(57)【要約】【課題】炭化水素系物質の蒸発を抑え、脱水素反応および水素付加反応の反応効率をより向上させる。【解決手段】水素供給・貯蔵装置１４は、脱水素反応または水素付加反応に必要な触媒１８と、水素供給体または水素貯蔵体が内部に配置される反応用容器１６と、この反応用容器１６の内部を加圧状態とする加圧手段と、反応用容器の内部の温度を上昇させるための加熱手段１７とを有する。そして、水素供給・貯蔵装置１４は、加圧状態の反応用容器１６の内部で、有機ハイドライドから成る水素供給体の脱水素反応を利用して水素を供給し、または芳香族化合物から成る水素貯蔵体の水素付加反応を利用して水素を貯蔵する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素を放出して芳香族化合物に変化する水素供給体と、上記水素と反応してその水素を貯蔵する上記芳香族化合物から成る水素貯蔵体との間において、脱水素反応を利用して水素を供給し、または水素付加反応を利用して水素を貯蔵する水素供給・貯蔵装置であって、
上記脱水素反応または上記水素付加反応に必要な触媒と、上記水素供給体または水素貯蔵体が内部に配置される反応用容器と、この反応用容器の内部を加圧状態とする加圧手段と、上記反応用容器の内部の温度を上昇させるための加熱手段とを有し、
加圧状態の上記反応用容器の内部で上記脱水素反応または上記水素付加反応を行わせることを特徴とする水素供給・貯蔵装置。
【請求項２】
前記反応用容器内に連続的に水素供給体を送り込み、前記反応用容器内にて生成された副生成物を排出し、これを回収することを特徴とする請求項１記載の水素供給・貯蔵装置。
【請求項３】
前記脱水素反応を利用して水素を供給可能であって、前記反応用容器内の触媒近傍に水素分離膜を配置し、前記脱水素反応によって発生した水素が上記水素分離膜を透過して回収されることを特徴とする請求項１または２記載の水素供給・貯蔵装置。
【請求項４】
前記加熱手段は、電気ヒーター、熱風供給器、加熱時に気体もしくは液体状の熱媒体、および燃焼触媒のうちいずれか１つ、あるいは複数を組み合わせたものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の水素供給・貯蔵装置。
【請求項５】
水素を放出して芳香族化合物に変化する水素供給体と、上記水素と反応してその水素を貯蔵する上記芳香族化合物から成る水素貯蔵体との間において、脱水素反応を利用して水素を供給し、または水素付加反応を利用して水素を貯蔵する水素供給・貯蔵装置であって、
上記脱水素反応または上記水素付加反応に必要な触媒と、上記水素供給体または水素貯蔵体が内部に配置される反応用容器と、この反応用容器の内部を加圧状態とする加圧手段と、上記反応用容器の内部の温度を上昇させるための加熱手段とを有し、
加圧状態の上記反応用容器の内部に充填した上記触媒表面において、上記脱水素反応または上記水素付加反応を行わせると共に、
上記触媒を、粒状、粉状、布状、非定形のチップ状、ハニカム状のいずれか１つあるいは複数の組み合わせとしたことを特徴とする水素供給・貯蔵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素を供給または貯蔵可能な水素供給・貯蔵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、主として、火力発電および原子力発電が電気エネルギーの供給方法であるが、かかる方法は、地球環境への影響、安全面および残留量など、種々の問題を抱えている。また、自動車は、主として、ガソリン、軽油、プロパンガス等の炭化水素系の燃料を用いているが、かかる燃料は、地球環境に悪影響を与えるという問題を抱えている。
【０００３】
上記問題に鑑みて、発電用の燃料として水素が注目されてきている。水素は、水の電気分解により生成できるため、ほぼ無尽蔵に存在すると共に、燃焼後に二酸化炭素を発生させないクリーンなエネルギー源でもある。
【０００４】
