ れず）により実行される。このように水素供給部 2に供給され蓄積される水 23の量を 所望の量に制御することで、マグネシウム粒子 21と反応する水 23の量を制御するこ とができるので、生成する水素の量 (生成速度)を制御することが可能となる。すなわ ち、制御装置（図示されず）は、燃料電池 4で発電する電力に基づいて、生成する必 要のある水素の量を算出し、その水素の量に基づいて、液面計 33で計測される水 2 3の液面を所望の液面にして生成する水素の量 (生成速度）を制御することができる
[0098] 密閉空間 10、酸素供給部 3、燃料電池 4、処理部 5及び分離部 6は、第 1の実施の 形態と同様であるので、その説明を省略する。
[0099] 本実施の形態のエネルギー供給システムにおいても、第 1の実施の形態と同様の 作用'効果を得ることができる。カロえて、燃料電池 4からの水を一旦水貯蔵部 8に貯蔵 し、水素供給部 2へ所望の量の水を供給するように制御することでマグネシウム粒子 21と水 23との反応を制御して、生成する水素の量 (生成速度）を制御することが可能 となる。
[0100] 次に、水素供給部 2に用いるマグネシウム（Mg)粒子 21については、図 3及び図 4 の説明を含めて第 1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
[0101] 次に、本発明のエネルギー供給システムの第 4の実施の形態の動作について説明 する。
[0102] 水素供給部 2は、エネルギー供給システム lcの起動時及び起動後のいずれの場 合にも、水貯蔵部 8から水 23を供給される。そして、水 23とマグネシウム粒子 21との 反応により、水素と水酸ィ匕マグネシウム 22とを生成する。このとき、上記水 23の液面 に基づくポンプ 52の制御により、水 23の量を所望の量に制御して、マグネシウム粒 子 21と反応する水 23の量を制御する。それにより、生成する水素の量 (生成速度）を 帘 U御することができる。
[0103] 水素供給部 2は、配管 11を介して水素を燃料電池 4へ、配管 14を介して水酸化マ グネシゥム 22と水 23とが混合されたスラリーを処理部 5へ、それぞれ供給する。酸素 供給部 3は、配管 12を介して燃料電池 4へ酸素を供給する。燃料電池 4は、水素供 給部 2からの水素と、酸素供給部 3からの酸素とにより、電力及び熱を発生する。また 、排出物として、水 (水蒸気)を発生し、配管 13へ排出する。
[0104] 処理部 5は、配管 14を介して供給されるスラリー（水酸ィ匕マグネシウム 22 +水 23)と 、配管 16を介して二酸化炭素とを供給される。そして、そのスラリー中の水酸ィ匕マグ ネシゥム 22とその二酸ィ匕炭素との反応により、水 23と炭酸マグネシウム 24とを生成 する。処理部 5は、配管 15を介して炭酸マグネシウム 24と水 23とが混合されたスラリ 一を分離部 6へ供給する。分離部 6は、配管 15を介して供給されるスラリー (炭酸マ グネシゥム 24 +水 23)を炭酸マグネシウム 24と水 23とに分離する。分離部 6は、炭 酸マグネシウム 24を固形ィ匕して除去し、水 23を他の装置へ送出し、再利用させる。 例えば、上記の図示されない水貯蔵装置へ貯蔵され、起動時に再利用される。
[0105] 本実施の形態のエネルギー供給システムにおいても、第 1の実施の形態と同様の 作用'効果を得ることができる。カロえて、ポンプ 52による水素供給部 2での水 23の量 の制御により、マグネシウム粒子 21と水 23との反応を制御して、生成する水素の量（ 生成速度)を制御することが可能となる。
[0106] (第 5の実施の形態）
本発明のエネルギー供給システムの第 5の実施の形態の構成について説明する。 図 8は、本発明のエネルギー供給システムの第 5の実施の形態の構成を示すブロック 図である。
エネルギー供給システム Idは、密閉空間 10内に設けられ、水素供給部 2、酸素供給 部 3、燃料電池 4、処理部 5、分離部 6、熱交換部 7、温度センサ 31、 32、液面計 33、 圧力計 34、流量制御弁 41、 42、 43、制御弁 45、圧力調整弁 44、 46、加圧ポンプ 5 1を具備する。
[0107] 水素供給部 2は、基本的に第 2の実施の形態と同様である。ただし、圧力計 34が設 けられ、配管 13には加圧ポンプ 51が接続され、配管 11には圧力調整弁 44が接続さ れている点で異なる。圧力計 34は、水素供給部 2の圧力を計測する。加圧ポンプ 51 は、燃料電池 4から供給される水 23の圧力を所望の圧力に昇圧して、水素供給部 2 へ供給する。圧力調整弁 44は、水素供給部 2から供給される水素の圧力を燃料電 池 4の運転圧力に降圧して、配管 l la、 l ibを介して燃料電池 4へ供給する。なお、 加圧ポンプ 51をバイノスする配管 56には圧力調整弁 46が設けられ、必要に応じて 開かれる。
[0108] 水素供給部 2は、圧力計 34で計測される水素供給部 2の圧力に基づ 、て、マグネ シゥム粒子 21と水 23との反応を制御することができる。すなわち、圧力計 34で計測 される水素供給部 2の圧力に基づいて、水素供給部 2に供給され蓄積される水 23の 圧力が所望の圧力になるように加圧ポンプ 51を制御（例示： PID制御）する。
[0109] 上記水素供給部 2の圧力に基づく加圧ポンプ 51の制御（例示： PID制御）は、制御 装置（図示されず）により実行される。このように水素供給部 2に供給され蓄積される 水 23の圧力を所望の圧力に制御することで、マグネシウム粒子 21と水 23との反応を 制御することができるので、生成する水素の量 (生成速度)を制御することが可能とな る。
すなわち、制御装置（図示されず）は、燃料電池 4で発電する電力に基づいて、生成 する必要のある水素の量を算出し、その水素の量に基づいて、圧力計 34で計測され る水素供給部 2の圧力を所望の圧力にして生成する水素の量 (生成速度)を制御す ることがでさる。
[0110] 密閉空間 10、酸素供給部 3、燃料電池 4、処理部 5、分離部 6、熱交換部 7、温度セ ンサ 31、 32、液面計 33、流量制御弁 41、 42、 43、制御弁 45は、第 2の実施の形態 と同様であるので、その説明を省略する。
