(57)【要約】【課題】相対的に低純度の水素発生源を用いつつ、低コストで被毒を抑制し、発電セルの不可逆劣化を抑制可能な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１Ａ・１Ｂは、樹脂を含む母材５１と、水反応物質（水素化カルシウム５２）と、水反応物質に含まれる所定の不純物（アンモニア）を除去する除去剤５００とを備え、樹脂を含む母材５１中に水反応物質と除去剤５００とを含有させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を含む母材と、
水反応物質と、
前記水反応物質に含まれる所定の不純物を除去する除去剤と
備え、前記樹脂を含む母材中に前記水反応物質と前記除去剤とを含有させたことを特徴とする水素発生剤。
【請求項２】
前記水反応物質は水素化カルシウムを備え、
前記除去剤は前記水素化カルシウムに不純物として含まれるアンモニアを物理的または化学的に吸着する物質を備える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】
前記アンモニアを物理的または化学的に吸着する物質は、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２に記載の水素発生剤。
【請求項４】
前記アンモニアを物理的または化学的に吸着する物質は、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２に記載の水素発生剤。
【請求項５】
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１〜４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、水溶性高分子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７】
前記樹脂を含む母材は、
前記樹脂から成る主剤と、
前記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１〜６のいずれか１項に記載の水素発生剤。
【請求項８】
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１〜７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、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１〜８のいずれか１項に記載の水素発生剤。
【請求項１０】
未硬化状態の樹脂を含む母材、水反応物質および前記水反応物質に含まれる所定の不純物を除去する除去剤を混合した混合物を形成する工程と、
前記混合物を固化させる工程と
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１１】
前記樹脂は熱硬化性樹脂を備え、
前記混合物を固化させる工程は、前記混合物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１０に記載の水素発生剤の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の水素発生剤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。
【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、水素化カルシウム等を水素発生源として、水との反応で発生した水素を供給して発電する固体高分子型の燃料電池を用いた発電装置も種々提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１４７９２号公報
【特許文献２】特開２００９−１２０４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水素化カルシウム等の水素発生源には、純度に応じて種々の不純物が含まれている。不純物の一種であるアンモニア（ＮＨ３）は、固体高分子型の燃料電池を構成する発電セルの発電特性を劣化させる被毒物質である。
【０００６】
アンモニアによる発電セルの被毒は、発電セルの電圧が低下するなどの悪影響を及ぼしていた。発電セルの構成部材である触媒やイオン交換膜とアンモニアとが反応した場合には、触媒やイオン交換膜が有する機能を損なわせてしまう。
【０００７】
発電セルの被毒を抑制する対策として、アンモニア等の不純物を含まない高純度の水反応性物質である活性白土等を用いる場合には、材料費が高価となり発電コストが嵩む。また、水素発生装置の近傍にアンモニア等の除去剤を配置して被毒を抑制する場合には、装置構成が複雑になり製造コストが嵩む。
【０００８】
本実施の形態は、相対的に低純度の水素発生源を用いつつ、低コストで被毒を抑制し、発電セルの不可逆劣化を抑制可能な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】
【０００９】
本実施の形態の一態様によれば、樹脂を含む母材と、水反応物質と、前記水反応物質に含まれる所定の不純物を除去する除去剤と備え、前記樹脂を含む母材中に前記水反応物質と前記除去剤とを含有させた水素発生剤が提供される。
