由于近年来重视能源问题及环境问题，在石化燃料以外作为排出 物清洁的燃料，对氢的期待愈加提高。可是，对于氢来说，在制造、 贮藏、搬运、利用技术等所有方面都存在课题，处理技术的开发乃是 当务之急。
作为利用氢的发电装置，可以举出燃料电池或内燃机(以下称为 氢发动机)。这些发电装置以地域分散电源、高楼、家庭、汽车、便携 仪器等所有业种为对象。在任何情况都需要快速地供给规定量的氢， 而且，特别是在汽车或便携仪器中设置发电装置的空间关系上，以及 为了高效率地向消耗电力的装置输送所发电的电力，要求将氢供给器 及氢产生材料做成高氢贮藏密度，利用低能量产生氢。
现有技术中，作为用低能量得到氢的方法，已知有水解被称为化 学水合物的络合氢化物(錯体水素化物)的方法。已知有例如将作为 络合氢化物的一种的氢化硼锂或氢化硼钠、氢化铝锂、氢化铝钠溶解 在碱水溶液中、将该水溶液供给向贵金属催化剂并与其接触、引起氢 产生反应的方法，将水或醇供给向络合氢化物、引起氢产生反应的方 法等(例如参照专利文献1)。
此时，氢产生反应的反应物是络合氢化物和水，催化剂有促进氢 产生反应的促进剂的效果。
专利文献1：日本特开2003-206101号公报(第4-6页、图1)
发明要解决的课题
然而，按现有的方法，在碱水溶液中溶解络合氢化物并使之反应 时，存在如下问题：络合氢化物和贵金属催化剂的接触概率历时变化， 络合氢化物的碱水溶液的供给控制会变得复杂；氢产生反应的控制会 变得困难；相对于络合氢化物的总重量的氢产生量(以下作为反应效 率)小。这是因为，例如氢化硼钠水溶液的浓度若超过12重量％，则 生成物的偏硼酸钠水合并析出，故而要使氢化硼钠与催化剂均匀且高 效地接触变得困难。
另外，当使用向络合氢化物供给水或醇的方法时，由于反应速度 慢，很难按发电装置所需要的速度来获得氢。在该方法中，虽能可通 过提高水或醇的供给量来提高反应速度，但由于相对于水或醇的络合 氢化物的量变得极少，所以产生了整个反应物的单位重量的氢产生量 (以下作为氢贮藏密度)变小的问题。

本发明是鉴于上述状况提出的，本发明的目的在于提供一种氢产 生方法以及氢产生装置，其能均匀且高效地使络合氢化物和催化剂接 触，能按所要求的速度产生氢，而且成为高反应效率及高氢贮藏密度。
另外，本发明是鉴于上述状况提出的，本发明的目的在于提供一 种燃料电池设备，其装备有氢产生装置，该氢产生装置能均匀且高效 地使络合氢化物和催化剂接触，能按所要求的速度产生氢，而且成为 高反应效率及高氢贮藏密度。
解决课题的方法
用于达到上述目的的本发明的第一方面所述的氢产生方法，其特 征在于，在将作为氢产生反应的促进剂的水溶液的促进剂水溶液供给 向络合氢化物、产生氢时，相对于所述络合氢化物的重量，使在供向 所述络合氢化物的所述促进剂水溶液中包含的水的总重量在0.2倍以 上3倍以下。
本发明的第二方面所述的氢产生方法，其特征在于，在第一方面 所述的氢产生方法中，使所述水的总重量在1.0倍以上3倍以下。
由此，在络合氢化物和水反应的氢产生反应中，借助促进剂水溶 液，可以将促进反应的促进剂和水一起供给向络合氢化物，在络合氢 化物和水反应时，经常向反应部供给促进剂。因此，与少的水量无关 地，反应速度可以加快，且络合氢化物和促进剂的接触概率没有变化， 能均匀地接触。而且，相对促进剂水溶液及络合氢化物的重量，可以 得到9重量％，可以得到高的氢贮藏密度。
用于达到上述目的的本发明的第三方面所述的氢产生方法，其特 征在于，在将作为氢产生反应的促进剂的水溶液的促进剂水溶液供给 向络合氢化物、产生氢时，作为所述促进剂使用金属氯化物，所述金 属氯化物的浓度为0.1重量％以上40重量％以下。
用于达到上述目的的本发明的第四方面所述的氢产生方法，其特 征在于，在将作为氢产生反应的促进剂的水溶液的促进剂水溶液供给 向络合氢化物、产生氢时，作为所述促进剂使用金属氯化物，所述金 属氯化物的浓度为0.1重量％以上25重量％以下。
而且，作为金属氯化物的浓度最好为1重量％以上15重量％以下。
由此，在络合氢化物和水反应的氢产生反应中，借助促进剂水溶 液，可以将促进反应的促进剂和水一起供给向络合氢化物，在络合氢 化物和水反应时，经常向反应部供给促进剂。因此，与少的水量无关 地，反应速度可以加快，且络合氢化物和促进剂的接触概率没有变化， 能均匀地接触。而且，水溶性的促进剂在水溶液中均匀地分散，能使 络合氢化物和促进剂的接触概率保持一定。
用于达到上述目的的本发明的第五方面所述的氢产生方法，其特 征在于，在将作为氢产生反应的促进剂的水溶液的促进剂水溶液供给 向络合氢化物、产生氢时，作为所述促进剂使用酸，所述促进剂水溶 液的pH为1以上3以下。
而且，最好使促进剂水溶液的pH为1.4以上2以下。
由此，在络合氢化物和水反应的氢产生反应中，借助促进剂水溶 液，可以将促进反应的促进剂和水一起供给向络合氢化物，在络合氢 化物和水反应时，经常向反应部供给促进剂。因此，与少的水量无关 地，反应速度可以加快，且络合氢化物和促进剂的接触概率不变，能 均匀地接触。而且，在酸性度高的条件下，虽然酸的水溶液的体积或 重量变大，但在另一方面却能够提高反应效率，作为其结果，可以使 单位体积或单位重量的氢贮藏密度变高。
用于达到上述目的的本发明的第六方面所述的氢产生方法，其特 征在于，在将作为氢产生反应的促进剂的水溶液的促进剂水溶液供给 向络合氢化物、产生氢时，作为所述促进剂使用金属氯化物及酸，所 述金属氯化物的浓度为0.1重量％以上25重量％以下，同时，所述促 进剂水溶液的pH为1以上3以下。
由此，在络合氢化物和水反应的氢产生反应中，利用促进剂水溶 液，可以将促进反应的促进剂和水一起供给向络合氢化物，在络合氢 化物和水反应时，经常向反应部供给促进剂。因而，与水量少无关地， 反应速度可以加快，且络合氢化物和促进剂的接触概率不变，能均匀 地接触。而且，水溶性的促进剂在水溶液中均匀地分散，能使络合氢 化物和促进剂的接触概率保持一定，同时，在酸性度高的条件下，虽 然酸的水溶液的体积或重量变大，但另一方面，由于反应效率提高， 作为其结果，可以使单位体积或单位重量的氢贮藏密度变高。
用于达到上述目的的本发明的第七方面所述的氢产生方法，其特 征在于，在将作为氢产生反应的促进剂的水溶液的促进剂水溶液供给 向络合氢化物、产生氢时，相对所述络合氢化物的重量，使在供给向 所述络合氢化物的所述促进剂水溶液中包含的水的总重量在0.2倍以 上3倍以下，作为所述促进剂使用金属氯化物，所述金属氯化物的浓 度为0.1重量％以上25重量％以下。
由此，在络合氢化物和水反应的氢产生反应中，利用促进剂水溶 液，可以将促进反应的促进剂和水一起供给向络合氢化物，在络合氢 化物和水反应时，经常向反应部供给促进剂。因此，与水量少无关地， 反应速度可以加快，且络合氢化物和促进剂的接触概率不变，能均匀 地接触。而且，向对于促进剂水溶液及络合氢化物的重量，可以得到 9重量％，可以得到高氢贮藏密度，同时，水溶性的促进剂在水溶液 中均匀地分散，能使络合氢化物和促进剂的接触概率保持一定。
用于达到上述目的的本发明的第八方面所述的氢产生方法，其特 征在于，在将作为氢产生反应的促进剂的水溶液的促进剂水溶液供给 向络合氢化物、产生氢时，相对所述络合氢化物的重量，使在供给向 所述络合氢化物的所述促进剂水溶液中包含的水的总重量在0.2倍以 上3倍以下，作为所述促进剂使用酸，所述促进剂水溶液的pH为1 以上3以下。
由此，在络合氢化物和水反应的氢产生反应中，利用促进剂水溶 液，可以将促进反应的促进剂和水一起供给向络合氢化物，在络合氢 化物和水反应时，经常向反应部供给促进剂。因而，尽管水量少，反 应速度可以加快，且络合氢化物和促进剂的接触概率不变，能均匀地 接触。而且，向对于促进剂水溶液及络合氢化物的重量，可以得到9 重量％，可以得到高氢贮藏密度，同时，虽在酸性度高的条件下，酸 的水溶液的体积或重量变大，但另一方面，由于反应效率提高，作为 结果，可以使单位体积或单位重量的氢贮藏密度变高。
