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公開番号2025178171
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2025083322
出願日2025-05-19
発明の名称貯蔵装置および水素の製造方法
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人弁理士法人真明センチュリー
主分類F17C 13/00 20060101AFI20251128BHJP(ガスまたは液体の貯蔵または分配)
要約【課題】固体酸化物形の電解質を含むセルの破壊を低減できる貯蔵装置および水素の製造方法を提供する。
【解決手段】貯蔵装置は、燃料極と空気極とを隔離する固体酸化物形の電解質を含むセルが複数設けられたスタックと、スタックが発生する水素ガスを貯める貯蔵タンクと、スタックと貯蔵タンクとをつなぐガス管に接続され水素ガスを昇圧し貯蔵タンクへ送る昇圧装置と、スタックと昇圧装置との間の水素ガスの圧力を検知する第1の圧力計と、を備える。水素の製造方法は、スタックが発生する水素ガスを昇圧し貯蔵タンクへ送る昇圧装置とスタックとの間の水素ガスの圧力を第1の圧力計を用いて検知し、第1の圧力計の検知結果に基づいて昇圧装置の稼働の状態を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料極と空気極とを隔離する固体酸化物形の電解質を含むセルが複数設けられたスタックと、
前記スタックが発生する水素ガスを貯める貯蔵タンクと、を備える貯蔵装置であって、
前記スタックと前記貯蔵タンクとをつなぐガス管に接続され水素ガスを昇圧し前記貯蔵タンクへ送る昇圧装置と、
前記スタックと前記昇圧装置との間の水素ガスの圧力を検知する第１の圧力計と、を備える貯蔵装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記スタックと前記昇圧装置との間の前記ガス管に接続されたバッファタンクを備え、
前記第１の圧力計は、前記バッファタンクの中の水素ガスの圧力を検知する請求項１記載の貯蔵装置。
【請求項３】
燃料極と空気極とを隔離する固体酸化物形の電解質を含むセルが複数設けられたスタックと、
前記スタックにつながるガス管に接続され前記スタックが発生する水素ガスを昇圧する昇圧装置と、
前記スタックと前記昇圧装置との間の水素ガスの圧力を検知する第１の圧力計と、を備える貯蔵装置。
【請求項４】
前記第１の圧力計の検知結果に基づいて前記昇圧装置の稼働の状態を制御する制御装置をさらに備える請求項１から３のいずれかに記載の貯蔵装置。
【請求項５】
前記貯蔵タンクの中の水素ガスの圧力を検知する第２の圧力計を備える請求項１又は２に記載の貯蔵装置。
【請求項６】
前記第２の圧力計の検知結果に基づいて前記昇圧装置の稼働の状態を制御する制御装置をさらに備える請求項５記載の貯蔵装置。
【請求項７】
前記スタックと前記昇圧装置との間の前記ガス管に接続された、水素ガスを冷やす熱交換器と、
前記熱交換器の下流の前記ガス管に配置された、水素ガスの温度を検知する温度計と、を備える請求項１から３のいずれかに記載の貯蔵装置。
【請求項８】
燃料極と空気極とを隔離する固体酸化物形の電解質を含むセルが複数設けられたスタックが発生する水素ガスを貯蔵タンクに貯める水素の製造方法であって、
前記スタックが発生する水素ガスを昇圧し前記貯蔵タンクへ送る昇圧装置と前記スタックとの間の水素ガスの圧力を第１の圧力計を用いて検知し、前記第１の圧力計の検知結果に基づいて前記昇圧装置の稼働の状態を制御する水素の製造方法。
【請求項９】
前記貯蔵タンクの中の水素ガスの圧力を第２の圧力計を用いて検知し、前記第２の圧力計の検知結果に基づいて前記昇圧装置の稼働の状態を制御する請求項８記載の水素の製造方法。
【請求項１０】
燃料極と空気極とを隔離する固体酸化物形の電解質を含むセルが複数設けられたスタックが発生する水素ガスを昇圧する昇圧装置と前記スタックとの間の水素ガスの圧力を第１の圧力計を用いて検知し、前記第１の圧力計の検知結果に基づいて前記昇圧装置の稼働の状態を制御する水素の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は水素ガスの貯蔵装置および水素の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
イオン伝導性を有する電解質を含むセルが複数設けられたスタックを用いて水を電気分解し、発生した水素ガスを貯蔵タンクに貯める貯蔵装置は、貯蔵タンクに充填された水素ガスの圧力によってセルが破壊される可能性がある。セルの破壊を低減するため、特許文献１に開示された先行技術は、固体高分子形の電解質を含むスタックを水素貯蔵タンクの中に配置し、水素貯蔵タンクの中に水を貯める。スタックが発生した酸素ガスと水を貯める酸素貯蔵タンクと、水素貯蔵タンクと酸素貯蔵タンクとの間をつなぐ管と、管に配置されたバルブと、をさらに備え、水素貯蔵タンクの圧力と酸素貯蔵タンクの圧力との差が、セルが破壊しない範囲になるようにバルブを開閉し、管を使って水を水素貯蔵タンクと酸素貯蔵タンクとの間を行き来させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００３－３４２７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先行技術における固体高分子形の電解質を含むスタックの作動温度は６０℃から８０℃程度のため、水が収容された水素貯蔵タンクの中にスタックを配置できる。しかし固体酸化物形の電解質を含むスタックを使う場合、固体高分子形の電解質の作動温度よりも作動温度が高く、スタックを作動温度に加熱すると水素貯蔵タンクに収容された水が気化してしまうため、先行技術が使えないという問題点がある。また、固体酸化物形の電解質を含むセルは、固体高分子形の電解質を含むセルに比べて靭性が低いため、燃料極側と空気極側との間の圧力差により破壊しやすいという問題点がある。
【０００５】
本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、固体酸化物形の電解質を含むセルの破壊を低減できる貯蔵装置および水素の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するための第１の態様は水素ガスの貯蔵装置であって、燃料極と空気極とを隔離する固体酸化物形の電解質を含むセルが複数設けられたスタックと、スタックが発生する水素ガスを貯める貯蔵タンクと、スタックと貯蔵タンクとをつなぐガス管に接続され水素ガスを昇圧し貯蔵タンクへ送る昇圧装置と、スタックと昇圧装置との間の水素ガスの圧力を検知する第１の圧力計と、を備える。
【０００７】
第２の態様は、第１の態様において、スタックと昇圧装置との間のガス管に接続されたバッファタンクを備え、第１の圧力計は、バッファタンクの中の水素ガスの圧力を検知する。
【０００８】
第３の態様は水素ガスの貯蔵装置であって、燃料極と空気極とを隔離する固体酸化物形の電解質を含むセルが複数設けられたスタックと、スタックにつながるガス管に接続されスタックが発生する水素ガスを昇圧する昇圧装置と、スタックと昇圧装置との間の水素ガスの圧力を検知する第１の圧力計と、を備える。
【０００９】
第４の態様は、第１から第３の態様のいずれかにおいて、第１の圧力計の検知結果に基づいて昇圧装置の稼働の状態を制御する制御装置をさらに備える。
【００１０】
第５の態様は、第１又は第２の態様において、貯蔵タンクの中の水素ガスの圧力を検知する第２の圧力計を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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