JP5285037B2 - Hydrogen generation system, hydrogen generation method using solid hydrogen fuel, and method of supplying hydrogen to a fuel cell using solid hydrogen fuel - Google Patents
Hydrogen generation system, hydrogen generation method using solid hydrogen fuel, and method of supplying hydrogen to a fuel cell using solid hydrogen fuel Download PDFInfo
- Publication number
- JP5285037B2 JP5285037B2 JP2010192773A JP2010192773A JP5285037B2 JP 5285037 B2 JP5285037 B2 JP 5285037B2 JP 2010192773 A JP2010192773 A JP 2010192773A JP 2010192773 A JP2010192773 A JP 2010192773A JP 5285037 B2 JP5285037 B2 JP 5285037B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- solid
- hydride
- metal
- borohydride
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Description
本開示は概して水素生成システムに関し、より詳細には、安定した水素放出速度で燃料電池に水素を供給することが可能な水素生成システムに関する。 The present disclosure relates generally to hydrogen generation systems, and more particularly to a hydrogen generation system capable of supplying hydrogen to a fuel cell with a stable hydrogen release rate.
［関連出願の相互参照］
本願は、２００９年１２月１０日付で出願された米国仮出願第６１／２８５，４６７号、及び２０１０年４月２６日付で出願された台湾出願第０９９１１３１３７号の利益を主張し、それらの主題は参照により本願に組み入れられる。
[Cross-reference of related applications]
This application claims the benefit of US Provisional Application No. 61 / 285,467, filed on Dec. 10, 2009, and Taiwan Application No. 099113137, filed on Apr. 26, 2010, whose subject matter is Which is incorporated herein by reference.
燃料電池は化学エネルギーを電気エネルギーに転換することが可能な装置である。燃料電池は、燃料及び酸化剤が定常的に供給されている間は、電気エネルギーを連続的に発生させることができる。水素燃料電池に関して、燃料は水素であり、酸化剤は酸素である。 A fuel cell is a device capable of converting chemical energy into electrical energy. The fuel cell can continuously generate electric energy while the fuel and the oxidant are constantly supplied. For hydrogen fuel cells, the fuel is hydrogen and the oxidant is oxygen.
従来の水素燃料電池における水素生成システムと、当該水素生成システムで水素源として利用される水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）溶液とを例にする。ポンプは水素化ホウ素ナトリウム溶液（液体燃料）を触媒床に送り出す。水素が放出された後、触媒床からは過ホウ酸ナトリウム溶液が抽出される。水素化ホウ素ナトリウムと水とによって起きる水素放出反応は触媒床によって触媒作用を受ける。その化学式（１）は次の通りである： An example is a hydrogen generation system in a conventional hydrogen fuel cell and a sodium borohydride (NaBH 4 ) solution used as a hydrogen source in the hydrogen generation system. The pump pumps sodium borohydride solution (liquid fuel) to the catalyst bed. After the hydrogen is released, a sodium perborate solution is extracted from the catalyst bed. The hydrogen release reaction caused by sodium borohydride and water is catalyzed by the catalyst bed. Its chemical formula (1) is as follows:
化学式（１）の化学反応は熱放出を伴うものであり、発熱反応である。水素放出反応が一定の値又は範囲で起こる温度に水素生成装置の温度を維持することは容易ではない。水素放出反応が進んでいるとき、蓄積された熱は水素生成装置の温度を上昇させ、その反応の水素放出速度をさらに早める。このため、従来の水素生成装置では、水素放出速度は一定の値又は範囲に維持されない。図１は水素放出速度と反応温度との関係を示し、それらは高い関係性を有している。 The chemical reaction represented by the chemical formula (1) involves heat release and is an exothermic reaction. It is not easy to maintain the temperature of the hydrogen generator at a temperature at which the hydrogen releasing reaction occurs at a certain value or range. As the hydrogen release reaction proceeds, the stored heat raises the temperature of the hydrogen generator and further accelerates the hydrogen release rate of the reaction. For this reason, in the conventional hydrogen generator, the hydrogen release rate is not maintained at a constant value or range. FIG. 1 shows the relationship between the hydrogen release rate and the reaction temperature, which are highly related.
さらに、電力の異なる燃料電池では、水素消費速度が異なっている。燃料電池が備える水素生成システムが、要求よりも低い水素放出速度で水素ガスを供給していると、燃料電池はその最大電力を発揮できない。しかしながら、水素生成システムの水素放出速度が燃料電池において必要な標準値よりも高いと、それはエネルギーの浪費となる。したがって、安定した水素放出速度を有する、燃料電池用の水素生成システム（すなわち水素源）を提供することは重要な課題である。 Furthermore, hydrogen consumption rates differ between fuel cells with different electric power. If the hydrogen generation system provided in the fuel cell supplies hydrogen gas at a lower hydrogen release rate than required, the fuel cell cannot exhibit its maximum power. However, if the hydrogen release rate of the hydrogen generation system is higher than the standard value required in the fuel cell, it is a waste of energy. Accordingly, it is an important task to provide a hydrogen generation system (ie, hydrogen source) for a fuel cell that has a stable hydrogen release rate.
水素放出速度の安定化を図る機械的デザインが当業者によって開示されている。「マイクロカートリッジ水素生成器」と題された台湾出願第９６１２１４９３号は、水素燃料である固体水素化物と、触媒を含むチャンバーとを使用し、水素放出速度を制御し安定させる水素生成器を開示している。この水素生成器は巨大な寸法及び重量を有する複雑な機械的デザインを有しており、巨大であるため、日常の利用のために持ち運ぶことは容易ではない。 Mechanical designs for stabilizing the hydrogen release rate have been disclosed by those skilled in the art. Taiwan Application No. 96121493 entitled “Microcartridge Hydrogen Generator” discloses a hydrogen generator that uses solid hydride as a hydrogen fuel and a chamber containing a catalyst to control and stabilize the hydrogen release rate. ing. This hydrogen generator has a complex mechanical design with enormous dimensions and weight and is enormous and therefore not easy to carry for everyday use.