用于达到上述目的的本发明的第九方面所述的氢产生方法，其特 征在于，在将作为氢产生反应的促进剂的水溶液的促进剂水溶液供给 向络合氢化物、产生氢时，相对于所述络合氢化物的重量，使在供给 向所述络合氢化物的所述促进剂水溶液中包含的水的总重量在0.2倍 以上3倍以下，作为所述促进剂使用金属氯化物以及酸，所述金属氯 化物的浓度为0.1重量％以上25重量％以下，同时，所述促进剂水溶 液的pH为1以上3以下。
由此，在络合氢化物和水反应的氢产生反应中，利用促进剂水溶 液，可以将促进反应的促进剂和水一起供给向络合氢化物，在络合氢 化物和水反应时，经常向反应部供给促进剂。因而，尽管水量少，反 应速度可以加快，且络合氢化物和促进剂的接触概率不变，能均匀地 接触。而且，相对于促进剂水溶液及络合氢化物的重量，可以得到9 重量％，可以得到高氢贮藏密度，同时，虽在酸性度高的条件下，酸 的水溶液的体积或重量变大，但另一方面，由于反应效率提高，作为 结果，可以使单位体积或单位重量的氢贮藏密度变高。
本发明的第十方面所述的氢产生方法在如第一方面至第九方面的 任一方面中所述的氢产生方法中，其特征在于，所述络合氢化物是氢 化硼酸盐。
本发明的第十一方面所述的氢产生方法，在如第五、六、八、九 方面的任一方面中所述的氢产生方法中，其特征在于，所述酸是有机 酸。
本发明的第十二方面所述的氢产生方法，其特征在于，在如第十 一方面所述的氢产生方法中，所述酸是羧酸。
羧酸最好是由柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、酒石酸、丙二酸、草酸、 马来酸组成的群中所包含的至少一种。这些酸没有挥发性，可以调制 稳定的酸水溶液。
本发明的第十三方面所述的氢产生方法，在如第一方面至第十二 方面的任一方面中所述的氢产生方法中，其特征在于，在所述氢产生 反应的所述促进剂或所述络合氢化物的至少一方中含有消泡剂。
由此，络合氢化物和促进剂水溶液的接触变得容易进行。也就是 说，向络合氢化物供给促进剂水溶液时，特别是在高氢化硼酸盐比例 的情况下，反应后水量下降，生成物的粘性变得非常高，大量产生卷 入有氢或络合氢化物、生成物的泡，但利用消泡剂的效果可容易消泡。 该结果，可以抑制由促进剂水溶液和络合氢化物的泡导致的接触阻碍 以及反应速度或反应效率的下降。另外，由于通过消泡可以抑制泡的 流出，故可以使收纳络合氢化物的反应容器的体积变小，提高氢贮藏 密度。
本发明的第十四方面所述的氢产生方法在如第一至第十三方面的 任一方面中所述的氢产生方法中，其特征在于，使供向所述络合氢化 物的所述促进剂水溶液与氢产生反应的固体促进剂接触。
本发明的第十五方面所述的氢产生方法在如第十四方面所述的氢 产生方法中，其特征在于，所述固体促进剂包含与所述促进剂水溶液 的促进剂同种的促进剂。
由于即使促进剂水溶液和络合氢化物混合，也不是所有的反应物 即刻反应，故首先形成反应物和已经生成的生成物混合的混合水溶液。 该水溶液由于含有络合氢化物，故引起氢产生反应。反应速度由于和 促进剂水溶液刚刚供给后相比变慢，故可以通过与以固体保持的固体 促进剂接触，使反应速度增加。另外，促进剂水溶液中的促进剂和固 体促进剂的种类不论是同类、异类。
本发明的第十六方面所述的氢产生方法，在如第十四方面中所述 的氢产生方法中，其特征在于，所述固体促进剂是贵金属或氢吸附合 金。
作为贵金属，可以使用铱、锇、钯、钌、铑、铂、金等。贵金属 或氢吸附合金显示有关络合氢化物的水解反应的催化剂作用。因此， 当使贵金属或氢吸附合金与混合水溶液接触时，可以使反应速度增加。 由于所述的金属或合金系的催化剂没有溶解在混合溶液中，故可以不 依靠混合溶液的液性而显示一定的催化剂效果，能够稳定地产生氢。
用于达到上述目的的本发明的第十七方面所述的氢产生方法是在 将在如第一至第九方面的任一方面中所述的促进剂水溶液贮藏在水溶 液贮藏部中，贮藏如第一至第九方面的任一方面中所述的络合氢化物， 同时，由引起氢反应的反应部组成的氢供给器产生氢，通过供给管或 阀向外部装置供给氢，在该氢产生方法中，其特征在于，向络合氢化 物供给促进剂水溶液以产生氢。
由此，通过促进剂水溶液的供给和停止进行氢产生反应的开始和 停止的控制，从而反应控制变得容易。
本发明的第十八方面所述的氢产生方法，在如第十七方面中所述 的氢产生方法中，其特征在于，具有：将在所述外部装置中的设定氢 压加上所述供给管或所述阀中损失的压力而得的值作为基准压，在所 述外部装置的内压降低到所述设定氢压以下、所述反应部内压下降到 所述基准压以下时，向所述第二氢产生材料供给所述促进剂水溶液的 第一工序；在所述促进剂水溶液中溶解第二氢产生材料并产生氢的第 二工序；以及从所述反应部向所述外部装置的氢供给压变得比基准压 高时，停止所述促进剂水溶液的供给的第三工序；按顺序反复进行从 所述第一工序到所述第三工序。
由此，当在外部装置中消耗氢时，就能与消耗速度连动产生并供 给氢。氢产生反应通过将促进剂水溶液供给至络合氢化物而产生，但 此时的氢产生量由包含在促进剂水溶液中的水量决定。因而，根据反 应部内压和基准压的差供给促进剂水溶液、停止供给时，可间断地供 给在外部装置中消耗所要的氢量，可以很容易地控制氢供给量。
本发明的第十九方面所述的氢产生方法在如第十八方面中所述的 氢产生方法中，其特征在于，所述促进剂水溶液被供向所述络合氢化 物后，至少一次地使氢产生速度上升到在所述外部装置中的氢消耗速 度以上。
由此，能使反应部或外部装置的内压增加，可以反复进行从第一 工序到第三工序的一系列的流程。由于促进剂水溶液的供给量由内压 的增加状况决定，所以在迅速引起氢产生反应时供给量为少量，但由 于生成物覆盖络合氢化物而使得促进剂水溶液和络合氢化物的接触缓 慢、或反应部的温度变低时，氢产生反应的速度下降，所以使促进剂 水溶液的供给量变多，氢产生速度加快。
本发明的第二十方面所述的氢产生方法在如第十九方面所述的氢 产生方法中，其特征在于，所述反应部的内压比所述基准压高0.3kPa～ 300kPa。
由此，由于反应部的内压不会过大，故可以安全地进行运转。
本发明的第二十一方面所述的氢产生方法在如第十八方面所述的 氢产生方法中，其特征在于，用所述氢供给器的容积除包含在所述促 进剂水溶液中的水和所述络合氢化物反应生成的化学计量氢生成量、 算出理论氢压时，设定在进行一次所述第一工序时供给的所述促进剂 水溶液的供给量，使得所述理论氢压成为5kPa～300kPa。
由此，可以抑制氢供给器内的压力过度上升，并可以进行安全的 运转。
本发明的第二十二方面所述的氢产生方法在如第十七至二十一方 面中任一方面所述的氢产生方法中，其特征在于，在所述氢供给器中 产生的氢作为供给至燃料电池的负极室的氢使用。
本发明的第二十三方面所述的氢产生方法在如第二十二方面所述 的氢产生方法中，其特征在于，燃料电池的设定氢压是燃料电池的正 极室的压力以上且比正极室的压力高0.3MPa的压力以下。
由此，在正极室和负极室间存在的电解质中，从正负两极室施加 的压力差最大也在0.305MPa～0.6MPa的范围内。当从该压力差中减 去在燃料电池中消耗的氢的量时，加在电解质上的应力可以为电解质 的耐久性以下。
本发明的第二十四方面所述的氢产生方法在如第二十三方面所述 的氢产生方法中，其特征在于，对所述促进剂水溶液施加所述基准压， 在连接所述水溶液贮藏部和所述反应部的导管上具有止回阀，当所述 反应部内压下降到所述基准压以下时，利用压差打开所述止回阀，所 述促进剂水溶液供向所述络合氢化物，当所述反应部内压上升到所述 基准压以上时，利用压差关闭所述止回阀，所述促进剂水溶液停止。
由此，无需采用压力传感器将压力转换成电信号、供给促进剂水 溶液这样的电检测、控制方法。也就是说，根据止回阀，止回阀的阀 体可以检测随着反应部内压和基准压的差的力的变化而自动开阀、关 阀，并可以按照施加在促进剂水溶液上的基准压和反应部内压的差， 供给、停止促进剂水溶液。
