(57)【要約】【課題】  水素内燃エンジン自動車の水素ガス燃料の新規な供給方法を提供する。【解決手段】  水素ガスを燃料として用いる水素内燃機関を搭載した自動車の走行に際して、燃料水素ガスとして、該自動車に積載したヒドラジンの水溶液を気化した後、該気化物中のヒドラジンを触媒に接触させることにより分解して得られる水素ガスを用いることを特徴とする水素内燃エンジン自動車の走行方法。【選択図】      図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素ガスを燃料として用いる水素内燃機関を搭載した自動車の走行に際して、燃料水素ガスとして、該自動車に積載したヒドラジンの水溶液を気化した後、該気化物中のヒドラジンを触媒に接触させることにより分解して得られる水素ガスを用いることを特徴とする水素内燃エンジン自動車の走行方法。
【請求項２】
積載したヒドラジンの水溶液を気化して触媒に接触する前に予め水分含有量を低減させる工程を含む請求項１に記載の水素内燃エンジン自動車の走行方法。
【請求項３】
ヒドラジンと触媒との接触を加熱下に行なう請求項１に記載の水素内燃エンジン自動車の走行方法。
【請求項４】
触媒が、アルミニウム、白金、パラジウム、もしくはタングステンを含む請求項１に記載の水素内燃エンジン自動車の走行方法。
【請求項５】
ヒドラジン水溶液、ヒドラジン水溶液気化装置、気化したヒドラジンに接触して分解させる触媒を含む触媒装置、そして水素内燃機関を搭載した水素内燃エンジン自動車。
【請求項６】
さらに、気化したヒドラジン水溶液の水分量低減装置を備えた請求項５に記載の水素内燃エンジン自動車。
【請求項７】
触媒装置が触媒加熱手段を備える請求項５に記載の水素内燃エンジン自動車。
【請求項８】
触媒が、アルミニウム、白金、パラジウム、もしくはタングステンを含む請求項５に記載の水素内燃エンジン自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素ガスを燃料として用いる水素内燃機関を搭載した水素内燃エンジン自動車への水素燃料の供給方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より一般的な自動車走行方法としては、内燃機関内でガソリン、ディーゼル燃料などの炭化水素燃料を燃焼させ、この燃焼エネルギーにより内燃機関を駆動させて自動車を走行させる方法が利用されている。しかしながら、炭化水素燃料の燃焼により発生する二酸化炭素による環境汚染やオゾン層の破壊などの環境問題が深刻になるにつれて、炭化水素燃料の燃焼に代わり得る新しい自動車走行システムが検討されてきた。【０００３】
なかでも、クリーンなエネルギー源として注目されているのが水素であり、この水素と酸素との結合エネルギーにより発生する電気を利用する燃料電池を駆動源とする燃料電池自動車は既に実用化されている。この水素をエネルギー源として利用する燃料電池の燃料としては、耐圧容器に充填した水素ガスを用いるのが一般的である。しかしながら、現時点では、自動車を駆動させる電気エネルギーを供給するための燃料電池の製造に非常に大きなコストがかかること、燃料電池の重量と容量が共に大きく、搭載装置の重量と容量に関する要求が厳しい自動車用装置として難があること、燃料として用いる水素ガスの供給に必要な水素ガスステーションの設置のための投資が膨大であること、そして可燃性の水素ガスを高圧状態で自動車に積載して移動させることの危険性、水素ガス充填耐圧容器の重量と容量が共に大きいため自動車搭載装置として難があることなどの多くの問題があり、水素燃料電池搭載自動車の普及には時間がかかるものと予測されている。【０００４】
非特許文献１には、メタノールやヒドラジンなどの含水素化合物を燃料として用いる燃料電池が記載されているが、実用化には種々の問題があることが指摘されている。【０００５】
非特許文献２には、水素を内燃機関内で直接燃焼させて自動車を走行させる水素自動車（水素内燃エンジン自動車）が紹介されており、さまざまな問題があるものの、水素内燃エンジン自動車の実用化のための改良が着々となされていることが説明されている。そして、この非特許文献２には、水素ガス燃料として、耐圧容器に充填した水素ガスを用いる方法の外に、自動車にメタノールを積載し、このメタノールの改質により得られる水素ガスを用いる研究もなされている旨の記載もある。【０００６】
特許文献１には、自動車にメタノール、ガソリン、液化石油ガスあるいは圧縮天然ガスなどの水素含有化合物を積載し、これらの水素含有化合物を、同じく自動車に搭載した改質装置で分解して水素ガスを発生させ、この水素ガスを圧縮してタンク内に貯蔵し、この水素ガスを水素内燃エンジン自動車の燃料として用いるシステムが記載されている。
【非特許文献１】「増補版  電池便覧」、丸善株式会社  平成７年１月２０日発行
【非特許文献２】「化学」、第５４巻、第６号（１９９９）の４１〜４２
【特許文献１】特開２００２−１８０９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、水素内燃エンジン自動車の水素ガス燃料の新規な供給方法を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発明者の研究により、水素内燃エンジン自動車の水素ガス燃料として、気化したヒドラジン水溶液と触媒との接触により発生する水素ガスを用いることによって、水素燃料電池自動車や従来の水素内燃エンジン自動車に付随する各種の問題点が解決されることを見いだし、本発明に到達した。【０００９】
