(57)【要約】【課題】水素発生材料の発熱反応により発生した熱を処理することがなく、また、他の吸熱反応により水素を発生する材料の反応に必要な熱を外部から供給する必要のない水素発生システムを提供する。【解決手段】水素発生システム１であって、発熱性の固体の含水素材料からなる固体含水素材料Ａ１（第１の水素発生材料）と、吸熱性の固体の含水素材料からなる固体含水素材料Ｂ１（第２の水素発生材料）とを組み合わせたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱性の固体の含水素材料からなる第１の水素発生材料と、吸熱性の固体の含水素材料からなる第２の水素発生材料とを組み合わせたことを特徴とする水素発生システム。
【請求項２】
前記水素発生システムは、前記第１の水素発生材料に熱を供与する熱供与手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の水素発生システム。
【請求項３】
前記第１の水素発生材料は、金属水素化物と金属水酸化物の混合体であり、
前記第２の水素発生材料は、金属水酸化物からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水素発生システム。
【請求項４】
前記第１の水素発生材料は、第１、第２及び第１３族の金属の水素化物と、第１及び第２族の金属のホウ素水素化物及びアルミニウム水素化物との群から選ばれる金属水素化物と、第１、第２及び第１３族金属の水酸化物又はその水酸化物水和物から選ばれる金属水酸化物の混合物からなることを特徴とする請求項３に記載の水素発生システム。
【請求項５】
前記第２の水素発生材料は、第１、第２及び第１３族金属の水素化物、もしくは第１、第２族のホウ素水素化物、もしくはアルミニウム水素化物から選ばれる金属水素化物であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の水素発生システム。
【請求項６】
前記第１の水素発生材料と前記第２の水素発生材料とを収容する容器と、前記容器から水素を外部へ供給する水素供給手段とを更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の水素発生システム。
【請求項７】
前記容器に、前記第１の水素発生材料を収容する第１のチャンバと、前記第２の水素発生材料を収容する第２のチャンバと、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとを画成する伝熱性の仕切とを設けたことを特徴とする請求項６に記載の水素発生システム。
【請求項８】
前記容器に、前記水素供給手段へ水素を放出する水素放出口を設け、前記第１の水素発生材料より前記第２の水素発生材料を前記水素放出口に近い位置に配置したことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の水素発生システム。
【請求項９】
前記第１の水素発生材料の周囲に前記第２の水素発生材料を配置したことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の水素発生システム。
【請求項１０】
前記第１の水素発生材料と前記第２の水素発生材料を交互に積層したことを特長とする請求項６又は請求項７に記載の水素発生システム。
【請求項１１】
前記積層を、前記容器の軸方向に行ったことを特徴とする請求項１０に記載の水素発生システム。
【請求項１２】
前記積層を、前記容器の半径方向に行ったことを特徴とする請求項１０に記載の水素発生システム。
【請求項１３】
前記第１の水素発生材料と前記第２の水素発生材料を混合させたことを特徴とする請求項６に記載の水素発生システム。
【請求項１４】
前記第１の水素発生材料と前記第２の水素発生材料を粉末状に形成し、混合したことを特徴とする請求項１３に記載の水素発生システム。
【請求項１５】
前記熱供与手段は、前記第１の水素発生材料の少なくとも一部を加熱することを特徴とする請求項６に記載の水素発生システム。
【請求項１６】
前記熱供与手段は、前記第１の水素発生材料を直接的に加熱する加熱部を前記容器内に有することを特徴とする請求項６に記載の水素発生システム。
【請求項１７】
前記加熱部は、電気ヒータからなることを特徴とする請求項１６に記載の水素発生システム。
【請求項１８】
前記加熱部は、熱媒の流路からなることを特徴とする請求項１６に記載の水素発生システム。
【請求項１９】
前記熱供与手段は、前記加熱部に前記容器の外部から熱を供与する伝熱手段を有することを特徴とする請求項１６に記載の水素発生システム。
【請求項２０】
前記伝熱手段は、燃焼式又は熱交換式のヒートソースに連結されていることを特徴とする請求項１９に記載の水素発生システム。
【請求項２１】
前記容器は、耐圧容器からなることを特徴とする請求項６乃至請求項２０のいずれか一項に記載の水素発生システム。
【請求項２２】
前記容器は、前記第１の水素発生材料と前記第２の水素発生材料を外部から装入する装入口を有することを特徴とする請求項６乃至請求項２１のいずれか一項に記載の水素発生システム。
【請求項２３】
前記容器は、前記第１の水素発生材料又は前記第２の水素発生材料を外部から取出す取出口を有することを特徴とする請求項２２に記載の水素発生システム。
【請求項２４】
前記水素供給手段は、接続部を有する水素供給ラインを備えることを特徴とする請求項６に記載の水素発生システム。
【請求項２５】
前記容器は、前記第１の水素発生材料と前記第２の水素発生材料をそれぞれ収容する第１及び第２の容器からなることを特徴とする請求項６乃至請求項２４のいずれか一項に記載の水素発生システム。
【請求項２６】
前記熱供与手段は、前記第１の容器から前記第２の容器へ熱を伝達する熱伝達手段を有することを特徴とする請求項２５に記載の水素発生システム。
【請求項２７】
請求項６乃至請求項２６のいずれかに係る水素発生システムに、その系外から熱を供給して第１の水素発生材料を加熱することを特徴とする水素発生システムの運転方法。
【請求項２８】
前前記第１の水素発生材料の水素放出にともなう反応熱により、前記第１の水素発生材料及び前記第２の水素発生材料を加熱させることを特徴とする請求項２７に記載の水素発生システムの運転方法。
【請求項２９】
前記第２の水素発生材料が、所定温度を超えたときに、前記系外からの熱の供給を遮断することを特徴とする請求項２７又は請求項２８に記載の水素発生システムの運転方法。
【請求項３０】
前記容器での水素発生量又は前記水素供与手段での水素流量に応じて、前記第１の水素発生材料及び前記第２の水素発生材料収容する別の容器での水素発生を開始し、その水素を前記水素供与手段に送出することを特徴とする請求項２７乃至請求項２９のいずれか一項に記載の水素発生システムの運転方法。
【請求項３１】
請求項６乃至請求項３０のいずれか一項に係る水素発生システムを用いることを特徴とする水素燃料車両。
【請求項３２】
前記水素燃料車両は、燃料電池車両であることを特徴とする請求項３１に記載の水素燃料車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水素発生システム、水素発生システムの運転方法及び水素燃料車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属水素化物と金属水酸化物との混合体を反応させることにより、例えば次に示す式（Ａ１）の反応により、固相状態で、加水分解反応による水素の放出が可能となるという報告がある（非特許文献１参照）。
ＬｉＨ＋ＬｉＯＨ→Ｌｉ２Ｏ＋Ｈ２・・・式（Ａ１）
これは、式（Ａ２）で示す通常の固相-液相反応である加水分解反応と比較して、少ない発熱量で反応が進行する。
ＬｉＨ＋Ｈ２Ｏ→ＬｉＯＨ＋Ｈ２・・・式（Ａ２）
この手法は、固体状態のまま加水分解を生じさせることができる手法であり、水（Ｈ２Ｏ）と反応させる固液相間の加水分解反応に比べて少ない発熱になるという特徴がある（非特許文献２参照）。
【０００３】
また、金属水素化物を加熱することにより熱分解反応が生じ、式（Ａ３）及び式（Ａ４）に示すように、金属水素化物から水素を放出させることが可能となる。
ＬｉＨ→Ｌｉ＋１／２Ｈ２−７９［ｋＪ／ｍｏｌ］・・・式（Ａ３）
ＭｇＨ２→Ｍｇ＋Ｈ２−７５［ｋＪ／ｍｏｌ］・・・式（Ａ４）
式（Ａ３）及び式（Ａ４）に示す反応は、いずれも吸熱的に反応が進行し、金属と水素ガスに分解する（非特許文献２参照）。
【非特許文献１】J.J. Vajo, S.L. Skeith, F. Mertens and S.W. Jorgensen, “Hydrogen-generating solid-state hydride/hydroxide reactions,” J. Alloys and Compounds, 390 (2005) 55-61.