[0111] 本実施の形態のエネルギー供給システムにおいても、第 2の実施の形態と同様の 作用'効果を得ることができる。カロえて、加圧ポンプ 51で配管 13の水の圧力を制御 することにより、水素供給部 2の水 23の圧力を所望の圧力に制御できる。それにより、 マグネシウム粒子 21と水 23との反応を制御して、生成する水素の量 (生成速度）を制 御することが可能となる。
[0112] 次に、水素供給部 2に用いるマグネシウム（Mg)粒子 21については、図 3及び図 4 の説明を含めて第 2の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
[0113] 次に、本発明のエネルギー供給システムの第 5の実施の形態の動作について説明 する。
[0114] 水素供給部 2は、エネルギー供給システム Idの起動時には、図示されない水貯蔵 装置から、起動後は配管 13から、それぞれ水 23を供給される。そして、水 23とマグ ネシゥム粒子 21との反応により、水素と水酸ィ匕マグネシウム 22とを生成する。このとき 、エネルギー供給システム Idの起動時には、上記 (第 2の実施の形態）の水 23の液 面に基づく制御弁 45の制御により、水 23の量を所望の量に制御して、マグネシウム 粒子 21と反応する水 23の量を制御する。それにより、生成する水素の量 (生成速度） を制御することができる。また、エネルギー供給システム Idの起動後には、上記水 23 の量の制御に加えて、上記 (第 2の実施の形態）の水 23の温度に基づく流量制御弁 41の制御により水素供給部 2へ供給される水 23を所望の温度に制御し、上記水素 供給部 2の圧力に基づく加圧ポンプ 51の制御により水素供給部 2の水 23を所望の 圧力に制御する。これらにより、水 23とマグネシウム粒子 21との反応を制御する。そ れにより、生成する水素の量 (生成速度)を制御することができる。
[0115] 水素供給部 2は、配管 11を介して水素を燃料電池 4へ、配管 14を介して水酸化マ グネシゥム 22と水 23とが混合されたスラリーを処理部 5へ、それぞれ供給する。酸素 供給部 3は、配管 12を介して燃料電池 4へ酸素を供給する。このとき、上記の温度 T 2に基づく流量制御弁 42、 43の制御により、水素を所定の温度にして燃料電池 4へ 供給する。それにより、燃料電池 4の熱効率を向上させ、運転をより適正に行うことが できる。
燃料電池 4は、水素供給部 2からの水素と、酸素供給部 3からの酸素とにより、電力及 び熱を発生する。また、排出物として、水 (水蒸気)を発生し、配管 13へ排出する。
[0116] 処理部 5は、配管 14を介して供給されるスラリー（水酸ィ匕マグネシウム 22 +水 23)と 、配管 16を介して二酸化炭素とを供給される。そして、そのスラリー中の水酸ィ匕マグ ネシゥム 22とその二酸ィ匕炭素との反応により、水 23と炭酸マグネシウム 24とを生成 する。処理部 5は、配管 15を介して炭酸マグネシウム 24と水 23とが混合されたスラリ 一を分離部 6へ供給する。分離部 6は、配管 15を介して供給されるスラリー (炭酸マ グネシゥム 24 +水 23)を炭酸マグネシウム 24と水 23とに分離する。分離部 6は、炭 酸マグネシウム 24を固形ィ匕して除去し、水 23を他の装置へ送出し、再利用させる。 例えば、上記の図示されない水貯蔵装置へ貯蔵され、起動時に再利用される。
[0117] 本実施の形態のエネルギー供給システムにおいても、第 2の実施の形態と同様の 作用'効果を得ることができる。カロえて、加圧ポンプ 51で配管 13の水の圧力を制御 することにより、水素供給部 2の水 23の圧力を所望の圧力に制御して、生成する水素 の量 (生成速度)を制御することが可能となる。
[0118] なお、上記実施の形態において、熱交換部 7での配管 13の水 23の温度制御、水 素供給部 2での水 23の量の制御及び水 23の圧力制御を!、ずれも行って!/、るが、 、 ずれかを行うこととしても良い。その場合にも、同様の効果を得ることができる。
[0119] 上記第 1、 2、 3、 5の実施の形態において、水素供給部 2の構成は以下のような構 成でも良い。図 9は、水素供給部 2の他の構成を示す概略図である。水素供給部 2は 、粒子供給部 9、粒子供給機構 47、水素発生部 2aを備え、液面計 36及び配管 18を 介して制御弁 45が接続されて 、る。
[0120] 水素発生部 2aは、配管 13から供給される水 23を貯蔵する。液面計 36は、水素発 生部 2aの水の液面 23aを検知する。制御弁 45は、液面が所定の高さ以上になった 場合、開放されて配管 18を介して内部の水 23を他 (例示：水貯蔵装置（図示されず) )へ送出する。
[0121] 粒子供給部 9は、マグネシウム粒子 21を保持して 、る。粒子供給機構 47は、フィー ダに例示され、粒子供給部 9のマグネシウム粒子 21を水素発生部 2aへ供給する。制 御装置（図示されず）は、燃料電池 4で発電する電力に基づいて、生成する必要のあ る水素の量を算出する。そして、その水素の量に基づいて、粒子供給機構 47を制御 して、所望の量のマグネシウム粒子 21を水素発生部 2aへ送出する。水素発生部 2a は、送出されたマグネシウム粒子 21と貯蔵された水 23との反応により、必要量の水 素と水酸ィ匕マグネシウム 22とを生成する。水素発生部 2aは、その水素を燃料電池 4 へ、その水酸ィ匕マグネシウム 22を処理部 5へ送出する。
[0122] この水素供給部では、マグネシウム粒子 21へ水 23を供給するのではなぐ水 23に マグネシウム粒子 21を供給するので、供給されたマグネシウム粒子 21は確実に反応 に寄与することができる。それにより、水素発生量の制御をより正確に行うことができ る。
[0123] (第 6の実施の形態）
本発明のエネルギー供給システムの第 6の実施の形態の構成について説明する。 図 10は、本発明のエネルギー供給システムの第 6の実施の形態の構成を示すブロッ ク図である。エネルギー供給システム leは、密閉空間 10内に設けられ、水素供給部 2、酸素供給部 3、燃料電池 4、熱交換部 7、温度センサ 31、 32、液面計 33、流量制 御弁 41、 42、 43、 73、 74、制御弁 45、 48、冷却部 90を具備する。 [0124] 熱交換部 7は、配管 17、配管 13、配管 81、配管 11aが通っている。配管 17は、流 量制御弁 41に流量を制御された冷却用熱媒体が流通する。配管 13は、燃料電池 4 から排出され水素供給部 2に供給される水 (水蒸気）が流通する。配管 81は、冷却部 90から燃料電池 4を冷却するために供給され、燃料電池 4を通過した水（冷媒）が流 通する。配管 11aは、水素供給部 2から配管 11へ送出され、流量制御弁 42、 43に流 量を制御された水素の一部 (残りは配管 l ibを通る）が流通する。配管 17の冷却用 熱媒体は、配管 13、配管 81、配管 11aを通る流体を冷却する。
