(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素吸蔵合金を内蔵することで水素ガスを貯蔵する水素貯蔵タンクの製造方法であって、
板部材に、前記水素吸蔵合金を配置する領域と該水素吸蔵合金を配置しない領域とを形成するように該水素吸蔵合金を配置する配置工程と、
板部材を積み重ねて積層する積層工程と、
隣接する板部材の間に前記水素吸蔵合金が配置された前記板部材を積層した状態で、該水素吸蔵合金の移動を制限するように該板部材に圧力を加えることで、該板部材によって仕切られる空間であって、該水素吸蔵合金が予め内蔵された空間を形成する加圧工程と、
を備える水素貯蔵タンクの製造方法。
【請求項２】
前記配置工程では、前記水素吸蔵合金を、隣接するいずれか一方の板部材に配置し、
前記積層工程では、水素吸蔵合金が配置された板部材を積み重ね、
前記加圧工程では、前記積層工程において積層された板部材に圧力を加えることで、該板部材によって仕切られる空間であって、該水素吸蔵合金が予め内蔵された空間を形成する、請求項１に記載の水素貯蔵タンクの製造方法。
【請求項３】
前記配置工程では、前記水素吸蔵合金を配置する領域と該水素吸蔵合金を配置しない領域とを縞状に配置すると共に、隣接する板部材の間で該縞が重ならないように前記水素吸蔵合金を配置する、請求項１又は請求項２に記載の水素貯蔵タンクの製造方法。
【請求項４】
前記配置工程では、前記水素吸蔵合金を、隣接するいずれか一方の板部材に接着して配置する、請求項１から請求項３のいずれか１に記載の水素貯蔵タンクの製造方法。
【請求項５】
前記水素吸蔵合金の粒径は、５００μｍから１０００μｍである、
請求項１から請求項４のいずれか１に記載の水素貯蔵タンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素貯蔵タンクの製造方法及び水素貯蔵タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二酸化炭素の低減を図るため、自動車等の燃料として水素ガス、ＬＰＧ（液化石油）ガス、ＣＮＧ（圧縮天然）ガス等が用いられている。これらの燃料ガスは、ガスタンクに貯蔵することができると共に必要時には放出して利用することができる必要がある。例えば水素ガスを貯蔵する方法としては、タンク内に水素吸蔵合金を充填し、充填された水素吸蔵合金に水素を吸蔵させる技術が知られている。このような従来の技術によれば、水素吸蔵合金に水素ガスを吸蔵することで水素ガスの貯蔵が可能となり、また、水素吸蔵合金から水素ガスを放出させることで水素ガスを燃料として利用することができる。
【０００３】
水素吸蔵合金は、水素ガスの吸蔵に伴って膨張し、水素ガスの放出に伴って収縮するといった特性を有する。その結果、この水素吸蔵合金の膨張や収縮により、水素吸蔵合金がタンク内に沈降、すなわち偏ってしまうといった問題がある。また、例えば水素吸蔵合金が偏った状態、すなわち圧密化した状態で水素を吸蔵すると、膨張により局所的に過大な応力が発生してしまうという問題もある。そこで、このような問題を解決するため、様々な技術が開発されている。
【０００４】
例えば特許文献１には、水素吸蔵合金に結着材を加えてペースト状とし、金属多孔質体シートに塗布した後、加圧成形した水素吸蔵性シートを積層する技術が開示されている。また、例えば特許文献２には、水素貯蔵タンクの本体内を複数の空間に区画形成し、区画形成後に、形成された空間内の夫々に水素吸蔵合金を充填した水素貯蔵タンクに関する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２４１５９９号公報
【特許文献２】特開２００４−１６２８８５号公報
【特許文献３】特開２００５−２４０９８３号公報
【特許文献４】特開２００５−１０５３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水素吸蔵合金に結着材を加えてペースト状とし、金属多孔質体シートに塗布する技術によれば、水素吸蔵合金の偏りを一定期間内であれば抑制することができる。しかしながら、この技術では、水素吸蔵合金の膨張や収縮によって結着性能が低下すると、結着材による成形体の維持が困難となり、水素吸蔵合金が沈降、すなわち偏るといった問題がある。
【０００６】
