(57)【要約】【課題】  高い水素吸蔵能を有する水素吸蔵材料、水素貯蔵装置、水素貯蔵システム、燃料電池車両、及び水素吸蔵材料の製造方法を提供する。【解決手段】  グラファイトの結晶化が不完全な状態に調整されている水素吸蔵材料であり、線源として銅を用いたＸ線解析により得られる００２回折ピークの半価幅が６．５０〜８．６２°である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラファイトの結晶化が不完全な状態に調製されていることを特徴とする水素吸蔵材料。
【請求項２】
請求項１記載の水素吸蔵材料であって、
線源として銅を用いたＸ線解析により得られる００２回折ピークの半価幅が６．５０〜８．６２[°]であることを特徴とする水素吸蔵材料。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された水素吸蔵材料であって、
前記００２回折ピークの半価幅が６．５０〜７．７８[°]であることを特徴とする水素吸蔵材料。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載された水素吸蔵材料であって、
前記水素吸蔵材料の形状が鱗片状であり、厚さに対する該鱗片状の最長長さの比が５〜３５０の範囲にあることを特徴とする水素吸蔵材料。
【請求項５】
有機系高分子材料を熱処理する水素吸蔵材料の製造方法であって、
前記熱処理を、グラファイトの結晶化を不完全な状態で停止させることを特徴とする水素吸蔵材料の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の水素吸蔵材料の製造方法であって、
前記熱処理を、５００〜１０００[℃]の温度で行うことを特徴とする水素吸蔵材料の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載された水素吸蔵材料の製造方法であって、
前記熱処理を、不活性ガス中で行うことを特徴とする水素吸蔵材料の製造方法。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載された水素吸蔵材料の製造方法であって、
前記有機系高分子材料は、ポリアクリロニトリル又はポリイミドであることを特徴とする水素吸蔵材料の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の水素吸蔵材料の製造方法であって、
前記有機系高分子材料としてポリイミドを用いた場合に、材料形状を薄膜状に調製することを特徴とする水素吸蔵材料の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の水素吸蔵材料の製造方法であって、
得られた水素吸蔵材料の形状が鱗片状であり、厚さに対する該鱗片状の最長長さの比が５〜３５０の範囲にあることを特徴とする水素吸蔵材料の製造方法。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載された水素吸蔵材料を備えることを特徴とする水素貯蔵装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の水素貯蔵装置であって、
前記水素吸蔵材料は耐高圧容器に充填してあることを特徴とする水素貯蔵装置。
【請求項１３】
請求項１１又は請求項１２に記載された水素貯蔵装置を備えることを特徴とする水素貯蔵システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の水素貯蔵システムを用いたことを特徴とする燃料電池車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水素吸蔵材料、水素貯蔵装置、水素貯蔵システム、燃料電池車両、及び水素吸蔵材料の製造方法に関し、特に炭素を主たる構成元素としたグラファイト系水素吸蔵材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、深刻化する地球環境問題を解決するために、クリーンなエネルギー源として水素が着目されており、水素製造、貯蔵、利用技術の開発が活発に進められている。中でも、水素吸蔵材料を用いた水素貯蔵システムの現状においては、水素吸蔵合金が最も実用化に近いレベルにあると考えられている。
