(57)【要約】  エネルギー発生部と水素供給部２と処理部５とを具備するエネルギー供給システムを用いる。エネルギー発生部は、水素と酸素とを供給されエネルギーを発生する。水素供給部２は、エネルギー発生部の排気に含まれる水２３と内部に有する水素生成物質２１との反応により、水素を生成する。水素生成物質２１はマグネシウムを含む。処理部５は、水２３と水素生成物質２１との反応により発生する水酸化化合物２２を気体へ供給し、気体の二酸化炭素と水酸化化合物と２２を反応させて、炭酸化合物２４と反応水を得る。
2007116734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素生成物質と水とが反応して、水素と水酸化化合物とが生成される水素供給部と、
前記水素供給部から供給される前記水素と酸素供給部から供給される酸素とによって、エネルギーを発生させるエネルギー発生部を備えたエネルギー供給システムにおいて、
前記水素供給部にて生成された前記水酸化化合物と少なくとも二酸化炭素を含む気体とが反応して、前記水が生成される処理部を備えた
エネルギー供給システム。
【請求項２】
請求の範囲１に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記処理部にて生成される炭酸化合物と前記水とが、それぞれ分離される分離部を備えた
エネルギー供給システム。
【請求項３】
請求の範囲１及び２の何れか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水素生成物質がＭｇ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌのうちから選択される少なくとも一種の材料を含む水素化合物であり、
前記水素化合物の表面を覆う水溶性被膜を有する
エネルギー供給システム。
【請求項４】
請求の範囲３に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水溶性被膜は、水との接触により溶解する材料を含む
エネルギー供給システム。
【請求項５】
請求の範囲４に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水溶性被膜は、水性エポキシ樹脂、水性ウレタン樹脂、水性アクリル樹脂、水性ポリエステル樹脂、水性アクリルシリコン樹脂、水性フッ素樹脂、水性シリカ・有機ハイブリッドポリマー等、水との接触により溶解する材料のうちから選択される少なくとも一種の材料を含む
エネルギー供給システム。
【請求項６】
請求の範囲１乃至５のいずれか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水素供給部は、前記水素生成物質の温度を制御する温度調整手段を備えた
エネルギー供給システム。
【請求項７】
請求の範囲１乃至６のいずれか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水素供給部内の水量を制御する水量調整手段を備えた
エネルギー供給システム。
【請求項８】
請求の範囲１乃至７のいずれか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水素供給部内の圧力を制御する圧力調整手段を備えた
エネルギー供給システム。
【請求項９】
請求の範囲１乃至８のいずれか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水素供給部は、内部に前記水素生成物質を供給する水素生成物質供給部を備えた
エネルギー供給システム。
【請求項１０】
請求の範囲１乃至９のいずれか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水及び前記水素の温度を制御する熱交換部を備えた
エネルギー供給システム。
【請求項１１】
請求の範囲１０に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記熱交換部は、前記酸素を用いて前記水及び前記水素の温度を制御する
エネルギー供給システム。
【請求項１２】
請求の範囲１乃至１１のいずれか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水は、水蒸気を含む
エネルギー供給システム。
【請求項１３】
水との反応により水素を放出する粒子と、
前記粒子の表面を覆う水溶性被膜と
を具備する
水素生成物質。
【請求項１４】
請求の範囲１３に記載の水素生成物質において、
前記粒子は、加水反応にて水素を放出する特性を持つ材料を含む
水素生成物質。
【請求項１５】
請求の範囲１４に記載の水素生成物質において、
前記粒子は、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌのうちから選択される少なくとも一種の材料を含む
水素生成物質。
【請求項１６】
請求の範囲１３乃至１５のいずれか一項に記載の水素生成物質において、
前記水溶性被膜は、水との接触により溶解する材料を含む
水素生成物質。
【請求項１７】
請求の範囲１６に記載の水素生成物質において、
前記水溶性被膜は、水性エポキシ樹脂、水性ウレタン樹脂、水性アクリル樹脂、水性ポリエステル樹脂、水性アクリルシリコン樹脂、水性ふっ素樹脂、水性シリカ・有機ハイブリッドポリマーのうちから選択される少なくとも一種の材料を含む
水素生成物質。
【請求項１８】
（ａ）水との反応により水素を放出する粒子を、表面の酸化膜が無くなるように第１条件の還元雰囲気に置く工程と、
（ｂ）前記粒子を、表面の一部に酸化膜ができるように第２条件の酸化雰囲気に置く工程と
を具備する
水素生成物質の製造方法。
【請求項１９】
請求の範囲１８に記載の水素生成物質の製造方法において、
前記粒子は、加水反応にて水素を放出する特性を持つ材料を含む
水素生成物質の製造方法。
【請求項２０】
請求の範囲１９に記載の水素生成物質の製造方法において、
前記粒子は、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌのうちから選択される少なくとも一種の材料を含む
水素生成物質の製造方法。
【請求項２１】
請求の範囲１９又は２０に記載の水素生成物質の製造方法において、
前記第２条件の酸化雰囲気は、酸化に対して不活性な気体に対する酸素分圧で制御される
水素生成物質の製造方法。
【請求項２２】
水素生成物質と水とが反応して、水素と水酸化化合物とが生成される水素供給部と、
前記水素供給部から供給される前記水素と酸素供給部から供給される酸素とによって、エネルギーを発生させるエネルギー発生部と、
前記エネルギー発生部を冷却する冷却水が流れる循環流路を備えた冷却部とを具備し、
前記循環流路は、前記水素供給部から前記エネルギー発生部へ供給する水素量に基づいて、前記循環流路から前記水素供給部へ前記冷却水が供給される分岐流路を備えた
エネルギー供給システム。
【請求項２３】
請求の範囲２２に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水素供給部にて生成された前記水酸化化合物と少なくとも二酸化炭素を含む気体とが反応して、水を生成する処理部を備えた
エネルギー供給システム。
【請求項２４】
請求の範囲２３に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記処理部にて生成される炭酸化合物と前記水とが、それぞれ分離される分離部を備えた
エネルギー供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー供給システム及び水素生成物質に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素を利用してエネルギー（例示：電気、熱）を発生し、供給するエネルギー供給システムが知られている。図１は、従来のエネルギー供給システムの一例を示す構成図である。従来のエネルギー供給システム１０１は、エネルギー発生装置としての燃料電池１０４と、水素タンク１０２と、酸素タンク１０３とを具備する。燃料電池１０４は、水素タンク１０２から配管１１１を介して水素を、酸素タンク１０３から配管１１２を介して酸素をそれぞれ供給される。燃料電池１０４は、水素と酸素とに基づいて電力を発生すると共に、熱を発生する。燃料電池１０４は、配管１１３を介して排気（水蒸気）を排出する。【０００３】
ここで、環境問題やエネルギーの効率的利用の観点から、エネルギー供給システム１０１は、排出物をできるだけ抑制し、再利用可能なものをできるだけ再利用することが望まれている。特に、エネルギー供給システム１０１を、海中や地中、宇宙の施設や移動手段のような密閉空間１１０において用いる場合、その要求は特に顕著である。例えば、水素タンク１０２が金属と水との反応で水素を発生させるものである場合、配管１１３ａを介して排気中の水蒸気を水素タンク１０２へ循環させることが考えられる。そのような技術として、特開２００３−３１７７８６号公報に燃料電池発電システムが開示されている。この燃料電池発電システムは、水素を燃料として発電を行うと共に水を生成する燃料電池（２）と、水素発生物質（Ｐ）と水（Ｗ）との反応により水素を発生すると共にその水素を前記燃料電池（２）に供給する水素発生装置（４）と、前記燃料電池（２）の運転により生成された水を受容して、その水を反応用水として前記水素発生装置（４）に供給する給水装置（７）とを有する。【０００４】
この水素発生装置は、水素発生物質（例示：Ｍｇ合金粒子）へ水を供給することで水素を発生させている。ただし、燃料電池からの水は高温なので水素発生効率を向上させることができるとの記載はあるが、その水素発生量を増加及び減少させる制御方法に関しては特に記載はない。また、水素の発生に伴い生成されるＭｇ（ＯＨ）２水溶液は外部へ取り出されるが、それがどのように処理されるかに関しては特に記載はない。密閉空間で用いるエネルギー供給システムにおいて、排出物を抑制し、効率を向上させる技術が望まれる。【０００５】
一方、密閉空間１１０では、人間の活動や機器の使用に伴い空気中の二酸化炭素の濃度が上昇している。そのため、ＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｗｉｎｇ  Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）のような二酸化炭素除去装置１０５により継続的に空気を浄化する必要がある。ただし、この装置はエネルギー供給システムとは独立している。密閉空間で用いるエネルギー供給システムにおいて、二酸化炭素の濃度上昇を抑えることが可能な技術が望まれる。【０００６】
関連する技術として特開２００２−２０８４２５号公報に燃料電池用燃料改質器が開示されている。この燃料電池用燃料改質器は、燃料と水蒸気から水素を製造する燃料改質器である。燃料の水蒸気改質用触媒を充てんした燃料改質触媒層、燃料および水蒸気を含む改質用燃料ガスを該燃料改質触媒層に導入する改質用燃料ガス供給手段、水蒸気改質により生成する水素主成分ガスを該燃料改質触媒層から排出する改質燃料ガス排出手段、ならびに該改質燃料に含まれる二酸化炭素を吸収するために、該燃料改質触媒層の下流に設けられた金属酸化物層を備えてなる。この金属酸化物層は、例えば、酸化マグネシウム層である。酸化マグネシウム層は、メタノール改質反応で生成される水素および二酸化炭素のうち、二酸化炭素と反応して炭酸マグネシウムを生成する。すなわち、二酸化炭素を大気に放出することなく回収し得る。【０００７】
