WO2009096076A1

WO2009096076A1 - 水素発生器及び燃料ペレット体

Info

Publication number: WO2009096076A1
Application number: PCT/JP2008/070347
Authority: WO
Inventors: Toshio Horiguchi; Michael Miller; John Tilston
Original assignee: Olympus Corporation
Priority date: 2008-02-01
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2009-08-06
Also published as: GB201012797D0; JP2009184840A; GB2469248A; US20110033342A1

Abstract

　アンモニア・ボレイン等の水素発生化合物を含む複数の燃料ペレット（１０）と、上記複数の燃料ペレットを格納する耐圧容器としてのケース、上記燃料ペレットからの水素発生を制御するコントローラと、を備え、上記水素発生化合物から化学反応によって水素を発生させる水素発生器において、上記燃料ペレットの周囲をアルミ・フォイル（１８）等の金属アルミニウムの薄い板を表面に含む部材で囲む。

Description

水素発生器及び燃料ペレット体

　本発明は、電気エネルギーを発生させるための水素燃料電池に水素ガスを供給する水素発生器、及びそれに用いられる燃料ペレット体に関する。

　携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラ、等の携帯情報機器は、主に、リチウムイオン電池等の充電可能な二次電池が電源として用いられてきている。近年、これらの機器の高機能化、多機能化、高速化及び長時間駆動の要求に伴い、小型燃料電池が新たな電源として期待されており、一部では試作又は試用も始まっている。

　燃料電池は、従来の二次電池とは異なり充電作業が不要で、燃料を補充または燃料カートリッジを交換するだけで、機器を長時間稼動させることが可能な状態にすることができる。これらの燃料電池のうち、水素を燃料とする水素燃料電池は、その特性上、パワー密度を高くすることが可能であるため、従来の二次電池に準じてある程度のピーク負荷にも対応できる燃料電池として、携帯情報機器等への応用が検討されている。特に、携帯情報機器の場合は、水素を如何にコンパクトに且つ軽量に貯蔵するかがキーである。

　米国特許出願公開第２００５／０２２７１３６号明細書には、水素貯蔵合金で構成されるタンクに水素を充填して使用することが提案されている。しかし、水素吸蔵合金は重量が重く且つサイズも大きくなってしまうので、携帯情報機器には適していない。また、水素吸蔵合金に吸収された水素を使用し終わった場合には、何らかの方法で水素を再度タンクに充填する必要がある。従って、そのためのインフラを整えねばならないという問題がある。

　水素吸蔵合金に関わるこれらの問題を解決するために、国際公開第０２／１８２６７号パンフレットには、アンモニア・ボレインのような水素を多く含む物質を熱分解することによって水素を発生させる水素発生器が提案されている。この方法によれば、水素は固体燃料から発生するので、重く大きい水素吸蔵合金のタンクや、気体の水素を水素吸蔵合金に充填するためのインフラを新たに整える必要はない。

　しかしながら、上記国際出願に記載された水素発生器の物理的な構造は、野外で利用できる運搬可能な発電機等の一般用途には適用できるが、非常に小さいサイズの水素発生器には適用できない。デジタルカメラ、ＰＤＡ、等の携帯情報機器においては、水素発生器のサイズや形状は現状の１次電池または２次電池と同等のサイズ及び形状（例えば、１８６５０サイズ（直径約１８ミリ×高さ約６５ミリ））が望まれる。上記水素発生器の構造では、このようなサイズ及び形状にすることは不可能である。

　また、上記国際出願には、上記携帯情報機器用の水素発生器において水素を効率よく発生させるための種々の条件、例えばアンモニア・ボレインの具体的なサイズや周囲の環境条件等が明記されておらず、実際の水素発生器を実現させることは不可能である。

　本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、小型の水素発生器であってもアンモニア・ボレイン等の水素発生化合物から効率的に水素を発生させることが可能となり、接続した水素燃料電池の単位体積当たりの発電量を向上させることが可能な水素発生器及びそれに用いられる燃料ペレット体を提供することを目的とする。

