JPS58194704A - 水素の貯蔵方法 - Google Patents

水素の貯蔵方法

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Publication number
JPS58194704A
JPS58194704A JP58068722A JP6872283A JPS58194704A JP S58194704 A JPS58194704 A JP S58194704A JP 58068722 A JP58068722 A JP 58068722A JP 6872283 A JP6872283 A JP 6872283A JP S58194704 A JPS58194704 A JP S58194704A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen
container
release
pressure
occlusion
Prior art date
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Pending
Application number
JP58068722A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Gamo
孝治 蒲生
Yoshio Moriwaki
良夫 森脇
Nobuyuki Yanagihara
伸行 柳原
Tsutomu Iwaki
勉 岩城
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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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS58194704A publication Critical patent/JPS58194704A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、水素を吸蔵・放出する金属材料を用いた水素
の貯蔵方法に関する。
従来例の構成とその問題点 従来、水素の貯蔵および発生は、主として高圧容器およ
び液化容器を使用して行われているが、現在特別な金属
材料(水素を吸蔵したものは金属水素化物と言われる)
を使用して水素を貯蔵・発生させる原理が見出されてい
る。前記金属材料(以下金属水素化物という)による水
素の貯蔵・発生方法の利点は、第1に単位容積当たりの
水素貯蔵量が大きいことである。例えば水素の貯蔵量(
ノルマル・リットル水素ガス/リットル容積)は150
気圧の高圧ボンベで1601液体水素で8oOであるの
に対して、チタン−マンガン合金水素化物で1100.
チタン水素化物で1600 もある。第2に金属水素化
物が常温常圧で安定であるので、取り扱い上安全なこと
である。第3は設備が簡単なので設備費が安いこと等で
ある。
これらの利点から今までに金属水素化物を内蔵した各種
の方式の水素貯蔵容器が提案されている。
例えば、熱交換可能なように特定の熱伝達管を内蔵した
もの、あるいは粉粒状金属水素化物を、各種の多孔質材
料を利用して種々の方法で分離し、粉粒状会壽水凛金属
水素化物間の熱伝導速度の増大、あるいは水素の吸蔵・
放出繰り返しによる粉粒状物質の固結化の防止をはかっ
たもの等があった。これらは共に水素の貯蔵2発生速度
の減少および水素貯蔵量の低下を防止したものである。
しかし、この種の容器では、構造が複雑となり経済的に
不充分なものであった。
最も単純なものは、金属水素化物を容器に充填したもの
であるが、通常の縦長の容器を用いた場合は、水素の吸
蔵・放出の繰り返しによって粉粒状水素化物が固結化し
、水素の吸蔵・放出の効率が著しく低下する不都合があ
る。
発明の目的 本発明は、以上のような不都合を改良し、効率する。
発明の構成 本発明は、粉粒状金属水素化物を収納する容器として、
最長軸に対して垂直な方向の断面を多角形にした容器を
用い、その最長軸に平行な面を底面にして水素の吸蔵・
放出を行うことを特徴とする。
この方法によれば、多角形の容器に粉粒状水素化物を充
填する単純な構成であるので経済的であるとともに、水
素化物の容器内の気相に接する面積が大きくなるので、
水素の吸蔵・放出に伴う水素化物の固結化が少なく、効