関連する技術として特開２００２−３７３６９０号公報に燃料電池システムが開示されている。この燃料電池システムは、燃料電池と、水素貯蔵装置と、第３流路と、ラジエータとを備える。水素貯蔵装置は、水素供給装置と燃料電池を連通する第１流路から分岐した第２流路に設けられ、水素吸蔵合金を収装している。第３流路は、燃料電池の冷却水を循環させる。ラジエータは、この第３流路の途中に設けられている。水素吸蔵合金は、暖機前の燃料電池システム停止時には水素を吸蔵し、放出しない特性を有している。水素貯蔵装置は、第３流路のラジエータの下流において冷却水と熱交換するように設置されている。更に、第３流路のラジエータ下流において冷却水の温度を検出する手段と、検出された冷却水温度を燃料電池の運転上限温度に達した時に水素吸蔵合金から水素を放出して冷却水の温度を低下させるように制御する手段とを有する。この燃料電池システムは、燃料電池の冷却水の流路と、水素吸蔵合金への水の流路とが同一である。【０００８】
関連する技術として特開２００２−８０２０２号公報に燃料電池用燃料ガスの生成システムが開示されている。この燃料ガス生成システムは、反応器内に金属水素化物を微細化して供給しつつ、噴射機から水を噴射し、金属水素化物を加水分解して水素を生成する。供給される水は燃料電池の生成水を用いる。こうすることにより、加水分解用の水タンクを省略または小型化でき、システム全体の小型化を図ることができる。燃料電池の廃熱を反応器に供給して金属水素化物を熱分解する構成、加水分解時に発生した熱を用いて別の金属水素化物を熱分解する構成などを採ることもできる。この燃料電池システムは、燃料電池の冷却水の熱を水素生成に用いる場合があるが、燃料電池の冷却水そのものを水素生成に用いてはいない。
【発明の開示】
【０００９】
本発明の目的は、排出物を抑制し、できるだけ再利用することが可能なエネルギー供給システム及び水素生成物質を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、密閉空間（又は有限空間）において、二酸化炭素の濃度上昇を抑えることが可能なエネルギー供給システム及び水素生成物質を提供することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、密閉空間において、排出物を抑制し、できるだけ再利用することが可能なエネルギー供給システム及び水素生成物質を提供することにある。
【００１２】
本発明の別の目的は、密閉空間において、運転条件に関わらず、必要な量の水素を安定的に生成、供給可能なエネルギー供給システム及び水素生成物質を提供することにある。
【００１３】
この発明のこれらの目的とそれ以外の目的と利益とは以下の説明と添付図面とによって容易に確認することができる。
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明のエネルギー供給システムは、水素生成物質と水とが反応して、水素と水酸化化合物とが生成される水素供給部と、水素供給部から供給される水素と酸素供給部から供給される酸素とによって、エネルギーを発生させるエネルギー発生部を備えている。水素供給部にて生成された水酸化化合物と少なくとも二酸化炭素を含む気体とが反応して、水が生成される処理部を備えている。
【００１５】
上記のエネルギー供給システムにおいて、処理部にて生成される炭酸化合物と水とが、それぞれ分離される分離部を備えていても良い。
【００１６】
上記のエネルギー供給システムにおいて、水素生成物質がＭｇ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌのうちから選択される少なくとも一種の材料を含む水素化合物である。水素化合物の表面を覆う水溶性被膜を有していても良い。
【００１７】
上記のエネルギー供給システムにおいて、水溶性被膜は、水との接触により溶解する材料を含んでいても良い。
【００１８】
上記のエネルギー供給システムにおいて、水溶性被膜は、水性エポキシ樹脂、水性ウレタン樹脂、水性アクリル樹脂、水性ポリエステル樹脂、水性アクリルシリコン樹脂、水性フッ素樹脂、水性シリカ・有機ハイブリッドポリマー等、水との接触により溶解する材料のうちから選択される少なくとも一種の材料を含んでいても良い。
【００１９】
上記のエネルギー供給システムにおいて、水素供給部は、水素生成物質の温度を制御する温度調整手段を備えていても良い。
【００２０】
上記のエネルギー供給システムにおいて、水素供給部内の水量を制御する水量調整手段を備えていても良い。
【００２１】
上記のエネルギー供給システムにおいて、水素供給部内の圧力を制御する圧力調整手段を備えていても良い。
【００２２】
上記のエネルギー供給システムにおいて、水素供給部は、内部に水素生成物質を供給する水素生成物質供給部を備えていても良い。
【００２３】
上記のエネルギー供給システムにおいて、水及び水素の温度を制御する熱交換部を備えていても良い。
【００２４】
上記のエネルギー供給システムにおいて、熱交換部は、酸素を用いて水及び水素の温度を制御しても良い。
【００２５】
上記のエネルギー供給システムにおいて、水は、水蒸気を含んでいても良い。
【００２６】
上記課題を解決するために、本発明の水素生成物質は、水との反応により水素を放出する粒子と、粒子の表面を覆う水溶性被膜とを具備する。
【００２７】
上記の水素生成物質において、粒子は、加水反応にて水素を放出する特性を持つ材料を含んでいても良い。
【００２８】
上記の水素生成物質において、粒子は、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌのうちから選択される少なくとも一種の材料を含んでいても良い。
【００２９】
上記の水素生成物質において、水溶性被膜は、水との接触により溶解する材料を含んでいても良い。
【００３０】
上記の水素生成物質において、水溶性被膜は、水性エポキシ樹脂、水性ウレタン樹脂、水性アクリル樹脂、水性ポリエステル樹脂、水性アクリルシリコン樹脂、水性ふっ素樹脂、水性シリカ・有機ハイブリッドポリマーのうちから選択される少なくとも一種の材料を含んでいても良い。
【００３１】
上記課題を解決するために、本発明の水素生成物質の製造方法は、（ａ）水との反応により水素を放出する粒子を、表面の酸化膜が無くなるように第１条件の還元雰囲気に置く工程と、（ｂ）粒子を、表面の一部に酸化膜ができるように第２条件の酸化雰囲気に置く工程とを具備する。
【００３２】
上記の水素生成物質の製造方法において、粒子は、加水反応にて水素を放出する特性を持つ材料を含んでいても良い。
【００３３】
上記の水素生成物質の製造方法において、粒子は、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌのうちから選択される少なくとも一種の材料を含んでいても良い。
【００３４】
上記の水素生成物質の製造方法において、第２条件の酸化雰囲気は、酸化に対して不活性な気体に対する酸素分圧で制御されても良い。
【００３５】
上記課題を解決するために、本発明のエネルギー供給システムは、水素生成物質と水とが反応して、水素と水酸化化合物とが生成される水素供給部と、水素供給部から供給される水素と酸素供給部から供給される酸素とによって、エネルギーを発生させるエネルギー発生部と、エネルギー発生部を冷却する冷却水が流れる循環流路を備えた冷却部とを具備する。循環流路は、水素供給部からエネルギー発生部へ供給する水素量に基づいて、循環流路から水素供給部へ冷却水が供給される分岐流路を備えている。
【００３６】
上記のエネルギー供給システムにおいて、水素供給部にて生成された水酸化化合物と少なくとも二酸化炭素を含む気体とが反応して、水を生成する処理部を備えていても良い。
【００３７】
上記のエネルギー供給システムにおいて、処理部にて生成される炭酸化合物と水とが、それぞれ分離される分離部を備えていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、従来のエネルギー供給システムの一例を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明のエネルギー供給システムの第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の水素生成物質の実施の形態の構成を示す図である。
【図４】図４は、本発明の水素生成物質の実施の形態の他の構成を示す図である。
【図５】図５は、本発明のエネルギー供給システムの第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明のエネルギー供給システムの第３の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明のエネルギー供給システムの第４の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、本発明のエネルギー供給システムの第５の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、水素供給部２の他の構成を示す概略図である。
【図１０】図１０は、本発明のエネルギー供給システムの第６の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明のエネルギー供給システムの第７の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明のエネルギー供給システム及び水素生成物質の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。【００４０】
（第１の実施の形態）
本発明のエネルギー供給システムの第１の実施の形態の構成について説明する。図２は、本発明のエネルギー供給システムの第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
エネルギー供給システム１は、密閉空間１０内に設けられ、水素供給部２、酸素供給部３、燃料電池４、処理部５及び分離部６を具備する。【００４１】
密閉空間１０は、海や地下、宇宙に設けられた施設や、海や地下、宇宙内を移動する移動手段のような全体として概ね閉じた空間を形成した設備である。密閉空間１０では、機器や人間の活動により二酸化炭素（ＣＯ２）が増える。また、付帯できる燃料や物資が限られることや環境への配慮のため、そのエネルギー供給システム１は、排出物を抑制し、できるだけ再利用を行う必要がある。【００４２】
水素供給部２は、水（Ｈ２Ｏ）２３とマグネシウム（Ｍｇ）粒子２１との下式の反応により、水素（Ｈ２）と水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）２２とを生成する。
