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氫產(chǎn)生材料及氫產(chǎn)生裝置的制作方法

文檔序號(hào):3433630閱讀:208來源:國知局

專利名稱::氫產(chǎn)生材料及氫產(chǎn)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明涉及與水反應(yīng)而產(chǎn)生氫的氫產(chǎn)生材料及使用該氫產(chǎn)生材料的氫產(chǎn)生裝置。
背景技術(shù)
:近年來,隨著個(gè)人電腦、移動(dòng)電話等無線設(shè)備的普及,越來越要求作為其電源的電池小型化、高容量化?,F(xiàn)在,鋰離子二次電池作為能量密度高、謀求小型輕量化的電池已實(shí)用化,對(duì)于便攜式電源的需求在增加。但是,對(duì)于部分無線設(shè)備,該鋰離子二次電池存在不能保證充分的連續(xù)使用時(shí)間這樣的問題。為解決上述問題,正在進(jìn)行例如固體高分子型燃料電池(PEFC)等的燃料電池的開發(fā)。只要能夠進(jìn)行燃料及氧的供給,燃料電池就可連續(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)使用燃料的PEFC,作為與鋰離子二次電池相比能量密度更高的電池而受到關(guān)注。關(guān)于PEFC使用的燃料,可列舉出幾種候選者,但各種燃料存在技術(shù)上的的問題。使用曱醇作為燃料、在直接電極使曱醇反應(yīng)的直接曱醇型燃料電池(DMFC),是能夠容易地小型化的電池,可期待作為將來的便攜式電源。但是,對(duì)于DMFC,存在由于負(fù)極的曱醇滲透過固體電解質(zhì)到達(dá)正極的交叉現(xiàn)象(crossover)而導(dǎo)致電壓降低、不能獲得高能量密度這樣的問題。另一方面,作為使用氫為燃料的燃料電池,例如,使用儲(chǔ)存氫的高壓罐或儲(chǔ)氫合金罐的電池已經(jīng)部分實(shí)用化。但是,使用這樣的貯罐的電池,由于其體積及重量變大、能量密度降低,不適用于便攜式電源。另外,在使用烴類燃料作為燃料的電池中,有采用將該燃料重整制取氫的重整裝置的電池。但是,因?yàn)檫@種電池需要對(duì)重整裝置供熱、并對(duì)重整裝置絕熱等,所以不適用于便攜式電源。在這樣的情況下,也有方案提出,在100。C以下的低溫,使水與例如鋁、鎂、硅、鋅等的氫產(chǎn)生物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生氫,使用產(chǎn)生的氫作為燃料的燃料電池(參照專利文獻(xiàn)1-3)。另外,已知一種,裝置在包含鐵的粉末的大容器內(nèi)部,配置包含鐵的粉末的小容器,向大容器中加入空氣產(chǎn)生熱,在小容器中加水產(chǎn)生氫(例如,參照專利文獻(xiàn)4)。專利文獻(xiàn)1:美國專利第6506360號(hào)說明書專利文獻(xiàn)2:專利第2566248號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:特開2004-231466號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4:特開2005—317443號(hào)公報(bào)但是,在專利文獻(xiàn)1~3中記載的方法,必須添加與上述氫產(chǎn)生物質(zhì)的量相應(yīng)當(dāng)量的氧化鈣、氧化鈉等的堿性物質(zhì)。因?yàn)闅洚a(chǎn)生物質(zhì)以外的物質(zhì)的比例變高時(shí),能量密度減少,結(jié)果氫產(chǎn)生量變少。特別地,專利文獻(xiàn)3中公開的方法,是將氧化鈣與水的反應(yīng)熱用于氫產(chǎn)生物質(zhì)的反應(yīng)的方法,已知氧化鈣的含有率為15wt。/。以上時(shí)氫產(chǎn)生反應(yīng)良好地進(jìn)行,但氧化鈣的含有率小于15wt%時(shí),不產(chǎn)生氬。另一方面,在專利文獻(xiàn)4中記載的方法,可不添加如專利文獻(xiàn)3記載的石咸性物質(zhì)而產(chǎn)生氬,但是因?yàn)榉磻?yīng)熱很大,系統(tǒng)達(dá)到200°C-400。C的高溫,另外,由于裝置難以輕量化,有不適用于便攜式電源的問題。本發(fā)明人研究使用氫產(chǎn)生材料產(chǎn)生氫,所述氫產(chǎn)生材料是將氧化鈣這樣的放熱材料與氫產(chǎn)生物質(zhì)均勻混合得到的,其結(jié)果發(fā)現(xiàn)基于氫產(chǎn)生物質(zhì)與放熱材料的重量比,氫開始產(chǎn)生的時(shí)間以及氫產(chǎn)生速度達(dá)到最大的時(shí)間會(huì)發(fā)生較大的差。具體地,發(fā)現(xiàn)相對(duì)于氫產(chǎn)生物質(zhì)和放熱材料的總量,放熱材料的含有率為30wt。/。以上的場合,與該含有率小于30wt。/。的場合相比,可大幅度縮短氬開始產(chǎn)生的時(shí)間以及氫產(chǎn)生速度達(dá)到最大的時(shí)間。認(rèn)為這是由于放熱材料與水的反應(yīng)而增加放熱量,促進(jìn)了氬產(chǎn)生物質(zhì)與水的反應(yīng)的緣故。但是,如果氫產(chǎn)生材料中放熱材料的含有率變大,則作為氬產(chǎn)生源的氫產(chǎn)生物質(zhì)的比例減少,能量密度減少,因而氫產(chǎn)生量變少。另一方面,除了在降低發(fā)熱材料的含有率時(shí),產(chǎn)生氫需耗費(fèi)時(shí)間等的問題之外,發(fā)現(xiàn)還存在要解決的問題,即由于伴隨反應(yīng)進(jìn)行堆積于氬產(chǎn)生物質(zhì)表面的反應(yīng)產(chǎn)物,有阻礙氫產(chǎn)生反應(yīng)的情況,即使氫產(chǎn)生物質(zhì)的比例高,也不一定會(huì)"t是高反應(yīng)效率等。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的氫產(chǎn)生材料,其特征在于,包含與水反應(yīng)產(chǎn)生氫的金屬材料、和作為與水反應(yīng)放熱的放熱材料的所述金屬材料以外的材料,所述放熱材料相對(duì)于所述金屬材料是不均勻分布的。另外,本發(fā)明的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,包含氫產(chǎn)生材料和裝有所述氫產(chǎn)生材料的容器,所述氬產(chǎn)生材料,包含與水反應(yīng)產(chǎn)生氫的金屬材料、和作為與水反應(yīng)放熱的放熱材料的所述金屬材料以外的材料,所述放熱材料相對(duì)于所述金屬材料是不均勻分布的。本發(fā)明的氫產(chǎn)生材料,放熱材料相對(duì)于金屬材料是不均勻分布的,即,在氫產(chǎn)生材料中,對(duì)于部分區(qū)域,放熱材料的含有率高于其他區(qū)域,將該部分的放熱材料與水反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)熱,有效用于金屬材料與水的反應(yīng)中,可容易地在短時(shí)間內(nèi)開始?xì)洚a(chǎn)生反應(yīng)。因此,作為氬產(chǎn)生材料的全體,可減少其中包含放熱材料的量。即,本發(fā)明的氫產(chǎn)生材料,能使構(gòu)成氬產(chǎn)生源的金屬材料的含有率變大,因而可更有效地產(chǎn)生氫。另外,本發(fā)明的氫產(chǎn)生裝置,可使用上述氫產(chǎn)生材料有效地制造氬。圖1是表示本發(fā)明的氫產(chǎn)生裝置的一例的模式剖面圖。圖2是表示與本發(fā)明氫產(chǎn)生裝置進(jìn)行組合的燃料電池的一例的模式剖面圖。圖3是表示本發(fā)明的氫產(chǎn)生裝置的其他例的模式剖面圖。圖4是進(jìn)一步表示本發(fā)明的氫產(chǎn)生裝置的其他例的模式剖面圖。圖5是表示實(shí)施例1的氫產(chǎn)生裝置的容器表面溫度的時(shí)間變化(a)及氫產(chǎn)生速度的時(shí)間變化Cb)的圖。圖6是表示比較例1的氫產(chǎn)生裝置的容器表面溫度的時(shí)間變化(a)及氫產(chǎn)生速度的時(shí)間變化O)的圖。圖7是表示實(shí)施例6的氫產(chǎn)生裝置的外容器表面溫度的時(shí)間變化(a)及氫產(chǎn)生速度的時(shí)間變化(b)的圖。具體實(shí)施例方式以下,對(duì)本發(fā)明的氫產(chǎn)生材料及使用該氫產(chǎn)生材料的氫產(chǎn)生裝置進(jìn)行說明。