アンモニアの安全貯蔵及び安全運搬の方法及び装置、並びにアンモニア貯蔵材料の使用
アンモニア貯蔵及び運搬用の方法及び装置（１００、１００’）であって、異なるアンモニア蒸気圧を有し、アンモニアを可逆的に吸収または吸着することができる少なくとも２つのアンモニア貯蔵材料（１ａ、２ａ）が使用された方法及び装置が示されている。より高いアンモニア蒸気圧が圧力閾値より高い場合、アンモニアで一部分のみ飽和しているかまたは完全にアンモニアがない、より低い蒸気圧を有するアンモニア貯蔵材料（２ａ）は、より高いアンモニア蒸気圧を有するアンモニア貯蔵材料（１ａ）から放出されたアンモニアを吸収または吸着するために、より高いアンモニア蒸気圧を有するアンモニア貯蔵材料（１ａ）と、流体連結される。さらに、このような装置（１００、１００’）を備えた自動車のＮＯｘ処理システム（２００）が示されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニアの貯蔵に関し、特にアンモニアの安全な貯蔵及びアンモニアを可逆的に拘束及び放出することができる貯蔵材料からの放出のための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンモニア吸着及び吸収材料は、アンモニアの固体貯蔵媒体として使用されることができ、同様に、例えば自動車車両からのＮＯｘ排出を減少させるための選択接触還元（ＳＲＣ）における還元剤としても使用され得る（例：ＷＯ第９９／０１２０５号参照）。通常、アンモニアは、アンモニアを含む容器の外部（例：ＷＯ第９９／０１２０５号参照）または内部加熱（例：ＷＯ第２００６／０１２９０３号）を利用した熱脱離によって、それらの材料から放出される。多くの応用において、液体アンモニア、アンモニア水溶液または尿素水溶液と比較すると、本アンモニア貯蔵及び運搬方法は、一定の利点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第９９／０１２０５号
【特許文献２】国際公開第２００６／０１２９０３号
【特許文献３】国際公開第２００６／０８１８２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
金属アンミン塩はアンモニアを可逆的に吸収及び脱着することができる材料であり、アンモニアの固体貯蔵媒体として使用することができる。ＷＯ９９／０１２０５では、粒状Ｃａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２またはＳｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２が好ましいアンモニア貯蔵材料として使用されている。ＷＯ２００６／０８１８２４には、アンモニア高貯蔵容量を有する金属アンミン塩形態が記載されている。
【０００５】
通常、アンモニアは熱脱離によって固体貯蔵媒体から放出される。また、固体貯蔵媒体は環境条件によって高温にさらされ得る。特に、閉鎖系において高いアンモニア蒸気圧が生じ得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１側面において、本発明は、第１アンモニア蒸気圧が圧力閾値以上である時、第１アンモニア蒸気圧を有し、アンモニアを可逆的に吸着または吸収及び脱着することができる第１アンモニア貯蔵材料が、アンモニアが一部分のみ飽和しているかまたは完全にない、前記第１アンモニア蒸気圧より低い第２アンモニア蒸気圧を有し、アンモニアを可逆的に吸着または吸収及び脱着することができる第２アンモニア貯蔵材料と流体連結されるようなアンモニアの貯蔵及び運搬方法に関する。
【０００７】
本発明の別の側面によると、流体連結において連結可能であり、アンモニアを可逆的に吸着または吸収及び脱着することができる第１及び第２アンモニア貯蔵材料を含む第１及び第２貯蔵／運搬ユニットを備えたアンモニアの貯蔵及び運搬装置が提供され、第１貯蔵／運搬ユニットにおける第１アンモニア貯蔵材料は第２貯蔵／運搬ユニットにおける第２アンモニア貯蔵材料より高い蒸気圧を有する。
【０００８】
第３側面は、このような装置を備えた自動車のＮｏｘ処理システムである。
【０００９】
その他の特徴は、開示した方法及び製品に固有のものであるか、または以下の実施形態及び添付図面の詳細な説明から当業者に明らかであるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
ここで、本発明の実施形態を一例として及び図面を参照して説明する。
【００１１】
【図１】図１は、より高いアンモニア蒸気圧を有するアンモニア貯蔵材料を含む第１貯蔵／運搬ユニット（主貯蔵タンク）と、主貯蔵タンクより小さく、より低いアンモニア蒸気圧を有し、流体連結において、アンモニアが一部分のみ飽和したまたは完全にない、アンモニア貯蔵材料を含む、第２貯蔵／運搬ユニット（貯蔵チャンバ）と、を備えたアンモニア貯蔵及び運搬装置の実施形態を示す。
【図２】図２は、図１と類似し、エンジンとアンモニアによるＮＯｘの選択接触還元用触媒との間の排出ラインへと通じるアンモニア供給ラインにおける注入バルブと、主タンクと、の間にバッファ容積をさらに備えたアンモニア貯蔵及び運搬装置の別の実施形態を示す。
【図３】図３は、図２と類似し、アンモニアを非常に強力に吸着または吸収する材料を含む吸収ユニットをさらに備えたアンモニア貯蔵及び運搬装置の別の実施形態を示す。
【図４】図４は、第２アンモニア貯蔵材料を含まない従来技術によるアンモニア貯蔵／運搬システムの温度（細い線）及び圧力（太い線）発生を示す。前記アンモニア貯蔵材料は、当初２５℃の温度であり、その後４０、６０、８０、１００℃の温度にさらされる。
【図５】図５は、より高いアンモニア蒸気圧を有する第１アンモニア貯蔵材料と、アンモニアが完全にないまたはアンモニアで一部分のみ飽和されたＭｇＣｌ２であり、より低いアンモニア蒸気圧を有する第２アンモニア貯蔵材料と、を組み合わせて使用した図１または２（細い線）によるアンモニア貯蔵／運搬システムの圧力発生を示す。システムは当初２５℃の温度であり、その後６０℃の温度にさらされる。従来技術によるシステムを比較のために示す（太い線）。
【図６】図６は、８０℃の温度にさらされたときの図５のシステムの圧力発生を示す。
【図７】図７は、５５℃、及び２５℃の外気温において２．５ｂａｒの圧力から冷却したときの、第２貯蔵材料を含まない従来技術のシステム（細い点線）、図１または２のシステム（細い実線）の温度発生、及び第２貯蔵材料を含まない従来技術のシステム（太い点線）、図１または２のシステム（細い実線）の圧力発生を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本実施形態は、吸着または吸収及び脱着によりアンモニアを可逆的に拘束及び放出可能であり、装置１００、１００’、１００”またはシステムにおいて異なるアンモニアの圧力を有しアンモニア蒸気圧を積極的に低下させることができる少なくとも２つの貯蔵材料１ａ、２ａを使用する方法及び装置１００、１００’、１００”と、または、圧力が閾値レベルを超えて上昇する場合に、２つの材料１ａ、２ａを流体連結させることによりそこでの圧力が閾値レベルを超える場合に、システムからアンモニアを吸収するためにより低いアンモニア蒸気圧を有する材料２ａを使用するシステムと関連する。
【００１３】
２つの材料１ａ、２ａは、流体連結される前に、例えばゲートまたはゲートバルブによって分離された１つの容器（図示せず）に収容してよく、また、流体連結において連結することができる別々の容器１、２に収容してもよい（図１、２、３）。
【００１４】
アンモニアの気圧の圧力閾値は、システムの構成、配置、動作要件により変化する。自動車等の移動ユニットにおけるアンモニア貯蔵及び運搬システム／装置１００、１００’、１００”における、システムを第２アンモニア貯蔵材料と流体連結するための圧力閾値は、堅固な壁がシステムを画定することができる固定ユニットと異なるのが望ましい。発電所における望ましい圧力閾値は、比較的軽く薄い壁の移動ユニットより相当高くなり得る。
【００１５】
第１アンモニア貯蔵材料１ａは、第２アンモニア貯蔵材料２ａより高いアンモニア蒸気圧を有する。両貯蔵材料は、アンモニアを可逆的に吸着または吸収及び脱着する。さらに、所定の圧力閾値に達した後に第１貯蔵材料１ａから放出されたアンモニアを吸着または吸収するために使用される時、第２アンモニア貯蔵材料２ａは、アンモニアで一部分のみ飽和しているかまたは完全にアンモニアがない。
【００１６】
アンモニア貯蔵材料１ａ、２ａは、アンモニアを可逆的に吸着または吸収する。アンモニア吸着材料の非限定的な例には、酸処理した活性炭素材料及びゼオライトがある。アンモニア吸収材料の非限定的な例には、金属アンミン錯体がある。
【００１７】
本発明の具体例の有用性を示す非限定的な例は以下の通りである。例えばアンモニア貯蔵材料で充填された容器を装備した自動車が暖かい環境下にある時（例えば夏に太陽の下に駐車した場合）、受動圧力が増加する。アンモニアが比較的蒸発しやすいような特定のアンモニア貯蔵材料を備えた従来のアンモニア貯蔵及び運搬システムが例えば６０℃に加熱された場合、アンモニア圧力は３ｂａｒ以上に達し得る。この圧力でシステムにリークがあれば、アンモニアは大気に放出されるだろう。また、アンモニア貯蔵及び運搬システムが作動中であった場合、例えば２〜２．５ｂａｒ（絶対値）の適切な供給圧力を形成するために、通常容器が積極的に加熱されていた。自動車が駐車される場合、貯蔵材料の温度は初期には作動温度のままであり、加熱が終了した時でも限られた量のアンモニアしか放出することができない。従って、従来のシステムにおいては、システムが室温（約２５℃）に冷却されるまで、上昇したアンモニア圧力が存続する。外気温が室温より高ければ（例えば４０℃）、圧力は上昇し続けるだろう。システムにリークがあれば、自動車が車庫に駐車してある場合アンモニアが大気中に放出され、特に望ましくない。従って、自動車内の本発明の実施形態によるアンモニア貯蔵及び運搬システムにおいて、システムが故障したときにアンモニアが大気中にリークする可能性を避けるために、所定の圧力閾値を約外気圧または約１ｂａｒに設定するのが望ましいかもしれない。
【００１８】
また、例えば熱制御に欠陥がある場合、作動中の自動車のアンモニア貯蔵及び運搬システムにおける圧力は動作中に不要に高くなり得る。この場合、すなわち自動車が作動している間（すなわちＮＯｘ還元触媒のアンモニアが最も多く必要となる可能性がある間）、リークの可能性またはシステムの損傷を避けるために、所定の圧力閾値を予測される最も高いアンモニア作動圧力（例えば約５ｂａｒ）よりいくらか高く設定するのが望ましいかもしれない。
【００１９】
実施形態によっては、第１及び第２アンモニア貯蔵材料１ａ、２ａは、例えば圧力閾値を超えた時に２つの材料を流体連結させるために開放されるある種のバルブ１２を備え得るパイプ２０によって連結されるユニット、または容器１、２に収容される。
【００２０】
第１容器１（主貯蔵タンク）は通常、断熱層４ｂによって覆われ、より高いアンモニア気圧を有する貯蔵材料１ａからアンモニアを揮発させるための加熱手段３ａを備える。第２容器２（貯蔵チャンバ）は通常、主貯蔵タンク（１）より小さく、任意で加熱手段３ｂを備えてよい。任意で弱断熱層であり得る断熱層４ｂで一部分または全体を覆ってよい。
【００２１】
実施形態によっては、例えば適切なバルブ１２によって流体連結を中断及び再開することができる。流体連結は、例えばアンモニア蒸気圧が十分低下した時に中断され得、アンモニア蒸気圧が再び閾値に達した時に再開され得る。
【００２２】
実施形態によっては、第１及び第２アンモニア貯蔵材料１ａ、２ａは同じ温度である。これは、例えば自動車がしばらく駐車され、第１及び第２アンモニア貯蔵材料が同じ温度にさらされる場合であり得る。
【００２３】
他の実施形態において、第１アンモニア貯蔵材料１ａは、前記第２アンモニア貯蔵材料２ａより高温である。これは、例えば第１アンモニア材料がアンモニアを放出するために加熱された場合またはシステムの作動が停止した直後の場合であり得る。
【００２４】
実施形態によっては、作動中のアンモニア消費ユニットを備えるシステムにおけるアンモニア源として、第１アンモニア材料１ａが使用されている。このようなアンモニア消費ユニット２００または消費装置は、例えば軽油、ガソリン、天然ガス、石炭、水素、もしくは、その他の化石燃料または合成燃料を燃料とした様々な燃焼機関７、またはその他の燃焼工程に見られる、例えば酸素含有排ガスにおける選択接触還元用触媒８であり得るが、これに限定されるものではない。いくつかの実施形態において、ＮＯｘの還元は、燃焼機関７で駆動する自動車、トラック、電車、船、もしくはその他の電動機械、乗り物、または電力発生装置においてなされる。
【００２５】