Ｍｇ＋２Ｈ２Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）２＋Ｈ２
水（Ｈ２Ｏ）２３は、燃料電池４の排気に含まれ、配管１３から供給される。その水（Ｈ２Ｏ）２３は、液体の水、液体の水と水蒸気との混合、水蒸気のみの場合がある。マグネシウム（Ｍｇ）粒子２１は、水素供給部２の内部に存在する。生成された水素（Ｈ２）は、配管１１を介して燃料電池４へ供給される。生成された水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）２２は、水２３中に沈殿し、水と混合されたスラリーとして配管１４を介して処理部５へ供給される。【００４３】
酸素供給部３は、配管１２を介して燃料電池４へ酸素（Ｏ２）を供給する。酸素供給部３は、特に制限はないが、例えば酸素ボンベである。【００４４】
燃料電池４は、水素供給部２からの水素（Ｈ２）と、酸素供給部３からの酸素（Ｏ２）とに基づいて、電力及び熱を発生する。また、排出物として、水（水蒸気）を発生する。
本発明では、燃料電池４の種類は特に限定されないが、例えばＰＥＦＣ（固体高分子型燃料電池）である。また、水素を用いてエネルギーを発生させる他の設備であっても良い。
例えば、水素ガスエンジンである。水素ガスエンジンの場合、燃料電池４と同様に、水素と酸素とに基づいて、動力（発電機と連携した場合は電力）及び熱を発生し、その排気は水（水蒸気）である。電力（動力）及び熱は、図示されない機器により回収、利用される。【００４５】
処理部５は、水素供給部２から配管１４を介してスラリー（水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）２２＋水２３）を、配管１６を介して密閉空間１０の雰囲気気体（二酸化炭素（ＣＯ２）を含む気体）を、それぞれ供給される。そして、そのスラリーとその雰囲気気体とが充分に混合されるように、スラリーを雰囲気気体中へ噴霧（散布）する。そのとき、スラリー中の水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）２２と、雰囲気気体中の二酸化炭素（ＣＯ２）との下式の反応により、水（Ｈ２Ｏ）２３と炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）２４とを生成する。
Ｍｇ（ＯＨ）２＋ＣＯ２→ＭｇＣＯ３＋Ｈ２Ｏ
生成された炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）２４は、水（Ｈ２Ｏ）２３中に沈殿し、水２３と混合されたスラリーとして配管１５を介して分離部６へ供給される。【００４６】
分離部６は、スラリー（炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）２４＋水（Ｈ２Ｏ）２３）における炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）２４と水（Ｈ２Ｏ）２３とを分離する。例えば、ろ過による分離である。処理部５は、分離された炭酸マグネシウム２４を固形化して除去すると共に、水２３を他の装置へ送出し再利用する（図示されず）。再利用としては、図示されない水貯蔵装置を介して、水素供給部２用の水や、燃料電池のアノード用の水としての利用に例示される。【００４７】
本発明のエネルギー供給システムでは、水素の生成により生じた水酸化マグネシウム２２を排出するのではなく、密閉空間内１０で必然的に発生する二酸化炭素の処理に用いている。それにより、二酸化炭素の除去装置を設ける必要がなくなる。加えて、従来不要なものとして除去されていた二酸化炭素と水酸化マグネシウム２２とを用いて有用な水２３を生成することができる。すなわち、密閉空間１０において、二酸化炭素の濃度上昇を抑えることができると共に、排出物（二酸化炭素と水酸化マグネシウム２２）を抑制し、再利用することが可能となる。【００４８】
次に、水素供給部２に用いるマグネシウム（Ｍｇ）粒子２１について説明する。マグネシウム粒子２１は、マグネシウム（Ｍｇ）を含む粒子であり、水との反応により水素を放出する。すなわち、マグネシウム粒子２１は、純マグネシウム粒子でも良いし、不純物を含むマグネシウム粒子でも良いし、マグネシウムを含む合金の粒子でも良いし、触媒担体に担持された触媒金属状のマグネシウムを含む粒子でも良い。あるいは、以下に示す本発明の水素生成物質２１を用いても良い。【００４９】
図３は、本発明の水素生成物質２１の実施の形態の構成を示す図である。本発明の水素生成物質２１は、例えば、図３（ａ）に示すマグネシウムの粒子６１（例示：純マグネシウム粒子、不純物を含むマグネシウム粒子、マグネシウムを含む合金の粒子、触媒担体に担持された触媒金属状のマグネシウムを含む粒子）の表面を、図３（ｂ）に示すように水溶性被膜６２で覆ったものである。そのような水溶性被膜６２は、水性エポキシ樹脂、水性ウレタン樹脂、水性アクリル樹脂、水性ポリエステル樹脂、水性アクリルシリコン樹脂、水性ふっ素樹脂、水性シリカ・有機ハイブリッドポリマー等、水との接触により溶解する材料のうちから選択される少なくとも一種の材料を含むものに例示される。【００５０】
このように、水溶性被膜６２で覆うことで、粒子６１の表面が酸化されることを防止することができる。加えて、図３（ｃ）に示すように、供給された水により水溶性被膜６２が溶けて表面６１ａが露出するので、水２３との反応により水素を発生させることが出来る。更に、水溶性被膜６２の種類や被膜作成条件等を制御することで、粒子６１が露出した表面６１ａと露出していない表面６１ｂとの比を制御して、発生させる水素の生成速度を制御することが出来る。例えば、水溶性被膜のうち、より水に溶け難い材料を用いれば、水溶性被膜が溶けきれずに表面に残るので、全て溶ける場合と比較して、水素発生速度を抑えることができる。また、水溶性被膜を厚く設けた場合にも、水溶性被膜が溶けきれずに表面に残るので、全て溶ける場合と比較して、水素発生速度を抑えることができる。【００５１】
また、供給される水の温度を制御することで、水溶性被膜６２の表面６１ａと表面６１ｂとの比をより詳細に制御して、発生させる水素の生成速度をより正確に制御することが出来る。例えば、水の温度を低くすることで、水溶性被膜が溶けきれずに表面に残るので、全て溶ける場合と比較して、水素発生速度を抑えることができる。水の温度を制御するエネルギー供給システムは、第２の実施の形態以降で説明する。【００５２】
上記水素供給部２では、処理部５における水酸化マグネシウム２２と二酸化炭素との反応を考慮して、粒子６１としてマグネシウムを用いている。ただし、本発明の水素生成物質２１は、粒子６１をマグネシウムに限定するものではない。上記の処理部５の制約が無い場合、粒子６１は、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌ等、加水反応にて水素を放出する特性を持つ材料のうちから選択される少なくとも一種の材料を含む。その粒子６１は、概ねその材料だけで構成された粒子でも良いし、その材料を含む合金の粒子でも良いし、触媒担体に担持された触媒金属状のその材料を含む粒子でも良い。【００５３】
この場合にも、粒子６１の表面の酸化防止、供給された水により水溶性被膜６２が溶けることによる水素発生、水溶性被膜６２の種類や被膜作成条件等の制御による水素の生成速度の制御、供給される水の温度や圧力の制御による水素の生成速度の制御が可能である。【００５４】
更に、本発明の水素生成物質は、以下のようなものを用いても良い。図４は、本発明の水素生成物質２１の実施の形態の他の構成を示す図である。図４（ａ）に示すように、マグネシウム粒子に例示される粒子６１は、空気雰囲気で保管されている場合、表面に酸化物６３が形成されている。したがって、図４（ｂ）に示すように、使用時には表面の酸化膜６３が無くなるように粒子６１を所定の還元雰囲気に置く。所定の還元雰囲気は、例えば、水素雰囲気、大気圧、３００℃程度である。これにより、表面を覆っていた酸化膜６３は、還元により除去される。その後、その粒子６１を、表面の一部に酸化膜６３ａができるように所定の酸化雰囲気に置く。ここで所定の酸化雰囲気は、酸化に対して不活性な気体に対する酸素分圧により設定される。酸素分圧を高くすれば、酸化膜で覆われる表面の領域が多くなる。酸素分圧を低くすれば、酸化膜で覆われる表面の領域は少なくなる。
例えば、酸素分圧５％以上１０％以下、残りは酸化に対して不活性な気体で構成される雰囲気、大気圧、室温である。これにより、表面を覆う酸化膜６３ａの量を制御することが出来るので、水素の生成速度を制御することが可能となる。ただし、上記の処理部５の制約が有る場合、粒子６１はマグネシウムであり、上記の処理部５の制約が無い場合、粒子６１はＭｇ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌ等、加水反応にて水素を放出する特性を持つ材料のうちから選択される少なくとも一種の材料を含んでいることが好ましい。【００５５】
次に、本発明のエネルギー供給システムの第１の実施の形態の動作について説明する。【００５６】
水素供給部２は、エネルギー供給システム１の起動時には、図示されない水貯蔵装置から、起動後は配管１３から、それぞれ水２３を供給される。そして、水２３とマグネシウム粒子２１との反応により、水素と水酸化マグネシウム２２とを生成する。水素供給部２は、配管１１を介して水素を燃料電池４へ、配管１４を介して水酸化マグネシウム２２と水２３とが混合されたスラリーを処理部５へ、それぞれ供給する。酸素供給部３は、配管１２を介して燃料電池４へ酸素を供給する。燃料電池４は、水素供給部２からの水素と、酸素供給部３からの酸素とにより、電力及び熱を発生する。また、排出物として、水（水蒸気）を発生し、配管１３へ排出する。【００５７】
処理部５は、配管１４を介して供給されるスラリー（水酸化マグネシウム２２＋水２３）と、配管１６を介して二酸化炭素とを供給される。そして、そのスラリー中の水酸化マグネシウム２２とその二酸化炭素との反応により、水２３と炭酸マグネシウム２４とを生成する。処理部５は、配管１５を介して炭酸マグネシウム２４と水２３とが混合されたスラリーを分離部６へ供給する。分離部６は、配管１５を介して供給されるスラリー（炭酸マグネシウム２４＋水２３）を炭酸マグネシウム２４と水２３とに分離する。分離部６は、炭酸マグネシウム２４を固形化して除去し、水２３を他の装置へ送出し、再利用させる。例えば、上記の図示されない水貯蔵装置へ貯蔵され、起動時に再利用される。【００５８】
なお、上記エネルギー供給システムにおいて、各配管の途中には、必要に応じて流体の流れを制御するためのポンプや弁を設けていても良い。【００５９】
本発明のエネルギー供給システムでは、水素の生成により生じた水酸化マグネシウム２２を二酸化炭素の処理に用いているので、二酸化炭素の除去装置を設ける必要がなくなる。また、従来不要なものとして除去対象となっていた二酸化炭素と水酸化マグネシウム２２とを再利用して有用な水を生成することが可能となる。すなわち、密閉空間１０において、二酸化炭素の濃度上昇を抑えることができると共に、排出物を抑制し、再利用することが可能となる。【００６０】
