(57)【要約】      （修正有）【課題】  装置の小型化を可能にしつつ反応水として酸性水溶液を用いずに水素ガスを効率的かつ急速に生成させることができる水素生成方法及び水素生成装置の提供。【解決手段】  水素よりイオン化傾向の大きな第１の金属１１を構成するマグネシウムと、該第１の金属１１よりイオン化傾向の小さい及び／又は電極電位の高い第２の金属１２である銅とを、それぞれ粉、粒、線、又は繊維の状態に多数に分割した状態で混合させ、該第１の金属１１と第２の金属１２が完全に溶解することなしに互いに接合一体化された結合金属の形で、薄い板状に形成された水素生成体１を、ガス取出口を備えた密閉容器２内で反応水に浸漬させて反応させることにより、第２の金属１２の腐蝕を防止しようとして第１の金属１１から第２の金属１２へ電子を移動させる局部電池形成による酸化還元反応の腐蝕作用を利用して該第１の金属１１から水素ガスを効率的かつ急速に生成させるようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素よりイオン化傾向の大きな第１の金属と、該第１の金属よりイオン化傾向の小さい及び／又は電極電位の高い第２の金属とを少なくとも前記第２の金属を多数に分割した状態で混合させ、該第１の金属と第２の金属が完全に溶解することなしに互いに接合一体化された結合金属状態の水素生成体をガス取出口を備えた密閉容器内で反応水に浸漬させて反応させることにより、イオン化傾向の小さい及び／又は電極電位の高い方の第２の金属の腐蝕を防止しようとして電極電位の低い方の第１の金属から高い方の第２の金属へ電子を移動させるイオン化傾向の大きい及び／又は電極電位の低い方の第１の金属の局部電池形成による酸化還元反応の腐蝕作用を利用して該第１の金属から水素ガスを効率的かつ急速に生成させるようにしたことを特徴とする水素生成方法。
【請求項２】
水素よりイオン化傾向の大きな第１の金属と、該第１の金属よりイオン化傾向の小さい及び／又は電極電位の高い第２の金属とを少なくとも前記第２の金属を多数に分割した状態で混合させ、該第１の金属と第２の金属が完全に溶解することなしに互いに接合一体化された結合金属状態の水素生成体をガス取出口を備えた密閉容器内で反応水に浸漬させて反応させることにより、イオン化傾向の小さい及び／又は電極電位の高い方の第２の金属の腐蝕を防止しようとして電極電位の低い方の第１の金属から高い方の第２の金属へ電子を移動させるイオン化傾向の大きい及び／又は電極電位の低い方の第１の金属の局部電池形成による酸化還元反応の腐蝕作用を利用して該第１の金属から水素ガスを効率的かつ急速に生成させるようにしたことを特徴とする水素生成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記水素生成体は、前記第１の金属と第２の金属をそれぞれ多数に分割した状態で混合され、該第１の金属と第２の金属が完全に溶解することなしに互いに接合一体化されていることを特徴とする水素生成方法又は水素生成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記水素生成体は、その表面をケガキや溝切り穴開け等で多数個所切削除去することにより、前記第１の金属と第２の金属との接触境界部分が多数露出されていることを特徴とする水素生成方法又は水素生成装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記結合金属を貫く多数の孔を切削しもしくは打ち抜くことにより、前記多数の孔の内周面に前記第１の金属と第２の金属との接触境界部分が多数露出されていることを特徴とする水素生成方法又は水素生成装置。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記結合金属が板状に形成され、該板状結合金属が波状又はジグザグ状にプレス成形されることにより、前記第１の金属と第２の金属との接触境界部分が多数露出されている結合金属の表面積が広く形成されていることを特徴とする水素生成方法又は水素生成装置。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記結合金属が板状に形成され、該板状結合金属に千鳥状に切れ目を入れて押し広げて略菱形網目状に加工することにより、各切れ目部分に前記第１の金属と第２の金属との接触境界部分が多数露出されていることを特徴とする水素生成方法又は水素生成装置。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記水素生成体は、前記第１の金属と第２の金属をそれぞれ多数に分割した状態で混合され、該第１の金属と第２の金属が完全に溶解することなしに互いに部分的に接合一体化されることにより接合されてない部分に多数の連続気孔が形成されていることを特徴とする水素生成方法又は水素生成装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記第１の金属がアルミニウム又はアルミニウム合金で構成されていることを特徴とする水素生成方法又は水素生成装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記第１の金属がマグネシウム又はマグネシウム合金で構成されていることを特徴とする水素生成方法又は水素生成装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記第２の金属が銅又は銅合金で構成されていることを特徴とする水素生成方法又は水素生成装置。