實(shí)施方式1本發(fā)明的氫產(chǎn)生材料的一例,與水反應(yīng)產(chǎn)生氫的氫產(chǎn)生材料,包含與水反應(yīng)產(chǎn)生氫的金屬材料、和與水反應(yīng)放熱的放熱材料(上述金屬材料以外的材料)。另外,本發(fā)明的氫產(chǎn)生材料,上述放熱材料相對(duì)于金屬材料是不均勻分布的。本發(fā)明的氫產(chǎn)生材料,通過上述構(gòu)成,即使減少氫產(chǎn)生材料中所含放熱材料的量,也可有效地產(chǎn)生氫。上述氫產(chǎn)生材料與水的反應(yīng),只要是產(chǎn)生氫的反應(yīng),對(duì)于反應(yīng)機(jī)制等沒有特別限定。該反應(yīng)的一例。首先,在放熱材料較多偏聚的區(qū)域產(chǎn)生放熱材料與水的放熱反應(yīng),接著,利用該放熱反應(yīng)產(chǎn)生的熱,使得發(fā)生上述放熱反應(yīng)的區(qū)域或其近旁的金屬材料與水的反應(yīng)開始。因?yàn)樵摻饘俨牧吓c水的反應(yīng)也是放熱反應(yīng),只要反應(yīng)一旦開始,即使通過放熱材料與水反應(yīng)供給的熱量變少,也可繼續(xù)氫產(chǎn)生反應(yīng),從上述放熱材料較多偏聚的區(qū)域開始,逐漸在其他的區(qū)域進(jìn)行氫產(chǎn)生反應(yīng)。因此,可最終使氫產(chǎn)生材料全體產(chǎn)生反應(yīng)。因此,上述放熱材料較多偏聚的區(qū)域以外,可以是放熱材料較少或不含有放熱材料的結(jié)構(gòu),作為結(jié)果,可降低在氫產(chǎn)生材料全體中所含放熱材料的量。另外,通過氫產(chǎn)生材料中包含放熱材料較多偏聚的區(qū)域,向上述區(qū)域供水后立即在局部產(chǎn)生較多的放熱,誘發(fā)金屬材料與水的反應(yīng),因此可縮短氫開始產(chǎn)生的時(shí)間以及氫產(chǎn)生速度達(dá)到最大的時(shí)間。作為本發(fā)明的氫產(chǎn)生材料,只要放熱材料部分偏聚,金屬材料與放熱材料的組合可以是各種各樣的形式??衫境隼?,(1)金屬材料與放熱材料的混合體,在部分區(qū)域中放熱材料的含有率高于其它區(qū)域的氫產(chǎn)生材料,(2)包含金屬材料與放熱材料的混合體,進(jìn)而部分區(qū)域只由金屬材料或只由放熱材料構(gòu)成的氫產(chǎn)生材料,(3)只由金屬材料構(gòu)成的區(qū)域和只由放熱材料構(gòu)成的區(qū)域所構(gòu)成的氫產(chǎn)生材料等。另外,氬產(chǎn)生材料的形狀也沒有特別限定,可例示(i)金屬材料及放熱材料分別為粒狀、顆粒狀或丸狀的氫產(chǎn)生材料,(ii)由粒狀的金屬材料及粒狀的放熱材料組成的次級(jí)粒子所構(gòu)成的氫產(chǎn)生材料,(iii)以包含金屬材料及放熱材料的形成丸狀、顆粒狀等形狀的氫產(chǎn)生材料等。其中,氫產(chǎn)生材料如果是丸狀或顆粒狀,因攜帶性優(yōu)異而更優(yōu)選。另外,壓縮成型形成丸狀的氫產(chǎn)生材料,因填充密度變大、能量密度增加而優(yōu)選。另一方面,造粒形成顆粒狀的氫產(chǎn)生材料,容易調(diào)節(jié)粒徑,例如,通過形成粒徑為5nm300jam的氫產(chǎn)生材料,可縮短氫開始產(chǎn)生的時(shí)間,因此優(yōu)選。本發(fā)明的在選自氫產(chǎn)生材料的端部、中心部及表面部的任一區(qū)域存在的放熱材料的含有率,優(yōu)選比存在于其他區(qū)域的放熱材料的含有率高。例如,形成丸狀或顆粒狀的氫產(chǎn)生材料時(shí),所謂氫產(chǎn)生材料的端部,是與表面的一部分相連接或接近的部分,所謂氫產(chǎn)生材料的表面部,是與其表面的一部分相連接的部分。另外,將由粒狀的金屬材料及放熱材料構(gòu)成的氫產(chǎn)生材料裝入容器的場合,所謂氫產(chǎn)生材料的端部,是與上述容器的內(nèi)表面的一部分接觸或接近的區(qū)域,所謂氫產(chǎn)生材料的表面部,是與上述容器內(nèi)表面的一部分接觸的區(qū)域。如果氫產(chǎn)生材料的端部或表面部的含有率高,使用后述氫的制造方法時(shí),最初供水于該場所,通過上述區(qū)域的放熱材料與水快速接觸,可在短時(shí)間內(nèi)開始?xì)洚a(chǎn)生反應(yīng)。另一方面,所謂氪產(chǎn)生材料的中心部,例如,在形成丸狀或顆粒狀的氫產(chǎn)生材料的場合,是其中心或接近中心的部分,在將由粒狀金屬材料及放熱材料構(gòu)成的氫產(chǎn)生材料裝入容器的場合,是其中心或接近中心的區(qū)域等。如果上述氫產(chǎn)生材料的中心部的含有率高,使用后述氫的制造方法時(shí),由于水到達(dá)該場所需要一些時(shí)間,所以與上述氫產(chǎn)生材料的端部或表面部的含有率高的材料相比,直到開始?xì)洚a(chǎn)生反應(yīng)需要花費(fèi)時(shí)間。但是,氫產(chǎn)生材料的中心部產(chǎn)生的熱,難以散放到外部,在材料內(nèi)部蓄積而更有效地提高金屬材料的溫度,所以可更穩(wěn)定地維持金屬材料與水的反應(yīng)。另外,丸狀的氫產(chǎn)生材料,可將氫產(chǎn)生材料投入金屬模中的工序分為多步制備,從而形成放熱材料含有率高的部分。另外,顆粒狀的氫產(chǎn)生材料,通過將材料的投入工序分步來進(jìn)行造粒,可改變顆粒表面部與中心部的放熱材料的比例。本發(fā)明的氫產(chǎn)生材料的金屬材料的含有率,優(yōu)選為85wt%~99wt%,更優(yōu)選為90wt%~97wt%。因?yàn)橥ㄟ^在上述范圍內(nèi),可產(chǎn)生更多的氫。該含有率,是將氫產(chǎn)生材料全體中的金屬材料和放熱材料的合計(jì)重量作為100時(shí)的金屬材料的重量比例。作為本發(fā)明中的金屬材料,只要是至少在加溫時(shí)可與水反應(yīng)產(chǎn)生氬的物質(zhì),就沒有特別限定,但優(yōu)選使用選自鋁、硅、鋅及鎂中的至少l種的金屬或其合金。上述合金,對(duì)于其組成沒有特別限定,但優(yōu)選以選自上述金屬的元素為主體的合金,上述元素的含有率優(yōu)選為80wt。/。以上,更優(yōu)選為85wt。/o以上。因?yàn)樯鲜龊新噬贂r(shí),在與水的反應(yīng)中氫產(chǎn)生量降低。上述金屬材料,至少在加熱至常溫以上的狀態(tài)下,可與水反應(yīng)產(chǎn)生氫。但是,由于在表面形成穩(wěn)定的氧化膜,在低溫下、或板狀、片狀等大塊的形狀,是不產(chǎn)生氫或難以產(chǎn)生氫的物質(zhì)。另一方面,由于上述氧化膜的存在,在空氣中的操作容易。例如,作為上述金屬材料中1種的鋁與水的反應(yīng),認(rèn)為是通過下式(1)~(3)的任一個(gè)進(jìn)行的。2A1+6HO—*AIO,3HO+3H。(1)2A1+4HO~Al,0*HO+3H(2)2A1+3HO-,AlO十3H(3)本發(fā)明使用的金屬材料,對(duì)于其粒徑?jīng)]有特別限定,但粒徑越小越能提高反應(yīng)速度,因此其粒徑為100jum以下,優(yōu)選為50jam以下。另外,該粒度分布中,優(yōu)選含有整個(gè)金屬材料80體積%以上的粒徑為0.1~60pm的金屬材料粒子,更優(yōu)選90體積%以上,最好金屬粒子全部為上述粒徑。另外,上述金屬材料粒子的平均粒徑優(yōu)選為0.1-30jnm,更優(yōu)選為0.120jnm。具有這樣的粒徑的金屬材料,利用篩分級(jí)可容易地得到。上述金屬材料,大塊狀時(shí)難以與水的反應(yīng)進(jìn)行,使粒徑變小(例如lOO)am以下)時(shí),減少了氧化膜引起的反應(yīng)抑制作用,進(jìn)而加熱時(shí),與水的反應(yīng)活性提高,氫產(chǎn)生反應(yīng)可持續(xù)進(jìn)行。另一方面,上述金屬材料的平均粒徑小于O.lnm時(shí),由于在空氣中易燃性變高而難以操作。另外,由于氫產(chǎn)生材料的體積密度變小,填充密度降低且能量密度容易降低。因此,金屬材料的平均粒徑優(yōu)選為0.1jum以上。即,上述金屬材料如果具有上述粒度分布或上述平均粒徑,4艮難受到上述氧化膜的影響,可有效地產(chǎn)生氫。本說明書所述平均粒徑,表示在體積基準(zhǔn)的累積分率50%時(shí)的直徑的值。另夕卜,本說明書所述粒度分布或平均粒徑,是采用激光衍射'散射法測定的值。具體地說,是利用散射強(qiáng)度分布測定粒徑分布的方法,所述散射強(qiáng)度分布是通過對(duì)分散于水等液相中的測定對(duì)象物質(zhì)照射激光而檢測的。