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JP5208532B2 - Hydrogen generator - Google Patents
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JP5208532B2 JP2008032009A JP2008032009A JP5208532B2 JP 5208532 B2 JP5208532 B2 JP 5208532B2 JP 2008032009 A JP2008032009 A JP 2008032009A JP 2008032009 A JP2008032009 A JP 2008032009A JP 5208532 B2 JP5208532 B2 JP 5208532B2
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Description

本発明は、水から水素を連続的に製造するための水素発生装置に関する。   The present invention relates to a hydrogen generator for continuously producing hydrogen from water.

従来、水素を発生させる方法としては、(1)水の電気分解法、(2)天然ガスや石油
等の炭化水素を酸素、空気または水蒸気などと高温で反応させる部分酸化法や改質法、(
3)水と炭素による熱分解反応を用いる方法、(4)亜鉛などの金属を酸に溶解する方法
、などが知られている。しかしながら、(1)の方法では電力を多量に消費するため製造
コストが高くなる、(2)および(3)の方法では水素とともにCO等が副生するため高
純度の水素が得られない、(4)の方法では酸を必要とするため取り扱いに難点がある、
等の問題があり、これらに代わる新しい水素の発生方法が期待されていた。
Conventionally, as a method for generating hydrogen, (1) electrolysis of water, (2) partial oxidation method or reforming method in which hydrocarbons such as natural gas or petroleum are reacted with oxygen, air, water vapor or the like at high temperature, (
3) A method using a thermal decomposition reaction between water and carbon, and (4) a method of dissolving a metal such as zinc in an acid are known. However, the method (1) consumes a large amount of electric power and thus increases the production cost. In the methods (2) and (3), CO and the like are by-produced together with hydrogen, so high-purity hydrogen cannot be obtained. In the method of 4), since an acid is required, handling is difficult.
Thus, a new method for generating hydrogen was expected to replace them.

近年、上述の期待に応えるべく多数の新しい水素発生方法および装置が提案されている
In recent years, a number of new hydrogen generation methods and apparatuses have been proposed to meet the above expectations.

例えば、特許文献1には、ナノ鉄粒子を含み水又は水蒸気との反応によって水素を生成
する水素発生剤を収容する反応容器と、その反応容器に水又は水蒸気を断続的に供給する
水分供給手段とを備える水素発生装置が開示されている。
For example, Patent Document 1 discloses a reaction vessel that contains nano-iron particles and contains a hydrogen generating agent that generates hydrogen by reaction with water or water vapor, and a water supply means that intermittently supplies water or water vapor to the reaction vessel. A hydrogen generator comprising: is disclosed.

また、特許文献2には、燃料電池に供給する水素ガスを発生させるための水素ガス発生
装置であって、長手方向に延びた形状を有し、純鉄タブレットが収容される第1収容ケー
スと、この第1収容ケースに対し水もしくは水蒸気を導入するための導入管と、導入され
た水もしくは水蒸気と第1収容ケースの純鉄タブレットとを反応させることで発生した水
素ガスを導出させるための導出管と、第1収容ケースに隣接配置され、第1収容ケースと
同じ長手方向に延びた形状を有すると共に、純鉄タブレットが収容される第2収容ケース
と、この第2収容ケース内に収容された純鉄タブレットと反応させる空気を導入するため
の開口部とを備え、第2収容ケースにおける空気と純鉄の反応による発熱を第1収容ケー
スへ伝達可能に構成されたものが開示されている。
Patent Document 2 discloses a hydrogen gas generator for generating hydrogen gas to be supplied to a fuel cell, having a shape extending in the longitudinal direction and containing a pure iron tablet, The introduction pipe for introducing water or water vapor into the first housing case, and the hydrogen gas generated by reacting the introduced water or water vapor with the pure iron tablet of the first housing case are derived. A lead-out tube, a second storage case that is disposed adjacent to the first storage case, extends in the same longitudinal direction as the first storage case, and stores a pure iron tablet, and is stored in the second storage case And an opening for introducing air to be reacted with the pure iron tablet, which is configured to transmit heat generated by the reaction of air and pure iron in the second housing case to the first housing case. It has been disclosed.

また、特許文献3には、水を収納するためのタンクと、水との化学反応により水素を生
成する金属を収納する反応容器と、該反応容器を収納するための収納部と、該収納部に接
して設けられ、前記反応容器を加熱するための加熱手段と、前記タンクから前記収納部に
収納された反応容器に水を供給する導入管と、前記反応容器内で生成した水素及び未反応
の水を前記タンク内に導入するための戻り管と、該タンク内の水素及び水を排出するため
の前記タンクから延びる排出管とを含んでなり、前記反応容器が前記収納部に対して着脱
可能である水素発生装置が開示され、前記水との反応により水素を生成する金属として、
鉄、インジウム、スズ、マグネシウム、セリウムのいずれか1つ又はその酸化物等が例示
されている。
Patent Document 3 discloses a tank for storing water, a reaction container for storing a metal that generates hydrogen by a chemical reaction with water, a storage unit for storing the reaction container, and the storage unit. A heating means for heating the reaction vessel, an introduction pipe for supplying water from the tank to the reaction vessel housed in the housing portion, hydrogen generated in the reaction vessel and unreacted A return pipe for introducing water into the tank and a discharge pipe extending from the tank for discharging hydrogen and water in the tank, wherein the reaction vessel is attached to and detached from the storage section A hydrogen generator that is possible is disclosed, and as a metal that generates hydrogen by reaction with water,
Any one of iron, indium, tin, magnesium, cerium or an oxide thereof is exemplified.

また、特許文献4には、容器内に収容した液状のインジウム・ガリウム合金に、純アル
ミニウムを供給管を通して供給し、さらに給水管から水を供給し、アルミニウムと水を反
応させることにより、水素ガスを発生させる水素ガス生成装置が開示されている。
In Patent Document 4, hydrogen gas is supplied by supplying pure aluminum to a liquid indium gallium alloy contained in a container through a supply pipe, supplying water from a water supply pipe, and reacting aluminum with water. A hydrogen gas generation device that generates hydrogen is disclosed.

しかしながら、上記特許文献1〜4に開示された技術には以下のような問題点が存在す
る。
However, the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 4 have the following problems.

すなわち、特許文献1に記載の水素発装置では、ナノ鉄粒子の内部まで水又は水蒸気と
反応させるために、水又は水蒸気を連続的に供給することができない。そして、なにより
もこの装置にはナノ鉄粒子の連続供給手段が備わっていないため、反応容器内のナノ鉄粒
子を使いきってしまった場合は、一旦装置を停止して、反応容器にナノ鉄粒子を補充しな
ければならない。
That is, in the hydrogen generating apparatus described in Patent Document 1, water or water vapor cannot be continuously supplied to react with water or water vapor to the inside of the nano iron particles. And above all, since this device is not equipped with a means for continuously supplying nano iron particles, if the nano iron particles in the reaction vessel are used up, the device is temporarily stopped and the nano iron particles are placed in the reaction vessel. The particles must be replenished.

また、特許文献2に記載の水素ガス発生装置では、第1収容ケース内の純鉄タブレット
を使いきってしまった場合は、一旦装置を停止して、純鉄タブレットを補充するか、また
は、第1収容ケースごと交換しなければならない。また、純鉄と水を反応させるために第
1収容ケースを200〜400℃程度の高温に加熱するための加熱手段が必要となる。
Moreover, in the hydrogen gas generator described in Patent Document 2, when the pure iron tablet in the first housing case is used up, the device is temporarily stopped and the pure iron tablet is replenished, One containment case must be replaced. Moreover, in order to make pure iron and water react, the heating means for heating the 1st accommodation case to about 200-400 degreeC high temperature is needed.

また、特許文献3に記載の水素発生装置では、反応容器内の金属を使いきってしまった
場合は、一旦装置を停止して、反応容器ごと交換しなければならない。また、金属と水を
反応させるために反応容器を100〜400℃程度の高温に加熱するための加熱手段が必
要となる。
Moreover, in the hydrogen generator described in Patent Document 3, when the metal in the reaction vessel is used up, the device must be stopped once and the reaction vessel must be replaced. Moreover, in order to make a metal and water react, the heating means for heating a reaction container to about 100-400 degreeC high temperature is needed.

また、特許文献4の図3に記載の水素ガス生成装置では、容器内に収容されたインジウ
ム・ガリウム合金に純アルミニウムを供給管を通して供給し、さらに給水管から水を供給
し続ければ一見水素ガスを連続的に発生できるように見えるが、この装置はそもそも下記
のような大きな問題点を抱えている。すなわち、供給された純アルミニウムとインジウム
・ガリウム合金とを基にインジウム・ガリウム・アルミニウムからなる水素ガス生成用組
成物自体ができない。したがって、このような装置では、水素ガスの連続発生を望むべく
もない。
特開2006−104017号公報 特開2006−69875号公報 特開2004−149394号公報 特開2003−12301号公報
In addition, in the hydrogen gas generation apparatus shown in FIG. 3 of Patent Document 4, if pure aluminum is supplied to the indium-gallium alloy contained in the container through the supply pipe and water is continuously supplied from the water supply pipe, the hydrogen gas will appear at first glance. However, this device has the following major problems in the first place. That is, the hydrogen gas generating composition itself made of indium / gallium / aluminum based on the supplied pure aluminum and indium / gallium alloy cannot be made. Therefore, in such an apparatus, it is not desired to continuously generate hydrogen gas.
JP 2006-104017 A JP 2006-69875 A JP 2004-149394 A JP 2003-12301 A

本発明の目的は、取り扱いが容易で、かつ、連続的に水素を発生できる水素発生装置を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a hydrogen generator that is easy to handle and can continuously generate hydrogen.

この目的を達成するために、本発明の請求項1に記載の発明は、スズとガリウムを含有した第1の金属、銀とガリウムを含有した第2の金属、ガリウムからなる第3の金属、または、ガリウムに鉄、銅、ゲルマニウム、アンチモンからなる群から選ばれた少なくとも1種以上を含有した第4の金属から選択される少なくとも1種のガリウム系金属が収容されたガリウム系金属収容手段と、
水を収容可能な水収容手段と、
前記水収容手段に前記水を供給する水供給手段と、
標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素を前記水とは隔離しながら、前記ガリウム系金属内に供給する添加金属元素供給手段と、を備え、
前記ガリウム系金属と、前記添加金属元素供給手段により前記ガリウム系金属内に供給され拡散した前記金属元素とを有した水素発生用組成物が前記水と接触することにより水素を発生するように構成され
前記水供給手段は、前記水を前記水収容手段に連続的に供給可能な構成とし、
前記添加金属元素供給手段は、添加する金属元素を前記ガリウム系金属内に連続的に供給可能な構成とし、
前記水素発生用組成物と、前記水とは、常時接触可能な状態とされ、連続的に水素を発生する構成であり、
前記ガリウム系金属収容手段として、下層に前記ガリウム系金属を収容し、かつ、前記
水収容手段として、上層に前記水を収容可能な第1の共用容器からなり、
前記添加金属元素供給手段は、
前記第1の共用容器の下層の前記ガリウム系金属が収容されている側であり前記水とは隔離し密閉され、かつ、回転可能に支持された双ロールと、前記金属元素からなる箔体または線体が巻かれたロール体と、前記箔体または線体を前記双ロールにより引き込み、前記第1の共用容器に収容された前記ガリウム系金属内に供給するために前記双ロールを駆動するためのモータと、このモータの駆動を制御するモータ制御手段とから構成されるか、
または、
前記金属元素からなる粉体が貯蔵された粉体貯蔵容器と、この粉体貯蔵容器から前記粉体を前記第1の共用容器に収容された前記ガリウム系金属内に供給するために前記第1の共用容器の前記ガリウム系金属が収容されている側であり前記水とは隔離し密閉された状態で取り付けられたインジェクタと、このインジェクタを制御するインジェクタ制御手段とから構成されるかのいずれかであることを特徴とする水素発生装置である。
To achieve this object, the invention according to claim 1 of the present invention includes a first metal containing tin and gallium, a second metal containing silver and gallium, a third metal made of gallium, Or a gallium-based metal containing means in which at least one gallium-based metal selected from a fourth metal containing at least one selected from the group consisting of iron, copper, germanium, and antimony is contained in gallium; ,
Water storage means capable of storing water;
Water supply means for supplying the water to the water containing means;
An additive metal element supply means for supplying at least one metal element selected from the group consisting of metal elements having a standard electrode potential lower than that of gallium from the water while being separated from the water,
A composition for generating hydrogen having the gallium metal and the metal element supplied and diffused into the gallium metal by the additive metal element supply means is configured to generate hydrogen by contacting the water. It is,
The water supply means is configured to continuously supply the water to the water storage means,
The additive metal element supply means is configured to continuously supply the metal element to be added into the gallium metal,
The composition for generating hydrogen and the water are in a state where they can always be contacted, and are configured to continuously generate hydrogen,
As the gallium metal containing means, the gallium metal is housed in a lower layer, and the
As a water storage means, it consists of a first shared container capable of storing the water in the upper layer,
The additive metal element supply means includes
A foil roll made of the metal element, and a twin roll which is a side where the gallium-based metal is accommodated in the lower layer of the first shared container and is isolated from the water and sealed and rotatably supported; A roll body wound with a wire body, and the foil body or the wire body are drawn by the twin roll, and the twin roll is driven to be supplied into the gallium metal contained in the first common container. Or a motor control means for controlling the driving of the motor,
Or
A powder storage container in which powder composed of the metal element is stored, and the first container for supplying the powder from the powder storage container into the gallium metal contained in the first common container. Any one of the common container and the injector containing the gallium-based metal and attached in a sealed state isolated from the water, and an injector control means for controlling the injector It is a hydrogen generator characterized by being.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記水供給手段は、前記水を貯留する貯水容器と、この貯水容器から前記第1の共用容器の上層に前記水を輸送する第1のポンプと、この第1のポンプの運転を制御する第1のポンプ制御手段とからなる。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the water supply means transports the water from the water storage container to the upper layer of the first common container. a first pump, ing from the first pump control means for controlling the operation of the first pump.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記第1、第2の共用容器、前記第2の容器、前記多孔質体の凸部側に設けられ前記水を収容可能な容器と第1の収容空間部のそれぞれに設けられた水素取出し口の内の少なくともいずれか1つの水素取出し口には、水素センサが取り付けられている。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the first and second shared containers, the second container, and the water provided on the convex portion side of the porous body. to accommodate a container capable of at least one of the hydrogen outlet of the hydrogen outlet provided in each of the first housing space portion that has a hydrogen sensor is attached.