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記第２の金属がステンレスで構成されていることを特徴とする水素生成方法又は水素生成装置。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記第２の金属が炭素を含む粉、粒、線、又は繊維で構成されていることを特徴とする水素生成方法又は水素生成装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記反応水が水で構成されていることを特徴とする水素生成方法又は水素生成装置。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記反応水が酸性水で構成されていることを特徴とする水素生成方法又は水素生成装置。
【請求項１６】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記反応水がアルカリ水で構成されていることを特徴とする水素生成方法又は水素生成装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記反応水が前記密閉容器内に備えた吸水体に吸収された状態で収容されていることを特徴とする水素生成方法又は水素生成装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記密閉容器内に収容された反応水に対し前記水素生成体の浸漬程度を調整することにより水素ガスの生成と停止の切り替え及び水素ガス生成量の調整が行われるように構成されていることを特徴とする水素生成方法又は水素生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素エンジン、燃料電池、発電装置等の燃料として用いられる水素ガスを生成させる水素生成方法及び水素生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の水素生成装置としては、少なくとも一部が水素よりもイオン化傾向の大きな金属（第１の金属：例えば、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム））からなる水素生成体と、該水素生成体よりはイオン化傾向の小さな金属（第２の金属：例えば、銅）を電気的に接続（板状のものを単に張り合わせた状態で接触又は接合）させた状態で酸性水溶液に浸漬させることにより、化学反応により酸性水溶液内にて水素ガスを生成させるようにした構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２０２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、板状の第１の金属と第２の金属を単に張り合わせた状態で接触又は接合させた構造であったため、以下に述べるような問題点があった。
即ち、上述の従来例においては、第１の金属と第２の金属を接触させることによって水素ガスが効率的に生成される部分が、第１の金属と第２の金属との接触境界部分であるとの認識が全くなされておらず、このため、板状の第１の金属と第２の金属を単に張り合わせただけの構造とし、第１の金属の表面全体から水素ガスを効率的に生成させるように反応水として酸性水溶液を用いるようにしたものである。
従って、板状の第１の金属と第２の金属を単に張り合わせた状態で接触又は接合させた構造では、第１の金属と第２の金属との接触境界部分が極めて少なく、このため、装置が大型するだけでなく、水素ガス生成効率が極めて悪いという問題があった。
【０００５】
また、上述のように、水素生成効率を高めるためには、反応水として酸性水溶液を用いることが必要条件となるため、取り扱いが不便である共に、ランニングコストが高く付くという問題がある。
【０００６】
また、従来例では、酸性水溶液を水素生成槽内に単に収容させた構造であって、反応水の揺れに対する考慮が全くなされていないため、近年開発競争が激化している水素エンジン搭載車両等の移動体に燃料としての水素ガスを生成するための装置として搭載することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、装置の小型・軽量化を可能にしつつ反応水として酸性水溶液を用いずに水素ガスを効率的かつ急速に生成させることができる水素生成方法及び水素生成装置を提供することにあり、さらに、水素エンジン用水素燃料生成装置等として車両等の移動体にも搭載可能にすることを追加の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するための手段として、請求項１に記載の水素生成方法は、水素よりイオン化傾向の大きな第１の金属と、該第１の金属よりイオン化傾向の小さい及び／又は電極電位の高い第２の金属とを少なくとも前記第２の金属を多数に分割した状態で混合させ、該第１の金属と第２の金属が完全に溶解することなしに互いに接合一体化された結合金属状態の水素生成体をガス取出口を備えた密閉容器内で反応水に浸漬させて反応させることにより、イオン化傾向の小さい及び／又は電極電位の高い方の第２の金属の腐蝕を防止しようとして電極電位の低い方の第１の金属から高い方の第２の金属へ電子を移動させるイオン化傾向の大きい及び／又は電極電位の低い方の第１の金属の局部電池形成による酸化還元反応の腐蝕作用を利用して該第１の金属から水素ガスを効率的かつ急速に生成させるようにしたことを特徴とする手段とした。
