JP2002295797A - Adsorption sheet for gas storage, and pressure vessel for gas storage with the sheet accommodated therein - Google Patents
Adsorption sheet for gas storage, and pressure vessel for gas storage with the sheet accommodated thereinInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、気体貯蔵用吸着材
及び該吸着材を充填した気体貯蔵用圧力容器に関する。The present invention relates to an adsorbent for gas storage and a pressure vessel for gas storage filled with the adsorbent.
【0002】[0002]
【従来の技術】水素やメタンなどの気体燃料をはじめと
する気体を、従来の圧縮ボンベよりも高密度に貯蔵する
方法として、圧力容器中に活性炭や水素吸蔵合金などの
特定の気体を吸着、吸蔵する材料を充填する圧力容器が
提案されている。2. Description of the Related Art As a method of storing gas, such as gaseous fuel such as hydrogen or methane, at a higher density than conventional compression cylinders, a specific gas such as activated carbon or a hydrogen storage alloy is adsorbed in a pressure vessel. A pressure vessel for filling a material to be occluded has been proposed.
【0003】このような気体吸着材を充填した圧力容器
は、従来と比較して同容積かつ小さい圧力で、もしくは
従来ボンベと比較して同圧力かつ小さい容積で従来ボン
ベと同量の気体を貯蔵することができる。また、従来ボ
ンベと同容積、同圧力では、従来ボンベより多量の気体
を貯蔵することができる。[0003] A pressure vessel filled with such a gas adsorbent stores the same amount of gas as a conventional cylinder at the same volume and a smaller pressure as compared with the conventional one, or at the same pressure and a smaller volume as compared to a conventional cylinder. can do. Also, with the same volume and pressure as the conventional cylinder, a larger amount of gas can be stored than the conventional cylinder.
【0004】しかし、吸着材を圧力容器に充填する際に
は、粉末または粒状の吸着材をそのままで、又は、任意
の形のペレット状に成型して、圧力容器に充填してい
た。However, when the adsorbent is filled in the pressure vessel, the powder or granular adsorbent is filled as it is or is formed into an arbitrary pellet.
【0005】粉末状の吸着材をそのまま圧力容器に充填
する際には、粉末状の吸着材が飛散する、作業環境が悪
化する等の問題があり、かかる問題を防ぐためには、粉
末状吸着材を少量ずつ圧力容器に入れていく必要があ
り、多くの労力と時間を費やさなければならなかった。When the powdery adsorbent is directly charged into the pressure vessel, there are problems such as scattering of the powdery adsorbent and deterioration of the working environment. Had to be put into the pressure vessel little by little, and much labor and time had to be spent.
【0006】また、吸着材を任意の形のペレット状に成
型して圧力容器に充填する方法も提案されている。この
方法では、吸着材の飛散に気を取られることなく簡便に
吸着材を圧力容器に充填することができるが、成型した
吸着材の形状の自由度が低いために、これを圧力容器内
に高密度な状態で充填することができず、吸着材の充填
により圧力容器の気体貯蔵量が増加する効果はあまり大
きくなかった。[0006] A method has also been proposed in which the adsorbent is formed into an arbitrary pellet shape and filled into a pressure vessel. According to this method, the adsorbent can be easily filled into the pressure vessel without being distracted by the scattering of the adsorbent, but since the degree of freedom of the shape of the molded adsorbent is low, the adsorbent is placed in the pressure vessel. The packing could not be performed in a high-density state, and the effect of increasing the gas storage amount of the pressure vessel by filling the adsorbent was not so large.
【0007】一方、成型した吸着材を圧力容器内に高密
度な状態で充填するべく、圧力容器のガス貯蔵部分の形
状、寸法と一致する形状、寸法に吸着材を成型すること
も提案されている。しかし、この場合、圧力容器のガス
貯蔵部分の形状、寸法を精密に計測する必要があるが、
この作業には多くの労力と時間を費やすことになる。ま
た、圧力容器の形状、寸法が異なれば、それに合わせた
新たな形状、寸法の吸着材を成型する必要があった。し
たがって、圧力容器内に高密度な状態で充填でき、かつ
汎用的な形状、寸法を持つ成型体を作製することは難し
く、成型体作製時のコストダウンを図ることができなか
った。On the other hand, it has also been proposed to mold the adsorbent into a shape and size corresponding to the shape and size of the gas storage portion of the pressure vessel in order to fill the formed adsorbent into the pressure vessel at a high density. I have. However, in this case, it is necessary to precisely measure the shape and dimensions of the gas storage portion of the pressure vessel,
This requires a lot of effort and time. Further, if the shape and size of the pressure vessel are different, it is necessary to mold an adsorbent having a new shape and size corresponding to the shape and size. Therefore, it is difficult to form a molded body having a general-purpose shape and dimensions that can be filled in a pressure vessel in a high-density state, and it has not been possible to reduce costs in producing a molded body.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、吸着材を、飛散の問題を伴うことなく、容易に且つ
高密度に圧力容器に充填することを可能とする技術を開
発することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The main object of the present invention is to develop a technology which makes it possible to easily and densely pack an adsorbent into a pressure vessel without causing the problem of scattering. is there.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成すべく鋭意研究を重ねた結果、吸着材をシート状に
成型して、吸着材シートとすることにより、上記目的が
達成されることを見出した。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have achieved the above object by forming an adsorbent into a sheet and forming an adsorbent sheet. I found that.