請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発明において、前記第1の金属は、スズがW%(%は、質量%の意味、以下同じ)、ガリウムがX%であり、前記第2の金属は、銀がY%、ガリウムがZ%であり、前記第1または第2の金属は下記式(1)〜(6)を満たし、
前記標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素の合計量は、前記第1または第2の金属基準で0.1%以上である。
0<W≦96 … (1)
4≦X<100 … (2)
X=100-W … (3)
0<Y≦55 … (4)
45≦Z<100 … (5)
Z=100-Y … (6)
The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the first metal is made of W% tin (% means mass%, the same shall apply hereinafter), gallium. Is X%, the second metal is Y% silver and Z% gallium, and the first or second metal satisfies the following formulas (1) to (6),
The total amount of at least one metal element selected from the group consisting of metal elements whose standard electrode potential is lower than that of gallium is 0.1% or more based on the first or second metal.
0 <W ≦ 96 (1)
4 ≦ X <100 (2)
X = 100-W (3)
0 <Y ≦ 55 (4)
45 ≦ Z <100 (5)
Z = 100−Y (6)

請求項5に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発明において、前記第4の金属は、ガリウムに鉄、銅、ゲルマニウム、アンチモンからなる群から選ばれた少なくとも1種以上を0.05〜1%含有したものであり、前記標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素の合計量は、前記第4の金属基準で0.1%以上である The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the fourth metal is at least one selected from the group consisting of gallium, iron, copper, germanium, and antimony. The total amount of at least one metal element selected from the group consisting of metal elements having a standard electrode potential lower than gallium is 0.05 to 1% based on the fourth metal standard. It is 0.1% or more .

請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の発明において、前記標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素が、アルミニウムまたはマグネシウムの少なくともいずれか1種である。 The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one metal element selected from the group consisting of metal elements whose standard electrode potential is lower than gallium is At least one of aluminum and magnesium.

本発明によれば、水素発生装置は、スズとガリウムを含有した第1の金属、銀とガリウムを含有した第2の金属、ガリウムからなる第3の金属、または、ガリウムに鉄、銅、ゲルマニウム、アンチモンからなる群から選ばれた少なくとも1種以上を含有した第4の金属から選択される少なくとも1種のガリウム系金属が収容されたガリウム系金属収容手段と、水を収容可能な水収容手段と、
前記水収容手段に前記水を供給する水供給手段と、
標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素を前記水とは隔離しながら、前記ガリウム系金属内に供給する添加金属元素供給手段と、を備え、
前記ガリウム系金属と、前記添加金属元素供給手段により前記ガリウム系金属内に供給され拡散した前記金属元素とを有した水素発生用組成物が前記水と接触することにより水素を発生するように構成されているため、取り扱いが容易で、かつ、連続的に水素を発生できる。
According to the present invention, the hydrogen generator includes a first metal containing tin and gallium, a second metal containing silver and gallium, a third metal made of gallium, or gallium with iron, copper, germanium. And a gallium metal containing means containing at least one gallium metal selected from a fourth metal containing at least one selected from the group consisting of antimony, and a water containing means capable of containing water When,
Water supply means for supplying the water to the water containing means;
An additive metal element supply means for supplying at least one metal element selected from the group consisting of metal elements having a standard electrode potential lower than that of gallium from the water while being separated from the water,
A composition for generating hydrogen having the gallium metal and the metal element supplied and diffused into the gallium metal by the additive metal element supply means is configured to generate hydrogen by contacting the water. Therefore, it is easy to handle and can generate hydrogen continuously.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

本発明に係る水素発生装置は、スズとガリウムを含有した第1の金属、銀とガリウムを含有した第2の金属、ガリウムからなる第3の金属、または、ガリウムに鉄、銅、ゲルマニウム、アンチモンからなる群から選ばれた少なくとも1種以上を含有した第4の金属から選択される少なくとも1種のガリウム系金属が収容されたガリウム系金属収容手段と、水を収容可能な水収容手段と、
前記水収容手段に前記水を供給する水供給手段と、
標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素を前記水とは隔離しながら、前記ガリウム系金属内に供給する添加金属元素供給手段と、を備え、
前記ガリウム系金属と、前記添加金属元素供給手段により前記ガリウム系金属内に供給され拡散した前記金属元素とを有した水素発生用組成物が前記水と接触することにより水素を発生するように構成されたことを特徴とする。
The hydrogen generator according to the present invention includes a first metal containing tin and gallium, a second metal containing silver and gallium, a third metal made of gallium, or gallium with iron, copper, germanium, antimony A gallium metal containing means that contains at least one gallium metal selected from a fourth metal containing at least one selected from the group consisting of: a water containing means capable of containing water;
Water supply means for supplying the water to the water containing means;
An additive metal element supply means for supplying at least one metal element selected from the group consisting of metal elements having a standard electrode potential lower than that of gallium from the water while being separated from the water,
A composition for generating hydrogen having the gallium metal and the metal element supplied and diffused into the gallium metal by the additive metal element supply means is configured to generate hydrogen by contacting the water. It is characterized by that.

また、前記第1の金属は、スズがW%(%は、質量%の意味、以下同じ)、ガリウムがX%で
あり、前記第2の金属は、銀がY%、ガリウムがZ%であり、前記第1または第2の金属
は下記式(1)〜(6)を満たし、
前記標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の
金属元素の合計量は、前記第1または第2の金属基準で0.1%以上であることが好まし
い。
0<W≦96 … (1)
4≦X<100 … (2)
X=100−W … (3)
0<Y≦55 … (4)
45≦Z<100 … (5)
Z=100−Y … (6)
The first metal is W% tin (% means mass%, the same applies hereinafter), X% gallium, and the second metal is Y% silver and Z% gallium. And the first or second metal satisfies the following formulas (1) to (6),
The total amount of at least one metal element selected from the group consisting of metal elements having a standard electrode potential lower than that of gallium is preferably 0.1% or more based on the first or second metal.
0 <W ≦ 96 (1)
4 ≦ X <100 (2)
X = 100−W (3)
0 <Y ≦ 55 (4)
45 ≦ Z <100 (5)
Z = 100−Y (6)

また、第4の金属は、ガリウムに鉄、銅、ゲルマニウム、アンチモンからなる群から選ばれた少なくとも1種以上を0.05〜1%含有したものであり、
前記標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素の合計量は、前記第4の金属基準で0.1%以上であることが好ましい。
The fourth metal contains 0.05 to 1% of gallium with at least one selected from the group consisting of iron, copper, germanium and antimony,
The total amount of at least one metal element selected from the group consisting of metal elements whose standard electrode potential is lower than that of gallium is preferably 0.1% or more on the basis of the fourth metal.

ここで、標準電極電位がガリウムより低い金属元素であるアルミニウム、マグネシウム
および亜鉛は酸によって、アルミニウム、亜鉛およびシリコンはアルカリによって、それ
ぞれ溶解し水素を発生する。しかしながら、こられの単体金属元素は中性の水に対しては
ほとんど反応しない。これは、中性の水に含まれる水素イオン濃度が低いためと、各単体
金属元素の表面に酸化皮膜(または水酸化物皮膜)が形成されて内部を保護するためであ
る。
Here, aluminum, magnesium, and zinc, which are metal elements whose standard electrode potential is lower than that of gallium, are dissolved by acid, and aluminum, zinc, and silicon are dissolved by alkali to generate hydrogen. However, these simple metal elements hardly react with neutral water. This is because the concentration of hydrogen ions contained in neutral water is low and an oxide film (or hydroxide film) is formed on the surface of each single metal element to protect the inside.

これに対して、上記本発明に係る水素発生装置で用いる水素発生用組成物は、中性の水
でも水素を発生する。この水素発生の機構は以下のように考えられる。
In contrast, the hydrogen generating composition used in the hydrogen generator according to the present invention generates hydrogen even with neutral water. The mechanism of this hydrogen generation is considered as follows.

すなわち、上記特許文献4で合金構成元素として提案されているインジウムは、通常の
pH5程度の弱酸性の水でも腐食し消耗するが、ガリウムはpH3程度までの酸性の水に
対しても安定であり、ほとんど消耗しない。また、スズはpH1〜2程度までの強酸性の
水に対しても安定であり、ほとんど消耗しない。さらに、銀は水素より標準電極電位が高
いため通常の酸、アルカリに対しても消耗しない。
That is, indium proposed as an alloy constituent element in Patent Document 4 is corroded and consumed even in ordinary weakly acidic water having a pH of about 5, but gallium is stable to acidic water up to about pH3. Almost no wear. Moreover, tin is stable to strongly acidic water having a pH of about 1 to 2, and is hardly consumed. Furthermore, since silver has a higher standard electrode potential than hydrogen, it is not consumed even by ordinary acids and alkalis.