一方、同じ炭素数を有する環状炭化水素として、ベンゼンとシクロヘキサンが知られている。前者のベンゼンは、炭素同士の結合が部分的に二重結合となっている不飽和炭化水素であるのに対し、後者のシクロヘキサンは、炭素同士の結合に二重結合を持たない飽和炭化水素である。このため、ベンゼンに水素を付加させると、シクロヘキサンが得られ、シクロヘキサンから水素の一部を除くと、ベンゼンが得られる。同様に、ナフタレンの水素付加反応によりデカリンが得られ、デカリンの脱水素反応によりナフタレンが得られる。このように、これらの炭化水素の水素付加反応と脱水素反応とを利用することにより、水素の貯蔵および供給が可能となる。かかる水素の貯蔵あるいは供給の技術は、自動車の動力としても期待されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１８７７０２号公報（要約書など）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、飽和炭化水素と不飽和炭化水素との間における脱水素反応および水素付加反応を利用した水素の供給および貯蔵を実用化するには、さらに反応効率を向上させ、効率よく水素を供給および貯蔵することが望まれている。特に、脱水素反応時および水素付加反応時に、炭化水素系の物質が十分に反応せずに蒸発してしまい、反応効率が低下してしまうという問題を解決することが望まれている。
【０００７】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、炭化水素系物質の蒸発を抑え、脱水素反応および水素付加反応の反応効率をより向上させることが可能な水素供給・貯蔵装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点に鑑み、水素を放出して芳香族化合物に変化する水素供給体と、水素と反応してその水素を貯蔵する芳香族化合物から成る水素貯蔵体との間において、脱水素反応を利用して水素を供給し、または水素付加反応を利用して水素を貯蔵する水素供給・貯蔵装置であって、脱水素反応または水素付加反応に必要な触媒と、水素供給体または水素貯蔵体が内部に配置される反応用容器と、この反応用容器の内部を加圧状態とする加圧手段と、反応用容器の内部の温度を上昇させるための加熱手段とを有し、加圧状態の反応用容器の内部で脱水素反応または水素付加反応を行わせることを特徴としている。
【０００９】
上述の発明によれば、反応用容器の内部を加圧状態で加熱することにより脱水素反応または水素付加反応を行わせている。そのため、本発明によれば、物質が未反応のまま蒸発してしまうというロスを抑え、効率よく脱水素反応または水素付加反応を行わせることができる。
【００１０】
また、他の発明は、上述の水素供給・貯蔵装置において、反応用容器内に連続的に水素供給体を送り込み、前記反応用容器内にて生成された副生成物を排出し、これを回収することを特徴としている。
【００１１】
上述の発明によれば、反応用容器内で生成された副生成物を速やかに排出するため、脱水素反応または水素付加反応の反応速度を高めることができる。したがって、水素供給量または水素貯蔵量を多くすることができる。
【００１２】
また、他の発明は、上述の水素供給・貯蔵装置において、脱水素反応を利用して水素を供給可能であって、反応用容器内の触媒近傍に水素分離膜を配置し、脱水素反応によって発生した水素が水素分離膜を透過して回収されることを特徴としている。
【００１３】
上述の発明によれば、触媒近傍に水素分離膜が配置されているため、水素を効率よく回収することができる。すなわち、脱水素反応により発生した水素は素早く水素分離膜を透過して反応用容器の出口方面へ向かい、水素貯蔵体は水素分離膜を透過できずに反応用容器内に残る。このとき、本発明によれば、脱水素反応後の水素が再び水素貯蔵体と結びついて水素供給体へと戻る反応、いわゆる逆反応を抑えることができるため、水素の回収率を向上させることができる。
【００１４】
また、他の発明は、加熱手段は、電気ヒーター、熱風供給器、加熱時に気体もしくは液体状の熱媒体、および燃焼触媒のうちいずれか１つ、あるいは複数を組み合わせたものであることを特徴としている。
【００１５】
