JPH0524841B2 - - Google Patents
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- JPH0524841B2 JPH0524841B2 JP62254910A JP25491087A JPH0524841B2 JP H0524841 B2 JPH0524841 B2 JP H0524841B2 JP 62254910 A JP62254910 A JP 62254910A JP 25491087 A JP25491087 A JP 25491087A JP H0524841 B2 JPH0524841 B2 JP H0524841B2
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- Japan
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- hydrogen
- metal hydride
- flow material
- metal
- hydrogen flow
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C11/00—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
- F17C11/005—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/45—Hydrogen technologies in production processes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属水素化物反応容器用水素流通材に
関する。
関する。
ある種の金属や合金が発熱的に水素を吸蔵して
金属水素化物を形成し、また、この金属水素化物
が可逆的に吸熱的に水素を放出することが知られ
ており、近年、このような金属水素化物の特性を
利用した水素供給装置、ヒートポンプ等、種々の
金属水素化物装置が提案されている。
金属水素化物を形成し、また、この金属水素化物
が可逆的に吸熱的に水素を放出することが知られ
ており、近年、このような金属水素化物の特性を
利用した水素供給装置、ヒートポンプ等、種々の
金属水素化物装置が提案されている。
このような金属水素化物装置において、金属水
素化物は密閉した反応容器内に充填されて、水素
の吸蔵放出を行なう。第１図は従来のこのような
金属水素化物反応容器の一例を示し、一端に水素
出入口１を有する耐圧容器２は、容器内に金属水
素化物を封入するために、水素出入口に近接して
水素を透過しない隔壁３を容器横断方向に有し、
この隔壁の内側空間に金属水素化物が充填されて
いる。金属水素化物は、通常、数μｍ程度の微粒
子状で使用されるので、このような金属水素化物
の充填層内の水素の拡散を促進するために、通
常、耐圧容器内にはその軸方向に水素流通材４が
水素通路として配設されている。従つて、この水
素流通材は、水素を透過するが金属水素化物は透
過しない多孔質材料から構成されており、通常、
管状である。
素化物は密閉した反応容器内に充填されて、水素
の吸蔵放出を行なう。第１図は従来のこのような
金属水素化物反応容器の一例を示し、一端に水素
出入口１を有する耐圧容器２は、容器内に金属水
素化物を封入するために、水素出入口に近接して
水素を透過しない隔壁３を容器横断方向に有し、
この隔壁の内側空間に金属水素化物が充填されて
いる。金属水素化物は、通常、数μｍ程度の微粒
子状で使用されるので、このような金属水素化物
の充填層内の水素の拡散を促進するために、通
常、耐圧容器内にはその軸方向に水素流通材４が
水素通路として配設されている。従つて、この水
素流通材は、水素を透過するが金属水素化物は透
過しない多孔質材料から構成されており、通常、
管状である。
このような金属水素化物容器において、金属水
素化物の水素吸蔵時には、水素出入口から溶器内
に供給された水素は、隔壁を経て金属水素物の充
填層内に入るが、殆どは次いで拡散抵抗の少ない
水素流通材内に入り、これによつて容器内を軸方
向に分配され、再び金属水素化物の充填層に拡散
する。一方、水素放出時には同様に、金属水素化
物から放出された水素は殆どは水素流通材に入
り、容器の水素出入口側の水素流通材の端部近傍