【非特許文献２】大角泰章著「新版  水素吸蔵合金−その物性と応用−」アグネ技術センター
【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、式（Ａ１）に示すように、固相加水分解反応を利用して水素を放出させる場合には、この反応は発熱反応であるため、水素の放出にともない、その熱を処理するための装置が必要となる。一方、式（Ａ３）及び式（Ａ４）に示すように、熱分解反応を利用して水素を放出させる場合には、この反応は吸熱反応であるため、水素の放出にともない必要な熱量を外部から供給し続ける必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明に係る水素発生システムは、発熱性の固体の含水素材料からなる第１の水素発生材料と、吸熱性の固体の含水素材料からなる第２の水素発生材料とを組み合わせたことを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る水素発生システムの運転方法は、本発明に係る水素発生システムに、その系外から熱を供給して第１の水素発生材料を加熱することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る水素燃料車両は、本発明に係る水素発生システムを用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１の水素発生材料で発生した熱を第２の水素発生材料で吸収して第２の水素発生材料から水素を発生することができるため、第１の水素発生材料の発熱反応により発生した熱を処理することがなく、また、第２の水素発生材料の反応に必要な熱を外部から供給する必要のない水素発生システムを提供することができる。
【０００９】
本発明によれば、第１の水素発生材料で発生した熱により第１及び第２の水素発生材料を加熱する自己加熱であるため、外部からのエネルギ供給なしに、高い反応温度の水素発生を開始することが可能となる。また、本発明によれば、第１の水素発生材料で発生した熱を第２の水素発生材料で吸収するため、水素発生中のシステム内の温度変化を低減することが可能となる。
【００１０】
本発明によれば、高効率で水素を車内で製造することが可能となり、コンパクトかつ長い航続距離を有する水素燃料車両を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の最良の実施の形態に係る水素発生システム、水素発生システムの運転方法及び水素燃料車両を添付図面に基づいて説明する。なお、以下の図面の記載において、同一の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は、本発明の実施の形態に係る水素発生システム、水素発生システムの運転方法及び水素燃料車両を模式的に示したものであり、各寸法の比率等は実際とは異なっている。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる。具体的な寸法等は、以下の説明を参酌して判断されるべきものである。なお、本実施の形態では、水素発生装置Ｇｉは（ｉ＝１〜Ｎ）であり、総称的には符号Ｇで示す。同様に、固体含水素材料Ａｊは（ｊ＝１〜Ｎ）総称的には符号Ａで示す。固体含水素材料Ｂｋは（ｋ＝１〜Ｎ）であり、総称的には符号Ｂで示す。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る水素発生システムの説明を行う。図１は、本発明の第１実施形態に係る水素発生システム１の模式図である。
【００１３】
水素発生システム１は、図１４に示す水素燃料車両１１０に搭載される。図１４において、水素燃料車両１１０は、水素発生装置Ｇ１を後部に設置搭載している。
【００１４】
本発明の第１実施形態に係る水素発生システム１は、水素発生装置Ｇ１と、調圧弁５と、水素燃料動力装置６を備える、水素発生装置Ｇ１は、固体含水素材料Ａ１（第１の水素発生材料）で示す。及び固体含水素材料Ｂ１（第２の水素発生材料）を内部に備える容器２と、固体含水素材料Ａ１に熱を供与する熱供与手段としての伝熱経路７と、発生した水素を放出する水素放出口３と、発生した水素を水素燃料動力装置６に放出する水素供給手段としての電磁弁４とを備える。伝熱経路７の加熱部７ａは容器２内に配置され、加熱部７ａは固体含水素材料Ａ１に接触して直接的に固体含水素材料Ａ１を加熱する。加熱部７ａは、電気ヒータからなっていても良く、熱媒の流路からなっていても良い。また、伝熱経路７は、加熱部７ａに容器２の外部から熱を供与する伝熱手段（不図示）を有しており、この伝熱手段は、燃焼式又は熱交換式のヒートソースに連結されている。容器２内において、所定量の固体含水素材料Ａ１と固体含水素材料Ｂ１とが充填されるが、容器２内において空間８ａ、８ｂがあっても良い。
【００１５】
本発明の第１実施形態に係る水素発生システム１では、水素を発生する材料が、発熱性の固体の含水素材料からなる固体含水素材料Ａ１と、吸熱性の固体の含水素材料からなる固体含水素材料Ｂ１との組み合わせであるため、固体含水素材料Ａ１で発生した熱を固体含水素材料Ｂ１で吸収して、固体含水素材料Ａ１からだけではなく、固体含水素材料Ｂ１からも水素を発生させることができる。このため、固体含水素材料Ａ１の発熱反応により発生した熱を別途処理する必要がなく、また、固体含水素材料Ｂ１の反応に必要な熱を外部から供給する必要がない。
【００１６】
一般的に発熱反応は、より安定な状態に向かう反応であるため、反応の活性化エネルギを超えるために必要な熱量を与えるだけで、反応が自発的に進行する。このため、吸熱反応に比べ、発熱反応は低い温度で開始する。そして、そのわずかな熱量を利用して一度発熱反応を開始させると、反応熱により材料自身が加熱される。その熱を利用して固体含水素材料Ｂ１を加熱すると、水素発生システムに大きな熱量を加えることなく、固体含水素材料Ｂ１の吸熱反応による水素放出が開始する温度に達する。また、固体含水素材料Ａ１の反応熱を固体含水素材料Ｂ１が吸収することにより、材料全体の過昇温を抑制することにもなる。
【００１７】