作為利用激光衍射散射法的粒徑分布測定裝置,可使用例如日機(jī)裝社制"7^夕口卜,、;/夕HRA,,等。進(jìn)而,上述金屬材料優(yōu)選其粒子形狀為鱗片狀,例如更優(yōu)選長徑為數(shù)十jim、厚度為0.15jum者。認(rèn)為通過使厚度變小,由于氧化膜的形成的影響變小,容易與水反應(yīng)直到粒子的中心。另外,因?yàn)榻饘俨牧先菀着c水反應(yīng),優(yōu)選不形成只由金屬構(gòu)成的lmm以上大小的凝聚物。為了防止上述凝聚物的形成,例如,在制備氫產(chǎn)生材料時(shí),將金屬材料和放熱材料進(jìn)行攪拌混合,可用放熱材料涂布金屬材料。上述放熱材料,只要是在常溫與水發(fā)生放熱反應(yīng)的物質(zhì)即可。例如,可使用與水反應(yīng)形成氬氧化物或水合物的物質(zhì)、與水反應(yīng)生成氬的物質(zhì)等。另外,本發(fā)明書中的所謂常溫,是203(TC范圍的溫度。作為上述與水反應(yīng)形成氫氧化物或水合物的物質(zhì),可使用例如堿金屬的氧化物(例如,氧化鋰)、堿土類金屬的氧化物(例如,氧化鈣、氧化鎂等)、堿土類金屬的氯化物(例如,氯化釣、氯化鎂等)、堿土類金屬的硫酸化合物(例如,硫酸4丐等)等。作為上述與水反應(yīng)產(chǎn)生氫的物質(zhì),可使用例如堿金屬(例如,鋰、鈉等)、堿金屬氬化物(例如,硼氫化鈉、硼氬化鉀、氬化鋰等)。這些物質(zhì)可單獨(dú)或組合使用。另外,如果上述放熱材料為堿性物質(zhì),溶解于水中,形成高濃度的堿水溶液,溶解氫產(chǎn)生物質(zhì)表面形成的氧化膜,可增大與水的反應(yīng)活性,因而優(yōu)選。溶解該氧化膜的反應(yīng),也作為金屬材料與水的反應(yīng)的起點(diǎn)。特別是如果放熱材料為堿土類金屬的氧化物,作為堿性物質(zhì)且操作容易,所以更優(yōu)選。另外,與水以外的物質(zhì)在常溫下產(chǎn)生反應(yīng)的物質(zhì),已知有例如,鐵粉這樣與氧反應(yīng)放熱的物質(zhì)。但是,氬產(chǎn)生材料,在包含上述與氧反應(yīng)的物質(zhì)和上述構(gòu)成氫產(chǎn)生源的金屬材料時(shí),產(chǎn)生以下問題,即用于反應(yīng)所必須的氧,同時(shí)降低了金屬材料產(chǎn)生的氫的純度,并氧化金屬材料降低氫產(chǎn)生量等。因此,在本發(fā)明中,作為放熱材料,優(yōu)選使用上述與水反應(yīng)放熱的堿土類金屬的氧化物等。另外,從同樣的理由出發(fā),放熱材料優(yōu)選反應(yīng)時(shí)不生成氫以外的氣體的材料。上述放熱材料,對(duì)于粒徑?jīng)]有特別限定,最好使用粒徑為0.1200jim、優(yōu)選為0.1~60jam、更優(yōu)選為0.1~20jam的范圍的材料。放熱材料的粒徑,越小越可提高反應(yīng)速度。另一方面,放熱材料的粒徑小于0.1jam時(shí),操作變得困難的同時(shí),上述氫產(chǎn)生材料的填充密度降低,能量密度變得容易降低。因此,上述》丈熱材料的粒徑優(yōu)選在上述范圍內(nèi)。氬產(chǎn)生材料中,可進(jìn)一步包含選自親水性氧化物、碳及吸水性高分子中的至少l種(以下,稱添加劑)。通過上述添加劑與金屬材料共存,可促進(jìn)金屬材料與水的反應(yīng),有效地產(chǎn)生氫。這是考慮,在使氬產(chǎn)生材料與水的接觸良好,同時(shí)防止氫產(chǎn)生材料與水反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)物,堆積在未反應(yīng)的金屬材料表面的緣故。另外,氫產(chǎn)生材料形成丸狀的場合,期待通過添加劑使水容易浸透至氫產(chǎn)生材料的內(nèi)部。作為上述親水性氧化物,可例示氧化鋁、勃姆石、二氧化硅、氧化鎂、氧化鋯、沸石及氧化鋅等,可含有選自這些氧化物中的至少1種。另外,作為上述碳,可使用乙炔黑、科琴黑等的碳黑、石墨、易石墨化碳、難石墨化>^、活性炭等。作為上述吸水性高分子,可使用羧曱基纖維素等的纖維素類、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酸等。這些添加劑可使用l種,也可合并^f吏用2種以上。本發(fā)明的氫產(chǎn)生材料,更優(yōu)選選自鋁粉末及鋁合金粉末中的至少l種作為上述金屬材料,更優(yōu)選進(jìn)一步包含氧化鋁或勃姆石石作為上述親水性氧化物。實(shí)施方式2本發(fā)明的氫產(chǎn)生材料的其他例是與水反應(yīng)產(chǎn)生氫的氫產(chǎn)生材料,分別獨(dú)立含有氫產(chǎn)生材料A和氫產(chǎn)生材料B,其中,氫產(chǎn)生材料A包含與水反應(yīng)產(chǎn)生氫的金屬材料和與水反應(yīng)放熱的放熱材料(上述金屬材料以外的材料),氫產(chǎn)生材料B與氫產(chǎn)生材料A相比減少了放熱材料的含有率。上述氫產(chǎn)生材料與水的反應(yīng),只要是產(chǎn)生氫的反應(yīng),對(duì)于反應(yīng)機(jī)制等沒有特別限定。該反應(yīng)的一例。首先,在氫產(chǎn)生材料A中,產(chǎn)生放熱材料與水的放熱反應(yīng),利用此時(shí)產(chǎn)生的反應(yīng)熱,開始?xì)洚a(chǎn)生材料A中所含金屬材料與水的反應(yīng)。接著,氫產(chǎn)生材料A產(chǎn)生的反應(yīng)熱,傳到鄰接于氫產(chǎn)生材料A的氫產(chǎn)生材料B,以此作為起點(diǎn),開始?xì)洚a(chǎn)生材料B的氫產(chǎn)生反應(yīng)。上述氫產(chǎn)生材料B,因?yàn)椴缓艧岵牧?,或與氫產(chǎn)生材料A相比大幅減少了發(fā)熱材料的含有量,作為氬產(chǎn)生材料全體,與均勻含有放熱材料的情況相比,可減少放熱材料的量。由此,可增加金屬材料的比例并增大氬產(chǎn)生量?;蛘撸词共粶p少放熱材料的量,也可縮短開始產(chǎn)生氫的時(shí)間和產(chǎn)生氯的速度達(dá)到最大的時(shí)間,任一種情況下,都可實(shí)現(xiàn)提高氬產(chǎn)生效率。上述氫產(chǎn)生材料,可使用與實(shí)施方式1使用的金屬材料及放熱材料相同材質(zhì)、相同尺寸的材料。另外,也可使用實(shí)施方式l使用的添加劑。本實(shí)施方式的氬產(chǎn)生材料A,在氫產(chǎn)生材料全體之中,優(yōu)選配置于其表面部或角部,如果是這樣的配置,最初向氫產(chǎn)生材料A供水,通過使其中所含放熱材料與水迅速接觸,可在短時(shí)間開始?xì)洚a(chǎn)生反應(yīng)。另外,氫產(chǎn)生材料A包圍氫產(chǎn)生材料B四周而配置,更優(yōu)選配置于氫產(chǎn)生材料全體的中心,因?yàn)榭筛€(wěn)定地維持金屬材料與水的反應(yīng)而優(yōu)選。向氫產(chǎn)生材料供水時(shí),水到達(dá)氫產(chǎn)生材料A需要一些時(shí)間,但氫產(chǎn)生材料A產(chǎn)生的熱,難以散放到外部,蓄積在氫產(chǎn)生材料的內(nèi)部,可更有效地提高金屬材料的溫度。本發(fā)明的氫產(chǎn)生材料,具有放熱材料含有率不同的多個(gè)區(qū)域時(shí),在放熱材料的含有率最高的區(qū)域中的放熱材料含有率,優(yōu)選為30wt°/。~80wt%,更優(yōu)選為35wt°/。~65wt%。例如,在本實(shí)施方式中,氫產(chǎn)生材料A的放熱材料的含有率優(yōu)選為上述范圍。由此可更加縮短利用放熱材料的反應(yīng)開始產(chǎn)生氫的時(shí)間。另外,上述放熱材料的含有率最高的區(qū)域,在氫產(chǎn)生材料全體中所占比例,即,上述放熱材料含有率最高區(qū)域所含氫產(chǎn)生材料的、相對(duì)于氫產(chǎn)生材料全體的比例,優(yōu)選為3wt%~40wt%。例如,在本上述方式中,相對(duì)于氫產(chǎn)生材料全體的氫產(chǎn)生材料A的含有率優(yōu)選為上述范圍。由此可更有效地產(chǎn)生氫。氫產(chǎn)生材料B,可只由金屬材料構(gòu)成,但為了促進(jìn)金屬材料與水的反應(yīng),優(yōu)選包含放熱材料。但是,如果氬產(chǎn)生材料B中放熱材料的含有率過高,有時(shí)不能發(fā)揮減少氳產(chǎn)生材料全體中的放熱材料量的效果。因此,氫產(chǎn)生材料B中的放熱材料含有率,比氫產(chǎn)生材料A的放熱材料含有率更低,具體地更優(yōu)選為lwt%~15wt%。