そして、このように水に対して安定なスズ−ガリウムをそれぞれ上記所定量の割合で含
有した金属(以下、スズ−ガリウム系金属と称す)に、標準電極電位がガリウム(−0.
56V)より低い(当然、スズ(−0.1375V)よりも低い)金属元素を添加すると
、添加金属元素が選択的に水と反応することになる。また、水との反応によって添加金属
元素の表面に形成される酸化皮膜(または水酸化物皮膜)は、添加金属元素を単体で用い
たときにその表面に生成されるような通常の緻密な酸化皮膜ではなく、欠陥の多い疎な酸
化皮膜になると推定される。さらに、この疎な酸化皮膜は、上記添加金属元素の選択的な
消費による体積変化等によって容易に破壊され、また、発生する水素の気泡によって剥離
し、内部の添加金属元素と水とが容易に接触して反応が進行するため、連続的に、かつ、
高効率に水素を発生するものと考えられる。ここで、スズ−ガリウム系金属におけるスズ
の含有量を96質量%以下に限定したのは、スズ含有量が96質量%を超えると、水素発
生速度が急激に低下するためである。このようにスズ含有量が高くなると水素発生速度が
急激に低下する理由は、現在のところ不明であるが、スズ−ガリウム系金属の組織等が変
化することによる可能性も考えられる。また、標準電極電位がガリウム(−0.56V)
より低い金属元素としては、アルミニウム(−1.66V)、マグネシウム(−2.37
V)、シリコン(−0.86V)および亜鉛(−0.7628V)が、比較的安価で入手
も容易なことから、好適なものとして例示できる。また、上記スズ−ガリウム系金属に添
加する上記添加金属元素は、1種のみを単独で添加してもよいし、2種以上を一緒に添加
してもよい。また、その添加量は、上記推定機構による水素発生効果を発揮させるため、
合計量で0.1質量%以上とする。また、上記添加金属元素は、必ずしも純度の高いもの
に限定されるものではなく、例えば、アルミニウムの場合は、工業用アルミニウム合金で
もよく、水素発生用組成物には、工業用アルミニウム合金等に含まれるFe、Ti等の不
可避的不純物を有してもよい。さらに、これらの金属のスクラップ品やリサイクル品を用
いることも可能である。また、添加量の上限は特に限定されないが、過剰に添加しても水
素発生速度が徐々に鈍化する傾向を示すので、20質量%以下、さらには10質量%以下
とするのがより好ましい。第1の金属としての上記スズ−ガリウム系金属と上記添加金属
元素とを有した上記水素発生用組成物(ここに引用することで本明細書の一部をなすもの
とする特願2007−88801号に記載の水素発生用組成物、以下、スズ−ガリウム系
金属からなる水素発生用組成物と称す)を、本発明に係る水素発生装置を構成する水素発
生用組成物として使用することができる。
In addition, a standard electrode potential of gallium (−0...) Is added to a metal (hereinafter referred to as a tin-gallium metal) containing tin-gallium that is stable to water in the above-described proportions.
56 V) (naturally lower than tin (−0.1375 V)), the added metal element selectively reacts with water. In addition, the oxide film (or hydroxide film) formed on the surface of the additive metal element by reaction with water is a normal dense oxide that is generated on the surface when the additive metal element is used alone. It is estimated that it becomes a sparse oxide film with many defects, not a film. Furthermore, this sparse oxide film is easily destroyed by a volume change due to the selective consumption of the additive metal element, and is peeled off by the generated hydrogen bubbles, so that the internal additive metal element and water are easily separated. Since the reaction proceeds by contact, continuously, and
It is considered that hydrogen is generated with high efficiency. Here, the reason why the tin content in the tin-gallium metal is limited to 96% by mass or less is that when the tin content exceeds 96% by mass, the hydrogen generation rate rapidly decreases. The reason why the hydrogen generation rate rapidly decreases as the tin content increases as described above is unknown at present, but it is also possible that the structure of the tin-gallium metal changes. The standard electrode potential is gallium (-0.56V)
Lower metal elements include aluminum (−1.66 V), magnesium (−2.37).
V), silicon (−0.86 V), and zinc (−0.7628 V) can be illustrated as preferable because they are relatively inexpensive and easily available. Moreover, the said additional metal element added to the said tin- gallium type metal may be added individually by 1 type, and may add 2 or more types together. In addition, the amount added is to exert the hydrogen generation effect by the above estimation mechanism,
The total amount is 0.1% by mass or more. Further, the additive metal element is not necessarily limited to a high-purity element. For example, in the case of aluminum, an industrial aluminum alloy may be used, and the hydrogen generating composition includes an industrial aluminum alloy. Inevitable impurities such as Fe and Ti may be included. Furthermore, scraps and recycled products of these metals can be used. Moreover, although the upper limit of addition amount is not specifically limited, since even if it adds excessively, the hydrogen generation | occurence | production speed | velocity tends to become slow gradually, it is more preferable to set it as 20 mass% or less, Furthermore, it is 10 mass% or less. The hydrogen generating composition having the tin-gallium metal as the first metal and the additive metal element (Japanese Patent Application No. 2007-88801, which is incorporated herein by reference) (Hereinafter referred to as a composition for generating hydrogen comprising a tin-gallium metal)) can be used as the composition for generating hydrogen constituting the hydrogen generating apparatus according to the present invention. .

以上のように、上記スズ−ガリウム系金属からなる水素発生用組成物は、基本的に水素
を連続的に発生させる潜在能力を備えているため、後は水素発生装置としてこの潜在能力
を引き出すための下記の条件を整えさえすればよい。すなわち、
1)上記スズ−ガリウム系金属はほとんど消耗しないため、補給を要さない。そこで、
まず上記スズ−ガリウム系金属を基本物質として収容しておくための手段(ガリウム系金
属収容手段:詳細は後記実施例に示す)を設けておき、水素の発生とともに減少してしま
う上記添加金属元素の合計量を上記スズ−ガリウム系金属基準で0.1%以上になるよう
に、水とは隔離しながら、上記スズ−ガリウム系金属内に補給し、上記スズ−ガリウム系金属からなる水素発生用組成物を形成し続けるための手段(添加金属元素供給手段:詳細は後記実施例に示す)を設ける。
2)次に、上記スズ−ガリウム系金属からなる水素発生用組成物が水を収容可能な手段
(水収容手段:詳細は後記実施例に示す)に存在する水と接触することにより、上記スズ
−ガリウム系金属からなる水素発生用組成物中に拡散している上記添加金属元素が酸化さ
れ、上記水収容手段内の水の中にイオンとして溶け出す。これと引き換えに水の中の水素
イオンが還元され水素となって発生するため、この水素の発生とともに減少してしまう水
を水収容手段内に補給し続けるための手段(水供給手段:詳細は後記実施例に示す)を設
ける。
As described above, the composition for hydrogen generation composed of the tin-gallium metal basically has the potential to continuously generate hydrogen. Therefore, in order to draw out this potential as a hydrogen generator thereafter. All you need to do is meet the following conditions: That is,
1) Since the tin-gallium metal is hardly consumed, replenishment is not required. there,
First, means for accommodating the tin-gallium-based metal as a basic substance (gallium-based metal accommodating means: details will be described in the examples below) is provided, and the additional metal element that decreases with the generation of hydrogen. Hydrogen is generated from the tin-gallium metal by replenishing it in the tin-gallium metal while isolating it from water so that the total amount becomes 0.1% or more based on the tin-gallium metal. Means (additional metal element supply means: details will be described later in the examples) are provided for continuing to form the composition.
2) Next, the composition for hydrogen generation composed of the tin-gallium metal contacts the water existing in a means capable of containing water (water containing means: details will be described in the examples described later), whereby the tin The additive metal element diffused in the composition for hydrogen generation made of a gallium metal is oxidized and dissolved as ions in the water in the water storage means. In exchange for this, hydrogen ions in the water are reduced and generated as hydrogen, and means for continuing to replenish the water containing means, which decreases with the generation of this hydrogen (water supply means: details) Provided in the examples below).

このように、25℃〜30℃の室温でも液体である上記のようなガリウム系金属を用い
、添加金属元素に上記金属を用いるため、上記添加金属元素は上記ガリウム系金属に接触
するだけで、容易に上記ガリウム系金属内に溶解し、拡散する。これにより、水素発生装
置として、取り扱いが容易で(通常の水を用い、反応に特別な制約を設けたりすることな
く、また、特別な加熱手段を備える必要もなく)、かつ、連続的に水素を発生させること
ができる。また、この発生する水素の取出し口に水素センサを設置し、この水素センサか
らの信号を水供給手段または添加金属元素供給手段の内の少なくとも添加金属元素供給手段に戻し、フィードバック制御することで所定の効率で水素を発生させることができる。
Thus, since the gallium metal as described above, which is liquid even at a room temperature of 25 ° C. to 30 ° C., is used as the additive metal element, the additive metal element only comes into contact with the gallium metal. Easily dissolves and diffuses into the gallium metal. As a result, it is easy to handle as a hydrogen generator (using ordinary water, without any special restrictions on the reaction, and without special heating means), and continuously with hydrogen. Can be generated. In addition, a hydrogen sensor is installed at the outlet of the generated hydrogen, and a signal from the hydrogen sensor is returned to at least the additional metal element supply means in the water supply means or the additional metal element supply means, and is controlled by feedback control. Hydrogen can be generated with the efficiency of

また、上記スズ−ガリウム系金属よりさらに水に対して安定な銀とガリウムをそれぞれ
上記所定量の割合で含有した金属(以下、銀−ガリウム系金属と称す)に、標準電極電位
がガリウム(−0.56V)より低い(当然、銀(+0.8V)よりも低い)金属元素を
添加すると、添加金属元素が選択的に水と反応することになる。この銀−ガリウム系金属
を用いた場合の水素発生の機構も、上記スズ−ガリウム系金属を用いた場合と同様である
。したがって、添加金属元素と水とが容易に接触して反応が進行するため、連続的に、か
つ、高効率に水素を発生するものと考えられる。ここで、銀−ガリウム系金属における銀
の含有量を55質量%以下に限定したのも、上記スズ−ガリウム系金属の場合と同様に、
銀含有量が55質量%を超えると、水素発生速度が急激に低下するためである。また、標
準電極電位がガリウムより低い金属元素としては、様々なものが利用可能であるが、水素
発生量の点からも、また比較的安価で入手が容易な点からも、アルミニウム、マグネシウ
ム、アルミニウムとマグネシウムの合金が、より好適なものとして例示できる。また、こ
の添加金属元素も上記スズ−ガリウム系金属の場合と同様に、1種のみを単独で添加して
もよいし、2種以上を一緒に添加してもよい。例えば、アルミニウムとマグネシウムの合
金の添加の場合は、アルミニウム単独の添加に比べて、水素発生速度が高くなる。また、
その添加量は、上記推定機構による水素発生効果を発揮させるため、合計量で0.1質量
%以上とする。また、上記添加金属元素は、必ずしも純度の高いものに限定されるもので
はなく、例えば、アルミニウムの場合は、工業用アルミニウム合金でもよく、水素発生用
組成物には、工業用アルミニウム合金等に含まれるFe、Ti等の不可避的不純物を有し
てもよい。さらに、これらの金属のスクラップ品やリサイクル品を用いることも可能であ
る。また、添加量の上限は特に限定されないが、過剰に添加しても水素発生速度が徐々に
鈍化する傾向を示すので、25質量%以下、さらには20質量%以下とするのがより好ま
しい。第2の金属としての上記銀−ガリウム系金属と上記添加金属元素とを有した上記水
素発生用組成物(ここに引用することで本明細書の一部をなすものとする特願2007−
259022号に記載の水素発生用組成物、以下、銀−ガリウム系金属からなる水素発生
用組成物と称す)を、本発明に係る水素発生装置を構成する水素発生用組成物として使用
することができる。なお、第3の金属として、実質的にガリウムのみからなる金属(その
他は不可避不純物)を用いても、同様の効果が得られる。
In addition, a standard electrode potential of gallium (-) is added to a metal (hereinafter referred to as a silver-gallium metal) containing silver and gallium, which are more stable against water than the tin-gallium metal, at a predetermined ratio. When a metal element lower than 0.56 V (of course, lower than silver (+0.8 V)) is added, the added metal element selectively reacts with water. The mechanism of hydrogen generation when this silver-gallium metal is used is the same as that when the tin-gallium metal is used. Accordingly, it is considered that hydrogen is generated continuously and highly efficiently because the reaction proceeds by the contact between the additive metal element and water. Here, the content of silver in the silver-gallium metal is limited to 55% by mass or less, as in the case of the tin-gallium metal,
This is because when the silver content exceeds 55% by mass, the hydrogen generation rate rapidly decreases. Various metal elements having a standard electrode potential lower than that of gallium can be used. From the viewpoint of the amount of hydrogen generated, and from the viewpoint of being relatively inexpensive and easy to obtain, aluminum, magnesium, aluminum And an alloy of magnesium can be exemplified as a more preferable one. In addition, as in the case of the tin-gallium metal, this additive metal element may be added alone or in combination of two or more. For example, in the case of adding an alloy of aluminum and magnesium, the hydrogen generation rate is higher than that of adding aluminum alone. Also,
The amount added is 0.1% by mass or more in total in order to exert the hydrogen generation effect by the above estimation mechanism. Further, the additive metal element is not necessarily limited to a high-purity element. For example, in the case of aluminum, an industrial aluminum alloy may be used, and the hydrogen generating composition includes an industrial aluminum alloy. Inevitable impurities such as Fe and Ti may be included. Furthermore, scraps and recycled products of these metals can be used. Moreover, although the upper limit of addition amount is not specifically limited, since even if it adds excessively, the hydrogen generation | occurence | production speed | velocity tends to become slow gradually, it is more preferable to set it as 25 mass% or less, Furthermore, it is 20 mass% or less. The composition for hydrogen generation having the silver-gallium metal as the second metal and the additive metal element (Japanese Patent Application No. 2007-, which is incorporated herein by reference)
The composition for generating hydrogen described in No. 259022 (hereinafter referred to as a composition for generating hydrogen comprising a silver-gallium metal) may be used as the composition for generating hydrogen constituting the hydrogen generator according to the present invention. it can. Note that the same effect can be obtained even when a metal substantially composed only of gallium (others are inevitable impurities) is used as the third metal.

