(57)【要約】【課題】輸送する際の振動への耐性を高め、粉塵や容器破損が生じない水素発生剤およびその製造方法、この水素発生剤を適用した発電装置を提供する。【解決手段】水素発生剤１は、ボトル状の容器Ｂと、樹脂を含む母材５１中に水反応物質（水素化カルシウム５２）を含有させ、かつ容器Ｂ内に練り出し成形して硬化させた固体水素源３とを備え、固体水素源３・３Ｓは、ボトル状の容器Ｂと一体化固着されると同時に、容器Ｂ内に空隙部３Ｇを形成する。固体水素源３・３Ｓは、粒状または糸状に形成され、硬化後の容器Ｂ内の固体水素源３・３Ｓ近傍の空隙率を向上させ、水素発生時の体積膨張を固体水素源３・３Ｓ近傍の空隙部が満たされることで吸収可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボトル状の容器と、
樹脂を含む母材中に水反応物質を含有させ、かつ前記容器内に練り出し成形して硬化させた固体水素源と
を備え、
前記固体水素源は、前記ボトル状の容器と一体化固着されると同時に、前記容器内に空隙部を形成することを特徴とする水素発生剤。
【請求項２】
前記固体水素源は糸状に形成され、硬化後の容器内前記固体水素源近傍の空隙率を向上させたことを特徴とする請求項１に記載の水素発生剤。
【請求項３】
前記固体水素源は、粒状に形成され、硬化後の容器内前記固体水素源近傍の空隙率を向上させたことを特徴とする請求項１に記載の水素発生剤。
【請求項４】
水素発生時の体積膨張を前記固体水素源近傍の空隙部が満たされることで吸収可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水素発生剤。
【請求項５】
前記水反応物質は水素化カルシウムを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の水素発生剤。
【請求項６】
前記樹脂は、熱硬化性樹脂を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の水素発生剤。
【請求項７】
前記樹脂は、水溶性高分子であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の水素発生剤。
【請求項８】
前記樹脂を含む前記母材は、
前記樹脂から成る主剤と、
該樹脂を硬化させる硬化剤と、
硬化を促進させる硬化促進剤と
を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の水素発生剤。
【請求項９】
前記母材は、水素化カルシウムを６０〜８０重量％含有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の水素発生剤。
【請求項１０】
前記母材は、有機または無機のフィラーを備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の水素発生剤。
【請求項１１】
未硬化状態の樹脂を含む母材および水反応物質としての水素化カルシウムを混合した混合物を形成する工程と、
前記混合物をボトル状の容器に糸状若しくは粒状に練り出し成形する工程と、
練り出し成形された前記混合物を前記容器内で硬化させて前記ボトル状の容器と一体化固着すると同時に前記固体水素源近傍に空隙部を形成する工程と
を有することを特徴とする水素発生剤の製造方法。
【請求項１２】
前記樹脂は熱硬化性樹脂を備え、
前記注入された前記混合物を前記容器内で硬化させて前記ボトル状の容器と一体化固着すると同時に前記固体水素源近傍に空隙部を形成する工程は、前記ボトル状の容器を前記樹脂の硬化温度まで加熱する工程を有することを特徴とする請求項１１に記載の水素発生剤の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水素発生剤を用い、ボトル状の容器内に水を含む反応液を供給して水素を発生させる水素発生手段と、
発生した水素を供給して発電を行う固体高分子型の燃料電池と、
前記水素発生手段で発生した水素を前記燃料電池に供給する水素供給経路と
を備えることを特徴とする発電装置。
【請求項１４】
前記水素供給経路に水素中のアンモニアを除去するアンモニア除去手段を備えることを特徴とする請求項１３に記載の発電装置。
【請求項１５】
前記アンモニア除去手段は、アンモニアを吸着除去する吸着剤を備えることを特徴とする請求項１４に記載の発電装置。
【請求項１６】
前記吸着剤は、スルホン酸基を有する物質を備えることを特徴とする請求項１５に記載の発電装置。
【請求項１７】
