(57)【要約】【課題】  より効率的なガス吸着方法を提供する。【解決手段】  少なくとも１のガスに対する吸脱着等温線がヒステリシスループを示すガス吸着材を用いて、前記ガス吸着材に対する吸脱着等温線がヒステリシスループを示すガスを前記ガス吸着材に吸着させる、ガス吸着方法であって、前記ガスを前記ガス吸着材に吸着させる際に、前記ガス吸着材の温度を制御することを特徴とするガス吸着方法である。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１のガスに対する吸脱着等温線がヒステリシスループを示すガス吸着材を用いて、前記ガス吸着材に対する吸脱着等温線がヒステリシスループを示すガスを前記ガス吸着材に吸着させる、ガス吸着方法であって、
前記ガスを前記ガス吸着材に吸着させる際に、前記ガス吸着材の温度を制御することを特徴とするガス吸着方法。
【請求項２】
前記ガスを吸着させる際に、前記ガス吸着材が１５℃以下に冷却される、請求項１に記載のガス吸着方法。
【請求項３】
前記ガス吸着材は、前記ガス吸着材周辺に冷媒を通過させることによって冷却される、請求項２に記載のガス吸着方法。
【請求項４】
前記ガス吸着材は、前記ガス吸着材に吸着させるガスによって冷却される、請求項２に記載のガス吸着方法。
【請求項５】
前記ガス吸着材に前記ガスを吸着させた後に、前記ガス吸着材の温度を上昇させて前記ガスの一部を脱着させ、前記ガス吸着材周辺の雰囲気圧力を上昇させる、請求項２〜４のいずれか１項に記載のガス吸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス吸着材を用いたガス吸着方法に関する。より詳しくは、ガスに関する吸着等温線と脱着等温線とが異なる挙動を示す吸着材に関する。これらのガス吸着材は、ガス貯蔵装置に好適に使用される。
【背景技術】
【０００２】
ガス吸着材は、加圧貯蔵や液化貯蔵に比べて、低圧で大量のガスを貯蔵しうる特性を有する。このため、近年、ガス吸着材を用いたガス貯蔵装置の開発が盛んである。
【０００３】
ガス吸着材としては、活性炭や金属錯体などが知られている。金属錯体としては、例えば、［Ｃｏ（４，４’−ｂｐｙ）１．５（ＮＯ３）２］ｎの組成を有する金属錯体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、近年においては、カーボンナノチューブ等のファインカーボンが水素ガス貯蔵能力を有することが見出され、実用化が検討されている。
【０００４】
しかしながら、従来提案されているガス吸着材は、ガス吸着量や作業性などの点で充分に満足できるものとはいえなかった。
【特許文献１】特開平９−２２７５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、より効率的なガス吸着方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、少なくとも１種のガスに関する吸脱着等温線がヒステリシスループを示す化合物をガス吸着材として用いることによって、非常に優れたガス吸着が実現できることを見出した。また、吸着時の温度を制御することによって、より効率的な吸着が実現可能であることを見出した。
【０００７】
本発明は、これらの知見に基づいて完成された。具体的には、少なくとも１のガスに対する吸脱着等温線がヒステリシスループを示すガス吸着材を用いて、前記ガス吸着材に対する吸脱着等温線がヒステリシスループを示すガスを前記ガス吸着材に吸着させる、ガス吸着方法であって、前記ガスを前記ガス吸着材に吸着させる際に、前記ガス吸着材の温度を制御することを特徴とするガス吸着方法である。