また、他の発明は、水素を放出して芳香族化合物に変化する水素供給体と、水素と反応してその水素を貯蔵する芳香族化合物から成る水素貯蔵体との間において、脱水素反応を利用して水素を供給し、または水素付加反応を利用して水素を貯蔵する水素供給・貯蔵装置であって、脱水素反応または水素付加反応に必要な触媒と、水素供給体または水素貯蔵体が内部に配置される反応用容器と、この反応用容器の内部を加圧状態とする加圧手段と、反応用容器の内部の温度を上昇させるための加熱手段とを有し、加圧状態の反応用容器の内部に充填した触媒表面において脱水素反応または水素付加反応を行わせると共に、触媒を、粒状、粉状、布状、非定形のチップ状、ハニカム状のいずれか１つあるいは複数の組み合わせとしたことを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る水素供給・貯蔵装置の各実施の形態を、図１から図６に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、以下に説明する各実施の形態に共通する仕組みを説明するための図である。具体的には、芳香族化合物の水素付加反応を利用した水素の貯蔵と、その水素付加反応により生成した化合物（以後、有機ハイドライドという）の脱水素反応を利用した水素の供給の原理を示す図である。
【００１８】
ナフタレン等の芳香族化合物１は、水の電気分解等により生成した水素２と水素付加反応をして、デカリン等の有機ハイドライド３となる。具体的には、芳香族化合物１の炭素間の二重結合に水素２が付加する。すなわち、水素２は、有機ハイドライド３の形で貯蔵されることになる。
【００１９】
また、有機ハイドライド３は、脱水素反応により、芳香族化合物１と水素２とに分解する。なお、このように供給した水素２は、酸素４と共に燃料電池５に供給される。この燃料電池５は、水の電気分解と逆の原理で、電気を発生する。
【００２０】
このように、芳香族化合物１は水素２を貯蔵できる水素貯蔵体として機能し、有機ハイドライド３は水素２を供給させる水素供給体として機能する。このため、芳香族化合物１と有機ハイドライド３とのサイクルを利用した水素供給・貯蔵システムが形成できる。
【００２１】
次に、図１に示す原理を利用した水素供給・貯蔵システムの一例について、図２を用いて説明する。なお、以後、有機ハイドライド等の原料に、番号を付さない。また、図２で示した水素供給・貯蔵システムの一部となる水素供給・貯蔵装置１４は、本発明の実施の形態における装置である。
【００２２】
図２は、エネルギー自立型の家庭用自家発電を例とした水素貯蔵・供給システムを模式的に示す図である。本発明の水素供給・貯蔵装置は、このシステムの一部として機能する。
【００２３】
家屋１０に設けた水素貯蔵・供給システムは、主に、屋根等に設置した太陽電池１１と、風力発電機１２と、電解装置１３と、水素供給・貯蔵装置１４と、燃料電池６０とを備えている。
【００２４】
水素供給・貯蔵装置１４は、デカリンに代表される有機ハイドライドの脱水素反応を利用して水素を発生させ、この水素を当該水素供給・貯蔵装置１４の外部へ供給することが可能な装置である。また、水素供給・貯蔵装置１４は、ナフタレンに代表される芳香族化合物と水素を反応させて、水素を当該水素供給・貯蔵装置１４内に貯蔵することが可能なものとなっている。
【００２５】
（第１の実施の形態）
図３は、水素供給・貯蔵装置１４の一構成例を示す図である。なお、以下、水素供給・貯蔵装置１４が脱水素反応を利用して水素を外部の装置に供給する場合について主に説明する。ただし、この水素供給・貯蔵装置１４では、反応用容器１６内に水素貯蔵体となる芳香族化合物（具体的には、ナフタレン等）と水素を投入し、反応用容器１６内で水素付加反応させることにより水素の貯蔵を行うこともできる。
【００２６】
図３に示す水素供給・貯蔵装置１４は、デカリンの脱水素反応を利用して、水素とナフタレンとに分解し、水素を当該水素供給・貯蔵装置１４の水素供給口１９から外部へ送ると共に、ナフタレンを反応用容器１６内に貯めることが可能である。
【００２７】
水素供給・貯蔵装置１４は、反応用容器１６と、反応用容器１６の内部圧力を高める加圧手段となる加圧器（図示省略）と、反応用容器１６の内部温度を上昇させるための加熱手段となる電気ヒータ１７と、脱水素反応をさせるための触媒１８とを備えている。
【００２８】
反応用容器１６は、円筒状で内部に空間を有し、内部で脱水素反応を行わせる容器である。反応用容器１６には、図示しない投入口から液状のデカリンが投入され、反応用容器１６の内部にはデカリンが満たされている。
【００２９】
また、反応用容器１６の内部には、円筒状の電気ヒータ１７が配置されている。電気ヒータ１７は、反応用容器１６の外部に配置された電源２５に電気的に接続されている。電気ヒータ１７は、電源２５からの電力供給を受けて発熱し、反応用容器１６の内部を加熱する。
【００３０】