選自氫產(chǎn)生材料A及氫產(chǎn)生材料B中的至少1種材料的形狀,優(yōu)選為顆粒狀。顆粒狀的氫產(chǎn)生材料,只要造粒形成顆粒即可,因而很容易調(diào)節(jié)粒徑,例如,通過形成粒徑為5jum300(im的氫產(chǎn)生材一+,可縮短開始產(chǎn)生氯的時(shí)間。實(shí)施方式3本發(fā)明通過氫產(chǎn)生材料與水反應(yīng)產(chǎn)生氫,將該氫的制造方法的一例示于以下。對(duì)準(zhǔn)備上述氫產(chǎn)生材料的工序沒有特別限定,例如,可將形成丸狀的、放熱材料偏聚于端部的氫產(chǎn)生材料配置在反應(yīng)容器內(nèi)。或者將金屬材料的粉末和放熱材料的粉末分別裝入反應(yīng)容器中,根據(jù)需要進(jìn)行混合,可以調(diào)整投入量或投入的時(shí)間,使得放熱材料含有率變高的部分設(shè)置于反應(yīng)容器內(nèi)氬產(chǎn)生材料的一部分中?;蛘撸部墒褂靡韵路椒?,即,預(yù)先將混合金屬材料和放熱材料制造的、放熱材料含有率不同的多種氫產(chǎn)生材料,分別投入到反應(yīng)容器內(nèi)。向這樣準(zhǔn)備的氫產(chǎn)生材料供水的工序,只要是氫產(chǎn)生材料可與水反應(yīng),就沒有特別限定。即,可適當(dāng)選擇供給反應(yīng)容器內(nèi)的水的場所或供給速度等。通過該工序,供給的水與氪產(chǎn)生材料中的》丈熱材料反應(yīng),利用該反應(yīng)放出的熱,開始金屬材料與水的反應(yīng)。另外,將放熱材料的反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)熱、或由金屬材料與水的反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)熱作為起點(diǎn),開始新的金屬材料與水的反應(yīng),氳產(chǎn)生反應(yīng)可繼續(xù)進(jìn)4亍。但是,為了使供給的水與放熱材料及金屬材料有效進(jìn)行反應(yīng),優(yōu)選先向氫產(chǎn)生材料中的上述放熱材料含有率變高的部分供水。由此,如果能產(chǎn)生最初開始?xì)洚a(chǎn)生反應(yīng)所必要的熱量,即可有效地進(jìn)行隨后的反應(yīng)。例如,在上述的實(shí)施方式2的場合,可先向反應(yīng)容器內(nèi)配置的氫產(chǎn)生材料A的部分供水。實(shí)施方式4根據(jù)附圖來具體說明本發(fā)明的氫產(chǎn)生裝置的一例。圖1是具有容器的氫產(chǎn)生裝置的模式剖面圖,所述容器裝有作為氫產(chǎn)生材料與水反應(yīng)產(chǎn)生氫的金屬材料,以及與水反應(yīng)放熱的放熱材料的、上述金屬材料以外的材料。將上述放熱材料和上述金屬材料配置于上述容器的內(nèi)部,使得上述放熱材料相對(duì)于上述金屬材料是不均勻分布的。圖l所示的氬產(chǎn)生裝置具有筒的形態(tài)。在圖1中,筒l具有容器6,容器6包含用于供水的供給口7和用于排出氫的排出口8,在容器6的內(nèi)部,配置了由氫產(chǎn)生材料2a和氫產(chǎn)生材料2b構(gòu)成的氫產(chǎn)生材料2。氫產(chǎn)生材料2a相當(dāng)于上述實(shí)施方式2的氫產(chǎn)生材料A,氫產(chǎn)生材料2b相當(dāng)于上述實(shí)施方式2的氫產(chǎn)生材料B。通過上述的構(gòu)成,即使氫產(chǎn)生材料2中所含的放熱材料的量少,筒l也是可有效地產(chǎn)生氫的裝置。筒1特別適合實(shí)施上述實(shí)施方式3記載的氬的制造方法。氫產(chǎn)生材料2a和氫產(chǎn)生材料2b,可使用與實(shí)施方式2中使用的金屬材料及^:熱材料相同的材料。另外,在氬產(chǎn)生材料2a和氫產(chǎn)生材料2b之間也可配置隔離材料5。由此,可防止氫產(chǎn)生材料2a和氫產(chǎn)生材料2b之間的混合。構(gòu)成隔離材料5的材料,只要是不阻礙氫產(chǎn)生材料2a和氫產(chǎn)生材料2b與水的反應(yīng),而且不阻礙氫產(chǎn)生材料2a產(chǎn)生的熱傳到氫產(chǎn)生材料2b的材料即可,可使用例如鋁箔、不銹鋼箔、銅箔等。對(duì)容器6的大小、形狀等沒有特別限定,但因?yàn)樽鳛闅洚a(chǎn)生材料與水反應(yīng)的反應(yīng)容器使用,所以優(yōu)選除了水的供給口7與氫的排出口8以外可以密閉的結(jié)構(gòu),使得供給的水及產(chǎn)生的氫不漏出到外部。另外,容器6使用的材質(zhì)優(yōu)選為水及氬難以漏出、具有耐熱性的材質(zhì)(例如,加熱至120。C程度不破損的材質(zhì))。例如,可使用鋁、鈦、鎳等的金屬,聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等的樹脂,氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦等的陶瓷及耐熱玻璃等的材料。供給口7的構(gòu)造,只要可以從外部供水就沒有特別限定,例如,在容器6中有形成的開口也可,另外,可以將連接容器6的管作為供給口。供給口7,如果連接可控制水的供給量的泵,通過調(diào)節(jié)水的供給量,可控制產(chǎn)生的氫,因而更優(yōu)選。排出口8,只要是可將氫排出到外部的結(jié)構(gòu)就沒有特別限定,例如,即使在容器6中形成的開口也可,另外,也可將連接容器6的管作為排出口。為了防止容器的內(nèi)容物漏出到外面,可在排出口8配置過濾器。該過濾器,如果是可通過氣體、難以通過液體及固體的結(jié)構(gòu)就沒有特別限定,例如,多孔性的聚四氟乙烯制(PTFE)的氣液分離膜、聚丙烯制的多孔質(zhì)過濾器等。另外,如圖1所示,可在供給口7及排出口8的內(nèi)側(cè)頂端部配置吸水材料9。供給的水的一部分利用吸水材料來保持,剩余部分潤濕氫產(chǎn)生材料,開始?xì)洚a(chǎn)生反應(yīng)。產(chǎn)生的氫可通過排出口8供給燃料電池的負(fù)極。吸水材料9并非是必需的,針對(duì)氫產(chǎn)生反應(yīng)帶來的水的消耗,將吸水材料9保持的水供給氫產(chǎn)生材料,可一定程度上抑制氫產(chǎn)生速度的時(shí)間變動(dòng),所以優(yōu)選進(jìn)行配置。吸水材料9只要是能吸收并保持水的材料就沒有特別限定,一般地可使用脫脂棉或無紡布。實(shí)施方式5根據(jù)與本發(fā)明的氫產(chǎn)生裝置組合的燃料電池的一例。圖2是表示燃料電池的一例的模式剖面圖。燃料電池10設(shè)置有還原氧的正極12,氧化氫的負(fù)極11,包含配置于正極12與負(fù)極11之間的固體電解質(zhì)13的膜電極接合體,供給氫到負(fù)極ll的氫產(chǎn)生裝置(無圖示)。作為上述氫產(chǎn)生裝置,可使用例如實(shí)施方式4的氫產(chǎn)生裝置。燃料電池10所使用的各部件,一般只要可用于燃料電池的,就沒有特別限定。正極12中,例如可使用擔(dān)載了催化劑的導(dǎo)電性材料。作為上述催化劑,可使用例如選自柏微粒、鐵、鎳、鈷、錫、釕及金的至少一種金屬與柏的合金微粒等。作為上述導(dǎo)電性材料主要使用碳材料,可使用例如碳黑、活性炭、碳納米管、碳納米角等。一般使用將上述催化劑分散于導(dǎo)電性材料表面擔(dān)載的催化劑擔(dān)載碳。另外,正極12具有正極接頭18。負(fù)極11中,例如可使用擔(dān)載了催化劑的導(dǎo)電性材料。作為上述催化劑,可使用選自例如鉑微?;蛘哚憽?、銥、錫、鐵、鈦、金、銀、鉻、硅、鋅、錳、鉬、鵠、錸、鋁、鉛、鈀及鋨的至少一種金屬與鉑的合金微粒等。作為上述導(dǎo)電性材料,可使用與上述正極的導(dǎo)電性材料相同的材料。另外,負(fù)極11具有負(fù)極接頭17。固體電解質(zhì)13,是配置于正極12和負(fù)極11之間的、可輸送質(zhì)子的、沒有電子傳導(dǎo)性的材料。例如,聚全氟磺酸樹脂膜、磺化聚醚磺酸樹脂膜、磺化聚酰亞胺樹脂膜、硫S吏摻雜的聚苯并咪唑膜、作為固體電解質(zhì)的磷酸摻雜Si02、高分子與磷酸捧雜SiCb的雜化物、將高分子與氧化物浸漬于酸性溶液中的凝膠電解質(zhì)等。上述膜電極接合體,將擴(kuò)散層14配置在正極12和負(fù)極ll的外面。作為擴(kuò)散層14,可使用例如多孔性的碳材料。將用于供給空氣(氧)的正極分離器16,配置在上述膜電極接合體的正極12側(cè)的面。另外,在上述膜電極接合體的負(fù)極11一側(cè)的面,配置用于供給氫的負(fù)極分離器15。另外,負(fù)極分離器15與上述供給氫的氫產(chǎn)生裝置連通。