[0125] 熱交換部 7は、配管 13を介して水素供給部 2に供給される水 (水蒸気:高温)を、配 管 17を通る冷却熱媒体 (低温)との熱交換により冷却 (凝縮)する。凝縮して液体の 水とし、さらに温度制御することで、水素供給部 2での水素発生量の制御をより容易 に行うことができる。そのとき、配管 13に設けられた温度センサ 31の温度 T1に基づ V、て、流量制御弁 41でその冷却熱媒体の流量を制御（例示： PID制御）することによ り、配管 13の水 23の温度を所望の温度に冷却することができる。
[0126] 冷却熱媒体 (低温）としては、密閉空間 10が海や河川に接している場合、海水や河 川の水に例示される。また、燃料電池 4用の酸素は、燃料電池 4に供給されるとき運 転温度に昇温される必要があるので、そのような酸素を用いることも可能である。図 1 0では、例えば、配管 12を配管 17に接続させ、配管 12を流れる酸素の全部又は一 部を配管 17へ分岐させる。その場合、密閉空間 10のシステム外より冷却熱媒体を調 達する必要がなくなり、エネルギー供給システムを簡素化できると共に、その自立性 を高めることができる。又は、冷却熱媒体が不足した場合でも海水や河川の水にてお ぎなうことができる。
[0127] 上記の温度 T1に基づく流量制御弁 41の制御（例示： PID制御）は、制御装置（図 示されず）により実行される。このように配管 13の水 23を所望の温度にして水素供給 部 2へ供給することで、水素供給部 2におけるマグネシウム粒子 21と水 23との反応を 制御することができる。それにより、水素の量 (生成速度)を制御することが可能となる 。すなわち、制御装置（図示されず）は、燃料電池 4で発電する電力に基づいて、生 成する必要のある水素の量を算出し、その水素の量に基づいて、水素供給部 2内の 水を所望の温度にして生成する水素の量 (生成速度)を制御することが可能となる。 [0128] 熱交換部 7は、更に、配管 11aを介して燃料電池 4へ供給される水素（高温)を、配 管 17を通る冷却熱媒体 (低温)との熱交換により所定の温度に冷却する。この場合、 冷却熱媒体 (低温)の通る他の配管 17' (図示されず)を用いても良い。そのとき、燃 料電池 4直前の配管 l ibに設けられた温度センサ 32の温度 T2に基づいて、流量制 御弁 42、 43を連携させて配管 11aと配管 l ibとを流通する水素の流量を制御（例示 ： PID制御）することにより、配管 1 laの水素流量と配管 1 lbの水素流量との比を決定 され、水素を燃料電池 4入口で所定の温度 (例示:燃料電池 4が PEFCの場合、 80 °C程度）とすることができる。
[0129] 上記の温度 T2に基づく流量制御弁 42、 43の制御（例示： PID制御）は、制御装置
(図示されず）により実行される。このように配管 11の水素を所定の温度にして燃料 電池 4へ供給することで、燃料電池 4の熱効率を向上させ、運転をより適正に行うこと ができる。ただし、配管 1 laを通る水素（高温)を熱媒体として水 (低温） 23の温度を 上げるために用いることも可能である。例えば、流量制御弁 42の開度を大きぐ流量 制御弁 43の開度を小さくすれば、高温の水素が低温の水 23と熱交換を行うことがで きる。
[0130] 熱交換部 7は、更に、冷却部 90から配管 81を介して供給され燃料電池 4を冷却し た水（高温)を、配管 17を通る冷却熱媒体 (低温)との熱交換により冷却する。冷却さ れた水は、燃料電池 4の通常運転時には、流量制御弁 73、配管 82及び配管 18を介 して冷却部 90へ還流される。
[0131] 一方、冷却された水は、燃料電池 4の運転状態が所定の運転条件の場合、流量制 御弁 74及び配管 83を介して水素供給部 2へ供給される。所定の運転条件とは、水 が不足するため、燃料電池 4の運転に必要な量の水素を、水素供給部 2が発生でき ない運転条件である。例えば、燃料電池 4の起動のときのような、燃料電池が発電し ていないため、排気に水を含まないときである。あるいは、例えば、燃料電池 4に急激 な負荷変動があつたため、排気の水では量が少なすぎるときである。このような場合 でも、燃料電池 4の冷却用の水を流用しているので、水不足、延いては水素不足を 起こさずに、燃料電池 4を運転することができる。
[0132] 上記燃料電池 4の運転状態の把握は、例えば、燃料電池の出力（電流、電圧）を計 測器（図示されず)で計測し、コンピュータに例示される制御部（図示されず）により、 その絶対値の大きさや、その単位時間当たりの変動を求めて、基準値と比較して判 断することができる。例えば、燃料電池の出力（電流、電圧)の絶対値が所定の基準 値よりも小さければ停止状態と判断し、そこから燃料電池 4を動作させる場合、燃料 電池 4の起動動作と判断することができる。例えば、燃料電池の出力（電流、電圧）の 単位時間当たりの変動が、所定の基準値よりもプラス側で大きければ、急激な負荷 変動が発生しつつあると判断することができる。このように、燃料電池 4の運転状態が 所定の運転条件の場合、制御部（図示されず）は、流量制御弁 73、 74を制御し、当 該運転条件に適する量の水を配管 81から分岐させて、水素供給部 2へ供給する。
[0133] 当該運転条件に適する水の量は、燃料電池 4の起動時であれば、例えば、予め設 定された定量 (制御部で記憶)を起動時間中に流すことや、時間と共に所定の割合（ 制御部で記憶)で流量を増加させることが考えられる。また、急激な負荷変動時であ れば、例えば、燃料電池の出力（電流、電圧）の単位時間当たりの変動に比例する 所定の流量 (制御部で記憶)で流すことが考えられる。これらの制御は、制御部のプ ログラムで実行される。
[0134] 水素供給部 2は、基本的に第 1の実施の形態と同様である。ただし、液面計 33、配 管 18、配管 14が設けられ、配管 18、 14には、それぞれ制御弁 45、 48が接続されて いる点で異なる。液面計 33は、水素供給部 2の水 23の液面を計測する。制御弁 45 は、配管 18を介して水素供給部 2の水 23を冷却部 90へ送出する。制御弁 48は、配 管 14を介して水素供給部 2の水酸ィ匕マグネシウム 22を他 (例示：処理部 5)へ送出す る。