【０００９】
請求項２に記載の水素生成装置は、水素よりイオン化傾向の大きな第１の金属と、該第１の金属よりイオン化傾向の小さい及び／又は電極電位の高い第２の金属とを少なくとも前記第２の金属を多数に分割した状態で混合させ、該第１の金属と第２の金属が完全に溶解することなしに互いに接合一体化された結合金属状態の水素生成体をガス取出口を備えた密閉容器内で反応水に浸漬させて反応させることにより、イオン化傾向の小さい及び／又は電極電位の高い方の第２の金属の腐蝕を防止しようとして電極電位の低い方の第１の金属から高い方の第２の金属へ電子を移動させるイオン化傾向の大きい及び／又は電極電位の低い方の第１の金属の局部電池形成による酸化還元反応の腐蝕作用を利用して該第１の金属から水素ガスを効率的かつ急速に生成させるようにしたことを特徴とする手段とした。
【００１０】
請求項３に記載の水素生成方法又は水素生成装置は、請求項１又は２に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記水素生成体は、前記第１の金属と第２の金属をそれぞれ多数に分割した状態で混合され、該第１の金属と第２の金属が完全に溶解することなしに互いに接合一体化されていることを特徴とする手段とした。
【００１１】
請求項４に記載の水素生成方法又は水素生成装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記水素生成体は、その表面をケガキや溝切り穴開け等で多数個所切削除去することにより、前記第１の金属と第２の金属との接触境界部分が多数露出されていることを特徴とする手段とした。
【００１２】
請求項５に記載の水素生成方法又は水素生成装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記結合金属を貫く多数の孔を切削しもしくは打ち抜くことにより、前記多数の孔の内周面に前記第１の金属と第２の金属との接触境界部分が多数露出されていることを特徴とする手段とした。
【００１３】
請求項６に記載の水素生成方法又は水素生成装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記結合金属が板状に形成され、該板状結合金属が波状又はジグザグ状にプレス成形されることにより、前記第１の金属と第２の金属との接触境界部分が多数露出されている結合金属の表面積が広く形成されていることを特徴とする手段とした。
【００１４】
請求項７に記載の水素生成方法又は水素生成装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記結合金属が板状に形成され、該板状結合金属に千鳥状に切れ目を入れて押し広げて略菱形網目状に加工することにより、各切れ目部分に前記第１の金属と第２の金属との接触境界部分が多数露出されていることを特徴とする手段とした。
【００１５】
請求項８に記載の水素生成方法又は水素生成装置は、請求項１又は２に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記水素生成体は、前記第１の金属と第２の金属をそれぞれ多数に分割した状態で混合され、該第１の金属と第２の金属が完全に溶解することなしに互いに部分的に接合一体化されることにより接合されてない部分に多数の連続気孔が形成されていることを特徴とする手段とした。
【００１６】
請求項９に記載の水素生成方法又は水素生成装置は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記第１の金属がアルミニウム又はアルミニウム合金で構成されていることを特徴とする手段とした。
【００１７】
請求項１０に記載の水素生成方法又は水素生成装置は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記第１の金属がマグネシウム又はマグネシウム合金で構成されていることを特徴とする手段とした。
【００１８】
請求項１１に記載の水素生成方法又は水素生成装置は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記第２の金属が銅又は銅合金で構成されていることを特徴とする手段とした。
【００１９】
請求項１２に記載の水素生成方法又は水素生成装置は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記第２の金属がステンレスで構成されていることを特徴とする手段とした。
【００２０】
請求項１３に記載の水素生成方法又は水素生成装置は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記第２の金属が炭素を含む粉、粒、線、又は繊維で構成されていることを特徴とする手段とした。
【００２１】
