JP2002160901A - 水素吸蔵合金活性化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水素吸蔵合金の活性化を迅速かつ低コストで行
うことができる水素吸蔵合金活性化装置を提供するこ
と。 【解決手段】水素吸蔵合金が充填されている水素回収装
置４１および水素供給装置４２と、活性化される被処理
水素吸蔵合金Ｃを保持する容器１０および容器２０と、
加熱装置３１および冷却装置３２とを有する水素吸蔵合
金活性化装置であって、水素回収装置４１から発生する
発熱と水素供給装置４２から発生する吸熱とを互いに熱
交換する第１熱交換手段、および容器１０、２０の加熱
・冷却切替時に残る高熱と冷熱とを互いに熱交換する第
２熱交換手段の少なくとも一方を有することを特徴とす
る。つまり、水素供給・回収用の水素吸蔵合金を用意す
ることで被処理水素吸蔵合金の状態に依存しない水素の
供給・回収が行える。そして第１熱交換手段および第２
熱交換手段により熱の有効利用を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水素吸蔵合金を活
性化する水素吸蔵合金活性化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に水素吸蔵合金は活動性のある表
面とすること（活性化）で水素吸蔵能力が発揮できる。
水素吸蔵合金を活性化させる方法としては水素吸蔵合金
に水素の吸蔵・放出を繰り返し生起させることにより行
うことが一般的である。

【０００３】従来、水素吸蔵合金を活性化させる活性化
装置としては、水素ボンベからの水素供給により水素吸
蔵合金に水素を加圧し水素吸蔵させた後にその水素吸蔵
合金を減圧して脱水素させる工程を繰り返すことで、水
素化反応を進行させ水素吸蔵合金を活性化する。この場
合に水素吸蔵合金から放出される水素は大気中に排出さ
れ、ボンベから新たな水素を導入するものである。ま
た、水素吸蔵合金の水素吸蔵反応は発熱反応、脱水素反
応は吸熱反応であるので水素の吸蔵、脱水素に合わせて
水素吸蔵合金を加熱・冷却を繰り返す必要があった。

【０００４】ここで水素吸蔵合金への水素供給はボンベ
から行い排出された水素は大気中に放出されており有効
利用されていないので、水素吸蔵合金の活性化には大量
の水素が必要である。

【０００５】そこで２つの水素吸蔵合金を充填した容器
間で水素ガスのやりとりを行い、水素消費量を低減する
方法（装置）もあった。つまり、一方の容器で水素を放
出するときには他方の容器でその水素を吸蔵し、反対に
一方の容器で水素を吸蔵するときは他方の容器から水素
を放出する方法である。

【０００６】そして、１つの容器内を２分割し、分割さ
れた区画間で水素のやりとりを行う方法が特公昭６３−
１３０８０号公報に開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２つの
容器間で水素をやりとりする方法は、水素の移動速度が
両容器に充填された水素吸蔵合金の水素解離平衡圧力に
依存するので、吸蔵水素量の増減や、吸蔵・脱水素時の
吸発熱に伴う水素吸蔵合金の温度変化による水素解離平
衡圧力の変化が、直接、水素移動速度に影響を与えるこ
ととなり、水素吸蔵合金に対して安定した水素供給や水
素回収が困難であるという不都合があった。その結果、
一方の容器から放出された水素を他方の容器内に吸蔵す
ることで、ある程度の水素消費量低減は達成できるが、
全体としての水素再利用率は芳しくなかった。また、水
素吸蔵合金の活性化を迅速に行うことが困難であった。

【０００８】そして、２つの容器間で水素吸蔵合金の活
性化の進行具合が異なる場合に、より活性化が進行して
いる容器内の水素吸蔵合金から放出される水素は活性化
の進行が遅れている容器内の水素吸蔵合金では吸蔵しき
れずに余剰分の水素は大気中に放出せざるを得なくな
る。また逆の工程では反対に活性化の進んだ容器へ供給
する水素量が不足してボンベから新しい水素を補充する
必要が生ずる。

【０００９】また、同一容器を２分割する装置では上記
のように水素の有効利用を図ることが必ずしもできない
ことに加えて、容器内で各区画間が連通しているので水
素吸蔵合金からの不純物の発生量が多い段階での充分な
真空脱気を行うことができず、活性化の進行が迅速に行
えない不都合がある。