　本発明の一態様によれば、水素発生化合物から化学反応によって水素を発生させる水素発生器であって、
　上記水素発生化合物を含む複数の燃料ペレットと、
　上記複数の燃料ペレットを格納する耐圧容器と、
　上記燃料ペレットからの水素発生を制御するコントローラと、
　を具備し、
　上記燃料ペレットは、その周囲を金属アルミニウムの薄い板を表面に含む部材で囲まれている水素発生器が提供される。

　また、本発明の別の態様によれば、水素発生化合物から化学反応によって水素を発生させる水素発生器において耐圧容器に格納される燃料ペレットであって、
　円筒状の形状に固められた水素発生化合物と、
　金属アルミニウムの薄い板を表面に含み、上記水素発生化合物の周囲を囲む部材と、
　を具備する燃料ペレット体が提供される。

図１Ａは、燃料ペレットの構成を示す図である。図１Ｂは、本発明の第１実施例に係る燃料ペレット体を上面から見た図である。図２は、本発明の第１実施例に係る水素発生器の構成を示す図である。図３は、電気基板に搭載されているコントローラのブロック構成図である。図４は、マイクロコントローラの動作シーケンスのフローチャートを示す図である。図５Ａは、本発明の第２実施例に係る水素発生器の燃料ペレット保持部の断面構造を示す図である。図５Ｂは、ペレット保持部の斜視図である。

　以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

　［第１実施例］
　本発明の第１実施例に係る水素発生器を説明する前に、水素発生の原理を説明する。

　図１Ａに示すように、燃料ペレット１０は、水素発生化合物であるアンモニア・ボレイン（ＮＨ_３ＢＨ_３）１２と、該アンモニア・ボレイン１２を加熱するためのヒート・ミックス１４と、から構成される。これらアンモニア・ボレイン１２とヒート・ミックス１４とは、それぞれ適当な圧力をかけることによって所定の形状、ここでは円筒状の形状に固められている。そして、それらアンモニア・ボレイン１２とヒート・ミックス１４に更に圧力をかけて、一体物となるように形成することで、燃料ペレット１０が構成されている。

　ここで、アンモニア・ボレイン１２とヒート・ミックス１４について説明する。　
　アンモニア・ボレイン１２は、質量比で約２０％の水素を含み、常温では固体で爆発性が無く安定な水素源であり、熱分解によって水素を発生する。同じ体積であれば、液体水素の２倍の質量の水素を含んでいる。アンモニア・ボレイン１２は、通常は粉状であるが、必要に応じて圧力を加えることによって硬いペレット状、棒状、円錐状、等にプレスすることができる物質である。

　このアンモニア・ボレイン１２は、温度を上昇させることにより３段階に熱分解して水素を発生する。即ち、アンモニア・ボレイン１２は、熱せられると約１００℃で溶けて液体になり、その後に１分子の水素を発生させる。その際の反応式は、下記（１）式の通りであり、これが第１段階の水素発生反応である。

　　ＮＨ_３ＢＨ_３　→　ＮＨ_２ＢＨ_２　＋　Ｈ_２　　　　　　　　　　　　　　…（１）
　この反応は発熱反応であり、この反応熱によってアンモニア・ボレイン１２自身の温度が上昇して、第２段階の水素発生反応に進む。即ち、上記第１段階の水素発生反応で生成されるＮＨ_２ＢＨ_２は、更に温度が上昇して約１５０℃で１分子の水素を発生する。その際の反応式は、下記（２）式の通りであり、これが第２段階の水素発生反応である。

　　ＮＨ_２ＢＨ_２　→　ＮＨＢＨ　＋　Ｈ_２　　　　　　　　　　　　　　　　…（２）
　この反応も発熱反応であり、理論的にはＮＨＢＨが第３段階の熱分解を行うことができる温度まで、ＮＨＢＨの温度を上げるだけの熱を発生する。温度が約４８０℃を越えると、残ったＮＨＢＨは最後の１分子の水素を発生させる。その際の反応式は、下記（３）式の通りであり、これが第３段階の水素発生反応である。

　　ＮＨＢＨ　→　ＢＮ　＋　Ｈ_２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（３）
　理論的には、この第３段階の水素発生反応も、熱分解が完全に行われるための十分な熱を発生させる。

