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公開番号2025009403
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023112395
出願日2023-07-07
発明の名称水素発生装置及び水素発生方法
出願人三桜工業株式会社
代理人個人
主分類C01B 3/04 20060101AFI20250110BHJP(無機化学)
要約【課題】本発明の目的は、効率のよい水素発生装置を提供することである。
【解決手段】前記課題は、本発明の隔壁によって分けられた複数のセルを有する水素発生装置であって、それぞれのセルは導光ユニットを含み、導光ユニットは隔壁に光を照射できるように配置されており、光ファイバーにより導光ユニットに太陽光が供給され、隔壁はホウ化水素シートを有し、そしてそれぞれのセルは連通している、水素発生装置によって解決することができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
隔壁によって分けられた複数のセルを有する水素発生装置であって、
それぞれのセルは導光ユニットを含み、導光ユニットは隔壁に光を照射できるように配置されており、光ファイバーにより導光ユニットに太陽光が供給され、隔壁はホウ化水素シートを有し、そしてそれぞれのセルは連通している、水素発生装置。
続きを表示（約 260 文字）【請求項２】
前記導光ユニットが、導光棒及び／又は導光板である、請求項１に記載の水素発生装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の水素発生装置を用いる水素発生方法であって、
（１）光ファイバーにより導光ユニットに供給される太陽光を、ホウ化水素シートを有する隔壁に照射し、ホウ化水素シートから水素を放出させる工程、
（２）ホウ化水素シートから放出された水素を、連通しているそれぞれのセルから回収して、水素取り出し口から取り出す水素回収工程、
を含む水素発生方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素発生装置及び水素発生方法に関する。本発明によれば、効率的に水素を発生させることができる。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
水素は、利用時に二酸化炭素を排出せず、そして貯蔵及び輸送が可能な二次エネルギーである。一方で、水素は天然ガスと比べ、体積当たりのエネルギー密度が低い。従って、高圧タンクに圧縮した水素ガスとして貯蔵される。しかし、高圧にする場合、コストがかかる。更に、水素ステーションの建設及び維持のコストは、ガソリンスタンドの建設及び維持のコストよりも高い。従って、水素をエネルギーとして用いる水素自動車は、ガソリン車よりも普及が進んでいない。
常圧で多量の水素を貯蔵する方法として、ホウ化水素シートを用いる方法が開発されている（特許文献１～３、及び非特許文献１～２）。ホウ化水素シートに紫外光を照射することにより、水素を放出する技術が開発されている（特許文献２、及び非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開２０１８／０７４５１８号
特開２０１９－２１８２５１号公報
特開２０１６－１８５８９９号公報
【非特許文献】
【０００４】
「ネイチャー・コムニュケーションズ（ｎａｔｕｒｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）」（英国）２０１９年、第１０巻、ｐ４８８０－
「ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティ－（ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ）」（米国）２０１７年、第１３９巻、ｐ１３７６１－１３７６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２では、ＬＥＤを光源として用いて水素を放出しているが、ＬＥＤは点光源のため、光が照射される部位と光が照射されない部位が発生し、ホウ化水素シートへの光照射の効率が悪かった。
従って、本発明の目的は、効率のよい水素発生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、効率のよい水素発生装置について、鋭意研究した結果、驚くべきことに、太陽光及び導光ユニットを用いることにより、効率的にホウ化水素シートから水素を取り出せることを見出した。
本発明は、こうした知見に基づくものである。
従って、本発明は、
［１］隔壁によって分けられた複数のセルを有する水素発生装置であって、それぞれのセルは導光ユニットを含み、導光ユニットは隔壁に光を照射できるように配置されており、光ファイバーにより導光ユニットに太陽光が供給され、隔壁はホウ化水素シートを有し、そしてそれぞれのセルは連通している、水素発生装置、
［２］前記導光ユニットが、導光棒及び／又は導光板である、［１］に記載の水素発生装置、及び
［３］［１］又は［２］に記載の水素発生装置を用いる水素発生方法であって、（１）光ファイバーにより導光ユニットに供給される太陽光を、ホウ化水素シートを有する隔壁に照射し、ホウ化水素シートから水素を放出させる工程、（２）ホウ化水素シートから放出された水素を、連通しているそれぞれのセルから回収して、水素取り出し口から取り出す水素回収工程、を含む水素発生方法、
に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の水素発生装置及び水素発生方法によれば、効率的にホウ化水素シートから水素を取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の水素発生装置の直方体の実施態様の外観を示した図である。
本発明の水素発生装置の直方体の実施態様の上面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。
本発明の水素発生装置の直方体の実施態様の透視図である。
本発明の水素発生装置の直方体の実施態様における太陽光集光レンズ、光ファイバー、導光棒、及び導光板の構造を示した図である。
本発明の水素発生装置の円柱体の実施態様の外観を示した図である。
本発明の水素発生装置の円柱体の実施態様の上面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。
ホウ素及び水素からなるホウ化水素シート構造を３次元で示した図（Ａ）、及びホウ素、水素、及び酸素を含むホウ化水素シートの構造を模式的に示した図（Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［１］水素発生装置
本発明の水素発生装置は、隔壁によって分けられた複数のセルを有する水素発生装置であって、それぞれのセルは導光ユニットを含み、導光ユニットは隔壁に光を照射できるように配置されており、光ファイバーにより導光ユニットに太陽光が供給され、隔壁はホウ化水素シートを有し、そしてそれぞれのセルは連通している。
【００１０】
《筐体》
本発明の水素発生装置は、複数のセルを含む筐体（容器）を有する。筐体の形状は複数のセルを含むことができる限りにおいて、特に限定されるものではないが、直方体、正方体、円柱体、又は角柱体などが挙げられる。
例えば、図１～４に示す直方体の場合、図２Ｂに示すように導光ユニット（例えば、導光棒及び導光板）及び隔壁を含む直方体状のセルを積層して含むことができる。また図５及び６に示す円柱体の場合、図６に示すように導光ユニット（例えば、導光棒）及び隔壁を含む六角柱状のセルを蜂の巣のような形状で整列して含むことができる。円柱体の筐体に、円柱状のセルを含んでもよく、角柱体の筐体に角柱状のセル、又は円柱状のセルを含んでもよい。更に、直方体の筐体に角柱状のセル、又は円柱状のセルを含んでもよい。
筐体（容器）には、持ち運びを容易にするため、取っ手を取り付けてもよい。更に、水蒸気による水素再貯蔵を行うため、水蒸気取り込み口を設けてもよい。取り込んだ水蒸気を各セルに分配する構造も設けてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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