【0010】即ち、本発明は、下記の吸着材シート、気
体貯蔵用圧力容器、気体貯蔵用吸着材を圧力容器に充填
する方法、気体貯蔵圧力容器、気体貯蔵法法を提供する
ものである。That is, the present invention provides the following adsorbent sheet, gas storage pressure vessel, method for filling a gas storage adsorbent into a pressure vessel, gas storage pressure vessel, and gas storage method.
【0011】項1 気体を貯蔵及び放出できる粉末状吸
着材及びバインダーからなり、可撓性を有することを特
徴とする気体貯蔵用吸着材シート。Item 1 A gas storage adsorbent sheet comprising a powdery adsorbent capable of storing and releasing gas and a binder and having flexibility.
【0012】項2 粉末状吸着材が、炭素質吸着材、水
素吸蔵合金及びゼオライトからなる群から選ばれる少な
くとも1種である上記項1に記載の吸着材シート。Item 2. The adsorbent sheet according to item 1, wherein the powdery adsorbent is at least one selected from the group consisting of a carbonaceous adsorbent, a hydrogen storage alloy, and a zeolite.
【0013】項3 シートの片面の面積をS(cm2)と
し、厚さをT(cm)とした場合の比S/Tが100/1以上
である上記項1に記載の吸着材シート。Item 3. The adsorbent sheet according to item 1, wherein the ratio S / T is 100/1 or more when the area of one side of the sheet is S (cm 2 ) and the thickness is T (cm).
【0014】項4 気体を貯蔵及び放出できる吸着材を
充填した気体貯蔵用圧力容器であって、該吸着材が、上
記項1〜3のいずれかに記載の吸着材シートを巻いて得
られたロール状物であるか、又は、上記項1〜3のいず
れかに記載の吸着材シートを該圧力容器の気体貯蔵部の
断面形状に合わせて切断して得られる吸着材シート片を
積み重ねて得られる積層物である気体貯蔵用圧力容器。Item 4 is a gas storage pressure vessel filled with an adsorbent capable of storing and releasing gas, wherein the adsorbent is obtained by winding the adsorbent sheet according to any one of Items 1 to 3 above. It is a roll-shaped material or obtained by stacking adsorbent sheet pieces obtained by cutting the adsorbent sheet according to any one of items 1 to 3 according to the cross-sectional shape of the gas storage section of the pressure vessel. A pressure vessel for gas storage, which is a laminate.
【0015】項5 気体貯蔵用吸着材を圧力容器に充填
する方法であって、該気体貯蔵用吸着材を、上記項1〜
3のいずれかに記載の吸着材シートを巻いて得られたロ
ール状物又は上記項1〜3のいずれかに記載の吸着材シ
ートを該圧力容器の気体貯蔵部の断面形状に合わせて切
断して得られる吸着材シート片を積層して得られる積層
物の形態で、圧力容器内に充填することを特徴とする方
法。Item 5 is a method of filling the gas storage adsorbent into a pressure vessel, wherein the gas storage adsorbent is used as described in the above item 1 to item 1.
3. The roll-shaped material obtained by winding the adsorbent sheet according to any one of the above items 3 or the adsorbent sheet according to any one of the above items 1 to 3 is cut in accordance with the sectional shape of the gas storage section of the pressure vessel. A method comprising filling a pressure vessel in the form of a laminate obtained by laminating adsorbent sheet pieces obtained by the above method.
【0016】項6 上記項4に記載の気体貯蔵用圧力容
器に、気体を充填したことを特徴とする気体貯蔵圧力容
器。Item 6. A gas storage pressure container according to Item 4, wherein the gas is filled in the gas storage pressure container.
【0017】項7 上記項4に記載の気体貯蔵用圧力容
器に、気体を充填することを特徴とする気体貯蔵方法。Item 7 A gas storage method characterized by filling the gas storage pressure container according to Item 4 with a gas.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】粉末状吸着材 本発明で使用する粉末状吸着材としては、気体貯蔵用に
使用されているものがいずれも使用でき、例えば、活性
炭、カーボンナノチューブを含む炭素材料、活性炭素繊
維等の炭素質吸着材、水素吸蔵合金、ゼオライト等が例
示できる。これらのうちでも、特に、活性炭、カーボン
ナノチューブを含む炭素材料等の炭素質吸着材が好まし
い。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Powdery adsorbent As the powdery adsorbent used in the present invention, any of those used for gas storage can be used. For example, activated carbon, carbon materials including carbon nanotubes, activated carbon Examples include carbonaceous adsorbents such as carbon fibers, hydrogen storage alloys, zeolites, and the like. Among these, carbonaceous adsorbents such as activated carbon and carbon materials including carbon nanotubes are particularly preferred.
【0019】上記活性炭としては、従来から気体貯蔵用
に使用されている各種のものを使用できる。As the activated carbon, various types of carbons conventionally used for gas storage can be used.
【0020】また、上記カーボンナノチューブを含む炭
素材料としては、カーボンナノチューブを50重量%以
上、特に90〜100重量%程度含有する炭素材料が好
ましい。かかる炭素材料は、アーク放電、レーザーアブ
レーション、熱CVD法等、カーボンナノチューブを合
成できる方法であればどのような方法で製造されたもの
であっても構わない。該炭素材料に含まれるカーボンナ
ノチューブとしては、気体の貯蔵が可能であれば、種々
の径のものが使用できるが、一般には平均径が0.4n
m〜100nm程度のものが好ましい。なお、上記炭素
材料中のカーボンナノチューブの含有量は、走査型電子
顕微鏡及び有機物燃焼分解法により測定したものであ
る。The carbon material containing the carbon nanotube is preferably a carbon material containing 50% by weight or more, particularly about 90 to 100% by weight of the carbon nanotube. Such a carbon material may be manufactured by any method that can synthesize carbon nanotubes, such as arc discharge, laser ablation, and thermal CVD. As the carbon nanotube contained in the carbon material, various diameters can be used as long as gas can be stored.
