(57)【要約】【課題】従来の吸蔵ガス量測定方法及び装置に比して遥かに高精度に且つ能率よく吸蔵ガス量を測定する。【解決手段】真空化され互いに連通接続された試料容器３２及び基準容器２６の内部にガスを充填し、試料容器３２と基準容器２６との連通が遮断された状態にて基準容器２６よりガスを放出しそのガスの流量Ｖｘ１（Ｍ）を湿式の流量計５０により計測すると共に、試料容器３２よりガスを放出しそのガスの流量Ｖｓ１（Ｍ）を湿式の流量計５０により計測し、試料容器３２及び基準容器２６の容積比ｋと流量Ｖｘ１（Ｍ）とに基づき試料容器３２内に存在すべきガス量Ｖａを演算し、流量Ｖｓ１（Ｍ）に基づき試料容器３２内のガス量Ｖｂを演算し、ガス吸蔵材料の体積に基づきガス吸蔵材料が排斥するガス量Ｖｃを演算し、ガス吸蔵材料に吸蔵されたガス量ＶｄをＶｂ−Ｖａ＋Ｖｃにより演算する。【選択図】　　　　図１
2004117324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス吸蔵材料収容容器内にガス吸蔵材料が配置された状態にて互いに連通接続された前記ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器の内部を真空化する工程と、真空化され互いに連通接続された前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の内部にガスを充填する工程と、前記ガス吸蔵材料収容容器と前記基準容器との連通が遮断された状態にて前記基準容器よりガスを放出し放出されるガスの流量Ｖｘ１（Ｍ）を計測すると共に、前記ガス吸蔵材料収容容器よりガスを放出し放出されるガスの流量Ｖｓ１（Ｍ）を計測する工程と、前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の容積比ｋ、前記ガス吸蔵材料の体積、前記流量Ｖｘ１（Ｍ）及びＶｓ１（Ｍ）に基づき前記ガス吸蔵材料に吸蔵されたガス量Ｖｄを演算する工程とよりなる吸蔵ガス量測定方法。
【請求項２】
互いに連通接続されたガス吸蔵材料収容容器及び基準容器の内部を真空化する工程と、真空化され互いに連通接続された前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の内部にガスを充填する工程と、前記ガス吸蔵材料収容容器と前記基準容器との連通が遮断された状態にて前記基準容器よりガスを放出し放出されるガスの流量Ｖｘ０（Ｍ）を計測すると共に、前記ガス吸蔵材料収容容器よりガスを放出し放出されるガスの流量Ｖｓ０（Ｍ）を計測する工程と、前記ガス吸蔵材料収容容器内にガス吸蔵材料が配置された状態にて互いに連通接続された前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の内部を真空化する工程と、真空化され互いに連通接続された前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の内部にガスを充填する工程と、前記ガス吸蔵材料収容容器と前記基準容器との連通が遮断された状態にて前記基準容器よりガスを放出し放出されるガスの流量Ｖｘ１（Ｍ）を計測すると共に、前記ガス吸蔵材料収容容器よりガスを放出し放出されるガスの流量Ｖｓ１（Ｍ）を計測する工程と、前記流量Ｖｘ０（Ｍ）及びＶｓ０（Ｍ）に基づき前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の容積比ｋを演算し、前記容積比ｋ、前記ガス吸蔵材料の体積、前記流量Ｖｘ１（Ｍ）及びＶｓ１（Ｍ）に基づき前記ガス吸蔵材料に吸蔵されたガス量Ｖｄを演算する工程とよりなる吸蔵ガス量測定方法。
【請求項３】
前記ガス吸蔵材料に吸蔵されたガス量Ｖｄを演算する工程に於いては、前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の容積比ｋと前記流量Ｖｘ１（Ｍ）とに基づき前記ガス吸蔵材料収容容器内に前記ガス吸蔵材料が収容されていなければ前記ガス吸蔵材料収容容器内に存在すると推定されるガス量Ｖａを演算し、前記流量Ｖｓ１（Ｍ）に基づき前記ガス吸蔵材料収容容器内のガス量Ｖｂを演算し、前記ガス吸蔵材料の体積に基づき前記ガス吸蔵材料が排斥するガス量Ｖｃを演算し、前記ガス吸蔵材料に吸蔵されたガス量ＶｄをＶｂ−Ｖａ＋Ｖｃにより演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の吸蔵ガス量測定方法。
【請求項４】
前記ガス吸蔵材料収容容器内にガス吸蔵材料が配置された状態にて真空化され互いに連通接続された前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の内部にガスが充填された後に、前記ガス吸蔵材料収容容器若しくは前記基準容器内の圧力Ｐ１を検出する工程を含み、前記ガス吸蔵材料の体積、前記圧力Ｐ１、ガスの圧縮係数に基づき前記ガス吸蔵材料が排斥するガス量Ｖｃを演算することを特徴とする請求項３に記載の吸蔵ガス量測定方法。
【請求項５】
前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器内の温度は実質的に同一の温度に設定されることを特徴とする請求項１乃至４に記載の吸蔵ガス量測定方法。
【請求項６】
前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の容積比は１／２よりも大きく２よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至５に記載の吸蔵ガス量測定方法。
【請求項７】
ガス吸蔵材料収容容器と、基準容器と、前記ガス吸蔵材料収容容器と前記基準容器との連通を制御する開閉弁と、前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の内部を真空化する真空ポンプと、ガス放出導管と、前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器より択一的に前記ガス放出導管へガスを排出させる手段と、前記ガス放出導管に設けられた流量計とを有する吸蔵ガス量測定装置。
【請求項８】
前記ガス吸蔵材料収容容器若しくは前記基準容器内の圧力を検出する圧力計を有することを特徴とする請求項７に記載の吸蔵ガス量測定装置。
【請求項９】
前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器は恒温槽内に配置されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の吸蔵ガス量測定装置。
【請求項１０】
前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の容積比は１／２よりも大きく２よりも小さいことを特徴とする請求項７乃至９に記載の吸蔵ガス量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス量測定方法及び装置に係り、更に詳細にはガス吸蔵材料に吸蔵されたガス量を測定する方法及び装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
実開平５−６２８４７号公報
【特許文献２】
特開２０００−２９２２４６号公報
ガス吸蔵材料に吸蔵されたガス量を測定する装置の一つとして、例えば上記特許文献１に記載されている如く、容器に収容されたガス吸蔵材料にガスが吸蔵される前の圧縮ガス量からガス吸蔵材料にガスが吸蔵された後の圧縮ガス量を減算することにより吸蔵ガス量を算出する容量式の所謂ＰＣＴ装置が従来より知られている。
【０００３】
