JP2001313049A

JP2001313049A - 燃料電池用水素供給装置

Info

Publication number: JP2001313049A
Application number: JP2000130517A
Authority: JP
Inventors: Masashi Takahashi; 高橋昌志; Naokatsu Terashita; 寺下尚克; Seiji Takahashi; 高橋誠司; Yoshio Nuitani; 縫谷芳雄; Takeaki Shimada; 島田毅昭
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Japan Metals and Chemical Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Japan Metals and Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2001-11-09
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: JP4644334B2

Abstract

(57)【要約】【課題】改質器により、含水素原料を改質して発生さ
せた水素を、例えば燃料電池の始動時や高負荷時などに
おいて、改質器からの水素供給が不足した際にも、燃料
電池に安定して一定供給し得る燃料電池用水素供給装置
を提供すること。【解決手段】改質器と、水素吸蔵合金を備えた吸蔵タ
ンク（Ａ）と、水素吸蔵合金を備えた放出タンク（Ｂ）
とを具備してなる燃料電池用水素供給装置において、
（１）上記吸蔵タンク（Ａ）に白金族金属又はその合金
をめっきしてなる水素吸蔵合金を収納させるか、あるい
は（２）前記改質器と吸蔵タンク（Ａ）との間に、脱酸
素材を収納させた不純物ガス除去器を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池用水素供
給装置に関し、さらに詳しくは、アルコールや液化石油
ガスなどの燃料を改質器により改質して発生させた水素
を燃料電池、特に自動車に搭載される燃料電池に、安定
して一定供給するための燃料電池用水素供給装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、石油の代替エネルギーとして、水
素を発電用燃料とする燃料電池が注目を浴びている。こ
のような燃料電池は、燃料極と酸化剤極からなり、燃料
極には水素を、酸化剤極には酸素を供給して、電解質層
を介して接触反応させて電気化学反応による電気化学エ
ネルギーを取り出そうとするものである。この種の燃料
電池としては燃料として水素が使用される。この水素は
一般的には天然ガス、ナフサ、液化石油ガス、メタノー
ル等の炭化水素燃料を改質し、水素を主成分とする燃料
ガスに変換することにより取り出される。二酸化炭素や
メタンのような不純物ガスを含む改質ガスから改質器に
よって水素を精製し、この水素を利用して電気化学的エ
ネルギーを取り出す燃料電池装置は従来より多くの提案
がなされている。一方、このような燃料電池装置におい
て用いられる上記改質器の応答遅れによる燃料電池への
水素供給量の不足分を充足すべく、水素吸蔵材としての
水素吸蔵合金を有する水素貯蔵装置を備えたものが知ら
れている（例えば、特開平２−５６８６６号公報参
照）。

【０００３】このような水素吸蔵合金を有する水素貯蔵
装置を用いた燃料電池システムは、改質器の始動時や改
質器からの水素供給が不足した場合に、水素貯蔵装置か
ら水素を供給するシステムであり、このような水素貯蔵
装置によって燃料電池に水素を安定して一定供給するこ
とができる。ところで、本出願人らは、先に上記燃料電
池装置を改良した燃料電池システムを提案した（特願平
１１−１６４９３９号）。この燃料システムは、「水素
を燃料とする機器に水素を供給すべく、アルコール、ガ
ソリン等の原料から水素を生成する改質器を備えた水素
供給システムにおいて、前記改質器により生成された水
素を吸蔵し、かつ放出することが可能な水素貯蔵器を有
し、その水素貯蔵器は、第１の水素吸蔵材を備えた第１
貯蔵部と、第２の水素吸蔵材を備えた第２貯蔵部とを有
し、両水素吸蔵材において、水素の吸蔵し易さに関して
は前記第１の水素吸蔵材が前記第２の水素吸蔵材に比べ
て優れており、一方、吸蔵水素の放出し易さに関しては
前記第２の水素吸蔵材が前記第１の水素吸蔵材に比べて
優れており、前記第１貯蔵部に前記改質器からの水素を
一旦吸蔵させ、次いでその吸蔵水素を放出して得られた
水素を前記第２貯蔵部に吸蔵させ、前記機器の要求水素
量を前記改質器により充足することができない場合に、
その要求水素量を充足すべく、前記第２貯蔵部より吸蔵
水素を放出させることを特徴とする、水素を燃料とする
機器への水素供給システム」である。

