(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒体を配置した反応帯域に、金属水素錯化合物のアルカリ水溶液を供給し、これを触媒と接触させて水素ガスを発生させる方法において、触媒体におけるアルカリ水溶液との接触部分の高さを検出しながら、反応帯域からの水素ガスの取出量とともに、該アルカリ水溶液の反応帯域への供給量又は反応帯域からの排出量或いはその両方を増減して、反応帯域内の圧力を変化させ、該アルカリ水溶液の水位を上昇又は下降させることにより触媒体と該アルカリ水溶液との接触部分を調節することを特徴とする水素発生制御方法。
【請求項２】
反応帯域からの水素ガス取出バルブ及び反応帯域への該アルカリ水溶液供給バルブ又は反応帯域からの該アルカリ水溶液の排出バルブを開閉して行う請求項１記載の水素発生制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属水素錯化合物のアルカリ水溶液を触媒と接触させて水素ガスを発生させる方法において、水素ガスの発生量や取出量の調節又は発生停止を迅速に行うための水素発生制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属水素錯化合物のアルカリ水溶液を水素吸蔵合金のような触媒に接触させて水素を発生させる方法は既に知られている（特開２００１−１９４０１号公報）。このような方法において、発生水素ガスの量を所望に応じ増減したり、緊急時に水素ガスの発生を停止させるには、通常、回分式では機械的に触媒体を取出したり、浸漬する方法が、また連続式、循環式では金属水素錯化合物のアルカリ水溶液の供給量を増減する方法が行われている。
【０００３】
しかしながら、触媒体を取出したり、浸漬する操作を繰り返し行うには、その都度煩雑な作業を必要とするし、またアルカリ水溶液の供給量を増減するためにバルブの開閉を行う場合、触媒層の抵抗によりアルカリ水溶液の流入、排出にタイムラグを生じ応答性が悪く、特に緊急時の水素ガス発生の停止には対応できないという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情のもとで、従来方法における煩雑な作業や応答性不良という欠点を克服し、簡単な操作で、しかも迅速に応答しうる水素発生制御方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、金属水素錯化合物のアルカリ水溶液を、触媒に接触し、水素ガスの発生量を調節し、あるいは緊急時にその水素ガスの発生を停止する方法について鋭意研究を重ねた結果、反応帯域に滞留する水素ガスの圧力の変化及び触媒体とアルカリ水溶液との接触部分の高さの変化を利用することにより、水素ガスの発生量の調節や停止を効率かつ応答性よく行いうることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、触媒体を配置した反応帯域に、金属水素錯化合物のアルカリ水溶液を供給し、これを触媒と接触させて水素ガスを発生させる方法において、触媒体におけるアルカリ水溶液との接触部分の高さを検出しながら反応帯域からの水素ガスの取出量とともに、該アルカリ水溶液の反応帯域への供給量又は反応帯域からの排出量或いはその両方を増減して、反応帯域内の圧力を変化させ、該アルカリ水溶液の水位を上昇又は下降させることにより触媒体と該アルカリ水溶液との接触部分を調節することを特徴とする水素発生制御方法を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に添付図面に従って、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の水素発生制御方法において用いられる水素発生装置の１例の正面図、図２はその一部切欠した側面図であって、この水素発生装置は、低温燃焼部分１及び水素発生部分２が直列に連結して構成されている。
