WO2012004877A1 - 水素貯蔵方法、水素発生方法、水素貯蔵装置および水素発生装置 - Google Patents

水素貯蔵方法、水素発生方法、水素貯蔵装置および水素発生装置 Download PDF

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胤昭 及川
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株式会社創造的生物工学研究所
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    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Definitions

  • the present invention relates to a hydrogen storage method, a hydrogen generation method, a hydrogen storage device, and a hydrogen generation device.
  • Minus hydrogen ions have a reducing power, and if they are taken into the body, they can effectively extinguish active oxygen (free radicals) generated in the body.
  • active oxygen free radicals
  • hydrogen since hydrogen reacts with oxygen to form water, hydrogen is attracting attention as a clean energy source that is friendly to the global environment.
  • the present inventor has invented a method of manufacturing a magnetic ceramic ball having a strong reduction characteristic (Patent Document 1), and this ceramic ball can be poured into water to generate hydrogen bubbles from the N pole of the ceramic ball. I have to.
  • hydrogen can be stably stored at room temperature and hydrogen can be taken out as needed, the range of use of hydrogen will be expanded, and in particular, hydrogen can be used as an energy source.
  • an object of the present invention is to provide a novel and innovative hydrogen storage method, hydrogen generation method, hydrogen storage device, and hydrogen generation device.
  • the hydrogen storage method is to store hydrogen by producing conditioned water in which hydrogen is protium and supplying a substance containing hydrogen or a substance that generates hydrogen to the conditioned water.
  • the substance containing hydrogen is a gas containing hydrogen, or all metal hydrides such as sodium borohydride (NaBH 4 ), calcium hydride (CaH 2 ), magnesium hydride (MgH 2 ).
  • the metal hydride is an alkali metal, alkaline earth metal, Group 13 or Group 14 metal.
  • Conditioned water also contains hydrogen ions that can be converted to protium.
  • the hydrogen generation method generates conditioned water in which hydrogen is protium, and generates hydrogen gas by lowering the pH of the conditioned water.
  • the hydrogen generation method further includes storing hydrogen by supplying a substance containing hydrogen to the conditioned water or a substance that generates hydrogen.
  • the substance that lowers the pH is air, oxygen gas, or hydrochloric acid.
  • Conditioned water contains hydrogen ions that can be converted to protium.
  • water is treated with calcium hydride, hydrogen is stored by supplying sodium borohydride, and hydrogen is generated by adding hydrochloric acid.
  • water is treated with magnesium hydride, hydrogen is stored by supplying sodium borohydride, and hydrogen is generated by adding hydrochloric acid.
  • water is treated with calcium hydride and magnesium hydride
  • hydrogen is stored by supplying sodium borohydride
  • hydrogen is generated by adding hydrochloric acid.
  • the metal hydride is at least one of an alkali metal, an alkaline earth metal, a Group 13 metal, and a Group 14 metal.
  • the hydrogen storage device includes a storage unit that stores conditioned water in which hydrogen is protium, and a supply unit that supplies hydrogen to the conditioned water stored in the storage unit.
  • the substance containing hydrogen is a substance that generates hydrogen, such as a gas containing hydrogen or magnesium (Mg).
  • Sodium borohydride (NaBH 4 ) Sodium borohydride
  • Conditioned water also contains hydrogen ions that can be converted to protium.
  • the metal hydride is an alkali metal, alkaline earth metal, Group 13 or Group 14 metal.
  • the hydrogen generator according to the present invention has a storage means for storing conditioned water in which hydrogen is protium, and a supply means for supplying a substance that lowers the pH of the conditioned water stored in the storage means.
  • the substance that lowers the pH is air, oxygen gas, or hydrochloric acid.
  • the treated water also contains hydrogen that can be converted to protium.
  • the metal hydride is at least one of an alkali metal, an alkaline earth metal, a Group 13 metal, and a Group 14 metal.
  • hydrogen can be stably stored, and hydrogen gas can be stably taken out.
  • FIG. 17 shows a temporal change in dissolved hydrogen (hydrogen gas generation) at the time of FIG. It is a graph which shows transition of dissolved hydrogen and ORP when 6N hydrochloric acid is added only to sodium borohydride. It is a graph which shows transition of pH and ORP when sodium borohydride is added to water conditioned by calcium hydride and then 6N hydrochloric acid is added twice. The transition of dissolved hydrogen and ORP at the time of FIG. 19 is shown.
  • FIG. 25 shows changes in pH and ORP over time when 0.8 g of calcium hydride is dissolved in 200 ml of tap water and 6N hydrochloric acid is added in two portions.
  • FIG. 26 shows temporal changes in dissolved hydrogen and ORP at the time of FIG. Changes in pH and ORP over time when 0.8 g of magnesium hydride is dissolved in 200 ml of tap water and 6N hydrochloric acid is added in two portions are shown.
  • FIG. 27 shows temporal changes in dissolved hydrogen and ORP in FIG. Sodium borohydride in conditioned water (NaBH 4), showing temporal changes in pH and ORP at the time of the addition of acetic acid.
  • FIG. 30 shows temporal changes in dissolved hydrogen and ORP in FIG.
  • FIG. 31 shows temporal changes in dissolved hydrogen and ORP in FIG.
  • the time change of pH and ORP when metallic magnesium and hydrochloric acid are added to conditioned water is shown.
  • the time change of dissolved hydrogen and ORP at the time of FIG. 33 is shown.
  • the time change of pH and ORP when adding magnesium metal to water conditioned with magnesium hydride and further adding hydrochloric acid is shown.
  • FIG. 36 shows temporal changes in dissolved hydrogen and ORP in FIG. It is a figure which shows the structural example of the hydrogen generator which concerns on the Example of this invention. It is a figure explaining the state of hydrogen storage or hydrogen generation of conditioned water concerning the example of the present invention.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a hydrogen storage method according to an embodiment of the present invention, and this storage method includes the following steps. First, water treated so that hydrogen is contained in a state that can be converted to protium (hereinafter referred to as conditioned water) is prepared (step S101), and then a gas containing hydrogen is supplied to the conditioned water (step S102). ), Hydrogen is stably stored in the conditioned water at room temperature (step S103).
  • conditioned water water treated so that hydrogen is contained in a state that can be converted to protium
  • step S102 a gas containing hydrogen is supplied to the conditioned water
  • Hydrogen is stably stored in the conditioned water at room temperature (step S103).
  • FIG. 2 is a flow illustrating a method for producing conditioned water.
  • a method for generating conditioned water using a metal hydride or a hydrogen storage metal will be described.
  • an alkali metal, alkaline earth metal, Group 13 and Group 14 metal shown on the periodic table of elements, or a substance containing at least one of them is prepared (Step S201).
  • This material is then oxidized and fired at a high temperature. (Step S202).
  • the substance is placed in a high temperature anoxic state (in a furnace containing hydrogen gas or a mixed gas of hydrogen gas and nitrogen gas) (step S203).
  • a furnace containing hydrogen gas or a mixed gas of hydrogen gas and nitrogen gas For example, the temperature in the furnace is maintained at 700 ° C. or higher and reduction firing is performed for a certain time.
  • the material is then brought to room temperature in anoxic condition. (Step S204).
  • a hydrogenated metal or a hydrogenated storage metal is generated (step S205).
  • the hydrogen gas H 2 in the furnace is turned into a plasma like H 2 ⁇ H + + H ⁇ , which is a metal hydride, that is, an ionic bond Sexing metal hydride is produced.
