(57)【要約】【課題】２座以上配位可能な窒素原子を含む芳香族複素環式化合物を含み、十分なガス吸蔵能を有するガス吸蔵用多孔質有機金属錯体を提供する。【解決手段】本発明のガス吸蔵用多孔質有機金属錯体は、［１］金属イオンと、［２］ジカルボン酸化合物（配位子）と、［３］上記金属イオンが２座以上配位可能な窒素原子を含む芳香族複素環式化合物との配位結合によって構成される。［１］金属イオンとしては、特に制限はないが、Ｍｇ，Ａｌ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ等のイオンが挙げられる。好ましくは、Ｃｕイオンが好ましい。また、［２］ジカルボン酸化合物としては、式（１）〜（６）で表わされる芳香族ジカルボン酸が好ましい。さらに、［３］上記金属イオンが２座以上配位可能な窒素原子を含む芳香族複素環式化合物としては、式（７）〜（１５）で表されるものを用いることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属イオンと、ジカルボン酸化合物と、前記金属イオンが２座以上配位可能な窒素原子を含む芳香族複素環式化合物との配位結合によって構成され、細孔構造を有することを特徴とするガス吸蔵用多孔質有機金属錯体。
【請求項２】
ＢＥＴ法による比表面積測定値が、２０ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする請求項１に記載のガス吸蔵用多孔質有機金属錯体。
【請求項３】
前記金属イオンが、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、チタン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅及び亜鉛からなる群から選択される金属イオンであることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス吸蔵用多孔質有機金属錯体。
【請求項４】
前記ジカルボン酸化合物が、芳香族ジカルボン酸であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガス吸蔵用多孔質有機金属錯体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のガス吸蔵用多孔質有機金属錯体の粉末を耐圧容器に充填して、該耐圧容器内に所定の圧力でガスを導入することを特徴とするガス貯蔵方法。
【請求項６】
前記耐圧容器に導入するガスに含まれる、前記ガス吸蔵用多孔質有機金属錯体に不可逆的に吸着される成分を除去する前処理を施すことを特徴とする請求項５に記載のガス貯蔵方法。
【請求項７】
前記耐圧容器に導入するガスに含まれる水分を除去する前処理を施すことを特徴とする請求項５又は６に記載のガス貯蔵方法。
【請求項８】
前記水分の除去の前処理が乾燥剤との接触であることを特徴とする請求項７に記載のガス貯蔵方法。
【請求項９】
前記乾燥剤が、シリカゲル、モレキュラーシーブス、塩化カルシウム、五酸化二リンから選ばれた１種又は２種以上であることを特徴とする請求項８に記載のガス貯蔵方法。
【請求項１０】
前記ガスが水素を主成分とするものであり、該ガスを前記耐圧容器に加圧条件下で貯蔵することを特徴とする請求項５〜９のいずれかに記載のガス貯蔵方法。
【請求項１１】
請求項１〜４のいずれかに記載のガス吸蔵用多孔質有機金属錯体の粉末を充填した第１の耐圧容器と、前記第１の耐圧容器に連通した乾燥剤を充填した第２の耐圧容器と、前記第２の耐圧容器に連通した水素を主成分とするガスの供給手段とを備えたことを特徴とするガス貯蔵装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のガス貯蔵装置における前記第１の耐圧容器より供給される水素を主成分とするガスから電力を得ることを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々のガスを吸蔵し得るガス吸蔵用多孔質有機金属錯体、これを用いたガス貯蔵方法及びガス貯蔵装置、並びにこのガス貯蔵装置に水素を吸蔵させて用いる燃料電池システムに関する。特に本発明は、加圧条件下で容易にガスを吸蔵・保持し、除圧することでガスを放出し得るガス吸蔵用多孔質有機金属錯体、これを用いたガス貯蔵方法及びガス貯蔵装置、並びにこのガス貯蔵装置に水素を吸蔵させて用いる燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