から再び金属水素化物の充填層に拡散し、隔壁を
経て容器外に導かれる。
素化物の水素吸蔵時には、水素出入口から溶器内
に供給された水素は、隔壁を経て金属水素物の充
填層内に入るが、殆どは次いで拡散抵抗の少ない
水素流通材内に入り、これによつて容器内を軸方
向に分配され、再び金属水素化物の充填層に拡散
する。一方、水素放出時には同様に、金属水素化
物から放出された水素は殆どは水素流通材に入
り、容器の水素出入口側の水素流通材の端部近傍
から再び金属水素化物の充填層に拡散し、隔壁を
経て容器外に導かれる。
従来、この水素流通材としては、水素を透過さ
せるが、金属水素化物を透過させない数μｍの濾
過性能を備えたステンレス鋼や真ちゆうのような
金属粉末を焼結してなる多孔質管や、ポリテトラ
フルオロエチレンや塩化ビニル樹脂のような樹脂
からなる多孔質管が用いられている。
せるが、金属水素化物を透過させない数μｍの濾
過性能を備えたステンレス鋼や真ちゆうのような
金属粉末を焼結してなる多孔質管や、ポリテトラ
フルオロエチレンや塩化ビニル樹脂のような樹脂
からなる多孔質管が用いられている。
しかし、上記のような金属水素化物反応容器の
製作においては、水素流通材を容器内に保持させ
た後に金属容器を溶接したり、ろう付けをするこ
とが多いので、金属水素化物を反応させる際の温
度は低くとも、耐熱性を有することが要求され、
更に、一般に金属水素化物反応容器は長さが１ｍ
以上の管状容器に形成されることが多いので、水
素流通材料も長尺物に成形し得ることが望まし
い。
製作においては、水素流通材を容器内に保持させ
た後に金属容器を溶接したり、ろう付けをするこ
とが多いので、金属水素化物を反応させる際の温
度は低くとも、耐熱性を有することが要求され、
更に、一般に金属水素化物反応容器は長さが１ｍ
以上の管状容器に形成されることが多いので、水
素流通材料も長尺物に成形し得ることが望まし
い。
また、金属水素化物反応容器においては、図示
したように、水素流通材の末端から金属水素化物
が管内部に入り込まないように、未端を封止する
ことがあるが、この際に水素流通材の未端近傍の
多孔質構造を閉塞しないことが望ましい。
したように、水素流通材の末端から金属水素化物
が管内部に入り込まないように、未端を封止する
ことがあるが、この際に水素流通材の未端近傍の
多孔質構造を閉塞しないことが望ましい。
しかし、水素流通材が焼結金属管からなる場合
は、耐熱性にはすぐれるものの、弾性変形するこ
とが殆どなくて、金属水素化物の膨張収縮を吸収
できない。更に成形性、特に長尺物の製作が困難
である。また、未端を封止するためにろう付け等
を行なうと、末端部分の多孔質構造を閉塞して、
水素の透過性能を損なう。一方、樹脂製の多孔質
管の場合は、成形性にすぐれ、長尺物への成形加
工も容易ではあるが、耐熱性に劣るうえに、末端
の封止には例えばヒートヒール等によるので、焼
結金属管の場合と同様に末端部分の多孔質構造を
閉塞する。
は、耐熱性にはすぐれるものの、弾性変形するこ
とが殆どなくて、金属水素化物の膨張収縮を吸収
できない。更に成形性、特に長尺物の製作が困難
である。また、未端を封止するためにろう付け等
を行なうと、末端部分の多孔質構造を閉塞して、
水素の透過性能を損なう。一方、樹脂製の多孔質
管の場合は、成形性にすぐれ、長尺物への成形加
工も容易ではあるが、耐熱性に劣るうえに、末端
の封止には例えばヒートヒール等によるので、焼
結金属管の場合と同様に末端部分の多孔質構造を
閉塞する。
また、特に、水素流通材として樹脂製多孔質管
を用いる場合は、金属水素化物は水素を吸蔵する
際にその体質を膨張するので、このときに多孔質
管はその弾性復元力にかかわらずに圧しつぶさ
れ、水素通路として機能しなくなることがある。
このため、多孔質管の強度を高めるために気孔率
を小さくすれば、水素の流通時の圧損が大きくな
る。
を用いる場合は、金属水素化物は水素を吸蔵する
際にその体質を膨張するので、このときに多孔質
管はその弾性復元力にかかわらずに圧しつぶさ
れ、水素通路として機能しなくなることがある。
このため、多孔質管の強度を高めるために気孔率
を小さくすれば、水素の流通時の圧損が大きくな
る。
本発明は上記した問題を解決するためになされ
たものであつて、耐熱性にすぐれると共に、成形
加工性、特に、長尺物への加工が容易であり、し
かも、十分な強度を有する金属水素化物反応容器
用水素流通材を提供することを目的とする。