  • this metal hydride is immersed in water, protiumation occurs on the surface of the metal hydride, and conditioned water, ie, ionized hydrogen water, which is alkali-reduced mineral ion water containing negative hydrogen ions (H ⁇ ) It is generated (step S206).
  • the hydrogen gas H 2 contained in the furnace atmosphere is H 2 ⁇ during the process of returning from the high temperature oxidation firing state to the room temperature oxygen reduction state through the high temperature oxygen free firing state. It becomes plasma like H + + H ⁇ , and silicon contained in the clay in the material melts and becomes ceramic.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of hydrogen protiumization, and it is considered that charge conversion occurs in hydrogen atoms such as H 2 ⁇ 2H 0 , H + ⁇ H 0 , H 2 ⁇ 2H ⁇ , and H + ⁇ H ⁇ .
  • the physicochemical reaction of H ⁇ ⁇ H + ⁇ 2e ⁇ has been experimentally confirmed, and it is certain that hydrogen is protiumized on the surface of metal hydride placed in water. is there. Therefore, on the structured surface of the metal hydride, occurs protium of hydrogen, H + ⁇ H 0 ⁇ H - occurs, the water in which the treatment with the metal hydride negative hydrogen ions - contains (H) ing.
  • FIG. 4 is a graph comparing the pH of raw water (tap water) and conditioned water and the temporal change of ORP (oxidation-reduction potential).
  • the vertical axis represents pH and ORP (mV)
  • the horizontal axis represents time (h).
  • the pH of the raw water continues to be somewhat higher than 7, and the ORP is approximately constant at about 760 mV.
  • protiumation occurs on the surface of the metal hydride, the pH of the surrounding water is controlled to be slightly less than 11, and the ORP is controlled to -260 mV, and this state is maintained for a long time (6 hours in the graph). Will continue. Therefore, the conditioned water has changed to a completely different water quality from that of the raw water.
  • negative hydrogen ions H ⁇
  • H ⁇ negative hydrogen ions
  • FIG. 5 shows the pH and ORP of conditioned water by calcium hydride and magnesium hydride as metal hydrides, respectively, and the pH and ORP of water containing calcium hydroxide and magnesium hydroxide as comparative examples.
  • the pH is a little less than 13 and the ORP is about 0 mV, and this state continues for 24 hours
  • the pH is a little less than 13 and the same, but the ORP is about 300 mV. is there.
  • Magnesium hydride has a pH of about 11 and ORP is continued for about 24 hours in the range of ⁇ 700 mV to ⁇ 500 mV
  • magnesium hydroxide has a pH of about 10 and an ORP of about 450 mV. is there.
  • FIG. 6 shows the relationship between pH, ORP, and dissolved hydrogen (ppb) when hydrogen gas is blown into tap water and conditioned water. If hydrogen gas is blown into the tap water, the ORP temporarily decreases in synchronization with the tap water, but then returns to the original ORP. That is, even if hydrogen gas is blown into the raw water, the reducing power is not maintained for a long time. In addition, dissolved hydrogen also temporarily rises to zero.
  • FIG. 7 shows the relationship between dissolved hydrogen and ORP after 84 hours of tap water and conditioned water when hydrogen gas was blown in FIG.
  • the tap water when the dissolved hydrogen becomes zero, hydrogen gas is not generated even when stirring with a stirrer.
  • the conditioned water when dissolved hydrogen becomes zero and the stirring is continued with a stirrer, hydrogen gas is released again after 84 hours. That is, the fact that hydrogen gas is generated after hydrogen gas is blown into the conditioned water and the dissolved hydrogen becomes zero means that hydrogen can be stably stored in the conditioned water at room temperature for a certain period of time.
  • FIG. 8 is a graph showing a close-up of the scale of dissolved hydrogen in the conditioned water, and hydrogen gas is generated from the state of zero dissolved hydrogen after about 84 hours.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between dissolved hydrogen and time when hydrogen gas was blown twice into the conditioned water for 5 minutes.
  • hydrogen gas is generated 148 hours after the dissolved hydrogen becomes zero.
  • hydrogen gas begins to be released after 60 hours. That is, it can be confirmed that hydrogen is stably stored for a longer time than when hydrogen gas is blown once.
  • protiumated hydrogen exists in a state such as H 0 2 ⁇ H + + H ⁇ , and when hydrogen gas is blown into it, the hydrogen gas is protiumized or ionized. It is thought that it is stored stably.
  • hydrogen gas is blown into the conditioned water.
  • a substance containing hydrogen for example, a substance that generates hydrogen such as sodium borohydride (NaBH 4 ) or Mg. There may be.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the hydrogen storage device.
  • the hydrogen storage device 10 includes a container 12 that holds conditioned water, a container 14 that holds a substance containing hydrogen such as hydrogen gas, and a hydrogen storage tank 20.
  • the conditioned water container 12 is connected to the hydrogen storage tank 20 by a pipe or the like via the flow rate adjustment valve 16, and the container 14 is connected to the hydrogen storage tank 20 by a pipe or the like via the flow rate adjustment valve 18.
  • a substance containing the conditioned water whose flow rate is adjusted and the hydrogen whose flow rate is adjusted is supplied to the hydrogen storage tank 20, and the conditioned water in which hydrogen is stored is held therein.
  • the hydrogen storage device 10A may include a container 12 that holds a substance containing hydrogen and a conditioned water / hydrogen storage tank 22.
  • a substance containing hydrogen or a substance that generates hydrogen such as Mg is supplied to the tank 22 in which the conditioned water is held via the flow rate adjusting valve 16, and hydrogen is stored in the conditioned water in the tank 22. .
  • FIG. 11A is flowcharts for explaining a hydrogen generation method.
  • conditioned water is prepared (step S301), and then hydrogen is stored in the conditioned water (step S302).
  • oxygen gas is blown into the conditioned water in which hydrogen is stored (step S303), and hydrogen is generated from the conditioned water (step S304).
  • FIG. 12 shows the relationship between dissolved hydrogen and ORP when oxygen gas is blown into conditioned water for 1 hour.
  • oxygen gas (O 2 ) is blown for 1 hour, hydrogen gas is continuously generated for a long time (80 hours or more in the figure) immediately after that. Further, ORP is gradually increased in proportion to the amount of released H 0 2.
  • conditioned water is prepared (step S301), hydrogen is stored in the conditioned water (step S302), and then the pH of the conditioned water is lowered (step S303). Hydrogen is generated (step S304).
  • the pH of the conditioned water is alkaline even after storing hydrogen (in the example of FIG. 6, it is around pH 9), but when this pH is lowered, H + is increased and hydrogen gas H 0 2 is generated. .
  • FIG. 13 is a graph showing changes in dissolved hydrogen when the pH of conditioned water is lowered.
  • HCl hydrochloric acid
  • the pH changes from alkaline to acidic.
  • the ORP rises from about ⁇ 260 mV to about 380 mV.
  • hydrogen gas is rapidly generated, and the generation amount of hydrogen gas gradually decreases after about 20 hours, and the generation of hydrogen gas is continued for about 40 hours.
  • FIG. 14 shows changes in pH and ORP when sodium borohydride (NaBH 4 ) is added to conditioned water and then 6N hydrochloric acid is added.