多孔質金属有機錯体は、活性炭やゼオライトに匹敵する新しい多孔体として注目を集めている（非特許文献１参照）。この多孔質有機金属錯体とは、金属と有機架橋配位子とから構成される固体の物質群のことであり、配位高分子又は集積型金属錯体とも呼ばれている。多孔質金属有機錯体は、配位子の大きさや形を変えることにより、結晶構造内の細孔の大きさや形を容易に変えることができる。また、これまでの研究でガス吸着、イオン交換、触媒場又は高分子合成等の多くの機能が検討されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】「有機貯蔵材料とナノ技術−水素社会に向けて−」、市川勝  監修、シーエムシー出版、２００７年発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような多孔質有機金属錯体として、窒素原子を含む芳香族複素環式化合物を含むものがこれまで多数報告されている。特に２座以上配位可能な窒素原子を含む芳香族複素環式化合物が安定的に多孔質有機金属錯体を形成することができることがわかってきた。
【０００５】
ところで、最近、燃料電池の燃料等として用いられ得る、クリーンエネルギーとしての水素ガスが注目されている。この水素ガスを簡単かつ安全に貯蔵して安定的に供給できることが望まれており、水素ガスの貯蔵に芳香族複素環式化合物を含む多孔質有機金属錯体を利用することが研究されているが、十分なガス吸蔵能を有する水素貯蔵に最適な芳香族複素環式化合物の構造については明らかにされていない。
【０００６】
さらに、多孔質有機金属錯体にガスを貯蔵させる場合、耐圧容器に充填した多孔質有機金属錯体に、貯蔵対象となるガスを加圧下で貯蔵させるが、繰り返して使用することによって、ガス中に含まれるわずかな水分を多孔質有機金属錯体が吸着し、ガス貯蔵率が低下してしまうという課題があった。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、２座以上配位可能な窒素原子を含む芳香族複素環式化合物を含み、十分なガス吸蔵能を有するガス吸蔵用多孔質有機金属錯体を提供することを目的とする。また、本発明はこのようなガス吸蔵用多孔質有機金属錯体を用いたガス貯蔵方法及びガス貯蔵装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、このガス貯蔵装置を用いて水素ガスを供給する燃料電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、第一に本発明は、金属イオンと、ジカルボン酸化合物と、前記金属イオンが２座以上配位可能な窒素原子を含む芳香族複素環式化合物との配位結合によって構成され、細孔構造を有することを特徴とするガス吸蔵用多孔質有機金属錯体を提供する（請求項１）。
【０００９】
上記発明（請求項１）に係るガス吸蔵用多孔質有機金属錯体は、金属イオンとジカルボン酸化合物とによる複数の層状格子を、該金属イオンが２座以上配位可能な窒素原子を含む芳香族複素環式化合物が連結するような三次元格子構造を有する。この三次元格子構造は、所定の圧力をかけることにより、水素分子等のガス体の分子を、該三次元格子を構成する芳香族複素環式化合物やジカルボン酸化合物との分子間力により該格子内に安定的に保持することができ、ガス吸蔵用として好適なものとなっている。さらに、上述した分子間力は弱いものであるので、圧力を減少させることにより、保持したガス分子を放出することができる。
