CN1543002A - 燃料电池以及燃料电池用空气净化装置 - Google Patents
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Abstract
公开了一种装备在供给燃料电池空气的流通路径中的燃料电池用空气净化装置。该空气净化装置具有，将空气中的污染物氧化的第1污染物去除机构、以及、将污染物吸附去除的第2污染物去除机构。第1污染物去除机构，包括将空气中的污染物氧化的、通过氧气将污染物氧化的催化剂，催化剂对于从有机物、氮氧化物、硫氧化物、氨、硫化氢、一氧化碳中所选择的至少一种具有氧化活性。作为第1污染物去除机构，也可以包括臭氧发生装置。第2污染物去除机构，是以载有从高锰酸盐、碱盐、碱性氢氧化物、以及碱性氧化物中选择的至少一种的多孔体将污染物吸附去除的。
Description
技术领域
本发明涉及，将大气中含有污染物的空气作为反应气体使用的燃料电池，特别是一种旨在将该污染物去除而使燃料电池长期保持较高输出电压的空气净化装置。
现有技术
燃料电池，是通过供给阳极的燃料气体、与、供给阴极的含氧气体发生反应而发电的。燃料电池，可以使用由氢气瓶供给的氢或城市燃气经过改性而含有较多氢的改性气体。而作为含氧气体，一般是通过压缩机或鼓风机供给空气。
燃料电池的电极，在固体高分子燃料电池和磷酸燃料电池等低温型燃料电池中，一般是使导电性碳粉末的表面载有白金等贵金属而制成。向燃料电池供给的空气中，含有微量的氮氧化物(NO，NOx)、硫氧化物(SOx)、氨、硫化氢、有机溶剂蒸气和焦油等有机物、以及一氧化碳(CO)等大气污染成分。这些污染物，对于燃料电池的白金催化剂也是有害的。若将经过燃料电池的空气供给系统吸入的污染空气直接供给阴极，会引起白金催化剂中毒，白金催化剂的活性逐渐降低，导致发电电压降低。
为此，有人偿试着使供给燃料电池的空气从活性碳等过滤器中通过以减少污染物。此外，有人还提出使用三元催化剂槽减少污染物的方案(参照特开平9-180744号公报)。
在将活性碳或三元催化剂作为过滤器使用的场合，由于吸附污染物的能力低，因而要想充分发挥去除污染物的能力，就必须使气体的空间速度足够低。即，需要使用大量的活性碳或三元(效)催化剂，这将增加过滤器的压力损失而导致压缩机或鼓风机的电能消耗增加。此外，还会发生，因焦油等固态物质或油状成分附着在过滤器上，过滤器很快堵塞而必须屡屡进行更换过滤器等问题。如上所述，目前的现状是，还没有对能够使白金催化剂中毒的所有污染物具有足够去除能力的吸附材料。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，其目的是，提供一种，能够将引起燃料电池发电电压降低的几乎所有污染物高效率地去除、使得较高的发电电压长期得以维持的燃料电池用空气净化装置。
本发明的目的还在于，提供具有上述空气净化装置的燃料电池。
为解决上述问题，本发明的燃料电池用空气净化装置，作为一种设置在向燃料电池供给空气的空气流通路径中的空气净化装置，其特征是，具有至少将空气中的污染物氧化的第1污染物去除机构、以及、将污染物吸附去除的第2污染物去除机构。
作为第1污染物去除机构，可以使用氧化催化剂。即，第1污染物去除机构，具有利用催化剂通过空气中的氧将污染物氧化的能力，所说催化剂对于有机物、氮氧化物、硫氧化物、氨、硫化氢、以及一氧化碳之中的至少一种具有氧化活性。
第1污染物去除机构，还可以以，具有臭氧发生机构、由产生的臭氧将污染物氧化，而构成。
第2污染物去除机构，最好是，以载有高锰酸盐、碱盐、碱性氢氧化物、以及碱性氧化物之中的至少一种的多孔体将污染物吸附去除。
本发明还提供具有如上所述的空气净化装置的燃料电池。
根据本发明，能够高效率去除空气中的污染物，避免向燃料电池供给空气时空气中的污染物导致发电电压降低。