また、反応用容器１６の内部には、触媒１８を担持した円筒形状の金属部材が、電気ヒータ１７の外周を囲むように配置されている。この実施の形態では、活性炭素地に白金触媒を担持させたものが用いられている。また、アルミナ地の白金触媒を担持させたものを用いても良い。
【００３１】
電気ヒータ１７に電力が供給され電気ヒータ１７が発熱すると、触媒１８は、内周側から加熱される。この加熱により、反応用容器１６の内部全体の温度が上昇し、反応用容器１６内に満たされたデカリンは、触媒１８と共に加熱される。
【００３２】
加熱された状態の触媒１８にデカリンが接触すると、脱水素反応が起こり、水素およびナフタレンが発生する。水素は、反応用容器１６の上面に形成された排出口２３から排出され、開放されたバルブ２０を通過して、水素供給口１９から外部へ供給される。一方、ナフタレンは、反応用容器１６内に液状で貯まる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、反応用容器１６内を、加圧器によって加圧状態として、電気ヒータ１７で加熱している。そのため、デカリンが、未反応のまま反応用容器１６内で蒸発し、水素と共に排出口２３から排出されるということを防止できる。すなわち、加圧下では、デカリンの沸点温度が高くなるため、デカリンが気化しにくい。触媒１８の温度を反応を起こすまで高くし、かつデカリンの蒸発を抑制するためには、反応用容器１６内を加圧下にする必要がある。このことによって、脱水素反応が起こり、水素が発生する。
【００３４】
このように、本実施の形態では、加圧下での加熱により、デカリンが未反応のまま気化して水素と共に、排出口２３を通過して水素供給口１９から排出されてしまうことを防止できる。この結果、気化によって失われるデカリンの量を抑えることができ、反応用容器１６内における脱水素反応の効率化を図ることができる。
【００３５】
なお、触媒１８の外周面には、反応用容器１６の内部温度を検知する温度センサー２１が取り付けられている。反応用容器１６の外部に配置された温度調節器２２は、温度センサー２１から送られてくる温度情報に基づいて、反応用容器１６内の温度調節を行う。すなわち、温度調節器２２は、温度情報に基づいて、電源２５から電気ヒータ１７へ供給する電力量を調節することが可能である。また、反応用容器１６内の圧力は、圧力計２４によって計測される。加圧器は、圧力計による計測結果に基づいて、反応用容器１６内の加圧状態をコントロールする。
【００３６】
図４は、反応用容器１６内の圧力（ＭＰａ＝メガパスカル）と、内部温度（℃）および水素発生量（ｍｌ）との関係を示したグラフである。このグラフの縦軸（右）は、触媒温度を、縦軸（左）は、水素発生量を、横軸は、圧力をそれぞれ示す。図４のグラフから明らかなように、反応用容器１６内の内部圧力の上昇に伴ない、触媒温度が上昇し、水素発生量がこれらの上昇に伴なって増加する。
【００３７】
なお、本実施の形態の水素供給・貯蔵装置１４を用いて水素付加反応をさせる場合には、反応用容器１６内にナフタレン等の芳香族化合物と水素とを投入する。このとき、上述のバルブ２０は、閉じられている。そして、上述の加圧器が反応用容器１６の内部を加圧し、電気ヒータ１７が反応用容器１６内を加熱する。このようにすると、触媒１８に接触したナフタレンが水素と結合して液状のデカリンが生成され、反応用容器１６内に貯蔵される。
【００３８】
（第２の実施の形態）
図５は、水素供給・貯蔵装置の他の構成例を示す図である。以下、図５に示す水素供給・貯蔵装置１４ａを第２の実施の形態として説明する。この水素供給・貯蔵装置１４ａは、水素供給体を連続的に投入するシステムを有する以外、図３に示す水素供給・貯蔵装置１４と同様の構成を有するものである。したがって、図５では、上述の図３に示した水素供給・貯蔵装置１４と同一の構成部分についての説明を簡略化し、かつ図３と同一の構成部分について図３中の符号と同一の符号を付すものとする。
【００３９】
水素供給・貯蔵装置１４ａの反応用容器１６には、液排出口３０が設けられている。反応用容器１６および液排出口３０は、連続投入システム２６の一部である。反応用容器１６内にて生成した副生成物は、液排出口３０から速やかに排出される。なお、連続投入システム２６は、図５に示すように、必要に応じて回収した液を再び反応用容器１６に戻すシステムとすることもできる。また、液排出口３０から排出される物質は、上記副生成物のみならず、未反応のデカリンも含まれ得る。
【００４０】