【００１０】
上記発明（請求項１）においては、該ガス吸蔵用多孔質有機金属錯体のＢＥＴ法による比表面積測定値が、２０ｍ２／ｇ以上であるのが好ましい（請求項２）。
【００１１】
上記発明（請求項２）によれば、多孔質有機金属錯体の比表面積は、その三次元格子構造の数にある程度の相関性を有するため、ガス分子の吸蔵量をある程度確保することが可能となる。
【００１２】
上記発明（請求項１，２）においては、前記金属イオンが、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、チタン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅及び亜鉛からなる群から選択される金属イオンであるのが好ましい（請求項３）。
【００１３】
上記発明（請求項３）によれば、ジカルボン酸化合物及び２座以上配位可能な窒素原子を含む芳香族複素環式化合物と三次元多孔質有機金属錯体を好適に形成することができる。
【００１４】
上記発明（請求項１〜３）においては、前記ジカルボン酸化合物が、芳香族ジカルボン酸であるのが好ましい（請求項４）。
【００１５】
かかる発明（請求項４）によれば、芳香族ジカルボン酸は、金属イオンと層状格子を形成し、さらに２座以上配位可能な窒素原子を含む芳香族複素環式化合物と三次元多孔質有機金属錯体を好適に形成することができ、またガス分子との分子間力を作用させることができる。
【００１６】
第二に本発明は、上記発明（請求項１〜４）に係るガス吸蔵用多孔質有機金属錯体の粉末を耐圧容器に充填して、該耐圧容器内に所定の圧力でガスを導入することを特徴とするガス貯蔵方法を提供する（請求項５）。
【００１７】
上記発明（請求項５）によれば、上述したようなガス吸蔵用多孔質有機金属錯体は、所定の圧力をかけることで、三次元格子を構成する芳香族複素環式化合物やジカルボン酸化合物との分子間力により水素分子等のガス体の分子を該三次元格子内に安定的に保持することができるので、この多孔質有機金属錯体の粉末を耐圧容器に充填して、該耐圧容器内に所定の圧力でガスを導入することで、簡単、確実かつ安定的にガスを保持することができる。
【００１８】
上記発明（請求項５）においては、前記耐圧容器に導入するガスに含まれる、前記ガス吸蔵用多孔質有機金属錯体に不可逆的に吸着される成分を除去する前処理を施すのが好ましい（請求項６）。
【００１９】
上記発明（請求項６）によれば、ガス吸蔵用多孔質有機金属錯体へのガスの吸蔵や、当該錯体からのガスの放出を繰り返した際に、ガスの吸着を阻害する成分が当該錯体に吸着してしまうのを最小限に抑制し、ガス吸蔵用多孔質有機金属錯体の劣化を防止することができる。
【００２０】
上記発明（請求項５，６）においては、前記耐圧容器に導入するガスに含まれる水分を除去する前処理を施すのが好ましい（請求項７）。
【００２１】
上記発明（請求項７）によれば、ガス吸蔵用多孔質有機金属錯体へのガスの吸蔵や、当該搾体からのガスの放出を繰り返した際に、当該錯体への水の吸着を最小限に抑制し、ガス吸蔵用多孔質有機金属錯体の劣化を防止することができる。
【００２２】
上記発明（請求項７）においては、前記水分の除去の前処理が、乾燥剤との接触であるのがこのましい（請求項８）。さらに、上記発明（請求項８）においては、前記乾燥剤が、シリカゲル、モレキュラーシーブス、塩化カルシウム、五酸化二リンから選ばれた１種又は２種以上であるのがこのましい（請求項９）。
【００２３】
上記発明（請求項５〜９）においては、前記ガスが水素を主成分とするものであり、該ガスを前記耐圧容器に加圧条件下で貯蔵するのが好ましい（請求項１０）。
【００２４】
上記発明（請求項１０）のようなガス貯蔵方法は、特に水素ガスを主成分とするガスの吸蔵に好適であり、水素を吸蔵することで種々の用途への適用が期待できる。
【００２５】