Those having a size of about m to 100 nm are preferred. In addition, the content of the carbon nanotube in the carbon material is measured by a scanning electron microscope and an organic matter combustion decomposition method.
【0021】上記粉末状吸着材の平均粒子径としては、
重力沈降法及び遠心沈降法で測定した場合に、0.01
〜1000μm程度、特に0.02〜500μm程度で
あるのが好ましい。The average particle diameter of the powdery adsorbent is as follows:
0.01 as measured by gravity sedimentation and centrifugal sedimentation
It is preferable that the thickness is about 1000 μm, particularly about 0.02 to 500 μm.
【0022】上記粉末状吸着材は、種々の気体、例え
ば、水素、メタン、窒素、ヘリウム、アルゴン等を加圧
下で吸着し、圧力を低下させると該気体を放出する。従
って、これら気体を貯蔵するのに適している。The powdery adsorbent adsorbs various gases, for example, hydrogen, methane, nitrogen, helium, argon and the like under pressure, and releases the gases when the pressure is reduced. Therefore, it is suitable for storing these gases.
【0023】バインダー 本発明で使用するバインダーとしては、上記粉末状吸着
材の粒子を相互に接着して可撓性のあるシートを形成す
るものであり、広い範囲のものが使用できる。Examples of the binder used in the binder present invention is intended to form a sheet having flexibility bonded to each other particles of the powdered adsorbent, within a wide range can be used.
【0024】かかるバインダーとしては、例えば、木
節、蛙目、ベントナイト等の粘土類、デキストリン、コ
ーンスターチ等の澱粉類、カゼイン、ゼラチン等の蛋白
質、タール、アスファルト等、メチルセルロース、エチ
ルセルロース、カルボキシセルロース、ヒドロキシエチ
ルセルロース、シアノエチルセルロース等のセルロース
誘導体、天然ゴム、ポリビニルアルコール、ポリエチレ
ン、ポリエステル、酢酸ビニル、フェノール樹脂、エポ
キシ樹脂、フラン樹脂、アルキッド樹脂、スチレンブタ
ジエン樹脂、ブタジエン樹脂、クロロプレン樹脂、ブチ
ル樹脂、アクリロニトリル、アクリル樹脂等の天然又は
合成樹脂又はイソシアネートが例示できる。これらバイ
ンダーのうちでも、ポリビニルアルコール、メチルセル
ロース等が好ましく使用できる。Examples of the binder include clays such as Kibushi, frog eyes, bentonite and the like, starches such as dextrin and corn starch, proteins such as casein and gelatin, tar and asphalt and the like, methylcellulose, ethylcellulose, carboxycellulose and hydroxy. Cellulose derivatives such as ethyl cellulose and cyanoethyl cellulose, natural rubber, polyvinyl alcohol, polyethylene, polyester, vinyl acetate, phenolic resin, epoxy resin, furan resin, alkyd resin, styrene butadiene resin, butadiene resin, chloroprene resin, butyl resin, acrylonitrile, acrylic Examples thereof include natural or synthetic resins such as resins, and isocyanates. Among these binders, polyvinyl alcohol, methyl cellulose and the like can be preferably used.
【0025】これらバインダーの使用量は、粉末状吸着
材をシート状に成形できる限り、広い範囲から選択でき
るが、一般には、粉末状吸着材100重量部に対して、
固形分として0.5〜20重量部程度、特に1〜10重
量部程度であるのが好ましい。The amount of the binder to be used can be selected from a wide range as long as the powdery adsorbent can be formed into a sheet shape.
The solid content is preferably about 0.5 to 20 parts by weight, particularly preferably about 1 to 10 parts by weight.
【0026】また、上記バインダーは、例えば、水、メ
タノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類
等の希釈媒体に希釈して使用することもできる。The above-mentioned binder can be used after being diluted with a diluting medium such as alcohols such as water, methanol, ethanol and propanol.
【0027】吸着材シート 本発明では、上記粉末状吸着材を可撓性のあるシートに
成形して、吸着材シートとして使用する。該吸着材シー
トは、例えば、鋭角に曲げても、ロール状に巻いても破
損しない性質(本明細書では、「可撓性」という)を有
する。 Adsorbent Sheet In the present invention, the above powdery adsorbent is formed into a flexible sheet and used as an adsorbent sheet. The adsorbent sheet has, for example, a property that it is not damaged even when bent at an acute angle or wound in a roll shape (herein, referred to as “flexible”).
【0028】更に、本発明の吸着材シートは、当該吸着
材シートの片面の面積をS(cm2)とし、厚さをT(c
m)とした場合の比S/Tが100/1以上、特に20
0/1〜100000/1程度であるのが好ましい。Further, in the adsorbent sheet of the present invention, the area of one surface of the adsorbent sheet is S (cm 2 ), and the thickness is T (c).
m) and the ratio S / T is 100/1 or more, especially 20
It is preferably about 0/1 to 100000/1.