そして、金属水素錯化合物のアルカリ水溶液は、水溶液供給バルブ３を介して水溶液貯蔵部４に導入され、水溶液量調節バルブ５及び管路６を経て、連続的に水素発生部７に送られる。この反応帯域を構成する水素発生部７には、水素発生用触媒体８が収納され、金属水素錯化合物のアルカリ水溶液は、この水素発生用触媒と接触して水素ガスを発生する。
【０００８】
次に、発生した水素ガスは、水素ガス量調節バルブ９を介して低温燃焼部分１に送られる。低温燃焼部分１は、空気取入孔１０及び水蒸気、空気排出孔１１を備えた密閉容器からなり、この中には水素ガスヘッダー１２、触媒担持板１３、逆火防止、断熱板１４、水素ガス供給板１５及び加熱板１６が収納され、低温燃焼部分１に導入された水素ガスは、空気取入孔１０から導入される過剰量の空気と混合され、触媒担持板１３と接触し、同時に加熱板１６により加熱された空気と低温燃焼し、水を生成する。このようにして生成した水は、水蒸気として未反応の空気と混合され、湿潤空気として、水蒸気、空気排出孔１１から外部に排出される。
他方、水素発生部分２の下方には、水溶液排出槽１７が配置され、水溶液排出バルブ１８を介して水素発生部分２と連通している。
【０００９】
本発明方法による水素発生の制御は、触媒体におけるアルカリ水溶液との接触部分の高さを検出しながら、水素ガス量調節バルブ９を開閉して水素発生部７からの水素ガスの取出量を増減するとともに、水素発生部７への水溶液量調節バルブ５又は水素発生部７からの水溶液排出バルブ１８あるいはその両方を調節して、水素発生部７の系内すなわち反応帯域で発生する水素ガス圧を変化させ、水素発生用触媒体８の、金属水素錯化合物のアルカリ水溶液との接触面積を増減することにより、迅速に行うことができる。
【００１０】
そして、緊急時に水素ガスの発生を可及的速やかに停止させる場合においても、水素ガス緊急放出バルブ１９を開放するとともに、前記と同様に水溶液量調節バルブ５を閉じ、かつ水溶液排出バルブ１８を開放し、系内の圧力により水素発生用触媒体８と金属水素錯化合物のアルカリ水溶液との接触を遮断することによって迅速に行うことができる。
【００１１】
この例においては、発生させた水素を過剰の空気とともに酸化触媒と接触させて低温燃焼させ、湿潤空気を生成させているが、本発明方法は、当然のことながら単に水素発生を目的とする場合にも用いることができる。
【００１２】
本発明方法において水素を発生する原料の１つとして用いられる金属水素錯化合物としては、例えば一般式
ＭIＭIIIＨ4-nＲn  （Ｉ）
又は
ＭII（ＭIIIＨ4-nＲn）2  （ＩＩ）
（式中のｎは０又は１〜３の整数）
で表わされる化合物を挙げることができる。
【００１３】
これらの式中のＭIはアルカリ金属、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムなどであり、ＭIIはアルカリ土類金属、例えばマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム又は亜鉛であり、ＭIIIはホウ素、アルミニウム又はガリウムである。
【００１４】
また、Ｒは例えば、エチル基、ブチル基のようなアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ｎ‐プロポキシ基、ｉｓｏ‐プロポキシ基、ｎ‐ブトキシ基、ｉｓｏ‐ブトキシ基、ｓｅｃ‐ブトキシ基、ｔｅｒｔ‐ブトキシ基、２‐メトキシエトキシ基、２‐エトキシメトキシ基などのようなアルコキシル基又はアセトキシ基、プロピオニルオキシ基のようなアシルオキシ基である。
【００１５】