第三に本発明は、上記発明（請求項１〜４）に係るガス吸蔵用多孔質有機金属錯体の粉末を充填した第１の耐圧容器と、前記第１の耐圧容器に連通し、乾燥剤を充填した第２の耐圧容器と、前記第２の耐圧容器に連通した水素を主成分とするガスの供給手段とを備えたことを特徴とするガス貯蔵装置を提供する（請求項１１）。
【００２６】
上記発明（請求項１１）によれば、まず水素を主成分とするガスの供給手段から、第２の耐圧容器に水素を主成分とするガスを供給することにより水分を除去し、さらにこの水分を除去した水素を主成分とするガスをガス吸蔵用多孔質有機金属錯体の粉末を充填した第１の耐圧容器に所定の圧力で供給することにより、水素を主成分とするガスを吸蔵することができるので、この第１の耐圧容器を水素ガス源として利用することができる。
【００２７】
さらに、第四に本発明は、上記発明（請求項１１）に係るガス貯蔵装置における前記第１の耐圧容器より供給される水素を主成分とするガスから電力を得ることを特徴とする燃料電池システムを提供する（請求項１２）。
【００２８】
上記発明（請求項１２）によれば、水素を主成分とするガスを吸蔵した第１の耐圧容器を水素ガス源として燃料電池システムに供給することで、効率的かつ簡便に燃料電池システムを運転することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のガス吸蔵用多孔質有機金属錯体によれば、金属イオンとジカルボン酸化合物とによる複数の層状格子を、該金属イオンが２座以上配位可能な窒素原子を含む芳香族複素環式化合物が連結するような三次元格子構造を有するので、所定の圧力をかけることにより、水素分子等のガス体の分子を該三次元格子を構成する芳香族複素環式化合物やジカルボン酸化合物との分子間力により該格子内に安定的に保持することができ、ガス吸蔵用として好適なものとなっている。さらに、上述した分子間力は弱いものであるので、圧力を減少させることにより、保持したガス分子を放出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係るガス貯蔵装置を示す概略図である。
【図２】実施例１のガス吸蔵用多孔質有機金属錯体の粉末Ｘ線回折パターンを示すグラフである。
【図３】実施例１のガス吸蔵用多孔質有機金属錯体の分子構造を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明のガス吸蔵用多孔質有機金属錯体について詳細に説明する。
本発明のガス吸蔵用多孔質有機金属錯体は、［１］金属イオンと、［２］ジカルボン酸化合物（配位子）と、［３］上記金属イオンが２座以上配位可能な窒素原子を含む芳香族複素環式化合物との配位結合によって構成される三次元格子構造体である。
【００３２】
上記［１］金属イオンとしては、特に制限はないが、Ｍｇ，Ａｌ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ等のイオンが挙げられるが、これらのうちＣｕイオンが好ましい。
【００３３】
また、［２］ジカルボン酸化合物は、配位子として機能するものであり、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸を用いるのが好ましい。この芳香族ジカルボン酸としては下記式（１）〜（６）で表わされるものを好適に用いることができる。
【００３４】
【化１】
2011083755.tif 000003
【００３５】
【化２】
2011083755.tif 000004
【００３６】
【化３】
2011083755.tif 000005
【００３７】
【化４】
2011083755.tif 000006
【００３８】
【化５】
2011083755.tif 000007
【００３９】
【化６】
2011083755.tif 000008
【００４０】
さらに、［３］上記金属イオンが２座以上配位可能な窒素原子を含む芳香族複素環式化合物としては、下記式（７）〜（１５）で表されるものを用いることができる。
【００４１】
【化７】