【００１０】また、分割された各区画間の水素吸蔵合金
をそれぞれ別々に加熱・冷却を行う必要があるので通常
の容器と比較して複雑な構造とならざるを得ず、容器数
の減少によるランニングコストの低減が充分果たせるか
どうかは疑問であり量産化には不向きである。

【００１１】そこで本発明では水素吸蔵合金の活性化を
迅速かつ低コストで行うことができる水素吸蔵合金活性
化装置を提供することを解決すべき課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究の
結果、被処理水素吸蔵合金への水素供給用および水素回
収用に被処理水素吸蔵合金よりも水素吸蔵・脱水素の容
量が充分に大きい水素吸蔵合金を用いることで、活性化
対象である被処理水素吸蔵合金の水素解離平衡圧力や活
性化の進行具合に影響されずに水素の供給・回収を行う
方法に想到した。また、水素の有効利用のみならず、被
処理水素吸蔵合金等に対する加熱・冷却時のエネルギー
をも有効利用できる方法に想到した。

【００１３】すなわち、本発明の水素吸蔵合金活性化装
置は、水素吸蔵用の水素吸蔵合金Ａを保持する水素回収
装置と、水素放出用の水素吸蔵合金Ｂを保持する水素供
給装置と、水素吸蔵および脱水素を行うことにより活性
化される被処理水素吸蔵合金Ｃをそれぞれ保持する第１
活性化装置および第２活性化装置と、該第１活性化装置
および該第２活性化装置をそれぞれ加熱および冷却その
後冷却および加熱する加熱装置および冷却装置と、を有
する水素吸蔵合金活性化装置であって、前記水素回収装
置の前記水素吸蔵合金Ａが水素を吸蔵することにより発
生する発熱と前記水素供給装置の前記水素吸蔵合金Ｂが
脱水素することにより発生する吸熱とを互いに熱交換す
る第１熱交換手段、および、前記第１活性化装置および
前記第２活性化装置の加熱・冷却切替時に残る高熱と冷
熱とを互いに熱交換する第２熱交換手段の少なくとも一
方を有することを特徴とする。

【００１４】つまり、被処理水素吸蔵合金の他に別途、
水素供給・回収用の水素吸蔵合金を用意し、この水素吸
蔵合金に水素を吸蔵・放出させることで被処理水素吸蔵
合金の状態に依存しない水素の供給・回収が行える。そ
して水素吸蔵合金ＡおよびＢの間、並びに第１活性化装
置および第２活性化装置の間では、発熱および吸熱が反
対方向に進行しているので、その間での熱のやりとりを
行うことで熱の有効利用を図ることができる。このよう
に第１活性化装置と第２活性化装置とで加熱と冷却とを
行った後にその熱を交換し平準化させることや、水素回
収装置と水素供給装置とで熱の交換を行うことで、その
結果、外部から加熱・冷却する必要性が少なくなり、エ
ネルギーの有効利用ができることとなる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の水素吸蔵合金活性
化装置について実施形態に基づいて説明する。

【００１６】本実施形態の水素吸蔵合金活性化装置は、
水素回収装置と水素供給装置と第１活性化装置と第２活
性化装置と加熱装置と冷却装置と、第１熱交換手段ある
いは第２熱交換手段の少なくとも一方とを有する。

【００１７】本装置では、第１熱交換手段あるいは第２
熱交換手段の少なくとも一方とを有することで、エネル
ギーの有効利用を図っている。

【００１８】第１熱交換手段は第１活性化装置および第
２活性化装置の高熱および冷熱を交換することで両者の
温度を平準化し、エネルギーの有効利用を図っている。
本装置では、水素吸蔵および脱水素を行うことにより活
性化される被処理水素吸蔵合金Ｃをそれぞれ保持する第
１活性化装置および第２活性化装置をそれぞれ加熱装置
および冷却装置によって交互に加熱および冷却その後冷
却および加熱することを繰り返すことにより被処理水素
吸蔵合金Ｃの活性化を行うのであるが、第１もしくは第
２の一方の活性化装置に着目すると、加熱、冷却が繰り
返し行われており、加熱から冷却、および冷却から加熱
を行うときに多くのエネルギーが必要である。このエネ
ルギーを節約するために他方の活性化装置との間で熱交
換を行い、他方の活性化装置の熱エネルギーを再利用し
ている。

