JP2001017835A - 燃料電池システムの排気浄化方法及び排気浄化装置 - Google Patents
燃料電池システムの排気浄化方法及び排気浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加熱器の未燃焼メタノールの排気浄化を行な
う。 【解決手段】 蒸発器３を加熱する加熱器１の後段に配
置されたトラップ触媒１１によって、加熱器からの未燃
焼のメタノール及びアルデヒドをトラップし、燃料電池
２からの排水素及び排空気を定期的に供給することによ
ってトラップ触媒に捕捉されている未燃焼のメタノール
及びアルデヒドを酸化させて浄化する。これにより、シ
ステム的に大規模な装置の追加なしに排気の浄化を可能
とする。
う。 【解決手段】 蒸発器３を加熱する加熱器１の後段に配
置されたトラップ触媒１１によって、加熱器からの未燃
焼のメタノール及びアルデヒドをトラップし、燃料電池
２からの排水素及び排空気を定期的に供給することによ
ってトラップ触媒に捕捉されている未燃焼のメタノール
及びアルデヒドを酸化させて浄化する。これにより、シ
ステム的に大規模な装置の追加なしに排気の浄化を可能
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池システム
の排気浄化方法及び排気浄化装置に関する。
の排気浄化方法及び排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、メタノールを燃料原料にして燃料
改質を行ない、水素リッチな改質ガスを燃料電池におい
て発電反応させて電気を取出す燃料電池システムは、図
８に示すような構成である（特公平８−３３１４５５号
公報、特公平７−２０８６０４号公報、特公平７−２２
１８９８号公報）。
改質を行ない、水素リッチな改質ガスを燃料電池におい
て発電反応させて電気を取出す燃料電池システムは、図
８に示すような構成である（特公平８−３３１４５５号
公報、特公平７−２０８６０４号公報、特公平７−２２
１８９８号公報）。
【０００３】この従来の燃料電池システムでは、メタノ
ールＭｅＯＨを加熱器１に供給し、燃料電池２から排燃
料ガスである排水素、排空気をも導入して共に燃焼させ
て排気浄化を行なうと共に蒸発器３を加熱する。蒸発器
３には燃料原料であるメタノールＭｅＯＨと水蒸気Ｈ２
Ｏを導入し、加熱器１の燃焼熱で加熱して気化させ、気
化した燃料ガスを改質器４に供給する。
ールＭｅＯＨを加熱器１に供給し、燃料電池２から排燃
料ガスである排水素、排空気をも導入して共に燃焼させ
て排気浄化を行なうと共に蒸発器３を加熱する。蒸発器
３には燃料原料であるメタノールＭｅＯＨと水蒸気Ｈ２
Ｏを導入し、加熱器１の燃焼熱で加熱して気化させ、気
化した燃料ガスを改質器４に供給する。
【０００４】改質器４では燃料ガスと共に空気を供給
し、負荷状態に応じてそれらの供給比率を制御し、部分
酸化改質反応、水蒸気改質反応、あるいはこの両方が共
に起こるオートサーマル反応を起こさせて水素リッチな
改質ガスを生成し、一酸化炭素（ＣＯ）変成器５を経て
有害な一酸化炭素ＣＯを二酸化炭素に変成し、さらに選
択酸化反応器５に通することによって無毒化した後に、
燃料電池２に供給する。燃料電池２では水素リッチな改
質ガスと加熱空気をそれぞれ燃料極と空気極に導入し、
発電反応させて電気を取出す。
し、負荷状態に応じてそれらの供給比率を制御し、部分
酸化改質反応、水蒸気改質反応、あるいはこの両方が共
に起こるオートサーマル反応を起こさせて水素リッチな
改質ガスを生成し、一酸化炭素（ＣＯ）変成器５を経て
有害な一酸化炭素ＣＯを二酸化炭素に変成し、さらに選
択酸化反応器５に通することによって無毒化した後に、
燃料電池２に供給する。燃料電池２では水素リッチな改
質ガスと加熱空気をそれぞれ燃料極と空気極に導入し、