出願人は、共にポリマーマトリクス中で均一に分散した固体触媒および固体水素化物の、粉末化された混合物を用いた軟質の固体水素燃料を開示している（台湾出願第９８１０８２０５号）。軟質の固体水素燃料は様々な幾何学的形状に変形させて適切な容器に入れることができる。図２は、関連技術である台湾出願９８１０８２０５号による軟質の固体水素燃料の水素放出曲線を示している。図２の曲線は、２．５ｇのシリコーンゴム（ポリマーマトリクス）中で均一に分散した０．６ｇのＣｏ２＋／ＩＲ−１２０（固体触媒）と３ｇのＮａＢＨ４（固体水素化物）との粉砕混合物を使用することによって得られる。 Applicants have disclosed a soft solid hydrogen fuel using a powdered mixture of solid catalyst and solid hydride both uniformly dispersed in a polymer matrix (Taiwan Application No. 98108205). The soft solid hydrogen fuel can be transformed into various geometric shapes and placed in a suitable container. FIG. 2 shows a hydrogen release curve of a soft solid hydrogen fuel according to related application Taiwan application 98108205. The curve in FIG. 2 shows a ground mixture of 0.6 g Co 2+ / IR-120 (solid catalyst) and 3 g NaBH 4 (solid hydride) uniformly dispersed in 2.5 g silicone rubber (polymer matrix). Is obtained by using
さらに、出願人は、使用時に水又は液体が水素供給装置から漏出するという問題を解決するために、固体水（ｓｏｌｉｄ ｗａｔｅｒ）を使用する水素供給装置を開示している（台湾出願第９８１１２６１９号）。水は、その高い比熱容量により、水素放出反応で発生した熱を吸収する。図３は、関連技術である台湾出願第９８１１２６１９号による固体水と固体水素燃料との水素放出曲線を示している。図３の曲線は、１．６ｇのシリコーンゴムにおいて均一に分散した、０．４ｇのＣｏ２＋／ＩＲ−１２０（固体触媒）と２ｇのＮａＢＨ４（固体水素化物）との粉砕混合物を使用することによって得られる。固体水の例としてはゲル状の水がある。しかしながら、ゲル状の水などの固体水は水素放出反応で発生した熱を直ぐには吸収できないので、図３に示すように、その反応の水素放出速度は（温度上昇に伴って）変化し、一定の値に維持され得ない。 Furthermore, the applicant has disclosed a hydrogen supply device that uses solid water to solve the problem of water or liquid leaking from the hydrogen supply device during use (Taiwan Application No. 98112619). . Water absorbs the heat generated by the hydrogen releasing reaction due to its high specific heat capacity. FIG. 3 shows a hydrogen release curve of solid water and solid hydrogen fuel according to related application Taiwan Application No. 98112619. The curve in FIG. 3 uses a ground mixture of 0.4 g Co 2+ / IR-120 (solid catalyst) and 2 g NaBH 4 (solid hydride) uniformly dispersed in 1.6 g silicone rubber. Obtained by. An example of solid water is gel water. However, since solid water such as gel water cannot immediately absorb the heat generated in the hydrogen releasing reaction, as shown in FIG. 3, the hydrogen releasing rate of the reaction changes (with increasing temperature) and is constant. It cannot be maintained at the value of.
本開示は水素生成システム及び水素を生成する方法に関する。本開示の水素生成システムは、当該水素生成システムの温度を十分に長い時間に亘って一定に保つために相変化材料を使用し、それによって固体水素燃料と液体とによって起こる水素放出反応の反応温度を維持し、その結果として水素放出反応の水素放出速度を安定させる。 The present disclosure relates to a hydrogen generation system and a method for generating hydrogen. The hydrogen generation system of the present disclosure uses a phase change material to keep the temperature of the hydrogen generation system constant for a sufficiently long time, thereby the reaction temperature of the hydrogen release reaction that occurs with the solid hydrogen fuel and the liquid As a result, the hydrogen release rate of the hydrogen release reaction is stabilized.
本開示の第１の態様では、固体水素燃料と吸収材料と相変化材料とを有する水素生成システムが提供される。前記吸収材料は前記システムの液体を吸収する。この液体の例としては、水、アルコールとその水溶液、塩の水溶液、酸の水溶液、或いはそれらの混合物がある。前記相変化材料は、前記固体水素燃料と前記液体とによって起きる水素放出反応で生じる反応熱を吸収及び蓄積するために、水素放出反応が起きる位置と隣り合って配置されており、それによって反応温度を維持する。その結果、水素放出反応の水素放出速度が制御され、水素の流量が安定化され得る。 In a first aspect of the present disclosure, a hydrogen generation system is provided having a solid hydrogen fuel, an absorbent material, and a phase change material. The absorbent material absorbs the liquid of the system. Examples of the liquid include water, alcohol and an aqueous solution thereof, an aqueous salt solution, an aqueous acid solution, or a mixture thereof. The phase change material is disposed adjacent to a position where a hydrogen releasing reaction occurs in order to absorb and accumulate reaction heat generated in a hydrogen releasing reaction caused by the solid hydrogen fuel and the liquid, thereby causing a reaction temperature. To maintain. As a result, the hydrogen release rate of the hydrogen release reaction is controlled, and the hydrogen flow rate can be stabilized.
本開示の第２の態様では、固体水素燃料を使用して水素を生成する方法が提供され、当該方法は、少なくとも固体水素化物粉末と固体水素放出触媒とを含む固体水素燃料を準備し、燃料パック内の前記固体水素燃料と混ぜられる吸収材料を準備し、水、アルコールとその水溶液、塩の水溶液、酸の水溶液、又はそれらの混合物などの液体を含む液体パックを準備し、固体水素燃料と隣り合って配置される相変化材料を準備し、水素放出反応を起こすために前記液体パックの水又は水溶液を前記燃料パックに入れる。ここにおいて、前記吸収材料は、水、アルコール及びその水溶液、塩の水溶液、酸の水溶液、又はそれらの混合物である前記液体の吸収が可能であり、前記相変化材料は前記固体水素燃料と前記液体とによって起こる水素放出反応の温度の安定化のために用いられる。 In a second aspect of the present disclosure, a method for producing hydrogen using a solid hydrogen fuel is provided, the method comprising preparing a solid hydrogen fuel comprising at least a solid hydride powder and a solid hydrogen releasing catalyst, the fuel Preparing an absorbent material to be mixed with the solid hydrogen fuel in the pack, preparing a liquid pack containing a liquid such as water, an alcohol and its aqueous solution, an aqueous salt solution, an aqueous acid solution, or a mixture thereof; A phase change material arranged next to the other is prepared, and water or an aqueous solution of the liquid pack is put into the fuel pack to cause a hydrogen releasing reaction. Here, the absorbing material can absorb the liquid which is water, an alcohol and an aqueous solution thereof, an aqueous salt solution, an aqueous acid solution, or a mixture thereof, and the phase change material is the solid hydrogen fuel and the liquid It is used to stabilize the temperature of the hydrogen releasing reaction caused by.
本開示の第３の態様では、固体水素燃料を燃料電池に適用する方法が提供され、当該方法は、上記第２の態様で示されたように固体水素燃料を準備し、燃料パック内の前記固体水素燃料と混ぜられる吸収材料を準備し、水、アルコール及びその水溶液、塩の水溶液、酸の水溶液、又はそれらの混合物などの液体を含む液体パックを準備し、固体水素燃料と隣り合って配置される相変化材料を準備し、水素放出反応を起こすために前記液体パックの水又は水溶液を前記燃料パックに入れ、固体水素燃料から放出された水素を利用する燃料電池を提供する。ここにおいて、前記吸収材料は、水、アルコール及びその水溶液、塩の水溶液、酸の水溶液、又はそれらの混合物である前記液体の吸収が可能であり、前記相変化材料は前記固体水素燃料と前記液体とによって起こる水素放出反応の温度の安定化のために用いられる。 In a third aspect of the present disclosure, a method of applying solid hydrogen fuel to a fuel cell is provided, the method comprising preparing a solid hydrogen fuel as shown in the second aspect above, Prepare absorbent material to be mixed with solid hydrogen fuel, prepare a liquid pack containing liquid such as water, alcohol and its aqueous solution, salt aqueous solution, acid aqueous solution, or a mixture thereof, and place it next to solid hydrogen fuel A fuel cell using the hydrogen released from the solid hydrogen fuel is provided by preparing a phase change material to be prepared, putting water or an aqueous solution of the liquid pack into the fuel pack to cause a hydrogen releasing reaction. Here, the absorbing material can absorb the liquid which is water, an alcohol and an aqueous solution thereof, an aqueous salt solution, an aqueous acid solution, or a mixture thereof, and the phase change material is the solid hydrogen fuel and the liquid It is used to stabilize the temperature of the hydrogen releasing reaction caused by.