【００１９】また、第２熱交換手段は、水素供給装置お
よび水素回収装置間の熱交換を行うことでエネルギーの
有効利用を図っている。水素供給装置には水素放出用の
水素吸蔵合金Ｂを保持しており、水素回収装置には水素
吸蔵用の水素吸蔵合金Ａを保持している。水素吸蔵合金
Ｂでは水素を継続的に供給（脱水素：吸熱反応）するた
めに加熱が必要であり、水素吸蔵合金Ａでは水素を継続
的に回収（水素吸蔵：発熱反応）するために冷却が必要
である。したがって水素吸蔵合金Ａで発生する熱を水素
吸蔵合金Ｂに供給することで両者の反応を外部からの加
熱・冷却を極力少なくしながら進行させることができ
る。

【００２０】第１熱交換手段としては、水素回収装置に
設けられた熱交換器Ｋと水素供給装置に設けられた熱交
換器Ｌとそれら熱交換器ＫおよびＬの間を循環する第１
熱媒体回路とから構成することができる。そして第２熱
交換手段としては、第１活性化装置に設けられた熱交換
器Ｍと第２熱交換装置に設けられた熱交換器Ｎとそれら
熱交換器ＭおよびＮの間を循環する第２熱媒体回路とか
ら構成することができる。熱媒体としてはどちらも特に
限定しないが自身が温度変化することで熱を運搬する媒
体たとえば気体、液体、粉粒体等の他、熱電素子により
変換された電気のように熱エネルギーを他のエネルギー
形態に変換して運搬する媒体であっても良い。また、第
１熱交換手段および第２熱交換手段は熱交換を行うのみ
でなく、相互に連通させ熱の共有を図ることもでき、さ
らに、全体としての熱の過不足が生じたときには外部、
たとえば加熱装置もしくは冷却装置等との間で熱をやり
とりしても良い。

【００２１】水素回収装置は、水素吸蔵用の水素吸蔵合
金Ａを保持する装置である。保持された水素吸蔵合金Ａ
の水素吸蔵能は第１活性化装置および第２活性化装置内
の被処理水素吸蔵合金Ｃを活性化する際に放出される水
素をすべて吸収できる程度が好ましく、さらにはその数
倍以上の水素吸蔵能を有することが好ましい。

【００２２】水素供給装置は、水素放出用の水素吸蔵合
金Ｂを保持する装置である。保持された水素吸蔵合金Ｂ
の水素吸蔵能は第１活性化装置および第２活性化装置内
の被処理水素吸蔵合金Ｃを活性化する際に吸蔵される水
素をすべて供給できる程度が好ましく、さらにはその数
倍以上の水素吸蔵能を有することが好ましい。この水素
吸蔵合金Ｂには活性化操作を行う前に、あらかじめ必要
量の水素を吸蔵させておく。

【００２３】そして、所定温度での水素吸蔵合金Ａの水
素解離平衡圧力は加熱装置で加熱された被処理水素吸蔵
合金Ｃの水素解離平衡圧力よりも低く、かつその所定温
度での水素吸蔵合金Ｂの水素解離平衡圧力は冷却装置で
冷却された被処理水素吸蔵合金Ｃの水素解離平衡圧力よ
りも高いことが好ましい。このような関係とすると、第
２熱交換手段は水素供給装置および水素回収装置の温度
を平準化して所定温度に保つのみの単純な構成で両装置
はそれぞれの働き（水素供給、水素回収）を達成するこ
とができる。

【００２４】さらに水素回収装置内を水素吸蔵合金Ａの
水素解離平衡圧力よりも低圧としてその水素吸蔵合金Ａ
から脱水素させた水素を水素供給装置内に水素吸蔵合金
Ｂの水素解離平衡圧力よりも高圧として導入して水素吸
蔵合金Ｂに吸蔵させる水素移動手段をもつことが好まし
い。水素回収装置および水素供給装置は共に保持された
水素吸蔵合金Ａ、Ｂの水素吸蔵能によりその水素回収
（供給）能力が決定されるので、その能力以上に水素を
回収（供給）する必要がある場合には保持された水素吸
蔵合金Ａ、Ｂを再生する必要がある。その際に水素を無
駄にしないように水素回収装置に回収された水素を水素
供給装置に移動させることが好ましい。