附图的简要说明
图1是示出具有本发明实施形式1中的空气净化装置的燃料电池的框图。
图2是示出具有本发明实施形式2中的空气净化装置的燃料电池的框图。
图3示出具有本发明实施形式2的变形例中的空气净化装置的燃料电池的框图。
图4是本发明实施形式3中的空气净化装置的框图。
图5是对实施形式3中空气净化装置的污染物去除机构的大体结构加以展示的纵向剖视图。
图6是示出具有本发明实施形式4中的空气净化装置的燃料电池的框图。
图7是示出具有本发明实施形式5中的空气净化装置的燃料电池的框图。
图8是示出本发明实施例1、3和4以及对比例1和2的燃料电池的发电电压随时间变化的图。
图9是示出本发明实施例5以及6的燃料电池的发电电压随时间变化的图。
发明的最佳实施形式
燃料电池，由电解质层以及配置在其两侧的电极构成。该燃料电池电极，由供给反应气体的气体扩散层和实际发生化学反应的催化剂层构成。催化剂层，可使用碳粉末上载有白金等贵金属催化剂而成的。
燃料电池，是使供给阳极的燃料气体、与、供给阴极的含氧气体进行反应而发电的。其中的含氧气体，一般是由压缩机或鼓风机供给的空气。但是，空气中含有微量会使贵金属催化剂中毒的污染物。
作为污染物，有氮氧化物(NO，NOx)、硫氧化物(SOx)、氨、硫化氢、有机溶剂蒸汽和焦油等有机物、以及一氧化碳(CO)等各种各样的污染物。氮氧化物和硫氧化物，在自然界中原本存在，汽车和工厂排放的废气中也存在。氨和硫化氢，产生于净化槽和污泥。有机溶剂，产生于涂装和建筑材料等，焦油和CO及其它有机物，存在于汽车和工厂排放的废气中。此外，火山的喷发物中也含有硫氧化物和硫化氢以及CO。
这些污染物，会在燃料电池的运行过程中逐渐积蓄在催化剂表面，导致发电电压降低。为此，将去除这些污染物后的空气供给燃料电池是必要的。对于固体高分子型燃料电池或磷酸型燃料电池等低温型燃料电池，以将这些污染物减少至ppb数量级为宜。要一次将上述各种各样的污染物高效率地去除是困难的。特别是，NO的化学活性低，因而用通常的吸附材料很难去除。
本发明的空气净化装置，在最佳实施形式中，具有将空气中的污染物氧化的第1污染物去除机构、以及、将污染物吸附去除的第2污染物去除机构。所说第1污染物去除机构，最好具有对其进行加热的机构。作为加热机构，可采用加热器。更好的加热机构，是对改性器或燃料电池的废热加以利用的机构。
本发明的空气净化装置，在另一个最佳实施形式中，作为第1污染物去除机构，使用了臭氧发生机构，以所产生的臭氧将污染物氧化。最好是，臭氧发生机构，是通过高压放电发生臭氧的机构。
在作为第1污染物去除机构使用臭氧发生机构的燃料电池的最佳实施形式中，具有：从外部取入空气的送风用鼓风机；位于送风用鼓风机的上游或下游，将空气中的尘埃去除的除尘过滤器；位于送风用鼓风机的下游，产生离子使空气中的尘埃带电并能够产生臭氧的放电元件；位于放电元件的下游，通过产生与放电元件相反的电荷，将所说尘埃吸附、去除的集尘部；位于放电元件的下游，使所说臭氧与空气中的污染物发生反应，将污染物氧化后吸附去除的污染物去除机构。
实施形式1
图1是具有本发明所提供的典型空气净化装置的燃料电池的框图。
燃料电池3具有向从其阳极1供给燃料的氢气的燃料供给机构11、吸引大气中的空气而向阴极2供给空气的鼓风机21。燃料供给机构11例如是氢气瓶。在从鼓风机21到燃料电池的阴极的空气的流通路径20中，依次具有第1污染物去除机构22、空冷管23、以及第2污染物去除机构24。第1污染物去除机构22含有催化剂。第1污染物去除机构22优选具有例如作为加热机构25的加热器，将催化剂加热至200～500℃。空冷管23对被第1污染物去除机构22加热的空气进行冷却。