前記吸着剤は、イオン交換物質、活性白土、若しくはゼオライトまたはこれらの混合物を備えることを特徴とする請求項１５に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、水素発生剤およびその製造方法、発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水を供給して水素ガスを発生させる水素発生剤としては、鉄、アルミニウム等の金属を主成分とするものや、水素化マグネシウムや水素化カルシウム等の水素化金属化合物を主成分とするものが知られている。
【０００３】
また、酸水溶液と反応して水素ガスを発生させる金属水素化合物粉体と熱可塑性樹脂粉体とを混合した後に、圧縮成形してなる水素発生剤が提案されている。
【０００４】
上記の技術によって固体化されたペレット状または板ガム状（あるいはシート状）の水素発生剤は、ボトル状の容器に充填されて運搬されると共に、固体高分子型の燃料電池を用いた発電装置に容器ごと装着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１４７９２号公報
【特許文献２】特開２００３−１４６６０４号公報
【特許文献３】特開２０１０−２２２１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ボトル状の容器を輸送等する際に加わる振動等により、ペレット状または板ガム状の固体水素源同士が容器内部で衝突して砕け、細粒や微粉を生じてしまう。このような固体水素源の細粒や微粉は、発電装置において水素を発生させる際に、装置が備える給水管や水素供給管等の各種配管を詰まらせて、故障の原因となる。
【０００７】
一方、水素発生剤の振動対策として、調整時に原料混合物を容器の底面に塊状に充填した後に硬化させることで、容器と一体の形状を持たせていた。こうすることで、輸送時に振動が加えられた場合でも、発生剤−容器間および発生剤−発生剤間の衝突を防止できるため、緩衝剤などの特別な保護を有さずとも輸送を可能としていた。
【０００８】
しかし、原料混合物を一体の塊として容器に密着させていたため、水素発生時における水素発生剤の体積膨張による応力が原因で、水素発生時および水素発生後に容器破損が生じ得るため、従来の容器密着型水素発生剤は、種々の危険性を有していた。
【０００９】
本実施の形態は、輸送する際の振動への耐性を高め、粉塵や容器破損が生じない水素発生剤およびその製造方法、この水素発生剤を適用した発電装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本実施の形態の一態様によれば、ボトル状の容器と、樹脂を含む母材中に水反応物質を含有させ、かつ前記容器内に練り出し成形して硬化させた固体水素源とを備え、前記固体水素源は、前記ボトル状の容器と一体化固着されると同時に、前記容器内に空隙部を形成する水素発生剤が提供される。
【００１１】
本実施の形態の他の態様によれば、未硬化状態の樹脂を含む母材および水反応物質としての水素化カルシウムを混合した混合物を形成する工程と、前記混合物をボトル状の容器に糸状若しくは粒状に練り出し成形する工程と、練り出し成形された前記混合物を前記容器内で硬化させて前記ボトル状の容器と一体化固着すると同時に前記固体水素源近傍に空隙部を形成する工程とを有する水素発生剤の製造方法が提供される。
【００１２】
本実施の形態の他の態様によれば、上記の水素発生剤を用い、ボトル状の容器内に水を含む反応液を供給して水素を発生させる水素発生手段と、発生した水素を供給して発電を行う固体高分子型の燃料電池と、前記水素発生手段で発生した水素を前記燃料電池に供給する水素供給経路とを備える発電装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本実施の形態は、輸送する際の振動への耐性を高め、粉塵や容器破損が生じない水素発生剤およびその製造方法、この水素発生剤を適用した発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）実施の形態に係る水素発生剤の構成例を示す概略構成図、（ｂ）実施の形態に係る水素発生剤の別の構成例を示す概略構成図。
【図２】実施の形態に係る水素発生剤を用いた発電装置の概略構成図。
【図３】実施の形態に係る水素発生剤を用いた発電装置の構成例を示すブロック図。
【図４】水素化カルシウムと水との化学反応を模式的に示す説明図。
【図５】実施の形態に係る水素発生剤を用いた発電装置に適用される燃料電池の構成例を示す概略構成図。