請求項１４に記載の水素生成方法又は水素生成装置は、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記反応水が水で構成されていることを特徴とする手段とした。
【００２２】
請求項１５に記載の水素生成方法又は水素生成装置は、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記反応水が酸性水で構成されていることを特徴とする手段とした。
【００２３】
請求項１６に記載の水素生成方法又は水素生成装置は、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記反応水がアルカリ水で構成されていることを特徴とする手段とした。
【００２４】
請求項１７に記載の水素生成方法又は水素生成装置は、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記反応水が前記密閉容器内に備えた吸水体に吸収された状態で収容されていることを特徴とする手段とした。
【００２５】
請求項１８に記載の水素生成方法又は水素生成装置は、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の水素生成方法又は水素生成装置において、前記密閉容器内に収容された反応水に対し前記水素生成体の浸漬程度を調整することにより水素ガスの生成と停止の切り替え及び水素ガス生成量の調整が行われるように構成されていることを特徴とする手段とした。
【発明の効果】
【００２６】
本発明請求項１記載の水素生成方法では、上述のように、水素よりイオン化傾向の大きな第１の金属と、該第１の金属よりイオン化傾向の小さい及び／又は電極電位の高い第２の金属とを少なくとも第２の金属を多数に分割した状態で混合させ、該第１の金属と第２の金属が完全に溶解することなしに互いに接合一体化された結合金属状態の水素生成体をガス取出口を備えた密閉容器内で反応水に浸漬させて反応させることにより、イオン化傾向の小さい及び／又は電極電位の高い方の第２の金属の腐蝕を防止しようとして電極電位の低い方の第１の金属から高い方の第２の金属へ電子を移動させるイオン化傾向の大きい及び／又は電極電位の低い方の第１の金属の局部電池形成による酸化還元反応の腐蝕作用を利用して該第１の金属から水素ガスを効率的かつ急速に生成させるようにしたもので、即ち、水素生成体の表面全体に第１の金属と第２の金属との接触境界部分が多数露出した状態となるため、水素生成体としての水素生成体の単位表面積あたりの水素ガスの生成量を大幅に増大させることができるようになる。
従って、水素生成体としての水素生成体の小型化により装置の小型・軽量化を可能にしつつ、反応水として酸性水溶液を用いず、水を用いても、水素生成体の表面全体から水素ガスを効率的かつ急速に生成させることができるようになるという効果が得られる。
【００２７】
請求項２に記載の水素生成装置では、上述のように、水素よりイオン化傾向の大きな第１の金属と、該第１の金属よりイオン化傾向の小さい及び／又は電極電位の高い第２の金属とを少なくとも第２の金属を多数に分割した状態で混合させ、該第１の金属と第２の金属が完全に溶解することなしに互いに接合一体化された結合金属状態の水素生成体をガス取出口を備えた密閉容器内で反応水に浸漬させて反応させることにより、イオン化傾向の小さい及び／又は電極電位の高い方の第２の金属の腐蝕を防止しようとして電極電位の低い方の第１の金属から高い方の第２の金属へ電子を移動させるイオン化傾向の大きい及び／又は電極電位の低い方の第１の金属の局部電池形成による酸化還元反応の腐蝕作用を利用して該第１の金属から水素ガスを効率的かつ急速に生成させるようにしたことで、上記請求項２に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
請求項３に記載の水素生成方法又は水素生成装置では、上述のように、前記水素生成体は、前記第１の金属と第２の金属をそれぞれ多数に分割した状態で混合され、該第１の金属と第２の金属が完全に溶解することなしに互いに接合一体化されている構成とすることにより、該第１の金属と第２の金属との接触境界部分を水素生成体の表面に最大限に形成させることができ、これにより、水素ガス生成効率を高めることができるようになる。
【００２９】
請求項４に記載の水素生成方法又は水素生成装置では、上述のように、前記水素生成体は、その表面をケガキや溝切り穴開け等で多数個所切削除去することにより、第１の金属と第２の金属との接触境界部分が多数露出されている構成とすることにより、水素生成体の外形を大きくすることなしに水素ガスを効率的に生成させる水素生成体の表面積を増加させることができ、これにより、水素ガス生成効率を高めることができるようになる。
【００３０】
請求項５に記載の水素生成方法又は水素生成装置では、上述のように、前記結合金属を貫く多数の孔を切削しもしくは打ち抜くことにより、多数の孔の内周面に第１の金属と第２の金属との接触境界部分が多数露出されている構成とすることにより、水素生成体の外形を大きくすることなしに水素ガスを効率的に生成させる水素生成体の表面積を増加させることができ、これにより、水素ガス生成効率を高めることができるようになる。
【００３１】