（第２の実施の形態）
本発明のエネルギー供給システムの第２の実施の形態の構成について説明する。図５は、本発明のエネルギー供給システムの第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。
エネルギー供給システム１ａは、密閉空間１０内に設けられ、水素供給部２、酸素供給部３、燃料電池４、処理部５、分離部６、熱交換部７、温度センサ３１、３２、液面計３３、流量制御弁４１、４２、４３、制御弁４５を具備する。【００６１】
熱交換部７は、配管１７、配管１３、配管１１ａが通っている。配管１７は、流量制御弁４１に流量を制御された冷却用熱媒体が流通する。配管１３は、燃料電池４から排出され水素供給部２に供給される水（水蒸気）が流通する。配管１１ａは、水素供給部２から配管１１へ送出され、流量制御弁４２、４３に流量を制御された水素の一部（残りは配管１１ｂを通る）が流通する。【００６２】
熱交換部７は、配管１３を介して水素供給部２に供給される水（水蒸気：高温）を、配管１７を通る冷却熱媒体（低温）との熱交換により冷却（凝縮）する。凝縮して液体の水とすることで、水素供給部２での水素発生量の制御をより容易に行うことができる。そのとき、配管１３に設けられた温度センサ３１の温度Ｔ１に基づいて、流量制御弁４１でその冷却熱媒体の流量を制御（例示：ＰＩＤ制御）することにより、配管１３の水２３の温度を所望の温度に冷却することができる。【００６３】
冷却熱媒体（低温）としては、密閉空間１０が海や河川に接している場合、海水や河川の水に例示される。また、燃料電池４用の酸素は、燃料電池４に供給されるとき運転温度に昇温される必要があるので、そのような酸素を用いることも可能である。図５では、例えば、配管１２を配管１７に接続させ、配管１２を流れる酸素の全部又は一部を配管１７へ分岐させる。その場合、密閉空間１０のシステム外より冷却熱媒体を調達する必要がなくなり、エネルギー供給システムを簡素化できると共に、その自立性を高めることができる。又は、冷却熱媒体が不足した場合でも海水や河川の水にておぎなうことができる。【００６４】
上記の温度Ｔ１に基づく流量制御弁４１の制御（例示：ＰＩＤ制御）は、制御装置（図示されず）により実行される。このように配管１３の水２３を所望の温度にして水素供給部２へ供給することで、水素供給部２におけるマグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御することができる。それにより、水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。すなわち、制御装置（図示されず）は、燃料電池４で発電する電力に基づいて、生成する必要のある水素の量を算出し、その水素の量に基づいて、水素供給部２内の水を所望の温度にして生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。【００６５】
熱交換部７は、配管１１ａを介して燃料電池４へ供給される水素（高温）を、配管１７を通る冷却熱媒体（低温）との熱交換により所定の温度に冷却する。この場合、冷却熱媒体（低温）の通る他の配管１７’（図示されず）を用いても良い。そのとき、燃料電池４直前の配管１１ｂに設けられた温度センサ３２の温度Ｔ２に基づいて、流量制御弁４２、４３を連携させて配管１１ａと配管１１ｂとを流通する水素の流量を制御（例示：ＰＩＤ制御）することにより、配管１１ａの水素流量と配管１１ｂの水素流量との比を決定され、水素を燃料電池４入口で所定の温度（例示：燃料電池４がＰＥＦＣの場合、８０℃程度）とすることができる。【００６６】
上記の温度Ｔ２に基づく流量制御弁４２、４３の制御（例示：ＰＩＤ制御）は、制御装置（図示されず）により実行される。このように配管１１の水素を所定の温度にして燃料電池４へ供給することで、燃料電池４の熱効率を向上させ、運転をより適正に行うことができる。ただし、配管１１ａを通る水素（高温）を熱媒体として水（低温）２３の温度を上げるために用いることも可能である。例えば、流量制御弁４２の開度を大きく、流量制御弁４３の開度を小さくすれば、高温の水素が低温の水２３と熱交換を行うことができる。【００６７】
水素供給部２は、基本的に第１の実施の形態と同様である。ただし、液面計３３と配管１８とが設けられ、配管１８には、制御弁４５が接続されている点で異なる。液面計３３は、水素供給部２の水２３の液面を計測する。制御弁４５は、配管１８を介して水２３を他（例示：水貯蔵装置（図示されず））へ送出する。【００６８】
水素供給部２は、液面計３３で計測される水２３の液面に基づいて、マグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御することができる。すなわち、液面計３３で計測される水２３の液面に基づいて、水素供給部２に供給され蓄積される水２３の量が所望の量になるように制御弁４５を制御（例示：ＰＩＤ制御）する。【００６９】
上記水２３の液面に基づく制御弁４５の制御（例示：ＰＩＤ制御）は、制御装置（図示されず）により実行される。このように水素供給部２に供給され蓄積される水２３の量を所望の量に制御することで、マグネシウム粒子２１と反応する水２３の量を制御することができるので、生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。すなわち、制御装置（図示されず）は、燃料電池４で発電する電力に基づいて、生成する必要のある水素の量を算出し、その水素の量に基づいて、液面計３３で計測される水２３の液面を所望の液面にして生成する水素の量（生成速度）を制御することができる。【００７０】
密閉空間１０、酸素供給部３、燃料電池４、処理部５及び分離部６は、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。【００７１】
本実施の形態のエネルギー供給システムにおいても、第１の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。加えて、流量制御弁４１で冷却熱媒体の流量を制御することにより、配管１３の水の温度を所望の温度に制御できる。それにより、マグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御して、生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。さらに、制御弁４５で水２３の送出量を制御することにより、水２３の液面を所望の液面に制御することができる。それにより、マグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御して、生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。また、流量制御弁４２、４３を連携させて配管１１ａと配管１１ｂとを流通する水素の流量を制御することにより、水素を燃料電池４入口で所定の温度（例示：燃料電池４がＰＥＦＣの場合、８０℃程度）とすることができる。【００７２】
次に、水素供給部２に用いるマグネシウム（Ｍｇ）粒子については、図３及び図４の説明を含めて第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。【００７３】
次に、本発明のエネルギー供給システムの第２の実施の形態の動作について説明する。【００７４】
水素供給部２は、エネルギー供給システム１ａの起動時には、図示されない水貯蔵装置から、起動後は配管１３から、それぞれ水２３を供給される。そして、水２３とマグネシウム粒子２１との反応により、水素と水酸化マグネシウム２２とを生成する。このとき、エネルギー供給システム１ａの起動時には、上記水２３の液面に基づく制御弁４５の制御により、水２３の量を所望の量に制御して、マグネシウム粒子２１と反応する水２３の量を制御する。それにより、生成する水素の量（生成速度）を制御することができる。また、エネルギー供給システム１ａの起動後には、上記水２３の量の制御に加えて、上記水２３の温度に基づく流量制御弁４１の制御により、水素供給部２へ供給される水を所望の温度に制御して、水２３とマグネシウム粒子２１との反応を制御する。それにより、生成する水素の量（生成速度）を制御することができる。【００７５】
水素供給部２は、配管１１を介して水素を燃料電池４へ、配管１４を介して水酸化マグネシウム２２と水２３とが混合されたスラリーを処理部５へ、それぞれ供給する。酸素供給部３は、配管１２を介して燃料電池４へ酸素を供給する。このとき、上記の温度Ｔ２に基づく流量制御弁４２、４３の制御により、水素を所定の温度にして燃料電池４へ供給する。それにより、燃料電池４の熱効率を向上させ、運転をより適正に行うことができる。
燃料電池４は、水素供給部２からの水素と、酸素供給部３からの酸素とにより、電力及び熱を発生する。また、排出物として、水（水蒸気）を発生し、配管１３へ排出する。【００７６】
処理部５は、配管１４を介して供給されるスラリー（水酸化マグネシウム２２＋水２３）と、配管１６を介して二酸化炭素とを供給される。そして、そのスラリー中の水酸化マグネシウムと２２その二酸化炭素との反応により、水２３と炭酸マグネシウム２４とを生成する。処理部５は、配管１５を介して炭酸マグネシウム２４と水２３とが混合されたスラリーを分離部６へ供給する。分離部６は、配管１５を介して供給されるスラリー（炭酸マグネシウム２４＋水２３）を炭酸マグネシウム２４と水２３とに分離する。分離部６は、炭酸マグネシウム２４を固形化して除去し、水２３を他の装置へ送出し、再利用させる。例えば、上記の図示されない水貯蔵装置へ貯蔵され、起動時に再利用される。【００７７】
本実施の形態のエネルギー供給システムにおいても、第１の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。加えて、熱交換部７での配管１３の水２３の温度制御や水素供給部２での水２３の量の制御により、マグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御して、生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。また、流量制御弁４２、４３を連携させて配管１１ａと配管１１ｂとを流通する水素の流量を制御することにより、水素を燃料電池４入口で所定の温度とすることができる。【００７８】
なお、上記実施の形態において、熱交換部７での配管１３の水２３の温度制御及び水素供給部２での水２３の量の制御をいずれも行っているが、いずれか一方を行うこととしても良い。その場合にも、同様の効果を得ることができる。【００７９】
（第３の実施の形態）
本発明のエネルギー供給システムの第３の実施の形態の構成について説明する。図６は、本発明のエネルギー供給システムの第３の実施の形態の構成を示すブロック図である。
エネルギー供給システム１ｂは、密閉空間１０内に設けられ、水素供給部２、酸素供給部３、燃料電池４、処理部５、分離部６、液面計３３、温度センサ３７、制御弁４５を具備する。【００８０】