本開示の上記態様及び他の態様は、以下の非限定的な実施形態についての詳細な説明を考慮して、より適切に理解されることとなる。以下の説明は添付の図面を参照してなされる。 The above aspects and other aspects of the present disclosure will be better understood in view of the following detailed description of non-limiting embodiments. The following description is made with reference to the accompanying drawings.
本開示では、水素生成システム、固体水素燃料を用いて水素を生成する方法、及び固体水素燃料を用いて燃料電池に水素を供給する方法が提供される。水素生成システムの温度を十分に長い時間に亘って一定に保つために相変化材料が用いられ、それにより固体水素燃料と液体とによって起こる水素放出反応の反応温度を維持し、結果として水素放出反応の水素放出速度を安定化する。 The present disclosure provides a hydrogen generation system, a method of generating hydrogen using solid hydrogen fuel, and a method of supplying hydrogen to a fuel cell using solid hydrogen fuel. Phase change materials are used to keep the temperature of the hydrogen generation system constant for a sufficiently long time, thereby maintaining the reaction temperature of the hydrogen release reaction caused by the solid hydrogen fuel and the liquid, resulting in a hydrogen release reaction. Stabilizes the hydrogen release rate.
本実施形態は、上記水素生成システム、固体水素燃料を用いて水素を生成する上記方法、及び固体水素燃料を使用して燃料電池に水素を供給する上記方法の説明に用いられる。また、本実施形態は関連実験を参照して説明される。しかしながら、本実施形態で示される混合物、材料、及び水素を供給する方法は本発明を限定するものではない。修正や変更は、実用上の要請を満たすために、本発明の趣旨から逸脱することなく行うことができる。 This embodiment is used to describe the hydrogen generation system, the method for generating hydrogen using solid hydrogen fuel, and the method for supplying hydrogen to a fuel cell using solid hydrogen fuel. The present embodiment will be described with reference to related experiments. However, the mixture, material, and method for supplying hydrogen shown in this embodiment do not limit the present invention. Modifications and changes can be made without departing from the spirit of the invention to meet practical requirements.
［第１の実施形態］
一実施形態では、燃料電池のための水素を生成可能な水素生成システムは、固体水素燃料と、吸収材料と、相変化材料と、水、アルコール（例えばメタノール又はエタノール）もしくはその水溶液などの液体と、を有している。吸収材料は固体水素燃料と混ぜられ、水、アルコール及びその水溶液、塩の水溶液、酸の水溶液などの上記液体を吸収する。相変化材料は水素放出反応が起きる位置と隣り合って配置される。相変化材料は、反応温度を維持するために、固体水素燃料と上記液体とによって起こる水素放出反応で発生した反応熱を吸収及び蓄積する。その結果、水素放出反応の水素放出速度はコントロールされ、水素の流量が安定化する。
[First Embodiment]
In one embodiment, a hydrogen generation system capable of generating hydrogen for a fuel cell includes a solid hydrogen fuel, an absorbent material, a phase change material, and a liquid such as water, alcohol (eg, methanol or ethanol) or an aqueous solution thereof. ,have. The absorbent material is mixed with solid hydrogen fuel and absorbs the liquids such as water, alcohol and its aqueous solution, salt aqueous solution, acid aqueous solution and the like. The phase change material is placed adjacent to the location where the hydrogen releasing reaction occurs. In order to maintain the reaction temperature, the phase change material absorbs and accumulates reaction heat generated in the hydrogen release reaction caused by the solid hydrogen fuel and the liquid. As a result, the hydrogen release rate of the hydrogen release reaction is controlled, and the hydrogen flow rate is stabilized.
第１の実施形態では、相変化材料と固体水素燃料と吸収材料は同じ容器に収容される。 In the first embodiment, the phase change material, the solid hydrogen fuel, and the absorbent material are contained in the same container.
図４は本開示の第１の実施形態による水素生成システムの固体水素燃料を用いて水素を生成する方法を示している。最初に、固体水素燃料１１と、吸収材料１３と、相変化材料１５が準備される。燃料パック２１は、相変化材料１５を添加するとともに固体水素燃料１１と吸収材料１３とを混ぜ合わせることによって形成される。そして、水、アルコール及びその水溶液、塩の水溶液、又は酸の水溶液などの液体を含む液体パッケージ３１が準備される。その後、燃料パック２１と液体パッケージ３１は水素放出装置４１に入れられる。液体パッケージ３１の水又は水溶液が燃料パックに導かれると、水素放出反応が起きる。固体水素燃料１１から発生した水素は、燃料電池による電力供給のために、排出口４１２から排出され得る。吸収材料１３は水又は水溶液を吸収することができる。水素放出速度が十分長い時間に亘って一定の範囲に維持されるように、相変化材料１５が、固体水素燃料１１と上記液体とで起きる水素放出反応の温度の安定化に利用される。
FIG. 4 shows a method for generating hydrogen using the solid hydrogen fuel of the hydrogen generation system according to the first embodiment of the present disclosure. First, the
一実施形態では、固体水素燃料は、少なくとも固体水素化物粉末と固体水素放出触媒とを含んでいる。固体水素化物粉末は、水、アルコール及びその水溶液、塩の水溶液、酸の水溶液、又は、それらの混合物などの液体と反応し、水素放出反応を引き起こす。固体水素放出触媒は、水素を生成する水素放出反応に触媒作用を与える。他の実施形態では、固体水素燃料は、当該固体水素燃料を軟質（ｆｌｅｘｉｂｉｌｅ）にするために、フレキシブルポリマーマトリクス（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｏｌｙｍｅｒ ｍａｔｒｉｘ）を成型物質として有している。 In one embodiment, the solid hydrogen fuel includes at least a solid hydride powder and a solid hydrogen releasing catalyst. The solid hydride powder reacts with a liquid such as water, an alcohol and an aqueous solution thereof, an aqueous salt solution, an aqueous acid solution, or a mixture thereof to cause a hydrogen releasing reaction. Solid hydrogen releasing catalysts catalyze hydrogen releasing reactions that produce hydrogen. In another embodiment, the solid hydrogen fuel has a flexible polymer matrix as a molding material in order to make the solid hydrogen fuel flexible.
