專利名稱：：制造氫的裝置以及使用該裝置的燃料電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及使生成氫的物質(zhì)與水反應(yīng)來(lái)制造氫的制造氫的裝置以及具備該制造氫的裝置和燃料電池的燃料電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，伴隨著個(gè)人電腦、手機(jī)等無(wú)繩設(shè)備的普及，希望作為其電源的電池越來(lái)越小型化、高容量化。鋰離子二次電池的能量密度高，作為謀求小型輕量化的電池目前已經(jīng)實(shí)用化，作為便攜電源對(duì)其需求在不斷增大。但是，該鋰離子二次電池對(duì)于一部分無(wú)繩設(shè)備，存在不能保證充分的連續(xù)使用時(shí)間的問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，例如，人們一直在進(jìn)行固體高分子型燃料電池(PEFC)等的燃料電池的開(kāi)發(fā)。只要供給燃料和氧，燃料電池就能夠連續(xù)地使用。電解質(zhì)使用固體高分子電解質(zhì)、正極活性物質(zhì)使用空氣中的氧、負(fù)極活性物質(zhì)使用各種燃料的PEFC，作為能量密度比鋰離子二次電池高的電池而受到廣泛關(guān)注。關(guān)于PEFC中使用的燃料，有人提出使用氫、甲醇等方案，并進(jìn)行了各種開(kāi)發(fā)，但從能夠?qū)崿F(xiàn)高能量密度化的角度考慮，人們期待著以氫作為燃料的PEFC。并且，作為將氫供給PEFC這樣的燃料電池的方法，例如，人們正在研究將由使作為氫源的生成氫的物質(zhì)與水反應(yīng)可以生成氫的制造氬的裝置制造的氳供給燃料電池的方法。這樣的制造氬的裝置所采用的機(jī)構(gòu)是例如，設(shè)置容納水的水箱以及用于容納生成氫的物質(zhì)并使生成氫的物質(zhì)與水反應(yīng)的容器，從該容納水的水箱向容納生成氫的物質(zhì)的容器(反應(yīng)容器)供給水，在該容器中使生成氫的物質(zhì)與水反應(yīng)，通過(guò)該容器所配備的氫導(dǎo)出管將生成的氫供給燃料電池。可是，在生成氫的物質(zhì)與水反應(yīng)的時(shí)候，未反應(yīng)的水與氫一起噴出，被排出到反應(yīng)容器的外部。因此，在以往的制造氫的裝置中，需要在水箱內(nèi)保持大大超過(guò)反應(yīng)所必需量的水。另夕卜，有時(shí)候，由于供給這種含有大量水的氳，使得燃料電池的燃料供給路中發(fā)生堵塞。由于上述情況，在具有通過(guò)生成氫的物質(zhì)與水的反應(yīng)生成氫的機(jī)構(gòu)的制造氳的裝置中，要求對(duì)與生成的氳一起從反應(yīng)容器排出的未反應(yīng)的水進(jìn)行處理。以往，對(duì)此情況，有人提出了具有下述機(jī)構(gòu)的氫發(fā)生裝置例如，將從反應(yīng)容器排出的氫和水(水蒸氣)的混合物返回到水箱內(nèi)，與該水箱內(nèi)的水混合進(jìn)行熱交換，使用混合物中的水蒸汽成為水，另一方面，對(duì)于混合物中的氫，從設(shè)置在該水箱上部的排出管取出，供給燃料電池等(專利文獻(xiàn)1)。采用專利文獻(xiàn)1記載的裝置，使得與氫一起從反應(yīng)容器中以水蒸氣形式排出的未反應(yīng)的水，在供水水箱內(nèi)重新變成水，可以再次供給反應(yīng)容器，因此，能夠?qū)⑺咝У赜糜跉涞闹圃臁？墒?，在專利文獻(xiàn)l的供水箱中，需要具有供給水的管、將從反應(yīng)容器排出的氫和水的混合物返回的管、以及排出氫的管，供水箱的結(jié)構(gòu)變得很復(fù)雜。另外，由于高溫的氫和水的混合物直接返回到供水箱中，隨著氫的制造，供水箱內(nèi)的水溫上升。因此，供水箱必須用具有耐熱性的材料來(lái)制造。為此，具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)并采用廉價(jià)的材料來(lái)制造供水箱就變得困難。另一方面，以往有人提出在120。C以下的低溫下通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成氫，將其用作燃料的方法。這些方法是，例如以鋁、鎂、硅、鋅等與水反應(yīng)生成氫的金屬作為氫源(專利文獻(xiàn)26)。但是，采用專利文獻(xiàn)16所公開(kāi)的方法制造氬的場(chǎng)合中，由于上述金屬與水的反應(yīng)而生成氧化物、氫氧化物等副產(chǎn)物。并且，在生成的氫中，未參與生成氫的反應(yīng)的未反應(yīng)的水，以含有上述副產(chǎn)物或它們的離子的狀態(tài)混入其中。含有上述副產(chǎn)物以及它們的離子的水分，與氫一起被供給固體高分子型燃料電池，在這種情況下，會(huì)產(chǎn)生固體高分子型燃料電池內(nèi)所含有的質(zhì)子交換樹(shù)脂以及質(zhì)子交換膜內(nèi)的質(zhì)子的置換、吸附到催化劑上、在電極內(nèi)析出等，這樣，在燃料電池內(nèi)，會(huì)引起離子傳導(dǎo)性的降低、催化性能的降低、氣體擴(kuò)散性能的降低等，其結(jié)果是燃料電池劣化。鑒于這樣的情況，在采用專利文獻(xiàn)1~6中公開(kāi)的方法得到作為固體高分子型燃料電池的燃料的氫的場(chǎng)合，為了防止燃料電池的特性惡化，優(yōu)選除去混入氫中的含有副產(chǎn)物以及它們的離子的水分。在上述專利文獻(xiàn)5中，有人提出采用冷凝液分離裝置，將生成的氫中所含有的副產(chǎn)物以及它們的離子與冷凝水一起分離的方法。采用這種方法，能夠?qū)逯泻械母碑a(chǎn)物以及它們的離子的大部分分離出去。但是，采用上述方法，在氬中含有的水分中，只有冷凝的部分可以被分離，還不能連水蒸氣一起分離，因此，即使能除去冷凝的水滴中含有的副產(chǎn)物以及它們的離子，仍存在著將水蒸氣中含有的一部分的副產(chǎn)物以及它們的離子與氫一起送到燃料電池的問(wèn)題。另外，在上述專利文獻(xiàn)6中，公開(kāi)了通過(guò)鈀膜等氬分離膜、金屬離子選擇透過(guò)膜、分子篩等除去氫中含有的金屬離子的機(jī)構(gòu)。但是，在鈀膜等氫分離膜的場(chǎng)合，存在氫透過(guò)速度慢、成本高的問(wèn)題。另外，在金屬離子選擇透過(guò)膜或分子篩的場(chǎng)合，能夠除去金屬離子的量有限，因而存在在早期開(kāi)始惡化的問(wèn)題。專利文獻(xiàn)l:特開(kāi)2004-149394號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:美國(guó)專利第6506360號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:專利第2566248號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4:特開(kāi)2004-231466號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5:國(guó)際公開(kāi)第04/18352號(hào)小冊(cè)子專利文獻(xiàn)6:特表2002-80202號(hào)y〉報(bào)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的制造氫的裝置，其特征在于，包括用于容納生成氫的物質(zhì)的容納生成氬的物質(zhì)的容器；用于容納水的容納水的容器；用于從所述容納水的容器向所述容納生成氬的物質(zhì)的容器供給水的水供給部；用于從所述容納生成氳的物質(zhì)的容器導(dǎo)出氳的氳導(dǎo)出部；用于從所述容納生成氫的物質(zhì)的容器排出的、含有氫和水的混合物中分離出水的氣液分離部；以及，用于將由所述氣液分離部分離出的水回收到所述容納水的容器的水回收部。另外，本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，具備上述本發(fā)明的制造氫的裝置和燃料電池。圖1是表示本發(fā)明的制造氫的裝置的一個(gè)例子的局部斷面示意圖。圖2是表示容納生成氫的物質(zhì)的容器和容納水的容器形成一體的整體容器的局部斷面示意圖。圖3是表示本發(fā)明的制造氳的裝置的另一個(gè)例子的局部斷面示意圖。圖4是表示本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的一個(gè)例子的局部斷面示意圖。