また、ガリウムに鉄、銅、ゲルマニウム、アンチモンからなる群から選ばれた少なくとも1種以上を上記所定量の割合で含有した金属(以下、鉄−ガリウム系金属等と総称する)に、上記標準電極電位がガリウムより低い金属元素を添加してなる水素発生用組成物が存在することで、添加金属元素が選択的に水と反応することになる。この鉄−ガリウム系金属等を用いた場合の水素発生の機構も、上記スズ−ガリウム系金属や銀−ガリウム系金属を用いた場合と同様である。したがって、添加金属元素と水とが容易に接触して反応が進行するため、連続的に、かつ、高効率に水素を発生するものと考えられる。第4の金属としての上記鉄−ガリウム系金属等に対する添加金属元素としてのアルミニウムの添加量が、0.1質量%以上である水素発生用組成物(例えば、ここに引用することで本明細書の一部をなすものとする特願2008−11769号に記載の水素発生用組成物、以下、鉄−ガリウム系金属等からなる水素発生用組成物と称す)を、本発明に係る水素発生装置を構成する水素発生用組成物として使用することができる。また、上記鉄−ガリウム系金属等に対する添加金属元素としては、アルミニウムに限定されるものではなく、マグネシウム、シリコンおよび亜鉛が、比較的安価で入手も容易なことから、好適なものとして例示できる。すなわち、前記標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素の合計量が、前記第4の金属基準で0.1質量%以上である条件を満足しさえすればよい。   In addition, the standard electrode is formed on a metal containing at least one selected from the group consisting of iron, copper, germanium, and antimony in gallium at a ratio of the predetermined amount (hereinafter collectively referred to as an iron-gallium metal). The presence of a hydrogen generating composition obtained by adding a metal element having a potential lower than that of gallium selectively causes the added metal element to react with water. The mechanism of hydrogen generation when this iron-gallium metal or the like is used is the same as that when the tin-gallium metal or silver-gallium metal is used. Accordingly, it is considered that hydrogen is generated continuously and highly efficiently because the reaction proceeds by the contact between the additive metal element and water. A composition for hydrogen generation in which the addition amount of aluminum as an additive metal element with respect to the iron-gallium metal or the like as the fourth metal is 0.1% by mass or more (for example, the present specification is incorporated herein by reference) The hydrogen generating composition described in Japanese Patent Application No. 2008-11769, hereinafter referred to as a hydrogen generating composition made of iron-gallium metal, etc.) Can be used as a composition for generating hydrogen. Further, the additive metal element for the iron-gallium-based metal and the like is not limited to aluminum, and magnesium, silicon, and zinc are preferable because they are relatively inexpensive and easily available. That is, even if the total amount of at least one metal element selected from the group consisting of metal elements whose standard electrode potential is lower than that of gallium is 0.1% by mass or more based on the fourth metal reference is satisfied. do it.

また、上記第1の金属、第2の金属、第3の金属、または、第4の金属を、それぞれ単独で用いることに限定されるものではなく、それぞれを組み合わせることも可能である。   In addition, the first metal, the second metal, the third metal, or the fourth metal is not limited to being used alone, but may be combined with each other.

以上のように、上記銀−ガリウム系金属および鉄−ガリウム系金属等からなる水素発生用組成物も上記スズ−ガリウム系金属からなる水素発生用組成物と同様に、基本的に水素を連続的に発生させる潜在能力を備えているため、後は水素発生装置としてこの潜在能力を引き出すために、上記スズ−ガリウム系金属からなる水素発生用組成物を用いた場合と同様な条件を整えさえすればよい。これにより、水素発生装置として、取り扱いが容易で(通常の水を用い、反応に特別な制約を設けたりすることなく、また、特別な加熱手段を備える必要もなく)、かつ、連続的に水素を発生させることができる。また、上記スズ−ガリウム系金属からなる水素発生用組成物を用いた場合と同様に、この発生する水素の取出し口に水素センサを設置し、この水素センサからの信号を水供給手段または添加金属元素供給手段の内の少なくとも添加金属元素供給手段に戻し、フィードバック制御することで所定の効率で、かつ、精確な水素発生を行うことができる。しかし、必ずしもこれに特定されるものではなく、単に連続的な水素発生を行うのであれば、必ずしも水素センサを設置し、フィードバック制御する必要はなく、事前に決められたプログラムにより水供給手段と添加金属元素供給手段を機能させればよい(すなわち、オープンループ制御すればよい)。   As described above, the hydrogen generating composition comprising the silver-gallium metal and the iron-gallium metal is basically continuous with hydrogen in the same manner as the hydrogen generating composition comprising the tin-gallium metal. Therefore, in order to draw out this potential as a hydrogen generator, the same conditions as in the case of using the above-described composition for generating hydrogen comprising a tin-gallium metal can be prepared. That's fine. As a result, it is easy to handle as a hydrogen generator (using ordinary water, without any special restrictions on the reaction, and without special heating means), and continuously with hydrogen. Can be generated. Similarly to the case where the composition for generating hydrogen comprising the tin-gallium metal is used, a hydrogen sensor is installed at the outlet of the generated hydrogen, and the signal from the hydrogen sensor is supplied to the water supply means or the added metal. By returning to at least the added metal element supply means of the element supply means and performing feedback control, accurate hydrogen generation can be performed with a predetermined efficiency. However, this is not necessarily specified, and if only continuous hydrogen generation is to be performed, it is not always necessary to install a hydrogen sensor and perform feedback control. What is necessary is just to make a metallic element supply means function (that is, what is necessary is just to perform open loop control).

また、上記水供給手段は、水を水収容手段に連続的に供給可能な構成とすることが好ましい。ただし、上記水供給手段は、連続的に水を供給可能な構成であれば良く、一時的に供給を停止でき、断続的な供給の仕方で運転することもできる。水供給手段を構成する要素としては、例えばポンプを用いることができるが、必ずしもこれに特定されるものでなく、バルブ等で流量を調整しながら水道水を直接供給するような構成でも良い。   Moreover, it is preferable that the said water supply means is set as the structure which can supply water to a water accommodating means continuously. However, the said water supply means should just be the structure which can supply water continuously, can stop supply temporarily and can also operate | move by the method of intermittent supply. As an element constituting the water supply means, for example, a pump can be used, but it is not necessarily limited to this, and a configuration in which tap water is directly supplied while adjusting the flow rate with a valve or the like may be used.

また、上記添加金属元素供給手段は、添加する金属元素をガリウム系金属内に連続的に供給可能な構成とすることが好ましい。ただし、上記添加金属元素供給手段は、連続的に供給可能な構成であれば良く、一時的に供給を停止でき、断続的な供給の仕方で運転することもできる。   Moreover, it is preferable that the said additional metal element supply means is the structure which can supply the metal element to add continuously in a gallium-type metal. However, the additive metal element supply means may be configured to be continuously supplied, can be temporarily stopped, and can be operated in an intermittent supply manner.

上記水素発生用組成物と水とは、常時接触可能な状態とされ、連続的に水素を発生する構成であることが好ましい。   It is preferable that the composition for generating hydrogen and water are in a state where they can always be brought into contact with each other and continuously generate hydrogen.

また、上記スズ−ガリウム系金属、銀−ガリウム系金属、または、鉄−ガリウム系金属等からなる水素発生用組成物ともに接触させる水としては、完全に中性であるpH7の純水を用いることも可能であるが、当然、通常の水(安価な水道水)を用いることが推奨される。さらに、水素発生反応を促進するため、上記スズ−ガリウム系金属、銀−ガリウム系金属、または、鉄−ガリウム系金属等が腐食しない程度に弱酸性または弱アルカリ性としてもよい。なお、水は特に加熱する必要はなく、室温でも良いし、40℃程度等に加熱しても良い。   In addition, as water to be brought into contact with the hydrogen generating composition comprising the tin-gallium metal, silver-gallium metal, or iron-gallium metal, pure water having a pH of 7 that is completely neutral is used. Naturally, it is naturally recommended to use normal water (inexpensive tap water). Furthermore, in order to promote the hydrogen generation reaction, the acid may be weakly acidic or weakly alkaline to such an extent that the tin-gallium metal, silver-gallium metal, iron-gallium metal, or the like does not corrode. Water need not be heated in particular, and may be at room temperature or heated to about 40 ° C.

また、上記各種の水素発生用組成物と水との接触方法としては、後記実施例に示すようにさまざま方式が考えられる。   Moreover, as a contact method of said various hydrogen generating composition and water, various systems can be considered as shown in the below-mentioned Example.

また、上記各種の水素発生用組成物と水が接触することで発生した水素を所定の取出し口より取り出して回収するとともに、水との反応で生成した金属水酸化物を主体とする副生物を除去するのは当然である。また、この副生物を取り除いた後、水のみ再び上記水を収容可能な水収容手段または上記水供給手段を構成する貯水容器(詳細は後記実施例に示す)に戻すことで、水の有効利用が可能となる。   In addition, the hydrogen generated by the contact between the various hydrogen generating compositions and water is taken out from a predetermined outlet and collected, and by-products mainly composed of metal hydroxides generated by the reaction with water are collected. It is natural to remove. In addition, after removing this by-product, the water can be returned to the water storage means that can store the water again or the water supply means constituting the water supply means (details will be shown in the examples described later) to effectively use the water. Is possible.

以下、本発明の水素発生装置の実施例について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the hydrogen generator of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施例1)
図1は本発明の実施例1の水素発生装置の概略構成を示す模式図であって、(a)はそ
の模式平面図、(b)はA−A線での模式断面図である。図1において、1は室温でも液
体として粘性の低い状態を呈した第1の金属としての上述のスズ−ガリウム系金属、2は
水、3はガリウム系金属収容手段として、最初、下層にスズ−ガリウム系金属1を収容し、水収容手段として上層に水2を収容した第1の共用容器、4は補給するための水2が貯留されている貯水容器、5は貯水容器4から第1の共用容器3の上層に水2を輸送する第1のポンプ、6は第1のポンプ5の運転を制御する第1のポンプ制御手段、7は第1の共用容器3の下層の側壁3aに密閉され、かつ、回転可能に支持された双ロール、8は標準電極電位がガリウムより低い金属元素であるアルミニウムの箔体、9は箔体8が巻かれたロール体、10は箔体8を双ロール7により引き込み、第1の共用容器3に収容されたスズ−ガリウム系金属1内に供給するために双ロール7を駆動するためのモータ、11はモータ10の駆動を制御するモータ制御手段、12は第1の共用容器3に設けられた給水口、13は発生した水素、14は水素13を取出すために第1の共用容器3に設けられた水素取出し口、15は水素取出し口14に取り付けられた水素センサ、16は水素センサ15から出力された信号、17は第1の共用容器3の側壁3aの上層に設けられた反応副生物である水酸化アルミニウム18を水2と共に排出するための排出口、19は水酸化アルミニウム18と水2を溜めるタンクである。また、上述のスズ−ガリウム系金属からなる水素発生用組成物は、スズ−ガリウム系金属1に箔体8が溶解し拡散した全体としても粘性の低い状態を呈した物質である。
Example 1
1A and 1B are schematic views showing a schematic configuration of a hydrogen generator according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1A is a schematic plan view thereof, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along line AA. In FIG. 1, 1 is the above-described tin-gallium-based metal as the first metal that exhibits a low-viscosity state even at room temperature, 2 is water, 3 is a gallium-based metal containing means, and initially, tin— A first common container containing gallium metal 1 and containing water 2 as an upper layer as water storage means, 4 is a water storage container storing water 2 for replenishment, and 5 is a first storage container from the water storage container 4. A first pump for transporting the water 2 to the upper layer of the shared container 3, 6 is a first pump control means for controlling the operation of the first pump 5, and 7 is sealed on the side wall 3 a of the lower layer of the first shared container 3. And a twin roll supported rotatably, 8 is a foil body of aluminum which is a metal element whose standard electrode potential is lower than that of gallium, 9 is a roll body around which the foil body 8 is wound, and 10 is a double roll body. Pulled in by the roll 7 and accommodated in the first shared container 3 A motor for driving the twin rolls 7 to be supplied into the gallium-based metal 1, 11 is a motor control means for controlling the driving of the motor 10, 12 is a water supply port provided in the first common container 3, 13 is generated hydrogen, 14 is a hydrogen outlet provided in the first shared container 3 for taking out hydrogen 13, 15 is a hydrogen sensor attached to the hydrogen outlet 14, and 16 is output from the hydrogen sensor 15. A signal 17 is an outlet for discharging the aluminum hydroxide 18 as a reaction by-product provided in the upper layer of the side wall 3a of the first common container 3 together with the water 2, and 19 stores the aluminum hydroxide 18 and the water 2. It is a tank. Moreover, the composition for hydrogen generation which consists of the above-mentioned tin-gallium-type metal is a substance which exhibited the state with low viscosity as a whole when the foil body 8 melt | dissolved and diffused in the tin-gallium-type metal 1. FIG.

上述のように、第1の共用容器3は、ガリウム系金属収容手段としてのスズ−ガリウム系金属1を収容する機能と水収容手段としての水2を収容可能な機能とを共に備えている。また、水供給手段は、貯水容器4と第1のポンプ5と第1のポンプ制御手段6とから構成されている。添加金属元素供給手段は、双ロール7とロール体9とモータ10とモータ制御手段11とから構成されている。   As described above, the first shared container 3 has both a function of containing the tin-gallium metal 1 as the gallium metal containing means and a function of containing the water 2 as the water containing means. The water supply means includes a water storage container 4, a first pump 5, and a first pump control means 6. The additive metal element supply means includes a twin roll 7, a roll body 9, a motor 10, and a motor control means 11.