第1污染物去除机构22，是利用催化剂通过空气中的氧将污染物氧化的机构。作为这里的催化剂，采用对于有机物、氮氧化物、硫氧化物、氨、硫化氢、一氧化碳等具有氧化活性的钯、白金、钌、铑等贵金属是有效的。通过将这些贵金属设置在氧化铝或氧化锆等多孔性载体或金属表面上，可使贵金属得到有效利用。将上述设置于多孔性载体或金属上的贵金属构成的催化剂整形为颗粒或蜂窝状后填充于容器中，使空气从中通过，便可使空气中污染物之中的氧化数较低者变成高氧化数状态。例如，可将NO氧化为NO2，将SO或硫化氢氧化为SO2，将有机物或CO氧化为CO2。
通过该第1污染物去除机构，能够大幅度减少污染物的种类，不再存在NO等难以吸附去除的污染物。
这些催化剂被加热至200～500℃，可充分发挥氧化能。在污染物浓度较低和相对于催化剂量所通过充填有催化剂的容器的空气量较少等场合，也可以是常温。
第2污染物去除机构，是用来将通过第1污染物去除机构氧化而产生的、或者、从第1污染物去除机构中通过的高氧化数污染物吸附去除的机构。是向多孔体中担载从高锰酸盐、碱盐、碱性氢氧化物、以及碱性氧化物中选择的至少一种而成。
作为多孔体，采用活性碳、氧化铝、沸石、氧化锆、二氧化硅等是有效的。作为高锰酸盐，有高锰酸钾、高锰酸钠。作为碱盐，有K2CO3、Na2CO3、NaHCO3、CaCO3。作为碱性氢氧化物，有KOH、NaOH、Ca(OH)2、Mg(OH)2。作为碱性氧化物，有K2O、Na2O、CaO、MgO。
它们之间的任何组合对于各种各样的污染物均会有效，但特别是就去除氮氧化物而言，向氧化铝中担载高锰酸钾者是有效的。对于硫氧化物，向上述氧化铝中担载高锰酸钾、或者向沸石中担载碱性氢氧化物是有效的。
在本发明空气净化装置工作时，被净化空气的空间速度(SV)以1万～10万h-1为宜。虽然SV越高吸附装置的体积可以越小，但若吸附材料的吸附性能差，则不降低SV便无法净化干净。对于燃料电池，需要将大量空气净化，若SV较低，则不仅吸附装置体积要变大，而且压力损失也会增大，因而鼓风机的电能消耗增加。作为使用燃料电池的发电装置，鼓风机电能消耗的增加将导致发电效率降低。
作为本发明，由于以具有，具有氧化催化剂的第1污染物去除机构、以及、可将高氧化数污染物吸附去除的第2污染物去除机构，而构成，因此，即使在1万～10万h-1这种较高SV的条件下也能够有效地将空气净化。
实施形式2
第1污染物去除机构加热的温度越高，污染物的氧化活性也越高。作为加热的方法，虽然有如实施形式1那样采用诸如加热器等方法，但由于要消耗电能，因而不够经济。利用燃料电池系统的改性器或燃料电池的废热进行加热，则能够经济地将污染物去除。
图2示出对燃料电池系统的改性器的废热加以利用的污染物去除机构的框图。作为燃料的城市燃气，经增压器31增压后被送入改性器32。改性器32，向城市燃气中加入水蒸汽以产生氢。将该改性器32所产生的氢，供给燃料电池3的阳极1。对于改性器32，是以燃烧器燃烧一部分燃料将其加热到600℃左右的，因而能够产生废热。通过该废热，能将第1污染物去除机构加热至400℃。
另一方面，用来供给燃料电池3的阴极2的空气，由鼓风机41取入，在与改性器32相连的第1污染物去除机构42中，空气中的污染物被氧化。对第1污染物去除机构42，以改性器32的废热进行加热，空气也被加热至100℃～200℃左右。空气进入加湿器43，被加湿的同时因水分的蒸发热而被冷却。适度冷却的空气，经第2污染物去除机构44将污染物吸附去除后被送往燃料电池。
作为对第1污染物去除机构进行加热的方法，除了可以利用改性器的废热之外，还可以利用燃料电池的废热。在固体高分子型燃料电池中，为了使燃料电池的工作温度维持70℃～80℃左右，使冷却水流经电池元件层叠而成的组件进行冷却。若设计成以该被加热的冷却水对第1污染物去除机构进行加热，则能够使第1污染物去除机构达到70℃左右。图3中示出了通过冷却燃料电池而成为高温的冷却水而加热第1污染物去除机构42的例子。冷却水由泵46驱动通过燃料电池后，导入加热装置45而加热第1污染物去除机构42。虽图中未示，被加热的冷却水也导入加热热水储存装置内的水的热交换器中。