【０００３】
しかし、水素吸蔵材料として最も良く知られているＬａＮｉ５系水素吸蔵合金の水素吸蔵能は１．４[ｗｔ％]である。また、最近注目されているバナジウム系水素吸蔵合金でも２．４[ｗｔ％]（いずれも常温、水素圧力１[ＭＰａ]下において）であり、水素吸蔵材料の水素吸蔵能は未だ実用のレベルに達していないと考えられている。特に、水素吸蔵合金の場合には、コストが高いレアメタルを用いる必要があり、また、精製度の高い金属を用いる必要があることから、コストを上昇させる更なる原因となっている。このため、自動車のように大量に水素を用いる用途に対しては、水素吸蔵合金を用いた水素貯蔵システムは一般化されてはいない。
【０００４】
これに対して、同じく水素吸蔵材料として有望とされる炭素材料は、重量あたりの水素吸蔵能は水素吸蔵合金より低いものの、材料コストが圧倒的に安価である。その中でもグラファイト系炭素材料はカーボンナノチューブに比較して製造工程が単純で、工業化に適しており、製造コストが格段に安く、有望な材料である。グラファイト系炭素材料の有用性については、種々の検討がなされている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２４４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載されているように、図１０に示されているような純粋なグラファイト３１は、面状に結合した炭素（グラフェン）が幾重にも積層した結晶である。しかも、その積層間隔は約０．３４[ｎｍ]と狭いことから、グラフェン層間に水素を保持することができない。このため、グラファイト３１は外表面にのみ水素を保持するため、水素吸蔵量をある一定量以上には増やせないという問題があった。
【０００６】
また、特許文献１において論じられているように、グラファイトへの水素の吸着量は、水素の吸着温度が低いほど増大する。しかし、水素貯蔵システムとして考えた場合には、システムを低温に保つ必要があることから、コストや、重量、操作性の点において問題がある。このため、このような低温システムを用いずに使用でき、室温付近での水素吸着量が確保された水素吸蔵材料を得ることが重要となってくる。
【０００７】
しかし、例えば、特許文献１で報告されている水素吸蔵材料の室温（２５℃）における最大水素吸着量は０．８[ｃｍ３／ｇ]、すなわち、０．０１[ｗｔ％]以下であり、十分な水素吸蔵能を得ることができないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、室温で燃料電池車両に搭載するために十分な水素吸蔵能を有する水素吸蔵材料及び水素吸蔵材料の製造方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、水素吸蔵能に優れた水素吸蔵材料を用いた水素貯蔵装置、水素貯蔵システム及び燃料電池車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の特徴は、水素吸蔵材料であって、グラファイトの結晶化が不完全な状態に調製されていることを要旨とする。この水素吸蔵材料は、線源として銅を用いたＸ線解析により得られる００２回折ピークの半価幅が６．５０〜８．６２[°]であることが好ましい。より具体的には、００２回折ピークの半価幅が６．５０〜７．７８[°]であることがより好ましい。また、水素吸蔵材料の形状が鱗片状であり、厚さに対するこの鱗片状板の最長長さの比が５〜３５０の範囲にあることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の第２の特徴は、有機系高分子材料を熱処理する水素吸蔵材料の製造方法であって、熱処理を、グラファイトの結晶化を不完全な状態で停止させることを要旨とする。この水素吸蔵材料の製造方法では、熱処理を、５００〜１０００[℃]の温度で行うことがより好ましい。