なお、固体含水素材料Ａ１と固体含水素材料Ｂ１間の熱交換は、ガスを介してもよいし、材料自体の熱伝導を利用してもよく、必ずしも固体や液体の熱媒体を使用する必要は無い。また、外部からの熱を供給とは、必ずしも熱そのものを供給するというわけではなく、例えば、「電力」というエネルギをシステムの外から供給し、システム内部にある発熱体を作動させるという形態でもよい。さらに、固体含水素材料Ａ１には、水素を発生する反応のきっかけとして、外部から固体含水素材料Ａ１全体又はその一部に対して熱を供給する必要があるが、固体含水素材料Ｂ１には外部から熱を供給してもよく、また、供給しなくてもよい。
【００１８】
容器２内に収容する水素を発生する材料は、固体含水素材料Ａ１は金属水素化物と金属水酸化物の混合体であり、固体含水素材料Ｂ１は金属水酸化物からなる。金属水素化物と金属水酸化物を反応させると、固相加水分解反応が生じ、発熱反応で水素が放出する。一方、金属水素化物を高温に加熱すると、熱分解反応が生じ、吸熱反応で水素が放出する。
【００１９】
固体含水素材料Ａ１は、第１、第２及び第１３族の金属の水素化物と、第１及び第２族の金属のホウ素水素化物及びアルミニウム水素化物との群から選ばれる金属水素化物と、第１、第２及び第１３族金属の水酸化物又はその水酸化物水和物から選ばれる金属水酸化物の混合物からなる。金属水素化物としては、ＬｉＨ、ＭｇＨ２、ＣａＨ２、ＡｌＨ３、ＬｉＡｌＨ４、ＮａＡｌＨ４、ＫＡｌＨ４、ＬｉＢＨ４、ＮａＢＨ４及びＫＢＨ４が使用でき、金属水酸化物は、ＬｉＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ａｌ（ＯＨ）３、ＮａＯＨ、ＫＯＨ及びＬｉＯＨ・Ｈ２Ｏが使用できる。
【００２０】
固体含水素材料Ｂ１は、第１、第２及び第１３族金属の水素化物、もしくは第１、第２族のホウ素水素化物、もしくはアルミニウム水素化物から選ばれる金属水素化物である。金属水素化物としては、ＬｉＨ、ＭｇＨ２、ＣａＨ２、ＡｌＨ３、ＬｉＡｌＨ４、ＮａＡｌＨ４、ＫＡｌＨ４、ＬｉＢＨ４、ＮａＢＨ４及びＫＢＨ４が使用できる。
【００２１】
金属水素化物は、単体で熱分解反応による水素放出が生じ、金属水酸化物と反応することで、固相加水分解反応による水素放出が生じる。この二つの反応を同時に進行させることにより、固相加水分解のみの場合に比較して、単位重量あたりの水素放出量が大きくなる。また、熱分解反応のみの場合と比較して、低い加熱温度、すなわち、低エネルギーの供給で水素の放出が可能となる。なお、固体含水素材料Ａ１中の金属水素化物と固体含水素材料Ｂ１の金属水素化物は同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。同一の金属種で比較した場合、金属水酸化物に比べて金属水素化物の方が水素含有率が高いので（例えば、ＬｉＨ  １２．７ｗｔ％、ＬｉＯＨ  ４ｗｔ％）、固体含水素材料Ａ１全体の中での金属水素化物の含有量が高まると、材料全体としての水素含有率は向上する。
【００２２】
ここで、固体含水素材料Ａ１がＬｉＨ＋ＬｉＯＨ、固体含水素材料Ｂ１がＬｉＨの場合の例を示す。固体含水素材料Ａ１と固体含水素材料Ｂ１とを粉末として準備し、両者を混合した後、外部からの熱供給機構を備えた容器２内に充填したものを水素発生装置Ｇ１とする。この場合、固体含水素材料Ａ１及び固体含水素材料Ｂ１間での熱交換が可能な伝熱経路は、容器２内に存在する気体及び固体含水素材料Ａ１及び固体含水素材料Ｂ１自身となる。また、この場合、固体含水素材料Ａ１と固体含水素材料Ｂ１の混合体は、両者に含まれる水素化物が共通であるため、ＬｉＨとＬｉＯＨの混合体と等しい。
ＬｉＨ＋ＬｉＯＨが固相加水分解により水素を発生する場合には、（式Ｂ１）のような反応が進行する。
ＬｉＨ＋ＬｉＯＨ→Ｌｉ２Ｏ＋Ｈ２  （発熱反応）  ・・・（式Ｂ１）
一方、ＬｉＨが熱分解反応により水素を発生する場合には、（式Ｂ２）のような反応が進行する。
ＬｉＨ→Ｌｉ＋１／２Ｈ２  （吸熱反応）・・・（式Ｂ２）
（式Ｂ１）、すなわち、固相加水分解のみで水素を発生させた場合、単位質量あたりの水素放出量は６．３［質量％］である。一方、（式Ｂ２）、すなわち熱分解反応のみで水素を発生させた場合、単位質量あたりの水素放出量は、１２．７［質量％］である。しかしながら、熱分解反応で水素を放出させる場合、約１５７［ｋＪ／ｍｏｌＨ２］の熱量を供給する必要がある。そこで、（式Ｂ１）で発生した熱量を（式Ｂ２）に供給することで、（式Ｂ２）の反応を促進させる。
【００２３】
（式Ｂ１）と（式Ｂ２）の比率を１：０．４にした場合、このときの水素発生量は約６．９［質量％］となる。このとき、（式Ｂ１）からの発熱量と（式Ｂ２）の吸熱量が均衡し、外部化からの熱供給なしで、水素放出反応が進行する。
【００２４】
（式Ｂ１）と（式Ｂ２）の比率を１：０．８にした場合、このときの水素発生量は約７．３［質量％］となる。このとき、（式Ｂ１）と（式Ｂ２）の間の熱収支は、約２０［ｋＪ／ｍｏｌ］の吸熱反応となり、外部から２０［ｋＪ／ｍｏｌ］の熱量を供給することで、水素放出反応が進行する。
【００２５】
次に、固体含水素材料Ａ１がＬｉＨ＋ＬｉＯＨ、固体含水素材料Ｂ１がＭｇＨ２の場合の例を示す。このときの装置は上記と同様であり、ＬｉＨ、ＬｉＯＨ及びＭｇＨ２の混合体に等しい。ＬｉＨ＋ＬｉＯＨが固相加水分解により水素を発生する場合には、（式Ｂ１）の反応が進行する。一方、ＭｇＨ２が熱分解反応により水素を発生する場合には、（式Ｂ３）のような反応が進行する。
ＭｇＨ２→Ｍｇ＋Ｈ２  （吸熱反応）・・・（式Ｂ３）
（式Ｂ１）、すなわち、ＬｉＨ＋ＬｉＯＨの固相加水分解のみで水素を発生させた場合、単位質量あたりの水素放出量は６．３［質量％］である。一方、（式Ｂ３）、すなわちＭｇＨ２の熱分解反応のみで水素を発生させた場合、単位質量あたりの水素放出量は、７．６［質量％］である。しかしながら、熱分解反応で水素を放出させる場合、約７５［ｋＪ／ｍｏｌＨ２］の熱量を供給する必要がある。そこで、（式Ｂ１）で発生した熱量を（式Ｂ３）に供給することで、（式Ｂ３）の反応を促進させる。
【００２６】
（式Ｂ１）と（式Ｂ３）との比率を１：０．４にした場合、このときの水素発生量は約６．７［質量％］となる。このとき、（式Ｂ１）からの発熱量と（式Ｂ２）の吸熱量が均衡し、外部化からの熱供給なしで、水素放出反応が進行する。
【００２７】
（式Ｂ１）と（式Ｂ３）の比率を１：１にした場合、このときの水素発生量は約６．９［質量％］となる。このとき、（式Ｂ１）と（式Ｂ２）との間の熱収支は、約２０［ｋＪ／ｍｏｌ］の吸熱反応となり、外部から２０［ｋＪ／ｍｏｌ］の熱量を供給することで、水素放出反応が進行する。