2011083755.tif 000009
【００４２】
【化８】
2011083755.tif 000010
【００４３】
【化９】
2011083755.tif 000011
【００４４】
【化１０】
2011083755.tif 000012
【００４５】
【化１１】
2011083755.tif 000013
【００４６】
【化１２】
2011083755.tif 000014
【００４７】
【化１３】
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【００４８】
【化１４】
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【００４９】
【化１５】
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【００５０】
これらのうちでは、特に３個以上、さらには４個以上の複素環を有する芳香族複素環式化合物が好ましい。
【００５１】
上述したような［１］金属イオンと、［２］ジカルボン酸化合物（配位子）と、［３］上記金属イオンが２座以上配位可能な窒素原子を含む芳香族複素環式化合物との配位結合によって構成される本発明の多孔質有機金属錯体は、金属イオンとジカルボン酸化合物とによる複数の層状格子を、窒素原子を含む芳香族複素環式化合物が連結するような三次元格子構造を有し、これに起因して細孔構造となっている。具体的には、［１］金属イオンとしてＣｕイオンを、［２］ジカルボン酸化合物としてテレフタル酸（化学式（１））を、［３］金属イオンが２座以上配位可能な窒素原子を含む芳香族複素環式化合物として１，４−ジ（４−ピリジル）ベンゼン（化学式（１０））を用いた場合には、図３に概略的に示すような構造が三次元的に連続した三次元格子構造を有する。
【００５２】
そして、この細孔構造は、配位子である窒素原子を含む芳香族複素環式化合物の分子構造に応じて所定の構造をとることができる。例えば、窒素原子を含む２座配位子としてジアザビシクロオクタン（ＤＡＢＣＯ）、ジカルボン酸配位子としてテレフタル酸（ＢＤＣ）を用いた場合、Ｂｕｌｌ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  Ｊｐｎ．  ２００８，  Ｖｏｌ．８１，  Ｎｏ．７，  ８４７．に報告されている多孔質有機金属錯体［Ｃｕ（ＢＤＣ）（ＤＡＢＣＯ）１／２］ｎと同様の結晶構造をとる。
【００５３】
本発明のガス吸蔵用多孔質有機金属錯体は、特にその水素貯蔵能の点から、比表面積が２０ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、特に１００ｍ２以上であることがより好ましい。
【００５４】
上述したような本発明のガス吸蔵用多孔質有機金属錯体は、所定の圧力をかけることで、三次元格子中にガス体の分子を貯蔵することができ、常温で十分なガス貯蔵能力を有するものであり、特に水素貯蔵に有用である。例えば、温度２９８Ｋ、水素圧力３５ＭＰａの雰囲気下で１．０ｗｔ％以上の水素貯蔵能力を有する。
【００５５】
次に、上述したようなガス吸蔵用多孔質有機金属錯体の製造方法について説明する。
本発明のガス吸蔵用多孔質有機金属錯体は、［１］金属イオンと［２］芳香族ジカルボン酸とを反応させ二次元の網目状の配位高分子を合成する第一工程と、この網目状配位高分子同士を、［３］２座以上配位可能な窒素原子を含む芳香族複素環式化合物で橋かけする第二工程とにより製造することができる。
【００５６】
具体的には、まず、第一の工程では所望とする金属イオンの金属塩を所定の溶媒に溶解させる一方、芳香族ジカルボン酸をピリジンに溶解させる。そして、その後これら二液を混合する。
【００５７】
金属イオンの反応液中の濃度は、０．０５〜４．０ｍｏｌ／Ｌの範囲であることが好ましく、特に０．１〜０．２ｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。