したがって、一般式（Ｉ）で表わされる金属水素錯化合物の例としては、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ4）、水素化アルミニウムリチウム（ＬｉＡｌＨ4）、トリメトキシ水素化ホウ素ナトリウムＮａＢＨ（ＯＣＨ3）3、トリアセトキシ水素化ホウ素ナトリウムＮａＢＨ（ＯＣＯＣＨ3）3、水素化トリエチルホウ素リチウムＬｉ（Ｃ2Ｈ5）3ＢＨ、水素化トリ‐ｓ‐ブチルホウ素リチウムＬｉ（ｓ‐Ｃ4Ｈ9）3ＢＨ、水素化トリブチルホウ素リチウムＬｉ（ｎ‐Ｃ4Ｈ9）3ＢＨ、水素化トリ‐ｓ‐ブチルホウ素カリウムＫ（ｓ‐Ｃ4Ｈ9）3ＢＨ、トリメトキシ水素化アルミニウムリチウムＬｉＡｌＨ（ＯＣＨ3）3、モノエトキシ水素化アルミニウムリチウムＬｉＡｌＨ3（ＯＣ2Ｈ5）、トリ‐ｔｅｒｔ‐ブトキシ水素化アルミニウムリチウム、水素化ビス（２‐メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウムなどを挙げることができる。また、一般式（ＩＩ）で表わされる金属水素錯化合物の例としては、水素化ホウ素亜鉛Ｚｎ（ＢＨ4）2、水素化ホウ素カルシウムＣａ（ＢＨ4）2、テトラメトキシ水素化ホウ素亜鉛Ｚｎ［Ｂ（ＯＣＨ3）2Ｈ2］2、ヘキサエトキシ水素化ホウ素カルシウムＣａ［Ｂ（ＯＣ2Ｈ5）3Ｈ］2などを挙げることができる。これらの金属水素錯化合物は公知であり、選択的水素化用試薬として市販されている。
【００１６】
一般に、これらの金属水素錯化合物のｎが１〜３のもの、すなわち水素原子の一部がアルキル基、アルコキシル基又はアシルオキシ基で置換されたものは、置換されていないものに比べ反応性が低いので、水素の発生量を減少させる方に制御する場合にこれを用いることができる。
【００１７】
本発明方法においては、一般式（Ｉ）又は（ＩＩ）で表わされる金属水素錯化合物を単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
これらの金属水素錯化合物は、水と接触すると、反応式
ＭIＭIIIＨ4-nＲn ＋ ２Ｈ2Ｏ → (４−ｎ)Ｈ2 ＋ ＭIＭIIIＯ2 ＋ ｎＲＨ
又は
ＭII(ＭIIIＨ4-nＲn)2 ＋ ４Ｈ2Ｏ → ２(４−ｎ)Ｈ2 ＋ ＭIIＭIII2Ｏ4＋ ２ｎＲＨ
（式中のＭI、ＭII、ＭIII、Ｒ及びｎは前記と同じ意味をもつ）
に従って反応し、水素を発生する。
【００１８】
そして、この際の水素発生量は、金属水素錯化合物自体が分解して発生する水素の量と水が分解して発生する水素の量との和になるので、水素の発生効率は非常に高くなり、例えば水素化ホウ素ナトリウムを用いた場合には１０．９重量％に達する。
しかも、このようにして得られる水素は、不純分を含まない高純度のものであるというメリットがある。
【００１９】
本発明方法においては、これらの金属水素錯化合物を安定な状態で取り扱うためにアルカリ水溶液に溶解した溶液として用いることが必要である。このアルカリとしては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのようなアルカリ金属水酸化物や、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシドのような第四アルキルアンモニウム化合物などが用いられる。
【００２０】
これらのアルカリは少なくとも１質量％、好ましくは少なくとも１０質量％の濃度の水溶液として用いられる。この濃度の上限は、アルカリの飽和濃度であるが、あまり高濃度にすると金属水素錯化合物が溶解しにくくなるので、３０質量％以下の範囲で選択するのが好ましい。
例えば、水酸化ナトリウムの場合は８〜３０質量％、水酸化カリウムの場合は１０〜２５質量％の範囲の濃度において金属水素錯化合物をよく溶解し、しかも水素の発生が認められない。
【００２１】
この際の金属水素錯化合物の濃度は高ければ高いほどその体積当りの水素発生量が多くなるので有利である。アルカリ性媒質に対する金属水素錯化合物の溶解度は温度の関数として変化し、高温下と低温下とでは著しい差があるため、飽和溶解度まで金属水素錯化合物を溶解した溶液は、周囲温度の変化により晶析現象を起こすが、このように金属水素錯化合物の一部が析出している溶液であっても本発明方法においては、特に支障はない。