【0029】一般に本発明の吸着材シートの厚さは、特
に限定されないが、強度と加工のし易さの観点から、
0.001〜1000mm程度、特に0.01〜500
mm程度とするのが好ましい。In general, the thickness of the adsorbent sheet of the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of strength and ease of processing,
About 0.001 to 1000 mm, especially 0.01 to 500
It is preferably about mm.
【0030】本発明の吸着材シートは、まず、粉末状吸
着材と上記所定量のバインダーとを均一混合して成形体
原料を得、これをシート状に成形し、得られたシートを
乾燥することにより製造できる。In the adsorbent sheet of the present invention, first, a powdered adsorbent and the above-mentioned predetermined amount of the binder are uniformly mixed to obtain a raw material of a compact, which is formed into a sheet, and the obtained sheet is dried. Can be manufactured.
【0031】成形体原料を製造するには、バインダーを
又は前記希釈媒体に希釈したバインダーを、粉末状吸着
材に添加しながら全体を撹拌して均一混合すればよい。In order to produce a raw material for a molded article, the whole may be stirred and uniformly mixed while adding the binder or the binder diluted in the diluting medium to the powdery adsorbent.
【0032】こうして得られる成形体原料を成形するに
は、該成形体原料を、回転する2本のローラー間に供給
し、ローラーから押し出す方法を例示できる。こうして
成形されたシートを乾燥することにより、バインダーに
より粉末状吸着材の粒子が相互に接着されて、本発明の
吸着材シートが得られる。バインダーの使用量は、粉末
状吸着材の粒子の相互接着に足る程度の少量であるか
ら、粉末状吸着材の気体貯蔵能力が大きく損なわれるこ
とはない。In order to mold the thus obtained molded body raw material, a method in which the molded body raw material is supplied between two rotating rollers and extruded from the rollers can be exemplified. By drying the sheet thus formed, the particles of the powdery adsorbent are adhered to each other by the binder, and the adsorbent sheet of the present invention is obtained. Since the amount of the binder used is small enough to adhere the particles of the powdery adsorbent to each other, the gas storage capacity of the powdery adsorbent is not significantly impaired.
【0033】本発明では、粉末状の吸着材を、上記のよ
うな鋭角に曲げても、ロール状に巻いても破損しない可
撓性のあるシート状に成形して、吸着材シートとして使
用するものである。好ましくは、該吸着材シートは、粉
末状吸着材及びバインダーを含み、自立性膜の形態にあ
ることが推奨される。ここで、「自立性」とは、上記シ
ートが、支持体を使用することなく、シートの形態を保
持していることを指す。In the present invention, the powdery adsorbent is formed into a flexible sheet which is not damaged even when bent at an acute angle as described above or wound into a roll, and used as an adsorbent sheet. Things. Preferably, the adsorbent sheet comprises a powdered adsorbent and a binder and is recommended to be in the form of a self-supporting film. Here, “independence” means that the sheet retains the form of the sheet without using a support.
【0034】圧力容器への充填方法 本発明で使用する圧力容器としては、円筒形の本体を有
するものを典型的な例として挙げることができるが、従
来から使用されている各種の圧力容器が使用できる。 Method of Filling Pressure Vessel A typical example of the pressure vessel used in the present invention is a pressure vessel having a cylindrical main body, and various pressure vessels conventionally used are used. it can.
【0035】粉末状吸着材を、本発明に従って、シート
状に成型して、図1に示すように吸着材シート1とし、
これを図2に示すように巻物状に巻き上げることによ
り、円柱型の外形を有するロール状物2を作製すること
ができる。According to the present invention, the powdery adsorbent is formed into a sheet to form an adsorbent sheet 1 as shown in FIG.
By winding this into a roll as shown in FIG. 2, a roll 2 having a cylindrical outer shape can be manufactured.
【0036】円筒型である圧力容器のガス貯蔵部分に充
填する際には、吸着材シートの巻き数を変えることによ
り、ガス貯蔵部分の内径に合ったロール状物を簡便に作
製することができる。したがって、圧力容器のガス貯蔵
部分がどのような寸法であっても、本発明の吸着材シー
トないしシート状成型体を用いれば、シートの巻き数を
変えるだけで、圧力容器に吸着材を高密度に充填するこ
とができる。When filling the gas storage portion of the cylindrical pressure vessel, the number of turns of the adsorbent sheet can be changed to easily produce a roll-shaped material that matches the inner diameter of the gas storage portion. . Therefore, regardless of the size of the gas storage portion of the pressure vessel, if the adsorbent sheet or sheet-like molded body of the present invention is used, the adsorbent can be densely packed in the pressure vessel simply by changing the number of turns of the sheet. Can be filled.
【0037】すなわち、本発明では、あらかじめ本発明
のシート状成型体ないし吸着材シート1を汎用品として
作製しておけば、円筒型である圧力容器の内径がどのよ
うな寸法であっても、それに合わせたロール状物2を簡
便に作製することができ、高密度に吸着材を充填するこ
とができる。That is, in the present invention, if the sheet-shaped molded article or the adsorbent sheet 1 of the present invention is prepared in advance as a general-purpose product, the inner diameter of the cylindrical pressure vessel can be any size. The roll-shaped material 2 according to the above can be easily prepared, and the adsorbent can be filled at a high density.