【発明の効果】
【０００８】
ガス吸着特性が特異的なガス吸着材を用いると、効率的なガス吸着が可能である。その上、ガス吸着材の温度を制御すると、より効率的にガスを吸着させうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のガス吸着方法に用いられるガス吸着材は、少なくとも１種のガスに関する吸脱着等温線がヒステリシスループを示す。即ち、図１に示すように、吸着時のガス圧力−ガス吸着量カーブと、脱着時のガス圧力−ガス吸着量カーブとが異なる材料である。
【００１０】
吸脱着等温線がヒステリシスループを示すガス吸着材の特異性を、図面を参照しながら説明する。図１は、ヒステリシスループを示すガス吸着材における、ガス圧力とガス吸着量の関係を示すグラフである。図２は、一般のガス吸着材における、ガス圧力とガス吸着量の関係を示すグラフである。図中、横軸はガス圧力を示し、縦軸は吸着材の単位質量あたりのガス吸着量を示す。なお、ガス圧力−ガス吸着量カーブは、本願において吸脱着等温線とも呼ばれる。
【００１１】
従来のガス吸着材においては、ガス圧力の増加に従ってガス吸着量も増加し、吸着の際の圧力−吸着量カーブと、脱着の際の圧力−吸着量カーブとは一致する（図２）。例えば、従来のガス吸着材に吸着させる吸着量をＧ１にする場合には、ガス圧力をＰ１にまで加圧する必要があり、吸着量をＧ１に保持するためには圧力をＰ１に保持する必要がある。吸着量Ｇ１の９５％である吸着量Ｇ２以上を保持するためには、圧力をＰ５以上に保たねばならない。
【００１２】
これに対し、本発明で用いられるガス吸着材においては、吸脱着等温線がヒステリシスループを示す（図１）。圧力Ｐ１におけるガス吸着量がＧ１である化合物を想定して説明する。ガス吸着量をＧ１にするためには、ガス吸着材に加える圧力をＰ１にまで上昇させる必要がある。しかしながら、圧力−吸着量カーブがヒステリシスループを描くため、圧力をＰ１から減少させた場合であっても急激にガス吸着量が減少しない。例えばガス吸着量Ｇ１の９５％を維持すればよいとすると、ガス圧力をＰ１からＰ３へと大きく低下させることが可能である。
【００１３】
このような、吸脱着等温線がヒステリシスカーブを示すガス吸着材は、特殊な性質を活用して各種用途に適用されうる。
【００１４】
用途の１つとしては、ガス貯蔵装置が挙げられる。吸脱着等温線がヒステリシスを示すガス吸着材は、ガス圧力が下がっても、ガスの吸着量が減少しにくい。このため、業務用ガスタンク、民生用ガスタンク、車両用燃料タンクなどのガス貯蔵装置の、搬送中や保存中の圧力を劇的に減少させうる。搬送時や保存中のガス圧力を減少によってもたらされる効果としては、形状自由度の向上がまず挙げられる。従来のガス貯蔵装置においては、保存中の圧力を維持しなくてはガス吸着量を高く維持できない。しかしながら、本発明のガス貯蔵装置においては、圧力を低下させても充分なガス吸着量を維持できる。このため、ガス貯蔵装置の耐圧性を低くすることができ、ガス貯蔵装置の形状をある程度自由に設計することができる。この効果は、例えば自動車などの車両用燃料ガスタンクとして本発明のガス貯蔵装置を用いた場合には絶大である。燃料タンクとして本発明のガス貯蔵装置を用いた場合には、上述のように耐圧性に関する制約が緩くなるため、形状をある程度自由に設計できる。具体的には、車両における車輪やシートなどの形状にフィットするようにガス貯蔵装置の形状を調節することが可能となる。その結果、車両の小型化、荷物スペースの確保、車両の軽量化による燃費向上などの各種実利が得られる。
【００１５】