発電反応させて電気を取出す。
【０００５】そして燃料電池２の発電反応で排出される
排水素（排燃料ガス）と排空気とは高温状態にあるの
で、それらを加熱器１に戻してメタノールの予備加熱に
利用すると共にメタノールと共に燃焼させ、排気浄化す
る。
排水素（排燃料ガス）と排空気とは高温状態にあるの
で、それらを加熱器１に戻してメタノールの予備加熱に
利用すると共にメタノールと共に燃焼させ、排気浄化す
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の燃料
電池システムでは、加熱器１での起動初期の低温度状態
における燃焼時に未燃焼のメタノールとアルデヒドが排
出され、また加熱器１の燃焼温度によってはＮＯｘが排
出されることもある問題点があった。
電池システムでは、加熱器１での起動初期の低温度状態
における燃焼時に未燃焼のメタノールとアルデヒドが排
出され、また加熱器１の燃焼温度によってはＮＯｘが排
出されることもある問題点があった。
【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、加熱器の排気の浄化が十分に行える
燃料電池システムの排気浄化方法及び排気浄化装置を提
供することを目的とする。
てなされたもので、加熱器の排気の浄化が十分に行える
燃料電池システムの排気浄化方法及び排気浄化装置を提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の燃料電
池システムの排気浄化方法は、メタノールを燃焼させる
ことによって蒸発器を加熱する加熱器の後段に、当該加
熱器からの未燃焼のメタノール及びアルデヒドをトラッ
プするトラップ触媒を配置し、前記トラップ触媒に燃料
電池からの排水素及び排空気を供給することによって当
該トラップ触媒に捕捉されている前記未燃焼のメタノー
ル及びアルデヒドを酸化させて浄化するものである。
池システムの排気浄化方法は、メタノールを燃焼させる
ことによって蒸発器を加熱する加熱器の後段に、当該加
熱器からの未燃焼のメタノール及びアルデヒドをトラッ
プするトラップ触媒を配置し、前記トラップ触媒に燃料
電池からの排水素及び排空気を供給することによって当
該トラップ触媒に捕捉されている前記未燃焼のメタノー
ル及びアルデヒドを酸化させて浄化するものである。
【０００９】請求項２の発明の燃料電池システムの排気
浄化装置は、メタノールを燃焼させることによって蒸発
器を加熱する加熱器の後段に配置された、当該加熱器か
らの未燃焼のメタノール及びアルデヒドをトラップする
トラップ触媒と、前記トラップ触媒に燃料電池からの排
水素及び排空気を供給することによって当該トラップ触
媒に捕捉されている前記未燃焼のメタノール及びアルデ
ヒドを酸化させて浄化するための排水素・空気供給手段
とを備えたものである。
浄化装置は、メタノールを燃焼させることによって蒸発
器を加熱する加熱器の後段に配置された、当該加熱器か
らの未燃焼のメタノール及びアルデヒドをトラップする
トラップ触媒と、前記トラップ触媒に燃料電池からの排
水素及び排空気を供給することによって当該トラップ触
媒に捕捉されている前記未燃焼のメタノール及びアルデ
ヒドを酸化させて浄化するための排水素・空気供給手段
とを備えたものである。
【００１０】請求項２の発明の燃料電池システムの排気
浄化装置では、蒸発器を加熱する加熱器の後段に配置さ
れたトラップ触媒によって、加熱器からの未燃焼のメタ
ノール及びアルデヒドをトラップし、燃料電池からの排
水素及び排空気を供給することによってトラップ触媒に
捕捉されている未燃焼のメタノール及びアルデヒドを酸
化させて浄化する。これにより、システム的に大規模な
装置の追加なしに排気の浄化が可能となる。
浄化装置では、蒸発器を加熱する加熱器の後段に配置さ
れたトラップ触媒によって、加熱器からの未燃焼のメタ