【００２５】水素回収装置内を水素吸蔵合金Ａの水素解
離平衡圧力よりも低圧とする方法としては、ポンプ等に
よって装置内を減圧する方法、水素吸蔵合金Ａを加熱す
る方法等がある。反対にその水素を水素供給装置内に水
素吸蔵合金Ｂの水素解離平衡圧力よりも高圧として導入
する方法としては同じくポンプによって加圧する方法、
水素吸蔵合金Ｂを冷却する方法等がある。

【００２６】第１活性化装置および第２活性化装置は水
素吸蔵および脱水素を行うことにより活性化される被処
理水素吸蔵合金Ｃをそれぞれ保持する装置である。第１
活性化装置および第２活性化装置共にその構成は特に限
定しない。たとえば第１活性化装置および第２活性化装
置として被処理水素吸蔵合金Ｃが充填された複数（単
数）の容器が例示できる。第１活性化装置および第２活
性化装置内に保持される被処理水素吸蔵合金Ｃの量はほ
ぼ等しいことが両者の活性化の速度を揃える観点からも
好ましい。

【００２７】加熱装置および冷却装置は、第１活性化装
置および第２活性化装置をそれぞれ加熱および冷却その
後冷却および加熱する装置である。ここで加熱装置が第
１活性化装置を加熱しているときには冷却装置が第２活
性化装置を冷却し、加熱装置が第２活性化装置を加熱す
るときには冷却装置が第１活性化装置を冷却する。つま
り、第１活性化装置と第２活性化装置とは常にどちらか
が加熱または冷却されている必要はないが、双方が同時
に加熱（もしくは冷却）されていることは好ましくな
い。また、加熱装置および冷却装置は、第１活性化装置
もしくは第２活性化装置の全体を均一に加熱もしくは冷
却する必要はなく一部を加熱もしくは冷却するものであ
っても良い。

【００２８】加熱装置としては高温熱媒体を有し、冷却
装置としては低温熱媒体を有し、高温熱媒体および低温
熱媒体はそれぞれの活性化装置に設けられた熱交換器Ｍ
およびＮに適宜切り替えて供給されることが好ましい。
熱交換器Ｍ、Ｎを第１熱交換手段に用いるのみでなく、
加熱装置および冷却装置にも共用することで、より低コ
ストとすることができる。

【００２９】

【実施例】〔実施例１〕 （構成）本実施例の水素吸蔵合金活性化装置は、図１に
示すように、第１活性化装置としての容器１０と第２活
性化装置としての容器２０と加熱装置３１と冷却装置３
２と水素回収装置４１と水素供給装置４２と、第１熱交
換手段としての容器１０、２０のそれぞれに設けられた
熱交換器Ｍ、Ｎとその間を接続可能な第１熱媒体回路７
１（図１では省略している。）と、第２熱交換手段とし
ての水素回収装置４１および水素供給装置４２のそれぞ
れに設けられた熱交換器ＫおよびＬとその間を接続可能
な第２熱媒体回路７２と、水素ボンベ９１と真空ポンプ
９２とこれらの間を適正に接続できる配管６１、６２お
よび切替弁５１、５２、５３、５４とからなる。

【００３０】容器１０と容器２０とはほぼ同様の構成を
もち、内部に被処理水素吸蔵合金Ｃが保持され、かつ第
１熱媒体回路７１、加熱装置３１および冷却装置３２と
接続され得る熱交換器Ｍ、Ｎをそれぞれにもち、バルブ
部Ｖを介して水素供給装置４２および水素回収装置４１
と接続された配管６１、６２と接続させる。

【００３１】加熱装置３１は内部に温水を貯えており、
この温水を必要な装置（容器１０、２０、水素回収装置
４１もしくは水素供給装置４２）の熱交換器Ｋ、Ｌ、
Ｍ、Ｎに適宜切り替えて流すことで加熱を行う装置であ
る。冷却装置３２は内部に冷水を貯えており、この冷水
を必要な装置（容器１０、２０、水素回収装置４１もし
くは水素供給装置４２）の熱交換器Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎに適
宜切り替えて流すことで冷却を行う装置である。