他の実施形態において、アンモニア消費ユニットはアンモニアを窒素及び水素に分離または分解するための触媒装置であり得る。生成される水素は、例えば電気を発生させる電力ユニットまたは燃料等として使用され得る。アンモニア消費ユニットはさらに、直接アンモニアで作動する燃料電池であり得る。
【００２６】
放出されるアンモニアを消費ユニット２００で消費する場合、アンモニアを放出するためにアンモニア源すなわち第１アンモニア貯蔵材料１ａが加熱され得る。
【００２７】
実施形態によっては、アンモニア消費ユニット２００が停止され、システムの圧力が圧力閾値を超える場合、第１アンモニア貯蔵材料１ａを第２アンモニア貯蔵材料２ａと流体連結する。消費ユニット２００の運転が停止された時、アンモニア放出のために加熱されていた場合、たとえ加熱が既に停止されていたとしても、第１アンモニア貯蔵材料１ａは依然として暖かい可能性がある。この場合、第１アンモニア貯蔵材料１ａはアンモニアを放出し続け、それ以上消費しないため、結果として圧力が上昇するか、または、少なくとも長時間上昇した圧力が維持され、圧力閾値に達し得る。アンモニアで一部分のみ飽和しているかまたは完全にアンモニアがない第２アンモニア貯蔵材料２ａは、第１アンモニア貯蔵材料１ａと流体連結され、アンモニアの平衡圧に達するまでアンモニアを吸着または吸収する。結果としてシステム１００、１００’の圧力は下降する。
【００２８】
実施形態によっては、第２アンモニア貯蔵材料２ａの２５℃におけるアンモニア分圧は、約０．１ｂａｒ以下である。いくつかの実施形態において、第１アンモニア貯蔵材料１ａのアンモニア分圧は、２５℃で約０．１から１．０ｂａｒである。本発明のいくつかの実施形態において、第１アンモニア貯蔵材料１ａの分圧は、アンモニア飽和状態において例えば２５℃で約０．１から１．０ｂａｒであり、所定の温度で飽和状態の例えば２５℃で０．１ｂａｒ以下の圧力を有し得る第２アンモニア貯蔵材料２ａより高い。他の実施形態において、第１及び第２アンモニア貯蔵材料１ａ、２ａは、同じアンモニア飽和状態にある時、同一材料である。その後、第１アンモニア貯蔵材料が、第２アンモニア貯蔵材料より高程度の飽和状態を有することによって、それらのアンモニア蒸気圧間に差が生じる。
【００２９】
実施形態によっては、第１及び第２アンモニア貯蔵材料１ａ、２ａのうち少なくとも一方は、可逆的にアンモニアを吸収及び脱着する。いくつかの実施形態において、アンモニア吸収及び脱着材料１ａ、２ａは金属アンミン錯体である。
【００３０】
いくつかの実施形態において、前記金属アンミン錯体は、一般式Ｍａ（ＮＨ３）ｎＸｚ（ＭはＬｉ、Ｎａ、ＫまたはＣｓ等のアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａ、またはＳｒ等のアルカリ土類金属、及び／またはＶ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、またはＺｎ等の遷移金属、もしくはＮａＡｌ、ＫＡＩ、Ｋ２Ｚｎ、ＣｓＣｕ、またはＫ２Ｆｅ等それらの組み合わせから選択された１つ以上のカチオンであり、Ｘは、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、チオシアン酸塩、硫酸塩、モリブデン酸塩、及びリン酸イオンから選択された１つ以上のアニオンであり、ａは、塩分子あたりのカチオン数であり、ｚは、塩分子あたりのアニオン数であり、ｎは２から１２までの配位数である）で表される金属アンミン錯体から選択される。
【００３１】
いくつかの実施形態において、第１アンモニア吸収及び脱着材料１ａは、Ｓｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２またはＣａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２もしくはそれらの組み合わせである。いくつかの実施形態において、第２アンモニア吸収及び脱着材料２ａは、Ｍｇ（ＮＨ３）６Ｃｌ２、Ｆｅ（ＮＨ３）６Ｃｌ２またはＮｉ（ＮＨ３）６Ｃｌ２もしくはそれらの組み合わせである。
【００３２】
アンモニア飽和したＭｇ（ＮＨ３）６Ｃｌ２、Ｓｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２、及びＣａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２の蒸気圧を以下の表に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
Ｍｇ（ＮＨ３）６Ｃｌ２のアンモニア蒸気圧は、６０℃の場合だけでなく室温でも、Ｓｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２及びＣａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２のどちらよりもずっと低い。
【００３５】
Ｍｇ（ＮＨ３）６Ｃｌ２及び同様の低蒸気圧の材料をアンモニア消費ユニットのアンモニア源として使用すると、例えば強烈な太陽光にさらされた時に高蒸気圧を発生させないため非常に安全であるが、１ｂａｒを超えるアンモニア脱着圧力に達するためには１００℃を超える温度まで加熱しなければならない。これは容器の材料に制限を課す上に、高作動温度は、例えばアンモニアをＮＯｘ還元のために排出ラインに運搬する車に搭載された装置を作動するために、さらに多くの電力を消費する。このようなアンモニア貯蔵材料を備えるユニットは、電気加熱で作動するため、例えば熱効率２０〜４０％を有するエンジンで駆動する発電機によって約１００Ｗの電力が供給される時、余分な燃料消費を伴う。結果として、エンジンの排出に連結されたアンモニア生成ユニットの電力消費の減少は、車、トラック、または別の種類の応用での全般的燃料消費に重大な影響を与えるだろう。
【００３６】
アンモニア消費ユニット用のアンモニア源として使用する場合、Ｓｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２またはＣａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２等の、より揮発性の高い貯蔵材料、すなわちより高いアンモニア蒸気圧を有する貯蔵材料での消費電力はより低くなるが、その使用は、例えば室温から１００℃までの範囲の温度において増加する不要な受動圧力を考慮すると、それほど安全ではないだろう。本実施形態は、比較的高いアンモニア蒸気圧を有する材料を使用する場合に、安全性を大幅に高める。
【００３７】
従って、アンモニア消費ユニットの通常の作動の間、より高い蒸気圧を有する上記金属アンミン錯体がアンモニア源として使用されるであろう。例えば自動車が駐車された時、もしくは車の安全システムが例えば衝突のような事故または火災を検知した時等の場合に起こり得る、アンモニア源材料を含む容器の熱制御の故障、またはアンモニア消費ユニット停止後の所望の圧力より高い圧力等の安全リスクがあると直ぐに、低アンモニア蒸気圧を有するすなわちアンモニアとより強く結合しているＭｇ（ＮＨ３）６Ｃｌ２等の少量のアンモニア貯蔵材料は、部分的にまたは完全にアンモニアがない状態（ＭｇＣｌ２等）において、より高いアンモニア蒸気圧を有する金属アンミン錯体、すなわちアンモニア源材料と流体連結される。超過したアンモニアの少なくとも一部は、ＭｇＣｌ２または同様の材料によって吸収され、その結果システム中の圧力が低下する。従って、図７に示すように、アンモニア消費ユニットの作動停止後に、急速な作動圧力の低下が達成され、例えば車が太陽の下に駐車された時等、アンモニア消費ユニットが暖かい環境にさらされた時に受動加熱によって増加する超過圧力を、図５及び６に示すように避けることができる。本発明の実施形態によって高度の安全性が達成されることが明らかである。
【００３８】
金属塩によるアンモニアの吸収は発熱反応、すなわち吸収熱の発生と関連する。従って、いくつかの実施形態において、第２アンモニア貯蔵材料２ａ、例えばＭｇ（ＮＨ３）６Ｃｌ２またはそのアンモニアがない形態ＭｇＣｌ２もしくは酸処理した活性炭素等の強力な吸着材料は、金属または金属合金等の熱をよく周囲に分散させることができる材料と近接または接触している。この方法では、２つの貯蔵ユニットが流体連結されている時、システムの圧力は周囲の温度及び第２貯蔵材料の低いアンモニア圧力によって制御される。
【００３９】
いくつかの実施形態において、例えば、その吸収容量がシステム中の圧力を著しく減少させる程度にアンモニアを吸収するのに十分でない域を超えてその飽和度が閾値より高い場合、第２貯蔵／運搬ユニット（貯蔵チャンバ２）を加熱することによって第２アンモニア貯蔵材料２ａを加熱するための加熱手段３ｂが備えられている。いくつかの実施形態において、アンモニア消費ユニット２００の作動中にこれを達成することができるため、第２貯蔵材料２ａから放出されるアンモニアを、例えばＮＯｘ還元用触媒８等の消費ユニット２００に通じるライン９に供給することができる。従って、第２アンモニア貯蔵材料２ａをほぼ不飽和状態に維持し続け、必要時にアンモニアを吸収する状態にすることが可能である。
【００４０】
いくつかの実施形態において（図示せず）、必要に応じて、より高いアンモニア圧力を有するアンモニア貯蔵及び運搬材料１ａを含む１つを超える主貯蔵タンク１と、より低いアンモニア圧力を有するアンモニア貯蔵及び運搬材料２ａを含む一般的により小さい１つを超える貯蔵チャンバ２と、２つを超える異なるアンモニア貯蔵材料とが、アンモニア貯蔵及び運搬用装置１００、１００’中に備えられ得る。
【００４１】
例えば、第１貯蔵チャンバ２中の材料は、アンモニアを可逆的に吸着または吸収及び脱着する材料であり得、第２貯蔵チャンバ（吸収ユニット１３）中の材料１３ａは、多量の硫酸で処理された活性炭素等の不可逆的に及び非常に強力にアンモニアを吸着または吸収するアンモニア貯蔵材料であり得る。第２貯蔵チャンバ（吸収ユニット１３）は、任意で断熱層／シェル４ｃで断熱され得るが、システム１００、１００’、１００”におけるアンモニア圧力が何かの理由で安全限界の上限を超える場合における緊急ユニットである場合には当てはまらない。さらに、衝突事故または火災等の異常事象を検知すると、第１貯蔵チャンバ２を追加で作動させ、吸収ユニット１３を急速に作動することができるため、事故の場合にもアンモニアの放出を最小限に抑えることができる。これは、これら実施形態のさらなる安全特性である。
【００４２】
あらゆる上記貯蔵ユニット（１つ以上の主貯蔵タンク１、貯蔵チャンバ２、吸収ユニット１３）は、予定されるアンモニア貯蔵材料の交換を容易にするために、装置またはシステム１００、１００’に着脱可能に取り付けられ得る。
【００４３】
いくつかの実施形態において、緩衝容器５を備える場合があり、前記緩衝容器５は流体連結において少なくとも１つの第１貯蔵／運搬ユニット（主貯蔵タンク１）及び第２貯蔵ユニット（貯蔵チャンバ２）に連結される。前記緩衝容器５は、消費ユニット（消費装置）２００に運搬されるアンモニア圧力をよりよく調節するよう作用し得る。緩衝容器５の上流及び下流には、緩衝容器５に流入する及び排出されるアンモニアを制御するために、そこへ及びそこからのラインに備えられた制御バルブ（１つ（６）のみ図示）が備えられ得る。
【００４４】
図１は、第１貯蔵／運搬ユニットとして作用する主貯蔵タンク１と、第２貯蔵／運搬ユニットとして作用する貯蔵チャンバ２とを備えたアンモニア貯蔵及び運搬用装置１００を示す。主貯蔵タンク１は、室温で０．１から１ｂａｒの範囲の（吸収されたアンモニア）蒸気圧を有する第１アンモニア貯蔵材料１ａを含む。貯蔵チャンバ２は、主貯蔵タンク１における（０．１ｂａｒまでの範囲のより低い蒸気圧で）第１貯蔵材料１ａよりも強力にアンモニアと結合する第２アンモニア貯蔵材料２ａを含む。
【００４５】
主貯蔵タンク１は、断熱層／シェル４ａで囲まれ、貯蔵チャンバ２は、断熱層／シェル４ｂで囲まれている。これらの断熱材／シェル４ａ、４ｂは、ミネラルウール、ロックウール、ＰＵＲ、ＰＩＲ等の適切な断熱材料、またはそれぞれの用途に特定の環境条件（温度、湿度、化学物質への暴露）に適切なその他の断熱材／シェル材料から成り得る。このような断熱層／シェルは、熱伝導率をさらに減少させるために、真空にした多孔性材料で充填してよい。断熱層／シェル４ａ、４ｂは、断熱カバー（図示せず）で保護してよく、適切なシェル材料で形成してもよい。
【００４６】
主貯蔵タンク１及び貯蔵タンク２は、加熱手段３ａと３ｂとを備える。これらの加熱手段３ａ、３ｂは、それぞれ第１及び第２貯蔵材料１ａ、２ａ内に埋め込まれた内部加熱手段として形成され得る（図参照）。これらは、主貯蔵タンク１及び貯蔵チャンバ２のシェルの外側であるが断熱層４ａ及び４ｂの内側に配置されることもできる。適切な加熱手段３ａ、３ｂは、電気抵抗加熱手段または流体加熱手段（熱湯、蒸気、油、排ガス等）であり得、直接電気入力（電力供給）を制御するかまたは間接的に加熱流体ライン（流体供給及び／または温度）の制御バルブ（図示せず）のいずれかによる制御ユニットによって加熱出力を制御する。
