【手続補正書】
【提出日】平成20年8月19日(2008.8.19)
【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】
水との発熱反応により水素を発生する水素発生物質を収容した容器の内部に水を供給し、前記水と前記水素発生物質とを前記容器内で反応させて水素を発生させる水素の製造方法であって、
前記容器の内部の温度が、前記発熱反応を継続できる温度に保持されるよう、前記容器の内部への水の供給量又は水の供給速度を制御することを特徴とする水素の製造方法。
【請求項２】
前記容器の内部を４０℃以上に保持する請求項１に記載の水素の製造方法。
【請求項３】
前記容器の内部を１００℃以下に保持する請求項１又は２に記載の水素の製造方法。
【請求項４】
前記発熱反応の開始時の水の供給量を、前記発熱反応の開始後の定常状態での水の供給量よりも少なくする請求項１〜３のいずれかに記載の水素の製造方法。
【請求項５】
前記発熱反応の開始時の水の供給速度を、前記発熱反応の開始後の定常状態での水の供給速度よりも小さくする請求項１〜３のいずれかに記載の水素の製造方法。
【請求項６】
水との発熱反応により水素を発生する水素発生物質を収容した容器の内部に水を供給し、前記水と前記水素発生物質とを前記容器内で反応させて水素を発生させる水素の製造方法であって、
前記発熱反応の開始後に、水の供給速度を増加させ、前記発熱反応を定常状態に移行させることを特徴とする水素の製造方法。
【請求項７】
前記発熱反応の開始時の水の供給速度が、水素発生物質１ｇあたり５０μｌ／分以下である請求項５又は６に記載の水素の製造方法。
【請求項８】
前記発熱反応の開始後の定常状態での水の供給速度が、水素発生物質１ｇあたり２００μｌ／分以下である請求項５〜７のいずれかに記載の水素の製造方法。
【請求項９】
前記水の供給量又は水の供給速度の制御が、水素発生量又は容器温度を検出することにより行われる請求項１〜８のいずれかに記載の水素の製造方法。
【請求項１０】
前記水素発生物質及び前記水の少なくとも一方を加熱する請求項１〜９のいずれかに記載の水素の製造方法。
【請求項１１】
前記加熱が、アルカリ金属の酸化物又はアルカリ土類金属の酸化物と水との発熱反応による発熱を用いて行う請求項１０に記載の水素の製造方法。
【請求項１２】
前記水素発生物質が、アルミニウム、ケイ素、亜鉛、マグネシウム及びこれらの元素を主体とする合金からなる群より選択される少なくとも１種である請求項１〜１１のいずれかに記載の水素の製造方法。
【請求項１３】
前記水素発生物質が、アルミニウム又はアルミニウムを主体とする合金であり、その平均粒径が、０．１μｍ以上１００μｍ以下である請求項１２に記載の水素の製造方法。
【請求項１４】
水との発熱反応により水素を発生する水素発生物質を収容した容器を備えた水素の製造装置であって、
前記容器の内部に水を供給する水供給手段と、
前記水の供給速度を制御する制御手段とを備え、
前記発熱反応の開始後に、水の供給速度を増加させ、前記発熱反応を定常状態に移行させる制御を行うことを特徴とする水素の製造装置。
【請求項１５】
前記水素発生物質及び前記水の少なくとも一方を加熱可能な加熱手段をさらに備えた請求項１４に記載の水素の製造装置。
【請求項１６】
水素発生量又は容器温度を検出する検出器を備えた請求項１４又は１５に記載の水素の製造装置。
【請求項１７】
前記発熱反応の開始時の水の供給速度が、水素発生物質１ｇあたり１μｌ／分以上である請求項１４〜１６のいずれかに記載の水素の製造装置。
【請求項１８】
前記発熱反応の開始時の水の供給速度が、水素発生物質１ｇあたり５０μｌ／分以下である請求項１４〜１７のいずれかに記載の水素の製造装置。
【請求項１９】
前記発熱反応の開始後の定常状態での水の供給速度が、水素発生物質１ｇあたり２００μｌ／分以下である請求項１４〜１８のいずれかに記載の水素の製造装置。
【請求項２０】
請求項１４〜１９のいずれかに記載の水素の製造装置と、前記製造装置により製造される水素を燃料源とする燃料電池とを有する電源。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】水素の製造方法及び水素の製造装置並びに電源
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、水素発生物質を用いた水素の製造方法及び水素の製造装置並びに電源に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の第１の水素の製造方法は、水との発熱反応により水素を発生する水素発生物質を収容した容器の内部に水を供給し、前記水と前記水素発生物質とを前記容器内で反応させて水素を発生させる水素の製造方法であって、前記容器の内部の温度が、前記発熱反応を継続できる温度に保持されるよう、前記容器の内部への水の供給量又は水の供給速度を制御することを特徴とする。