なお、１０質量％水酸化ナトリウム水溶液１００ｇ中におけるＮａＢＨ4の溶解度は６１ｇ、１０質量％水酸化カリウム水溶液１００ｇ中におけるＫＢＨ4の溶解度は１５ｇである。
このようにして調製された金属水素錯化合物含有アルカリ水溶液は非常に安定であって長時間貯蔵しても水素を発生することがない。
【００２２】
この金属水素錯化合物含有アルカリ水溶液には、所望に応じ、メチルアルコールやエチルアルコールのようなアルコールやジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、エチレングリコール、ジエチレングリコールのような水混和性溶剤を添加することもできる。
【００２３】
次に、上記の金属水素錯化合物含有アルカリ水溶液と接触させて水素ガスを発生させるために用いられる水素発生用触媒としては、例えばニッケル、コバルト、ジルコニウム、ロジウム、白金、パラジウム、銀、金など水素発生用触媒として公知のものが用いられる。
【００２４】
また、この水素発生用触媒としては、いわゆる水素吸蔵合金を用いることもできる。このような水素吸蔵合金としては、例えばＭｇ2Ｎｉ合金、Ｍｇ2ＮｉとＭｇとの共晶合金のようなＭｇ2Ｎｉ系合金やＺｒＮｉ2系合金やＴｉＮｉ2系合金などのラベス相系ＡＢ2型合金、ＴｉＦｅ系合金のようなＡＢ型合金、ＬａＮｉ5系合金のようなＡＢ5型合金、ＴｉＶ2系合金のようなＢＣＣ型合金の中から任意に選ぶことができる
これらは単独で用いてもよいし、また２種以上を混合して用いてもよい。
【００２５】
また、この水素発生用触媒は、フッ化処理することにより、その性能を著しく高めることができる。このフッ化処理は、例えば金属又は合金をフッ化剤含有水溶液中に浸せきし、フッ化処理された表面をもつ金属又は合金を形成させることによって行われる。
【００２６】
上記フッ化剤含有水溶液としては、通常、フッ素イオンとアルカリイオンを含む水溶液が用いられ、これは、例えばフッ化アルカリを０．２〜２０質量％程度の濃度で含有する水溶液に、フッ化水素を加えて、ｐＨを２．０〜６．５程度に調整することにより調製することができる。この際用いるフッ化アルカリとしては特に制限はなく、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化アンモニウムなどの水に対して易溶性のものが好ましく、特にフッ化カリウムが好適である。これらのフッ化アルカリは単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
フッ化剤含有水溶液中のフッ化アルカリの好ましい濃度は、フッ化ナトリウムの場合０．３〜３質量％、フッ化カリウムの場合０．５〜５質量％、フッ化アンモニウムの場合０．５〜８質量％の範囲である。フッ化アルカリの濃度が、上記範囲よりも低いとフッ化処理表面の形成に長時間を要し、実用的でないし、上記範囲より高いと十分な厚さのフッ化処理表面が形成されにくいため、安定化効果が不十分となる。
【００２８】
また、このフッ化剤含有水溶液のｐＨが２．０未満では金属又は合金表面における金属フッ化反応が急速に進行するため、均質なフッ化処理表面が形成されにくいし、６．５を超えると金属フッ化反応速度が遅くなり、十分な厚さのフッ化処理表面が形成されない。適度な金属フッ化反応速度を有し、均質で十分な厚さでフッ化処理表面を形成させる点から、このｐＨの好ましい範囲は４．５〜６．０の範囲である。上記ｐＨ範囲に調整するのに必要なフッ化水素の量は、通常、フッ化アルカリ１モルに対し、フッ化ナトリウムの場合１〜３モル、フッ化カリウムの場合０．２〜３モル、フッ化アンモニウムの場合０．２〜１モルの範囲である。
【００２９】
前記フッ化剤含有水溶液を用いて、金属又は合金にフッ化処理表面を形成させるには、このフッ化剤含有水溶液中に、金属又は合金を浸せきし、通常、常圧下で０〜８０℃程度、好ましくは３０〜６０℃の範囲の温度において、その表面に十分な厚さ、すなわち０．０１〜１μｍ程度のフッ化処理表面が形成されるまで保持する。これに要する時間は１〜６０分間程度である。