ガス貯蔵装置に適用する場合における、形状や材質、ガスバルブの種類などに関しては、特に特別の装置を用いなくてもよく、ガス貯蔵装置に用いられているものを用いることが可能である。ただし、各種装置の改良を排除するものではない。なお、本発明のガス吸着方法が適用される用途は、ガス貯蔵装置に限定されず、他のガス吸着を利用する用途に適用されてもよい。
【００１６】
本発明のガス吸着方法においては、ガスをガス吸着材に吸着させる際の、ガス吸着材の温度を制御することによって、ガス吸着材の、ガス圧力とガス吸着量の関係を変化させて、より効率的なガス吸着を可能とする。一般的には、ガス吸着材の温度を低下させると、図３に示すように、低ガス圧力・多ガス吸着量側に、ヒステリシスカーブがシフトする（Ｈｙｓ１→Ｈｙｓ２）。ヒステリシスカーブがシフトした結果、ガスを低圧で吸着させうる。一般に高圧ガスを取り扱う際には、設備面や法規面などの点に留意する必要があり、コストが増加する。本発明の方法を用いれば、ガスの吸着を低圧で行いうるので、コストが低下する。
【００１７】
ガス吸着材の温度は、ガス吸着材の種類およびガスの種類によって、図３に示したヒステリシスループが異なるため、予め用いるガスのヒステリシスループを調査して、最適な温度を決定することが合理的である。具体的には、好ましくは１５℃以下、より好ましくは５℃以下に、ガス吸着材の温度を低下させると、ガスを吸着させる上で、好適なヒステリシスカーブが得られやすい。ガス温度の下限は、特に限定されないが、温度を大きく低下させるために必要な装置やエネルギーを考慮すると、ガス吸着材の温度は、好ましくは−７０℃以上である。ガス吸着材の温度は、熱電対温度計などの、一般的な温度測定手段を用いて測定される。
【００１８】
ガス吸着材の温度の制御手段は、特に限定されない。ガス吸着材の温度を冷却するには、ガス吸着材周辺に冷媒を通過させて、ガス吸着材を冷却してもよいし、低温のガスをガス吸着材に供給し、ガス吸着材に吸着させるガスによって、ガス吸着材を冷却してもよい。
【００１９】
ガス吸着材を冷媒によって直接的に冷却する場合には、ガス吸着材が配置されている吸着タンクなどの内部に、冷媒を通過させるための配管を配置し、冷凍器などから供給される冷媒を通過させるとよい。ただし、このような態様に、本発明の技術的範囲が限定されるわけではない。
【００２０】
低温のガスをガス吸着材に供給する場合、ガス源としてＬＮＧ（−１６２℃）などの非常に沸点が低い材料を用いる場合には、ガス自体の冷熱を利用してもよい。ＬＮＧ等の冷熱を利用できない場合には、吸着させるガスを冷却して導入することによって、ガス吸着材周辺を冷却してもよい。冷却する場合には、外部雰囲気を用いたヒートポンプによって、効率よく冷却できる温度領域を設定すると、経済的である。
【００２１】
図３を用いて、低温における具体的なガス吸着方法について、説明する。ガス吸着材を低温Ｔ２に制御すると、比較的低圧のガス圧力Ｐ６で、多量のガスＧ４が吸着される。高温Ｔ１においては、高圧のＰ８まで加圧しても、ガス吸着量はＧ３に留まるのと対照的である。
【００２２】
吸着材を低温Ｔ２に保持することが困難である場合、または経済的でない場合は、ガス吸着材にガスを吸着させた後に、ガス吸着材の温度を上昇させて吸着したガスの一部を脱着させ、ガス吸着材周辺の雰囲気圧力を上昇させてもよい。上昇させる温度には特に限定はないが、ガス吸着材が配置されているガス貯蔵装置周辺の雰囲気温度まで上昇させると、温度制御のためのコストが削減できるため好ましい。例えば、吸着材が配置されたガス貯蔵装置の圧力を制御しながら、ガス貯蔵装置周辺の温度であるＴ１まで昇温させる。この時、低温Ｔ２で吸着したガスは高温になるために放出され、ガス貯蔵装置内の圧力が上昇する。ガス貯蔵装置内の圧力を、Ｐ７以上になるように制御すれば、高温Ｔ１におけるガス吸着量Ｇ３は、Ｐ７以上の圧力で保持されることが実験で確認されている。