[0135] 水素供給部 2は、液面計 33で計測される水 23の液面に基づいて、マグネシウム粒 子 21と水 23との反応を制御することができる。すなわち、液面計 33で計測される水 2 3の液面に基づいて、水素供給部 2に供給され蓄積される水 23の量が所望の量にな るように制御弁 45を制御（例示: PID制御）する。ただし、制御弁 48で行っても良い。
[0136] 上記水 23の液面に基づく制御弁 45 (又は制御弁 48)の制御（例示： PID制御）は、 制御装置（図示されず）により実行される。このように水素供給部 2に供給され蓄積さ れる水 23の量を所望の量に制御することで、マグネシウム粒子 21と反応する水 23の 量を制御することができるので、生成する水素の量 (生成速度)を制御することが可能 となる。すなわち、制御装置（図示されず）は、燃料電池 4で発電する電力に基づい て、生成する必要のある水素の量を算出し、その水素の量に基づいて、液面計 33で 計測される水 23の液面を所望の液面にして生成する水素の量 (生成速度）を制御す ることがでさる。
[0137] 冷却部 90は、燃料電池 4の冷却用の水を、配管 81、流量制御弁 73、配管 82及び 配管 18の循環流路を用いて循環させる。そのとき、配管 81の途中に設けられた燃料 電池 4で発生する熱量を、配管 81内を流通する水で奪う。その熱量は、配管 81の途 中に設けられた熱交換器 7により奪われる。既述のように、燃料電池 4の運転状態に 応じて、配管 81の途中に接続された流量制御弁 74、配管 83を介して、冷却用の水 を水素供給部 2へ供給する。
[0138] 冷却部 90は、例えば、冷却水貯蔵部 70、冷却水循環ポンプ 71及び冷却水熱交 翻72を備える。冷却水貯蔵部 70は、燃料電池 4の冷却用の水 70aを貯蔵している 。冷却水循環ポンプ 71は、循環流路に水 70aを循環させる。循環流路に循環させら れる水量は制御部（図示されず）に制御される。冷却水熱交翻72は、水 70aを、配 管 84を流れる冷媒 (例示:海水）により冷却する。
[0139] 密閉空間 10、酸素供給部 3、燃料電池 4は、第 1の実施の形態と同様であるので、 その説明を省略する。
[0140] 本実施の形態のエネルギー供給システムでは、燃料電池 4の排気の水を用いて水 素供給部 2で水素を発生するので、水の供給装置を設ける必要が無い。そのため、 宇宙の施設や移動手段のような密閉空間 10において使用される装置として有効で ある。また、燃料電池 4の運転条件によって急に水素が必要な場合、燃料電池 4の排 気からの水では水素供給部 2で十分に水素を発生することができな 、場合がある。そ の場合でも、燃料電池 4の冷却用の水を一部水素供給部 2へ分流することにより、対 応することが可能である。それにより、この場合でも水の供給装置を設ける必要が無く 、密閉空間 10において使用される装置として有効である。
[0141] 本実施の形態のエネルギー供給システムでは、流量制御弁 41で冷却熱媒体の流 量を制御することにより、配管 13の水の温度を所望の温度に制御できる。それにより 、マグネシウム粒子 21と水 23との反応を制御して、生成する水素の量 (生成速度）を 制御することが可能となる。さらに、制御弁 45で水 23の送出量を制御することにより、 水 23の液面を所望の液面に制御することができる。それにより、マグネシウム粒子 21 と水 23との反応を制御して、生成する水素の量 (生成速度)を制御することが可能と なる。また、流量制御弁 42、 43を連携させて配管 11aと配管 l ibとを流通する水素 の流量を制御することにより、水素を燃料電池 4入口で所定の温度 (例示:燃料電池 4が PEFCの場合、 80°C程度）とすることができる。
[0142] 次に、水素供給部 2に用いるマグネシウム（Mg)粒子については、図 3及び図 4の 説明を含めて第 1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
[0143] 次に、本発明のエネルギー供給システムの第 6の実施の形態の動作について説明 する。
制御部（図示されず）は、エネルギー供給システム leの起動時に、流量制御弁 74 を開き、水素供給部 2へ供給する水の流量の制御を開始する。同時に、制御部は、 冷却部 90の冷却水循環ポンプ 71を動作させる。それにより、配管 81、流量制御弁 7 4及び配管 83を介して、流量を制御された水 70aが水 23として水素供給部 2へ供給 される。水素供給部 2は、流量を制御された水 23とマグネシウム粒子 21との反応によ り、流量を制御された水素と水酸ィ匕マグネシウム 22とを生成する。制御部は、配管 11 の流量制御弁 42、 43を制御し、水素供給部 2から燃料電池 4へ水素を供給する。同 時に、酸素供給部 3から配管 12を介して燃料電池 4へ酸素を供給する。これらの水 素と酸素との反応により、燃料電池 4が電力及び熱を発生する。制御部（図示されず )は、電力の発生を検知すると、流量制御弁 73も開き、流量を制御しながら、燃料電 池 4の冷却を開始する。反応により生成された水は、配管 13を介して水素供給部 2へ 供給され始める。
[0144] 制御部（図示されず）は、エネルギー供給システム leの起動終了後、流量制御弁 7 4を閉じる。冷却部 90からの水 70aは、燃料電池 4の冷却にのみ用いられるようにな る。水素供給部 2は、配管 13から水 23を供給され、水 23とマグネシウム粒子 21との 反応により、水素と水酸ィ匕マグネシウム 22とを生成する。このとき、制御部は、上記水 23の液面に基づく制御弁 45の制御により、水 23の量を所望の量に制御して、マグ ネシゥム粒子 21と反応する水 23の量を制御する。それにより、生成する水素の量 (生 成速度）を制御することができる。更に、上記水 23の量の制御に加えて、上記水 23 の温度に基づく流量制御弁 41の制御により、水素供給部 2へ供給される水を所望の 温度に制御して、水 23とマグネシウム粒子 21との反応を制御する。それにより、生成 する水素の量 (生成速度）を制御することができる。制御部は、配管 14を介して水酸 化マグネシウム 22と水 23とが混合されたスラリーを、制御弁 48により外部へ送出する 。燃料電池 4は、水素供給部 2からの水素と、酸素供給部 3からの酸素とにより、電力 及び熱を発生している。また、排出物として、水 (水蒸気)を発生し、配管 13へ排出し ている。このとき、上記の温度 T2に基づく流量制御弁 42、 43の制御により、水素を 所定の温度にして燃料電池 4へ供給する。それにより、燃料電池 4の熱効率を向上さ せ、運転をより適正に行うことができる。