これに対し、水素貯蔵タンクの本体内を複数の空間に区画し、この形成された空間内の夫々に水素吸蔵合金を充填する技術によれば、水素吸蔵合金の沈降（偏り）を抑制することができる。しかしながら、この技術では、水素貯蔵タンクの一部に水素吸蔵合金を充填するための孔を形成しなければならず、また、充填には多くの時間を費やす必要がある。更に、水素吸蔵合金が十分に充填されたか否かの確認を目視で行うことはできない。従って、水素吸蔵合金が十分に充填されたか否かの確認は、充填前後の水素貯蔵タンクの重量を測定しなければならなかった。このように、上記技術では、水素吸蔵合金の充填作業が非常に煩雑であるといった問題があった。
【０００７】
本発明では、上記した問題に鑑み、水素吸蔵合金の偏りを抑えると共に、水素吸蔵合金の充填作業の煩雑さを解消できる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、上述した課題を解決するために、伝熱フィンを形成する板部材同士の間に水素吸蔵合金を配置した状態で、この板部材を加圧変形させることで、板部材によって仕切られた空間を形成し、この空間内に水素吸蔵合金を閉じ込めることとした。これにより、水素吸蔵合金の移動が制限されるので、水素吸蔵合金の偏りを抑制することができる。また、水素吸蔵合金は、板部材の加圧変形前に予め内蔵されるので、製造後に充填作業を行う必要がない。つまり、本発明によれば、従来問題であった水素吸蔵合金の充填作業における煩雑さを解消することができる。
【０００９】
詳細には、本発明は、水素吸蔵合金を内蔵することで水素ガスを貯蔵する水素貯蔵タンクの製造方法であって、板部材に、前記水素吸蔵合金を配置する領域と該水素吸蔵合金を配置しない領域とを形成するように該水素吸蔵合金を配置する配置工程と、板部材を積み重ねて積層する積層工程と、隣接する板部材の間に前記水素吸蔵合金が配置された前記板部材を積層した状態で、該水素吸蔵合金の移動を制限するように該板部材に圧力を加えることで、該板部材によって仕切られる空間であって、該水素吸蔵合金が予め内蔵された空間を形成する加圧工程と、を備える。
【００１０】
本発明の水素貯蔵タンクの製造方法は、水素貯蔵タンクの製造段階において水素吸蔵合金（Metal Hydride）を内蔵させることを特徴とするものである。そして、本発明では、
伝熱フィンを形成する板部材同士の間に水素吸蔵合金を配置し、板部材を積層方向に加圧変形させることで、板部材によって仕切られた空間を形成し、この空間内に水素吸蔵合金を閉じ込めることで、水素吸蔵合金を製造時にタンク内に内蔵させることを可能としている。伝熱フィンを形成する板部材は、伝熱性を有するものであればよい。なお、伝熱フィンを形成する板部材は、変形可能なものであることが好ましい。積層される板部材には、平板状の部材を用いることができるが、このような平板状の板部材は、加圧によって変形することで、水素吸蔵合金が内蔵された空間を形成することができるからである。
【００１１】
水素吸蔵合金が配置される領域と水素吸蔵合金が配置されない領域との比率や領域の形態等は特に限定されない。但し、領域同士の比率は一定とし、また、領域の形態も統一するなど、水素吸蔵合金の配置に際しては規則性をもたせることが好ましく、これにより作業性を向上させることができる。また、水素吸蔵合金の配置に規則性をもたせることで、製造された水素貯蔵タンクでは、貯蔵する水素ガスの量や排出する水素ガスの量の管理等を容易に行うことができる。
【００１２】
水素吸蔵合金の配置と板部材の積層が完了すると、加圧工程において、水素吸蔵合金が配置された状態で板部材が加圧される。より具体的には、水素吸蔵合金が隣接する板部材の間に配置された状態であって、このような板部材が積層された状態で、水素吸蔵合金の移動を制限するように該板部材板部材が加圧される。水素吸蔵合金の移動が制限されるとは、水素吸蔵合金の周囲が板部材で覆われることを意味する。つまり、板部材の間には既に水素吸蔵合金が配置されていることから、積層方向に圧力が加えられることで、板部材同士の間隔が徐々に狭められていく。そして、更に圧力が加えられると、板部材が変形することで、隣接する板部材同士の対向面のうち水素吸蔵合金が介在しない部分同士は、互いに接することになり、水素吸蔵合金の周囲が板部材で仕切られることになる。すなわち、水素吸蔵合金が予め内蔵された空間を複数形成することが可能となる。なお、加圧工程における圧力は、板部材の材質を考慮して適宜調整すればよい。
【００１３】