【００４７】
アンモニアは、管２０を通じてアンモニア消費装置（図示せず）に供給される。供給は、注入バルブ６によって制御され、装置１００における供給圧力は、圧力センサー１０と、ヒーター３ａを制御する制御ユニット１１とによって検知されることができる。注入バルブ６は、電気的、空気圧、水圧操作可能及び制御可能なあらゆる適切な型であり得る。
【００４８】
所定のアンモニアが必要な工程の間に、注入バルブ６を閉鎖することによってアンモニア供給が停止された場合、貯蔵チャンバ２へのバルブ１２が開放され、貯蔵チャンバ２における第２貯蔵材料２ａが、揮発性の違いのために、それぞれ主タンク１及び第１貯蔵材料１ａからのアンモニアを吸収する。この工程により主貯蔵タンク１内の圧力が１ｂａｒ程度またはそれ以下に維持される。バルブ１２はさらに制御ユニット１１によって制御される。
【００４９】
バルブ６の閉鎖及びバルブ１２の開放は、乗り物の安全監視システムへのリンクによっても実施され得る。例えば車が衝突した場合、加速検知器によって制御されエアバッグが即座に開放される。例えば火災の検知等の安全監視システムからのその他のあらゆる緊急信号と同様に、このこともバルブ６の閉鎖及びバルブ１２の開放への引き金となり得る。
【００５０】
暖かい環境を考慮した別のシステム用途も可能である。主ユニットの通常の安全貯蔵温度は、例えば室温である。システムが例えば６０℃に配置された場合、主貯蔵タンク１及び貯蔵チャンバ２両方のゆっくりとした受動加熱が起こるだろう。さらに主貯蔵タンク１の温度上昇により、第１貯蔵材料１ａ内のアンモニア圧力の上昇が引き起こされる。この圧力上昇は、例えば１ｂａｒを超える等、圧力が高すぎる場合、圧力センサー１０によって検知され、貯蔵チャンバ２へのバルブ１２が開放され、アンモニアは主貯蔵タンク１から貯蔵チャンバ２へと移動する。貯蔵チャンバ２におけるアンモニアの吸収は、温度上昇を引き起こし、生成した熱は断熱材／シェル及び貯蔵チャンバ２の表面を通じて外気へ拡散される。
【００５１】
この工程は、主貯蔵タンク１への熱移動が貯蔵チャンバ２から外への熱移動の最大値以下である限り継続されることができる。言い換えると、結果としてアンモニア脱着となる主貯蔵タンク１における熱（エネルギー）の取り込みは、貯蔵チャンバ２の断熱材／シェル４ｂを通じた放熱によって、貯蔵チャンバ２の断熱材／シェル４ｂを通じて放出されることができなければならない。
【００５２】
主貯蔵タンク１は外表面積Ａ１を備え、断熱材４ａを含む外部シェルは熱移動係数α１によって特定され、貯蔵チャンバ２は外表面積Ａ２を備え、さらに熱移動数α２によって特定される。上記工程を可能にするために、以下の関係が当てはまるべきである。
【００５３】
（１） α２Ａ２＞α１Ａ１
【００５４】
第２貯蔵材料２ａが完全に飽和されない限りこの工程は継続されることができ、以下の例によってさらに説明される。
【００５５】
貯蔵チャンバ２における第２貯蔵材料２ａが飽和された場合、貯蔵チャンバ２の加熱手段３ｂが利用される。加熱することによって、貯蔵チャンバ２におけるアンモニアは、アンモニア吸収工程のバルブ１２及びバルブ６を通じて放出されることができる。貯蔵チャンバ２は、より大きなユニット１を補完するための通常のアンモニア放出の間または高速始動の間に使用されることができる。
【００５６】
従って、吸収されたアンモニアのある部分は、連結されたアンモニア消費工程へと時々放出されるため、貯蔵チャンバ２において常に高いアンモニア吸収容量を有するであろうことを保証することができる。
【００５７】
貯蔵チャンバ２からアンモニアが放出される間、主貯蔵タンク１において逆流を避けるために、チェックバルブ（図示せず）がライン２０内においてバルブ１２と主貯蔵タンク１との間に備えられ得る。第２貯蔵材料２ａにおけるアンモニア圧力が第１貯蔵材料１ａにおけるアンモニア圧力より高く上昇した場合にのみこのようなチェックバルブが必要である。
【００５８】
図２は、図１による装置がアンモニア消費システム２００、特に燃焼エンジン７の排出ライン９と、連結された配置を示す。システムはさらに、主貯蔵タンク１と注入バルブ６との間に緩衝容器５を備える。前記緩衝容器５は、高いが短いピークフローを注入する能力を向上させ、さらにシステムの制御能も向上させ得る。放出されたアンモニアは、排出ライン９から、アンモニアを還元剤としてＮＯｘの選択接触還元が行われる触媒８へと導かれる。図２によるシステムは、自動車のＮＯｘ後処理のための搭載アンモニア貯蔵及び運搬用の発明の実施を示す。
【００５９】
図３は、図２による装置がさらに断熱層／シェル４ｃを有する吸収ユニット１３を備えた配置を示す。前記吸収ユニット１３は、主貯蔵タンク１から制御バルブ１４を介して緩衝容器５へとつながる管２０と連結されている。
【００６０】
本発明の装置の２つの主な特徴は、以下に関する。
ａ）通常の駆動または同様のアンモニア注入作動の間にシステムが適用された後、作動圧力の急速な減少が可能な装置１００、１００’、１００”またはシステム。
ｂ）暖かい環境における受動加熱によって引き起こされる主貯蔵タンク内の圧力増加に伴う問題を回避するシステムまたは装置。
【００６１】
両方の場合、重要な特徴は、搭載アンモニア還元システムを備えた車において、駐車している間にアンモニア圧力が上昇するまたは上昇したことを回避することである。
【００６２】
図４は、第２アンモニア貯蔵材料を含まない断熱された（およそ７ｃｍのロックウールに相当する）従来技術によるアンモニア貯蔵ユニットにおいて、ユニット中の唯一のアンモニア貯蔵材料（Ｃａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２）５ｋｇが初期温度２５℃で、その後４０、６０、８０、１００℃（Ｔｅｘｔ）の外部温度にさらされた場合の温度発生（細い曲線）及び圧力発生（太い曲線）を示す。特に６０、８０、１００℃の場合、貯蔵ユニットは著しい温度上昇（細い曲線）を示し、５時間後には温度は４５から８０℃の間となっている。関連する圧力は太い曲線で示されている。４０℃にさらされたユニットのみが、５時間の過程で１ｂａｒを超える圧力を蓄積しない。８０℃にさらされた貯蔵ユニットは、５時間後にほぼ４．５ｂａｒの圧力に達し、１００℃にさらされたユニットは、８ｂａｒを超える室温の流体アンモニアと同程度に高い圧力に達する。断熱材が無い場合、圧力及び温度上昇はさらに激的となるだろう。
【００６３】
図５は、６０℃（外部温度Ｔｅｘｔ）にさらされた場合の図１及び２によるアンモニア貯蔵装置１００、１００’において、断熱された（およそ７ｃｍのロックウールに相当する）５ｋｇのＣａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２を含む第１貯蔵／運搬ユニット（主貯蔵タンク１）が、５００ｇのＭｇＣｌ２を有するより小さい第２貯蔵／運送ユニット（貯蔵チャンバ２；非断熱）と流体連結される場合の圧力発生（細い曲線）を示す。図５における太い曲線は、第２アンモニア貯蔵材料を含まない同じ従来技術に対応する図４の６０℃での圧力曲線と同一である。この場合、圧力は５時間後に２ｂａｒ超に達する。図１及び２によるシステムでは（細い曲線）、ＭｇＣｌ２による連続的なアンモニア吸収によってアンモニア圧力は低減する。後者の温度は吸収熱によってゆっくりと上昇する。最終的に、システム圧力が大気圧の１／１０の０．１ｂａｒに達する安定状態に到達する。
【００６４】
図６は、装置１００、１００’が８０℃の外部気温にさらされている点以外は図５と同様である。図１及び図２による装置１００、１００’を備えたシステム中の圧力（細い曲線）は、０．２６ｂａｒ以下にとどまるのに対して、第２アンモニア貯蔵材料を含まない従来技術によるユニット（太い曲線）は、５時間後にほぼ４．５ｂａｒの圧力に達する。
【００６５】
図７は、初期温度５５℃及び初期アンモニア圧力２．５ｂａｒ（アンモニアをＮＯｘ還元触媒８のわずかに上流の自動車の排出ライン９へと導入するのに適し得る圧力）を有する従来技術（点線曲線；アンモニア貯蔵材料：Ｃａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２）ならびに図１及び図２（実線曲線；第１アンモニア貯蔵材料１ａ：Ｃａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２；第２アンモニア貯蔵材料２ａ：ＭｇＣｌ２）のユニットを、１時間作動させた後の温度発生（太い実線及び点線曲線）及び圧力発生（細い実線及び点線曲線）を示す。その後作動を停止させ、システムを自然環境に放置する。従来技術のユニットでは、温度（太い点線曲線）及び圧力（細い点線曲線）は非常にゆっくりと下降した。システムが１ｂａｒ以下の圧力に達するまでに、３．５時間以上を要した。図１および図２のシステムでは、圧力（細い実線曲線）は第１貯蔵／運搬ユニット（主貯蔵タンク１）及びそれによる全体システム（太い実践曲線）の急速な温度降下のために、わずか３０分と少し以内で１ｂａｒ以下まで減少した。後者は、発熱アンモニア吸収によって駆動される５ｋｇのＣａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２を含む断熱主タンクから、わずかにまたは全く断熱されず、吸収熱を消散させることができるより小さい第２貯蔵／運搬ユニット（貯蔵チャンバ２）に含まれる５００ｇのＭｇＣｌ２への、吸熱アンモニア脱着の結果である。図７のデータは、２５℃の環境温度に対応する。温度が４０℃であったなら、第２アンモニア貯蔵材料を含まない従来技術のシステム中の圧力は、５時間後には少なくとも１．５ｂａｒとなっただろう。図１及び図２のシステムでは、依然として圧力は一時間以内に１ｂａｒ以下に減少したであろう。
【００６６】
本実施形態では、主タンク１と貯蔵チャンバ２とが流体連結された時、アンモニア貯蔵及び運搬システム内部の圧力は、より高いアンモニア圧力を有する材料１ａを含む第１貯蔵／運搬ユニット（主貯蔵タンク１）のアンモニア圧力と、より低いアンモニア圧力を有する材料２ａを含み、通常はより小さい貯蔵／運搬ユニット（貯蔵チャンバ２）との間のレベルに維持されるであろう。これは、アンモニア源として比較的高いアンモニア圧力を有するアンモニア吸収または吸着及び脱着固体材料を使用するアンモニア貯蔵及び運搬システムの安全性に大きく貢献する。
【００６７】
本方法及びシステムは、ＮＯｘの選択接触還元用の触媒を備えたあらゆる可動性または携帯用システム、燃料電池、アンモニアを窒素及び水素に分けるための触媒を備えたシステム、もしくは揮発性アンモニアの吸収または吸着及び脱着材料の安全な使用を要するその他のアンモニア消費工程との組み合わせにおいて使用され得る。
【００６８】
（実施例）
第１貯蔵／運搬ユニットまたは主貯蔵タンク１は、１０ｋｇのＳｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２を含む。より小さい第２貯蔵／運搬ユニットまたは貯蔵チャンバ２は、５００ｇのＭｇＣｌ２を含む。
【００６９】
最近のエンジンを搭載した通常の乗用車では、１キロメートルの走行あたり約０．２から０．４ｇのＮＯｘを還元しなければならない。質量０．３ｇのＮＯｘは、ＮＯｘ還元のために、０．３ｇ／ｋｍ×１７／３０＝０．１７ｇ ＮＨ３／ｋｇ消費するのに相当すると想定される。これらの仕様を考えると、上記で定義されたシステムは以下を与える。
・主貯蔵タンクに基づく走行範囲は、［１０，０００ｇ Ｓｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２］×［０．４６２ｇ ＮＨ３／ｇ Ｓｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２］／［０．１７ｇ ＮＨ３／ｋｍ］＝２７，２００ｋｍである。
【００７０】
より小さい貯蔵チャンバ２は、０．５１７×５００ｇ／（１−０．５１７）＝５３５ｇ ＮＨ３（完全に飽和したＭｇ（ＮＨ３）６Ｃｌ２におけるアンモニアの質量分率は０．１５７である）吸収することができる。およそ１．２ｇ／ｃｍ３の密度を考慮すると、１０ｋｇの主ユニットの体積はおよそ８リットルである。８リットルタンクの主貯蔵タンク１は、およそ０．３ｍ２の外部領域Ａ１を備える。断熱タンクの熱伝導率α１は、０．２Ｗ／ｍ２であると想定され、容器と周囲との温度差が摂氏８５−２５＝摂氏６０度（またはＫ）である場合、主貯蔵タンクの温度上昇は、以下の通りとなる。
Ｐｈｅａｔ＝０．３ｍ２×０．２Ｗ／Ｋ／ｍ２×（６０Ｋ）＝１２Ｗ
ここで、Ｐｈｅａｔは、ユニット時間（Ｊ／ｓ＝Ｗ）あたりの８リットルユニットへの熱（エネルギー）移動率である。
【００７１】
すべての熱移動がアンモニア脱着をもたらすと想定すると、相当するアンモニア脱着率は、１２Ｗをアンモニア脱着モルエンタルピー（Ｓｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２のエンタルピーはおよそ４２ｋＪ／ｍｏｌＮＨ３）で割ることによって得られる。これにより、略２．９×１０−４ｍｏｌ／ｓｅｃまたは４．９×１０−３ｇＮＨ３／ｓｅｃのアンモニア放出率が得られる。