ノール及びアルデヒドをトラップし、燃料電池からの排
水素及び排空気を供給することによってトラップ触媒に
捕捉されている未燃焼のメタノール及びアルデヒドを酸
化させて浄化する。これにより、システム的に大規模な
装置の追加なしに排気の浄化が可能となる。
【００１１】請求項３の発明の燃料電池システムの排気
浄化装置は、請求項２において、さらに、前記加熱器の
メタノール燃焼時間を計測する燃焼時間計測手段と、前
記トラップ触媒の後方に設けられた排気温測定手段とを
備え、前記排水素・空気供給手段が、前記燃焼時間計測
手段の計測するメタノール燃焼時間と前記排気温測定手
段の計測する排気温とに応じて前記排水素及び排空気を
導入するようにしたものであり、適切なタイミングで排
水素及び排空気をトラップ触媒に導入して未燃焼のメタ
ノール及びアルデヒドを酸化させて浄化することができ
る。
浄化装置は、請求項２において、さらに、前記加熱器の
メタノール燃焼時間を計測する燃焼時間計測手段と、前
記トラップ触媒の後方に設けられた排気温測定手段とを
備え、前記排水素・空気供給手段が、前記燃焼時間計測
手段の計測するメタノール燃焼時間と前記排気温測定手
段の計測する排気温とに応じて前記排水素及び排空気を
導入するようにしたものであり、適切なタイミングで排
水素及び排空気をトラップ触媒に導入して未燃焼のメタ
ノール及びアルデヒドを酸化させて浄化することができ
る。
【００１２】請求項４の発明の燃料電池システムの排気
浄化装置は、請求項２又は３において、前記トラップ触
媒がメタノール燃焼触媒を有し、前記メタノールを触媒
燃焼させるようにしたものであり、トラップ触媒に捕捉
されている未燃焼のメタノールとアルデヒドを効果的に
浄化できる。
浄化装置は、請求項２又は３において、前記トラップ触
媒がメタノール燃焼触媒を有し、前記メタノールを触媒
燃焼させるようにしたものであり、トラップ触媒に捕捉
されている未燃焼のメタノールとアルデヒドを効果的に
浄化できる。
【００１３】
【発明の効果】請求項１の発明の燃料電池システムの排
気浄化方法によれば、メタノールを燃焼させることによ
って蒸発器を加熱する加熱器の後段に、加熱器からの未
燃焼のメタノール及びアルデヒドをトラップするトラッ
プ触媒を配置し、トラップ触媒に燃料電池からの排水素
及び排空気を供給することによってトラップ触媒に捕捉
されている未燃焼のメタノール及びアルデヒドを酸化さ
せて浄化するので、加熱器からの排気中に含まれる未燃
焼のメタノールとアルデヒドを浄化することができる。
気浄化方法によれば、メタノールを燃焼させることによ
って蒸発器を加熱する加熱器の後段に、加熱器からの未
燃焼のメタノール及びアルデヒドをトラップするトラッ
プ触媒を配置し、トラップ触媒に燃料電池からの排水素
及び排空気を供給することによってトラップ触媒に捕捉
されている未燃焼のメタノール及びアルデヒドを酸化さ
せて浄化するので、加熱器からの排気中に含まれる未燃
焼のメタノールとアルデヒドを浄化することができる。
【００１４】請求項２の発明の燃料電池システムの排気
浄化装置によれば、システム的に大規模な装置の追加な
しに加熱器からの排気を浄化できる。
浄化装置によれば、システム的に大規模な装置の追加な
しに加熱器からの排気を浄化できる。
【００１５】請求項３の発明の燃料電池システムの排気
浄化装置によれば、適切なタイミングで排水素及び排空
気をトラップ触媒に導入して未燃焼のメタノール及びア
ルデヒドを酸化させて浄化することができる。
浄化装置によれば、適切なタイミングで排水素及び排空
気をトラップ触媒に導入して未燃焼のメタノール及びア
ルデヒドを酸化させて浄化することができる。
【００１６】請求項４の発明の燃料電池システムの排気
浄化装置は、請求項２又は３において、前記トラップ触
媒がメタノール燃焼触媒を有し、前記メタノールを触媒
燃焼させるようにしたものであり、トラップ触媒に捕捉