实施形式3
作为第1污染物去除机构，也可以以臭氧氧化污染物，以第2污染物去除机构将该被氧化的污染物吸附去除。按照这种方法，即使不对第1污染物去除机构进行加热，也能够高效率地将污染物氧化。
图4示出本实施形式的利用臭氧的污染物去除机构的框图。空气经由除尘过滤器51、用来取入空气的鼓风机52、以及污染物去除机构53被供给燃料电池1。在本实施形式中，将第1污染物去除机构和第2污染物去除机构一体化而作为污染物去除机构53。污染物去除机构53如图5所示，由放电元件54、集尘部55、以及污染物吸附部56构成。
放电元件54，是在高电压等下工作的，具有产生臭氧的功能。在本实施形式中，是将在氧化铝底板上形成感应电极与放电电极而成的沿面放电式臭氧发生电极作为放电元件54使用的。
集尘部55，相对于放电元件54位于下游，为了收集因放电元件54而带电的尘埃，而带电为与放电元件54赋予尘埃的电荷极性相反。
污染物吸附部56，由载有从高锰酸盐、碱盐、碱性氢氧化物、以及碱性氧化物之中选择的至少一种的多孔性载体构成，具有在多孔性载体的表面使空气中的污染物与臭氧发生反应而氧化的功能、以及、将氧化的污染物吸附去除的功能。该污染物吸附部56，通过随着吸附于多孔性载体上的臭氧分解而生成的、具有很强反应活性的氧自由基，发挥着即使在常温下也能够将污染物氧化的功能。此外，由于与此同时臭氧也分解，因而不会有臭氧进入燃料电池内。若臭氧进入燃料电池内，会使构成燃料电池的部件被腐蚀、分解，因此，应当避免。
实施形式4
在实施形式2中，在第1污染物去除机构加热的高温空气导入加湿器，在此进行加湿并冷却。这时，加湿程度过度时，在第2污染物去除机构上产生结露。由于结露而增大压力损失或破坏第2污染物去除机构。因此，优选希望加湿程度较低。
图6示出了加湿程度较多场合的优选实施例。热交换器45插入第2污染物去除机构44和燃料电池的阴极之间，从加湿器43出来的空气通过该热交换器45而冷却到燃料电池最适宜的温度。根据该结构，第2污染物去除机构的温度能设定得较高。因此，能防止第2污染物去除机构的结露。
来自鼓风机41的空气通过热交换器45而将其加热时，谋求有效地利用热交换器45的热。
实施形式5
图7示出了在实施形式2的构成中，加湿器43的加湿程度不足时的优选实施例，是在第2污染物去除机构44和燃料电池之间还具有第2加湿器46的例子。根据该构成，能防止第2污染物去除机构的结露，并向燃料电池稳定地供给加湿后的空气。
下面，对本发明的实施例进行具体的说明。
实施例1
作为第1污染物去除机构，将氧化铝上载有钯而成的材料成形为颗粒状(田中贵金属工业(株式会社)制造，KD301)，将其200ml放入不锈钢制造的圆筒形容器中，周围安装加热器，加热至350℃。在该圆筒形容器的上部和下部分别连接空气的进口管和出口管。
作为第2污染物去除机构，将氧化铝中添加高锰酸钾后成形为颗粒状者与活性碳颗粒的混合物(ニッタ(株式会社)制造，CPブレンドセレクト)600ml放入不锈钢制造的圆筒形容器中，在该圆筒形容器的上部和下部分别连接空气进口管和出口管。
本实施例空气净化装置，将从第1污染物去除机构出来的空气以空冷管冷却至常温附近，然后送入第2污染物去除机构而构成。向该空气净化装置以鼓风机每小时供给6000L的空气进行净化。
进入空气净化装置之前的空气中，作为污染物含有50ppb的NOx、10ppb的SOx、1ppm的CO。将其以本发明的空气净化装置进行净化的结果，所有污染物均能够减少至1ppb以下(检测下限以下)。第1污染物去除机构中的SV约为3万h-1，第2污染物去除机构中的SV约为1万h-1。
