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公開番号2025141382
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024041281
出願日2024-03-15
発明の名称水素吸排出デバイス、および水素吸排出モジュール
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人iX
主分類C01B 3/00 20060101AFI20250919BHJP(無機化学)
要約【課題】水素の貯蔵や輸送の効率を向上させることができる水素吸排出デバイス、および水素吸排出モジュールを提供することである。
【解決手段】実施形態に係る水素吸排出デバイスは、水素の透過と、ヒドリドイオン導電と、が可能な材料を含む吸排出部と、前記吸排出部の第1の端部の側に設けられた第1の電極と、前記吸排出部の、前記第1の端部と対向する第2の端部の側に設けられた第2の電極と、前記第1の電極と、前記吸排出部の前記第1の端部と、の間、および、前記第2の電極と、前記吸排出部の前記第2の端部と、の間のそれぞれに設けられたバッファ層と、を備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水素の透過と、ヒドリドイオン導電と、が可能な材料を含む吸排出部と、
前記吸排出部の第１の端部の側に設けられた第１の電極と、
前記吸排出部の、前記第１の端部と対向する第２の端部の側に設けられた第２の電極と、
前記第１の電極と、前記吸排出部の前記第１の端部と、の間、および、前記第２の電極と、前記吸排出部の前記第２の端部と、の間のそれぞれに設けられたバッファ層と、
を備えた水素吸排出デバイス。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
前記吸排出部は、
前記第１の電極側から前記第２の電極側に向けて電流が流れることで前記水素を吸蔵可能であり、
前記第２の電極側から前記第１の電極側に向けて電流が流れることで、前記吸蔵されている前記水素を排出可能である請求項１記載の水素吸排出デバイス。
【請求項３】
前記吸排出部は、ＢａwＬｉxＨyＯzを含んでいる請求項１または２に記載の水素吸排出デバイス。ｗ＝０．１～３．０、ｘ＝０．１～２．０、ｙ＝０．１～５．０、ｚ＝０．１～２．０である。
【請求項４】
前記バッファ層は、金属窒化物を含み、前記水素が透過可能である請求項１または２に記載の水素吸排出デバイス。
【請求項５】
少なくとも１つの、請求項１または２に記載の水素吸排出デバイスと、
前記水素吸排出デバイスが収納される容器と、
一方の端部が、前記容器に収納された前記水素吸排出デバイスの第１の電極と電気的に接続され、他方の端部が、前記容器の外部に露出する第１の端子と、
一方の端部が、前記容器に収納された前記水素吸排出デバイスの第２の電極と電気的に接続され、他方の端部が、前記容器の外部に露出する第２の端子と、
を備えた水素吸排出モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、水素吸排出デバイス、および水素吸排出モジュールに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、水素の活用が進んでいる。例えば、石炭、石油、天然ガスなどの化石燃料を燃焼させると二酸化炭素が発生するが、水素を燃焼させても二酸化炭素は発生しない。そのため、環境保護の観点からも水素の活用が望まれている。
【０００３】
ここで、水素を燃料や原料などに用いる場合には、水素の貯蔵や輸送が必要となる。水素の貯蔵や輸送には、例えば、高圧ボンベなどに圧縮した水素を収納したり、液化した水素をタンクに収納したり、水素をトルエンと反応させてメチルシクロヘキサン（有機ハライド）としたり、アンモニアを水素の貯蔵や輸送の媒体としたり、水素を水素吸蔵合金に吸蔵させたりする技術が提案されている。
【０００４】
しかしながら、これらの技術には、貯蔵や輸送の際に安全性に問題が生じたり、重量が重くなったりして、水素の貯蔵や輸送の効率が悪くなるという問題がある。
そこで、水素の貯蔵や輸送の効率を向上させることができる技術の開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２３－０７１８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、水素の貯蔵や輸送の効率を向上させることができる水素吸排出デバイス、および水素吸排出モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る水素吸排出デバイスは、水素の透過と、ヒドリドイオン導電と、が可能な材料を含む吸排出部と、前記吸排出部の第１の端部の側に設けられた第１の電極と、前記吸排出部の、前記第１の端部と対向する第２の端部の側に設けられた第２の電極と、前記第１の電極と、前記吸排出部の前記第１の端部と、の間、および、前記第２の電極と、前記吸排出部の前記第２の端部と、の間のそれぞれに設けられたバッファ層と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本実施の形態に係る水素吸排出デバイスを例示するための模式断面図である。
窒化チタンの導電率の温度依存性を例示するためのグラフである。
水素吸排出モジュールを例示するための模式斜視図である。
水素吸排出モジュールを例示するための模式斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本実施の形態に係る水素吸排出デバイス１を例示するための模式断面図である。
図１に示すように、水素吸排出デバイス１は、例えば、吸排出部２、電極３（第１の電極の一例に相当する）、電極４（第２の電極の一例に相当する）、およびバッファ層５を備えている。
【００１０】
吸排出部２は、例えば、端部２ａ（第１の端部の一例に相当する）と、端部２ａに対向する端部２ｂ（第２の端部の一例に相当する）と、を有する。吸排出部２は、所定の温度において、端部２ａ、または端部２ｂに印加される電圧の極性に応じて、水素の吸蔵と、吸蔵されてる水素の排出とを切り替えることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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