【００１０】
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、水反応物質および前記水反応物質に含まれる所定の不純物を除去する除去剤を混合した混合物を形成する工程と、前記混合物を固化させる工程とを有する水素発生剤の製造方法が提供される。
【００１１】
本実施の形態の他の態様によれば、上記の水素発生剤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】
【００１２】
本実施の形態によれば、相対的に低純度の水素発生源を用いつつ、低コストで被毒を抑制し、発電セルの不可逆劣化を抑制可能な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】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る水素発生剤の構成例を示す斜視図であって、（ａ）板ガム状の水素発生剤の斜視図および（ｂ）ペレット状の水素発生剤の斜視図。
【図２】実施の形態に係る水素発生剤の製造方法の工程を示す工程図。
【図３】実施の形態に係る水素発生剤の容器への充填例を示す斜視図であって、（ａ）板ガム状の水素発生剤を充填した状態を示す斜視図および（ｂ）ペレット状の水素発生剤を充填した状態を示す斜視図。
【図４】実施の形態に係る水素発生剤の構成を模式的に示す説明図であり、（ａ）反応液を供給する前の状態を示す説明図、（ｂ）反応液を供給した状態を示す説明図。
【図５】実施の形態に係る水素発生剤１Ａ（１Ｂ）に混合される除去剤５００の構成およびその含有率等を変えた実験例（ａ）〜（ｆ）を示す図表。
【図６】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７】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８】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９】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１０】比較対象に係る水素発生剤の構成を模式的に示す説明図であり、（ａ）反応液を供給する前の状態を示す説明図、（ｂ）反応液を供給した状態を示す説明図。
【図１１】比較対象に係る水素発生剤を用いた発電装置における電圧と時間との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
（水素発生剤およびその製造方法）
図１から図３を参照して、実施の形態に係る水素発生剤１Ａ、１Ｂおよびその製造方法について説明する。
【００１７】
図１は、実施の形態に係る水素発生剤の構成例を示す斜視図であって、図１（ａ）は板ガム状（シート状）の水素発生剤１Ａの斜視図、図１（ｂ）はペレット状の水素発生剤１Ｂの斜視図である。
【００１８】
図２は、実施の形態に係る水素発生剤１Ａの製造方法の工程を示す工程図である。
【００１９】
（ａ）板ガム状の水素発生剤１Ａの製造工程は、例えば、図２（ａ）に示すように、まず、未硬化状態の樹脂を含む母材５１、水反応物質としての水素化カルシウム（ＣａＨ２）５２および水素化カルシウム５２に含まれる所定の不純物（アンモニア（ＮＨ３）等）を除去する除去剤５００をビーカ１５０等の容器に投入して混合する。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。
【００２０】
（ｂ）次いで、図２（ｂ）に示すように、混合物５３を板ガム状の型１６０に流し込む。なお、量産化する場合には、複数の板ガム状の型１６０をベルトコンベア等の搬送装置で順次搬送し、各板ガム状の型１６０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。
【００２１】
（ｃ）次いで、図２（ｃ）に示すように、板ガム状の型１６０をヒータ等で加熱して、板ガム状の型１６０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、図２（ｃ）に示すような板ガム状の水素発生剤１Ａが作成される。
【００２２】
（ｄ）そして、図２（ｄ）に示すように、作成された複数の板ガム状の水素発生剤１Ａは、ボトル状の容器５０に充填されて、後述する発電装置等に装着される。なお、ボトル状の容器５０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。
【００２３】
また、図示は省略するが、ペレット状の水素発生剤１Ｂについても同様に、ペレット状の型に混合物５３を混合した後、加熱して硬化させることにより製造することができる。
【００２４】
板ガム状の水素発生剤１Ａおよびペレット状の水素発生剤１Ｂは、ともに樹脂を含む母材と、水反応物質（例えば、水素化カルシウム５２）と、水反応物質に含まれる所定の不純物（例えば、アンモニア）を除去する除去剤５００と備え、樹脂を含む母材中に水反応物質（例えば、水素化カルシウム５２）と除去剤５００とを含有させた構成となっている。すなわち、実施の形態に係る水素を燃料とする燃料電池においては、水反応物質と共に物理、化学吸着物質を樹脂に包埋させることで、水反応物質が含む不純物による、発電セルの不可逆劣化を引き起こさない水素発生剤を提供することができる。
