(57)【要約】【課題】無機ハイドライドや有機ハイドライド等の水素吸蔵材である燃料を収容するの適しており、小型化、省スペース化が可能な新規な燃料タンクを提供する。【解決手段】燃料タンク４０は、燃料を収容する供給タンク４０ａと回収物を収容する回収タンク４０ｂとが隔壁４０ｃにより分離されている。隔壁４０ｃにより供給タンク４０ａと回収タンク４０ｂの体積比を自在に変化させることができる。供給タンク４０ａからの燃料が改質器４２内に噴霧されると、触媒と熱の作用により水素とベンゼンに分解される。改質器４２で分解された水素とベンゼンは、気体液体分離装置４４により分離され、水素は燃料電池３４に供給され、ベンゼンは燃料タンク４０の回収タンク４０ｂに回収される。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を収容する燃料タンクであって、
燃料を収容する第１室と、
前記燃料を分解した後の回収物を収容する第２室とを有し、
前記第１室と前記第２室の体積比が変動自在となる隔壁により前記第１室と前記第２室とが分離されている
ことを特徴とする燃料タンク。
【請求項２】
請求項１記載の燃料タンクにおいて、
前記隔壁が柔軟性のある弾性部材により形成されていることを特徴とする燃料タンク。
【請求項３】
請求項１記載の燃料タンクにおいて、
前記第２室が第１室内に収容され、
前記隔壁が柔軟性のある弾性部材により形成されている
ことを特徴とする燃料タンク。
【請求項４】
請求項１記載の燃料タンクにおいて、
前記隔壁は、前記燃料タンク内を移動自在に構成されていることを特徴とする燃料タンク。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の燃料タンクにおいて、
前記燃料は、無機水素化物又は有機水素化物の水素含有材料であり、
前記回収物は、前記水素含有材料から水素が取り出された脱水素化材料である
ことを特徴とする燃料タンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料タンク、特に、燃料電池に水素を供給するための燃料タンクや、水素を供給する燃料を保管する燃料タンク、水素を供給する燃料を運搬するための燃料タンク等の水素を供給する燃料を収容する燃料タンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
環境問題やエネルギー問題が深刻化するに伴い、石油に代わって新しいエネルギー源として水素が有望視されている。水素はそのままではエネルギーとして使えないので、水素を媒介とする新しいシステムが必要であり、水素を燃料とする燃料電池が注目されている。
【０００３】
燃料電池は小型でも４０％以上の高い発電効率を有しており、負荷が小さいときでも定格運転時と同様な高効率の運転が可能である優れた特性を有している。燃料電池は炭酸ガスや窒化酸素ガスを発生せず、発電器のような騒音や振動も発生しない。また、燃料電池は温水や水蒸気の形で廃熱回収をすることができる利点もある。
【０００４】
燃料電池は、このように高効率で環境にやさしい発電装置、エネルギ供給装置として多岐にわたる利用が期待されている。例えば、集合住宅、オフィスビル、ホテル、病院等での数百ｋＷ級の電熱供給システム、乗用車やバス等の交通機関の動力用電源、数ｋＷの家庭用電源、数十Ｗの電子機器用電源等の用途が考えられ、これらの分野における実用化研究が積極的に進められている。
【０００５】
燃料電池は水素を燃料とするが、燃料の水素を安全に安定的に供給することに課題がある。自動車用燃料電池の場合、小型、軽量であること、１回の充填での航続距離が長いこと、充填の手間が簡単であること等の条件があり、これら条件を考慮した様々な水素供給方法が提案されている。例えば、圧縮水素、液体水素として直接水素を供給するようにしたり、水素吸蔵合金やカーボンナノチューブ等の水素吸蔵材から水素を供給するようにしたり、メタノールや炭化水素を改質して水素を供給するようにしている。
【０００６】
圧縮水素として水素を直接供給する方法は、高圧水素ガス容器の軽量化、耐圧性の向上等の技術進歩により圧縮水素搭載型の燃料電池自動車が実用化の段階となっている。
【０００７】
液体水素として水素を直接供給する方法は、１日１〜３％の水素のボイルオフが生じており、まだ試作段階にとどまっている。
【０００８】
水素吸蔵合金やカーボンナノチューブ等の水素吸蔵材から水素を供給する方法は、水素吸蔵量が１〜２％と低く、軽量化が困難であると共に、水素の充填速度が遅く、これも試作段階にとどまっている。
【０００９】
メタノールを改質して水素を供給する方法は、燃料であるメタノールが従来の石油系燃料のように液体で取り扱いが容易であり、充填速度も速く、石油系燃料と同程度のタンク容量で従来と同等な航続距離が得られることから、今後の発展に期待が高まっている。しかしながら、水素を供給するまでの起動時間が長く、起動時間の短縮が課題である。
【００１０】
炭化水素を改質して水素を供給する方法は、石油系燃料から水素燃料への過渡期に、これまでの環境を維持しながら長期間使用することができるために注目されている。しかしながら、改質反応には高温が必要であり激しい反応を伴うので、実験段階にとどまっている。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−１３４１４１