本发明的第二十五方面所述的氢产生方法在如第二十三方面所述 的氢产生方法中，所述促进剂水溶液被加重，在连接所述水溶液贮藏 部和所述反应部的导管上具有调节器，当所述反应部内压降低到所述 基准压以下时，所述调节器开阀，所述促进剂水溶液被供向所述络合 氢化物，当所述反应部内压上升到所述基准压以上时，所述调节器闭 阀，所述促进剂水溶液停止。
用于达到上述目的的本发明的第二十六方面所述的氢产生装置， 其特征在于，装备有用于贮藏作为氢产生反应的促进剂的水溶液的促 进剂水溶液的水溶液贮藏部，水溶液贮藏部经由供给管连接在贮藏络 合氢化物的氢供给器上，在氢供给器上连接消耗由氢供给器所产生的 氢的外部装置，在供给管上装有阀部件，该阀部件根据与氢的消耗相 对应的氢供给器的压力以及水溶液贮藏部的压力来容许促进剂水溶液 的流通，在所述水溶液贮藏部中，贮藏着在第一至十六方面中任一方 面所述的氢产生方法的促进剂水溶液。
用于达到上述目的的本发明的第二十七方面所述的燃料电池设 备，其特征在于，在第二十六方面所述的氢产生装置的氢供给器与燃 料电池的负极室连接，所产生的氢被供给向所述负极室。
发明的效果
在本发明中，可以提供一种控制容易的氢产生方法及氢产生装置， 其通过向络合氢化物供给促进剂水溶液，能够将作为氢产生反应的反 应物的水和用于提高反应速度的促进剂同时供向络合氢化物，可以使 促进剂和络合氢化物均匀且高效地接触，使氢产生速度增加，提高反 应效率及氢贮藏密度。
另外，能提供一种燃料电池设备，其装备有可以使氢产生速度增 加、提高反应效率及氢贮藏密度、控制容易的氢产生装置。
附图说明
图1是本发明一个实施方式的氢产生方法的工序流程图。
图2是本发明一个实施方式的装备有氢产生装置的燃料电池设备 的概略结构图。
图3是表示使用根据本发明的氢产生方法的运转氢供给器和燃料 电池时的氢供给器内压变化和燃料电池的输出电压的历时变化的曲线 图。
图4是表示在苹果酸水溶液中溶解了氢化硼钠时的反应效率的苹 果酸浓度依存性的曲线图。
图5是表示反应效率的氢化硼钠浓度依存性的曲线图。
图6是表示反应效率的苹果酸的pH值的依存性的曲线图。
图7是说明促进剂水溶液及促进剂以及固体促进剂的组合的表。
图8是表示反应效率的氯化镍浓度的依存性的曲线图。
图9是表示没有收纳固定催化剂时的氢产生压力的历时变化的曲 线图。
图10是表示收纳了固定催化剂时的氢产生压力的历时变化的曲 线图。
图11是本发明第一实施方式的氢产生装置的概略结构图。
图12是本发明第二实施方式的氢产生装置的概略结构图。
图13是本发明第三实施方式的氢产生装置的概略结构图。
图14是本发明第一实施方式的燃料电池设备的概略结构图。
图15是本发明第二实施方式的燃料电池设备的概略结构图。
图16是本发明第四实施方式的氢产生装置的概略结构图。
图17是本发明第五实施方式的氢产生装置的概略结构图。
图18是本发明第六实施方式的氢产生装置的概略结构图。
图19是本发明第三实施方式的燃料电池设备的概略结构图。
图20是本发明第四实施方式的燃料电池设备的概略结构图。
图21是本发明第五实施方式的燃料电池设备的概略结构图。
附图标记说明
1  反应部
2  水溶液贮藏部
3  连接管
4  止回阀
5  大气取入口
6  燃料电池的阳极室
7  氢供给管
S1  第一工序
S2  第二工序
S3  第三工序

下面，根据附图详细说明本发明的实施方式。
图1示出了本发明的一个实施方式的氢产生方法的工序流程图。
如图所示，第一工序S1是检测反应器内压比基准压低、向反应器 供给促进剂水溶液的工序。第二工序S2是在促进剂水溶液中溶解络合 氢化物、引起氢产生反应的工序。第三工序S3是检测反应器内压比基 准压高、停止供给促进剂水溶液的工序。通过反复进行从第一工序S1 到第三工序S3的流程，可以连续供给氢。在本实施方式中，作为促进 剂水溶液的促进剂使用苹果酸，作为络合氢化物使用氢化硼钠。
图2表示本发明的一个实施方式的装有氢产生装置的燃料电池设 备的概略结构。
如图所示，氢供给器包括：贮藏作为络合氢化物的氢化硼钠并引 起氢产生反应的反应部1、和贮藏作为促进剂水溶液的苹果酸水溶液 的水溶液贮藏部2；反应部1和水溶液贮藏部2利用连接管3连接。 在连接管3上设有作为阀的止回阀4，在水溶液贮藏部2中设有用于 取入大气的大气取入口5。进而，反应部1和作为燃料电池负极室的 阳极室6由氢供给管7连接，从反应部1向阳极室6供给氢。燃料电 池是固体高分子型燃料电池，形成为被供给至阳极室6的氢不向外部 放出的结构。
苹果酸水溶液向反应部1的供给、停止的控制根据图1进行。作 为用于使燃料电池动作的设定氢压，将阳极室6的内压设定为大气压。 这是由于在用阳极和阴极夹持的固体高分子膜上，从阴极侧施加大气 压，从阳极侧施加阳极室6内压，使两者的压力差变小，以将固体高 分子膜的应力抑制得较低。基准压是在设定氢压上加上由氢供给管7 导致的损失压力的值。其中，在本实施例中，由于氢供给管7足够粗 而短，不产生压力损失，使基准压成为与设定氢压同样的大气压。
水溶液贮藏部2由于从大气取入口5流入的大气而通常成为大气 压。另外，止回阀4的开阀压大致与0Pa相同，不产生苹果酸水溶液 在连接管3中通过时的压力损失。因而，根据反应部1内压和大气压 的差决定苹果酸水溶液的供给和供给停止。苹果酸水溶液的供给、供 给停止的控制如图1所示的工序流程图那样，以下将进行详细的说明。
第一工序S1是这样的工序，即，根据伴随燃料电池发电的氢消耗， 阳极室6及反应部1的内压下降，当反应部1的内压比大气压低时， 根据反应部1和水溶液贮藏部2的压差向止回阀4的阀体施加送液方 向的力，止回阀4开阀，向反应部1供给苹果酸水溶液。
第二工序S2是发生氢产生反应的工序。当苹果酸水溶液被供向反 应部1时，苹果酸水溶液与氢化硼钠接触，氢化硼钠溶解在苹果酸水 溶液中。氢化硼钠在苹果酸水溶液中与溶剂的水缔合而发生氢产生反 应。此时，溶解的苹果酸作为均匀系催化剂起作用，显示促进氢化硼 钠和水的反应的作用。
第三工序S3是这样的工序，即，当由氢产生导致反应部1的内压 上升超过大气压时，反应部1和水溶液贮藏部2根据压差向止回阀4 的阀体施加朝向送液方向相反方向的力，止回阀4闭锁，停止供给苹 果酸水溶液。
通过反复上述工序，可以对阳极室6供给氢，而且，可以供给与 燃料电池的输出电流对应的氢。由于利用压力开关止回阀4，输送苹 果酸水溶液，故送液控制不需要电力。
另外，在燃料电池的发电停止时，没有氢消耗，反应部1按定压 得以保持。因而，不向反应部1供给苹果酸水溶液，不会发生新的氢 产生。也就是说，可以在停止燃料电池运转的同时停止供给氢。
图3示出了用于表示使用了本发明的氢产生方法的运转氢供给器 和燃料电池时的氢供给器内压变化和燃料电池的输出电压的历时变化 的曲线图。使苹果酸水溶液的浓度为25重量％，混合硅酮系消泡剂。 另外，使苹果酸水溶液中的水分相对氢化硼钠的比率为1.3。
图3的曲线图表示反复发生由燃料电池的发电产生的反应部1的 内压下降和由氢产生反应产生的反应部1的内压上升，确认了本发明 的氢产生方法。另外，判断出此时的燃料电池的电压是一定的，从氢 供给器供给所需量的氢。
关于苹果酸水溶液的供给量通过如下那样设定。连接管3的反应 部1侧的端部是内径为100μm左右的喷嘴，苹果酸水溶液在喷嘴前 端形成液滴后，向氢化硼钠滴下，由此苹果酸水溶液一次的供给量为 0.02g。从此，由化学计量计算出的因氢压产生的氢供给器内的压力上 升是30kPa。另外，燃料电池使阴极向大气开放，通过自然对流进行 氧扩散供给。周围温度是25℃，不进行电池的温度调节。使输出电力 固定在1W，进行发电。
由该系统运转的结果，到运转结束时，转换成氢的氢化硼钠相对 整个氢化硼钠是87％，此时的氢贮藏密度成为4.8重量％。