【0038】また、圧力容器の長さが、本発明の吸着材
シート1の幅よりも大きい場合であっても、即ち、圧力
容器の長さが上記ロール状物2の高さよりも大きい場合
であっても、該ロール状物2を複数個、縦に並べて使用
することにより、圧力容器内のガス貯蔵部分の空間を充
填することができる。Further, even when the length of the pressure vessel is greater than the width of the adsorbent sheet 1 of the present invention, that is, when the length of the pressure vessel is greater than the height of the roll-shaped material 2. Even so, the space of the gas storage portion in the pressure vessel can be filled by using a plurality of the roll-shaped materials 2 arranged vertically.
【0039】また、円筒形以外の形状を有する圧力容器
内に上記ロール状物を収容することもできる。例えば、
比較的小径のロール状物2を多数平行に配置して束状に
し、圧力容器内に空間を残すことなく充填することがで
きる。Further, the above-mentioned roll-shaped material can be accommodated in a pressure vessel having a shape other than the cylindrical shape. For example,
A number of relatively small-diameter rolls 2 can be arranged in parallel to form a bundle and filled without leaving a space in the pressure vessel.
【0040】また、本発明の他の実施形態によれば、上
記本発明の吸着材シート1を、圧力容器のガス貯蔵部分
の断面形状に合わせてカットすることにより吸着材シー
ト片を得、これを多数積み重ねてなる積層物を使用する
こともできる。According to another embodiment of the present invention, the adsorbent sheet 1 of the present invention is cut in accordance with the cross-sectional shape of the gas storage portion of the pressure vessel to obtain an adsorbent sheet piece. Can be used.
【0041】例えば、ガス貯蔵部が円筒形の圧力容器に
収容する場合、図4に示すように、本発明の吸着材シー
トを該圧力容器の内径よりも若干小さい直径を有する円
形にカットして、得られる円形シート3を、図5に示す
ように所定の高さになるように積み重ねて円筒形の積層
物4を製造し、これを圧力容器のガス貯蔵部分に収容す
ることもできる。For example, when the gas storage unit is housed in a cylindrical pressure vessel, as shown in FIG. 4, the adsorbent sheet of the present invention is cut into a circle having a diameter slightly smaller than the inner diameter of the pressure vessel. The obtained circular sheets 3 are stacked so as to have a predetermined height as shown in FIG. 5 to produce a cylindrical laminate 4, which can be stored in the gas storage portion of the pressure vessel.
【0042】この実施態様においても、吸着材シートを
圧力容器のガス貯蔵部の形状に合わせてカットして得ら
れる吸着材シート片3を積み重ねるだけでよいから、円
筒型である圧力容器の内径がどのような寸法であって
も、それに合わせた吸着材シート片3及びそれを積み重
ねて得られる積層物4を簡便に作製することができ、高
密度に吸着材を充填することができる。Also in this embodiment, it is only necessary to stack the adsorbent sheet pieces 3 obtained by cutting the adsorbent sheet according to the shape of the gas storage portion of the pressure vessel, so that the inner diameter of the cylindrical pressure vessel is reduced. Regardless of the dimensions, the adsorbent sheet pieces 3 and the laminate 4 obtained by stacking the adsorbent sheet pieces 3 can be easily prepared, and the adsorbent can be filled at a high density.
【0043】また、圧力容器の長さがどのようなもので
あっても、該吸着材シート片3の積み重ね枚数を調整す
ることにより、圧力容器内のガス貯蔵部分の空間を実質
的に完全に充填することができる。Regardless of the length of the pressure vessel, the space of the gas storage portion in the pressure vessel can be substantially completely adjusted by adjusting the number of the adsorbent sheet pieces 3 to be stacked. Can be filled.
【0044】また、円筒形以外の形状を有する圧力容器
内にも、その形状に合わせた上記吸着材シート片を積層
して充填することもできる。The above-mentioned adsorbent sheet pieces according to the shape can also be stacked and filled in a pressure vessel having a shape other than the cylindrical shape.
【0045】上記の積層物4の充填作業を容易にするた
めに、図6に示すように、圧力容器又は圧力容器のガス
貯蔵部の断面形状に合致した形状を有する底部10及び
該底部10の中心又はその近傍に直立している支柱11
を備えた支持部材12を用い、吸着材シート片3の中心
又はその近傍に孔を開けて支柱に通すことにより円筒形
積層物を製造し、得られた積層物を該支持部材と共に圧
力容器又は圧力容器に充填してもよい。As shown in FIG. 6, a bottom 10 having a shape conforming to the cross-sectional shape of the pressure vessel or the gas storage section of the pressure vessel, and the bottom 10 Post 11 standing at or near the center
Using a support member 12 provided with, a hole is formed in the center of the adsorbent sheet piece 3 or in the vicinity thereof and a hole is passed through a support to produce a cylindrical laminate, and the obtained laminate is pressed together with the support member into a pressure vessel or The pressure vessel may be filled.
【0046】また、図7に示すように、底部15と該底
部の周辺に直立した複数本の支柱16、16’及び1
6”を備えた支持具17を用いて、吸着シート片3を積
層し、得られた積層物を支持具17と共に圧力容器又は
圧力容器に充填してもよい。Further, as shown in FIG. 7, a bottom 15 and a plurality of columns 16, 16 'and 1 standing upright around the bottom.
The suction sheet pieces 3 may be stacked using the support 17 having 6 ″, and the obtained laminate may be filled in a pressure vessel or a pressure vessel together with the support 17.