【００２３】
これは、低温において、より多くのガスが吸着される性質を利用したもので、温度が上昇すれば吸着できなかったガスが、吸着材から放出される。このとき、タンク内部の圧力をリリースバルブなどによって制御すれば、放出されたガスによってタンク内部の圧力は設定した圧力まで上昇する。つまり、低温Ｔ２の状態におけるエネルギーが、自圧として圧力エネルギーで回収される。この点が、本実施形態のポイントの一つである。
【００２４】
図３の制御においては、Ａ点からＢ点に状態が変わる。Ｂ点においては、冷却エネルギーがＡ点よりも必要でなく、冷却のためのエネルギーを省略できるため、ガス貯蔵装置が効率よく使用される。ガスを吸着させる際に、低温によるガス吸着圧力の低下（Ｐ８→Ｐ６）を利用することによって、ガスの圧力を高めるための圧縮機を省略できることも利点である。例えば、２０℃で所定量のメタンを吸着するためには５５気圧の圧力にまで昇圧させることが必要な吸着材を用いる場合を想定してみる。同様の吸着材を用いる場合であっても、０℃で吸着させ、その後、ガス貯蔵装置を昇温させて吸着材からメタンを放出させる過程を経れば、ガス貯蔵装置に供給する前に、予めメタンを５５気圧まで昇圧させる必要がない。特に、ＬＮＧ（−１６２℃）からガス化した都市ガスは、容易に−３０〜０℃に制御することができるので、大きな昇圧装置を用いることなく、容易にガスタンクへの吸着貯蔵させることが可能である。
【００２５】
続いて、本発明に用いられる、ガス吸着材の吸着特性、組成および構造について説明する。
【００２６】
ガス吸着の際の圧力−吸着力カーブがヒステリシスループを示す機構については、未だ完全な理解はなされていない。考えられるメカニズムとしては、分子レベルでの配位子の結合が磁石の継手弁のようにくっついたり離れたりする構造を有していて、所定の運動エネルギーを有する分子のみが通過できる分子レベルでの弁構造が存在するため、ある特定の圧力になると突然吸着量が増大するとするメカニズムである。分子レベルの弁構造としては結合力が緩い水素結合または水素結合同様の結合エネルギーを有する弁が挙げられ、これは小さな磁石のようにくっついたり離れたりすることが可能であるため、所定の運動エネルギーを持つガス分子のみが弁を通過する。水素結合は、配位結合、共有結合、イオン結合に比べて、一桁弱い結合であるので、分子レベルの弁構造として機能しうる。分子レベルの弁構造は、水素結合のみに限定されるのではなく、水素結合と結合エネルギーにおいて±３０％以内の範囲内に入る他の弱い結合であってもよい。かような結合であっても、水素結合と同様に、「弁」として作用することが可能であると考えられる。
【００２７】
また、別の機構としては、錯体層のずれが考えられる。錯体として、金属イオンを交点として、配位子が配位して構成される、いわゆる２Ｄスクエアグリッド層を有する錯体が知られている（Ｚａｗａｒｏｔｏｋｏ，Ｍ．Ｊ．Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ２（１９９９），３７）。このような錯体では、各層の重なり位置が相対的にずれることで、格子の空隙率が大きくなったり小さくなったりし、ガス吸着量の増大や減少、急激なガスの吸収や放出を伴うヒステリシス現象が生じると考えられる。
【００２８】