かかる吸蔵ガス量測定装置によれば、ガス吸蔵材料にガスが吸蔵される前後についてガス吸蔵材料を収容する容器内の圧力及び温度を計測し、その計測結果に基づいて圧縮ガス量を演算することにより、例えばカーボンナノチューブの如きガス吸蔵材料に吸蔵された水素の如き吸蔵ガス量を測定することができ、ガス吸蔵材料のガス吸蔵性能を測定することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の吸蔵ガス量測定装置は、一般に、バッファ容器と、ガス吸蔵材料収容容器と、バッファ容器及びガス吸蔵材料収容容器内を真空化する真空ポンプと、ガス吸蔵材料収容容器内の圧力及び温度をそれぞれ計測する圧力計及び温度計とを有しており、バッファ容器及びガス吸蔵材料収容容器内の温度が変化しないようこれらの容器が恒温槽内に配置されたものもある。
【０００５】
この種の吸蔵ガス量測定装置による吸蔵ガス量の測定に於いては、まずガス吸蔵材料収容容器内にガス吸蔵材料が収容されていない状態（ブランク状態）にてバッファ容器及びガス吸蔵材料収容容器内が真空化され、バッファ容器とガス吸蔵材料収容容器との連通が遮断された状態にてボンベよりバッファ容器内へ高圧のガスが導入され、バッファ容器とガス吸蔵材料収容容器とが連通された状態にてバッファ容器よりガス吸蔵材料収容容器内へ高圧のガスが導入され、バッファ容器及びガス吸蔵材料収容容器内の圧力及び温度が安定した後にそれらの容器内の圧力の圧力及び温度が計測され、次いでガス吸蔵材料収容容器内にガス吸蔵材料が収容された状態（収容状態）にてバッファ容器及びガス吸蔵材料収容容器内が真空化され、バッファ容器とガス吸蔵材料収容容器との連通が遮断された状態にてボンベよりバッファ容器内へ高圧のガスが導入され、バッファ容器とガス吸蔵材料収容容器とが連通された状態にてバッファ容器よりガス吸蔵材料収容容器内へ高圧のガスが導入され、バッファ容器及びガス吸蔵材料収容容器内の圧力及び温度が安定した後にそれらの容器内の圧力及び温度が計測される。
【０００６】
そしてブランク状態及び収容状態の各々について計測された圧力及び温度に基づき気体状態方程式より各状態に於けるガスの体積が演算され、それらのガスの体積の差がガス吸蔵材料の骨格体積（ガス吸蔵材料がガスを排斥する体積）にて補正されることにより、ガス吸蔵材料に吸蔵されたガスの量が求められる。
【０００７】
しかし上述の如き従来の吸蔵ガス量測定装置に於いては、圧力及び温度の計測誤差やバラツキが大きいため、圧力及び温度の計測値を使用して演算される吸蔵ガス量の誤差が大きいという問題があり、圧力及び温度の計測機器を例えば水晶発振型圧力センサ、白金側温抵抗体型温度センサの如き高精度のものにしても吸蔵ガス量の測定誤差を十分に低減することができず、またその場合には吸蔵ガス量測定装置が高価なものになる。
【０００８】
またバッファ容器よりガス吸蔵材料収容容器内に高圧のガスが導入される際にガスの圧力が低下するため、所望の高い圧力にて吸蔵ガス量を測定しようとすると、ガス吸蔵材料収容容器に比して同等〜１０倍程度大きい容積のバッファ容器が必要になり、そのため測定に多量のガスが必要であると共に測定に長い時間を要する。また使用されるガスの量が多くされてもガス吸蔵材料に吸蔵されるガスの量は変らないため、トータルの圧縮ガス量に対する吸蔵ガス量の比が小さくなり、従って吸蔵ガス量測定装置の分解能が同一であるとしても使用されるガスの量が多くなるにつれて吸蔵ガス量の測定誤差が大きくなる。
【０００９】
特にガス吸蔵材料の嵩密度が小さく見掛けの体積が大きい場合には、所定量のガス吸蔵材料を収容するためにはガス吸蔵材料収容容器の容積が大きく設定されなければならないため、更に大きい容積のバッファ容器が必要になり、従って更に一層多量のガスが必要になり、そのためガス吸蔵材料の嵩密度が小さいほど吸蔵ガス量の測定誤差が大きくなる。
【００１０】
また高圧での吸蔵ガス量を測定すべくバッファ容器内のガスの圧力が高く設定されると、それに伴って必要なガスの量が多くなり、また気体状態方程式を使用して演算されるガスの量に対する圧力計の計測誤差の影響が高圧ほど高く、更には公知の気体状態方程式の圧縮係数のデータは高圧ほどバラツキが大きく精度が低いので、ガスの圧力が高いほど吸蔵ガス量の測定誤差が大きくなり、高圧での吸蔵ガス量を正確に測定することができない。
【００１１】
例えば１ＭＰａの圧力にて測定が行われる場合には、圧力計測誤差が０．１％ならば、０．０１ＭＰａ分のガス量の誤差が生じ、例えば容器の容積が１００ｃｍ３ならば約１ｃｍ３のガス量の誤差が生じる。これに対し１００ＭＰａの圧力にて測定が行われる場合には、フルレンジにて計測誤差が同一ならば、１ＭＰａ分のガス量の誤差が生じ、例えば容器の容積が１００ｃｍ３ならば約１００ｃｍ３のガス量の誤差が生じ、誤差量が約１００倍になる。
【００１２】
またバッファ容器内のガスの圧力が高く設定されると、それに伴って温度の変化幅が大きくなり、温度が安定化するまでに必要な時間が長くなるため、吸蔵ガス量の測定に要する時間が長くなると共に、温度の計測誤差も大きくなり、この点からもガスの圧力が高いほど吸蔵ガス量の測定誤差が大きくなる。
【００１３】
本発明は、ガスの吸蔵が行われる前後の圧力及び温度が計測され、気体状態方程式を使用してトータルの圧縮ガス量及び吸蔵後の圧縮ガス量が演算され、これらに基づき吸蔵ガス量が求められるよう構成された従来の吸蔵ガス量測定装置及びこれを使用して行われる吸蔵ガス量測定方法に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、例えば湿式の流量計の流量計測精度は圧力計や温度計の計測精度よりも遥かに高いことに着目し、互いに接続されたガス吸蔵材料収容容器及び基準容器を使用し、それらより個別に放出されるガスの流量を計測することにより、従来の吸蔵ガス量測定方法及び装置に比して遥かに高精度に且つ能率よく吸蔵ガス量を測定することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述の主要な課題は、本発明によれば、ガス吸蔵材料収容容器内にガス吸蔵材料が配置された状態にて互いに連通接続された前記ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器の内部を真空化する工程と、真空化され互いに連通接続された前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の内部にガスを充填する工程と、前記ガス吸蔵材料収容容器と前記基準容器との連通が遮断された状態にて前記基準容器よりガスを放出し放出されるガスの流量Ｖｘ１（Ｍ）を計測すると共に、前記ガス吸蔵材料収容容器よりガスを放出し放出されるガスの流量Ｖｓ１（Ｍ）を計測する工程と、前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の容積比ｋ、前記ガス吸蔵材料の体積、前記流量Ｖｘ１（Ｍ）及びＶｓ１（Ｍ）に基づき前記ガス吸蔵材料に吸蔵されたガス量Ｖｄを演算する工程とよりなる吸蔵ガス量測定方法（請求項１の構成）、又は互いに連通接続されたガス吸蔵材料収容容器及び基準容器の内部を真空化する工程と、真空化され互いに連通接続された前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の内部にガスを充填する工程と、前記ガス吸蔵材料収容容器と前記基準容器との連通が遮断された状態にて前記基準容器よりガスを放出し放出されるガスの流量Ｖｘ０（Ｍ）を計測すると共に、前記ガス吸蔵材料収容容器よりガスを放出し放出されるガスの流量Ｖｓ０（Ｍ）を計測する工程と、前記ガス吸蔵材料収容容器内にガス吸蔵材料が配置された状態にて互いに連通接続された前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の内部を真空化する工程と、真空化され互いに連通接続された前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