また、この熱処理は、不活性ガス中で行なうことが好ましい。さらに、有機系高分子材料は、ポリアクリロニトリル又はポリイミドであることが好ましい。また、有機系高分子材料としてポリイミドを用いた場合に、材料形状を薄膜状に調製し、更に、得られた水素吸蔵材料の形状が鱗片状であり、厚さに対する該鱗片状の最長長さの比が５〜３５０の範囲にあることが好ましい。そして、この水素吸蔵材料は、線源として銅を用いたＸ線解析により得られる００２回折ピークの半価幅が６．５０〜８．６２[°]であることが好ましい。さらに、この００２回折ピークの半価幅が６．５０〜７．７８[°]であることがより好ましい。
【００１２】
さらに、本発明の第３の特徴は、水素貯蔵装置であって、上記第１の特徴に係る水素吸蔵材料を備えることを要旨とする。ここで、水素吸蔵材料は耐高圧容器に充填してあることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の第４の特徴は、水素貯蔵システムであって、上記第３の特徴に係る水素貯蔵装置を備えることを要旨とする。
【００１４】
そして、本発明の第５の特徴は、燃料電池車両であって、上記第４の特徴に係る水素貯蔵システムが搭載されていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１の特徴に係る発明によれば、この水素吸蔵材料は、グラファイトの結晶化が不完全な状態に調整されているため、炭素六角網の面水平方向の結晶成長があまり進行せず、完全な平面構造となっていない。このような状態を形成させることで、グラファイト結晶子が小さくなり、水素吸蔵に有効な外表面の量が増大すると同時に、グラファイト結晶の乱雑さが増大する。このため、この水素吸蔵材料では、多くのグラフェン層間が安定な層間距離とならず、グラファイト結晶の乱雑さが増大することによって、グラフェン間に水素を吸着させることができるようになる。
【００１６】
また、この水素吸蔵材料は、線源として銅を用いたＸ線解析により得られる００２回折ピークの半価幅が６．５０〜８．６２[°]、さらに好ましくは６．５０〜７．７８[°]である場合に、室温で高い水素吸蔵能を有することができる。
【００１７】
第２の特徴に係る発明によれば、安価に水素吸蔵能の高い水素吸蔵材料の製造方法を実現することができる。
【００１８】
第３の特徴に係る発明によれば、水素吸蔵能の高い水素貯蔵装置を実現することが可能となる。
【００１９】
第４の特徴に係る発明によれば、高圧対策のための特殊部品や検知器などを用いる必要のない水素貯蔵システムを実現することができる。
【００２０】
第５の特徴に係る発明によれば、水素貯蔵システムの体積を低下させることができるため、車室内空間をより広く活用でき、レイアウトの自由度が向上する。また、車両重量が低減されて省燃費化が図れ、航続距離の長距離化が図れる等の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る水素吸蔵材料、水素貯蔵装置、燃料電池車両、及び水素吸蔵体の製造方法の詳細を実施の形態に基づいて説明する。
【００２２】
（水素吸蔵材料）
本発明に係る水素吸蔵材料の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る水素吸蔵材料は、グラファイトの結晶化が不完全な状態に調整されていることを特徴とする。また、この水素吸蔵材料は、線源として銅を用いたＸ線解析により得られる００２回折ピークの半価幅が６．５０〜８．６２[°]であることを特徴とする。より具体的には、００２回折ピークの半価幅が６．５０〜７．７８[°]であることがより好ましい。
【００２３】
図１は、本実施の形態に係る水素吸蔵材料を示しており、グラファイトの結晶化が不完全な状態に調整されている水素吸蔵材料１である。ここで、グラファイトの結晶化が不完全な状態とは、図１に示すように、炭素六角網の面水平方向の結晶成長があまり進行せず、完全な平面構造とならない状態を言う。このような水素吸蔵材料１を形成することで、グラファイト結晶子が小さくなり、水素吸蔵に有効な外表面の量が増大する。そして、外表面の量が増大すると同時に、グラファイト結晶の乱雑さが増大することによって、グラフェン層間が安定な状態（層間＝約０．３４[ｎｍ]）とならない。このため、多くのグラフェン層間に水素を吸蔵させることができるようになったものと推定される。