一実施形態では、固体水素化物粉末は、水素化ホウ素、窒化水素、炭化水素、金属水素化物、ニトロジェンボロハイドライド（ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅ）、カーボンボロハイドライド（ｃａｒｂｏｎ ｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅ）、ニトロジェンカーボンハイドライド（ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃａｒｂｏｎ ｈｙｄｒｉｄｅ）、メタルボロハイドライド（ｍｅｔａｌ ｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅ）、メタルニトロジェンハイドライド（ｍｅｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｈｙｄｒｉｄｅ）、メタルカーボンハイドライド（ｍｅｔａｌ ｃａｒｂｏｎ ｈｙｄｒｉｄｅ）、メタルニトロジェンボロハイドライド（ｍｅｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅ）、メタルカーボンボロハイドライド（ｍｅｔａｌ ｃａｒｂｏｎ ｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅ）、メタルニトロジェンカーボンハイドライド（ｍｅｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃａｒｂｏｎ ｈｙｄｒｉｄｅ）、ニトロジェンカーボンボロハイドライド（ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃａｒｂｏｎ ｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅ）、メタルニトロジェンカーボンボロハイドライド（ｍｅｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃａｒｂｏｎ ｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅ）、またはそれらの組合せであることとしてもよい。固体水素化物粉末の例としては、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）、水素化アルミニウムナトリウム（ＮａＡｌＨ４）、水素化アルミニウムマグネシウム（Ｍｇ（ＡｌＨ４）２）、水素化アルミニウムカルシウム（Ｃａ（ＡｌＨ４）２）、水素化ホウ素リチウム（ＬｉＢＨ４）、水素化ホウ素カリウム（ＫＢＨ４）、水素化ホウ素ベリリウム（Ｂｅ（ＢＨ４）２）、水素化ホウ素マグネシウム（Ｍｇ（ＢＨ４）２）、水素化ホウ素カルシウム（Ｃａ（ＢＨ４）２）、水素化リチウム（ＬｉＨ）、水素化ナトリウム（ＮａＨ）、水素化マグネシウム（ＭｇＨ２）、または水素化カルシウム（ＣａＨ２）を含む。 In one embodiment, the solid hydride powder is a borohydride, hydrogen nitride, hydrocarbon, metal hydride, nitrogen boron hydride, carbon boron hydride, nitrogen carbon hydride. ), Metal boron hydride, metal nitrogen hydride, metal carbon hydride, metal nitrogen borohydride (metal nitride borohydride), metal nitrogen borohydride (metal nitride borohydride), metal nitrogen borohydride (metal nitride borohydride), metal nitrogen hydride (metal borohydride) ), a metal nitrogen carbon hydride, a nitrogen carbon borohydride, a metal nitrogen carbon borohydride, or a combination of metal nitrogen carbon borohydride and metal nitrogen carbohydride. Examples of solid hydride powders include sodium borohydride (NaBH 4 ), lithium aluminum hydride (LiAlH 4 ), sodium aluminum hydride (NaAlH 4 ), magnesium aluminum hydride (Mg (AlH 4 ) 2 ), hydrogen Calcium aluminum hydride (Ca (AlH 4 ) 2 ), lithium borohydride (LiBH 4 ), potassium borohydride (KBH 4 ), beryllium borohydride (Be (BH 4 ) 2 ), magnesium borohydride (Mg ( BH 4 ) 2 ), calcium borohydride (Ca (BH 4 ) 2 ), lithium hydride (LiH), sodium hydride (NaH), magnesium hydride (MgH 2 ), or calcium hydride (CaH 2 ) Including.
他の実施形態においては、固体水素化物粉末は水素化物または化学式ＢｘＮｙＨｚで表わされる化合物である。化学式ＢｘＮｙＨｚで表わされる化合物の例としては、アンモニアボラン（Ｈ３ＢＮＨ３）、ジボラン、Ｈ２Ｂ（ＮＨ３）２ＢＨ４、ポリアミンボラン、ボラジン（Ｂ３Ｎ３Ｈ６）ボラン−テトラヒドロフランコンプレックス、およびジボラン類を含む。 In another embodiment, the solid hydride powder is a hydride or a compound represented by the chemical formula BxNyHz. Examples of the compound represented by the chemical formula BxNyHz include ammonia borane (H 3 BNH 3 ), diborane, H 2 B (NH 3 ) 2 BH 4 , polyamine borane, borazine (B 3 N 3 H 6 ) borane-tetrahydrofuran complex, And diboranes.
また、固体水素放出触媒は、固体酸、または、ルテニウム、コバルト、ニッケル、銅、および鉄の少なくとも一つを含む金属塩、または、ルテニウム、コバルト、ニッケル、銅、および鉄の少なくとも一つを含む金属ナノ粒子／マイクロ粒子、または、ルテニウム、コバルト、ニッケル、銅、および鉄の少なくとも一つを含む金属イオン／金属原子／金属ナノ粒子／金属マイクロ粒子によって覆われた複数の触媒金属キャリアを含んでもよい。 The solid hydrogen releasing catalyst includes a solid acid or a metal salt containing at least one of ruthenium, cobalt, nickel, copper, and iron, or at least one of ruthenium, cobalt, nickel, copper, and iron. Also comprising metal nanoparticles / microparticles or a plurality of catalytic metal carriers covered by metal ions / metal atoms / metal nanoparticles / metal microparticles comprising at least one of ruthenium, cobalt, nickel, copper and iron Good.
本実施形態では、吸収材料はコットン（ｃｏｔｔｏｎ）と少なくとも吸収性ポリマーとを含んでいる。コットンの例には、ティッシュ、吸収性コットンファブリック（ｃｏｔｔｏｎ ｆａｂｒｉｃ）、化粧コットン、及び如何なるコットン製品も含まれる。吸収性ポリマーの例には、ポリアクリル酸塩、ポリビニルアルコール、酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、ポリエチレンオキシド、及びデンプングラフトコポリマー／ゴム混合物のうち少なくとも１つ又は複数が含まれる。 In this embodiment, the absorbent material includes cotton and at least an absorbent polymer. Examples of cotton include tissue, absorbent fabric, cosmetic cotton, and any cotton product. Examples of absorbent polymers include at least one or more of polyacrylate, polyvinyl alcohol, vinyl acetate copolymer, polyurethane, polyethylene oxide, and starch graft copolymer / rubber mixture.
本実施形態では、固体水素燃料は、当該固体水素燃料に柔軟性及び変形性を持たせるために、シリコーンや、ゴム、シリコーンゴムなどの疎水性ポリマーエラストマー（ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ ｐｏｌｙｍｅｒ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）を含むフレキシブルポリマーマトリクスを有している。 In the present embodiment, the solid hydrogen fuel includes a flexible polymer matrix containing a hydrophobic polymer elastomer (hydrophobic polymer elastomer) such as silicone, rubber, and silicone rubber in order to give the solid hydrogen fuel flexibility and deformability. Have.
なお、固体水素燃料が有する、フレキシブルポリマーマトリクスと固体水素放出触媒と固体水素化物粉末の混合物は、上述した特定の混合物に限定されない。また、固体水素化物粉末と固体水素放出触媒とフレキシブルポリマーマトリクスは、実用上の要請に応じて、製粉でもよいし未製粉でもよい、また、分散されていてもよいし、加圧によりタブレット状にされてもよい。 The mixture of the flexible polymer matrix, the solid hydrogen releasing catalyst, and the solid hydride powder that the solid hydrogen fuel has is not limited to the specific mixture described above. The solid hydride powder, the solid hydrogen releasing catalyst and the flexible polymer matrix may be milled or unmilled according to practical requirements, and may be dispersed or tableted by pressurization. May be.