【００２８】
このように、本発明の第１実施形態に係る水素発生システム１は、発熱性の固体の含水素材料からなる固体含水素材料Ａ１と、吸熱性の固体の含水素材料からなる固体含水素材料Ｂ１とを組み合わせたことにより、固体含水素材料Ａ１の発熱反応により発生した熱を別途処理する必要がなく、また、固体含水素材料Ｂ１の反応に必要な熱を外部から供給する必要がない。
【００２９】
＜第２実施形態＞
次に、図２を参照して本発明の第２実施形態に係る水素発生システム１１について説明する。第１実施形態とほぼ同様の構成を有するため、同一構成箇所に同一符号を付してその説明を省略する。図２は、本発明の第２実施形態に係る水素発生システム１１の模式図である。
【００３０】
本発明の第２実施形態に係る水素発生システム１１は、水素発生装置Ｇ２と、調圧弁５と、水素燃料動力装置６を備える、水素発生装置Ｇ２は、固体含水素材料Ａ２及び固体含水素材料Ｂ２を内部に備える容器２と、固体含水素材料Ａ２に熱を供与する熱供与手段としての伝熱経路７と、発生した水素を放出する水素放出口３と、発生した水素を水素燃料動力装置６に放出する水素供給手段としての電磁弁４とを備える。伝熱経路７の加熱部７ａは容器２内に配置され、加熱部７ａは固体含水素材料Ａ２に接触して直接的に固体含水素材料Ａ２を加熱する。容器２内において、所定量の固体含水素材料Ａ２と固体含水素材料Ｂ２とが充填されるが、容器２内において空間１８ａ、１８ｂがあっても良い。容器２には、固体含水素材料Ａ２を収容する第１のチャンバ（不図示）と、固体含水素材料Ｂ２を収容する第２のチャンバ（不図示）と、第１のチャンバ（不図示）と第２のチャンバ（不図示）とを画成する伝熱性の仕切１２とが設けられている。このような構成にすることで、容器２内において固体含水素材料Ａ２と固体含水素材料Ｂ２とは直接接触することがなく、固体含水素材料Ａ２と固体含水素材料Ｂ２とが混合することはない。なお、この仕切１２は熱移動が可能なものとする。
【００３１】
このように、本発明の第２実施形態に係る水素発生システム１１では、仕切１２は、固体含水素材料Ａ２と固体含水素材料Ｂ２を分離するものであって、仕切１２を介して熱移動は可能であるため、二つの材料が混合するのが抑制され、水素を放出した後の廃材料回収時の材料の分別が容易となる。なお、仕切１２は、必ずしも密な固体である必要は無く、ガスや液体などを透過する素材であってもよい。また、仕切１２は、容器２に対して固定されてあってもよいし、固定されていなくてもよい。例えば、それぞれの材料もしくは一方の材料のみを可塑性の袋に充填し、容器２内に配置してある場合も、これに含まれる。
【００３２】
＜第３実施形態＞
次に、図３を参照して本発明の第３実施形態に係る水素発生システム２１について説明する。第１実施形態とほぼ同様の構成を有するため、同一構成箇所に同一符号を付してその説明を省略する。図３は、本発明の第３実施形態に係る水素発生システム２１の模式図である。
【００３３】
本発明の第３実施形態に係る水素発生システム２１は、水素発生装置Ｇ３と、調圧弁５と、水素燃料動力装置６とを備える。水素発生装置Ｇ３は、固体含水素材料Ａ３及び固体含水素材料Ｂ３を内部に備える容器２と、固体含水素材料Ａ３に熱を供与する熱供与手段としての伝熱経路７と、発生した水素を放出する水素放出口３と、発生した水素を水素燃料動力装置６に放出する水素供給手段としての電磁弁４とを備える。伝熱経路２７の加熱部２７ａは容器２内に配置され、加熱部２７ａは固体含水素材料Ａ３に接触して直接的に固体含水素材料Ａ３を加熱する。容器２内において、所定量の固体含水素材料Ａ３と固体含水素材料Ｂ３とが充填されるが、容器２内において空間２８ａ、２８ｂがあっても良い。
【００３４】
本発明の第３実施形態に係る水素発生システム２１では、図３に示すように、容器２に水素放出口３が設けられており、固体含水素材料Ａ３より固体含水素材料Ｂ３を水素放出口３に近い位置に配置している。このように配置することにより、水素流通の上流側に熱源を置き、水素流通を介して固体含水素材料Ａ３と固体含水素材料Ｂ３との間の熱伝達を効率的に行うことができる。つまり、外部からの熱により加熱された固体含水素材料Ａ３の発熱反応により水素が放出され、この水素は、固体含水素材料Ｂ３を通過して水素放出口３から容器の外部に放出される。このため、容器２内において水素の流通が生じる。そして、固体含水素材料Ａ３により発生した水素は発熱反応によるものであるため、固体含水素材料Ｂ３を通過する水素ガスは比較的高い温度である。このため、この暖められた水素ガスを固体含水素材料Ｂ３に与える熱伝導の媒体として考えると、水素放出口３に近い位置に固体含水素材料Ｂ３が配置されている場合には、効率よく水素を発生させることが可能となる。
【００３５】
このように、本発明の第３実施形態に係る水素発生システム２１では、容器２に水素放出口３を設け、固体含水素材料Ａ３より固体含水素材料Ｂ３を水素放出口３に近い位置に配置したことにより、効率よく水素を発生させることが可能となる。なお、本実施の形態において、固体含水素材料Ａ３と固体含水素材料Ｂ３との間に、ガス流通が可能な仕切りがあっても良い。
【００３６】
＜第４実施形態＞
次に、図４を参照して本発明の第４実施形態に係る水素発生システム３１について説明する。第１実施形態とほぼ同様の構成を有するため、同一構成箇所に同一符号を付してその説明を省略する。図４は、本発明の第４実施形態に係る水素発生システム３１の模式図である。
【００３７】
本発明の第４実施形態に係る水素発生システム３１は、水素発生装置Ｇ４と、調圧弁５と、水素燃料動力装置６とを備える。水素発生装置Ｇ４は、固体含水素材料Ａ４及び固体含水素材料Ｂ４を内部に備える容器２と、固体含水素材料Ａ４に熱を供与する熱供与手段としての伝熱経路７と、発生した水素を放出する水素放出口３と、発生した水素を水素燃料動力装置６に放出する水素供給手段としての電磁弁４とを備える。伝熱経路７の加熱部７ａは容器２内に配置され、加熱部７ａは固体含水素材料Ａ４に接触して直接的に固体含水素材料Ａ４を加熱する。容器２内において、所定量の固体含水素材料Ａ４と固体含水素材料Ｂ４とが充填されるが、容器２内において空間３８ａ、３８ｂがあっても良い。
【００３８】