【００７２】
ＭｇＣｌ２ユニット２は５３５ｇのＮＨ３を吸収することができるため、ここで例示されたシステムは、圧力が著しく上昇することなく、連続的に８５℃の環境に３０．３時間駐車されることができる。
【００７３】
ここで示した場合は、アンモニア放出のためにエネルギーを供給するためだけでなく、８リットルユニットの平均温度を上昇させるための両方に必要な熱移動として考慮することができる。平均温度が例えば２５℃から４５℃へと上昇する場合、アンモニア放出は１２Ｗのより多くの部分を使用するであろうにもかかわらず、１２Ｗの加熱が８リットルユニットの平均温度の上昇しかもたらさない遅延期がある。
【００７４】
さらに、タンクの外部表面温度が上昇し、周囲と貯蔵タンク表面との間の勾配が減少するため、１２Ｗの熱移動率は、時間が経つにつれて減少するかもしれない。
【００７５】
本出願に引用された全ての特許、特許出願、及び刊行物は、参照により全体がここに含まれる。
【符号の説明】
【００７６】
１ 第１容器（主貯蔵タンク）
１ａ 第１アンモニア貯蔵材料
２ 第２容器（貯蔵チャンバ）
２ａ 第２アンモニア貯蔵材料
３ａ、３ｂ 加熱手段
４ａ、４ｂ、４ｃ 断熱層／シェル
５ 緩衝容器
６、１２、１４ 制御バルブ
７ 燃焼機関
８ 選択接触還元用触媒
９ 排出ライン
１０ 圧力センサー
１１ 制御ユニット
１３ 吸収ユニット
１３ａ 材料
２０ 管
１００、１００’、１００” アンモニア貯蔵及び運搬システム／装置
２００、２００’ アンモニア消費システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニアの貯蔵に関し、特にアンモニアの安全な貯蔵及びアンモニアを可逆的に拘束及び放出することができる貯蔵材料からの放出のための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンモニア吸着及び吸収材料は、アンモニアの固体貯蔵媒体として使用されることができ、同様に、例えば自動車車両からのＮＯｘ排出を減少させるための選択接触還元（ＳＲＣ）における還元剤としても使用され得る（例：ＷＯ第９９／０１２０５号参照）。通常、アンモニアは、アンモニアを含む容器の外部（例：ＷＯ第９９／０１２０５号参照）または内部加熱（例：ＷＯ第２００６／０１２９０３号）を利用した熱脱離によって、それらの材料から放出される。多くの応用において、液体アンモニア、アンモニア水溶液または尿素水溶液と比較すると、本アンモニア貯蔵及び運搬方法は、一定の利点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第９９／０１２０５号
【特許文献２】国際公開第２００６／０１２９０３号
【特許文献３】国際公開第２００６／０８１８２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
金属アンミン塩はアンモニアを可逆的に吸収及び脱着することができる材料であり、アンモニアの固体貯蔵媒体として使用することができる。ＷＯ９９／０１２０５では、粒状Ｃａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２またはＳｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２が好ましいアンモニア貯蔵材料として使用されている。ＷＯ２００６／０８１８２４には、アンモニア高貯蔵容量を有する金属アンミン塩形態が記載されている。
【０００５】
通常、アンモニアは熱脱離によって固体貯蔵媒体から放出される。また、固体貯蔵媒体は環境条件によって高温にさらされ得る。特に、閉鎖系において高いアンモニア蒸気圧が生じ得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１側面において、本発明は、第１アンモニア蒸気圧が圧力閾値以上である時、第１アンモニア蒸気圧を有し、アンモニアを可逆的に吸着または吸収及び脱着することができる第１アンモニア貯蔵材料が、アンモニアが一部分のみ飽和しているかまたは完全にない、前記第１アンモニア蒸気圧より低い第２アンモニア蒸気圧を有し、アンモニアを可逆的に吸着または吸収及び脱着することができる第２アンモニア貯蔵材料と流体連結されるようなアンモニアの貯蔵及び運搬方法に関する。
【０００７】
本発明の別の側面によると、流体連結において連結可能であり、アンモニアを可逆的に吸着または吸収及び脱着することができる第１及び第２アンモニア貯蔵材料を含む第１及び第２貯蔵／運搬ユニットを備えたアンモニアの貯蔵及び運搬装置が提供され、第１貯蔵／運搬ユニットにおける第１アンモニア貯蔵材料は第２貯蔵／運搬ユニットにおける第２アンモニア貯蔵材料より高い蒸気圧を有する。
【０００８】
第３側面は、このような装置を備えた自動車のＮｏｘ処理システムである。
【０００９】
その他の特徴は、開示した方法及び製品に固有のものであるか、または以下の実施形態及び添付図面の詳細な説明から当業者に明らかであるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
ここで、本発明の実施形態を一例として及び図面を参照して説明する。
【００１１】
【図１】図１は、より高いアンモニア蒸気圧を有するアンモニア貯蔵材料を含む第１貯蔵／運搬ユニット（主貯蔵タンク）と、主貯蔵タンクより小さく、より低いアンモニア蒸気圧を有し、流体連結において、アンモニアが一部分のみ飽和したまたは完全にない、アンモニア貯蔵材料を含む、第２貯蔵／運搬ユニット（貯蔵チャンバ）と、を備えたアンモニア貯蔵及び運搬装置の実施形態を示す。
【図２】図２は、図１と類似し、エンジンとアンモニアによるＮＯｘの選択接触還元用触媒との間の排出ラインへと通じるアンモニア供給ラインにおける注入バルブと、主タンクと、の間にバッファ容積をさらに備えたアンモニア貯蔵及び運搬装置の別の実施形態を示す。
【図３】図３は、図２と類似し、アンモニアを非常に強力に吸着または吸収する材料を含む吸収ユニットをさらに備えたアンモニア貯蔵及び運搬装置の別の実施形態を示す。
【図４】図４は、第２アンモニア貯蔵材料を含まない従来技術によるアンモニア貯蔵／運搬システムの温度（細い線）及び圧力（太い線）発生を示す。前記アンモニア貯蔵材料は、当初２５℃の温度であり、その後４０、６０、８０、１００℃の温度にさらされる。
【図５】図５は、より高いアンモニア蒸気圧を有する第１アンモニア貯蔵材料と、アンモニアが完全にないまたはアンモニアで一部分のみ飽和されたＭｇＣｌ２であり、より低いアンモニア蒸気圧を有する第２アンモニア貯蔵材料と、を組み合わせて使用した図１または２（細い線）によるアンモニア貯蔵／運搬システムの圧力発生を示す。システムは当初２５℃の温度であり、その後６０℃の温度にさらされる。従来技術によるシステムを比較のために示す（太い線）。
【図６】図６は、８０℃の温度にさらされたときの図５のシステムの圧力発生を示す。
【図７】図７は、５５℃、及び２５℃の外気温において２．５ｂａｒの圧力から冷却したときの、第２貯蔵材料を含まない従来技術のシステム（細い点線）、図１または２のシステム（細い実線）の温度発生、及び第２貯蔵材料を含まない従来技術のシステム（太い点線）、図１または２のシステム（細い実線）の圧力発生を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本実施形態は、吸着または吸収及び脱着によりアンモニアを可逆的に拘束及び放出可能であり、装置１００、１００’、１００”またはシステムにおいて異なるアンモニアの圧力を有しアンモニア蒸気圧を積極的に低下させることができる少なくとも２つの貯蔵材料１ａ、２ａを使用する方法及び装置１００、１００’、１００”と、または、圧力が閾値レベルを超えて上昇する場合に、２つの材料１ａ、２ａを流体連結させることによりそこでの圧力が閾値レベルを超える場合に、システムからアンモニアを吸収するためにより低いアンモニア蒸気圧を有する材料２ａを使用するシステムと関連する。
【００１３】
２つの材料１ａ、２ａは、流体連結される前に、例えばゲートまたはゲートバルブによって分離された１つの容器（図示せず）に収容してよく、また、流体連結において連結することができる別々の容器１、２に収容してもよい（図１、２、３）。
【００１４】
アンモニアの気圧の圧力閾値は、システムの構成、配置、動作要件により変化する。自動車等の移動ユニットにおけるアンモニア貯蔵及び運搬システム／装置１００、１００’、１００”における、システムを第２アンモニア貯蔵材料と流体連結するための圧力閾値は、堅固な壁がシステムを画定することができる固定ユニットと異なるのが望ましい。発電所における望ましい圧力閾値は、比較的軽く薄い壁の移動ユニットより相当高くなり得る。
【００１５】
第１アンモニア貯蔵材料１ａは、第２アンモニア貯蔵材料２ａより高いアンモニア蒸気圧を有する。両貯蔵材料は、アンモニアを可逆的に吸着または吸収及び脱着する。さらに、所定の圧力閾値に達した後に第１貯蔵材料１ａから放出されたアンモニアを吸着または吸収するために使用される時、第２アンモニア貯蔵材料２ａは、アンモニアで一部分のみ飽和しているかまたは完全にアンモニアがない。
【００１６】
アンモニア貯蔵材料１ａ、２ａは、アンモニアを可逆的に吸着または吸収する。アンモニア吸着材料の非限定的な例には、酸処理した活性炭素材料及びゼオライトがある。アンモニア吸収材料の非限定的な例には、金属アンミン錯体がある。
【００１７】
本発明の具体例の有用性を示す非限定的な例は以下の通りである。例えばアンモニア貯蔵材料で充填された容器を装備した自動車が暖かい環境下にある時（例えば夏に太陽の下に駐車した場合）、受動圧力が増加する。アンモニアが比較的蒸発しやすいような特定のアンモニア貯蔵材料を備えた従来のアンモニア貯蔵及び運搬システムが例えば６０℃に加熱された場合、アンモニア圧力は３ｂａｒ以上に達し得る。この圧力でシステムにリークがあれば、アンモニアは大気に放出されるだろう。また、アンモニア貯蔵及び運搬システムが作動中であった場合、例えば２〜２．５ｂａｒ（絶対値）の適切な供給圧力を形成するために、通常容器が積極的に加熱されていた。自動車が駐車される場合、貯蔵材料の温度は初期には作動温度のままであり、加熱が終了した時でも限られた量のアンモニアしか放出することができない。従って、従来のシステムにおいては、システムが室温（約２５℃）に冷却されるまで、上昇したアンモニア圧力が存続する。外気温が室温より高ければ（例えば４０℃）、圧力は上昇し続けるだろう。システムにリークがあれば、自動車が車庫に駐車してある場合アンモニアが大気中に放出され、特に望ましくない。従って、自動車内の本発明の実施形態によるアンモニア貯蔵及び運搬システムにおいて、システムが故障したときにアンモニアが大気中にリークする可能性を避けるために、所定の圧力閾値を約外気圧または約１ｂａｒに設定するのが望ましいかもしれない。
【００１８】
また、例えば熱制御に欠陥がある場合、作動中の自動車のアンモニア貯蔵及び運搬システムにおける圧力は動作中に不要に高くなり得る。この場合、すなわち自動車が作動している間（すなわちＮＯｘ還元触媒のアンモニアが最も多く必要となる可能性がある間）、リークの可能性またはシステムの損傷を避けるために、所定の圧力閾値を予測される最も高いアンモニア作動圧力（例えば約５ｂａｒ）よりいくらか高く設定するのが望ましいかもしれない。
【００１９】
実施形態によっては、第１及び第２アンモニア貯蔵材料１ａ、２ａは、例えば圧力閾値を超えた時に２つの材料を流体連結させるために開放されるある種のバルブ１２を備え得るパイプ２０によって連結されるユニット、または容器１、２に収容される。
【００２０】
第１容器１（主貯蔵タンク）は通常、断熱層４ｂによって覆われ、より高いアンモニア気圧を有する貯蔵材料１ａからアンモニアを揮発させるための加熱手段３ａを備える。第２容器２（貯蔵チャンバ）は通常、主貯蔵タンク（１）より小さく、任意で加熱手段３ｂを備えてよい。任意で弱断熱層であり得る断熱層４ｂで一部分または全体を覆ってよい。
【００２１】
実施形態によっては、例えば適切なバルブ１２によって流体連結を中断及び再開することができる。流体連結は、例えばアンモニア蒸気圧が十分低下した時に中断され得、アンモニア蒸気圧が再び閾値に達した時に再開され得る。
【００２２】
実施形態によっては、第１及び第２アンモニア貯蔵材料１ａ、２ａは同じ温度である。これは、例えば自動車がしばらく駐車され、第１及び第２アンモニア貯蔵材料が同じ温度にさらされる場合であり得る。
【００２３】
他の実施形態において、第１アンモニア貯蔵材料１ａは、前記第２アンモニア貯蔵材料２ａより高温である。これは、例えば第１アンモニア材料がアンモニアを放出するために加熱された場合またはシステムの作動が停止した直後の場合であり得る。