圖5是表示實(shí)施例1的制造氫的裝置的氫生成速度與經(jīng)過(guò)時(shí)間的關(guān)系的圖。圖6是表示實(shí)施例3的制造氫的裝置的氬生成速度、生成氫的物質(zhì)的容器的表面溫度和內(nèi)壓與經(jīng)過(guò)時(shí)間的關(guān)系的圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明的制造氫的裝置，其特征在于，具備用于容納生成氬的物質(zhì)的容納生成氳的物質(zhì)的容器；用于容納水的容納水的容器；用于從容納水的容器向容納生成氫的物質(zhì)的容器供給水的水供給部；用于從容納生成氫的物質(zhì)的容器導(dǎo)出氫的氫導(dǎo)出部；用于從容納生成氫的物質(zhì)的容器排出的、含有氳和水的混合物中分離出水的氣液分離部；以及，用于將由氣液分離部分離出的水回收到所述容納水的容器的水回收部。另外，本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，具備上述本發(fā)明的制造氫的裝置和燃料電池。本發(fā)明的制造氫的裝置，由于具有上述容納生成氫的物質(zhì)的容器、上述容納水的容器、上述水供給部以及上述氳導(dǎo)出部，可以將水從上述容納水的容器中連續(xù)地或間斷地供給到上述容納生成氫的物質(zhì)的容器內(nèi)，使生成氫的物質(zhì)與水反應(yīng)而生成氫，將該產(chǎn)生的氫取出到外部。另夕卜，本發(fā)明的制造氫的裝置，由于具有上述氣液分離部和上述水回收部，可以利用上述氣液分離部將從上述容納生成氫的物質(zhì)的容器排出的、含有氫和水的混合物分離成氫和水，并將分離出的水返回到上述容納水的容器中，因此，能夠降低水的實(shí)際使用量、簡(jiǎn)便且高效地制造氫。另外，如上所述，由于本發(fā)明的制造氫的裝置可以P爭(zhēng)低水的實(shí)際使用量，因此，能夠減少在容納水的容器內(nèi)收容的水的量，從而，能夠減小制造氫的裝置的體積和重量，實(shí)現(xiàn)裝置的緊湊化。另外，本發(fā)明的制造氫的裝置，利用上述氣液分離部，從容納生成氫的物質(zhì)的容器排出的、包含氫和水(未參與生成氫的反應(yīng)的未反應(yīng)的水)的混合物中分離出水，可以除去該水中含有的副產(chǎn)物(由生成氫的反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物，也包括副生的離子)。另外，對(duì)于不能用氣液分離部分離的水蒸氣中含有的副產(chǎn)物，能夠利用后述的捕集部除去。此外，本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)，以能夠簡(jiǎn)-使且有效地制造氫的上述本發(fā)明的制造氫的裝置作為氫供給源，可以有效地發(fā)電。另外，將用本發(fā)明的制造氫的裝置制造的氫供給燃料電池時(shí)，可以將氫中含有的導(dǎo)致燃料電池劣化的副產(chǎn)物，在進(jìn)入燃料電池內(nèi)之前的階段有效地除去。因而，本發(fā)明能夠提供一種燃料電池系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期地防止燃料電池內(nèi)的離子導(dǎo)電性的降低、催化性能的降低、氣體擴(kuò)散性能的降低等，抑制燃料電池的劣化。以下，采用本發(fā)明的實(shí)施方式。實(shí)施方式1圖l是表示本發(fā)明的制造氫的裝置的一個(gè)例子的局部斷面示意圖。在圖1中，1是容納生成氫的物質(zhì)的容器，la是生成氫的物質(zhì)，lb是氫導(dǎo)出管，lc是水供給管，2是容納水的容器，2a是水，2b是水供給管，2c是水回收管，3是用于連接制造氫的裝置主體部和容納生成氫的物質(zhì)的容器1或容納水的容器2的裝卸部，4是保溫材料，5是泵，6是冷卻部，7是氣液分離部。在圖1中，只有容納生成氫的物質(zhì)的容器1、容納水的容器2、保溫材料4以及氣液分離部7用斷面表示。在本實(shí)施方式的制造氳的裝置中，將水從容納水的容器2供給至容納生成氬的物質(zhì)的容器1，在容納生成氫的物質(zhì)的容器1內(nèi)使生成氫的物質(zhì)la與水2a反應(yīng)而制造氫。因而，容納生成氳的物質(zhì)的容器1也起到作為生成氫的物質(zhì)la和水2a的反應(yīng)容器的作用。在容納生成氫的物質(zhì)的容器1中生成的氫，經(jīng)過(guò)氫導(dǎo)出管lb被供給到需要?dú)涞脑O(shè)備(例如，燃料電池等)。如上所述，在容納生成氬的物質(zhì)的容器1內(nèi)，使生成氫的物質(zhì)la與水2a反應(yīng)而生成氫時(shí)，未反應(yīng)的水與氫一起噴出，作為水和氫的混合物從氫導(dǎo)出管lb排出到作為反應(yīng)容器的容納生成氳的物質(zhì)的容器1的外部。但是，本實(shí)施方式的制造氫的裝置具有氣液分離部7，可以利用氣液分離部7將從容納生成氳的物質(zhì)的容器1排出的水與氫的混合物分離成水和氫，將分離出的水送回容納水的容器2中。氣液分離部7由下述各部分構(gòu)成用于分離水和氫的水分離容器7a、用于將水和氫的混合物導(dǎo)入水分離容器7a的氫導(dǎo)入管7b、用于將在水分離容器7a內(nèi)分離的氫排出的氬導(dǎo)出管7c、以及用于將在水分離容器7a內(nèi)分離的水送回容納水的容器2中的水回收管7d。經(jīng)氫導(dǎo)入管7b流入的含有水和氬的混合物中，水由于重力的作用而向下落入水分離容器7a的下部，與氫分離。分離的水通過(guò)水回收管7d、2c回收到容納水的容器2中。這樣，在本實(shí)施方式的制造氫的裝置中，為了將從容納生成氳的物質(zhì)的容器1排出的、含有水和氫的混合物中分離的水送回容納水的容器2中，具有連接氣液分離部7和容納水的容器2的管(水回收管2c、7d)。如上述所示，在本實(shí)施方式的裝置中，利用氣液分離部7的作用，將與生成的氳一起從容納生成氬的物質(zhì)的容器1中排出的未反應(yīng)的水送回到容納水的容器2中，能夠再次供給生成氬的反應(yīng)，因此，可以降低水的實(shí)際用量，減少容納水的容器2內(nèi)容納的水量，從而可以減小制造氫的裝置的體積和重量，實(shí)現(xiàn)緊湊化。另外，例如，在制造氫的裝置被用來(lái)作為燃料電池的燃料源的場(chǎng)合，如果與氫一起生成的大量的水被供給燃料電池內(nèi)，有時(shí)燃料供給路中會(huì)發(fā)生堵塞。但是，采用本實(shí)施方式的制造氫的裝置，在氣液分離部7中，可以從容納生成氫的物質(zhì)的容器l排出的、含有水和氫的混合物中除去水，然后將氫供給燃料電池，因此可以防止上述堵塞。此外，本實(shí)施方式的制造氫的裝置，在獨(dú)立于容納水的容器2而另外設(shè)置的氣液分離部7中進(jìn)行水和氫的分離，因此，容納水的容器2所需要的管只要有水供給管2b和水回收管2c這兩個(gè)管即可，與以往在容納水的容器內(nèi)進(jìn)行水和氫的分離的場(chǎng)合需要3根管相比，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。另外，如圖1所示，氣液分離部7最好是不僅獨(dú)立于容納水的容器2,而且也獨(dú)立于容納生成氫的物質(zhì)的容器l,這樣，可以使容納生成氫的物質(zhì)的容器1以及容納水的容器2的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，使它們更緊湊。優(yōu)選的是，氣液分離部7在鉛直方向上配置在比容納水的容器2更高的位置上，即，配置在容納水的容器2的上側(cè)。作為將由氣液分離部7分離的水送回到容納水的容器2的設(shè)備，也可以使用泵等，但將氣液分離部7配置在容納水的容器2的上側(cè)，可以利用水的自重將其回收到容納水的容器2，不需要泵等動(dòng)力，效率更高。氣液分離部7的結(jié)構(gòu)，不限于圖1所示，如后述的實(shí)施方式2所述，例如，也可以采用聚四氟乙烯制微多孔膜、或者經(jīng)過(guò)疏水處理的聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯或聚醚砜的微多孔膜等氣液分離膜來(lái)構(gòu)成氣液分離部。另外，在本實(shí)施方式的制造氫的裝置中，容納生成氫的物質(zhì)的容器1和容納水的容器2以裝卸部3為中間媒介，以可安裝或拆卸的方式與制造氫的裝置的主體部連接。這樣，在本實(shí)施方式的制造氫的裝置中，優(yōu)選的是，容納生成氬的物質(zhì)的容器1和/或容納水的容器2以可安裝、拆卸的方式安裝于制造氬的裝置的主體部上。