【００２５】
これにより、水反応物質と水を含む反応液とが反応した際に、ＮＨ３等の不純物を除去剤５００によって直ちに除去することができるので、水反応物質として相対的に低純度の水素発生源を用いた場合であっても、低コストで被毒を抑制し、発電セルの不可逆劣化を抑制することができる。
【００２６】
ここで、水反応物質が水素化カルシウムである場合に、除去剤５００は水素化カルシウムに不純物として含まれるアンモニアを物理的または化学的に吸着する物質で構成することができる。
【００２７】
また、アンモニアを物理的または化学的に吸着する物質は、スルホン酸基を有する物質とすることができる。
【００２８】
さらに、アンモニアを物理的または化学的に吸着する物質は、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を含むようにすることができる。
【００２９】
また、熱硬化性樹脂に代えて水溶性高分子を用いるようにしてもよい。
【００３０】
また、図２（ａ）の工程において、樹脂を含む母材５１は、樹脂から成る主剤と、この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で構成されるようにできる。
【００３１】
また、水素を効率的に発生させるために、母材中に水素化カルシウムを例えば、約６０重量％〜約８０重量％含有するようにするとよい。
【００３２】
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。
【００３３】
また、熱硬化性樹脂に代えて、熱可塑性樹脂、耐熱性樹脂などを用いてもよい。
【００３４】
なお、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
そして、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、板ガム状の水素発生剤１Ａおよびペレット状の水素発生剤１Ｂは、ボトル状の容器５０に充填されている。
【００３９】
ボトル状の容器５０は、図３に示すように、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る。
【００４０】
（水素発生剤の構成）
図４を参照して、実施の形態に係る水素発生剤１Ａ（１Ｂ）の構成について説明する。
【００４１】
図４は、実施の形態に係る水素発生剤１Ａ（１Ｂ）の構成を模式的に示す説明図であり、図４（ａ）は反応液（Ｈ２Ｏ）を供給する前の状態を示す説明図、図４（ｂ）は反応液（Ｈ２Ｏ）を供給した状態を示す説明図である。
【００４２】
図４（ａ）に示すように、反応液（Ｈ２Ｏ）を供給する前において、水素発生剤１Ａ（１Ｂ）の本体６０は、水素化カルシウム（ＣａＨ２）で構成されている（実際には樹脂に水素化カルシウム等が混合されているが、模式的に水素化カルシウムで本体６０が構成されているものとして説明する）。
【００４３】
水素化カルシウム（ＣａＨ２）で構成される本体６０中には、不純物としてのアンモニア（ＮＨ３）が点在している。
【００４４】
また、アンモニア（ＮＨ３）の除去剤５００が、本体６０中に点在している。
【００４５】
そして、図４（ｂ）に示すように、反応液（Ｈ２Ｏ）が供給されると、水素化カルシウム（ＣａＨ２）と反応して水素（Ｈ２）が生成され、本体６０の外部に放出される（なお、反応液（Ｈ２Ｏ）と水素化カルシウム（ＣａＨ２）との化学反応の詳細については後述する）。
【００４６】
また、反応液（Ｈ２Ｏ）が供給されると、不純物としてのアンモニア（ＮＨ３）も本体６０の外部に向けて移動するが、移動中に除去剤５００と接触することにより、アンモニア（ＮＨ３）は除去剤５００に化学的または物理的に吸着される。これにより、不純物としてのアンモニア（ＮＨ３）が本体６０の外部に放出される事態が抑制される。したがって、後述するように、水素発生剤１Ａ（１Ｂ）で発生された水素を用いて発電を行う場合に、アンモニア（ＮＨ３）によって発電セルが被毒される事態を回避することができる。
【００４７】
また、発電セルの被毒を抑制するために、アンモニア（ＮＨ３）等の不純物を含まない高純度の水反応性物質である活性白土等を用いる必要がないので、発電コストを低減することができる。
【００４８】
また、水素発生剤１Ａ（１Ｂ）を用いた水素発生装置の近傍にアンモニア（ＮＨ３）等の除去剤を別途配置する必要がないので、発電装置の構成を簡易化して製造コストを低減することができる。
【００４９】
（除去剤の構成例）
図５の図表を参照して、除去剤５００の構成例について説明する。
【００５０】
図５は、実施の形態に係る水素発生剤１Ａ（１Ｂ）に混合される除去剤５００の構成およびその含有率等を変えた実験例（ａ）〜（ｆ）を示す図表である。
【００５１】
まず、図５に示す実験例（ａ）では、水素化カルシウム（ＣａＨ２）の含有率が７０％の水素発生剤を用いた場合の発生水素中のアンモニア（ＮＨ３）の濃度は２０００ｐｐｍであった。
【００５２】
図５に示す実験例（ｂ）では、水素化カルシウム（ＣａＨ２）の含有率が７０％の水素発生剤を用い、主ＮＨ３除去剤として含有率１２％のイオン交換樹脂を混合した場合の発生水素中のアンモニア（ＮＨ３）の濃度は２ｐｐｍであり、除去剤を用いない場合の実験例（ａ）のアンモニア濃度の１／１０００程度と劇的に低下していることが分かる。