【００２４】
実施形態によっては、作動中のアンモニア消費ユニットを備えるシステムにおけるアンモニア源として、第１アンモニア材料１ａが使用されている。このようなアンモニア消費ユニット２００または消費装置は、例えば軽油、ガソリン、天然ガス、石炭、水素、もしくは、その他の化石燃料または合成燃料を燃料とした様々な燃焼機関７、またはその他の燃焼工程に見られる、例えば酸素含有排ガスにおける選択接触還元用触媒８であり得るが、これに限定されるものではない。いくつかの実施形態において、ＮＯｘの還元は、燃焼機関７で駆動する自動車、トラック、電車、船、もしくはその他の電動機械、乗り物、または電力発生装置においてなされる。
【００２５】
他の実施形態において、アンモニア消費ユニットはアンモニアを窒素及び水素に分離または分解するための触媒装置であり得る。生成される水素は、例えば電気を発生させる電力ユニットまたは燃料等として使用され得る。アンモニア消費ユニットはさらに、直接アンモニアで作動する燃料電池であり得る。
【００２６】
放出されるアンモニアを消費ユニット２００で消費する場合、アンモニアを放出するためにアンモニア源すなわち第１アンモニア貯蔵材料１ａが加熱され得る。
【００２７】
実施形態によっては、アンモニア消費ユニット２００が停止され、システムの圧力が圧力閾値を超える場合、第１アンモニア貯蔵材料１ａを第２アンモニア貯蔵材料２ａと流体連結する。消費ユニット２００の運転が停止された時、アンモニア放出のために加熱されていた場合、たとえ加熱が既に停止されていたとしても、第１アンモニア貯蔵材料１ａは依然として暖かい可能性がある。この場合、第１アンモニア貯蔵材料１ａはアンモニアを放出し続け、それ以上消費しないため、結果として圧力が上昇するか、または、少なくとも長時間上昇した圧力が維持され、圧力閾値に達し得る。アンモニアで一部分のみ飽和しているかまたは完全にアンモニアがない第２アンモニア貯蔵材料２ａは、第１アンモニア貯蔵材料１ａと流体連結され、アンモニアの平衡圧に達するまでアンモニアを吸着または吸収する。結果としてシステム１００、１００’の圧力は下降する。
【００２８】
実施形態によっては、第２アンモニア貯蔵材料２ａの２５℃におけるアンモニア分圧は、約０．１ｂａｒ以下である。いくつかの実施形態において、第１アンモニア貯蔵材料１ａのアンモニア分圧は、２５℃で約０．１から１．０ｂａｒである。本発明のいくつかの実施形態において、第１アンモニア貯蔵材料１ａの分圧は、アンモニア飽和状態において例えば２５℃で約０．１から１．０ｂａｒであり、所定の温度で飽和状態の例えば２５℃で０．１ｂａｒ以下の圧力を有し得る第２アンモニア貯蔵材料２ａより高い。他の実施形態において、第１及び第２アンモニア貯蔵材料１ａ、２ａは、同じアンモニア飽和状態にある時、同一材料である。その後、第１アンモニア貯蔵材料が、第２アンモニア貯蔵材料より高程度の飽和状態を有することによって、それらのアンモニア蒸気圧間に差が生じる。
【００２９】
実施形態によっては、第１及び第２アンモニア貯蔵材料１ａ、２ａのうち少なくとも一方は、可逆的にアンモニアを吸収及び脱着する。いくつかの実施形態において、アンモニア吸収及び脱着材料１ａ、２ａは金属アンミン錯体である。
【００３０】
いくつかの実施形態において、前記金属アンミン錯体は、一般式Ｍａ（ＮＨ３）ｎＸｚ（ＭはＬｉ、Ｎａ、ＫまたはＣｓ等のアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａ、またはＳｒ等のアルカリ土類金属、及び／またはＶ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、またはＺｎ等の遷移金属、もしくはＮａＡｌ、ＫＡＩ、Ｋ２Ｚｎ、ＣｓＣｕ、またはＫ２Ｆｅ等それらの組み合わせから選択された１つ以上のカチオンであり、Ｘは、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、チオシアン酸塩、硫酸塩、モリブデン酸塩、及びリン酸イオンから選択された１つ以上のアニオンであり、ａは、塩分子あたりのカチオン数であり、ｚは、塩分子あたりのアニオン数であり、ｎは２から１２までの配位数である）で表される金属アンミン錯体から選択される。
【００３１】
いくつかの実施形態において、第１アンモニア吸収及び脱着材料１ａは、Ｓｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２またはＣａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２もしくはそれらの組み合わせである。いくつかの実施形態において、第２アンモニア吸収及び脱着材料２ａは、Ｍｇ（ＮＨ３）６Ｃｌ２、Ｆｅ（ＮＨ３）６Ｃｌ２またはＮｉ（ＮＨ３）６Ｃｌ２もしくはそれらの組み合わせである。
【００３２】
アンモニア飽和したＭｇ（ＮＨ３）６Ｃｌ２、Ｓｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２、及びＣａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２の蒸気圧を以下の表に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
Ｍｇ（ＮＨ３）６Ｃｌ２のアンモニア蒸気圧は、６０℃の場合だけでなく室温でも、Ｓｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２及びＣａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２のどちらよりもずっと低い。
【００３５】
Ｍｇ（ＮＨ３）６Ｃｌ２及び同様の低蒸気圧の材料をアンモニア消費ユニットのアンモニア源として使用すると、例えば強烈な太陽光にさらされた時に高蒸気圧を発生させないため非常に安全であるが、１ｂａｒを超えるアンモニア脱着圧力に達するためには１００℃を超える温度まで加熱しなければならない。これは容器の材料に制限を課す上に、高作動温度は、例えばアンモニアをＮＯｘ還元のために排出ラインに運搬する車に搭載された装置を作動するために、さらに多くの電力を消費する。このようなアンモニア貯蔵材料を備えるユニットは、電気加熱で作動するため、例えば熱効率２０〜４０％を有するエンジンで駆動する発電機によって約１００Ｗの電力が供給される時、余分な燃料消費を伴う。結果として、エンジンの排出に連結されたアンモニア生成ユニットの電力消費の減少は、車、トラック、または別の種類の応用での全般的燃料消費に重大な影響を与えるだろう。
【００３６】
アンモニア消費ユニット用のアンモニア源として使用する場合、Ｓｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２またはＣａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２等の、より揮発性の高い貯蔵材料、すなわちより高いアンモニア蒸気圧を有する貯蔵材料での消費電力はより低くなるが、その使用は、例えば室温から１００℃までの範囲の温度において増加する不要な受動圧力を考慮すると、それほど安全ではないだろう。本実施形態は、比較的高いアンモニア蒸気圧を有する材料を使用する場合に、安全性を大幅に高める。
【００３７】
従って、アンモニア消費ユニットの通常の作動の間、より高い蒸気圧を有する上記金属アンミン錯体がアンモニア源として使用されるであろう。例えば自動車が駐車された時、もしくは車の安全システムが例えば衝突のような事故または火災を検知した時等の場合に起こり得る、アンモニア源材料を含む容器の熱制御の故障、またはアンモニア消費ユニット停止後の所望の圧力より高い圧力等の安全リスクがあると直ぐに、低アンモニア蒸気圧を有するすなわちアンモニアとより強く結合しているＭｇ（ＮＨ３）６Ｃｌ２等の少量のアンモニア貯蔵材料は、部分的にまたは完全にアンモニアがない状態（ＭｇＣｌ２等）において、より高いアンモニア蒸気圧を有する金属アンミン錯体、すなわちアンモニア源材料と流体連結される。超過したアンモニアの少なくとも一部は、ＭｇＣｌ２または同様の材料によって吸収され、その結果システム中の圧力が低下する。従って、図７に示すように、アンモニア消費ユニットの作動停止後に、急速な作動圧力の低下が達成され、例えば車が太陽の下に駐車された時等、アンモニア消費ユニットが暖かい環境にさらされた時に受動加熱によって増加する超過圧力を、図５及び６に示すように避けることができる。本発明の実施形態によって高度の安全性が達成されることが明らかである。
【００３８】
金属塩によるアンモニアの吸収は発熱反応、すなわち吸収熱の発生と関連する。従って、いくつかの実施形態において、第２アンモニア貯蔵材料２ａ、例えばＭｇ（ＮＨ３）６Ｃｌ２またはそのアンモニアがない形態ＭｇＣｌ２もしくは酸処理した活性炭素等の強力な吸着材料は、金属または金属合金等の熱をよく周囲に分散させることができる材料と近接または接触している。この方法では、２つの貯蔵ユニットが流体連結されている時、システムの圧力は周囲の温度及び第２貯蔵材料の低いアンモニア圧力によって制御される。
【００３９】
いくつかの実施形態において、例えば、その吸収容量がシステム中の圧力を著しく減少させる程度にアンモニアを吸収するのに十分でない域を超えてその飽和度が閾値より高い場合、第２貯蔵／運搬ユニット（貯蔵チャンバ２）を加熱することによって第２アンモニア貯蔵材料２ａを加熱するための加熱手段３ｂが備えられている。いくつかの実施形態において、アンモニア消費ユニット２００の作動中にこれを達成することができるため、第２貯蔵材料２ａから放出されるアンモニアを、例えばＮＯｘ還元用触媒８等の消費ユニット２００に通じるライン９に供給することができる。従って、第２アンモニア貯蔵材料２ａをほぼ不飽和状態に維持し続け、必要時にアンモニアを吸収する状態にすることが可能である。
【００４０】
いくつかの実施形態において（図示せず）、必要に応じて、より高いアンモニア圧力を有するアンモニア貯蔵及び運搬材料１ａを含む１つを超える主貯蔵タンク１と、より低いアンモニア圧力を有するアンモニア貯蔵及び運搬材料２ａを含む一般的により小さい１つを超える貯蔵チャンバ２と、２つを超える異なるアンモニア貯蔵材料とが、アンモニア貯蔵及び運搬用装置１００、１００’中に備えられ得る。
【００４１】
例えば、第１貯蔵チャンバ２中の材料は、アンモニアを可逆的に吸着または吸収及び脱着する材料であり得、第２貯蔵チャンバ（吸収ユニット１３）中の材料１３ａは、多量の硫酸で処理された活性炭素等の不可逆的に及び非常に強力にアンモニアを吸着または吸収するアンモニア貯蔵材料であり得る。第２貯蔵チャンバ（吸収ユニット１３）は、任意で断熱層／シェル４ｃで断熱され得るが、システム１００、１００’、１００”におけるアンモニア圧力が何かの理由で安全限界の上限を超える場合における緊急ユニットである場合には当てはまらない。さらに、衝突事故または火災等の異常事象を検知すると、第１貯蔵チャンバ２を追加で作動させ、吸収ユニット１３を急速に作動することができるため、事故の場合にもアンモニアの放出を最小限に抑えることができる。これは、これら実施形態のさらなる安全特性である。
【００４２】
あらゆる上記貯蔵ユニット（１つ以上の主貯蔵タンク１、貯蔵チャンバ２、吸収ユニット１３）は、予定されるアンモニア貯蔵材料の交換を容易にするために、装置またはシステム１００、１００’に着脱可能に取り付けられ得る。
【００４３】
いくつかの実施形態において、緩衝容器５を備える場合があり、前記緩衝容器５は流体連結において少なくとも１つの第１貯蔵／運搬ユニット（主貯蔵タンク１）及び第２貯蔵ユニット（貯蔵チャンバ２）に連結される。前記緩衝容器５は、消費ユニット（消費装置）２００に運搬されるアンモニア圧力をよりよく調節するよう作用し得る。緩衝容器５の上流及び下流には、緩衝容器５に流入する及び排出されるアンモニアを制御するために、そこへ及びそこからのラインに備えられた制御バルブ（１つ（６）のみ図示）が備えられ得る。
【００４４】
図１は、第１貯蔵／運搬ユニットとして作用する主貯蔵タンク１と、第２貯蔵／運搬ユニットとして作用する貯蔵チャンバ２とを備えたアンモニア貯蔵及び運搬用装置１００を示す。主貯蔵タンク１は、室温で０．１から１ｂａｒの範囲の（吸収されたアンモニア）蒸気圧を有する第１アンモニア貯蔵材料１ａを含む。貯蔵チャンバ２は、主貯蔵タンク１における（０．１ｂａｒまでの範囲のより低い蒸気圧で）第１貯蔵材料１ａよりも強力にアンモニアと結合する第２アンモニア貯蔵材料２ａを含む。
【００４５】
主貯蔵タンク１は、断熱層／シェル４ａで囲まれ、貯蔵チャンバ２は、断熱層／シェル４ｂで囲まれている。これらの断熱材／シェル４ａ、４ｂは、ミネラルウール、ロックウール、ＰＵＲ、ＰＩＲ等の適切な断熱材料、またはそれぞれの用途に特定の環境条件（温度、湿度、化学物質への暴露）に適切なその他の断熱材／シェル材料から成り得る。このような断熱層／シェルは、熱伝導率をさらに減少させるために、真空にした多孔性材料で充填してよい。断熱層／シェル４ａ、４ｂは、断熱カバー（図示せず）で保護してよく、適切なシェル材料で形成してもよい。