ただし、これらは単なるメカニズムの推定である。つまり、前記メカニズムに従っていない場合でも、所定のガスに関してヒステリシスループを示すのであれば、本発明の技術的範囲に包含されうる。
【００２９】
本発明で用いられるガス吸着材は、ガスに関する吸脱着等温線がヒステリシスループを示す材料であるが、少なくとも１種のガスに関してヒステリシスループを発現すればよく、全てのガスに対してヒステリシスループを示さずともよい。
【００３０】
ガス吸着材がヒステリシスループを示す必要があるガスは、本発明のガス吸着材の適用用途によって異なる。例えば、ガス吸着材をメタンガス貯蔵装置に用いる場合には、メタンガスに対してヒステリシスループを示す必要がある。一般的にいえば、本発明のガス吸着材を各種用途に利用されるガスの貯蔵に用いるのであれば、本発明のガス吸着材がヒステリシスループを示すガスは、水素、炭化水素（メタン、エタン、プロパン、ブタン、イソブタンなど）、一酸化炭素、二酸化炭素、酸素、窒素などであることが好ましい。ＬＮＧなどのように複数の炭化水素ガスの混合物を貯蔵できるように、これらの２種以上のガスに対してヒステリシスループを示しても勿論よい。
【００３１】
ガス吸着材として使用する具体的材料は、貯蔵させるガスや吸着時に必要となる圧力に応じて選択すればよい。特に制限されるものではないが、遷移金属を有する金属錯体が挙げられる。
【００３２】
金属錯体は、ガス吸着量や分子構造の制御のし易さを考慮すると、周期的結晶構造を有する金属錯体であることが好ましい。周期的結晶構造の態様としては、ガス吸着特性を考慮すると、二次元シートが配位子を介して積層した構造が好ましいと考えられる。即ち、所定の配位子を媒介とした結合によって形成された二次元シートが、ピラジン、４，４’−ビピリジン、トランス−１，２−ビス（４−ピリジル）エチレンのような配位子をピラー配位子（Ｐｉｌｌａｒ  Ｌｉｇａｎｄ）として積み重なった構造であることが好ましい。ガス吸着材を構成する金属錯体が、二次元シートが配位子を介して積層した周期的結晶構造構造を有する場合、分子レベルの弁構造は、格子状二次元シート内ばかりでなく、積層する配位子に存在していてもよい。
【００３３】
ピラー配位子を介した積層構造の具体的態様としては、二次元シートが２Ｄ１、２Ｄ２、２Ｄ３、２Ｄ４の順で積層しており、隣接する二次元シートがピラー配位子（ＰＬ）によって接合されている態様が挙げられる。即ち、接合順序は、２Ｄ１−ＰＬ−２Ｄ２−ＰＬ−２Ｄ３−ＰＬ−２Ｄ４である。
【００３４】
二次元シートが配位子を介して積層されている構造を有する場合、配位子の少なくとも一部が、隣接する二次元シート間ではなく、１層以上離れた二次元シート間を介在し、２つの二次元シートを結合させていてもよい。少なくとも１層離れた二次元シートが配位子によって結合されている構造を有する場合、二次元シート間の距離が小さくなる。このため、より分子レベルの弁構造が密に存在し、ヒステリシスループがより発現しやすい構造になることが、種々の金属錯体の合成実験によって判明した。３次元の構造を有する当該金属錯体において分子レベルの弁構造の総数は多いほど、ガス吸着特性においてヒステリシスループを発現しやすいと考えられる。
【００３５】