【００２４】
なお、グラフェン層間が安定であるとは、図１０に示すように、グラファイト構造３１の層間距離が０．３４[ｎｍ]以上と定義される。また、グラファイト結晶の乱雑さとは、グラファイト構造を有する結晶子が小さいと定義され、その乱雑さの増大とは、結晶子の大きさが減少すると定義される。
【００２５】
さらに、この結晶の乱雑さは結晶子の大小で判断することができる。その結晶子の大きさは、Ｘ線回折測定（以下、ＸＲＤという）によって得られる特定の回折ピークの半価幅で判断できる。ここで、半価幅が大きければ大きいほど結晶子の大きさは小さくなり、結晶の乱雑さが増大する。また、半価幅が一定値以下の値になり十分に結晶が成長すると、層間距離が約０．３４[ｎｍ]のグラファイト構造となって安定化する。なお、安定化したグラファイト構造では、水素を吸蔵する隙間が消失してしまい、極わずかの水素しか吸蔵できなくなる。
【００２６】
また、水素吸蔵材料の形状は、鱗片状であっても良い。水素吸蔵材料の形状が鱗片状である場合には、小さな結晶子の炭素六角網が数多く生成されており、水素吸蔵に適した空間をより多く有している。このため、水素を多く吸蔵することができる。ここで、本発明において鱗片状とは、図２に示す水素吸蔵材料２のように鱗のような、薄板状の形状をいう。この鱗片状には、平面形状が、円形、楕円形、角形、不定形等特に限定しない。また、実質的に板状の形であれば良く、部分的に又は全体的に曲がっていたりねじれていたりしても良い。
【００２７】
そして、この鱗片状の水素吸蔵材料の厚さに対する表裏の平面部の最長長さの比は、５〜３５０の範囲にあることが好ましい。この範囲以下であると配向性等が損なわれるため好ましくなく、この範囲以上であると容器に充填する際に、充填密度が高くなりにくく、積載性に問題がある。
【００２８】
（水素吸蔵材料の製造方法）
次に、本発明に係る水素吸蔵材料の製造方法の実施の形態について説明する。この水素吸蔵材料の製造方法は、有機系高分子材料を熱処理する水素吸蔵材料の製造方法であって、熱処理を、グラファイトの結晶化を不完全な状態で停止させることを特徴とする。
【００２９】
また、グラファイトの結晶化を不完全にするためには、有機系高分子材料の熱処理温度を制御することが重要であるため、この水素吸蔵材料の製造方法では、熱処理を、５００〜１０００[℃]の温度で行うことが好ましい。熱処理温度を１５００[℃]以上にした場合には、グラファイト化が進み過ぎ、非常に低い水素吸蔵能しか示さなくなるためである。また、同様の理由により、この熱処理は、不活性ガス中で行うことがより好ましい。
【００３０】
さらに、有機系高分子材料としては、現在の炭素繊維等の製造原料として主流であるポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）を用いることが、コスト面から考えて望ましい。また、水素吸蔵能をより増加させるためには、より多くの水素吸蔵に適した空間を作ることが必要である。ここで、原料にポリイミドを用いた場合には、小さな結晶子の炭素六角網が数多く生成して水素吸蔵に適した空間をより多く作ることができる。この結果、水素吸蔵能が増加するためより好ましい。しかしながら、本発明はＰＡＮ又はポリイミドを原料として用いる場合には限定されるものではなく、他の有機系高分子材料、例えば、メソフェーズピッチ、レーヨン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、フェノール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリブタジエン、ポリアセチレン、リグニン、ポリアミドイミド、芳香族ポリアミド、ポリオキサジアゾール、ポリベンズイミダゾール等を用いることも可能である。
【００３１】