【図６】実施の形態に係る水素発生剤の製造方法であって、（ａ）ビーカ等の容器に、未硬化状態の樹脂を含む母材および水反応物質としての水素化カルシウム等を投入して混合し、混合物を形成する工程を示す模式図、（ｂ）混合物を練り出し用容器に充填し、糸状に練り出して、アルミニウム等で構成される有底の筒状容器に投入する工程を示す模式図、（ｃ）筒状容器をヒータ等で加熱して、筒状容器を樹脂（熱硬化性樹脂）の硬化温度（例えば、１００℃〜１７５℃程度）まで加熱し、糸状の混合物を樹脂により硬化し、空隙部を生じつつ筒状容器に固体水素源として固着する工程を示す模式図、（ｄ）筒状容器の上方の開口部を塞ぐ蓋部を取付けて水素発生剤を完成する工程を示す模式図。
【図７】実施の形態に係る水素発生剤の製造方法であって、（ａ）ビーカ等の容器に、未硬化状態の樹脂を含む母材および水反応物質としての水素化カルシウム等を投入して混合し、混合物を形成する工程を示す模式図、（ｂ）混合物を練り出し用容器に充填し、粒状に練り出して、アルミニウム等で構成される有底の筒状容器に投入する工程を示す模式図、（ｃ）筒状容器をヒータ等で加熱して、筒状容器を樹脂（熱硬化性樹脂）の硬化温度（例えば、１００℃〜１７５℃程度）まで加熱し、粒状の混合物を樹脂により硬化し、空隙部を生じつつ筒状容器に固体水素源として固着する工程を示す模式図、（ｄ）筒状容器の上方の開口部を塞ぐ蓋部を取付けて水素発生剤を完成する工程を示す模式図。
【図８】実施の形態に係る水素発生剤の製造例を示す撮像図。
【図９】比較対象に係る固体水素源の構成例を示す斜視図であって、（ａ）板ガム状の固体水素源の斜視図および（ｂ）ペレット状の固体水素源の斜視図。
【図１０】比較対象に係る板ガム状の固体水素源を用いた水素発生剤の構成例を示す概略構成図であって、（ａ）振動印加前の状態を示す概略構成図および（ｂ）振動印加後の状態を示す概略構成図。
【図１１】比較対象に係る板ガム状の固体水素源を用いた水素発生剤の構成例を示す撮像図であって、（ａ）板ガム状の固体水素源を容器に充填した状態を示す撮像図、（ｂ）振動印加後の状態を示す撮像図。
【図１２】他の比較対象に係るペレット状の固体水素源を用いた水素発生剤の構成例を示す概略構成図であって、（ａ）振動印加前の状態を示す概略構成図、（ｂ）振動印加後の状態を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、図面を参照して、実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１６】
又、以下に示す実施の形態は、技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１７】
（水素発生剤）
図１を参照して、実施の形態に係る水素発生剤１について説明する。
【００１８】
実施の形態に係る水素発生剤１であって、糸状の固体水素源３Ｓの構成例は、図１（ａ）に示すように表される。一方、実施の形態に係る水素発生剤１であって、粒状の固体水素源３の構成例は、図１（ｂ）に示すように表される。
【００１９】
水素発生剤１は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、ボトル状の容器Ｂと、樹脂を含む母材（５１）中に水反応物質（例えば、水素化カルシウム５２）を含有させ、かつ容器Ｂ内に練り出し成形して硬化させた固体水素源３Ｓ・３とを備える。固体水素源３Ｓ・３は、ボトル状の容器Ｂと一体化固着されると同時に、容器Ｂ内に空隙部３Ｇを形成する。
【００２０】
より具体的には、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、ボトル状の容器Ｂは、アルミニウム等で構成される有底の筒状容器２と、筒状容器２の上方の開口部を塞ぐ蓋部４とから構成される。金属製の蓋部４は上端に開口部５を有し、この開口部５に、水を含む反応液の注入口および発生した水素の取出口となるバルブ等が設けられる。
【００２１】
なお、固体水素源３Ｓ・３の製造方法については後述する。
【００２２】
ここで、固体水素源３Ｓは、図１（ａ）に示すように、糸状に形成され、硬化後の容器内固体水素源３Ｓ近傍の空隙率を向上させることができる。筒状容器２内には、糸状の固体水素源３Ｓがボトル状の容器Ｂと一体化固着されると同時に空隙部３Ｇが形成されている。
【００２３】
或いは、固体水素源３は、図１（ｂ）に示すように、粒状に形成され、硬化後の容器内固体水素源３近傍の空隙率を向上させることができる。筒状容器２内には、粒状の固体水素源３がボトル状の容器Ｂと一体化固着されると同時に空隙部３Ｇが形成されている。
【００２４】
本実施の形態に係る水素発生剤１によれば、容器破損を防止するために、膨張分の体積を事前に水素発生剤内に持たせるべく、充填時の形状を空隙部３Ｇの大きな糸状や粒状の固体水素源３Ｓ・３で充填を行うようにしている。
【００２５】