水素供給部２は、基本的に第１の実施の形態と同様である。ただし、熱交換用配管２５、液面計３３、温度センサ３７、配管１８が設けられ、配管１８には制御弁４５が接続されている点で異なる。熱交換用配管２５は、熱媒体が流通する。その熱媒体は、水素供給部２のマグネシウム粒子２１や水２３と熱交換を行う。その熱媒体は、温度センサ３７の温度Ｔ３に基づいて、図示されない熱媒体温度調整部において、加熱又は冷却され、その温度を制御される。このように、水素供給部２は、温度制御された熱媒体とマグネシウム粒子２１や水２３との熱交換により、マグネシウム粒子２１や水２３の温度Ｔ３を制御して、その反応を制御することができる。すなわち、温度センサ３７の温度Ｔ３に基づいて、マグネシウム粒子２１や水２３が所望の温度となるように熱媒体の温度を制御（例示：
ＰＩＤ制御）する。【００８１】
上記マグネシウム粒子２１や水２３の温度Ｔ３に基づく熱媒体の温度の制御（例示：ＰＩＤ制御）は、制御装置（図示されず）により実行される。このようにマグネシウム粒子２１や水２３の温度Ｔ３を所望の温度に制御することで、マグネシウム粒子２１と反応する水２３との反応を制御することができるので、生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。すなわち、制御装置（図示されず）は、燃料電池４で発電する電力に基づいて、生成する必要のある水素の量を算出し、その水素の量に基づいて、マグネシウム粒子２１や水素供給部２内の水２３の温度を所望の温度にして生成する水素の量（生成速度）を制御することができる。【００８２】
液面計３３は、水素供給部２の水２３の液面を計測する。制御弁４５は、配管１８を介して水２３を他（例示：水貯蔵装置（図示されず））へ送出する。水素供給部２は、液面計３３で計測される水２３の液面に基づいて、マグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御することができる。すなわち、液面計３３で計測される水２３の液面に基づいて、水素供給部２に供給され蓄積される水２３の量が所望の量になるように制御弁４５を制御（例示：ＰＩＤ制御）する。【００８３】
上記水２３の液面に基づく制御弁４５の制御（例示：ＰＩＤ制御）は、制御装置（図示されず）により実行される。このように水素供給部２に供給され蓄積される水２３の量を所望の量に制御することで、マグネシウム粒子２１と反応する水２３の量を制御することができるので、生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。すなわち、制御装置（図示されず）は、燃料電池４で発電する電力に基づいて、生成する必要のある水素の量を算出し、その水素の量に基づいて、液面計３３で計測される水２３の液面を所望の液面にして生成する水素の量（生成速度）を制御することができる。【００８４】
密閉空間１０、酸素供給部３、燃料電池４、処理部５及び分離部６は、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。【００８５】
本実施の形態のエネルギー供給システムにおいても、第１の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。加えて、配管２５の熱媒体の温度を制御することにより、マグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御して、生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。さらに、制御弁４５で水２３の送出量を制御することにより、水２３の液面を所望の液面に制御することができる。それにより、マグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御して、生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。【００８６】
次に、水素供給部２に用いるマグネシウム（Ｍｇ）粒子については、図３及び図４の説明を含めて第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。【００８７】
次に、本発明のエネルギー供給システムの第３の実施の形態の動作について説明する。【００８８】
水素供給部２は、エネルギー供給システム１ｂの起動時には、図示されない水貯蔵装置から、起動後は配管１３から、それぞれ水２３を供給される。そして、水２３とマグネシウム粒子２１との反応により、水素と水酸化マグネシウム２２とを生成する。このとき、上記水２３の液面に基づく制御弁４５の制御により、水２３の量を所望の量に制御して、マグネシウム粒子２１と反応する水２３の量を制御する。また、上記配管２５の熱媒体の温度制御により、マグネシウム粒子２１と水２３の温度を制御する。これらの少なくとも一方により、生成する水素の量（生成速度）を制御することができる。【００８９】
水素供給部２は、配管１１を介して水素を燃料電池４へ、配管１４を介して水酸化マグネシウム２２と水２３とが混合されたスラリーを処理部５へ、それぞれ供給する。酸素供給部３は、配管１２を介して燃料電池４へ酸素を供給する。燃料電池４は、水素供給部２からの水素と、酸素供給部３からの酸素とにより、電力及び熱を発生する。また、排出物として、水（水蒸気）を発生し、配管１３へ排出する。【００９０】
処理部５は、配管１４を介して供給されるスラリー（水酸化マグネシウム２２＋水２３）と、配管１６を介して二酸化炭素とを供給される。そして、そのスラリー中の水酸化マグネシウム２２とその二酸化炭素との反応により、水２３と炭酸マグネシウム２４とを生成する。処理部５は、配管１５を介して炭酸マグネシウム２４と水２３とが混合されたスラリーを分離部６へ供給する。分離部６は、配管１５を介して供給されるスラリー（炭酸マグネシウム２４＋水２３）を炭酸マグネシウム２４と水２３とに分離する。分離部６は、炭酸マグネシウム２４を固形化して除去し、水２３を他の装置へ送出し、再利用させる。例えば、上記の図示されない水貯蔵装置へ貯蔵され、起動時に再利用される。【００９１】
本実施の形態のエネルギー供給システムにおいても、第１の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。加えて、熱媒体によるマグネシウム粒子２１と水２３の温度制御や水素供給部２での水２３の量の制御により、マグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御して、生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。【００９２】
なお、上記実施の形態において、熱媒体によるマグネシウム粒子２１と水２３の温度制御や水素供給部２での水２３の量の制御をいずれも行っているが、いずれか一方を行うこととしても良い。その場合にも、同様の効果を得ることができる。【００９３】
（第４の実施の形態）
本発明のエネルギー供給システムの第４の実施の形態の構成について説明する。図７は、本発明のエネルギー供給システムの第４の実施の形態の構成を示すブロック図である。
エネルギー供給システム１ｃは、密閉空間１０内に設けられ、水素供給部２、酸素供給部３、燃料電池４、処理部５、分離部６、水貯蔵部８、液面計３３、液面計３５、制御弁４７、ポンプ５２を具備する。【００９４】
水貯蔵部８は、配管１３を介して燃料電池４の排気に含まれる水（Ｈ２Ｏ）を供給される。そして、配管５５に接続されたポンプ５２により、その水を水素供給部２へ供給する。水貯蔵部８は、液面計３５及び配管１９を介して制御弁４７を備え、内部の水２３が所定の量以上になったことを液面計３５が検知した場合、制御弁４７を開放し配管１９を介して内部の水２３を他（例示：水貯蔵装置（図示されず））へ送出する。【００９５】
水素供給部２は、基本的に第１の実施の形態と同様である。ただし、燃料電池４の排気（水）を直接受け取るのではなく、一旦水貯蔵部８に貯蔵した後で配管５５を介して受け取る点、液面計３３を有している点で異なる。液面計３３は、水素供給部２の水２３の液面を計測する。【００９６】
水素供給部２は、液面計３３で計測される水２３の液面に基づいて、マグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御することができる。すなわち、液面計３３で計測される水２３の液面に基づいて、水素供給部２に供給され蓄積される水２３の量が所望の量になるようにポンプ５２を制御（例示：ＰＩＤ制御）する。例えば、ポンプ５２の回転数やポンプ５２のオン／オフにより、水２３の送出量（流量）を制御する。【００９７】
上記水２３の液面に基づくポンプ５２の制御（例示：ＰＩＤ制御）は、制御装置（図示されず）により実行される。このように水素供給部２に供給され蓄積される水２３の量を所望の量に制御することで、マグネシウム粒子２１と反応する水２３の量を制御することができるので、生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。すなわち、制御装置（図示されず）は、燃料電池４で発電する電力に基づいて、生成する必要のある水素の量を算出し、その水素の量に基づいて、液面計３３で計測される水２３の液面を所望の液面にして生成する水素の量（生成速度）を制御することができる。【００９８】
密閉空間１０、酸素供給部３、燃料電池４、処理部５及び分離部６は、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。【００９９】
本実施の形態のエネルギー供給システムにおいても、第１の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。加えて、燃料電池４からの水を一旦水貯蔵部８に貯蔵し、水素供給部２へ所望の量の水を供給するように制御することでマグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御して、生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。【０１００】
次に、水素供給部２に用いるマグネシウム（Ｍｇ）粒子２１については、図３及び図４の説明を含めて第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。【０１０１】
次に、本発明のエネルギー供給システムの第４の実施の形態の動作について説明する。【０１０２】
水素供給部２は、エネルギー供給システム１ｃの起動時及び起動後のいずれの場合にも、水貯蔵部８から水２３を供給される。そして、水２３とマグネシウム粒子２１との反応により、水素と水酸化マグネシウム２２とを生成する。このとき、上記水２３の液面に基づくポンプ５２の制御により、水２３の量を所望の量に制御して、マグネシウム粒子２１と反応する水２３の量を制御する。それにより、生成する水素の量（生成速度）を制御することができる。【０１０３】
水素供給部２は、配管１１を介して水素を燃料電池４へ、配管１４を介して水酸化マグネシウム２２と水２３とが混合されたスラリーを処理部５へ、それぞれ供給する。酸素供給部３は、配管１２を介して燃料電池４へ酸素を供給する。燃料電池４は、水素供給部２からの水素と、酸素供給部３からの酸素とにより、電力及び熱を発生する。また、排出物として、水（水蒸気）を発生し、配管１３へ排出する。【０１０４】