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
これらに並ぶ水素供給方法として、近年、水素吸蔵材として無機ハイドライドや有機ハイドライドを用いることが注目されている。無機ハイドライドや有機ハイドライドは、水素吸蔵率が高く、水素吸蔵と水素供給を繰り返し行って再利用が可能であるので、水素吸蔵合金に代わる材料として期待されている。
【００１３】
本発明の目的は、無機ハイドライドや有機ハイドライド等の水素吸蔵材である燃料を収容するの適しており、小型化、省スペース化が可能な新規な燃料タンクを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明による燃料タンクの説明の前に、本発明における水素取り出しシステムの原理について図面を用いて説明する。
【００１５】
本発明では水素を供給する燃料として有機ハイドライドや無機ハイドライドのような水素含有材料を用いる。水素含有材料として、有機ハイドライド、例えば、シクロヘキサン（Ｃ６Ｈ１２）を用いた場合の水素取り出しシステムの原理について説明する。
【００１６】
図１に示すように、燃料であるシクロヘキサンを供給タンク１０に収容する。供給タンク１０に収容されたシクロヘキサンは、コンプレッサ１２を介して改質器１４に供給される。改質器１４の容器１４ａ底部には触媒（例えば、白金や、白金−レニウム等）１４ｂが敷かれており、触媒１４ｂは容器１４ａ底部からヒータ１４ｃにより加熱されている。
【００１７】
なお、脱水素反応の触媒１４ｂとしては、例えば、特開２００１‐１９８４６９号公報に記載される触媒、すなわち、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、ニッケル、コバルト、鉄、レニウム、バナジウム、クロム、タングステン、モリブデン、銅によって構成される群から選定された少なくとも１以上の金属を、活性炭、ゼオライト、チタニア、カーボンナノチューブ、モレキュラーシーブ、ジルコニア、メソ細孔シリカ多孔質材料、アルミナ、及びシリカによって構成される群から選定された少なくとも１以上でなる担体に担持した金属担持触媒を用いることができる。金属担体触媒における金属担持率は、好ましくは０．００１〜１０重量％であり、より好ましくは０．０１〜５重量％である。
【００１８】
シクロヘキサンが改質器１４の容器１４ａ内に噴霧されると、触媒１４ｂと熱の作用により、図２（ａ）に示すように、シクロヘキサン（Ｃ６Ｈ１２）は水素（３×Ｈ２）とベンゼン（Ｃ６Ｈ６）とに分解される。
【００１９】
分解された水素とベンゼンは、冷却装置１６により冷却され、気体液体分離装置１８により気体と液体に分離され、液体のベンゼンは回収タンク２０に回収され、燃料である気体の水素が燃料電池２２に供給される。
【００２０】
回収タンク２０に回収されたベンゼン（Ｃ６Ｈ６）は、図２（ａ）に示すように、水素（３×Ｈ２）を添加すれば、シクロヘキサン（Ｃ６Ｈ１２）となり、再び燃料として用いることができる。
【００２１】
有機ハイドライドとして、デカリン（Ｃ１０Ｈ１８）を用いた場合も同様であって、触媒と熱の作用により、図２（ｂ）に示すように、デカリン（Ｃ１０Ｈ１８）は水素（５×Ｈ２）とナフタレン（Ｃ１０Ｈ８）とに分解される。液体のナフタレンは回収され、その後、再処理工場に運ばれて水素（５×Ｈ２）を添加すれば、デカリン（Ｃ１０Ｈ１８）となり、再び燃料として用いることができる。
【００２２】
上述したように、本実施形態の水素取り出しシステムでは、燃料である有機ハイドライドを収容する供給タンクと、燃料を分解して水素を取出した残りの生成物であって回収される回収物を収容する回収タンクとが原理的に必要である。しかしながら、自動車等の限られたスペースに２つのタンクを搭載することは困難であり、限られたスペースに２つのタンクを搭載すると一度に積める燃料の量が限られてしまう。
【００２３】
本願発明者は、上記課題を解決すべく検討を行った結果、ひとつの燃料タンクに第１室と第２室を設けて供給タンクと回収タンクの両方の機能を持たせるようにし、燃料を使用すればほぼ同量の回収物が発生する特性を考慮して、第１室と第２室の体積比が変動自在となるような隔壁を設ければよいことに思い至った。
【００２４】
したがって、本発明による燃料タンクは、燃料を収容する第１室と、前記燃料を分解した後の回収物を収容する第２室とを有し、前記第１室と前記第２室の体積比が変動自在となる隔壁により前記第１室と前記第２室とが分離されていることを特徴とする。前記第１室と前記第２室は、一定容量の容器に収められ、前記隔壁により隔離されていることが好ましい。
【００２５】
上述した燃料タンクにおいて、前記隔壁が柔軟性のある弾性部材により形成されるようにしてもよい。
【００２６】
上述した燃料タンクにおいて、前記第２室が第１室内に収容され、前記隔壁が柔軟性のある弾性部材により形成されるようにしてもよい。
【００２７】
上述した燃料タンクにおいて、前記隔壁は、前記燃料タンク内を移動自在に形成されるようにしてもよい。