【００４６】
主貯蔵タンク１及び貯蔵タンク２は、加熱手段３ａと３ｂとを備える。これらの加熱手段３ａ、３ｂは、それぞれ第１及び第２貯蔵材料１ａ、２ａ内に埋め込まれた内部加熱手段として形成され得る（図参照）。これらは、主貯蔵タンク１及び貯蔵チャンバ２のシェルの外側であるが断熱層４ａ及び４ｂの内側に配置されることもできる。適切な加熱手段３ａ、３ｂは、電気抵抗加熱手段または流体加熱手段（熱湯、蒸気、油、排ガス等）であり得、直接電気入力（電力供給）を制御するかまたは間接的に加熱流体ライン（流体供給及び／または温度）の制御バルブ（図示せず）のいずれかによる制御ユニットによって加熱出力を制御する。
【００４７】
アンモニアは、管２０を通じてアンモニア消費装置（図示せず）に供給される。供給は、注入バルブ６によって制御され、装置１００における供給圧力は、圧力センサー１０と、ヒーター３ａを制御する制御ユニット１１とによって検知されることができる。注入バルブ６は、電気的、空気圧、水圧操作可能及び制御可能なあらゆる適切な型であり得る。
【００４８】
所定のアンモニアが必要な工程の間に、注入バルブ６を閉鎖することによってアンモニア供給が停止された場合、貯蔵チャンバ２へのバルブ１２が開放され、貯蔵チャンバ２における第２貯蔵材料２ａが、揮発性の違いのために、それぞれ主タンク１及び第１貯蔵材料１ａからのアンモニアを吸収する。この工程により主貯蔵タンク１内の圧力が１ｂａｒ程度またはそれ以下に維持される。バルブ１２はさらに制御ユニット１１によって制御される。
【００４９】
バルブ６の閉鎖及びバルブ１２の開放は、乗り物の安全監視システムへのリンクによっても実施され得る。例えば車が衝突した場合、加速検知器によって制御されエアバッグが即座に開放される。例えば火災の検知等の安全監視システムからのその他のあらゆる緊急信号と同様に、このこともバルブ６の閉鎖及びバルブ１２の開放への引き金となり得る。
【００５０】
暖かい環境を考慮した別のシステム用途も可能である。主ユニットの通常の安全貯蔵温度は、例えば室温である。システムが例えば６０℃に配置された場合、主貯蔵タンク１及び貯蔵チャンバ２両方のゆっくりとした受動加熱が起こるだろう。さらに主貯蔵タンク１の温度上昇により、第１貯蔵材料１ａ内のアンモニア圧力の上昇が引き起こされる。この圧力上昇は、例えば１ｂａｒを超える等、圧力が高すぎる場合、圧力センサー１０によって検知され、貯蔵チャンバ２へのバルブ１２が開放され、アンモニアは主貯蔵タンク１から貯蔵チャンバ２へと移動する。貯蔵チャンバ２におけるアンモニアの吸収は、温度上昇を引き起こし、生成した熱は断熱材／シェル及び貯蔵チャンバ２の表面を通じて外気へ拡散される。
【００５１】
この工程は、主貯蔵タンク１への熱移動が貯蔵チャンバ２から外への熱移動の最大値以下である限り継続されることができる。言い換えると、結果としてアンモニア脱着となる主貯蔵タンク１における熱（エネルギー）の取り込みは、貯蔵チャンバ２の断熱材／シェル４ｂを通じた放熱によって、貯蔵チャンバ２の断熱材／シェル４ｂを通じて放出されることができなければならない。
【００５２】
主貯蔵タンク１は外表面積Ａ１を備え、断熱材４ａを含む外部シェルは熱移動係数α１によって特定され、貯蔵チャンバ２は外表面積Ａ２を備え、さらに熱移動数α２によって特定される。上記工程を可能にするために、以下の関係が当てはまるべきである。
【００５３】
（１） α２Ａ２＞α１Ａ１
【００５４】
第２貯蔵材料２ａが完全に飽和されない限りこの工程は継続されることができ、以下の例によってさらに説明される。
【００５５】
貯蔵チャンバ２における第２貯蔵材料２ａが飽和された場合、貯蔵チャンバ２の加熱手段３ｂが利用される。加熱することによって、貯蔵チャンバ２におけるアンモニアは、アンモニア吸収工程のバルブ１２及びバルブ６を通じて放出されることができる。貯蔵チャンバ２は、より大きなユニット１を補完するための通常のアンモニア放出の間または高速始動の間に使用されることができる。
【００５６】
従って、吸収されたアンモニアのある部分は、連結されたアンモニア消費工程へと時々放出されるため、貯蔵チャンバ２において常に高いアンモニア吸収容量を有するであろうことを保証することができる。
【００５７】
貯蔵チャンバ２からアンモニアが放出される間、主貯蔵タンク１において逆流を避けるために、チェックバルブ（図示せず）がライン２０内においてバルブ１２と主貯蔵タンク１との間に備えられ得る。第２貯蔵材料２ａにおけるアンモニア圧力が第１貯蔵材料１ａにおけるアンモニア圧力より高く上昇した場合にのみこのようなチェックバルブが必要である。
【００５８】
図２は、図１による装置がアンモニア消費システム２００、特に燃焼エンジン７の排出ライン９と、連結された配置を示す。システムはさらに、主貯蔵タンク１と注入バルブ６との間に緩衝容器５を備える。前記緩衝容器５は、高いが短いピークフローを注入する能力を向上させ、さらにシステムの制御能も向上させ得る。放出されたアンモニアは、排出ライン９から、アンモニアを還元剤としてＮＯｘの選択接触還元が行われる触媒８へと導かれる。図２によるシステムは、自動車のＮＯｘ後処理のための搭載アンモニア貯蔵及び運搬用の発明の実施を示す。
【００５９】
図３は、図２による装置がさらに断熱層／シェル４ｃを有する吸収ユニット１３を備えた配置を示す。前記吸収ユニット１３は、主貯蔵タンク１から制御バルブ１４を介して緩衝容器５へとつながる管２０と連結されている。
【００６０】
本発明の装置の２つの主な特徴は、以下に関する。
ａ）通常の駆動または同様のアンモニア注入作動の間にシステムが適用された後、作動圧力の急速な減少が可能な装置１００、１００’、１００”またはシステム。
ｂ）暖かい環境における受動加熱によって引き起こされる主貯蔵タンク内の圧力増加に伴う問題を回避するシステムまたは装置。
【００６１】
両方の場合、重要な特徴は、搭載アンモニア還元システムを備えた車において、駐車している間にアンモニア圧力が上昇するまたは上昇したことを回避することである。
【００６２】
図４は、第２アンモニア貯蔵材料を含まない断熱された（およそ７ｃｍのロックウールに相当する）従来技術によるアンモニア貯蔵ユニットにおいて、ユニット中の唯一のアンモニア貯蔵材料（Ｃａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２）５ｋｇが初期温度２５℃で、その後４０、６０、８０、１００℃（Ｔｅｘｔ）の外部温度にさらされた場合の温度発生（細い曲線）及び圧力発生（太い曲線）を示す。特に６０、８０、１００℃の場合、貯蔵ユニットは著しい温度上昇（細い曲線）を示し、５時間後には温度は４５から８０℃の間となっている。関連する圧力は太い曲線で示されている。４０℃にさらされたユニットのみが、５時間の過程で１ｂａｒを超える圧力を蓄積しない。８０℃にさらされた貯蔵ユニットは、５時間後にほぼ４．５ｂａｒの圧力に達し、１００℃にさらされたユニットは、８ｂａｒを超える室温の流体アンモニアと同程度に高い圧力に達する。断熱材が無い場合、圧力及び温度上昇はさらに激的となるだろう。
【００６３】
図５は、６０℃（外部温度Ｔｅｘｔ）にさらされた場合の図１及び２によるアンモニア貯蔵装置１００、１００’において、断熱された（およそ７ｃｍのロックウールに相当する）５ｋｇのＣａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２を含む第１貯蔵／運搬ユニット（主貯蔵タンク１）が、５００ｇのＭｇＣｌ２を有するより小さい第２貯蔵／運送ユニット（貯蔵チャンバ２；非断熱）と流体連結される場合の圧力発生（細い曲線）を示す。図５における太い曲線は、第２アンモニア貯蔵材料を含まない同じ従来技術に対応する図４の６０℃での圧力曲線と同一である。この場合、圧力は５時間後に２ｂａｒ超に達する。図１及び２によるシステムでは（細い曲線）、ＭｇＣｌ２による連続的なアンモニア吸収によってアンモニア圧力は低減する。後者の温度は吸収熱によってゆっくりと上昇する。最終的に、システム圧力が大気圧の１／１０の０．１ｂａｒに達する安定状態に到達する。
【００６４】
図６は、装置１００、１００’が８０℃の外部気温にさらされている点以外は図５と同様である。図１及び図２による装置１００、１００’を備えたシステム中の圧力（細い曲線）は、０．２６ｂａｒ以下にとどまるのに対して、第２アンモニア貯蔵材料を含まない従来技術によるユニット（太い曲線）は、５時間後にほぼ４．５ｂａｒの圧力に達する。
【００６５】
図７は、初期温度５５℃及び初期アンモニア圧力２．５ｂａｒ（アンモニアをＮＯｘ還元触媒８のわずかに上流の自動車の排出ライン９へと導入するのに適し得る圧力）を有する従来技術（点線曲線；アンモニア貯蔵材料：Ｃａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２）ならびに図１及び図２（実線曲線；第１アンモニア貯蔵材料１ａ：Ｃａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２；第２アンモニア貯蔵材料２ａ：ＭｇＣｌ２）のユニットを、１時間作動させた後の温度発生（太い実線及び点線曲線）及び圧力発生（細い実線及び点線曲線）を示す。その後作動を停止させ、システムを自然環境に放置する。従来技術のユニットでは、温度（太い点線曲線）及び圧力（細い点線曲線）は非常にゆっくりと下降した。システムが１ｂａｒ以下の圧力に達するまでに、３．５時間以上を要した。図１および図２のシステムでは、圧力（細い実線曲線）は第１貯蔵／運搬ユニット（主貯蔵タンク１）及びそれによる全体システム（太い実践曲線）の急速な温度降下のために、わずか３０分と少し以内で１ｂａｒ以下まで減少した。後者は、発熱アンモニア吸収によって駆動される５ｋｇのＣａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２を含む断熱主タンクから、わずかにまたは全く断熱されず、吸収熱を消散させることができるより小さい第２貯蔵／運搬ユニット（貯蔵チャンバ２）に含まれる５００ｇのＭｇＣｌ２への、吸熱アンモニア脱着の結果である。図７のデータは、２５℃の環境温度に対応する。温度が４０℃であったなら、第２アンモニア貯蔵材料を含まない従来技術のシステム中の圧力は、５時間後には少なくとも１．５ｂａｒとなっただろう。図１及び図２のシステムでは、依然として圧力は一時間以内に１ｂａｒ以下に減少したであろう。
【００６６】
本実施形態では、主タンク１と貯蔵チャンバ２とが流体連結された時、アンモニア貯蔵及び運搬システム内部の圧力は、より高いアンモニア圧力を有する材料１ａを含む第１貯蔵／運搬ユニット（主貯蔵タンク１）のアンモニア圧力と、より低いアンモニア圧力を有する材料２ａを含み、通常はより小さい貯蔵／運搬ユニット（貯蔵チャンバ２）との間のレベルに維持されるであろう。これは、アンモニア源として比較的高いアンモニア圧力を有するアンモニア吸収または吸着及び脱着固体材料を使用するアンモニア貯蔵及び運搬システムの安全性に大きく貢献する。
【００６７】
本方法及びシステムは、ＮＯｘの選択接触還元用の触媒を備えたあらゆる可動性または携帯用システム、燃料電池、アンモニアを窒素及び水素に分けるための触媒を備えたシステム、もしくは揮発性アンモニアの吸収または吸着及び脱着材料の安全な使用を要するその他のアンモニア消費工程との組み合わせにおいて使用され得る。
【００６８】
（実施例）
第１貯蔵／運搬ユニットまたは主貯蔵タンク１は、１０ｋｇのＳｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２を含む。より小さい第２貯蔵／運搬ユニットまたは貯蔵チャンバ２は、５００ｇのＭｇＣｌ２を含む。
【００６９】
最近のエンジンを搭載した通常の乗用車では、１キロメートルの走行あたり約０．２から０．４ｇのＮＯｘを還元しなければならない。質量０．３ｇのＮＯｘは、ＮＯｘ還元のために、０．３ｇ／ｋｍ×１７／３０＝０．１７ｇ ＮＨ３／ｋｇ消費するのに相当すると想定される。これらの仕様を考えると、上記で定義されたシステムは以下を与える。
・主貯蔵タンクに基づく走行範囲は、［１０，０００ｇ Ｓｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２］×［０．４６２ｇ ＮＨ３／ｇ Ｓｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２］／［０．１７ｇ ＮＨ３／ｋｍ］＝２７，２００ｋｍである。
【００７０】
