特開 2022-187434 樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法、水素貯蔵合金保持モジュールの製造方法、及び水素貯蔵合金保持モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022187434

(43)【公開日】2022-12-19

(54)【発明の名称】樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法、水素貯蔵合金保持モジュールの製造方法、及び水素貯蔵合金保持モジュール

(51)【国際特許分類】

   C01B 3/00 20060101AFI20221212BHJP

   F17C 11/00 20060101ALI20221212BHJP

   H01M 8/04 20160101ALN20221212BHJP

【ＦＩ】

C01B3/00 A

F17C11/00 C

H01M8/04 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021095477

(22)【出願日】2021-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100159499

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 義典

(74)【代理人】

【識別番号】100120329

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 一規

(74)【代理人】

【識別番号】100159581

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 勝誠

(74)【代理人】

【識別番号】100106264

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 耕治

(72)【発明者】

【氏名】緒方 健人

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 彰利

【テーマコード（参考）】

3E172

4G140

5H127

【Ｆターム（参考）】

3E172AA02

3E172AA09

3E172AB01

3E172BB12

3E172BB17

3E172BD03

3E172FA05

3E172FA18

3E172FA23

4G140AA17

4G140AA24

4G140AA34

5H127AB04

5H127BA02

5H127BA23

5H127EE13

(57)【要約】

【課題】本発明は、樹脂複合型水素吸蔵合金の層を容易に形成することができる方法と、生産性に優れる水素貯蔵合金保持モジュール、及びその製造方法とを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明の一態様は、樹脂及び水素吸蔵合金の混合物である流動体を原料とする樹脂複合型水素吸蔵合金層を水素貯蔵合金保持モジュールの筒体の外周に形成する方法であって、上記混合物を準備する工程と、上記筒体を配した金型内に上記混合物を供給することで、上記筒体の外周に上記混合物を配置する工程と、上記混合物を硬化することで上記樹脂複合型水素吸蔵合金層を形成する工程とを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂及び水素吸蔵合金の混合物である流動体を原料とする樹脂複合型水素吸蔵合金層を水素貯蔵合金保持モジュールの筒体の外周に形成する方法であって、
上記混合物を準備する工程と、
上記筒体を配した金型内に上記混合物を供給することで、上記筒体の外周に上記混合物を配置する工程と、
上記混合物を硬化することで上記樹脂複合型水素吸蔵合金層を形成する工程と
を備える樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法。

【請求項2】

上記筒体が、外側に向けて突出し、軸方向において上記樹脂複合型水素吸蔵合金層を仕切るための仕切板を有する請求項１に記載の樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法。

【請求項3】

上記仕切板に上記混合物が通過可能な貫通部が形成されている請求項２に記載の樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法。

【請求項4】

上記混合物配置工程で、加熱した上記混合物を上記金型内に供給する請求項１、請求項２又は請求項３に記載の樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法。

【請求項5】

上記樹脂が加熱、光照射又は効果促進剤の添加により硬化する樹脂である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法。

【請求項6】

上記樹脂が熱硬化性樹脂であり、
上記混合物加熱工程で、上記熱硬化性樹脂の硬化温度未満の温度で上記混合物を加熱する請求項４に記載の樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法。

【請求項7】

上記金型が、上記混合物が供給される複数のゲートを有する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法。

【請求項8】

上記仕切板の表面積に対する上記貫通部の開口面積の比が５％以上３００％以下である請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法。

【請求項9】

水素貯蔵装置の貯蔵室に配される水素貯蔵合金保持モジュールの製造方法であって、
請求項１に記載の樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法と、
上記樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成後に上記筒体を上記金型から取り出し、内周側に熱媒体用流路を形成する媒体用管を挿入する工程と
を備える水素貯蔵合金保持モジュールの製造方法。

【請求項10】

樹脂及び水素吸蔵合金の混合物を原料とする樹脂複合型水素吸蔵合金層を外周に保持する筒体と、この筒体の内周側に配され、熱媒体用流路を形成する媒体用管とを備える水素貯蔵合金保持モジュールであって、
上記筒体が、外側に向けて突出し、軸方向において上記樹脂複合型水素吸蔵合金層を仕切るための仕切板を有し、
上記仕切板に上記混合物が通過可能な貫通部が形成されている水素貯蔵合金保持モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、樹脂複合型水素吸蔵合金の層の形成方法、水素貯蔵合金保持モジュールの製造方法、及び水素貯蔵合金保持モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、燃料電池自動車、又は燃料電池フォークリフトに水素を供給するための水素ガス供給設備が開発されている。この水素ガス供給設備における水素ガスの貯蔵方法として、水素吸蔵合金を含む容器を備えた装置による水素ガスの貯蔵方法が知られている。