【００２８】
上述した燃料タンクにおいて、前記燃料は、無機水素化物又は有機水素化物の水素含有材料であり、前記回収物は、前記水素含有材料から水素が取出された脱水素化材料であるようにしてもよい。前記燃料及び回収物の形態は、気体、液体、粉体、スラリー等の流動体でよく、特には液体であることが好ましい。
【００２９】
本発明によれば、燃料タンクの第１室と第２室の体積比が変動自在であるので、自動車等の限られたスペースに最大限の燃料を搭載することができる。自動車等の燃料電池に水素を供給するための燃料タンクに本発明を適用すれば、燃料補給時の航続距離を延ばすことができる。サービスステーション等の、水素を供給する燃料を保管する燃料タンクに本発明を適用すれば、限られたスペースに多くの燃料を保管することができる。タンクローリー等の、水素を供給する燃料を運搬するための燃料タンクに本発明を適用すれば、一度で多量の燃料を運搬すると共に多量の回収物も運搬することができる。
【００３０】
また、本発明によれば、燃料を使用すれば必ずほぼ同体積の回収物が発生するから、第１室と第２室に空きが生じることがない。このため、燃料や回収物が外気に触れることがなく、完全な密閉系の燃料供給回収システムを構築することができる。
【００３１】
本発明では、無機水素化物又は有機水素化物等のあらゆる種類の水素含有材料を用いることができる。
【００３２】
無機ハイドライドとして、アルカリ金属系水素化物（ＡｘＭｙＨｚ（Ａ：アルカリ金属、Ｍ：Ａｌ、Ｂ）が用いられ、例えば、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム等がある。これらを水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ水溶液に溶解したものを水素燃料として用いることができる。
【００３３】
アルカリ金属系水素化物のアルカリ溶液の濃度は、例えば１０重量％である。回収物として反応後回収されるのは、メタホウ酸塩のアルカリ溶液であり、結晶水を含むメタホウ酸ナトリウムやメタホウ酸カリウムが析出しない濃度に、アルカリ金属系水素化物の濃度を調節することが好ましい。
【００３４】
有機ハイドライドとして、芳香族炭化水素化合物を水素化して得られるものが用いられ、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン等を単独又は混合した芳香族炭化水素を水素化して得られる物質、好ましくは、炭素数６〜１８の飽和脂環式炭化水素、例えば、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、エチルメチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサン、プロピルシクロヘキサン、ブチルシクロヘキサン、ジエチルシクロヘキサン、イソブチルシクロヘキサン、テトラメチルシクロヘキサン、イソプロピルメチルシクロヘキサン、アミルシクロヘキサン、４−ｔｅｒｔ―ブチルシクロヘキサン、（２，２−ジメチルプロピル）シクロヘキサン、ペンタメチルシクロヘキサン、ｔｅｒｔ―ブチルジメチルシクロヘキサン、ジイソプロピルシクロヘキサン、ヘキサメチルシクロヘキサン、トリエチルシクロヘキサン、１−シクロヘキシルヘキサン、１−シクロヘキシルペンタンなどのシクロヘキサン類、テトラリン、メチルテトラリン、エチルテトラリン、プロピルテトラリン、イソプロピルテトラリン、ジメチルテトラリン、ジエチルテトラリン、ジプロピルテトラリン、ジイソプロピルテトラリン、メチルエチルテトラリン、メチルプロピルテトラリン、メチルイソプロピルテトラリン、エチルプロピルテトラリン、エチルイソプロピルテトラリン、プロピルイソプロピルテトラリンなどのテトラリン類、デカリン、メチルデカリン、エチルデカリン、プロピルデカリン、イソプロピルデカリン、ジメチルデカリン、ジエチルデカリン、ジプロピルデカリン、ジイソプロピルデカリン、メチルエチルデカリン、メチルプロピルデカリン、メチルイソプロピルデカリン、エチルプロピルデカリン、エチルイソプロピルデカリン、プロピルイソプロピルデカリンなどデカリン類、等の単独または混合物で常温で液体となるものを用いることができる。
【００３５】
回収物として反応後回収される芳香族炭化水素化合物としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルトルエン、トリメチルベンゼン、プロピルベンゼン、ブチルベンゼン、ジエチルベンゼン、イソブチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、イソプロピルトルエン、アミルベンゼン、４−ｔｅｒｔ―ブチルベンゼン、（２，２−ジメチルプロピル）ベンゼン、ペンタメチルベンゼン、ｔｅｒｔ―ブチルキシレン、ジイソプロピルベンゼン、ヘキサメチルベンゼン、トリエチルベンゼン、１−フェニルヘキサン、１−フェニルペンタンなどのベンゼン類、ナフタレン、メチルナフタレン、エチルナフタレン、プロピルナフタレン、イソプロピルナフタレン、ジメチルナフタレン、ジエチルナフタレン、ジプロピルナフタレン、ジイソプロピルナフタレン、メチルエチルナフタレン、メチルプロピルナフタレン、メチルイソプロピルナフタレン、エチルプロピルナフタレン、エチルイソプロピルナフタレン、プロピルイソプロピルナフタレンなどのナフタレン類、及びテトラリン、メチルテトラリン、エチルテトラリン、プロピルテトラリン、イソプロピルテトラリン、ジメチルテトラリン、ジエチルテトラリン、ジプロピルテトラリン、ジイソプロピルテトラリン、メチルエチルテトラリン、メチルプロピルテトラリン、メチルイソプロピルテトラリン、エチルプロピルテトラリン、エチルイソプロピルテトラリン、プロピルイソプロピルテトラリンなどのテトラリン類、を単独または混合した芳香族炭化水素であって常温液体のものである。