【0047】気体貯蔵用圧力容器 上記のように、本発明の吸着材シートから得られるロー
ル状物又は積層物を充填する関係から、本発明で使用す
る圧力容器は、例えば、図8に示すように、ガス貯蔵部
20の内径d1とその開口部21の内径とが同一である
本体22と、蓋部23とを備えたタイプのものが一例と
して例示できる。蓋部23の周辺及び本体22の上部の
フランジにはボルトを通すための貫通孔24、24’が
あり、適当なパッキンを用いて容器を気密に封じること
ができる。また、圧力容器の蓋部23には、ガスの貯蔵
及び取り出しのためのガス導入/取り出し口(図示せ
ず)が設けられている。かかる圧力容器は気体貯蔵の分
野で知られている。 Gas Storage Pressure Vessel As described above, the pressure vessel used in the present invention is, for example, as shown in FIG. 8 because of the filling of a roll or a laminate obtained from the adsorbent sheet of the present invention. In addition, a type including a main body 22 having the same inner diameter d1 of the gas storage unit 20 and an inner diameter of the opening 21 thereof, and a lid 23 can be exemplified as an example. There are through holes 24, 24 'through which bolts are passed around the lid 23 and the upper flange of the main body 22, so that the container can be hermetically sealed using an appropriate packing. Further, the lid portion 23 of the pressure vessel is provided with a gas introduction / extraction port (not shown) for storing and extracting gas. Such pressure vessels are known in the field of gas storage.
【0048】上記本体22内のガス貯蔵部20内に、前
記本発明の吸着材シートから得られるロール状物又は積
層物を充填する。充填に際しては、ガス貯蔵部20の空
間ができるだけ少なくなるように、充填するのが好まし
い。次いで、本体22と蓋部23とをそれ自体公知の方
法で気密に接合する。こうして、本発明の気体貯蔵用圧
力容器を得る。The roll or laminate obtained from the adsorbent sheet of the present invention is filled in the gas storage section 20 in the main body 22. At the time of filling, it is preferable to fill so that the space of the gas storage unit 20 is as small as possible. Next, the main body 22 and the lid 23 are hermetically joined by a method known per se. Thus, the gas storage pressure vessel of the present invention is obtained.
【0049】気体貯蔵方法及び気体貯蔵圧力容器 上記で得られた本発明の気体貯蔵用圧力容器に気体を貯
蔵するには、コンプレッサーを用いて、加圧した気体を
圧力容器に圧入すればよい。かくして、本発明の気体を
貯蔵した圧力容器が得られる。貯蔵できる気体として
は、水素、メタン、ヘリウム、窒素、アルゴン等を例示
できる。 Gas Storage Method and Gas Storage Pressure Vessel In order to store gas in the gas storage pressure vessel of the present invention obtained above, pressurized gas may be injected into the pressure vessel using a compressor. Thus, a pressure vessel storing the gas of the present invention is obtained. Examples of the gas that can be stored include hydrogen, methane, helium, nitrogen, and argon.
【0050】気体を貯蔵した本発明の圧力容器から当該
気体を取り出す際には、減圧弁を取り付け、必要な圧力
に減圧して行えばよい。When removing the gas from the pressure vessel of the present invention in which the gas is stored, a pressure reducing valve may be attached and the pressure may be reduced to a required pressure.
【0051】本発明の気体を貯蔵した圧力容器からの気
体の取り出し及び気体の貯蔵は何度も繰り返して行うこ
とができる。The removal of the gas from the pressure vessel storing the gas of the present invention and the storage of the gas can be carried out repeatedly.
【0052】[0052]
【実施例】以下に実施例及び比較例を掲げて本発明を詳
しく説明するが、本発明は該実施例に限定されるもので
はない。The present invention will be described in detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0053】実施例1 気体吸着材として活性炭を使用した。この活性炭は、平
均粒子径が100μmの粉末である。この活性炭粉末1
00重量部に対して、ポリビニルアルコール水溶液(濃
度:1重量%)をバインダーとして加えながら全体を撹
拌して均一混合し、乾燥後に2重量部となる割合のバイ
ンダーを含む成型体原料を作製する。Example 1 Activated carbon was used as a gas adsorbent. This activated carbon is a powder having an average particle diameter of 100 μm. This activated carbon powder 1
While adding an aqueous solution of polyvinyl alcohol (concentration: 1% by weight) to 00 parts by weight as a binder, the whole is stirred and uniformly mixed to prepare a molded material containing 2 parts by weight of a binder after drying.
【0054】この成型体原料から、厚さ1mmで、可撓性
を有する帯状の吸着材シートを作製した。即ち、上記成
形体原料を幅30cmの回転する2本のローラーの接触
部に注入し、幅30cm、厚さ1mmのシート状に成形す
る。ローラーから押し出された直後のシートは、150
℃に設定された乾燥炉に導入されて乾燥される。乾燥し
たシートを、巻き取り器によりロール状にして回収す
る。この操作を連続的に行うことにより、幅30cm、
厚さ1mm、長さ10mの吸着材シートを作成した。A strip-shaped adsorbent sheet having a thickness of 1 mm and having flexibility was prepared from the raw material of the molded body. That is, the above-mentioned raw material for the compact is injected into a contact portion between two rollers having a width of 30 cm and formed into a sheet having a width of 30 cm and a thickness of 1 mm. The sheet immediately after being extruded from the roller is 150
It is introduced into a drying oven set at a temperature of ° C. and dried. The dried sheet is rolled and collected by a winder. By performing this operation continuously, the width is 30 cm,
An adsorbent sheet having a thickness of 1 mm and a length of 10 m was prepared.