【００５８】
上記金属塩を溶解させる溶媒としては水が一般的であるが、金属塩が溶解するものであれば水以外の溶媒も使用することができる。
【００５９】
また、芳香族ジカルボン酸の反応液中の濃度は、０．０５〜４．０ｍｏｌ／Ｌの範囲であることが好ましく、特に０．１〜０．２ｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。なお、溶媒として用いる液体は芳香族ジカルボン酸が溶解するものであればピリジン以外の溶媒も使用することができる。
【００６０】
混合する二液の量及びモル濃度は同じとなるようにするのが好ましいが、金属イオンが過剰となるようにしてもよい。
【００６１】
このようにして二液を混合させた後、室温で１〜４８時間程度放置させると青色の結晶（二次元の網目状の配位高分子）が析出してくるのでこれをろ別する。
【００６２】
反応時間が１時間未満だと十分に反応が進行しないおそれがある。一方、４８時間以上反応させてもさほど収率は向上しない。
【００６３】
生成物のろ過は、ひだ付きろ紙等を用いた自然ろ過で行い、ろ紙上に残った生成物をろ液で２〜３回洗浄するのが好ましい。その後、ろ紙を広げ、新しいろ紙を軽く押しつけることにより、余分な溶液を取り除いておけばよい。
【００６４】
続いて、第二の工程では、ここで得られた結晶（二次元の網目状の配位高分子）を２座以上配位可能な芳香族複素環式化合物を溶解させた溶液に加え、環流・攪拌する。
【００６５】
この時、芳香族複素環式化合物を溶解させる溶媒としては、該芳香族複素環式化合物が溶解するものであれば制限はないが、特にＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドまたはＮ，Ｎ−ジエチルホルムアミドのいずれかを単独で、あるいは両者を混合して用いることが溶解度と反応温度の点から好ましい。
【００６６】
また、上記反応の反応温度は、８０℃〜２５０℃であることが好ましく、特に１００℃〜１５０℃であることが好ましい。反応温度が８０℃未満であると、目的とする多孔質有機金属錯体が生成しにくい傾向がある。一方、反応温度が２５０℃を超えると反応に使用する２座以上配位可能な窒素原子を含む芳香族複素環式化合物が分解するおそれがある。
【００６７】
上記反応工程において、反応溶液の加熱は空気雰囲気中で行うことができる。反応容器としてはリービッヒ冷却器等の還流冷却器を備えたナス型フラスコ等を用いて反応させることができる。また、２００℃以上の温度で反応を行う場合はオートクレーブ等の密閉容器を用いて反応を行うこともできる。
【００６８】
このようにして生成した多孔質有機金属錯体は反応液から分取し、メタノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド等の溶媒で洗浄する。
【００６９】
このようにして得られた多孔質有機金属錯体は、ほとんどの場合、その細孔の中に反応に用いた溶媒を物理吸着しているが、真空減圧によってこれらを取り除き、乾燥させる。このようにして目的とする多孔質有機金属錯体を取り出すことができる。
【００７０】
上記乾燥工程は室温で行っても良いが、通常は８０℃〜２５０℃で行うのが好ましく、特に１００℃〜１５０℃で行うのが好ましい。温度が８０℃以下であると乾燥が不十分になるおそれがあり、２５０℃を超えると多孔質有機金属錯体が分解するおそれがある。このようにして目的とするガス吸蔵用多孔質有機金属錯体を得ることができる。
【００７１】
次に、本実施の形態に係るガス吸蔵用多孔質有機金属錯体によるガス貯蔵方法及びガス貯蔵装置について、添付図面を参照説明する。
【００７２】
図１は、本発明の一実施形態に係るガス貯蔵方法を実施可能なガス貯蔵装置を示す概略図である。図１において、本実施形態において、ガス貯蔵装置１は、第１の耐圧容器２と第２の耐圧容器３とを備え、これら第１の耐圧容器２と第２の耐圧容器３とは、連通管４を介して連通している。そして、第１の耐圧容器２にはガス吸蔵用多孔質有機金属錯体の粉末５が充填されている一方、第２の耐圧容器３には乾燥剤６が充填されている。
