(57)【要約】      （修正有）【課題】簡便で小型化可能な水素貯蔵カートリッジ及びそれを装着してなる燃料電池装置を提供する。【解決手段】水素貯蔵カートリッジ１２は水素貯蔵材料２を封入する貯蔵容器１と、外部にコネクタ４を介して連通するとともに該水素貯蔵材料から放出される水素ガスの流路を形成する管状部材３と、該貯蔵容器の略中心部の凹部に嵌め込まれる管状熱交換器６を具備する発熱体５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素貯蔵材料を封入する貯蔵容器と、外部にコネクタを介して連通するとともに該水素貯蔵材料から放出される水素ガスの流路を形成する管状部材と、該貯蔵容器の略中心部の凹部に着脱可能に嵌め込まれる管状熱交換器を具備する発熱体と、を備えることを特徴とする水素貯蔵カートリッジ。
【請求項２】
前記水素貯蔵カートリッジのコネクタと連結して水素ガスの流路を形成するコネクタを具備し水素を貯蔵する水素貯蔵室と、該水素貯蔵室と水素供給管を介して連通する燃料電池と、を備えることを特徴とする請求項１記載の水素貯蔵カートリッジを装着してなる燃料電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素を吸蔵放出する水素貯蔵材料を封入する水素貯蔵カートリッジ及びそれを装着してなる燃料電池装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水素ボンベに代わって、小さい容積で多量の水素を貯蔵できる水素貯蔵タン
クが研究開発されてきた。そのような水素貯蔵タンクに用いられる水素貯蔵材料としては
水素吸蔵合金の開発が進められおり、水素吸蔵合金を使用した水素貯蔵タンクについて提
案がなされている（ 特許文献１ 〜 ３参照。）。
一方、近年、新たな水素貯蔵材料として、アラネート系材料や、カーボンナノチューブなどのカーボン系材料も研究開発されている。
さらには、リチウム系材料が発明者らにより最近見出され、提案がなされている。（ 特許文献４ 参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１２０９９６号公報
【特許文献２】特開２００２−１２２２９４号公報
【特許文献３】特開２００２−２２１２９７号公報
【特許文献４】特開２００５−２８２８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、水素吸蔵合金は単位重量あたりの水素吸蔵率が低く、水素吸蔵合金を使
用した水素貯蔵タンクは実用化には至っていない。また、リチウム系材料等の新たな水素
貯蔵材料は、従来の吸蔵合金とは異なる粉体特性や水素吸蔵放出特性を示すことから、そ
れらを用いた貯蔵タンクは、その特性にあった構造にしなければ、単位体積あたりの水素
ガス貯蔵量を十分に確保することができなかった。また、水素を放出するための加熱手段が大掛かりとなるため小型化できないという課題を有していた。
【０００４】
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、加熱手段が簡便で小型化可能な水素貯蔵カートリッジ及びそれを装着してなる燃料電池装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した本発明の目的は、水素貯蔵材料を封入する貯蔵容器と、外部にコネクタを介して連通するとともに該水素貯蔵材料から放出される水素ガスの流路を形成する管状部材と、該貯蔵容器の略中心部の凹部に嵌め込まれる着脱可能な管上熱交換器を具備する発熱体と、を備えることを特徴とする水素貯蔵カートリッジによって達成される。
【０００６】
また、上記した本発明の目的は、前記水素貯蔵カートリッジのコネクタと連結して水素ガスの流路を形成するコネクタを具備し水素を貯蔵する水素貯蔵室と、該水素貯蔵室と水素供給管を介して連通する燃料電池と、を備えることを特徴とする前記載の水素貯蔵カートリッジを装着してなる燃料電池装置によって達成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、加熱手段が簡便となるため小型化可能な水素貯蔵カートリッジが得られる。したがって、それを装着してなる燃料電池装置も小型化が可能で汎用的となる効果がある 。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明では、水素貯蔵材料を封入する貯蔵容器と、外部にコネクタを介して連通するとともに該水素貯蔵材料から放出される水素ガスの流路を形成する管状部材と、該貯蔵容器の略中心部の凹部に着脱可能に嵌め込まれる管状熱交換器を具備する発熱体と、を備えることを特徴とする水素貯蔵カートリッジを提案している。
【０００９】
ここで、本発明に係る水素貯蔵材料としては、前記特許文献４にて開示したようにリチウ系材料が好適に用いられる。また、本発明の水素貯蔵材料には、水素吸放出能を促進する触媒をさらに含んでいることが好ましい。
【００１０】
以下、本発明の水素貯蔵カートリッジの実施の形態をより詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態を説明するため、水素貯蔵カートリッジ１２の模式的な構造説明図である。（図１の（ａ）は、管状熱交換器を具備する発熱体が貯蔵容器の略中心部の凹部に嵌め込まれた状態の水素貯蔵カートリッジの構造説明図で、（ｂ）は、管状熱交換器を具備する発熱体を貯蔵容器から外した状態の構造説明図である。）