　このように、アンモニア・ボレイン１２は、加熱することにより、その１分子から３分子の水素を発生する。

　一方、上記ヒート・ミックス１４は、リチウム・アルミニウム水素化合物（ＬｉＡｌＨ_４）と塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）の混合物である。これは、外部からヒータ等で少量の熱を与えられると自ら発熱する熱源となり、上記アンモニア・ボレイン１２を加熱する。また、単に熱源としてだけではなく、下記（４）式のように若干の水素を発生する。

　　ＬｉＡｌＨ_４　＋　ＮＨ_４Ｃｌ　→　ＬｉＣｌ　＋　ＡｌＮ　＋　４Ｈ_２　…（４）
　なお、上記ヒート・ミックス１４としては、このようなＬｉＡｌＨ_４とＮＨ_４Ｃｌの混合物に限らず、外部から少量の熱を与えられた際に上記アンモニア・ボレイン１２が熱分解を開始するために必要な熱を自ら発熱する特性を有するものであれば、どのようなものであっても良い。

　このようなアンモニア・ボレイン１２とヒート・ミックス１４でなる燃料ペレット１０は、携帯情報機器用に使用することを考慮すると、直径３ｍｍから１０ｍｍ、全体の高さが３ｍｍから１０ｍｍ程度の大きさであることが好ましい。この燃料ペレット１０では、アンモニア・ボレイン１２とヒート・ミックス１４の比率は、質量比で４：１から５：１程度に設定することで、最も収率の高い水素発生が行われることが実験的に確かめられている。

　本発明の第１実施例に係る燃料ペレット体１６は、このような燃料ペレット１０に対して、図１Ｂに示すように、その外周に、厚さ０．０１ｍｍのアルミ・フォイル１８を２重に巻くことで構成される。このアルミ・フォイル１８は、上記ヒート・ミックス１４が後述する電気ヒータの加熱によって発生する熱と、上記アンモニア・ボレイン１２が水素を発生する際に発生する熱を外部に逃がさず、燃料ペレット１０の周辺にとどめておくための保熱機能を有している。燃料ペレット１０の大きさは、前述したように直径３ｍｍから１０ｍｍ、全体の高さが３ｍｍから１０ｍｍ程度であるが、この程度の大きさでは発熱する熱量はそれほど大きくない。従って、その熱が燃料ペレット１０の外に逃げてしまうと燃料ペレット１０からの水素発生が十分に行われない。アルミ・フォイル１８は、それを防ぐための保熱材である。

　発明者の実験によれば、このアルミ・フォイル１８が水素発生の収率に及ぼす効果は以下の通りである。

　　アルミ・フォイルなしの場合：１２．６４質量％
　　アルミ・フォイル１周の場合：１３．７５質量％
　　アルミ・フォイル２周の場合：１４．４１質量％
　　アルミ・フォイル３周の場合：１４．５１質量％
上記のように、アルミ・フォイル１８を２周以上巻くと水素発生収率が向上することがわかる。

　携帯情報機器用の水素発生器では、安全上、また、製造コストをできるだけ下げるため、水素発生器の内部圧力はできるだけ下げて使用することが望ましい。内部圧力を下げるには、１個の燃料ペレット１０から発生する水素の量を少なくする必要があり、その結果、１個の燃料ペレット１０の大きさが小さくなる。燃料ペレット１０が小さくなればなる程、発生する熱が少なくなり、それを外部に逃がさないようにすることが必須となるため、このような保熱機構が必要になる。

　なお、上記燃料ペレット体１６では、アルミ・フォイル１８のみを燃料ペレット１０に巻き付けるようにしたが、ウレタンのような泡状の断熱材をアルミ・フォイル１８の間にサンドイッチしたものを使用しても、同等またはそれ以上の効果がある。

