(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素貯蔵材を、前記水素貯蔵材に対して不活性な雰囲気下で、包装材で密封すること、ここで、前記包装材は、酸素及び水に対する非透過性、並びに水素に対する透過性を有し、かつ熱可塑性樹脂により開口部が溶着されている溶着部分を有する、
前記包装材で密封されている前記水素貯蔵材を、熱交換器を有するタンク内に配置し、そして前記タンク内に水素を充填して、前記水素貯蔵材に水素を貯蔵させること、並びに
前記タンク内に配置した前記包装材中の前記水素貯蔵材を、前記熱交換器により加熱して、前記溶着部分の前記熱可塑性樹脂を軟化させ、かつ前記水素貯蔵材から水素を放出させて包装材の内圧を増加させ、それによって、前記包装材の前記溶着部分を前記内圧によって開封させること
を含む、水素貯蔵タンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素貯蔵タンクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素を貯蔵することができる材料として、ＴｉＶＣｒ等の水素貯蔵材料が知られている。
【０００３】
非特許文献１は、ＴｉＶＣｒ等よりも優れた水素貯蔵性能を有する材料として、グラファイトの層の間にリチウムが挿入された構造を有する黒鉛層間化合物（Ｌｉ−ＧＩＣ）を開示している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ＶＯＬＵＭＥ  ９２，  Ｎｕｍｂｅｒ  １６，  Ｎｅｗ  Ａｌｋａｌｉ  Ｄｏｐｅｄ  Ｐｉｌｌａｒｅｄ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｄｅｓｉｇｎｅｄ  ｔｏ  Ａｃｈｉｅｖｅ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ  Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｓｔｏｒａｇｅ  ｆｏｒ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、水素貯蔵材料としては、Ｌｉ−ＧＩＣ等の、水や酸素と反応して水素貯蔵性能が低下する材料が知られている。これらの材料を水素貯蔵タンクに入れる作業は、これらの材料に対して不活性な雰囲気下で行われることが好ましい。
【０００６】
しかしながら、水素貯蔵タンクが入るような大型の不活性雰囲気ルームは管理が容易ではない。そのため、このような材料を用いた水素貯蔵タンクの量産は、生産性が低い。
【０００７】
また、このような水素貯蔵材料は、水素のみを透過する包装材で密封することにより、大気中で水素貯蔵タンクに配置することは可能である。しかしながら、包装材の水素透過性が低い場合には、このようにして製造した水素貯蔵タンクは、水素ステーション等で水素を急速充填することが困難である。
【０００８】
したがって、本開示の課題の目的は、水素ステーション等で水素を急速充填することが可能な水素貯蔵タンクを、水素貯蔵タンクが入るような大型の不活性雰囲気ルームを要さずに製造することができる、水素貯蔵タンクの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、以下の方法により上記目的を達成できることを見出した。
【００１０】
水素貯蔵材を、不活性雰囲気下で、包装材で密封すること、ここで、前記包装材は、酸素及び水に対する非透過性、並びに水素に対する透過性を有し、かつ熱可塑性樹脂により開口部が溶着されている溶着部分を有する、
前記包装材で密封されている前記水素貯蔵材を、熱交換器を有するタンク内に配置し、そして前記タンク内に水素を充填して、前記水素貯蔵材に水素を貯蔵させること、並びに
前記タンク内に配置した前記包装材中の前記水素貯蔵材を、前記熱交換器により加熱して、前記溶着部分の前記熱可塑性樹脂を軟化させ、かつ前記水素貯蔵材から水素を放出させて包装材の内圧を増加させ、それによって、前記包装材の前記溶着部分を前記内圧によって開封させること