されている未燃焼のメタノールとアルデヒドを効果的に
浄化できる。
浄化装置は、請求項２又は３において、前記トラップ触
媒がメタノール燃焼触媒を有し、前記メタノールを触媒
燃焼させるようにしたものであり、トラップ触媒に捕捉
されている未燃焼のメタノールとアルデヒドを効果的に
浄化できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は本発明の第１の実施の形態の
構成を示している。第１の実施の形態の燃料電池システ
ムの排気浄化装置は、図８に示した従来例と同様の燃料
電池システムの構成において、蒸発器３からの排気に対
してトラップ触媒１１を設けたことを特徴としている。
したがって、燃料電池システム自体の構成は従来例と同
様であり、共通する要素には同一の符号を付して示して
ある。なお、トラップ触媒１１の位置は、蒸発器３の前
側にあってもかまわない。
基づいて詳説する。図１は本発明の第１の実施の形態の
構成を示している。第１の実施の形態の燃料電池システ
ムの排気浄化装置は、図８に示した従来例と同様の燃料
電池システムの構成において、蒸発器３からの排気に対
してトラップ触媒１１を設けたことを特徴としている。
したがって、燃料電池システム自体の構成は従来例と同
様であり、共通する要素には同一の符号を付して示して
ある。なお、トラップ触媒１１の位置は、蒸発器３の前
側にあってもかまわない。
【００１８】トラップ触媒１１は図２の拡大図に示した
ものの積層構造であり、排気の通流が可能なハニカム担
体１２の隔壁にトラップ触媒としてのゼオライト層１３
を担持させ、さらに三元触媒層１４を担持させた構造で
ある。ゼオライト層１３は、Ｐｔ，Ｐｂ，Ｒｈから選ば
れた少なくとも１種を含み、かつ、ゼオライトを含んで
いる。このゼオライト層１３は、低温時にアルコール、
炭化水素（ＨＣ）類を吸着して保持し、高温で脱離する
性質を有する。三元触媒層１４は、低温では不活性であ
り、温度が上昇すると活性化し、ゼオライト層１３から
脱離する炭化水素ＨＣ類を酸化して浄化する性質を有す
る。なお、このトラップ触媒１１では、ハニカム担体１
２に代えて、波板状のプレートを多層に積層したものを
用いることもできる。また、トラップ触媒１１自体もゼ
オライトペレットと三元触媒ペレットとを充填した筒状
又は箱状の構造のものを使用することができる。
ものの積層構造であり、排気の通流が可能なハニカム担
体１２の隔壁にトラップ触媒としてのゼオライト層１３
を担持させ、さらに三元触媒層１４を担持させた構造で
ある。ゼオライト層１３は、Ｐｔ，Ｐｂ，Ｒｈから選ば
れた少なくとも１種を含み、かつ、ゼオライトを含んで
いる。このゼオライト層１３は、低温時にアルコール、
炭化水素（ＨＣ）類を吸着して保持し、高温で脱離する
性質を有する。三元触媒層１４は、低温では不活性であ
り、温度が上昇すると活性化し、ゼオライト層１３から
脱離する炭化水素ＨＣ類を酸化して浄化する性質を有す
る。なお、このトラップ触媒１１では、ハニカム担体１
２に代えて、波板状のプレートを多層に積層したものを
用いることもできる。また、トラップ触媒１１自体もゼ
オライトペレットと三元触媒ペレットとを充填した筒状
又は箱状の構造のものを使用することができる。
【００１９】トラップ触媒１１に対して、その前方側よ
り加熱器１からの排気と共に、燃料電池２からの排水素
及び排空気が導入できるように排水素供給部２１、排空
気供給部２２が設けられ、また、これらの供給部２１，
２２から排水素、排空気を定期的に導入する制御を行な
う制御部２３が設けられている。
り加熱器１からの排気と共に、燃料電池２からの排水素
及び排空気が導入できるように排水素供給部２１、排空
気供給部２２が設けられ、また、これらの供給部２１，
２２から排水素、排空気を定期的に導入する制御を行な
う制御部２３が設けられている。