連続投入システム２６は、液排出口３０およびデカリン投入口２９を備えた反応用容器１６と、デカリン貯蔵タンク２７と、ポンプ２８とを有している。脱水素反応後、生成した副生成物は、反応用容器１６からデカリン貯蔵タンク２７に送られる。なお、デカリン貯蔵タンク２７内の液は、ポンプ２８によって吸引され、デカリン投入口２９から反応用容器１６内に送られる。
【００４１】
このように、反応用容器１６内において、脱水素反応の結果生成した副生成は、速やかに反応用容器１６から排出されるので、脱水素反応によって水素が生成する反応速度の方が逆反応（水素付加反応）の反応速度よりも大きくなる。したがって、脱水素反応を促進することができ、水素発生量を多くすることができる。なお、未反応のデカリンをポンプ２８を用いて再び反応用容器１６に投入することにより、デカリンの分解が進み、脱水素反応の効率がさらに高まる。
【００４２】
この第２の実施の形態おいても、上述の第１の実施の形態と同様、反応用容器１６内を加圧状態として加熱するため、デカリンが反応用容器１６内で蒸発し、水素と共に排出口２３から排出されるということを防止できる。このため、加熱時の蒸発によるデカリンの損失を低減することでき、反応用容器３１内における脱水素反応の効率化を図ることができる。
【００４３】
（第３の実施の形態）
図６は、水素供給・貯蔵装置の、さらに他の構成例を示す図である。以下、図６に示す水素供給・貯蔵装置１４ｂを第３の実施の形態として説明する。この水素供給・貯蔵装置１４ｂは、反応用容器の内部構成以外、図３に示す水素供給・貯蔵装置１４とほぼ同様の構成を有するものである。図６では、上述の図３に示した水素供給・貯蔵装置１４と同様の構成部分についての説明を省略する。
【００４４】
水素供給・貯蔵装置１４ｂは、反応用容器３１と、水素分離膜３４の内側の内部圧力を高める加圧手段となる加圧器（図示省略）と、反応用容器３１内の温度を上昇させるための加熱手段となる円柱状の電気ヒータ３２と、脱水素反応をさせるための触媒３３と、水素分離膜３４と、水素排出経路３５とを備えている。
【００４５】
反応用容器３１の内部中心には、円柱状の電気ヒータ３２が配置されている。反応用容器３１の内部の触媒３３と電気ヒータ３２との間には、図示しない投入口から投入されたデカリンが満たされている。電気ヒータ３２は、反応用容器３１の内部を中心側から外側に向かって加熱する。反応用容器３１の内部のデカリンは、電気ヒータ３２によって加熱される。
【００４６】
電気ヒータ３２の外周側には、電気ヒータ３２の外周面から所定の間隔をあけて、触媒３３を担持した円筒形状の金属部材が配置されている。触媒３３は、デカリンと共に、電気ヒータ３２によって内周側から加熱される。加熱された触媒３３の内周面にデカリンが接触すると、デカリンの脱水素反応が起こり、水素とナフタレンが発生する。
【００４７】
また、触媒３３の外周には、水素分離膜３４が隣接配置されている。この水素分離膜３４は、当該水素分離膜３４の内側で起こる脱水素反応により発生した水素の一部を透過して外側へ通過させ、ナフタレンを通過させない選択透過膜である。このため、発生した水素の一部のみが、水素分離膜３４の外側へ移動できるので、水素分離膜３４の内側に留まっている水素とナフタレンとが反応してデカリンを生成する水素付加反応を抑制することができる。この結果、脱水素反応に必要な熱エネルギーおよび時間の効率化が図られ、水素の発生量を増加させることができる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、水素分離膜３４の内側が加圧状態となっており、水素分離膜３４の内側と外側とで圧力差が生じている。水素分離膜３４の外周には、水素排出経路３５が設けられている。このため、水素は、水素分離膜３４を効率よく透過し、水素分離膜３４の外側に配置された水素排出経路３５へと移動する。この結果、水素分離膜３４によって、脱水素反応を促進することができる。発明者らの実験によれば、反応用容器３１内の圧力を０．７Ｍｐａとすると、水素の透過率（水素分離膜３４を通過する率）は約３０％となる。
【００４９】
水素分離膜３４としては、パラジウム膜、多孔質のアルミナ膜、シリカ膜、ゼオライト膜、カーボン膜、金属膜、混合伝導膜（例えば、イオン交換膜）などを採用することができる。水素排出経路３５は、水素供給口３６に連通されている。このため、反応用容器３１内で発生し水素分離膜３４を透過して水素分離膜３４の外側へ移動した水素が、水素排出経路３５から水素供給口３６へ移動し、水素供給口３６から外部の装置へ供給される。