【００３２】第１熱媒体回路は適宜、熱交換器Ｍおよび
Ｎを接続し、水等の熱媒体を循環させる。

【００３３】水素回収装置４１は内部に水素吸蔵合金Ａ
が充填された容器であり、内部に熱交換器Ｋをもつ。内
部の水素吸蔵合金Ａは、容器１０、２０内に充填された
被処理水素吸蔵合金Ｃの活性化が終了するまでに放出す
る水素を充分に吸蔵できるだけの量が充填されている。

【００３４】水素供給装置４２は内部に水素吸蔵合金Ｂ
が充填された容器であり、内部に熱交換器Ｌをもつ。内
部の水素吸蔵合金Ｂは、容器１０、２０内に充填された
被処理水素吸蔵合金Ｃの活性化が終了するまでに吸蔵す
る水素を充分に供給できるだけの量が充填されている。
なお、活性化操作の前にあらかじめこの水素吸蔵合金Ｂ
には必要量の水素を吸蔵させておく。

【００３５】そして、所定温度での水素吸蔵合金Ａの水
素解離平衡圧力は加熱装置３１で加熱された被処理水素
吸蔵合金Ｃの水素解離平衡圧力よりも低く、かつ所定温
度での水素吸蔵合金Ｂの水素解離平衡圧力は冷却装置３
２で冷却された被処理水素吸蔵合金Ｃの水素解離平衡圧
力よりも高い。具体的には水素吸蔵合金Ａの水素解離平
衡圧力は常温で大気圧近傍であり、たとえばＣａＮｉ系
合金などが使用できる。そして水素吸蔵合金Ｂの水素解
離平衡圧力は常温で１．１ＭＰａ程度であり、たとえば
ＭｍＮｉ系合金などが使用できる。この場合に所定温度
は３０〜４０℃程度である。

【００３６】第２熱媒体回路は適宜、熱交換器Ｋおよび
Ｌを接続し、水等の熱媒体を循環させる。

【００３７】水素ボンベ９１は水素供給装置４２内の水
素吸蔵合金に吸蔵させる水素を供給するものである。真
空ポンプ９２は活性化操作の最初に空気等の不純物が多
く含まれた気体が水素回収装置４１に流入しないように
容器１０、２０内の気体を排出するものである。

【００３８】配管６１、６２は、容器１０、２０を水素
回収装置４１もしくは真空ポンプ９２に接続する水素回
収ライン６１と、容器１０、２０を水素供給装置４２に
接続する水素供給ライン６２とからなり、切替弁５１、
５２、５３、５４は、水素回収ライン６１を水素回収装
置４１もしくは真空ポンプ９２に接続する切替弁５１
と、水素供給装置４２を水素供給ライン６２もしくは水
素ボンベ９１に接続する切替弁５２と、容器１０、２０
をそれぞれ水素回収ライン６１もしくは水素供給ライン
６２に接続する切替弁５４、５３とからなる。そして配
管６１、６２および切替弁５１、５２、５３、５４は組
合わさって容器１０、２０、水素回収装置４１、水素供
給装置４２、水素ボンベ９１および真空ポンプ９２の間
を適正に接続するものである。

【００３９】（作用効果）本実施例の水素吸蔵合金活性
化装置によって被処理水素吸蔵合金Ｃを活性化する手順
を説明する。

【００４０】・工程１ 図２に示すように、切替弁５１を真空ポンプ９２側、切
替弁５３、５４を水素回収ライン６１側、切替弁５２を
水素ボンベ９１側に切り替えて真空ポンプ９２を作動さ
せる。そして熱交換器Ｍ、Ｎのそれぞれを加熱装置３１
と接続し、熱交換器Ｍ、Ｎを接続する第２熱媒体回路は
停止する。

【００４１】真空ポンプ９２が作動することで容器１
０、２０内の気体は大気中に排出される。最初の容器１
０、２０内の気体は水素以外の不純物が多く含まれその
まま水素回収装置４１に導入すると水素回収装置４１内
の水素吸蔵合金が被毒されるおそれがあるからである。