  • FIG. 15 shows changes in dissolved hydrogen and ORP at this time. Show. When the metal hydride sodium borohydride (NaBH 4 ) is added, the ORP of the conditioned water changes to about ⁇ 800 mV, and in response, the dissolved hydrogen rises as shown in FIG. The pH is about 12. After this state is continued for about 20 hours, 6N hydrochloric acid is added to lower the pH of the conditioned water. When the pH is lowered from about 12 to a little over 11, hydrogen gas is generated at a stretch so as to synchronize with this. At the same time, the ORP rises to about -1000 mV. While the state where the pH is lowered to 11 is continued, the generation of hydrogen gas is continued. In FIG. 15, the generation of hydrogen gas continues for a little over 100 hours.
  • FIG. 16 shows the temporal change of ORP when sodium borohydride is supplied to the conditioned water and then the pH is lowered by twice administration of 6N hydrochloric acid
  • FIG. 17 shows the dissolved hydrogen ( This shows the temporal change in the generation of hydrogen gas.
  • a large amount of hydrogen gas is generated in response to two administrations of 6N hydrochloric acid, and the dissolved hydrogen amount is about 1200 ppb, and the hydrogen gas dissolved at the time of one administration of 6N hydrochloric acid. It was confirmed that the amount of hydrogen was larger than 700 ppb (see FIG. 15).
  • FIG. 18 is a graph showing the transition of dissolved hydrogen and ORP when 6N hydrochloric acid is added only to sodium borohydride under the same conditions. In this case, it was confirmed that hydrogen gas was not generated even when 6N hydrochloric acid was added.
  • FIG. 19 is a graph showing changes in pH and ORP when sodium borohydride is added to water conditioned by calcium hydride (CaH 2 ) and then 6N hydrochloric acid is added twice. 6N hydrochloric acid is added 500 ⁇ l at the first time and 1000 ⁇ l at the second time.
  • FIG. 20 shows the transition of dissolved hydrogen and ORP at this time.
  • 6N hydrochloric acid is added to lower the pH, hydrogen gas is generated, and when 6N hydrochloric acid is added for the second time, the generation of hydrogen gas increases rapidly.
  • FIG. 21 is a graph showing changes in pH and ORP when sodium borohydride is added to water conditioned with magnesium hydride (MgH 2 ) and then 6N hydrochloric acid is added twice.
  • FIG. 22 shows the transition of dissolved hydrogen and ORP at this time. Again, when 6N hydrochloric acid was added to lower the pH, hydrogen gas was generated and dissolved hydrogen of about 10,000 ppb was measured.
  • FIG. 23 shows that conditioned water is produced by adding 0.4 g of calcium hydride and 0.4 g of magnesium hydride to 200 ml of tap water, and then 500 ⁇ l, 1000 ⁇ l, and 10 ml of 6N hydrochloric acid are added in three portions.
  • FIG. 24 shows the generation state of hydrogen gas at this time. In the first addition of 6N hydrochloric acid, the pH is slightly lowered, and the generation of hydrogen gas is also little. When the pH was lowered somewhat by the second addition of 6N hydrochloric acid, the generation of hydrogen gas started to increase, and when the pH was greatly lowered the third time, a large amount of hydrogen gas was released.
  • FIG. 25 shows the temporal changes in pH and ORP when 0.8 g of calcium hydride (CaH 2 ) was dissolved in 200 ml of tap water and 6N hydrochloric acid was added in two portions.
  • FIG. The change with time of dissolved hydrogen and ORP is shown. The measurement is the supernatant of the solution.
  • the first 6N hydrochloric acid is 1000 ⁇ l and the second is 10 ml.
  • the first addition of 6N hydrochloric acid lowers the pH, hydrogen gas is generated, and the second addition of 6N hydrochloric acid greatly reduces the pH. In accordance with this, the maximum amount of dissolved hydrogen of about 9.5 ppb is measured.
  • the ORP also rose.
  • FIG. 27 shows temporal changes in pH and ORP when 0.8 g of magnesium hydride was dissolved in 200 ml of tap water and 6N hydrochloric acid was added in two portions.
  • FIG. 28 shows dissolved hydrogen and ORP at this time. This shows the change over time.
  • the first and second additions of 6N hydrochloric acid are 1000 ⁇ l and 10 ml, respectively.
  • the first addition of 6N hydrochloric acid greatly reduces the pH, and a maximum of about 1100 ppb of hydrogen gas is generated accordingly.
  • the second addition of 6N hydrochloric acid generates a maximum of 1100 ppb of hydrogen gas. That state continued for a long time.
  • FIG. 29 shows temporal changes in pH and ORP when 0.8 g of sodium borohydride (NaBH 4 ) is added to conditioned water and then 500 ⁇ l and 1000 ⁇ l of acetic acid are added to lower the pH. , And shows the temporal change of dissolved hydrogen and ORP at that time.
  • sodium borohydride NaBH 4
  • the ORP is somewhat lowered, but the pH and dissolved hydrogen are hardly changed.
  • the pH is lowered by the first addition of acetic acid, and dissolved hydrogen slightly rises in response. It was observed that the second addition of acetic acid greatly reduced the pH, increased the ORP, and greatly increased the dissolved hydrogen.
  • FIG. 31 shows temporal changes in pH and ORP when hydrochloric acid is added to tap water containing metallic magnesium
  • FIG. 32 shows temporal changes in dissolved hydrogen and ORP at that time.
  • the first addition of hydrochloric acid is 500 ⁇ l and the second addition of hydrochloric acid is 10 ml.
  • the pH is greatly lowered, the ORP is raised, the dissolved hydrogen is greatly raised, and a large amount of hydrogen is generated.
  • FIG. 33 shows temporal changes in pH and ORP when metallic magnesium and hydrochloric acid are added to conditioned water to lower the pH
  • FIG. 34 shows temporal changes in dissolved hydrogen and ORP at that time.
  • the first addition of hydrochloric acid is 500 ⁇ l and the second addition of hydrochloric acid is 10 ml.
  • a large amount of hydrogen can be generated by the reaction between metallic magnesium and hydrochloric acid.
  • metallic magnesium is added to conditioned water and hydrochloric acid is added thereto, hydrogen gas generated by the reaction between metallic magnesium and hydrochloric acid is stored in conditioned water.
  • the amount of dissolved hydrogen when hydrochloric acid was added was much smaller than the amount of dissolved hydrogen when FIG. 32, which meant that the hydrogen was stored in conditioned water. To do.
  • FIG. 35 shows temporal changes in pH and ORP when magnesium metal is added to water conditioned with magnesium hydride and the pH is lowered with hydrochloric acid.
  • FIG. 36 shows the time of dissolved hydrogen and ORP at that time. Changes.
  • the first addition of hydrochloric acid is 500 ⁇ l and the second addition of hydrochloric acid is 1000 ⁇ l.
  • the pH is greatly lowered and ORP is increased by the first addition of hydrochloric acid, the dissolved hydrogen does not change so much, and the hydrogen generated by the addition of hydrochloric acid is stored in the conditioned water.
  • the second addition of hydrochloric acid the lowered pH hardly changes, but the dissolved hydrogen rises greatly and a large amount of hydrogen gas is generated over a long period of time.
  • FIG. 37 is a diagram showing a configuration example of a hydrogen generator.
  • the hydrogen generator 30 includes a container 32 that holds conditioned water, a container 34 that holds a substance containing an acid such as oxygen gas or hydrochloric acid, and a hydrogen generation tank 40.