の内部にガスを充填する工程と、前記ガス吸蔵材料収容容器と前記基準容器との連通が遮断された状態にて前記基準容器よりガスを放出し放出されるガスの流量Ｖｘ１（Ｍ）を計測すると共に、前記ガス吸蔵材料収容容器よりガスを放出し放出されるガスの流量Ｖｓ１（Ｍ）を計測する工程と、前記流量Ｖｘ０（Ｍ）及びＶｓ０（Ｍ）に基づき前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の容積比ｋを演算し、前記容積比ｋ、前記ガス吸蔵材料の体積、前記流量Ｖｘ１（Ｍ）及びＶｓ１（Ｍ）に基づき前記ガス吸蔵材料に吸蔵されたガス量Ｖｄを演算する工程とよりなる吸蔵ガス量測定方法（請求項２の構成）、又はガス吸蔵材料収容容器と、基準容器と、前記ガス吸蔵材料収容容器と前記基準容器との連通を制御する開閉弁と、前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の内部を真空化する真空ポンプと、ガス放出導管と、前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器より択一的に前記ガス放出導管へガスを排出させる手段と、前記ガス放出導管に設けられた流量計とを有する吸蔵ガス量測定装置（請求項７の構成）によって達成される。
【００１５】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１又は２の構成に於いて、前記ガス吸蔵材料に吸蔵されたガス量Ｖｄを演算する工程に於いては、前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の容積比ｋと前記流量Ｖｘ１（Ｍ）とに基づき前記ガス吸蔵材料収容容器内に前記ガス吸蔵材料が収容されていなければ前記ガス吸蔵材料収容容器内に存在すると推定されるガス量Ｖａを演算し、前記流量Ｖｓ１（Ｍ）に基づき前記ガス吸蔵材料収容容器内のガス量Ｖｂを演算し、前記ガス吸蔵材料の体積に基づき前記ガス吸蔵材料が排斥するガス量Ｖｃを演算し、前記ガス吸蔵材料に吸蔵されたガス量ＶｄをＶｂ−Ｖａ＋Ｖｃにより演算するよう構成される（請求項３の構成）。
【００１６】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項３の構成に於いて、前記ガス吸蔵材料収容容器内にガス吸蔵材料が配置された状態にて真空化され互いに連通接続された前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の内部にガスが充填された後に、前記ガス吸蔵材料収容容器若しくは前記基準容器内の圧力Ｐ１を検出する工程を含み、前記ガス吸蔵材料の体積、前記圧力Ｐ１、ガスの圧縮係数に基づき前記ガス吸蔵材料が排斥するガス量Ｖｃを演算するよう構成される（請求項４の構成）。
【００１７】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至４の構成に於いて、前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器内の温度は実質的に同一の温度に設定されるよう構成される（請求項５の構成）。
【００１８】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至５の構成に於いて、ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の容積比は１／２よりも大きく２よりも小さいよう構成される（請求項６の構成）。
【００１９】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項７の構成に於いて、前記ガス吸蔵材料収容容器若しくは前記基準容器内の圧力を検出する圧力計を有するよう構成される（請求項８の構成）。
【００２０】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項７又は８の構成に於いて、前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器は恒温槽内に配置されているよう構成される（請求項９の構成）。
【００２１】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項７乃至８の構成に於いて、前記ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の容積比は１／２よりも大きく２よりも小さいよう構成される（請求項１０の構成）。
【００２２】
【発明の作用及び効果】
上記請求項１及び２の構成によれば、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器の容積比ｋ、ガス吸蔵材料の体積、流量Ｖｘ１（Ｍ）及びＶｓ１（Ｍ）に基づきガス吸蔵材料に吸蔵されたガス量が演算されるので、ブランク状態及び収容状態の各々に於ける圧力及び温度が検出され、検出誤差が大きいそれらの検出値及び気体状態方程式に基づいて吸蔵量が演算される従来の吸蔵量測定方法及び装置の場合に比して、遥かに高精度に吸蔵量を測定することができる。
【００２３】
また上記請求項１及び２の構成によれば、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器が連通接続された状態にてそれらの内部にガスが充填され、これにより二つの容器内の圧力が同一にされ、しかる後基準容器及びガス吸蔵材料収容容器よりガスが放出されそれらの放出ガスの流量Ｖｘ１（Ｍ）、Ｖｓ１（Ｍ）が計測されるので、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器内の圧力に拘わらず、またガス吸蔵材料収容容器内の圧力と基準容器内の圧力との相違に基づく補正を要することなく、ガス吸蔵材料収容容器内のガス量Ｖｂを正確に演算することができる。
【００２４】
また上記請求項１及び２の構成によれば、基準容器よりガス吸蔵材料収容容器へガスが供給される訳ではないので、基準容器の容積はガス吸蔵材料収容容器の容積と同等であってよく、従って必要なガスの量が少なくてよく、これにより多量のガスが必要な従来の吸蔵量測定方法及び装置の場合に比して、吸蔵量を能率よく測定することができる。
【００２５】
特に上記請求項１の構成によれば、ブランク状態にて流量Ｖｘ０（Ｍ）及びＶｓ０（Ｍ）を計測する工程やガス吸蔵材料収容容器及び基準容器の容積比ｋを演算する工程は不要であるので、上記請求項２の構成の場合に比して能率よく吸蔵量を測定することができる。
【００２６】
また上記請求項２の構成によれば、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器が連通接続された状態にてそれらの内部にガスが充填され、これにより二つの容器内の圧力が同一にされ、しかる後ガス吸蔵材料収容容器と基準容器との連通が遮断された状態にて基準容器及びガス吸蔵材料収容容器よりガスが放出されそれらの放出ガスの流量Ｖｘ０（Ｍ）、Ｖｓ０（Ｍ）が計測されるので、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器内の圧力に拘わらず、またガス吸蔵材料収容容器内の圧力と基準容器内の圧力との相違に基づく補正を要することなく、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器の容積比ｋを正確に演算することができると共に、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器内の圧力に拘わらず、またガス吸蔵材料収容容器内の圧力と基準容器内の圧力との相違に基づく補正を要することなく、ガス吸蔵材料収容容器内に存在すると推定されるガス量Ｖａを正確に演算することができる。