次に、水素発生装置の動作について説明する。   Next, the operation of the hydrogen generator will be described.

最初に、モータ制御手段11を始動させ、モータ10を駆動させることにより、ロール
体9に巻かれた箔体8が双ロール7により第1の共用容器3内に引き込まれ、第1の共用容器3の下層に収容されたスズ−ガリウム系金属1内に供給される。これにより、全体として粘性の低い状態を呈した水素発生用組成物が形成される。次に、この水素発生用組成物が予め第1の共用容器3の上層に貯えられている水2と接触することにより、水素発生用組成物中に拡散しているアルミニウム元素が酸化し、水2の中にイオンとして溶け出す。これと引き換えに水2の中の水素イオンが還元され、水素13となって発生する。この水素13を水素取出し口14より取出すと同時に、水素センサ15によりモニターしており、この水素センサ15からの出力信号16をモータ制御手段11と第1のポンプ制御手段6にフィードバックし、所定の効率(例えば、最大効率)になるように、モータ10と第1のポンプ5を駆動し、箔体8と水2をそれぞれ第1の共用容器3内の下層と上層に供給する。したがって、上記反応により、水素の発生とともに減少してしまう箔体8と水2は、上記目標を満足するように常に補給されることになる。なお、供給されたアルミニウムは、前記組成物中においては、アルミニウムの濃度勾配により、水との接触界面の方に自然に拡散していく。また、上記反応を継続することにより、第1の共用容器3の上層に次第に蓄積されてくる水酸化アルミニウム18は水2と共に排出口17からタンク19に排出される。また、このタンク19内の水2は、再び貯水容器4に戻され、有効利用される。
First, by starting the motor control means 11 and driving the motor 10, the foil body 8 wound around the roll body 9 is drawn into the first shared container 3 by the twin roll 7, and the first shared container 3 3 is supplied into the tin-gallium-based metal 1 accommodated in the lower layer 3. Thereby, the composition for hydrogen generation which showed the state with low viscosity as a whole is formed. Next, the hydrogen generating composition comes into contact with the water 2 stored in the upper layer of the first common container 3 in advance, so that the aluminum element diffused in the hydrogen generating composition is oxidized and water is added. 2 melts out as ions. In exchange for this, hydrogen ions in the water 2 are reduced to generate hydrogen 13. The hydrogen 13 is taken out from the hydrogen outlet 14 and simultaneously monitored by a hydrogen sensor 15, and an output signal 16 from the hydrogen sensor 15 is fed back to the motor control means 11 and the first pump control means 6. The motor 10 and the first pump 5 are driven so as to achieve efficiency (for example, maximum efficiency), and the foil body 8 and the water 2 are supplied to the lower layer and the upper layer in the first shared container 3, respectively. Therefore, the foil body 8 and the water 2 that are reduced with the generation of hydrogen due to the reaction are always replenished so as to satisfy the target. In the composition, the supplied aluminum naturally diffuses toward the contact interface with water due to the concentration gradient of aluminum. Further, by continuing the above reaction, the aluminum hydroxide 18 gradually accumulated in the upper layer of the first shared container 3 is discharged into the tank 19 from the discharge port 17 together with the water 2. Further, the water 2 in the tank 19 is returned again to the water storage container 4 for effective use.

本実施例においては、水素発生が最大効率になるように、水素センサ15を設置し、フ
ィードバック制御する場合について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではない
。すなわち、単に連続的な水素発生を行うのであれば、必ずしも水素センサ15を設置し
、フィードバック制御する必要はなく、事前に決められたプログラムによりモータ制御手
段11と第1のポンプ制御手段6を用いてオープンループ制御し、スズ−ガリウム系金属
1基準でアルミニウム元素が0.1%以上になるように箔体8と所定量の水2を供給しさ
えすればよい。
In the present embodiment, the case has been described where the hydrogen sensor 15 is installed and feedback control is performed so that the hydrogen generation becomes the maximum efficiency, but this is not necessarily limited thereto. That is, if only continuous hydrogen generation is performed, it is not always necessary to install the hydrogen sensor 15 and perform feedback control. The motor control unit 11 and the first pump control unit 6 are used according to a predetermined program. It is only necessary to control the open loop and supply the foil body 8 and a predetermined amount of water 2 so that the aluminum element is 0.1% or more based on the tin-gallium metal 1 standard.

また、本実施例では、標準電極電位がガリウムより低い金属元素としてアルミニウムを
用いた例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではない。例えば、マグネ
シウム、アルミニウムとマグネシウムの合金、シリコン、亜鉛、チタン、ランタン、セリ
ウムを単独で用いる場合やアルミニウム、マグネシウムとシリコンの合金のような3種以
上を一緒に用いる場合、ランタンとセリウムの合金(ミッシュメタル)を用いる場合は割
愛したが、いずれの金属元素もガリウムより標準電極電位が低いため、当然、これらの金
属元素すべてが選択的に水と反応するので、上記発明例と同様の作用効果が得られること
が明らかである。
In this embodiment, an example in which aluminum is used as a metal element whose standard electrode potential is lower than that of gallium has been described. However, the present invention is not necessarily limited thereto. For example, when using magnesium, an alloy of aluminum and magnesium, silicon, zinc, titanium, lanthanum, and cerium alone, or when using three or more together such as an alloy of aluminum, magnesium, and silicon, an alloy of lanthanum and cerium ( However, since all the metal elements have a lower standard electrode potential than gallium, all these metal elements naturally react selectively with water, so the same effect as the above invention example Is clearly obtained.

また、本実施例では、標準電極電位がガリウムより低い金属元素の形状として箔体を用
いた例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではない。例えば、線体(中
実のワイヤー、パイプやパイプの中に粉体が充填された形状)等、さまざまなものを用い
ることができる。
Moreover, although the present Example demonstrated the example which used the foil body as a shape of the metallic element whose standard electrode potential is lower than gallium, it is not necessarily specified to this. For example, various things, such as a wire body (a solid wire, a shape in which a pipe is filled with powder), and the like can be used.

また、本実施例では、第1の共用容器3内の下層に収容する物質として、第1の金属としての上述のスズ−ガリウム系金属1を用いた例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではない。例えば、第2の金属としての上述の銀−ガリウム系金属、第3の金属としてのガリウムや第4の金属としての鉄−ガリウム系金属等を用いることもできる。また、本実施例においては、第1の共用容器3内の下層に最初は上述のスズ−ガリウム系金属1のみを収容しておき、その後アルミニウムの箔体8を供給していく例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではなく、最初からアルミニウム元素が混合された水素発生用組成物が収容され、順次アルミニウム元素を補給していく形式であっても良い。また、第1の共用容器3には、収容する金属の攪拌機能を備えても良い。なお、超音波振動等により揺動させ、拡散を促進することもできる。この技術思想は、後記実施例2、3、4に関しても適用可能である。   Moreover, although the present Example demonstrated the example using the above-mentioned tin-gallium-type metal 1 as a 1st metal as a substance accommodated in the lower layer in the 1st common container 3, it was not necessarily specified by this. It is not something. For example, the above-described silver-gallium metal as the second metal, gallium as the third metal, iron-gallium metal as the fourth metal, or the like can be used. In the present embodiment, an example in which only the above-described tin-gallium metal 1 is initially stored in the lower layer in the first shared container 3 and then the aluminum foil body 8 is supplied is described. However, the present invention is not necessarily limited to this, and a form in which a composition for hydrogen generation in which an aluminum element is mixed from the beginning is accommodated and the aluminum element is sequentially replenished may be used. Further, the first shared container 3 may have a function of stirring the metal to be accommodated. The diffusion can be promoted by oscillating by ultrasonic vibration or the like. This technical idea can also be applied to Examples 2, 3, and 4 described later.

また、本実施例では、添加金属元素供給手段として、双ロール7とロール体9とモータ10とモータ制御手段11とから構成され、双ロール7は第1の共用容器3の下層の側壁3aに密閉された状態で取り付けられた例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではなく、双ロール7は、第1の共用容器3の第1、第2、第3、または、第4の金属が収容されている側であり水とは隔離し密閉された状態で取り付けられていれば良い。さらに、添加金属元素供給手段として、例えば金属元素からなる粉体が貯蔵された粉体貯蔵容器と、この粉体貯蔵容器から粉体を第1の共用容器3に収容された第1、第2、第3、または、第4の金属内に供給するために第1の共用容器3の第1、第2、第3、または、第4の金属が収容されている側であり水とは隔離し密閉された状態で取り付けられたインジェクタと、このインジェクタを制御するインジェクタ制御手段とから構成する等、さまざま構成のものが考えられる。   In the present embodiment, the additive metal element supply means is composed of a twin roll 7, a roll body 9, a motor 10, and a motor control means 11, and the twin roll 7 is formed on the lower side wall 3 a of the first shared container 3. Although the example attached in the airtight state was demonstrated, it is not necessarily specified to this, The twin roll 7 is the 1st, 2nd, 3rd, or 4th of the 1st shared container 3. It is only necessary that the metal is accommodated on the side where it is isolated from water and sealed. Further, as the additive metal element supply means, for example, a powder storage container in which powder made of a metal element is stored, and first and second powders stored in the first common container 3 from the powder storage container. The side of the first shared container 3 where the first, second, third or fourth metal is housed for supply into the third or fourth metal, isolated from water Various configurations are conceivable, such as an injector mounted in a sealed state and an injector control means for controlling the injector.

(実施例2)
図2は本発明の実施例2の水素発生装置の概略構成を示す模式図であって、(a)はそ
の模式平面図、(b)はB−B線での模式断面図である。本実施例において、実施例1と
同一の構成要素については、同一の番号を付与して詳細な説明は省略し、異なる部分につ
いてのみ詳述する。図2において、20は粘性の低い状態を呈した第2の金属としての上
述の銀−ガリウム系金属、21は最初に銀−ガリウム系金属20が収容されているガリウム系金属収容手段としての第1の容器、21aは第1の容器21の側壁、22は銀−ガリウム系金属20にアルミニウムの箔体8が溶解し拡散した全体としても粘性の低い状態を呈した上述の銀−ガリウム系金属からなる水素発生用組成物、23は第1の容器21と連通し、下層に水素発生用組成物22を収容し、上層に水2を収容した水収容手段としての第2の容器、23aは第2の容器23の側壁、30は第1の容器21の側壁21aと第2の容器23の下層の側壁23aとの間に設けられ、第1の容器21側から第2の容器23側へ水素発生用組成物を供給するための導入管、31は第2の容器23の下層の側壁23aと第1の容器21の側壁21aとの間に設けられ、第2の容器23側から第1の容器21側へアルミニウムの減少した水素発生用組成物を戻すための戻り管、32は導入管30に設けられアルミニウムが補充された水素発生用組成物を第2の容器23の下層へ輸送する第2のポンプ、33は第2のポンプ32の運転を制御する第2のポンプ制御手段である。本実施例においては、水素発生用組成物22を合成するための第1の容器21と、水素発生用組成物22と水2を接触させて水素を発生させるための第2の容器23とが分離されて設けられている点が特徴的である。
(Example 2)
2A and 2B are schematic views showing a schematic configuration of a hydrogen generator according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 2A is a schematic plan view thereof, and FIG. 2B is a schematic cross-sectional view taken along line BB. In the present embodiment, the same constituent elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and only different portions will be described in detail. In FIG. 2, reference numeral 20 denotes the above-described silver-gallium metal as the second metal having a low viscosity state, and 21 denotes a first gallium metal containing means in which the silver-gallium metal 20 is first accommodated. 1 is a side wall of the first container 21, and 22 is the above-mentioned silver-gallium metal, which has a low viscosity state even when the aluminum foil 8 is dissolved and diffused in the silver-gallium metal 20. A composition for generating hydrogen comprising 23, communicated with the first container 21, a composition for generating hydrogen 22 in the lower layer, and a second container as water containing means containing water 2 in the upper layer, 23a The side wall 30 of the second container 23, 30 is provided between the side wall 21 a of the first container 21 and the lower side wall 23 a of the second container 23, from the first container 21 side to the second container 23 side. An inlet tube for supplying a composition for hydrogen generation, 1 is provided between the lower side wall 23a of the second container 23 and the side wall 21a of the first container 21, and a composition for hydrogen generation in which aluminum is reduced from the second container 23 side to the first container 21 side. A return pipe 32 for returning the product, a second pump 32 provided in the introduction pipe 30 for transporting the hydrogen generating composition supplemented with aluminum to the lower layer of the second container 23, and 33 for the second pump 32. It is the 2nd pump control means which controls a driving | operation. In the present embodiment, a first container 21 for synthesizing the hydrogen generating composition 22 and a second container 23 for generating hydrogen by bringing the hydrogen generating composition 22 into contact with the water 2 are provided. It is distinctive in that it is provided separately.