  • the conditioned water container 32 is connected to the hydrogen generation tank 40 by a pipe or the like through the flow rate adjustment valve 36, and the container 34 is connected to the hydrogen generation tank 40 by a pipe or the like through the flow rate adjustment valve 38.
  • a substance containing the conditioned water having the flow rate adjusted and the acid having the flow rate adjusted is supplied to the hydrogen generation tank 40, where hydrogen is generated.
  • the hydrogen generator 30A may have a configuration including a container 32 that holds a substance containing hydrogen and a conditioned water / hydrogen generation tank.
  • the acid-containing substance is supplied to the tank 42 in which the conditioned water is held via the flow rate adjusting valve 36, and hydrogen is generated from the conditioned water in the tank 42.
  • FIG. 38 is a diagram for explaining the state of hydrogen storage or hydrogen generation in conditioned water according to this embodiment.
  • Conditioned water exists in a hydrogenated state of protium, that is, in an ionized state of H + + H ⁇ , and H 2 gas and other substances containing hydrogen or hydrogen such as Mg are generated in the conditioned water
  • H 2 hydrogen molecule
  • H + + H ⁇ hydrogen molecule
  • H + + H ⁇ hydrogen molecule
  • water containing metal hydride has changed physical properties, can stably store hydrogen gas, and can generate hydrogen gas by lowering the pH.
  • the hydrogen storage method, hydrogen generation method, hydrogen storage device, and hydrogen generation device described in this embodiment can be used for hydrogen batteries, hydrogen engines, and the like that use hydrogen as an energy source.
  • the hydrogen storage and generation in this embodiment can be stored and generated in a very stable manner at room temperature, so that it can be safely used in hydrogen batteries, hydrogen engines, and the like.

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Abstract

【課題】　水素貯蔵方法、水素発生方法、水素貯蔵装置および水素発生装置を提供する。　目的とする。 【解決手段】　本発明の水素貯蔵方法は、プロチウム化が可能な状態で水素イオンを含むように処理された水を用意し、当該水に水素を含む物質又は、Ｍｇなどの水素を発生させる物質を供給することにより水素を貯蔵する。好ましくは、水素を含む物質は、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）である。好ましくは、水は、水素化金属により処理された電離水素水であり、水素化金属は、アルカリ金属、アルカリ土金属、第１３族および第１４族の金属の少なくとも１つである。そして、本発明の水素発生方法は、このような水のｐＨを下げる物質を添加することにより水から水素ガスを発生させる。

Description

水素貯蔵方法、水素発生方法、水素貯蔵装置および水素発生装置
　本発明は、水素貯蔵方法、水素発生方法、水素貯蔵装置および水素発生装置に関する。
　マイナス水素イオンは、還元力をもち、これが体内に摂取されれば、体内で発生された活性酸素（フリーラジカル）を効果的に消滅させることができる。また、水素は、酸素と反応して水となるため、水素は、地球環境に優しいクリーンなエネルギー源としても注目を浴びている。
　本発明者は、強還元特性を有する磁性セラミックボールを製造する方法（特許文献１）を発案し、このセラミックボールを水中に投入し、セラミックボールのＮ極から水素の気泡を生じさせることを可能にしている。
特許４２１８９３９号
　水素を常温で安定的に貯蔵し、必要に応じて水素を取り出すことができれば、水素の利用範囲は広がり、特に、水素をエネルギー源として活用することができる。
　従って、本発明は、新規でありかつ革新的な水素貯蔵方法、水素発生方法、水素貯蔵装置および水素発生装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る水素貯蔵方法は、水素がプロチウム化された条件付け水を生成し、当該条件付け水に水素を含む物質、又は水素を発生させる物質を供給することにより水素を貯蔵するものである。好ましくは、前記水素を含む物質は、水素を含むガス、または水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）又は水素化カルシウム(ＣａＨ2)、水素化マグネシウム（ＭｇＨ2）などの水素化金属全てである。水素化金属は、アルカリ金属、アルカリ土金属、第１３族または第１４族の金属である。また条件付け水は、プロチウム化が可能な水素イオンを含む。