請求項６に記載の水素生成方法又は水素生成装置では、上述のように、前記結合金属が板状に形成され、該板状結合金属が波状又はジグザグ状にプレス成形されることにより、前記第１の金属と第２の金属との接触境界部分が多数露出されている結合金属の表面積が広く形成されている構成とすることにより、水素生成体の外形を大きくすることなしに、かつ、材料を無駄にすることなしに、水素ガスを効率的に生成させる水素生成体の表面積を増加させることができ、これにより、水素ガス生成効率を高めることができるようになる。
また、板状の結合金属をプレス成形することにより特に第１の金属が脆弱化して腐触し易くなり、これにより、水素ガス生成量を増加させることができるようになる。
【００３２】
請求項７に記載の水素生成方法又は水素生成装置では、上述のように、前記結合金属が板状に形成され、該板状結合金属に千鳥状に切れ目を入れて押し広げて略菱形網目状に加工することにより、各切れ目部分に第１の金属と第２の金属との接触境界部分が多数露出されている構成とすることにより、水素生成体の外形を大きくすることなしに、かつ、材料を無駄にすることなしに、水素ガスを効率的に生成させる水素生成体の表面積を増加させることができ、これにより、水素ガス生成効率を高めることができるようになる。
また、結合金属を押し広げることにより特に第１の金属が脆弱化して腐触し易くなり、これにより、水素ガス生成量を増加させることができるようになる。
【００３３】
請求項８に記載の水素生成方法又は水素生成装置では、上述のように、前記水素生成体は、前記第１の金属と第２の金属をそれぞれ多数に分割した状態で混合され、該第１の金属と第２の金属が完全に溶解することなしに互いに部分的に接合一体化されることにより接合されてない部分に多数の連続気孔が形成されている構成とすることにより、水素生成体の表面だけでなく連続気孔の内面に沿って水素生成体の内部全体に第１の金属と第２の金属との接触境界部分が最大限に露出された状態となるため、水素生成体としての水素生成体の大幅な小型化と、水素ガス生成効率の大幅な増加が可能になる。
【００３４】
請求項９に記載の水素生成方法又は水素生成装置では、上述のように、前記第１の金属が、比較的安価でイオン化傾向の大きいアルミニウム又はアルミニウム合金で構成されることにより、ランニングコストを抑えつつ、所定の水素生成効率を得ることができる。
【００３５】
請求項１０に記載の水素生成方法又は水素生成装置では、上述のように、前記第１の金属がアルミニウムよりさらにイオン化傾向の大きいマグネシウム又はマグネシウム合金で構成されることにより、最大限に水素生成効率を高めることができるようになる。
【００３６】
請求項１１に記載の水素生成方法又は水素生成装置では、上述のように、前記第２の金属が比較的安価な銅又は銅合金で構成されることにより、ランニングコストを抑えつつ、所定の水素生成効率を得ることができる。
【００３７】
請求項１２に記載の水素生成方法又は水素生成装置では、上述のように、前記第２の金属が、銅よりは電極電位の高いステンレスで構成されることにより、水素生成効率を高めることができるようになる。
【００３８】
請求項１３に記載の水素生成方法又は水素生成装置では、上述のように、前記第２の金属がステンレスより電極電位が高く、かつ、安価な炭素を含む粉、粒、線、又は繊維で構成されることにより、ランニングコストを抑えつつ、水素生成効率をさらに高めることができるようになる。
また、炭素を含む粉、粒、線、又は繊維は、第１の金属内に混在する状態で多数鋳込むことができるため、水素生成体の製造コストを低減させることができるようになる。
【００３９】
請求項１４に記載の水素生成方法又は水素生成装置では、上述のように、前記反応水が水で構成されることにより、取り扱いやメンテナンスが容易になると共に、ランニングコストを低減させることができるようになる。
【００４０】
請求項１５に記載の水素生成方法又は水素生成装置では、上述のように、前記反応水が酸性水で構成されることにより、第１の金属の腐蝕を促進させ、これにより、水素生成効率を高めることができるようになる
また、この酸性水の濃度を変えることにより、水素ガスの生成速度を任意に調整することができるようになる。
【００４１】
請求項１６に記載の水素生成方法又は水素生成装置では、上述のように、前記反応水がアルカリ水で構成されることにより、第１の金属の腐蝕を促進させ、これにより、水素生成効率を高めることができるようになる。
また、このアルカリ水の濃度を変えることにより、水素ガスの生成速度を任意に調整することができるようになる。
【００４２】
請求項１７に記載の水素生成方法又は水素生成装置では、上述のように、前記反応水が前記密閉容器内に備えた吸水体に吸収された状態で収容されている構成とすることにより、揺れに対して反応水の移動が阻止されるため、水素エンジン用水素燃料生成装置等として車両等の移動体にも搭載可能になる。
【００４３】
請求項１８に記載の水素生成方法又は水素生成装置では、上述のように、前記密閉容器内に収容された反応水に対し水素生成体の浸漬程度を調整することにより水素ガスの生成と停止の切り替え及び水素ガス生成量の調整が行われるように構成されることにより、大容量の水素ガス貯蔵タンクを備えることなしに、必要な時に必要量の水素ガスを生成供給させることができ、これにより、装置全体として大幅な小型・軽量化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
（実施例１）