這里所說(shuō)的上述主體部，是指制造氫的裝置中容納生成氫的物質(zhì)的容器1和容納水的容器2以外的部分(包括保溫材料4、泵5、位于圖1中的裝卸部3的上側(cè)的管、氣液分離部7)。在容納生成氪的物質(zhì)的容器1內(nèi)，使生成氫的物質(zhì)la與水2a反應(yīng)生成氫時(shí)，收容在容納生成氬的物質(zhì)的容器1內(nèi)的生成氫的物質(zhì)la轉(zhuǎn)變成反應(yīng)產(chǎn)物，收容在容納水的容器2中的水2a被消耗而減少。如上述所述，只要是具有可裝卸的容納生成氫的物質(zhì)的容器1和/或容納水的容器2的制造氫的裝置，容納生成氫的物質(zhì)的容器1內(nèi)的生成氫的物質(zhì)la就會(huì)反應(yīng)，直至不再生成氫，然后，從裝卸部3取下容納生成氫的物質(zhì)的容器1和容納水的容器2，將容納有生成氫的物質(zhì)的新的容納生成氫的物質(zhì)的容器1和容納有水2a的新的容納水的容器2，通過(guò)裝卸部3安裝在主體部上，從而能夠反復(fù)生成氫。因此，通過(guò)準(zhǔn)備預(yù)備的容納生成氬的物質(zhì)的容器或容納水的容器，即使在難以獲得生成氫的物質(zhì)或水的場(chǎng)所，或難以將生成氫的物質(zhì)或者水供給于裝置的場(chǎng)所，也可以制成能連續(xù)地制造氫的移動(dòng)性高的裝置。另外，最好是使容納生成氫的物質(zhì)的容器1和容納水的容器2—體化，制成一體容器，該容器能夠在制造氫的裝置的主體部上安裝或拆卸，這樣，能夠更容易地更換容器。裝卸部3的結(jié)構(gòu)并無(wú)特別限制，例如，可以采用下述結(jié)構(gòu)在制造氫的裝置的主體部側(cè)設(shè)置成形為筒狀的部位(管等)，向該處插入容納生成氫的物質(zhì)的容器1和容納水的容器2的各個(gè)管(氫導(dǎo)出管lb、水供給管lc、2b等)，用橡膠制的環(huán)狀物等封裝體將連接部分(管的插入部分)密封，防止氫或水泄漏。另外，在本實(shí)施方式的制造氫的裝置中，優(yōu)選的是，具有用于冷卻從容納生成氫的物質(zhì)的容器1排出的、含有水和氫的混合物的冷卻部6。在上述制造氳的裝置中，由于容納生成氫的物質(zhì)的容器1的內(nèi)部可能達(dá)到接近于水的沸點(diǎn)的溫度，因此，作為與氬的混合物而排出的水有一部分變?yōu)樗魵?。因此，通過(guò)設(shè)置冷卻部6，將上述混合物中的水蒸氣冷卻，形成液態(tài)的水，能夠提高氣液分離部7中的水的回收率。為此，冷卻部6最好是設(shè)置在容納生成氫的物質(zhì)的容器1和氣液分離部7之間。作為冷卻部6，例如，可以使用以金屬制的散熱片連接在管上的方式來(lái)配置的結(jié)構(gòu)的冷卻部。此外，也可以使用空氣冷卻風(fēng)扇。如圖1所示，最好是在容納生成氫的物質(zhì)的容器1的外周的至少一部分上配置保溫材料4。通過(guò)如上述那樣配置保溫材料4，能夠防止容納生成氫的物質(zhì)的容器1內(nèi)的熱量散失到容納生成氬的物質(zhì)的容器1的外部，可以實(shí)現(xiàn)生成氫的穩(wěn)定化。在制造氫的裝置中，通過(guò)將生成氫的物質(zhì)加熱后與水反應(yīng)生成氫，但即4吏加熱生成氫的物質(zhì)，如果該熱量通過(guò)容納生成氫的物質(zhì)的容器1的外壁而散失到外部，生成氫的物質(zhì)的溫度不會(huì)上升，生成氫的反應(yīng)效率低下，甚至有可能生成氫的反應(yīng)停止，不能生成氫。但是，通過(guò)如上述那樣配置保溫材料4,可以抑制容納生成氬的物質(zhì)的容器1內(nèi)的熱量向外部的散失。特別是在制造氫的裝置中，在容納生成氬的物質(zhì)的容器1和容納水的容器2相鄰接的場(chǎng)合，更優(yōu)選的是，配置保溫材料4，至少使容納生成氫的物質(zhì)的容器l和容納水的容器2通過(guò)保溫材料4而鄰接。在容納生成氫的物質(zhì)的容器1與容納水的容器2鄰接、彼此接觸的場(chǎng)合，容納生成氫的物質(zhì)的容器1內(nèi)的熱量容易向容納水的容器2—側(cè)傳遞，由于容納生成氫的物質(zhì)的容器1內(nèi)的溫度降低而引起的上述生成氳的反應(yīng)的效率降低或反應(yīng)停止的問(wèn)題可能會(huì)變得更顯著。另外，在容納生成氫的物質(zhì)的容器1和容納水的容器2鄰接且二者之間沒(méi)有保溫材料4的場(chǎng)合，由于從容納生成氫的物質(zhì)的容器1散發(fā)的熱量使容納水的容器2中的水溫升高，水的密度降低，由泵5供給的水的重量減少，也會(huì)引起生成氫的速度降低的問(wèn)題。但是，如果配置保溫材料4，使容納生成氬的物質(zhì)的容器1與容納水的容器2通過(guò)保溫材料4相鄰接，就能避免這些問(wèn)題。特別優(yōu)選的是，保溫材料4被配置在容納生成氫的物質(zhì)的容器1的整個(gè)外周面上。作為保溫材料4的材質(zhì)，優(yōu)選例如苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫體等多孔性絕熱材料，或者具有真空絕熱結(jié)構(gòu)的絕熱材料等。圖2是表示將容納生成氫的物質(zhì)的容器8a與容納水的容器8b形成一體化的一體容器8的局部斷面示意圖。在圖2中，除了一體容器8外，與圖l相同的部分標(biāo)示了同樣的符號(hào)，省略對(duì)其說(shuō)明。由于將容納生成氫的物質(zhì)的容器8a與容納水的容器8b形成一體化，因此，一體容器8的容器交換變得更容易。另外，在上述一體容器8中，在容納生成氫的物質(zhì)的容器8a與容納水的容器8b之間，最好是配置保溫材料4，在這種情況下，可以避免在容納生成氳的物質(zhì)的容器8a與容納水的容器8b鄰接時(shí)可能產(chǎn)生的上述問(wèn)題。作為可以在本實(shí)施方式的制造氫的裝置中使用的生成氫的物質(zhì)，只要是與水反應(yīng)生成氫的物質(zhì)即可，并無(wú)特別限制，優(yōu)選使用鋁、硅、鋅、鎂之類的金屬，或者以鋁、硅、鋅和鎂中的l種以上的金屬元素為主體的合金。在上述合金的場(chǎng)合，對(duì)作為主體的上述^r屬元素以外的元素沒(méi)有特別限制。這里所說(shuō)的"主體"，是指相對(duì)于合金整體，含有80質(zhì)量％以上、更優(yōu)選90質(zhì)量％以上?？梢灾皇褂蒙鲜隼镜慕饘倩蚝辖鸬?種作為生成氫的物質(zhì)，也可以2種以上并用。這些生成氫的物質(zhì)在常溫下難以與K反應(yīng)，但通過(guò)加熱變得容易與水產(chǎn)生放熱反應(yīng)。本說(shuō)明書(shū)中所說(shuō)的常溫是20~30°C范圍的溫度。這里，在例如使用鋁作為生成氫的物質(zhì)的場(chǎng)合，據(jù)認(rèn)為，鋁與水的反應(yīng)按照下述式(1)~(3)中的任一反應(yīng)式進(jìn)行。下述式(1)產(chǎn)生的放熱量是419kJ/mo1。2A1+6H20—A1203'3H20+3H2(1)2A1+4H20—A1203'H20+3H2(2)2A1+3H20—A1203+3H2(3)上述生成氫的物質(zhì)的尺寸并無(wú)特別限制，例如，其平均粒徑為0.1|Lim以上、lOOiim以下，更優(yōu)選50pm以下。上述生成氬的物質(zhì)，通常在表面上形成穩(wěn)定的氧化膜。因此，在板狀、塊狀以及粒徑為lmm以上的粒狀等形態(tài)的場(chǎng)合，即使加熱也不會(huì)與水發(fā)生反應(yīng)，有時(shí)基本上不生成氫。但是，如果使上述生成氬的物質(zhì)的平均粒徑為100pm以下，氧化膜對(duì)于與水反應(yīng)的抑制作用就會(huì)減少，雖然在常溫下難以與水反應(yīng)，但如果加熱，與水的反應(yīng)性就會(huì)提高，生成氫的反應(yīng)能夠持續(xù)進(jìn)行。另外，如果使上述生成氫的物質(zhì)的平均粒徑為50pm以下，那么在40。C左右的溫和的條件下就能與水反應(yīng)生成氯。另一方面，如果上述生成氫的物質(zhì)的平均粒徑不足O.lpm,點(diǎn)火性增高，操作困難，或者生成氫的物質(zhì)的填充密度降低，使得能量密度容易降低。因此，希望上述生成氫的物質(zhì)的平均粒徑在上述范圍內(nèi)。本說(shuō)明書(shū)中所說(shuō)的平均粒徑，是指體積基準(zhǔn)的積分率50°/。的粒子直徑的值。作為平均粒徑的測(cè)定方法，例如，可以使用激光衍射.散射法等。