如图3所示，判断出在系统内，当一边因发电使系统内压下降一 边供给苹果酸水溶液时，压力上升，所以可在一定范围的压力内进行 运转。压力变动幅度是-5kPaG～+10kPaG，另外，由此得到的输出电 压的偏差小到数mV的程度。在此，基准压是0kPaG，而压力下降到 -5kPa左右。这是由于在苹果酸水溶液滴在氢化硼钠上之前，为了在 喷嘴前端形成液滴而需要时间，在该期间压力有所下降。另外，由苹 果酸水溶液的一次供给量计算出的压力上升是30kPa，由于同样的理 由，压力上限大致成为10kPa。
根据图4至图6，说明在图3中的反应条件的设定方法和设定理 由。
图4示出了用于表示在苹果酸水溶液中溶解氢化硼钠时的反应效 率的苹果酸浓度依存性的曲线图。
如图4所示，苹果酸水溶液中的水分相对氢化硼钠的比率是3。 另外，该测量不是将本发明的苹果酸水溶液按每次都以微量供给的方 式供向氢化硼钠的方法，而是按照由压力容器内压算出在压力容器内 溶解所有的反应物产生的氢量的方法而进行。即使在pH3的0.1重量 ％程度下混合苹果酸时，反应效率也超过10％，进而，苹果酸浓度在 25重量％以上，当为85％左右时饱和。苹果酸即使是0.1重量％，作 为氢贮藏密度也是有效的，由于判断出苹果酸浓度为25重量％时氢贮 藏密度最大，故将苹果酸浓度为25重量％作为条件进行选择。
另外，图5示出了表示反应效率的氢化硼钠浓度依存性的曲线图。 该测定中的苹果酸浓度为25重量％。另外，该测量利用和图3设定苹 果酸浓度时一样的方法进行。
如图5所示，据此，反应效率在氢化硼钠浓度低时为95％，是高 效率。可是，随着氢化硼钠浓度上升，效率下降。另外，氢化硼钠浓 度30重量％、即苹果酸水溶液中的水分相对氢化硼钠的比率为1.3时， 由氢放出量计算出的相对反应物总重量的氢贮藏密度为4.4重量％， 成为最大，此时的反应效率是81％。因而，由于判断出苹果酸水溶液 中的水分相对氢化硼钠的比率为1.3、以及苹果酸浓度为25重量％是 在本系统中具有最大的氢贮藏密度的条件，故选择了该条件。
另外，图6示出了用于表示反应效率的苹果酸浓度的pH的依存 性的曲线图。
如图6所示，反应效率在pH下降到2以下时超过80％，是高效 率。可是，由于pH过低时反应过于急速地产生，以及为了保持氢密 度，判断出pH最好是1以上。另外，判断出pH最好是1.4以上。
另外，若pH超过3，则反应效率成为30％以下，同时氢密度下 降。特别是在pH下降到1.4以下时、或者pH超过2时，反应效率及 氢密度呈现下降的倾向。根据这些情况，可以说苹果酸浓度的pH最 好是1以上3以下。而且，苹果酸浓度的pH可以说是1.4以上2以 下更为适当。
以上发现了在利用氢化硼钠的氢产生反应的系统中，不用电力就 能进行与燃料电池的电流相称的氢的供给和氢产生反应的控制、以及 提高氢贮藏密度。
在图7的表中除了上述实验结果外，还表示了使用其它促进剂水 溶液时或在反应部1中贮藏固体促进剂时的组合和反应效率。
(1)：将溶解了25重量％苹果酸的水溶液、氢化硼钠10g时的促 进剂水溶液的促进剂的量设成7.8g进行燃料电池运转。反应效率是 87％。若用苹果酸水溶液的话，可以高反应率得到氢，包含生成物的 水溶液的pH变低到9.5左右。
(2)：将10重量％的氯化镍水溶液、氢化硼钠10g时的促进剂水 溶液的促进剂的量设成2.6g进行燃料电池运转。反应效率是91％。若 用氯化镍水溶液的话，可以使催化剂量变少且反应率提高。
(3)：将溶解了15重量％苹果酸、5重量％的氯化镍的水溶液、 氢化硼钠10g时的促进剂水溶液的促进剂的量做成5.3g进行燃料电池 运转。反应效率是94％。若用苹果酸及氯化镍水溶液的话，可以提高 反应率，减少催化剂量，包含生成物的水溶液的pH变成10.0左右。
(4)作为促进剂水溶液使用1 0重量％的氯化镍水溶液，在反应 部1作为固体促进剂容纳有固体的氯化镍0.3g。将氢化硼钠10g时的 促进剂水溶液的促进剂的量做成2.6g进行燃料电池运转。在促进剂水 溶液中溶解氢化硼钠引起氢产生反应时，初期显示急速的反应速度， 但随时间推移反应变得缓慢。可以见到如下的现象，即，反应缓慢时 的反应部位成为水溶液，该水溶液与固体的氯化镍接触时，固体的氯 化镍溶解，氢产生反应的速度增加。其结果，与不贮藏固体的氯化镍 的情况相比较，反应部1的内压下降到基准压以下的时间加长，促进 剂水溶液的水的反应量变多。反应效率是96％。
(5)：代替(4)的固体的氯化镍，贮藏固体的氯化钴0.3g。反应 效率是96％。
(6)：代替(4)的固体的氯化镍，收纳固体的苹果酸0.5g。反应 效率是94％。
在(4)～(6)中，催化剂量增加了在反应器内固定了催化剂的 量，可以提高反应率。
(7)：代替(6)的10重量％的氯化镍水溶液将20重量％的苹果 酸水溶液作为促进剂水溶液，氢化硼钠10g时的促进剂水溶液的促进 剂的量做成5.8g进行燃料电池运转。反应效率是91％。
(8)：代替(7)的固体的苹果酸，收纳固体的氯化钴0.3g。反应 效率是92％。
(9)：代替(8)的固体的氯化钴，作为贵金属收纳0.3g的钯。 反应效率是89％。
在(7)～(9)中，可以使催化剂量减少，提高反应率。另外， 可以使内部压力的变动速度变小(参照后述的图9)，可以得到高的安 全性和控制性。
(10)：在(3)的基础上，在反应部1中作为固体促进剂收纳固 体的氯化镍0.3g。反应效率是97％。
在(10)中，催化剂量增加了在反应器内固定催化剂的量，可以 提高反应率。
因而，判断出通过使用(1)～(10)的组合显示了极高的反应效 率、可以得到高氢贮藏密度。
另外，作为金属氯化物的盐可以使用钠、钾、锂，作为金属可以 使用铁。另外，作为络合氢化物可以使用氢化铝盐。作为络合氢化物 使用氧化还原电位比氢低的金属时，使用酸作为促进剂水溶液的促进 剂。作为酸可以使用盐酸、硫酸。而且，作为络合氢化物可以使用两 性金属，此时，作为促进剂水溶液使用碱性水溶液。作为两性金属使 用铝、锌、锡、铅，作为碱性水溶液使用氢氧化钠。
如上所述，作为促进剂水溶液的促进剂，在(2)、(4)～(6)中， 作为金属氯化物使用氯化镍的水溶液。在此，氯化镍设成0.1重量％ 以上40重量％以下，最好是0.1重量％以上到25，用图8说明反应率 的氯化镍的浓度依存性。
图8示出了表示反应效率的氯化镍的浓度依存性的曲线图。当评 价反应效率、氢密度时，氯化镍的浓度的下限以反应开始经过五分钟 后的反应初期的反应率为根据；氯化镍的浓度的上限以反应结束时的 反应效率的高度为根据。在图中的纵轴左端的反应效率及氢密度的值 不是完全不含氯化镍时的值，而是加了氯化镍的重量％，例如0.1重 量％以下的值。
可以判断出的是，如图8所示，从反应开始经过五分钟后，在0.1 重量％以上的浓度区域成为10％以上的反应效率，以高反应率进行反 应。在到20重量％的浓度范围内形成高反应效率和高氢密度，在到 25重量％的浓度范围内维持高的状态。而且，若超过40重量％，反 应效率以及氢密度维持在大致不变的状态。因此，作为氯化镍的浓度、 即金属氯化物的浓度，将0.1重量％以上40重量％以下、进而是0.1 重量％以上25重量％以下作为形成最佳值的条件而选择。更好的是， 如图8所示，由于判断出在从1.0重量％到15重量％之间产生反应效 率以及氢密度的峰值，所以作为金属氯化物的浓度最好选择1.0重量 ％以上15重量％以下。
根据图9、图10，说明在反应器中收纳了固定催化剂(贵金属或 氢吸附合金)时的反应状况。在图9中示出了没有收纳固定催化剂时 的氢产生压力(氢产生速度)的历时变化，而在图10中示出了收纳有 固定催化剂时的氢产生压力(氢产生速度)的历时变化。作为具体条 件，图9的情况是在图7中所示的(1)中，假设发电电流为6A。而 且，图10的情况是在图7中所示的(7)中，假设发电电流为6A。
图9、图10是在燃料电池系统中在向氢化硼钠滴下催化剂水溶液 时的反应速度的不同。在此，曲线图的倾斜度与氢产生速度和发电电 流相关。由于图9、图10的发电电流相同，故曲线的不同起因于氢产 生速度的不同。氢产生速度与催化剂量、供给的水的量相关，供给量 越多则越快。因而，当供给促进剂水溶液量时，曲线图变成竖起。曲 线的一个周期与所供给的水的量、氢产生速度的变化及电流相关。供 给水量越多则一个周期越长。另外，供给促进剂水溶液后，氢产生速 度变化，直到氢产生速度比由于电流产生而产生的氢消耗速度小的时 间越短，则一个周期越短。