実施の形態に係る水素発生剤１においては、水素発生時の固体水素源３・３Ｓの体積膨張を固体水素源３・３Ｓの近傍の空隙部３Ｇが満たされることで吸収可能である。
【００２６】
固体水素源３・３Ｓは、使用後、例えば、約１．５倍以上に体積膨張する。体積膨張が燃料容器の変形を起こす場合は、安全上使用できない。本実施の形態に係る水素発生剤１によれば、直径２φの糸状に練り出し後硬化する練り出し成形により固体水素源３Ｓを形成するか、若しくは直径２φの粒状に練り出し後硬化する練り出し成形により固体水素源３を形成することで、容器密着型水素発生剤における容器破壊対策が可能である。すなわち、本実施の形態に係る水素発生剤１によれば、容器密着型水素発生剤における容器破壊対策が可能な固体水素源３・３Ｓの形状を実現可能である。
【００２７】
水反応物質としては、例えば、水素化カルシウム（ＣａＨ２）が用いられる。
【００２８】
また、樹脂としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や、水溶性高分子を用いることができる。
【００２９】
なお、熱硬化性樹脂に限らず、熱可塑性樹脂、耐熱性樹脂などを用いてもよい。
【００３０】
特に、熱硬化性樹脂を使用する場合には、一般的に樹脂母材が脆くなり易く、反応の際に樹脂母材がより容易に崩壊して、反応が自然に進行し易くなるという利点がある。
【００３１】
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリアミドなどが挙げられる。
【００３２】
また、耐熱性樹脂としては、芳香族系のポリイミド、ポリアミド、ポリエステルなどが挙げられる。
【００３３】
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂以外に、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、または熱硬化性ポリイミド樹脂等が挙げられる。特に、水素発生反応中に樹脂母材が適度な崩壊性を備える観点から、エポキシ樹脂が好ましい。
【００３４】
本実施の形態において、樹脂を含む母材は、エポキシ樹脂等から成る主剤と、このエポキシ樹脂等を硬化させる硬化剤と、硬化を促進させる硬化促進剤とで構成することができる。
【００３５】
また、水素化カルシウムは、母材中に、例えば、約６０重量％〜約８０重量％含有するようにするとよい。
【００３６】
さらに、耐熱性の上昇、成形加工性の上昇および水を含む反応液の浸透性等を高める目的で、母材中に、有機または無機のフィラーを含ませるようにしてもよい。フィラー材料としては、例えば、ＴｉＯ2 、若しくはシリカ（ＳｉＯ2）等を適用可能である。
【００３７】
なお、上記の成分以外の任意成分として、触媒、充填材などのその他の成分を含有するようにしてもよい。触媒としては、水素発生剤用の金属触媒の他、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ化合物も有効である。
【００３８】
このような構成の水素発生剤１によれば、水素化カルシウム等で構成される固体水素源３は、ボトル状の容器Ｂに固着されているので、ボトル状の容器Ｂを輸送する際に加わる振動に対する耐性が向上される。これにより、固体水素源３が振動によって砕けたて細粒や微粉を生じることが抑制され、反応液の配管や発生した水素の配管等を詰まらせる事態を回避することができる。
【００３９】
本実施の形態によれば、原料混合物を粒状や糸状に練り出した上で、容器に充填、硬化させることで、容器と一体であると同時に空隙部を有した形状の水素発生剤を実現可能である。これにより、水素発生時における固体水素源の体積膨張分を固体水素源近傍の空隙部に持たせることができ、使用時に容器破損が無く、輸送可能な水素発生剤を実現可能である。
【００４０】
本実施の形態に係る水素発生剤によれば、空隙部の大きな粒状で水素発生原料の充填を行ったことにより、硬化後の容器内固体水素源近傍の空隙率を向上させることができ、これにより、水素発生時の水素発生剤の体積膨張を固体水素源近傍の空隙部が満たされることで吸収できるため、容器の破損が起こらない容器密着性水素発生剤とすることができる。
【００４１】
本実施の形態は、輸送する際の振動への耐性を高め、粉塵や容器破損が生じない水素発生剤を提供することができる。
【００４２】
（発電装置）
図２〜図５を参照して、本実施の形態に係る水素発生剤１を用いた発電装置２０について説明する。図２・図５においては、水素発生剤１として粒状に構成された固体水素源３を適用した例が模式的に示されているが、糸状に構成された固体水素源３Ｓを適用しても良い。
【００４３】