【００４２】・工程２ 図３に示すように、切替弁５１を水素回収装置４１側、
切替弁５４を水素供給ライン６２側、切替弁５３を水素
回収ライン６１側、切替弁５２を水素供給ライン６２側
に切り替える。そして熱交換器Ｍに冷却装置３２からの
冷水を熱交換器Ｎに加熱装置３１からの温水をそれぞれ
循環させ、かつ第２熱媒体回路を作動させる。

【００４３】容器１０内の被処理水素吸蔵合金Ｃは、冷
却されることで水素解離平衡圧力が低下し、水素供給ラ
イン６２から供給される水素が吸蔵される。容器２０内
の被処理水素吸蔵合金Ｃは、加熱されることで水素解離
平衡圧力が上昇し、水素回収ライン６１から脱水素した
水素が回収される。

【００４４】第２熱媒体回路が作動しているので水素吸
蔵合金Ａの水素吸蔵に伴う発熱により水素吸蔵合金Ｂが
加熱され、水素吸蔵合金Ｂでは脱水素反応が水素吸蔵合
金Ａでは水素吸蔵反応がそれぞれ進行できる。このとき
に第２熱媒体回路を循環する熱媒体の温度が所定温度範
囲から外れた場合には加熱装置３１もしくは冷却装置３
２と、第２熱媒体回路とを接続して熱媒体の温度を調節
することができる。

【００４５】・工程３ 図４に示すように、切替弁５４、５３を閉じ、熱交換器
Ｍ、Ｎを接続する第１熱媒体回路７１を作動させる。

【００４６】これによって加熱されていた容器２０の熱
が容器１０に移動して両者の温度が平準化し、次工程で
の容器１０（２０）の加熱（冷却）に要するエネルギー
が節約できる。

【００４７】・工程４ 図５に示すように、切替弁５１を水素回収装置４１側、
切替弁５４を水素回収ライン６１側、切替弁５３を水素
供給ライン６２側、切替弁５２を水素供給ライン６２側
に切り替える。そして熱交換器Ｍに加熱装置３１からの
温水を熱交換器Ｎに冷却装置３２からの冷水をそれぞれ
循環させ、かつ第２熱媒体回路を作動させる。

【００４８】したがって容器１０と容器２０とが入れ替
わった以外は工程２と同様の作用が得られる。

【００４９】・工程５ 工程３と同じく、図４に示すように、切替弁５４、５３
を閉じ、熱交換器Ｍ、Ｎを接続する第１熱媒体回路７１
を作動させる。

【００５０】したがって、工程３と同様の作用が得られ
る。

【００５１】以下、工程２〜５を被処理水素吸蔵合金Ｃ
の必要な活性が得られるまで繰り返す。

【００５２】・工程６ ところで、水素回収装置４１内の水素吸蔵合金Ａがそれ
以上水素を吸蔵できない状態になるか、水素供給装置４
２内の水素吸蔵合金Ｂがそれ以上脱水素できない状態と
なったときには水素吸蔵合金ＡもしくはＢを再生する必
要がある。

【００５３】本工程では、図６に示すように、熱交換器
Ｋに加熱装置３１からの温水を循環させ、熱交換器Ｌに
冷却装置３２からの冷水を循環させることで、水素吸蔵
合金Ａから脱水素した水素を水素吸蔵合金Ｂに吸蔵させ
ることができ水素吸蔵合金ＡおよびＢを再生できる。

【００５４】以上のように本装置によると、水素吸蔵合
金の活性化において水素および熱の有効利用を図ること
ができるという効果がある。

【００５５】〔変形例１〕実施例１の水素吸蔵合金活性
化装置と同様の構成の装置を用い、工程６について水素
回収装置４１および水素供給装置４２とを加熱・冷却し
て単純に接続することに代えて、もしくは加えて、ポン
プ（図略）を用いて水素回収装置４１を水素吸蔵合金Ａ
の水素解離平衡圧力より減圧し水素供給装置４２を水素
吸蔵合金Ｂの水素解離平衡圧力より加圧するすることで
水素の移動を行うこともできる。