【０００４】ところが、このような燃料電池システムに
おいて、第１の水素吸蔵材に改質器で得られた水素を吸
蔵させる際に、改質器から供給される水素に含まれる不
純物ガス（二酸化炭素、一酸化炭素、メタン等）によっ
て第１の水素吸蔵材が被毒を受け、予想以上に水素吸蔵
能が低下することが判明した。この結果、第１の水素吸
蔵材から第２の水素吸蔵材に放出する水素量が低減する
のを免れないという問題があった。したがって、上記シ
ステムにおいては、燃料電池の要求水素量を前記改質器
により充足することができない場合、より詳しくは燃料
電池の始動時又は高負荷時等の改質器からの水素供給の
不足時に、水素貯蔵装置から水素を急速に供給しようと
する場合に、水素貯蔵装置から供給される水素供給が不
足するおそれがあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、アルコールや液化石油ガスなどの燃料を改質
器により改質して発生させた水素を、例えば燃料電池の
始動時や高負荷時などにおいて、改質器からの水素供給
が不足した際にも、燃料電池に安定して一定供給し得る
燃料電池用水素供給装置を提供することを目的とするも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、改質器と、水
素吸蔵合金を備えた第１の吸蔵タンク（Ａ）と、水素吸
蔵合金を備えた第２の放出タンク（Ｂ）とを有し、か
つ、吸蔵タンク（Ａ）に白金族金属又はその合金をめっ
きしてなる水素吸蔵合金を収納させた装置により、ある
いは、前記改質器と吸蔵タンク（Ａ）との間に、脱酸素
材を収納させた不純物ガス除去器を設けた装置により、
その目的を達成し得ることを見出した。本発明は、かか
る知見に基づいて完成したものである。

【０００７】すなわち、本発明は、（１）水素発生用改
質器と、該改質器からの水素を吸蔵し、かつ放出するこ
とが可能な水素吸蔵・放出タンクを具備してなる、燃料
電池に水素を供給するための燃料電池用水素供給装置に
おいて、上記水素吸蔵・放出タンクが、前記改質器から
の水素を一旦吸蔵させるための水素吸蔵合金を備えた吸
蔵タンク（Ａ）と、該吸蔵タンク（Ａ）から放出される
水素を吸蔵させ、かつ放出させるための水素吸蔵合金を
備えた放出タンク（Ｂ）とからなり、かつ上記吸蔵タン
ク（Ａ）に、白金族金属又はその合金をめっきしてなる
水素吸蔵合金を収納させたことを特徴とする燃料電池用
水素供給装置、及び（２）水素発生用改質器と、該改質
器からの水素を吸蔵し、かつ放出することが可能な水素
吸蔵・放出タンクを具備してなる、燃料電池に水素を供
給するための燃料電池用水素供給装置において、上記水
素吸蔵・放出タンクが、前記改質器からの水素を一旦吸
蔵させるための水素吸蔵合金を備えた吸蔵タンク（Ａ）
と、該吸蔵タンク（Ａ）から放出される水素を吸蔵さ
せ、かつ放出させるための水素吸蔵合金を備えた放出タ
ンク（Ｂ）とからなり、かつ前記改質器と吸蔵タンク
（Ａ）との間に、脱酸素材を収納させた不純物ガス除去
器を備えていることを特徴とする燃料電池用水素供給装
置、を提供するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の燃料電池用水素供給装置
は、水素発生用改質器と、該改質器からの水素を吸蔵
し、かつ放出することが可能な水素吸蔵・放出タンクを
具備してなる、燃料電池に水素を供給するための装置で
あって、３つの態様、すなわち（１）上記水素吸蔵・放
出タンクが、前記改質器からの水素を一旦吸蔵させるた
めの水素吸蔵合金を備えた吸蔵タンク（Ａ）と、該吸蔵
タンク（Ａ）から放出される水素を吸蔵させ、かつ放出
させるための水素吸蔵合金を備えた放出タンク（Ｂ）と
からなり、かつ上記吸蔵タンク（Ａ）に、白金族金属又
はその合金をめっきしてなる水素吸蔵合金を収納させた
装置（以下、燃料電池用水素供給装置Ｉと称す。）、
（２）該水素吸蔵・放出タンクが、上記吸蔵タンク
（Ａ）と放出タンク（Ｂ）とからなり、かつ前記改質器
と吸蔵タンク（Ａ）との間に、脱酸素材を収納させた不
純物ガス除去器を備えている装置（以下、燃料電池用水
素供給装置IIと称す。）、及び（３）上記（１）と
（２）を組み合わせた装置（以下、燃料電池用水素供給
装置III と称す。）がある。