【００２７】
また上記請求項２の構成によれば、流量Ｖｘ０（Ｍ）及びＶｓ０（Ｍ）に基づきガス吸蔵材料収容容器及び基準容器の容積比ｋが演算されるので、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器の容積やそれらの容積の比が不明であってもガス吸蔵材料に吸蔵されたガス量を高精度に測定することができ、またガス吸蔵材料収容容器及び基準容器として容積が不明の容器を使用することができる。
【００２８】
また上記請求項３の構成によれば、容積比ｋと流量Ｖｘ１（Ｍ）とに基づきガス吸蔵材料収容容器内にガス吸蔵材料が収容されていなければガス吸蔵材料収容容器内に存在すると推定されるガス量Ｖａが演算され、流量Ｖｓ１（Ｍ）に基づきガス吸蔵材料収容容器内のガス量Ｖｂが演算され、ガス吸蔵材料の体積に基づきガス吸蔵材料が排斥するガス量Ｖｃが演算され、ガス吸蔵材料に吸蔵されたガス量ＶｄがＶｂ−Ｖａ＋Ｖｃにより演算されるので、ガス吸蔵材料収容容器の容積と基準容器の容積との関係及び基準容器内のガス量に基づいてガス量Ｖａを正確に演算することができ、これによりガス吸蔵材料に吸蔵されたガス量Ｖｄを正確に演算することができる。
【００２９】
また上記請求項４の構成によれば、ガス吸蔵材料の体積、ガスが充填され互いに連通接続されたガス吸蔵材料収容容器若しくは基準容器内の圧力Ｐ１、ガスの圧縮係数に基づきガス吸蔵材料が排斥するガス量Ｖｃが演算されるので、ガス吸蔵材料が排斥するガス量Ｖｃを正確に演算することができ、これによりガス吸蔵材料に吸蔵されたガス量Ｖｄを正確に演算することができる。
【００３０】
また上記請求項５の構成によれば、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器内の温度は実質的に同一の温度に設定されるので、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器内の温度差に起因する測定誤差を排除することができると共に、該温度差についてガス量Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを補正する必要性を排除することができる。
【００３１】
また上記請求項６の構成によれば、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器の容積比は１／２よりも大きく２よりも小さいので、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器の容積比がこの範囲外にある場合に比して、容積比ｋと流量Ｖｘ１（Ｍ）とに基づき演算されるガス量Ｖａ、即ちガス吸蔵材料収容容器内にガス吸蔵材料が収容されていなければガス吸蔵材料収容容器内に存在すると推定されるガス量を正確に演算することができる。
【００３２】
また上記請求項７の構成によれば、ガス吸蔵材料収容容器と、基準容器と、ガス吸蔵材料収容容器と基準容器との連通を制御する開閉弁と、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器の内部を真空化する真空ポンプと、ガス放出導管と、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器より択一的にガス放出導管へガスを排出させる手段と、ガス放出導管に設けられた流量計とを有するので、上記請求項１及び２の吸蔵ガス量測定方法を容易に且つ確実に実行することができる。
【００３３】
また上記請求項８の構成によれば、ガス吸蔵材料収容容器若しくは基準容器内の圧力を検出する圧力計を有するので、上記請求項４の吸蔵ガス量測定方法を容易に且つ確実に実行することができる。
【００３４】
また上記請求項９の構成によれば、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器は恒温槽内に配置されているので、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器内の温度を実質的に一定の温度に維持し、これにより上記請求項５の吸蔵ガス量測定方法を容易に且つ確実に実行することができる。
【００３５】
また上記請求項１０の構成によれば、ガス吸蔵材料収容容器及び前記基準容器の容積比は１／２よりも大きく２よりも小さいので、上記請求項６の構成の場合と同様、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器の容積比がこの範囲外にある場合に比して、ガス吸蔵材料収容容器内にガス吸蔵材料が収容されていなければガス吸蔵材料収容容器内に存在すると推定されるガス量Ｖａを正確に演算することができる。
【００３６】
【課題解決手段の好ましい態様】
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、ガスの流量Ｖｘ１（Ｍ）及びＶｓ１（Ｍ）を計測する工程に於いては、湿式の流量計によりガスの流量を計測するよう構成される（好ましい態様１）。
【００３７】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２の構成に於いて、ガスの流量Ｖｘ０（Ｍ）及びＶｓ０（Ｍ）を計測する工程に於いては、湿式の流量計によりガスの流量を計測するよう構成される（好ましい態様２）。
【００３８】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、ガスの流量Ｖｘ１（Ｍ）及びＶｓ１（Ｍ）を計測する工程に於いては、ガス吸蔵材料収容容器と基準容器との連通が遮断された状態にて基準容器よりガスを放出し放出されるガスの流量Ｖｘ１（Ｍ）を計測し、しかる後ガス吸蔵材料収容容器よりガスを放出し放出されるガスの流量Ｖｓ１（Ｍ）を計測するよう構成される（好ましい態様３）。
【００３９】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２の構成に於いて、ガスの流量Ｖｘ０（Ｍ）及びＶｓ０（Ｍ）を計測する工程に於いては、ガス吸蔵材料収容容器と基準容器との連通が遮断された状態にて基準容器よりガスを放出し放出されるガスの流量Ｖｘ０（Ｍ）を計測し、しかる後ガス吸蔵材料収容容器よりガスを放出し放出されるガスの流量Ｖｓ０（Ｍ）を計測するよう構成される（好ましい態様４）。
【００４０】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２の構成に於いて、ガス吸蔵材料収容容器内の温度Ｔｘ０及び基準容器内の温度Ｔｓ０を検出し、ガスの流量Ｖｓ０（Ｍ）に対するガスの流量Ｖｘ０（Ｍ）の比を温度Ｔｘ０に対する温度Ｔｓ０の比にて補正することにより、基準容器の容積に対するガス吸蔵材料収容容器の容積の比として容積比ｋを演算するよう構成される（好ましい態様５）。
【００４１】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項３の構成に於いて、同一の圧力及び温度に於ける値に補正してガス量Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを演算するよう構成される（好ましい態様６）。
【００４２】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４の構成に於いて、ガスの放出完了時のガス吸蔵材料収容容器内の圧力Ｐ２を検出し、ガス吸蔵材料の体積、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧ΔＰ（＝Ｐ１−Ｐ２）、ガスの圧縮係数に基づきガス吸蔵材料が排斥するガス量Ｖｃを演算するよう構成される（好ましい態様７）。