なお、本発明において、前記配置工程では、前記水素吸蔵合金を、隣接するいずれか一方の板部材に配置し、積層工程では、水素吸蔵合金が配置された板部材を積み重ね、前記加圧工程では、前記積層工程において積層された板部材に圧力を加えることで、該板部材
によって仕切られる空間であって、該水素吸蔵合金が予め内蔵された空間を形成するようにしてもよい。これにより、板部材と板部材との間に水素吸蔵合金が配置され、かつこのような板部材が複数積層された状態で板部材を加圧することができる。なお、本発明では、板部材の夫々に水素吸蔵等金を配置した上で、順次積層することとしたが、これに代えて、例えば、板部材を所定の間隔を空けて複数積層し、隣接する板部材の間に水素吸蔵合金を配置するようにしてもよい。このように、本発明では、加圧工程において加圧する際に板部材と板部材との間に水素吸蔵合金が配置され、かつこのような板部材が複数積層された状態であればよく、水素吸蔵合金の配置と板部材の積層との間の工程順序は特に限定されるものではない。
【００１４】
ここで、前記配置工程では、前記水素吸蔵合金を配置する領域と該水素吸蔵合金を配置しない領域とを縞状に配置すると共に、隣接する板部材の間で該縞が重ならないように前記水素吸蔵合金を配置してもよい。本発明によれば、積層方向及び積層方向に直交する方向において水素吸蔵合金が配置される部分と水素吸蔵合金が配置されない部分とが交互に配置される。つまり、断面視において水素吸蔵合金が格子状に配置されることになる。従って、このような配置状態で、板部材を加圧することで、水素吸蔵合金が内蔵された略格子状の空間を形成することができる。なお、加圧は、板部材の表面全体に均等な圧力を加えるだけでよいので、本発明によれば、非常に簡易な手順で断面視が略格子状の複数の空間を形成することができる。
【００１５】
また、本発明において、前記配置工程では、前記水素吸蔵合金を、隣接するいずれか一方の板部材に接着して配置するようにしてもよい。水素吸蔵合金を接着することで、作業中において水素吸蔵合金が飛散することを防止することができ、作業性を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明において、前記水素吸蔵合金の粒径は、５００μｍから１０００μｍとすることができる。水素吸蔵合金は、水素吸蔵時に膨張するという性質を有している。従って、板部材によって仕切られる夫々の空間に充填される水素吸蔵合金の割合の調整、換言すると嵩密度の調整を行うに際しては、水素吸蔵時の膨張を考慮する必要がある。本発明によれば、水素吸蔵合金の粒径が所定の範囲に特定されているので、嵩密度の調整を容易に行うことが可能となる。
【００１７】
また、本発明は、水素ガスを貯蔵する水素貯蔵タンクであって、複数の空間を仕切るとともに伝熱フィンを形成する板部材と、前記空間に内蔵された水素吸蔵合金と、を備え、前記複数の空間は、隣接する空間同士が夫々独立しているようにしてもよい。
【００１８】
本発明は、上述した水素貯蔵タンクの製造方法によって製造することが可能であり、従来の水素貯蔵タンクとは以下の点で異なる。すなわち、従来の水素貯蔵タンクとして、水素貯蔵タンクの本体内が複数の空間に区画形成されたものが知られている。しかし、この従来の水素貯蔵タンクには、タンク本体に水素吸蔵合金を充填するための充填孔と、充填された水素吸蔵合金を全ての空間に行き渡らせるため夫々の空間同士をつなぐように貫通孔が設けられていた。これに対し、本発明の水素貯蔵タンクは、隣接する空間同士が夫々独立している。つまり、本発明の水素貯蔵タンクには、充填孔や貫通孔といった構成を設ける必要がない。これは、本発明の水素貯蔵タンクが、従来の水素貯蔵タンクと異なり、水素吸蔵合金が空間内に予め充填されているからである。このように、本発明の水素貯蔵タンクは、従来よりも非常に簡易な構成であり、メンテナンスも容易に行うことができる。更に、本発明によれば、水素吸蔵合金が仕切られた空間に内蔵されているので、水素吸蔵合金の移動が抑制される。その結果、水素吸蔵合金がタンク内に沈降、すなわち水素吸蔵合金が偏ることを抑えることができる。また、本発明の水素貯蔵タンクによれば、予め水素吸蔵合金が充填されているので、水素吸蔵合金の充填作業を行う必要がなく、充填作
業の煩雑さを解消することができる。
【００１９】