[0145] ここで、制御部が、燃料電池 4に接続された負荷の急激な変動（上昇)を検知した 場合、以下の動作を実行する。すなわち、制御部は、負荷の変動の大きさに対応し て、流量制御弁 74を開き、水素供給部 2へ供給する水の流量の制御を開始する。そ れにより、流量を制御された水 70aが追加的に水素供給部 2へ供給される。水素供 給部 2は、配管 13からの水 23に加えて、配管 81からの水 70aを供給され、マグネシ ゥム粒子 21との反応により、多量の水素と水酸ィ匕マグネシウム 22とを生成することが できる。この大量の水素により、負荷の急激な変動（上昇）にもかかわらず、燃料電池 4は十分な量の電力を発電することができる。このとき、流量制御弁 73は、開いており 、燃料電池 4の冷却は継続的に行われている。
[0146] 以上のように、本実施の形態では、密閉空間において、起動や負荷の急激な変動 等の運転条件に関わらず、必要な量の水素を安定的に生成、供給可能となる。
[0147] (第 7の実施の形態）
本発明のエネルギー供給システムの第 7の実施の形態の構成について説明する。 図 11は、本発明のエネルギー供給システムの第 7の実施の形態の構成を示すブロッ ク図である。エネルギー供給システム Ifは、密閉空間 10内に設けられ、水素供給部 2、酸素供給部 3、燃料電池 4、処理部 5、分離部 6、熱交換部 7、温度センサ 31、 32 、液面計 33、流量制御弁 41、 42、 43、 73、 74、制御弁 45、 48、冷却部 90を具備 する。本実施の形態では、処理部 5及び分離部 6が追加されている点、分離部 6で分 離された水が冷却水貯蔵部 70へ供給される点で、第 6の実施の形態と異なる。
[0148] ここで、処理部 5及び分離部 6は、分離部 6で分離された水が冷却水貯蔵部 70へ 供給される以外は第 1の実施の形態等と同様であるので、その説明を省略する。
[0149] また、本発明のエネルギー供給システムの第 7の実施の形態の動作については、 制御部が配管 14を介して水酸ィ匕マグネシウム 22と水 23との混合スラリーを制御弁 4
8、配管 14を介して処理部 5へ送出した後の処理部 5、分離部 6の動作が第 1の実施 の形態と同様であることから、その説明を省略する。
[0150] この場合にも、第 1の実施の形態の効果及び第 6の実施の形態の動作の効果を得 ることがでさる。
[0151] 本発明は上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において 、各実施の形態は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、上記各実施 の形態は、互いに矛盾が発生しない限り、適宜組み合わせて実施することが可能で ある。
[0152] 本発明により、密閉空間で用いるエネルギー供給システムにおいて、排出物を抑制 し、効率を向上させることができる。また、密閉空間で用いるエネルギー供給システム において、密閉空間の二酸ィ匕炭素の濃度上昇を抑えることが可能となる。更に、密 閉空間において、運転条件に関わらず、必要な量の水素を安定的に生成、供給可 能となる。

Claims

請求の範囲
[1] 水素生成物質と水とが反応して、水素と水酸化化合物とが生成される水素供給部と 前記水素供給部から供給される前記水素と酸素供給部から供給される酸素とによつ て、エネルギーを発生させるエネルギー発生部を備えたエネルギー供給システム〖こ おいて、
前記水素供給部にて生成された前記水酸化化合物と少なくとも二酸化炭素を含む 気体とが反応して、前記水が生成される処理部を備えた
エネルギー供給システム。
[2] 請求の範囲 1に記載のエネルギー供給システムにお 、て、
前記処理部にて生成される炭酸ィ匕合物と前記水とが、それぞれ分離される分離部 を備えた
エネルギー供給システム。
[3] 請求の範囲 1及び 2の何れか一項に記載のエネルギー供給システムにお 、て、 前記水素生成物質が Mg、 Ni、 Fe、 V、 Mn、 Ti、 Cu、 Ag、 Ca、 Zn、 Zr、 Co、 Cr、 Alのうちから選択される少なくとも一種の材料を含む水素化合物であり、
前記水素化合物の表面を覆う水溶性被膜を有する
エネルギー供給システム。
[4] 請求の範囲 3に記載のエネルギー供給システムにお 、て、
前記水溶性被膜は、水との接触により溶解する材料を含む
エネルギー供給システム。
[5] 請求の範囲 4に記載のエネルギー供給システムにお 、て、
前記水溶性被膜は、水性エポキシ榭脂、水性ウレタン榭脂、水性アクリル榭脂、水 性ポリエステル榭脂、水性アクリルシリコン榭脂、水性フッ素榭脂、水性シリカ'有機 ノ、イブリツドボリマー等、水との接触により溶解する材料のうちから選択される少なくと も一種の材料を含む
エネルギー供給システム。
[6] 請求の範囲 1乃至 5のいずれか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、 前記水素供給部は、前記水素生成物質の温度を制御する温度調整手段を備えた エネルギー供給システム。
[7] 請求の範囲 1乃至 6のいずれか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、 前記水素供給部内の水量を制御する水量調整手段を備えた
エネルギー供給システム。
[8] 請求の範囲 1乃至 7のいずれか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、 前記水素供給部内の圧力を制御する圧力調整手段を備えた
エネルギー供給システム。
[9] 請求の範囲 1乃至 8のいずれか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、 前記水素供給部は、内部に前記水素生成物質を供給する水素生成物質供給部を 備えた
エネルギー供給システム。
[10] 請求の範囲 1乃至 9のいずれか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、 前記水及び前記水素の温度を制御する熱交換部を備えた