たものであつて、耐熱性にすぐれると共に、成形
加工性、特に、長尺物への加工が容易であり、し
かも、十分な強度を有する金属水素化物反応容器
用水素流通材を提供することを目的とする。
本発明の金属水素化物反応容器用水素流通材
は、筒状体の一端部の外径が拡開され、他端部が
封止されており、シリカ又はアルミナを主成分と
する繊維により形成され、多孔質であることを特
徴とするものである。
は、筒状体の一端部の外径が拡開され、他端部が
封止されており、シリカ又はアルミナを主成分と
する繊維により形成され、多孔質であることを特
徴とするものである。
本発明の金属水素化物反応容器用水素流通材を
製作するために用いるシリカ・アルミナ繊維（以
下、シリカ又はアルミナを主成分とする繊維を単
にシリカ・アルミナ繊維と称する。）として、例
えば「カオウール（商標名）」（イソライト・バブ
コツク耐火(株)製セラミツクフアイバー）として市
販されている繊維を好ましく用いることができ
る。この繊維は平均直径2.8μｍ、短繊維平均長さ
250mmである。
製作するために用いるシリカ・アルミナ繊維（以
下、シリカ又はアルミナを主成分とする繊維を単
にシリカ・アルミナ繊維と称する。）として、例
えば「カオウール（商標名）」（イソライト・バブ
コツク耐火(株)製セラミツクフアイバー）として市
販されている繊維を好ましく用いることができ
る。この繊維は平均直径2.8μｍ、短繊維平均長さ
250mmである。
次に本発明の金属水素化物反応容器用水素流通
材及びその製造方法を図面を参照して説明する。
材及びその製造方法を図面を参照して説明する。
第２図は本発明の流通材の一例を金属水素化物
反応容器内に設置した状態を示す断面図であり、
第３図は第２図で示した流通材を成形するための
型の一例を示す断面図であり、第４図は本発明の
流通材の異なる例を示す断面図である。図中１０
は筒状体１１の一端部が拡開されて拡管部１２が
形成され、他端部が封止されて封止部１３が形成
された流通材である。流通材２は耐圧容器２内に
収容され、拡開部１２を更に拡管して耐熱容器２
の内壁に密着されており、拡管部１２の壁が耐熱
容器２内部の金属水素化物の外部への透過を防止
するので第１図に示したような隔壁３を設ける必
要がない。
反応容器内に設置した状態を示す断面図であり、
第３図は第２図で示した流通材を成形するための
型の一例を示す断面図であり、第４図は本発明の
流通材の異なる例を示す断面図である。図中１０
は筒状体１１の一端部が拡開されて拡管部１２が
形成され、他端部が封止されて封止部１３が形成
された流通材である。流通材２は耐圧容器２内に
収容され、拡開部１２を更に拡管して耐熱容器２
の内壁に密着されており、拡管部１２の壁が耐熱
容器２内部の金属水素化物の外部への透過を防止
するので第１図に示したような隔壁３を設ける必
要がない。
上記水素流通材１０は前述のシリカ・アルミナ
繊維をプレス加工することにより製造できる。例
えば第３図に示すように一方が拡開された所定径
の半円状の溝を有する下型１４と同様の上型１５
の間に繊維塊を充填し、一端部付近が太くなされ
た棒状のインサート１６を介在させて数Kg／cm2の
加圧力で繊維塊の体積を1/2〜1/5程度に圧縮すれ
ばよい。又第３図において同一太さのインサート
を使用すれば第４図に示したような一端部の外径
が拡開され肉厚部１７の形成された流通材が得ら
れる。
繊維をプレス加工することにより製造できる。例
えば第３図に示すように一方が拡開された所定径
の半円状の溝を有する下型１４と同様の上型１５
の間に繊維塊を充填し、一端部付近が太くなされ
た棒状のインサート１６を介在させて数Kg／cm2の
加圧力で繊維塊の体積を1/2〜1/5程度に圧縮すれ
ばよい。又第３図において同一太さのインサート
を使用すれば第４図に示したような一端部の外径
が拡開され肉厚部１７の形成された流通材が得ら
れる。
又、インサート８に代えてスプリングコイルを
使用するとスプリングコイルが筒状体に内蔵され
た流通材が得られる。
使用するとスプリングコイルが筒状体に内蔵され
た流通材が得られる。
更に、本発明によれば、シリカ・アルミナ繊維
塊を上下型に充填し、成形する際に、無水ケイ酸
の微粒子の水分散液からなる硬化剤を繊維塊に含
浸させ、成形時に加圧加熱成形することにより、
成形物を硬化させ、その強度を高めることができ
る。また、水素流通材を成形した後に、これに上