【００４３】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項５の構成に於いて、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器が恒温槽内に配置されることによりガス吸蔵材料収容容器及び基準容器内の温度が実質的に同一の温度に設定されるよう構成される（好ましい態様８）。
【００４４】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項７の構成に於いて、流量計は放出されるガスの体積を水上捕集により計測する湿式の流量計であるよう構成される（好ましい態様９）。
【００４５】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項７の構成に於いて、ガス吸蔵材料収容容器は基準容器を介してガス放出導管に接続されているよう構成される（好ましい態様１０）。
【００４６】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項７の構成に於いて、基準容器はガス吸蔵材料収容容器を介してガス放出導管に接続されているよう構成される（好ましい態様１１）。
【００４７】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項７の構成に於いて、ガス吸蔵材料収容容器及び基準容器の各々が直接ガス放出導管に接続されているよう構成される（好ましい態様１２）。
【００４８】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項７又は８の構成に於いて、流量計を通過するガスの温度を計測する温度計を有するよう構成される（好ましい態様１３）。
【００４９】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項７又は８の構成に於いて、ガス放出時の大気圧を検出する圧力計を有するよう構成される（好ましい態様１４）。
【００５０】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項９の構成に於いて、恒温槽内の温度を計測する温度計を有するよう構成される（好ましい態様１５）。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態（以下単に実施形態という）について詳細に説明する。
【００５２】
第一の実施形態
図１は本発明による吸蔵ガス量測定装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
【００５３】
図１に於いて、符号１０は内部に液体水素の如き高圧のガスを貯容するボンベを示しており、ボンベ１０は手動式の開閉弁１２を備えた導管接続口を有している。ボンベ１０の導管接続口には電磁開閉弁１４、１６、１８を有するメイン導管２０の一端が接続され、メイン導管２０の他端は大気に開放されている。電磁開閉弁１４と電磁開閉弁１６との間のメイン導管２０にはバッファ容器２２が接続されている。
【００５４】
電磁開閉弁１６と電磁開閉弁１８との間のメイン導管２０には導管２４により基準容器２６が接続され、導管２４には電磁開閉弁２８が設けられている。基準容器２６には導管３０によりガス吸蔵材料収容容器としての試料容器３２が接続され、導管３０には電磁開閉弁３４が設けられている。また電磁開閉弁１６と電磁開閉弁１８との間のメイン導管２０にはメイン導管内の圧力Ｐを検出する圧力計３６が設けられている。
【００５５】
試料容器３２はその内部にカーボンナノチューブの如きガス吸蔵材料３８を配置し得るよう構成されており、バッファ容器２２の容積は試料容器３２及び基準容器２０の合計の容積の２〜１０倍程度に設定されている。また試料容器３２及び基準容器２０の容積は以下の理由からそれらの間の比が１／２よりも大きく２よりも小さい値であるよう設定されている。即ち基準容器２０の容積が大きすぎると、流量測定に時間を要し、各開閉弁に於けるガスの漏洩の影響が大きくなり、また吸蔵量測定の効率が悪化する。逆に基準容器２０の容積が小さすぎると、流量計による流量計測精度が悪化する。一般に、湿式流量計或いは水上捕集による流量の計測に於いては、計測ガス量に関係なく背圧に起因する１〜３ｃｍ３程度の計測誤差が生じる。
【００５６】
基準容器２６及び試料容器３２は恒温槽４０内に配置され、これにより基準容器２６及び試料容器３２内の温度が同一の温度に維持されるようになっている。恒温槽４０内には水、オイルの如き液体媒体４２が貯容され、液体媒体４２は図には示されていないヒータにより所定の温度に加熱維持されると共に、電動機４４により回転駆動されるプロペラ４６により攪拌されるようになっている。恒温槽４０には液体媒体４２の温度Ｔを検出する温度計４８が設けられている。
【００５７】
メイン導管２０には電磁開閉弁１８よりも他端の側に湿式の流量計５０が設けられており、流量計５０は水上捕集によりメイン導管２０内を流れるガスの体積Ｖを計測する湿式の流量計である。尚この種の流量計の計測誤差は０．１〜０．２％程度である。流量計５０にはそれを通過するガスの温度Ｔｆを検出する温度計５２が設けられている。電磁開閉弁１６と電磁開閉弁１８との間のメイン導管２０には導管５４により真空ポンプ５６が接続され、導管５４には電磁開閉弁５８が設けられている。
【００５８】
尚以上の説明より解る如く、メイン導管２０の導管２４が接続された部分よりも他端の側の部分は、基準容器２６若しくは試料容器３２内のガスを大気中へ放出させるガス放出導管として機能し、流量計５０はかくして放出されるガスの流量を計測することにより、基準容器２６内及び試料容器３２内のガスの量を計測する。また電磁開閉弁２８及び３４は基準容器２６及び試料容器３２より択一的にガス放出導管へガスを排出させる手段として機能する。
【００５９】
圧力計３６により計測されたメイン導管内の圧力Ｐを示す信号、温度計４８により計測された液体媒体の温度Ｔを示す信号、流量計５０により計測されたメイン導管２０内を流れるガスの体積Ｖを示す信号、温度計５２により計測された放出ガスの温度Ｔｆを示す信号は電子制御装置６０へ供給される。また電子制御装置６０には圧力計６２により検出された大気圧Ｐａｔを示す信号も入力され、電子制御装置６０は予め設定されたプログラムに従って後述の如く電磁開閉弁１４等の開閉を制御すると共に、圧力計３６等の計測結果に基づき吸蔵ガス量を演算する。
【００６０】
尚図１には詳細に示されていないが、電子制御装置６０は任意の構成のものであってよく、例えばＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータ及び駆動回路よりなっていてよい。
【００６１】
かくして構成された吸蔵ガス量測定装置によれば、以下の要領にて本発明の吸蔵ガス量測定方法の第一の実施形態が達成され、吸蔵ガス量、即ちガス吸蔵材料３８に吸蔵されたガスの量が測定される。尚準備段階として、ボンベ１０がメイン導管２０の一端に接続され、電磁開閉弁１６等が閉弁された状態にて開閉弁１２が開弁され、また恒温槽４０内の液体媒体４２がヒータにより所定の温度に加熱維持され、プロペラ４６により攪拌される。
【００６２】
（１）まず試料容器３２内にガス吸蔵材料３８が配置されていない状態にて電磁開閉弁１４及び１８が閉弁され、電磁開閉弁１６、２８、３４、５８が開弁された状態にて真空ポンプ５６が作動され、これにより試料容器３２等の内部が真空化される。
【００６３】
（２）次いで電磁開閉弁１６、２８、５８が閉弁された後に、電磁開閉弁１４が開弁され、これによりバッファ容器２２内に所定の圧力になるまでボンベ１０よりガスが導入され、しかる後電磁開閉弁１４が閉弁される。
【００６４】