【０００９】本発明の燃料電池用水素供給装置における
水素発生用改質器は、例えばアルコール、ガソリン、液
化石油ガスなどの含水素原料を、部分酸化改質法や水蒸
気改質法などにより改質処理して、水素ガスを発生させ
る機器である。一方、該改質器からの水素を吸蔵し、か
つ放出することが可能な水素吸蔵・放出タンクは、前記
改質器からの水素を一旦吸蔵させるための水素吸蔵合金
を備えた吸蔵タンク（Ａ）と、該吸蔵タンク（Ａ）から
放出される水素を吸蔵させ、かつ放出させるための水素
吸蔵合金を備えた放出タンク（Ｂ）とから構成されてい
る。上記吸蔵タンク（Ａ）は、一個の水素吸蔵タンクで
あってもよく、また、たがいに離間して設けられた複数
個の水素貯蔵タンクであってもよい。

【００１０】本発明の水素供給装置においては、まず、
水素発生用改質器から供給された改質ガス中の水素が吸
蔵タンク（Ａ）に内蔵された水素吸蔵合金に吸蔵され、
その後、その吸蔵水素が放出タンク（Ｂ）に移送され、
該放出タンク（Ｂ）に内蔵された水素吸蔵合金に吸蔵さ
れる。そして、燃料電池の始動時や高負荷時など、改質
器から直接供給される水素量だけでは不足するときに
は、放出タンク（Ｂ）から燃料電池に水素が供給され
る。この際、吸蔵タンク（Ａ）は、水素を放出タンク
（Ｂ）に放出して空になった状態では再び改質器から送
られる改質ガス中の水素を吸蔵し、放出タンク（Ｂ）が
空になった状態で再び水素を放出タンク（Ｂ）に送る。
本発明の水素供給装置Ｉ及びIII においては、上記吸蔵
タンク（Ａ）に収納される水素吸蔵合金は、当該水素吸
蔵合金粒子表面に、白金族金属又はその合金でめっきさ
れてなるものが用いられる。ここで、白金族金属又はそ
の合金としては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、
オスミウム、イリジウム、白金及びこれらの金属を含む
合金が挙げられるが、これらの中でパラジウムが好まし
い。

【００１１】このような白金族金属やその合金（以下、
白金族系金属と称する。）を用いて、水素吸蔵合金粒子
表面をめっきする場合、例えば一般的なめっき法、化学
蒸着法、拡散被覆法などの方法が用いられ、これらの方
法によって、水素吸蔵合金粒子の全面又は一部に、白金
族系金属が被覆され、白金族系金属の被覆層又は点在層
が形成される。このような白金族系金属は一般に一酸化
炭素や酸素を吸着するが、水素を透過する作用があるこ
とが知られ、例えば燃料電池等の白金電極等の被毒を防
止するために燃料極に触媒として設けられている。本発
明の水素供給装置Ｉ、III に設けられる、白金族系金属
めっきの被覆層又は点在層は、上述の作用を利用するの
ではなく、水素吸蔵合金粒子表面に白金族系金属が存在
することで、水素吸蔵合金表面が被毒を受けて表面にＣ
Ｏ₂等の吸着膜を生じ、その結果水素を吸蔵しないよう
になった状態でも表面に付着した白金族系金属めっき部
分から水素を水素吸蔵合金粒子内部に取り込むという性
質を利用するものである。なお、水素吸蔵合金は水素を
吸蔵すると粒子が膨張して割れるが、水素吸蔵合金に白
金族系金属を点在させておくことで、割れても前記粒子
に白金族系金属が付着したままとなる。また、白金族系
金属は高価であり、このように点在させることで製造原
価を低減させることができる。したがって、本発明にお
いては、水素吸蔵合金粒子表面に、白金族系金属めっき
の被覆層を全面に設けるよりも、点在層を設けるのが好
ましい。