燃料電池10,通過與本發(fā)明的氫產(chǎn)生裝置組合,作為氫源的金屬材料可有效地供給氫,因此將該氫作為燃料,可有效地發(fā)電。另外,本發(fā)明的氫產(chǎn)生裝置,由于水參與氫產(chǎn)生反應(yīng),氫氣中含有適度的水分,可優(yōu)選用于將氫作為燃料的燃料電池。實(shí)施方式6圖3是表示本發(fā)明的氫產(chǎn)生裝置的其他例的^^莫式剖面圖,圖3所示的氫產(chǎn)生裝置具有與上述實(shí)施方式4不同的筒的形狀。本實(shí)施方式的筒20具有外容器21、設(shè)置于外容器21內(nèi)的內(nèi)容器22及氫產(chǎn)生材料23、設(shè)置于內(nèi)容器22內(nèi)的氫產(chǎn)生材料24。另外,內(nèi)容器22是包圍氫產(chǎn)生材料23四周而配置。氫產(chǎn)生材料23相當(dāng)于上述實(shí)施方式2的氫產(chǎn)生材料B,氫產(chǎn)生材料24相當(dāng)于上述實(shí)施方式2的氳產(chǎn)生材料A。外容器21包含用于向內(nèi)部供水的第1供水口25和用于排出氫的第l排出口27。內(nèi)容器22包含用于向內(nèi)部供水的第2供給口26和用于排出生成的氬的第2排出口28。另外,在第l供給口25及第1排出口27的內(nèi)側(cè)頂端部配置吸水材料29,在第2供給口26及第2排出口28的內(nèi)側(cè)頂端配置^1水材料30。在這里,可將氫產(chǎn)生材料24更換成只有放熱材料的構(gòu)成,即,不含金屬材料的構(gòu)成,這樣的場合,因?yàn)椴划a(chǎn)生氫,所以可省略第2排出口28。另夕卜,氫產(chǎn)生材料23也可只由金屬材料構(gòu)成。本實(shí)施方式的筒20,通過上述的構(gòu)成,即使減少放熱材料的量,也可有效地產(chǎn)生氬。以下i兌明該理由。本實(shí)施方式的筒20中產(chǎn)生氫的反應(yīng)的一例,首先,在內(nèi)容器22的內(nèi)部,發(fā)生外部供給的水與氫產(chǎn)生材料中所含放熱材料之間的放熱反應(yīng),接著,內(nèi)容器22的內(nèi)部產(chǎn)生的熱,傳至外容器21內(nèi)部的氫產(chǎn)生材料23,將此作為起點(diǎn),可開始供給外容器21的內(nèi)部的水與氫產(chǎn)生材料23之間的反應(yīng),并產(chǎn)生氫。在此,內(nèi)容器22的內(nèi)部產(chǎn)生的熱量如果充分大,氫產(chǎn)生材料23即使不包含放熱材料,也可產(chǎn)生氫,因此可減少筒20全體中所使用的放熱材料的量。另外,即使在不減少放熱材料的量的情況下,如上述那樣,通過使氫產(chǎn)生材料24中放熱材料的含有率,高于氫產(chǎn)生材料23中的放熱材料的含有率,可縮短氬開始產(chǎn)生的時(shí)間以及氫產(chǎn)生速度達(dá)到最大的時(shí)間。本實(shí)施方式的筒20,由于內(nèi)容器22包圍氫產(chǎn)生材料23四周進(jìn)行配置,因此內(nèi)容器22的內(nèi)部產(chǎn)生的熱,容易傳到氫產(chǎn)生材料23,可更有效地提高金屬材料的溫度。內(nèi)容器22配置于外容器21內(nèi)部的大致中央,優(yōu)選將氫產(chǎn)生材料23配置在其周圍,除了第2供給口26及第2排出口28以外的內(nèi)容器22的外面,更優(yōu)選全部接觸氫產(chǎn)生材料23。因?yàn)閮?nèi)容器22的內(nèi)部產(chǎn)生的熱,可更有效地從內(nèi)容器22傳到氫產(chǎn)生材料23。另外,本實(shí)施方式的筒20,相對(duì)于氫產(chǎn)生材料23和氫產(chǎn)生材料24合計(jì)的總重量,氫產(chǎn)生材料24的重量比例優(yōu)選為3wt%~40wt%,更優(yōu)選為5wt%~15wt%。通過將氬產(chǎn)生材料24的比例調(diào)整在該范圍內(nèi),氫的產(chǎn)生效率和氫產(chǎn)生量可達(dá)到良好平衡。外容器21,對(duì)于大小、形狀等沒有特別限定,例如由蓋部和容器主體部構(gòu)成。外容器21,因?yàn)槭亲鳛闅洚a(chǎn)生材料23與水進(jìn)行反應(yīng)的容器,優(yōu)選使供給于該容器的水部不漏出到外部、生成的氫不由第l排出口27以外排出、密閉性高的結(jié)構(gòu)。另外,外容器21的材料,優(yōu)選水及氫難以漏出到外部的、具有耐熱性的材料(例如,加熱至12(TC程度不破損的材料)??墒褂美玟X、鈦、鎳等的金屬,聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等的樹脂,氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦等的陶瓷及耐熱玻璃等的材料。特別地,外容器21的材料,如果是選自聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯中的至少l種材料,由于具有高的絕熱性和充分的耐熱性,更優(yōu)選。內(nèi)容器22,對(duì)于大小、形狀等沒有特別限定,例如由蓋部和容器主體部構(gòu)成。內(nèi)容器22,因?yàn)槭亲鳛闅洚a(chǎn)生材料24與水反應(yīng)的容器,優(yōu)選使供給該容器內(nèi)部的水不漏出到外部、且由上述反應(yīng)生成的氫不由第2排出口28以外排出、密閉性高的結(jié)構(gòu)。另外,內(nèi)容器22的材料,優(yōu)選具有耐熱性的材料(例如,加熱至120。C程度不破損的材料),更優(yōu)選傳導(dǎo)性高的材料??墒褂美缇垡蚁⒕郾?、聚碳酸酯等的樹脂,氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦等的陶瓷、耐熱玻璃及金屬等的材料。特別更優(yōu)選選自鋁、鈦、鎳、鐵中的至少1種金屬。本實(shí)施方式中,第1供給口25、第1排出口27、第2供給口26及第2排出口28,分別是獨(dú)立的,對(duì)該方式?jīng)]有特別限定。例如,第1供給口25和第2供給口26,如果是其一部分進(jìn)行連接的結(jié)構(gòu),外容器21和內(nèi)容器22,可分別不供水,因而優(yōu)選。另外,通過氬產(chǎn)生材料24的反應(yīng)產(chǎn)生氬的場合,如果是第l排出口27和第2排出口28的一部分進(jìn)行連接的結(jié)構(gòu),可將氫集中回收,因而優(yōu)選。另外,省略第1供給口25、通過第2排出口28連通內(nèi)容器22的內(nèi)部和外容器21的內(nèi)部,供給內(nèi)容器22的水也可進(jìn)一步到達(dá)外容器21的氫產(chǎn)生材料23。在這樣的場合,在外容器21中,可只設(shè)置第2供給口26和第1排出口27,簡化結(jié)構(gòu)。在這樣的結(jié)構(gòu)中,由第2供給口26供給的水,首先與內(nèi)容器22內(nèi)的氫產(chǎn)生材料24反應(yīng)產(chǎn)生放熱,所以可將在氫產(chǎn)生材料23中發(fā)生的氫產(chǎn)生反應(yīng)作為契機(jī)。另外,內(nèi)容器22中產(chǎn)生的氫,也可與供給內(nèi)容器22的水一起通過第2排出口28轉(zhuǎn)移到外容器21中,合并內(nèi)容器22中產(chǎn)生的氫和氳產(chǎn)生材料23的反應(yīng)產(chǎn)生的氫,并由第1排出口27取出。但是,由第2排出口28排出的氫中混入較多雜質(zhì),例如堿性霧等的場合,希望第l排出口27和第2排出口28分別為獨(dú)立的結(jié)構(gòu),內(nèi)容器22中產(chǎn)生的氫,不混入通過氫產(chǎn)生材料23的反應(yīng)生成的氫。這是因?yàn)?,含有上述堿性霧等的氫,例如作為燃料電磁的燃料使用的場合,可成為固體電解質(zhì)膜劣化的原因。在這里,上述所謂堿性霧,是含有接受質(zhì)子的堿的霧,例如放熱材料為堿性物質(zhì)時(shí)生成。如果使用如本實(shí)施方式的圖3所示的筒,因?yàn)榭墒褂梅艧岵牧虾新噬俚臍洚a(chǎn)生材料23與水反應(yīng)產(chǎn)生的氫,即,使用堿性霧等的混入少的氫作為燃料電池的燃料,可以防止上述固體電解質(zhì)膜的劣化的問題。另外,分別設(shè)置外容器21和內(nèi)容器22的供給口25及26時(shí),由于可以向內(nèi)容器22供給水以外的反應(yīng)物質(zhì)、例如氧,作為放置在內(nèi)容器22的放熱材料,可使用鐵粉等與氧反應(yīng)放熱的金屬粉。