（３）次いで電磁開閉弁１６及び２８が開弁されることによりバッファ容器２２より基準容器２６及び試料容器３２内へ高圧のガスが導入され、電磁開閉弁１６が閉弁され、基準容器２６及び試料容器３２内の圧力が安定しこれらの容器内の圧力が同一になった後に、電磁開閉弁３４が閉弁され基準容器２６と試料容器３２との連通が遮断される。
【００６５】
（４）次いで電磁開閉弁１８が開弁されることにより、基準容器２６内のガスが導管２４、メイン導管２０の一部、流量計５０を経て大気中に放出され、流量計５０によりそのガスの流量が基準容器２６内のガスの体積Ｖｘ０（Ｍ）として計測されると共に、放出されるガスの温度Ｔｆｘ０が温度計５２により計測され、またガス放出中の大気圧Ｐａｔｘ０が圧力計６２により計測される。
【００６６】
（５）同様に電磁開閉弁３４が開弁されることにより、試料容器３２内のガスが導管３０、基準容器２６、導管２４、メイン導管２０の一部、流量計５０を経て大気中に放出され、流量計５０によりそのガスの流量が試料容器３２内のガスの体積Ｖｓ０（Ｍ）として計測されると共に、放出されるガスの温度Ｔｆｓ０が温度計５２により計測され、またガス放出中の大気圧Ｐａｔｓ０が圧力計６２により計測される。
【００６７】
（６）次いで試料容器３２内にガス吸蔵材料３８が配置され、電磁開閉弁２８、３４、５８が開弁された状態にて真空ポンプ５６が作動され、これにより試料容器３２等の内部が真空化される。
【００６８】
（７）次いで上記工程（２）の場合と同様、電磁開閉弁２８及び５８が閉弁された後に、電磁開閉弁１４が開弁され、これによりバッファ容器２２内に所定の圧力になるまでボンベ１０よりガスが導入され、しかる後電磁開閉弁１４が閉弁される。
【００６９】
（８）次いで上記工程（３）の場合と同様、電磁開閉弁１６及び２８が開弁されることによりバッファ容器２２より基準容器２６及び試料容器３２内へ高圧のガスが導入され、電磁開閉弁１６が閉弁され、基準容器２６及び試料容器３２内の圧力が安定しこれらの容器内の圧力が同一になった後に、圧力計３６によりメイン導管内の圧力Ｐ１が基準容器２６及び試料容器３２内の圧力として検出され、しかる後電磁開閉弁３４が閉弁され基準容器２６と試料容器３２との連通が遮断される。
【００７０】
（９）次いで上記工程（４）の場合と同様、電磁開閉弁１８が開弁されることにより、基準容器２６内のガスが導管２４、メイン導管２０の一部、流量計５０を経て大気中に放出され、流量計５０によりそのガスの流量が基準容器２６内のガスの体積Ｖｘ１（Ｍ）として計測されると共に、放出されるガスの温度Ｔｆｘ１が温度計５２により計測され、またガス放出中の大気圧Ｐａｔｘ１が圧力計６２により計測される。
【００７１】
（１０）次いで上記工程（５）の場合と同様、電磁開閉弁３４が開弁されることにより、試料容器３２内のガスが導管３０、基準容器２６、導管２４、メイン導管２０の一部、流量計５０を経て大気中に放出され、流量計５０によりそのガスの流量が試料容器３２内のガスの体積Ｖｓ１（Ｍ）として計測されると共に、放出されるガスの温度Ｔｆｓ１が温度計５２により計測され、またガス放出中の大気圧Ｐａｔｓ１が圧力計６２により計測され、放出完了時に圧力計３６によりメイン導管内の圧力Ｐ２が基準容器２６及び試料容器３２内の圧力として検出される。
【００７２】
次に以上のブランク計測時の工程、即ち試料容器３２内にガス吸蔵材料３８が配置されていない状態での工程（１）〜（５）及び収容計測時の工程、即ち試料容器３２内にガス吸蔵材料３８が配置された状態での工程（６）〜（１０）により得られた計測値に基づき電子制御装置６０により行われる吸蔵ガス量の演算要領をガスが水素の場合について説明する。
【００７３】
尚下記の説明に於いて、各温度（Ｋ）及び圧力（ＨＰａ）は以下の通りである。
Ｔｓ１：収容計測時に於けるガス吸蔵材料３８の温度
Ｔｘ１：収容計測時に於ける基準容器２６内の温度
Ｔｓ０：ブランク計測時に於ける試料容器３２内の温度
Ｔｘ０：ブランク計測時に於ける基準容器２６内の温度
Ｔｆｓ１：収容計測時に試料容器３２より放出される水素の温度
Ｔｆｘ１：収容計測時に基準容器２６より放出される水素の温度
Ｔｆｓ０：ブランク計測時に試料容器３２より放出される水素の温度
Ｔｆｘ０：ブランク計測時に基準容器２６より放出される水素の温度
【００７４】
また下記の説明に於いて、各圧力（ＨＰａ）は以下の通りである。
Ｐａｔｓ１：収容計測時に試料容器３２より水素が放出される際の大気圧
Ｐａｔｘ１：収容計測時に基準容器２６より水素が放出される際の大気圧
Ｐａｔｓ０：ブランク計測時に試料容器３２より水素が放出される際の大気圧
Ｐａｔｘ０：ブランク計測時に基準容器２６より水素が放出される際の大気圧
【００７５】
図３に示されている如く、収容計測時の圧力及び温度の条件下に於いて試料容器３２内にガス吸蔵材料３８が配置されていなければ試料容器３２内に存在すると推定される水素量をＶａ（ｃｍ３）とし、収容計測時に試料容器３２内に存在する水素量をＶｂ（ｃｍ３）とし、ガス吸蔵材料３８により排斥される水素量をＶｃ（ｃｍ３）すると、ガス吸蔵材料３８に吸蔵された水素の量Ｖｄ（ｃｍ３）は下記の式１により表わされる。
Ｖｄ＝Ｖｂ−Ｖａ＋Ｖｃ　…（１）
【００７６】
また試料容器３２内の水素の温度をＴｓ１（Ｋ）とし、ガス吸蔵材料３８の重量をＷ（ｇ）とすると、ガス吸蔵材料３８に吸蔵された水素の量Ａ（ｗｔ％）は下記の式２により表わされる。尚下記の式２に於いて、２７３．１５／Ｔｓ１は０℃に変換するための係数であり、２．０１６（ｇ／ｍｏｌ）／２２４１４（ｃｍ３／ｍｏｌ）は体積を重量に変換する係数であり、１００／Ｗは重量百分率に変換するための係数である。
【数１】
2004117324.tif 000003
【００７７】
また基準容器２６の容積Ｖｘに対する試料容器３２の容積Ｖｓの比をｋ（＝Ｖｓ／Ｖｘ）とし、流量Ｖｘ１（Ｍ）に基づく基準容器２６の容積をＶｘ１とすると、上記の式１に於ける試料容器３２内に存在すると推定される水素量Ｖａは下記の式３により表わされる。
【数２】
2004117324.tif 000004
【００７８】
尚上記式３に於ける基準容器２６の容積Ｖｘ１は下記の式４により表わされ、また流量Ｖｘ０（Ｍ）に基づく基準容器２６の容積をＶｘ０とし、流量Ｖｓ０（Ｍ）に基づく試料容器３２の容積をＶｓ０とすると、基準容器２６の容積Ｖｘに対する試料容器３２の容積Ｖｓの比ｋは下記の式５により表わされる。尚この比ｋは温度及び圧力に拘わらず実質的に一定（１００００分の１〜１０００分の１程度のバラツキ）であることが確認されている。
【数３】
2004117324.tif 000005
【数４】
2004117324.tif 000006
【００７９】
また上記式５に於ける基準容器２６の容積Ｖｘ０及び試料容器３２の容積Ｖｓ０はそれぞれ下記の式６及び式７により表わされる。
【数５】
2004117324.tif 000007
【数６】
2004117324.tif 000008
【００８０】
また上記式１に於けるガス吸蔵材料３８に水素が吸蔵された状況に於ける試料容器３２内の水素量Ｖｂは下記の式８により表わされる。
【数７】
2004117324.tif 000009
【００８１】
更にガス吸蔵材料３８の真密度をｄ（ｇ／ｃｍ３）とし、温度Ｔｓ１（Ｋ）、圧力Ｐ１（ＨＰａ）に於ける水素の圧縮係数をＺとし、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧をΔＰ（＝Ｐ１−Ｐ２）とすると、上記の式１に於けるガス吸蔵材料３８により排斥される水素量Ｖｃは下記の式９により表わされる。尚下記の式９に於ける係数９．８７は圧力の単位をＭＰａよりａｔｍに変換するための係数である。
【数８】
2004117324.tif 000010
【００８２】
以上の説明より解る如く、上記工程（１）〜（１０）に於いて検出される流量、圧力、温度に基づき上記式１〜８に従ってガス吸蔵材料３８に吸蔵された水素の量Ｖｄ（ｃｍ３）又はＡ（ｗｔ％）を演算することができる。
【００８３】