【００１２】水素吸蔵合金粒子の表面にめっきされる白
金族系金属の量は、該水素吸蔵合金粒子の重量に基づ
き、通常、０.1〜１０重量％、好ましくは０.5〜５重量
％の範囲で選定される。このめっき量が０.1重量％未満
では本発明の効果が充分に発揮されないおそれがあり、
一方、１０重量％を超えるとその量の割には効果の向上
が認められず、むしろ経済的に不利となる。このよう
に、水素吸蔵合金粒子の表面に、白金族系金属をめっき
することにより、改質器から発生する水素ガス中に一酸
化炭素や二酸化炭素などの水素吸蔵合金を被毒する不純
物ガスが含まれていても、該水素吸蔵合金の水素吸蔵能
力の低下を効果的に抑制することができる（図３参
照）。本発明の水素供給装置II及びIII においては、水
素発生用改質器と吸蔵タンク（Ａ）との間に、脱酸素材
を収納させた不純物ガス除去器が配置される。この不純
物ガス除去器を設けることにより、改質ガス中に不可避
的に含まれる酸素が、該不純物ガス除去器内に収納され
ている脱酸素材によって吸収除去され、酸素による水素
吸蔵合金の水素吸蔵能の低下（被毒）を抑制することか
できる。上記脱酸素材としては、改質ガス中に含まれる
酸素と共に一酸化炭素や二酸化炭素を吸収除去し得るも
の、あるいは酸素を選択的に吸収除去し得るものを使用
することができる。このような脱酸素材としては、酸素
吸収能に優れ、かつ再生が容易な、式

【００１３】

【化２】

【００１４】で表されるフルオミンが好適である。この
フルオミンは、２７〜３８℃程度の温度において最高酸
素吸収能を示し、その際の最大酸素吸収量は、１ｇ当た
り６０〜７０リットル程度であり、そして８２℃以上の
温度で容易に酸素を放出する性質を有している。このよ
うな性質を有するフルオミンを脱酸素材として用いるこ
とにより、改質ガス中に不可避的に含まれる酸素が効果
的に吸収除去される。この酸素を吸収したフルオミンの
再生は、８２℃以上の温度に加熱することにより、容易
に行うことができ、そして、この際発生する酸素は、燃
料電池の酸素極（空気）側へ供給することができる。

【００１５】

【実施例】次に、添付図面に従い、本発明の実施態様に
ついて詳細に説明する。図１は、本発明の水素供給装置
を有する燃料電池システムの一例の概要図であって、こ
の燃料電池システムは、例えば水素を燃料とする燃料電
池自動車に搭載することができる。この燃料電池システ
ムは、水素発生用改質器１、及び吸蔵タンク（Ａ）（以
下単に吸蔵タンクと称す。）３と放出タンク（Ｂ）（以
下、単に放出タンクと称す。）４とからなる水素吸蔵・
放出タンクを具備してなる本発明の水素供給装置と、上
記水素供給装置から水素の供給を受けて作動する燃料電
池２とを主要構成要素とするシステムである。

【００１６】水素発生用改質器１は、アルコール、ガソ
リン、液化石油ガスなどの含水素原料を改質して、水素
（改質ガス）を発生させる機器であって、該機器で発生
した改質ガスを燃料電池２に供給すべく、その供給口が
燃料電池２の入口に供給管６を介して接続されている。
燃料電池２の出口は通常排出管を介して改質器の燃焼系
に接続され、これにより燃料電池２の排ガス中の可燃成
分が燃焼されて、その発生熱は改質器１における改質反
応に用いられる。この改質反応には、燃料電池、改質
器、モータ等が発生する熱も利用される。また、水素発
生用改質器１からの改質ガスは、供給管５を通って吸蔵
タンク３に供給され、その中に内蔵されている水素吸蔵
合金によって、選択的に水素が吸蔵される。該水素吸蔵
合金としては、その粒子表面に白金族系金属がめっきさ
れてなるものが用いられる。その吸蔵タンク３に吸蔵さ
れた水素の燃料電池２への供給は、そのまま供給管７を
介して燃料電池２に直接供給される配管系列と、供給管
８と放出タンク４と供給管９を経由して燃料電池２に供
給される配管系列とによって行われる。

【００１７】吸蔵タンク３に吸蔵された水素を、さらに
放出タンク４に吸蔵させる理由は、水素発生用改質器１
から送られる改質ガスの水素純度が低いためにそのまま
では、燃料電池が作動しない場合があるからである。一
方、上述した吸蔵タンク３から、燃料電池２へ直接供給
するのは、高純度の水素を含む改質ガスが、水素発生用
改質器１から送られる場合か、又は吸蔵タンク３で吸蔵
水素が高純度化されて送られる場合である。