　本発明に係る水素発生方法は、水素がプロチウム化された条件付け水を生成し、当該条件付け水のｐＨを下げることで水素ガスを発生させるものである。好ましくは、水素発生方法はさらに、条件付け水に水素を含む物質、又は水素を発生させる物質を供給することにより水素を貯蔵するステップを含む。好ましくはｐＨを下げる物質は、空気、酸素ガス、または塩酸である。条件付け水は、プロチウム化が可能な水素イオンを含む。好ましくは、水素化カルシウムにより水を処理し、水素化ホウ素ナトリウムを供給することで水素を貯蔵し、塩酸を加えることで水素を発生させる。好ましくは水素化マグネシウムにより水を処理し、水素化ホウ素ナトリウムを供給することで水素を貯蔵し、塩酸を加えることで水素を発生させる。好ましくは水素化カルシウムおよび水素化マグネシウムにより水を処理し、水素化ホウ素ナトリウムを供給することで水素を貯蔵し、塩酸を加えることで水素を発生させる。水素化金属で処理された水に、水素を発生させる物質又は、水素を含むガス、水素を発生させる物質を供給することで、水素を貯蔵し、塩酸を加える事で水素を発生させる。水素化金属は、アルカリ金属、アルカリ土金属、第１３族および第１４族の金属の少なくとも１つである。
　本発明に係る水素貯蔵装置は、水素がプロチウム化された条件付け水を収容する収容手段と、収容手段に収容された条件付け水に水素を供給する供給手段とを有する。好ましくは水素を含む物質は、水素を含むガス、又は、マグネシウム（Ｍｇ）など、水素を発生させる物質です。水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）である。また、条件付け水は、プロチウム化が可能な水素イオンを含む。水素化金属は、アルカリ金属、アルカリ土金属、第１３族または第１４族の金属である。
　本発明に係る水素発生装置は、水素がプロチウム化された条件付け水を収容する収容手段と、収容手段に収容された条件付け水のｐＨを下げる物質を供給する供給手段とを有する。好ましくはｐＨを下げる物質は、空気、酸素ガス、または塩酸である。また処理された水は、プロチウム化が可能な水素を含む。水素化金属は、アルカリ金属、アルカリ土金属、第１３族および第１４族の金属の少なくとも１つである。
　本発明によれば、水素を安定的に貯蔵することができ、また、水素ガスを安定的に取り出すことができる。
本発明の実施例に係る水素貯蔵方法を説明するフローである。 本実施例の条件付けの製造方法を説明するフローである。 水素のプロチウム化の模式図である。 原水（水道水）と条件付け水のｐＨと酸素還元電位（ＯＲＰ）の時間的変化を示すグラフである。 水素化カルシウムおよび水素化マグネシウムによってそれぞれ条件付け水のｐＨとＯＲＰと、水酸化カルシウムおよび水酸化マグネシウムを含む水のｐＨとＯＲＰを示す。 水道水および条件付け水に水素ガスを吹き込んだ場合のｐＨ、ＯＲＰおよび溶存水素（ｐｐｂ）の関係を示す。 図６で水素ガスを吹き込んだときの水道水と条件付け水の８４時間経過後の溶存水素とＯＲＰの関係を示す。 条件付け水の溶存水素のスケールをクローズアップしたグラフである。 条件付け水に水素ガスを５分、２回吹き込んだときの溶存水素と時間の関係を示すグラフである。 本実施例に係る水素貯蔵装置の構成例を示す図である。 本発明の実施例に係る水素発生方法を説明するフローである。 条件付けした水に酸素ガスを1時間吹き込んだときの溶存水素とＯＲＰの関係を示を示す。 条件付け水のｐＨを下げたときの溶存水素の変化を示すグラフである。 条件付け水に、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）を加え、次いで、６Ｎ塩酸を加えたときのｐＨとＯＲＰの変化を示す。 図１４のときの溶存水素とＯＲＰの変化を示している。 条件付け水に水素化ホウ素ナトリウムを供給し、その後に６Ｎ塩酸を２回投与してｐＨを下げたときのＯＲＰの時間的変化を示す。 図１６のときの溶存水素（水素ガスの発生）の時間的変化を示す。 水素化ホウ素ナトリウムのみに６Ｎ塩酸を添加したときの溶存水素とＯＲＰの推移を示すグラフである。 水素化カルシウムにより条件付けされた水に水素化ホウ素ナトリウムを加え、その後、２度の６Ｎ塩酸を加えたときのｐＨとＯＲＰの推移を示すグラフである。 図１９のときの溶存水素とＯＲＰの推移を示す。 水素化マグネシウムにより条件付けされた水に水素化ホウ素ナトリウムを加え、その後に２度の６Ｎ塩酸を加えたときのｐＨとＯＲＰの推移を示すグラフである。 図２１のときの溶存水素とＯＲＰの推移を示す。 水道水２００ｍｌに、水素化カルシウム０．４ｇと、水素化マグネシウム０．４ｇを入れて条件付け水を生成し、その後、５００μｌ、１０００μｌ、１０ｍｌの６Ｎ塩酸を３回に分けて添加したときのｐＨとＯＲＰの時間的変化を示す。 図２３のときの水素ガスの発生状況を示す。 図２５は、水道水２００ｍｌに水素化カルシウム０．８ｇを溶かし、６Ｎ塩酸を２度に分けて添加したときのｐＨとＯＲＰの時間的変化を示す。 図２５のときの溶存水素とＯＲＰの時間的変化を示す。 水道水２００ｍｌに水素化マグネシウム０．８ｇを溶かし、６Ｎ塩酸を２度に分けて添加したときのｐＨとＯＲＰの時間的変化を示す。 図２７のときの溶存水素とＯＲＰの時間的変化を示す。 条件付け水に水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）、酢酸を添加したときのｐＨとＯＲＰの時間的変化を示す。 図２９のときの溶存水素とＯＲＰの時間的変化を示す。 金属マグネシウムを含む水道水に塩酸を添加したときのｐＨとＯＲＰの時間的変化を示す。 図３１のときの溶存水素とＯＲＰの時間的変化を示す。 条件付け水に金属マグネシウムと塩酸を添加したときのｐＨとＯＲＰの時間的変化を示す。 図３３のときの溶存水素とＯＲＰの時間的変化を示す。 水素化マグネシウムで条件付けされた水に金属マグネシウムを添加し、さらに塩酸を添加したときのｐＨとＯＲＰの時間的変化を示す。 図３５のときの溶存水素とＯＲＰの時間的変化を示す。 本発明の実施例に係る水素発生装置の構成例を示す図である。 本発明の実施例に係る条件付け水の水素貯蔵または水素発生の状態を説明する図である。
　以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
　図１は、本発明の実施例に係る水素貯蔵方法を説明するフローであり、この貯蔵方法は、次のステップを含んで構成される。先ず、水素がプロチウム化が可能な状態で含まれるように処理された水（以下、条件付け水という）を用意し（ステップＳ１０１）、次に、条件付け水に水素を含むガスを供給し（ステップＳ１０２）、条件付け水に水素を常温にて安定的に貯蔵する（ステップＳ１０３）。
　図２は、条件付け水の製造方法を説明するフローである。ここでは、一例として水素化金属または水素貯蔵金属により条件付け水を生成する方法を説明する。先ず、元素周期律表上に示されているアルカリ金属、アルカリ土金属、第１３族そして第１４族の金属のいずれか、またはそれらの少なくとも１つの金属を含む物質を用意する（ステップＳ２０１）。次に、この物質は、高温で酸化焼成する。（ステップＳ２０２）。
　次に、物質は、高温無酸素状態（水素ガス、または水素ガスと窒素ガスの混合ガスを含む炉内）におかれる（ステップＳ２０３）。例えば、上記の炉内の温度を７００℃またはそれ以上の温度に保ち一定時間、還元焼成する。次に、物質は、無酸素状態のまま、常温にさます。（ステップＳ２０４）。
　こうして水素化金属または水素化貯蔵金属が生成される（ステップＳ２０５）。高温酸化焼成から高温無酸素還元焼成を経て常温無酸素状態の処理を行うことで、炉中の水素ガスＨ２は、Ｈ２⇔Ｈ＋＋Ｈ－のようにプラズマ化し、水素化金属すなわちイオン結合性の水素化金属が生成される。この水素化金属が水に浸されたとき、水素化金属の表面でプロチウム化が起こり、マイナス水素イオン（Ｈ－）を含むアルカリ還元性ミネラルイオン水である、条件付け水、すなわち、電離水素水が生成される（ステップＳ２０６）。