また、有機系高分子材料としてポリイミドを用いた場合には、材料形状を薄膜状に調製することが望ましい。材料形状を薄膜状に調製することにより、小さな結晶子の炭素六角網を数多くそれぞれが平衡に近い状態で、すなわち、水素吸蔵に寄与する炭素六角網間の空間を効率よく生成させることができる。このようにすることで、水素吸蔵に適した空間をより多く作ることができるため、水素吸蔵能が増加する。そこで、薄膜状に整形された有機系高分子材料は、粉末状やブロック状のものよりもさらに配向性が良く、薄膜状に調製することで小さな結晶子の炭素六角網が数多く生成し、より多くの水素吸蔵に適した空間が形成され、水素吸蔵能が増加する。なお、薄膜状の原材料を用いて調製した水素吸蔵材料は、その原材料の形態を留め、粉砕した後であっても薄膜状の形態を取る。
【００３２】
さらに、材料形状が薄膜状の場合には得られる水素吸蔵材料の形状が鱗片状であり、厚さに対する該鱗片状の水素吸蔵材料の最長長さの比が５〜３５０の範囲にあることが望ましい。この範囲にあることで上記効果がより発揮され、より多くの水素吸蔵に適した空間を作ることが可能となり、さらに一層水素吸蔵能が増加することとなる。
【００３３】
（実施例１〜実施例１１及び比較例１〜比較例３）
以下、本発明に係る水素吸蔵材料の実施例１〜実施例１１及び比較例１〜比較例３について説明する。これらの実施例は、本発明に係る水素吸蔵材料の有効性を調べたもので、異なる原料に対して、異なる条件下で焼成を行った際に生成した水素吸蔵材料の例を示したものである。
【００３４】
＜試料の調製＞
○実施例１の試料調製：原料としてＰＡＮの粉末を用いた。ＰＡＮ粉末をるつぼに入れ、空気中３００[℃]で１時間の熱処理を行った。その後窒素気流中で９００[℃]２[時間]の熱処理を行った。生成した黒色の塊を乳鉢中で粉砕して、水素吸蔵材料とした。
【００３５】
○実施例２の試料調製：ＰＡＮ粉末をるつぼに入れ、窒素気流中で９００[℃]２[時間]の熱処理を行った。生成した黒色の塊を乳鉢中で粉砕して、水素吸蔵材料とした。
【００３６】
○実施例３の試料調製：ＰＡＮ粉末をるつぼに入れ、空気中３００[℃]で１[時間]の熱処理を行った。その後窒素気流中で１０００[℃]２[時間]の熱処理を行った。生成した黒色の塊を乳鉢中で粉砕して、水素吸蔵材料とした。
【００３７】
○実施例４の試料調製：ＰＡＮ粉末をるつぼに入れ、窒素気流中で７００[℃]２[時間]の熱処理を行った。生成した黒色の塊を乳鉢中で粉砕して、水素吸蔵材料とした。
【００３８】
○実施例５の試料調製：ＰＡＮ粉末をるつぼに入れ、窒素気流中で５００[℃]２[時間]の熱処理を行った。生成した黒色の塊を乳鉢中で粉砕して、水素吸蔵材料とした。
【００３９】
○実施例６の試料調製：原料として厚さ２５[μｍ]のポリイミドフィルムを薄膜の短冊状に切り取ったものを用い、得られサンプルを乳鉢中で粉砕した以外は実施例１と同様に処理して、水素吸蔵材料とした。
【００４０】
○実施例７の試料調製：窒素気流中での熱処理温度を１０００[℃]とした以外は実施例６と同様に処理して、水素吸蔵材料とした。
【００４１】
○実施例８の試料調製：原料として粉末状（平均粒径１０〜２０[μｍ]）のポリイミドを用い、乳鉢中での粉砕を行わない以外は実施例６と同様に処理して、水素吸蔵材料とした。
【００４２】
○実施例９の試料調製：窒素気流中での熱処理温度を９５０[℃]とした以外は実施例８と同様に処理して、水素吸蔵材料とした。
【００４３】
○実施例１０の試料調製：原料としてブロック状（１５[φ]×２０[ｍｍ]円柱）のポリイミドを用いた以外は実施例６と同様に処理して、水素吸蔵材料とした。
【００４４】
○実施例１１の試料調製：原料としてブロック状（１５[φ]×２０[ｍｍ]円柱）のポリイミドを用いた以外は実施例７と同様に処理して、水素吸蔵材料とした。
【００４５】
○比較例１の試料調製：ＰＡＮ粉末をるつぼに入れ、空気中３００[℃]で１[時間]の熱処理を行った。その後窒素気流中で１５００[℃]２[時間]の熱処理を行った。生成した黒色の塊を乳鉢中で粉砕して、水素吸蔵材料とした。
【００４６】
○比較例２の試料調製：ＰＡＮ粉末をるつぼに入れ、空気中３００[℃]で１[時間]の熱処理を行った。その後窒素気流中で１７００[℃]２[時間]の熱処理を行った。生成した黒色の塊を乳鉢中で粉砕して、水素吸蔵材料とした。
