JPH0218281B2 - - Google Patents

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JPH0218281B2
JPH0218281B2 JP59138197A JP13819784A JPH0218281B2 JP H0218281 B2 JPH0218281 B2 JP H0218281B2 JP 59138197 A JP59138197 A JP 59138197A JP 13819784 A JP13819784 A JP 13819784A JP H0218281 B2 JPH0218281 B2 JP H0218281B2
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JP
Japan
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heat
hydrogen
storage container
hydrogen storage
alloy
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Application number
JP59138197A
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English (en)
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JPS6046901A (ja
Inventor
Nobuyuki Yanagihara
Koji Gamo
Yoshio Moriwaki
Tsutomu Iwaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、熱貯蔵容器と水素貯蔵容器とが熱交
換可能に連結されている水素ガスの貯蔵装置から
水素ガスを放出する方法に関する。
従来例の構成とその問題点 従来、水素を貯蔵する方法として高圧タンクや
保冷タンクを用いる方法があるが、前者は高重量
のため輸送において、また後者は超低温液体を取
扱うために安全性においてそれぞれ問題がある。
これらの問題点を解決するものとして水素を固形
化する方法、すなわち金属水素化物として貯蔵す
る方法が提案されている。
現在開発されている代表的な金属水素化物を形
成する合金としては、LaNi5、MmNi5
TiMn1.5、TiFe、TiCo、Mg2Ni、Mg2Cuなどが
ある。
この水素吸蔵合金(金属水素化物)を用いた水
素ガスの貯蔵方法において、水素を吸蔵する時は
発熱反応であり、水素を放出する時は吸熱反応で
ある。したがつて、水素を放出させる時は、外部
熱源を用いて直接的または間接的に加熱する方法
が採られていた。一方、外部熱源を使用しない場
合は、水素放出時合金温度が低下し、周囲温度と
十分熱交換できないために流量の低下が起こり、
利用できる有効水素量が減少し、さらに全貯蔵水
素を利用するためには長時間を要するなどの欠点
を持つている。外部熱源を使うことは省エネルギ
ーの立場より少ない方が望まれているが、全く使
用しない場合は上記の様な欠点を有することにな
る。
発明の目的 本発明は、上記の様な点を解消し、効率的に貯
蔵水素を放出する方法を提供するものである。
発明の構成 本発明は、水素吸蔵合金の性質である水素吸蔵
時の発熱量に着目し、この熱量を一度熱貯蔵容器
内に蓄積し、この蓄積した熱量と、外部補助熱源
による熱量を併用して、水素の放出に利用するも
のである。
すなわち、本発明は、水素貯蔵容器に内蔵した
水素吸蔵合金と熱交換可能に連結された熱媒体を
含み水素貯蔵容器とは独立した熱貯蔵容器および
上記熱媒体を加熱する補助熱源を備えた装置にお
いて、水素吸蔵時の熱量と補助熱源による熱量と
を併用して水素の放出を行わせることを特徴とす
る。
実施例の説明 第1図において、1は水素吸蔵合金2を内蔵し
た水素貯蔵容器で、その両端開口部には開閉栓
3,3′がパツキング4,4′を介して固定され、
水素供給管5と水素取出管6が連結されている。
管5にはバルブ7を、また管6にはバルブ8を
各々備えている。水素貯蔵容器1内には合金粒子
の流出を防止するためのフイルター9,9′が設
けてあり、合金2と接するように熱交換器10が
配設されている。この熱交換器10は、熱貯蔵容
器11の熱交換器12とポンプ13を介して連通
管14で連結されている。熱貯蔵容器11内には