【００５０】
この第３の実施の形態おいても、上述の各実施の形態と同様、反応用容器３１内を加圧状態として加熱するため、デカリンが未反応のまま反応用容器３１内で蒸発し、水素と共に排出口から排出されるということを防止できる。加えて、この第３の実施の形態では、発生した水素およびナフタレンの水素付加反応によりデカリンが生成することを防止できる。この結果、反応用容器３１内における脱水素反応の効率化を図ることができる。
【００５１】
（第４の実施の形態）
図７は、水素供給・貯蔵装置の、さらに他の構成例を示す図である。以下、図７に示す水素供給・貯蔵装置１４ｃを第４の実施の形態として説明する。この水素供給・貯蔵装置１４ｃは、反応用容器の内部構成以外、図３に示す水素供給・貯蔵装置１４とほぼ同様の構成を有するものである。図７では、上述の図３に示した水素供給・貯蔵装置１４と同様の構成部分についての説明を省略する。
【００５２】
水素供給・貯蔵装置１４ｃは、円柱形状で内部空間を備えた反応用容器４１と、反応用容器４１の内部圧力を高める加圧手段となる加圧器（図示省略）と、反応用容器４１の内部温度を上昇させるための加熱手段となる電気ヒータ４２と、脱水素反応を起こすための触媒４３とを備えている。
【００５３】
反応用容器４１の内部には、多数の触媒４３と、液状のデカリンとが封入される。触媒４３は、例えば、粒状、粉状、布状、非定形のチップ状、ハニカム状のいずれか１つあるいは複数の形状の組み合わせから構成されている。
【００５４】
また、電気ヒータ４２は、略ドーナツ形状のヒータであり、反応用用容器４１の外周を囲むように配置されている。電気ヒータ４２は、電源４４に電気的に接続されており、電源４４からの電力供給を受けて発熱し、反応用容器４１を外周から加熱する。なお、電気ヒータ４２の外周および反応用容器４１の底面の下側には、断熱材４５が配置されている。
【００５５】
電気ヒータ４２に通電されると、反応用容器４１内の触媒４３およびデカリンは、加熱される。これにより、反応用容器４１内でデカリンの脱水素反応が起き、触媒４３の表面から気泡状に水素が発生する。このとき、反応用容器４１内の内部圧力はさらに上昇しようとする。しかし、内部圧力を上昇させるように発生した水素は、反応用容器４１の上面に形成された排出口から排出される。そして、水素は、開放されたバルブ４６を通過して、水素供給口４７から外部へ供給される。一方、脱水素反応により発生したナフタレンは、反応用容器４１内に液状で貯まる。
【００５６】
この第４の実施の形態おいても、上述の各実施の形態と同様、反応用容器４１内を加圧状態として加熱するため、デカリンが反応用容器４１内で蒸発し、水素と共に排出口から排出されるということを防止できる。この結果、反応用容器４１内における脱水素反応の効率化を図ることができる。
【００５７】
上述した各実施の形態のいずれかの水素供給・貯蔵装置１４（以下、第１の実施の形態で用いた符号を記載する）を備えた、図２に示す家屋１０では、太陽電池１１または風力発電機１２により作られた電気は、インバータ５１を経由して交流に変換される。交流に変換された電気は、家庭用の電気機器５２に使用されるか、電気機器５２を使用していないときには、電解装置１３に供給される。電解装置１３では、水の電気分解により水素（Ｈ２）と酸素（Ｏ２）が発生する。発生した水素は、水素供給・貯蔵装置１４に送られ、芳香族化合物との水素付加反応により有機ハイドライドの形で、水素供給・貯蔵装置１４に貯蔵される。
【００５８】
なお、水素付加反応を利用して水素供給・貯蔵装置１４内に水素を貯蔵する場合には、上述の反応用容器１６内に水素および芳香族化合物を投入して加圧下で加熱すると共に、水素供給口１９に繋がるバルブ２０を塞ぐ。
【００５９】
一方、図３を用いて説明したように、脱水素反応を利用して水素供給・貯蔵装置１４で水素を供給させる場合には、有機ハイドライドを反応用容器１６内に満たした状態で加圧下にて加熱すると共に、水素供給口１９に繋がるバルブ２０を開放しておく。
【００６０】
太陽電池１１または風力発電機１２により作られた電気が過剰な場合、すなわち、家庭用の電気機器５２によって使用される電気以上の発電がなされている場合にも、余分な電気は電解装置１３に送られる。そして、電解装置１３で発生した水素は、水素供給・貯蔵装置１４に送られる。そして、水素は、芳香族化合物との水素付加反応により有機ハイドライドの形で、水素供給・貯蔵装置１４に貯蔵される。