を含む、水素貯蔵タンクの製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、水素ステーション等で水素を急速充填することが可能な水素貯蔵タンクを、水素貯蔵タンクが入るような大型の不活性雰囲気ルームを要さずに製造することができる、水素貯蔵タンクの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、水素貯蔵材の模式図である。
【図２】図２は、包装材で密封されている水素貯蔵材の模式図である。
【図３】図３は、包装材で密封されている水素貯蔵材が、熱交換器を有するタンク内に配置されている模式図である。
【図４】図４は、タンク内に水素が充填されて、水素貯蔵材に水素が貯蔵されている状態の模式図である。
【図５】図５は、水素貯蔵材を熱交換器により加熱することにより、包装材が開封されている状態の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本開示の実施の形態について詳述する。なお、本開示は、以下の実施の形態に限定されるのではなく、開示の本旨の範囲内で種々変形して実施できる。
【００１４】
本開示の水素貯蔵タンクの製造方法は、以下の工程（Ａ）〜（Ｃ）を含んでいる。（Ａ）水素貯蔵材を、不活性雰囲気下で、包装材で密封すること。ここで、包装材は、酸素及び水に対する非透過性、並びに水素に対する透過性を有し、かつ熱可塑性樹脂により開口部が溶着されている溶着部分を有する。（Ｂ）包装材で密封されている水素貯蔵材を、熱交換器を有するタンク内に配置し、そしてタンク内に水素を充填して、水素貯蔵材に水素を貯蔵させること。（Ｃ）タンク内に配置した包装材中の水素貯蔵材を、熱交換器により加熱して、溶着部分の熱可塑性樹脂を軟化させ、かつ水素貯蔵材から水素を放出させて包装材の内圧を増加させ、それによって、包装材の溶着部分を内圧によって開封させること。
【００１５】
《（Ａ）水素貯蔵材を包装材で密封する工程》
本開示の方法は、水素貯蔵材を、不活性雰囲気下で、包装材で密封することを含む。
【００１６】
図１は、水素貯蔵材１０の模式図である。また、図２は、包装材で密封されている水素貯蔵材の模式図である。図２において、包装材２０の上下の開口部は熱可塑性樹脂により溶着されて溶着部分２２を形成しており、これにより水素貯蔵材１０が包装材２０で密封されている。なお、水素貯蔵材１０を包装材２０で密封する方法は、包装材２０の開口部を熱可塑性樹脂により溶着することに限定されず、他のいかなる手段を用いてもよい。
【００１７】
〈水素貯蔵材〉
本開示の方法において、水素貯蔵材の種類は特に限定されないが、水及び酸素と反応して水素貯蔵性能が低下する材料を用いる場合に特に有効である。このような水素貯蔵材としては、例えばＬｉ−ＧＩＣを挙げることができる。
【００１８】
〈包装材〉
本開示の方法において、包装材は、酸素及び水に対する非透過性、並びに水素に対する透過性を有し、かつ熱可塑性樹脂により開口部が溶着されている溶着部分を有する。
【００１９】
包装材が酸素及び水に対する非透過性を有することにより、水素貯蔵材を密封した包装材のタンク内への配置を、不活性雰囲気下で行うことを要しない。また、包装材が水素に対する透過性を有することにより、包装材で密封されている水素貯蔵材をタンク内に配置した後に、水素を、包装材を透過させて水素貯蔵材に貯蔵させることができる。
【００２０】
包装材は、水素貯蔵材を密封した状態において、熱可塑性樹脂により開口部が溶着されている溶着部分を有する。この溶着部分は、例えば水素貯蔵材を密封する際に、水素貯蔵材を開口部から包装材の内部に配置し、その後に開口部にある熱可塑性樹脂を溶着することにより形成することができる。
【００２１】
また、包装材は、あらかじめ熱可塑性樹脂により開口部が溶着されている部分を有していてもよい。この場合、例えば包装材の溶着されていない別の開口部から水素貯蔵材を包装材の内部に配置し、この開口部を溶着してもよい。さらに、この開口部を金属とし、開口部を溶接し、又は塑性変形する等の方法をとることもできる。
【００２２】
包装材の材質は、酸素及び水に対する非透過性、並びに水素に対する透過性を有するものであれば、特に限定されない。具体的には、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、ナイロン、低密度ポリエチレン等の樹脂を用いることができる。
【００２３】
また、熱可塑性樹脂としては、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）を用いることができる。