　また、本発明者によって発明された特許第４２１８９３９号のセラミックボールや、特許第４４０４６５７のサンゴカルシウムを用いて条件付け水を生成することも可能である。セラミックボールやサンゴカルシウムの製造において、高温酸化焼成状態から、高温無酸素還元焼成状態を経て常温無酸素還元状態に戻る工程中に、炉の雰囲気中に含まれる水素ガスＨ２は、Ｈ２⇔Ｈ＋＋Ｈ－のようにプラズマ化し、素材中の粘土の中に含まれる珪素が溶けてセラミック化する。サンゴカルシウム粉末中に含まれるＣａＣＯ３は、ＣａＣＯ３→ＣａＯ→ＣａＨ２と変化し、カルシウムの水素化物（水素化カルシウム＝水素化金属の一種であるイオン結合性の水素化金属）ができる。このような条件付け水においても、マイナス水素イオンが発生され得る。
　図３は、水素のプロチウム化の模式図であり、Ｈ２⇔２Ｈ０、Ｈ＋⇔Ｈ０、Ｈ２⇔２Ｈ－、Ｈ＋⇔Ｈ－の如く水素原子における荷電変換が起こると考えられる。水素工学の分野では、Ｈ－⇔Ｈ＋⇔２ｅ－の物理化学反応が実験的に確かめられており、水中に置かれた水素化金属の表面では水素のプロチウム化が起こっていることは確実である。よって、水素化金属の構造表面上で、水素のプロチウム化が起こり、Ｈ＋⇔Ｈ０⇔Ｈ－が起こり、水素化金属による処理をした水には、マイナス水素イオン（Ｈ－）が含まれている。
　図４は、原水（水道水）と条件付け水とのｐＨとＯＲＰ（酸化還元電位）の時間的変化を対比するグラフである。図中、縦軸はｐＨとＯＲＰ（ｍＶ）、横軸は時間（ｈ）である。原水のｐＨは、７よりも幾分大きい状態を継続し、ＯＲＰは約７６０ｍＶ程度でほぼ一定である。他方、条件付け水では、水素化金属の表面でプロチウム化が生じ、周囲の水のｐＨを１１弱にコントロールし、そしてＯＲＰを－２６０ｍＶにコントロールし、この状態が長時間（グラフでは６時間）にわたって継続される。従って、条件付け水は、原水とは全く異なる水質に変化しており、この条件が作り出されるとき、常温、有酸素状態のアルカリ還元性ミネラルイオン水の中で、マイナス水素イオン（Ｈ－）がイオンとして常時間安定して存在することができる系が存在し得ることがわかる。
　図５は、水素化金属として水素化カルシウムおよび水素化マグネシウムによってそれぞれ条件付け水のｐＨとＯＲＰを示し、比較例として、水酸化カルシウムおよび水酸化マグネシウムを含む水のｐＨとＯＲＰを示す。水素化カルシウムでは、ｐＨが１３弱、ＯＲＰが約０ｍＶであり、この状態が２４時間継続されるのに対し、水酸化カルシウムでは、ｐＨは１３弱で同程度であるが、ＯＲＰは約３００ｍＶである。また、水素化マグネシウムでは、ｐＨが１１弱、ＯＲＰが－７００ｍＶ～－５００ｍＶ弱の範囲で約２４時間継続されるのに対し、水酸化マグネシウムでは、ｐＨはほぼ１０であり、ＯＲＰは約４５０ｍＶである。このように、水素化カルシウムや水素化マグネシウムにより処理された条件付け水では、水素のプロチウム化によるマイナス水素イオン（Ｈ－）がイオンとして常時間安定して存在することができる系が存在し得ることがわかる。
　再び図１に戻り、水素を含むガスの供給（ステップＳ１０２）および水素の貯蔵（ステップＳ１０３）について説明する。図６は、水道水および条件付け水に水素ガスを吹き込んだ場合のｐＨ、ＯＲＰおよび溶存水素（ｐｐｂ）の関係を示す。水道水に水素ガスを吹き込めば、それに同期して一時的にＯＲＰは下がるが、その後もとのＯＲＰに戻る。つまり、原水に水素ガスを吹き込んでも、還元力は長時間維持されない。また、溶存水素もまた一時的に上昇し、ゼロになる。他方、条件付け水に水素ガスを吹き込めば、それに同期してＯＲＰは下がるが、その後もＯＲＰは、負の電位を維持し、すなわち、マイナス水素イオン（Ｈ－）がイオンとして安定して存在していることが確認できる。
　図７は、図６で水素ガスを吹き込んだときの水道水と条件付け水の８４時間経過後の溶存水素とＯＲＰの関係を示している。水道水では、溶存水素が０になった場合、スターラーで攪拌しても水素ガスが発生することはない。他方、条件付け水では、溶存水素が０になってからスターラーで攪拌し続けると、８４時間後に再び水素ガスが放出される。すなわち、条件付け水において水素ガスが吹き込むことで溶存水素が０になった後に水素ガスを発生するということは、水素が条件付け水に、一定期間、常温で安定的に貯蔵され得ることを意味する。図８は、条件付け水の溶存水素のスケールをクローズアップしたグラフであり、約８４時間後に、溶存水素０の状態から水素ガスが発生されている。
　図９は、条件付け水に水素ガスを５分、２回吹き込んだときの溶存水素と時間の関係を示すグラフである。水素ガスを２回吹き込んだ場合、溶存水素が０になってから、１４８時間後に水素ガスが発生される。水素ガスを１回吹き込んだ場合と比較して、６０時間後に水素ガスが放出され始める。すなわち、水素ガスを１回吹き込んだときよりも、より長い時間、水素が安定的に貯蔵されたことを確認することができる。
　このように、条件付け水では、プロチウム化された水素が、Ｈ０ ２⇔Ｈ＋＋Ｈ－のような状態で存在し、そこに水素ガスを吹き込むと、水素ガスはプロチウム化または電離された状態で安定的に貯蔵されると考えられる。また、上記の例では、条件付け水に水素ガスを吹き込むようにしたが、水素ガス以外に、水素を含む物質、例えば、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）、又は、Ｍｇなどの水素を発生させる物質があってもよい。
　図１０は、水素貯蔵装置の構成例を示す図である。水素貯蔵装置１０は、条件付け水を保持する容器１２と、水素ガス等の水素を含む物質を保持する容器１４と、水素貯蔵タンク２０とを含む。条件付け水用容器１２は、流量調整弁１６を介してパイプなどによって水素貯蔵タンク２０に接続され、容器１４は、流量調整弁１８を介してパイプなどによって水素貯蔵タンク２０に接続される。流量調整された条件付け水と流量調整された水素を含む物質が水素貯蔵タンク２０に供給され、そこに、水素が貯蔵された条件付け水が保持される。
　また、図１０に示すように、水素貯蔵装置１０Ａは、水素を含む物質を保持する容器１２と、条件付け水／水素貯蔵タンク２２とを有する構成であってもよい。この場合、条件付け水が保持されたタンク２２に、水素を含む物質又は、Ｍｇなどの水素を発生させる物質が流量調整弁１６を介して供給され、タンク２２内の条件付け水に水素が貯蔵される。
　次に、本実施例の水素発生方法について説明する。図１１Ａ、１１Ｂは、水素発生方法を説明するフローチャートである。図１１Ａにおいて、水素貯蔵方法のときと同様に、条件付け水を用意し（ステップＳ３０１）、次いで、条件付け水に水素を貯蔵する（ステップＳ３０２）。次に、水素が貯蔵された条件付け水に酸素ガスを吹き込み（ステップＳ３０３）、条件付け水から水素を発生させる（ステップＳ３０４）。
　上記図７ないし図９で示したように、水素が貯蔵された条件付け水において、スターラーで攪拌を続けると、８４時間経過後または１４８時間経過後に水素ガスが発生される。条件付けされた水の中で、プロチウム化した水素は、Ｈ０ ２⇔Ｈ＋＋Ｈ－のような状態になっていると考えられるので、このような水の中のＨ－は、何時でも自由自在に水素分子Ｈ０ ２になり得る。そのような水に、一定量の空気または酸素ガスが吹き込まれると、Ｈ＋＋Ｈ－⇒Ｈ０ ２の反応を起こさせることができ、溶存酸素ゼロの状態から、Ｈ０ ２、すなわち水素ガスを放出させることができる。