本実施形態において、相変化材料は、無機相変化材料、有機相変化材料、共晶（共融）系の相変化材料、及び固液系の相変化材料の群から選択された化合物とすることとしてもよい。有機相変化材料の例としては、脂肪族化合物と多価アルコールとパラフィンワックスのうちいずれか１つ又は複数の混合物がある。無機相変化材料の例としては、酸と水和塩（例えば、１５℃〜１２０℃の範囲の融点を有するもの）とが含まれる。 In this embodiment, the phase change material is a compound selected from the group of inorganic phase change materials, organic phase change materials, eutectic (eutectic) phase change materials, and solid-liquid phase change materials. It is good. Examples of the organic phase change material include a mixture of any one or more of an aliphatic compound, a polyhydric alcohol, and paraffin wax. Examples of inorganic phase change materials include acids and hydrated salts (eg, those having a melting point in the range of 15 ° C to 120 ° C).
表１Ａ及び１Ｂ、表２Ａ乃至２Ｃ、表３、並びに表４は、それぞれ、無機相変化材料と、有機相変化材料と、共晶系の相変化材料と、固液系の相変化材料とから選択された種々の化合物並びに、それらの融点及び潜熱を列挙している。適切な相変化材料は、水素放出反応における水素放出速度と温度との関係性を参照し、その関係性と実用上の要請（固体水素燃料の水素放出速度はある一定の範囲内で維持される必要がある）とに応じて、表１Ａ〜表４に列挙された化合物から選択され得る。 Tables 1A and 1B, Tables 2A to 2C, Table 3 and Table 4 respectively show an inorganic phase change material, an organic phase change material, a eutectic phase change material, and a solid-liquid phase change material. The various compounds selected and their melting points and latent heats are listed. Appropriate phase change materials refer to the relationship between the hydrogen release rate and temperature in the hydrogen release reaction, and the relationship and practical requirements (the hydrogen release rate of solid hydrogen fuel is maintained within a certain range. May be selected from the compounds listed in Tables 1A-4.
［第２の実施形態］
図５は本開示の第２の実施形態に係る固体水素燃料を有する水素生成システムを示している。第２の実施形態のシステムの構成要素は第１の実施形態と同様である。図５の水素放出装置４３は燃料パックと液体パッケージ３１とを有している。しかしながら、固体水素燃料１１と吸収材料１３の混合物だけが燃料パック内に配置されている。相変化材料１５は燃料パックの外側に位置し、燃料パックを収容する容器（すなわち、水素放出装置４３）に直接的に接触している。相変化材料１５は水素放出反応で生じた反応熱を、熱伝導を利用して吸収し蓄積する。固体水素燃料の構成要素と水素放出反応の手順の詳細については、第１の実施形態での説明を参照されたい。
[Second Embodiment]
FIG. 5 shows a hydrogen generation system having solid hydrogen fuel according to the second embodiment of the present disclosure. The components of the system of the second embodiment are the same as those of the first embodiment. The
第２の実施形態の水素生成システムは、同様に、相変化材料を使用することで、水素放出反応の反応温度を維持し、結果として水素放出速度を安定化するという目的を達する。第２の実施形態では、燃料パックの外側に配置された相変化材料１５は再利用可能である。つまり、第２の実施形態の水素生成システムは環境保護さらにはコスト削減において優れている。図６は、本開示の第２の実施形態の水素生成システムから得られた水素を使用する燃料電池を示している。図６に示すように、相変化材料１５と組み合わされた水素放出装置４３（図５）は、十分に長い時間に亘って、水素を燃料電池５１に安定的に且つ連続的に供給する。相変化材料１５が水素放出反応で生じた反応熱を吸収し蓄積するので、燃料電池５１の温度は一定の範囲に維持される。燃料電池をしばらくの間（又は長時間）使用した後に相変化材料１５及び／又は水素放出装置４３の燃料パックを交換できることは、ユーザにとってとても便利である。
Similarly, the hydrogen generation system of the second embodiment achieves the purpose of maintaining the reaction temperature of the hydrogen releasing reaction by using the phase change material and consequently stabilizing the hydrogen releasing rate. In the second embodiment, the
本開示の実施形態では、水素放出速度に対する相変化材料の効果を観察するために、いくつかの実験を行っている。２つの実験及びその結果を以下に示す。 In embodiments of the present disclosure, several experiments have been performed to observe the effect of phase change materials on hydrogen release rates. Two experiments and the results are shown below.
［関連実験１］
図４を参照されたい。ＮａＢＨ４（固体水素化物粉末）２ｇ、コバルトイオン触媒（Ｃｏ２＋／ＩＲ−１２０、固体水素放出触媒）０．４ｇ、及びシリコーンゴム（すなわち、成型物質（Ｍｏｌｄｉｎｇ Ａｇｅｎｔ））１．６ｇを含む軟質の固体水素燃料４ｇは、９６ピースに分割され、吸収性ポリマー（吸収材料）と混ぜられる。そして、その混合物に相変化材料Ｎａ２ＳＯ４・１０Ｈ２Ｏが加えられ、燃料パックが製造される。液体パッケージは水をプラスチック製バッグに封入することで得られる。燃料パックと液体パッケージは水素放出装置に入れられる。その後、液体パッケージ中の水は、プラスチック製バッグを突き破ることで、燃料パックに導かれ、水素放出速度が計測される。図７Ａは、ここで説明した形態のとおりにＮａ２ＳＯ４・１０Ｈ２Ｏを相変化材料として使用した場合の、固体水素燃料の水素放出曲線を示している。図７Ｂは、図７Ａにある水素放出曲線（ｃ）及び（ｄ）を拡大して示している。
[Related Experiment 1]
Please refer to FIG. Soft, containing 2 g NaBH 4 (solid hydride powder), 0.4 g cobalt ion catalyst (Co 2+ / IR-120, solid hydrogen releasing catalyst), and 1.6 g silicone rubber (ie, Molding Agent) The solid hydrogen fuel 4g is divided into 96 pieces and mixed with an absorbent polymer (absorbing material). Then, the mixture
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、曲線（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ０ｇ、０．３ｇ、０．５ｇ及び１．０ｇの相変化材料が添加された固体水素燃料の水素放出曲線を表している。実験結果は、相変化材料が無い場合には、水素放出速度が直ぐに最大値に達し、水素が短時間で完全に放出されることを示している。実験結果は、相変化材料０．３ｇの添加が水素放出速度と維持時間とに影響すること示している。実験結果は、相変化材料０．５ｇが添加される場合に、水素放出速度と維持時間とがかなり改善されることを示している。また、図７Ｂの実験結果は、相変化材料０．５ｇの添加と相変化材料１．０ｇの添加は、水素放出速度と維持時間とに対して、とても似た効果を有することを示している。したがって、ある割合の相変化材料を加えたときには、反応システムの温度を制御でき、十分に長い時間に亘って水素放出速度をある範囲に維持することができる。 As shown in FIGS. 7A and 7B, curves (a) to (d) represent hydrogen release curves of solid hydrogen fuel with 0 g, 0.3 g, 0.5 g, and 1.0 g of phase change material added, respectively. ing. Experimental results indicate that in the absence of phase change material, the hydrogen release rate quickly reaches its maximum value and hydrogen is completely released in a short time. Experimental results show that the addition of 0.3 g of phase change material affects the hydrogen release rate and maintenance time. Experimental results show that the hydrogen release rate and retention time are significantly improved when 0.5 g of phase change material is added. Also, the experimental results in FIG. 7B show that the addition of 0.5 g of phase change material and the addition of 1.0 g of phase change material have very similar effects on hydrogen release rate and maintenance time. . Thus, when a proportion of phase change material is added, the temperature of the reaction system can be controlled and the hydrogen release rate can be maintained within a certain range for a sufficiently long time.