下面比较两图。编号(a)～(c)为各自对应的内容。
图9
(a)由于氢化硼钠和水溶液相遇会进行反应，所以反应速度的变 化是圆滑的。因而，图线图的线上很少有细小的凹凸。
(b)竖起、下落是急剧的。这显示了氢产生速度的变化速度大。
(c)一个周期短。供水量少。
图10
(a)在氢化硼钠和水溶液相遇的基础上，使反应中的物质与固定 在反应器上的促进剂接触，进行反应。反应中的物质形成泡状，在泡 表面上含有氢化硼钠和水。由于反应中的物质是泡形状，所以固定在 反应器上的促进剂和反应中的物质接触的时刻各不相同。因而，在曲 线图的线上，细小的凹凸变多。
(b)竖起、下落是缓慢的。这显示氢产生速度的变化速度小。 因而，可以得到高的安全性和控制性。比起图9竖起速度变慢的理由 可以举出：(i)由于促进剂处在反应器内，在向氢化硼钠供给促进剂 水溶液的时刻的水和氢化硼钠的接触量变少；(ii)促进剂水溶液的浓 度低。
(c)一个周期长，但压力变化量与图9一样。供水量多。是由于 竖起速度缓慢。
在图9、图10中压力不同，这是由于阀的闭阀压不同。压力的绝 对值与氢产生速度或发电电流等无关。
也就是说，由于即使混合促进剂水溶液和氢化硼钠，所有的反应 物也不能立即反应，所以，首先会形成反应物和已生成的生成物混合 的混合水溶液。由于该水溶液包含氢化硼钠，故引起氢产生反应。由 于反应速度与促进剂水溶液刚刚供给后相比变慢，所以通过与保持为 固体的固体促进剂接触，可以使反应速度增加。
因而，在容纳了固体促进剂时，可以使内部压力的变化速度小， 得到高安全性和控制性。另外，由于即使供给水量多，压力变化量也 一样，故即使不收纳固体促进剂时，也可认为当供给水量变少时压力 变化量变小。由此，可以得到高的安全性和控制性。
根据图11～图22说明实施本发明的氢产生方法的氢产生装置及 燃料电池设备的具体结构。按图中的说明，工作材料(ワ—ク)是络 合氢化物，作为一例假设是氢化硼钠。另外，反应溶液是促进剂水溶 液，作为一例假设是苹果酸水溶液。而且，作为工作材料也可以适用 氢化硼钠以外的络合氢化物，作为反应溶液也可以适用图7中所例示 的促进剂水溶液等。
图11表示本发明第一实施方式的氢产生装置的概略结构，图12 表示本发明第二实施方式的氢产生装置的概略结构，图13表示本发明 第三实施方式的氢产生装置的概略结构。
根据图11说明第一实施方式的氢产生装置。
氢产生装置11装有作为氢供给器的反应腔12(相当图1中的反 应部1)，在反应腔12内贮藏有作为氢产生反应物的工作材料13(例 如氢化硼钠)。在反应腔12中通过作为供给管的送液管14连接作为水 溶液贮藏部的溶液罐15，送液管14与作为溶液罐15的流体室的液室 16连接。在液室16中贮藏有作为促进剂水溶液的反应溶液17(例如 苹果酸水溶液)，液室16由可动壁18间隔。
可动壁18通过压缩弹簧19向液室16侧加力，液室16被推向可 动壁18，被加压。即，由于可动壁18时常由压缩弹簧19推压，所以 在形成反应溶液17在送液管14中流动的条件时，就能推出反应溶液 17。反应溶液17从送液管14送到反应腔12时，反应溶液17和工作 材料13接触发生氢生成反应。而图中的附图标记20是用于不妨碍可 动壁18动作的空气取入口。
在反应腔12中连接作为排出装置的氢导管21，在氢导管21中设 有调节器22。利用调节器22调整来自反应腔12的氢排出量。另外， 利用调节器22可以控制氢排出量，但使用定压阀也可以按一定的氢压 排出氢。
另一方面，在送液管14中设置压力调整用的压力调整阀23，压 力调整阀23是调整反应溶液17成为容许流通状态时的压力的阀。反 应溶液17成为容许流通状态时的输出压成为压力调整阀23开阀时的 压力(开阀压)。反应腔12内的压力上升到开阀压以上时，压力调整 阀23闭锁，在反应腔12内的压力低于开阀压时(规定值以下)压力 调整阀23打开。
即，液室16的内压被加压，维持比压力调整阀23打开的压力还 高(用于打开压力调整阀23的、超过反应腔12的规定压力值的压力)， 压力调整阀23做成在反应腔12的内压成为规定值以下的定压时、在 容许从液室16侧向反应腔12侧的反应溶液17的流通的状态下阀体打 开的结构。
压力调整阀23例如是定压阀，由作为溶液罐15的液室16侧流路 的一次流路、作为反应腔12侧的流路的二次流路、在一次流路和二次 流路之间安装的阀体、将外部压力传递给阀的外压传递路、和将反应 腔12的内压传递给阀体的内压传递路构成。
另外，也可以做成如下结构，即，通过用壁部件分隔溶液罐15 的液室16和反应腔12而由一个容器部件构成溶液罐15和反应腔12， 在分隔液室16和反应腔12的壁部件上形成连通孔，在连通孔中设置 压力调整阀23。由此，不需要送液管14，可以削减部件的数量。
说明上述的氢产生装置11的作用。
从溶液罐15的液室16通过送液管14向反应腔12输送反应溶液 17。在向液室16加压的同时，在不生成氢的状态下的反应腔12的内 压设成打开压力调整阀23状态的低压力，通过送液管14输送反应溶 液17。
在向反应腔12输送反应溶液17时，反应溶液17和工作材料13 接触、反应，生成氢。在生成氢时，反应腔12的内压上升，高于压力 调整阀23的开阀压(成为压力调整阀23关闭的状态)。通过反应腔 12的内压上升，压力调整阀23成为闭阀状态，停止从送液管14供给 反应溶液17。
不供给反应溶液17时，反应腔12中的氢产生反应的反应速度下 降，产生的氢从反应腔12的氢导管21排出。通过反应腔12的内压下 降，形成打开压力调整阀23状态的低压力。再次从溶液罐15的液室 16向反应腔12输送反应溶液17，反应溶液17和工作材料13接触， 生成氢。
在此，为了从溶液罐15的液室16输送反应溶液17，使用了加压 装置。即，可动壁18利用压缩弹簧19向液室16侧加力，利用液室 16被可动壁18推压的加压力输送反应溶液17。在反应溶液17中，在 由压缩弹簧19产生的经由可动壁18的加压作用下，经常施加从溶液 罐15排出的力。其中，根据压缩弹簧19的位移量，压力产生变化。
相对反应溶液17的排出速度的变化，通过装有由反应溶液17的 内压下降而开阀、开阀压一定的压力调整阀23，不管溶液罐15的液 室16的压力，反应溶液17的排出速度是一定的。另外，由于压力调 整阀23根据反应腔12的内压和外压的关系进行阀的开关，且由于外 压(具体地为大气压)是一定的，故反应腔12的内压大致保持一定。
因此，可以根据压力状态，不用动力即可稳定地向反应腔12供给 反应溶液17，生成氢。另外，通过用可动壁18改变液室16的容积， 可以向液室16加压，保持压力调整阀23打开的压力状态。另外，由 于形成用压缩弹簧19的作用力推压可动壁18，故可以用极简单的结 构推压可动壁18。
根据图12说明第二实施方式的氢产生装置。另外，对与图11所 示的部件相同的部件赋予相同的附图标记，并省略重复的说明。
第二实施方式的氢产生装置24代替图11所示的氢产生装置11的 压缩弹簧19，装有一对磁铁25。即，利用磁铁25的反作用力，可动 壁18被向液室16侧加力，液室16被推向可动壁18、被加压。由于 可动壁18经常被用磁铁25的反作用力推压，在形成反应溶液17在送 液管14中流动的条件时，可以推出反应溶液17。
因而，氢产生装置24可以用极简单的结构通过磁铁25的磁力推 压可动壁18。
根据图3说明第三实施方式的氢产生装置。另外，对与图1、图2 所示的部件相同的部件赋予相同的附图标记。
氢产生装置28装有反应腔12，在反应腔12中贮藏有工作材料13。 在反应腔12中借助送液管14连接溶液罐15，送液管14与溶液罐15 的液室16连接。在液室16中贮藏有反应溶液17。在反应腔12中连 接氢导管21，在氢导管21中设有调节器22。利用调节器22调整来自 反应腔12的氢排出量。