【００３６】
本発明の燃料タンクの第１室と第２室とを隔てる隔壁は、柔軟性のある弾性部材により形成することが望ましい。また、耐アルカリ性、耐溶剤性を有する高分子材料が望ましい。
【００３７】
無機ハイドライドを用いる場合には、隔壁には、耐アルカリ性の高い天然ゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、エチレン、プロピレンゴム、ニトリルゴム、ポリプロピレン、メチルペンテン樹脂、フッ素樹脂等を用いることが望ましい。
【００３８】
有機ハイドライドを用いる場合には、隔壁には、耐溶剤性高いフッ素ゴム、フッ素樹脂、フェノール樹脂等を用いることが望ましい。
【００３９】
本発明の燃料タンクの材質としては、隔壁と同様に耐アルカリ性、耐溶剤性の材料が望ましい。隔壁用材料として上述した高分子材料の他に、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のステンレス、チタン等の金属材料、耐薬品性の高いエンジニアリングプラスチック、ガラス、炭素繊維系複合材料（ＦＲＰ、カーボンＦＲＰ等）、鋼、アルミニウム、マグネシウム合金等の超軽量合金の耐腐食性を高めた複合材料を用いることが望ましい。
【００４０】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による燃料タンクについて図面を用いて説明する。本実施形態の燃料タンクは、自動車等に搭載され、燃料電池に水素を供給するための燃料タンクである。
【００４１】
図３に示すように、自動車３０は、電気モータ３２を駆動源とする。電気モータ３２を駆動する電力は、燃料電池３４から動力制御装置３６を介して供給される。動力制御装置３６は、自動車３０を運転する操作者の操作に応じて電気モータ３２を制御し、自動車３０の動きを制御する。
【００４２】
燃料電池３４は化学反応を利用して電気を発生させる。水素が酸素と反応して水となる際に生じる電子を取出す。図３に示すように、酸素は、外気からコンプレッサ３６を介して燃料電池３４に取り入れられる。水素は、燃料タンク４０から改質器４２、気体液体分離装置４４を介して燃料電池３４に取り入れられる。化学反応により発生した水は外部に排出される。このように、燃料電池３４の場合、外部に排出されるのが水だけであり環境への負荷が少ない点が大きなメリットである。
【００４３】
本実施形態による燃料タンク４０及びその周囲の構成を図４に示す。
【００４４】
本実施形態の燃料タンク４０は、図４に示すように、燃料（原料）である有機ハイドライド（例えば、シクロヘキサン）を収容する供給タンク４０ａと、回収物（生成物）である芳香族（例えば、ベンゼン）を収容する回収タンク４０ｂとが隔壁４０ｃにより分離されている。
【００４５】
供給タンク４０ａと回収タンク４０ｂとの間に設けられた隔壁４０ｃは変形自在又は移動自在であって、燃料タンク４０全体の体積は一定であるが、供給タンク４０ａと回収タンク４０ｂの体積比を自在に変化させることができる。これにより、燃料満タン時には、回収タンク４０ｂが最小容量で供給タンク４０ａが最大容量となるが、燃料を消費すると供給タンク４０ａの容量は減少していき、その分、回収物が増えるので回収タンク４０ｂの容量が増加していく。
【００４６】
燃料の比重は、２０℃のシクロヘキサン（分子量：８４．１６）の場合、０．７７８ｇ／ｍｌである。この場合の回収物であるベンゼン（分子量：７８．１１）の２０℃での比重は、０．８７８ｇ／ｍｌである。
【００４７】
容量が１０８．１７（＝８４．１６／０．７７８）リットルのシクロヘキサンから水素を取出し、生成するベンゼンを全量回収すると８８．９６（＝７８．１１／０．８７８）リットルとなることから、供給タンク４０ａから供給したシクロヘキサンから生成されたベンゼンを回収タンク４０ｂに全量収納できることがわかる。
【００４８】
なお、燃料（原料）である有機ハイドライド（例えば、シクロヘキサン）よりも、回収物（生成物）である芳香族（例えば、ベンゼン）の方が比重が小さいので、回収物を収容する回収タンクが燃料タンク４０の上側に位置する方が望ましい。
【００４９】
自動車３０の側部には燃料用キャップ４６と回収用キャップ４８が近接して設けられている。燃料用キャップ４６から燃料タンク４０の供給タンク４０ａへと配管されている。この配管により燃料用キャップ４６から燃料を供給タンク４０ａに供給することができる。
【００５０】