記硬化剤を含浸させ、加熱することによつても、
硬化した強度の大きい水素流通材を得ることがで
きる。上記硬化剤は、通常、水100重量部に無水
ケイ酸微粒子10〜50重量部を分散させて得られ、
これを含浸させた繊維塊を200〜1000℃に加熱す
ることにより、有効に硬化させることができる。
また、本発明の水素流通材の強度を高めるために
は、例えば、流通材の外周面に金網を巻回しても
よく、併せて内壁面にも金網を沿わせてもよい。
塊を上下型に充填し、成形する際に、無水ケイ酸
の微粒子の水分散液からなる硬化剤を繊維塊に含
浸させ、成形時に加圧加熱成形することにより、
成形物を硬化させ、その強度を高めることができ
る。また、水素流通材を成形した後に、これに上
記硬化剤を含浸させ、加熱することによつても、
硬化した強度の大きい水素流通材を得ることがで
きる。上記硬化剤は、通常、水100重量部に無水
ケイ酸微粒子10〜50重量部を分散させて得られ、
これを含浸させた繊維塊を200〜1000℃に加熱す
ることにより、有効に硬化させることができる。
また、本発明の水素流通材の強度を高めるために
は、例えば、流通材の外周面に金網を巻回しても
よく、併せて内壁面にも金網を沿わせてもよい。
以上のように、本発明の水素流通材はシリカ・
アルミナ繊維を圧縮成形した多孔質構造であるの
で、1000℃程度のもの高温に対しても安定であつ
て、耐熱性にすぐれることは勿論、長尺物の製作
が容易であり、水素の透過性にすぐれる。また、
シリカ・アルミナ繊維はアスベスト繊維のような
有害性もない。
アルミナ繊維を圧縮成形した多孔質構造であるの
で、1000℃程度のもの高温に対しても安定であつ
て、耐熱性にすぐれることは勿論、長尺物の製作
が容易であり、水素の透過性にすぐれる。また、
シリカ・アルミナ繊維はアスベスト繊維のような
有害性もない。
以下に実施例を挙げて本発明を説明する。
実施例
平均直径2.8μｍ、短繊維平均長さ250mmのシリ
カ・アルミナ繊維を第２図に示したように一端が
封止され、他端が外径９mmに拡開され開放されて
いる長さ20mmの拡開部が形成された外径５mm、肉
厚１mm、長さ880mmの円筒状の流通材に圧縮成形
した。
カ・アルミナ繊維を第２図に示したように一端が
封止され、他端が外径９mmに拡開され開放されて
いる長さ20mmの拡開部が形成された外径５mm、肉
厚１mm、長さ880mmの円筒状の流通材に圧縮成形
した。
比較のために、１つは外径10mm、肉厚１mm、長
さ300mmのステンレス焼結管を３本溶接して長さ
900mmの両端開口円筒を得、両端開口を焼結金属
フイルターを溶接固定して、水素流通材を製作し
た。また、一つはポリテトラフルオロエチレン管
の両開口端をヒートシールしてなる外径10mm、肉
厚１mm、長さ900mmの流通材を製作した。
さ300mmのステンレス焼結管を３本溶接して長さ
900mmの両端開口円筒を得、両端開口を焼結金属
フイルターを溶接固定して、水素流通材を製作し
た。また、一つはポリテトラフルオロエチレン管
の両開口端をヒートシールしてなる外径10mm、肉
厚１mm、長さ900mmの流通材を製作した。
それぞれの管を第１図もしくは第２図に示すよ
うな外径10mm、肉厚１mm、長さ920mmの耐圧容器
内に軸方向に配設し、次いで、容器内に金属水素
化物としてLaNi110ｇを充填した後、容器に嵌合
するか水素出入口に近接して隔壁を取付けて金属
水素化物反応容器を製作した。
うな外径10mm、肉厚１mm、長さ920mmの耐圧容器
内に軸方向に配設し、次いで、容器内に金属水素
化物としてLaNi110ｇを充填した後、容器に嵌合
するか水素出入口に近接して隔壁を取付けて金属
水素化物反応容器を製作した。
各反応容器全体を30℃の水中に浸漬し、3.5気
圧の水素を充填した。本発明の水素流通材を取付
けた金属水素化物反応容器によれば、水素流通材
の多孔質構造が全体にわたつて保持されているの
で、水素が速やかに容器内に充填され、第５図に
示すように金属水素化物の累積反応率が高いが、
比較のための水素流通材を取付けた反応容器の場
合は、水素流通材の末端を溶接し、又はヒートシ
ールして封止したために、水素流通材はその末端
部近傍において多孔質構造が閉塞され、水素透過
性が低下するので、容器への水素の充填速度が遅
い。
圧の水素を充填した。本発明の水素流通材を取付
けた金属水素化物反応容器によれば、水素流通材