此外，假定燃料电池安装位置的周围产生了污染物，为此，作为污染物向空气中混入1ppm的氨、1ppm的硫化氢，作为有机物混入1ppm的甲苯，以本发明的空气净化装置进行净化。其结果，所有污染物均能够减少到1ppb以下(检测下限以下)。
在对第1污染物去除机构不以加热器进行加热而使之在室温下运行的场合，甲苯的去除能力稍有降低，在出口侧检测出约5ppb。当使混入的甲苯的浓度降低至0.1ppm时，在出口侧未检测到甲苯。
之后，将经过本发明空气净化装置净化的空气供给燃料电池。燃料电池使用的是这样一种燃料电池，即，将12cm见方的电解质膜电极接合体(MEA)(ジヤパンゴアテックス(株式会社)制造，PRIMEA)，以石墨板上切削出气体通路而成的隔板夹在中间，将其80单元电池层叠起来而构成燃料电池组件。
组件的温度设定为70℃，作为活性物质，对于阳极，将氢气加湿至露点为70℃，按照电流密度200mA/cm2时的利用率达到80％的量供给之。对于阴极，将经过本发明空气净化装置净化的空气加湿至露点为70℃后供给之。空气的供给量为6000L/h。这是使电流密度200mA/cm2时的利用率为40％的量。在这种状态下，以200mA/cm2的电流密度进行发电。
图8示出本实施例的电池a的发电电压随时间变化的曲线。在图8中，作为对比例1，还将未使用空气净化装置的电池d的发电电压随时间变化的曲线一并示出。由图可知，与对比例相比，本实施例能够维持较高的发电电压。
即使在作为污染物向空气中混入1ppm的氨、1ppm的硫化氢，作为有机物混入1ppm的甲苯的场合，也同样能够维持较高的发电电压。
本实施例中，作为第1污染物去除机构，使用的是将氧化铝上载有钯而成的材料成形为颗粒状的，但在使用替代钯而载有白金(田中贵金属工业(株式会社)制造，KT301)的场合，也得到了同样的结果。此外，在替代钯而载有钌或铑(田中贵金属工业(株式会社)制造，特殊订货)的场合，甲苯的去除能力稍有降低，在出口侧检测出约10ppb，但除此之外得到的结果相同。
对比例1
与实施例1同样地构成燃料电池组件，不使用空气净化装置而以与实施例1同样的条件进行发电。图8示出对比例1的电池d的发电电压随时间变化的曲线。发电电压低于实施例1，并随着时间降低。
对比例2
对于作为污染物去除机构只使用实施例1的第2污染物去除机构的电池e，以与实施例1同样的条件进行发电。进入空气净化装置之前的空气中，作为污染物含有50ppb的NOx、10ppb的SOx、1ppm的CO。在污染物去除机构的出口处，含有40ppb的NOx、5ppb的SOx。如图8所示，发电电压低于实施例1，并随着时间降低。
实施例2
作为第1污染物去除机构，将Fe-Cr-Al合金制成的蜂窝状载体载有钯者(田中贵金属工业(株式会社)制造，MH80A，体积277ml)放入不锈钢制造的圆筒形容器中，周围安装加热器加热至200℃。在该圆筒形容器的上部和下部分别连接空气进口管和出口管。
作为第2污染物去除机构，将氢氧化钙、碳酸钾、硫酸钙、以及活性碳混合后成形为蜂窝状((株式会社)长峰制作所制造，NC蜂窝，体积600ml)放入不锈钢制造的棱柱形容器中，在该容器的上部和下部分别连接空气进口管和出口管。
本实施例的空气净化装置，将从第1污染物去除机构出来的空气以空冷管冷却至常温附近，然后送入第2污染物去除机构。与实施例1同样地以鼓风机向该空气净化装置供给空气进行净化的结果，作为空气中的污染物，NOx、SOx、以及CO均能够减少到1ppb以下(检测下限以下)。
实施例3
以图2所示实施形式2的结构向燃料电池供给空气。