図１はこの実施例１の水素生成装置を示す縦断面図、図２は図１のII−II線における横断平面図、図３は図１の III−III 線における横断平面図、図４は水素生成体を構成する結合金属を示す斜視図である。
この実施例１の水素生成装置は、水素生成体１と、密閉容器２と、吸水体３と、反応水４と、水素生成体装着体５とを主な構成として備えている。
【００４５】
さらに詳述すると、前記水素生成体１は、水素よりイオン化傾向の大きな第１の金属１１を構成するマグネシウムと、該第１の金属１１よりイオン化傾向の小さい及び／又は電極電位の高い第２の金属１２である銅とを、それぞれ粉、粒、線、又は繊維の状態に多数に分割した状態で混合させ、該第１の金属１１と第２の金属１２が完全に溶解することなしに互いに接合一体化された結合金属の形で、薄い板状に形成されている。このような水素生成体は、第１の金属１１と第２の金属１２の粉等を圧縮成形し、これを溶融点以下の温度で焼固める焼結金属の製造方法により、容易に製造することができる。
【００４６】
前記密閉容器２は、前記水素生成体１と吸水体３と、反応水４とを密閉状態で収容するための容器であり、上側容器２１と下側容器２２とで上下に分割可能に構成され、上下両容器２１、２２はそれぞれの開口縁部に形成されたフランジ部２１ａ、２２ａをボルト２３で締結することにより、シールリング２４でシールされた状態で、着脱可能な状態に組み付けられている。
【００４７】
前記吸水体３は、前記下側容器２２内に充填されるもので、ポリエチレンやポリエステル等の化繊不織布、コットン、フェルト等で構成されていて、その内方には、複数枚（この実施例１では５枚）の水素生成体１を上下方向に出し入れ自在に収容可能な収容穴３１が形成されている。
【００４８】
前記反応水４は、前記吸収体３に吸収充填させた状態で下側容器２２内に収容されるもので、この実施例では水道水や井戸水等の普通の水が用いられている。
前記水素生成体装着体５は、前記複数枚の水素生成体１を収容穴３１の位置関係に合わせて着脱自在に位置決め装着する役目をなすものであり、各水素生成体１を装着する部分以外の部分に上下方向に貫通する多数の通気孔５１が形成されている。
【００４９】
また、この水素生成体装着体５の上面中央部から上方へ垂直に延びる摺動軸５２が延設されていて、この摺動軸５２を上側容器２１の天井壁２１ｂを貫通して密閉容器２の外部へ突出させることにより、密閉容器２の外部からこの摺動軸５２を引き抜く方向に操作して水素生成体１を吸収体３の収容孔３１から抜き取ったり、この摺動軸５２を押し込む方向に操作して水素生成体１を吸収体３の収容孔３１内に収容させたり、収容程度を調整したりすることができるようになっている。
なお、前記摺動軸５２が貫通する天井壁２１ｂの孔にはシールリング２５が装着されていて、摺動軸５２との間のシールが行われるようになっている。
【００５０】
また、前記上側容器２１の天井壁２１ｂには、密閉容器２内に溜まった水素ガスを外部に取り出すための水素ガス取出口２６が形成されていて、図示を省略した水素ガス貯蔵タンクや、水素吸着体に供給保存され、又は水素エンジン等に直接供給されるようになっている。
また、前記上側容器２１の天井壁２１ｂには、反応水供給口２７が設けられていて、下側容器２２内に反応水４を補充することができるようになっている。
【００５１】
次に、この実施例１の水素生成装置を用いた水素生成方法の作用・効果を説明する。
この実施例１の水素生成装置では、上述のように構成されるため、図１に示すように、各水素生成体１を吸収体３の収容孔３１内に差し入れて、該吸収体３に吸水充填された反応水（水）４中に浸漬させて反応させることにより、イオン化傾向の小さい及び／又は電極電位の高い方の第２の金属（銅）１２の腐蝕を防止しようとして電極電位の低い方の第１の金属（マグネシウム）１１から高い方の第２の金属（銅）１２へ電子を移動させるイオン化傾向の大きい及び／又は電極電位の低い方の第１の金属（マグネシウム）１１の局部電池形成による酸化還元反応の腐蝕作用により、第１の金属（マグネシウム）１１と第２の金属（銅）１２との接触境界部分における該第１の金属（マグネシウム）１１から水素ガスを効率的かつ急速に生成させることができる。
【００５２】
即ち、上述のように、第１の金属（マグネシウム）１１と、該第１の金属１１よりイオン化傾向の小さい及び／又は電極電位の高い第２の金属（銅）１２とを、それぞれ粉、粒、線、又は繊維の状態に多数に分割した状態で混合させ、該第１の金属（マグネシウム）１１と第２の金属（銅）１２が完全に溶解することなしに互いに接合一体化された結合金属の形で、薄い板状に形成することにより、水素生成体の表面全体に、水素ガスの生成が盛んに行われる第１の金属（マグネシウム）１１と第２の金属（銅）１２との接触境界部分が多数露出した状態となるため、水素生成体１としての水素生成体の単位表面積あたりの水素ガスの生成量を大幅に増大させることができるようになる。
【００５３】
従って、水素生成体１としての結合金属の小型化により装置の小型・軽量化を可能にしつつ、反応水４として酸性水溶液を用いず、水を用いても、水素生成体の表面全体から水素ガスを効率的かつ急速に生成させることができるようになるという効果が得られる。
また、前記反応水４が水で構成されることにより、取り扱いやメンテナンスが容易になると共に、ランニングコストを低減させることができるようになる。
【００５４】