実施の形態に係る水素発生剤１を用いた発電装置２０の概略構成は、図２に示すように表され、実施の形態に係る水素発生剤を用いた発電装置のブロック構成は、図３に示すように表される。また、水素化カルシウムと水との化学反応の模式的説明は、図４に示すように表される。また、水素発生剤１を用いた発電装置２０に適用される燃料電池３０の概略構成は、図５に示すように表される。
【００４４】
実施の形態に係る水素発生剤１を用いた発電装置２０は、図２に示すように、ボトル状の容器Ｂ内に水を含む反応液を供給して水素を発生させる水素発生手段２１と、発生した水素を供給して発電を行う固体高分子型の燃料電池３０と、水素発生手段２１で発生した水素を燃料電池３０に供給する水素供給管１５とを備える。
【００４５】
水で構成される反応液１１は、加圧容器１０に貯留されている。加圧容器１０には、容器内に圧力を印加する加圧装置１２および加圧配管１３が設けられている。
【００４６】
加圧容器１０内の圧力は、大気圧以上であればよいが、好ましくはゲージ圧として、５００ｋＰａ以下の一定範囲、より好ましくは３００ｋＰａ以下の一定範囲で制御されていることが望ましい。このような圧力の制御は、系内に設ける安全弁（図示せず）の圧力設定によって制御することができる。
【００４７】
また、加圧によって押し出された反応液１１を水素発生剤１に供給する反応液供給管１４が設けられている。
【００４８】
なお、反応液供給管１４には、反応液の流量を制限する流量制限部を設けることが好ましい。これにより、圧力差により供給される反応液の流量を適度に調整することができる。
【００４９】
尚、注水の動力源としては、必ずしも圧力を用いる必要はない。注水の動力源としては、機械式のポンプを適用しても良い。
【００５０】
反応液供給管１４の一端は、水素発生剤１の底部に有る固体水素源３の上方まで延設され、供給されて来る反応液１１を固体水素源３上に滴下するように構成される。
【００５１】
水素発生剤１には、発生した水素を燃料電池３０に供給する水素供給管１５が接続されている。
【００５２】
そして、燃料電池３０で発電された電気は、例えばスマートホン等で構成される外部負荷４０に給電されるようになっている。
【００５３】
ここで、図３のブロック図を参照して、発電装置２０のより具体的な構成について説明する。
【００５４】
発電装置２０は、図３に示すように、発電部２５と、発電部２５から出力されるＤＣ電流Ｉfcによって供給されるＤＣ電圧のＤＣ／ＤＣ変換等を行う電源回路２８と、発電部２５の発電量の過不足を吸収するリチウムイオンバッテリ２９と、発電部２５における水圧、水素圧等を制御すると共に電源回路２８およびリチウムイオンバッテリ２９を制御するためのＣＰＵ２７を備える制御装置２６とを備える。
【００５５】
なお、図２と同様の部材については、同一符号を付して重複した説明は省略する。
【００５６】
加圧容器１０には燃料電池セル（燃料電池）３０に接続される水素供給管１５が接続され、加圧容器１０内を水素によって加圧するようになっている。
【００５７】
電源回路２８は、燃料電池セル（燃料電池）３０から出力されるＤＣ電流Ｉfcが供給されるＤＣ／ＤＣコンバータ３５および外部からの電流の逆流を阻止するダイオード３６を備えている。
【００５８】
リチウムイオンバッテリ２９は、リチウムイオンバッテリセル２９ａを備える。
【００５９】
また、ＣＰＵ２７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５から出力される電流Ｉoutが外部負荷要求で決まる負荷電流Ｉloadより大きい場合には、余剰分の電流をリチウムイオンバッテリセル２９ａに充電し、電流Ｉoutが負荷電流Ｉloadより少ない場合には、リチウムイオンバッテリセル２９ａから不足分の電流（Ｉlib）を供給するように制御する。
【００６０】
このように、図３に示す発電装置２０によれば、各種外部装置等からの外部負荷要求に対して、要求を満たす電流を安定して供給することができる。
【００６１】
ここで、固体水素源３を構成する水素化カルシウム（ＣａＨ２）と、反応液１１を構成する水（Ｈ２Ｏ）との化学反応は図４に示す通りである。
【００６２】
この際の化学反応式は、ＣａＨ２＋２Ｈ２Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）２＋２Ｈ２である。
【００６３】
なお、水反応物質としては、水素化カルシウムに限らず、水素化リチウム、水素化カリウム、水素化リチウムアルミニウム、水素化アルミニウムナトリウム、又は水素化マグネシウムなどの水素化金属、アルミニウム、鉄、マグネシウム、カルシウム等の金属、水素化ホウ素化合物等の金属水素錯化合物などが挙げられる。水素化金属化合物、金属、金属水素錯化合物は、何れかを複数組み合わせて使用することもでき、また、それぞれを組み合わせて使用することも可能である。