作为第1污染物去除机构，将氧化铝上载有钯而成的材料成形为颗粒状(田中贵金属工业(株式会社)制造，KD301)，将其200ml放入不锈钢制造的长方体容器中，使该容器与改性器接触而能够被改性器的废热加热。向该容器的入口以鼓风机每小时供给6000L的空气。出口处空气温度达到150℃。
从第1污染物去除机构出来的空气进入加湿器，在进行加湿的同时冷却。加湿器，是使不锈钢制造的海绵状多孔体吸入水，靠空气从中通过而对其进行加湿的。通过加湿器将空气加湿至露点为60℃。温度降低至80℃。
作为第2污染物去除机构，将氧化铝中担载高锰酸钾后成形而成的颗粒与活性碳颗粒的混合物(ニツタ(株式会社)制造，CPブレンドセレクト)600ml放入不锈钢制造的圆筒形容器中，在该圆筒形容器的上部和下部分别连接空气进口管和出口管。
进入空气净化装置之前的空气中，作为污染物曾含有50ppb的NOx、10ppb的SOx、1ppm的CO，但在第2污染物去除机构的出口，所有污染物均能够减少至1ppb以下(检测下限以下)。
与实施例1同样地构成燃料电池，将经过净化的空气供给燃料电池进行发电。
图8示出本实施例的电池b的发电电压随时间变化的曲线。与实施例1同样，可维持较高的发电电压。
实施例4
以图4所示实施形式3的结构向燃料电池供给空气。
如图5所示，在不锈钢制造的容器内安装了放电元件54、集尘部55、以及污染物吸附部56。
放电元件54，使用的是在氧化铝底板上形成感应电极和放电电极而成的、沿面放电式臭氧发生电极，对其施加3万伏的电压。集尘部55，是在聚丙烯制造的网上涂布导电性碳素涂料而成，集尘部55上，安装了用来在放电元件54上施加电压的电源电路的地线。
污染物吸附部56，由氢氧化钾和二氧化锰和活性碳混合后成形为蜂窝状而构成。
与实施例1同样每小时供给6000L空气的结果，紧挨着放电元件54的下游处的臭氧浓度为0.3ppm，污染物吸附部出口处残余臭氧的浓度在0.01～0.03ppm的范围内。
进入空气净化装置之前的空气中，作为污染物曾含有50ppb的NOx、10ppb的SOx、1ppm的CO，但在污染物去除机构的出口，所有污染物均能够减少至1ppb以下(检测下限以下)。
与实施例1同样地构成燃料电池，将经过净化的空气供给燃料电池进行发电。
图8示出本实施例的电池c的发电电压随时间变化的曲线。与实施例1同样，可维持较高的发电电压。
实施例5
用图6所示实施形式4的构成向燃料电池供给空气。
第1和第2污染物去除机构以及加湿器和实施例3相同。热交换器是相互接触于一对不锈钢制的流路而进行热交换的结构。
在和实施例3同样的条件下运转净化装置时，燃料电池的阴极入口的空气的露点为65℃，温度为70℃。导入空气净化装置之前的空气中，作为污染物，含有50ppb的NOx、10ppb的SOx、1ppm的CO。但是，通过第2污染物去除机构后的空气中的污染物均能够减少至1ppb(检测下限)。
和实施例1同样，构成燃料电池，向燃料电池供给净化后的空气，进行发电。
图9示出了本实施例的电池f的发电电压的随时间变化的图。和实施例1一样，可以维持高发电电压。
实施例6
用图7所示实施形式5的构成向燃料电池供给空气。
第1和第2污染物去除机构以及加湿器和实施例3相同。第2加湿器用高分子电解质膜(杜邦公司制Nafion117)在两侧构成流路，一方的流路流过从第2污染物去除机构出来的空气，另一方的流路流过燃料电池的冷却水(热水)。
在和实施例3同样的条件下运转净化装置时，燃料电池的阴极入口的空气的露点为70℃，温度为70℃。导入空气净化装置之前的空气中，作为污染物，含有50ppb的NOx、10ppb的SOx、1ppm的CO。但是，通过第2污染物去除机构后的空气中的污染物均能够减少至1ppb(检测下限)。
和实施例1同样，构成燃料电池，向燃料电池供给净化后的空气，进行发电。
图8示出了本实施例的电池g的发电电压的随时间变化的图。和实施例1一样，可以维持高发电电压。