實(shí)施方式7圖4是進(jìn)一步表示本發(fā)明氬產(chǎn)生裝置的其他例的模式剖面圖,圖4所示的氫產(chǎn)生裝置,表示與實(shí)施方式6不同的筒的形態(tài)。本實(shí)施方式的筒40具有外容器21、放置在外容器21內(nèi)的內(nèi)容器22及氫產(chǎn)生材料23、放置在內(nèi)容器22中的氫產(chǎn)生材料24、絕熱材料41。內(nèi)容器22是^f吏內(nèi)容器22的一側(cè)面的外側(cè)連接外容器21的一側(cè)面的內(nèi)側(cè)而配置,絕熱材料41配置在外容器21的外周面。絕熱材料41對(duì)于材料、形狀等沒有特別限定,可適宜使用聚苯乙烯泡沫、聚胺脂泡沫等的多孔性絕熱材料,或由具有真空絕熱結(jié)構(gòu)的絕熱材料等材料構(gòu)成的片材等。關(guān)于其他的結(jié)構(gòu),與實(shí)施方式6的筒20相同,圖4中與圖3相同部分所加符號(hào)省略其說明。本實(shí)施形態(tài)的筒40,因?yàn)閮?nèi)容器22連接外容器21進(jìn)行配置,由內(nèi)容器22內(nèi)部產(chǎn)生的熱,迅速傳到外容器21全體,可更有效地提高氫產(chǎn)生材料23全體的溫度。內(nèi)容器22與外容器21的連接面積越大,可更有效傳熱,所以更優(yōu)選。此時(shí),外容器21及內(nèi)容器22,優(yōu)選由金屬等的熱傳導(dǎo)性高的材料構(gòu)成,兩個(gè)容器的材料可以使相同的材料,也可以使不同的材料。另外,因?yàn)樵谕馊萜?1的外周面配置了絕熱材料41,所以傳到外容器21的熱難以放散到外部,可在容器內(nèi)蓄積熱。以下,用實(shí)施例具有地iJL明本發(fā)明。另外,本發(fā)明不限定于以下的實(shí)施例。實(shí)施例1在乳缽中混合0.5g鋁粉末(平均粒徑3wm)和0.5g氧化鈣粉末(平均粒徑40jum),制造氫產(chǎn)生材料A(放熱材料的含有率50wt%)。另外,將上述3.8g鋁粉末和上述0.2g氧化鈣在乳缽中混合,制造氫產(chǎn)生材料B(放熱材料的含有率5wt%)。接著,在鋁外裝罐(長8mm、寬34mm、高50mm)的內(nèi)部,加入0.05g脫脂棉作為吸水材料,再如圖1所示傾斜填充lg上述氫產(chǎn)生材料A和4g上述氫產(chǎn)生材料B。在上述氫產(chǎn)生材料A和上述氫產(chǎn)生材料B之間,配置鋁箔作為隔離材料。進(jìn)而,在上述氫產(chǎn)生材料B上裝入0.05g作為吸水材料的脫脂棉。相對(duì)于氬產(chǎn)生材料全體,氫產(chǎn)生材料A的比例為20wt%,鋁粉末的比例為86wt0/o。接著,通過將鋁板作為蓋,所述鋁板具有用于供水的鋁制供水管和導(dǎo)出氫的鋁制氫排出管,并將上述供水管的頂端配置在上述氫產(chǎn)生材料A的近旁,得到如圖1所示的氫產(chǎn)生裝置。接著,將上述供水管與用于向上述氫產(chǎn)生材料A和B供水的泵連接。通過泵將水以0.17ml/分的速度送出,供水至上述鋁外裝罐的內(nèi)部,首先,水與上述氫產(chǎn)生材料A所含的放熱材料(氧化鈣粉末)反應(yīng),接著,利用其反應(yīng)熱,開始上述氬產(chǎn)生材料A及B所含鋁粉末與水的反應(yīng),從而產(chǎn)生氪。在25。C,供水直至不產(chǎn)生氬為止,一邊測定上述鋁外裝罐的表面溫度,一邊收集由上述氫排出管出來的氫。另外,在上述氫的收集中可使用水上置換法。測定上述收集的氫的體積作為氫產(chǎn)生量。另外,將25。C、1氣壓下的平均lg鋁的理論氫產(chǎn)生量(1360mU作為基準(zhǔn),求出相對(duì)于使用的鋁重量的上述理論氳產(chǎn)生量的比例,作為鋁的反應(yīng)率。進(jìn)而,由氫產(chǎn)生量的時(shí)間變化計(jì)算氫產(chǎn)生速度,求其達(dá)到最大的時(shí)間。試驗(yàn)中,上述鋁外裝罐的溫度(罐表面溫度),即氫產(chǎn)生材料的反應(yīng)溫度,最高上升至95°C。另一方面,氫以大致一定的速度連續(xù)地產(chǎn)生,停止水的供給時(shí),確認(rèn)氫的產(chǎn)生數(shù)分鐘后也停止。實(shí)施例2在乳缽中混合0.65g鋁粉末和0.35g氧化鉤粉末,制造氫產(chǎn)生材料A(放熱材料的含有率35wt%),另外,在乳缽中混合3.65g鋁粉末和0.35g氧化鈣粉末,制造氫產(chǎn)生材料B(放熱材料的含有率8.75wt%),除上述以外,與實(shí)施例1同樣地制造氫產(chǎn)生裝置。相對(duì)于氫產(chǎn)生材料全體,氫產(chǎn)生材料A的比例為20wt。/。,鋁粉末的比例為86wt%。進(jìn)而,與實(shí)施例l同樣地產(chǎn)生氫。實(shí)施例3在乳缽中混合0.7g鋁粉末和0.3g氧化鈣粉末,制造氫產(chǎn)生材料A(放熱材料的含有率30wt%),另外,在乳缽中混合3.6g鋁粉末和0.4g氧化鈣粉末,制造氫產(chǎn)生材料B(放熱材料的含有率10wt%),除上述以外,與實(shí)施例1同樣地制造氫產(chǎn)生裝置。相對(duì)于氫產(chǎn)生材料全體,氫產(chǎn)生材料A的比例為20wt%,鋁4分末的比例為86wt%。進(jìn)而,與實(shí)施例1同樣地產(chǎn)生氫。實(shí)施例4在乳缽中混合3.55g鋁粉末和0.2g氧化鈣粉末和0.25g氧化鋁(平均粒徑liam),制造氫產(chǎn)生材料B(放熱材料的含有率5wt%),除上述以外,與實(shí)施例1同樣地制造氫產(chǎn)生裝置。相對(duì)于氫產(chǎn)生材料全體,氫產(chǎn)生材碑牛A的比例為20wt%,鋁4分末的比例為81wt%。進(jìn)而,與實(shí)施例1同樣地產(chǎn)生氫。比專交例1在乳缽中混合4.3g鋁粉末和0.7g氧化鈣粉末來制造氫產(chǎn)生材料(放熱材料的含有率14wt%),除了將該氫產(chǎn)生材料均勻填充到鋁外裝罐內(nèi)部以外,與實(shí)施例1同樣地制造氫產(chǎn)生裝置。進(jìn)而,與實(shí)施例1同樣地產(chǎn)生氫。實(shí)施例1-4及比較例1,將氫產(chǎn)生材料的構(gòu)成示于表1。另外,對(duì)于各氬產(chǎn)生材料,將氫產(chǎn)生反應(yīng)中鋁的反應(yīng)率和氫產(chǎn)生速度達(dá)到最大時(shí)需要時(shí)間的測定結(jié)果示于表2。進(jìn)而,圖5及圖6表示,在實(shí)施例1及比較例1的氫產(chǎn)生裝置中,上述鋁外裝罐(容器)的表面溫度的時(shí)間變化(a)及氫產(chǎn)生速度的時(shí)間變化(b)的圖。<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>實(shí)施例14的場合,都能夠以超過60%的反應(yīng)率產(chǎn)生氫,而且,氫產(chǎn)生速度達(dá)到最大的時(shí)間都是在3分鐘以內(nèi)的短時(shí)間。因此,從供水開始短時(shí)間內(nèi)反應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),并可穩(wěn)定地制取氬。另一方面,將鋁粉末和放熱材料進(jìn)行均勻混合的比較例1的場合,與實(shí)施例1~4同樣確認(rèn)氫的產(chǎn)生,氫產(chǎn)生速度達(dá)到最大的時(shí)間為40分鐘,到反應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)并穩(wěn)定制取氫需要很長時(shí)間。另外,通過圖5及圖6,發(fā)現(xiàn)實(shí)施例1與比較例1相比罐表面溫度上升,認(rèn)為這是由于,通過最初供水到至放熱材料含有率高的氫產(chǎn)生材料A,在金屬材料(鋁粉末)與水的反應(yīng)開始,充分的熱量給予鋁粉末,促進(jìn)了氫產(chǎn)生反應(yīng)。對(duì)于實(shí)施例1~3,比較氫產(chǎn)生速度達(dá)到最大需要的時(shí)間時(shí),發(fā)現(xiàn)依賴于氫產(chǎn)生材料A的放熱材料含有率。認(rèn)為這是通過放熱材料的增加,反應(yīng)熱增加,更進(jìn)一步促進(jìn)了鋁粉末與水的反應(yīng)的緣故。另一方面,鋁的反應(yīng)率,不依賴于氫產(chǎn)生材料A的放熱材料含有率而大致相同,認(rèn)為與放熱材料的含有率相比,鋁粉末的粒徑或形狀方面對(duì)于反應(yīng)率的影響更大。實(shí)施例4,因?yàn)樘砑恿搜趸X,所以氫產(chǎn)生材料中的金屬材料的比例比實(shí)施例1少。