【００６４】
また、発生した水素から、不純物であるアンモニアを除去するために、水素供給管１５にアンモニア除去剤を設けてもよい。具体的には、例えばシート状のアンモニア除去剤を容器内に充填したものを使用することができる。
【００６５】
アンモニア除去剤としては、例えば、水素中のアンモニアを吸着除去する吸着剤（吸着、分解や反応吸着などの化学吸着を含む）、アンモニアを溶解除去する吸収剤、アンモニアを反応により除去する反応剤、アンモニアを分解（加熱分解、触媒反応分解等）により除去する分解手段などが挙げられる。
【００６６】
物理吸着又は化学吸着によりアンモニアを除去する吸着剤としては、固体酸、活性炭、ゼオライト及びモレキュラーシーブ（ゼオライトの一種）からなる群から選ばれる１種以上であることが好ましい。
【００６７】
また、吸着剤は、スルホン酸基を有する物質で構成してよい。さらに、吸着剤は、イオン交換物質、活性白土、ゼオライトまたはこれらの混合物で構成してもよい。
【００６８】
図５を参照して、燃料電池３０の概略構成について説明する。
【００６９】
燃料電池の仕組みは、発生された水素と、空気中の酸素とを電気化学的に反応させて直接発電するものである。
【００７０】
燃料電池３０は、水素と酸素が化学反応して、水と電力を得る原理を利用している。ここで、水素は投入原料として用いられ、酸素は酸化剤として用いられている。
【００７１】
燃料電池３０は、燃料極（アノード）３３と、空気極（カソード）３１と、電解質膜（イオン交換樹脂膜等）３２とから構成される。
【００７２】
一組の燃料極３３、空気極３１および電解質膜３２とによって一つの発電セル（単セル）が構成される。実際には、このような発電セルが複数個のわたって直列接続されて燃料電池３０を形成する。
【００７３】
なお、図５に示すように、発電セルは、電解質膜３２を空気極３１と燃料極３３で挟んだサンドイッチ構造になっている。
【００７４】
燃料極３３は、例えば、白金等で形成されるアノード触媒とそれを支えるための多孔質導電性支持層からなり、空気極３１は、例えば、カソード触媒と多孔質導電性支持層から構成される。
【００７５】
このように構成された燃料電池３０の燃料極（アノード）３３には、図５に示すように水素発生剤１で発生された水素（Ｈ２）が供給され、アノード触媒において、水素が電子（ｅ−）を放出して水素イオン（プロトン：Ｈ＋）となる。
【００７６】
電子（ｅ−）は、負荷（例えば、各種電気回路等）４０を経由して空気極（カソード）３１に移動する。
【００７７】
一方、水素イオン（Ｈ＋）は電解質膜３２中を空気極（カソード）３１に向かって移動し、空気極（カソード）３１で、酸素（Ｏ２）と、負荷４０を通して移動してくる電子（ｅ−）と結合して水（Ｈ２Ｏ）に還元される。
【００７８】
このような各電極における反応を化学式で示すと以下のように表される。
【００７９】
燃料極３３での反応：Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−
空気極３１での反応：２Ｈ＋＋（１／２）Ｏ２＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ
全体の反応： Ｈ２＋（１／２）Ｏ２→Ｈ２Ｏ 
このような反応により、燃料電池３０は、水素発生剤１から生成した水素（Ｈ２）を燃料として、電気を出力することができる。
【００８０】
（水素発生剤の製造方法）
実施の形態に係る水素発生剤１の製造方法であって、ビーカ５０等の容器に、未硬化状態の樹脂を含む母材５１および水反応物質としての水素化カルシウム５２等を投入して混合し、混合物５３を形成する工程は、図６（ａ）に示すように表され、混合物５３を練り出し用容器５０Ａに充填し、糸状に練り出して、アルミニウム等で構成される有底の筒状容器２に投入する工程は、図６（ｃ）に示すように表され、筒状容器２をヒータ等で加熱して、筒状容器２を樹脂（熱硬化性樹脂）の硬化温度（例えば、１００℃〜１７５℃程度）まで加熱し、糸状の混合物５３を樹脂により硬化し、空隙部３Ｇを生じつつ筒状容器２に固体水素源３Ｓとして固着する工程は、図６（ｃ）に示すように表され、筒状容器２の上方の開口部５を塞ぐ蓋部４を取付けて水素発生剤１を完成する工程は、図６（ｄ）に示すように表される。
【００８１】