［関連実験２］
関連実験１と２の手順は、関連実験２における、相変化材料であるＮａ２ＳＯ４・１０Ｈ２Ｏの使用の有無を除いて、似通っている。
[Related Experiment 2]
The procedures of Related Experiments 1 and 2 are similar except for the use of Na 2 SO 4 .10H 2 O, which is a phase change material, in Related Experiment 2.
最初に、２．５ｇの軟質の固体水素燃料（１０ｇのＮａＢＨ４（固体水素化物粉末）、３ｇのコバルトイオン触媒（Ｃｏ２＋／ＩＲ−１２０、固体水素放出触媒）、及び６ｇの粘土（Ｃｌａｙ、成型物質）からなるもの）は９６ピースに分割され、１ｇのポリアクリル酸ナトリウム（吸収材料）と混ぜられる。そして、その混合物に相変化材料Ｎａ２ＳＯ４・１２Ｈ２Ｏが加えられ、燃料パックが造られる。水をプラスチック製バッグに封入することで液体パッケージが得られる。燃料パックと液体パッケージは水素放出装置に入れられる。その後、液体パッケージ中の水は、プラスチック製バッグを突き破ることで（すなわちプラスチック製バッグを貫通する孔を形成することで）、燃料パックに導かれ、水素放出速度が計測される。図８は、ここで説明した形態のとおりにＮａ２ＳＯ４１２Ｈ２Ｏを相変化材料として使用した場合の、固体水素燃料の水素放出曲線を示している。 First, 2.5 g soft solid hydrogen fuel (10 g NaBH 4 (solid hydride powder), 3 g cobalt ion catalyst (Co 2+ / IR-120, solid hydrogen releasing catalyst), and 6 g clay (Clay, Is made up of 96 pieces and mixed with 1 g of sodium polyacrylate (absorbing material). Then, the phase change material Na 2 SO 4 · 12H 2 O is added to the mixture to produce a fuel pack. A liquid package is obtained by enclosing water in a plastic bag. The fuel pack and liquid package are placed in a hydrogen release device. Thereafter, the water in the liquid package is guided to the fuel pack by breaking through the plastic bag (that is, by forming a hole penetrating the plastic bag), and the hydrogen release rate is measured. FIG. 8 shows a hydrogen release curve of the solid hydrogen fuel when Na 2 SO 4 12H 2 O is used as the phase change material as in the embodiment described here.
図８に示すように、曲線（ｅ）及び（ｆ）は固体水素燃料の水素放出曲線と相変化材料を添加しない場合の水素放出反応の温度曲線とをそれぞれ表している。また、曲線（ｇ）及び（ｈ）は、２ｇの相変化材料を添加した場合の、固体水素燃料の水素放出曲線と水素放出反応の温度曲線をそれぞれ表している。図８の実験結果は、相変化材料としてのＮａ２ＳＯ４・１２Ｈ２Ｏの使用は水素放出速度の安定について同様の効果があることを示している。 As shown in FIG. 8, curves (e) and (f) represent the hydrogen release curve of the solid hydrogen fuel and the temperature curve of the hydrogen release reaction when no phase change material is added, respectively. Curves (g) and (h) represent the hydrogen release curve of the solid hydrogen fuel and the temperature curve of the hydrogen release reaction, respectively, when 2 g of the phase change material is added. The experimental results in FIG. 8 show that the use of Na 2 SO 4 · 12H 2 O as the phase change material has a similar effect on the stability of the hydrogen release rate.
上述の説明によれば、上記水素生成システム、固体水素燃料を使用して水素を生成する上記方法、及び固体水素燃料を使用して燃料電池に水素を供給する上記方法は、本開示で示されたように、十分に長い時間に亘って水素生成システムの温度を一定に保つために相変化材料を使用し、それにより水素放出反応（固体水素燃料と液体とによって起こる反応）の反応温度を維持し、結果として水素放出反応の水素放出速度を安定化させている。大規模且つ複雑な機械的デザインを利用して水素を生成する従来方法に比して、本開示の水素生成システムはとても小さく、搬送が容易である。本開示の水素生成システムが必要とするスペースは顕著に小さくなり、製品の重量も減少する。また、単に固体水素燃料を水と接触させるだけで、本システムが適用される製品の電気が、水素放出反応を通して得られるようになる。このため、本実施形態による、固体水素燃料を使用した上記水素生成システムと、水素を生成し燃料電池に供給する上記方法には、多くの利点がある。システムの機械的設計と製品とを整合させることが容易であり、水素生成システムの設計が容易になる。さらに、上記固体水素燃料は十分に長い時間に亘って水素を安定的に放出する。以上述べた利点は、ユーザの、本製品を使用しようとする意欲を高め、製品の応用分野をさらに広げる。 According to the above description, the hydrogen generation system, the method of generating hydrogen using solid hydrogen fuel, and the method of supplying hydrogen to a fuel cell using solid hydrogen fuel are shown in this disclosure. As described above, phase change materials are used to keep the temperature of the hydrogen generation system constant for a sufficiently long time, thereby maintaining the reaction temperature of the hydrogen release reaction (reaction caused by solid hydrogen fuel and liquid) As a result, the hydrogen release rate of the hydrogen release reaction is stabilized. Compared to conventional methods of generating hydrogen using large and complex mechanical designs, the hydrogen generation system of the present disclosure is very small and easy to transport. The space required by the hydrogen generation system of the present disclosure is significantly reduced and the product weight is also reduced. In addition, by simply bringing solid hydrogen fuel into contact with water, electricity of a product to which the present system is applied can be obtained through a hydrogen releasing reaction. Therefore, the hydrogen generation system using solid hydrogen fuel and the method for generating hydrogen and supplying it to the fuel cell according to the present embodiment have many advantages. It is easy to match the mechanical design of the system with the product, and the design of the hydrogen generation system is facilitated. Furthermore, the solid hydrogen fuel stably releases hydrogen over a sufficiently long time. The advantages described above increase the user's willingness to use the product and further expand the application field of the product.
本開示は、一例として及び好ましい実施形態に関して説明されているが、本開示がこれに限定されないことを理解されたい。反対に、本開示は、多様な変更並びに類似の配置及び手法を網羅することを意図し、したがって、添付の特許請求の範囲に、全てのかかる変更並びに類似の配置及び手法を包含するように最も広範な解釈を与えるものとする。 Although the present disclosure has been described by way of example and with reference to preferred embodiments, it should be understood that the disclosure is not limited thereto. On the contrary, this disclosure is intended to cover various modifications and similar arrangements and techniques, and therefore, the appended claims are most likely to encompass all such modifications and similar arrangements and techniques. A broad interpretation should be given.
