[发明专利]储氢单元

说明书

技术领域

本发明涉及吸留氢的储氢单元。

背景技术

作为用于车辆等的燃料电池的氢，使用了气态氢。氢为气体状态时，体积非常大。为此，气态氢需压缩使用。但是，即使这样，对于实用来说其体积仍较大，存在占用空间的问题。另一方面，液态氢比气态氢体积小。但是，将氢保持在液体状态是较为困难的，不适合实用化。因此，正在研究和开发使用体积小、操作性得到提高的固态氢。固态氢以氢吸留在合金内的状态使用。该合金被称为储氢合金。针对该储氢合金，重复进行氢的吸留和放出。

专利文献1中公开了使用这样的储氢合金的氢气传感器。专利文献1的氢气传感器是利用蒸镀法在基板表面形成Pd-Ag合金层，并在其上进一步叠层Pd或Pt薄膜而得到的。

但是，专利文献1中公开的基板是板状的。吸留氢的合金层由于被蒸镀在该基板上，因此合金层和氢之间的接触面积基本上与基板的表面积相同。近年来，由于期望吸留更多的氢，因此需要进一步增加氢吸留量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-296238号公报

本发明是考虑了上述现有技术而进行的，其目的在于提供一种储氢单元，该储氢单元增加了与氢的接触面积、可以有效地吸留大量的氢。

发明内容

为了实现上述目的，权利要求1的发明提供一种储氢单元，该储氢单元具有：具有多个氢分子能够通过的孔的多孔体、以及覆盖含所述孔的所述多孔体的表面的储氢合金，其特征在于，所述储氢合金具有：由吸留氢的材料形成的储氢基体、以及覆盖该储氢基体表面的催化剂层。

此外，就权利要求2的发明而言，其特征在于，在权利要求1的发明中，所述多孔体为纳米纤维的聚集体。

此外，就权利要求3的发明而言，其特征在于，在权利要求2的发明中，所述聚集体内的各个纳米纤维的方向是无规的。

就权利要求4的发明而言，其特征在于，在权利要求2的发明中，所述聚集体形成为无纺布状。

就权利要求5的发明而言，其特征在于，在权利要求1的发明中，所述储氢基体是通过蒸镀以层状形成在所述多孔体的所述表面的。

就权利要求6的发明而言，其特征在于，在权利要求1的发明中，所述储氢基体为由镁与镁-镍合金、镁-钛合金、镁-铌合金、镁-锰合金或镁-钴合金的混合物形成的。

此外，就权利要求7的发明而言，其特征在于，在权利要求6的发明中，所述催化剂层由Pd形成。

根据权利要求1的发明，由于储氢合金覆盖在具有多个氢原子能够通过的孔的多孔体表面，因此储氢层的表面积增大，与氢之间的接触面积扩大。由此，可以实现更迅速的氢吸留。

根据权利要求2的发明，当纳米纤维形成聚集体时，纤维之间相互缠绕而形成的间隙成为能够使氢通过的孔。由此，可以容易地形成多孔体。

根据权利要求3的发明，即使是不对纳米纤维的配置进行特别限定而自然形成的聚集体，也可形成孔。利用这样的孔，可以进行迅速的氢吸留。

根据权利要求4的发明，纳米纤维的聚集体形成为无纺布状。由此，可以作为操作性优异的多孔体使用。

根据权利要求5的发明，由于在多孔体上通过蒸镀形成层状的储氢合金，因此制造容易，可以实现迅速的氢吸留。

根据权利要求6的发明，可以得到同时兼具Mg所具有的高储氢性能、以及其它合金(尤其优选Mg₂Ni)所具有的高固体扩散性能的储氢合金。吸留在Mg上的氢例如通过Mg₂Ni移动到其它Mg(或Mg₂Ni)上。这样的氢的移动不需要热、压力。由此，可以在室温、大气压下进行氢的吸留。

根据权利要求7的发明，氢在Pd的作用下由分子解离成原子(H₂→2H)。氢在原子状态下可以最迅速地吸留在Mg上。Pd与Pt不同，不具有将氢原子质子化的能力。因此，通过将Pd用于催化剂，可以使氢停留在原子状态。由此，可以实现比使用铂催化剂更迅速的氢吸留。

附图说明

[图1]是本发明涉及的储氢单元的概略图。

[图2]是储氢纤维的纵向剖面图。

[图3]图3的储氢纤维的横向剖面图。

[图4]其它的储氢纤维的纵向剖面图。

[图5]图5的储氢纤维的横向剖面图。

[图6]是示出本发明涉及的储氢合金的一例的概略图。

[图7]是示出使用本发明涉及的储氢单元吸留氢时的时间和压力的关系的曲线图。

符号说明

1储氢合金

2储氢层