同様に、実施の形態に係る水素発生剤１の製造方法であって、ビーカ５０等の容器に、未硬化状態の樹脂を含む母材５１および水反応物質としての水素化カルシウム５２等を投入して混合し、混合物５３を形成する工程は、図７（ａ）に示すように表され、混合物５３を練り出し用容器５０Ａに充填し、粒状に練り出して、アルミニウム等で構成される有底の筒状容器２に投入する工程は、図７（ｂ）に示すように表され、筒状容器２をヒータ等で加熱して、筒状容器２を樹脂（熱硬化性樹脂）の硬化温度（例えば、１００℃〜１７５℃程度）まで加熱し、粒状の混合物５３を樹脂により硬化し、空隙部３Ｇを生じつつ筒状容器２に固体水素源３として固着する工程は、図７（ｃ）に示すように表され、筒状容器２の上方の開口部５を塞ぐ蓋部４を取付けて水素発生剤を完成する工程は、図７（ｄ）に示すように表される。
【００８２】
実施の形態に係る水素発生剤１の製造方法は、図６・図７に示すように、未硬化状態の樹脂を含む母材５１および水反応物質としての水素化カルシウム５２を混合した混合物５３を形成する工程と、混合物５３をボトル状の容器Ｂに糸状若しくは粒状に練り出し成形する工程と、練り出し成形された混合物５３を容器Ｂ内で硬化させてボトル状の容器Ｂと一体化固着すると同時に固体水素源３Ｓ・３近傍に空隙部３Ｇを形成する工程とを有する。
【００８３】
ここで、樹脂は熱硬化性樹脂を備え、注入された混合物５３を容器Ｂ内で硬化させてボトル状の容器Ｂと一体化固着すると同時に固体水素源３Ｓ・３近傍に空隙部３Ｇを形成する工程は、ボトル状の容器Ｂを樹脂の硬化温度まで加熱する工程を有していても良い。
【００８４】
図６・図７を参照して、本実施の形態に係る水素発生剤１の製造方法について説明する。
【００８５】
(ａ)まず、図６（ａ）・図７（ａ）に示すように、ビーカ５０等の容器に、未硬化状態の樹脂を含む母材５１および水反応物質としての水素化カルシウム５２等を投入して混合する。なお、量産化する場合には、これらの材料を混練機等で混合するようにしてもよい。
【００８６】
（ｂ）次いで、図６（ｂ）・図７（ｂ）に示すように、混合物５３を練り出し用容器５０Ａに充填し、糸状・粒状に練り出して、アルミニウム等で構成される有底の筒状容器２に投入する。なお、量産化する場合には、複数の筒状容器２をベルトコンベア等の搬送装置で順次搬送し、各筒状容器２に対して混合物５３を投入装置等によって順次投入するようにしてもよい。
【００８７】
（ｃ）次いで、図６（ｃ）・図７（ｃ）に示すように、筒状容器２をヒータ等で加熱して、筒状容器２を樹脂（熱硬化性樹脂）の硬化温度（例えば、１００℃〜１７５℃程度）まで加熱する。これにより、混合物５３は樹脂により硬化されて、筒状容器２に固体水素源３Ｓ・３として固着される。
【００８８】
（ｄ）次いで、図６（ｄ）・図７（ｄ）に示すように、筒状容器２の上方の開口部を塞ぐ蓋部４を取付けて水素発生剤１が完成される。なお、蓋部４の開口部５には、実際は水を含む反応液の注入口および発生した水素の取出口となるバルブ等が設けられている。
【００８９】
図８は、実施の形態に係る水素発生剤１の製造例を示す撮像図であって、糸状の固体水素源３Ｓの例である。
【００９０】
図６（ｄ）・図７（ｄ）のようにして完成された水素発生剤１に対して、トラック等の輸送手段によって加えられる振動と同等の振動を人工的に発生させて印加したところ、固体水素源３Ｓ・３には、細粒や微粉等を生じるなどの変化は検出されなかった。
【００９１】
これは、固体水素源３Ｓ・３が筒状容器２に固着されて一体化されているので、ある程度の振動が印加されても、固体水素源３が筒状容器２の側面や底面に衝突することがなく、固体水素源３Ｓ・３自体が砕けることがないためである。固体水素源３Ｓ・３は、筒状容器２に固着されてクラスタ状に一体化されている。
【００９２】
したがって、本実施の形態に係る水素発生剤１によれば、輸送する際の振動への耐性を高めることができ、図２や図３に示すような発電装置２０において、反応液供給管１４や水素供給管１５などの配管に、固体水素源３の細粒や微粉が詰まる事態が未然に回避され、発電装置２０の信頼性を向上させることができる。
【００９３】
（比較対象に係る固体水素源および水素発生剤）
図９〜図１２を参照して、比較対象に係る固体水素源および水素発生剤について説明する。
【００９４】
図９は、比較対象に係る固体水素源の構成例を示す斜視図であって、図９（ａ）は板ガム状（シート状）の固体水素源５０１の斜視図、図９（ｂ）はペレット状の固体水素源５０２の斜視図である。
【００９５】
図９（ａ）に示す板ガム状の固体水素源５０１は、例えば、前出の図６（ａ）に示すように未硬化状態の樹脂を含む母材５１および水反応物質としての水素化カルシウム５２を投入して混合した混合物を板ガム状の型に流し込み、その後に樹脂の硬化温度まで加熱して硬化させて製造することができる。
【００９６】
また、図９（ｂ）に示すペレット状の固体水素源５０２は、例えば、前出の図６（ａ）に示すように未硬化状態の樹脂を含む母材５１および水反応物質としての水素化カルシウム５２を投入して混合した混合物をペレットの型に流し込み、その後に樹脂の硬化温度まで加熱して硬化させて製造することができる。
