水素供給装置

特開2015-98421(関連特許:特開2015-98422特開2015-120617

 

特許の概要

 従来、芳香族ハイドラン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水素供給装置が知られていますが、芳香族化合物を脱水素化すると、この化合物は一般的に毒性が高いため、外部に放出できず、タンク内に収容する必要があり、このタンクを設けることに起因する種々の課題が生じます。
 特開2015-98421は、この課題を解決できる水素供給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

 

水素供給装置は、液体の有機ハイドライドを収容する第一タンクと、有機ハイドライドの一部を脱水素化し、水素・液体の芳香族化合物を生成する脱水素化ユニットを持ち、ユニットから排出された芳香族化合物を含む液体を収容する第二タンクを備え、このタンクは内容積が変更可能であることを特徴としたものである。
→収容する液体が少ない時は、第二タンクの内容量を小さくでき、占めるスペースを低減できる。
→収容する液体量が多いときは、内容積を大きくすることができる。

 

第一実施形態


燃料電池を動力源とする移動体に搭載し、工場、住宅、道路等、携帯端末、家電製品の充電器等に搭載された電池に水素を供給できる。
→下端位置センサで、タンクに収容された液体の量を容易に算出できる。

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第二実施形態


第二タンクの構成を変えても同様の効果がある。
円筒型で側面は蛇腹状で材質は弾性を有する樹脂で構成。収容する液体に量が少ない時は側面が縮み、寸法が小さく内容量も小さくなる。収容する液体の量が増加した時は、液体の重さによって側面が伸び、寸法が大きくなり、内容量も大きくなる。

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第三実施形態


第一タンク、第二タンクの代わりに金属製の共通タンクを備え、タンク内は仕切りのない空間が存在する。当初はタンク内にはMCHが収容される。
脱水素反応器に供給されるのは、共通タンクに収容された液体(当初MCH その後MCHとトルエンとの混合物)であり、気液分離器により分離された液体は、共通タンクに戻される。
→第一タンク、第二タンクを設ける必要がなく、装置構成を簡素化できる。

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第四実施形態


MCH製造処理を実行する。実行して水素を消費することにより、バッファータンクの水素圧力が過大になることを抑制、また、トルエンを消費することで、第二タンクの液量を抑制できる。さらに、水素を燃料電池に供給する予定が長期間ない場合、その水素を用いてMCHを製造することで、燃料を安定して保存できる。

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第五実施形態


第一、第二タンクに加え第三タンクを備え、各タンクにはトルエン濃度を検出するセンサを備える、当初は各タンクにはMCHが収容されている。そして各タンクの濃度比率が1:2:3にになるよう分離された液体の送り先を決め、切替バルブで切り替える。
→水素の供給量を増す必要のあるなし、中間でよいかを選択。
→脱水素反応器で生成する水素の量を調整できる


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第六実施形態


移動体に搭載され、第一タンク、第二タンクは移動体内に設置される。第一タンクにはMCH供給口、第二タンクからはトルエン排出口が設けられている。このノズルを用いて、供給と回収を同時に行うことができる。

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第七実施形態


第二タンクが内側容器と外側容器を備えた2重構造となっている。その間の隙間には、多孔質材が充填されている。
→事故等により内側容器が破損した時、内部に収容されていたトルエンを含む液体は、多孔質材料に吸収され、液体の漏洩や拡散を抑制できる。

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第八実施形態


第二タンクが第一タンクの内部に収容されており、第二タンクの底面は支柱により支持されている。
第一タンクの底面とは離間している。
→事故等は発生した時、第二タンクが損傷し難い、そのため収容されている液体の漏洩を抑制できる。また、外に漏れたとしても第一タンク内に留めることができる。

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第九実施形態


・さらに、反応ユニットと保管タンクを備えている。反応ユニットは、第二タンクから液体を供給され液体に含まれるトルエンをより毒性の低い物質に変換する。そして保管タンクに保管する。
→安全性が一層向上し、第二タンクに収容される液体の量を抑制できる。

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