１１ 固体水素燃料 １３ 吸収材料、１５ 相変化材料、２１ 燃料パック、３１ 液体パッケージ、４１ 水素放出装置、４３ 水素放出装置、５１ 燃料電池、４１２ 排出口。
11
Claims (7)
固体水素燃料と、
前記システム内の液体を吸収する吸収材料と、
水素放出反応の起こる位置と隣り合って配置され、前記固体水素燃料とは反応しない相変化材料であって、前記液体と前記固体水素燃料とによって起こる水素放出反応で発生した反応熱を吸収・蓄積し、反応温度を維持し、それにより水素放出反応の水素放出速度を制御し、水素の流量を安定化する相変化材料と、を備え、
前記相変化材料と前記固体水素燃料と前記吸収材料は１つのパックに収容される、
ことを特徴とする水素生成システム。 A hydrogen generation system,
Solid hydrogen fuel,
An absorbent material that absorbs the liquid in the system;
A phase change material that is arranged next to the position where the hydrogen releasing reaction occurs and does not react with the solid hydrogen fuel, and absorbs and accumulates the heat of reaction generated in the hydrogen releasing reaction caused by the liquid and the solid hydrogen fuel. And a phase change material that maintains the reaction temperature, thereby controlling the hydrogen release rate of the hydrogen release reaction and stabilizing the hydrogen flow rate, and
The phase change material, the solid hydrogen fuel and the absorbent material are contained in one pack;
A hydrogen generation system characterized by that.
前記吸収材料は、水、アルコール及びその水溶液、塩の水溶液、又は酸の水溶液である前記液体を含浸し、
前記固体水素燃料は、少なくとも、前記液体と反応して水素放出反応を引き起こす固体水素化物粉末と、水素を生成する水素放出反応に触媒作用を与える固体水素放出触媒とを含む、
ことを特徴とする水素生成システム。 The hydrogen generation system according to claim 1,
The absorbent material is impregnated with the liquid which is water, an alcohol and an aqueous solution thereof, an aqueous salt solution, or an aqueous acid solution,
The solid hydrogen fuel includes at least a solid hydride powder that reacts with the liquid to cause a hydrogen releasing reaction, and a solid hydrogen releasing catalyst that catalyzes the hydrogen releasing reaction that generates hydrogen.
A hydrogen generation system characterized by that.
前記固体水素化物粉末は、水素化ホウ素、窒化水素、炭化水素、金属水素化物、ニトロジェンボロハイドライド（ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅ）、カーボンボロハイドライド（ｃａｒｂｏｎ ｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅ）、ニトロジェンカーボンハイドライド（ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃａｒｂｏｎ ｈｙｄｒｉｄｅ）、メタルボロハイドライド（ｍｅｔａｌ ｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅ）、メタルニトロジェンハイドライド（ｍｅｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｈｙｄｒｉｄｅ）、メタルカーボンハイドライド（ｍｅｔａｌ ｃａｒｂｏｎ ｈｙｄｒｉｄｅ）、メタルニトロジェンボロハイドライド（ｍｅｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅ）、メタルカーボンボロハイドライド（ｍｅｔａｌ ｃａｒｂｏｎ ｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅ）、メタルニトロジェンカーボンハイドライド（ｍｅｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃａｒｂｏｎ ｈｙｄｒｉｄｅ）、ニトロジェンカーボンボロハイドライド（ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃａｒｂｏｎ ｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅ）、メタルニトロジェンカーボンボロハイドライド（ｍｅｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃａｒｂｏｎ ｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅ）、及び、これらの組合せ、からなる群から選択されるか、或いは、水素化物または化学式ＢｘＮｙＨｚで表わされる化合物である、
ことを特徴とする水素生成システム。 The hydrogen generation system according to claim 2,
The solid hydride powder may be boron hydride, hydrogen nitride, hydrocarbon, metal hydride, nitrogen boron hydride, carbon boron hydride, nitrogen carbon hydride, metal borohydride. Hydride (metal boron hydride), metal nitrogen hydride (metal carbon hydride), metal nitrogen borohydride (metal borohydride), metal borohydride (metal borohydride), metal borohydride (metal borohydride) A metal nitrogen carbon hydride, a nitrogen carbon borohydride, a metal nitrogen carbon borohydride (selected from a combination of a metal nitrogen carbon borohydride, a combination of these, and a combination of a metal nitrogen carbon borohydride) Or a hydride or a compound represented by the chemical formula BxNyHz,
A hydrogen generation system characterized by that.
前記固体水素化物粉末は、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ ４ ）、水素化アルミニウムリチウム（ＬｉＡｌＨ ４ ）、水素化アルミニウムナトリウム（ＮａＡｌＨ ４ ）、水素化アルミニウムマグネシウム（Ｍｇ（ＡｌＨ ４ ） ２ ）、水素化アルミニウムカルシウム（Ｃａ（ＡｌＨ ４ ） ２ ）、水素化ホウ素リチウム（ＬｉＢＨ ４ ）、水素化ホウ素カリウム（ＫＢＨ ４ ）、水素化ホウ素ベリリウム（Ｂｅ（ＢＨ ４ ） ２ ）、水素化ホウ素マグネシウム（Ｍｇ（ＢＨ ４ ） ２ ）、水素化ホウ素カルシウム（Ｃａ（ＢＨ ４ ） ２ ）、水素化リチウム（ＬｉＨ）、水素化ナトリウム（ＮａＨ）、水素化マグネシウム（ＭｇＨ ２ ）、及び水素化カルシウム（ＣａＨ ２ ）からなる群から選択される、
ことを特徴とする水素生成システム。 The hydrogen generation system according to claim 3,
The solid hydride powder includes sodium borohydride (NaBH 4 ), lithium aluminum hydride (LiAlH 4 ), sodium aluminum hydride (NaAlH 4 ), magnesium aluminum hydride (Mg (AlH 4 ) 2 ), aluminum hydride. Calcium (Ca (AlH 4 ) 2 ), lithium borohydride (LiBH 4 ), potassium borohydride (KBH 4 ), beryllium borohydride (Be (BH 4 ) 2 ), magnesium borohydride (Mg (BH 4) 2 ), calcium borohydride (Ca (BH 4 ) 2 ), lithium hydride (LiH), sodium hydride (NaH), magnesium hydride (MgH 2 ), and calcium hydride (CaH 2 ) Selected from the
A hydrogen generation system characterized by that.