根据本发明，能够高效率去除空气中的污染物，因此，对于取入空气作为氧化剂的燃料电池具有实用性。
Claims (14)
1.一种燃料电池，是具备阳极、阴极、隔离上述两电极的电解质层、向上述阳极供给燃料的燃料供给机构、向上述阴极供给空气的空气供给机构及设置在上述空气供给机构的空气供给路径中的空气净化装置的燃料电池，所说空气净化装置，具有至少将空气中的污染物氧化的第1污染物去除机构、以及、将污染物吸附去除的第2污染物去除机构。
2.如权利要求1的燃料电池，其特征是，第1污染物去除机构，具有通过空气中的氧将污染物氧化的催化剂，所说催化剂对于选自有机物、氮氧化物、硫氧化物、氨、硫化氢、以及一氧化碳之中的至少一种具有氧化活性。
3.如权利要求2的燃料电池，其特征是，上述催化剂是选自Pd、Pt、Ru、以及Rh之中的至少一种。
4.如权利要求1的燃料电池，其特征是，还具有加热上述第1污染物去除机构的加热机构，上述燃料供给机构是对城市燃气进行改性的改性器，上述加热机构以用上述改性器的废热来加热第1污染物去除机构的方式构成。
5.如权利要求1的燃料电池，其特征是，还具有加热上述第1污染物去除机构的加热机构，及循环冷却上述燃料电池用的冷却水的机构，上述加热机构以通过和燃料电池热交换过的冷却水来加热上述第1污染物去除机构的方式来构成。
6.如权利要求1的燃料电池，其特征是，第1污染物去除机构，具有产生臭氧的臭氧产生装置，用上述臭氧产生装置产生的臭氧来氧化上述污染物。
7.如权利要求1的燃料电池，其特征是，第2污染物去除机构，以载有选自高锰酸盐、碱盐、碱性氢氧化物、以及碱性氧化物之中的至少一种的多孔体将污染物吸附去除。
8.如权利要求7的燃料电池，其特征是，多孔体，选自活性碳、氧化铝、沸石、以及二氧化硅之中的至少一种。
9.如权利要求1的燃料电池，其特征是，第1污染物去除机构是产生离子而使空气中的尘埃带电并产生臭氧的放电元件，还具有位于第1污染物去除机构的下游，与上述放电元件赋予上述尘埃的电荷极性相反而带电，来吸附上述尘埃的集尘部。
10.一种燃料电池，是具备阳极、阴极、隔离上述两电极的电解质层、向上述阳极供给燃料的燃料供给机构、向上述阴极供给空气的空气供给机构及设置在上述空气供给机构的空气供给路径中的空气净化装置的燃料电池，上述空气供给机构含有从外部取入空气到上述空气供给路径中的送风用鼓风机；上述空气净化装置具有：位于所说送风用鼓风机的上游或下游，将所说空气中的尘埃去除的除尘过滤器；位于所说送风用鼓风机的下游，产生离子使所说空气中的尘埃带电并能够产生臭氧的放电元件；位于所说放电元件的下游，与所说放电元件赋予的电荷极性相反而带电，将所说尘埃吸附的集尘部；位于所说放电元件的下游，使所说臭氧与空气中的污染物发生反应，将污染物氧化后吸附去除的污染物去除机构。
11.一种空气净化装置，是设置在向燃料电池供给的空气的流通路径中的空气净化装置，其特征是，上述空气净化装置，具有至少将空气中的污染物氧化的第1污染物去除机构、以及、将污染物吸附去除的第2污染物去除机构。
12.如权利要求11的燃料电池用空气净化装置，其特征是，第1污染物去除机构，在存在催化剂的情况下具有通过空气中的氧将污染物氧化的能力，所说催化剂对于选自有机物、氮氧化物、硫氧化物、氨、硫化氢、以及一氧化碳之中的至少一种具有氧化活性。
13.如权利要求11的燃料电池用空气净化装置，其特征是，第1污染物去除机构，具有产生臭氧的能力，以所说臭氧将污染物氧化。
14.如权利要求11的燃料电池用空气净化装置，其特征是，第2污染物去除机构，以载有选自高锰酸盐、碱盐、碱性氢氧化物、以及碱性氧化物之中的至少一种的多孔体将污染物吸附去除。
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