また、前記第１の金属１１がイオン化傾向の大きいマグネシウムで構成されることにより、最大限に水素生成効率を高めることができるようになる。
また、前記第２の金属１２が比較的安価な銅又は銅合金で構成されることにより、ランニングコストを抑えつつ、所定の水素生成効率を得ることができる。
【００５５】
また、前記反応水４が密閉容器２内に備えた吸水体３に吸収充填された状態で収容されている構成とすることにより、揺れに対して反応水４の移動が阻止されるため、水素エンジン用水素燃料生成装置等として車両等の移動体にも搭載可能になる。
【００５６】
また、前記密閉容器２内に収容された反応水４に対し水素生成体１の浸漬程度を調整することにより水素ガスの生成と停止の切り替え及び水素ガス生成量の調整が行われるように構成されることにより、大容量の水素ガス貯蔵タンクを備えることなしに、必要な時に必要量の水素ガスを生成供給させることができ、これにより、装置全体として大幅な小型・軽量化が可能になる。
【００５７】
次に、この発明の他の実施例について説明する。なお、この他の実施例の説明にあたっては、前記実施例１と同様の構成部分についてはその図示を省略し、相違点についてのみ説明する。
（実施例２）
この実施例２の水素生成方法又は水素生成装置は、図５に示すように、水素発生体１として、その表面に切削により多数の溝１ａを形成することにより、溝１ａの内面に第１の金属１１と第２の金属１２との接触境界部分が多数露出されている構成とすることにより、水素発生体１の外形を大きくすることなしに水素ガスを効率的に生成させる水素生成体の表面積を増加させることができるようにしたものである。
従って、水素ガス生成効率を高めることができるようになる。
【００５８】
（実施例３）
この実施例３の水素生成方法又は水素生成装置は、図６に示すように、水素発生体１として、これを貫く孔１ｂを多数切削形成することにより、多数の孔１ｂの内周面に第１の金属１１と第２の金属１２との接触境界部分が多数露出されている構成とすることにより、水素発生体１の外形を大きくすることなしに水素ガスを効率的に生成させる水素生成体の表面積を増加させることができるようにしたものである。
従って、水素ガス生成効率を高めることができるようになる。
【００５９】
（実施例４）
この実施例４の水素生成方法又は水素生成装置は、図７に示すように、前記水素生成体１としての結合金属が板状に形成され、該板状結合金属が波状又はジグザグ状にプレス成形されることにより、第１の金属１１と第２の金属１２との接触境界部分が多数露出されている結合金属の表面積が広く形成されている構成としたことにより、水素生成体の外形を大きくすることなしに、かつ、材料を無駄にすることなしに、水素ガスを効率的に生成させる水素生成体の表面積を増加させることができ、これにより、水素ガス生成効率を高めることができるようにしたものである。
また、この実施例４では、板状の結合金属をプレス成形することにより、特に第１の金属１１が脆弱化して腐触し易くなり、これにより、水素ガス生成量を増加させることができるようになる。
【００６０】
（実施例５）
この実施例５の水素生成方法又は水素生成装置は、図８（平面図）及び図９（図８のIX−IX線における拡大断面図）に示すように、水素生成体１としての結合金属が板状に形成され、該板状結合金属に千鳥状に切れ目を入れて押し広げて略菱形網目状に加工することにより、各切れ目部分１ｃに第１の金属１１と第２の金属１２との接触境界部分が多数露出されている構成としたことにより、水素生成体１の外形を大きくすることなしに、かつ、材料を無駄にすることなしに、水素ガスを効率的に生成させる水素生成体１の表面積を増加させることができるようにしたものである。
従って、水素ガス生成効率を高めることができるようになる。
また、この実施例５では、結合金属を押し広げることにより特に第１の金属１１が脆弱化して腐触し易くなり、これにより、水素ガス生成量を増加させることができるようになる。
【００６１】
（実施例６）
この実施例６の水素生成方法又は水素生成装置は、図１０（斜視図）、及び図１１（図１０のXI−XI線における拡大断面図）に示すように、前記水素生成体１としての結合金属が、第１の金属１１と第２の金属１２をそれぞれ粉、粒、又は線等の任意の形状に多数に分割した状態で混合され、該第１の金属１１と第２の金属１２が完全に溶解することなしに互いに部分的に接合一体化されることにより接合されてない部分に多数の連続気孔１ｄが形成されている構成とすることにより、水素生成体１の表面だけでなく連続気孔１ｄの内面に沿って水素生成体１の内部全体に第１の金属１１と第２の金属１２との接触境界部分が最大限に露出された状態としたものである。
従って、水素生成体１の大幅な小型化と、水素ガス生成効率の大幅な増加が可能になる。
【００６２】
（実施例７）
この実施例７の水素生成方法又は水素生成装置は、前記第１の金属１１が、比較的安価でイオン化傾向の大きいアルミニウム又はアルミニウム合金で構成されることにより、ランニングコストを抑えつつ、所定の水素生成効率を得ることができるようにしたものである。
そして、アルミニウム合金とすることにより、水素ガスの発生速度を合金の割合により調整することができるようになる。
【００６３】
（実施例８）
この実施例８の水素生成方法又は水素生成装置は、前記第１の金属１１がアルミニウムよりさらにイオン化傾向の大きいマグネシウム又はマグネシウム合金で構成されることにより、最大限に水素生成効率を高めることができるようにしたものである。