例えば、二次元シートが２Ｄ１、２Ｄ２、２Ｄ３、２Ｄ４の順で積層されている場合において、二次元シートが１つ置きにピラー配位子によって接合されていると、接合順序は、「２Ｄ１−ＰＬ−２Ｄ３」および「２Ｄ２−ＰＬ−２Ｄ４」となる。二次元シートが１つ置きにピラー配位子によって接合されている場合には、２Ｄ１と２Ｄ３とを接合するＰＬは、２Ｄ２の分子内部を挿通することとなる。また、別の積層構造の態様としては、前述の２Ｄスクエアグリッド層構造が挙げられる（Ｚａｗａｒｏｔｏｋｏ，Ｍ．Ｊ．Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ２（１９９９），３７）。２Ｄスクエアグリッド層構造は、格子内および層間に、ガスを吸蔵することが可能であり、層間のずれによって、ヒステリシスループが発現すると推測される。ただし、これらの構造に限定されるものではない。本発明のガス吸着材の特徴である、所定のガスに関する吸脱着等温線がヒステリシスループを示す限りにおいて、本発明の技術的範囲に包含される。メカニズムは定かではないが、かような二次元シートが１つ置きにピラー配位子によって接合されている場合や、２Ｄスクエアグリッド層構造を有する場合に、本発明のガス吸着材のガス貯蔵能が有意に高まる。
【００３６】
［ガス吸着材の製造］
ガス吸着材の調製方法はガス吸着材の種類によって異なるものであり、一義的に決定できるものではないが、ここでは、［Ｃｕ（ｂｐｙ）（ＢＦ４）２（Ｈ２Ｏ）２・（ｂｐｙ）］ｎを合成する場合を例にとり説明する。
【００３７】
まず、４，４’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｅ（以下ｂｐｙと略記）のアセトニトリル溶液を還流しながら、銅（ＩＩ）テトラフルオロボレート水和物を含む水溶液を添加する。生じた析出物を濾過し、ジエチルエーテルの蒸気を、窒素気流を用いて母液中に拡散させ、母液を室温で数日間保存する。続いて、濾過により析出物を得て、減圧下で数時間乾燥させる。このような作業により、目的物を得ることができる。しかしながら、上記方法に限定されるものでは勿論なく、各種方法を用いて合成してもよいことは言うまでもない。
【実施例】
【００３８】
＜合成例１＞
テトラフルオロホウ酸銅（ＩＩ）６水和物（Ａｌｄｒｉｃｈ社製；０．６７４ｇ）を純水（５０ｍｌ）に溶解させ、テトラフルオロホウ酸銅（ＩＩ）の０．０４Ｍ溶液（Ａ３液）を準備した。別途、４，４’−ビピリジン（和光純薬工業株式会社製特級；０．６２５ｇ）をアセトニトリル（５０ｍｌ）に溶解させて、４，４’−ビピリジンの０．０８Ｍ溶液（Ｂ３液）を準備した。３５７Ｋの水浴を用いて還流させながら、Ｂ３液にＡ３液を１時間かけて滴下した。これにより、僅かにグレーがかった析出物を含む溶液を得た。滴下終了後、副反応物である沈殿を濾過して除去した。
【００３９】
次に、撹拌しながら、ジエチルエーテルの蒸気を、体積が１５０ｍｌになるまで窒素気流を用いて母液中に拡散させた。続いて、この母液を２日間室温で保存し、３５３Ｋに加熱することによって溶媒（アセトニトリル、ジエチルエーテル）を蒸発させた。
【００４０】
残存物を濾過し、１０−３Ｐａ以下の減圧下において４時間乾燥することによって水を除去し、本発明のガス吸着材である［Ｃｕ（ｂｐｙ）（ＢＦ４）２（Ｈ２Ｏ）２・（ｂｐｙ）］ｎ（０．３ｇ）を得た。
【００４１】
＜実施例１＞
図４Ａのシステムを用いて、吸着ガスとして天然ガスの吸着を試みた。内容量１００リットルの、ガス貯蔵装置としての吸着タンクに、あらかじめ１１０℃で減圧乾燥処理を施したガス吸着材［Ｃｕ（ｂｐｙ）（ＢＦ４）２（Ｈ２Ｏ）２（ｂｐｙ）］ｎ１３０ｋｇの粒子（１〜２ｍｍ径）を投入し、ガス吸着材の間に、３ｍｍΦの熱交換用Ｃｕパイプをラセン状に配置した。冷凍器から送り出される−５℃の冷媒（Ｒ−５００）によって、ガス吸着材周辺を約０℃に冷却し、ここに天然ガスを８ａｔｍに昇圧して導入した。メタンガスを主成分とした天然ガスは、約５分間で内容量１００リットルの吸着タンクに１９ｍ３吸着された。次に、圧力バルブを３０気圧に制御して冷凍器の運転を停止すると、タンク内の雰囲気温度は外気の温度である２０℃まで昇温し、タンク圧力３０ａｔｍで、タンク内容積１００リットルの約１８０倍である１８ｍ３のメタンガスがタンク内に充填された。