【００３０】
本発明方法においては、前記した水素発生用触媒は、粒子状、棒状、板状、多孔板状、網状に成形して用いられるが、取り扱いが容易で、接触面積が大きいという点で多孔質ブロックに成形して用いるのが好ましい。
【００３１】
そして、本発明方法においては、水素発生用触媒体と金属水素錯化合物のアルカリ水溶液との接触面積を、該アルカリ水溶液の水位を上昇又は下降させることにより変化させて、水素発生量を制御する。
【００３２】
次に、本発明方法において発生した水素を低温燃焼して、水蒸気と空気との混合物すなわち湿潤空気を製造する場合には、酸化用触媒を用いることが必要であるが、この酸化用触媒としては、一般に酸化用触媒として慣用されているもの、例えば白金、パラジウムなどの貴金属触媒を挙げることができる。これらは、ニッケル、ニッケル合金などの発泡金属表面に薄膜状に担持させて用いるのが好ましい。
【００３３】
この低温燃焼は、供給される水素ガスに対し、大過剰の空気の存在下、例えば水素と反応して水を生成する酸素の５モル倍以上の酸素を含む空気の存在下、すなわち体積比として５倍以上、好ましくは１０倍以上、一般に７ないし１５倍の割合の空気の存在下で行われる。
【００３４】
このような低温燃焼の機構は、触媒担持体表面で、ノズルから直接噴出する水素と、周囲の空気中の酸素とが直接接触反応を起こすことで、水素１ｇから生成物として水蒸気９ｇを発生し、１２１ｋＪの燃焼熱を発生する。
【００３５】
低温燃焼は、水素と空気中の酸素が直接接触するので、炭化水素を含む燃焼のようなＣＯ2やＣＯは発生しないと共に、低温で自然に燃焼するため、火炎燃焼のような窒素酸化物も発生しない。
【００３６】
低温燃焼の燃焼熱は、空気の直接加熱も可能であるが、通常は熱移動の差から周囲の空気の加熱よりも、触媒担持体の加熱に大部分消費され、熱移動は、触媒担持体からの放射伝熱が主である。触媒担持体からの放射伝熱を効率的に受けるように、触媒担持体に対面するように、空気が通過可能な多孔質材で形成される加熱体を設け、触媒担持体より受けた放射伝熱によって加熱された加熱体を空気が通過するとき、空気中の微生物などをろ過しながら加熱殺菌消毒効果を発揮する。
この低温燃焼は、水素ガスと空気とを混合して２００〜４００℃の範囲で行われる。
【００３７】
加熱体は、熱に耐えられるアルミニウム、ニッケル、セラミックスなどの多孔質体で成形され、形状としてはハニカム、網目、発泡、材料繊維の不織布状混合体など、ろ過と殺菌消毒効果を発揮可能なものであればよい。加熱体は、酸化チタンや光触媒などで表面を被覆して、さらに殺菌効果を与えることも可能である。
【００３８】
次に、図３は、本発明方法を実施するのに好適な制御システムの１例を示すブロック図である。この図において、水素発生装置の主要部は、低温燃焼部分１、水溶液貯蔵部４、水素発生部７及び水溶液排出槽１７から構成され、水素発生部７と低温燃焼部分１との間は、水素ガス量調節バルブ９を備えた管路によって、水溶液貯蔵部４と水素発生部７との間は水溶液量調節バルブ５を備えた管路によって、また水素発生部７と水溶液排出槽１７との間は、水溶液排出バルブ１８を備えた管路によってそれぞれ連通されている。また、水素発生部７には、水素ガス緊急放出バルブ１９を備えた管路が設けられている。
【００３９】
そして、この装置には付属機器として、水素発生部７の内部に検出端を有する圧力計及び液面計、水素ガス量調節バルブ９と連動する流量計、水溶液排出バルブ１８と連動する流量計、水溶液量調節バルブ５と連動する流量計がそれぞれ付設され、上記の圧力計は圧力変換器に、液面計及び各流量計は流量調節器に接続し、それらから与えられた情報に従って、水素ガス量調節バルブ９、水溶液量調節バルブ５、水溶液排出バルブ１８及び水素ガス緊急放出バルブ１９の開度を調節するための指令が発信される。