なお、供給タンク４０ａから燃料を取出す取り出し口（図示せず）は、供給タンク４０ａ内に収容された燃料を全て取出すことができるように、供給タンク４０ａへの配管位置を考慮することが望ましい。
【００５１】
回収用キャップ４８から燃料タンク４０の回収タンク４０ｂへとポンプ５０を介して配管されている。ポンプ５０により、回収タンク４０ｂから回収物を汲み出して回収キャップ４８から回収する。
【００５２】
なお、回収タンク４０ｂ内に収容された回収物を全て取出すことができるように、回収用キャップ４８への配管位置を考慮することが望ましい。
【００５３】
供給タンク４０ａから逆止弁５２、ポンプ５４を介し、更に、熱交換器５６を介して改質器４２に配管されている。ポンプ５４により、供給タンク４０ａから燃料を改質器４２に送り出す。逆止弁５２により、改質器４２から供給タンク４０ａに燃料が逆流するのを防止する。
【００５４】
改質器４２には触媒（図示せず）が入られており、ヒータ（図示せず）により加熱されている。燃料である有機ハイドライドが改質器４２内に噴霧されると、触媒と熱の作用により水素とベンゼンに分解される。
【００５５】
改質器４２から熱交換器５６を介して気体液体分離装置４４に配管されている。改質器４２で分解された水素とベンゼンは、熱交換器５６で冷却されて気体液体分離装置４４に供給される。
【００５６】
気体液体分離装置４４により気体と液体に分離され、気体である水素は燃料電池３４に供給され、液体であるベンゼンは燃料タンク４０の回収タンク４０ｂに回収される。気体液体分離装置４４と回収タンク４０ｂとは逆止弁５８を介して配管されている。逆止弁５８により、回収タンク４０ｂから気体液体分離装置４４にベンゼンが逆流するのを防止する。
【００５７】
本実施形態による燃料タンク４０の具体例について図５乃至図１０を用いて説明する。
【００５８】
燃料タンクの具体例（その１）を図５及び図６を用いて説明する。
【００５９】
図５（ａ）（ｂ）に示す燃料タンク４０は、柔軟性のある弾性部材により構成された隔壁４０ｃにより、燃料タンク４０を供給タンク４０ａと回収タンク４０ｂの２つの室に分離している。供給タンク４０ａは燃料用キャップ４６に配管され、回収タンク４０ｂは回収用キャップ４８に配管されている。
【００６０】
図５（ａ）（ｂ）に示す燃料タンク４０は直方体であり、隔壁４０ｃは長方形である。隔壁４０ｃの相対する２辺は、直方体の燃料タンク４０の相対する２辺に固定されている。隔壁４０ｃの他の相対する２辺は、変形時に燃料タンク４０の内壁を摺動する。
【００６１】
燃料タンク４０が直方体の場合には、図５（ａ）に示すような断面が長方形である直方体の方が、図５（ｂ）に示すような断面が正方形に近い直方体よりも、隔壁４０ｃの変形量が少なくて済むので望ましい。
【００６２】
例えば、図６に示すように、燃料タンク４０の断面が、一辺の長さがａ、他辺の長さがｂの長方形であって、隔壁４０ｃを長方形の対角線に沿うように設けた場合、隔壁４０ｃの必要最小長さＬｍｉｎと、最大長さＬｍａｘは、次式のようになる。
【００６３】
Ｌｍｉｎ＝（ａ２＋ｂ２）１／２
Ｌｍａｘ＝ａ＋ｂ
ＬｍｉｎとＬｍａｘの差が少ない方が隔壁４０ｃの変形量が少なくて望ましい。隔壁４０ｃの材料的な負担が少なく、隔壁４０ｃの移動のエネルギが少なくて済むからである。
【００６４】
図５（ｂ）のような断面が正方形の場合、ａ＝ｂであるので、Ｌｍｉｎ＝ａ＝ｂ、Ｌｍａｘ＝２ａ＝２ｂとなり、ＬｍｉｎとＬｍａｘとの差はａ＝ｂとなる。これに対し、図５（ａ）のような断面が長方形の場合、ａ＜ｂであるので、仮にａが限りなくゼロに近いとすると、Ｌｍｉｎ＝ｂ、Ｌｍａｘ＝ｂとなり、ＬｍｉｎとＬｍａｘとの差はほとんどなくなることからもわかるように、ＬｍｉｎとＬｍａｘの差は、断面が正方形の場合に比べて小さくなる。
【００６５】
なお、図５及び図６では、燃料タンク４０の分離された２つの室４０ａ、４０ｂのうち、下に位置する室４０ａの方を供給タンクとして、比重の大きい燃料（原料）である有機ハイドライドを収容したが、反対に、上に位置する室４０ｂの方を供給タンクとして燃料（原料）である有機ハイドライドを収容し、下に位置する室４０ａの方を回収タンクとして、比重の小さい回収物であるベンゼンを収容するようにしてもよい。
【００６６】
燃料タンクの具体例（その２）を図７を用いて説明する。
【００６７】
図７に示す燃料タンク４９は、図７（ａ）に示すように、直方体を斜めに切断して供給タンク４０ａと回収タンク４０ｂを形成し、シート状の隔壁４０ｃを供給タンク４０ａと回収タンク４０ｂにより挟み込んで形成する。これにより図７（ｂ）に示すような燃料タンク４０を形成する。隔壁４０ｃは柔軟性ある素材により形成され、隔壁４０ｃの中央部分が変形することにより、供給タンク４０ａと回収タンク４０ｂの体積比が変動自在となる。
【００６８】
供給タンク４０ａ及び回収タンク４０ｂと隔壁４０ｃとのシールは、例えば、バイトンなどのＯリング二重構造や、テフロンリング等により実現する。
【００６９】
燃料タンクの具体例（その３）を図８及び図９を用いて説明する。
【００７０】
図８（ａ）（ｂ）に示す燃料タンク４０は、燃料タンク４０内に、柔軟性のある弾性部材による袋状隔壁４０ｄが設けられている。図８（ａ）は、円柱状の燃料タンク４０内に袋状隔壁４０ｄを設けている。図８（ｂ）は、直方体の燃料タンク４０内に袋状隔壁４０ｄを設けている。