具體地說(shuō)，對(duì)分散于水等液相中的測(cè)定對(duì)象物質(zhì)照射激光，利用檢測(cè)出的散射強(qiáng)度分布測(cè)定粒徑分布。作為激光衍射'散射法中的粒徑分布測(cè)定裝置，例如，可以使用日機(jī)裝抹式會(huì)社制造的"麥奇克(Microtrac)HRA"等。另外，上述生成氬的物質(zhì)的形狀也沒(méi)有特別限制，例如，可以是平均粒徑在上述范圍內(nèi)的粒子狀或薄片狀。為了使水與生成氫的物質(zhì)的反應(yīng)容易開(kāi)始，最好是將生成氫的物質(zhì)和水中的至少一方進(jìn)行加熱，但如上所述，例如，如果在容納水的容器2內(nèi)對(duì)水進(jìn)行加熱，隨著水溫的上升，水的密度會(huì)降低，由泵5供給的水的重量減少，有時(shí)也會(huì)引起生成氫的速度的降低，因此，在只加熱生成氫的物質(zhì)或?qū)λM(jìn)行加熱的場(chǎng)合，更優(yōu)選在通過(guò)泵5后的階段進(jìn)行加熱。其加熱溫度希望在40。C以上、更優(yōu)選60。C以上，IO(TC以下。能夠維持上述生成氫的物質(zhì)與水的放熱反應(yīng)的溫度，通常是4(TC以上，一旦放熱反應(yīng)開(kāi)始而生成氫，容納生成氫的物質(zhì)的容器的內(nèi)壓就會(huì)上升，水的沸點(diǎn)上升，容器內(nèi)的溫度有時(shí)達(dá)到120°C，但從控制生成氫的速度的角度考慮，優(yōu)選為IO(TC以下。上述加熱進(jìn)4于至上述放熱反應(yīng)開(kāi)始時(shí)即可。這是因?yàn)?，一旦水與生成氫的物質(zhì)的放熱反應(yīng)開(kāi)始，利用該放熱反應(yīng)的熱量就可以繼續(xù)其后的反應(yīng)。上述加熱以及向容納生成氫的物質(zhì)的容器內(nèi)供給水也可以同時(shí)進(jìn)行。上述加熱的方法沒(méi)有特別限制，可以利用向電阻器通電所產(chǎn)生的熱來(lái)加熱。例如，將該電阻器安裝在容納生成氫的物質(zhì)的容器的外部，使其發(fā)熱，從13外部加熱這些容器，能夠?qū)ι蓺涞奈镔|(zhì)和水中的至少一方進(jìn)行加熱。對(duì)于上迷電阻器的種類沒(méi)有特別限制，例如，可以使用鎳4備合金線、鉑線等金屬發(fā)熱體、碳化硅、PTC熱敏電阻等。另外，上述加熱也可以通過(guò)由發(fā)熱物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)所放出的熱來(lái)進(jìn)行。這種發(fā)熱物質(zhì)可以使用與水進(jìn)行放熱反應(yīng)形成氬氧化物或水合物的物質(zhì)、與水進(jìn)行放熱反應(yīng)生成氫的物質(zhì)等。上述的與水進(jìn)行放熱反應(yīng)生成氫氧化物或水合物的物質(zhì)，例如，可以使用堿金屬的氧化物(氧化鋰等)、堿土金屬的氧化物(氧化4丐、氧化鎂等)、堿土金屬的氯化物(氯化鈣、氯化鎂等)、堿土金屬的硫酸化合物(硫酸釣等)等。上述的與水進(jìn)行放熱反應(yīng)生成氫的物質(zhì)，例如，可以使用堿金屬(鋰、鈉等)、金屬氫化物(硼氫化鈉、硼氫化鉀、氫化鋰等)。這些物質(zhì)可以單獨(dú)使用l種，也可以2種以上并用。在容納生成氫的物質(zhì)的容器內(nèi)，與生成氫的物質(zhì)一起配置上述發(fā)熱物質(zhì)，對(duì)它們添加水，使水與發(fā)熱物質(zhì)進(jìn)行放熱反應(yīng)，可以在該容器的內(nèi)部直接加熱生成氫的物質(zhì)和水。另外，在容納生成氫的物質(zhì)的容器的外部配置上述發(fā)熱物質(zhì)，使其發(fā)熱，從外部加熱這些容器，可以加熱生成氫的物質(zhì)和水中的至少一方。作為上述發(fā)熱物質(zhì)，已知還有與水以外的物質(zhì)進(jìn)行放熱反應(yīng)的物質(zhì)，例如鐵粉之類的與氧進(jìn)行放熱反應(yīng)的物質(zhì)。這樣的物質(zhì)，為了放熱反應(yīng)必須導(dǎo)入氧，因此，最好是不放入容納生成氫的物質(zhì)的容器內(nèi)，而是配置在該容器的外部來(lái)使用。將上述發(fā)熱物質(zhì)與生成氫的物質(zhì)一起放在容納生成氫的物質(zhì)的容器中，向其供給水進(jìn)行加熱的場(chǎng)合，發(fā)熱物質(zhì)也可以作為與生成氫的物質(zhì)均一或不均一地分散.混合的混合物來(lái)使用。此外，更優(yōu)選的是，發(fā)熱物質(zhì)被不均勻地配置在容納生成氫的物質(zhì)的容器內(nèi)，特別優(yōu)選的是，使發(fā)熱物質(zhì)部分地不均勻存在于容納生成氫的物質(zhì)的容器內(nèi)部的水供給部的附近(例如，圖1中的水供給管lc的管口部的附近A)。在容納生成氫的物質(zhì)的容器內(nèi)部，通過(guò)使發(fā)熱物質(zhì)這樣地不均勻存在，可以進(jìn)一步縮短開(kāi)始供給水后至生成氫的物質(zhì)被加溫的時(shí)間，可以快速地制造氫。容納生成氬的物質(zhì)的容器，只要能容納與水進(jìn)行放熱反應(yīng)而生成氫的生成氫的物質(zhì)即可，其材質(zhì)和形狀沒(méi)有特別限制，優(yōu)選采用不會(huì)從氫導(dǎo)出管以及水供給管泄漏水或氬的材質(zhì)和形狀。具體的容器材質(zhì)，優(yōu)選不易透過(guò)水和氫、即使加熱至100。C左右容器也不破損的材質(zhì)，例如，可以使用鋁、鐵等金屬、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等樹(shù)脂。另外，容器的形狀可以采用棱柱狀、圓柱狀等。生成氬的物質(zhì)與水反應(yīng)生成的反應(yīng)產(chǎn)物，通常，其體積比生成氬的物質(zhì)的體積大。因此，容納生成氫的物質(zhì)的容器，最好是可以隨著生成氫的物質(zhì)與水的反應(yīng)而變形，這樣，在伴隨著這種反應(yīng)產(chǎn)物的生成而產(chǎn)生體積膨脹時(shí)不會(huì)發(fā)生磁:損。從這一角度考慮，容納生成氬的物質(zhì)的容器的材質(zhì)更優(yōu)選上述例示的材質(zhì)中的PE或PP等樹(shù)脂。在容納生成氫的物質(zhì)的容器中，設(shè)置用于導(dǎo)出氫的氫導(dǎo)出部。氫導(dǎo)出部的結(jié)構(gòu)沒(méi)有特別限制，例如，如圖1所示，可以是氫導(dǎo)出管lb,另外，也可以是氬導(dǎo)出口等。此外，為了不使容器內(nèi)的生成氫的物質(zhì)跑到外部，最好是在氳導(dǎo)出管、氫導(dǎo)出口等中設(shè)置過(guò)濾器。這種過(guò)濾器，只要是具有可以通過(guò)氣體但難以通過(guò)液體和固體的特性即可，沒(méi)有特別限制，例如，可以使用pp制的無(wú)紡布。對(duì)于容納水的容器也沒(méi)有特別的限制，例如，可以采用與以往的制造氬的裝置中使用的容器同樣的容納水的水箱。容納生成氫的物質(zhì)的容器，在有可能伴隨著由生成氫的物質(zhì)與水的反應(yīng)所得到的反應(yīng)產(chǎn)物的生成而產(chǎn)生的體積膨脹發(fā)生變形的場(chǎng)合，最好是容納水的容器也可以隨著生成氫的物質(zhì)與水的反應(yīng)而變形。這樣，特別是在容納生成氫的物質(zhì)的容器和容納水的容器鄰接的場(chǎng)合，或者在它們一體化的場(chǎng)合，伴隨著容納生成氫的物質(zhì)的容器的變形，容納水的容器也變形，因此能夠防止容納水的容器的石皮損。因而，這種場(chǎng)合中，容納水的容器優(yōu)選例如用PE或PP等樹(shù)脂之類可以變形的材質(zhì)來(lái)構(gòu)成。采用上述這樣的水箱作為容納水的容器的場(chǎng)合，從容納水的容器向容納生成氫的物質(zhì)的容器供給水需要使用泵(例如，圖1中的泵5)等。本實(shí)施方式的制造氬的裝置，還可以具有后述的實(shí)施方式2中使用的氣液分離膜7e、流量調(diào)整部9以及泄壓閥11(圖3)，另外，還可以具有后述的實(shí)施方式3中使用的捕集部12(圖4)。采用以上說(shuō)明的本實(shí)施方式的制造氫的裝置，雖然4艮據(jù)條件會(huì)有變化，但是，例如，相對(duì)于假設(shè)生成氫的物質(zhì)全部反應(yīng)時(shí)的理論氬生成量(在鋁的場(chǎng)合，每lg的理論氫生成量在25。C下?lián)Q算約為1360ml),實(shí)際得到的氫生成量大概是50%以上，更理想的情況是70%以上，能夠有效地生成氫。