本実施例においては、アルミニウムが補充された水素発生用組成物が第2のポンプ32
により、導入管30を通して強制的に第2の容器23の下層に輸送されるため、水素発生
に寄与する水素発生用組成物を十分に供給できるばかりでなく、水素発生のための反応槽
である第2の容器23内を攪拌する機能も有するため、水素発生のための反応効率が向上
する。また、水素センサ15からの出力信号16を第2のポンプ制御手段33にフィード
バックすることにより、より効率的で、かつ、精確な水素発生を行うことができる。
In this embodiment, the composition for hydrogen generation supplemented with aluminum is used as the second pump 32.
Therefore, the hydrogen generation composition that is forcibly transported to the lower layer of the second container 23 through the introduction pipe 30 can sufficiently supply a hydrogen generation composition that contributes to hydrogen generation, and is a reaction tank for hydrogen generation. Since it also has a function of stirring the inside of the second container 23, the reaction efficiency for generating hydrogen is improved. Further, by feeding back the output signal 16 from the hydrogen sensor 15 to the second pump control means 33, more efficient and accurate hydrogen generation can be performed.

また、本実施例では、導入管30にのみポンプを設けた例について説明したが、必ずし
もこれに特定されるものではなく、導入管30と戻り管31の両方にポンプを設けること
で、さらに効率的で、かつ、精確な水素発生を行うことができる。
In the present embodiment, the example in which the pump is provided only in the introduction pipe 30 has been described. However, the present invention is not necessarily limited to this, and the efficiency can be further improved by providing the pump in both the introduction pipe 30 and the return pipe 31. And accurate hydrogen generation can be performed.

また、本実施例においては、第1の容器21に最初は上述の銀−ガリウム系金属20の
みを収容しておき、その後アルミニウムの箔体8を供給していく例について説明したが、
必ずしもこれに特定されるものではなく、最初からアルミニウム元素が混合された水素発
生用組成物22が収容され、順次アルミニウム元素を補給していく形式であっても良い。
また、本実施例においては、実施例1と同様に、添加金属元素供給手段は、前記第1の容器の前記第1、第2、第3、または、第4の金属(但し、本実施例においては、第2の金属を中心に説明した。)が収容されている側に密閉され、かつ、回転可能に支持された双ロールと、前記金属元素からなる箔体または線体が巻かれたロール体と、前記箔体または線体を前記双ロールにより引き込み、前記第1の容器に収容された前記第2の金属内に供給するために前記双ロールを駆動するためのモータと、このモータの駆動を制御するモータ制御手段とから構成される例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではなく、金属元素からなる粉体が貯蔵された粉体貯蔵容器と、この粉体貯蔵容器から粉体を第1の容器21に収容された第1または第2の金属内に供給するために第1の容器21の第1、第2、第3、または、第4の金属が収容されている側に密閉された状態で取り付けられたインジェクタと、このインジェクタを制御するインジェクタ制御手段とから構成されるか、または、金属元素からなる箔体、線体、粉体の内の少なくともいずれか1種が蓄えられたホッパーと、このホッパーの出口を開いて前記箔体、線体、粉体の内の少なくともいずれか1種を前記第1の容器21の第1、第2、第3、または、第4の金属が収容されていない側から前記第1の容器21に収容された第1、第2、第3、または、第4の金属内に投入するための投入手段(例えば、電磁弁;但し、必ずしもこれに特定されるものではない。)と、この投入手段を制御する投入手段の制御手段(例えば、電磁弁制御手段;但し、必ずしもこれに特定されるものではない。)とから構成されるか、若しくは、前記粉体が貯蔵された粉体貯蔵容器と、この粉体貯蔵容器から前記粉体を前記第1の容器の前記第1、第2、第3、または、第4の金属が収容されていない側から前記第1の容器に収容された前記第1、第2、第3、または、第4の金属内に供給するためのインジェクタと、このインジェクタを制御するインジェクタ制御手段とから構成する等、さまざま構成のものが考えられる。また、本実施例においては、金属元素として、アルミニウムの例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではなく、実施例1と同様にさまざまものを用いることが可能である。
In the present embodiment, an example in which only the above-described silver-gallium metal 20 is initially stored in the first container 21 and then the aluminum foil body 8 is supplied has been described.
However, the present invention is not necessarily limited to this, and the hydrogen generation composition 22 mixed with the aluminum element from the beginning may be accommodated, and the aluminum element may be replenished sequentially.
Further, in this embodiment, as in the first embodiment, the additive metal element supply means is the first, second, third, or fourth metal of the first container (however, this embodiment In the above description, the second metal has been mainly described.) A twin roll that is hermetically sealed on the side in which the second metal is accommodated and is rotatably supported, and a foil body or a wire body made of the metal element is wound. A roll body, a motor for driving the twin roll to draw the foil body or wire body by the twin roll and supply it into the second metal housed in the first container, and the motor Although the example comprised from the motor control means which controls the drive of this was demonstrated, it is not necessarily specified to this, The powder storage container in which the powder which consists of metal elements was stored, and this powder storage container Powder was stored in the first container 21 An injector mounted in a sealed state on the side of the first container 21 containing the first, second, third or fourth metal for supply into the first or second metal; An injector control means for controlling the injector, or a hopper in which at least one of a foil, a wire, and a powder made of a metal element is stored, and an outlet of the hopper Open at least one of the foil, wire, and powder from the side of the first container 21 that does not contain the first, second, third, or fourth metal. An input means (for example, a solenoid valve) for supplying the first, second, third, or fourth metal accommodated in the first container 21 is not necessarily limited thereto. ) And control of the input means for controlling the input means Or a powder storage container in which the powder is stored and the powder storage container. The first, second, and second powders contained in the first container from the side of the first container that does not contain the first, second, third, or fourth metal. Various configurations are conceivable, such as a configuration that includes an injector for feeding into the third or fourth metal, and an injector control means for controlling the injector. In the present embodiment, the example of aluminum as the metal element has been described. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and various elements can be used as in the first embodiment.

(実施例3)
図3は本発明の実施例3の水素発生装置の概略構成を示す模式図であって、(a)はそ
の模式平面図、(b)はC−C線での模式断面図である。本実施例において、実施例1と
同一の構成要素については、同一の番号を付与して詳細な説明は省略し、異なる部分につ
いてのみ詳述する。図3において、40は粘性の低い状態を呈した第1の金属としての上
述のスズ−ガリウム系金属(図示せず)が収容されたガリウム系金属収容手段としての籠形のセラミックス製の多孔質体、41は多孔質体40の凸部側に設けられ水2が収容されるとともに、多孔質体40が係着された水収容手段としての容器、41aは容器41の側壁、42は標準電極電位がガリウムより低い金属元素であるアルミニウムの粉体、43は粉体42が貯蔵された粉体貯蔵容器、44は粉体貯蔵容器43から粉体42を多数の微細孔を有する多孔質体40の凹部側からスズ−ガリウム系金属内に供給するためのインジェクタ、45はインジェクタ44を制御するインジェクタ制御手段である。添加金属元素供給手段は、粉体42と粉体貯蔵容器43とインジェクタ44とインジェクタ制御手段45とから構成されている。本実施例においては、多孔質体40の凹部側の微細孔が凸部側の微細孔に比べてアルミニウム元素の濃度が高いため、多孔質体40内にアルミニウム原子が自然に拡散し水素発生用組成物が合成される点が特徴的である。また、水素センサ15からの出力信号16をインジェクタ制御手段45にフィードバックするように構成されているため、実施例1や2と同様に所定の効率(例えば、最大効率)になるように、粉体42を多孔質体40の凹部側からスズ−ガリウム系金属内に供給することができる。
(Example 3)
3A and 3B are schematic views showing a schematic configuration of a hydrogen generator according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 3A is a schematic plan view thereof, and FIG. 3B is a schematic cross-sectional view taken along the line CC. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and only different portions will be described in detail. In FIG. 3, reference numeral 40 denotes a cage-shaped ceramic porous material as a gallium metal containing means containing the above-described tin-gallium metal (not shown) as the first metal having a low viscosity state. The body 41 is provided on the convex portion side of the porous body 40 and contains water 2 and is a container as a water storage means to which the porous body 40 is attached, 41a is a side wall of the container 41, 42 is a standard electrode Aluminum powder, which is a metal element having a lower potential than gallium, 43 is a powder storage container in which the powder 42 is stored, 44 is a porous body 40 having a large number of micropores from the powder storage container 43 to the powder 42. An injector 45 for supplying the tin-gallium-based metal into the tin-gallium metal from the concave side of the injector is an injector control means for controlling the injector 44. The additive metal element supply means includes a powder 42, a powder storage container 43, an injector 44, and an injector control means 45. In the present embodiment, since the micropores on the concave side of the porous body 40 have a higher aluminum element concentration than the micropores on the convex side, the aluminum atoms naturally diffuse into the porous body 40 and generate hydrogen. It is characteristic that the composition is synthesized. Further, since the output signal 16 from the hydrogen sensor 15 is configured to be fed back to the injector control means 45, the powder is adjusted so as to have a predetermined efficiency (for example, maximum efficiency) as in the first and second embodiments. 42 can be supplied into the tin-gallium metal from the concave side of the porous body 40.

また、本実施例においては、添加金属元素供給手段として、粉体42と粉体貯蔵容器43とインジェクタ44とインジェクタ制御手段45とから構成されている例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではなく、金属元素からなる箔体、線体、粉体の内の少なくともいずれか1種が蓄えられたホッパーと、このホッパーの出口を開いて前記箔体、線体、粉体の内の少なくともいずれか1種を多孔質体40の凹部側から前記第1、第2、第3、または、第4の金属(但し、本実施例においては、第1の金属を中心に説明した。)内に供給するための供給手段(例えば、電磁弁;但し、必ずしもこれに特定されるものではない。)と、この供給手段を制御する供給手段の制御手段(例えば、電磁弁制御手段;但し、必ずしもこれに特定されるものではない。)とから構成する等、さまざま構成のものが考えられる。また、本実施例においては、金属元素として、アルミニウムの例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではなく、実施例1と同様にさまざまものを用いることが可能である。   In the present embodiment, an example in which the powder 42, the powder storage container 43, the injector 44, and the injector control means 45 are configured as the additive metal element supply means has been described. A hopper in which at least one of a foil, a wire, and a powder made of a metal element is stored, and an outlet of the hopper is opened to open the foil, the wire, and the powder. At least one of the first, second, third, or fourth metal from the concave portion side of the porous body 40 (however, in the present embodiment, the description has focused on the first metal). Supply means (for example, a solenoid valve; however, it is not necessarily limited to this) and supply means for controlling the supply means (for example, solenoid valve control means; Necessarily this Etc. constituting from not intended to be a constant.), It is considered that the different configurations. In the present embodiment, the example of aluminum as the metal element has been described. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and various elements can be used as in the first embodiment.

(実施例4)
図4は本発明の実施例4の水素発生装置の概略構成を示す模式図であって、(a)はそ
の模式平面図、(b)はD−D線での模式断面図である。本実施例において、実施例1、
3と同一の構成要素については、同一の番号を付与して詳細な説明は省略し、異なる部分
についてのみ詳述する。図4において、50は粘性の低い状態を呈した第2の金属として
の上述の銀−ガリウム系金属(図示せず)が収容されたガリウム系金属収容手段としての複数の多孔質体、51は多孔質体50を挟んで一方側に水2を収容した水収容手段としての複数の第1の収容空間部であり、52は多孔質体50を挟んで他方側に粉体42が収容される複数の第2の収容空間部、51aは第1の収容空間部51の側壁である。複数の第1の収容空間部51の側壁51aにはそれぞれ反応副生物である水酸化アルミニウム18を水2と共に排出するための排出口17が設けられ、各排出口17は直方体状のタンク19に挿入されている。
Example 4
4A and 4B are schematic views showing a schematic configuration of a hydrogen generator according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 4A is a schematic plan view thereof, and FIG. 4B is a schematic cross-sectional view taken along line DD. In this example, Example 1,
The same constituent elements as those in FIG. 3 will be assigned the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted, and only different parts will be described in detail. In FIG. 4, reference numeral 50 denotes a plurality of porous bodies as gallium metal containing means containing the above-mentioned silver-gallium metal (not shown) as the second metal having a low viscosity state, 51 is A plurality of first accommodating spaces serving as water accommodating means for accommodating water 2 on one side with the porous body 50 interposed therebetween, 52 is accommodated with the powder 42 on the other side with the porous body 50 interposed therebetween. A plurality of second accommodation spaces 51 a are side walls of the first accommodation space 51. The side walls 51a of the plurality of first accommodation spaces 51 are each provided with a discharge port 17 for discharging the reaction product by-product aluminum hydroxide 18 together with the water 2. Each discharge port 17 is connected to a rectangular parallelepiped tank 19. Has been inserted.