【００７１】
袋状隔壁４０ｄ内が回収タンク４０ｂであり、袋状隔壁４０ｄ外の燃料タンク４０内が供給タンク４０ａである。供給タンク４０ａは燃料用キャップ４６に配管され、袋状隔壁４０ｄにより構成された回収タンク４０ｂは回収用キャップ４８に配管されている。
【００７２】
なお、供給タンク４０ａから燃料を取出す取り出し口（図示せず）は、供給タンク４０ａ内に収容された燃料を全て取出すことができるように、供給タンク４０ａへの配管位置を考慮することが望ましい。また、回収タンク４０ｂ内に収容された回収物を全て取出すことができるように、回収用キャップ４８への配管位置を考慮することが望ましい。
【００７３】
袋状隔壁４０ｄの形状は、回収物（生成物）であるベンゼンが最小量時、最大量時、半量時とで、図９に示すように変形する。このような変形を可能にするために、袋状隔壁４０ｄを回収物が最大量時の大きさで作成しておき、最大量時より小さくなる場合には、袋状隔壁４０ｄを弛ませるようにする。
【００７４】
また、袋状隔壁４０ｄを、袋状隔壁４０ｄを柔軟性のある弾性部材により、最大量時より少ない回収物を収納する大きさで作成しておき、それより小さくなる場合には、袋状隔壁４０ｄを弛ませるようにし、それより大きくなる場合には、袋状隔壁４０ｄを伸縮させるようにする。
【００７５】
なお、図８及び図９では、燃料タンク４０内の袋状隔壁４０ｄ内に比重の小さい回収物（生成物）であるベンゼンを収容するようにしたが、反対に、袋状隔壁４０ｄ内に比重の大きい燃料である燃料（原料）である有機ハイドライドを収容し、袋状隔壁４０ｄ外の燃料タンク４０内に回収物（生成物）であるベンゼンを収容するようにしてもよい。
【００７６】
燃料タンクの具体例（その３）を図１０を用いて説明する。
【００７７】
図１０に示す燃料タンク４０は、燃料タンク４０内に移動自在な隔壁４０ｃが設けられている。この隔壁４０ｃにより、燃料タンク４０を供給タンク４０ａと回収タンク４０ｂの２つの室に分離している。供給タンク４０ａは燃料用キャップ４６に配管され、回収タンク４０ｂは回収用キャップ４８に配管されている。
【００７８】
なお、供給タンク４０ａから燃料を取出す取り出し口（図示せず）は、供給タンク４０ａ内に収容された燃料を全て取出すことができるように、供給タンク４０ａへの配管位置を考慮することが望ましい。また、回収タンク４０ｂ内に収容された回収物を全て取出すことができるように、回収用キャップ４８への配管位置を考慮することが望ましい。
【００７９】
本実施形態によれば、燃料タンクの供給タンクと回収タンクの体積比が変動自在であるので、自動車の限られたスペースに最大限の燃料を搭載することができ、燃料補給時の航続距離を伸ばすことができる。
【００８０】
また、本実施形態によれば、燃料を収容する供給タンクにも回収物を収容する回収タンクにも空間が生じることがなく、燃料や回収物が外気に触れることなく、完全な密閉系とすることができる。
【００８１】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による燃料タンクについて図面を用いて説明する。本実施形態の燃料タンクは、サービスステーション等に設置され、水素を供給する燃料を保管する燃料タンクや、タンクローリー等に搭載され、水素を供給する燃料を運搬するための燃料タンクである。
【００８２】
本発明による水素取り出しシステムを使用した場合、自動車等には第１実施形態による燃料タンクを搭載して燃料電池に水素を供給するようにする。または、サービスステーションにおいて燃料から水素を取出し、その水素を自動車等に供給することもできる。
【００８３】
このような場合、図１１に示すように、自動車４０はサービスステーション６０において燃料を補給する必要がある。サービスステーション６０では、自動車等に供給するための燃料を保管する。更に、サービスステーション６０では、燃料を供給するだけでなく、自動車等から回収物を回収して保管する。
【００８４】
サービスステーション６０に対して燃料を補給するために、水素燃料製造プラント７０からタンクローリー８０により燃料を運搬する。タンクローリー８０は、水素燃料製造プラント７０からサービスステーション６０に水素を供給する燃料を運搬するだけでなく、サービスステーション６０から回収物を回収して水素燃料製造プラント７０に運搬する。
【００８５】
このようにして、水素燃料製造プラント７０で製造された水素燃料（有機ハイドライド）はタンクローリー８０の燃料タンクに収容される。タンクローリー８０は水素燃料をサービスステーション６０に運搬する。サービスステーション６０は燃料タンクにより水素燃料を保管する。自動車４０は燃料タンクに水素燃料を収容し、その水素燃料により走行する。水素燃料を消費した自動車４０は、サービスステーション６０において、水素燃料を使用した後の回収物（ベンゼン）を回収すると共に、水素燃料を補給する。サービスステーション６０に回収された回収物は燃料タンクにより保管される。タンクローリー８０は、サービスステーション６０から回収物を回収し、水素燃料製造プラント７０に運搬する。水素燃料製造プラント７０では、タンクローリー８０により運搬された回収物を回収し、水素を添加して水素燃料（有機ハイドライド）を再生する。このようにして、水素燃料供給・回収システムが形成される。