本発明の第４実施形態に係る水素発生システム３１では、図４に示すように、固体含水素材料Ａ４と固体含水素材料Ｂ４を交互に積層し、その積層を、容器２の半径方向に行っている。つまり、固体含水素材料Ａ４と固体含水素材料Ｂ４を同心円状になるように配置する。このような材料を保持する容器２は非常に大きな熱容量を持つ。したがって、固体含水素材料Ａ４が発熱反応により水素を放出する際に、容器２と固体含水素材料Ａ４が接触していると、容器２を介して固体含水素材料Ａ４からの発熱が、容器２の外に放散されることになる。この場合、エネルギのロスが生じる。そこで、固体含水素材料Ｂ４で固体含水素材料Ａ４を取り囲むように（例えば、同心円状に）配置することにより、固体含水素材料Ａ４と容器２との接触を著しく低減させることになる。そして、固体含水素材料Ａ４から発生した熱が、容器２を伝わって外部に放出されるのを抑制し、ほぼ全ての熱を固体含水素材料Ｂ４に供給することが可能となる。
【００３９】
このように、本発明の第４実施形態に係る水素発生システム３１では、固体含水素材料Ａ４と固体含水素材料Ｂ４を交互に積層し、この積層を、容器２の半径方向に行ったことにより、固体含水素材料Ａ４から発生した熱のほぼ全ての熱、を固体含水素材料Ｂ４に供給することが可能となる。なお、本実施の形態において、固体含水素材料Ａ４と固体含水素材料Ｂ４との間に、ガス流通が可能な仕切りがあっても良い。
【００４０】
＜第５実施形態＞
次に、図５を参照して本発明の第５実施形態に係る水素発生システム４１について説明する。第１実施形態とほぼ同様の構成を有するため、同一構成箇所に同一符号を付してその説明を省略する。図５は、本発明の第５実施形態に係る水素発生システム４１の模式図である。
【００４１】
本発明の第５実施形態に係る水素発生システム４１は、水素発生装置Ｇ５と、調圧弁５と、水素燃料動力装置６とを備える。水素発生装置Ｇ５は、固体含水素材料Ａ５及び固体含水素材料Ｂ５を内部に備える容器２と、固体含水素材料Ａ５に熱を供与する熱供与手段としての伝熱経路７と、発生した水素を放出する水素放出口３と、発生した水素を水素燃料動力装置６に放出する水素供給手段としての電磁弁４とを備える。伝熱経路７の加熱部７ａは容器２内に配置され、加熱部７ａは固体含水素材料Ａ４及び固体含水素材料Ｂ５に接触して直接的に固体含水素材料Ａ５を加熱する。容器２内において、所定量の固体含水素材料Ａ５と固体含水素材料Ｂ５とが充填されるが、容器２内において空間４８ａ、４８ｂがあっても良い。本発明の第５実施形態に係る水素発生システム４１では、図５に示すように、固体含水素材料Ａ５と固体含水素材料Ｂ５を交互に積層し、その積層を、容器２の軸方向に行っている。このような構成にすることで、固体含水素材料Ａ５と固体含水素材料Ｂ５との接触面積が増大する。なお、積層方向は、容器２内のいずれの方向でもよく、複数の積層構造であってもよい。また、積層構造は、平板の積層構造であってもよく、例えばたまねぎのように、曲面状の積層構造であってもよい。また、積層構造は、外部から熱を供給する装置の形状と連動したものであってもよい。例えば、積層した放熱フィンを持つ熱交換装置を利用する場合、放熱フィンのピッチに合わせて固体含水素材料Ａ５と固体含水素材料Ｂ５とを配置してもよく、固体含水素材料Ａ５と固体含水素材料Ｂ５とを両側から挟みこみ、それをさらに放熱フィンで挟み込む構造でもよい。
【００４２】
このように、本発明の第５実施形態に係る水素発生システム４１では、固体含水素材料Ａ５と固体含水素材料Ｂ５とを交互に積層し、この積層を、容器２の軸方向に行ったことにより、固体含水素材料Ａ５と固体含水素材料Ｂ５との接触面積を増大することになり、固体含水素材料Ａ５と固体含水素材料Ｂ５との間の熱交換が効率よく行われる。なお、本実施の形態において、固体含水素材料Ａ５と固体含水素材料Ｂ５との間に、ガス流通が可能な仕切りがあっても良い。
【００４３】
＜第６実施形態＞
次に、図６を参照して本発明の第６実施形態に係る水素発生システム５１について説明する。第１実施形態とほぼ同様の構成を有するため、同一構成箇所に同一符号を付してその説明を省略する。図６は、本発明の第６実施形態に係る水素発生システム５１の模式図である。
【００４４】
本発明の第６実施形態に係る水素発生システム５１は、水素発生装置Ｇ６と、調圧弁５と、水素燃料動力装置６とを備える。水素発生装置Ｇ６は、固体含水素材料Ａ６及び固体含水素材料Ｂ６を内部に備える容器２と、固体含水素材料Ａ６に熱を供与する熱供与手段としての伝熱経路７と、発生した水素を放出する水素放出口３と、発生した水素を水素燃料動力装置６に放出する水素供給手段としての電磁弁４とを備える。伝熱経路７の加熱部７ａは容器２内に配置され、加熱部７ａは固体含水素材料Ａ６及び固体含水素材料Ｂ６に接触して直接的に固体含水素材料Ａ６及び固体含水素材料Ｂ６を加熱する。容器２内において、所定量の固体含水素材料Ａ６と固体含水素材料Ｂ６とが充填されるが、容器２内において空間５８ａ、５８ｂがあっても良い。
【００４５】
本発明の第６実施形態に係る水素発生システム５１では、図６に示すように、固体含水素材料Ａ６と固体含水素材料Ｂ６とを混合させている。例えば、固体含水素材料Ａ６が１種類の金属水素化物と１種類の金属水酸化物からなり、固体含水素材料Ｂ６が固体含水素材料Ａ６と同じ金属水素化物１種類からなる場合、金属水素化物と金属水酸化物を所定の比率で混合するだけで、固体含水素材料Ａ６と固体含水素材料Ｂ６との混合体ＡＢが形成される。また、固体含水素材料Ａ６の金属水素化物と固体含水素材料Ｂ６の金属水素化物が異なる場合でも、金属水素化物と金属水酸化物を混ぜ合わせる固体含水素材料Ａ６の製造プロセスにおいて、固体含水素材料Ｂ６も同時に混ぜ合わせることで、容易に固体含水素材料Ａ６と固体含水素材料Ｂ６との混合体ＡＢを作成することが可能となる。また、固体含水素材料Ａ６と固体含水素材料Ｂ６との混合は均一である必要は無く、固体含水素材料Ａ６の含有量が高い領域と固体含水素材料Ｂ６の含有量が高い領域に分かれていてもよい。また、固体含水素材料Ａ６と固体含水素材料Ｂ６を粉末状に形成して混合してもよく、固体含水素材料Ａ６と固体含水素材料Ｂ６それぞれが、かたまりを有していてもよい。このような構成にすることにより、固体含水素材料Ａ６と固体含水素材料Ｂ６との接触面積を増大することになり、固体含水素材料Ａ６と固体含水素材料Ｂ６の間の熱交換が効率良く行うことができる。加えて、固体含水素材料Ａ６と固体含水素材料Ｂ６との混合体という一種類の粉末として取り扱えるので、材料の容器内充填が容易になる。