特に図示の実施形態に於いては、基準容器２６及び試料容器３２は恒温槽４０内に配置され、これにより基準容器２６及び試料容器３２内の温度が同一の温度に維持されるので、上記収容状態に於けるガス吸蔵材料３８の温度Ｔｓ１、収容状態に於ける基準容器２６内の温度Ｔｘ１、ブランク状態に於ける試料容器３２内の温度Ｔｓ０、ブランク状態に於ける基準容器２６内の温度Ｔｘ０は同一であると見なされてよい。
【００８４】
従って上記式３及び式５はそれぞれ下記の式１０及び式１１に簡略化することができる。
【数９】
2004117324.tif 000011
【数１０】
2004117324.tif 000012
【００８５】
第二の実施形態
図２は本発明による吸蔵ガス量測定装置の第二の実施形態を示す概略構成図である。尚図２に於いて図１に示された部材と同一の部材には図１に於いて付された符号と同一の符号が付されている。
【００８６】
この第二の実施形態に於いては、試料容器３２は導管６４により電磁開閉弁１６と電磁開閉弁１８との間のメイン導管２０に接続されており、導管６４には電磁開閉弁６６が設けられている。即ち上記第一の実施形態に於いては、試料容器３２は基準容器２６を介してメイン導管２０に接続されているのに対し、この実施形態に於いては、基準容器２６及び試料容器３２の各々がメイン導管２０に直接接続されている。
【００８７】
またこの第二の実施形態の吸蔵ガス量測定装置によれば、下記の点を除き上述の第一の実施形態の場合と同様の要領にて本発明の吸蔵ガス量測定方法の第二の実施形態が達成され、吸蔵ガス量が測定される。
【００８８】
即ち上記工程（１）に於いては電磁開閉弁６６も開弁された状態にて真空ポンプ５６が作動され、上記工程（２）に於いては電磁開閉弁６６も閉弁された後電磁開閉弁１４が開弁され、上記工程（５）に於いては電磁開閉弁３４が開弁されるのではなく、電磁開閉弁２８が閉弁された後電磁開閉弁６６が開弁されることにより、試料容器３２内のガスが導管６４、メイン導管２０の一部、流量計５０を経て大気中に放出される。
【００８９】
同様に上記工程（６）に於いては電磁開閉弁６６も開弁された状態にて真空ポンプ５６が作動され、上記工程（７）に於いては電磁開閉弁６６も閉弁された後電磁開閉弁１４が開弁され、上記工程（１０）に於いては電磁開閉弁３４が開弁されるのではなく、電磁開閉弁２８が閉弁された後電磁開閉弁６６が開弁されることにより、試料容器３２内のガスが導管６４、メイン導管２０の一部、流量計５０を経て大気中に放出される。
【００９０】
第三の実施形態
この第三の実施形態に於いては、基準容器２６の容積Ｖｘに対する試料容器３２の容積Ｖｓの比ｋ（＝Ｖｓ／Ｖｘ）が既知である点を除き、上述の第一の実施形態に於ける吸蔵ガス量測定装置と同一の吸蔵ガス量測定装置が使用され、これにより上記ブランク計測時の工程（１）〜（５）が省略されると共に、上記式５〜７の演算も省略される点を除き、上述の第一の実施形態の場合と同様の要領にて本発明の吸蔵ガス量測定方法の第三の実施形態が達成され、吸蔵ガス量が測定される。
【００９１】
第四の実施形態
この第四の実施形態に於いては、基準容器２６の容積Ｖｘに対する試料容器３２の容積Ｖｓの比ｋ（＝Ｖｓ／Ｖｘ）が既知である点を除き、上述の第二の実施形態に於ける吸蔵ガス量測定装置と同一の吸蔵ガス量測定装置が使用され、これにより上記ブランク計測時の工程（１）〜（５）が省略されると共に、上記式５〜７の演算も省略される点を除き、上述の第二の実施形態の場合と同様の要領にて本発明の吸蔵ガス量測定方法の第四の実施形態が達成され、吸蔵ガス量が測定される。
【００９２】
以上の説明より解る如く、上記各実施形態によれば、収容計測時の圧力及び温度の条件下に於いて試料容器３２内にガス吸蔵材料３８が配置されていなければ試料容器３２内に存在すると推定される水素量Ｖａ及び収容計測時に試料容器３２内に存在するガス量Ｖｂが演算され、これらのガス量Ｖａ、Ｖｂ及びガス吸蔵材料３８により排斥されるガス量Ｖｃに基づいてガス吸蔵材料３８に吸蔵された水素の量Ｖｄ（ｃｍ３）又はＡ（ｗｔ％）が演算されるので、ブランク状態及び収容状態の各々に於ける圧力及び温度が検出され、誤差が大きいそれらの検出値及び気体状態方程式に基づいて吸蔵量が演算される従来の吸蔵量測定方法及び装置の場合に比して遥かに高精度に吸蔵量を測定することができる。
【００９３】
例えば吸蔵量の測定に使用されるトータルのガス量は、ガス吸蔵材料の重量、ガス吸蔵材料の嵩密度、測定圧力により決定される。またガス吸蔵材料がカーボン材等の場合には、ガス吸蔵材料の嵩密度はその形態により０．０１〜１ｇ／ｃｍ３程度と材料によって大きく異なる。重量１ｇ、嵩密度０．１ｇ／ｃｍ３のガス吸蔵材料について０．１ｗｔ％以内の測定誤差（１０Ｍｐａ）にてガスの吸蔵量（例えば水素の場合）を測定するためには、約１０００ｃｍ３のトータルのガス量に対し吸蔵量の測定誤差を約１０ｃｍ３以内にする必要がある。
【００９４】
上記各実施形態に於ける基準容器２６の容積Ｖｘに対する試料容器３２の容積Ｖｓの比ｋの誤差は上述の如く１００００分の１〜１０００分の１であるので、例えば１０００ｃｍ３の測定を行った場合に於けるガス量の誤差は０．１〜１ｃｍ３程度であり、上記目標（一例）をクリアすることができる。またトータルとしての測定誤差は０．３〜２ｃｍ３程度である。この誤差は、１ｇで１ｗｔ％のガスを吸蔵するガス吸蔵材料の場合（１１３ｃｍ３）、約０．３〜２％程度の測定誤差に相当する。
【００９５】
これに対し従来の吸蔵量測定方法及び装置に於いては、試料容器の容積に対し同等〜１０倍の容積のバッファ容器が必要であり、系全体の条件がで上記条件と同一の場合について比較すると、２０００〜１１０００ｃｍ３のガスが必要であり、上記各実施形態の場合に比して２倍〜１２倍のガスが必要である。圧力計の測誤差はフルレンジで０．１〜０．５％程度であるので、圧力が１０Ｍｐａである場合の０．０１〜０．０５ＭＰａの誤差に加え、０．１〜１℃の温度測定誤差＝約３０００分の１〜３００分の１の誤差を考慮すると、約２．７ｃｍ３〜５０ｃｍ３以上の誤差が生じる。またガス吸蔵材料のガス排斥体積の誤差（０．２〜１．５ｃｍ３程度）を考慮するとトータルとしての誤差は、２．９〜５０ｃｍ３以上程度の誤差となり、この誤差は１ｇで１ｗｔ％のガスを吸蔵するガス吸蔵材料の場合、約３〜５０％以上の測定誤差に相当する。
【００９６】
従って上記各実施形態によれば、従来の吸蔵量測定方法及び装置に比して吸蔵ガス量の測定精度を１０〜数１０倍向上させることができ、従来に比して遥かに高精度に吸蔵ガス量を測定することができ、また測定に必要ガスの量を低減して吸蔵ガス量を能率よく測定することができる。
【００９７】
また上記各実施形態によれば、試料容器３２及び基準容器２６が連通接続された状態にてそれらの内部にガスが充填され、これにより二つの容器内の圧力が同一にされ、しかる後基準容器２６及び試料容器３２よりガスが放出されそれらの放出ガスの流量Ｖｘ１（Ｍ）、Ｖｓ１（Ｍ）が計測されるので、試料容器３２及び基準容器２６内の圧力に拘わらず、また試料容器３２内の圧力と基準容器２６内の圧力との相違に基づく補正を要することなく、ガス吸蔵材料収容容器内のガス量Ｖｂを正確に演算することができる。
【００９８】
尚上述の各実施形態に於いては、ガス吸蔵材料３８により排斥されるガス量Ｖｃの演算に際し圧力計３６の検出値、ガス吸蔵材料の重量Ｗ及び真密度ｄ、ガスの圧縮係数Ｚが使用されるので（上記式９参照）、吸蔵ガス量の測定精度は圧力計３６の検出誤差やガス吸蔵材料の重量Ｗ及び真密度ｄの測定誤差の影響を受ける。
【００９９】