實(shí)施方式2圖3是表示本發(fā)明的制造氫的裝置的另一個(gè)例子的局部斷面示意圖。在圖3中，與實(shí)施方式1的圖1相同的部分標(biāo)記相同的符號(hào)，省略其詳細(xì)說(shuō)明。在圖3中，l是容納生成氫的物質(zhì)的容器，lc是水供給管，lb是氫導(dǎo)出管，2是容納水的容器，6是冷卻部，7是氣液分離部，9是用于調(diào)節(jié)水的供給量的流量調(diào)節(jié)部，IO是止回閥，ll是泄壓閥。氣液分離部7中配置氣液分離膜7e,進(jìn)一步設(shè)置用于排出通過(guò)氣液分離膜7e的氫的氫導(dǎo)出口7c。在圖3中，只有氣液分離部7用斷面表示。在氣液分離部7中，由于用氣液分離膜7e進(jìn)行水與氫的分離，因此，對(duì)于裝置內(nèi)的水的移動(dòng)量或生成氫的反應(yīng)的程度等，不需要為了水與氫的分離而考慮細(xì)微的控制，可以簡(jiǎn)便且有效地進(jìn)行將未反應(yīng)的水送回到容納水的容器2的回收4喿作。作為在氣液分離部7中設(shè)置的氣液分離膜7e,只要是能使含有水和氫的混合物中的水或氳的任一方通過(guò)，而另一方不能通過(guò)的膜即可，沒(méi)有特別限制。例如，可以使用聚四氟乙烯制微多孔膜，或者經(jīng)過(guò)拒水處理的聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯或聚醚砜微多孔膜等。利用彈性物的彈力使容納水的容器2收縮，可以從容納水的容器2向容納生成氫的物質(zhì)的容器l供水。利用彈性物的彈力，不需要泵等需要?jiǎng)恿Φ墓┙o裝置，因此，能夠減少生成氫所需要的能量，從而可以制成進(jìn)一步提高能量效率的制造氫的裝置。作為用于供給水的彈性物，沒(méi)有特別限制，例如，可以使用橡膠、彈簧、發(fā)條等具有彈力的材料。另外，利用彈性物的彈力供給水的機(jī)構(gòu)的形態(tài)也沒(méi)有特別限制，根據(jù)所使用的彈性物，可以釆用各種形態(tài)。例如，如圖3所示，容納水的容器2可以使用將橡膠制的氣球狀容器(所謂的橡膠氣球)，其內(nèi)部容納水使其膨脹，利用構(gòu)成該氣球狀容器的橡膠的彈力，使該容器萎縮，使用該萎縮力作為水的供給壓力。另外，還可以采用下述方式用能容易變形的材質(zhì)構(gòu)成容納水的容器，在該容器的外側(cè)設(shè)置作為彈性物被壓縮的彈簧，利用該彈簧的彈力(回復(fù)力)使容器變形來(lái)供給水。此外，代替電動(dòng)馬達(dá)，也可以采用以發(fā)條作為動(dòng)力源的管式泵等方式。止回閥10最好是設(shè)置在連接氣液分離部7和容納水的容器2的管上。通過(guò)設(shè)置止回閥10,可以防止水通過(guò)上述管向容納生成氳的物質(zhì)的容器1回流。另夕卜，通過(guò)設(shè)置止回閥10,將由氣液分離部7分離的水回收至容納水的容器2中時(shí)，不需要另外設(shè)置泵等，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)動(dòng)力的回收。此外，在本實(shí)施方式的制造氫的裝置中，最好是設(shè)置泄壓閥11。這樣，在生成氫的速度增大、制造氫的裝置的內(nèi)壓上升的場(chǎng)合，可以將氫從泄壓閥ll排出至裝置外，防止由于破裂等而造成裝置破損。在圖3中，將泄壓閥11設(shè)置在連接冷卻部6和氣液分離部7的管上，但設(shè)置的位置并不限于該位置，只要是能排出在容納生成氫的物質(zhì)的容器1內(nèi)生成的氫的位置都可以。例如，在圖3中，也可以在從氫導(dǎo)出管lb至氣液分離部7之間的任一處設(shè)置泄壓閥11。在用于從容納水的容器2向容納生成氫的物質(zhì)的容器1供給水的水供給管lc上，最好是"^殳置用于調(diào)節(jié)水的供給量的流量調(diào)節(jié)部9。即使從容納水的容器2向容納生成氫的物質(zhì)的容器1供給水，使生成氫的物質(zhì)與水開(kāi)始反應(yīng)，例如，如果水的供給量過(guò)多，有時(shí)反應(yīng)效率也會(huì)降低。但是，通過(guò)設(shè)置流量調(diào)整部9，可以控制向容納生成氫的物質(zhì)的容器l供給水的量，因此，可以抑制上述的反應(yīng)效率的降低。另外，通過(guò)設(shè)置流量調(diào)節(jié)部9，不僅可以連續(xù)地而且可以間斷地從容納水的容器2向容納生成氫的容器1供給水，因此，例如，即使在容納水的容器2內(nèi)容納有水的狀態(tài)，也能停止向容納生成氫的物質(zhì)的容器1供給水，終止氫的生成。流量調(diào)節(jié)部9的結(jié)構(gòu)沒(méi)有特別的限制，例如，可以使用閥、使管徑變細(xì)的節(jié)流閥等。本實(shí)施方式的制造氫的裝置，還可以具有下述實(shí)施方式3中使用的捕集部12(圖4)。17實(shí)施方式3圖4是表示本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的一個(gè)例子的局部斷面示意圖。在圖4中，本實(shí)施方式的燃料電池系統(tǒng)具有燃料電池100和制造氫的裝置200。制造氳的裝置200可以使用實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?的制造氫的裝置。在圖4中，與實(shí)施方式1的圖1相同部分標(biāo)記相同的符號(hào)，省略對(duì)其詳細(xì)的說(shuō)明。另夕卜，在圖4中，只有容納生成氳的物質(zhì)的容器1、容納水的容器2、氣液分離部7以及燃料電池100用斷面表示。在圖4中，1是容納生成氫的物質(zhì)的容器，lc、2b是水供給管，lb是氫導(dǎo)出管，2是容納水的容器，2a是水，2c是水回收管，5是泵，7是氣液分離部，12是捕集部。燃料電池100和制造氫的裝置200通過(guò)氫導(dǎo)出管7c連接。燃料電池100具有將氧還原的正極110、將氫氧化的負(fù)極120和膜電極才妄合體(MEA)101,所述膜電極接合體包含配置在正極IIO和負(fù)極120之間的固體電解質(zhì)膜130。另外，在MEA101的兩側(cè)，配置了正極集電板140和負(fù)極集電板150。在正極集電板140的端部連接有正極引線160,在負(fù)極集電板150的端部連接有負(fù)極引線170。另外，燃料電池100的側(cè)面通過(guò)密封材料180進(jìn)行密封。另外，在正極集電板140上形成氣孔140a,大氣中的氧由氣孔140a供給正極IIO。另一方面，在負(fù)極集電板150上形成氫導(dǎo)入孔150a,通過(guò)氫導(dǎo)入孔150a，從氫導(dǎo)出管7c導(dǎo)入的氬被供給負(fù)極120。燃料電池100中使用的各構(gòu)件，只要是通常用于燃料電池的構(gòu)件即可，沒(méi)有特別限制。制造氫的裝置200，也可以設(shè)置在實(shí)施方式1和實(shí)施方式2中使用的冷卻部6(圖1、圖3)。另外，作為燃料電池100使用固體高分子型燃料電池，在進(jìn)一步具有冷卻部的場(chǎng)合，用冷卻部冷卻含有水和氫的混合物的溫度，最好是燃料電池100正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的溫度以上。在固體高分子型燃料電池中，如果電解質(zhì)的固體高分子干燥，傳導(dǎo)率就會(huì)降低。因此，通常將作為燃料的氫和空氣加濕后供給。因而，在制造氳的裝置200中，將從容納生成氫的物質(zhì)的容器1排出的水和氫的混合物用冷卻部冷卻至低溫時(shí)，氫的濕度降低，因此，用冷卻部冷卻上述混合物的溫度最好是在燃料電池的工作溫度的附近。在上述冷卻部中沒(méi)有冷凝、在氣液分離部7中未分離的混合物中的水分(含有副產(chǎn)物的水蒸氣等)，與氫一起排出到氫導(dǎo)出管7c。氫導(dǎo)出管7c內(nèi)配置有捕集副產(chǎn)物的捕集部12。捕集部12，例如可以使用在筒狀等的主體容器中填充了能捕集副產(chǎn)物的捕集材料的捕集部。上述的捕集材料，例如可以舉出離子交換樹(shù)脂。向具有離子交換樹(shù)脂的捕集部12內(nèi)導(dǎo)入含有副產(chǎn)物的氫和氧的混合物時(shí)，其中的副產(chǎn)物被離子交換樹(shù)脂內(nèi)的H"或OH-取代，副產(chǎn)物以物理方式被離子交換樹(shù)脂捕集。結(jié)果，除去了導(dǎo)致燃料電池劣化的副產(chǎn)物的氬^皮供給燃料電池。