【００４６】
このように、本発明の第６実施形態に係る水素発生システム５１では、固体含水素材料Ａ６と固体含水素材料Ｂ６とが混合していることにより、効率の良い熱交換が可能となり、材料の取り扱いが容易になる。
【００４７】
＜第７実施形態＞
次に、図７を参照して本発明の第７実施形態に係る水素発生システム６１について説明する。第１実施形態とほぼ同様の構成を有するため、同一構成箇所に同一符号を付してその説明を省略する。図７は、本発明の第７実施形態に係る水素発生システム６１の模式図である。
【００４８】
本発明の第７実施形態に係る水素発生システム６１は、水素発生装置Ｇ７と、調圧弁５と、水素燃料動力装置６とを備える。水素発生装置Ｇ７は、固体含水素材料Ａ７及び固体含水素材料Ｂ７を内部に備える容器２と、固体含水素材料Ａ７に熱を供与する熱供与手段としての伝熱経路６７と、発生した水素を放出する水素放出口３と、発生した水素を水素燃料動力装置６に放出する水素供給手段としての電磁弁４とを備える。伝熱経路６７の加熱部６７ａは容器２内に配置され、加熱部６７ａは固体含水素材料Ａ７の一部に接触して固体含水素材料Ａ７を加熱する。容器２内において、所定量の固体含水素材料Ａ７と固体含水素材料Ｂ７とが充填されるが、容器２内において空間６８ａ、６８ｂがあっても良い。
【００４９】
本発明の第７実施形態に係る水素発生システム６１では、図７に示すように、材料外部からの熱の供給は、固体含水素材料Ａ７の加熱のためであることが好ましい。固体含水素材料Ａ７の加熱は、全体的なものであってもよく、図７に示すように固体含水素材料Ａ７のごく一部のみの加熱であってもよい。固体含水素材料Ａ７のごく一部のみの加熱の場合、固体含水素材料Ａ７全体を加熱するよりも、加熱を容易に行うことができ、水素発生の開始を容易にすることができる。
【００５０】
このように、本発明の第７実施形態に係る水素発生システム６１では、加熱部６７ａが固体含水素材料Ａ７の一部に接触して固体含水素材料Ａ７を加熱することにより、加熱を容易に行うことができる。
【００５１】
＜第８実施形態＞
次に、図８を参照して本発明の第８実施形態に係る水素発生システム７１について説明する。第１実施形態とほぼ同様の構成を有するため、同一構成箇所に同一符号を付してその説明を省略する。図８は、本発明の第８実施形態に係る水素発生システム７１の模式図である。
【００５２】
本発明の第８実施形態に係る水素発生システム７１は、水素発生装置Ｇ８と、調圧弁５と、水素燃料動力装置６とを備える。水素発生装置Ｇ８では、固体含水素材料Ａ７及び固体含水素材料Ｂ７を内部に備える容器７２は耐圧容器からなる。この場合、発生した水素を容器７２内で保持することが可能となる。また、容器７２内で水素を保持することにより、急激な水素放出も可能となる。さらに、容器７２内で水素圧力を向上させることができ、容器７２外への水素放出圧力を増加させることが可能となる。なお、容器７２内において、所定量の固体含水素材料Ａ８と固体含水素材料Ｂ８とが充填されるが、容器７２内において空間７８ａ、７８ｂがあっても良い。
【００５３】
このように、本発明の第８実施形態に係る水素発生システム７１では、容器７２が耐圧容器であることにより、発生した水素の管理が容易になる。
【００５４】
＜第９実施形態＞
次に、図９を参照して本発明の第９実施形態に係る水素発生システム８１について説明する。第１実施形態とほぼ同様の構成を有するため、同一構成箇所に同一符号を付してその説明を省略する。図９は、本発明の第９実施形態に係る水素発生システム８１の模式図である。
【００５５】
本発明の第９実施形態に係る水素発生システム８１は、水素発生装置Ｇ９と、調圧弁５と、水素燃料動力装置６とを備える。水素発生装置Ｇ９は、固体含水素材料Ａ９及び固体含水素材料Ｂ９を内部に備える容器８２と、固体含水素材料Ａ９に熱を供与する熱供与手段としての伝熱経路７と、発生した水素を放出する水素放出口３と、発生した水素を水素燃料動力装置６に放出する水素供給手段としての電磁弁４とを備える。伝熱経路７の加熱部７ａは容器８２内に配置され、加熱部７ａは固体含水素材料Ａ９の一部に接触して固体含水素材料Ａ９を加熱する。容器８２内において、所定量の固体含水素材料Ａ９と固体含水素材料Ｂ９とが充填されるが、容器８２内において空間８８ａ、８８ｂがあっても良い。容器８２は、固体含水素材料Ａ９及び固体含水素材料Ｂ９を外部から装入する装入口８３を有する。装入口８３は、固体含水素材料Ａ９及び固体含水素材料Ｂ９を外部から取出す取出口として機能してもよい。
【００５６】
このような構成にすることにより、水素を放出した後、容器８２内の材料を取出し、新しい材料を充填でき、再度水素発生システムとしての動作が可能となる。なお、装入口８３は容器８２の底面にあってもよく、容器８２の側面にあってもよい。また、このような構成にすることで、容器８２を取り外すことなく、材料の入れ替えが可能となる。
【００５７】
このように、本発明の第９実施形態に係る水素発生システム８１では、容器８２が装入口８３を有することにより、水素発生システムの再利用が可能となる。
【００５８】
＜第１０実施形態＞
次に、図１０を参照して本発明の第１０実施形態に係る水素発生システム９１について説明する。第１実施形態とほぼ同様の構成を有するため、同一構成箇所に同一符号を付してその説明を省略する。図１０は、本発明の第１０実施形態に係る水素発生システム９１の模式図である。
【００５９】
本発明の第１０実施形態に係る水素発生システム９１は、水素発生装置Ｇ１０ａ〜水素発生装置Ｇ１０ｄと、調圧弁５と、水素燃料動力装置６とを備える。各水素発生装置Ｇ１０ａ〜水素発生装置Ｇ１０ｄはそれぞれ固体含水素材料Ａ１０ａ〜固体含水素材料Ａ１０ｄ、及び固体含水素材料Ｂ１０ａ〜固体含水素材料Ｂ１０ｄを内部に備える容器２と、固体含水素材料Ａ１０ａ〜固体含水素材料Ａ１０ｄに熱を供与する熱供与手段としての伝熱経路７と、発生した水素を放出する水素放出口３と、発生した水素を水素燃料動力装置６に放出する水素供給手段としての電磁弁４とを備える。伝熱経路７の加熱部７ａは容器２内に配置され、加熱部７ａは固体含水素材料Ａ１０ａ〜固体含水素材料Ａ１０ｄの一部に接触して固体含水素材料Ａ１０ａ〜固体含水素材料Ａ１０ｄを加熱する。各水素発生装置Ｇ１０ａ〜水素発生装置Ｇ１０ｄは、取り外し可能な接続部９９（いわゆる取合部）によって、水素供給ライン１００と接続している。各水素発生装置Ｇ１０ａ〜水素発生装置Ｇ１０ｄで発生した水素は、水素供給ライン１００によって水素燃料動力装置６に送られる。