另一方面，在送液管14中设置压力调整用的压力调整阀23，压 力调整阀23是调整反应溶液17成为容许流通状态时的压力的阀。反 应溶液17成为容许流通状态时的输出压成为压力调整阀23开阀时的 压力(开阀压)。反应腔12内的压力上升到开阀压以上时，压力调整 阀23闭锁，在反应腔12内的压力降低到开阀压以下时(规定值以下)， 压力调整阀23打开。
而且，与送液管14不同地，利用压力传递管26连接反应腔12 和溶液罐15的液室16，在反应腔12产生的氢通过压力传递管26送 到溶液罐15的液室16。在压力传递管26上设有止回阀27，通过止回 阀27只容许氢从反应腔12流向液室16。即，氢不能从液室16流到 反应腔12。
将反应溶液17供向反应腔12的原理是利用因溶液罐15的内压上 升和在反应腔12的减压而产生的两者的压力差。通过在反应腔12产 生氢、压力上升，氢从反应腔12流入溶液罐15，溶液罐15的内压上 升。另一方面，由于在反应腔12中氢经由调节器22从氢导管21向外 部排出，所以反应腔12的压力减少。因而，在溶液罐15和反应腔12 产生压力差，反应溶液17向反应腔12侧移动。
说明上述的氢产生装置28的作用。
从溶液罐15的液室16通过送液管14向反应腔12输送反应溶液 17。在向液室16加压的同时，在不生成氢的状态下的反应腔12的内 压成为打开压力调整阀23状态的低压力，通过送液管14输送反应溶 液17。
在向反应腔12输送反应溶液17时，反应溶液17和工作材料13 接触、反应，生成氢。在生成氢时，反应腔12的内压上升，上升到压 力调整阀23的开阀压以上(成为压力调整阀23关闭的状态)。通过反 应腔12的内压上升，压力调整阀23成为闭阀状态，停止从送液管14 供给反应溶液17。
不供给反应溶液17时，反应腔12中的氢产生反应的反应速度下 降，产生的氢从反应腔12的氢导管21排出。通过反应腔12的内压下 降，形成打开压力调整阀23的状态的低压力。再次从溶液罐15的液 室16向反应腔12输送反应溶液17，反应溶液17和工作材料13接触， 生成氢。
在此，为了从溶液罐15的液室16输送反应溶液17，使用了加压 装置。即，当在反应腔12内产生氢、压力上升时，从压力传递管26 向溶液罐15送氢，从反应腔12向溶液罐15传递压力。同时，从氢导 管21排出反应腔12的氢时，反应腔12的内压下降，用止回阀27维 持溶液罐15的内压比反应腔12的内压高的状态，溶液罐15成加压状 态，输送反应溶液17。
因此，可以根据压力状态，不用动力即可稳定地向反应腔12供给 反应溶液17，生成氢。另外，可以通过借助压力传递管26的止回阀 27流入的氢对溶液罐15加压，保持压力调整阀23打开的压力状态。
根据图14、图15说明燃料电池设备。
在图14中表示本发明第一实施方式的燃料电池设备的概略结构， 在图15中表示本发明第二实施方式的燃料电池设备的概略结构。
图14所示的燃料电池系统31是使图11所示的氢产生装置11与 燃料电池32连接的系统。即，在燃料电池32中装有作为负极室的阳 极腔33，阳极腔33构成与燃料电池组34的阳极室连接的空间。阳极 室是临时保持在阳极中消耗的氢的空间。阳极腔33和反应腔12由氢 导管21连接，在反应腔12中产生的氢供向阳极腔33的阳极室。供给 阳极室的氢在阳极中的燃料电池反应被消耗。在阳极中的氢的消耗量 根据燃料电池32的输出电流决定。
另外，由于不需要设置装在图11所示的氢导管21上的调节器22， 故没有安装。
上述的燃料电池系统31可以做成装有不使用复杂的机构或动力 就能稳定地供给反应溶液17而生成氢的氢产生装置11的燃料电池系 统31。
图15所示的燃料电池设备35是使图13所示的氢产生装置28与 燃料电池32连接的系统。即，在燃料电池32中装有阳极腔33，阳极 腔33构成与燃料电池组34的阳极室连接的空间。阳极室是临时保持 在阳极中消耗的氢的空间。阳极腔33和反应腔12由氢导管21连接， 在反应腔12中产生的氢供向阳极腔33的阳极室。供给阳极室的氢在 阳极中的燃料电池反应被消耗。在阳极中的氢的消耗量根据燃料电池 32的输出电流决定。
另外，由于不需要设置装在图13所示的氢导管21上的调节器22， 故没有安装。
上述的燃料电池设备35可以做成装有不使用复杂的机构或动力 就能稳定地供给反应溶液17而生成氢的氢产生装置24的燃料电池设 备35。
在图16中表示本发明第四实施方式的氢产生装置的概略结构，在 图17中表示本发明第五实施方式的氢产生装置的概略结构，在图18 中表示本发明第六实施方式的氢产生装置的概略结构。
根据图16说明第四实施方式的氢产生装置。
氢产生装置41装有反应腔42，在反应腔42内贮藏着工作材料43。 另外，在反应腔42的内部装有溶液容器44，在溶液容器44中贮藏有 作为反应流体的反应溶液51。反应腔42和溶液容器44用作为流体供 给路的送液管45连接，送液管45经由反应腔42的外部使反应腔42 和溶液容器44连接。
溶液容器44例如由聚丙烯制(可挠性材料：树脂或橡胶的薄膜、 片状材料)的袋部件组成，在底部设有作为板材的加重板46。在加重 板46和反应腔42的底壁间设有压缩弹簧47，由压缩弹簧47向加重 板46加力。另外，作为溶液容器44，在聚丙烯以外可以使用PET、 硅酮、硅橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶等可挠性材料。
由于溶液容器44借助压缩弹簧47及加重板46经常被推压，当成 为反应溶液51在送液管45中流动的条件时，可以从溶液容器44推出 反应溶液51。当反应溶液51被推出时，由于借助加重板46推压溶液 容器44，袋部件变形，溶液容器44的体积减小，反应腔42的容积相 应地增加。反应溶液51从送液管45送到反应腔42时，反应溶液51 和工作材料43接触，在容积增加的反应腔42中发生氢生成反应。
在反应腔42中连接氢导管50，在氢导管50中设有调节器52。利 用调节器52可以调整来自反应腔42的氢排出量。另外，利用调节器 52可以控制氢排出量，但也可利用定压阀按一定的氢压排出氢。
另一方面，在反应腔42的外部部位的送液管45中设置压力调整 用的压力调整阀53，压力调整阀53是调整在反应溶液51形成流通容 许状态时的压力的阀。反应溶液51成为容许流通状态时的输出压成为 压力调整阀53开阀时的压力(开阀压)。反应腔42内的压力上升到开 阀压以上时，压力调整阀53闭锁，反应腔42内的压力下降到开阀压 以下时(规定值以下)，压力调整阀13打开。
即，溶液容器44的内压被加压，维持比压力调整阀53打开的压 力还高(超过用于调整阀53打开的反应腔42的规定压力值的压力)， 压力调整阀53做成在反应腔42的内压成为规定值以下的定压时、在 容许从溶液容器44侧向反应腔42侧的反应溶液51的流通的状态下阀 体打开的结构。
压力调整阀53例如是定压阀，由作为溶液容器44侧的流路的一 次流路、作为反应腔42侧的流路的二次流路、在一次流路和二次流路 间安装的阀体、将外部的压力传给阀的外压传递路、和将反应腔42 的内压传给阀体的内压传递路构成。
另外，经由反应腔42的外部用送液管45连接反应腔42和溶液容 器44，但也可以将送液管45配置在反应腔42的内部。另外，还可以 在反应腔42的内部开口的送液管45的喷嘴部设置止回阀。通过设置 止回阀，可以防止在反应腔42中产生的氢或卷入氢的泡的逆流，减少 使用氢产生装置41的姿势的限制。
说明上述的氢产生装置41的作用。
从溶液容器44通过送液管45向反应腔42输送反应溶液51。在 溶液容器44被加压的同时，在没有生成氢的状态下反应腔42的内压 是打开压力调整阀53的状态的低压力，通过送液管45输送反应溶液 51。
在向反应腔42输送反应溶液51时，反应溶液51和工作材料43 接触反应，生成氢。生成氢时，反应腔42的内压上升，上升到压力调 整阀53的开阀压以上(成为压力调整阀53关闭的状态)。通过反应腔 42的内压上升，压力调整阀53成为闭阀状态，停止从送液管45供给 反应溶液51。