【００２０】この実施の形態の燃料電池システムの排気
浄化装置は、次のように動作する。起動初期には、制御
部２３によって供給部２１，２２は閉じた状態にしてお
く。そして、メタノールＭｅＯＨを加熱器１に供給して
燃焼させる。この起動初期の低温度状態ではメタノール
は不完全燃焼して大量の未燃焼メタノールが加熱器１か
ら排出される。そこで、加熱器１からの低温度状態の排
気をトラップ触媒１１に通すことによって、ゼオライト
層１３に未燃焼のメタノールや副生物であるアルデヒド
のような炭化水素類ＨＣを吸着して捕捉させる。
浄化装置は、次のように動作する。起動初期には、制御
部２３によって供給部２１，２２は閉じた状態にしてお
く。そして、メタノールＭｅＯＨを加熱器１に供給して
燃焼させる。この起動初期の低温度状態ではメタノール
は不完全燃焼して大量の未燃焼メタノールが加熱器１か
ら排出される。そこで、加熱器１からの低温度状態の排
気をトラップ触媒１１に通すことによって、ゼオライト
層１３に未燃焼のメタノールや副生物であるアルデヒド
のような炭化水素類ＨＣを吸着して捕捉させる。
【００２１】制御部２３は時間経過を計測して、加熱器
１でのメタノールの燃焼が安定するまでの所定時間が経
過すると供給部２１，２２を開き、トラップ触媒１１に
燃料電池２からの高温の排水素及び排空気を導入して加
熱し、ゼオライト層１３から炭化水素類ＨＣを脱離さ
せ、また三元触媒層１４を活性化して脱離した炭化水素
類ＨＣを酸化し、浄化された排気にして排出する。
１でのメタノールの燃焼が安定するまでの所定時間が経
過すると供給部２１，２２を開き、トラップ触媒１１に
燃料電池２からの高温の排水素及び排空気を導入して加
熱し、ゼオライト層１３から炭化水素類ＨＣを脱離さ
せ、また三元触媒層１４を活性化して脱離した炭化水素
類ＨＣを酸化し、浄化された排気にして排出する。
【００２２】これにより、蒸発器３の後段に簡単な構造
のトラップ触媒１１を設置する構成ながら、加熱器１か
ら排出される燃料電池システムの排気を浄化することが
できる。
のトラップ触媒１１を設置する構成ながら、加熱器１か
ら排出される燃料電池システムの排気を浄化することが
できる。
【００２３】上記の実施の形態において、構造をより単
純化するために、制御部２３とこれによって開閉制御さ
れる供給部２１，２２を省略し、燃料電池からの排水素
と排空気とが常にトラップ触媒１１に供給される構造に
することもできる。これによっても、起動初期の低温度
状態では加熱器１から排出される未燃焼のメタノールを
トラップ触媒１１のゼライト層１３で吸着し、加熱器１
での燃焼により暖機が進んで排気温度が上昇し、また燃
料電池から排水素、排空気が排出されてくるようになる
と、このトラップ触媒１１も加熱されるようになり、ゼ
ライト層１３に吸着されていたメタノール炭化水素類Ｈ
Ｃが脱離し、三元触媒層１４で燃焼されて浄化されるよ
うになり、未燃焼メタノールの浄化が図れる。
純化するために、制御部２３とこれによって開閉制御さ
れる供給部２１，２２を省略し、燃料電池からの排水素
と排空気とが常にトラップ触媒１１に供給される構造に
することもできる。これによっても、起動初期の低温度
状態では加熱器１から排出される未燃焼のメタノールを
トラップ触媒１１のゼライト層１３で吸着し、加熱器１
での燃焼により暖機が進んで排気温度が上昇し、また燃
料電池から排水素、排空気が排出されてくるようになる
と、このトラップ触媒１１も加熱されるようになり、ゼ
ライト層１３に吸着されていたメタノール炭化水素類Ｈ
Ｃが脱離し、三元触媒層１４で燃焼されて浄化されるよ
うになり、未燃焼メタノールの浄化が図れる。
【００２４】また、後述する他の実施の形態でも共通に
採用できる構成であるが、加熱器１にＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ
から選ばれた少なくとも１種を含む触媒層を設けて触媒
燃焼を行うようにすることができ、これによって、加熱
器１において酸化燃焼させる場合よりもＮＯｘの排出を
抑えることができる。そのため、本発明の浄化装置の採
用と相まって、排気の浄化をいっそう促進することがで
きることになる。
採用できる構成であるが、加熱器１にＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ
から選ばれた少なくとも１種を含む触媒層を設けて触媒
燃焼を行うようにすることができ、これによって、加熱
器１において酸化燃焼させる場合よりもＮＯｘの排出を
抑えることができる。そのため、本発明の浄化装置の採
用と相まって、排気の浄化をいっそう促進することがで
きることになる。
【００２５】次に、本発明の第２の実施の形態を図３及
び図４に基づいて説明する。第２の実施の形態の燃料電
池システムの排気浄化装置の特徴は、トラップ触媒１１
を通過して出てくる排気に対する温度を検出するために
トラップ触媒１１の出口側に測温センサ２４を設け、ま
た、この測温センサ２４の検出温度により供給部２１，
２２から排水素、排空気をトラップ触媒１１に導入する
か否かを判定する判定部２５を設けた点にある。排水素
供給部２１、排空気供給部２２はここでは、判定部２５
の指令によって開閉動作して燃料電池２からの排水素、
排空気のトラップ触媒１１への導入、遮断を行なう。
び図４に基づいて説明する。第２の実施の形態の燃料電
池システムの排気浄化装置の特徴は、トラップ触媒１１
を通過して出てくる排気に対する温度を検出するために
トラップ触媒１１の出口側に測温センサ２４を設け、ま
た、この測温センサ２４の検出温度により供給部２１，
２２から排水素、排空気をトラップ触媒１１に導入する
か否かを判定する判定部２５を設けた点にある。排水素
供給部２１、排空気供給部２２はここでは、判定部２５
の指令によって開閉動作して燃料電池２からの排水素、
排空気のトラップ触媒１１への導入、遮断を行なう。
【００２６】次に、第２の実施の形態の燃料電池システ
ムの動作を説明する。判定部２５は、起動初期の低温状
態では排水素供給部２１と排空気供給部２２とを共に開
いた状態にして加熱器１からの排気をトラップ触媒１１
に導入する。そして測温センサ２４の検出するトラップ
触媒１１からの排気の温度を見て、図４のグラフに示す
ように、排気温度がゼオライト層１３からの炭化水素類
の脱離温度、また三元触媒層１４の活性化温度であるＴ
℃に達したならば、排水素供給部２１は閉じ、排空気供
給部２２だけを開いた状態にする。これにより、起動初
期の低温度状態ではトラップ触媒１１のゼライト層１３
に加熱器１からの未燃焼メタノールを吸着させ、その
後、排水素が燃料電池から排出されるようになると、そ
の燃焼によってトラップ触媒１１内を加熱してゼオライ
ト層１３からの炭化水素類ＨＣの脱離、そして三元触媒
層１４の活性化を促して炭化水素類を酸化浄化する。
ムの動作を説明する。判定部２５は、起動初期の低温状
態では排水素供給部２１と排空気供給部２２とを共に開
いた状態にして加熱器１からの排気をトラップ触媒１１
に導入する。そして測温センサ２４の検出するトラップ
触媒１１からの排気の温度を見て、図４のグラフに示す
ように、排気温度がゼオライト層１３からの炭化水素類
の脱離温度、また三元触媒層１４の活性化温度であるＴ
℃に達したならば、排水素供給部２１は閉じ、排空気供
給部２２だけを開いた状態にする。これにより、起動初
期の低温度状態ではトラップ触媒１１のゼライト層１３
に加熱器１からの未燃焼メタノールを吸着させ、その
後、排水素が燃料電池から排出されるようになると、そ
の燃焼によってトラップ触媒１１内を加熱してゼオライ
ト層１３からの炭化水素類ＨＣの脱離、そして三元触媒
層１４の活性化を促して炭化水素類を酸化浄化する。