【００１８】前記吸蔵タンク３は、一個の水素貯蔵タン
クでもよく、又は互いに離間して設けられた複数個の水
素貯蔵タンクからなるものでもよい。各タンクは水素吸
蔵合金を内蔵しており、吸蔵タンクが、複数個の水素貯
蔵タンクからなる場合は、その中の一つのタンクが水素
放出をしている間に、他のタンクは水素を吸蔵すること
ができる。次に、本発明における燃料電池システムにつ
いて、燃料電池運転プロセスと始動時又は高負荷運転時
とに分けて、説明する。（１）始動時プロセス（改質運転停止状態）この状態は、水素発生用改質器１の停止時において、燃
料電池を起動させる際のプロセスである。この場合は改
質ガスが得られないので、放出タンク４に貯蔵した高純
度の水素ガスを高速度で放出させることで対処する。そ
のために、水素発生用改質器１から吸蔵タンク３の出口
までのバルブを閉じ、放出タンク４から燃料電池２に向
かうバルブを開として、該放出タンク内に６０℃程度の
温水を供給して、放出タンク４内に充填した水素吸蔵合
金から水素を発生させ、この水素を燃料電池２に供給す
る。そして、燃料電池システムが起動し、前記水素発生
用改質器１の運転が再開された後は、以下の定常運転プ
ロセスを採用することになる。

【００１９】このように、燃料電池の始動時には、急速
に水素を放出タンクから放出させる必要があり、また、
追い越しなどを行う際の高負荷時には、不足の水素を前
記放出タンクから一時的に放出して、改質器からの水素
を補うようにする。吸蔵タンク３及び放出タンク４に
は、通常それぞれ２系列、すなわち３Ａと３Ｂ及び４Ａ
と４Ｂが配置されており、例えば、始動時においては、
吸蔵タンク３Ａと放出タンク４Ａに予め水素を吸蔵させ
た状態で、放出タンク４Ａから水素を燃料電池２に放出
させる。この際、同時に吸蔵タンク３Ａと放出タンク４
Ｂの間のバルブを開とし、放出タンク４Ｂに水素を吸蔵
させる。このシステムは放出タンク４Ｂに水素を吸蔵さ
せる際に発生する熱を、放出タンク４Ａの水素が燃料電
池２に供給される際の冷熱によって冷却することで、放
出タンク４Ｂを冷却する冷却水等の冷媒が不要となるか
又は極めて少なくて済む。これは、特に、燃料自動車の
始動時のような冷媒が得にくい状況下で効果を発揮でき
る。本システムは、改質器の運転が開始された状態では
以下のプロセスに移行する。

【００２０】（２）通常運転又は高負荷時運転プロセス
（改質運転状態又は改質器の水素供給不足状態）（通常運転プロセス）この状態は、水素発生用改質器１
から発生する通常の水素含有改質ガスを定常的に用いて
燃料自動車を連続運転するプロセスである。上記改質器
１で生成した水素を配管を通じて燃料電池２に供給す
る。この状態で燃料自動車は定常走行される。定常走行
中、暖機運転中又は信号機により停止中には余剰の水素
は、バルブが開放され、改質ガスの一部が吸蔵タンク３
Ａ及び３Ｂに流れ、改質ガス中の水素が、吸蔵タンク３
Ａ，３Ｂに選択的に吸蔵される。吸蔵タンクを２系列に
したのは後述する放出タンク４から水素が燃料電池２に
供給される際に放出タンク４に供給される水素量を確保
するためであり、例えば吸蔵タンク３の大きさを放出タ
ンク４の２倍にすれば一つであってもよく、さらに２つ
以上を設けることもできる。