【００５６】〔変形例２〕 （構成）本変形例２の水素吸蔵合金活性化装置は、図７
に示すように、実施例１の構成に加えて容器１１、２１
と第３熱媒体回路７３とを有する。容器１１、２１は容
器１０、２０とほぼ同じ構成であり、内部に被処理水素
吸蔵合金Ｃが保持され、かつ第３熱媒体回路７３、加熱
装置３１および冷却装置３２と接続され得る熱交換器
Ｍ’、Ｎ’をそれぞれにもち、バルブ部を介して水素供
給装置４２および水素回収装置４１と接続された配管６
１、６２と接続させる。

【００５７】第３熱媒体回路は、適宜、熱交換器Ｍ’お
よびＮ’を接続し、水等の熱媒体を循環させる回路であ
る。

【００５８】（作用効果）本変形例２の水素吸蔵合金活
性化装置は上述の構成をもつことから以下の作用効果を
もつ。

【００５９】すなわち、容器１１、２１を有すること
で、前述の実施例１の工程３、５では容器１０、２０間
が熱平衡となるまでは、それ以上の被処理水素吸蔵合金
Ｃの活性化操作を行うことができなかったが、本変形例
２では容器１１、２１を容器１０、２０と独立して操作
することで、被処理水素吸蔵合金Ｃの活性化の時間的無
駄が少なくなるという効果がある。さらに容器の数を増
加させることでさらなる被処理水素吸蔵合金Ｃの活性化
速度の向上も達成できる。

【００６０】〔変形例３〕水素回収装置４１の水素吸蔵
合金Ａに常温負圧（Ｐｅ＝０．０１〜０．０５ＭＰａ）
型の合金、たとえばＴｉＺｒＭｎ系合金、ＭｍＮｉＡｌ
Ｆｅ系合金を用いることで、より低圧まで容器１０、２
０内を減圧することが可能となり、回収可能な水素量が
増加する。

【００６１】〔変形例４〕実施例１の装置と、水素回収
装置４１および水素供給装置４２共に同じ水素吸蔵合金
が充填されている点で異なる以外はほぼ同様の装置であ
る。

【００６２】すなわち、水素回収装置と水素供給装置と
を熱交換器Ｋ、Ｌに循環させる熱媒体の温度で自由に変
更することが可能であり、どちらかが飽和等によりそれ
以上水素の吸蔵（脱水素）ができなくなっても水素供給
装置と水素回収装置とを簡単に入れ替えることができる
という効果がある。

【００６３】〔変形例５〕実施例１の水素吸蔵合金活性
化装置に対してさらにガス貯蔵容器（図略）を付加した
装置である。ガス貯蔵容器は水素回収ライン６１に接続
され、工程２、４の初期に容器１０、２０から放出され
る高圧の水素を貯蔵する。

【００６４】このガス貯蔵容器内に貯蔵された水素は被
処理水素吸蔵合金Ｃの水素吸蔵開始時の平衡圧力の低い
状態のときに用いることができる。このガス貯蔵容器は
水素回収装置４１と異なり内部に水素吸蔵合金Ａを充填
する必要がないので低コストとすることができる。

【００６５】

【発明の効果】以上のように本発明の水素吸蔵合金活性
化装置は、水素吸蔵合金を活性化する際に、加熱を行う
活性化装置と冷却を行う活性化装置とに分け、その後に
その熱を平準化させることで熱エネルギーの有効利用を
図ることができる。また、水素吸蔵合金の活性化に用い
る水素を水素吸蔵合金に貯えて再利用することができ
る。

【００６６】したがって、本発明では、水素吸蔵合金の
活性化を迅速かつ低コストで行うことができる水素吸蔵
合金活性化装置を提供することができるという効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の水素吸蔵合金活性化装置を示した概
略図である。