【００８６】
本実施形態によるサービスステーションの燃料タンクについて図１２を用いて説明する。
【００８７】
サービスステーション６０は自動車等に水素燃料を供給するためのものである。水素を供給する燃料を保管する燃料タンク６１は、図１２に示すように、サービスステーション６０の地下に設置されている。燃料タンク６１は、燃料（原料）である有機ハイドライドを収容する供給タンク６１ａと、回収物（生成物）である芳香族を収容する回収タンク６１ｂとが隔壁６１ｃにより分離されている。
【００８８】
サービスステーション６０の地上には計量機６２が設けられている。計量機６２は自動車等に水素燃料を供給すると共に、自動車から回収物を回収する。そのために計量機６２には供給口と回収口が設けられている。計量機６２の供給口（図示せず）はポンプ６３を介して燃料タンク６１の供給タンク６１ａに配管されている。計量機６２の回収口（図示せず）は燃料タンク６１の回収タンク６１ｂに配管されている。
【００８９】
自動車等が水素燃料を補給するためにサービスステーション６０に立ち寄ると、サービスステーション６０の従業員又はドライバが自動車等の燃料タンクから配管された燃料用キャップと回収用キャップとを計量機６２の供給口と回収口に接続する。そして、ポンプ６３により、燃料タンク６１の供給タンク６１ａから自動車の燃料タンクに水素燃料を供給する。自動車の燃料タンクに水素燃料を供給すると、自動車の燃料タンク内の回収物（生成物）が自動的に燃料タンク６１の回収タンク６１ｂに回収される。
【００９０】
サービスステーション６０には、タンクローリー８０から燃料タンク６１に水素燃料を供給し、燃料タンク６１からタンクローリー８０に回収物を回収するための供給・回収口６４が設けられている。供給・回収口６４は、燃料タンク６１の供給タンク６１ａに配管され、燃料タンク６１の回収タンク６１ｂにポンプ６５を介して配管されている。
【００９１】
なお、供給タンク６１ａから燃料を取出す取り出し口（図示せず）は、供給タンク６１ａ内に収容された燃料を全て取出すことができるように、供給タンク６１ａへの配管位置を考慮することが望ましい。また、回収タンク６１ｂ内に収容された回収物を全て取出すことができるように、供給・回収口６４への配管位置を考慮することが望ましい。
【００９２】
なお、図１２では、燃料タンク６１の分離された２つの室６１ａ、６１ｂのうち、上に位置する室６１ａの方を供給タンクとして、比重の大きい燃料（原料）である有機ハイドライドを収容したが、反対に、下に位置する室６１ｂの方を供給タンクとして燃料（原料）である有機ハイドライドを収容し、上に位置する室６１ａの方を回収タンクとして、比重の小さい回収物（生成物）であるベンゼンを収容するようにしてもよい。
【００９３】
本実施形態によるタンクローリーの燃料タンクについて図１３を用いて説明する。
【００９４】
タンクローリー８０は水素燃料を運搬するためのものである。水素を供給する燃料を保管する燃料タンク８１は、図１３に示すように、タンクローリー８０に搭載されている。燃料タンク８１は、燃料（原料）である有機ハイドライドを収容する供給タンク８１ａと、回収物（生成物）である芳香族を収容する回収タンク８１ｂとが隔壁８１ｃにより分離されている。燃料タンク８１から水素燃料を供給し、燃料タンク８１に回収物を収容するために供給・回収口８２が設けられている。
【００９５】
燃料タンク８１の回収タンク８１ｂ内には可動ノズル８３が設けられ、供給・回収口８２が可動ノズル８３に配管されている。また、供給・回収口８２は燃料タンク８１の回収タンク８１ｂに配管されている。
【００９６】
タンクローリー８０が水素燃料を供給するためにサービスステーション６０に立ち寄ると、サービスステーション６０の従業員がタンクローリー８０の供給・回収口８２をサービスステーション６０の供給・回収口６４に接続する。タンクローリー８０の燃料タンク８１の供給タンク８１ａから、サービスステーション６０の燃料タンク６１の供給タンク６１ａに水素燃料が供給される。水素燃料を供給すると同時に、ポンプ６５によりサービスステーション６０の燃料タンク６１の回収タンク６１ｂから、タンクローリー８０の燃料タンク８１の回収タンク８１ｂに回収物（生成物）が回収される。
【００９７】
なお、図１３では、燃料タンク８１の分離された２つの室８１ａ、８１ｂのうち、下に位置する室８１ａの方を供給タンクとして、比重の大きい燃料（原料）である有機ハイドライドを収容したが、反対に、上に位置する室８１ｂの方を供給タンクとして燃料（原料）である有機ハイドライドを収容し、下に位置する室８１ａの方を回収タンクとして、比重の小さい回収物（生成物）であるベンゼンを収容するようにしてもよい。
【００９８】
本実施形態によれば、燃料タンクの供給タンクと回収タンクの体積比が変動自在であるので、サービスステーションやタンクローリー等の限られたスペースに最大限の燃料を保管又は搭載することができる。
【００９９】