熱媒体15が入れてある。16はその熱媒体注入
用の栓である。17は熱媒体15を加熱するため
の電気ヒータ、18はその電源である。熱貯蔵容
器11はその周囲が断熱材で被覆され、蓄熱でき
るようになつている。熱媒体としては、水、エチ
レングリコールまたはこれらの混合物などがよ
い。
第2図の装置は、第1図の電気ヒータ17の代
わりに加熱源として太陽熱、ガスの燃焼熱、廃熱
などを利用したものである。すなわち、これらの
熱源19を利用して熱貯蔵槽20内の熱媒体21
を直接又は間接的に加熱し、この熱量を熱貯蔵容
器11へ移動させるようにしたもので、槽20内
の熱交換器22と容器11内の熱交換器23とを
ポンプ24を有する管25で連結したものであ
る。なお外部熱源19を用いて、直接熱媒体15
を加熱するようにしてもよい。
第3図は、水素貯蔵容器26を直接熱貯蔵容器
27中に入れ、熱媒体28を通して熱交換する構
成のものである。水素貯蔵容器の内部には水素吸
蔵合金29、フイルター30を備え、開口部には
開閉栓31がパツキング32を介して固定され、
水素バルブ33を介して管34が連結されてい
る。熱媒体28は直接水素貯蔵容器と接触し、電
気ヒータ35で加熱された熱、または水素貯蔵時
の熱が熱媒体28に蓄積される構成となつてい
る。
つぎに、第1図の装置の操作方法を説明する。
まず、開口部より粒状にした水素吸蔵合金を容器
1内へ入れ、開閉栓3,3′で連結管5,6を固
定し、一方のバルブ8を閉じ他方のバルブ7を開
け、バルブ7側より真空ポンプなどで、管5,6
および容器1内の空気を除去した後、水素ガスを
供給する。水素ガスはフイルター9を通つて水素
吸蔵合金2に吸蔵される。この時発生する熱は、
熱交換器10を通して管14内の熱媒体をポンプ
13で循環させることにより熱貯蔵容器11内に
蓄積させる。水素吸蔵が完了すると、バルブ7を
閉じてバルブ8を開き、必要流量に調節しながら
吸蔵した水素を取り出す。同時に、電源18をオ
ンとし、熱貯蔵容器11内の電気ヒータ17で熱
媒体15を加熱する。先に蓄えた熱と外部熱源よ
り得られた熱を、再度、熱媒体をポンプ13で循
環させて水素吸蔵合金を加熱して水素の放出に利
用する。
第2図の装置は、第1図と熱源が異なるだけで
その他の操作はすべて同じである。外部熱源でま
ず貯蔵槽20の熱媒体21を加熱しておき、この
熱を熱交換器22と23を介して熱交換し、容器
14内の熱媒体15を加熱する。
第3図の装置は、熱貯蔵容器27の中に水素貯
蔵容器を入れ、水素吸蔵熱を蓄積し、電気ヒータ
で直接熱媒体をも加熱し、その両方の熱でもつて
水素の放出を行う。
つぎに、上記のような構成の装置を用いた水素
放出効果を実施例にもとづいて説明する。
実施例 1 水素吸蔵合金としてTiMn1.5を用いた。すなわ
ち、市販のチタン(純度99.5%以上)とマンガン
(純度99.5%以上)とをTiMn1.5の組成となるよう
に秤量し、アーク溶解炉で加熱溶解した後、10〜
50メツシユ程度の粒径に粉砕したものを用いた。
この合金粒子13Kgを直径100mm、長さ500mm、内
容積約4のアルミニウム製円筒形容器に入れて
水素貯蔵容器とした。TiMn1.5合金に貯蔵した水
素を有効に利用できる量は単位重量当り180c.c.
(常温)であるから、全合金による有効水素量は
約2.4m3となる。なお合金の水素吸蔵による膨張
を考慮して水素吸蔵容器内部の空間部分の比率を
約50%とした。
このような容器を熱貯蔵容器を介して、鋼又は
銅製の蛇状管を有する熱交換器などで連結した。
ポンプで熱媒体を循環させ、水素吸蔵時に発生す
る熱量を熱貯蔵容器内の熱媒体に熱交換して蓄積
した。熱媒体としては水を用い、3〜5/分の
流量で循環させた。熱貯蔵容器内の熱媒体を加熱
する手段として電気ヒータを採用した。熱貯蔵容
器内の熱媒体が30〜80℃程度の温度となるよう
に、レギユレータなどを用いて、供給電力を調整
する。この例では約30〜40℃程度になる様に調節
し、熱媒体の量として約7.5の水を用いた。
実施例 2 第2図の構成で、熱源19としてガスの燃焼熱
を用いた。熱貯蔵容器11内の熱媒体の温度は約
30〜40℃程度になるように調節した。その他の条
件はすべて実施例1と同じである。
実施例 3 第3図の構成で、熱媒体28の温度が約30〜40
℃となるように調整した。なお熱貯蔵容器の周囲
は断熱層で被覆した。水素貯蔵容器は実施例1と
同じ条件とした。
従来例としては、熱貯蔵容器を別に設けること
なく、水素吸蔵時の熱はそのまま自然放出し、水