処理部５は、配管１４を介して供給されるスラリー（水酸化マグネシウム２２＋水２３）と、配管１６を介して二酸化炭素とを供給される。そして、そのスラリー中の水酸化マグネシウム２２とその二酸化炭素との反応により、水２３と炭酸マグネシウム２４とを生成する。処理部５は、配管１５を介して炭酸マグネシウム２４と水２３とが混合されたスラリーを分離部６へ供給する。分離部６は、配管１５を介して供給されるスラリー（炭酸マグネシウム２４＋水２３）を炭酸マグネシウム２４と水２３とに分離する。分離部６は、炭酸マグネシウム２４を固形化して除去し、水２３を他の装置へ送出し、再利用させる。例えば、上記の図示されない水貯蔵装置へ貯蔵され、起動時に再利用される。【０１０５】
本実施の形態のエネルギー供給システムにおいても、第１の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。加えて、ポンプ５２による水素供給部２での水２３の量の制御により、マグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御して、生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。【０１０６】
（第５の実施の形態）
本発明のエネルギー供給システムの第５の実施の形態の構成について説明する。図８は、本発明のエネルギー供給システムの第５の実施の形態の構成を示すブロック図である。
エネルギー供給システム１ｄは、密閉空間１０内に設けられ、水素供給部２、酸素供給部３、燃料電池４、処理部５、分離部６、熱交換部７、温度センサ３１、３２、液面計３３、圧力計３４、流量制御弁４１、４２、４３、制御弁４５、圧力調整弁４４、４６、加圧ポンプ５１を具備する。【０１０７】
水素供給部２は、基本的に第２の実施の形態と同様である。ただし、圧力計３４が設けられ、配管１３には加圧ポンプ５１が接続され、配管１１には圧力調整弁４４が接続されている点で異なる。圧力計３４は、水素供給部２の圧力を計測する。加圧ポンプ５１は、燃料電池４から供給される水２３の圧力を所望の圧力に昇圧して、水素供給部２へ供給する。圧力調整弁４４は、水素供給部２から供給される水素の圧力を燃料電池４の運転圧力に降圧して、配管１１ａ、１１ｂを介して燃料電池４へ供給する。なお、加圧ポンプ５１をバイパスする配管５６には圧力調整弁４６が設けられ、必要に応じて開かれる。【０１０８】
水素供給部２は、圧力計３４で計測される水素供給部２の圧力に基づいて、マグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御することができる。すなわち、圧力計３４で計測される水素供給部２の圧力に基づいて、水素供給部２に供給され蓄積される水２３の圧力が所望の圧力になるように加圧ポンプ５１を制御（例示：ＰＩＤ制御）する。【０１０９】
上記水素供給部２の圧力に基づく加圧ポンプ５１の制御（例示：ＰＩＤ制御）は、制御装置（図示されず）により実行される。このように水素供給部２に供給され蓄積される水２３の圧力を所望の圧力に制御することで、マグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御することができるので、生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。
すなわち、制御装置（図示されず）は、燃料電池４で発電する電力に基づいて、生成する必要のある水素の量を算出し、その水素の量に基づいて、圧力計３４で計測される水素供給部２の圧力を所望の圧力にして生成する水素の量（生成速度）を制御することができる。【０１１０】
密閉空間１０、酸素供給部３、燃料電池４、処理部５、分離部６、熱交換部７、温度センサ３１、３２、液面計３３、流量制御弁４１、４２、４３、制御弁４５は、第２の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。【０１１１】
本実施の形態のエネルギー供給システムにおいても、第２の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。加えて、加圧ポンプ５１で配管１３の水の圧力を制御することにより、水素供給部２の水２３の圧力を所望の圧力に制御できる。それにより、マグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御して、生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。【０１１２】
次に、水素供給部２に用いるマグネシウム（Ｍｇ）粒子２１については、図３及び図４の説明を含めて第２の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。【０１１３】
次に、本発明のエネルギー供給システムの第５の実施の形態の動作について説明する。【０１１４】
水素供給部２は、エネルギー供給システム１ｄの起動時には、図示されない水貯蔵装置から、起動後は配管１３から、それぞれ水２３を供給される。そして、水２３とマグネシウム粒子２１との反応により、水素と水酸化マグネシウム２２とを生成する。このとき、エネルギー供給システム１ｄの起動時には、上記（第２の実施の形態）の水２３の液面に基づく制御弁４５の制御により、水２３の量を所望の量に制御して、マグネシウム粒子２１と反応する水２３の量を制御する。それにより、生成する水素の量（生成速度）を制御することができる。また、エネルギー供給システム１ｄの起動後には、上記水２３の量の制御に加えて、上記（第２の実施の形態）の水２３の温度に基づく流量制御弁４１の制御により水素供給部２へ供給される水２３を所望の温度に制御し、上記水素供給部２の圧力に基づく加圧ポンプ５１の制御により水素供給部２の水２３を所望の圧力に制御する。これらにより、水２３とマグネシウム粒子２１との反応を制御する。それにより、生成する水素の量（生成速度）を制御することができる。【０１１５】
水素供給部２は、配管１１を介して水素を燃料電池４へ、配管１４を介して水酸化マグネシウム２２と水２３とが混合されたスラリーを処理部５へ、それぞれ供給する。酸素供給部３は、配管１２を介して燃料電池４へ酸素を供給する。このとき、上記の温度Ｔ２に基づく流量制御弁４２、４３の制御により、水素を所定の温度にして燃料電池４へ供給する。それにより、燃料電池４の熱効率を向上させ、運転をより適正に行うことができる。
燃料電池４は、水素供給部２からの水素と、酸素供給部３からの酸素とにより、電力及び熱を発生する。また、排出物として、水（水蒸気）を発生し、配管１３へ排出する。【０１１６】
処理部５は、配管１４を介して供給されるスラリー（水酸化マグネシウム２２＋水２３）と、配管１６を介して二酸化炭素とを供給される。そして、そのスラリー中の水酸化マグネシウム２２とその二酸化炭素との反応により、水２３と炭酸マグネシウム２４とを生成する。処理部５は、配管１５を介して炭酸マグネシウム２４と水２３とが混合されたスラリーを分離部６へ供給する。分離部６は、配管１５を介して供給されるスラリー（炭酸マグネシウム２４＋水２３）を炭酸マグネシウム２４と水２３とに分離する。分離部６は、炭酸マグネシウム２４を固形化して除去し、水２３を他の装置へ送出し、再利用させる。例えば、上記の図示されない水貯蔵装置へ貯蔵され、起動時に再利用される。【０１１７】
本実施の形態のエネルギー供給システムにおいても、第２の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。加えて、加圧ポンプ５１で配管１３の水の圧力を制御することにより、水素供給部２の水２３の圧力を所望の圧力に制御して、生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。【０１１８】
なお、上記実施の形態において、熱交換部７での配管１３の水２３の温度制御、水素供給部２での水２３の量の制御及び水２３の圧力制御をいずれも行っているが、いずれかを行うこととしても良い。その場合にも、同様の効果を得ることができる。【０１１９】
上記第１、２、３、５の実施の形態において、水素供給部２の構成は以下のような構成でも良い。図９は、水素供給部２の他の構成を示す概略図である。水素供給部２は、粒子供給部９、粒子供給機構４７、水素発生部２ａを備え、液面計３６及び配管１８を介して制御弁４５が接続されている。【０１２０】
水素発生部２ａは、配管１３から供給される水２３を貯蔵する。液面計３６は、水素発生部２ａの水の液面２３ａを検知する。制御弁４５は、液面が所定の高さ以上になった場合、開放されて配管１８を介して内部の水２３を他（例示：水貯蔵装置（図示されず））へ送出する。【０１２１】
粒子供給部９は、マグネシウム粒子２１を保持している。粒子供給機構４７は、フィーダに例示され、粒子供給部９のマグネシウム粒子２１を水素発生部２ａへ供給する。制御装置（図示されず）は、燃料電池４で発電する電力に基づいて、生成する必要のある水素の量を算出する。そして、その水素の量に基づいて、粒子供給機構４７を制御して、所望の量のマグネシウム粒子２１を水素発生部２ａへ送出する。水素発生部２ａは、送出されたマグネシウム粒子２１と貯蔵された水２３との反応により、必要量の水素と水酸化マグネシウム２２とを生成する。水素発生部２ａは、その水素を燃料電池４へ、その水酸化マグネシウム２２を処理部５へ送出する。【０１２２】
この水素供給部では、マグネシウム粒子２１へ水２３を供給するのではなく、水２３にマグネシウム粒子２１を供給するので、供給されたマグネシウム粒子２１は確実に反応に寄与することができる。それにより、水素発生量の制御をより正確に行うことができる。【０１２３】
（第６の実施の形態）
本発明のエネルギー供給システムの第６の実施の形態の構成について説明する。図１０は、本発明のエネルギー供給システムの第６の実施の形態の構成を示すブロック図である。エネルギー供給システム１ｅは、密閉空間１０内に設けられ、水素供給部２、酸素供給部３、燃料電池４、熱交換部７、温度センサ３１、３２、液面計３３、流量制御弁４１、４２、４３、７３、７４、制御弁４５、４８、冷却部９０を具備する。【０１２４】
熱交換部７は、配管１７、配管１３、配管８１、配管１１ａが通っている。配管１７は、流量制御弁４１に流量を制御された冷却用熱媒体が流通する。配管１３は、燃料電池４から排出され水素供給部２に供給される水（水蒸気）が流通する。配管８１は、冷却部９０から燃料電池４を冷却するために供給され、燃料電池４を通過した水（冷媒）が流通する。配管１１ａは、水素供給部２から配管１１へ送出され、流量制御弁４２、４３に流量を制御された水素の一部（残りは配管１１ｂを通る）が流通する。配管１７の冷却用熱媒体は、配管１３、配管８１、配管１１ａを通る流体を冷却する。【０１２５】
熱交換部７は、配管１３を介して水素供給部２に供給される水（水蒸気：高温）を、配管１７を通る冷却熱媒体（低温）との熱交換により冷却（凝縮）する。凝縮して液体の水とし、さらに温度制御することで、水素供給部２での水素発生量の制御をより容易に行うことができる。そのとき、配管１３に設けられた温度センサ３１の温度Ｔ１に基づいて、流量制御弁４１でその冷却熱媒体の流量を制御（例示：ＰＩＤ制御）することにより、配管１３の水２３の温度を所望の温度に冷却することができる。【０１２６】