　図１２は、条件付けした水に酸素ガスを1時間吹き込んだときの溶存水素とＯＲＰの関係を示している。酸素ガス（Ｏ２）を１時間吹き込むと、その直後から水素ガスが継続的に長時間にわたり（図では８０時間以上）発生される。また、ＯＲＰは、放出されたＨ０ ２の量に比例して徐々に上昇している。
　また、図１１Ｂのフローチャートに示す水素発生方法では、条件付け水を用意し（ステップＳ３０１）、条件付け水に水素を貯蔵し（ステップＳ３０２）、次いで条件付け水のｐＨを下げ（ステップＳ３０３）、条件付け水から水素を発生させる（ステップＳ３０４）。条件付け水のｐＨは、水素を貯蔵した後もアルカリ性であるが（図６の例では、ｐＨ９前後である）、このｐＨを下げると、Ｈ＋が増加され、水素ガスＨ０ ２が発生される。
　図１３は、条件付け水のｐＨを下げたときの溶存水素の変化を示すグラフである。条件付け水のｐＨを下げるため、例えば、塩酸（HCl）を条件付け水に加えると、ｐＨは、アルカリ性から酸性に変化する。これと同期して、ＯＲＰは、約－２６０ｍＶから３８０ｍＶ程度に上昇する。さらに、ｐＨが下がると、急激に水素ガスが発生され、水素ガスの発生量は、約２０時間を経過したあたりから徐々に減少し、４０時間程度にわたり水素ガスの発生が継続される。
　図１４は、条件付け水に、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）を加え、次いで、６Ｎ塩酸を加えたときのｐＨとＯＲＰの変化を示し、図１５は、このときの溶存水素とＯＲＰの変化を示している。水素化金属である水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）を加えると、条件付け水のＯＲＰが約－８００ｍＶにまで変化し、それに応答して、図１５に示すように溶存水素が上昇する。また、ｐＨは、約１２である。この状態が約２０時間継続された後に、６Ｎ塩酸を加えて条件付け水のｐＨを下げる。ｐＨは、約１２から１１強に下がると、これに同期するように水素ガスが一気に発生する。同時に、ＯＲＰが約－１０００ｍＶまで上昇する。ｐＨが１１強に低下された状態が継続している間、水素ガスの発生が継続される。図１５では、約１００時間強まで水素ガスの発生が続く。
　図１６は、条件付け水に水素化ホウ素ナトリウムを供給し、その後に、６Ｎ塩酸を２回投与してｐＨを下げたときのＯＲＰの時間的変化を示し、図１７は、そのときの溶存水素（水素ガスの発生）の時間的変化を示している。図１７に示すように、２度の６Ｎ塩酸の投与に応答して水素ガスが大きく発生し、その溶存水素量は、約１２００ｐｐｂであり、１度の６Ｎ塩酸の投与のときの水素ガスの溶存水素量が７００ｐｐｂ（図１５を参照）よりも大きいことが確認された。
　図１８は、同じ条件で水素化ホウ素ナトリウムのみに６Ｎ塩酸を添加したときの溶存水素とＯＲＰの推移を示すグラフである。この場合、６Ｎ塩酸を添加しても、水素ガスは発生しないことが確認された。
　図１９は、水素化カルシウム（ＣａＨ２）により条件付けされた水に水素化ホウ素ナトリウムを加えし、その後、２度の６Ｎ塩酸を加えたときのｐＨとＯＲＰの推移を示すグラフである。６Ｎ塩酸は、１度目に５００μl、２回目に１０００μlを加えている。図２０は、このときの溶存水素とＯＲＰの推移を示している。ここでも、６Ｎ塩酸を加えてｐＨを下げると、水素ガスが発生し、２度目の６Ｎ塩酸を加えたときに水素ガスの発生が急激に増加している。
　図２１は、水素化マグネシウム（ＭｇＨ２）により条件付けされた水に水素化ホウ素ナトリウムを加え、その後に、２度の６Ｎ塩酸を加えたときのｐＨとＯＲＰの推移を示すグラフである。図２２は、このときの溶存水素とＯＲＰの推移を示している。ここでも、６Ｎの塩酸を添加してｐＨを下げると、水素ガスが発生し、約１０，０００ｐｐｂの溶存水素を計測した。
　図２３は、水道水２００ｍｌに、水素化カルシウム０．４ｇと、水素化マグネシウム０．４ｇを入れて条件付け水を生成し、その後、５００μｌ、１０００μｌ、１０ｍｌの６Ｎ塩酸を３回に分けて添加したときのｐＨとＯＲＰの時間的変化を示し、図２４は、このときの水素ガスの発生状況を示している。１回目の６Ｎ塩酸の添加では、ｐＨの下げは僅かであり、それに応じて水素ガスの発生も僅かである。２回目の６Ｎ塩酸の添加によりｐＨが幾分だけ下がると、水素ガスの発生が増加し始め、３回目でｐＨが大きく下がると、水素ガスが大量に放出された。
　図２５は、水道水２００ｍｌに水素化カルシウム（ＣａＨ２）０．８ｇを溶かし、６Ｎ塩酸を２度に分けて添加したときのｐＨとＯＲＰの時間的変化を示し、図２６は、このときの溶存水素とＯＲＰの時間的変化を示している。測定は、溶液の上澄みである。１度目の６Ｎ塩酸は、１０００μｌ、２度目は、１０ｍｌである。１度目の６Ｎ塩酸の添加でｐＨが下がり、水素ガスが発生し、２度目の６Ｎ塩酸の添加でｐＨが大きく下がり、これに応じて、最大で約９．５ｐｐｂの溶存水素量を計測し、また、ＯＲＰも上昇した。
　図２７は、水道水２００ｍｌに水素化マグネシウム０．８ｇを溶かし、６Ｎ塩酸を２度に分けて添加したときのｐＨとＯＲＰの時間的変化を示し、図２８は、このときの溶存水素とＯＲＰの時間的変化を示している。ここでは、１度目、２度目の６Ｎ塩酸の添加量は、それぞれ１０００μl、１０ｍｌである。１度目の６Ｎ塩酸の添加でｐＨが大きく下がり、これに応じて最大で約１１００強のｐｐｂの水素ガスが発生し、２度目の６Ｎ塩酸の添加でも最大で１１００強のｐｐｂの水素ガスが発生し、その状態が長時間継続された。
　図２９は、条件付け水に水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）を０．８ｇ入れ、次いで、酢酸を５００μｌ、１０００μｌ入れてｐＨを低下させたときのｐＨとＯＲＰの時間的変化を示し、図３０は、そのときの溶存水素とＯＲＰの時間的変化を示している。水素化ホウ素ナトリウムの添加によりＯＲＰが幾分低下するがｐＨ、溶存水素は殆ど変わらない。１度目の酢酸の添加でｐＨは低下し、これに応答して若干溶存水素が上昇する。２回目の酢酸の添加でｐＨが大きく低下し、ＯＲＰが上昇し、溶存水素も大きく上昇することが観察された。
　図３１は、金属マグネシウムを含む水道水に塩酸を添加したときのｐＨとＯＲＰの時間的変化を示し、図３２は、そのときの溶存水素とＯＲＰの時間的変化を示している。１回目の塩酸の添加は、５００μｌ、２回目の塩酸の添加は、１０ｍｌである。１回目の塩酸の添加によりｐＨは大きく低下し、ＯＲＰは上昇し、さらに溶存水素が大きく上昇し、大量の水素が発生する。
　図３３は、条件付け水に金属マグネシウムと塩酸を添加し、ｐＨを下げたときのｐＨとＯＲＰの時間的変化を示し、図３４は、そのときの溶存水素とＯＲＰの時間的変化を示している。１回目の塩酸の添加は、５００μｌ、２回目の塩酸の添加は、１０ｍｌである。図３１に示したように、金属マグネシウムと塩酸とが反応することで大量の水素を発生させることができる。条件付けした水に金属マグネシウムを添加し、そこに塩酸を添加すると、金属マグネシウムと塩酸との反応によって発生された水素ガスが条件付け水に貯蔵される。図３４に示すように、塩酸を添加したときの溶存水素の量は、図３２のときの溶存水素の量と比べてはるかに小さく、このことは、水素が条件付け水に貯蔵されたことを意味する。