【００４７】
○比較例３の試料調製：ＰＡＮ粉末をるつぼに入れ、空気中３００[℃]で１[時間]の熱処理を行った。その後窒素気流中で２３００[℃]２[時間]の熱処理を行った。生成した黒色の塊を乳鉢中で粉砕して、水素吸蔵材料とした。
【００４８】
ここで、半価幅及び水素吸蔵能は、以下の方法によって評価された。
【００４９】
＜試料観察＞
水素吸蔵材料の試料観察は、顕微鏡を用いて行った。
【００５０】
＜水素吸蔵能の評価法＞
水素吸蔵能の測定試験は、ＪＩＳ  Ｈ  ７２０１に従った。なお、水素が吸蔵されていない原点を正確に得るため、３００[℃]で１時間真空引きすることにより、残留しているガスを放出させてから測定を行なった。測定温度は３０[℃]とした。
【００５１】
＜半価幅の評価法＞
Ｘ線回折測定（以下、ＸＲＤという）にて行った。ＸＲＤには、マックサイエンス社製  Ｘ線回折装置  ＭＸＰ１８ＶＡＨＦを用いた。測定は、線源はＣｕ、管電圧９４０．４[ｋＶ]、管電流２０．０[ｍＡ]、データ範囲２．０２０〜９０．０００[ｄｅｇ]、サンプリング間隔０．０２０[ｄｅｇ]、スキャン速度４．０００[ｄｅｇ／ｍｉｎ]の条件で行った。
【００５２】
上記した実施例１〜実施例５、及び比較例１〜比較例３の水素吸蔵能及び半価幅の評価結果を下表１に示す。
【表１】
2005021876.tif 000003
さらに上記した実施例６〜実施例１１の水素吸蔵能及び半価幅の評価結果を下表２に示す。
【表２】
2005021876.tif 000004
以上の結果より、実施例１〜実施例１１では水素吸蔵能が高く、その００２回折ピークの半価幅は、６．５０〜８．６２[°]の範囲に入っている。中でも、実施例１〜実施例３、実施例６〜実施例１１の水素吸蔵能が高く、実施例１〜実施例３、実施例６〜実施例１１での００２回折ピークの半価幅は６．５０〜７．７８[°]である。また、材料形状を薄膜の短冊状に調製した実施例６、７の水素吸蔵能が特に高く、材料形状を薄膜状に調製することにより、小さな結晶子の炭素六角網を数多く生成させることができる。このようにすることで、水素吸蔵能が増加していることがわかった。更に、実施例７よりも実施例６の方が、実施例９よりも実施例８の方が、また、実施例１１よりも実施例１０の方が水素吸蔵能が高いことから、窒素気流中での熱処理温度は９００[℃]で行う方が水素吸蔵能が高いことがわかった。
【００５３】
実施例１〜実施例１１の結果に対し、比較例１〜３の水素吸蔵能はいずれも０．１[ｗｔ％]以下であり、実施例１〜１１と比較すると十分な水素吸蔵能が得られたとは言い難い。また、比較例１〜３の００２回折ピークの半価幅は０．３２〜５．０７[°]であり、いずれも高い水素吸蔵能が得られた６．５０〜８．６２[°]の範囲からはずれており、窒素気流中での熱処理温度は１５００[℃]以上で行うと高い水素吸蔵能が得られないことがわかった。
【００５４】
次に、図３に実施例１におけるＸＲＤのＸ線回折パターンを示す。得られた水素吸蔵材料のＸＲＤでは、結晶子の大きさ、結晶構造の乱雑さ・規則性の指標となる００２回折ピークは、非常にブロードなピーク形状である回折ピークａ１として観測された。また、結晶構造の乱雑さ・規則性の指標となる００４回折ピークは、さらにブロードなピーク形状であり、ピークとして認識するのは困難であった（参照ｂ１）。
【００５５】
また、図４に比較例３におけるＸＲＤのＸ線回折パターンを示す。得られた水素吸蔵材料のＸＲＤ解析では、００２回折ピークａ２は非常にシャープなピークとして観測され、また、００２回折ピークはグラファイト構造特有のピークであることから、比較例３で得られた水素吸蔵材料は、グラファイト様の構造を形成していることがわかる。また、００４回折ピークが明確に観測された（参照ｃ２）。
【００５６】
これらの結果より、実施例１と比較例３のＸＲＤのＸ線回折パターンは明らかに異なることがわかった。
【００５７】
次に、図５〜７に実施例６で得られた水素吸蔵材料の顕微鏡観察（倍率２５０倍による）結果を示す。実施例６で得られた水素吸蔵材料は、図５〜７に示すように、角張った鱗片状の微粉末であることがわかった。