また、本発明の第２の水素の製造方法は、水との発熱反応により水素を発生する水素発生物質を収容した容器の内部に水を供給し、前記水と前記水素発生物質とを前記容器内で反応させて水素を発生させる水素の製造方法であって、前記発熱反応の開始後に、水の供給速度を増加させ、前記発熱反応を定常状態に移行させることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明の水素の製造装置は、水との発熱反応により水素を発生する水素発生物質を収容した容器を備えた水素の製造装置であって、前記容器の内部に水を供給する水供給手段と、前記水の供給速度を制御する制御手段とを備え、前記発熱反応の開始後に、水の供給速度を増加させ、前記発熱反応を定常状態に移行させる制御を行うことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、前記本発明の水素の製造装置により製造される水素は、燃料電池の燃料源とすることができ、前記本発明の水素の製造装置と燃料電池により電源が構成される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
（実施形態１）
先ず、本発明の水素の製造方法の実施の形態を説明する。本発明の水素の製造方法は、水との発熱反応により水素を発生する水素発生物質を収容した容器の内部に水を供給する工程と、上記水と上記水素発生物質とを上記容器内で反応させて水素を発生させる工程とを含み、上記水を供給する工程において、上記水の供給量を制御することにより、上記容器の内部の温度が、上記発熱反応を維持できる温度に保持されるよう、上記容器の内部への水の供給量又は水の供給速度を制御するものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
水と水素発生物質との発熱反応が始まっても、水の供給量が過多となれば反応温度が低下して反応速度が低下する場合がある。また、水の供給量が過少となれば反応効率が低下する場合がある。そこで、本発明の水素の製造方法では、水の供給量を制御することにより、容器の内部を発熱反応が維持できる温度に保持している。これにより、水と水素発生物質との発熱反応を安定して継続でき、簡便で効率よく且つ安定的に水素を製造できる。なお、上記水の供給量の制御は、水の供給速度の制御であってもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
上記発熱反応を維持できる温度は、通常は４０℃以上であり、一旦発熱反応を開始して水素が発生すると、容器の内圧が上昇して水の沸点が上昇することもあり、容器内温度が１２０℃に達することもあるが、水素発生速度の制御の点から１００℃以下とすることが好ましい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
上記水の供給量の制御は、水の供給速度を制御することにより行うことが好ましい。例えば、反応開始時の水の供給速度を、反応開始後の定常状態での水の供給速度よりも小さくなるよう制御する場合、すなわち、反応開始後に、水の供給速度を増加させ、反応を定常状態に移行させる場合には、反応開始時の水の供給速度は、水素発生物質の種類にもよるが、水素発生物質１ｇあたり、１μｌ／分以上とするのが好ましく、３μｌ／分以上とするのがより好ましく、５μｌ／分以上とするのが特に好ましく、５０μｌ／分以下とするのが好ましく、２５μｌ／分以下とするのがより好ましく、１５μｌ／分以下とするのが特に好ましい。また、定常状態での水の供給速度は、水素発生物質１ｇあたり、５μｌ／分以上とするのが好ましく、１０μｌ／分以上とするのがより好ましく、２０μｌ／分以上とするのが特に好ましく、２００μｌ／分以下とするのが好ましく、１００μｌ／分以下とするのがより好ましく、５０μｌ／分以下とするのが特に好ましい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
先ず、容器本体１０ａに、水素発生物質として平均粒径３μｍのアルミニウム粉末３．２ｇと、添加剤としてα−Ａｌ2Ｏ3粉末０．８ｇとを充填した後、容器本体１０ａを蓋１０ｂで密閉した。次に、抵抗体１３に２．２Ｗの電力（１０Ｖ、０．２２Ａ）を通電することにより容器本体１０ａを６５℃に加熱すると同時に、水供給パイプ１１から０．０２３ｍｌ／分の水供給速度で水を供給した。加熱及び水の供給を開始して６分後に容器温度が上昇しはじめ、８分後に容器温度が７０℃を超えたところで抵抗体１３による加熱を停止すると共に、水供給速度を０．１１ｍｌ／分に増加した。そのまま水を一定流速で供給し続けると、容器温度が約９０℃を保持したまま、１．４時間定常的に水素が発生した。その後、容器温度が低下し始めたので、水の供給量が過多とならないように水の供給量を順次減少させ、水素発生反応の開始から１．７時間にわたり水素を発生させることができた。上記反応の開始から終了までの全水素発生量は２６０６ｍｌであり、３．２ｇのアルミニウムに対する理論水素発生量（約４３５０ｍｌ）の６０％の水素を得ることができた。