【００６０】
このように、本発明の第１０実施形態に係る水素発生システム９１は、材料を保持する容器２を複数有しており、この複数の容器２は、図１０に示すように共通の配管としての水素供給ライン１００を通じて水素を水素燃料動力装置６に供給してもよく、個別の配管を通じて供給してもよい。また、全ての容器２内の材料の充填形態は同じである必要は無く、材料の充填比率も同じである必要は無い。このように、容器２を複数に分割することで、システムが放出可能な残水素量を見積もることが容易となる。また、動作する容器２の数を変えることで、システムが供給する水素流量及び水素圧力を制御することが容易になる。なお、容器２はシステムから着脱可能な構造であることが望ましく、例えば、クイックカップリングでシステムへの配管と締結することにより、容器２ごとに固体含水素材料を交換する構造が好ましい。このような構成にすることで、容器２ごとに固体含水素材料の交換が容易になる。また、システム内の水素含有量がゼロにならなくても、水素発生装置Ｇ１０ａ〜水素発生装置Ｇ１０ｄをそれぞれ別途交換することが可能となる。
【００６１】
＜第１１実施形態＞
次に、図１１を参照して本発明の第１１実施形態に係る水素発生システム１０１について説明する。第１実施形態及び第１０実施形態とほぼ同様の構成を有するため、同一構成箇所に同一符号を付してその説明を省略する。図１１は、本発明の第１実施形態に係る水素発生システム１０１の模式図である。
【００６２】
本発明の第１１実施形態に係る水素発生システム１０１は、水素発生装置Ｇ１１ａ〜水素発生装置Ｇ１１ｄと、調圧弁５と、水素燃料動力装置６とを備える。各水素発生装置Ｇ１１ａ〜水素発生装置Ｇ１１ｄはそれぞれ固体含水素材料Ａ１１ａ〜固体含水素材料Ａ１１ｄ、及び固体含水素材料Ｂ１１ａ〜固体含水素材料Ｂ１１ｄを内部に備える容器２と、固体含水素材料Ａ１１ａ〜固体含水素材料Ａ１１ｄに熱を供与する熱供与手段としての伝熱経路７と、発生した水素を放出する水素放出口３と、発生した水素を水素燃料動力装置６に放出する水素供給手段としての電磁弁４とを備える。伝熱経路７の加熱部７ａは容器２内に配置され、加熱部７ａは固体含水素材料Ａ１１ａ〜固体含水素材料Ａ１１ｄの一部に接触して固体含水素材料Ａ１０ａ〜固体含水素材料Ａ１０ｄを加熱する。各水素発生装置Ｇ１１ａ〜水素発生装置Ｇ１１ｄは、取り外し可能な接続部９９（いわゆる取合部）によって、水素供給ライン１００と接続している。各水素発生装置Ｇ１１ａ〜水素発生装置Ｇ１１ｄで発生した水素は、水素供給ライン１００によって水素燃料動力装置６に送られる。各水素発生装置Ｇ１１ａ〜水素発生装置Ｇ１１ｄは接続部９９によって水素供給ライン１００と接続している他に、各水素発生装置Ｇ１１ａ〜水素発生装置Ｇ１１ｄの間は伝熱部１０２ａ〜１０２ｃによって接続され、各装置の間で熱が移動する。例えば水素発生装置Ｇ１１ａによって発生した熱を伝熱部１０２ａによって他の水素発生装置Ｇ１１ｂに伝熱する。このように、各水素発生装置Ｇ１１ａ〜水素発生装置Ｇ１１ｄの系外から熱を供給して、自身及び他の水素発生装置Ｇ１１ａ〜水素発生装置Ｇ１１ｄの固体含水素材料Ａ１１ａ〜固体含水素材料Ａ１１ｄを加熱することができる。
【００６３】
このように、複数に分割した容器の間で、熱の授受が可能な構成であるため、一つの容器２内に充填される材料は固体含水素材料Ａ単体であってもよく、固体含水素材料Ｂ単体であってもよい。また、このような構成にすることで、各水素発生装置Ｇ１１ａ〜水素発生装置Ｇ１１ｄ間での熱収支により水素を放出させることができ、より細かな水素放出の制御が可能となる。
【００６４】
＜第１２実施形態＞
次に、図１２を参照して本発明の第１２実施形態に係る水素発生システムの運転方法について説明する。本実施の形態では、上記第１実施形態の水素発生システム１を運転した例について説明する。図１２に第１２実施形態に係る水素発生システムの運転方法の制御フローＰ１を示す。制御フローＰ１は、運転開始によりステップＳ１に進む。
【００６５】
ステップＳ１では、電気ヒータによる加熱指令を伝熱手段に出す。所定時間が過ぎると、次のステップＳ２に進む。
【００６６】
ステップＳ２では、水素燃料動力装置６に水素を供給し、次のステップＳ３に進む。
【００６７】
ステップＳ３では、固体含水素材料Ｂの温度Ｔが規定値かどうかを測定し、Ｔ＞規定値の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ４に進む。Ｔ≦規定値の場合（ＮＯ）には、ステップＳ１に進む。
【００６８】
ステップＳ４では、電気ヒータをオフし、ステップＳ２に戻る。
【００６９】
つまり、本発明の第１２実施形態に係る水素発生システムの運転方法では、水素放出反応を開始させるためには、固体含水素材料Ａの全体もしくは一部を加熱する。固体含水素材料Ａの発熱反応により、固体含水素材料Ａ自身の温度を上昇させ、固体含水素材料Ｂの吸熱反応を開始させる。固体含水素材料Ａの発熱反応により、固体含水素材料Ａ自身の温度を上昇させた後、固体含水素材料Ｂの吸熱反応が開始するが、発熱反応による発生熱量と吸熱反応による吸収熱量をつりあわせることで、固体含水素材料Ａの温度を一定に保ちながら、水素放出を進行させる。このため、本発明の第１２実施形態に係る水素発生システムの運転方法では、比較的低い温度で動作をする発熱反応の水素発生のみを進行させればよいので、装置の起動が容易になる。また、材料からの発熱による自己加熱なので、外部からのエネルギ供給なしに、高い反応温度の水素発生を開始することが可能になる。さらには、材料内での熱収支を保たせることで、温度を一定に保つことができるので、安定した水素の放出を実現することができる。このように、固体含水素材料Ａの水素放出にともなう反応熱により、固体含水素材料Ａ及び固体含水素材料Ｂを加熱させる。なお、固体含水素材料Ｂが、所定温度を超えたときには系外からの熱の供給を遮断する。
【００７０】
＜第１３実施形態＞