因此，可以防止這些副產(chǎn)物所引起的燃料電池內(nèi)含有的質(zhì)子交換樹(shù)脂以及質(zhì)子交換膜內(nèi)的質(zhì)子取代、在催化劑的吸附、在電極內(nèi)的析出等，抑制燃料電池的劣化。作為上述離子交換樹(shù)脂的具體例子，例如可以例舉出美國(guó)羅門(mén)哈斯公司制造的"安伯來(lái)特(Amberlite)(商品名)"、杜邦公司制造的"Nafion(注冊(cè)商標(biāo))"等。另外，作為能捕集副產(chǎn)物的材料，也可以例示螯合樹(shù)脂。由于螯合樹(shù)脂對(duì)可捕捉的離子具有選擇性，因此，可以選擇適合于捕集可預(yù)測(cè)生成的離子的螯合樹(shù)脂或螯合膜。與使用離子交換樹(shù)脂的場(chǎng)合同樣，副產(chǎn)物以物理方式被螯合樹(shù)脂捕集。通過(guò)使用具有這樣的螯合樹(shù)脂的捕集部，能夠抑制燃料電池的劣化。例如，在生成氫的物質(zhì)為鋁(Al)的場(chǎng)合，據(jù)認(rèn)為在生成氫的反應(yīng)中主要生成的副產(chǎn)物是Al(OH)3,因此，作為能捕捉Al離子的螯合樹(shù)脂，亞氨基二乙酸螯合樹(shù)脂等是有十分效的，但并不限定于此。此外，作為能捕集副產(chǎn)物的材料，還可以使用分子篩、硅膠、活性炭、氧化鋁以及吸水性高分子中的至少l種材料(吸附材料)。雖然這些材料中也包含不具有離子吸附性的材料，但都具有水蒸氣吸附性能，因此，可以與水蒸氣一起捕集副產(chǎn)物。通過(guò)使用這樣的捕集材料，可以抑制燃料電池的劣化。捕集器12也可以制成可裝卸式。這樣，在捕集性能降低的時(shí)候，可以卸下捕集部12,安裝新的捕集部12，以便再次捕集副產(chǎn)物。氣液分離部7和捕集部12最好是配置成，使氣液分離部7更接近容納生成氫的物質(zhì)的容器l。這是因?yàn)?，?dāng)構(gòu)成這樣的系統(tǒng)時(shí)，即，從容納生成氫的物質(zhì)的容器1排出的含有氬等的混合物在進(jìn)入捕集部12之前被導(dǎo)入氣液分離部7時(shí)，可以利用氣液分離部7除去上述混合物中的大部分副產(chǎn)物，因此，能夠盡可能地減少進(jìn)入捕集部12內(nèi)的副產(chǎn)物的量，可以延長(zhǎng)捕集部12內(nèi)的捕集材料的壽命。本實(shí)施方式的制造氫的裝置200,還可以具有在前述實(shí)施方式2中使用的氣液分離膜7e、流量調(diào)節(jié)部9以及泄壓閥11(圖3)。本實(shí)施方式的燃料電池系統(tǒng)，具有使用簡(jiǎn)便地生成氫的生成氫的物質(zhì)的制造氫的裝置以及燃料電池，此外，還具備氣液分離部以及捕集副產(chǎn)物的捕集器，可以防止燃料電池中的離子導(dǎo)電性降低、催化能力降低及氣體擴(kuò)散性能的降低等，抑制燃料電池的劣化，因此是非常有用的。本實(shí)施方式的燃料電池系統(tǒng)有效地利用這種特性，可以理想地用于以往的燃料電池適用的各種用途。以下，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。但是，下述實(shí)施例并不限制本發(fā)明。實(shí)施例1采用圖l所示的制造氬的裝置，按照以下所述制造氫。容納生成氫的物質(zhì)的容器1使用內(nèi)容積為65cm3的PP制的棱柱狀容器。水供給管lc以及氫導(dǎo)出管lb，采用內(nèi)徑2mm、外徑3mm的鋁制的管。容納水的容器2與容納生成氫的物質(zhì)的容器1相同地構(gòu)成，水供給管2b和水回收管2c使用與水供給管lc等相同的鋁制的管。裝卸部3的結(jié)構(gòu)是，在制造氫的裝置側(cè)的成形為內(nèi)徑3.5mm的筒狀的部位，插入容納生成氫的物質(zhì)的容器1以及容納水的容器2的各個(gè)管。在各個(gè)筒狀部位配置橡膠制的密封環(huán)，抑制氫和水從裝卸部3中泄漏。在容納生成氬的物質(zhì)的容器1上，設(shè)置厚度5mm的苯乙歸泡沫塑料制的保溫材料4，用來(lái)包住其外周。將40x50xl2mm的鋁制的散熱片和外徑3mm、內(nèi)徑2mm、長(zhǎng)度200mm的不銹鋼制的管相互連接配置，構(gòu)成冷卻部6。在散熱片的一面上設(shè)置8個(gè)厚度lmm的葉片，在其另一面上以曲折的狀態(tài)連接上述管。從連接氫導(dǎo)出管lb的裝卸部3至氣液分離部7的管長(zhǎng)為350mm。首先，將21g作為生成氫的物質(zhì)的平均粒徑6pm的鋁粉末和3.5g作為發(fā)熱物質(zhì)的氧化鈣，放入容納生成氫的物質(zhì)的容器1中，然后，用帶有氫導(dǎo)出管lb以及水供給管lc的蓋子將容器1密封。向容納水的容器2中注入50g水，如圖1所示，將容納生成氫的物質(zhì)的容器1以及容納水的容器2連接于裝卸部3上。接著，使用泵5，以Ug/min的水量從容納水的容器2向容納生成氫的物質(zhì)的容器1持續(xù)供給水。對(duì)于實(shí)施例1的制造氫的裝置，圖5表示通過(guò)上述操作生成氬時(shí)的、生成氬的速度與經(jīng)過(guò)時(shí)間的關(guān)系。從圖5中可以看出如下結(jié)果。供給水后立即生成氫，生成氫的速度以及容器1的表面溫度急劇上升。大約10分鐘后，生成氳的速度和容器1的表面溫度達(dá)到恒定，以大約150ml/min的一定的生成氫的速度生成氫。在本實(shí)施例的制造氫的裝置中，在到達(dá)150分鐘時(shí)生成氫20000ml，作為生成氫的物質(zhì)的鋁微粒的反應(yīng)率為70%。這里，所說(shuō)的鋁微粒的反應(yīng)率，是指實(shí)際生成的氬的量相對(duì)于使用的鋁微粒的理論氳生成的量的比例。另夕卜，在150分鐘內(nèi)消耗的水的量為40g,水的反應(yīng)率為72%。這里所說(shuō)的水的反應(yīng)率，是指理論上需要的水的量相對(duì)于實(shí)際使用的水的量的比例。冷卻部6的入口的含有氬和水的混合物的溫度大約是卯。C，在冷卻部6的出口附近降低到70°C。實(shí)施例2未配置冷卻部6，另外，將從連接氫導(dǎo)出管lb的裝卸部3至氣液分離部7用硅膠管連接，除此之外，采用與圖l相同構(gòu)成的制造氫的裝置，按照與實(shí)施例1同樣的方法制造氫。在實(shí)施例2的制造氫的裝置中，與實(shí)施例1的裝置一樣生成了氫。但是，由于實(shí)施例2的裝置中沒(méi)有設(shè)置冷卻部，因此，氫與水的混合物的溫度高，該混合物以此狀態(tài)流入氣液分離部7中。因此，氣液分離部7中的水的回收量降低。在實(shí)施例2的制造氫的裝置中，到150分鐘時(shí)生成了氫20000ml,但水的消耗量為50g,水的反應(yīng)率為60%。比專交例1除了沒(méi)有配置氣液分離部7之外，采用與圖l相同構(gòu)成的制造氫的裝置，按照與實(shí)施例1相同的方式制造氫。比較例l的制造氫的裝置，與實(shí)施例1和實(shí)施例2同樣生成了氳。但是，由于比較例1的裝置中沒(méi)有設(shè)置氣液分離部，因此，未反應(yīng)的水大量地從氬導(dǎo)出管lb中被排出。因此，在生成10200ml的氫時(shí)，容納水的容器2中的水已經(jīng)沒(méi)有了。在比較例1中，水的反應(yīng)率降低至30%。實(shí)施例3采用圖3所示的制造氫的裝置按照以下所述制造氫。容納生成氫的物質(zhì)的容器1使用內(nèi)容積為9cm3的鋁制的棱柱狀容器。水供給管lc和氫導(dǎo)出管lb,采用內(nèi)徑2mm、外徑3mm的鋁制的管。氣液分離部7如圖3所示那樣構(gòu)成，從容納生成氫的物質(zhì)的容器1排出的混合物中的氫，通過(guò)氣液分離膜7e由氫導(dǎo)出管7c排出，另一方面，由氣液分離膜7e分離的水通過(guò)止回閥10，#1回收到容納水的容器2中。泄壓閥11采用釋放壓為O.lMPa的閥。冷卻部6采用將內(nèi)徑lmm、長(zhǎng)20cm的不銹鋼制的管，以曲折的狀態(tài)連接到鋁制的散熱片的一個(gè)面上而配置的冷卻部。另外，氣液分離膜7e采用面積為5cn^的聚四氟乙烯微多孔膜(戈?duì)柼厮?Gore-Tex)公司制造)。首先，將4.4g作為生成氫的物質(zhì)的平均粒徑3pm的鋁粉末和0.7g作為發(fā)熱物質(zhì)的氧化鈣放入容納生成氫的物質(zhì)的容器1中，然后，用帶有水供給管lc和氫導(dǎo)出管lb的蓋子將容器1密封。容納水的容器2釆用橡膠制的氣球，向其中注入5g的水，按圖3所示與流量調(diào)節(jié)部9連接。流量調(diào)節(jié)部9采用內(nèi)徑0.1mm的管，調(diào)節(jié)長(zhǎng)度使水的供給量為0.16g/分鐘。