【００１１】
図１において、貯蔵容器１は、水素貯蔵材料２を容器内に封入している。管状部材３は、外部にコネクタ４を介して連通するとともに水素貯蔵材料から放出される水素ガスの流路を形成している。ここで、コネクタ４は、図示した状態では、外部との流路は遮断されているが、従来公知の構造を採用することによりコネクタ４を貯蔵容器側に押し込むと外部との流路が開通される構造となっている。
次に、発熱体５は、貯蔵容器１の略中心部の凹部に着脱可能に嵌め込まれる管状熱交換器６を具備している。
【００１２】
発熱体５の内部には、水素貯蔵材料２に吸蔵された水素を放出するのに十分な温度を付与できる発熱源が内蔵され、発熱源から発せられた熱源は管状熱交換器６を介して水素貯蔵材料２に伝えられて水素が放出される。ここで、放出された水素は、管状部材３の流路を通じて外部へ放出可能となる。
【００１３】
ここで、発熱体５の内部に内蔵される発熱源としては、例えば、鉄粉と炭素粉末と空気との組み合わせからなるものや、生石灰と水との組み合わせからなるものや、ベンジンと白金触媒と空気の組み合わせからなるものや、固形燃料等が適用できる。また、電気ヒータを内蔵しても良い。
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、発熱体５を、貯蔵容器１の略中心部の凹部に着脱可能に嵌め込まれる管状熱交換器６を具備した簡便な構成としたので、従来の大掛かりな発熱部を備えた据え置き型の容器と比較して小型が可能となる効果がある。
【００１５】
次に、本発明では、前記水素貯蔵カートリッジのコネクタと連結して水素ガスの流路を形成するコネクタを具備し水素を貯蔵する水素貯蔵室と、該水素貯蔵室と水素供給管を介して連通する燃料電池と、を備えることを特徴とする前記載の水素貯蔵カートリッジを装着してなる燃料電池装置を提案している。
【００１６】
次に、本発明の燃料電池装置の実施の形態をより詳細に説明する。
図２は、本発明の実施の形態を説明するため、燃料電池装置１１の模式的な構造説明図である。（図２の（ａ）は、水素貯蔵カートリッジを装着してなる燃料電池装置の構造説明図で、（ｂ）は、水素貯蔵カートリッジを水素貯蔵室と水素供給管を介して連通する燃料電池から外した状態の構造説明図である。）
【００１７】
図２において、水素を貯蔵する水素貯蔵室７は、前記水素貯蔵カートリッジのコネクタ４と連結して水素ガスの流路を形成するコネクタ８を具備している。ここで、前記したようにコネクタ４とコネクタ８との連結は、コネクタ４が貯蔵容器１側に押し込まれる状態で連結されるため水素ガスの流路が形成されているようになっている。
また、水素貯蔵室７は、水素供給管９を介して燃料電池１０と連通している。このようにして、本発明に係る水素貯蔵カートリッジ１２を装着してなる燃料電池装置１１が構成される。
【００１８】
以下に、本発明を実施例により具体的に説明する。
（実施例）
水素貯蔵カートリッジの貯蔵容器（内容積：０．１リットル）および発熱体を構成する材料としてはアルミニウムを用いた。これにより、簡便さと軽量化が可能となった。また、発熱体としては、電気ヒータを用いた。なお、貯蔵容器の外径は３ｃｍ、略中心部には、内径１ｃｍの空洞の凹部があり断面はドーナツ円状となっている。水素貯蔵室としては、外径３ｃｍ、長さ５ｃｍの容器を用いた。
水素を吸蔵したリチウ系の水素貯蔵材料２５ｇを貯蔵容器に封入し、管上熱交換器を具備する発熱体を貯蔵容器の略中心部の空洞の凹部に嵌め込んで、本発明に係る水素貯蔵カートリッジを得た。また、得られた水素貯蔵カートリッジのコネクタと水素貯蔵室のコネクタと連結して水素ガスの流路を形成し、本発明に係る水素貯蔵カートリッジを装着してなる燃料電池装置を得た。
ここで、より具体的には、燃料電池としては、小型燃料電池（ＰＦＣ−ＥＤ２、ＤＣ２Ｖ／０．６Ｗ、大同メタル工業社製）を使用した。また、コネクタとしては、スウェ−ジロック社製のクイックコネクツ（ＳＳ−ＱＭ２−Ｄ−２ＰＭ、並びにＳＳ−ＱＭ２−Ｂ−２ＰＭ）を用いた。また、電気ヒータとしては、坂口電熱社製のカートリッジヒータ（外径：８ｍｍ、１００Ｖ・５０Ｗ）を使用した。
次に、電気ヒータに電気を流して水素貯蔵材料を１８０℃に加熱した。その結果、リチウ系の水素貯蔵材料から水素が放出され燃料電池には、１．５ボルトの起電力が発生した。
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば、加熱手段が簡便となるため小型化可能な水素貯蔵カートリッジが得られる。したがって、それを装着してなる燃料電池装置も小型化が可能で汎用的となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】水素貯蔵カートリッジの模式的な構造説明図である。
【図２】燃料電池装置の模式的な構造説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１；貯蔵容器
２；水素貯蔵材料
３；管状部材
４；コネクタ
５；発熱体
６；熱交換器
７；水素貯蔵室
８；コネクタ
９；水素供給管
１０；燃料電池
１１；燃料電池装置
１２；水素貯蔵カートリッジ
【図１】
2007309370.tif 000003
【図２】
2007309370.tif 000004