但是,由于氧化鋁促進(jìn)氫產(chǎn)生反應(yīng),反應(yīng)率比實(shí)施例1高,產(chǎn)生速度達(dá)到最大的時(shí)間與實(shí)施例l相同。認(rèn)為這是通過添加氧化鋁,防止了金屬材料與其反應(yīng)產(chǎn)物之間的結(jié)合(粘結(jié))的緣故。實(shí)施例5將IO重量份的擔(dān)載了50wt。/。鉑的鉑擔(dān)載碳、80重量份的聚全氟磺酸樹脂溶液(7AK!J(Aldrich)社制的"大74才乂(Nafion)")、10重量份的水進(jìn)行充分?jǐn)嚢?,制備均勻分散的電極糊。在PTFE膜上,涂布上述電極糊并干燥,得到正極。接著,除了用擔(dān)載了54wt。/。的鉑與釕合金的鉑釕合金擔(dān)載碳,來代替上述正極的鉑擔(dān)載碳以外,用與上述正極同樣的方法制備負(fù)極。另外,準(zhǔn)備聚全氟磺酸樹脂溶液(f二求y(DuPont)社制的"大74才y(Nafion)112")作為固體電解質(zhì)。接著,在上述正極的電極糊涂布面與上述負(fù)極糊涂布面之間,配置了上述固體電解質(zhì)后,進(jìn)行熱壓接合。剝掉附著在上述正極和負(fù)極上的PTFE膜,在剝掉該膜的面上,配置復(fù)寫紙作為擴(kuò)散層,得到膜電極接合體。另外,在上述正極設(shè)置正極接頭,在上述負(fù)極設(shè)置負(fù)極接頭。通過在上述膜電極接合體的正極側(cè)的面,設(shè)置用于供給空氣(氧)的分離器,在上述膜電極接合體的負(fù)極側(cè)的面,設(shè)置用于供給氫的分離器,可獲得圖2所示的燃料電池。將該燃料電池與上述實(shí)施例1的氫產(chǎn)生裝置進(jìn)行組合,將該氬產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的氫,通過氫排出管供給于燃料電池的負(fù)極時(shí),在25。C獲得200mW/cn^這樣高的輸出功率。使用本發(fā)明的氫產(chǎn)生材料構(gòu)成的氫產(chǎn)生裝置,小型且適于攜帶,作為燃料電池的燃料供給源是有用的。實(shí)施例6在成為內(nèi)容器的鋁制外裝罐[內(nèi)容器(長5mm、寬18mm、高20mm)]的內(nèi)部,裝入0.01g脫脂棉作為吸水材料,接著填充0.8g的與上述實(shí)施例1的氫產(chǎn)生材料A相同的氫產(chǎn)生材料,再裝入0.01g脫脂棉作為吸水材料。接著,用具有用于供水的鋁制供水管(第2供給口)和排出氫的鋁制氫排出管(第2排出口)的鋁制蓋進(jìn)行密閉。另夕卜,在乳缽中混合4.0g鋁粉末(平均粒徑3ium)和0.3g氧化釣粉末(平均粒徑40jiim),制造氫產(chǎn)生材料B。接著,如圖3所示,在成為外容器的鋁制外裝罐[夕卜容器(長8mm、寬34mm、高50mm)]的內(nèi)部,裝入0.05g脫脂棉作為吸水材料,裝入上述氫產(chǎn)生材料B和上述內(nèi)容器,使得內(nèi)容器包圍上述氫產(chǎn)生材料B配置于上述外容器的中央。進(jìn)而,再裝入0.05g脫脂棉作為吸水材料。最后,用具有用于供水的鋁制供水管(第1供給口)和排出氫的鋁制氫排出管(第l排出口)的鋁制蓋進(jìn)4亍密閉,制成氫產(chǎn)生裝置。接著使用注射器,從上述第2供給口向上述內(nèi)容器內(nèi)供水lml,水與上述氫產(chǎn)生材料A所含放熱材料(氧化鈣粉末)反應(yīng)而放熱。另外,使用泵,從上述第1供給口向上述外容器內(nèi)以0.17ml/分的速度供水,利用上述內(nèi)容器產(chǎn)生的熱,使水和上述氫產(chǎn)生材料B所含金屬材料(鋁粉末)進(jìn)行反應(yīng),產(chǎn)生氫。產(chǎn)生的氫通過上述第1排出口排出到外部,使用水上置換裝置進(jìn)行收集。以下,與實(shí)施例1同樣,求鋁的反應(yīng)率及氫產(chǎn)生速度達(dá)到最大的時(shí)間。另夕卜,試驗(yàn)中,外容器的溫度(罐表面溫度)最高上升至95°C。另一方面,氫以大致恒定的速度連續(xù)地產(chǎn)生,停止水的供給時(shí),確認(rèn)氫的產(chǎn)生在數(shù)分鐘后也停止。另外,通過作為上述第1排出口的外容器的氫排出管和水上置換裝置之間設(shè)置冷卻收集器,也可進(jìn)行堿性霧的收集。即,利用冷卻收集器,將產(chǎn)生的霧冷卻作為液體回收,通過將其中和滴定,算出產(chǎn)生的堿性霧、即含有OIf離子的水蒸氣中OH-的摩爾數(shù)。在該中和滴定中,使用鹽酸的標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度1.0xl(T3mol/l)作為酸,使用酚肽作為指示劑。比專交例2在比較例1的氫產(chǎn)生裝置中進(jìn)行氫產(chǎn)生試驗(yàn)時(shí),與實(shí)施例6同樣,收集氬氣中所含4^性霧并測定其量。在實(shí)施例6及比較例2中,將氫產(chǎn)生材料的結(jié)構(gòu)示于表3。另外,對(duì)于各氫產(chǎn)生材料,將氫產(chǎn)生反應(yīng)中鋁的反應(yīng)率、氫產(chǎn)生速度達(dá)到最大時(shí)需要的時(shí)間、收集的堿性霧的摩爾數(shù)(OH-離子)示于表4。[表3]<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>進(jìn)而,實(shí)施例6的氫產(chǎn)生裝置,將其外容器的表面溫度的時(shí)間變化(a)及氬產(chǎn)生速度的時(shí)間變化(b)的圖示于圖7。如表4及圖7所示,實(shí)施例6的氫產(chǎn)生裝置,與上述的實(shí)施例l-4的氫產(chǎn)生裝置同樣,能以超過60。/。的反應(yīng)率產(chǎn)生氬,而且從供水開始起在短時(shí)間內(nèi)反應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),可穩(wěn)定制取氫。另外,實(shí)施例6的氫產(chǎn)生裝置,因?yàn)橹皇占鳛閴A性物質(zhì)的放熱材料(氧化鈞)的含有率低的氫產(chǎn)生材料(氫產(chǎn)生材料B)生成的氫,所以與比較例1的氫產(chǎn)生裝置所生成的氫氣相比,可得到堿性霧含有量少的氫氣。如實(shí)施例6的氫產(chǎn)生裝置,通過將堿性物質(zhì)含有量多的氫產(chǎn)生材料分裝于另外的容器中,可降低堿性霧的飛散。本發(fā)明在不脫離其宗旨的范圍內(nèi),即使作為上述以外的形態(tài)也可實(shí)施。本申請(qǐng)公開的實(shí)施方式是一例,并不限定于此。本發(fā)明的范圍,根據(jù)上述說明書的記載,優(yōu)先解釋所附權(quán)利要求的記載,在與權(quán)利要求均等的范圍內(nèi)的全部變更,包含在權(quán)利要求中。工業(yè)可利用性如以上說明的那樣,本發(fā)明的氫產(chǎn)生材料,因?yàn)槟苁棺鳛闅洚a(chǎn)生源的金屬材料含有率增大,所以可有效地產(chǎn)生氬,在作為燃料電池用的燃料源、特別是小型便攜設(shè)備用的燃料電池等中可廣泛利用。權(quán)利要求1.一種氫產(chǎn)生材料,其包含與水反應(yīng)產(chǎn)生氫的金屬材料以及作為與水反應(yīng)放熱的放熱材料的、上述金屬材料以外的材料,其特征在于,所述放熱材料相對(duì)于所述金屬材料是不均勻分布的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫產(chǎn)生材料,其特征在于,其具有所述放熱材料的含有率不同的多個(gè)區(qū)域。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氬產(chǎn)生材料,其特征在于,所述放熱材料含有率最高的區(qū)域的所述》丈熱材料含有率為30-80wt%。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氫產(chǎn)生材料,其特征在于,所述放熱材料含有率最高的區(qū)域的比例,為所述氫產(chǎn)生材料全體的3~40wt%。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氫產(chǎn)生材料,其特征在于,其具有所述放熱材料的含有率為15wt。/。以下的區(qū)域。6.根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的氫產(chǎn)生材料,其特征在于,所述氫產(chǎn)生材料的形狀為丸狀或顆粒狀。