より小さい貯蔵チャンバ２は、０．５１７×５００ｇ／（１−０．５１７）＝５３５ｇ ＮＨ３（完全に飽和したＭｇ（ＮＨ３）６Ｃｌ２におけるアンモニアの質量分率は０．１５７である）吸収することができる。およそ１．２ｇ／ｃｍ３の密度を考慮すると、１０ｋｇの主ユニットの体積はおよそ８リットルである。８リットルタンクの主貯蔵タンク１は、およそ０．３ｍ２の外部領域Ａ１を備える。断熱タンクの熱伝導率α１は、０．２Ｗ／ｍ２であると想定され、容器と周囲との温度差が摂氏８５−２５＝摂氏６０度（またはＫ）である場合、主貯蔵タンクの温度上昇は、以下の通りとなる。
Ｐｈｅａｔ＝０．３ｍ２×０．２Ｗ／Ｋ／ｍ２×（６０Ｋ）＝１２Ｗ
ここで、Ｐｈｅａｔは、ユニット時間（Ｊ／ｓ＝Ｗ）あたりの８リットルユニットへの熱（エネルギー）移動率である。
【００７１】
すべての熱移動がアンモニア脱着をもたらすと想定すると、相当するアンモニア脱着率は、１２Ｗをアンモニア脱着モルエンタルピー（Ｓｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２のエンタルピーはおよそ４２ｋＪ／ｍｏｌＮＨ３）で割ることによって得られる。これにより、略２．９×１０−４ｍｏｌ／ｓｅｃまたは４．９×１０−３ｇＮＨ３／ｓｅｃのアンモニア放出率が得られる。
【００７２】
ＭｇＣｌ２ユニット２は５３５ｇのＮＨ３を吸収することができるため、ここで例示されたシステムは、圧力が著しく上昇することなく、連続的に８５℃の環境に３０．３時間駐車されることができる。
【００７３】
ここで示した場合は、アンモニア放出のためにエネルギーを供給するためだけでなく、８リットルユニットの平均温度を上昇させるための両方に必要な熱移動として考慮することができる。平均温度が例えば２５℃から４５℃へと上昇する場合、アンモニア放出は１２Ｗのより多くの部分を使用するであろうにもかかわらず、１２Ｗの加熱が８リットルユニットの平均温度の上昇しかもたらさない遅延期がある。
【００７４】
さらに、タンクの外部表面温度が上昇し、周囲と貯蔵タンク表面との間の勾配が減少するため、１２Ｗの熱移動率は、時間が経つにつれて減少するかもしれない。
【００７５】
本出願に引用された全ての特許、特許出願、及び刊行物は、参照により全体がここに含まれる。
【符号の説明】
【００７６】
１ 第１容器（主貯蔵タンク）
１ａ 第１アンモニア貯蔵材料
２ 第２容器（貯蔵チャンバ）
２ａ 第２アンモニア貯蔵材料
３ａ、３ｂ 加熱手段
４ａ、４ｂ、４ｃ 断熱層／シェル
５ 緩衝容器
６、１２、１４ 制御バルブ
７ 燃焼機関
８ 選択接触還元用触媒
９ 排出ライン
１０ 圧力センサー
１１ 制御ユニット
１３ 吸収ユニット
１３ａ 材料
２０ 管
１００、１００’、１００” アンモニア貯蔵及び運搬システム／装置
２００、２００’ アンモニア消費システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１アンモニア蒸気圧が圧力閾値以上である時、第１アンモニア蒸気圧を有し、アンモニアを可逆的に吸着または吸収及び脱着することができる第１アンモニア貯蔵材料が、アンモニアで一部分のみ飽和しているかまたは完全にない、前記第１アンモニア蒸気圧より低い第２アンモニア蒸気圧を有し、アンモニアを可逆的に吸着または吸収及び脱着することができる第２アンモニア貯蔵材料と流体連結されることを特徴とするアンモニアの貯蔵及び運搬方法。
【請求項２】
前記第１アンモニア貯蔵材料と前記第２アンモニア貯蔵材料とが、流体連結の状態で異なる容器に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記流体連結が、中断及び再開可能であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記前記第１アンモニア貯蔵材料と前記第２アンモニア貯蔵材料とが同じ温度であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１アンモニア貯蔵材料が、前記第２アンモニア貯蔵材料より高温であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１アンモニア貯蔵材料が、作動中のアンモニア消費ユニットを備えたシステムにおいて、アンモニア源として使用されることを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記アンモニア消費ユニットが、酸素含有排ガスにおけるＮＯｘの選択接触還元（ＳＣＲ）用の触媒であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記酸素含有排ガスにおけるＮＯｘのＳＣＲが、自動車、トラック、電車、船、またはその他の電動機械、乗り物もしくはエンジン駆動発電機においてもたらされることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記アンモニア消費ユニットが、アンモニアを窒素及び水素に分ける触媒装置または燃料電池であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記システム中のアンモニア圧力を減少させるために、前記アンモニア消費ユニットの作動が停止された時に、圧力閾値以上で、前記第１アンモニア貯蔵材料が、前記第２アンモニア貯蔵材料と流体連結されることを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記圧力閾値がほぼ周囲圧力であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記消費ユニットが作動する間、圧力閾値以上で、前記第１アンモニア貯蔵材料が、前記第２アンモニア貯蔵材料と流体連結されることを特徴とする請求項７、８、１０及び１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記圧力閾値が、約５ｂａｒ以上であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
第２安全システムからの信号が火災または衝突のような状況等の異常を伝えると直ぐに、前記圧力閾値が超過されると想定されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２アンモニア圧力を有する前記第２アンモニア貯蔵材料のアンモニア分圧が、２５℃で約０．１ｂａｒ以下であることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１アンモニア圧力を有する前記第１アンモニア貯蔵材料のアンモニア分圧が、２５℃で約０．１〜約１ｂａｒの範囲であることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
所定の温度でアンモニア飽和状態における前記第２アンモニア貯蔵材料より、アンモニア飽和状態における前記第１アンモニア貯蔵材料が、高いアンモニア分圧を有することを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
同一のアンモニア飽和状態にある時に、前記第１アンモニア貯蔵材料と前記第２アンモニア貯蔵材料とが同一の材料であり、前記第１アンモニア貯蔵材料が、前記第２アンモニア貯蔵材料より高程度のアンモニア飽和度を有することを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１アンモニア貯蔵材料及び前記第２アンモニア貯蔵材料の内の少なくとも一方が、アンモニア吸収及び脱着材料であることを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記アンモニア吸収及び脱着材料の内の少なくとも一方が、金属アンミン錯体であることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記金属アンミン錯体が、一般式Ｍａ（ＮＨ３）ｎＸｚ（Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、ＫまたはＣｓ等のアルカリ金属、Ｍｇ、ＣａまたはＳｒ等のアルカリ土類金属、及び／またはＶ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、またはＺｎ等の遷移金属、もしくはＮａＡｌ、ＫＡｌ、Ｋ２Ｚｎ、ＣｓＣｕ、またはＫ２Ｆｅ等それらの組み合わせから選択された１つ以上のカチオンであり、Ｘは、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、チオシアン酸塩、硫酸塩、モリブデン酸塩、及びリン酸イオンから選択された１つ以上のアニオンであり、ａは塩分子あたりのカチオン数であり、ｚは塩分子あたりのアニオン数であり、ｎは２から１２の配位数である）で表される金属アンミン錯体から選択されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１アンモニア吸収及び脱着材料が、Ｓｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２またはＣａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２もしくはそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１から２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２アンモニア吸収及び脱着材料が、Ｍｇ（ＮＨ３）６Ｃｌ２、Ｆｅ（ＮＨ３）６Ｃｌ２、またはＮｉ（ＮＨ３）６Ｃｌ２もしくはそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記第２アンモニア貯蔵材料が、アンモニア吸着または吸収時に、前記第２材料によって生成される吸収熱を分散させることができる材料に近接していることを特徴とする請求項１から２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記第２材料のアンモニア飽和度が、圧力閾値で前記第２材料が前記第１アンモニア貯蔵材料から放出されるアンモニアを効果的に吸収する上限値より高い場合に、前記第２アンモニア貯蔵材料が、アンモニアを脱着するために加熱され得ることを特徴とする請求項１から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記第２材料のアンモニア飽和度が、圧力閾値で前記第２材料が前記第１アンモニア貯蔵材料から放出されるアンモニアを吸収する上限値以下に継続的に維持される程度まで、前記アンモニア消費ユニットが作動する間に、前記第２アンモニア貯蔵材料が、前記第１アンモニア貯蔵材料から放出されたアンモニアを補完するために使用されることを特徴とする請求項６から２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
流体連結の状態に連結可能であり、アンモニアを可逆的に吸着または吸収及び脱着することができる第１及び第２アンモニア貯蔵材料（２ａ、２ｂ）を含む第１及び第２貯蔵／運搬ユニット（１、２）を備えたアンモニア貯蔵及び運搬用装置（１００、１００’）であって、
前記第１貯蔵／運搬ユニット（１）における前記第１アンモニア貯蔵材料（１ａ）が、前記第２貯蔵／運搬ユニット（２）における前記第２アンモニア貯蔵材料（２ａ）より高い蒸気圧を有することを特徴とする装置（１００、１００’）。
【請求項２８】
前記第１貯蔵／運搬ユニット（１）が加熱手段（３ａ）を備えることを特徴とする請求項２７に記載の装置（１００、１００’）。
【請求項２９】
前記第２貯蔵／運搬ユニット（２）が加熱手段（４ｂ）を備えることを特徴とする請求項２７または２８に記載の装置（１００、１００’）。
【請求項３０】
前記第１貯蔵／運搬ユニット（１）が表面積Ａ１及び熱伝導率α１を有する第１シェル（４ａ）を備え、前記第２貯蔵／運搬ユニット（２）が表面積Ａ２及び第２熱伝導率α２を有する第２シェルを備え、α２Ａ２＞α１Ａ１の関係が当てはまることを特徴とする請求項２７から２９のいずれか一項に記載の装置（１００、１００’）。
【請求項３１】
前記第１及び第２貯蔵／運搬ユニット（１、２）の内の少なくとも一方と流体連結の状態に連結可能な緩衝容器（５）をさらに備えることを特徴とする請求項２７から３０のいずれか一項に記載の装置（１００、１００’）。
【請求項３２】
前記第１及び第２貯蔵／運搬ユニット（１、２）の内の少なくとも一方と流体連結の状態に連結可能な吸収ユニット（１３）をさらに備え、前記吸収ユニット（１３）がアンモニアを可逆的に吸収または吸着及び脱着する貯蔵材料もしくはアンモニアを不可逆的に吸収または吸着する貯蔵材料のいずれかを含むことを特徴とする請求項２７から３１のいずれか一項に記載の装置（１００、１００’）。
【請求項３３】
少なくとも前記第１貯蔵／運搬ユニット（１）をアンモニア消費装置（８）と連結するための制御バルブの配置（６）を備えることを特徴とする請求項２７から３２のいずれか一項に記載の装置（１００、１００’、１００”）。