また、本実施形態によれば、燃料を収容する供給タンクにも回収物を収容する回収タンクにも空間が生じることがなく、燃料や回収物が外気に触れることなく、水素燃料の生成から回収に至る全ての系統において完全な密閉状態とすることができ、これにより、水素燃料や回収物の劣化を防止することができると共に、保管又は運搬時の安全性を高めることができる。
【０１００】
［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【０１０１】
例えば、上記実施形態では、燃料（原料）として有機ハイドライドであるシクロヘキサンを用いたが、他の有機ハイドライドを用いてもよいし、アルカリ金属系水素化物（例えば、水素化ホウ素ナトリウム）のような無機ハイドライドを用いてもよいし、その他の水素含有材料を用いてもよい。
【０１０２】
また、上記実施形態では、ひとつの燃料タンクを設け、それを２つの室に分離したが、例えば、サービスステーションやタンクローリーにおいて、ひとつの大きな燃料タンクも設ける代わりに、容量の少ない燃料タンクを複数個設け、各燃料タンクを２つの室に分離するようにしてもよい。
【０１０３】
【発明の効果】
以上の通り、本発明による燃料タンクは、燃料を収容する第１室と、燃料を分解した後の回収物を収容する第２室とを有し、第１室と第２室の体積比が変動自在となる隔壁により第１室と第２室とが分離されているので、自動車等の限られたスペースに最大限の燃料を搭載することができ、走行距離を伸ばすことができる。また、本発明によれば、燃料を使用すれば必ずほぼ同体積の回収物が発生するから、第１室と第２室に空きが生じて燃料や回収物が外気に触れることなく、完全な密閉系の燃料供給回収システムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による水素取り出しシステムの原理の説明図である。
【図２】本発明による水素取り出しシステムにおける化学反応の説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態による燃料タンクを搭載した自動車を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態による燃料タンク及びその周囲の構成を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態による燃料タンクの具体例（その１）を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態による燃料タンクの具体例（その１）の説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態による燃料タンクの具体例（その２）を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態による燃料タンクの具体例（その３）を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態による燃料タンクの具体例（その３）の説明図である。
【図１０】本発明の第１実施形態による燃料タンクの具体例（その４）を示す図である。
【図１１】本発明による水素燃料供給・回収システムの説明図である。
【図１２】本発明の第２実施形態によるサービスステーションの燃料タンクを示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態によるタンクローリーの燃料タンクを示す図である。
【符号の説明】
１０…供給タンク
１２…コンプレッサ
１４…改質器
１４ａ…容器
１４ｂ…触媒
１４ｃ…ヒータ
１６…冷却装置
１８…気体液体分離装置
２０…回収タンク
２２…燃料電池
３０…自動車
３２…電気モータ
３４…燃料電池
３６…動力制御装置
４０…燃料タンク
４０ａ…供給タンク
４０ｂ…回収タンク
４０ｃ…隔壁
４０ｄ…袋状隔壁
４２…改質器
４４…気体液体分離装置
４６…燃料用キャップ
４８…回収用キャップ
５０…ポンプ
５２…逆止弁
５４…ポンプ
５６…熱交換器
５８…逆止弁
６０…サービスステーション
６１…燃料タンク
６１ａ…供給タンク
６１ｂ…回収タンク
６１ｃ…隔壁
６２…計量機
６３…ポンプ
６４…供給・回収口
６５…ポンプ
７０…水素燃料製造プラント
８０…タンクローリー
８１…燃料タンク
８１ａ…供給タンク
８１ｂ…回収タンク
８１ｃ…隔壁
８２…供給・回収口
８３…可動ノズル
【図１】
2004250059.tif 000003
【図２】
2004250059.tif 000004
【図３】
2004250059.tif 000005
【図４】
2004250059.tif 000006
【図５】
2004250059.tif 000007
【図６】
2004250059.tif 000008
【図７】
2004250059.tif 000009
【図８】
2004250059.tif 000010
【図９】
2004250059.tif 000011
【図１０】
2004250059.tif 000012
【図１１】
2004250059.tif 000013
【図１２】
2004250059.tif 000014
【図１３】
2004250059.tif 000015