そして、マグネシウム合金とすることにより、水素ガスの発生速度を合金の割合により調整することができるようになる。
【００６４】
（実施例９）
この実施例９の水素生成方法又は水素生成装置は、前記第２の金属１２が比較的安価な銅又は銅合金で構成されることにより、ランニングコストを抑えつつ、所定の水素生成効率を得ることができるようにしたものである。
【００６５】
（実施例１０）
この実施例１０の水素生成方法又は水素生成装置は、前記第２の金属１２が、銅よりは電極電位の高いステンレスで構成されることにより、銅よりは水素生成効率を高めることができるようにしたものである。
【００６６】
（実施例１１）
この実施例１１の水素生成方法又は水素生成装置は、前記第２の金属１２が、銅、ステンレスより電極電位が高く、かつ、安価な炭素を含む粉、粒、線、又は繊維で構成されることにより、ランニングコストを抑えつつ、水素生成効率をさらに高めることができるようしたものである。
また、炭素を含む粉、粒、線、又は繊維は、第１の金属１１内に混在する状態で多数鋳込むことができるため、水素生成体１の製造コストを低減させることができるようになる。
【００６７】
（実施例１２）
この実施例１２の水素生成方法又は水素生成装置は、前記反応水４を酸性水で構成することにより、第１の金属１１（例えば、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム）の腐蝕を促進させ、これにより、普通の水を用いる場合に比べて水素生成効率を高めることができるようにしたものである。
なお、酸性水としては、硫酸水溶液、塩酸、硝酸等の無機酸や、クエン酸、グリシン、ケイ皮酸、コハク酸、サリチル酸、ギ酸、グルタミン酸、アスコルビン酸、シュウ酸、酒石酸、乳酸、酢酸等の有機酸の酸性水溶液を用いてもよく、これら酸性水の酸性濃度を変えることにより、水素ガスの生成速度を任意に調整することができるようになる。
【００６８】
（実施例１３）
この実施例１３の水素生成方法又は水素生成装置は、前記反応水４をアルカリ水（例えば、苛性ソーダ水溶液等）で構成することにより、第１の金属１１（例えば、亜鉛、アルミニウム）の腐蝕を促進させ、これにより、普通の水を用いる場合に比べて水素生成効率を高めることができるようにしたものである。
そして、これらアルカリ水のアルカリ濃度を変えることにより、水素ガスの生成速度を任意に調整することができるようになる。
【００６９】
以上本発明の実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施例では、第２の金属１２として、銅、ステンレス、炭素を例示したが、そのたの金属を用いることができる。
【００７０】
また、実施例では、反応水４を密閉容器２の上部より供給するようにしたが、底部より供給するようにしてもよく、さらには水位計を備えて、反応水の水位を常に一定にできるようにしてもよい。
また、実施例では、吸水体３を備えたが、密閉容器２が振動を受けない条件にある場合は、この吸収体３を省略することができる。
【００７１】
また、実施例では、前記水素発生体を板状に形成したが、その形状は任意である。
また、実施例４では、前記水素生成体１としての結合金属が板状に形成され、該板状結合金属を波状又はジグザグ状にプレス成形された状態、即ち板状のままで使用するようにしたが、これを巻いて円柱状にすることにより、水素発生体１をコンパクト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】実施例１の水素生成装置を示す縦断面図である。
【図２】図１のII−II線における横断平面図である。
【図３】図１の III−III 線における横断平面図である。
【図４】実施例１の水素生成装置における水素生成体を構成する結合金属を示す斜視図である。
【図５】実施例２の水素生成装置における水素生成体を構成する結合金属を示す斜視図である。
【図６】実施例３の水素生成装置における水素生成体を構成する結合金属を示す斜視図である。
【図７】実施例４の水素生成装置における水素生成体を構成する結合金属を示す斜視図である。
【図８】実施例５の水素生成装置における水素生成体を構成する結合金属を示す平面図である。
【図９】図８のIX−IX線における拡大断面図である。
【図１０】実施例６の水素生成装置における水素生成体を構成する結合金属を示す斜視図である。
【図１１】図１０のXI−XI線における拡大断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  水素生成体
１ａ  溝
１ｂ  孔
１ｃ  切れ目部分
１ｄ  連続気孔
１１  第１の金属
１２  第２の金属
２  密閉容器
２１  上側容器
２１ａ  フランジ部
２１ｂ  天井壁
２２  下側容器
２２ａ  フランジ部
２３  ボルト
２４  シールリング
２５  シールリング
２６  水素ガス取出口
２７  反応水供給口
３  吸収体
３１  収容穴
４  反応水
５  水素生成体装着体
５１  通気孔
５２  摺動軸
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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