当不供给反应溶液51时，在反应腔42中的氢产生反应的反应速 度下降，产生的氢从反应腔42的氢导管50排出。通过反应腔42的内 压下降，形成打开压力调整阀53的状态的低压力。再次从溶液容器 44向反应腔42输送反应溶液51，反应溶液51和工作材料43接触生 成氢。
在此，为了从溶液容器44输送反应溶液51，使用了加压装置。 即，利用压缩弹簧47对加重板46加力，在溶液容器44的体积减少的 状态下袋部件变形，反应溶液51被加压，利用加压力输送反应溶液 51。在反应溶液51中通过由压缩弹簧47形成的经由加重板46的溶液 容器44的变形(体积减少)进行加压，经常施加从溶液容器44排出 的力。其中，由压缩弹簧47的位移量导致压力变化。
对于反应溶液51的排出速度的变化，通过装有由于反应溶液51 的内压下降导致开阀、开阀压一定的压力调整阀53，不管溶液容器44 的压力，反应溶液51的排出速度成为定值。另外，由于压力调整阀 53根据反应腔42的内压和外压的关系进行阀的开闭，故由于外压(具 体地为大气压)一定，反应腔42的内压大致保持为一定。
为此，可以不用动力由压力状态稳定地向反应腔42供给反应溶液 51，生成氢。另外，通过向加重板46加力改变溶液容器44的体积， 对溶液容器44加压，保持压力调整阀53打开的压力状态。另外，由 于用压缩弹簧47的作用力推压加重板46，故可以用极简单的结构推 压加重板46。
而且，由于随着溶液容器44的反应溶液51被供给向反应腔42 的工作材料43，加重板46由压缩弹簧47的作用力推压，溶液容器44 的体积减少，所以，可以与该体积减少的量对应地使反应腔42的容积 增加。因此，可以没有无效空间，以较少的空间使产生氢的区域增加， 能不减少氢产生量地实现空间节省。另外，还能不增加空间地增加氢 产生量。
因而，上述的氢产生装置41可以用少的体积产生足够量的氢。
根据图17说明第五实施方式的氢产生装置。对与图16所示的部 件相同的部件赋予相同的附图标记并省略重复的说明。
第五实施方式的氢产生装置55代替图16中所示的溶液容器44， 在反应腔42内部装有作为流体室的溶液容器56。在溶液容器56中贮 藏有反应溶液51(例如苹果酸水溶液)。反应腔42和溶液容器56用 作为流体供给路的送液管45连接，送液管45经由反应腔42的外部使 反应腔42和溶液容器56连接。
溶液容器56作为变形容许部件由波纹部件所构成的波纹管组成， 例如由SUS、磷青铜、铍构成。在溶液容器56的底部(波纹部件的 端部)设有作为板材的加重板57，在加重板57和反应腔42的底壁间 设有压缩弹簧47，由压缩弹簧47向加重板57加力。通过借助加重板 57推压溶液容器56，波纹管收缩，溶液容器56的体积减少。
由于溶液容器56借助压缩弹簧47及加重板57经常被推压，当形 成反应溶液51在送液管45中流动的条件时，可以从溶液容器56推出 反应溶液51。当反应溶液51被推出时，由于借助加重板57推压溶液 容器56，波纹管收缩，溶液容器56的体积减小，反应腔42的容积相 应地增加。反应溶液51从送液管45送到反应腔42时，反应溶液51 和工作材料43接触，在容积增加的反应腔42中发生氢生成反应。
为此，可以不用动力由压力状态使反应溶液51稳定并供给反应腔 42，生成氢。另外，可以通过向加重板57加力、使波纹管收缩，改变 溶液容器56的体积，对溶液容器56加压，保持压力调整阀53打开的 压力状态。而且，由于随着将溶液容器56的反应溶液51供给反应腔 42的工作材料43，加重板57由压缩弹簧47的作用力推压，由于波纹 管收缩，溶液容器56的体积减少，可以与体积减少的部分对应地使反 应腔42的容积增加。因此，可以没有无效空间，以较少的空间增加产 生氢的区域，能不减少氢产生量而节省空间。另外，还能不增加空间 而增加氢产生量。
因而，上述的氢产生装置55可以用少的体积产生足够量的氢。
根据图18说明第六实施方式的氢产生装置。对与图16、图17所 示的部件相同的部件赋予相同的附图标记并省略重复的说明。
第六实施方式的氢产生装置61代替图16中所示的溶液容器44， 在反应腔42内部装有作为流体室的溶液容器62。在溶液容器62中贮 藏有反应溶液51(例如苹果酸水溶液)。反应腔42和溶液容器62用 作为流体供给路的送液管45连接，送液管45经由反应腔42的外部使 反应腔42和溶液容器62连接。
溶液容器62由端部(下端部)开放的缸63和移动自由地装在缸 63的开放端侧的活塞板64构成(所谓注射结构)。通过活塞板64的 移动使缸室65的容量可变，在缸室65中贮藏有反应溶液51。在活塞 板64和反应腔42的底壁之间设置压缩弹簧47，用压缩弹簧47使活 塞板64被加力。通过推压活塞板64，形成缸63的缸室65的容积减 小、溶液容器62的开放体积增加、溶液容器62的体积减少的状态。
由于溶液容器62的活塞板64经常借助压缩弹簧47被推压，当形 成反应溶液51在送液管45中流动的条件时，可以使反应溶液51从溶 液容器62的缸室65推出。当反应溶液51被推出时，由于用活塞板 64推压缸室65，缸室65的容积减少，溶液容器62的体积减少，反应 腔42的容积相应地增加。反应溶液51从送液管45送到反应腔42时， 反应溶液51和工作材料43接触，在容积增加的反应腔42中发生氢生 成反应。
为此，可以不用动力由压力状态使反应溶液51稳定地供给反应腔 42，生成氢。另外，可以通过向活塞板64加力、使缸室65的容积减 少，改变溶液容器62的体积，对溶液容器62加压，保持压力调整阀 53打开的压力状态。
而且，由于随着溶液容器62的反应溶液51供给向反应腔42的工 作材料43，活塞板64由压缩弹簧47的作用力推压，缸室65的容积 减少，使溶液容器62的体积减少，所以可以与体积减少的部分享对应 地使反应腔42的容积增加。因此，可以没有无效空间，以较少的空间 增加产生氢的区域，能不减少氢产生量而节省空间。另外，还能不增 加空间而增加氢产生量。
因而，上述的氢产生装置61可以用少的体积产生足够量的氢。
根据图19～图21说明燃料电池设备。
在图19中表示本发明第三实施方式的燃料电池设备的概略结构， 在图20中表示本发明第四实施方式的燃料电池设备的概略结构，在图 21中表示本发明第五实施方式的燃料电池设备的概略结构。另外，在 图19～图21中对同一部件赋予相同的附图标记并省略重复的说明。
说明第三实施方式的燃料电池设备70。
图19所示的燃料电池设备70是使图16所示的氢产生装置41与 燃料电池71连接的系统。即，在燃料电池71中装有阳极腔72，阳极 腔72构成与燃料电池组73的阳极室连接的空间。阳极室是临时保持 在阳极上消耗的氢的空间。
阳极腔72和反应腔42用氢导管50连接，在反应腔42中产生的 氢供给向阳极腔72的阳极室。向阳极室供给的氢在阳极的燃料电池反 应中被消耗。在阳极上的氢的消耗量根据燃料电池71的输出电流决 定。
另外，由于不需要设置图16中所示的装在氢导管50上的调节器 52，故没有安装。另外，也可以代替氢产生装置41，使用图17中所 示的氢产生装置55或图18中所示的氢产生装置61。
上述燃料电池设备70可以做成装有能在少的体积中产生足够量 的氢的氢产生装置41的燃料电池设备70。
说明第四实施方式的燃料电池设备81。
图20中所示的燃料电池设备81由氢产生装置82和燃料电池83 构成，氢产生装置82和燃料电池83用氢导管84连接。
说明氢产生装置82。
氢产生装置82装有作为反应物容器的反应腔85，在反应腔85内 贮藏有作为氢产生反应物的工作材料86(例如氢化硼钠)。另外，在 反应腔85的内部装有作为流体室的溶液容器87，在溶液容器87中贮 藏有作为反应流体的反应溶液88(例如苹果酸水溶液)。