【００２７】そして、判定部２５は測温センサ２４の検
出する温度が所定温度Ｔ℃を超えると、排水素供給部２
１を閉じ、排空気供給部２２だけを開いた状態にして排
空気だけをトラップ触媒１１に導入し、加熱器１からの
未燃焼のメタノールやアルデヒドを含む排気を三元触媒
層１４において酸化浄化する。
出する温度が所定温度Ｔ℃を超えると、排水素供給部２
１を閉じ、排空気供給部２２だけを開いた状態にして排
空気だけをトラップ触媒１１に導入し、加熱器１からの
未燃焼のメタノールやアルデヒドを含む排気を三元触媒
層１４において酸化浄化する。
【００２８】これにより、加熱器で未燃焼のメタノール
やアルデヒドを酸素リッチな雰囲気にして効果的に酸化
浄化することができ、クリーンな排気を排出できるよう
になる。
やアルデヒドを酸素リッチな雰囲気にして効果的に酸化
浄化することができ、クリーンな排気を排出できるよう
になる。
【００２９】次に、本発明の第３の実施の形態を図５及
び図６に基づいて説明する。第３の実施の形態の特徴
は、図３に示した第２の実施の形態における判定部２５
に対して、さらに演算機能を付加した判定部２５′を備
えた点にある。その他の構成要素は、第２の実施の形態
と共通である。
び図６に基づいて説明する。第３の実施の形態の特徴
は、図３に示した第２の実施の形態における判定部２５
に対して、さらに演算機能を付加した判定部２５′を備
えた点にある。その他の構成要素は、第２の実施の形態
と共通である。
【００３０】判定部２５′は加熱器１の加熱開始点から
の加熱時間と測温センサ２４の検出する排気温度とを用
いて、図６のグラフに示すようなあらかじめ組み込まれ
ているマップデータにしたがってトラップ触媒１１が吸
着する未燃焼のメタノール、アルデヒドなどの炭化水素
類の吸着量を推定する。そして、起動後、排気温度が所
定値になったタイミングに排水素供給部２１と共に排空
気供給部２２を開いて排水素、排空気をトラップ触媒１
１に導入する。この際に、加熱時間と計測温度とからを
推定した吸着量に対応して、その炭化水素量を酸化浄化
するに必要な適量だけ導入する制御を行なう。
の加熱時間と測温センサ２４の検出する排気温度とを用
いて、図６のグラフに示すようなあらかじめ組み込まれ
ているマップデータにしたがってトラップ触媒１１が吸
着する未燃焼のメタノール、アルデヒドなどの炭化水素
類の吸着量を推定する。そして、起動後、排気温度が所
定値になったタイミングに排水素供給部２１と共に排空
気供給部２２を開いて排水素、排空気をトラップ触媒１
１に導入する。この際に、加熱時間と計測温度とからを
推定した吸着量に対応して、その炭化水素量を酸化浄化
するに必要な適量だけ導入する制御を行なう。
【００３１】これにより、燃料電池２からの排水素、排
空気をトラップ触媒１１を通して直接、排気する量を必
要最小限度に制限することができ、加熱器１からトラッ
プ触媒１１を経て排出される排気のクリーン度をさらに
向上させることができる。
空気をトラップ触媒１１を通して直接、排気する量を必
要最小限度に制限することができ、加熱器１からトラッ
プ触媒１１を経て排出される排気のクリーン度をさらに
向上させることができる。
【００３２】次に、本発明の第４の実施の形態の燃料電
池システムの排気浄化装置を、図７に基づいて説明す
る。第４の実施の形態の特徴は、図１に示した第１の実
施の形態に対して、排水素供給部２１は省略し、トラッ
プ触媒１１の排気温度を検出する測温センサ２４を設
け、さらにトラップ触媒１１に加熱ヒータ２７を設け、
制御部２３′が測温センサ２４の検出する排気温度によ
り排空気供給部２２を開閉制御すると共に、この加熱ヒ
ータ２７をオン／オフ制御するようにした点にある。
池システムの排気浄化装置を、図７に基づいて説明す
る。第４の実施の形態の特徴は、図１に示した第１の実
施の形態に対して、排水素供給部２１は省略し、トラッ