次に、図１３を参照して本発明の第１３実施形態に係る水素発生システムの運転方法について説明する。本実施の形態では、上記第１１実施形態の水素発生システム１０１を運転した例について説明する。図１３に第１３実施形態に係る水素発生システムの運転方法の制御フローＰ２を示す。制御フローＰ２は、運転開始によりステップＳ１１に進む。
【００７１】
ステップＳ１１では、システム温度及び容器の内圧を測定し、次のステップＳ１２に進む。
【００７２】
ステップＳ１２では、測定結果に基づき、加熱容器数を決定し、次のステップＳ１３に進む。
【００７３】
ステップＳ１３では、材料である水素化物と水素化物混合体を電気ヒータで加熱し、ステップＳ１４に進む。
【００７４】
ステップＳ１４では水素動力源へ水素を供給し、ステップＳ１５に進む。
【００７５】
ステップＳ１５では、固体含水素材料Ａの温度Ｔが規定値かどうかを測定し、Ｔ＞規定値の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１６に進む。Ｔ≦規定値の場合（ＮＯ）には、ステップＳ１７に進む。
【００７６】
ステップＳ１６では、電気ヒータをオフし、ステップＳ１７に進む。
【００７７】
ステップＳ１７では、圧力Ｐ＞規定値であるか、また（補充をお願いします）ρ＞規定値であるか判断する。Ｐ＞規定値であり、かつρ＞規定値の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１４に戻る。Ｐ≦規定値であり、かつρ≦規定値の場合（ＮＯ）にはステップＳ１２に戻る。
【００７８】
つまり、本発明の第１３実施形態に係る水素発生システムの運転方法では、複数の容器からなるシステムの場合、一つの容器から水素放出を行わせて、その容器からの水素放出圧力又は水素放出流量の変化に合わせて、次の容器からの水素発生を開始させることが好ましい。このように、一つ一つの容器から順に水素を発生させるだけではなく、例えば、最初に二つの容器から水素放出させた後、続けて別のひとつの容器から水素放出を開始させてもよい。また、各容器内の圧力又は温度を測定し、それに合わせて起動させる水素容器の本数及び種類を決定することも可能である。例えば、容器内の温度が基準値以上に上昇した場合、吸熱材料が多く含まれている容器に熱を伝えて起動させ、システム全体の温度を制御することも可能である。このように、水素発生をさせる容器の数を変えることで、発生水素流量及び発生水素圧力を制御することが可能となる。また、システムから放出される水素流量及び水素圧力を一定に保つことができる。このように、容器での水素発生量又は水素供与手段での水素流量に応じて、固体含水素材料Ａ及び固体含水素材料Ｂを収容する別の容器での水素発生を開始し、その水素を水素供与手段に送出する。
【００７９】
＜第１４実施形態＞
次に、図１４を参照して本発明の第１４実施形態に係る水素燃料車両１１０について説明する。本実施の形態では、上記第１〜第１１実施形態に係る水素発生システム用いている。図１４に第１４実施形態に係る水素燃料車両１０１を示す。図１４において、水素燃料車両１１０は、水素発生装置Ｇを後部に設置搭載している。
【００８０】
本発明の第１４実施形態に係る水素燃料車両１１０は、水素を燃料とする車両に設置することで、動力源に水素を供給する。この動力源は水素を燃料として作動するものならば何でもよく、例えば直接水素型の燃料電池や、水素燃焼を利用した内燃機関であっても良い。また、水素発生システムを車両に配置する際には、位置に特に制限は無い。例えば、後席下部であってもよいし、トランクルームであってもよい。本発明の第１４実施形態に係る水素燃料車両１１０では、本発明に係る水素発生システムを用いているため、高効率で水素を車内で製造することが可能となり、コンパクトかつ長い航続距離を有する車両を提供することが可能となる。
【００８１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記実施の形態の開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水素発生システムの模式図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る水素発生システムの模式図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る水素発生システムの模式図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る水素発生システムの模式図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係る水素発生システムの模式図である。
【図６】本発明の第６実施形態に係る水素発生システムの模式図である。
【図７】本発明の第７実施形態に係る水素発生システムの模式図である。
【図８】本発明の第８実施形態に係る水素発生システムの模式図である。
【図９】本発明の第９実施形態に係る水素発生システムの模式図である。
【図１０】本発明の第１０実施形態に係る水素発生システムの模式図である。
【図１１】本発明の第１１実施形態に係る水素発生システムの模式図である。
【図１２】本発明の第１２実施形態に係る水素発生システムの運転方法の制御フローである。
【図１３】本発明の第１３実施形態に係る水素発生システムの運転方法の制御フローである。
【図１４】本発明の第１４実施形態に係る水素燃料車両を示す側面図である。
【符号の説明】
【００８３】
Ｇ  水素発生装置
Ａ、Ｂ  固体含水素材料
１  水素発生システム
２  容器
３  水素放出口
４  電磁弁
５  調圧弁
６  水素燃料動力装置
７  伝熱経路
７ａ  加熱部
８ａ、８ｂ  空間
【図１】
2008189538.tif 000003
【図２】
2008189538.tif 000004
【図３】
2008189538.tif 000005
【図４】
2008189538.tif 000006
【図５】
2008189538.tif 000007
【図６】
2008189538.tif 000008
【図７】
2008189538.tif 000009
【図８】
2008189538.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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