【００６１】
電解装置１３から水素を水素供給・貯蔵装置１４の反応用容器１６へ送り、水素を貯蔵する場合、反応用容器１６内には予め芳香族化合物とが満たされた状態となっている。そして、加圧下で電気ヒータ１７を発熱させ、加熱された触媒１８に芳香族化合物が接触させると、芳香族化合物が反応用容器１６内の水素と結びつき、水素付加反応が起こる。この水素付加反応によって生成された有機ハイドライドは、反応用容器１６内に貯められる。
【００６２】
また、家屋１０内で使用する電力が足りない場合、水素供給・貯蔵装置１４内の有機ハイドライドを脱水素反応させ、水素を取り出して燃料電池６０へ供給する。燃料電池６０では、水素供給・貯蔵装置１４から送られてくる水素と空気中から供給される酸素との反応により、電気が発生する。この電気は、家庭用の電気機器５２用に使用される他、電気自動車５３の動力にも使用できる。このように、水素供給・貯蔵装置１４は、家庭の電力の需要に応じて、デカリンのような水素供給体の形でエネルギーを保存したり、水素供給体の脱水素反応によりエネルギーを作り出すことができる。
【００６３】
水素供給・貯蔵装置１４で水素を供給する場合、反応用容器１６内に満たされた有機ハイドライド（水素供給体）および触媒１８を加熱する。これにより、触媒１８に接触した有機ハイドライド（水素供給体）が脱水素反応する。
【００６４】
なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の各実施の形態では、加熱手段を電気ヒータ１７，３２，４２としたが、熱風供給器（熱風を送出する扇風機等）、加熱時に気体もしくは液体状の熱媒体、燃焼触媒（たとえば、パラジウム、ニッケル、白金等）などとしても良い。
【００６５】
また、上述の第１および第２の実施の形態では、１つの円柱状の電気ヒータ１７の周囲を、１つの円筒状の触媒１８が囲む構成が採用されている。しかし、電気ヒータ１７および触媒１８が、反応用容器１６内に複数のセットで配置されていても良い。また、電気ヒータ１７は、円柱状以外の形状、例えば多角柱形状で構成されていても良い。
【００６６】
また、上述の第４の実施の形態では、反応用容器４１の周囲を、電気ヒータ４２が囲む構成としたが、逆に電気ヒータの周囲をドーナツ形状の反応用容器が囲む構成としても良い。このように構成すると、断熱材を不要もしくは簡易なものとすることができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の水素供給・貯蔵装置によれば、炭化水素系物質の蒸発を抑え、脱水素反応および水素付加反応の反応効率をより向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水素供給・貯蔵装置を利用する水素貯蔵・供給システムの根幹をなす原理を示す図で、芳香族化合物の水素付加反応と、その芳香族化合物の水素付加反応により生成した化合物（有機ハイドライド）の脱水素反応とを利用して水素を貯蔵あるいは供給させる流れを示す図である。
【図２】本発明に係る水素供給・貯蔵装置の実施の形態を利用するシステムを示す図で、エネルギー自立型の家屋用自家発電を例とした水素貯蔵・供給システムを示す図である。
【図３】本発明に係る水素供給・貯蔵装置の第１の実施の形態の構成概要図である。
【図４】図３に示す水素供給・貯蔵装置の反応用容器内の圧力と、内部温度および水素発生量との関係を示したグラフである。
【図５】本発明に係る水素供給・貯蔵装置の第２の実施の形態の構成概要図である。
【図６】本発明に係る水素供給・貯蔵装置の第３の実施の形態の構成概要図である。
【図７】本発明に係る水素供給・貯蔵装置の第４の実施の形態の構成概要図である。
【符号の説明】
１４  水素供給・貯蔵装置
１６  反応用容器
１７  電気ヒータ（加熱手段）
１８  触媒
２６  連続投入システム
３１  反応用容器
３２  電気ヒータ
３３  触媒
３４  水素分離膜
４１  反応用容器
４２  電気ヒータ（加熱手段）
４３  触媒
【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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