【００５３】
図５に示す実験例（ｃ）では、水素化カルシウム（ＣａＨ２）の含有率が７０％の水素発生剤を用い、主ＮＨ３除去剤として含有率１２％の活性白土を混合した場合の発生水素中のアンモニア（ＮＨ３）の濃度は１０００ｐｐｍであり、除去剤を用いない場合（ａ）のアンモニア濃度の半分程度とすることができた。
【００５４】
図５に示す実験例（ｄ）では、水素化カルシウム（ＣａＨ２）の含有率が７５％の水素発生剤を用い、主ＮＨ３除去剤として含有率１０％の無機イオン交換体を混合した場合の発生水素中のアンモニア（ＮＨ３）の濃度は１００ｐｐｍであり、除去剤を用いない場合の実験例（ａ）のアンモニア濃度の１／１０程度とすることができた。
【００５５】
図５に示す実験例（ｅ）では、水素化カルシウム（ＣａＨ２）の含有率が７５％の水素発生剤を用い、主ＮＨ３除去剤として含有率３％の無機イオン交換体と、副ＮＨ３除去剤として含有率５％のイオン交換樹脂を混合した場合の発生水素中のアンモニア（ＮＨ３）の濃度は１１０ｐｐｍであった。
【００５６】
図５に示す実験例（ｆ）では、水素化カルシウム（ＣａＨ２）の含有率が７０％の水素発生剤を用い、主ＮＨ３除去剤として含有率５％の無機イオン交換体と、副ＮＨ３除去剤として含有率８％の活性白土を混合した場合の発生水素中のアンモニア（ＮＨ３）の濃度は１４０ｐｐｍであった。
【００５７】
このように、本実施の形態に係る水素発生剤１Ａ（１Ｂ）は、主ＮＨ３除去剤および副ＮＨ３除去剤から構成される除去剤５００を樹脂を含む母材に包摂させることにより、不純物としてのアンモニア（ＮＨ３）を効果的に除去することができる。
【００５８】
なお、除去剤５００としては、上述のイオン交換樹脂、活性白土、無機イオン交換体に限らず、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を用いるようにしてもよい。
【００５９】
また、物理吸着また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種以上であるようにしてもよい。
【００６０】
（発電装置）
図６〜図９を参照して、本実施の形態に係る水素発生剤１Ａ（１Ｂ）を用いた発電装置２０について説明する。
【００６１】
図６は実施の形態に係る水素発生剤１Ａ（１Ｂ）を用いた発電装置２０の概略構成図、図７は発電装置２０の構成例を示すブロック図、図８は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９は水素発生剤１Ａ（１Ｂ）を用いた発電装置２０に適用される燃料電池３０の構成例を示す概略構成図である。
【００６２】
図６に示すように、実施の形態に係る水素発生剤１Ａ（１Ｂ）を用いた発電装置２０は、ボトル状の容器５０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。
【００６３】
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は、容器内に圧力（水素圧等）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。
【００６４】
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、例えば、約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。
【００６５】
また、加圧によって押し出された反応液１１を水素発生剤１Ａ（１Ｂ）に供給する反応液供給管１４が設けられている。
【００６６】
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。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。
【００６７】
そして、反応液供給管１４の一端は、水素発生剤１Ａ（１Ｂ）の上方まで延設され、供給されて来る反応液１１が水素発生剤１Ａ（１Ｂ）上に滴下されるように構成されている。
【００６８】
容器５０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。
【００６９】
そして、燃料電池３０で発電された電気は、例えばスマートフォ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。
【００７０】
ここで、図７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。
【００７１】
図７に示す発電装置２０は、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、注水速度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。
【００７２】
なお、図６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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
このように、図７に示す発電装置２０によれば、各種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。