【図２】実施例１の水素吸蔵合金活性化装置について作
動状態（工程１）を示した概略図である。

【図３】実施例１の水素吸蔵合金活性化装置について作
動状態（工程２）を示した概略図である。

【図４】実施例１の水素吸蔵合金活性化装置について作
動状態（工程３、５）を示した概略図である。

【図５】実施例１の水素吸蔵合金活性化装置について作
動状態（工程４）を示した概略図である。

【図６】実施例１の水素吸蔵合金活性化装置について作
動状態（工程６）を示した概略図である。

【図７】変形例２の水素吸蔵合金活性化装置を示した概
略図である。

【符号の説明】 １０、２０、１１、２１…容器 ３１…加熱装置 ３２…冷却装置 ４１…水素回収装置 ４２…水素供給装置 ５１、５２、５３、５４…切替弁 ６１…水素回収ラ
イン ６２…水素供給ライン Ｋ…熱交換器（水素回収装置） Ｌ…熱交換器（水素
供給装置） Ｍ…熱交換器（容器１０） Ｎ…熱交
換器（容器２０） Ｍ’…熱交換器（容器１１）
Ｎ’…熱交換器（容器２１） ７１…第１熱媒体回路 ７２…第２熱媒体回路 ７３
…第３熱媒体回路 ９１…水素ボンベ ９２…真空ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 博史 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 伊東 一彦 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 藤田 勝義 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 藤 敬司 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 久保 秀人 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 3E072 EA10 4G040 AA02 AA43 AA44 4G140 AA02 AA43 AA44

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水素吸蔵用の水素吸蔵合金Ａを保持する
   水素回収装置と、水素放出用の水素吸蔵合金Ｂを保持す
   る水素供給装置と、水素吸蔵および脱水素を行うことに
   より活性化される被処理水素吸蔵合金Ｃをそれぞれ保持
   する第１活性化装置および第２活性化装置と、該第１活
   性化装置および該第２活性化装置をそれぞれ加熱および
   冷却その後冷却および加熱する加熱装置および冷却装置
   と、を有する水素吸蔵合金活性化装置であって、 前記水素回収装置の前記水素吸蔵合金Ａが水素を吸蔵す
   ることにより発生する発熱と前記水素供給装置の前記水
   素吸蔵合金Ｂが脱水素することにより発生する吸熱とを
   互いに熱交換する第１熱交換手段、および、前記第１活
   性化装置および前記第２活性化装置の加熱・冷却切替時
   に残る高熱と冷熱とを互いに熱交換する第２熱交換手段
   の少なくとも一方を有することを特徴とする水素吸蔵合
   金活性化装置。
2. 【請求項２】 前記第１熱交換手段を有し、該第１熱交
   換手段は前記水素回収装置に設けられた熱交換器Ｋと前
   記水素供給装置に設けられた熱交換器Ｌと該熱交換器Ｋ
   およびＬの間を循環する第１熱媒体回路とからなる請求
   項１に記載の水素吸蔵合金活性化装置。
3. 【請求項３】 前記第２熱交換手段を有し、該第２熱交
   換手段は前記第１活性化装置に設けられた熱交換器Ｍと
   前記第２熱交換装置に設けられた熱交換器Ｎと該熱交換
   器ＭおよびＮの間を循環する第２熱媒体回路とからなる
   請求項１に記載の水素吸蔵合金活性化装置。
4. 【請求項４】 前記加熱装置は高温熱媒体を有し、前記
   冷却装置は低温熱媒体を有し、該高温熱媒体および該低
   温熱媒体は前記熱交換器ＭおよびＮに供給される請求項
   ３に記載の水素吸蔵合金活性化装置。
5. 【請求項５】 さらに前記水素回収装置内を前記水素吸
   蔵合金Ａの水素解離平衡圧力よりも低圧として該水素吸
   蔵合金Ａから脱水素させた水素を前記水素供給装置内に
   前記水素吸蔵合金Ｂの水素解離平衡圧力よりも高圧とし
   て導入し前記水素吸蔵合金Ｂに吸蔵させる水素移動手段
   をもつ請求項１に記載の水素吸蔵合金活性化装置。
6. 【請求項６】 所定温度での前記水素吸蔵合金Ａの水素
   解離平衡圧力は前記加熱装置で加熱された前記被処理水
   素吸蔵合金Ｃの水素解離平衡圧力よりも低く、かつ該所
   定温度での前記水素吸蔵合金Ｂの水素解離平衡圧力は前
   記冷却装置で冷却された該被処理水素吸蔵合金Ｃの水素
   解離平衡圧力よりも高い請求項１に記載の水素吸蔵合金
   活性化装置。