【0055】本吸着材シートを巻物状に巻き上げて、本
吸着材シートを充填しようとしている圧力容器の内径と
等しい直径を持つ円柱状のロール状物を作製した。その
結果、吸着材を高密度に圧力容器に充填することがで
き、かつ充填作業は、吸着材を飛散させることなく、簡
便に行うことができた。The adsorbent sheet was rolled up into a roll to prepare a cylindrical roll having a diameter equal to the inner diameter of the pressure vessel into which the adsorbent sheet was to be filled. As a result, the adsorbent could be filled into the pressure vessel at a high density, and the filling operation could be easily performed without scattering the adsorbent.
【0056】実施例2 活性炭に代えてカーボンナノチューブを50%以上含む炭
素材料を用いる以外は実施例1の(a)及び(b)と同様にし
て、本発明の吸着材シートを得た。得られた吸着材シー
トは、可撓性を有するものであった。Example 2 An adsorbent sheet of the present invention was obtained in the same manner as in (a) and (b) of Example 1 except that a carbon material containing 50% or more of carbon nanotubes was used instead of activated carbon. The obtained adsorbent sheet had flexibility.
【0057】本吸着材シートを巻物状に巻き上げ、本吸
着材シートを充填しようとしている圧力容器の内径と等
しい直径を持つ円柱状のロール状物を作製した。The adsorbent sheet was rolled up into a roll, and a columnar roll having a diameter equal to the inner diameter of the pressure vessel into which the adsorbent sheet was to be filled was prepared.
【0058】その結果、吸着材を高密度に圧力容器に充
填することができ、かつ充填作業は、吸着材を飛散させ
ることなく、簡便に行うことができた。As a result, the adsorbent could be filled into the pressure vessel at a high density, and the filling operation could be easily performed without scattering the adsorbent.
【0059】比較例1 実施例1において使用したものと同一の活性炭を、押出
高速転動法により、直径10mmのペレットに成型した。Comparative Example 1 The same activated carbon used in Example 1 was extruded.
It was formed into pellets with a diameter of 10 mm by the high-speed rolling method .
【0060】試験例1 吸着材を飛散させることなく充填する方法として、実施
例1のシート状に成型した吸着材を圧力容器に充填する
方法と、比較例1の球状のペレットに成型した吸着材を
圧力容器に充填する方法があるが、これら二つの方法に
おいて圧力容器中に充填できる吸着材の量について比較
を行なった。Test Example 1 As a method of filling the adsorbent without scattering, a method of filling the sheet-shaped adsorbent of Example 1 into a pressure vessel and a method of filling the adsorbent into spherical pellets of Comparative Example 1 There is a method of filling the pressure vessel into the pressure vessel. In these two methods, the amount of the adsorbent that can be filled in the pressure vessel was compared.
【0061】成型体中で吸着材が占める体積分率は、本
発明の吸着材シート、従来の球状ペレットともに0.62で
あった。本発明の吸着材シートを渦巻き状に巻き上げて
ロール状物として圧力容器に充填したとき、ロール状物
が圧力容器容積中で占める体積分率はほぼ1であった。The volume fraction occupied by the adsorbent in the molded article was 0.62 for both the adsorbent sheet of the present invention and the conventional spherical pellet. When the adsorbent sheet of the present invention was spirally wound up and filled in a pressure vessel as a roll, the volume fraction occupied by the roll in the pressure vessel volume was almost 1.
【0062】一方、球状ペレットを六方最密形で圧力容
器に最密充填したとき、成型体が圧力容器体積中で占め
る体積分率は0.74であった。On the other hand, when the spherical pellets were packed in a pressure vessel in a hexagonal close-packed form, the volume fraction of the molded body in the volume of the pressure vessel was 0.74.
【0063】以上より、吸着材をシート状に成型すれ
ば、球状に成型するより多くの吸着材を圧力容器に充填
することができるので、より多くの気体を貯蔵できるこ
とができることが判る。From the above, it can be seen that if the adsorbent is formed into a sheet, more adsorbents can be filled in the pressure vessel than can be formed into a sphere, so that more gas can be stored.
【図1】 本発明の吸着材シートの一例を示す概略図で
ある。FIG. 1 is a schematic view showing an example of an adsorbent sheet of the present invention.
【図2】 本発明の吸着材シートを巻物状に巻き上げて
いる状態を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing a state in which the adsorbent sheet of the present invention is wound up into a roll.
【図3】 本発明の吸着材シートを巻物状に巻き上げて
なるロール状物を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing a roll-shaped material obtained by winding the adsorbent sheet of the present invention into a roll.
【図4】 本発明の吸着材シートを円形にカットしてな
る吸着材シート片の平面図である。FIG. 4 is a plan view of an adsorbent sheet piece obtained by cutting the adsorbent sheet of the present invention into a circle.
【図5】 本発明の吸着材シートを円形にカットしてな
る吸着材シート片を多数積み重ねてなる積層物を示す概
略図である。FIG. 5 is a schematic view showing a laminate formed by stacking a large number of adsorbent sheet pieces obtained by cutting the adsorbent sheet of the present invention into a circular shape.
【図6】 本発明の吸着材シートを円形にカットしてな
る吸着材シート片を多数積み重ねて積層物を作成するた
めの支持具の一例を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a support for forming a laminate by stacking a large number of adsorbent sheet pieces obtained by cutting the adsorbent sheet of the present invention into a circular shape.