【００４２】
＜実施例２＞
図４Ｂのシステムを用いて、吸着ガスとして天然ガスの吸着を試みた。内容量１００リットルの、ガス貯蔵装置としての吸着タンクに、あらかじめ１１０℃で減圧乾燥処理を施したガス吸着材［Ｃｕ（ｂｐｙ）（ＢＦ４）２（Ｈ２Ｏ）２（ｂｐｙ）］ｎ１３０ｋｇの粒子（１〜２ｍｍ径）を投入した。吸着タンクの前に冷却用熱交換器を設置し、冷凍器から−５℃の冷媒（Ｒ−５００）を循環させて、吸着タンクに供給される天然ガスを冷却できる構造とした。天然ガスは８ａｔｍに昇圧され、前記冷却器を通過する間に約０℃に冷却され、吸着タンクに導入された。
【００４３】
約５分間で天然ガス１９ｍ３が吸着された。次に、冷凍器の運転を止め、圧力制御弁を３０ａｔｍに設定して、吸着タンクの温度が外気の温度である２０℃まで上昇するのを待った。吸着タンク内には、１８ｍ３の天然ガスが残存して吸着していた。
【００４４】
＜実施例３＞
図４Ｃのシステムを用いて、吸着ガスとして天然ガスの吸着を試みた。液化天然ガス（ＬＮＧ）タンクよりＬＮＧを、気化器に導入し、熱媒によって約−７０℃の天然ガスに気化させた。熱媒は温水を利用し、温度調整器として電熱ヒーターを用いた。５ａｔｍで、−７０℃の天然ガスを実施例２と同じ吸着タンクに導入したら、ほぼ同等の１９ｍ３の天然ガスが、吸着タンクに充填された。次に、圧力制御弁を３０ａｔｍに設定して、吸着タンクの温度が外気の温度である２０℃まで上昇するのを待った。吸着タンクには、１８ｍ３の天然ガスが残存して吸着していた。
【００４５】
実施例１〜３に示すように、ガス吸着材を冷却することによって、低圧でも多量のガスを吸着させることができる。ガス吸着材は、実施例１に示すように、冷媒によってガス吸着材を直接冷却してもよいし、実施例２に示すように、ガス吸着材に供給される吸着ガスを介して、間接的に冷却してもよいし、実施例３に示すようにＬＮＧの冷熱を利用してもよい。低温でガスを吸着させた後は、圧力制御しながら、外気と同じ雰囲気温度まで温度を上昇させると、脱着したガスによって所定の圧力までタンク内の圧力が上昇し、その圧力によってガス吸着が保持される。このような機構を利用すれば、従来のように高圧用の圧縮機を必要とせずとも、ガス吸着材からの脱着により上昇する自圧によって、多量のガスの貯蔵が可能である。また、外気と同じ温度においても使用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】ヒステリシスループを示すガス吸着材における、ガス圧力とガス吸着量の関係を示すグラフである。
【図２】一般のガス吸着材における、ガス圧力とガス吸着量の関係を示すグラフである。
【図３】低温雰囲気下におけるガス圧力とガス吸着量との関係と、高温雰囲気下におけるガス圧力とガス吸着量との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例において用いられたシステムの概略図である。図４Ａは、実施例１において用いられたシステムの概略図であり、図４Ｂは、実施例２において用いられたシステムの概略図であり、図４Ｃは、実施例３において用いられたシステムの概略図である。
【図１】
2005238160.tif 000003
【図２】
2005238160.tif 000004
【図３】
2005238160.tif 000005
【図４】
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