エネルギー供給システム。
[11] 請求の範囲 10に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記熱交換部は、前記酸素を用いて前記水及び前記水素の温度を制御する エネルギー供給システム。
[12] 請求の範囲 1乃至 11のいずれか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、 前記水は、水蒸気を含む
エネルギー供給システム。
[13] 水との反応により水素を放出する粒子と、
前記粒子の表面を覆う水溶性被膜と
を具備する
水素生成物質。
[14] 請求の範囲 13に記載の水素生成物質にお!、て、
前記粒子は、加水反応にて水素を放出する特性を持つ材料を含む
水素生成物質。
[15] 請求の範囲 14に記載の水素生成物質において、
前記粒子は、 Mg、 Ni、 Fe、 V、 Mn、 Ti、 Cu、 Ag、 Ca、 Zn、 Zr、 Co、 Cr、 Alのうち カゝら選択される少なくとも一種の材料を含む
水素生成物質。
[16] 請求の範囲 13乃至 15のいずれか一項に記載の水素生成物質において、
前記水溶性被膜は、水との接触により溶解する材料を含む
水素生成物質。
[17] 請求の範囲 16に記載の水素生成物質において、
前記水溶性被膜は、水性エポキシ榭脂、水性ウレタン榭脂、水性アクリル榭脂、水 性ポリエステル榭脂、水性アクリルシリコン榭脂、水性ふつ素榭脂、水性シリカ'有機 ハイブリッドポリマーのうちから選択される少なくとも一種の材料を含む
水素生成物質。
[18] (a)水との反応により水素を放出する粒子を、表面の酸ィ匕膜が無くなるように第 1条 件の還元雰囲気に置く工程と、
(b)前記粒子を、表面の一部に酸ィ匕膜ができるように第 2条件の酸ィ匕雰囲気に置く 工程と
を具備する
水素生成物質の製造方法。
[19] 請求の範囲 18に記載の水素生成物質の製造方法において、
前記粒子は、加水反応にて水素を放出する特性を持つ材料を含む
水素生成物質の製造方法。
[20] 請求の範囲 19に記載の水素生成物質の製造方法にぉ 、て、
前記粒子は、 Mg、 Ni、 Fe、 V、 Mn、 Ti、 Cu、 Ag、 Ca、 Zn、 Zr、 Co、 Cr、 Alのうち カゝら選択される少なくとも一種の材料を含む
水素生成物質の製造方法。
[21] 請求の範囲 19又は 20に記載の水素生成物質の製造方法において、
前記第 2条件の酸化雰囲気は、酸化に対して不活性な気体に対する酸素分圧で 制御される 水素生成物質の製造方法。
[22] 水素生成物質と水とが反応して、水素と水酸化化合物とが生成される水素供給部と 前記水素供給部から供給される前記水素と酸素供給部から供給される酸素とによ つて、エネルギーを発生させるエネルギー発生部と、
前記エネルギー発生部を冷却する冷却水が流れる循環流路を備えた冷却部とを 具備し、
前記循環流路は、前記水素供給部から前記エネルギー発生部へ供給する水素量 に基づ!/、て、前記循環流路から前記水素供給部へ前記冷却水が供給される分岐流 路を備えた
エネルギー供給システム。
[23] 請求の範囲 22に記載のエネルギー供給システムにお!/、て、
前記水素供給部にて生成された前記水酸化化合物と少なくとも二酸化炭素を含む 気体とが反応して、水を生成する処理部を備えた
エネルギー供給システム。
[24] 請求の範囲 23に記載のエネルギー供給システムにお!/、て、
前記処理部にて生成される炭酸化合物と前記水とが、それぞれ分離される分離部 を備えた
エネルギー供給システム。
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KR1020107024205A KR101102750B1 (ko) 2006-03-28 2007-03-27 수소 생성 물질의 제조 방법
EP07739822A EP2009727A4 (en) 2006-03-28 2007-03-27 ENERGY SUPPLY SYSTEM AND SUBSTANCE PRODUCING HYDROGEN
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008222449A (ja) * 2007-03-08 2008-09-25 Nissan Motor Co Ltd 水素発生装置およびこれを搭載した燃料電池自動車、ならびに水素貯蔵材料
JP2009217968A (ja) * 2008-03-07 2009-09-24 Casio Comput Co Ltd 発電装置及び電子機器
JP2009234829A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Bio Coke Lab Co Ltd 水酸化マグネシウムリサイクル方法及び水酸化マグネシウムリサイクル装置
JP2010509170A (ja) * 2007-03-20 2010-03-25 ジュンタエ パク 水素発生用組成物を利用した水素発生装置及び水素発生用組成物
JP2010159192A (ja) * 2009-01-09 2010-07-22 Toyota Motor Corp 水素含有金属材状態判定装置及び水素生成装置
JPWO2008136087A1 (ja) * 2007-04-23 2010-07-29 三菱重工業株式会社 エネルギー供給システム
JP2010198995A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 固体高分子形燃料電池発電システム
JP2011206685A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Taiheiyo Cement Corp 反応制御方法
US20120058046A1 (en) * 2009-04-22 2012-03-08 Aquafairy Corporation Packaged hydrogen-generating agent, manufacturing method therefor, and hydrogen generation method
JP2014104455A (ja) * 2012-11-30 2014-06-09 Hiroshi Ota 水素発生機能付き容器及び水素添加方法
WO2015093184A1 (ja) * 2013-12-16 2015-06-25 皓士 大田 水素発生剤及び水素発生方法