冷却熱媒体（低温）としては、密閉空間１０が海や河川に接している場合、海水や河川の水に例示される。また、燃料電池４用の酸素は、燃料電池４に供給されるとき運転温度に昇温される必要があるので、そのような酸素を用いることも可能である。図１０では、例えば、配管１２を配管１７に接続させ、配管１２を流れる酸素の全部又は一部を配管１７へ分岐させる。その場合、密閉空間１０のシステム外より冷却熱媒体を調達する必要がなくなり、エネルギー供給システムを簡素化できると共に、その自立性を高めることができる。又は、冷却熱媒体が不足した場合でも海水や河川の水にておぎなうことができる。【０１２７】
上記の温度Ｔ１に基づく流量制御弁４１の制御（例示：ＰＩＤ制御）は、制御装置（図示されず）により実行される。このように配管１３の水２３を所望の温度にして水素供給部２へ供給することで、水素供給部２におけるマグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御することができる。それにより、水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。すなわち、制御装置（図示されず）は、燃料電池４で発電する電力に基づいて、生成する必要のある水素の量を算出し、その水素の量に基づいて、水素供給部２内の水を所望の温度にして生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。【０１２８】
熱交換部７は、更に、配管１１ａを介して燃料電池４へ供給される水素（高温）を、配管１７を通る冷却熱媒体（低温）との熱交換により所定の温度に冷却する。この場合、冷却熱媒体（低温）の通る他の配管１７’（図示されず）を用いても良い。そのとき、燃料電池４直前の配管１１ｂに設けられた温度センサ３２の温度Ｔ２に基づいて、流量制御弁４２、４３を連携させて配管１１ａと配管１１ｂとを流通する水素の流量を制御（例示：ＰＩＤ制御）することにより、配管１１ａの水素流量と配管１１ｂの水素流量との比を決定され、水素を燃料電池４入口で所定の温度（例示：燃料電池４がＰＥＦＣの場合、８０℃程度）とすることができる。【０１２９】
上記の温度Ｔ２に基づく流量制御弁４２、４３の制御（例示：ＰＩＤ制御）は、制御装置（図示されず）により実行される。このように配管１１の水素を所定の温度にして燃料電池４へ供給することで、燃料電池４の熱効率を向上させ、運転をより適正に行うことができる。ただし、配管１１ａを通る水素（高温）を熱媒体として水（低温）２３の温度を上げるために用いることも可能である。例えば、流量制御弁４２の開度を大きく、流量制御弁４３の開度を小さくすれば、高温の水素が低温の水２３と熱交換を行うことができる。【０１３０】
熱交換部７は、更に、冷却部９０から配管８１を介して供給され燃料電池４を冷却した水（高温）を、配管１７を通る冷却熱媒体（低温）との熱交換により冷却する。冷却された水は、燃料電池４の通常運転時には、流量制御弁７３、配管８２及び配管１８を介して冷却部９０へ還流される。【０１３１】
一方、冷却された水は、燃料電池４の運転状態が所定の運転条件の場合、流量制御弁７４及び配管８３を介して水素供給部２へ供給される。所定の運転条件とは、水が不足するため、燃料電池４の運転に必要な量の水素を、水素供給部２が発生できない運転条件である。例えば、燃料電池４の起動のときのような、燃料電池が発電していないため、排気に水を含まないときである。あるいは、例えば、燃料電池４に急激な負荷変動があったため、排気の水では量が少なすぎるときである。このような場合でも、燃料電池４の冷却用の水を流用しているので、水不足、延いては水素不足を起こさずに、燃料電池４を運転することができる。【０１３２】
上記燃料電池４の運転状態の把握は、例えば、燃料電池の出力（電流、電圧）を計測器（図示されず）で計測し、コンピュータに例示される制御部（図示されず）により、その絶対値の大きさや、その単位時間当たりの変動を求めて、基準値と比較して判断することができる。例えば、燃料電池の出力（電流、電圧）の絶対値が所定の基準値よりも小さければ停止状態と判断し、そこから燃料電池４を動作させる場合、燃料電池４の起動動作と判断することができる。例えば、燃料電池の出力（電流、電圧）の単位時間当たりの変動が、所定の基準値よりもプラス側で大きければ、急激な負荷変動が発生しつつあると判断することができる。このように、燃料電池４の運転状態が所定の運転条件の場合、制御部（図示されず）は、流量制御弁７３、７４を制御し、当該運転条件に適する量の水を配管８１から分岐させて、水素供給部２へ供給する。【０１３３】
当該運転条件に適する水の量は、燃料電池４の起動時であれば、例えば、予め設定された定量（制御部で記憶）を起動時間中に流すことや、時間と共に所定の割合（制御部で記憶）で流量を増加させることが考えられる。また、急激な負荷変動時であれば、例えば、燃料電池の出力（電流、電圧）の単位時間当たりの変動に比例する所定の流量（制御部で記憶）で流すことが考えられる。これらの制御は、制御部のプログラムで実行される。【０１３４】
水素供給部２は、基本的に第１の実施の形態と同様である。ただし、液面計３３、配管１８、配管１４が設けられ、配管１８、１４には、それぞれ制御弁４５、４８が接続されている点で異なる。液面計３３は、水素供給部２の水２３の液面を計測する。制御弁４５は、配管１８を介して水素供給部２の水２３を冷却部９０へ送出する。制御弁４８は、配管１４を介して水素供給部２の水酸化マグネシウム２２を他（例示：処理部５）へ送出する。【０１３５】
水素供給部２は、液面計３３で計測される水２３の液面に基づいて、マグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御することができる。すなわち、液面計３３で計測される水２３の液面に基づいて、水素供給部２に供給され蓄積される水２３の量が所望の量になるように制御弁４５を制御（例示：ＰＩＤ制御）する。ただし、制御弁４８で行っても良い。【０１３６】
上記水２３の液面に基づく制御弁４５（又は制御弁４８）の制御（例示：ＰＩＤ制御）は、制御装置（図示されず）により実行される。このように水素供給部２に供給され蓄積される水２３の量を所望の量に制御することで、マグネシウム粒子２１と反応する水２３の量を制御することができるので、生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。すなわち、制御装置（図示されず）は、燃料電池４で発電する電力に基づいて、生成する必要のある水素の量を算出し、その水素の量に基づいて、液面計３３で計測される水２３の液面を所望の液面にして生成する水素の量（生成速度）を制御することができる。【０１３７】
冷却部９０は、燃料電池４の冷却用の水を、配管８１、流量制御弁７３、配管８２及び配管１８の循環流路を用いて循環させる。そのとき、配管８１の途中に設けられた燃料電池４で発生する熱量を、配管８１内を流通する水で奪う。その熱量は、配管８１の途中に設けられた熱交換器７により奪われる。既述のように、燃料電池４の運転状態に応じて、配管８１の途中に接続された流量制御弁７４、配管８３を介して、冷却用の水を水素供給部２へ供給する。【０１３８】
冷却部９０は、例えば、冷却水貯蔵部７０、冷却水循環ポンプ７１及び冷却水熱交換器７２を備える。冷却水貯蔵部７０は、燃料電池４の冷却用の水７０ａを貯蔵している。冷却水循環ポンプ７１は、循環流路に水７０ａを循環させる。循環流路に循環させられる水量は制御部（図示されず）に制御される。冷却水熱交換器７２は、水７０ａを、配管８４を流れる冷媒（例示：海水）により冷却する。【０１３９】
密閉空間１０、酸素供給部３、燃料電池４は、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。【０１４０】
本実施の形態のエネルギー供給システムでは、燃料電池４の排気の水を用いて水素供給部２で水素を発生するので、水の供給装置を設ける必要が無い。そのため、宇宙の施設や移動手段のような密閉空間１０において使用される装置として有効である。また、燃料電池４の運転条件によって急に水素が必要な場合、燃料電池４の排気からの水では水素供給部２で十分に水素を発生することができない場合がある。その場合でも、燃料電池４の冷却用の水を一部水素供給部２へ分流することにより、対応することが可能である。それにより、この場合でも水の供給装置を設ける必要が無く、密閉空間１０において使用される装置として有効である。【０１４１】
本実施の形態のエネルギー供給システムでは、流量制御弁４１で冷却熱媒体の流量を制御することにより、配管１３の水の温度を所望の温度に制御できる。それにより、マグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御して、生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。さらに、制御弁４５で水２３の送出量を制御することにより、水２３の液面を所望の液面に制御することができる。それにより、マグネシウム粒子２１と水２３との反応を制御して、生成する水素の量（生成速度）を制御することが可能となる。また、流量制御弁４２、４３を連携させて配管１１ａと配管１１ｂとを流通する水素の流量を制御することにより、水素を燃料電池４入口で所定の温度（例示：燃料電池４がＰＥＦＣの場合、８０℃程度）とすることができる。【０１４２】
次に、水素供給部２に用いるマグネシウム（Ｍｇ）粒子については、図３及び図４の説明を含めて第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。【０１４３】
次に、本発明のエネルギー供給システムの第６の実施の形態の動作について説明する。
制御部（図示されず）は、エネルギー供給システム１ｅの起動時に、流量制御弁７４を開き、水素供給部２へ供給する水の流量の制御を開始する。同時に、制御部は、冷却部９０の冷却水循環ポンプ７１を動作させる。それにより、配管８１、流量制御弁７４及び配管８３を介して、流量を制御された水７０ａが水２３として水素供給部２へ供給される。水素供給部２は、流量を制御された水２３とマグネシウム粒子２１との反応により、流量を制御された水素と水酸化マグネシウム２２とを生成する。制御部は、配管１１の流量制御弁４２、４３を制御し、水素供給部２から燃料電池４へ水素を供給する。同時に、酸素供給部３から配管１２を介して燃料電池４へ酸素を供給する。これらの水素と酸素との反応により、燃料電池４が電力及び熱を発生する。制御部（図示されず）は、電力の発生を検知すると、流量制御弁７３も開き、流量を制御しながら、燃料電池４の冷却を開始する。反応により生成された水は、配管１３を介して水素供給部２へ供給され始める。【０１４４】