なお、前記空間に内蔵された水素吸蔵合金は、該空間を形成する板部材と接着されているようにしてもよい。本発明によれば、内蔵されている水素吸蔵合金が伝熱フィン（板部材）と接着されていることから、水素吸蔵合金の移動がより効果的に抑制される。その結果、水素貯蔵合金の偏りを効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、水素吸蔵合金の偏りを抑えると共に、水素吸蔵合金の充填作業の煩雑さを解消できる技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の水素貯蔵タンク及びこの製造方法の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、本実施形態においては、燃料電池自動車に搭載される高圧ＭＨ（Metal Hydride）タンクを例に説明する。
【００２２】
＜第一実施形態＞
（構成）
図１は、第一実施形態の水素貯蔵タンク１００の断面図を示す。本実施形態の水素貯蔵タンク１００は、円筒形のタンク本体１の内部に熱交換器２を備えている。水素貯蔵タンク１００は、通常、図１に示すように横置きで使用される。なお、タンク本体１や熱交換器２といった伝熱に関与する構成部材は、アルミニウムや銅といった良伝熱性金属によって形成することができる。
【００２３】
熱交換器２は、加熱用、冷却用の媒体（熱媒、冷媒）を流通させる冷熱媒チューブ３と、冷熱媒チューブ３の外周にロウ付け接合された複数の伝熱フィン４によって形成されている。本実施形態における熱交換器２は、いわゆるフィン・アンド・チューブ型のものである。本実施形態の熱交換器２では、流入部５から流入した媒体が、Ｕ字形の冷熱媒チューブ３を流通し、流出部６から排出される。なお、本実施形態では、Ｕ字形の冷熱媒チューブ３が３つ設けられているが、これに限定されるものではない。冷熱媒チューブ３の形状や数は、伝熱フィン４の形状等に応じて適宜変更することができる。
【００２４】
伝熱フィン４は、冷熱媒チューブ３が延びる方向（タンク本体１の長手方向）に積層されている。積層された伝熱フィン４同士の間には、水素吸蔵合金８が充填された空間７が複数形成されている。これにより、伝熱フィン４を介して、冷熱媒チューブ３を流通する媒体と、空間７に充填された水素吸蔵合金８との間で熱交換が行われることになる。
【００２５】
なお、従来の水素貯蔵タンク１００ａでは、水素貯蔵タンクの完成後に水素吸蔵合金８を充填していた。ここで、図２は、従来の水素貯蔵タンク１００ａの断面図を示す。同図に示すように、従来の水素貯蔵タンク１００ａは、本実施形態の水素貯蔵タンク１００と同じく、円筒形のタンク本体１ａの内部に熱交換器２ａを備えている。また、熱交換器２ａは、冷熱媒チューブ３ａの外周にロウ付け接合された複数の伝熱フィン４ａによって形成されている。複数の積層された伝熱フィン４ａ同士の間には空間７ａが形成されている。従って、従来の水素貯蔵タンク１００ａと本実施形態の水素貯蔵タンク１００とは、いくつかの共通点を有している。しかし、従来の水素貯蔵タンク１００ａでは、完成後に水素吸蔵合金８ａを充填する必要があるため、上記の構成に加えて、充填孔９と、貫通孔（図示せず）とが形成されている。
【００２６】
充填孔９は、水素吸蔵合金８ａを充填するための、水素貯蔵タンク１００ａと外部とを連通する孔であり、水素貯蔵タンク１００ａの長手方向端部に一つ形成されている。貫通
孔は、充填孔９から充填された水素吸蔵合金８ａを空間７ａへ導く孔であり、隣接する空間７ａ同士をつなぐように形成されている。従って、充填孔９から水素吸蔵合金８ａを順次充填することで、全ての空間７ａに対して水素吸蔵合金８ａを充填することが可能となる。従来の水素貯蔵タンク１００ａでは、このような充填孔９及び貫通孔とを用いて水素吸蔵合金８ａを充填していたが、この作業が非常に煩雑であった。しかし、本実施形態の水素貯蔵タンク１００（図１参照。）によれば、このような充填作業が不要であり、煩雑さを解消することができる。空間７に充填された水素吸蔵合金８は、水素貯蔵タンク１００の製造時、より詳細には伝熱フィン４を加工して空間７を形成する際に予め充填されているものであり、本実施形態の水素貯蔵タンク１００によれば、水素吸蔵合金８の充填作業を行う必要がないからである。
【００２７】
（製造方法）