【図7】 本発明の吸着材シートを円形にカットしてな
る吸着材シート片を多数積み重ねて積層物を作成するた
めの支持具の他の例を示す概略図である。FIG. 7 is a schematic view showing another example of a support for forming a laminate by stacking a large number of adsorbent sheet pieces obtained by cutting the adsorbent sheet of the present invention into a circular shape.
【図8】 本発明の吸着材シートからなるロール状物又
は本発明の吸着材シートを円形にカットしてなる吸着材
シート片を多数積み重ねてなる積層物を充填するための
圧力容器の縦断面を示す概略図である。FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a pressure vessel for filling a roll formed of the adsorbent sheet of the present invention or a laminate formed by stacking a large number of adsorbent sheet pieces obtained by cutting the adsorbent sheet of the present invention into a circle. FIG.
1 吸着材シート 2 ロール状物 3 吸着材シート片 4 積層物 10 底部 11 支柱 12 支持具 15 底部 16 支柱 16’ 支柱 16” 支柱 17 支持具 20 ガス貯蔵部 22 本体 23 蓋部 REFERENCE SIGNS LIST 1 adsorbent sheet 2 roll 3 adsorbent sheet piece 4 laminate 10 bottom 11 support 12 support 15 bottom 16 support 16 'support 16 "support 17 support 20 gas storage 22 main body 23 lid
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西野 仁 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 Fターム(参考) 3E072 AA10 EA01 EA02 EA05 4D012 BA02 BA03 CA20 CB03 CD07 CG01 CH10 CK10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Hitoshi Nishino 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka F-term in Osaka Gas Co., Ltd. (reference) 3E072 AA10 EA01 EA02 EA05 4D012 BA02 BA03 CA20 CB03 CD07 CG01 CH10 CK10
Claims (7)
及びバインダーからなり、可撓性を有することを特徴と
する気体貯蔵用吸着材シート。An adsorbent sheet for gas storage, comprising a powdery adsorbent capable of storing and releasing gas and a binder, and having flexibility.
蔵合金及びゼオライトからなる群から選ばれる少なくと
も1種である請求項1に記載の吸着材シート。2. The adsorbent sheet according to claim 1, wherein the powdery adsorbent is at least one selected from the group consisting of a carbonaceous adsorbent, a hydrogen storage alloy and zeolite.
厚さをT(cm)とした場合の比S/Tが100/1以上であ
る請求項1に記載の吸着材シート。3. An area of one side of a sheet is S (cm 2 ),
2. The adsorbent sheet according to claim 1, wherein the ratio S / T when the thickness is T (cm) is 100/1 or more.
した気体貯蔵用圧力容器であって、該吸着材が、請求項
1〜3のいずれかに記載の吸着材シートを巻いて得られ
たロール状物であるか、又は、請求項1〜3のいずれか
に記載の吸着材シートを該圧力容器の気体貯蔵部の断面
形状に合わせて切断して得られる吸着材シート片を積み
重ねて得られる積層物である気体貯蔵用圧力容器。4. A gas storage pressure vessel filled with an adsorbent capable of storing and releasing gas, wherein the adsorbent is obtained by winding the adsorbent sheet according to claim 1. It is obtained by stacking the adsorbent sheet pieces obtained by cutting the adsorbent sheet according to any one of claims 1 to 3 in a roll shape or according to the cross-sectional shape of the gas storage section of the pressure vessel. A pressure vessel for gas storage, which is a laminate.
方法であって、該気体貯蔵用吸着材を、請求項1〜3の
いずれかに記載の吸着材シートを巻いて得られたロール
状物又は請求項1〜3のいずれかに記載の吸着材シート
を該圧力容器の気体貯蔵部の断面形状に合わせて切断し
て得られる吸着材シート片を積層して得られる積層物の
形態で、圧力容器内に充填することを特徴とする方法。5. A method for filling a gas storage adsorbent into a pressure vessel, wherein the gas storage adsorbent is obtained by winding the adsorbent sheet according to claim 1. The form of a laminate obtained by laminating adsorbent sheet pieces obtained by cutting the adsorbent sheet according to any one of claims 1 to 3 according to the cross-sectional shape of the gas storage part of the pressure vessel And filling the pressure vessel.
に、気体を充填したことを特徴とする気体貯蔵圧力容
器。6. A gas storage pressure vessel, wherein the gas storage pressure vessel according to claim 4 is filled with a gas.
に、気体を充填することを特徴とする気体貯蔵方法。7. A gas storage method, wherein the gas storage pressure vessel according to claim 4 is filled with a gas.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001097603A JP2002295797A (en) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | Adsorption sheet for gas storage, and pressure vessel for gas storage with the sheet accommodated therein |
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CN114046443A (en) * | 2021-08-02 | 2022-02-15 | 有研工程技术研究院有限公司 | Multi-platform compression type hydrogen storage device and manufacturing method of hydrogen storage sheet thereof |
-
2001
- 2001-03-29 JP JP2001097603A patent/JP2002295797A/en active Pending
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CN114046443A (en) * | 2021-08-02 | 2022-02-15 | 有研工程技术研究院有限公司 | Multi-platform compression type hydrogen storage device and manufacturing method of hydrogen storage sheet thereof |
CN114046443B (en) * | 2021-08-02 | 2023-08-15 | 有研工程技术研究院有限公司 | Multi-platform profiling hydrogen storage device and manufacturing method of hydrogen storage sheet thereof |
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