【0003】

水素吸蔵合金を容器に効率的に充填する方法が発案されている（特開２０１５－１６９２６９号公報）。この充填方法では、上記容器を所定の周波数で振動させながら、上記水素吸蔵合金に樹脂及びカーボンを混合した樹脂複合材を上記容器に充填することで上記容器内における上記水素吸蔵合金の充填率を容易に調整できるとされている。一方、水素吸蔵合金を容易に交換できるように、外周に樹脂複合型水素吸蔵合金の層を有するフィン（仕切板）付き管を備えた水素貯蔵合金保持モジュールを内蔵する水素貯蔵装置がある（特開２０２０－１３２４５１号公報）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－１６９２６９号公報

【特許文献2】特開２０２０－１３２４５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

容器内に水素吸蔵合金を充填する特許文献１の方法を、特許文献２の仕切板付き管の外周面に樹脂複合型水素吸蔵合金の層の形成に用いることは困難である。管の外周面に樹脂複合型水素吸蔵合金の層を形成する方法としては、上記仕切板間の外周面に樹脂と水素吸蔵合金との混合物の層を手作業で形成することが考えられるが、このような方法では水素貯蔵合金保持モジュールの生産性を向上できないおそれがある。

【0006】

本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、水素貯蔵合金保持モジュールの筒体の外周に樹脂複合型水素吸蔵合金の層を容易に形成することができる方法、生産性に優れる水素貯蔵合金保持モジュール、及びその製造方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、樹脂及び水素吸蔵合金の混合物である流動体を原料とする樹脂複合型水素吸蔵合金層を水素貯蔵合金保持モジュールの筒体の外周に形成する方法であって、上記混合物を準備する工程と、上記筒体を配した金型内に上記混合物を供給することで、上記筒体の外周に上記混合物を配置する工程と、上記混合物を硬化することで上記樹脂複合型水素吸蔵合金層を形成する工程とを備える。

【0008】

上記課題を解決するためになされた本発明の他の一態様は、水素貯蔵装置の貯蔵室に配される水素貯蔵合金保持モジュールの製造方法であって、上記樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法と、上記樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成後に上記筒体を上記金型から取り出し、内周側に熱媒体用流路を形成する媒体用管を挿入する工程とを備える。

【0009】

上記課題を解決するためになされた本発明のさらに他の一態様は、外周に樹脂及び水素吸蔵合金の混合物を原料とする樹脂複合型水素吸蔵合金層を保持する筒体と、この筒体の内周側に配され、熱媒体用流路を形成する媒体用管とを備える水素貯蔵合金保持モジュールであって、上記筒体が、外側に向けて突出し、軸方向において上記樹脂複合型水素吸蔵合金層を仕切るための仕切板を有し、上記仕切板に上記混合物が通過可能な貫通部が形成されている。

【発明の効果】

【0010】

本発明の樹脂複合型水素吸蔵合金の層形成方法は、水素貯蔵合金保持モジュールの筒体の外周に樹脂複合型水素吸蔵合金の層を容易に形成することができる。本発明の水素貯蔵合金保持モジュールの製造方法及び水素貯蔵合金保持モジュールは、生産性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、水素貯蔵装置を示す模式的断面図である。

【図2】図２は、図１の水素貯蔵装置に配される水素貯蔵合金保持モジュールを示す模式的断面図である。

【図3】図３は、図２の水素貯蔵合金保持モジュールのＡ－Ａ断面図である。

【図4】図４は、図２の水素貯蔵合金保持モジュールの筒体を示す模式的斜視図である。

【図5】図５は、筒体を配置した金型を示す模式的断面図である。

【図6】図６は、図５の筒体と異なる筒体を配置した金型を示す模式的断面図である。

【図7】図７は、図５及び図６の筒体と異なる筒体を配置した金型を示す模式的断面図である。

【図8】図８は、図７の金型のＢ－Ｂ断面部である。

【図9】図９は、図５、図６及び図７の筒体と異なる筒体を配置した金型を示す模式的断面図である。

【図10】図１０は、図９の金型のＣ－Ｃ断面部である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［本発明の実施態様の説明］
以下、本発明の実施態様について説明する。

【0013】

本発明の一態様は、樹脂及び水素吸蔵合金の混合物である流動体を原料とする樹脂複合型水素吸蔵合金層を水素貯蔵合金保持モジュールの筒体の外周に形成する方法であって、上記混合物を準備する工程と、上記筒体を配した金型内に上記混合物を供給することで、上記筒体の外周に上記混合物を配置する工程と、上記混合物を硬化することで上記樹脂複合型水素吸蔵合金層を形成する工程とを備える。

【0014】

当該樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法は、筒体を金型に配置し、樹脂と水素吸蔵合金との混合物を上記金型に配置した筒体に供給した後に、上記混合物を硬化させる。このため、上記筒体の外周面に樹脂複合型水素吸蔵合金の層を容易に形成することができる。

【0015】

上記筒体が、外側に向けて突出し、軸方向において上記樹脂複合型水素吸蔵合金層を仕切るための仕切板を有してもよい。

【0016】

当該樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法は、上記混合物を上記筒体が配置された上記金型に供給するため、この供給圧力によって、上記仕切板の間に上記混合物を充填することができる。このため、上記仕切板の間にも樹脂複合型水素吸蔵合金層を容易に形成することができる。

【0017】

上記仕切板に上記混合物が通過可能な貫通部が形成されていることが好ましい。このようにすることで、上記仕切板の間に上記混合物を容易に充填できる。

【0018】

上記充填工程で、加熱した上記混合物を上記金型内に供給することが好ましい。このようにすることで、上記混合物の流動性が向上するため、上記仕切板の間に上記混合物をより容易に充填できる。

【0019】

上記樹脂が加熱、光照射又は効果促進剤の添加により硬化する樹脂であることが好ましい。このようにすることで、上記樹脂複合型水素吸蔵合金の層をより容易に形成することができる。

【0020】

上記樹脂が熱硬化性樹脂であり、上記混合物加熱工程で、上記熱硬化性樹脂の硬化温度未満の温度で上記混合物を加熱することが好ましい。このようにすることで、上記樹脂複合型水素吸蔵合金の層をより容易に形成することができる。

【0021】

上記金型が、上記混合物が供給される複数のゲートを有することが好ましい。このようにすることで、上記仕切板の間に上記混合物をさらに容易に充填できる。

【0022】

上記仕切板の表面積に対する上記貫通部の開口面積の比が５％以上３００％以下であることが好ましい。このようにすることで、上記仕切板の間に上記混合物をよりさらに容易に充填できる。

【0023】

本発明の他の実施態様は、水素貯蔵装置の貯蔵室に配される水素貯蔵合金保持モジュールの製造方法であって、上記樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法と、上記樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成後に上記筒体を上記金型から取り出し、内周側に熱媒体用流路を形成する媒体用管を挿入する工程とを備える。

【0024】

当該水素貯蔵合金保持モジュールの製造方法は、上記筒体の外周面に樹脂複合型水素吸蔵合金層を容易に形成できるため、生産性に優れる。

【0025】

本発明のさらに他の実施態様は、外周に樹脂及び水素吸蔵合金の混合物を原料とする樹脂複合型水素吸蔵合金層を保持する筒体と、この筒体の内周側に配され、熱媒体用流路を形成する媒体用管とを備える水素貯蔵合金保持モジュールであって、上記筒体が、外側に向けて突出し、軸方向において上記樹脂複合型水素吸蔵合金層を仕切るための仕切板を有し、上記仕切板に上記混合物が通過可能な貫通部が形成されている。

【0026】

当該水素貯蔵合金保持モジュールは、筒体の仕切板に樹脂と水素吸蔵合金との混合物が流動する貫通部を有するため、上記仕切板の間に樹脂複合型水素吸蔵合金層を容易に形成でき、生産性に優れる。

【0027】

［本発明の実施形態の詳細］
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。なお、本明細書に記載の数値については、記載された上限値と下限値とを任意に組み合わせることが可能である。本明細書では、組み合わせ可能な上限値から下限値までの数値範囲が好適な範囲として全て記載されているものとする。また、図は、各構成を模式的に示した説明用の図であり、各構成（各部材）の形状、縮尺等は、実際のものと異なることがある。

【0028】

［第一実施形態］
本発明の樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法は、樹脂及び水素吸蔵合金の混合物である流動体を原料とし、水素貯蔵合金保持モジュールの筒体の外周に形成する。上記水素貯蔵合金保持モジュールは、例えば、図１で示すような水素貯蔵装置１に用いられる。

【0029】

＜水素貯蔵装置＞
水素貯蔵装置１は、例えば燃料電池に水素を供給するための水素供給設備に用いられる。この燃料電池を搭載するものとしては、例えば、燃料電池自動車、又は燃料電池フォークリフトである。水素貯蔵装置１は、複数の水素貯蔵合金保持モジュール２と、複数の水素貯蔵合金保持モジュール２を収容するケーシング３とを備える。水素貯蔵合金保持モジュール２は、水素ガスを吸蔵及び放出する。水素ガスは、ケーシング３の水素ガス供給口３ａから供給され、水素ガス排出口３ｂから排出される。

【0030】

〔水素貯蔵合金保持モジュール〕
水素貯蔵合金保持モジュール２は、図２及び図３で示すように、熱媒体の流路を形成する媒体用管４と、筒部５ｂの外周面に仕切板５ａと樹脂複合型水素吸蔵合金６とを有し、内周側に媒体用管４が挿入される筒体５とを主に備える。媒体用管４と筒体５との間には、伝熱シート７が配置される。上記熱媒体としては、樹脂複合型水素吸蔵合金６と熱交換可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、水、油、ロングライフクーラント、空気、又は蒸気を用いることができる。

【0031】

伝熱シート７は、例えばアルミニウムを主成分とするシート状部材である。伝熱シート７は、媒体用管４の外周面と筒体５の内周面との間に介在して接合している。伝熱シート７によって、上記熱媒体と樹脂複合型水素吸蔵合金６との熱交換を容易かつ確実に行うことができる。また、伝熱シート７は、筒体５の挿抜時等に、筒部５ｂが媒体用管４と擦れることを抑制する緩衝材としても機能する。つまり、水素貯蔵装置１では、伝熱シート７が備えられることで、媒体用管４と筒部５ｂとの擦れに起因する損傷を抑制し、水素貯蔵合金保持モジュール２の伝熱機能を十分に高めることができる。伝熱シート７は、１枚からなる単層体であってもよいし、複数の伝熱シート７が積層された積層体であってもよい。

【0032】

媒体用管４は、内管４１と有底の外管４２とを含み、外管４２の内部に内管４１を挿入させた二重管の構造である。そして、この媒体用管４では、上記熱媒体が内管４１に供給され、供給された上記熱媒体は外管４２へと流れその外管４２と内管４１との隙間を通じて排出される。すなわち、内管４１及び外管４２は、上記熱媒体の流路である。上記熱媒体は、具体的には、外管４２の底に対して離れた側の内管４１の開口である熱媒体流入口４ａから供給される。そして、上記熱媒体は、外管４２の底に面する側の内管４１の開口から外管４２の内部に流れ、外管４２と内管４１との隙間を通じて外管４２の開口である熱媒体流出口４ｂから排出される。上記熱媒体は、媒体用管４に供給されて排出されるまでの間に筒体５を介して樹脂複合型水素吸蔵合金６と熱交換をする。水素貯蔵合金保持モジュール２は、上記流路に冷却用熱媒体を流通させることで、樹脂複合型水素吸蔵合金６による水素ガスの吸蔵を促進する。また、水素貯蔵合金保持モジュール２は、上記流路に加熱用熱媒体を流通させることで、樹脂複合型水素吸蔵合金による水素ガスの放出を促進する。内管４１及び外管４２の材質としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、又はステンレス鋼を用いることができる。

【0033】

ケーシング３内には、内管４１の熱媒体流入口４ａ側を保持する第一保持部材３１と、外管４２の熱媒体流出口４ｂ側を保持する第二保持部材３２と、媒体用管４の上記他方の端部側を保持する第三保持部材３３とを備える。複数の水素貯蔵合金保持モジュール２は、軸方向に略平行に保持される。

【0034】

第一保持部材３１及び第二保持部材３２は、ケーシング３内に上記熱媒体の流路を形成する隔壁でもある。具体的には、ケーシング３の内面の一部と第一保持部材３１の一方の面とは、内管４１の熱媒体流入口４ａと連通する熱媒体流入路３４を構成している。ケーシング３の内面の他の一部及び第一保持部材３１の他方の面と、第二保持部材３２の一方の面とは、外管４２の熱媒体流出口４ｂと連通する熱媒体流出路３５を構成している。ケーシング３は、熱媒体流入路３４に上記熱媒体を供給するための熱媒体供給口３ｃと、熱媒体流出路３５から上記熱媒体を排出するための熱媒体排出口３ｄとを有する。

【0035】

（筒体）
筒体５は、図４で示すように、外側に向けて突出している仕切板５ａを有する。筒体５は、媒体用管４に挿抜可能なカートリッジである。筒体５は、略円筒状の筒部５ｂと、筒部５ｂの外周に螺旋状に形成されている仕切板５ａとを有する。筒部５ｂの外周には樹脂複合型水素吸蔵合金６の層が形成されている。仕切板５ａは、筒部５ｂの縦断面において樹脂複合型水素吸蔵合金６の層を仕切るように形成されている。樹脂複合型水素吸蔵合金６の層は、筒部５ｂの外周及び仕切板５ａの表面に固定されるように形成されている。すなわち、筒体５及び樹脂複合型水素吸蔵合金６は分離困難に一体的に構成されている。

【0036】

筒部５ｂは、略円筒状で両端部が開口している。筒部５ｂの材質としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、又はステンレス鋼が挙げられる。

【0037】

仕切板５ａは、例えば筒部５ｂと同様の材料で、筒部５ｂの外周に形成されている。樹脂複合型水素吸蔵合金６は、筒体５の仕切板５ａ及び筒部５ｂを介して上記熱媒体と熱交換をする。仕切板５ａは、筒部５ｂの軸方向に螺旋状に設けられている。すなわち、一枚の板状部材である仕切板５ａが、突出方向を筒体５の軸方向と略直交しつつ筒体５の外周に軸方向に巻回するように設けられている。仕切板５ａの外周縁は、筒部５ｂの軸方向から視て略円形に形成されている。当該水素モジュール２の筒体５では、仕切板５ａが螺旋状に形成されることによって、仕切板５ａと樹脂複合型水素吸蔵合金６との接触面積が比較的大きくなる。その結果、樹脂複合型水素吸蔵合金６が筒体５から脱落し難くなる。なお、筒部５ｂの外周に螺旋状に配置される「仕切板５ａの間」とは、筒部５ｂの中心軸を含む断面における一の仕切板と、この一の仕切板に隣接する他の仕切板との間を意味する。

【0038】

筒部５ｂの軸方向における仕切板５ａの平均ピッチＰの下限としては、５ｍｍが好ましく、１０ｍｍがより好ましい。一方、上記平均ピッチＰの上限としては、２５ｍｍが好ましく、２０ｍｍがより好ましい。上記平均ピッチＰが上記下限に満たないと、樹脂複合型水素吸蔵合金６の充填量を十分に大きくすることができないおそれがある。逆に、上記平均ピッチＰが上記上限を超えると、樹脂複合型水素吸蔵合金６の熱交換量が不十分となるおそれ、又は、仕切板５ａと樹脂複合型水素吸蔵合金６との接触面積が不十分となり、樹脂複合型水素吸蔵合金６を仕切板５ａの間に十分に保持し難くなるおそれがある。

【0039】

樹脂６ａとしては、水素吸蔵合金６ｂに吸蔵される水素の放出加熱温度よりも高い軟化点を有するものであれば特に限定されるものでなく、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、若しくはポリウレタンの加熱により硬化する熱硬化性樹脂や、ポリプロピレン、ポリエチレン、若しくはセルロイドの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等の光を照射することで硬化する樹脂、又は、触媒型硬化剤、反応型硬化剤等の硬化促進剤を添加することで硬化する樹脂が挙げられる。中でも、加熱、光照射、又は効果促進剤の添加により硬化する樹脂であることが好ましい。上記熱硬化樹脂としては、硬化温度が２０℃以上２５０℃以下であることが好ましい。

【0040】

水素吸蔵合金６ｂとしては、公知のものを用いることができ、例えば２元系合金、３元系合金、４元系合金、又は５元系合金が挙げられる。

【0041】

〔水素貯蔵合金保持モジュールの製造方法〕
水素貯蔵合金保持モジュール２は、筒体５に樹脂複合型水素吸蔵合金６の層を形成した後に、筒体５の内周面側に媒体用管４を挿入することで得られる。筒体５に樹脂複合型水素吸蔵合金６の層を形成する方法を以下に記す。

【0042】

＜樹脂複合型水素吸蔵合金の層形成方法＞
樹脂複合型水素吸蔵合金６ｂの層を形成する方法は、樹脂６ａと水素吸蔵合金６ｂとを混合した混合物を準備する工程と、筒体５を配した金型内に上記混合物を供給することで、筒体５の外周に上記混合物を配置する工程と、上記混合物を硬化することで樹脂複合型水素吸蔵合金６の層を形成する工程とを備える。

【0043】

〔混合物準備工程〕
混合物準備工程では、樹脂６ａと水素吸蔵合金６ｂとを混合した混合物を準備する。樹脂６ａと水素吸蔵合金６ｂとの混合方法としては、特に限定されるものでなく、公知の方法を採用することができる。本実施形態では、樹脂６ａとして、熱硬化性樹脂を用いる。

【0044】

上記混合物における樹脂６ａの含有量としては、特に限定されるものでなく、水素吸蔵合金６ｂが放出する水素ガスの量に応じた吸熱に相当する熱容量になるように設定される。例えば、上記含有量としては、５質量％以上５０質量％以下である。上記含有量が上記下限値に満たないと、樹脂複合型水素吸蔵合金６の熱容量を十分なものにできないおそれがある。上記含有量が上記上限値を超えると、水素吸蔵合金６ｂにおける水素ガスの充填密度が低下し、上記水素ガスの貯蔵及び放出が十分にできないおそれがある。

【0045】

樹脂複合型水素吸蔵合金６は、所定量の樹脂６ａを含むため、熱容量が比較的大きい。また、樹脂６ａは、水素吸蔵合金６ｂのバインダーとして機能することができ、水素吸蔵合金６ｂの水素ガスの吸蔵及び放出に伴う膨張及び収縮による水素吸蔵装置１への応力を緩和できる。さらに、樹脂６ａは、水素ガスを繰り返し吸蔵及び放出することによって微粉化した水素吸蔵合金６ｂの飛散を抑制することができる。

【0046】

〔混合物配置工程〕
混合物配置工程では、筒体５を配した金型内に上記混合物を供給することで、筒体５の外周に上記混合物を配置する。具体的には、筒体５を、図５に示すように、金型１０に配置する。金型１０は、その内面が樹脂複合型水素吸蔵合金６の層の外面を形成するように形成されている。すなわち、金型１０の全長方向に対して直交する横断面は略円径であり、金型１０の全長方向に沿った縦断面は略矩形である。金型１０の内周面の径と、仕切板５ａの外周径とは略同一である。すなわち、金型１０の内周面は、仕切板５ａの外周縁に当接するように形成されている。

【0047】

筒体５を金型１０に配置した後、上記混合物を金型１０内に供給する。具体的には、混合物供給装置２０が、金型１０のゲート１０ａから上記混合物を金型１０内に供給する。上記混合物は流動体であり、仕切板５ａは螺旋状に形成されているため、この仕切板５ａに沿って上記混合物が流動し、仕切板５ａの間に上記混合物が充填される。

【0048】

混合物供給装置２０は、加熱した上記混合物を金型１０に供給する。混合物供給装置２０は、上記混合物を加熱する加熱器（不図示）を有する。上記混合物を加熱することで、上記混合物の流動性が向上する。このため、仕切板５ａの間に上記混合物をより容易に充填することができる。また、上記混合物を加熱することで、比較的低圧力で上記混合物を金型１０に供給することができ、混合物供給装置２０にかかる負荷を低減することができる。

【0049】

上記混合物の加熱は、上記熱硬化性樹脂の硬化温度未満の温度で上記混合物を加熱する。上記熱硬化性樹脂の硬化温度以上の温度で上記混合物を加熱すると、上記混合物の供給中に上記熱硬化性樹脂が硬化を開始し、仕切板５ａの間に上記混合物を均一に充填することができないおそれがある。

【0050】

金型１０は、二つのゲート１０ａを有する。このように、複数のゲート１０ａを有することで、仕切板５ａの間に上記混合物をより均一に充填することができる。

【0051】

〔層形成工程〕
層形成工程では、上記混合物を硬化して樹脂複合型水素吸蔵合金６の層を形成する。具体的には、上記混合物供給工程の後、筒体５を配置した金型１０を台座３０から取り外して移動し、上記熱硬化性樹脂の硬化温度以上の温度に加熱して樹脂６ａを硬化する。樹脂６ａが硬化することで、筒部５ｂの外周面に樹脂複合型水素吸蔵合金６の層が形成される。この層の筒部５ｂの軸方向と直交する方向の厚みは、仕切板５ａの突出方向における長さ（仕切板５ａの高さ）と略同一である。

【0052】

＜利点＞
筒体５は、軸方向に螺旋状に形成されている仕切板５ａを有するため、金型１０内に供給された樹脂６ａと水素吸蔵合金６ｂとの混合物は、仕切板５ａに沿って流動する。このため、当該樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法は、仕切板５ａの間に均一な層を容易に形成することができる。

【0053】

当該水素貯蔵合金保持モジュール２は、当該樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法で得られる筒体５を有するため、効率的に生産することができる。

【0054】

［第二実施形態］
本発明の他の実施形態は、外側に向けて突出している複数の仕切板が軸方向に配置されている筒体の外周に樹脂複合型水素吸蔵合金の層を形成する方法である。

【0055】

＜樹脂複合型水素吸蔵合金層の形成方法＞
当該樹脂複合型水素吸蔵合金の層を形成する方法は、樹脂と水素吸蔵合金とを混合した混合物を準備する工程と、筒体を配した金型内に上記混合物を供給することで、上記筒体の外周に上記混合物を配置する工程と、上記仕切板の間に上記混合物を充填する工程と、上記混合物を硬化することで樹脂複合型水素吸蔵合金の層を形成する工程とを備える。

【0056】

〔混合物準備工程〕
混合物準備工程では、樹脂と水素吸蔵合金とを混合した混合物を準備する。

【0057】

〔混合物配置工程〕
金型配置工程では、図６に示すように、筒体５１を金型１１に配置する。筒体５１は、複数の仕切板５１ａと筒部５１ｂとを有する。複数の仕切板５１ａは、径方向に突出している。すなわち、複数の仕切板５１ａは、その表面が筒部５１ｂの軸方向と直交している。複数の仕切板５１ａは、筒部５１ｂの軸方向に略等間隔かつ略平行に配置されている板状部材である。

【0058】

金型１１は、その内面が樹脂複合型水素吸蔵合金の層の外面を形成するように形成されている。すなわち、金型１１の横断面は略円径であり、金型１１の縦断面は略矩形である。金型１１の内周面の径は、仕切板５１ａの外周径より大きい。すなわち、金型１１の内周面は、仕切板５１ａの外周縁から離間している。

【0059】

筒体５１を金型１１に配置した後、上記混合物を金型１１内に供給し、仕切板５１ａの間に上記混合物を充填する。具体的には、混合物供給装置２０が、金型１１のゲート１１ａから上記混合物を金型１１内に供給する。金型１１の内周面と仕切板５１ａの外周縁とは離間しているため、この間隙から上記混合物が流動して各仕切板５１ａの間に上記混合物が充填される。

【0060】

〔層形成工程〕
層形成工程では、上記混合物を硬化して樹脂複合型水素吸蔵合金の層を形成する。具体的には、筒体５１を配置した金型１１を台座３０から取り外して移動し、上記熱硬化性樹脂の硬化温度以上の温度に加熱して上記樹脂を硬化する。上記樹脂が硬化することで、筒部５１ｂの外周面に上記樹脂複合型水素吸蔵合金の層が形成される。この層の筒部５１ｂの軸方向と直交する方向の厚みは、仕切板５１ａの延出方向における高さより大きい。換言すれば、上記樹脂複合型水素吸蔵合金の層は、仕切板５１ａを埋設するように形成される。

【0061】

［第三実施形態］
本発明の別の実施形態は、筒体の仕切板に混合物が通過可能な貫通部が形成されている。本実施形態の貫通部は、複数の貫通孔である。

【0062】

＜樹脂複合型水素吸蔵合金の層形成方法＞
当該樹脂複合型水素吸蔵合金の層を形成する方法は、樹脂と水素吸蔵合金とを混合した混合物を準備する工程と、筒体を配した金型内に上記混合物を供給することで、上記筒体の外周に上記混合物を配置する工程と、上記仕切板の間に上記混合物を充填する工程と、上記混合物を硬化することで樹脂複合型水素吸蔵合金の層を形成する工程とを備える。本実施形態では、上記樹脂として、光照射によって硬化する樹脂を用いる。

【0063】

〔混合物準備工程〕
混合物準備工程では、樹脂と水素吸蔵合金とを混合した混合物を準備する。

【0064】

〔混合物配置工程〕
金型配置工程では、図７及び図８に示すように、筒体５２を金型１２に配置する。筒体５２は、複数の仕切板５２ａと筒部５２ｂとを有する。複数の仕切板５２ａは、筒部５２ｂの軸方向に略等間隔かつ略平行に配置されている板状部材である。複数の仕切板５２ａそれぞれには、４つの貫通孔５２ｃが形成されている。

【0065】

金型１２は、その内面が樹脂複合型水素吸蔵合金の層の外面を形成するように形成されている。すなわち、金型１２の横断面は略円径であり、金型１２の縦断面は略矩形である。金型１２の内周面の径と、仕切板５２ａの外周径とは略同一である。すなわち、金型１２の内周面は、仕切板５２ａの外周縁に当接するように形成されている。このため、金型１２内には、上記混合物が充填される複数の空間が仕切板５２ａによって形成されている。この複数の空間は、貫通孔５２ｃによって連通している。

【0066】

筒体５２を金型１２に配置した後、上記混合物を金型１２内に供給し、仕切板５２ａの間に上記混合物を充填する。具体的には、混合物供給装置２０が、金型１２のゲート１２ａから上記混合物を金型１２内に供給する。仕切板５２ａには貫通孔５２ｃが形成されているため、この貫通孔５２ｃを上記混合物が流動して各仕切板５２ａの間に上記混合物が充填される。

【0067】

仕切板５２ａの表面積に対する貫通孔５２ｃの開口面積の比が５％以上３００％以下であることが好ましい。換言すれば、仕切板５２ａの表面積（Ａ）と、貫通孔５２ｃの開口面積（Ｂ）との比（Ａ：Ｂ）が、９５：５から２５：７５の範囲であることが好ましい。上記比が上記下限値に満たないと、上記混合物が十分に流動することができず、仕切板５２ａの間に上記混合物を均一に充填することができないおそれがある。上記比が上記上限値を超えると、仕切板５２ａと、形成された上記樹脂複合型水素吸蔵合金とが効率的な熱交換をすることができないおそれがある。なお、「仕切板の表面積」とは、実際の仕切板の表面積（貫通部（貫通孔５２ｃ）がない場合における仕切板の表面積から貫通部の開口面積を減じた面積）である。すなわち、仕切板の表面積に対する貫通部の開口面積の比が５％以上３００％以下とは、貫通部がない場合における仕切板の仮想表面積に対する貫通部の開口面積の比が４．７６％以上７５％以下である。

【0068】

〔層形成工程〕
層形成工程では、上記混合物を硬化して樹脂複合型水素吸蔵合金の層を形成する。具体的には、上記混合物供給工程の後、筒体５１を金型１１から取り出し、上記混合物に光を照射して上記樹脂を硬化する。上記樹脂が硬化することで、筒部５１ｂの外周に上記樹脂複合型水素吸蔵合金の層が形成される。この層の筒部５２ｂの軸方向と直交する方向の厚みは、仕切板５２ａの突出方向における高さと略同一である。

【0069】

＜利点＞
当該樹脂複合型水素吸蔵合金の層を形成する方法は、筒体５２の仕切板５２ａが貫通孔５２ｃを有するため、金型１０内に供給された樹脂６ａと水素吸蔵合金６ｂとの混合物は、貫通孔５２ｃを流動することができる。このため、当該樹脂複合型水素吸蔵合金の層の形成方法は、仕切板５２ａの間に均一な層を容易に形成することができる。

【0070】

［第四実施形態］
本発明のさらに別の実施形態は、
本発明のさらに別の実施形態は、筒体の仕切板に混合物が通過可能な貫通部が形成されている。本実施形態の貫通部は、複数の切欠きである。

【0071】

＜樹脂複合型水素吸蔵合金の層形成方法＞
当該樹脂複合型水素吸蔵合金の層を形成する方法は、樹脂と水素吸蔵合金とを混合した混合物を準備する工程と、筒体を配した金型内に上記混合物を供給することで、上記筒体の外周に上記混合物を配置する工程と、上記仕切板の間に上記混合物を充填する工程と、上記混合物を硬化することで樹脂複合型水素吸蔵合金の層を形成する工程とを備える。本実施形態では、上記樹脂として、効果促進剤の添加により硬化する樹脂を用いる。