在反应腔85的外部设有临时贮藏部89，借助供给管90连接溶液 容器87和临时贮藏部89。在供给管90上设置压力调整阀95，来自供 给管90侧的压力成为规定压力以上时，压力调整阀95开阀，反应溶 液88被送到临时贮藏部89。另外，图中的附图标记86是用于压力调 整阀95的开闭动作的取入大气的大气取入口。
另外，在临时贮藏部89上连接在反应腔85内开口的排出管91， 在排出管91上设置止回阀92，利用止回阀92，来自临时贮藏部89 侧的反应溶液88可以在排出管91中流通，并可以防止来自反应腔85 侧的反应溶液88的逆流。反应溶液88从排出管91送到反应腔85时， 反应溶液88和工作材料86接触，在反应腔85中发生氢生成反应。
溶液容器87做成可挠性薄膜(例如聚丙烯)的袋状部件的容器， 反应溶液88在被送到临时贮藏部89的同时，通过用在反应腔85中产 生的氢加压，使溶液容器87的体积减少。即，随着从溶液容器87向 反应腔85供给反应溶液88，溶液容器87的体积减少，反应腔85的 容积相应地增加。
说明燃料电池83。
在燃料电池83中装有阳极腔98，阳极腔98构成与燃料电池组99 的阳极室连接的空间。阳极室是临时保持在阳极上消耗的氢的空间。 阳极腔98和反应腔85用氢导管84连接，在反应腔85中产生的氢供 给至阳极腔98的阳极室。供给到阳极室的氢在阳极的燃料电池反应中 被消耗。在阳极的氢的消耗量根据燃料电池83的输出电流决定。
说明上述燃料电池设备81的作用。
燃料电池组99与负荷连接时，燃料电池设备81内部的氢和空气 中的氧发生燃料电池反应，产生电力。由于发电是一边消耗氢一边进 行，故阳极腔98、氢导管84、反应腔85的内压下降。在此，由于临 时贮藏部89受到大气压，故当内压比大气压低时，在临时贮藏部89 和反应腔85产生压差，贮藏在临时贮藏部89中的反应溶液88(苹果 酸水溶液)通过排出管91移动到反应腔85。
当反应溶液88移动到反应腔85时，与工作材料86(氢化硼钠) 接触，产生氢产生反应。产生的氢通过氢导管84供给阳极腔98。通 过产生氢，反应腔85、氢导管84和阳极腔98的内压比大气压上升， 反应腔85的内压比临时贮藏部89高。因此，氢在排出管91中逆流， 但用止回阀92可防止逆流。
另一方面，溶液容器87接受反应腔85的内压被压缩，贮藏在溶 液容器87内部的反应溶液88从供给管90移动到压力调整阀95。压 力调整阀95在闭阀方向上受到例如10kPa(表压)的反应溶液88的 压力，反应腔85的内压超过10kPa(表压)时，由反应溶液88的压 力开阀方向的力上升，压力调整阀95开阀，反应溶液88被供向临时 贮藏部89。
之后，氢产生速度下降，燃料电池83中的氢消耗速度上升时，阳 极腔98、氢导管84、反应腔85的内压开始下降。由于在内压超过10kPa (表压)期间压力调整阀95开阀，所以反应溶液88从临时贮藏部89 流入到溶液容器87中。当内压下降到10kPa(表压)以下时，压力调 整阀95闭阀，此时的临时贮藏部89的内压为10kPa(表压)。进而， 反应腔85的内压下降时，在临时贮藏部89和反应腔85中产生压力差， 止回阀92开阀，反应溶液88通过排出管91移动到反应腔85。由此， 反应溶液88与工作材料86接触，发生氢产生反应，反应腔85的内压 再次上升。
通过以上反复生成氢，向燃料电池83的阳极腔98供给作为燃料 的氢。
而且，由于随着从溶液容器87向反应腔85供给反应溶液88，溶 液容器87的工体积减少，与之相应地使反应腔85的容积增加，因此， 可以没有无效空间，在较少的空间中使进行氢的产生的区域增加，能 不减少氢产生量而节省空间。另外，还能不增加空间而增加氢产生量。
上述的燃料电池设备81可以做成装有可以用少的体积产生足够 量的氢的氢产生装置82的燃料电池设备81。
说明第五实施方式的燃料电池设备101。
图21中所示的燃料电池设备101由氢产生装置102和燃料电池 83构成，氢产生装置102和燃料电池83用氢导管84连接。
说明氢产生装置102。
氢产生装置102装有作为反应物容器的反应腔85，在反应腔85 内贮藏有作为氢产生反应物的工作材料86(例如氢化硼钠)。另外， 在反应腔85的内部装有作为流体室的溶液容器87，在溶液容器87中 贮藏有作为反应流体的反应溶液88(例如苹果酸水溶液)。
在反应腔85的外部设有临时贮藏部89，借助供给管90连接溶液 容器87和临时贮藏部89。在供给管90上设置止回阀103，通过止回 阀103来自溶液容器87侧的反应溶液88可以在供给管90中流通，可 以防止来自临时贮藏部89的反应溶液88的逆流。用反应腔85中产生 的氢对溶液容器87加压，来自供给管90侧的压力成为临时贮藏部89 压力以上时，反应溶液88被送到临时贮藏部89。
另外，在临时贮藏部89上连接在反应腔85内开口的排出管91， 在排出管91上设置压力调整阀104。当反应腔85内压变成规定压力 以下时，压力调整阀104开阀，来自临时贮藏部89侧的反应溶液88 可以在排出管91中流通。临时贮藏部89的内压利用输送的反应溶液 88加压，成为比压力调整阀打开的压力高的状态(超过用于压力调整 阀104打开的反应腔85的规定压力值的压力)，利用临时贮藏部89 和反应腔85的内压差，反应溶液88从排出管91送到反应腔85。其 结果，反应溶液88和工作材料86接触，在反应腔85中发生氢生成反 应。
溶液容器87做成可挠性薄膜(例如聚丙烯)的袋状部件的容器， 反应溶液88在被送到临时贮藏部89的同时，通过用在反应室85中产 生的氢加压，使溶液容器87的体积减少。即，随着从溶液容器87向 反应腔85供给反应溶液88，溶液容器87的体积减少，反应腔85的 容积相应地增加。
说明上述的燃料电池设备101的作用。
燃料电池组99与负荷连接时，燃料电池83内部的氢和空气中的 氧引起燃料电池反应，产生电力。由于发电是一边消耗氢一边进行的， 故阳极腔98、氢导管84、反应腔85的内压下降。在此，由于临时贮 藏部89受到大气压，故当内压比大气压低时，临时贮藏部89和反应 腔85产生压差，贮藏在临时贮藏部89中的反应溶液88(苹果酸水溶 液)通过排出管91移动到反应腔85。
当反应溶液88移动到反应腔85时，与工作材料86(氢化硼钠) 接触，发生氢产生反应。产生的氢通过氢导管84供给至阳极腔98。 通过氢的产生，反应腔85、氢导管84、阳极腔98的内压比大气压上 升，反应腔85的内压比临时贮藏部89高。因此，氢有在排出管91 中逆流的趋势，但用压力调整阀104可以防止逆流。
另一方面，溶液容器87接受反应腔85的内压而被压缩，贮藏在 溶液容器87内部的反应溶液88通过止回阀103从供给管90供给至临 时贮藏部89。
此后，当氢产生速度下降、在燃料电池83中的氢消耗速度上升时， 阳极腔98、氢导管84、反应腔85的内压开始下降，当内压下降、临 时贮藏部89和反应腔85产生压力差时，压力调整阀104开阀，反应 溶液88从临时贮藏部89流入到溶液容器87。由此，反应溶液88与 工作材料86接触，发生氢产生反应，反应腔85的内压再次上升。
通过以上反复生成氢，向燃料电池83的阳极腔98供给作为燃料 的氢。
而且，由于随着从溶液容器87向反应腔85供给反应溶液88，溶 液容器87的体积减少，相应地使反应腔85的容积增加，因此，可以 没有无效空间，在较少的空间中增加产生氢的区域，能不减少氢的产 生量而节省空间。另外，还能不增加空间而增加氢产生量。
上述的燃料电池设备101可以做成装有可以用少的体积产生足够 量的氢的氢产生装置102的燃料电池设备101。
如上所述，根据本实施方式，提供这样的氢产生方法及氢产生装 置，即，可以使络合氢化物和催化剂均匀、高效率地接触，按要求的 速度产生氢，且可以形成高反应效率及高氢贮藏密度。
另外，根据本实施方式，形成以下的燃料电池设备，其装有可以 使络合氢化物和催化剂均匀且高效率地接触、按要求的速度产生氢、 且可以形成高反应效率及高氢贮藏密度的氢产生装置。
工业实用性
本发明可以用于例如分解金属氢化物而产生氢的氢产生装置及以 将由该氢产生装置产生的氢作为燃料的燃料电池设备的产业领域。