【００２１】吸蔵タンク３に吸蔵された水素は、走行中
に放出タンク４Ａに移動され、より高純度の水素に生成
される。放出されるタイミングは、放出タンク４Ｂから
水素を燃料電池２に供給する際に行われる。すなわち、
高負荷時に放出タンク４Ｂから燃料電池２に水素が供給
される際には放出タンク４Ａは水素の放出によって冷却
されるので水素が吸蔵しやすくなり、一方、放出タンク
４Ｂは放出タンク４Ａの熱によって一層燃料電池２に放
出しやすくなる。このように本システムは、このサイク
ルを繰り返すことで放出タンク４Ａと４Ｂを切り替えな
がら放出、吸蔵を繰り返すことで常に放出タンク４に燃
料電池２に供給する水素を有する状態で運転できる。そ
して、運転停止の前などに吸蔵タンク３に吸蔵した水素
を、燃料電池２ではなくいずれか少なくとも一方の放出
タンク４に供給してそこで水素は貯蔵される。

【００２２】なお、放出タンク４Ａ，４Ｂの内部には、
各区画に水素吸蔵合金粉末が充填され、ヘッダーを介し
て水素が吸蔵される吸蔵管と放出される放出管を備えて
いる。図２は、本発明の水素供給装置を有する燃料電池
システムの他の例、すなわち水素発生用改質器と吸蔵タ
ンクとの間に不純物ガス除去器を配置した場合の一例の
概要図である。この燃料電池システムは、前記図１の場
合と同様に、例えば水素を燃料とする燃料電池自動車に
搭載することができる。該燃料電池システムは、水素発
生用改質器１、不純物ガス除去器１０、及び吸蔵タンク
３と放出タンク４とからなる水素吸蔵・放出タンクを具
備してなる本発明の水素供給装置と、上記水素供給装置
から水素の供給を受けて作動する燃料電池２とを主要構
成要素とするシステムである。

【００２３】水素発生用改質器１は、図１の場合と同様
に、該機器で発生した改質ガスを燃料電池２に供給すべ
く、その供給口が燃料電池２の入口に供給管６を介して
接続されている。燃料電池２の出口は、通常排出管を介
して改質器１の燃焼系に接続され、これにより燃料電池
２の排ガス中の可燃成分が燃焼されて、その発生熱は改
質器１における改質反応に用いられる。この改質反応に
は、燃料電池、改質器、モータ等が発生する熱も利用さ
れる。また、水素発生用改質器１からの改質ガスは、供
給管１１を通って不純物ガス除去器１０に供給され、そ
の中に内蔵されている脱酸素材、好ましくはフルオミン
により吸収除去される。酸素が吸収除去された改質ガス
は、吸蔵タンク３に供給され、その中に内蔵されている
水素吸蔵合金によって、選択的に水素が吸蔵される。該
水素吸蔵合金としては、所望によりその粒子表面に白金
族系金属がめっきされてなるものが用いられる。この吸
蔵タンク３に吸蔵された水素の燃料電池２への供給は、
そのまま供給管７を介して燃料電池２に直接供給される
配管系列と、供給管８と放出タンク４と供給管９を経由
して燃料電池２に供給される配管系列とによって行われ
る。

【００２４】前記吸蔵タンク３は、図１の場合と同様に
一個の水素貯蔵タンクでもよく、又は互いに離間して設
けられた複数個の水素貯蔵タンクからなるものでもよ
い。各タンクは水素吸蔵合金を内蔵しており、吸蔵タン
クが、複数個の水素貯蔵タンクからなる場合は、その中
の一つのタンクが水素放出をしている間に、他のタンク
は水素を吸蔵することができる。一方、酸素を吸収した
不純物ガス除去器１０は加熱することによって、その中
に内蔵されている脱酸素材が酸素を放出して、再生され
る。この際、放出された酸素は供給管１２を通って、燃
料電池２の酸素極（空気）側へ供給される。不純物ガス
除去器１０の加熱は、吸蔵タンク３を加熱する熱源を用
いて行うことができる。この燃料電池システムの運転方
法については、前記図１の場合と同様である。