【請求項３４】
前記アンモニア消費装置（８）が、酸素含有排ガスにおけるＮＯｘのＳＣＲ用触媒、アンモニアを窒素及び酸素に分けるための触媒装置、並びに燃料電池から選択されることを特徴とする請求項３３に記載の装置（１００’、１００”）。
【請求項３５】
前記酸素含有排ガスにおけるＮＯｘのＳＣＲが、自動車、トラック、電車、船またはその他の電動機械、乗り物もしくはエンジン駆動発電機においてもたらされることを特徴とする請求項３４に記載の装置（１００’、１００”）。
【請求項３６】
請求項２７から３３のいずれか一項に記載の装置（１００、１００’、１００”）を備える自動車のＮＯｘ処理システム（２００）。
【請求項１】
第１アンモニア蒸気圧が圧力閾値以上である時、第１アンモニア蒸気圧を有し、アンモニアを可逆的に吸着または吸収及び脱着することができる第１アンモニア貯蔵材料が、アンモニアで一部分のみ飽和しているかまたは完全にない、前記第１アンモニア蒸気圧より低い第２アンモニア蒸気圧を有し、アンモニアを可逆的に吸着または吸収及び脱着することができる第２アンモニア貯蔵材料と流体連結されることを特徴とするアンモニアの貯蔵及び運搬方法。
【請求項２】
前記第１アンモニア貯蔵材料と前記第２アンモニア貯蔵材料とが、流体連結の状態で異なる容器に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記流体連結が、中断及び再開可能であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記前記第１アンモニア貯蔵材料と前記第２アンモニア貯蔵材料とが同じ温度であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１アンモニア貯蔵材料が、前記第２アンモニア貯蔵材料より高温であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１アンモニア貯蔵材料が、作動中のアンモニア消費ユニットを備えたシステムにおいて、アンモニア源として使用されることを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記アンモニア消費ユニットが、酸素含有排ガスにおけるＮＯｘの選択接触還元（ＳＣＲ）用の触媒であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記酸素含有排ガスにおけるＮＯｘのＳＣＲが、自動車、トラック、電車、船、またはその他の電動機械、乗り物もしくはエンジン駆動発電機においてもたらされることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記アンモニア消費ユニットが、アンモニアを窒素及び水素に分ける触媒装置または燃料電池であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記システム中のアンモニア圧力を減少させるために、前記アンモニア消費ユニットの作動が停止された時に、圧力閾値以上で、前記第１アンモニア貯蔵材料が、前記第２アンモニア貯蔵材料と流体連結されることを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記圧力閾値がほぼ周囲圧力であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記消費ユニットが作動する間、圧力閾値以上で、前記第１アンモニア貯蔵材料が、前記第２アンモニア貯蔵材料と流体連結されることを特徴とする請求項７、８、１０及び１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記圧力閾値が、約５ｂａｒ以上であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
第２安全システムからの信号が火災または衝突のような状況等の異常を伝えると直ぐに、前記圧力閾値が超過されると想定されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２アンモニア圧力を有する前記第２アンモニア貯蔵材料のアンモニア分圧が、２５℃で約０．１ｂａｒ以下であることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１アンモニア圧力を有する前記第１アンモニア貯蔵材料のアンモニア分圧が、２５℃で約０．１〜約１ｂａｒの範囲であることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
所定の温度でアンモニア飽和状態における前記第２アンモニア貯蔵材料より、アンモニア飽和状態における前記第１アンモニア貯蔵材料が、高いアンモニア分圧を有することを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
同一のアンモニア飽和状態にある時に、前記第１アンモニア貯蔵材料と前記第２アンモニア貯蔵材料とが同一の材料であり、前記第１アンモニア貯蔵材料が、前記第２アンモニア貯蔵材料より高程度のアンモニア飽和度を有することを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１アンモニア貯蔵材料及び前記第２アンモニア貯蔵材料の内の少なくとも一方が、アンモニア吸収及び脱着材料であることを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記アンモニア吸収及び脱着材料の内の少なくとも一方が、金属アンミン錯体であることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記金属アンミン錯体が、一般式Ｍａ（ＮＨ３）ｎＸｚ（Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、ＫまたはＣｓ等のアルカリ金属、Ｍｇ、ＣａまたはＳｒ等のアルカリ土類金属、及び／またはＶ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、またはＺｎ等の遷移金属、もしくはＮａＡｌ、ＫＡｌ、Ｋ２Ｚｎ、ＣｓＣｕ、またはＫ２Ｆｅ等それらの組み合わせから選択された１つ以上のカチオンであり、Ｘは、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、チオシアン酸塩、硫酸塩、モリブデン酸塩、及びリン酸イオンから選択された１つ以上のアニオンであり、ａは塩分子あたりのカチオン数であり、ｚは塩分子あたりのアニオン数であり、ｎは２から１２の配位数である）で表される金属アンミン錯体から選択されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１アンモニア吸収及び脱着材料が、Ｓｒ（ＮＨ３）８Ｃｌ２またはＣａ（ＮＨ３）８Ｃｌ２もしくはそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１から２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２アンモニア吸収及び脱着材料が、Ｍｇ（ＮＨ３）６Ｃｌ２、Ｆｅ（ＮＨ３）６Ｃｌ２、またはＮｉ（ＮＨ３）６Ｃｌ２もしくはそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記第２アンモニア貯蔵材料が、アンモニア吸着または吸収時に、前記第２材料によって生成される吸収熱を分散させることができる材料に近接していることを特徴とする請求項１から２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記第２材料のアンモニア飽和度が、圧力閾値で前記第２材料が前記第１アンモニア貯蔵材料から放出されるアンモニアを効果的に吸収する上限値より高い場合に、前記第２アンモニア貯蔵材料が、アンモニアを脱着するために加熱され得ることを特徴とする請求項１から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記第２材料のアンモニア飽和度が、圧力閾値で前記第２材料が前記第１アンモニア貯蔵材料から放出されるアンモニアを吸収する上限値以下に継続的に維持される程度まで、前記アンモニア消費ユニットが作動する間に、前記第２アンモニア貯蔵材料が、前記第１アンモニア貯蔵材料から放出されたアンモニアを補完するために使用されることを特徴とする請求項６から２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
流体連結の状態に連結可能であり、アンモニアを可逆的に吸着または吸収及び脱着することができる第１及び第２アンモニア貯蔵材料（２ａ、２ｂ）を含む第１及び第２貯蔵／運搬ユニット（１、２）を備えたアンモニア貯蔵及び運搬用装置（１００、１００’）であって、
前記第１貯蔵／運搬ユニット（１）における前記第１アンモニア貯蔵材料（１ａ）が、前記第２貯蔵／運搬ユニット（２）における前記第２アンモニア貯蔵材料（２ａ）より高い蒸気圧を有することを特徴とする装置（１００、１００’）。
【請求項２８】
前記第１貯蔵／運搬ユニット（１）が加熱手段（３ａ）を備えることを特徴とする請求項２７に記載の装置（１００、１００’）。
【請求項２９】
前記第２貯蔵／運搬ユニット（２）が加熱手段（４ｂ）を備えることを特徴とする請求項２７または２８に記載の装置（１００、１００’）。
【請求項３０】
前記第１貯蔵／運搬ユニット（１）が表面積Ａ１及び熱伝導率α１を有する第１シェル（４ａ）を備え、前記第２貯蔵／運搬ユニット（２）が表面積Ａ２及び第２熱伝導率α２を有する第２シェルを備え、α２Ａ２＞α１Ａ１の関係が当てはまることを特徴とする請求項２７から２９のいずれか一項に記載の装置（１００、１００’）。
【請求項３１】
前記第１及び第２貯蔵／運搬ユニット（１、２）の内の少なくとも一方と流体連結の状態に連結可能な緩衝容器（５）をさらに備えることを特徴とする請求項２７から３０のいずれか一項に記載の装置（１００、１００’）。
【請求項３２】
前記第１及び第２貯蔵／運搬ユニット（１、２）の内の少なくとも一方と流体連結の状態に連結可能な吸収ユニット（１３）をさらに備え、前記吸収ユニット（１３）がアンモニアを可逆的に吸収または吸着及び脱着する貯蔵材料もしくはアンモニアを不可逆的に吸収または吸着する貯蔵材料のいずれかを含むことを特徴とする請求項２７から３１のいずれか一項に記載の装置（１００、１００’）。
【請求項３３】
少なくとも前記第１貯蔵／運搬ユニット（１）をアンモニア消費装置（８）と連結するための制御バルブの配置（６）を備えることを特徴とする請求項２７から３２のいずれか一項に記載の装置（１００、１００’、１００”）。
【請求項３４】
前記アンモニア消費装置（８）が、酸素含有排ガスにおけるＮＯｘのＳＣＲ用触媒、アンモニアを窒素及び酸素に分けるための触媒装置、並びに燃料電池から選択されることを特徴とする請求項３３に記載の装置（１００’、１００”）。
【請求項３５】
前記酸素含有排ガスにおけるＮＯｘのＳＣＲが、自動車、トラック、電車、船またはその他の電動機械、乗り物もしくはエンジン駆動発電機においてもたらされることを特徴とする請求項３４に記載の装置（１００’、１００”）。
【請求項３６】
請求項２７から３３のいずれか一項に記載の装置（１００、１００’、１００”）を備える自動車のＮＯｘ処理システム（２００）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２０１０−５１３８１２（Ｐ２０１０−５１３８１２Ａ）
【公表日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５４１９１７（Ｐ２００９−５４１９１７）
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０１１３７９
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０７７６２６
【国際公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【出願人】（５０６３２０８４２）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０１１３７９
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０７７６２６
【国際公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【出願人】（５０６３２０８４２）
【Ｆターム（参考）】
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