【００４０】
このシステムを構成する部材としては、アルカリ水溶液に対して耐食性を有し、かつある程度の耐圧強度を有するものであればよく、例えばステンレス鋼、硬質プラスチックなどが用いられる。また、これらの各部分は、系内閉鎖時に水溶液を排出させるのに必要な系内圧力（例えば５０００ｍｍ水柱）、水溶液の最高温度（例えば１００℃）に耐えうるように設計することが必要である。
【００４１】
上記のシステムの動作は、次のようにして行われる。
すなわち、水素発生容器における触媒体の水素ガス発生能を基準として、水素ガス量調節バルブの開度に伴う一定時間の系内圧力を検出して、その圧力変化に応じて水溶液供給バルブ及び水溶液排出バルブを調節して、触媒体における液面高さを調整することにより、水素ガスの発生量及び取出し量を制御する。この際、系内圧力の設定には、間接的に触媒体における液面高さの測定を検出端として行う。
このような制御システムは、回分式、連続式、サイクル式又は水溶液移動にポンプを使用するか、液ヘッドを用いるかなどにより補助的部分を異にするが、基本的な制御システムの操作は共通である。
【００４２】
次に、本発明の制御システムを連続式を例として説明する。水素発生容器に おいて、ある一定量の水素ガス発生に対しては、水素ガス供給バルブはその流量に応じて一定の開度を示し、水素発生容器の系内も一定の圧力を示す。この系内圧力にカスケードされ、水溶液供給バルブ及び水溶液排出バルブは適当な開度をとり、水溶液の液面は、触媒体をある一定の高さまで浸漬し、その水溶液は水溶液排出バルブを経由して水溶液排出槽に放出される。
【００４３】
所定量より、水素ガス発生量を増加させる場合は、水素ガス量調節バルブの開度をより大きくするように操作して、水素発生容器の系内の圧力を低下させる。これにより、この系内圧力にカスケードされ、水溶液量調節バルブはより大きく開放されるように作用させるとともに、水溶液排出バルブはより閉止するように作用し、その後に適当な開度を保つことにより、液面を、触媒体をある一定の高さより高い位置まで浸漬させる。
【００４４】
逆に水素ガス発生量を減少させる場合には、水素ガス供給バルブは開度をより閉止するように操作して、水素発生容器の系内の圧力を上昇させると、この系内圧力にカスケードされ、水溶液量調節バルブはより閉止するようになるとともに、水溶液排出バルブはより開放するように作用し、その後に適当な開度を保つことにより、液面は、触媒体をある一定の高さより低い位置で浸漬する。
【００４５】
なお、緊急停止の場合、一定量の水素ガス発生あるいは量が増加している場合に緊急停止すると、水素ガス供給バルブは緊急遮断されるため、水素発生容器の系内の圧力は急上昇し、この系内圧力にカスケードされ、水溶液量調節バルブは閉止となり、水溶液排出バルブは全開となり、その後に適当な開度を保持するが、液面は、触媒体に触れない最低の位置まで低下する。そして、水素発生容器が、系内が容器耐圧より高くなる場合は、さらに水素ガス緊急放出バルブが開放される。
これらのバルブ操作と系内圧力及び液面高さとの関係は表１のようになる。
【００４６】
【表１】
0004173303.tif 000002
【００４７】
なお、水溶液排出バルブについては、初期作動後、系内圧力に対応した開度とする。
【００４８】
【実施例】
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
【００４９】
実施例
ステンレス鋼製容器（３５０×１００×７５０ｍｍ）内に、連通孔を有する空隙率９０％のニッケル発泡体（６５×６５×６５ｍｍ）の表面をフッ化処理及びコバルト還元して被覆を設け、その下部に幅６５ｍｍ、高さ５０ｍｍのステンレス鋼製フィルター付き分散溝を設けたブロック５個を直列に配置して、水素発生容器を構成した。
【００５０】