【００２５】参考例１平均粒径１４μｍの水素吸蔵合金粒子（ミッシュメタ
ル、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｌからなる合金）表面に、
めっき処理により、パラジウム１重量％を付着させたも
のを、水素の吸蔵・放出試験に用いた。上記のパラジウ
ムめっき水素吸蔵合金粒子（ＭＨ）を円筒型フロータイ
プに充填し、供試ガスとして、二酸化炭素１２容量％及
び酸素２００容量ｐｐｍを含む水素ガスを用い、吸蔵条
件；入口水素流量：７．５ｍｌ／ＭＨｇ．ｍｉｎ、入口
水素分圧：０．３ＭＰａ、温度：２５℃、吸蔵時間：２
０分、及び放出条件；温度：７０℃、放出時間：吸蔵し
た水素を大気圧下で全て放出する時間、にて水素の吸蔵
・放出のサイクル試験を１０回行った。純水素を用いた
場合の１回目の吸蔵量を１００とし、各サイクルにおけ
る吸蔵指数を求めた。その結果を図３にグラフで示す。参考例２参考例１において、めっき処理しない（パラジウムが付
着していない）水素吸蔵合金粒子を用いた以外は、参考
例１と同様にして、水素の吸蔵・放出のサイクル試験を
１０回行った。その結果を図３にグラフで示す。図３か
ら分かるように、水素吸蔵合金粒子の表面にパラジウム
めっきを施すことにより、水素ガス中の二酸化炭素など
の不純物による被毒を効果的に抑制することができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の燃料電池用水素供給装置は、ア
ルコールや液化石油ガスなどの燃料を改質器により改質
して発生させた水素を、例えば燃料電池の始動時や高負
荷時などにおいて、改質器からの水素供給が不足した際
にも、燃料電池に安定して一定供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水素供給装置を有する燃料電池システ
ムの一例の概要図である。

【図２】本発明の水素供給装置を有する燃料電池システ
ムの別の異なる例の概要図である。

【図３】参考例１及び参考例２において、水素吸蔵・放
出サイクル試験におけるサイクル数と吸蔵量指数との関
係を示すグラフである。

【符号の説明】

１水素発生用改質器２燃料電池３吸蔵タンク４放出タンク１０不純物ガス除去器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者寺下尚克茨城県つくば市東光台５丁目９番地６日本重化学工業株式会社筑波研究所内 (72)発明者高橋誠司茨城県つくば市東光台５丁目９番地６日本重化学工業株式会社筑波研究所内 (72)発明者縫谷芳雄埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者島田毅昭埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内Ｆターム(参考） 3E072 AA03 EA10 5H027 AA02 BA01 BA14 KK01 KK42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水素発生用改質器と、該改質器からの水
素を吸蔵し、かつ放出することが可能な水素吸蔵・放出
タンクを具備してなる、燃料電池に水素を供給するため
の燃料電池用水素供給装置において、上記水素吸蔵・放
出タンクが、前記改質器からの水素を一旦吸蔵させるた
めの水素吸蔵合金を備えた吸蔵タンク（Ａ）と、該吸蔵
タンク（Ａ）から放出される水素を吸蔵させ、かつ放出
させるための水素吸蔵合金を備えた放出タンク（Ｂ）と
からなり、かつ上記吸蔵タンク（Ａ）に白金族金属又は
その合金をめっきしてなる水素吸蔵合金を収納させたこ
とを特徴とする燃料電池用水素供給装置。
【請求項２】吸蔵タンク（Ａ）における水素吸蔵合金
が、その粒子表面に白金族金属又はその合金を点在状に
めっきしてなるものである請求項１記載の燃料電池用水
素供給装置。
【請求項３】水素発生用改質器と、該改質器からの水
素を吸蔵し、かつ放出することが可能な水素吸蔵・放出
タンクを具備してなる、燃料電池に水素を供給するため
の燃料電池用水素供給装置において、上記水素吸蔵・放
出タンクが前記改質器からの水素を一旦吸蔵させるため
の水素吸蔵合金を備えた吸蔵タンク（Ａ）と、該吸蔵タ
ンク（Ａ）から放出される水素を吸蔵させ、かつ放出さ
せるための水素吸蔵合金を備えた放出タンク（Ｂ）とか
らなり、かつ前記改質器と吸蔵タンク（Ａ）との間に、
脱酸素材を収納させた不純物ガス除去器を備えているこ
とを特徴とする燃料電池用水素供給装置。
【請求項４】脱酸素材が、式（Ｉ）【化１】で表されるフルオミンである請求項３記載の燃料電池用
水素供給装置。
【請求項５】吸蔵タンク（Ａ）における水素吸蔵合金
が、白金族金属又はその合金をめっきしてなるものであ
る請求項３記載の燃料電池用水素供給装置。
【請求項６】吸蔵タンク（Ａ）における水素吸蔵合金
が、その粒子表面に白金族金属又はその合金を点在状に
めっきしてなるものである請求項５記載の燃料電池用水
素供給装置。