JP2016064937A (ja) * 2014-09-24 2016-04-28 トナミ運輸株式会社 水素発生用固液分離装置及び水素発生触媒の再利用方法
JP2017533160A (ja) * 2015-01-09 2017-11-09 華南理工大学 水素発生材料のＣａＭｇ２系合金水素化物およびその調製方法、並びにその応用
WO2020110758A1 (ja) * 2018-11-26 2020-06-04 株式会社エスイー 水素発生システム、発電システム、水素発生方法、及び、発電方法
JP2020083716A (ja) * 2018-11-28 2020-06-04 株式会社エスイー 水素化マグネシウムの生成反応の向上を図った水素化マグネシウムを含む水素発生材料を製造する材料製造方法、及び、その材料製造方法で製造された水素化マグネシウムを含む水素発生材料を用いた水素製造方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009036987B4 (de) * 2009-08-12 2017-10-05 Ernest Stangl Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von chemischer in thermische und elektrische Energie
CN102694188A (zh) * 2011-03-25 2012-09-26 扬光绿能股份有限公司 氢气供电模块及救生装置
JP5884836B2 (ja) * 2012-01-26 2016-03-15 コニカミノルタ株式会社 燃料電池システム
US8659703B1 (en) * 2012-10-23 2014-02-25 Sony Corporation Adapting layout and text font size for viewer distance from TV
CN105799537A (zh) * 2016-05-20 2016-07-27 安徽康诺新能源汽车技术有限公司 燃料电池汽车尾气处理装置
KR102590589B1 (ko) * 2016-07-12 2023-10-16 한화오션 주식회사 수중운동체의 수소공급시스템
KR102443878B1 (ko) * 2020-12-14 2022-09-16 재단법인대구경북과학기술원 수소 발생 시스템
US11814286B2 (en) * 2022-01-26 2023-11-14 Caterpillar Inc. Backup power system with controller

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002080202A (ja) 2000-07-03 2002-03-19 Toyota Motor Corp 燃料電池用燃料ガスの生成システム
JP2002208425A (ja) 2001-01-10 2002-07-26 Rikogaku Shinkokai 燃料電池用燃料改質器
JP2002373690A (ja) 2001-06-14 2002-12-26 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2003317786A (ja) 2002-04-26 2003-11-07 Honda Motor Co Ltd 燃料電池発電システム
JP2004174369A (ja) * 2002-11-27 2004-06-24 Meidensha Corp ガス処理方法とそのシステム
JP2004364483A (ja) * 2003-06-07 2004-12-24 Kiyomi Tanaka 地球環境保全の為のクリーンエネルギー産生システム
JP2005289796A (ja) * 2004-03-09 2005-10-20 Japan Science & Technology Agency 水素製造方法およびその装置
JP2005317347A (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Sharp Corp 燃料電池システム

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63241877A (ja) * 1987-03-27 1988-10-07 Kawasaki Heavy Ind Ltd 燃料電池廃ガスの処理方法
KR930013722A (ko) * 1991-12-27 1993-07-22 박원근 수용성 피막과 금속시료와의 내밀착성 비교시험방법
US5867978A (en) * 1995-12-04 1999-02-09 The Penn State Research Foundation System for generating hydrogen
KR100500173B1 (ko) * 2001-01-24 2005-07-12 가시오게산키 가부시키가이샤 전원시스템, 시스템을 구성하는 연료 팩 및 발전기와전원시스템으로 구동되는 장치
US7001681B2 (en) * 2001-08-28 2006-02-21 Honeywell International Inc. Water vapor transport power generator
JP2004174371A (ja) 2002-11-27 2004-06-24 Meidensha Corp ガス処理方法とそのシステム
CA2531286C (en) * 2003-07-15 2011-10-04 Ngk Insulators, Ltd. Firing furnace and method for firing
US7115247B2 (en) * 2003-09-30 2006-10-03 General Electric Company Hydrogen storage compositions and methods of manufacture thereof
IL163862A0 (en) * 2004-09-01 2005-12-18 Hyogen Ltd A system for hydrogen storage and generation

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002080202A (ja) 2000-07-03 2002-03-19 Toyota Motor Corp 燃料電池用燃料ガスの生成システム
JP2002208425A (ja) 2001-01-10 2002-07-26 Rikogaku Shinkokai 燃料電池用燃料改質器
JP2002373690A (ja) 2001-06-14 2002-12-26 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2003317786A (ja) 2002-04-26 2003-11-07 Honda Motor Co Ltd 燃料電池発電システム
JP2004174369A (ja) * 2002-11-27 2004-06-24 Meidensha Corp ガス処理方法とそのシステム
JP2004364483A (ja) * 2003-06-07 2004-12-24 Kiyomi Tanaka 地球環境保全の為のクリーンエネルギー産生システム
JP2005289796A (ja) * 2004-03-09 2005-10-20 Japan Science & Technology Agency 水素製造方法およびその装置
JP2005317347A (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Sharp Corp 燃料電池システム

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008222449A (ja) * 2007-03-08 2008-09-25 Nissan Motor Co Ltd 水素発生装置およびこれを搭載した燃料電池自動車、ならびに水素貯蔵材料
JP2010509170A (ja) * 2007-03-20 2010-03-25 ジュンタエ パク 水素発生用組成物を利用した水素発生装置及び水素発生用組成物
JPWO2008136087A1 (ja) * 2007-04-23 2010-07-29 三菱重工業株式会社 エネルギー供給システム
JP2009217968A (ja) * 2008-03-07 2009-09-24 Casio Comput Co Ltd 発電装置及び電子機器
JP2009234829A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Bio Coke Lab Co Ltd 水酸化マグネシウムリサイクル方法及び水酸化マグネシウムリサイクル装置
JP2010159192A (ja) * 2009-01-09 2010-07-22 Toyota Motor Corp 水素含有金属材状態判定装置及び水素生成装置
JP2010198995A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 固体高分子形燃料電池発電システム
US9434611B2 (en) * 2009-04-22 2016-09-06 Aquafairy Corporation Packaged hydrogen-generating agent, manufacturing method therefor, and hydrogen generation method
US20120058046A1 (en) * 2009-04-22 2012-03-08 Aquafairy Corporation Packaged hydrogen-generating agent, manufacturing method therefor, and hydrogen generation method
JP2011206685A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Taiheiyo Cement Corp 反応制御方法
JP2014104455A (ja) * 2012-11-30 2014-06-09 Hiroshi Ota 水素発生機能付き容器及び水素添加方法
WO2015093184A1 (ja) * 2013-12-16 2015-06-25 皓士 大田 水素発生剤及び水素発生方法
JP5796150B1 (ja) * 2013-12-16 2015-10-21 皓士 大田 水素発生剤及び水素発生方法
JP2016064937A (ja) * 2014-09-24 2016-04-28 トナミ運輸株式会社 水素発生用固液分離装置及び水素発生触媒の再利用方法
JP2017533160A (ja) * 2015-01-09 2017-11-09 華南理工大学 水素発生材料のＣａＭｇ２系合金水素化物およびその調製方法、並びにその応用
WO2020110758A1 (ja) * 2018-11-26 2020-06-04 株式会社エスイー 水素発生システム、発電システム、水素発生方法、及び、発電方法
KR20210006470A (ko) * 2018-11-26 2021-01-18 가부시키가이샤 에스이 수소 발생 시스템, 발전 시스템, 수소 발생 방법, 및, 발전 방법
JPWO2020110758A1 (ja) * 2018-11-26 2021-02-15 株式会社エスイー 水素発生システム、発電システム、水素発生方法、及び、発電方法
KR102268148B1 (ko) 2018-11-26 2021-06-23 가부시키가이샤 에스이 수소 발생 시스템, 발전 시스템, 수소 발생 방법, 및, 발전 방법
US11939217B2 (en) 2018-11-26 2024-03-26 Se Corporation Hydrogen generation system, power generation system, hydrogen generation method, and power generation method
JP2020083716A (ja) * 2018-11-28 2020-06-04 株式会社エスイー 水素化マグネシウムの生成反応の向上を図った水素化マグネシウムを含む水素発生材料を製造する材料製造方法、及び、その材料製造方法で製造された水素化マグネシウムを含む水素発生材料を用いた水素製造方法
JP7152638B2 (ja) 2018-11-28 2022-10-13 株式会社エスイー 水素化マグネシウムの生成反応の向上を図った水素化マグネシウムを含む水素発生材料を製造する材料製造方法、及び、その材料製造方法で製造された水素化マグネシウムを含む水素発生材料を用いた水素製造方法

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