率的に水素の吸蔵・放出を行うことができる。
ここで、水素の吸蔵・放出の繰り返し時に容器を回転さ
せるのが好ましい。
実施例の説明 まず構成要素を順次説明する。水素を可逆的に吸着およ
び脱着し得る粉粒状物質は、金属水素化物      
         − 粉末、粒子または繊維状物が使用される。金属水素化物
とは、水素よりも電気陰性度の低い元素と水素との化合
物を言い、例えば、周期律表IA〜■A、■、IB−V
Bの元素(但し炭素、窒素。
燐を除く)あるいは、これらから合成される合金と水素
との化合物を指す。しかし、熱の受授あるいは圧力の増
減により可逆的に水素を貯蔵および    +1発生さ
せることが必要であるので、元素としては周期律表のI
Aアルカリ金属、IAアルカリ土類金属から成るイオン
結合型水素化物、およびIIIA〜■A、■族の金属か
ら成る金属結合型水素化物が好ましい。一方、共有結合
型水素化物を形成するIB〜VB族の金属も、上記の金
属との合金の形で使用すれば、好ましい結果が得られる
。本発明で使用される金属水素化物は、例を挙げれば、
マグネシウム水素化物、マグネシウム−銅合金水素化物
、マグネシウム−ニッケル合金水素化物、バナジウム−
ニオブ合金水素化物、鉄−チタン合金水素化物、チタン
−マンガン合金水素化物、ランタン−ニッケル合金水素
化物、ミツシュメタル−ニッケル合金水素化物、カルシ
ウム−ニッケル合金水素化物などが好ましいが、それら
に限定されるものではない。
容器の構成要素である圧力調整バルブは、容器内に内蔵
された水素を、可゛逆的に吸着および脱着し得る粉粒状
金属水素化物に、水素を吸着および脱着させるため、所
定の圧力(真空から水素充填印加圧力まで)を維持する
ために使用される。圧力調整バルブは最大圧力200気
圧、通常使用50気圧までに耐えうるものを使用する。
耐圧容器の材料は、通常ステンレス鋼製あるいはアルミ
ニウム製で、水素を可逆的に吸着および脱着する粉粒状
物質を、容器内部に保持する。また、粉粒状物質が水素
ガスの発生時において飛散することを防止するため、通
常、耐圧容器から圧力調整バルブを連結するパイプま力
空隙に、多孔質材でできたフィルタを保持する。
容器の形状は耐圧容器の最長軸に垂直な方向の断面の外
壁形状を多角形にする。これを使用した場合の操作方法
は、耐圧容器を最長軸方向を水平方向にして固定保持し
、毎回の水素吸蔵、放出操作の終了毎に、多角形の側面
を回転させて、内蔵した粉粒状金属水素化物を機械的に
攪拌、移動させて再固定するもので、1サイクル毎に粉
粒状金属水素化物が固結化しないように、上記耐圧容器
の回転操作を行なってから、次回の水素吸蔵、放出操作
を行なう。
第1図は本賢明の一実施例の説明図であり、ステンレス
鋼製の内容積10リツトルの耐圧容器1に、粉粒状金属
水素化物の流出防止用の多孔体フイルタ4と圧力調整パ
ルプ6をもった水素ガス出入管6を取り付ける。耐圧容
器1には、粒状のTiMn1.6合金を46に9内蔵し
た。常温で、耐圧容器1内を真空ポンプで引いて空気を
除去した後、圧力調整パルプ5から水素ガス3を約30
気圧で印加すれば、粒状TiMn1 、s合金は、常温
の下、直ちに水素を吸威しはじめ、約1時間の後に飽和
に達し、粉粒状のTiMn1.6合金水素化物2を形成
した。この時の全吸蔵水素量は約10m”に達した。
水素吸蔵反応が完全に終了してから、圧力調整パルプ5
を閉じて耐圧容器1内を約7〜8気圧に保持し、水素吸
蔵操作過程を完了した。次いで、常温の下パルプ5を開
くと、水素ガスが最初の数分間は約7〜8気圧で、その
後はほぼ一定の2〜3気圧で定常的に発生し、全量で8
.3m”の水素ガスを放出し、使用する事が出来た。
上記の操作において、水素の発生がほぼ無くなってから
、バルブ6を閉じ水素発生操作を終了した。次いで耐圧
容器1の左側面の五角形のたとえば面板7に刻印された
番号の順序に従って、次の番号が下面に来るように耐圧
容器1を回動させ、固定設置状態を変える。この場合、
回動順序を示。
すために、容器の多角形面に番号等のマーキングを施す
と取り扱いが容易である。この操作によって金属水素化
物粉粒物の固結化を防止する。より具体的に述べれば、
第1図のように、第1回目の水素吸蔵・放出操作では、
番号■が下面にあったから、次回は番号■が下に来るよ
うに固定する。
しかる後、水素出入管6を水素ガス充填装置に再び接続
し、第2回目の水素吸蔵操作に入った。このような容器