素放出時も何ら加熱する手段を用いない場合とし
た。
上記の実施例および従来例において、水素貯蔵
容器内の合金に約2時間程で2.4m3の水素を吸蔵
させた後、水素放出流量を約15/分として放出
させたときの全貯蔵水素量に対する有効水素量の
比率を比較した。その結果、従来例では約45%、
実施例1〜3ではその2倍の約80〜90%であつ
た。
また、水素放出流量を下げて、水素放出圧力を
上昇させると、再度水素の放出が可能となる。流
量を約2〜5/分まで下げたときの全水素量を
放出させるのに要する時間は、従来例で約10時間
以上であるのに対して、実施例では約5時間で、
従来例の1/2であつた。従来例では、水素放出と
同時に水素放出圧力の低下が大きく、約30分程度
でその圧力も1/2程度となる。これは、周囲温度
との熱交換が十分でないため、水素貯蔵容器内の
合金温度が下がるためである。したがつて、約1
時間程度で水素の放出ができなくなる。このため
水素の利用効率が著しく低くなる。これに対し
て、実施例の様に、水素吸蔵時の熱と外部熱源の
熱とを併用する事により、水素の放出温度の下が
り方が少なく、水素の利用効率を向上させること
ができた。一方、水素吸蔵時の熱のみを使用し、
補助熱源を使用しない場合は約70%程度の水素放
出効率であり、補助熱源の働きにより、水素放出
効率を向上させることができる。
水素吸蔵時には水素貯蔵容器内の水素吸蔵合金
が発熱するので、水素吸蔵圧力が上昇し、水素吸
蔵効率が悪くなるので、水素貯蔵容器の周囲外壁
からの熱放出と熱媒体による冷却とによつて、水
素貯蔵容器の内部の温度を下げ、水素の貯蔵能力
を向上させている。
一方、水素放出時には、水素吸蔵時に熱貯蔵容
器内の熱媒体に蓄積した熱と補助熱源による熱と
を併用し、さらに水素貯蔵容器の外壁からの熱吸
収も加わつて、水素の放出を効果的にしているも
のと考えられる。
つぎに、水素吸蔵時の熱を蓄積せず、補助熱源
だけで加熱して、水素の放出を行わせた場合は、
実施例のように両熱を併用して使用する場合と比
べて、補助熱源の熱量として4〜6倍程を必要と
する。したがつて、外部熱源のみ使用する場合と
比較して実施例では、約70〜80%程の省エネルギ
ーとなる。
なお、ここに用いる水素吸蔵合金としては、常
温での水素放出圧力が1〜20気圧のものが望まし
い。
発明の効果 以上のように、本発明によれば、取り出し得る
水素放出流量も大きくすることができる上に、水
素の放出時間も短縮することができる。また有効
水素量が増大し、より多くの水素を取り出し得
る。さらに、水素利用効率と省エネルギーに大き
な効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の水素ガスの貯蔵装置
を示す全体構成図、第2図は他の実施例の要部の
構成図、第3図は他の実施例の構成図である。 1……水素貯蔵容器、2……水素吸蔵合金、
9,12……熱交換器、11……熱貯蔵容器、1
5……熱媒体、17……電気ヒータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 水素吸蔵合金を内蔵した水素貯蔵容器と、前
    記水素吸蔵合金と熱交換可能に連結された熱媒体
    を含み前記水素貯蔵容器とは独立した熱貯蔵容
    器、および前記熱媒体を加熱する補助熱源を備え
    た装置による貯蔵水素ガスの放出方法であつて、
    水素吸蔵時に熱貯蔵容器内の熱媒体に蓄積した熱
    と補助熱源による熱とを併用して水素の放出を行
    わせることを特徴とする貯蔵水素ガスの放出方
    法。
JP59138197A 1984-07-03 1984-07-03 貯蔵水素ガスの放出方法 Granted JPS6046901A (ja)

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JP59138197A JPS6046901A (ja) 1984-07-03 1984-07-03 貯蔵水素ガスの放出方法

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JPS6046901A JPS6046901A (ja) 1985-03-14
JPH0218281B2 true JPH0218281B2 (ja) 1990-04-25

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