【００２４】
〈不活性雰囲気下〉
密封は、水素貯蔵材に対して不活性な雰囲気下で行われる。水素貯蔵材に対して不活性な雰囲気とは、水素貯蔵材を劣化させる傾向が小さい雰囲気である。例えば、密封は、グローブボックス内でヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガス等の雰囲気下で行うことができる。なお、水素以外に窒素と反応しうる水素貯蔵材を用いる場合には、密封は窒素雰囲気下では行ってはならない。
【００２５】
《（Ｂ）水素貯蔵材をタンク内に配置し、水素を貯蔵させる工程》
本開示の方法は、水素貯蔵材を密封した包装材を、熱交換器を有するタンク内に配置し、そしてタンク内に水素を充填して、水素貯蔵材に水素を貯蔵させる工程を有する。
【００２６】
〈水素貯蔵材をタンク内に配置すること〉
図３は、包装材で密封されている水素貯蔵材が、熱交換器を有するタンク内に配置されている状態の模式図である。図３において、包装材２０で密封されている複数の水素貯蔵材１０が、タンク内部３２に配置されている。また、包装材２０で密封されている水素貯蔵材１０は、熱交換器４０に接している。
【００２７】
包装材で密封されている水素貯蔵材は、タンク内に一つ又は複数配置することができる。包装材で密封されている水素貯蔵材をタンク内に複数配置する場合には、水素貯蔵材同士に重荷をかけた状態で配置してもよい。
【００２８】
〈水素貯蔵材に水素を貯蔵させること〉
図４は、タンク内に水素が充填されて、水素貯蔵材に水素が貯蔵されている状態の模式図である。図４において、タンク内部３２に充填された水素は、包装材２０の水素透過性の高い部分を透過して水素貯蔵材１０に貯蔵される。この際に、熱交換器４０は、水素貯蔵材１０が水素を貯蔵する際の熱をタンクの外部に排出することができる。さらには、水素の貯蔵は、タンク内部３２及び／又は水素貯蔵材１０を熱交換器４０により冷却しつつ行うのが好ましい。熱交換器４０による冷却は、例えば熱交換器４０に冷水を流すことで行うことができる。
【００２９】
〈タンク〉
タンクは、内部に熱交換器及び包装材で密封されている水素貯蔵材を配置することができ、かつ内部に水素を充填することができるものであれば特に限定されない。タンクは、公知のものを用いることができる。
【００３０】
〈熱交換器〉
熱交換器は、水素貯蔵材を加熱することができるものが用いられる。熱交換器は、タンク内部及び水素貯蔵材を加熱及び冷却することができるものを用いてもよい。熱交換器は、公知のものを用いることができる。熱交換器としては、例えばヒートパイプを用いることができる。
【００３１】
《（Ｃ）包装材を開封する工程》
本開示の方法は、タンク内に配置した包装材中の水素貯蔵材を、熱交換器により加熱して、溶着部分の熱可塑性樹脂を軟化させ、かつ水素貯蔵材から水素を放出させて包装材の内圧を増加させ、それによって、包装材の溶着部分を内圧によって開封させることを含んでいる。
【００３２】
図５は、水素貯蔵材を熱交換器により加熱することにより、包装材が開封されている模式図である。図５において、タンク内部３２に配置されている熱交換器４０は、包装材２０中の水素貯蔵材１０を加熱している。水素貯蔵材１０は、加熱されることにより水素を放出するため、包装材２０の内部の圧力が増大する。同時に、熱交換器によって水素貯蔵材１０に与えられた熱は、包装材２０も加熱して、包装材２０の溶着部分２２の熱可塑性樹脂を軟化させる。包装材２０の溶着部分２２は、熱可塑性樹脂が軟化されているため、包装材の内圧によって開かれる。これにより、包装材２０が開封される。
【００３３】
熱交換器による加熱は、水素貯蔵材が水素を放出することができ、かつ包装材の溶着部分の熱可塑性樹脂を軟化させることができるのに十分な温度で行われる。熱交換器による加熱は、例えば温水等を熱交換器内部に流すことによって行うことができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０    水素貯蔵材
２０    包装材
２２    溶着部分
３０    タンク
３２    タンク内部
４０    熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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