次に、１０質量％水酸化ナトリウム水溶液に、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ4）を約３質量％の濃度で溶解した水溶液約６リットルを水溶液貯蔵槽に装入し、各ブロックの最下部の分散溝に配置した液温調整用シーズヒーターにより、液温を４０℃に調節して、毎時３７ｇの水素を発生させた。
この水素量は、約３００ｍｌ／時（日本電機工業会規格に基づく木造和室８畳分、プレハブ洋室１３畳分を加湿しうる量）の水蒸気を発生し得る。
【００５１】
次に、以下のようにして低温燃焼装置を作製した。
先ず、触媒バーナーを触媒担持体、逆火防止及び断熱材、水素ガス供給板から構成し、燃焼反応をさせる触媒担体は、触媒はパラジウム、担体はセルメット（材質：ニッケル）の板状体を用いた。逆火の防止及び断熱材は、セラミックスウールとステンレス鋼製の網状スペーサーの積層体で形成され、その裏側には、水素ガスを触媒体に供給するための水素ガス噴射用ノズルを多数配列したガス供給板が積層されている。ガス供給板の背後に裏当て板が配された垂直な扁平空間の下端部に角筒状のマニホールドが形成され、そのマニホールドには、水素ガス配給配管が接続される。次いで、３７ｇ／ｈの水素供給に対して５倍以上の過剰空気率を用いて、触媒体表面温度は２９０〜３２５℃で燃焼させた。上記、触媒バーナー以外には、この触媒担持体に相対するように９８％空隙率のセラミックス製の空気の加熱体、その断熱、ろ過にはセラミックスウール及びステンレス製金網を配置している。低温燃焼装置部分は、幅３５０ｍｍ、奥行き１００ｍｍ、高さ３００ｍｍのステンレス鋼製であり、これらをすべて枠内に保持させた。
【００５２】
このような条件下で操作し、水素ガス量調節バルブの開度を５０％とし、水素発生容器内の圧力を約２００ｍｍＨ2Ｏに保った。次いで水溶液量調節バルブの開度を５０％、水溶液排出バルブの開度を５０％に調整したところ、触媒体の８０％の高さまで液面が達し、水溶液は水素発生容器の底部の水溶液排出バルブを経由して水溶液排出槽に放出された。
【００５３】
次に、水素ガス量調節バルブの開度を小さくし、系内の圧力を５００ｍｍＨ2Ｏに上昇させて、水溶液量調節バルブの開度を小さくし、かつ水溶液排出バルブの開度を大きくして液面の位置を触媒体の高さの約５０％にすると水素ガス発生量は５０％に減少した。この際の定常状態になるまでに要した時間は約４０秒であった。
【００５４】
また、水素ガス発生量を大きくして、緊急停止させる試験を行うために、水素ガス量調節バルブを完全に閉止したところ、水素発生容器内の圧力は急上昇し、３０秒後に約０．９ＫＧとなり、水溶液量調節バルブを完全に閉止し、水溶液排出バルブは全開して定常状態に達した。この際、水溶液は急速に排出され、液面は触媒体に接触しない位置まで低下した。
【００５５】
【発明の効果】
本発明方法によれば、金属水素錯化合物のアルカリ水溶液を分解して発生す る水素ガスを応答性よく制御又は停止することができるので、車搭載又は家庭用燃料電池、水素燃焼による清浄な湿潤空気の製造装置の制御に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明方法を行うのに適した水素発生装置の正面図。
【図２】  同側面図
【図３】  本発明方法を行う際の制御システムのブロック図。
【符号の説明】
１  低温燃焼部分
２  水素発生部分
３  水溶液供給バルブ
４  水溶液貯蔵部
５  水溶液量調節バルブ
６  管路
７  水素発生部
８  水素発生用触媒体
９  水素ガス量調節バルブ
１０  空気取入孔
１１  水蒸気、空気排出孔
１２  水素ガスヘッダー
１３  触媒担持板
１４  逆火防止、断熱板
１５  水素ガス供給板
１６  加熱板
１７  水溶液排出槽
１８  水溶液排出バルブ
１９  水素ガス緊急放出バルブ
【図１】
0004173303.tif 000003
【図２】
0004173303.tif 000004
【図３】
0004173303.tif 000005