Study on Metal Hydride Performance for Purification and Storage of Bio-H 2

Abstract

Biomass-derived hydrogen (Bio-H2) has been attracting much attention as a low environmental load type of hydrogen. Among the potential applications of Bio-H2, use as a fuel for polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) would require the removal of contaminants. Therefore, we propose the use of metal hydride for the purification and storage of Bio-H2. Metal hydride can store a larger volumetric amount of hydrogen than that under high-pressure or liquefied, and the hydrogenate is processed at near atmospheric pressure and room temperature. In addition, by exploiting the selective hydrogen absorption properties of metal hydride, we have successfully reduced the concentration of methane as well as carbon monoxide and carbon dioxide in the hydrogen using a lanthanum-rich mischmetal alloy, the storage performance of which was evaluated in our previous study. Pressure swing adsorption was used to reduce the contaminant concentration, which was measured as 3% methane. For practical application, the influence of methane on the hydrogen absorption performance of the metal hydride is examined and the hydrogen recovery rate over the hydrogen absorption and desorption processes is evaluated. バイオマスから得られるバイオマス水素は環境負荷の低い燃料として注目がされている。バイオマス水素の固体高分子型燃料電 池 （PEMFC）への応用するためには、バイオマス水素に含まれる不純物ガスの除去が必要である。したがって我々はこれまで，バ イオマス水素の貯蔵と高純度化に水素吸蔵合金を用いることを提案してきた。水素吸蔵合金は、常温常圧の条件下においても，高 圧タンクや液化水素よ り も高密度に水素の吸収と放出ができるという特徴がある。さらに，水素吸蔵合金は水素のみを選択的に吸 収放出するという性質があるため、これまでの我々の先行研究ではランタンリッチミ ッシュメタル合金を用いて、二酸化炭素や一酸化 炭素などの不純物を含んだガスの不純物濃度を低下させることに成功している。現在，バイオマス水素は PSA （Pressure Swing Absorption）を組み合わせることで不純物は 3％のメタンのみとなっている。本研究ではメタンの水素吸蔵合金の水素吸収性能や 水素の回収率について評価したため報告する。