また、本実施例においては、添加金属元素供給手段として、粉体42と粉体貯蔵容器43とインジェクタ44とインジェクタ制御手段45とから構成され、かつ、1つのインジェクタ44から粉体42を噴射し、粉体42を複数の第2の収容空間部52に導く例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではなく、複数のインジェクタ44を用いて粉体42を複数の第2の収容空間部52に直接噴射するようにしても良い。また、本実施例においては、水素センサ15を1箇所の水素取出し口14に設けた例について説明したが、上記複数のインジェクタ44を用いる場合は、各水素取出し口14にそれぞれ水素センサ15を設け、各水素センサ15からのそれぞれの出力信号16を各インジェクタ制御手段45にフィードバックするように構成することで、水素発生装置全体としての効率がより高まる。また、本実施例においては、添加金属元素供給手段として、粉体42と粉体貯蔵容器43とインジェクタ44とインジェクタ制御手段45とから構成されている例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではなく、添加金属元素供給手段としては、金属元素からなる粉体42が蓄えられたホッパーとこのホッパーの出口を開いて粉体42を複数の第2の収容空間部52に入れ多孔質体50内の前記第1、第2、第3、または、第4の金属(但し、本実施例においては、第2の金属を中心に説明する。)内に供給するための供給手段(例えば、電磁弁;但し、必ずしもこれに特定されるものではない。)と、この供給手段を制御する供給手段の制御手段(例えば、電磁弁制御手段;但し、必ずしもこれに特定されるものではない。)とから構成する等、さまざま構成のものが考えられる。また、本実施例においては、金属元素として、アルミニウムの例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではなく、実施例1と同様にさまざまものを用いることが可能である。   In the present embodiment, the additive metal element supply means includes a powder 42, a powder storage container 43, an injector 44 and an injector control means 45, and the powder 42 is injected from one injector 44. The example in which the powder 42 is guided to the plurality of second accommodation spaces 52 has been described. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and the plurality of injectors 44 are used to place the powder 42 into the plurality of second accommodation spaces. You may make it inject directly to the part 52. FIG. In this embodiment, the example in which the hydrogen sensor 15 is provided at one hydrogen outlet 14 has been described. However, when the plurality of injectors 44 are used, the hydrogen sensor 15 is provided at each hydrogen outlet 14. By configuring each output signal 16 from each hydrogen sensor 15 to be fed back to each injector control means 45, the efficiency of the entire hydrogen generator is further increased. In the present embodiment, an example in which the powder 42, the powder storage container 43, the injector 44, and the injector control means 45 are configured as the additive metal element supply means has been described. As an additional metal element supply means, a porous body in which a powder containing the metal element 42 is stored and an outlet of the hopper is opened to put the powder 42 into the plurality of second accommodation spaces 52. 50. Supply means for supplying the first, second, third, or fourth metal in 50 (however, in the present embodiment, the second metal will be mainly described) (for example, A solenoid valve; however, it is not necessarily specified to this, and a control means of the supply means for controlling the supply means (for example, a solenoid valve control means; however, it is not necessarily specified thereto). Etc. consist and may be attributed to the different configurations. In the present embodiment, the example of aluminum as the metal element has been described. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and various elements can be used as in the first embodiment.

(実施例5)
図5は本発明の実施例5の水素発生装置の概略構成を示す模式図であって、(a)はそ
の模式平面図、(b)はE−E線での模式断面図である。本実施例において、実施例1と同一の構成要素については、同一の番号を付与して詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ詳述する。図5において、60は第2の共用容器、60aは第2の共用容器60の底、61は添加金属元素供給手段としての標準電極電位がガリウムより低い金属元素であるアルミニウムのブロック体、62は第2の共用容器60に固定された水もしくはガリウムと反応しない金属としてのステンレススチール製の網状のカバー部材、63はブロック体61を支える支持部材、64は支持部材63を持ち上げるためのリフト機構、64aはリフト機構64内に挿設された軸、65はリフト機構制御手段である。
(Example 5)
FIG. 5 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a hydrogen generator of Example 5 of the present invention, in which (a) is a schematic plan view thereof, and (b) is a schematic cross-sectional view taken along line EE. In the present embodiment, the same constituent elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and only different portions will be described in detail. In FIG. 5, 60 is a second shared container, 60a is the bottom of the second shared container 60, 61 is an aluminum block body that is a metal element having a standard electrode potential lower than gallium as an added metal element supply means, and 62 is Stainless steel mesh-like cover member as a metal that does not react with water or gallium fixed to the second common container 60, 63 is a support member that supports the block body 61, 64 is a lift mechanism for lifting the support member 63, 64a is a shaft inserted in the lift mechanism 64, and 65 is a lift mechanism control means.

第2の共用容器60は、下層にブロック体61を収容し、中層にガリウム系金属収容手段としてブロック体61の表面に塗布されたスズ−ガリウム系金属1を収容し、さらにカバー部材62を介して上層に水収容手段として水2を収容可能なように構成されている。この構成により、ブロック体61が水2とは直接接触しないように隔離される。ただし、スズ−ガリウム系金属1はカバー部材62を介して水2と接触可能である。また、第2の共用容器60内には、第2の共用容器60の底60aに設けられた孔(図示せず)を介して、ブロック体61を支える支持部材63が設置されている。また、支持部材63には、軸64aが挿嵌されている。   The second shared container 60 contains the block body 61 in the lower layer, the tin-gallium metal 1 applied on the surface of the block body 61 as the gallium metal containing means in the middle layer, and further through the cover member 62. In the upper layer, water 2 can be accommodated as water accommodating means. With this configuration, the block body 61 is isolated so as not to come into direct contact with the water 2. However, the tin-gallium metal 1 can contact the water 2 through the cover member 62. In the second shared container 60, a support member 63 that supports the block body 61 is installed through a hole (not shown) provided in the bottom 60a of the second shared container 60. A shaft 64 a is inserted into the support member 63.

次に、本水素発生装置の動作について説明する。   Next, operation | movement of this hydrogen generator is demonstrated.

ブロック体61自体が、添加金属元素供給手段であり、かつ、スズ−ガリウム系金属1と直接接触しているため、ブロック体61とスズ−ガリウム系金属1との接触面からアルミニウム原子がスズ−ガリウム系金属1に溶け出し、スズ−ガリウム系金属1内に自然に拡散し水素発生用組成物が合成される点が特徴的である。また、この水素発生用組成物は、カバー部材62を通過した水2と接触することにより、水素発生用組成物中に拡散しているアルミニウム元素が酸化し、水2の中にイオンとして溶け出す。これと引き換えに水2の中の水素イオンが還元され、水素13となって発生する。この水素13を水素取出し口14より取出す。同時に、この水素13を水素センサ15によりモニターし、この水素センサ15からの出力信号16をリフト機構制御手段65と第1のポンプ制御手段6にフィードバックするように構成されている。   Since the block body 61 itself is an additive metal element supply means and is in direct contact with the tin-gallium metal 1, aluminum atoms are formed from the contact surface between the block body 61 and the tin-gallium metal 1. It is characteristic that the composition for generating hydrogen is synthesized by dissolving into the gallium metal 1 and spontaneously diffusing into the tin-gallium metal 1. In addition, when the hydrogen generating composition comes into contact with the water 2 that has passed through the cover member 62, the aluminum element diffused in the hydrogen generating composition is oxidized and dissolved in the water 2 as ions. . In exchange for this, hydrogen ions in the water 2 are reduced to generate hydrogen 13. This hydrogen 13 is taken out from the hydrogen outlet 14. At the same time, the hydrogen 13 is monitored by the hydrogen sensor 15, and the output signal 16 from the hydrogen sensor 15 is fed back to the lift mechanism control means 65 and the first pump control means 6.

上記のような反応が進むと、アルミニウムが消費されるため、ブロック体61とスズ−ガリウム系金属1(反応時には、水素発生用組成物)との接触面は次第に下がってくる。また、この接触面の下がる度合いは上記水素13の発生量と相関関係があるため、上記水素センサ15からの出力信号16をリフト機構制御手段65に入力し、リフト機構64内に挿設された軸64aを上記接触面の下がる度合いに応じて所定量上昇できるように構成されている。これにより、水素発生用組成物とカバー部材62とは常時接触可能な状態になる。すなわち、水素発生用組成物と水2とが常時接触するため、連続的、かつ、安定に水素を発生することができる。また、水素発生用組成物とカバー部材62とが常時接触することで、水素発生用組成物と水2との接触により発生した水素13の気泡とともに水素発生用組成物が巻き上がってくるのを防ぐ効果がある。   As the above reaction proceeds, aluminum is consumed, so that the contact surface between the block body 61 and the tin-gallium metal 1 (a composition for generating hydrogen during the reaction) gradually decreases. Since the degree of lowering of the contact surface is correlated with the amount of hydrogen 13 generated, the output signal 16 from the hydrogen sensor 15 is input to the lift mechanism control means 65 and inserted into the lift mechanism 64. The shaft 64a can be raised by a predetermined amount in accordance with the degree to which the contact surface is lowered. Thereby, the composition for hydrogen generation and the cover member 62 will be in a state which can always contact. That is, since the composition for hydrogen generation and the water 2 are always in contact, hydrogen can be generated continuously and stably. Further, the hydrogen generating composition and the cover member 62 are always in contact with each other, so that the hydrogen generating composition is rolled up together with the bubbles of hydrogen 13 generated by the contact between the hydrogen generating composition and the water 2. There is an effect to prevent.

また、本実施例においては、カバー部材62が第2の共用容器60に固定され、ブロック体61を支える支持部材63をリフト機構64内に挿設された軸64aにより可動させる構成について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではなく、水2がスズ−ガリウム系金属1(反応時には、水素発生用組成物)に接触可能なように、ブロック体61またはカバー部材62の少なくともいずれかを可動にするための可動機構を有していればよい。   In the present embodiment, the cover member 62 is fixed to the second common container 60, and the support member 63 that supports the block body 61 is moved by the shaft 64a inserted in the lift mechanism 64. Although not necessarily limited to this, at least one of the block body 61 and the cover member 62 is movable so that the water 2 can come into contact with the tin-gallium metal 1 (the composition for generating hydrogen during the reaction). It suffices if it has a movable mechanism for making it.

また、本実施例においては、カバー部材62の形態として、網状の物を用いた例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではなく、水2がスズ−ガリウム系金属1(反応時には、水素発生用組成物)に接触可能な機能を有していればよい。例えば、カバー部材の形態としては、網状以外にも多孔質体状、発泡体状、または、不織布状のいずれか又はこれらの組合せ等、さまざまな物が使用可能である。また、本実施例においては、カバー部材62の材質として、水もしくはガリウムと反応しない金属としてのステンレススチール製を用いた例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではなく、セラミックス、ガラス、樹脂のいずれか又は複合体等、さまざまな物が使用可能である。   Further, in the present embodiment, an example using a net-like material as the form of the cover member 62 has been described. However, the embodiment is not necessarily limited to this, and the water 2 is tin-gallium metal 1 (during the reaction, It only needs to have a function capable of contacting the composition for hydrogen generation). For example, as a form of the cover member, various things such as a porous body, a foam, a nonwoven fabric, or a combination thereof can be used in addition to the net. In the present embodiment, the cover member 62 is made of stainless steel as a metal that does not react with water or gallium as a material of the cover member 62. However, the present invention is not necessarily limited to this, and ceramic, glass, Various materials such as any of the resins or composites can be used.

また、本実施例においては、ガリウム系金属として第1の金属としての上述のスズ−ガリウム系金属1を用いた例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではない。実施例1と同様に、第2の金属としての上述の銀−ガリウム系金属、第3の金属としてのガリウムや第4の金属としての鉄−ガリウム系金属等を用いることもできる。   In the present embodiment, the example in which the above-described tin-gallium metal 1 as the first metal is used as the gallium metal has been described. However, the present invention is not necessarily limited thereto. As in Example 1, the above-described silver-gallium metal as the second metal, gallium as the third metal, iron-gallium metal as the fourth metal, or the like can also be used.