【００５８】
以上の結果より、有機系高分子材料を熱処理する水素吸蔵材料の製造方法であって、熱処理を、グラファイトの結晶化を不完全な状態で停止させることによって、水素吸蔵能の高い水素吸蔵材料の製造方法を実現することができる。
【００５９】
（水素貯蔵装置及び水素貯蔵システム）
図８は、本発明に係る車載用の水素貯蔵装置の実施の形態を示している。この水素貯蔵装置１０は、耐圧容器１１の内部に上記した実施例１〜実施例１１に示された範囲にある水素吸蔵材料１２を充填した構成である。この水素貯蔵装置１０には、水素を導入・導出する水素流出口１３が設けられており、この水素流出口１３には、バルブ１４が設けられている。この水素貯蔵装置１０は、水素吸蔵材料１２を単に充填する他に、適宜、圧縮成形により固形化あるいは薄膜化して形成したものを用いても良い。
【００６０】
このような水素貯蔵装置１０は、車両に搭載して、例えば燃料電池システムあるいは水素エンジンシステム等に組み込んで用いることができる。なお、容器の形状は単純な閉空間を有する形状のほかに、内部にリブや柱を設けたものであっても良い。
【００６１】
このような構成にすることで、水素貯蔵装置を小型化かつ軽量化することが可能となり、車両設置時には、設置のための省スペース化、車両重量軽減が可能となる。
【００６２】
また、本発明に係る水素貯蔵装置１０を用いたシステムを構成することで、高圧対策のための特殊部品や検知器等を用いない水素貯蔵システムとすることができる。
【００６３】
（燃料電池車両）
図９は、本発明による水素貯蔵装置１０を搭載する燃料電池車両の実施の形態を示しており、図８に示すような水素貯蔵装置１０を燃料電池車両２０に設置搭載したものである。このとき、車両に設置搭載する水素貯蔵装置１０は一つ又は二つ以上の複数に分割してあっても良く、複数の水素貯蔵装置の形状はそれぞれ異なったものであっても良い。また、エンジンルームやトランクルーム内部、あるいはシート下のフロア部など車室内部の他に、ルーフ上部などの車室外に水素貯蔵装置１０を設置することも可能である。このような燃料電池車両２０は、燃料供給部の体積や重量を小さくでき、水素貯蔵システムの体積を低下させると共に、車両重量が低減されて省燃費化を図ることができる。このため、車室内空間をより広く活用できてレイアウトの自由度が向上し、航続距離の長距離化が図れる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る水素吸蔵材料の実施の形態を示す説明図である。
【図２】本発明に係る水素吸蔵材料の別の実施の形態を示す説明図である。
【図３】実施例１におけるＸＲＤの測定結果を表す図である。
【図４】比較例３におけるＸＲＤの測定結果を表す図である。
【図５】実施例６における水素吸蔵材料の拡大図である。
【図６】実施例６における水素吸蔵材料の拡大図である。
【図７】実施例６における水素吸蔵材料の拡大図である。
【図８】本発明に係る水素貯蔵装置の実施の形態を示す断面図である。
【図９】本発明に係る燃料電池車両の実施の形態を示す側面図である。
【図１０】グラファイト構造のグラフェン層間の距離を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１、２、１２  水素吸蔵材料
１０  水素貯蔵装置
１１  耐圧容器
１３  水素流出口
１４  バルブ
２０  燃料電池車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005021876.tif 000008
【図５】
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【図６】
2005021876.tif 000010
【図７】
2005021876.tif 000011
【図８】
2005021876.tif 000012
【図９】
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【図１０】
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