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水素貯蔵剤および水素の貯蔵・放出方法

国内特許コード P190015782
整理番号 S2017-0649-N0
掲載日 2019年1月23日
出願番号 特願2017-090770
公開番号 特開2018-188325
出願日 平成29年4月28日(2017.4.28)
公開日 平成30年11月29日(2018.11.29)
発明者
  • 畠山 義清
出願人
  • 国立大学法人群馬大学
発明の名称 水素貯蔵剤および水素の貯蔵・放出方法
発明の概要 【課題】効率よく、安全に水素を貯蔵することができる水素貯蔵剤および水素の貯蔵・放出方法を提供すること。
【解決手段】カチオンおよびアニオンからなるイオン液体を含む水素貯蔵剤であって、前記カチオンまたは/およびアニオンが炭素-炭素不飽和結合を含む、水素貯蔵剤を用い、該水素貯蔵剤に水素を接触させて水素を貯蔵し、さらに、貯蔵された水素を脱水素化反応により放出する。
【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要


水素の貯蔵・運搬にベンゼン環を有する有機化合物を利用する技術が知られている。このベンゼン環を有する有機化合物が水素化された物質は有機ハイドライドと呼ばれ、有機ハイドライドから白金等の触媒を用いて水素を取り出すことが可能である。特に実用化に近い有機ハイドライドとしてはメチルシクロヘキサンが挙げられ、現在、実証試験が行われている。しかしながら、現在検討されている有機ハイドライドはすべて揮発しやすい炭化水素であり、燃料電池等の高純度水素を必要とするデバイスへの使用には水素精製機構の搭載が必須となる上、この水素精製機構も開発途上の段階である。また、メチルシクロヘキサンはトルエンを水素化して生成され、脱水素化して再びメチルシクロヘキサンに戻るサイクルを利用するが、トルエンは引火性を有し、毒性が強いという問題点もある。



一方、特許文献1にはイオン液体と、イオン液体と化学反応したガスと、未反応ガスである水素とを混合させたガスの貯蔵及び運搬用の混合物が開示されている。しかし、この技術はファン・デル・ワールス力若しくは水素結合等の分子間力でイオン液体内に水素を吸着させることを特徴とするものであり、水素の吸着が弱いという問題がある。
また、特許文献2には担体であるイオン液体に水素を放出可能に組み込み、水素を運搬・保管するシステムが開示されているが、イオン液体に水素を吸着させる具体的方法やイオン液体に吸着させた水素をイオン液体から放出させる具体的方法については開示されていない。

産業上の利用分野


本発明は水素を効率よく貯蔵し、運搬することのできる技術に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
カチオンおよびアニオンからなるイオン液体を含む水素貯蔵剤であって、前記カチオンまたは/およびアニオンが炭素-炭素不飽和結合を含む、水素貯蔵剤。

【請求項2】
前記カチオンまたは/およびアニオンがフェニル基を含む、請求項1に記載の水素貯蔵剤。

【請求項3】
カチオンが第4級アンモニウム系カチオン、イミダゾリウム系カチオン、ピリジニウム系カチオン、ホスホニウム系カチオン、ピロリジニウム系カチオンまたはピペリジニウム系カチオンである、請求項1または2に記載の水素貯蔵剤。

【請求項4】
アニオンがフッ素系アニオンである、請求項1~3のいずれか一項に記載の水素貯蔵剤。

【請求項5】
イオン液体が以下のいずれかで表される、請求項1~4のいずれか一項に記載の水素貯蔵剤。
【化1】



【請求項6】
さらに、水素化触媒を含有することを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の水素貯蔵剤。

【請求項7】
水素化触媒が金属ナノ粒子である、請求項6に記載の水素貯蔵剤。

【請求項8】
金属ナノ粒子が、白金、ニッケル、ロジウム、パラジウム、イリジウムまたはこれらを主成分とする合金である、請求項7に記載の水素貯蔵剤。

【請求項9】
前記金属ナノ粒子は担持体によって担持された、請求項7または8に記載の水素貯蔵剤。

【請求項10】
担持体がアルミナ、チタニア、セリア、ジルコニア、シリカ、ゼオライトおよびカーボンからなる群より選択される、請求項9に記載の水素貯蔵剤。

【請求項11】
金属ナノ粒子はスパッタ法、アークプラズマ法、またはレーザアブレーション法によってイオン液体中に配置された、請求項7または8に記載の水素貯蔵剤。

【請求項12】
請求項1~11のいずれか一項に記載の水素貯蔵剤に水素を接触させる工程を含む、水素の貯蔵方法。

【請求項13】
請求項1~11のいずれか一項に記載の水素貯蔵剤に水素を接触させて得られる有機ハイドライド化合物を脱水素化する工程を含む、水素の放出方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2017090770thum.jpg
出願権利状態 公開
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