しかしこれらの誤差は従来の吸蔵量測定方法及び装置の場合と同様であり、特にガス吸蔵材料３８の重量が小さい場合や嵩密度が小さい場合には、ガス吸蔵材料３８により排斥されるガス量Ｖｃは試料容器３２内に存在すると推定されるガス量Ｖａ及び試料容器３２内にガス吸蔵材料３８が配置されガス吸蔵材料３８にガスが吸蔵された状況に於いて試料容器３２内に存在するガス量Ｖｂに比して十分に小さいので、上記誤差が吸蔵ガス量の測定誤差に与える影響は小さく、また従来の吸蔵量測定方法及び装置と比較した場合の上記各実施形態の吸蔵ガス量測定精度はガス吸蔵材料３８の重量及び嵩密度が小さいほど高く、測定時のガスの圧力が高いほど高くなる。
【０１００】
また一般に、例えば水素の圧縮係数は１０ＭＰａの圧力について何れの文献もほぼ同一であるが、圧力が高くなるにつれて文献の値のバラツキが大きくなる。上述の各実施形態によれば、１０ＭＰａの圧力については文献に記載の圧縮係数を使用することにより、高圧までの圧縮係数を正確に求めることができる。
【０１０１】
特に上述の各実施形態によれば、基準容器２６及び試料容器３２は恒温槽４０内に配置され、これにより基準容器２６及び試料容器３２内の温度が同一の温度に維持されるので、基準容器２６及び試料容器３２が恒温槽４０内に配置されず、基準容器２６内の温度及び試料容器３２内の温度が検出される場合に比して、温度検出誤差に起因する吸蔵ガス量測定誤差を低減することができ、また必要な温度計の数を低減して吸蔵ガス量測定装置のコストを低下させることができ、更には吸蔵ガス量の演算式を簡略化して吸蔵ガス量の演算を能率的に行うことができる。
【０１０２】
また上述の各実施形態によれば、基準容器２６及び試料容器３２内のガスの量が湿式の流量計５０により体積として正確に計測されるので、基準容器及び試料容器内の圧力及び温度に基づき気体状態方程式を利用して求められる従来の吸蔵量測定方法及び装置の場合に比して、圧力検出誤差及び温度検出誤差の影響を遥かに低減することができ、従って例えば１００ＭＰａの如き高い圧力や恒温槽４０の液体媒体４２により設定可能な高い温度まで測定圧力及び測定温度を高くすることができると共に、それらの圧力及び温度の設定下に於いても高精度に吸蔵ガス量を測定することができる。
【０１０３】
特に上記第一及び第二の実施形態によれば、上記ブランク計測時の工程（１）〜（５）が実行され、これらの工程に於いて計測された値に基づいて基準容器２６の容積Ｖｘに対する試料容器３２の容積Ｖｓの比ｋが演算されるので、基準容器２６の容積Ｖｘ及び試料容器３２の容積Ｖｓを予め計測する必要がなく、また基準容器２６の容積Ｖｘ及び試料容器３２の容積Ｖｓ自体は不明であってよいので、基準容器２６及び試料容器３２として容積が不明の容器を使用することができる。
【０１０４】
また上記第二の実施形態によれば、試料容器３２及び基準容器２６が連通接続された状態にてそれらの内部にガスが充填され、これにより二つの容器内の圧力が同一にされ、しかる後試料容器３２と基準容器２６との連通が遮断された状態にて基準容器２６及び試料容器３２よりガスが放出されそれらの放出ガスの流量Ｖｘ０（Ｍ）、Ｖｓ０（Ｍ）が計測されるので、試料容器３２及び基準容器２６内の圧力に拘わらず、また試料容器３２内の圧力と基準容器２６内の圧力との相違に基づく補正を要することなく、試料容器３２及び基準容器２６の容積比ｋを正確に演算することができると共に、試料容器３２及び基準容器２６内の圧力に拘わらず、また試料容器３２内の圧力と基準容器２６内の圧力との相違に基づく補正を要することなく、ガス吸蔵材料収容容器内に存在すると推定されるガス量Ｖａを正確に演算することができる。
【０１０５】
また上記第一の実施形態によれば、上記第二の実施形態の構成の場合に比して開閉弁の数が少なくてよく、これにより吸蔵量測定装置を低廉にすることができ、逆に上記第二の実施形態によれば、試料容器３２内のガスを基準容器２６を経由することなく試料容器３２内のガスをメイン導管へ排出させることができ、基準容器２６の容積に起因するガス量計測誤差を排除し得るので、上記第二の実施形態の構成の場合に比して正確に吸蔵ガス量を測定することができる。
【０１０６】
また上記第三及び第四の実施形態によれば、上記ブランク計測時の工程（１）〜（５）が不要であるので、上記第一及び第二の実施形態の場合に比して能率よく吸蔵ガス量を測定することができ、しかも従来の吸蔵量測定方法及び装置の場合よりも高精度に吸蔵ガス量を測定することができる。
【０１０７】
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【０１０８】
例えば上述の各実施形態に於いては、バッファ容器２２が設けられ、ボンベ１０よりバッファ容器２２内にガスが導入され、バッファ容器２２より基準容器２６及び試料容器３２内へ高圧のガスが導入されるようになっているが、バッファ容器２２及び電磁開閉弁１４が省略され、ボンベ１０より直接基準容器２６及び試料容器３２内へ高圧のガスが導入されるよう修正されてもよく、またボンベ１０内のガスがコンプレッサにより加圧された後に基準容器２６及び試料容器３２内へ高圧のガスが導入されるよう修正されてもよい。
【０１０９】
また上述の第一の実施形態に於いては、試料容器３２は基準容器２６を介してメイン導管２０に接続されており、基準容器２６内のガスが放出された後に試料容器３２内のガスが放出されるようになっているが、基準容器２６が試料容器３２を介してメイン導管２０に接続され、試料容器３２内のガスが放出された後に基準容器２６内のガスが放出されるよう修正されてもよい。
【０１１０】
また上述の各実施形態に於いては、基準容器２６及び試料容器３２は恒温槽４０内に配置され、これにより基準容器２６及び試料容器３２内の温度が同一の温度に維持されるようになっているが、基準容器２６及び試料容器３２は恒温槽４０内に配置されていなくてもよく、その場合には上記各式に於ける基準容器２６内の温度及び試料容器３２内の温度、即ち収容計測時に於けるガス吸蔵材料３８の温度Ｔｓ１、収容状態に於ける基準容器２６内の温度Ｔｘ１、ブランク状態に於ける試料容器３２内の温度Ｔｓ０、ブランク計測時に於ける基準容器２６内の温度Ｔｘ０が検出されることが好ましい。
【０１１１】
また上述の各実施形態に於いては、ガスが水素である場合について吸蔵ガス量の測定要領が説明されたが、本発明の吸蔵ガス量測定方法及び装置に於けるガスは水素以外であってもよく、その場合には上記２及び９の係数が使用されるガスに応じた値に変更される。
【０１１２】
また上述の各実施形態に於いては、導管の連通を制御する開閉弁１４、１６、１８、２８、３４、５８、６２、６６は電磁開閉弁であるが、これらの弁の少なくとも何れかが開閉弁１２と同様手動式の開閉弁に置き換えられてもよい。
【０１１３】
更に上述の各実施形態に於いては、電子制御装置６０により予め設定されたプログラムに従って電磁開閉弁１４、１６、１８、２８、３４、５８、６２、６６が制御され、圧力計３６及び温度計４８、５２の検出結果に基づいて自動的に必要な演算が行われるようになっているが、電子制御装置６０が省略され、各開閉弁の開閉及び必要な演算が手動的に行われるよう修正されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による吸蔵ガス量測定装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明による吸蔵ガス量測定装置の第二の実施形態を示す概略構成図である。
【図３】試料容器内にガス吸蔵材料が配置されていない状況に於ける試料容器内の水素量Ｖａを示す説明図（Ａ）及び試料容器内にガス吸蔵材料が配置されガス吸蔵材料に水素が吸蔵された状況に於ける試料容器内の水素量Ｖｂを示す説明図（Ｂ）である。
【符号の説明】
１０…ボンベ
１４、１６、１８、２８、３４、５８、６２、６６…電磁開閉弁
２０…メイン導管
２６…基準容器
３２…試料容器
３６…圧力計
３８…ガス吸蔵材料
４０…恒温槽
４８、５２…温度計
６０…電子制御装置
【図１】
2004117324.tif 000013
【図２】
2004117324.tif 000014
【図３】
2004117324.tif 000015