另外，水的排出壓力是0.05MPa。接著，將lml水注入容納生成氫的物質(zhì)的容器1中，然后，將水供給管lc和氳導(dǎo)出管lb按圖3所示直接與流量調(diào)整部9以及冷卻部6連接。然后，從容納水的容器2向容納生成氫的物質(zhì)的容器1持續(xù)供給水。通過(guò)上述操作，容納生成氫的物質(zhì)的容器l內(nèi)的溫度上升，生成了氫。并且，由容納水的容器2利用該容器的彈力持續(xù)供給一定量的水，不需要采用泵等動(dòng)力就能穩(wěn)定地生成氫。另外，在實(shí)施例3的制造氫的裝置中，設(shè)置氣液分離部7、止回閥10以及冷卻部6，回收從容納生成氫的物質(zhì)的容器1排出的未反應(yīng)的水。實(shí)施例3的制造氫的裝置通過(guò)上述操作生成的氫量為2436ml,此時(shí)供給的水的總量為4.4g,水的反應(yīng)率為81°/。。另夕卜，對(duì)于實(shí)施例3的制造氳的裝置，圖6表示通過(guò)上述操作生成氳時(shí)的、氳生成速度(圖6中，生成速度)、容納生成氫的物質(zhì)的容器1的表面溫度(圖6中，容器表面溫度)以及容納生成氫的物質(zhì)的容器1的內(nèi)壓(圖6中，內(nèi)壓)與經(jīng)過(guò)時(shí)間的關(guān)系。從圖6中可以看出如下結(jié)果。在實(shí)施例3的制造氫的裝置中，供給水后立即生成氫，生成氫的速度以及容器1的表面溫度急劇上升。大約5分鐘后，生成氫的速度以及容器1的表面溫度達(dá)到恒定，然后在100分鐘以上穩(wěn)定，不需要泵等動(dòng)力，持續(xù)生成氫。另外，當(dāng)水流入氣液分離部7時(shí)，容器l的內(nèi)壓暫時(shí)地升高。據(jù)認(rèn)為，這是由于水與氣液分離膜7e接觸，使得氣體透過(guò)面積降低，因此容器l的內(nèi)壓升高。水與氫分離后，從氣液分離部7被回收至容納水的容器2中，當(dāng)氣液分離部7中水消耗完時(shí)，容器l的內(nèi)壓再度降低。從以上結(jié)果可以看出，利用實(shí)施例3的制造氫的裝置，不需要泵等動(dòng)力就能回收未反應(yīng)的氷，可以有效地生成氫。比較例2未配置由冷卻部6、氣液分離部7等構(gòu)成的水回收部，注入容納水的容器2中的水量為25g，除此之外與實(shí)施例3同樣操作，制造氫。通過(guò)上述操作，容納生成氫的物質(zhì)的容器l內(nèi)的溫度升高，生成了氫。并且，通過(guò)由容納水的容器2利用該容器的彈力持續(xù)供給一定量的水，不需要使用泵等動(dòng)力，就能穩(wěn)定地生成氫。但是，通過(guò)上述操作得到的氫生成量為3481ml，此時(shí)供給的水的總量為20g,水的反應(yīng)率為26%。在比較例2的制造氫的裝置中，與實(shí)施例3同樣生成了氫。但是，由于比較例2的裝置中沒(méi)有設(shè)置水回收部，因此水的反應(yīng)率降低至26%。實(shí)施例4用圖4所示的構(gòu)成的燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電。使用用來(lái)抑制氣體泄漏的密封材料180、以及正極集電板140和負(fù)極集電板150夾住MEA101,形成燃料電池100。MEA101的正極110和負(fù)極120，使用在碳纖維布上涂布了載持Pt的碳的電極(E-TEK公司制造，"LT140E-W，，(商品名)、Pt量:0.5mg/cm2)。另外，固體電解質(zhì)膜130采用杜邦公司制造的"Nafionll2"(商品名)。電極面積為10cm2。密封材料180采用硅橡膠。正極集電板140、負(fù)極集電板150、正極引線160以及負(fù)極引線170采用在不銹鋼(SUS304)上鍍金的材料。容納生成氬的物質(zhì)的容器1，使用內(nèi)容積5cn^的聚丙烯制的棱柱狀的容器。水供給管lc、氫導(dǎo)出管lb以及7c釆用內(nèi)徑2mm、外徑3mm的聚丙烯制的管。將2.2g作為生成氬的物質(zhì)的平均粒徑3|im的鋁粉和0.3g作為發(fā)熱物質(zhì)的氧化鉤，放入容納生成氫的物質(zhì)的容器1中。作為容納水的容器2，使用內(nèi)容積10cm3的聚丙烯制的棱柱狀的容器，向其中加入7g的水。氣液分離部7,使用內(nèi)容積5cmS的聚丙烯制的棱柱狀的容器。另外，在副產(chǎn)物的捕集部12的內(nèi)部，放入0.1g作為副產(chǎn)物捕集材料的氫離子型的離子交換樹(shù)脂(羅門(mén)哈斯公司制造的'安伯來(lái)特1006FH，(商品名))。利用泵5,將容納水的容器2內(nèi)的水供給容納生成氳的物質(zhì)的容器1來(lái)生成氫，在0.6V的恒電壓下進(jìn)行燃料電池100的發(fā)電試驗(yàn)2個(gè)小時(shí)。該發(fā)電試驗(yàn)之后，重新將生成氫的物質(zhì)和水按照與上述同量l分再次填充于各容器中，在同樣的條件下再次進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)。該發(fā)電試驗(yàn)反復(fù)進(jìn)行50次。實(shí)施例5作為捕集材料，使用O.lg螯合樹(shù)脂"羅門(mén)哈斯公司制造的'安伯來(lái)特IRC748'(商品名)"代替離子交換樹(shù)脂"安伯來(lái)特1006FH"，除此之外與實(shí)施例4同樣操作，進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)。實(shí)施例6作為捕集材料，使用O.lg分子篩5A(NacalaiTesque公司制造)代替離子交換樹(shù)脂"安伯來(lái)特1006FH",除此之外與實(shí)施例4同樣操作，進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)。實(shí)施例7作為生成氫的物質(zhì)，使用2.5gNaBH4粉末代替鋁粉末，在容納水的容器2中，不是容納水而是容納7g的lmol的鹽酸，除此之外與實(shí)施例4同樣操作，進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)。實(shí)施例8作為生成氫的物質(zhì)，使用2.5gNaBH4粉末代替鋁粉末，在容納水的容器2中，不是容納水而是容納7g的lmol的鹽酸，除此之外與實(shí)施例5同樣操作，進(jìn)行發(fā)電試-驗(yàn)。實(shí)施例9作為生成氫的物質(zhì)，使用2.5gNaBH4粉末代替鋁粉末，在容納水的容器2中，不是容納水而是容納7g的lmol的鹽酸，除此之外與實(shí)施例6同樣操作，進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)。參考例1除了在捕集部12的內(nèi)部沒(méi)有放入捕集材料以外，與實(shí)施例4同樣操作，進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)。參考例2除了在捕集部12的內(nèi)部沒(méi)有放入捕集材料以外，與實(shí)施例7同樣操作，進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)。比砵交例3除了在制造氫的裝置200中沒(méi)有設(shè)置氣液分離部7以外，與實(shí)施例4同樣操作，進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)。比壽交例4除了在制造氫的裝置200中沒(méi)有設(shè)置氣液分離部7以外，與實(shí)施例7同樣操作，進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)。對(duì)于上述實(shí)施例49、參考例1和2以及比較例3和4，將從第10次的發(fā)電試驗(yàn)和第50次的發(fā)電試驗(yàn)的結(jié)果得到的燃料電池的輸出，除以第1次發(fā)電試驗(yàn)時(shí)的輸出，用百分率表示，以該值作為IO次發(fā)電后的燃料電池輸出維持率以及50次發(fā)電后的燃料電池輸出維持率進(jìn)行評(píng)價(jià)。其結(jié)果示于表l中。表l燃料電池輸出維持率(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>在實(shí)施例4~9中，50次發(fā)電后的燃料電池輸出維持率都在97%以上，通過(guò)設(shè)置氣液分離部7和捕集部12,可以長(zhǎng)期地抑制燃料電池的劣化。