前記固体水素放出触媒は、固体酸、または、ルテニウム、コバルト、ニッケル、銅、および鉄の少なくとも一つを含む金属塩、または、ルテニウム、コバルト、ニッケル、銅、および鉄の少なくとも一つを含む金属ナノ粒子／マイクロ粒子、または、ルテニウム、コバルト、ニッケル、銅、および鉄の少なくとも一つを含む金属イオン／金属原子／金属ナノ粒子／金属マイクロ粒子によって覆われた複数の触媒金属キャリアを含み、
前記吸収材料はコットンと少なくとも吸収性ポリマーとを含み、前記吸収性ポリマーは、ポリアクリル酸塩、ポリビニルアルコール、酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、ポリエチレンオキシド、及びデンプングラフトコポリマー／ゴム混合物のうちの少なくとも１つ又は複数を含む、
ことを特徴とする水素生成システム。 The hydrogen generation system according to claim 2,
The solid hydrogen releasing catalyst is a solid acid or a metal salt containing at least one of ruthenium, cobalt, nickel, copper and iron, or a metal containing at least one of ruthenium, cobalt, nickel, copper and iron A plurality of catalytic metal carriers covered by nanoparticles / microparticles or metal ions / metal atoms / metal nanoparticles / metal microparticles comprising at least one of ruthenium, cobalt, nickel, copper and iron;
The absorbent material comprises cotton and at least an absorbent polymer, the absorbent polymer comprising at least one of polyacrylate, polyvinyl alcohol, vinyl acetate copolymer, polyurethane, polyethylene oxide, and starch graft copolymer / rubber mixture. Including one or more,
A hydrogen generation system characterized by that.
前記固体水素燃料は疎水性ポリマーエラストマーを含むフレキシブルポリマーマトリクスを有する、
ことを特徴とする水素生成システム。 The hydrogen generation system according to claim 2,
The solid hydrogen fuel has a flexible polymer matrix comprising a hydrophobic polymer elastomer;
A hydrogen generation system characterized by that.
前記相変化材料は、無機相変化材料、有機相変化材料及びそれらの組み合わせからなる表１Ａ〜表４に列挙された化合物群から選択され、
前記有機相変化材料は、脂肪族化合物と多価アルコールとパラフィンワックスとからなる群から選択され、
前記無機相変化材料は、酸、又は１５℃〜１２０℃の範囲の融点を有する水和塩である、
ことを特徴とする水素生成システム。 The hydrogen generation system according to claim 1,
The phase change material is selected from the group of compounds listed in Tables 1A to 4 consisting of an inorganic phase change material, an organic phase change material, and combinations thereof,
The organic phase change material is selected from the group consisting of aliphatic compounds, polyhydric alcohols, and paraffin waxes,
The inorganic phase change material is an acid or a hydrated salt having a melting point in the range of 15 ° C to 120 ° C.
A hydrogen generation system characterized by that.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US28546709P | 2009-12-10 | 2009-12-10 | |
| US61/285,467 | 2009-12-10 | ||
| TW099113137 | 2010-04-26 | ||
| TW099113137A TWI507354B (en) | 2009-12-10 | 2010-04-26 | The methods for generating steady hydrogen flow from solid hydrogen fuel and using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011121855A JP2011121855A (en) | 2011-06-23 |
| JP5285037B2 true JP5285037B2 (en) | 2013-09-11 |
Family
ID=44286128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010192773A Active JP5285037B2 (en) | 2009-12-10 | 2010-08-30 | Hydrogen generation system, hydrogen generation method using solid hydrogen fuel, and method of supplying hydrogen to a fuel cell using solid hydrogen fuel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5285037B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI595116B (en) * | 2016-02-23 | 2017-08-11 | 正鉑實業有限公司 | Additive manufacturing method and apparatus employing plasma beam |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114122467A (en) * | 2021-10-26 | 2022-03-01 | 西安交通大学 | Hydrogen energy power supply device and power supply method for hydrogen storage material hydrolysis hydrogen supply through normal-low temperature self-starting |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7641889B1 (en) * | 2003-05-14 | 2010-01-05 | Lynntech Power Systems, Ltd. | Hydrogen generator |
| US8002853B2 (en) * | 2003-07-29 | 2011-08-23 | Societe Bic | Hydrogen-generating fuel cell cartridges |
| JP2007326731A (en) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Hitachi Maxell Ltd | Manufacturing method of hydrogen |
| JP5314869B2 (en) * | 2006-10-18 | 2013-10-16 | オリンパスイメージング株式会社 | Fuel cell remaining capacity detecting method and fuel cell remaining capacity detecting apparatus |
| JP3154822U (en) * | 2009-04-29 | 2009-10-29 | 財団法人工業技術研究院Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ | Flexible power supply |
-
2010
- 2010-08-30 JP JP2010192773A patent/JP5285037B2/en active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI595116B (en) * | 2016-02-23 | 2017-08-11 | 正鉑實業有限公司 | Additive manufacturing method and apparatus employing plasma beam |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2011121855A (en) | 2011-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI507354B (en) | The methods for generating steady hydrogen flow from solid hydrogen fuel and using the same | |
| Liu et al. | Ti-doped LiAlH4 for hydrogen storage: synthesis, catalyst loading and cycling performance | |
| CA2746895C (en) | Hydrogen generator with aerogel catalyst | |
| Nunes et al. | Hydrogen generation and storage by aqueous sodium borohydride (NaBH4) hydrolysis for small portable fuel cells (H2–PEMFC) | |
| US7858068B2 (en) | Method of storing and generating hydrogen for fuel cell applications | |
| Cao et al. | Materials design and modification on amide-based composites for hydrogen storage | |
| EP1996510A2 (en) | Fuel compositions for fuel cells and gas generators utilizing same | |
| JP2009242232A (en) | Hydrogen storage material and related system | |
| JP2005502163A (en) | Steam carrier generator | |
| WO2006104607A2 (en) | Hydrolysis of chemical hydrides utilizing hydrated compounds | |
| Hsueh et al. | A novel design of solid-state NaBH4 composite as a hydrogen source for 2 W PEMFC applications | |
| US20110143240A1 (en) | Hydrogen Generation System, Method for Generating Hydrogen Using Solid Hydrogen Fuel and Method for Providing Hydrogen for Fuel Cell Using the Same | |
| Ferreira et al. | Water handling challenge on hydrolysis of sodium borohydride in batch reactors | |
| JP5285037B2 (en) | Hydrogen generation system, hydrogen generation method using solid hydrogen fuel, and method of supplying hydrogen to a fuel cell using solid hydrogen fuel | |
| Oronzio et al. | New reactor design for catalytic sodium borohydride hydrolysis | |
| Zakhvatkin et al. | Hydrogen production on demand by a pump controlled hydrolysis of granulated sodium borohydride | |
| Li et al. | A composite of borohydride and super absorbent polymer for hydrogen generation | |
| CN101877411B (en) | Hydrogen supplying device | |
| JP2011121856A (en) | On-off and adjustment method of hydrogen released from chemical hydride | |
| JP2013043806A (en) | Method for producing high-concentration hydrogen solution and gel containing hydrogen gas | |
| Leu et al. | Study of catalytic hydrolysis of alkaline NaBH4 solution by Ru/Ni foam catalyst | |
| JP6317262B2 (en) | Medium for stabilization and utilization of volatile or liquid hydrides of boron | |
| Carcadea et al. | Numerical analysis on the hydrogen generation from sodium borohydride hydrolysis | |
| KR20090049363A (en) | Concentrated sodium borohydride solution with stabilizer | |
| JP2012046379A (en) | Hydrogen generating material composition and hydrogen generator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121025 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121106 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20130206 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20130212 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130304 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130326 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130416 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130514 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130530 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5285037 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |