(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】P2024058337
(43)【公開日】2024-04-25
(54)【発明の名称】熱発生部材および熱取り出しシステム
(51)【国際特許分類】
H05B 3/72 20060101AFI20240418BHJP
F28D 20/00 20060101ALI20240418BHJP
H05B 3/12 20060101ALI20240418BHJP
H05B 3/18 20060101ALI20240418BHJP
【ＦＩ】
H05B3/72
F28D20/00 H
H05B3/12 A
H05B3/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022165627
(22)【出願日】2022-10-14
(71)【出願人】
【識別番号】000004064
【氏名又は名称】日本碍子株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100122471
【弁理士】
【氏名又は名称】籾井 孝文
(72)【発明者】
【氏名】▲のぼり▼ 和宏
(72)【発明者】
【氏名】海老ケ瀬 隆
(72)【発明者】
【氏名】川崎 啓治
(72)【発明者】
【氏名】一木 武典
(72)【発明者】
【氏名】今枝 美能留
(72)【発明者】
【氏名】宮入 由紀夫
【テーマコード（参考）】
3K092
【Ｆターム（参考）】
3K092PP20
3K092QA05
3K092QB02
3K092QB43
3K092RF03
3K092RF11
3K092RF19
3K092RF27
(57)【要約】
【課題】水素吸蔵金属部を円滑に加熱でき、温度コントロール性の向上を図ることができる熱発生部材および熱取り出しシステムを提供すること。
【解決手段】本発明の実施形態による熱発生部材は、セラミックス基体と、抵抗発熱体と、水素吸蔵金属部と、を備えている。抵抗発熱体は、セラミックス基体に埋設されている。水素吸蔵金属部は、水素を吸蔵および放出可能で水素の拡散により熱を発生可能である。水素吸蔵金属部は、セラミックス基体の表面の少なくとも一部に配置されている。セラミックス基体は、水素吸蔵金属部において発生した熱を作動流体に伝達可能である。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の実施形態による熱発生部材は、セラミックス基体と、抵抗発熱体と、水素吸蔵金属部と、を備えている。抵抗発熱体は、セラミックス基体に埋設されている。水素吸蔵金属部は、水素を吸蔵および放出可能で水素の拡散により熱を発生可能である。水素吸蔵金属部は、セラミックス基体の表面の少なくとも一部に配置されている。セラミックス基体は、水素吸蔵金属部において発生した熱を作動流体に伝達可能である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
セラミックス基体と、
前記セラミックス基体に埋設される抵抗発熱体と、
前記セラミックス基体の表面の少なくとも一部に配置され、水素を吸蔵および放出可能で水素の拡散により熱を発生可能な水素吸蔵金属部と、を備え、
前記セラミックス基体は、前記水素吸蔵金属部において発生した熱を作動流体に伝達可能である、熱発生部材。
前記セラミックス基体に埋設される抵抗発熱体と、
前記セラミックス基体の表面の少なくとも一部に配置され、水素を吸蔵および放出可能で水素の拡散により熱を発生可能な水素吸蔵金属部と、を備え、
前記セラミックス基体は、前記水素吸蔵金属部において発生した熱を作動流体に伝達可能である、熱発生部材。
【請求項2】
前記水素吸蔵金属部は、
前記セラミックス基体の表面の少なくとも一部に配置されている母金属層であって、水素を吸蔵および放出可能な母金属層と、
前記母金属層上に配置されている多層膜であって、第１金属層と前記第１金属層に積層される第２金属層とを備える多層膜と、を備える、請求項１に記載の熱発生部材。
前記セラミックス基体の表面の少なくとも一部に配置されている母金属層であって、水素を吸蔵および放出可能な母金属層と、
前記母金属層上に配置されている多層膜であって、第１金属層と前記第１金属層に積層される第２金属層とを備える多層膜と、を備える、請求項１に記載の熱発生部材。
【請求項3】
前記母金属層および前記第２金属層のそれぞれは、Ｎｉから構成され、
前記第１金属層は、Ｃｕから構成されている、請求項２に記載の熱発生部材。
前記第１金属層は、Ｃｕから構成されている、請求項２に記載の熱発生部材。
【請求項4】
前記セラミックス基体は、絶縁性セラミックス材料から構成されている、請求項１に記載の熱発生部材。
【請求項5】
前記絶縁性セラミックス材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、または、これらの複合材料を含む、請求項４に記載の熱発生部材。
【請求項6】
前記セラミックス基体を収容する筐体をさらに備え、
前記セラミックス基体は、
平板形状を有し、
前記筐体の内面と接触して、前記筐体の内部空間を、作動流体が流通可能な第１流路と、水素含有ガスが流通可能な第２流路であって前記水素吸蔵金属部が面する第２流路と、に仕切っている、請求項４に記載の熱発生部材。
前記セラミックス基体は、
平板形状を有し、
前記筐体の内面と接触して、前記筐体の内部空間を、作動流体が流通可能な第１流路と、水素含有ガスが流通可能な第２流路であって前記水素吸蔵金属部が面する第２流路と、に仕切っている、請求項４に記載の熱発生部材。
【請求項7】
前記筐体は、オーステナイト系ステンレス鋼から構成され、
前記セラミックス基体は、酸化ジルコニウムから構成されている、請求項６に記載の熱発生部材。
前記セラミックス基体は、酸化ジルコニウムから構成されている、請求項６に記載の熱発生部材。
【請求項8】
前記セラミックス基体は、円筒形状を有し、
前記セラミックス基体の内部空間が、作動流体が流通可能な第１流路として機能し、
前記水素吸蔵金属部は、前記セラミックス基体の外周面の少なくとも一部に配置されている、請求項１に記載の熱発生部材。
前記セラミックス基体の内部空間が、作動流体が流通可能な第１流路として機能し、
前記水素吸蔵金属部は、前記セラミックス基体の外周面の少なくとも一部に配置されている、請求項１に記載の熱発生部材。
【請求項9】
前記セラミックス基体は、作動流体の通過方向と直交する方向に延びる仮想線であって前記セラミックス基体の中心を通る仮想線に対して、前記通過方向の上流側に位置する上流部分と、前記通過方向の下流側に位置する下流部分と、を有し、
前記上流部分における前記抵抗発熱体の配置密度は、前記下流部分における前記抵抗発熱体の配置密度よりも大きい、請求項１に記載の熱発生部材。
前記上流部分における前記抵抗発熱体の配置密度は、前記下流部分における前記抵抗発熱体の配置密度よりも大きい、請求項１に記載の熱発生部材。
【請求項10】
請求項１から９のいずれかに記載の熱発生部材と；
前記抵抗発熱体に電圧を印加可能な電圧印加手段と；
前記水素吸蔵金属部において発生した熱が伝達された作動流体の温度、または、前記セラミックス基体の温度を測定する温度検知センサーと；
前記温度検知センサーの検知結果に基づいて、前記電圧印加手段を制御して、前記抵抗発熱体の温度を調整する制御部と；を備える、熱取り出しシステム。
前記抵抗発熱体に電圧を印加可能な電圧印加手段と；
前記水素吸蔵金属部において発生した熱が伝達された作動流体の温度、または、前記セラミックス基体の温度を測定する温度検知センサーと；
前記温度検知センサーの検知結果に基づいて、前記電圧印加手段を制御して、前記抵抗発熱体の温度を調整する制御部と；を備える、熱取り出しシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱発生部材および熱取り出しシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、環境負荷低減の観点から、二酸化炭素などの温室効果ガスを発生しないクリーンなエネルギー源が望まれている。そのようなエネルギー源として、例えば、中空の筒体と、筒体の外面に設けられる発熱体と、筒体の内面により形成される流路と、を備える発熱装置が提案されている（特許文献１参照）。このような発熱装置では、発熱体に水素系ガスを供給して水素を吸蔵させた後、加熱された流体を流路に供給して発熱体を所定温度以上に加熱し、吸蔵されている水素を放出させて量子拡散させることで、流体の温度以上の過剰熱が発生する。過剰熱は、筒体を介して流路を流れる流体を加熱する。これによって、熱エネルギーが回収される。しかし、特許文献１に記載の発熱装置では、加熱された流体から筒体を介して発熱体に熱を伝達して、発熱体を所定温度まで加熱して、発熱体における水素拡散を開始するので、発熱体の昇温に要する時間の短縮が困難であり、かつ、熱発生時の温度コントロール性が不十分であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０２１／１００７８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の主たる目的は、水素吸蔵金属部を円滑に加熱でき、温度コントロール性の向上を図ることができる熱発生部材および熱取り出しシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
［１］本発明の実施形態による熱発生部材は、セラミックス基体と、抵抗発熱体と、水素吸蔵金属部と、を備えている。抵抗発熱体は、セラミックス基体に埋設されている。水素吸蔵金属部は、セラミックス基体の表面の少なくとも一部に配置されている。水素吸蔵金属部は、水素を吸蔵および放出可能で水素の拡散により熱を発生可能である。セラミックス基体は、水素吸蔵金属部において発生した熱を作動流体に伝達可能である。
［２］上記［１］に記載の熱発生部材において、上記水素吸蔵金属部は、母金属層と、多層膜と、を備えていてもよい。該母金属層は、上記セラミックス基体の表面の少なくとも一部に配置されている。該母金属層は、水素を吸蔵および放出可能である。多層膜は、母金属層上に配置されている。該多層膜は、第１金属層と、該第１金属層に積層される第２金属層とを備えている。
［３］上記［２］に記載の熱発生部材において、上記母金属層および上記第２金属層のそれぞれは、Ｎｉから構成されていてもよい。上記第１金属層は、Ｃｕから構成されていてもよい。
［４］上記［１］から［３］のいずれかに記載の熱発生部材において、上記セラミックス基体は、絶縁性セラミックス材料から構成されていてもよい。
［５］上記［４］に記載の熱発生部材において、上記絶縁性セラミックス材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、または、これらの複合材料を含んでいてもよい。
［６］上記［１］から［５］のいずれかに記載の熱発生部材は、筐体をさらに備えてもよい。該筐体は、上記セラミックス基体を収容している。上記セラミックス基体は、平板形状を有していてもよい。上記セラミックス基体は、該筐体の内面と接触して、該筐体の内部空間を、第１流路と第２流路とに仕切っていてもよい。第１流路には、作動流体が流通可能である。第２流路には、水素含有ガスが流通可能である。上記水素吸蔵金属部は、該第２流路に面している。
［７］上記［６］に記載の熱発生部材において、上記筐体は、オーステナイト系ステンレス鋼から構成されていてもよい。上記セラミックス基体は、酸化ジルコニウムから構成されていてもよい。
［８］上記［１］から［５］のいずれかに記載の熱発生部材において、上記セラミックス基体は、円筒形状を有していてもよい。該セラミックス基体の内部空間が、作動流体が流通可能な第１流路として機能してもよい。上記水素吸蔵金属部は、該セラミックス基体の外周面の少なくとも一部に配置されていてもよい。
［９］上記［１］から［８］のいずれかに記載の熱発生部材では、上記セラミックス基体は、上流部分と、下流部分と、を有していてもよい。作動流体の通過方向と直交する方向に延びる仮想線であって上記セラミックス基体の中心を通る仮想線に対して、上流部分は通過方向の上流側に位置し、下流部分は通過方向の下流側に位置している。該上流部分における抵抗発熱体の配置密度は、該下流部分における抵抗発熱体の配置密度よりも大きくてもよい。
［１０］本発明の別の局面による熱取り出しシステムは、上記［１］から［９］のいずれかに記載の熱発生部材と、電圧印加手段と、温度検知センサーと、制御部と、を備えている。該電圧印加手段は、上記抵抗発熱体に電圧を印加可能である。該温度検知センサーは、上記水素吸蔵金属部において発生した熱が伝達された作動流体の温度、または、前記セラミックス基体の温度を測定可能である。該制御部は、該温度検知センサーの検知結果に基づいて、該電圧印加手段を制御して、上記抵抗発熱体の温度を調整可能である。
［２］上記［１］に記載の熱発生部材において、上記水素吸蔵金属部は、母金属層と、多層膜と、を備えていてもよい。該母金属層は、上記セラミックス基体の表面の少なくとも一部に配置されている。該母金属層は、水素を吸蔵および放出可能である。多層膜は、母金属層上に配置されている。該多層膜は、第１金属層と、該第１金属層に積層される第２金属層とを備えている。
［３］上記［２］に記載の熱発生部材において、上記母金属層および上記第２金属層のそれぞれは、Ｎｉから構成されていてもよい。上記第１金属層は、Ｃｕから構成されていてもよい。
［４］上記［１］から［３］のいずれかに記載の熱発生部材において、上記セラミックス基体は、絶縁性セラミックス材料から構成されていてもよい。
［５］上記［４］に記載の熱発生部材において、上記絶縁性セラミックス材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、または、これらの複合材料を含んでいてもよい。
［６］上記［１］から［５］のいずれかに記載の熱発生部材は、筐体をさらに備えてもよい。該筐体は、上記セラミックス基体を収容している。上記セラミックス基体は、平板形状を有していてもよい。上記セラミックス基体は、該筐体の内面と接触して、該筐体の内部空間を、第１流路と第２流路とに仕切っていてもよい。第１流路には、作動流体が流通可能である。第２流路には、水素含有ガスが流通可能である。上記水素吸蔵金属部は、該第２流路に面している。
［７］上記［６］に記載の熱発生部材において、上記筐体は、オーステナイト系ステンレス鋼から構成されていてもよい。上記セラミックス基体は、酸化ジルコニウムから構成されていてもよい。
［８］上記［１］から［５］のいずれかに記載の熱発生部材において、上記セラミックス基体は、円筒形状を有していてもよい。該セラミックス基体の内部空間が、作動流体が流通可能な第１流路として機能してもよい。上記水素吸蔵金属部は、該セラミックス基体の外周面の少なくとも一部に配置されていてもよい。
［９］上記［１］から［８］のいずれかに記載の熱発生部材では、上記セラミックス基体は、上流部分と、下流部分と、を有していてもよい。作動流体の通過方向と直交する方向に延びる仮想線であって上記セラミックス基体の中心を通る仮想線に対して、上流部分は通過方向の上流側に位置し、下流部分は通過方向の下流側に位置している。該上流部分における抵抗発熱体の配置密度は、該下流部分における抵抗発熱体の配置密度よりも大きくてもよい。
［１０］本発明の別の局面による熱取り出しシステムは、上記［１］から［９］のいずれかに記載の熱発生部材と、電圧印加手段と、温度検知センサーと、制御部と、を備えている。該電圧印加手段は、上記抵抗発熱体に電圧を印加可能である。該温度検知センサーは、上記水素吸蔵金属部において発生した熱が伝達された作動流体の温度、または、前記セラミックス基体の温度を測定可能である。該制御部は、該温度検知センサーの検知結果に基づいて、該電圧印加手段を制御して、上記抵抗発熱体の温度を調整可能である。
【発明の効果】
【0006】
本発明の実施形態によれば、水素吸蔵金属部を円滑に加熱でき、温度コントロール性の向上を図ることができる熱発生部材および熱取り出しシステムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【0009】
Ａ．熱発生部材
図１は、本発明の１つの実施形態による熱発生部材の概略構成図である。
図示例の熱発生部材１００は、代表的には、２５℃以上１０００℃以下の温度帯における水素拡散による過剰熱の発生を利用して、熱エネルギーを発生可能である。熱発生部材１００は、セラミックス基体１と、抵抗発熱体２と、水素吸蔵金属部３と、を備えている。抵抗発熱体２は、セラミックス基体１に埋設されている。抵抗発熱体２は、代表的には電圧が印加されたときに発熱可能である。水素吸蔵金属部３は、水素を吸蔵および放出可能で水素の拡散により熱を発生可能である。水素吸蔵金属部３は、セラミックス基体１の表面の少なくとも一部に配置されている。セラミックス基体１は、水素吸蔵金属部３において発生した熱を作動流体に伝達可能である。
図示例の熱発生部材によれば、セラミックス基体に埋設される抵抗発熱体は、電圧が印加されたときに発熱し、セラミックス基体を介して水素吸蔵金属部を加熱できる。そのため、作動流体からセラミックス基体を介して水素吸蔵金属部に熱を伝達して、水素吸蔵金属部を加熱する場合よりも、水素吸蔵金属部を効率よく加熱できる。その結果、水素吸蔵金属部を所望の温度（水素拡散開始温度）まで円滑に加熱でき、その昇温に要する時間（昇温時間）を短縮できる。また、水素拡散による過剰熱発生後において、抵抗発熱体により水素吸蔵金属部を所望の温度範囲に安定して調整できる。そのため、熱発生部材における温度コントロール性の向上を図ることができる。
図１は、本発明の１つの実施形態による熱発生部材の概略構成図である。
図示例の熱発生部材１００は、代表的には、２５℃以上１０００℃以下の温度帯における水素拡散による過剰熱の発生を利用して、熱エネルギーを発生可能である。熱発生部材１００は、セラミックス基体１と、抵抗発熱体２と、水素吸蔵金属部３と、を備えている。抵抗発熱体２は、セラミックス基体１に埋設されている。抵抗発熱体２は、代表的には電圧が印加されたときに発熱可能である。水素吸蔵金属部３は、水素を吸蔵および放出可能で水素の拡散により熱を発生可能である。水素吸蔵金属部３は、セラミックス基体１の表面の少なくとも一部に配置されている。セラミックス基体１は、水素吸蔵金属部３において発生した熱を作動流体に伝達可能である。
図示例の熱発生部材によれば、セラミックス基体に埋設される抵抗発熱体は、電圧が印加されたときに発熱し、セラミックス基体を介して水素吸蔵金属部を加熱できる。そのため、作動流体からセラミックス基体を介して水素吸蔵金属部に熱を伝達して、水素吸蔵金属部を加熱する場合よりも、水素吸蔵金属部を効率よく加熱できる。その結果、水素吸蔵金属部を所望の温度（水素拡散開始温度）まで円滑に加熱でき、その昇温に要する時間（昇温時間）を短縮できる。また、水素拡散による過剰熱発生後において、抵抗発熱体により水素吸蔵金属部を所望の温度範囲に安定して調整できる。そのため、熱発生部材における温度コントロール性の向上を図ることができる。
【0010】
１つの実施形態において、熱発生部材１００は、筐体４をさらに備えている。筐体４は、セラミックス基体１を収容している。図示例の筐体４は、上壁４７と、下壁４８と、側壁４９と、を備えている。上壁４７および下壁４８のそれぞれは、平板形状を有している。上壁４７および下壁４８は、厚み方向において互いに間隔を空けて配置されている。側壁４９は、上壁４７と下壁４８との間に配置されている。側壁４９は、上壁４７の周端部と下壁４８の周端部とを接続している。
筐体４の材料として、例えば、金属、セラミックスが挙げられ、好ましくは金属が挙げられる。金属のなかでは、例えば、鉄、ニッケル、アルミニウムなどの純金属；炭素鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、耐熱性非鉄合金鋼などの合金；が挙げられ、耐熱性・耐圧性の観点から好ましくは合金が挙げられ、より好ましくはオーステナイト系ステンレス鋼が挙げられる。言い換えれば、筐体４は、好ましくはオーステナイト系ステンレス鋼から構成される。
筐体４の材料として、例えば、金属、セラミックスが挙げられ、好ましくは金属が挙げられる。金属のなかでは、例えば、鉄、ニッケル、アルミニウムなどの純金属；炭素鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、耐熱性非鉄合金鋼などの合金；が挙げられ、耐熱性・耐圧性の観点から好ましくは合金が挙げられ、より好ましくはオーステナイト系ステンレス鋼が挙げられる。言い換えれば、筐体４は、好ましくはオーステナイト系ステンレス鋼から構成される。
【0011】
１つの実施形態において、セラミックス基体１は、平板形状を有している。セラミックス基体１が筐体４に収容された状態において、図示例では、セラミックス基体１は、厚み方向において上壁４７および下壁４８の間に配置されており、上壁４７および下壁４８のそれぞれから離れて位置している。
【0012】
１つの実施形態において、セラミックス基体１は、筐体４の内面と接触して、筐体４の内部空間を第１流路４１と第２流路４２とに仕切っている。代表的には、セラミックス基体１の周端面の全体が、筐体４の側壁４９の内面と接触している。第１流路４１には、作動流体（後述）が流通可能である。第２流路４２には、水素含有ガス（後述）が流通可能である。水素吸蔵金属部３は、第２流路４２に面している。水素吸蔵金属部３は、代表的には、セラミックス基体１の表面と直接接触している。水素吸蔵金属部３は、セラミックス基体１における第２流路側の表面の全体に設けられていてもよく、当該表面において部分的に設けられていてもよい。
このような構成によれば、水素吸蔵金属部が、第２流路を流通する水素含有ガスから水素を円滑に吸蔵できる。また、水素吸蔵金属部における水素拡散による熱発生時に、発生した熱を、水素吸蔵金属部からセラミックス基体を介して第１流路を流通する作動流体に円滑に伝達することができる。
このような構成によれば、水素吸蔵金属部が、第２流路を流通する水素含有ガスから水素を円滑に吸蔵できる。また、水素吸蔵金属部における水素拡散による熱発生時に、発生した熱を、水素吸蔵金属部からセラミックス基体を介して第１流路を流通する作動流体に円滑に伝達することができる。
【0013】
図示例の第１流路４１は、筐体４の内面とセラミックス基体１の第１面１ａとによって規定されている。より詳しくは、第１流路４１は、セラミックス基体１の第１面１ａと、上壁４７の内面（下面）と、それらの間に位置する側壁４９の内面と、によって画定されている。
【0014】
１つの実施形態において、筐体４は、第１流入口４３と、第１流出口４４と、を備えている。第１流入口４３および第１流出口４４のそれぞれは、第１流路４１と通じている。第１流入口４３には、第１流路４１に流入する作動流体が通過可能である。第１流出口４４には、第１流路４１から排出される作動流体が通過可能である。図示例において、第１流入口４３および第１流出口４４は、筐体４の側壁４９に形成されており、セラミックス基体１の厚み方向と直交する方向に互いに離れて位置している。
図示例では、１つの第１流路４１に対して、第１流入口４３および第１流出口４４のそれぞれが１つずつ設けられているが、第１流入口４３および第１流出口４４の個数は、これに制限されない。１つの第１流路４１に対して、複数の第１流入口４３が設けられてもよく、複数の第１流出口４４が設けられてもよい。また、１つの第１流路４１に対する第１流入口４３および第１流出口４４の個数は、互いに同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。例えば、１つの第１流路４１に対して、１つの第１流入口４３が設けられ、かつ、複数の第１流出口４４が設けられてもよい。
図示例では、１つの第１流路４１に対して、第１流入口４３および第１流出口４４のそれぞれが１つずつ設けられているが、第１流入口４３および第１流出口４４の個数は、これに制限されない。１つの第１流路４１に対して、複数の第１流入口４３が設けられてもよく、複数の第１流出口４４が設けられてもよい。また、１つの第１流路４１に対する第１流入口４３および第１流出口４４の個数は、互いに同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。例えば、１つの第１流路４１に対して、１つの第１流入口４３が設けられ、かつ、複数の第１流出口４４が設けられてもよい。
【0015】
第２流路４２は、代表的には、筐体４の内面とセラミックス基体１の第２面１ｂとによって画定されている。より詳しくは、第２流路４２は、セラミックス基体１の第２面１ｂと、下壁４８の内面（上面）と、それらの間に位置する側壁４９の内面と、によって画定されている。水素吸蔵金属部３は、セラミックス基体１の第２面１ｂに設けられている。
【0016】
１つの実施形態において、筐体４は、第２流入口４５と、第２流出口４６と、を備えている。第２流入口４５および第２流出口４６のそれぞれは、第２流路４２と通じている。第２流入口４５には、第２流路４２に流入する水素含有ガスが通過可能である。第２流出口４６には、第２流路４２から排出されるガスが通過可能である。図示例において、第２流入口４５および第２流出口４６は、筐体４の側壁４９に形成されており、セラミックス基体１の厚み方向と直交する方向において互いに離れて位置している。
図示例では、１つの第２流路４２に対して、第２流入口４５および第２流出口４６のそれぞれが１つずつ設けられているが、第２流入口４５および第２流出口４６の個数は、これに制限されない。１つの第２流路４２に対して、複数の第２流入口４５が設けられてもよく、複数の第２流出口４６が設けられてもよい。また、１つの第２流路４２に対する第２流入口４５および第２流出口４６の個数は、互いに同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。例えば、１つの第２流路４２に対して、１つの第２流入口４５が設けられ、かつ、複数の第２流出口４６が設けられてもよい。
図示例では、１つの第２流路４２に対して、第２流入口４５および第２流出口４６のそれぞれが１つずつ設けられているが、第２流入口４５および第２流出口４６の個数は、これに制限されない。１つの第２流路４２に対して、複数の第２流入口４５が設けられてもよく、複数の第２流出口４６が設けられてもよい。また、１つの第２流路４２に対する第２流入口４５および第２流出口４６の個数は、互いに同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。例えば、１つの第２流路４２に対して、１つの第２流入口４５が設けられ、かつ、複数の第２流出口４６が設けられてもよい。
【0017】
セラミックス基体１は、厚み方向から見て、任意の適切な形状を有する。厚み方向から見たセラミックス基体の形状として、例えば、三角形、四角形、五角形、六角形以上の多角形、円形、楕円形が挙げられ、好ましくは円形（図２および図３参照）および四角形（図４参照）が挙げられる。
【0018】
抵抗発熱体２は、代表的には、線形状または帯状を有している。１つの実施形態において、抵抗発熱体２は、ヒータ配線２１と、端子２２と、備えている。ヒータ配線２１は、セラミックス基体の外形形状に応じた任意の適切なパターンで、セラミックス基体１の内部に引き回されている。端子２２は、ヒータ配線２１の両端部のそれぞれに設けられている。
【0019】
図２に示すように、抵抗発熱体２は、セラミックス基体１の全体にわたって略均一となるように配置されていてもよい。図示例では、セラミックス基体１の厚み方向から見て、セラミックス基体１が円形状を有しており、ヒータ配線２１が略同心円状に配置されている。より詳しくは、ヒータ配線２１は、セラミックス基体１の中心を円中心として共有する同心円弧部分を含むように引き回されている。
【0020】
図３および図４に示すように、抵抗発熱体２は、作動流体の通過方向において、上流側が密となり、下流側が疎となるように、セラミックス基体１に配置されていてもよい。セラミックス基体１は、作動流体の通過方向において、上流側に位置する上流部分と、下流側に位置する下流部分と、を有している。より詳しくは、作動流体の通過方向と直交する方向に延びる第１仮想線であってセラミックス基体１の中心を通る第１仮想線に対して、上流部分は、作動流体の通過方向の上流側に位置し、下流部分は、作動流体の通過方向の下流側に位置する。
図示例では、セラミックス基体１の上流部分における抵抗発熱体２の配置密度は、セラミックス基体１の下流部分における抵抗発熱体２の配置密度よりも大きい。なお、抵抗発熱体の配置密度は、セラミックス基体および抵抗発熱体をセラミックス基体の厚み方向に投影したときに、セラミックス基体の対応部分（上流部分または下流部分）の投影面積に対する、当該部分に設けられる抵抗発熱体の投影面積として算出できる。
熱発生部材において作動流体の通過方向の上流側の領域は、相対的に低温の作動流体が流入するために、温度が低下しやすい。上記した実施形態によれば、上流部分における抵抗発熱体の配置密度が下流部分おける抵抗発熱体の配置密度よりも大きいので、セラミックス基体の上流部分における温度低下を抑制でき、かつ、セラミックス基体の下流部分が過剰に加熱されることを抑制できる。そのため、第１流路に作動流体が流通する状態において、セラミックス基体を均一に加熱でき、ひいては、水素吸蔵金属部を所望の拡散開始温度まで均一に加熱できる。
図示例では、セラミックス基体１の上流部分における抵抗発熱体２の配置密度は、セラミックス基体１の下流部分における抵抗発熱体２の配置密度よりも大きい。なお、抵抗発熱体の配置密度は、セラミックス基体および抵抗発熱体をセラミックス基体の厚み方向に投影したときに、セラミックス基体の対応部分（上流部分または下流部分）の投影面積に対する、当該部分に設けられる抵抗発熱体の投影面積として算出できる。
熱発生部材において作動流体の通過方向の上流側の領域は、相対的に低温の作動流体が流入するために、温度が低下しやすい。上記した実施形態によれば、上流部分における抵抗発熱体の配置密度が下流部分おける抵抗発熱体の配置密度よりも大きいので、セラミックス基体の上流部分における温度低下を抑制でき、かつ、セラミックス基体の下流部分が過剰に加熱されることを抑制できる。そのため、第１流路に作動流体が流通する状態において、セラミックス基体を均一に加熱でき、ひいては、水素吸蔵金属部を所望の拡散開始温度まで均一に加熱できる。
【0021】
図３では、セラミックス基体１の厚み方向から見て、セラミックス基体１が円形状を有しており、ヒータ配線２１が略偏心円状に配置されている。より詳しくは、ヒータ配線２１は、セラミックス基体１の径方向に互いに間隔を空けて配置される複数の楕円弧部分を含むように引き回されている。複数の楕円弧部分のそれぞれは、作動流体の通過方向の下流側に向かうにつれて長径となるように延びている。
図４では、セラミックス基体１の厚み方向から見て、セラミックス基体１が四角形状を有しており、ヒータ配線２１は、作動流体の通過方向と直交する方向に延びる複数の直線部分を含むように引き回されている。複数の直線部分は、作動流体の通過方向に互いに間隔を空けて配置されている。作動流体の通過方向において、互いに隣り合う直線部分の間のピッチ（間隔）は、作動流体の通過方向の下流側に向かうにつれて大きくなる。
なお、図２～図４では、ヒータ配線２１は、作動流体の通過方向に沿って延びる第２仮想線であってセラミックス基体１の中心を通る第２仮想線に対して、線対称となるように配置されている。
図４では、セラミックス基体１の厚み方向から見て、セラミックス基体１が四角形状を有しており、ヒータ配線２１は、作動流体の通過方向と直交する方向に延びる複数の直線部分を含むように引き回されている。複数の直線部分は、作動流体の通過方向に互いに間隔を空けて配置されている。作動流体の通過方向において、互いに隣り合う直線部分の間のピッチ（間隔）は、作動流体の通過方向の下流側に向かうにつれて大きくなる。
なお、図２～図４では、ヒータ配線２１は、作動流体の通過方向に沿って延びる第２仮想線であってセラミックス基体１の中心を通る第２仮想線に対して、線対称となるように配置されている。
【0022】
図１に示すように、１つの実施形態において、熱発生部材１００は、支持部１８と、電源配線１９と、をさらに備えている。
支持部１８は、セラミックス基体１に接続されており、セラミックス基体１を支持している。支持部１８は、任意の適切な形状を有する。図示例において、支持部１８は、セラミックス基体１の厚み方向に延びる柱形状を有している。支持部１８は、下壁４８を貫通しており、その一端部がセラミックス基体１の第２面１ｂに接続されている。なお、下壁４８における支持部１８の貫通部分は、気密性が確保されている。
電源配線１９は、抵抗発熱体２に電気的に接続されている。代表的には、電源配線１９の一端部は抵抗発熱体２の端子２２に接続されており、電源配線１９の他端部は電源５に接続されている。図示例では、抵抗発熱体２には、電源配線１９を介して電圧が印加される。電源配線１９は、支持部１８に埋設されている。
支持部１８は、セラミックス基体１に接続されており、セラミックス基体１を支持している。支持部１８は、任意の適切な形状を有する。図示例において、支持部１８は、セラミックス基体１の厚み方向に延びる柱形状を有している。支持部１８は、下壁４８を貫通しており、その一端部がセラミックス基体１の第２面１ｂに接続されている。なお、下壁４８における支持部１８の貫通部分は、気密性が確保されている。
電源配線１９は、抵抗発熱体２に電気的に接続されている。代表的には、電源配線１９の一端部は抵抗発熱体２の端子２２に接続されており、電源配線１９の他端部は電源５に接続されている。図示例では、抵抗発熱体２には、電源配線１９を介して電圧が印加される。電源配線１９は、支持部１８に埋設されている。
【0023】
図１では、熱発生部材１００が、１つのセラミックス基体１を備えているが、セラミックス基体１の個数は、これに制限されない。
図５に示すように、熱発生部材１００は、複数のセラミックス基体１を備えていてもよい。複数のセラミックス基体１は、筐体４に収容されており、筐体４の内部空間を、複数の第１流路４１と、１以上の第２流路４２とに仕切っている。第２流路４２の個数は、第１流路４１の個数－１である。このような構成によれば、熱発生部材に流通可能な作動流体の流量の向上を図ることができ、作動流体に熱エネルギーを効率よく回収させることができる。
図５に示すように、熱発生部材１００は、複数のセラミックス基体１を備えていてもよい。複数のセラミックス基体１は、筐体４に収容されており、筐体４の内部空間を、複数の第１流路４１と、１以上の第２流路４２とに仕切っている。第２流路４２の個数は、第１流路４１の個数－１である。このような構成によれば、熱発生部材に流通可能な作動流体の流量の向上を図ることができ、作動流体に熱エネルギーを効率よく回収させることができる。
【0024】
図示例では、熱発生部材１００は、２つのセラミックス基体１を備えている。なお、以下では、２つのセラミックス基体１を、第１セラミックス基体１１および第２セラミックス基体１２として互いに区別する。第１セラミックス基体１１および第２セラミックス基体１２は、厚み方向に互いに間隔を空けて配置されている。
【0025】
１つの実施形態において、第１セラミックス基体１１および第２セラミックス基体１２は、筐体４に収容されている。第２セラミックス基体１２は、第１セラミックス基体１１に対して筐体４の上壁４７の反対側に位置している。第２セラミックス基体１２は、筐体４の下壁４８に対して間隔を空けて配置されている。
【0026】
図示例では、第１セラミックス基体１１および第２セラミックス基体１２が、筐体４の内部空間を、２つの第１流路４１と第２流路４２とに仕切っている。
２つの第１流路４１のうち一方の第１流路４１は、第１セラミックス基体１１の第１面１ａと、上壁４７の内面（下面）と、それらの間に位置する側壁４９の内面と、によって画定されている。
２つの第１流路４１のうち他方の第１流路４１は、第２セラミックス基体１２の第２面１ｂと、下壁４８の内面（上面）と、それらの間に位置する側壁４９の内面と、によって画定されている。
第２流路４２は、第１セラミックス基体１１の第２面１ｂと、第２セラミックス基体１２の第１面１ａと、それらの間に位置する側壁４９の内面と、によって画定されている。図示例では、水素吸蔵金属部３は、第１セラミックス基体１１の第２面１ｂ、および、第２セラミックス基体１２の第１面１ａに設けられている。
２つの第１流路４１のうち一方の第１流路４１は、第１セラミックス基体１１の第１面１ａと、上壁４７の内面（下面）と、それらの間に位置する側壁４９の内面と、によって画定されている。
２つの第１流路４１のうち他方の第１流路４１は、第２セラミックス基体１２の第２面１ｂと、下壁４８の内面（上面）と、それらの間に位置する側壁４９の内面と、によって画定されている。
第２流路４２は、第１セラミックス基体１１の第２面１ｂと、第２セラミックス基体１２の第１面１ａと、それらの間に位置する側壁４９の内面と、によって画定されている。図示例では、水素吸蔵金属部３は、第１セラミックス基体１１の第２面１ｂ、および、第２セラミックス基体１２の第１面１ａに設けられている。
【0027】
抵抗発熱体２は、複数のセラミックス基体１のうち、少なくとも１つのセラミックス基体１に埋設されており、好ましくは、すべての複数のセラミックス基体１に埋設されている。図示例では、抵抗発熱体２は、第１セラミックス基体１１および第２セラミックス基体１２に埋設されている。
以下では、上記した第１セラミックス基体１１と；上記した第２セラミックス基体１２と；それらに設けられる水素吸蔵金属部３と；第１セラミックス基体１１および／または第２セラミックス基体１２に埋設される抵抗発熱体２と；を一括して、ユニットＵと称する場合がある。
以下では、上記した第１セラミックス基体１１と；上記した第２セラミックス基体１２と；それらに設けられる水素吸蔵金属部３と；第１セラミックス基体１１および／または第２セラミックス基体１２に埋設される抵抗発熱体２と；を一括して、ユニットＵと称する場合がある。
【0028】
図６に示すように、熱発生部材１００は、複数のユニットＵを備えていてもよい。複数のユニットＵは、筐体４に収容されており、セラミックス基体１の厚み方向に互いに間隔を空けて配置されている。複数のユニットＵのうち、互いに隣り合うユニットＵの間には、第１流路４１が形成されている。また、ユニットＵが筐体４に収容された状態で、ユニットＵの内部には、上記のように、第２流路４２が形成されている。
このような構成によれば、熱発生部材に流通可能な作動流体の流量のさらなる向上を図ることができ、かつ、熱発生部材に流通可能な水素含有ガスの流量の向上を図ることができる。そのため、発生する熱エネルギー量を増加させることができ、かつ、作動流体に熱エネルギーを効率よく回収させることができる。
このような構成によれば、熱発生部材に流通可能な作動流体の流量のさらなる向上を図ることができ、かつ、熱発生部材に流通可能な水素含有ガスの流量の向上を図ることができる。そのため、発生する熱エネルギー量を増加させることができ、かつ、作動流体に熱エネルギーを効率よく回収させることができる。
【0029】
互いに隣り合うユニットＵの間に形成される第１流路４１は、一方のユニットＵが含む第２セラミックス基体１２の第２面１ｂと；他方のユニットＵが含む第１セラミックス基体１１の第１面１ａと；それらの間に位置する側壁４９の内面と、によって画定されている。
なお、筐体４には、上記した第１流入口４３および第１流出口４４が、複数の第１流路４１のそれぞれに対応して形成されており、上記した第２流入口４５および第２流出口４６が、複数の第２流路４２のそれぞれに対応して形成されている。
なお、筐体４には、上記した第１流入口４３および第１流出口４４が、複数の第１流路４１のそれぞれに対応して形成されており、上記した第２流入口４５および第２流出口４６が、複数の第２流路４２のそれぞれに対応して形成されている。
【0030】
図７に示すように、熱発生部材１００は、ハニカム構造体９をさらに備えていてもよい。図示例では、熱発生部材１００は、第１流入口４３と同数のハニカム構造体９を備えている。ハニカム構造体９は、作動流体を流通可能な複数のセルを有している。複数のセルは、隔壁により仕切られて一方の端面から他方の端面まで軸方向に貫通している。ハニカム構造体９は、筐体４の第１流入口４３に連結されている。複数のセルの内部空間と、第１流路４１とは、第１流入口４３を介して連通している。ハニカム構造体９は、複数のセルを通過する作動流体を加熱（予熱）可能である。これによって、予熱した作動流体を第１流路に供給できる。ハニカム構造体９は、それ自体がヒータとして機能して作動流体を予熱してもよく、筐体４から伝達される熱によって、作動流体を予熱してもよい。
【0031】
図１から図７に示すセラミックス基体１は、平板形状を有しているが、セラミックス基体１の形状は、これに限定されない。セラミックス基体１の形状として、平板形状に加えて、例えば、円筒形状、曲率を持った板状形状が挙げられる。
図８および図９に示すように、１つの実施形態において、セラミックス基体１は、円筒形状を有している。この場合、セラミックス基体１の内部空間（セラミックス基体の内周面が規定する空間）が、作動流体が流通可能な第１流路４１として機能し、セラミックス基体１の外部空間（セラミックス基体の外周面の外側の空間）が、水素含有ガスが流通可能な第２流路４２として機能する。水素吸蔵金属部３は、セラミックス基体１の外周面の少なくとも一部に配置されている。なお、図９では、便宜上、水素吸蔵金属部３を省略している。
図８および図９に示すように、１つの実施形態において、セラミックス基体１は、円筒形状を有している。この場合、セラミックス基体１の内部空間（セラミックス基体の内周面が規定する空間）が、作動流体が流通可能な第１流路４１として機能し、セラミックス基体１の外部空間（セラミックス基体の外周面の外側の空間）が、水素含有ガスが流通可能な第２流路４２として機能する。水素吸蔵金属部３は、セラミックス基体１の外周面の少なくとも一部に配置されている。なお、図９では、便宜上、水素吸蔵金属部３を省略している。
【0032】
１つの実施形態において、セラミックス基体１は、内筒１３と、外筒１４と、を備えている。内筒１３の外径は、外筒１４の内径よりも小さい。内筒１３は、外筒１４に挿入されている。内筒１３の内部空間が、第１流路４１として機能する。水素吸蔵金属部３は、外筒１４の外周面の少なくとも一部に配置されている。
抵抗発熱体２は、内筒１３と外筒１４との間に設けられている。抵抗発熱体２は、セラミックス基体１の軸線方向に延びる帯形状を有している。図示例では、抵抗発熱体２は、セラミックス基体１の周方向に互いに間隔を空けて複数設けられている。
抵抗発熱体２は、内筒１３と外筒１４との間に設けられている。抵抗発熱体２は、セラミックス基体１の軸線方向に延びる帯形状を有している。図示例では、抵抗発熱体２は、セラミックス基体１の周方向に互いに間隔を空けて複数設けられている。
【0033】
図８に示すように、内筒１３は、内筒１３の一端部が外筒１４の一端部から突出するように、外筒１４に対してずれて挿入されていてもよい。この場合、外筒１４の他端部内には、内筒１３の他端部が位置していない。内筒１３の他端面は、外筒１４の他端面から軸線方向に離れて位置している。このような構成によれば、図１０に示すように、内筒１３および外筒１４を備えるセラミックス基体１を、セラミックス基体の軸線方向に複数連結して、熱発生部材１００を構成することができる。より詳しくは、一のセラミックス基体１が備える内筒１３の一端部を、別のセラミックス基体１が備える外筒１４の他端部に挿入して、複数のセラミックス基体を連結できる。
【0034】
以下、熱発生部材の具体的な構成について説明する。
【0035】
Ｂ．セラミックス基体
セラミックス基体１は、代表的には、絶縁性セラミックス材料から構成されている。
２５℃における絶縁性セラミックス材料の体積抵抗値は、代表的には１．０×１０１２Ω・ｃｍを超過し、好ましくは１．０×１０１３Ω・ｃｍ以上である。
２５℃における絶縁性セラミックス材料の熱伝導率は、例えば３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、好ましくは５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、より好ましくは１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。なお、熱伝導率は、例えばレーザーフラッシュ法（ＪＩＳＲ１６１１に準拠）によって測定できる。絶縁性セラミックス材料の熱伝導率が上記下限以上であると、セラミックス基体における温度を均一に確保でき、水素吸蔵金属部において熱エネルギーを安定して発生させることができる。また、水素吸蔵金属部からの熱をセラミックス基体の全体に効率よく伝達でき、ひいては、熱エネルギーを作動流体により一層効率よく伝達できる。なお、２５℃におけるセラミックス基体の材料熱伝導率の上限は、特に制限されず、代表的には２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。
絶縁性セラミックス材料として、例えば、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化ジルコニウム、コージェライト、ムライト、および、これらの複合材料が挙げられる。
セラミックス基体１は、代表的には、絶縁性セラミックス材料から構成されている。
２５℃における絶縁性セラミックス材料の体積抵抗値は、代表的には１．０×１０１２Ω・ｃｍを超過し、好ましくは１．０×１０１３Ω・ｃｍ以上である。
２５℃における絶縁性セラミックス材料の熱伝導率は、例えば３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、好ましくは５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、より好ましくは１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。なお、熱伝導率は、例えばレーザーフラッシュ法（ＪＩＳＲ１６１１に準拠）によって測定できる。絶縁性セラミックス材料の熱伝導率が上記下限以上であると、セラミックス基体における温度を均一に確保でき、水素吸蔵金属部において熱エネルギーを安定して発生させることができる。また、水素吸蔵金属部からの熱をセラミックス基体の全体に効率よく伝達でき、ひいては、熱エネルギーを作動流体により一層効率よく伝達できる。なお、２５℃におけるセラミックス基体の材料熱伝導率の上限は、特に制限されず、代表的には２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。
絶縁性セラミックス材料として、例えば、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化ジルコニウム、コージェライト、ムライト、および、これらの複合材料が挙げられる。
【0036】
絶縁性セラミックス材料は、熱発生部材に要求される物性に応じて、任意かつ適切に選択できる。
１つ実施形態において、絶縁性セラミックス材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、または、これらの複合材料を含んでいる。絶縁性セラミックス材料がこのような材料を含んでいると、セラミックス基体の熱伝導率の向上を安定して図ることができる。
１つ実施形態において、絶縁性セラミックス材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、または、これらの複合材料を含んでいる。絶縁性セラミックス材料がこのような材料を含んでいると、セラミックス基体の熱伝導率の向上を安定して図ることができる。
【0037】
また、セラミックス基体１が筐体４の内部空間を第１流路４１と第２流路４２とに仕切っており、かつ、セラミックス基体１の外周面と筐体４の内面との間に優れた気密性が要求される場合、セラミックス基体１を構成する材料として、熱膨張係数が筐体４を構成する材料と近い絶縁性セラミックス材料が選択され得る。この場合、セラミックス基体１を構成する絶縁性セラミックス材料の線膨張係数は、筐体４を構成する材料の線膨張係数に対して、好ましくは８０％～１２０％の範囲内である。絶縁性セラミックス材料の線膨張係数（線膨張係数）は、例えば１５×１０－６／Ｋ以下であり、好ましくは１２×１０－６／Ｋ以下である。なお、熱膨張係数はＪＩＳ規格Ｒ１６１８に準拠して測定することができる。
セラミックス基体の材料と筐体の材料との好適な組み合わせとして、酸化ジルコニウムとオーステナイト系ステンレス鋼とが挙げられる。言い換えれば、セラミックス基体１は、酸化ジルコニウムから構成され、筐体４は、オーステナイト系ステンレス鋼から構成される。セラミックス基体の材料と筐体の材料とがこのような組み合わせであれば、セラミックス基体の外周面と筐体の内面との間の気密性の向上を図ることができ、第１流路から第２流路に作動流体が漏れ出すこと、および、第２流路から第１流路に水素含有ガスが漏れ出すことを抑制できる。
セラミックス基体の材料と筐体の材料との好適な組み合わせとして、酸化ジルコニウムとオーステナイト系ステンレス鋼とが挙げられる。言い換えれば、セラミックス基体１は、酸化ジルコニウムから構成され、筐体４は、オーステナイト系ステンレス鋼から構成される。セラミックス基体の材料と筐体の材料とがこのような組み合わせであれば、セラミックス基体の外周面と筐体の内面との間の気密性の向上を図ることができ、第１流路から第２流路に作動流体が漏れ出すこと、および、第２流路から第１流路に水素含有ガスが漏れ出すことを抑制できる。
【0038】
セラミックス基体１は、絶縁性セラミックス材料に加えて、任意の適切な添加材を含み得る。添加材として、例えば、希土類酸化物、焼結助剤、安定化剤が挙げられる。
【0039】
セラミックス基体１は、用途に応じて適切に設定され得る。セラミックス基体１の厚みは、例えば０．５ｍｍ～３０ｍｍであり得、また例えば５ｍｍ～１０ｍｍであり得る。
【0040】
Ｃ．抵抗発熱体
抵抗発熱体２は、代表的には、導電性材料から構成されている。
２５℃における導電性材料の体積抵抗値は、代表的には１．０×１０－９Ω・ｃｍ以上であり、代表的には１０Ω・ｃｍ以下であり、好ましくは１．０Ω・ｃｍ以下である。
１つの実施形態において、導電性材料は、遷移金属元素を含んでいる。遷移金属元素として、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）が挙げられる。導電性材料の具体例としては、金属モリブデン、金属タングステンが挙げられる。
抵抗発熱体２は、代表的には、導電性材料から構成されている。
２５℃における導電性材料の体積抵抗値は、代表的には１．０×１０－９Ω・ｃｍ以上であり、代表的には１０Ω・ｃｍ以下であり、好ましくは１．０Ω・ｃｍ以下である。
１つの実施形態において、導電性材料は、遷移金属元素を含んでいる。遷移金属元素として、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）が挙げられる。導電性材料の具体例としては、金属モリブデン、金属タングステンが挙げられる。
【0041】
抵抗発熱体２の厚みは、用途に応じて適切に設定され得る。抵抗発熱体２の厚みは、抵抗発熱体２が埋設されるセラミックス基体１の厚みに対して、例えば０．１％～５％の範囲内である。抵抗発熱体２の厚みは、例えば０．０１ｍｍ～０．５ｍｍであり得、また例えば０．０３ｍｍ～１．５ｍｍであり得る。
【0042】
上記したセラミックス基体１および抵抗発熱体２は、任意の適切な方法により調製できる。これらの調製方法として、例えば、特開２０１０－２５７９５６号公報に記載のセラミックヒータの製造方法、および、特許第６８４３３２０号に記載のセラミックヒータの製造方法が挙げられる。これら公報は、その全体の記載が本明細書に参考として援用される。
【0043】
Ｄ．水素吸蔵金属部
図１１は図１に示す水素吸蔵金属部の概略構成図であり；図１２は水素吸蔵金属部の変形例の概略構成図であり；図１３は水素吸蔵金属部の別の変形例の概略構成図である。
１つの実施形態において、水素吸蔵金属部３は、母金属層３１と、多層膜３２と、を備えている。多層膜３２は、母金属層３１に対してセラミックス基体１の反対側に位置しており、母金属層３１上に配置されている。水素吸蔵金属部３の厚み（母金属層および多層膜の総厚）は、例えば５０μｍ以上、好ましくは１００μｍ以上であり、例えば２００００μｍ以下、好ましくは１５０００μｍ以下である。
図１１は図１に示す水素吸蔵金属部の概略構成図であり；図１２は水素吸蔵金属部の変形例の概略構成図であり；図１３は水素吸蔵金属部の別の変形例の概略構成図である。
１つの実施形態において、水素吸蔵金属部３は、母金属層３１と、多層膜３２と、を備えている。多層膜３２は、母金属層３１に対してセラミックス基体１の反対側に位置しており、母金属層３１上に配置されている。水素吸蔵金属部３の厚み（母金属層および多層膜の総厚）は、例えば５０μｍ以上、好ましくは１００μｍ以上であり、例えば２００００μｍ以下、好ましくは１５０００μｍ以下である。
【0044】
Ｄ－１．母金属層
母金属層３１は、水素を吸蔵および放出可能であり、特に水素を吸蔵保持する役割を果たす。母金属層３１は、代表的には、セラミックス基体１と多層膜３２との間に位置し、多層膜３２の台座として機能する。母金属層３１は、セラミックス基体１の表面の少なくとも一部に配置されている。図示例において、母金属層３１は、セラミックス基体１と直接接触している。なお、図示しないが、母金属層３１は、接合層を介してセラミックス基体１に接着されていてもよい。
母金属層３１は、水素を吸蔵および放出可能であり、特に水素を吸蔵保持する役割を果たす。母金属層３１は、代表的には、セラミックス基体１と多層膜３２との間に位置し、多層膜３２の台座として機能する。母金属層３１は、セラミックス基体１の表面の少なくとも一部に配置されている。図示例において、母金属層３１は、セラミックス基体１と直接接触している。なお、図示しないが、母金属層３１は、接合層を介してセラミックス基体１に接着されていてもよい。
【0045】
母金属層３１を構成する金属材料（以下、母金属層材料とする。）として、例えば、水素吸蔵金属、水素吸蔵合金、および、プロトン導電体が挙げられる。母金属層材料は、単独でまたは組み合わせて使用できる。
水素吸蔵金属として、例えば、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉが挙げられる。
水素吸蔵合金としては、例えば、ＬａＮｉ５、ＣａＣｕ５、ＭｇＺｎ２、ＺｒＮｉ２、ＺｒＣｒ２、ＴｉＦｅ、ＴｉＣｏ、Ｍｇ２Ｎｉ、Ｍｇ２Ｃｕが挙げられる。
プロトン導電体として、例えば、Ｂａ（Ｃｅ０．９５Ｙ０．０５）Ｏ３－６などのＢａＣｅＯ３系プロトン導電体；Ｓｒ（Ｃｅ０．９５Ｙ０．０５）Ｏ３－６などのＳｒＣｅＯ３系プロトン導電体；ＣａＺｒ０．９５Ｙ０．０５Ｏ３－αなどのＣａＺｒＯ３系プロトン導電体；ＳｒＺｒ０．９Ｙ０．１Ｏ３－αなどのＳｒＺｒＯ３系プロトン導電体；β－Ａｌ２Ｏ３；β－Ｇａ２Ｏ３；が挙げられる。
母金属層材料のなかでは、好ましくは水素吸蔵金属が挙げられ、より好ましくはＮｉが挙げられる。
水素吸蔵金属として、例えば、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉが挙げられる。
水素吸蔵合金としては、例えば、ＬａＮｉ５、ＣａＣｕ５、ＭｇＺｎ２、ＺｒＮｉ２、ＺｒＣｒ２、ＴｉＦｅ、ＴｉＣｏ、Ｍｇ２Ｎｉ、Ｍｇ２Ｃｕが挙げられる。
プロトン導電体として、例えば、Ｂａ（Ｃｅ０．９５Ｙ０．０５）Ｏ３－６などのＢａＣｅＯ３系プロトン導電体；Ｓｒ（Ｃｅ０．９５Ｙ０．０５）Ｏ３－６などのＳｒＣｅＯ３系プロトン導電体；ＣａＺｒ０．９５Ｙ０．０５Ｏ３－αなどのＣａＺｒＯ３系プロトン導電体；ＳｒＺｒ０．９Ｙ０．１Ｏ３－αなどのＳｒＺｒＯ３系プロトン導電体；β－Ａｌ２Ｏ３；β－Ｇａ２Ｏ３；が挙げられる。
母金属層材料のなかでは、好ましくは水素吸蔵金属が挙げられ、より好ましくはＮｉが挙げられる。
【0046】
母金属層材料は、その種類に応じて任意の適切な結晶構造を有し得る。母金属層材料の結晶格子として、例えば、面心立方格子、体心立方格子が挙げられ、好ましくは、面心立方格子が挙げられる。
【0047】
母金属層３１の厚みは、例えば１μｍ以上、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上であり、例えば１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下である。多層膜３２の厚みに対する母金属層３１の厚み（＝母金属層の厚み／多層膜の厚み）は、例えば５０以上、好ましくは１００以上であり、例えば２００００以下、好ましくは１５０００以下である。母金属層の厚みが上記範囲であれば、水素を十分に吸蔵保持できる。
【0048】
Ｄ－２．多層膜
多層膜３２は、母金属層３１上に配置されている。多層膜３２は、第１金属層３２ａと、第１金属層３２ａに積層される第２金属層３２ｂとを備えている。多層膜３２は、好ましくは、複数の第１金属層３２ａおよび複数の第２金属層３２ｂを含む。図１１に示す多層膜３２では、母金属層３１上に、第１金属層３２ａと第２金属層３２ｂとがこの順に交互に積層されている。そのため、第１金属層３２ａと母金属層３１とが直接接触しており、第１金属層３２ａと第２金属層３２ｂとが直接接触している。第１金属層３２ａと第２金属層３２ｂとは、異なる金属材料から構成されている。これによって、第１金属層３２ａと第２金属層３２ｂとの間の界面は、異種物質界面となる。また、母金属層３１と第１金属層３２ａとは、好ましくは、異なる金属材料から構成される。そのため、母金属層３１と第１金属層３２ａとの間の界面も、好ましくは異種物質界面となる。これら異種物質界面は、水素を透過可能である。
多層膜３２は、母金属層３１上に配置されている。多層膜３２は、第１金属層３２ａと、第１金属層３２ａに積層される第２金属層３２ｂとを備えている。多層膜３２は、好ましくは、複数の第１金属層３２ａおよび複数の第２金属層３２ｂを含む。図１１に示す多層膜３２では、母金属層３１上に、第１金属層３２ａと第２金属層３２ｂとがこの順に交互に積層されている。そのため、第１金属層３２ａと母金属層３１とが直接接触しており、第１金属層３２ａと第２金属層３２ｂとが直接接触している。第１金属層３２ａと第２金属層３２ｂとは、異なる金属材料から構成されている。これによって、第１金属層３２ａと第２金属層３２ｂとの間の界面は、異種物質界面となる。また、母金属層３１と第１金属層３２ａとは、好ましくは、異なる金属材料から構成される。そのため、母金属層３１と第１金属層３２ａとの間の界面も、好ましくは異種物質界面となる。これら異種物質界面は、水素を透過可能である。
【0049】
多層膜３２において、第１金属層３２ａと第２金属層３２ｂとの積層の順序は特に制限されない。図１２に示すように、母金属層３１上に、第２金属層３２ｂと第１金属層３２ａとがこの順に交互に積層されていてもよい。この場合、第２金属層３２ｂが母金属層３１と直接接触している。
【0050】
また、多層膜３２において、少なくとも１つの第１金属層３２ａが第２金属層３２ｂに積層されて異種物質界面を形成していれば、第１金属層３２ａと第２金属層３２ｂとは交互に積層されなくてもよい。
図１３に示すように、複数の第１金属層３２ａのうち互いに隣り合う第１金属層３２ａの間に、複数の第２金属層３２ｂが配置されていてもよい。図示例では、互いに隣り合う第２金属層３２ｂの間に、中間層３２ｃが介在されている。そのため、第２金属層３２ｂと中間層３２ｃとが直接接触している。第２金属層３２ｂと中間層３２ｃとは、異なる金属材料から構成される。これによって、第２金属層３２ｂと中間層３２ｃとの間の界面も、水素を透過可能な異種物質界面となる。中間層３２ｃは、完全な膜状に形成されていてもよく、完全な膜状に形成されずにアイランド状に形成されていてもよい。
図１３に示すように、複数の第１金属層３２ａのうち互いに隣り合う第１金属層３２ａの間に、複数の第２金属層３２ｂが配置されていてもよい。図示例では、互いに隣り合う第２金属層３２ｂの間に、中間層３２ｃが介在されている。そのため、第２金属層３２ｂと中間層３２ｃとが直接接触している。第２金属層３２ｂと中間層３２ｃとは、異なる金属材料から構成される。これによって、第２金属層３２ｂと中間層３２ｃとの間の界面も、水素を透過可能な異種物質界面となる。中間層３２ｃは、完全な膜状に形成されていてもよく、完全な膜状に形成されずにアイランド状に形成されていてもよい。
【0051】
多層膜３２に含まれる第１金属層３２ａ、第２金属層３２ｂおよび中間層３２ｃのそれぞれの個数は、任意の適切な数を採用し得る。第１金属層３２ａの個数は、例えば１以上、好ましくは２以上、より好ましく３以上であり、例えば１０以下である。第２金属層３２ｂの個数は、例えば１以上、好ましくは２以上、より好ましく３以上であり、例えば２０以下である。中間層３２ｃの個数は、例えば０以上１０以下である。
【0052】
多層膜３２の厚みは、例えば０．０２μｍ以上、好ましくは２．０μｍ以上、より好ましくは３．０μｍ以上であり、例えば１０μｍ以下、好ましくは６．０μｍ以下、より好ましくは５．０μｍ以下である。
【0053】
Ｄ－２－１．第１金属層
第１金属層３２ａを構成する金属材料（以下、第１金属層材料とする。）として、例えば、水素吸蔵金属、および、水素吸蔵合金が挙げられる。第１金属層材料は、単独でまたは組み合わせて使用できる。
水素吸蔵金属として、例えば、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｏが挙げられる。
水素吸蔵合金として、例えば、第１金属層材料としての水素吸蔵金属原子を２種以上含む合金が挙げられる。水素吸蔵合金には、任意の適切な添加元素がドープされていてもよい。
第１金属層材料のなかでは、好ましくは水素吸蔵金属が挙げられ、より好ましくはＣｕが挙げられる。
第１金属層３２ａを構成する金属材料（以下、第１金属層材料とする。）として、例えば、水素吸蔵金属、および、水素吸蔵合金が挙げられる。第１金属層材料は、単独でまたは組み合わせて使用できる。
水素吸蔵金属として、例えば、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｏが挙げられる。
水素吸蔵合金として、例えば、第１金属層材料としての水素吸蔵金属原子を２種以上含む合金が挙げられる。水素吸蔵合金には、任意の適切な添加元素がドープされていてもよい。
第１金属層材料のなかでは、好ましくは水素吸蔵金属が挙げられ、より好ましくはＣｕが挙げられる。
【0054】
第１金属層材料は、その種類に応じて任意の適切な結晶構造を有し得る。第１金属層材料の結晶格子として、例えば、面心立方格子、体心立方格子が挙げられ、好ましくは、面心立方格子が挙げられる。
【0055】
第１金属層３２ａの厚みは、例えば１０００ｎｍ未満、好ましくは５００ｎｍ未満、より好ましくは１００ｎｍ未満であり、さらに好ましくは１０ｎｍ未満である。第１金属層の厚みが上記上限未満であると、多層膜においてバルクの特性を示さないナノ構造を維持でき、水素を円滑に透過させ得る。なお、第１金属層の厚みの下限は、特に制限されず、代表的には、０．５ｎｍ以上である。
【0056】
Ｄ－２－２．第２金属層
第２金属層３２ｂを構成する金属材料（以下、第２金属層材料とする。）として、例えば、第１金属層材料と同様の水素吸蔵金属および水素吸蔵合金が挙げられる。第２金属層材料は、単独でまたは組み合わせて使用できる。第２金属層材料は、上記のように、第１金属層材料と異なる。１つの実施形態において、第２金属層材料は、母金属層材料と同じである。第２金属層材料のなかでは、好ましくは水素吸蔵金属が挙げられ、より好ましくはＮｉが挙げられる。
第２金属層３２ｂを構成する金属材料（以下、第２金属層材料とする。）として、例えば、第１金属層材料と同様の水素吸蔵金属および水素吸蔵合金が挙げられる。第２金属層材料は、単独でまたは組み合わせて使用できる。第２金属層材料は、上記のように、第１金属層材料と異なる。１つの実施形態において、第２金属層材料は、母金属層材料と同じである。第２金属層材料のなかでは、好ましくは水素吸蔵金属が挙げられ、より好ましくはＮｉが挙げられる。
【0057】
１つの実施形態において、母金属層３１および第２金属層３２ｂのそれぞれが、Ｎｉから構成され、第１金属層３２ａが、Ｃｕから構成される。母金属層、第１金属層および第２金属層がこのような組み合わせであれば、熱発生部材における過剰熱の高出力化を図ることができる。
【0058】
第２金属層材料は、その種類に応じて任意の適切な結晶構造を有し得る。第２金属層材料の結晶格子として、例えば、面心立方格子、体心立方格子が挙げられ、好ましくは、面心立方格子が挙げられる。
【0059】
第２金属層３２ｂの厚みは、例えば１０００ｎｍ未満、好ましくは５００ｎｍ未満、より好ましくは１００ｎｍ未満であり、さらに好ましくは３０ｎｍ未満である。第２金属層の厚みが上記上限未満であると、多層膜においてバルクの特性を示さないナノ構造を維持でき、水素を円滑に透過させ得る。なお、第２金属層の厚みの下限は、特に制限されず、代表的には３．０ｎｍ以上である。
第２金属層３２ｂの厚みは、代表的には第１金属層３２ａの厚みよりも大きい。第１金属層３２ａの厚みに対する第２金属層３２ｂの厚み（＝第２金属層の厚み／第１金属層の厚み）は、例えば１．０以上、好ましくは１．５以上、より好ましくは２．５以上であり、例えば１０以下、好ましくは５以下である。母金属層３１の厚みが上記範囲であれば、水素を十分に吸蔵保持できる。
第２金属層３２ｂの厚みは、代表的には第１金属層３２ａの厚みよりも大きい。第１金属層３２ａの厚みに対する第２金属層３２ｂの厚み（＝第２金属層の厚み／第１金属層の厚み）は、例えば１．０以上、好ましくは１．５以上、より好ましくは２．５以上であり、例えば１０以下、好ましくは５以下である。母金属層３１の厚みが上記範囲であれば、水素を十分に吸蔵保持できる。
【0060】
Ｄ－２－３．中間層
中間層３２ｃを構成する材料（以下、中間層材料とする。）として、例えば、第１金属層材料と同様の水素吸蔵金属および水素吸蔵合金に加えて、ＳｉＣ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＣ、ＬａＢ６が挙げられる。中間層材料は、単独でまたは組み合わせて使用できる。中間層材料は、上記のように第２金属層材料と異なり、好ましくは、第１金属層材料および第２金属層材料と異なる。
中間層材料のなかでは、好ましくは、ＣａＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＣ、ＬａＢ６、ＢａＯが挙げられ、より好ましくは、ＣａＯおよびＹ２Ｏ３が挙げられる。中間層がこれら材料から構成されると、多層膜における水素の吸蔵量を増加させることができ、異種物質界面を透過する水素量を増加させ得る。そのため、熱発生部材のさらなる高出力化を図ることができる。
中間層３２ｃを構成する材料（以下、中間層材料とする。）として、例えば、第１金属層材料と同様の水素吸蔵金属および水素吸蔵合金に加えて、ＳｉＣ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＣ、ＬａＢ６が挙げられる。中間層材料は、単独でまたは組み合わせて使用できる。中間層材料は、上記のように第２金属層材料と異なり、好ましくは、第１金属層材料および第２金属層材料と異なる。
中間層材料のなかでは、好ましくは、ＣａＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＣ、ＬａＢ６、ＢａＯが挙げられ、より好ましくは、ＣａＯおよびＹ２Ｏ３が挙げられる。中間層がこれら材料から構成されると、多層膜における水素の吸蔵量を増加させることができ、異種物質界面を透過する水素量を増加させ得る。そのため、熱発生部材のさらなる高出力化を図ることができる。
【0061】
中間層３２ｃの厚みの範囲は、例えば、上記した第１金属層３２ａの厚みの範囲と同様である。中間層３２ｃの厚みに対する第２金属層３２ｂの厚み（＝第２金属層の厚み／中間層の厚み）の範囲は、上記した（第２金属層の厚み／第１金属層の厚み）の範囲と同様である。中間層の厚みが上記範囲であれば、多層膜において水素を円滑に透過できる。
【0062】
上記した水素吸蔵金属部３は、母金属層３１および多層膜３２を備えているが、水素吸蔵金属部３の構成はこれに限定されない。水素吸蔵金属部３は、母金属層３１のみから構成されてもよい。また、水素吸蔵金属部３は、多層膜３２に代えて、母金属層３１上に積層される単一の金属層（第１金属層３２ａまたは第２金属層３２ｂ）を備えていてもよい。また、水素吸蔵金属部３は、母金属層３１と、母金属層３１上に形成されるコーティング層とを備えていてもよい。コーティング層は、代表的には、上記した水素吸蔵金属のナノ粒子を含んでいる。
【0063】
Ｅ．熱取り出しシステム
次に、図１を参照して、熱発生部材１００を備える熱取り出しシステム１０１について説明する。
図示例の熱取り出しシステム１０１は、熱発生部材１００と、電圧印加手段の一例としての電源５と、温度検知センサー６と、制御部７と、を備えている。電源５は、抵抗発熱体２に電圧を印加可能である。図示例では、電源５は、電源配線１９に電気的に接続されており、電源配線１９を介して、抵抗発熱体２に電圧を印加可能である。温度検知センサー６は、水素吸蔵金属部３において発生した熱が伝達された作動流体（すなわち、第１流路４１を通過した作動流体）の温度、および／または、セラミックス基体１の温度を測定可能である。制御部７は、温度検知センサー６の検知結果に基づいて、電源５を制御して、抵抗発熱体２の温度を調整する。制御部７は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えている。図示例において、制御部７は、電源５と温度検知センサー６とに電気的に接続されている。
このような構成によれば、制御部が温度検知センサーの検知結果に基づいて電源を制御して抵抗発熱体の温度を調整するので、作動流体の温度によってセラミックス基体の温度を調整する場合と比較して、セラミックス基体における温度コントロール性の向上を図ることができる。そのため、熱取り出しシステムの動作中に、セラミックス基体の温度を精度よく制御でき、水素吸蔵金属部における発熱と作動流体への伝熱とをバランスよくコントロールできる。その結果、熱発生部材における熱暴走および発熱不足を十分に抑制できる。
なお、図１に示す熱取り出しシステム１０１では、１つの熱発生部材１００を備えるが、熱取り出しシステムが備える熱発生部材の個数は特に制限されない。図示しないが、熱取り出しシステム１０１は、複数の熱発生部材１００を備えていてもよい。
次に、図１を参照して、熱発生部材１００を備える熱取り出しシステム１０１について説明する。
図示例の熱取り出しシステム１０１は、熱発生部材１００と、電圧印加手段の一例としての電源５と、温度検知センサー６と、制御部７と、を備えている。電源５は、抵抗発熱体２に電圧を印加可能である。図示例では、電源５は、電源配線１９に電気的に接続されており、電源配線１９を介して、抵抗発熱体２に電圧を印加可能である。温度検知センサー６は、水素吸蔵金属部３において発生した熱が伝達された作動流体（すなわち、第１流路４１を通過した作動流体）の温度、および／または、セラミックス基体１の温度を測定可能である。制御部７は、温度検知センサー６の検知結果に基づいて、電源５を制御して、抵抗発熱体２の温度を調整する。制御部７は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えている。図示例において、制御部７は、電源５と温度検知センサー６とに電気的に接続されている。
このような構成によれば、制御部が温度検知センサーの検知結果に基づいて電源を制御して抵抗発熱体の温度を調整するので、作動流体の温度によってセラミックス基体の温度を調整する場合と比較して、セラミックス基体における温度コントロール性の向上を図ることができる。そのため、熱取り出しシステムの動作中に、セラミックス基体の温度を精度よく制御でき、水素吸蔵金属部における発熱と作動流体への伝熱とをバランスよくコントロールできる。その結果、熱発生部材における熱暴走および発熱不足を十分に抑制できる。
なお、図１に示す熱取り出しシステム１０１では、１つの熱発生部材１００を備えるが、熱取り出しシステムが備える熱発生部材の個数は特に制限されない。図示しないが、熱取り出しシステム１０１は、複数の熱発生部材１００を備えていてもよい。
【0064】
Ｆ．熱取り出しシステム（熱発生部材）の動作
次に、熱取り出しシステム１０１の動作について説明する。
熱取り出しシステム１０１では、まず、第２流路４２に水素含有ガスを供給して、水素吸蔵金属部３に水素を供給する。水素含有ガスにおける水素濃度は、例えば１０体積％以上１００体積％以下である。
このとき、水素吸蔵金属部３（より具体的には母金属層３１および多層膜３２）は、水素を吸蔵する。その後、水素含有ガスの供給が停止されても、水素吸蔵金属部３（より具体的には母金属層３１および多層膜３２）は、水素を吸蔵した状態を維持する。
次に、熱取り出しシステム１０１の動作について説明する。
熱取り出しシステム１０１では、まず、第２流路４２に水素含有ガスを供給して、水素吸蔵金属部３に水素を供給する。水素含有ガスにおける水素濃度は、例えば１０体積％以上１００体積％以下である。
このとき、水素吸蔵金属部３（より具体的には母金属層３１および多層膜３２）は、水素を吸蔵する。その後、水素含有ガスの供給が停止されても、水素吸蔵金属部３（より具体的には母金属層３１および多層膜３２）は、水素を吸蔵した状態を維持する。
【0065】
次いで、水素含有ガスの供給を停止し、代表的には、第２流路４２を真空状態（例えば、１Ｐａ以下）に調整する。
その後、制御部７は、代表的には、温度検知センサー６によってセラミックス基体１の温度をモニタリングしながら、電源５を制御して抵抗発熱体２に電圧を印加する。これによって、セラミックス基体１を所望の拡散開始温度（例えば５００℃）まで加熱する。
その後、制御部７は、代表的には、温度検知センサー６によってセラミックス基体１の温度をモニタリングしながら、電源５を制御して抵抗発熱体２に電圧を印加する。これによって、セラミックス基体１を所望の拡散開始温度（例えば５００℃）まで加熱する。
【0066】
セラミックス基体が拡散開始温度まで加熱されると、第１流路４１に対して、作動流体の供給を開始する。
作動流体は、熱発生部材の用途に応じて任意の適切なものが採用される。作動流体は、気体であってもよく、液体であってもよい。気体の作動流体として、例えば、ヘリウムガス、アルゴンガス、フロンガス、水素ガス、窒素ガス、水蒸気、空気、二酸化炭素が挙げられる。液体の作動流体としては、例えば、水；ＫＮＯ３（４０％）－ＮａＮＯ３（６０％）などの溶融塩；Ｐｂなどの液体金属；が挙げられる。また、作動流体には、固体粒子が分散されていてもよい。固体粒子として、例えば、銅、ニッケル、チタン、コバルトなどの金属粒子；金属酸化物、窒化物、ケイ化物などの金属化合物粒子；ステンレス、クロムモリブデン鋼などの合金粒子；アルミナなどのセラミックス粒子が挙げられる。
作動流体は、熱発生部材の用途に応じて任意の適切なものが採用される。作動流体は、気体であってもよく、液体であってもよい。気体の作動流体として、例えば、ヘリウムガス、アルゴンガス、フロンガス、水素ガス、窒素ガス、水蒸気、空気、二酸化炭素が挙げられる。液体の作動流体としては、例えば、水；ＫＮＯ３（４０％）－ＮａＮＯ３（６０％）などの溶融塩；Ｐｂなどの液体金属；が挙げられる。また、作動流体には、固体粒子が分散されていてもよい。固体粒子として、例えば、銅、ニッケル、チタン、コバルトなどの金属粒子；金属酸化物、窒化物、ケイ化物などの金属化合物粒子；ステンレス、クロムモリブデン鋼などの合金粒子；アルミナなどのセラミックス粒子が挙げられる。
【0067】
また、セラミックス基体１が抵抗発熱体２によって加熱され、セラミックス基体１から水素吸蔵金属部３に伝熱されて、水素吸蔵金属部３が拡散開始温度に到達すると、水素吸蔵金属部３（より具体的には母金属層３１および多層膜３２）は、吸蔵していた水素を放出する。すると、水素原子が、水素吸蔵金属部３（より具体的には多層膜３２）の内部をホッピングしながら、セラミックス基体１と反対側の表面に向かって量子拡散する。これによって、水素吸蔵金属部３において熱（過剰熱）が発生し、水素吸蔵金属部３が拡散開始温度以上に加熱される。特に、水素吸蔵金属部３が異種物質界面を含む場合、水素原子が、量子拡散により異種物質界面を透過して、過剰熱を発生させる。
【0068】
水素吸蔵金属部３において発生した過剰熱は、水素吸蔵金属部３から、セラミックス基体１に伝達され、次いで、第１流路４１を通過する作動流体に伝達される。これによって、作動流体が、水素吸蔵金属部３において生じた熱エネルギーを受け取る。
【0069】
第１流路４１を通過して加熱された作動流体は、そのまま熱として利用でき、動力に変換して利用することもでき、その動力を用いた発電に利用することもできる。
なお、制御部７は、温度検知センサー６によって第１流路４１を通過した作動流体の温度を測定し、その検知結果に基づいて、電源５を制御して抵抗発熱体２に電圧を印加してもよい。
以上によって、熱発生部材１００によって発生した熱エネルギーを効率よく回収できる。
なお、制御部７は、温度検知センサー６によって第１流路４１を通過した作動流体の温度を測定し、その検知結果に基づいて、電源５を制御して抵抗発熱体２に電圧を印加してもよい。
以上によって、熱発生部材１００によって発生した熱エネルギーを効率よく回収できる。
【産業上の利用可能性】
【0070】
本発明の実施形態による熱発生部材は、温室効果ガスを発生しないクリーンなエネルギー源として、各種産業製品に好適に用いられ得る。
【符号の説明】
【0071】
１ セラミックス基体
２ 抵抗発熱体
３ 水素吸蔵金属部
３１ 母金属層
３２ 多層膜
３２ａ 第１金属層
３２ｂ 第２金属層
４ 筐体
４１ 第１流路
４２ 第２流路
５ 電源
６ 温度検知センサー
７ 制御部
１００ 熱発生部材
１０１ 熱取り出しシステム
２ 抵抗発熱体
３ 水素吸蔵金属部
３１ 母金属層
３２ 多層膜
３２ａ 第１金属層
３２ｂ 第２金属層
４ 筐体
４１ 第１流路
４２ 第２流路
５ 電源
６ 温度検知センサー
７ 制御部
１００ 熱発生部材
１０１ 熱取り出しシステム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】