【００７８】
ここで、水素発生剤１Ａ（１Ｂ）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８に示す通りである。
【００７９】
この際の化学反応式は、ＣａＨ２＋２Ｈ２Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）２＋２Ｈ２  である。
【００８０】
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。
【００８１】
次に、図９を参照して、燃料電池３０の概略構成について説明する。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
なお、図９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。
【００８７】
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。
【００８８】
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、水素発生剤１Ａ（１Ｂ）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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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１Ａ（１Ｂ）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。
【００９３】
（比較対象に係る水素発生剤）
図１０および図１１を参照して、比較対象に係る水素発生剤１００について説明する。
【００９４】
図１０は、比較対象に係る水素発生剤１００の構成を模式的に示す説明図であり、図１０（ａ）は反応液を供給する前の状態を示す説明図、図１０（ｂ）は反応液を供給した状態を示す説明図である。また、図１１は、比較対象に係る水素発生剤１００を用いた発電装置における電圧と時間との関係を示すグラフである。
【００９５】
図１０（ａ）に示すように、反応液（Ｈ２Ｏ）を供給する前において、水素発生剤１００は、水素化カルシウム（ＣａＨ２）で構成されている（実際には樹脂に水素化カルシウム等が混合されているが、模式的に水素化カルシウムで構成されているものとして説明する）。
【００９６】
水素化カルシウム（ＣａＨ２）中には、不純物としてのアンモニア（ＮＨ３）が点在している。
【００９７】
そして、図１０（ｂ）に示すように、反応液（Ｈ２Ｏ）が供給されると、水素化カルシウム（ＣａＨ２）と反応して水素（Ｈ２）が生成され外部に放出される。
【００９８】
また、反応液（Ｈ２Ｏ）が供給されると、不純物としてのアンモニア（ＮＨ３）も外部に放出される。
【００９９】
したがって、水素発生剤１００で発生された水素を用いて発電を行う場合には、放出されたアンモニア（ＮＨ３）によって発電セルが被毒され、発電特性が低下してしまう。
【０１００】
即ち、比較対象に係る水素発生剤１００を用いた発電装置では、図１１のグラフに示すように、時間の経過とともに電圧が低下することが分かる。
【０１０１】
これに対して、本実施の形態に係る水素発生剤１Ａ（１Ｂ）では、不純物としてのアンモニア（ＮＨ３）が外部に放出される事態が抑制され、水素発生剤１Ａ（１Ｂ）で発生された水素を用いて発電を行う場合に、アンモニア（ＮＨ３）によって発電セルが被毒される事態が回避し、発電セルの不可逆劣化を抑制可能である。
【０１０２】
また、発電セルの被毒を抑制するために、アンモニア（ＮＨ３）等の不純物を含まない高純度の水反応性物質である活性白土等を用いる必要がないので、発電コストを低減することができ、さらに、水素発生剤１Ａ（１Ｂ）を用いた水素発生装置の近傍にアンモニア（ＮＨ３）等の除去剤を別途配置する必要がないので、発電装置の構成を簡易化して製造コストを低減することができる。
【０１０３】
[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。
【０１０４】
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】
【０１０５】
本実施の形態の水素発生剤は、ポータブル型の発電装置等に応用することができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１Ａ、１Ｂ…水素発生剤
２…筒状容器
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
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…ボトル状の容器
５１…母材
５２…水素化カルシウム
５３…混合物
６０…本体
１００…水素発生剤
１５０…ビーカ
１６０…板ガム状の型
５００…除去剤
【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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