また、本実施例においては、ブロック体61として標準電極電位がガリウムより低い金属元素であるアルミニウムを用いた例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではない。実施例1と同様に、例えばマグネシウム、シリコン、亜鉛、チタン、ランタン、セリウムを単独で用いたり、アルミニウムとマグネシウムの合金や、アルミニウム、マグネシウムとシリコンの合金のような3種以上を一緒に用いるたり、ランタンとセリウムの合金(ミッシュメタル)を用いる等、さまざまな物を使用することができる。また、ブロック体61の形状も本実施例で説明した直方体に限定されるものではなく、所定量の水素を連続的に発生させるだけの十分な体積を有するものであれば、さまざまな物を使用することができる。   In the present embodiment, an example in which aluminum, which is a metal element having a standard electrode potential lower than that of gallium, is used as the block body 61 is described. However, the block body 61 is not necessarily limited to this. As in Example 1, for example, magnesium, silicon, zinc, titanium, lanthanum, and cerium are used alone, or three or more types such as an alloy of aluminum and magnesium, or an alloy of aluminum and magnesium and silicon are used together. Various materials such as lanthanum and cerium alloy (Misch metal) can be used. Further, the shape of the block body 61 is not limited to the rectangular parallelepiped described in the present embodiment, and various objects may be used as long as they have a sufficient volume to continuously generate a predetermined amount of hydrogen. can do.

また、本実施例で説明したように、カバー部材62を水2とスズ−ガリウム系金属1との間に設けるのが好ましいが、原理的には必ずしもこれを要さない。   Further, as described in the present embodiment, it is preferable to provide the cover member 62 between the water 2 and the tin-gallium metal 1, but in principle, this is not always necessary.

また、本実施例においては図示していないが、第2の共用容器60の側方や下方からブロック体61を補給可能な構成とすることもできる。   Although not shown in the present embodiment, the block body 61 can be replenished from the side or the lower side of the second shared container 60.

また、上記実施例1〜5においては、水供給手段を構成する要素として、ポンプを用いた例について説明したが、必ずしもこれに特定されるものではない。例えば、バルブ等で流量を調整しながら水道水を直接供給するような構成でも良い。また、水供給手段は、水を水収容手段に連続的に供給可能な構成とすることが好ましい。ただし、上記水供給手段は、連続的に水を供給可能な構成であれば良く、一時的に供給を停止でき、断続的な供給の仕方で運転することもできる。   Moreover, in the said Examples 1-5, although the example using a pump was demonstrated as an element which comprises a water supply means, it does not necessarily specify this. For example, a configuration in which tap water is directly supplied while adjusting the flow rate with a valve or the like may be used. The water supply means is preferably configured to be able to continuously supply water to the water storage means. However, the said water supply means should just be the structure which can supply water continuously, can stop supply temporarily and can also operate | move by the method of intermittent supply.

本発明の実施例1の水素発生装置の概略構成を示す模式図であって、(a)はその模式平面図、(b)はA−A線での模式断面図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the hydrogen generator of Example 1 of this invention, Comprising: (a) is the schematic plan view, (b) is a schematic cross section in the AA line. 本発明の実施例2の水素発生装置の概略構成を示す模式図であって、(a)はその模式平面図、(b)はB−B線での模式断面図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the hydrogen generator of Example 2 of this invention, Comprising: (a) is the schematic top view, (b) is a schematic cross section in a BB line. 本発明の実施例3の水素発生装置の概略構成を示す模式図であって、(a)はその模式平面図、(b)はC−C線での模式断面図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the hydrogen generator of Example 3 of this invention, Comprising: (a) is the schematic plan view, (b) is a schematic cross section in CC line. 本発明の実施例4の水素発生装置の概略構成を示す模式図であって、(a)はその模式平面図、(b)はD−D線での模式断面図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the hydrogen generator of Example 4 of this invention, Comprising: (a) is the schematic top view, (b) is a schematic cross section in the DD line. 本発明の実施例5の水素発生装置の概略構成を示す模式図であって、(a)はその模式平面図、(b)はE−E線での模式断面図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the hydrogen generator of Example 5 of this invention, Comprising: (a) is the schematic plan view, (b) is a schematic cross section in the EE line | wire.

符号の説明Explanation of symbols

1 スズ−ガリウム系金属
2 水
3 第1の共用容器
3a、21a、23a、41a、51a 側壁
4 貯水容器
5 第1のポンプ
6 第1のポンプ制御手段
7 双ロール
8 箔体
9 ロール体
10 モータ
11 モータ制御手段
12 給水口
13 水素
14 水素取出し口
15 水素センサ
16 出力された信号
17 排出口
18 水酸化アルミニウム
19 タンク
20 銀−ガリウム系金属
21 第1の容器
22 水素発生用組成物
23 第2の容器
30 導入管
31 戻り管
32 第2のポンプ
33 第2のポンプ制御手段
40、50 多孔質体
41 容器
42 粉体
43 粉体貯蔵容器
44 インジェクタ
45 インジェクタ制御手段
51 第1の収容空間部
52 第2の収容空間部
60 第2の共用容器
60a 底
61 ブロック体
62 カバー部材
63 支持部材
64 リフト機構
64a 軸
65 リフト機構制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tin-gallium-type metal 2 Water 3 1st shared container 3a, 21a, 23a, 41a, 51a Side wall 4 Water storage container 5 1st pump 6 1st pump control means 7 Double roll 8 Foil body 9 Roll body 10 Motor DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Motor control means 12 Water supply port 13 Hydrogen 14 Hydrogen extraction port 15 Hydrogen sensor 16 Output signal 17 Outlet 18 Aluminum hydroxide 19 Tank 20 Silver-gallium metal 21 First container 22 Hydrogen generating composition 23 2nd Container 30 introduction pipe 31 return pipe 32 second pump 33 second pump control means 40, 50 porous body 41 container 42 powder 43 powder storage container 44 injector 45 injector control means 51 first accommodating space 52 Second accommodating space 60 Second shared container 60a Bottom 61 Block body 62 Cover member 63 Support Material 64 lift mechanism 64a shaft 65 lift mechanism control means

Claims (6)

スズとガリウムを含有した第1の金属、銀とガリウムを含有した第2の金属、ガリウムからなる第3の金属、または、ガリウムに鉄、銅、ゲルマニウム、アンチモンからなる群から選ばれた少なくとも1種以上を含有した第4の金属から選択される少なくとも1種のガリウム系金属が収容されたガリウム系金属収容手段と、
水を収容可能な水収容手段と、
前記水収容手段に前記水を供給する水供給手段と、
標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素を前記水とは隔離しながら、前記ガリウム系金属内に供給する添加金属元素供給手段と、を備え、
前記ガリウム系金属と、前記添加金属元素供給手段により前記ガリウム系金属内に供給され拡散した前記金属元素とを有した水素発生用組成物が前記水と接触することにより水素を発生するように構成され、
前記水供給手段は、前記水を前記水収容手段に連続的に供給可能な構成とし、
前記添加金属元素供給手段は、添加する金属元素を前記ガリウム系金属内に連続的に供給可能な構成とし、
前記水素発生用組成物と、前記水とは、常時接触可能な状態とされ、連続的に水素を発生する構成であり、
前記ガリウム系金属収容手段として、下層に前記ガリウム系金属を収容し、かつ、前記
水収容手段として、上層に前記水を収容可能な第1の共用容器からなり、
前記添加金属元素供給手段は、
前記第1の共用容器の下層の前記ガリウム系金属が収容されている側であり前記水とは隔離し密閉され、かつ、回転可能に支持された双ロールと、前記金属元素からなる箔体または線体が巻かれたロール体と、前記箔体または線体を前記双ロールにより引き込み、前記第1の共用容器に収容された前記ガリウム系金属内に供給するために前記双ロールを駆動するためのモータと、このモータの駆動を制御するモータ制御手段とから構成されるか、
または、
前記金属元素からなる粉体が貯蔵された粉体貯蔵容器と、この粉体貯蔵容器から前記粉体を前記第1の共用容器に収容された前記ガリウム系金属内に供給するために前記第1の共用容器の前記ガリウム系金属が収容されている側であり前記水とは隔離し密閉された状態で取り付けられたインジェクタと、このインジェクタを制御するインジェクタ制御手段とから構成されるかのいずれかであることを特徴とする水素発生装置。
At least one selected from the group consisting of a first metal containing tin and gallium, a second metal containing silver and gallium, a third metal made of gallium, or gallium with iron, copper, germanium, and antimony A gallium-based metal containing means containing at least one gallium-based metal selected from a fourth metal containing at least a species;
Water storage means capable of storing water;
Water supply means for supplying the water to the water containing means;
An additive metal element supply means for supplying at least one metal element selected from the group consisting of metal elements having a standard electrode potential lower than that of gallium from the water while being separated from the water,
A composition for generating hydrogen having the gallium metal and the metal element supplied and diffused into the gallium metal by the additive metal element supply means is configured to generate hydrogen by contacting the water. And
The water supply means is configured to continuously supply the water to the water storage means,
The additive metal element supply means is configured to continuously supply the metal element to be added into the gallium metal,
The composition for generating hydrogen and the water are in a state where they can always be contacted, and are configured to continuously generate hydrogen,
As the gallium metal containing means, the gallium metal is contained in the lower layer, and the water containing means comprises a first shared container capable of containing the water in the upper layer,
The additive metal element supply means includes
A foil roll made of the metal element, and a twin roll which is a side where the gallium-based metal is accommodated in the lower layer of the first shared container and is isolated from the water and sealed and rotatably supported; A roll body wound with a wire body, and the foil body or the wire body are drawn by the twin roll, and the twin roll is driven to be supplied into the gallium metal contained in the first common container. Or a motor control means for controlling the driving of the motor,
Or
A powder storage container in which powder composed of the metal element is stored, and the first container for supplying the powder from the powder storage container into the gallium metal contained in the first common container. Any one of the common container and the injector containing the gallium-based metal and attached in a sealed state isolated from the water, and an injector control means for controlling the injector The hydrogen generator characterized by being.
前記水供給手段は、前記水を貯留する貯水容器と、この貯水容器から前記第1の共用容器の上層に前記水を輸送する第1のポンプと、この第1のポンプの運転を制御する第1のポンプ制御手段とからなる請求項1に記載の水素発生装置。   The water supply means stores a water storage container that stores the water, a first pump that transports the water from the water storage container to an upper layer of the first common container, and a first pump that controls the operation of the first pump. The hydrogen generator according to claim 1, comprising one pump control means. 前記第1、第2の共用容器、前記第2の容器、前記多孔質体の凸部側に設けられ前記水を収容可能な容器と第1の収容空間部のそれぞれに設けられた水素取出し口の内の少なくともいずれか1つの水素取出し口には、水素センサが取り付けられた請求項1又は2に記載の水素発生装置。   The first and second shared containers, the second container, a hydrogen outlet provided in each of the container capable of storing water and the first storage space provided on the convex side of the porous body The hydrogen generator according to claim 1 or 2, wherein a hydrogen sensor is attached to at least one of the hydrogen outlets. 前記第1の金属は、スズがW%(%は、質量%の意味、以下同じ)、ガリウムがX%であり、前記第2の金属は、銀がY%、ガリウムがZ%であり、前記第1または第2の金属は下記式(1)〜(6)を満たし、
前記標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素の合計量は、前記第1または第2の金属基準で0.1%以上である請求項1〜3のいずれか一項に記載の水素発生装置。
0<W≦96 … (1)
4≦X<100 … (2)
X=100-W … (3)
0<Y≦55 … (4)
45≦Z<100 … (5)
Z=100-Y … (6)
The first metal is W% for tin (% means mass%, the same applies hereinafter), X% for gallium, and the second metal is Y% for silver and Z% for gallium, The first or second metal satisfies the following formulas (1) to (6),
The total amount of at least one metal element selected from the group consisting of metal elements whose standard electrode potential is lower than that of gallium is 0.1% or more based on the first or second metal. The hydrogen generator as described in any one of these .
0 <W ≦ 96 (1)
4 ≦ X <100 (2)
X = 100-W (3)
0 <Y ≦ 55 (4)
45 ≦ Z <100 (5)
Z = 100−Y (6)
前記第4の金属は、ガリウムに鉄、銅、ゲルマニウム、アンチモンからなる群から選ばれた少なくとも1種以上を0.05〜1%含有したものであり、前記標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素の合計量は、前記第4の金属基準で0.1%以上である請求項1〜3のいずれか一項に記載の水素発生装置。 The fourth metal contains 0.05 to 1% of at least one selected from the group consisting of iron, copper, germanium, and antimony in gallium, and the standard electrode potential is lower than that of gallium. The hydrogen generator according to any one of claims 1 to 3, wherein a total amount of at least one metal element selected from the group consisting of is 0.1% or more based on the fourth metal. 前記標準電極電位がガリウムより低い金属元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元素が、アルミニウムまたはマグネシウムの少なくともいずれか1種である請求項1〜5のいずれか一項に記載の水素発生装置。 Hydrogen according to at least one metal element, any one of claims 1 to 5 is at least any one of aluminum or magnesium, wherein the standard electrode potential is selected from the group consisting of lower metal elements than gallium Generator.
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