次に上述した本実施形態の水素貯蔵タンク１００の製造方法について図面に基づいて説明する。なお、上述した本実施形態の水素貯蔵タンク１００は、伝熱フィン４同士の間に形成される空間７に予め水素吸蔵合金８が充填されていることを特徴とするものである。製造方法についてみると、そのような水素吸蔵合金８が予め充填されている伝熱フィン４同士の間に形成される空間７の形成過程に主な特徴を有する。従って、以下の説明では、この点を中心に説明するものとする。
【００２８】
図３は、本実施形態の水素貯蔵タンク１００の製造フローを示す。同図に示すように、ステップＳ０１では、伝熱フィン４を形成する板部材２０，３０に接着剤１１が塗付される。なお、板部材２０及び３０は、隣接する板部材同士を区別するものである。アルミニウム製の板部材２０の上面に、接着剤１１が縞状に塗付される。縞の幅は、３ｍｍから１０ｍｍとすることができ、縞同士の間隔は、１０ｍｍから３０ｍｍとすることができる。図４は、接着剤１１が塗付された板部材２０の上面を示す。同図に示すように、板部材２０の上面には、接着剤１１の塗付部１１ａと非塗布部１２とが縞状に等間隔に配置されている。板部材２０の厚さは、特に限定されないが、加圧した際に変形可能であることを考慮すると、０．２ｍｍから１．０ｍｍであることが好ましい。なお、接着剤１１が塗付されていない上記非塗布部１２が、加圧した際に主として変形する。接着剤１１には、低融点金属や樹脂系硬化剤を用いることができる。
【００２９】
上記と同じ手順により、板部材３０の上面にも、接着剤が縞状に塗付される。板部材３０は、積層される際に板部材２０の上側若しくは下側に位置する部材である。板部材３０は、それ自体板部材２０と実質的に異なるものではないが、接着剤１１が塗付された塗付部１１ａが板部材２０における接着剤１１が塗付された塗付部１１ａと異なる。すなわち、板部材３０への接着剤１１の塗付は、板部材２０に形成される縞と板部材３０に形成される縞とが、積層方向において重ならないように行われる。図５は、接着剤１１が塗付された板部材２０と接着剤１１が塗付された板部材３０とを比較する上面を示す。同図に示すように、板部材２０に形成された縞と板部材３０に形成された縞とは、相互に重ならないように形成されている。なお、図におけるＰ１及びＰ２は、位置決め点を示す。このように、板部材２０および板部材３０の夫々に位置決め点を設けることで、縞の位置あわせや板部材の配置等を効率よく行うことが可能となる。接着剤１１の塗付が完了したら次のステップへ進む。
【００３０】
ステップＳ０２では、水素吸蔵合金８が配置される。すなわち、ステップＳ０１において塗付された接着剤１１の上に水素吸蔵合金８が配置される。水素吸蔵合金８が配置されることで、板部材２０及び板部材３０の上面には、水素吸蔵合金８による縞が形成されることになる。なお、水素吸蔵合金８によって形成される縞の幅や縞同士の間隔は、接着剤１１の塗付によって形成される縞に合わせればよい。従って、水素吸蔵合金８によって形成される縞の幅は３ｍｍから１０ｍｍとし、幅同士の間隔は、１０ｍｍから３０ｍｍとす
ればよい。また、水素吸蔵合金８の高さ（厚さ）は、３ｍｍから１０ｍｍとすればよい。なお、本実施形態では、水素吸蔵合金８によって形成される縞の幅は１０ｍｍ、水素吸蔵合金８によって形成される縞同士の間隔は１０ｍｍ、水素吸蔵合金８の高さは、３ｍｍとした。以上により、水素吸蔵合金８の配置が完了する。水素吸蔵合金８の配置が完了したら次のステップＳ０３へ進む。
【００３１】
なお、本実施形態に用いる水素吸蔵合金８としては、従来から知られる種々の合金を用いることができる。例えば、マグネシウムを主成分とするＭｇＮｉ系や、ＭｇＮｉＭ系（Ｍは、Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｂｅ）や、ＭｇＣａ系の合金を用いることができる。あるいは、カルシウムおよびニッケルを主成分とするＣａＮｉ系やＣａＭｍＮｉ系（Ｍｍは、希土類金属の混合物であるミッシュメタル）の合金を用いることとしてもよい。また、ランタンおよびニッケルを主成分とするＬａＮｉ系やＬａＮｉＣｏ系の合金を用いることとしてもよい。また、チタンを主成分とするＴｉＦｅ系、ＴｉＦｅＭｎ系、ＴｉＦｅＭｎＺｒ系、ＴｉＦｅＭｎＺｒＡｌ系、ＴｉＣｒ系、ＴｉＣｒＶ系、ＴｉＣｏ系の合金を用いることとしてもよい。
【００３２】
また、水素吸蔵合金８の粒径は、所定の範囲に制限することが好ましい。水素吸蔵合金８は、水素を吸蔵すると膨張する性質があり、水素吸蔵合金８の粒径が大きすぎたり又は小さすぎたりすると嵩密度の調整が困難になるからである。水素吸蔵合金８の粒径は、例えば５００μｍから１０００μｍとすることができる。なお、このような範囲の粒径の水素吸蔵合金８であっても、水素を吸蔵すると数１０μｍ程度になる。