【００９７】
図１０は、比較対象に係る板ガム状の固体水素源５０１を用いた水素発生剤６０１の構成例を示す概略構成図である。
【００９８】
図１０（ａ）に示すように、水素発生剤６０１は、ボトル状の容器６００内に、多数の板ガム状の固体水素源５０１が充填され、密封して構成されている。
【００９９】
ここで、図１１（ａ）は、板ガム状の固体水素源５０１を容器６００に充填した状態を示す撮像図である。
【０１００】
図１０（ｂ）は振動印加後の状態を示す概略構成図、図１１（ｂ）は振動印加後の状態を示す撮像図である。即ち、図１０（ａ）に示すようにして完成された水素発生剤６０１に対して、トラック等の輸送手段によって加えられる振動と同等の振動を人工的に発生させて印加したところ、板ガム状の固体水素源５０１同士がぶつかり合うなどして、各固体水素源５０１が部分的に砕けて、細粒や５０１ａや微粉５０１ｂを生じてしまう（図１０（ｂ）および図１１（ｂ）参照）。
【０１０１】
図１２は、他の比較対象に係るペレット状の固体水素源５０２を用いた水素発生剤６０２の構成例を示す概略構成図である。
【０１０２】
図１２（ａ）に示すように、水素発生剤６０２は、ボトル状の容器６００内に、多数のペレット状の固体水素源５０２が投入され、密封して構成されている。
【０１０３】
図１２（ｂ）は、振動印加後の状態を示す概略構成図である。即ち、図１２（ａ）のようにして完成された水素発生剤６０２に対して、トラック等の輸送手段によって加えられる振動と同等の振動を人工的に発生させて印加したところ、ペレット状の固体水素源５０２同士がぶつかり合うなどして、各固体水素源５０２が部分的に砕けて、細粒５０２ａや微粉５０２ｂを生じてしまう（図１２（ｂ）参照）。
【０１０４】
このような細粒５０１ａ、５０２ａや微粉５０１ｂ、５０２ｂは、前出の図２、図３に示すような発電装置２０において、反応液供給管１４や水素供給管１５などの配管を詰まらせて、水素発生の障害となったり、ひいては発電装置２０自体の故障を招くなどの問題を生じる。
【０１０５】
これに対して、本実施の形態に係る水素発生剤１は、輸送時等において振動が印加された場合にも細粒や微粉を生じることはないので、反応液供給管１４や水素供給管１５などの配管を詰まらせることがなく、水素発生を円滑に行うことができ、また故障発生率を低減して発電装置２０の信頼性を向上させることができる。
【０１０６】
本実施の形態は、輸送する際の振動への耐性を高め、粉塵や容器破損が生じない水素発生剤およびその製造方法、この水素発生剤を適用した発電装置を提供することができる。
【０１０７】
[その他の実施の形態]
上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この実施の形態を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【０１０８】
このように、本実施の形態はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本実施の形態の水素発生剤は、固体水素源を用いた水素発生システムやポータブル型の発電装置等の燃料電池システム全般、特に燃料電池セルから取り出した電力をためておくことのできる二次電池を持つシステムに応用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１…水素発生剤
２…筒状容器
３、３Ｓ…固体水素源
３Ｇ…空隙部
４…蓋部
５…開口部
１０…加圧容器
１１…反応液
１２…加圧装置
１３…加圧配管
１４…反応液供給管
１５…水素供給管
２０…発電装置
２１…水素発生手段
２５…発電部
２６…制御装置
２７…ＣＰＵ
２８…電源回路
２９…リチウムイオンバッテリ（ＬＩＢ）
２９ａ…リチウムイオンバッテリセル（ＬＩＢセル）
３０…燃料電池（燃料電池セル）
３１…空気極
３２…電解質膜
３３…燃料極
３５…ＤＣ／ＤＣコンバータ
３６…ダイオード
４０…外部負荷
５０…ビーカ
５０Ａ…練り出し用容器
５１…母材
５２…水素化カルシウム
５３…混合物
５０１、５０２…固体水素源
５０１ａ、５０２ａ…細粒
５０１ｂ、５０２ｂ…微粉
６００…容器
６０１、６０２…水素発生剤
Ｂ…ボトル状の容器
【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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【図１２】
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