従って、本発明は、水素ガスを燃料として用いる水素内燃機関を搭載した自動車の走行に際して、燃料水素ガスとして、該自動車に積載したヒドラジンの水溶液を気化した後、該気化物中のヒドラジンを触媒に接触させることにより分解して得られる水素ガスを用いることを特徴とする水素内燃エンジン自動車の走行方法にある。【００１０】
本発明はまた、ヒドラジン水溶液、ヒドラジン水溶液気化装置、気化したヒドラジンに接触して分解させる触媒を含む触媒装置、そして水素内燃機関を搭載した水素内燃エンジン自動車にもある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の水素内燃エンジン自動車とその走行方法を利用することにより、下記のような効果がある。
（１）重量と容量が大きく、製造に多額のコストがかかる水素燃料電池が不要な水素内燃エンジン自動車の実用化に寄与できる。
（２）爆発の回避のために非常な注意を要する水素ガス充填耐圧容器が必要でないため、安全性が向上し、また自動車の積載能力の余裕が増加する。
（３）水素ガスステーションの設置が不要である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の水素内燃エンジン自動車の走行方法の好ましい実施の態様を次に記載する。
（１）積載したヒドラジンの水溶液を気化して触媒に接触する前に予め水分含有量を低減させる工程を含む。
（２）ヒドラジンと触媒との接触を加熱下に行なう。
（３）触媒が、アルミニウム、白金、パラジウム、もしくはタングステンを含む触媒である。【００１３】
本発明の水素内燃エンジン自動車の好ましい実施の態様を次に記載する。
（１）さらに、気化したヒドラジン水溶液の水分量低減装置を備える。
（２）触媒装置が触媒加熱手段を備える。
（３）触媒が、アルミニウム、白金、パラジウム、もしくはタングステンを含む触媒である。【００１４】
次に、本発明の水素内燃エンジン自動車、そしてその走行方法について、詳しく説明する。【００１５】
本発明の水素供給システムの基礎となるヒドラジンからの水素ガスの発生は次の反応式に基づいて実現する。
Ｎ2Ｈ4  →  Ｎ2  ＋  ２Ｈ2
【００１６】
なお、ヒドラジンは通常、一水和物（ヒドラジンヒドラート）として水溶液中に含まれるため、上記の反応式は下記のように書くこともできる。
Ｎ2Ｈ4・Ｈ2Ｏ  ＋  ｎＨ2Ｏ  →  Ｎ2  ＋  ２Ｈ2  ＋  （ｎ＋１）Ｈ2Ｏ【００１７】
ヒドラジンの水溶液としては、任意の濃度の水溶液を用いることができるが、エネルギー取りだし効率を考えると、高濃度のヒドラジン水溶液（たとえば、濃度が６０重量％以上、特に８０重量％以上）を用いることが望ましい。ヒドラジン水溶液として低濃度のものを用いる場合には、触媒と接触させて分解させる前に、その分解効率を高めるために、除湿手段などを利用して水分含有量を低減させることが好ましい。【００１８】
次に、本発明のヒドラジン水溶液から水素ガスを取り出すための装置を添付図面を参照しながら説明する。【００１９】
図１は、本発明のヒドラジン水溶液から水素ガスを取り出すための装置（これらの装置を自動車に搭載する）の模式図である。図１において、ヒドラジン水溶液は、ヒドラジン水溶液タンク１に貯蔵されており、このタンクに貯蔵されているヒドラジン水溶液は、エンジン始動時には、自動車に搭載されているバッテリから取り出される電気エネルギーにより、そしてエンジン始動後は、エンジン始動により発生する熱エネルギーにより加熱され、噴射装置２により噴射気化される。なお、ヒドラジン水溶液のヒドラジン濃度が高くない場合には、ヒドラジン水溶液の噴射気化の前に除湿（水分含量低減）処理を行なうことが望ましい。ヒドラジンと水との気化混合物は、続いて、触媒装置（ヒドラジン分解装置）３に供給される。触媒装置３の内部には、一方の表面に触媒４を担持し、他方の表面に加熱具５を備えた一個もしくは複数個の金属製あるいはセラミック材料製の基板６が固定されている。すなわち、気化したヒドラジンは加熱状態（好ましくは１００℃以上、さらに好ましくは１５０℃以上、この加熱は触媒の活性化、脱水などに有効である）の触媒４に接触することにより、前記の反応式に従って分解し、水素ガスと窒素ガスとの混合ガスを生成する。この混合ガスにはまた、水溶液から供給される水、そしてヒドラジンヒドラート（ヒドラジン一水和物）から離脱する水が水蒸気として含まれている。【００２０】
ヒドラジン分解触媒の種類には特に限定はないが、アルミニウム、白金、パラジウム、タングステン、ニッケル、銅、および二酸化マンガンなどが好ましく用いられる。【００２１】
触媒装置で発生した、水素ガス、窒素ガス、そして水蒸気を含む混合ガスは、そのまま水素内燃エンジン７に供給して、別に供給される酸素との反応により燃焼させることができる。また、必要に応じて、窒素ガスを分離したり、水蒸気を除去したり、あるいは逆に水蒸気を添加したりすることができる。あるいは、一旦、水素貯蔵用ボンベに貯蔵してから、水素内燃エンジンに供給してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のヒドラジン水溶液から水素ガスを取り出すための装置（これらの装置を自動車に搭載する）の模式図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ヒドラジン水溶液タンク
２  噴射装置
３  触媒装置（ヒドラジン分解装置）
４  触媒
５  加熱具
６  基板
７  水素内燃エンジン
【図１】
2006019061.tif 000002
【国際調査報告】
2006019061.tif 000003
2006019061.tif 000004