　図３５は、水素化マグネシウムで条件付けされた水に金属マグネシウムを添加し、塩酸でｐＨをさげたときのｐＨとＯＲＰの時間的変化を示し、図３６は、そのときの溶存水素とＯＲＰの時間的変化を示している。１回目の塩酸の添加は、５００μｌ、２回目の塩酸の添加は、１０００μｌである。１回目の塩酸の添加によってｐＨが大きく下がり、ＯＲＰが上昇するが、溶存水素はさほど変化せず、塩酸の添加によって発生された水素が条件付け水に貯蔵されている。２回目の塩酸の添加によって、下がったままのｐＨは、殆ど変化しないが、溶存水素が大きく上昇し、大量の水素ガスが長時間にわたり発生される。
　図３７は、水素発生装置の構成例を示す図である。水素発生装置３０は、条件付け水を保持する容器３２と、酸素ガスや塩酸等の酸を含む物質を保持する容器３４と、水素発生タンク４０とを含む。条件付け水用容器３２は、流量調整弁３６を介してパイプなどによって水素発生タンク４０に接続され、容器３４は、流量調整弁３８を介してパイプなどによって水素発生タンク４０に接続される。流量調整された条件付け水と流量調整された酸を含む物質が水素発生タンク４０に供給され、そこに、水素が発生される。
　また、図３７に示すように、水素発生装置３０Ａは、水素を含む物質を保持する容器３２と、条件付け水／水素発生タンク４２とを有する構成であってもよい。この場合、条件付け水が保持されたタンク４２に、酸を含む物質が流量調整弁３６を介して供給され、タンク４２内の条件付け水から水素が発生される。
　図３８は、本実施例の条件付け水の水素貯蔵または水素発生の状態を説明する図である。条件付け水には、水素がプロチウム化された状態、すなわち、Ｈ＋＋Ｈ－のイオン化された状態で存在し、条件付け水に、Ｈ２ガスやその他の水素を含む物質又は、Ｍｇなどの水素を発生させる物質を添加すると、Ｈ２（水素分子）は、Ｈ＋＋Ｈ－のイオン化された状態で貯蔵される。他方、条件付け水に、酸素ガス（Ｏ２）、空気、塩酸、酢酸などの酸を含む物質またはｐＨを下げる物質を添加すると、Ｈ＋＋Ｈ－⇒Ｈ０ ２の反応が促進され、水素ガスが発生する。このように水素化金属を入れた水は、物性が変わり、水素ガスを安定的に貯蔵し、ｐＨを下げることで水素ガスを発生することができる。また、条件付け水は、水素が電離して水の中に溶存された水＝電離水素水と言うこともできる。
　本実施例で説明した水素貯蔵方法、水素発生方法、水素貯蔵装置および水素発生装置は、水素をエネルギー源とする水素電池、水素エンジンなどに利用することができる。本実施例の水素貯蔵および発生は、常温で非常に安定的に水素を貯蔵し発生させることができるため、水素電池、水素エンジンなどにおいて安全に利用することができる。
　本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

Claims (28)

  1. 水素がプロチウム化された条件付け水を生成し、
    　当該条件付け水に水素を含む物質を供給することにより水素を貯蔵する、
    　水素貯蔵方法。
  2. 水素がプロチウム化された条件付け水を生成し、
    　当該条件付け水に水素を発生させる物質を供給することにより水素を貯蔵する、
    　水素貯蔵方法。
  3. 前記水素を含む物質は、水素を含むガスである、請求項１に記載の水素貯蔵方法。
  4. 前記水素を含む物質は、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）である、請求項１または２に記載の水素貯蔵方法。
  5. 前記条件付け水は、Ｈ＋＋Ｈ－のイオンを含む、請求項１ないし４いずれか１つに記載の水素貯蔵方法。
  6. 前記条件付け水は、アルカリ金属、アルカリ土金属、第１３族および第１４族の金属の少なくとも１つを含む水素化金属によって処理された水である、請求項１ないし５いずれか１つに記載の水素貯蔵方法。
  7. 水素がプロチウム化された条件付け水を生成し、
    　当該条件付け水のｐＨを下げることで水素ガスを発生させる、
    　水素発生方法。
  8. 水素発生方法はさらに、前記条件付け水に水素を含む物質を供給することにより水素を貯蔵するステップを含む、請求項７に記載の水素発生方法。
  9. 前記ｐＨを下げる物質は、空気である、請求項７または８に記載の水素発生方法。
  10. 前記ｐＨを下げる物質は、酸素ガスである、請求項７または８に記載の水素発生方法。
  11. 前記ｐＨを下げる物質は、酸を含む物質である、請求項７または８に記載の水素発生方法。
  12. 前記条件付け水は、Ｈ＋＋Ｈ－のイオンを含む、請求項７ないし１１いずれか１つに記載の水素貯蔵方法。
  13. 条件付け水は、水素化金属によって処理された水であり、当該条件付け水に水素化ホウ素ナトリウムを供給することで水素を貯蔵し、酸を含む物質を加えることで水素を発生させる、請求項７ないし１２いずれか１つに記載の水素発生方法。
  14. 条件付け水は、水素化金属によって処理された水であり、当該条件付け水に水素化ホウ素ナトリウムを供給することで水素を貯蔵し、酸を含む物質を加えることで水素を発生させる、請求項７ないし１２いずれか１つに記載の水素発生方法。
  15. 条件付け水は、水素化カルシウムによって処理された水であり、当該条件付け水に水素化ホウ素ナトリウムを供給することで水素を貯蔵し、酸を含む物質を加えることで水素を発生させる、請求項７ないし１２いずれか１つに記載の水素発生方法。
  16. 前記水素化金属は、アルカリ金属、アルカリ土金属、第１３族および第１４族の金属の少なくとも１つである、請求項１３に記載の水素発生方法。
  17. 水素がプロチウム化された条件付け水を収容する収容手段と、
    　前記収容手段に収容された条件付け水に水素を含む物質を供給する供給手段と、
    　を有する水素貯蔵装置。
  18. 水素がプロチウム化された条件付け水を収容する収容手段と、
    　前記収容手段に収容された条件付け水に水素を発生させる物質を供給する供給手段と、
    　を有する水素貯蔵装置。
  19. 前記水素を含む物質は、水素を含むガスである、請求項１７に記載の水素貯蔵装置。
  20. 前記水素を含む物質は、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）である、請求項１７に記載の水素貯蔵装置。
  21. 前記条件付け水は、Ｈ＋＋Ｈ－のイオンを含む、請求項１７または１８に記載の水素貯蔵装置。
  22. 前記条件付け水は、アルカリ金属、アルカリ土金属、第１３族および第１４族の金属の少なくとも１つを含む水素化金属によって処理された水である、請求項１７または１８に記載の水素貯蔵装置。
  23. 水素がプロチウム化された条件付け水を収容する収容手段と、
    　前記収容手段に収容された条件付け水のｐＨを下げる物質を供給する供給手段と、
    　を有する水素発生装置。
  24. 前記ｐＨを下げる物質は、空気である、請求項２３に記載の水素発生装置。
  25. 前記ｐＨを下げる物質は、酸素ガスである、請求項２３に記載の水素発生装置。
  26. 前記ｐＨを下げる物質は、酸を含む物質である、請求項２３に記載の水素発生装置。
  27. 前記条件付け水は、Ｈ＋＋Ｈ－のイオンを含む、請求項２３ないし２６いずれか１つに記載の水素発生装置。
  28. 前記条件付け水は、アルカリ金属、アルカリ土金属、第１３族および第１４族の金属の少なくとも１つを含む水素化金属によって処理された水である、請求項２３に記載の水素発生装置。
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