制御部（図示されず）は、エネルギー供給システム１ｅの起動終了後、流量制御弁７４を閉じる。冷却部９０からの水７０ａは、燃料電池４の冷却にのみ用いられるようになる。水素供給部２は、配管１３から水２３を供給され、水２３とマグネシウム粒子２１との反応により、水素と水酸化マグネシウム２２とを生成する。このとき、制御部は、上記水２３の液面に基づく制御弁４５の制御により、水２３の量を所望の量に制御して、マグネシウム粒子２１と反応する水２３の量を制御する。それにより、生成する水素の量（生成速度）を制御することができる。更に、上記水２３の量の制御に加えて、上記水２３の温度に基づく流量制御弁４１の制御により、水素供給部２へ供給される水を所望の温度に制御して、水２３とマグネシウム粒子２１との反応を制御する。それにより、生成する水素の量（生成速度）を制御することができる。制御部は、配管１４を介して水酸化マグネシウム２２と水２３とが混合されたスラリーを、制御弁４８により外部へ送出する。燃料電池４は、水素供給部２からの水素と、酸素供給部３からの酸素とにより、電力及び熱を発生している。また、排出物として、水（水蒸気）を発生し、配管１３へ排出している。このとき、上記の温度Ｔ２に基づく流量制御弁４２、４３の制御により、水素を所定の温度にして燃料電池４へ供給する。それにより、燃料電池４の熱効率を向上させ、運転をより適正に行うことができる。【０１４５】
ここで、制御部が、燃料電池４に接続された負荷の急激な変動（上昇）を検知した場合、以下の動作を実行する。すなわち、制御部は、負荷の変動の大きさに対応して、流量制御弁７４を開き、水素供給部２へ供給する水の流量の制御を開始する。それにより、流量を制御された水７０ａが追加的に水素供給部２へ供給される。水素供給部２は、配管１３からの水２３に加えて、配管８１からの水７０ａを供給され、マグネシウム粒子２１との反応により、多量の水素と水酸化マグネシウム２２とを生成することができる。この大量の水素により、負荷の急激な変動（上昇）にもかかわらず、燃料電池４は十分な量の電力を発電することができる。このとき、流量制御弁７３は、開いており、燃料電池４の冷却は継続的に行われている。【０１４６】
以上のように、本実施の形態では、密閉空間において、起動や負荷の急激な変動等の運転条件に関わらず、必要な量の水素を安定的に生成、供給可能となる。【０１４７】
（第７の実施の形態）
本発明のエネルギー供給システムの第７の実施の形態の構成について説明する。図１１は、本発明のエネルギー供給システムの第７の実施の形態の構成を示すブロック図である。エネルギー供給システム１ｆは、密閉空間１０内に設けられ、水素供給部２、酸素供給部３、燃料電池４、処理部５、分離部６、熱交換部７、温度センサ３１、３２、液面計３３、流量制御弁４１、４２、４３、７３、７４、制御弁４５、４８、冷却部９０を具備する。本実施の形態では、処理部５及び分離部６が追加されている点、分離部６で分離された水が冷却水貯蔵部７０へ供給される点で、第６の実施の形態と異なる。【０１４８】
ここで、処理部５及び分離部６は、分離部６で分離された水が冷却水貯蔵部７０へ供給される以外は第１の実施の形態等と同様であるので、その説明を省略する。【０１４９】
また、本発明のエネルギー供給システムの第７の実施の形態の動作については、制御部が配管１４を介して水酸化マグネシウム２２と水２３との混合スラリーを制御弁４８、配管１４を介して処理部５へ送出した後の処理部５、分離部６の動作が第１の実施の形態と同様であることから、その説明を省略する。【０１５０】
この場合にも、第１の実施の形態の効果及び第６の実施の形態の動作の効果を得ることができる。【０１５１】
本発明は上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、上記各実施の形態は、互いに矛盾が発生しない限り、適宜組み合わせて実施することが可能である。【０１５２】
本発明により、密閉空間で用いるエネルギー供給システムにおいて、排出物を抑制し、効率を向上させることができる。また、密閉空間で用いるエネルギー供給システムにおいて、密閉空間の二酸化炭素の濃度上昇を抑えることが可能となる。更に、密閉空間において、運転条件に関わらず、必要な量の水素を安定的に生成、供給可能となる。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年9月3日(2007.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素生成物質と水とが反応して、水素と水酸化化合物とが生成される水素供給部と、
前記水素供給部から供給される前記水素と酸素供給部から供給される酸素とによって、エネルギーを発生させるエネルギー発生部を備えたエネルギー供給システムにおいて、
前記水素供給部にて生成された前記水酸化化合物と少なくとも二酸化炭素を含む気体とが反応して、前記水が生成される処理部を備えた
エネルギー供給システム。
【請求項２】
請求の範囲１に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記処理部にて生成される炭酸化合物と前記水とが、それぞれ分離される分離部を備えた
エネルギー供給システム。
【請求項３】
請求の範囲１及び２の何れか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水素生成物質がＭｇ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌのうちから選択される少なくとも一種の材料を含む粒子であり、
前記水素化合物の表面を覆う水溶性被膜を有する
エネルギー供給システム。
【請求項４】
請求の範囲３に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水溶性被膜は、水との接触により溶解する材料を含む
エネルギー供給システム。
【請求項５】
請求の範囲４に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水溶性被膜は、水性エポキシ樹脂、水性ウレタン樹脂、水性アクリル樹脂、水性ポリエステル樹脂、水性アクリルシリコン樹脂、水性フッ素樹脂、水性シリカ・有機ハイブリッドポリマー等、水との接触により溶解する材料のうちから選択される少なくとも一種の材料を含む
エネルギー供給システム。
【請求項６】
請求の範囲１乃至５のいずれか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水素供給部は、前記水素生成物質の温度を制御する温度調整手段を備えた
エネルギー供給システム。
【請求項７】
請求の範囲１乃至６のいずれか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水素供給部内の水量を制御する水量調整手段を備えた
エネルギー供給システム。
【請求項８】
請求の範囲１乃至７のいずれか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水素供給部内の圧力を制御する圧力調整手段を備えた
エネルギー供給システム。
【請求項９】
請求の範囲１乃至８のいずれか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水素供給部は、内部に前記水素生成物質を供給する水素生成物質供給部を備えた
エネルギー供給システム。
【請求項１０】
請求の範囲１乃至９のいずれか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水及び前記水素の温度を制御する熱交換部を備えた
エネルギー供給システム。
【請求項１１】
請求の範囲１０に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記熱交換部は、前記酸素を用いて前記水及び前記水素の温度を制御する
エネルギー供給システム。
【請求項１２】
請求の範囲１乃至１１のいずれか一項に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水は、水蒸気を含む
エネルギー供給システム。
【請求項１３】
水との反応により水素を放出する粒子と、
前記粒子の表面を覆う水溶性被膜と
を具備する
水素生成物質。
【請求項１４】
請求の範囲１３に記載の水素生成物質において、
前記粒子は、加水反応にて水素を放出する特性を持つ材料を含む
水素生成物質。
【請求項１５】
請求の範囲１４に記載の水素生成物質において、
前記粒子は、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌのうちから選択される少なくとも一種の材料を含む
水素生成物質。
【請求項１６】
請求の範囲１３乃至１５のいずれか一項に記載の水素生成物質において、
前記水溶性被膜は、水との接触により溶解する材料を含む
水素生成物質。
【請求項１７】
請求の範囲１６に記載の水素生成物質において、
前記水溶性被膜は、水性エポキシ樹脂、水性ウレタン樹脂、水性アクリル樹脂、水性ポリエステル樹脂、水性アクリルシリコン樹脂、水性ふっ素樹脂、水性シリカ・有機ハイブリッドポリマーのうちから選択される少なくとも一種の材料を含む
水素生成物質。
【請求項１８】
（ａ）水との反応により水素を放出する粒子を、表面の酸化膜が無くなるように第１条件の還元雰囲気に置く工程と、
（ｂ）前記粒子を、表面の一部に酸化膜ができるように第２条件の酸化雰囲気に置く工程と
を具備する
水素生成物質の製造方法。
【請求項１９】
請求の範囲１８に記載の水素生成物質の製造方法において、
前記粒子は、加水反応にて水素を放出する特性を持つ材料を含む
水素生成物質の製造方法。
【請求項２０】
請求の範囲１９に記載の水素生成物質の製造方法において、
前記粒子は、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ａｌのうちから選択される少なくとも一種の材料を含む
水素生成物質の製造方法。
【請求項２１】
請求の範囲１９又は２０に記載の水素生成物質の製造方法において、
前記第２条件の酸化雰囲気は、酸化に対して不活性な気体に対する酸素分圧で制御される
水素生成物質の製造方法。
【請求項２２】
水素生成物質と水とが反応して、水素と水酸化化合物とが生成される水素供給部と、
前記水素供給部から供給される前記水素と酸素供給部から供給される酸素とによって、エネルギーを発生させるエネルギー発生部と、
前記エネルギー発生部を冷却する冷却水が流れる循環流路を備えた冷却部とを具備し、
前記循環流路は、前記水素供給部から前記エネルギー発生部へ供給する水素量に基づいて、前記循環流路から前記水素供給部へ前記冷却水が供給される分岐流路を備えた
エネルギー供給システム。
【請求項２３】
請求の範囲２２に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記水素供給部にて生成された前記水酸化化合物と少なくとも二酸化炭素を含む気体とが反応して、水を生成する処理部を備えた
エネルギー供給システム。
【請求項２４】
請求の範囲２３に記載のエネルギー供給システムにおいて、
前記処理部にて生成される炭酸化合物と前記水とが、それぞれ分離される分離部を備えた
エネルギー供給システム。
【国際調査報告】
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