【００７３】
そして、第１の耐圧容器２の一端は、バルブ７Ａを備えたガス排出管７に接続されている。また、第２の耐圧容器３の他端は、バルブ８Ａを備えたガス供給管８に接続されていて、このガス供給管８の基端側には、ガスの供給手段としてのレギュレータ９Ａを備えた水素ガスボンベ９に接続されている。なお、図中、１０，１１はそれぞれ連通管４に付設されたバルブ及び圧力計である。したがって、本実施形態において、水素を主成分とするガスは水素ガスである。
【００７４】
上述したような装置において、乾燥剤６としては、シリカゲル、塩化カルシウム、五酸化二リン等を用いることができる。なお、第２の耐圧容器３には、例えばモレキュラーシーブス等を乾燥剤６の代わりにあるいは併用充填することにより、Ｈ2Ｏ、ＣＯ、ＣＯ2、Ｏ2等を除去するようにしてもよい。
【００７５】
また、第１の耐圧容器２、第２の耐圧容器３、連通管４、ガス排出管７及びガス供給管８は、ＳＵＳ３０４またはＳＵＳ３１６等のステンレス鋼からなるのが好ましい。
【００７６】
前記構成につきその作用について説明する。
バルブ７Ａを閉鎖し、バルブ８Ａ及び１０を開成した状態で、水素ガスボンベ９から水素ガスを供給する。この水素ガスは、乾燥剤６が充填された第２の耐圧容器３及び連通管４を介して第１の耐圧容器２に供給される。このため乾燥剤６により水素ガス中の水分は十分に除去されることになる。
【００７７】
このときの水素ガス供給圧力（圧力計１１の圧力）は１０〜４０ＭＰａ（圧力計１１の圧力）となるようにレギュレータ９Ａを設定しておくのが好ましい。水素ガス供給圧力が、１０ＭＰａ未満では、ガス吸蔵用多孔質有機金属錯体の粉末への水素の吸蔵量が十分でない一方、４０ＭＰａを超えてもそれ以上の水素の吸蔵量の増加効果が得られないばかりか、第１の耐圧容器２の耐圧性を高める必要があり実用的でない。
【００７８】
このようにして第１の耐圧容器２に所定量の水素を貯蔵したら、バルブ８Ａ及び１０を閉鎖して水素ガスボンベ９からの水素ガスの供給を停止する。この状態で、第１の耐圧容器２を閉鎖したら連通管４を取り外して、第１の耐圧容器２のみを燃料電池システムの近傍に持ち運んで、ガス排出管７を、レギュレータを備えた燃料電池システム（図示せず）に接続し、バルブ７Ａを開成して除圧することで、一定量の水素を供給して電力を得ることができる。
【００７９】
また、本実施形態のガス貯蔵装置は、ガス吸蔵用多孔質有機金属錯体の粉末５を充填した第１の耐圧容器２と、この第１の耐圧容器２に連通した乾燥剤６を充填した第２の耐圧容器３と、前記第２の耐圧容器３に連通した水素ガスボンベ９とを備えるものであり、第１の耐圧容器３に水素ガスを長期保管・貯蔵し、水素ガス源として利用することができる。
【００８０】
さらに、第１の耐圧容器２に充填されたガス吸蔵用多孔質有機金属錯体の粉末５に水素ガスを長期保管・貯蔵し、この第１の耐圧容器２から供給される水素ガスを燃料とすることで、長期間安定した燃料電池システムとすることができる。
【００８１】
以上本発明について添付図面を参照して説明してきたが、本発明は上記実施形態に限らず種々の変形実施が可能である。例えば、上記実施形態では、水素ガスの貯蔵用の場合でわるが、その他のガス、例えば、酸素、オゾン、ＣＯ２等にも適用可能である。
【実施例】
【００８２】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明を詳細に説明するが、本発明は下記の実施例等に何ら限定されるものではない。
【００８３】
〔実施例１〕
［式（１０）で表わされる芳香族複素環式化合物の合成例］
１，４−ジブロモベンゼン２．３６ｇと、４−ピリジンボロン酸４．３０ｇとＰｄ（ｄｐｐｆ）２Ｃｌ２０．８２ｇと、Ｎａ２ＣＯ３２．１２ｇとをトルエンと水との混合溶液（トルエン／水＝１：１（容積比））５０ｍＬに加えた。
【００８４】