【００３３】
ステップＳ０３では、板部材２０及び板部材３０とが交互に積層される。板部材２０には、水素吸蔵合金８が縞状に配置され、板部材３０には、板部材２０の縞と重ならない縞状に水素吸蔵合金８が配置されている。従って、このような板部材２０，３０を交互に重ねていくことで、水素吸蔵合金８が積層方向において重ならないように板部材２０，３０とが積層される。ここで、図６は、水素吸蔵合金８が夫々配置された、板部材２０と板部材３０とが積層された状態を示す。同図に示すように、縞の配置が異なる板部材２０と板部材３０とが積層方向において交互に配置されている。板部材２０、３０の積層が完了するとステップＳ０４へ進む。
【００３４】
ステップＳ０４では、板部材２０、３０が積層された状態で加圧される。すなわち、板部材２０及び板部材３０が加圧によって変形し、板部材２０の上面と板部材３０の下面が接触する。ここで、図７は、板部材２０及び板部材３０の加圧状態を示す。同図に示すように、積層方向に圧力が加えられることで、板部材２０及び板部材３０が変形する。その結果、板部材２０の上面のうち水素吸蔵合金８が配置されていない部分の上面が、板部材３０の下面であって、水素吸蔵合金８が配置されている上面に対応する下面と接触することになる。また、板部材２０の上面のうち水素吸蔵合金８が配置されている部分については、水素吸蔵合金８の上側に板部材３０の下面が接触することになる。そして、更に圧力を加えていくと、縞状に配置された水素吸蔵合金８が板部材２０及び板部材３０によって区切られることになる。図８は、更に圧力を加えた後の板部材２０及び板部材３０の状態を示す。同図に示すように、更に圧力を加えることで、板部材２０及び板部材３０によって区切られた空間７であって、内部に水素吸蔵合金８が充填された空間７が複数形成されることになる。
【００３５】
以上説明したステップＳ０１からステップＳ０４の工程を行うことで、水素貯蔵タンク１００のうち、伝熱フィン４同士の間に形成される空間７であって、水素吸蔵合金８が予め充填された空間７の形成が完了する。伝熱フィン４の形成が完了したら、冷熱媒チューブ３と共にタンク本体１内に設置する。その結果、水素吸蔵合金８が予め内蔵された水素貯蔵タンク１００が完成する
【００３６】
以上説明した、第一実施形態の水素貯蔵タンク１００によれば、水素吸蔵合金８が予め充填されているので、従来の水素貯蔵タンクと異なり、水素吸蔵合金８の充填を行う必要がない。その結果、従来懸念されていた充填作業の煩雑さを解消することができる。また、水素吸蔵合金８は、伝熱フィン４同士の間に形成される空間７に充填されているので、偏りを抑制することができる。更に、第一実施形態の水素貯蔵タンク１００では、水素吸蔵合金８の充填作業が不要であることから、従来必要とされていた充填孔９、及び貫通孔が不要となる。その結果、従来の水素貯蔵タンク１００ａよりも簡易な構成とすることができ、メンテナンス等も容易に行うことが可能となる。
【００３７】
＜第二実施形態＞
次に第二実施形態の水素貯蔵タンクの製造方法について説明する。なお、第二実施形態の水素貯蔵タンクの製造方法によっても、製造される水素貯蔵タンク１００の構成は、第一実施形態の水素貯蔵タンク１００と同じである。従って、第二実施形態の水素貯蔵タンク１００の構成に関する説明は省略する。
【００３８】
第一実施形態の水素貯蔵タンクの製造方法では、上面に水素吸蔵合金８が縞状に配置された板部材２０と、上面に板部材２０に形成される縞と異なる縞状の水素吸蔵合金８が配置された板部材３０と、を積層して、加圧した。これに対し、第二実施形態の水素貯蔵タンクの製造方法は、各板部材２０，３０の上面だけでなく、下面にも水素吸蔵合金８を配置し、積層する際は、板部材２０と板部材３０との間に水素吸蔵合金８が配置されていない板部材４０を配置する点で、第一実施形態の製造方法とは異なるものである。以下、更に詳細に説明する。なお、板部材２０，３０の材質や、接着剤１１の種類等は、上述した第一実施形態で用いたものと同じものを使用すればよい。
【００３９】