の多孔質構造が全体にわたつて保持されているの
で、水素が速やかに容器内に充填され、第５図に
示すように金属水素化物の累積反応率が高いが、
比較のための水素流通材を取付けた反応容器の場
合は、水素流通材の末端を溶接し、又はヒートシ
ールして封止したために、水素流通材はその末端
部近傍において多孔質構造が閉塞され、水素透過
性が低下するので、容器への水素の充填速度が遅
い。
第１図は従来の水素流通材を備えた金属水素化
物反応容器の断面図、第２図は本発明の水素流通
材の一例を備えた金属水素化物反応容器の断面
図、第３図は本発明の水素流通材を成形するため
の型の一例を示す断面図、第４図は本発明の水素
流通材の異なる例を示す断面図、第５図は本発明
の水素流通材及び比較例としての水素流通材をそ
れぞれ備えた金属水素化物反応容器に水素を充填
したときの時間に対する金属水素化物の水素吸蔵
の累積反応率を示すグラフである。 １……水素出入口、２……耐圧容器、３……隔
壁、４，１０……水素流通材、１１……筒状体、
１２……拡管部、１３……封止部、１４，１５…
…型、１６……インサート、１７……肉厚部。
物反応容器の断面図、第２図は本発明の水素流通
材の一例を備えた金属水素化物反応容器の断面
図、第３図は本発明の水素流通材を成形するため
の型の一例を示す断面図、第４図は本発明の水素
流通材の異なる例を示す断面図、第５図は本発明
の水素流通材及び比較例としての水素流通材をそ
れぞれ備えた金属水素化物反応容器に水素を充填
したときの時間に対する金属水素化物の水素吸蔵
の累積反応率を示すグラフである。 １……水素出入口、２……耐圧容器、３……隔
壁、４，１０……水素流通材、１１……筒状体、
１２……拡管部、１３……封止部、１４，１５…
…型、１６……インサート、１７……肉厚部。
Claims (1)
- １ 筒状体の一端部の外径が拡開され、他端部が
封止されており、シリカ又はアルミナを主成分と
する繊維により形成され、多孔質であることを特
徴とする金属水素化物反応容器用水素流通材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62254910A JPS63145895A (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | 金属水素化物反応容器用水素流通材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62254910A JPS63145895A (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | 金属水素化物反応容器用水素流通材 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58182385A Division JPS6071501A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 金属水素化物反応容器用水素流通材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63145895A JPS63145895A (ja) | 1988-06-17 |
| JPH0524841B2 true JPH0524841B2 (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=17271546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62254910A Granted JPS63145895A (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | 金属水素化物反応容器用水素流通材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63145895A (ja) |
-
1987
- 1987-10-08 JP JP62254910A patent/JPS63145895A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63145895A (ja) | 1988-06-17 |
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