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫產(chǎn)生材料,其特征在于,存在于選自所述氫產(chǎn)生材料的端部、中心部及表面部的任一區(qū)域的所述放熱材料的含有率,比存在于其他區(qū)域的所述》文熱材料含有率高。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫產(chǎn)生材料,其特征在于,所述氫產(chǎn)生材料全體中的所述金屬材料的含有率為85~99wt%。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫產(chǎn)生材料,其特征在于,所述金屬材料是選自鋁、硅、鋅及鎂的至少l種金屬或以所述金屬為主體的合金。10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫產(chǎn)生材料,其特征在于,所述金屬材料包含80體積%以上的粒徑為0.1~60nm的粒子。11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫產(chǎn)生材料,其特征在于,所述金屬材料由平均粒徑為0.130)im的粒子構(gòu)成。12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫產(chǎn)生材料,其特征在于,所述金屬材料的形狀為鱗片狀。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的氬產(chǎn)生材料,其特征在于,所述金屬材料的厚度為0.1~5闊。14.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氬產(chǎn)生材料,其特征在于,所述放熱材料為選自氧化鈣、氧化鎂、氯化鈣、氯化鎂及硫酸鈣中的至少1種。15.4艮據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫產(chǎn)生材料,其特征在于,所述氫產(chǎn)生材料進(jìn)一步包含選自親水性氧化物、碳及吸水性高分子中的至少l種。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的氫產(chǎn)生材料,其特征在于,所述親水性氧化物包括選自氧化鋁、勃姆石、二氧化硅、氧化鎂、氧化鋯、沸石及氧化鋅中的至少1種氧化物。17.—種氬產(chǎn)生裝置,其包含氫產(chǎn)生材料和裝有所述氫產(chǎn)生材料的容器,其特征在于,所述氫產(chǎn)生材料包含與水反應(yīng)產(chǎn)生氫的金屬材料以及作為與水反應(yīng)放熱的放熱材料的、上述金屬材料以外的材料;所述;^欠熱材料相對(duì)于所述金屬材料是不均勻分布的。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,所述氫產(chǎn)生材料具有所述放熱材料的含有率不同的多個(gè)區(qū)域。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,所述放熱材料含有率最高的區(qū)域的所述放熱材料的含有率為30~80wt%。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,所述放熱材料含有率最高的區(qū)域的比例,為所述氫產(chǎn)生材料全體的3~40wt%。21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,具有所述放熱材料的含有率為15wt。/。以下的區(qū)域。22.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,所述氫產(chǎn)生材料的形狀為丸狀或顆粒狀。23.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,存在于選自所述氫產(chǎn)生材料的端部、中心部及表面部的任一區(qū)域的放熱材料的含有率,比存在于其他區(qū)域的所述放熱材料含有率高。24.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,所述氫產(chǎn)生材料全體中的所述金屬材料的含有率為85~99wt%。25.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,所述金屬材料是選自鋁、硅、鋅及鎂的至少l種金屬或以所述金屬為主體的合金。26.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,所述金屬材料包含80體積%以上的粒徑為0.1~60mm的粒子。27.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,所述金屬材料由平均粒徑為0.130)am的粒子構(gòu)成。28.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,所述金屬材料的形狀為鱗片狀。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,所述金屬材料的厚度為0.1-5jam。30.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,所述放熱材料為選自氧化鈣、氧化鎂、氯化鈣、氯化鎂及硫酸鈣中的至少1種。31.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,所述氬產(chǎn)生材料進(jìn)一步包含選自親水性氧化物、碳及吸水性高分子中的至少l種。32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,所述親水性氧化物包括選自氧化鋁、勃姆石、二氧化硅、氧化鎂、氧化鋯、沸石及氧化鋅中的至少1種氧化物。33.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,所述容器包含用于向其中供水的供給口A和用于從其中排出氫的排出口B。34.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,配置所述的放熱材料,使得供水至所述容器內(nèi)時(shí),水首先被供給至所述放熱材料含有率最高的區(qū)域。35.根據(jù)權(quán)利要求17所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,所述容器其內(nèi)部進(jìn)一步包含內(nèi)容器,所述內(nèi)容器裝有所述放熱材料,而且包含用于供水至其內(nèi)部的供給口C。36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,所述內(nèi)容器進(jìn)一步裝有所述金屬材料。37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,相對(duì)于裝在所述內(nèi)容器內(nèi)的所述放熱材料和所述金屬材料的全體的所述放熱材料的含有率,比相對(duì)于存在于所述內(nèi)容器外的所述氫產(chǎn)生材津+全體的所述放熱材料含有率高。38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的氫產(chǎn)生裝置,其特征在于,相對(duì)于存在于所述內(nèi)容器外的所述氫產(chǎn)生材料全體的所述放熱材料含有率為1~15wt%。全文摘要本發(fā)明提供一種氫產(chǎn)生材料,其包含與水反應(yīng)產(chǎn)生氫的金屬材料和作為與水反應(yīng)放熱的放熱材料的所述金屬材料以外的材料,所述放熱材料對(duì)于所述金屬材料是不均勻分布的,并具有所述放熱材料的含有率不同的多個(gè)區(qū)域。在所述放熱材料含有率最高區(qū)域的所述放熱材料含有率優(yōu)選為30~80wt%。另外,本發(fā)明提供一種氫產(chǎn)生裝置,其包含所述氫產(chǎn)生材料和裝有所述氫產(chǎn)生材料的容器,所述容器進(jìn)一步可在其內(nèi)部包含內(nèi)容器。文檔編號(hào)C01B3/08GK101175688SQ200680017080公開日2008年5月7日申請(qǐng)日期2006年8月9日優(yōu)先權(quán)日2005年8月11日發(fā)明者三木健,中井敏浩,西原昭二,長井龍申請(qǐng)人:日立麥克賽爾株式會(huì)社
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