電源装置

特開2015-153730

 

特許の概要

  従来、水素化芳香族等の有機ハイドライドを脱水素化して水素を生成し、その水素を燃料電池に供給する装置が提案されていました。水素化芳香族を電源装置内で脱水素化して水素を生成し、燃料電池に供給して発電する場合、発電に必要な全ての水素を予め高圧ガスの状態で電源装置に備える場合に比べて安全性は向上しますが、生成された水素をバッファータンクに一旦収容して燃料電池に供給しています。この種の電源装置の更なる安全性向上のため、バッファータンクが小さくても、またはなくても動作ができるような装置が望まれます。
 特開2015-153730は、この課題を解決できる電源装置を供給することを目的とした特許です。

 

*当社では、本特許の実用化をご検討いただける企業様を募集しております。

 

 

特許のポイント

 

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  • 電源装置は、有機ハイドライドの少なくとも一部を脱水素化し、水素及び液体の芳香族化合物を生成する脱水素化部と、生成した水素を用いて発電する燃料電池と、発電した電力を蓄電する蓄電池と、蓄電量を検出する蓄電量検出部とを備える。検出した蓄電量が予め設定された蓄電量以上である場合、脱水素化を停止し、蓄電量未満の時、脱水素化を開始する。
  • 脱水素化部における脱水素化は、蓄電量を設定量の間に維持するのに必要な程度に実行される、よって、余剰の水素を収容する必要が少なく、装置内における水素の収容部を省略又は小型化にできる。
  • 発電時に発生した水を収容する取り外し可能なカートリッジを備えてもよい、よって、一層良好に小型化できさらに、収容されて水は、飲料水等、他の用途に利用可
  • 発生した水を、気化又は電気分解によって処理する水処理部を備えてもよい、水を収容する収容部を小形化することができる。




第一実施形態

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  • 脱水素反応器における脱水素反応は、蓄電池の蓄電量CHを下限値と上限値の間に維持するためにしか実行されず、バッファータンク等の水素収容部を特別に設ける必要がなく、安全性が向上し、小形化することができる。よって電源装置の構成は、携帯電話用充電器に適用でき、電気自動車や家庭用電化製品に使用も可能である。
  • 配管①の流路の断面積は配管②の流路の断面積に比べ極めて大きく、ポンプ及びヒータへの通電が停止された後に脱水素反応器で生成された水素が、燃料電池によって十分消費されず、配管①の内圧が上昇したとしても、影響を緩和することができる。
  • 取り外し可能なカートリッジを小形化しても取り外し交換することで満水に対応することができ、水素収容部を省略でき、端末を小型化でき、収容された水は飲料水とか、他の用途に利用できる。
  • カートリッジには、水タンクと共に、吸着器は設けられており、脱水素反応が一定量以上実行された場合、交換が必要となり、高吸水性ポリマーの吸水力と吸着剤の吸着力が低下するタイミングが一致するよう設計することで、同時に交換でき端末のメンテナンスが容易となる。
  • カートリッジの交換時期は、デイスプレイ等を介して告知でき、又、高吸水性ポリマーの重さを測るセンサ等設け検出することもできる。

 


第二実施形態

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  • 蓄電量CHが上限値に達した時、即座に脱水素反応が停止するのではなく、脱水素反応で得られた水素がMCH製造に転用される。よって、新規のMCHを補充する回数が低減され、メンテナンスが一層容易となる。
  • 脱水素反応が即座に停止されない場合でも、配管の内圧の上限を抑制することができ、携帯電話用充電器に適用、電気自動車や家庭用電化製品に使用も可能である。

 

 

カートリッジ及びMCH供給施設

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  • カートリッジでは、プラグをコンセントに接続することにより、都市ガスや電気を使用する場合と同様にMCHの供給を受け、トルエンを含む液体を排出することができる。そのため、端末を連続して使用し続けることが一層容易となる。
  • MCH供給施設では、風力を利用してピストンの往復運動がなされヒートパイプを介して熱がやりとりされるため、効率的にトルエンがMCHに変換され、MCH供給施設及び敷設管を備えた都市のエネルギー効率を向上させることができる。

 

 

第三実施形態

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  • 脱水素反応器における脱水素反応は、蓄電池の蓄電量CHを下限値と上限値の間に維持するためにしか実行されず、バッファータンク等の水素収容部を特別に設ける必要がなく、安全性が向上し、小形化することができる。
  • 告知装置による告知がなされた時、所有者が弁を開いて水タンクの内部の水を外部に排出することにより、水タンクの満水に対応できる。従って、一層構成が簡素化され、製品コストが低減され、小形化が容易となる。

 

 

第四実施形態

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  • 脱水素反応器における脱水素反応は、蓄電池の蓄電量CHを下限値と上限値の間に維持するためにしか実行されず、バッファータンク等の水素収容部を特別に設ける必要がなく、安全性が向上し、小形化することができる。
  • 水タンクの内部の水が電解槽に送られるため、タンクが満水となることを抑制できる。電解槽にて生成されたオゾン水は、必要に応じて所有者が弁を開くことで排水管を介して外部へ排出される。このため、所有者は、そのオゾン水を体や食器の消毒・殺菌に利用することができる。
  • 告知装置による告知がなされた時、所有者が弁を開いてオゾン水タンクの内部のオゾン水を外部に排出することにより、オゾン水タンクの満水に対応できる。従って、オゾン水量Loが上限値未満となり、水タンク内の水の電気分解が再開され、水タンクが満水となることを抑制できる。
  • 水タンクに収容された水を電気分解して、得られた水素を再び燃料電池に供給できる。従って、カートリッジの交換回数が減少し、メンテナンスは容易となる。

 

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