　次に、上記のような燃料ペレット体１６を使用する水素発生器を説明する。　
　図２に示すように、本発明の第１実施例に係る水素発生器２０は、上記のような燃料ペレット体１６を初期加熱するための発熱抵抗体等で構成された電気ヒータ２２を複数備える。これら複数の電気ヒータ２２は、燃料ペレット保持部である板状部材２４の表面に適当な間隔を置いて整列して配置され、各電気ヒータ２２の上に各燃料ペレット体１６が配置されるようになっている。上記電気ヒータ２２の配置間隔は、１つの燃料ペレット体１６から発生する熱が隣の燃料ペレット体１６に伝わらないだけの間隔である。

　該水素発生器２０のケース２６は、その内部で水素が発生するため、耐圧容器となっている。このケース２６の一面には、該水素発生器２０の動作を制御するコントローラが搭載されている電気基板２８が取り付けられている。このコントローラの詳細については後述する。このコントローラより該水素発生器２０内部の各電気ヒータ２２に対して電力を供給する（その電力供給線は図２には記載されていない）。また、ケース２６の他の一面、例えば上記電気基板２８に対向する面には、水素発生口３０が設けられている。この水素発生口３０の入口には、特に図示はしないが、水素以外の不純物を吸収するカーボン・フィルタが内蔵されている。また、この水素発生口３０には、外部から開け閉めできるストップバルブ（図示しない）が外付けされている。更にケース２６の一面、例えば上面には、該水素発生器２０内部の圧力をセンスするダイヤフラム型の圧力センサ３２が設けられ、その圧力センサ３２の出力が上記電気基板２８上のコントローラに接続されている（図２では接続線は記載されていない）。また、この面には、破裂板３４も設けられている。この破裂板３４は、当該破裂板３４にかかる圧力が既定の圧力以上になると破れるように構成されている市販の部品である。耐圧容器であるケース２６の内部圧力が何らかの異常動作によって最大耐圧を超える前に、この破裂板３４が破れることによって、該水素発生器２０が爆発等の危険な状態になるのを防止する安全装置である。この破裂板３４は、Pressure Relief Valve（ＰＲＶ）のような機械的なバルブでも良い。

　かかる構造の水素発生器２０では、上記板状部材２４の上に燃料ペレット体１６を配置した後に、燃料ペレット体１６の隙間に泡状の断熱材（図示しない）を充填し、燃料ペレット体１６を耐圧容器であるケース２６の内部で動かないように固定する。または、最初に断熱材を充填しておき、各燃料ペレット体１６の位置に対応する位置を円筒状にくりぬき、そこに燃料ペレット体１６を格納するようにしても良い。

　図２では、１枚の板状部材２４の上に１０個の燃料ペレット体１６を配置し、それと同じものが２セット、水素発生器２０内にスタック状に配置されている。ここで、燃料ペレット体１６の数やスタック状に配置される板状部材２４の数は任意に変更することが可能である。

　次に、このような水素発生器２０の動作を説明する。上記水素発生口３０の先には、図示しない水素燃料電池が接続され、外付けのストップ・バルブは開かれているものとする。

　上記電気基板２８内のコントローラが１個の電気ヒータ２２を選択して所定の電圧を一定時間印加する。これにより、その電気ヒータ２２が発熱して、対応する燃料ペレット体１６の燃料ペレット１０のヒート・ミックス１４が加熱され、その熱によって当該燃料ペレット１０のアンモニア・ボレイン１２が加熱されて水素が発生する。この時、少量ではあるが、上記ヒート・ミックス１４からも水素が発生する。発生した水素は、上記水素発生口３０の入口に内蔵されたカーボン・フィルタを通って、該水素発生口３０から放出される。

　本実施例における水素発生の動作シーケンスは以下のとおりである。　
　図３に示すように、上記電気基板２８に搭載されているコントローラ３６は、マイクロコントローラ３８、不揮発メモリ４０、電流ドライバ４２、２次電池４４、及び充電回路４６を含む。

　ここで、上記マイクロコントローラ３８は、本水素発生器２０全体の動作を制御するもので、ＣＰＵ、メモリ、入出力ポート、等の機能を一体的に有するワンチップマイコンで構成される。上記不揮発メモリ４０は、上記燃料ペレット１０の使用状態を記録するもので、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリのように電気的に書き換え可能なメモリである。上記電流ドライバ４２は、上記燃料ペレット１０の温度を上げるために上記燃料ペレット１０の下側に配置されている上記電気ヒータ２２に電流を流すためのもので、各電気ヒータ２２毎に設けられている。上記２次電池４４は、当該コントローラ３６に電源を供給するもので、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池で構成される。上記充電回路４６は、本水素発生器が接続される水素燃料電池から供給される電力によって上記２次電池４４を充電するものである。

　図３において、一点鎖線で囲まれた部分が上記２次電池４４によって電源を供給される電子回路であり、破線で囲まれた部分がコントローラ３６である。

　上記不揮発メモリ４０は、上記マイクロコントローラ３８が自由にリード・ライトすることができるように構成されており、それぞれの燃料ペレット１０の使用状態を１対１に対応するメモリアドレスに記録するように割り当てられている。従って、マイクロコントローラ３８は、上記不揮発メモリ４０の１つのアドレスを指定することにより、そのアドレスに対応する燃料ペレット１０の使用状態を設定すること、及び使用状態をチェックすることが可能である。上記不揮発メモリ４０の使用状態を示す例としては、メモリの値が１６進数でＦＦＨの場合は燃料ペレット１０が未使用、８０Ｈの場合は燃料ペレット１０が使用済み、００Ｈの場合は燃料ペレット１０が未装着、を示す等である。マイクロコントローラ３８が未使用の燃料ペレット１０を探す場合には、該不揮発メモリ４０の内容をスキャンし、ＦＦＨであるものを探せば良い。

　このように、燃料ペレット１０の状態を記録するメモリとして不揮発メモリ４０を使用したことにより、燃料ペレット１０をすべて使い切らない状態で水素燃料電池より本水素発生器２０を取り外して他の水素燃料電池に接続した場合でも、マイクロコントローラ３８はどの燃料ペレット１０が未使用であるかを知ることができるので、効率的である。

　次に、図４を参照して、上記マイクロコントローラ３８（のＣＰＵ）の動作シーケンスを説明する。

　まず、マイクロコントローラ３８は、上記圧力センサ３２の値を入力する（ステップＳ１）。この際、圧力センサ３２の値を複数回入力し、その平均値を取ることにより、ノイズの影響を低減することも可能である。

　次に、マイクロコントローラ３８は、上記入力した圧力センサ３２の値が既定値より大きいか否かを判断する（ステップＳ２）。この既定値は、本水素発生器２０が接続されている水素燃料電池が継続して発電できる水素の量の限界値である。即ち、水素発生器２０内部の水素圧力がこの既定値より小さくなると、水素を新たに発生させないと水素燃料電池は継続して発電できなくなる。

　一方、アンモニア・ボレイン１２から水素を発生させる際には、アンモニア・ボレイン１２を加熱する際の周囲の初期圧力によって水素発生の収率が影響される。発明者の実験した結果によると、それぞれの燃料ペレット体１６の燃料ペレット１０を加熱して水素を発生させる際には、周囲の圧力が５気圧（５０万パスカル）以上である方が水素発生収率が高いこと、且つ、１０気圧以上では水素発生収率はそれほど上がらないこと、がわかった。従って、上記既定値としては、５気圧（５０万パスカル）以上で、且つ、水素発生器２０の最大耐圧（１０気圧（１００万パスカル））を超えない値にすることが望ましい。

　上記ステップＳ２において、上記圧力センサ３２の値が既定値より大きいと判断した場合には、マイクロコントローラ３８は、上記ステップＳ１の圧力センサ３２の値の入力の処理に戻る。

　これに対して、上記ステップＳ２において、上記圧力センサ３２の値が既定値より小さいと判断した場合には、マイクロコントローラ３８は、不揮発メモリ４０の内容をスキャンして未使用の燃料ペレット１０を探し出す（ステップＳ３）。このスキャンは最初だけ行い、その結果を不揮発メモリ４０の所定のアドレスに記録しておき、初回以降では不揮発メモリ４０のスキャンを省略しても良い。そしてその後、マイクロコントローラ３８は、未使用の燃料ペレット１０があるか否かを判断する（ステップＳ４）。

　ここで、すべての燃料ペレット１０が使用されており未使用の燃料ペレット１０がないと判断した場合には、マイクロコントローラ３８は、燃料切れエラーをこの水素発生器２０を使用している上位機器に報告する（ステップＳ５）。なお、ここでは、未使用の燃料ペレット１０がない場合に燃料切れエラーを報告するようにしたが、未使用の燃料ペレット１０の数が少なくなった場合に、燃料残り少量警告を報告するようにしても良い。

　また、上記ステップＳ４において、未使用の燃料ペレット１０があると判断した場合には、マイクロコントローラ３８は、選択した未使用の燃料ペレット１０に対応する電流ドライバ４２を駆動して燃料ペレット１０の電気ヒータ２２に所定の電流を流し、該当する燃料ペレット１０から水素を発生させる動作の起動をかける（ステップＳ６）。次に、使用した燃料ペレット１０に対応する場所の不揮発メモリ４０の値を未使用から使用済みに書き換える（ステップＳ７）。なお、ここでは、燃料ペレット１０からの水素発生を起動させたが、実際の水素発生までには若干の時間がかかるので、一定時間だけ待った後に（ステップＳ８）、上記ステップＳ１の処理に戻る。

　少量のアンモニア・ボレイン１２から耐圧反応器であるケース２６の中で断続的に水素を発生させると耐圧反応器の内部圧力が高まり、燃料電池が水素を使用すると内部圧力が低下する。水素発生反応は速い速度で行われ、水素燃料電池で発電のために要求されるより速い速度で水素が発生する。このために、圧力センサ３２を用いて内部圧力が予め定められた圧力値より下がったことを検出したならば、別のアンモニア・ボレイン１２の水素発生を開始させることにより、水素燃料電池で継続的に発電することが可能となる。

　以上のように、本第１実施例によれば、燃料ペレット１０の周囲をアルミ・フォイル１８で囲んだ燃料ペレット体１６としたことで、水素発生器２０において水素発生化合物から水素を発生させる際に、水素発生時の初期内部圧力を水素発生収率が最大になる最適値に保ち、且つ、水素発生化合物自身から発生する熱を周囲に逃がすことなく、保熱することができるので、水素発生の収率を上げることができる。

　従って、小型の水素発生器であっても水素発生化合物から効率的に水素を発生させることが可能となり、接続した水素燃料電池の単位体積当たりの発電量を向上させることが可能な水素発生器及びそれに用いられる燃料ペレット体を提供することができる。

　［第２実施例］
　次に、本発明の第２実施例を説明する。

　図５Ａは、本第２実施例に係る水素発生器２０の燃料ペレット保持部の断面構造を示す図である。ここで、上記第１実施例と同じ機能のものは同じ参照符号を付している。なお、断面に付したハッチングは、各部材の違いを明確とするために付したものであり、例えば米国特許図面規則に決められているような材質を表すものではないことに注意されたい。図５Ｂは、このペレット保持部全体を斜め上方から俯瞰した斜視図である。この図５Ｂは、図１Ａに示したような燃料ペレット１０を横に４個並べたものを、縦に３列並べたもので、合計１２個の燃料ペレット１０を格納できるように構成した場合を示している。

　この燃料ペレット保持部が上記第１実施例に示した耐圧容器となっているケース２６内に入り、電気基板２８に搭載されたコントローラ３６がその動作を制御し、発生した水素は水素発生口３０から外部に出て行く。

　図５Ａに示すように、燃料ペレット保持部は、厚さ０．２ｍｍ前後のアルミ・シート４８に対し、プレス金型によって、円筒形の燃料ペレット１０が入るだけの大きさの窪み５０を作り、その窪み５０の底部をカットしたものである。この窪み５０は、その中に入れる燃料ペレット１０の大きさよりも若干大きめに作っておく。例えば、燃料ペレット１０の直径が５ｍｍ、高さが８ｍｍの場合には、窪み５０の直径は５．２ｍｍ、深さは８．５ｍｍとする。

　上記板状部材２４の上の所定の位置には電気ヒータ２２が配置されている。各電気ヒータ２２は第１実施例と同様、電気基板２８から電力を供給されて、上記アルミ・シート４８の窪み５０に入れられた燃料ペレット１０のヒート・ミックス１４を加熱するように構成される。アルミ・シート４８に作る窪み５０の位置は、この板状部材２４上の電気ヒータ２２の位置に合うように作製する。

　上記板状部材２４の上に、上記窪み５０を作製したアルミ・シート４８を載せて、各電気ヒータ２２と窪み５０が一致するように位置決めした上で、アルミ・シート４８の窪み５０と板状部材２４の隙間をシール材５２で埋め、発生する水素の漏れがないようにする。そして、それぞれの窪み５０に、予め定められた大きさにプレスしたヒート・ミックス１４とアンモニア・ボレイン１２をその順に入れる。例えばヒート・ミックス１４は、直径５ｍｍ、高さ１．６ｍｍ、アンモニア・ボレイン１２は、直径５ｍｍ、高さ６．４ｍｍである。アンモニア・ボレイン１２の上には、水素発生時の燃料ペレット１０の動きを抑えるために、窪み５０の直径よりもやや大きくカットした、水素を通すスポンジ５４を置く。

　アンモニア・ボレイン１２は固体であるが、１００℃前後に加熱すると一旦液体状になり、その後に水素を発生する。この際、熱のかかり方によっては、一部が固体、一部が液体となった混合状態となり、そこから気体の水素が発生するので、燃料ペレット１０が静止したままではなく、壁等によって規制されていない方向に動いてしまうことがある。すると、ヒート・ミックス１４が発生する熱が十分に伝わらず、結果として水素発生収率が落ちてしまう。しかしながら、本実施例によれば、上記窪み５０とスポンジ５４の構成により、燃料ペレット１０の動きを防ぐことができるので、水素発生収率を安定化させることができる。

　このように、本実施例では、燃料ペレット１０を上記第１実施例のようにアルミ・フォイル１８で巻く代わりに、予めアルミ・シート４８で円筒形状の窪み５０を作っておき、その中にヒート・ミックス１４とアンモニア・ボレイン１２を入れるようにしたので、複数の燃料ペレット１０を板状部材２４上にマトリックス状に配置する手間を大幅に削減することができる。

　本実施例においても、上記第１実施例と同様の構成・シーケンスによって内部の圧力を検出することで、個々の燃料ペレット１０からの水素発生を制御する。その動作は、上記第１実施例と同じであるので、説明は省略する。

　以上実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。

Claims

　水素発生化合物から化学反応によって水素を発生させる水素発生器（２０）であって、
　上記水素発生化合物（１２）を含む複数の燃料ペレット（１０）と、
　上記複数の燃料ペレットを格納する耐圧容器（２６）と、
　上記燃料ペレットからの水素発生を制御するコントローラ（３６）と、
　を具備し、
　上記燃料ペレットは、その周囲を金属アルミニウムの薄い板を表面に含む部材（１８；４８）で囲まれていることを特徴とする水素発生器。
　上記燃料ペレットから水素発生を起動する際の上記耐圧容器内圧力は、５０万パスカル乃至１００万パスカルの間に制御されることを特徴とする請求項１に記載の水素発生器。
　上記金属アルミニウムの薄い板を表面に含む部材は、アルミ・フォイル（１８）であり、上記燃料ペレットに少なくとも２周巻き付けられることを特徴とする請求項１に記載の水素発生器。
　上記金属アルミニウムの薄い板を表面に含む部材は、上記燃料ペレットが入るだけの大きさの窪み（５０）を持ち、該窪みの底部がカットされたアルミ・シート（４８）であることを特徴とする請求項１に記載の水素発生器。
　水素発生化合物から化学反応によって水素を発生させる水素発生器（２０）において耐圧容器（２６）に格納される燃料ペレット体（１６）であって、
　円筒状の形状に固められた水素発生化合物（１２）と、
　金属アルミニウムの薄い板を表面に含み、上記水素発生化合物の周囲を囲む部材（１８）と、
　を具備することを特徴とする燃料ペレット体。