この混合物に窒素ガスを１０分間吹き込み脱気した後、窒素雰囲気下で、１１０℃で加熱して７２時間還流した（参考文献：Organometallics, 2008, 27(16), pp.4088-4097）。
【００８５】
その後、加熱を止め、室温付近まで放冷し、トルエンで抽出した。トルエン溶液をエバポレーターで濃縮し、得られた固体を酢酸エチルで再結晶し、目的物である１，４−ジ（４−ピリジル）ベンゼン１．６７ｇを得た。
【００８６】
［ガス吸蔵用多孔質有機金属錯体の合成例］
ギ酸銅（II）・４水和物２．００ｇを水５０ｍＬに溶解させた。別の容器にテレフタル酸１．４７ｇを入れ、ピリジン５０ｍＬを加えて溶解させた。この二つの溶液を混合し、析出してくる青色の結晶４．２１ｇをろ取した。
【００８７】
１，４−ジ（４−ピリジル）ベンゼン１．１ｇを秤量し、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）５０ｍＬに溶解させた。ここに上記で得られた青色結晶をすべて加え、１５０℃で４８時間還流・攪拌し、ガス吸蔵用多孔質有機金属錯体２．０３ｇを得た。
【００８８】
［ガス吸蔵用多孔質有機金属錯体の特性評価］
このようにして得られたガス吸蔵用多孔質有機金属錯体に対し、７７ＫにおけるＢＥＴ比表面積測定を行った。この測定はＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製Ｔｒｉｓｔａｒ３０００を用い、多孔質有機金属錯体が入ったセルを液体窒素に浸漬させた状態で行った。その結果、比表面積は４９５ｍ２／ｇであることがわかった。
【００８９】
また、このガス吸蔵用多孔質有機金属錯体の粉末Ｘ線回折パターンを確認した。結果を図２に示す。この粉末Ｘ線回折パターンにより、実施例のガス吸蔵用多孔質有機金属錯体は、図３に示す構造の連続により三次元の多孔質構造をとることが予想される。
【００９０】
また、このガス吸蔵用多孔質有機金属錯体に対し、２９８Ｋにおける水素貯蔵量を測定した。この測定はＪＩＳ−Ｈ７２０１のＰＣＴ線測定法に従って行った。その結果、水素圧力１０ＭＰａでの水素貯蔵率は０．５ｗｔ％であった。
【００９１】
さらに、このガス吸蔵用多孔質有機金属錯体を耐圧容器に充填し、さらに水素導入部に乾燥剤を充填した耐圧容器を取り付けた。この状態で２０回水素ガスの加圧充填・除圧放出を繰り返し、その後、多孔質有機金属錯体の水素貯蔵量をＪＩＳ−Ｈ７２０１のＰＣＴ線測定法に従って測定した。その結果、水素貯蔵率は０．５ｗｔ％であった。また、使用後の多孔質有機金属錯体に含まれる水分量を平沼産業（株）のカールフィッシャー水分計（ＡＱ−２１００）にて測定したところ、０．２１ｗｔ％であった。
【００９２】
〔実施例２〕
実施例１で得られたガス吸蔵用多孔質有機金属錯体を耐圧容器に充填し、水素導入部に乾燥剤を充填した耐圧容器を取り付けることなく、２０回水素ガスの加圧充填・除圧放出を繰り返した。その後、多孔質有機金属錯体の水素貯蔵量を実施例１と同様に測定した。その結果、水素貯蔵率は０．３８ｗｔ％であった。また、使用後の多孔質有機金属錯体に含まれる水分量を平沼産業（株）のカールフィッシャー水分計（ＡＱ−２１００）にて測定したところ、２．５ｗｔ％であった。
【００９３】
上記実施例１及び２から、水素ガスを乾燥することで、繰り返し使用した後の水素貯蔵率の低下が抑制されることがわかる。これは、水素ガスの加圧充填・除圧放出を繰り返すことで、ガス吸蔵用多孔質有機金属錯体に水分が吸着し、水素ガス吸蔵能が低下するためであると考えられる。
【符号の説明】
【００９４】
１…ガス貯蔵装置
２…第１の耐圧容器
３…第２の耐圧容器
４…連通管
５…ガス吸蔵用多孔質有機金属錯体の粉末（ガス吸蔵用多孔質有機金属錯体）
６…乾燥剤
９…水素ガスボンベ（ガスの供給手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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