アルミニウム箔を用いた水素発生技術

Page 1:高出力 × 高容量電源用途に向けてアルミニウム箔を用いた水素発生技術京都大学大学院 工学研究科  平尾研究室 、株式会社 DFC化学反応によるオンサイト水素発生第一世代水素化カルシウムと水による水素発生第二世代水と Al に水酸化カルシウムを加えて水素発生第三世代残留物の水素発生再利用カルシウムアルミネート水酸化物で水素発生2013 年 ローム㈱、アクアフェアリー㈱、京都大学による製品発表CaH₂＋2H₂O → 2H₂＋Ca(OH)₂2Al 6H₂O 3Ca(OH)₂ → 3H₂ Ca₃Al₂(OH)₁₂AlCaH₂Ca₃Al₂(OH)₁₂メリット・潤沢に存在する元素、安価、軽量・アルミニウム箔として商業的に大量生産・先行する粉末 Al と比べ、安定的に水素の継続発生が可能・危険物対象外ターゲットポータブル燃料電池用の水素吸蔵合金充填用途・0.2Nm3 程度の容量を持つ水素吸蔵合金に水素を充填する事を想定・充填時間：0.5hr・水素発生速度：6.6 L/min・充填圧力：1MPa 未満シート状 Al( アルミニウム箔）の水素発生➡ ➡・シート状 Al に水酸化カルシウムと水を加えることで、長時間（24 時間）にわって、安定的に、高反応率（98%) で水素発生が可能。・シート面積を一定のまま、シート厚みを変更することで水素発生の継続時間をコントロール可能。反応率は各シート厚さで 95% 以上を実現。反応前 ( シート状 Al） 反応中 ( 水素発生） 反応後 ( 残留物）反応前 ( シート状 Al） 反応中 ( 水素発生） 反応後 ( 残留物）本成果水素発生のメカニズム初期 中期 後期水素発生量水素発生時間中期後期 1後期 2初期 1初期 2初期 3後期 1後期 1CaxAly(OH)zα-Al(OH)₃酸化被膜アルミニウムアルミニウムの露出Ca² OH -H₂pH の低下。水酸化被膜の増加。pH の上昇。水酸化被膜の減少。酸化被膜と OH-、あるいは Ca2 と OH-が反応 。水酸化物が析出 。OH-が消費され pH は低下。析出物は増加し、水素発生レートが落ちる。再び安定的に水素が発生。析出物の一部はα-Al (OH)₃ 。反応メカニズムは次の三段階からなり、安定的な水素発生になります。初期：中期：後期：