【0072】

〔混合物準備工程〕
混合物準備工程では、樹脂と水素吸蔵合金とを混合した混合物を準備する。

【0073】

〔混合物配置工程〕
金型配置工程では、図９及び図１０に示すように、筒体５３を金型１３に配置する。筒体５３は、複数の仕切板５３ａと筒部５３ｂとを有する。複数の仕切板５３ａは、三箇所に切欠き５３ｃを有する。すなわち、仕切板５３ａは、外周縁の一部が欠損している三箇所の部分を有する。

【0074】

金型１３は、その内面が樹脂複合型水素吸蔵合金の層の外面を形成するように形成されている。すなわち、金型１３の横断面は略円径であり、金型１３の縦断面は略矩形である。金型１３の内周面の径と、切欠き５３ｃ以外の仕切板５３ａの外周径とは略同一である。すなわち、金型１３の内周面は、切欠き部分５３ｃ以外の仕切板５３ａの外周縁に当接するように形成されている。このため、金型１３内には、上記混合物が充填される複数の空間が仕切板５３ａによって形成されている。この複数の空間は、切欠き５３ｃによって連通している。

【0075】

筒体５３を金型１３に配置した後、上記混合物を金型１３内に供給し、仕切板５３ａの間に上記混合物を充填する。具体的には、混合物供給装置２０が、金型１３のゲート１３ａから上記混合物を金型１３内に供給する。仕切板５３ａには切欠き５３ｃが形成されているため、この切欠き５３ｃを上記混合物が流動して各仕切板５３ａの間に上記混合物が充填される。

【0076】

〔層形成工程〕
層形成工程では、上記混合物を硬化して樹脂複合型水素吸蔵合金の層を形成する。具体的には、上記混合物供給工程の後、筒体５３を金型１３から取り出し、上記混合物に効果促進剤を添加して上記樹脂を硬化する。上記樹脂が硬化することで、筒部５３ｂの外周面に上記樹脂複合型水素吸蔵合金の層が形成される。この層の筒部５３ｂの軸方向と直交する方向の厚みは、切欠き５３ｃを除く仕切板５３ａの延出方向における高さと略同一である。

【0077】

［その他の実施形態］
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
ゲートは１でもよいし、３以上でもよい。

【0078】

上記実施形態では、水素貯蔵合金保持モジュールの筒体が仕切板を有するもので説明したが、仕切板を有していない筒体にも当該樹脂複合型水素吸蔵合金の層形成方法を用いることができる。

【0079】

上記実施形態では、軸方向に螺旋状に形成されている仕切板、又は軸方向に直交する複数の仕切板を有する筒体で説明したが、仕切板は、軸方向と平行に延在するよう設けられてもよい。

【0080】

上記仕切板に設けられる上記貫通部は、一つであってもよいし、複数であってもよい。また、上記貫通部、例えば螺旋状の仕切板に形成されていても構わない。

【0081】

樹脂と水素吸蔵合金との混合物を供給する金型のゲートは、一つでもよいし、三つ以上でもよい。

【0082】

水素貯蔵装置は、必ずしも複数の水素貯蔵合金保持モジュールを備える必要はなく、１つの水素貯蔵合金保持モジュールのみを備えていてもよい。また、水素貯蔵装置における水素貯蔵合金保持モジュールの配置は、上述の実施形態の構成に限定されるものではない。例えば当該水素貯蔵装置は、ケーシングの対向する一対の内面側から複数の水素貯蔵合金保持モジュールが対向するように配置されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0083】

以上説明したように、本発明は、筒体の外周に樹脂複合型水素吸蔵合金の層を容易に形成することができるので、水素吸蔵モジュールの生産に好適である。

【符号の説明】

【0084】

１ 水素貯蔵装置
２ 水素貯蔵合金保持モジュール
３ ケーシング
３１ 第一保持部材
３２ 第二保持部材
３３ 第三保持部材
３４ 熱媒体流入路
３５ 熱媒体流出路
３ａ 水素ガス供給口
３ｂ 水素ガス排出口
３ｃ 熱媒体供給口
３ｄ 熱媒体排出口
４ 媒体用管
４１ 内管
４２ 外管
４ａ 熱媒体流入口
４ｂ 熱媒体流出口
５，５１，５２，５３ 筒体
５ａ，５１ａ，５２ａ，５３ａ 仕切板
５ｂ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ 筒部
５２ｃ 貫通孔
５３ｃ 切欠き
６ 樹脂複合型水素吸蔵合金
６ａ 樹脂
６ｂ 水素吸蔵合金
７ 伝熱シート
１０，１１，１２，１３ 金型
１０ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａ ゲート
２０ 混合物供給装置
３０ 台座

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】