図９は、第二実施形態の水素貯蔵タンクの製造フローを示す。ステップＳ１１では、伝熱フィン４を形成する板部材２０及び板部材３０に接着剤１１が塗付される。具体的には、アルミニウム製の板部材２０の上面及び下面に接着剤１１が縞状に塗付される。また、板部材３０の上面及び下面についても、接着剤１１が縞状に塗付される。接着剤１１を塗付することで形成される縞の幅や縞の間隔は、第一実施形態の水素貯蔵タンク１００の製造方法と同じように設計することができる。接着剤１１の塗付が完了したらステップＳ１２へ進む。
【００４０】
ステップＳ１２では、水素吸蔵合金８が配置される。なお、塗付された接着剤１１の上に水素吸蔵合金８が配置される点では、第一実施形態の製造方法と異なるものではない。しかし、本実施形態では、水素吸蔵合金８が板部材２０及び板部材３０の下面にも配置される。従って、水素吸蔵合金８を予め成形体とした上で、板部材２０及び板部材３０の上面及び下面に配置した方がよい。
【００４１】
ここで、水素吸蔵合金８の成形体の成形手順について説明する。まず、粉状の水素吸蔵合金８に、成形体を形成するための接合剤として用いるロウ材を添加する。ロウ材は、所定の温度に昇温させると軟化して、水素吸蔵合金８の粉末同士を接着させることができるものである。例えば、接合剤として軟化温度（溶融温度）が３５０℃であるアルミニウムロウを用いることができ、アルミニウムロウを用いる場合、アルミニウムロウは、粉状の水素吸蔵合金８の重量に対して、１％の割合で加えればよい。なお、添加するロウ材は、粉状の水素吸蔵合金８と充分に均一に混合することが望ましく、粉状の水素吸蔵合金８よりも粒径の小さな微粒子状態で添加することが好ましい。
【００４２】
次に、ロウ材を添加した粉状の水素吸蔵合金８を、所定の容器内に充填して、成形する。所定の容器とは、板部材２０及び板部材３０に配置される水素吸蔵合金８の外形を模る
ためのものであり、例えばステンレス鋼製の耐圧容器を用いることができる。なお、所定の容器の寸法は、板部材２０及び板部材３０に配置される水素吸蔵合金８の縞の形状に合わせればよい。従って、容器の内幅は３ｍｍから１０ｍｍ、容器の深さは、３ｍｍから１０ｍｍとし、容器の長さは、板部材の長さに合わせて設計すればよい。
【００４３】
ロウ材を添加した粉状の水素吸蔵合金８を容器内に充填したら、その後、粉状の水素吸蔵合金８の活性化処理を行なう。活性化処理とは、水素吸蔵合金が可逆的に水素吸蔵・放出を行なう活性な状態となるように、実際に水素貯蔵のために用いるのに先立って、水素吸蔵合金を高温脱気したり高圧水素と反応させて水素化する処理をいう。活性化処理は、例えば、粉状の水素吸蔵合金８を充填した容器を冷却して１０℃に維持しながら、１ＭＰａに加圧した水素ガスを１時間供給する動作を、２〜３回繰り返して行なう。活性化処理の条件は、用いる水素吸蔵合金８の種類に応じて、適宜設定することができる。このような活性化処理を行なって水素化することで、粉状水素吸蔵合金を構成する粒子はさらに微粒子化して、粒子の平均粒径が１０〜３０μｍとなる。このように微粒子化が進行すると、粉状の水素吸蔵合金８では新生面（酸化被膜によって覆われていない面であって、水素の吸蔵および放出に関わることができる面）が生じ、比表面積が大きくなる。
【００４４】
活性化処理後は、加熱処理を行って、水素吸蔵合金の成形体が完成する。加熱処理では、ロウ材が軟化温度となるように、ロウ材を添加した粉状の水素吸蔵合金８を加熱する。例えば、粉状の水素吸蔵合金８を充填した容器全体を、３５０℃に加熱する処理を２時間行なう。なお、加熱処理の時間は、溶融温度がより低いロウ材を用いる場合には、より短い時間を設定しても差し支えない。このようにロウ材が軟化温度となるように加熱を行なってロウ材を軟化させると、軟化したロウ材は周囲にある微粒子化した水素吸蔵合金粒子同士を接着させる。これによって、容器内に充填された粉状の水素吸蔵合金８全体が、容器内部の形状に応じた形状の成形体となる。すなわち、柱状の水素吸蔵合金８が形成される。従って、このような柱状に成形された水素吸蔵合金８を板部材２０，３０の上面と下面との夫々に接着剤１１を介して接続することで、水素吸蔵合金８の配置が完了する。水素吸蔵合金８の配置が完了したらステップＳ１３へ進む。
【００４５】
ステップＳ１３では、板部材２０，３０，４０が積層される。より具体的には、水素吸蔵合金８が上面及び下面に配置された板部材２０の上方に、水素吸蔵合金８が配置されていない板部材４０、更にその上方に板部材２０とは積層方向において重ならないように水素吸蔵合金８が上面及び下面に配置された板部材３０、更にその上方に板部材４０といったように、板部材２０，３０，４０が積層される。なお、図１０は、板部材２０，３０，４０の積層状態を示す。板部材２０，３０，４０の積層が完了するとステップＳ１４へ進む。