另一方面，在參考例1以及參考例2的系統(tǒng)中，10次發(fā)電后的燃料電池輸出維持率是82%和80%,50次發(fā)電后的燃料電池輸出維持率是60%和62%，連續(xù)地降低。在參考例1以及參考例2中，伴隨著生成氫的反應(yīng)而產(chǎn)生的副產(chǎn)物中，只有冷凝的水滴中所含有的物質(zhì)在氣液分離部7中被分離，水蒸氣內(nèi)所含有的副產(chǎn)物與氬一起送至燃料電池中，因此，會(huì)引起燃料電池內(nèi)所含有的質(zhì)子交換樹(shù)脂以及質(zhì)子交換膜內(nèi)的質(zhì)子置換、在催化劑上的吸附、在電極內(nèi)的析出等，從而引起離子導(dǎo)電性的降低、催化能力的降低、氣體擴(kuò)散性能的降低等。另外，在比較例3以及比較例4中，10次發(fā)電后的燃料電池輸出維持率維持在高達(dá)98%和97%的程度。但是，50次發(fā)電后的燃料電池輸出維持率大幅降低至45%和48%。在比較例3以及比較例4中，由于不具備氣液分離部7,因此，在捕集部12中必須捕集大量的副產(chǎn)物，到IO次發(fā)電為止，能充分地捕集、除去副產(chǎn)物，但由于發(fā)電次數(shù)的累積而不能除去，侵入燃料電池內(nèi)的副產(chǎn)物引起燃料電池的劣化。本發(fā)明在不脫離其主旨的范圍內(nèi)，即使采用上述以外的方式也能夠?qū)嵤?。本申?qǐng)公開(kāi)的實(shí)施方式中是一個(gè)例子，并不限定于這些。本發(fā)明的范圍，以后附的權(quán)利要求的記載優(yōu)先于上述說(shuō)明書(shū)的記載來(lái)解釋，在與權(quán)利要求等同的范圍內(nèi)的全部變更，被包含于權(quán)利要求中。工業(yè)上的應(yīng)用性如以上說(shuō)明所示，本發(fā)明的制造氫的裝置可以簡(jiǎn)便且有效地制造氫，作為燃料電池用的燃料源，特別能夠廣泛應(yīng)用于小型攜帶設(shè)備用的燃料電池等。權(quán)利要求1.一種制造氫的裝置，其特征在于，包括用于容納生成氫的物質(zhì)的容納生成氫的物質(zhì)的容器；用于容納水的容納水的容器；用于從所述容納水的容器向所述容納生成氫的物質(zhì)的容器供給水的水供給部；用于從所述容納生成氫的物質(zhì)的容器導(dǎo)出氫的氫導(dǎo)出部；用于從所述容納生成氫的物質(zhì)的容器排出的、含有氫和水的混合物中分離出水的氣液分離部；以及，用于將所述氣液分離部中分離出的水回收到所述容納水的容器的水回收部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氫的裝置，其中，進(jìn)一步包括冷卻部，所述冷卻部用于在從所述容納生成氫的物質(zhì)的容器排出的、含有氫和水的混合物進(jìn)入所述氣液分離部之前，使所述混合物冷卻。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氫的裝置，其中，所述的氣液分離部在垂直方向上被配置在比所述容納水的容器高的位置上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氫的裝置，其中，從由所述容納生成氫的物質(zhì)的容器以及所述容納水的容器構(gòu)成的組中選出的至少一方，以可裝卸的方式被安裝在所述制造氫的裝置上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氫的裝置，其中，在所述容納生成氫的物質(zhì)的容器的外周的至少一部分上進(jìn)一步配置了保溫材料。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氬的裝置，其中，所述容納生成氫的物質(zhì)的容器和所述容納水的容器通過(guò)保溫材料相鄰接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氫的裝置，其中，所述容納生成氫的物質(zhì)的容器和所述容納水的容器形成一體化。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氫的裝置，其中，所述容納生成氫的物質(zhì)的容器以及所述容納水的容器可以隨著生成氫的物質(zhì)與水的反應(yīng)而變形。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氫的裝置，其中，所述容納生成氫的物質(zhì)的容器容納了生成氫的物質(zhì)，所述生成氫的物質(zhì)是從由鋁、硅、鋅、鎂以及以它們中的一種以上的金屬元素為主體的合金構(gòu)成的組中選出的至少一種金屬。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氫的裝置，其中，所述容納生成氫的物質(zhì)的容器容納了生成氫的物質(zhì)和在常溫下與水產(chǎn)生放熱反應(yīng)的發(fā)熱物質(zhì)，所述生成氳的物質(zhì)是從由鋁、珪、鋅、鎂以及以它們中的一種以上的金屬元素為主體的合金構(gòu)成的組中選出的至少一種金屬。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造氫的裝置，其中，所述發(fā)熱物質(zhì)在所述容納生成氫的物質(zhì)的容器內(nèi)是不均勻地配置的。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氫的裝置，其中，所述容納生成氫的物質(zhì)的容器容納了生成氫的物質(zhì)和在常溫下與水產(chǎn)生放熱反應(yīng)的發(fā)熱物質(zhì)，所述生成氳的物質(zhì)是從由鋁、硅、鋅、鎂以及以它們中的一種以上的金屬元素為主體的合金構(gòu)成的組中選出的至少一種金屬，所述發(fā)熱物質(zhì)被不均勻地配置在所述水供給部的附近。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氬的裝置，其中，所述容納生成氫的物質(zhì)的容器容納了生成氫的物質(zhì)，所述生成氳的物質(zhì)是金屬氫化物。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氫的裝置，其中，進(jìn)一步包括用于捕集由所述生成氬的物質(zhì)與水反應(yīng)生成的副產(chǎn)物的捕集部。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造氬的裝置，其中，所述捕集部包含離子交換樹(shù)脂。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造氫的裝置，其中，所述捕集部包含螯合樹(shù)脂。17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造氫的裝置，其中，所述捕集部包含從由分子篩、沸石、硅膠、活性炭、氧化鋁和吸水性高分子構(gòu)成的組中選出的至少一種材料。18.—種燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，具有權(quán)利要求1所述的制造氫的裝置和燃^"電池。19.一種燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，具有權(quán)利要求14所述的制造氫的裝置和燃料電池。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的燃料電池系統(tǒng)，其中，所述燃料電池是固體高分子型燃料電池。全文摘要本發(fā)明提供了一種制造氫的裝置，其特征在于，包括用于容納生成氫的物質(zhì)的容納生成氫的物質(zhì)的容器(1)；用于容納水的容納水的容器(2)；用于從容納水的容器(2)向容納生成氫的物質(zhì)的容器(1)供給水的水供給部；用于從容納生成氫的物質(zhì)的容器(1)導(dǎo)出氫的氫導(dǎo)出部；用于從容納生成氫的物質(zhì)的容器(1)排出的、含有氫和水的混合物中分離水的氣液分離部(7)；以及，用于將在氣液分離部(7)分離出的水回收到所述容納水的容器(2)中的水回收部。文檔編號(hào)H01M8/06GK101296859SQ20068004017公開(kāi)日2008年10月29日申請(qǐng)日期2006年10月30日優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日發(fā)明者三木健,中井敏浩,柏野博志,西原昭二申請(qǐng)人:日立麥克賽爾株式會(huì)社