の回動操作を行なう事により、耐圧容器1の内部の粉粒
状金属水素化物2を、攪拌。
移動する。第1図に示したように、耐圧容器1の外壁断
面の形状を多角形(実施例では五角形)にして、容器固
定時の安定性を増大すると共に、容器側面に金属水素化
物粉末を攪拌、移動させるための刻印を施し、この刻印
に従って、水素吸蔵、       ゛□放出の1サイ
クル毎に容器1を回転させて用いた結果、金属水素化物
粉末の固結化による耐圧容器の応力破壊はもちろん、水
素の吸蔵、放出反応速度の劣化もほとんど発生しなかっ
た。また従来の円柱型耐圧容器の如く、転倒やころがり
の危険性もなく、安全性の面でも向上した。
なお、本発明において、断面形状が多角形のうち、最も
好ましいのは五角形である。この理由は次の通りである
。即ち、容器の安定性の点からは三角形が最もよく、内
容積を大きくできるということからは円形に近い方がよ
い。また容器の側面番号板の順序にしたがって回転させ
る場合、第1図において移動回転角度を大きくするため
、底部に位置するマーク番号をマーク番号の順に回動さ
せる。第1図では、マーク■が底部にあるから第1回目
の回動操作を行なった後は、マーク■が底部に位置し、
先のマーク■は、第1図のマークOの位置にくる。すな
わち底部に位置するものを144°(360015ずつ
)回動させれば底部へは次々と異なる辺がくるので粉粒
状水素化物は最もよく移動するが、偶数角形の場合は回
動角を最大(1so’)にする事はできるが、この操作
、即ち底部のものを上部へ回動させた後の次の状態では
、同様の理由から底部に位置する辺を、逆に上部へ移動
させるのが最良ではあるが、これでは同じ筒形の場合、
ランダムに移動させてもよいか、各回動操作で効果が異
なり好ましくない。したがって偶数多角形より奇数多角
形の方がよく、シかも内容積の面から五角形が最もよい
第3図は、第1〜2図の水素貯蔵容器を使用して測定し
た時の水素発生速度特性を従来の多孔質材内蔵の内柱型
容器を垂直設置した場合のそれと比較して示したもので
ある。図中、Aが本発明の容器(第1図のもの)を使用
した場合、Bが従来の多孔質材を隔壁に用いた内部構造
を有する縦型容器の場合を示している。ここで水素放出
相対速度とは、一定時間(30分間)に放出した水素量
の総量の最高値を100とした時の相対値として示した
ものである。第3図のように、粉粒状水素貯蔵材の移動
を行なうことにより、従来と比べて著しく特性が改善さ
れる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、粉粒状金属水素化物の固
結化を防止し、水素の吸蔵・放出を効率的に行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の水素貯蔵容器の正面図、第2
図はその一部を断面にした側面図、第3図は本発明と従
来の方法による水素発生速度特性の比較を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 熱受授および圧力増減により水素を貯蔵・放出する粉粒
    状水素化物を密封収納するとともに、最長軸に対して垂
    直な方向の断面を多角形にした容器を用い、前記容器を
    その最長軸と平行な面を底面にして水素の吸蔵・放出を
    行うことを特徴とする水素の貯蔵方法。
JP58068722A 1983-04-18 1983-04-18 水素の貯蔵方法 Pending JPS58194704A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5115818A (ja) * 1974-07-31 1976-02-07 Hitachi Chemical Co Ltd Suisokyuzotanku
JPS5220422A (en) * 1975-08-09 1977-02-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Hydrogen reserving equipment
JPS5821995U (ja) * 1981-08-04 1983-02-10 古河電気工業株式会社 面状発熱体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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