【００４６】
ステップＳ１４では、積層された板部材２０，３０，４０が積層方向に加圧される。その結果、板部材２０，３０，４０が加圧によって変形し、板部材２０の上面と板部材４０の下面、板部材４０の上面と板部材２０の下面、が接触する。ここで図１１は、板部材２０，３０，４０の加圧状態を示す。同図に示すように、積層方向に圧力が加えられることで、板部材２０，３０，４０が変形する。その結果、第一実施形態と同じく、最終的には、板部材２０，３０，４０に区切られた空間であって、内部に水素吸蔵合金８が充填された空間７が複数形成される（図１２参照）。
【００４７】
なお、板部材２０，３０，４０に区切られた空間であって、内部に水素吸蔵合金８が充填された空間７の形成が完了したら、第一実施形態の水素貯蔵タンク１００の製造方法と同じく、冷熱媒チューブ３と共にタンク本体１内に設置すればよい。
【００４８】
以上説明した、第二実施形態の水素貯蔵タンク１００の製造方法によっても、水素貯蔵
タンク１００が予め内蔵された水素貯蔵タンク１００を製造することが可能となる。また、第二実施形態の水素貯蔵タンク１００の製造方法においては、水素吸蔵合金８を成形体とすることが好ましく、これにより、作業性が向上する。また、成形体を形成する際、活性化処理を行なって粉状水素吸蔵合金を微粒子化した後に、ロウ材を用いて粉状水素吸蔵合金を形成することで、成形体を形成後に水素吸蔵と放出の動作を繰り返すことによって、水素吸蔵合金粒子がさらに微粒子化するのを抑えることができる。その結果、成形体の構造が次第に崩れてしまうのを防止することができ、水素吸蔵合金８の成形体の耐久性をより向上させることができる。
【００４９】
＜変形例＞
なお、上述した実施形態においては、熱交換器２として、Ｕ字形の冷熱媒チューブ３を有する、いわゆるフィン・アンド・チューブ型を有する水素貯蔵タンク１００を例に説明した。しかし、これ限定されるわけではなく、例えば伝熱フィン４の周囲を加熱用、冷却用の媒体が流れる流路で覆う、いわゆるジャケットタイプ型の熱交換器を有する構成としてもよい。すなわち、熱交換器２は、熱交換が可能な構成であればよく、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００５０】
また、上述した第一実施形態の水素貯蔵タンク１００の製造方法では、接着剤１１を塗付した後、水素吸蔵合金８を配置することとしたが、接着剤１１を塗付せずに配置してもよい。また、第一実施形態の製造方法においても、水素吸蔵合金８の成形体を形成し、これを配置するようにしてもよい。
【００５１】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の水素貯蔵タンク及び水素貯蔵タンクの製造方法はこれらに限らず、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第一実施形態の水素貯蔵タンクの断面図を示す。
【図２】従来の水素貯蔵タンクの断面図を示す。
【図３】第一実施形態の水素貯蔵タンクの製造フローを示す。
【図４】接着剤が塗付された板部材の上面を示す。
【図５】接着剤が塗付された板部材とこの板部材と隣接する板部材であって、接着剤が塗付された板部材とを比較する上面を示す。
【図６】水素吸蔵合金が配置された、板部材が積層された状態を示す。
【図７】板部材の加圧状態を示す。
【図８】更に圧力を加えた後の板部材の状態を示す。
【図９】第二実施形態の水素貯蔵タンクの製造フローを示す。
【図１０】板部材の積層状態を示す。
【図１１】板部材の加圧状態を示す。
【図１２】更に圧力を加えた後の板部材の状態を示す。
【符号の説明】
【００５３】
１、１ａ・・・タンク本体
２、２ａ・・・熱交換器
３、３ａ・・・冷熱媒チューブ
４、４ａ・・・伝熱フィン
５、５ａ・・・流入部
６、６ａ・・・流出部
７、７ａ・・・空間
８，８ａ・・・水素吸蔵合金
９・・・充填孔
２０、３０、４０・・・板部材
１００、１００ａ・・・水素貯蔵タンク
【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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