プ触媒１１の排気温度を検出する測温センサ２４を設
け、さらにトラップ触媒１１に加熱ヒータ２７を設け、
制御部２３′が測温センサ２４の検出する排気温度によ
り排空気供給部２２を開閉制御すると共に、この加熱ヒ
ータ２７をオン／オフ制御するようにした点にある。
【００３３】第４の実施の形態の燃料電池システムの排
気浄化装置の動作は、以下の通りである。起動初期に
は、制御部２３によって排空気供給部２２を閉じ、加熱
ヒータ２７をオフの状態にしておく。そして、メタノー
ルＭｅＯＨを加熱器１に供給して燃焼させる。この起動
初期の低温度状態ではメタノールは不完全燃焼して大量
の未燃焼メタノールが加熱器１から排出される。そこ
で、加熱器１からの低温度状態の排気をトラップ触媒１
１に通すことによって、ゼオライト層１３に未燃焼のメ
タノールや副生物であるアルデヒドのような炭化水素類
ＨＣを吸着して捕捉させる。
気浄化装置の動作は、以下の通りである。起動初期に
は、制御部２３によって排空気供給部２２を閉じ、加熱
ヒータ２７をオフの状態にしておく。そして、メタノー
ルＭｅＯＨを加熱器１に供給して燃焼させる。この起動
初期の低温度状態ではメタノールは不完全燃焼して大量
の未燃焼メタノールが加熱器１から排出される。そこ
で、加熱器１からの低温度状態の排気をトラップ触媒１
１に通すことによって、ゼオライト層１３に未燃焼のメ
タノールや副生物であるアルデヒドのような炭化水素類
ＨＣを吸着して捕捉させる。
【００３４】制御部２３′は測温センサ２４が排気温度
が所定温度になったのを検出すると、排空気供給部２２
を開くと共に、加熱ヒータ２７をオンにして、トラップ
触媒１１に燃料電池２からの高温の排水素排空気を導入
して加熱し、ゼオライト層１３から炭化水素類ＨＣを脱
離させ、また三元触媒層１４を活性化して脱離した炭化
水素類ＨＣを酸化し、浄化された排気にして排出する。
が所定温度になったのを検出すると、排空気供給部２２
を開くと共に、加熱ヒータ２７をオンにして、トラップ
触媒１１に燃料電池２からの高温の排水素排空気を導入
して加熱し、ゼオライト層１３から炭化水素類ＨＣを脱
離させ、また三元触媒層１４を活性化して脱離した炭化
水素類ＨＣを酸化し、浄化された排気にして排出する。
【００３５】これにより、トラップ触媒１１の加熱が速
くでき、排気の浄化を促進することができて排気浄化作
用を速めることができる。
くでき、排気の浄化を促進することができて排気浄化作
用を速めることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図２】上記の実施の形態におけるトラップ触媒の一部
を示す断面構造図。
を示す断面構造図。
【図３】本発明の第２の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図４】上記の実施の形態において排気温度がどの程度
まで高くなれば排空気のみを導入するように切替えるの
かを示すグラフ。
まで高くなれば排空気のみを導入するように切替えるの
かを示すグラフ。
【図５】本発明の第３の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図６】上記の実施の形態において加熱器におけるメタ
ノールの燃焼時間とトラップ触媒からの排気温度との関
係によってトラップ触媒の未燃焼メタノール吸着量がど
のように変化するかを示す特性グラフ。
ノールの燃焼時間とトラップ触媒からの排気温度との関
係によってトラップ触媒の未燃焼メタノール吸着量がど
のように変化するかを示す特性グラフ。
【図７】本発明の第４の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図８】従来例の構成を示すブロック図。
１ 加熱器 ２ 燃料電池 ３ 蒸発器 ４ 改質器 １１ トラップ触媒 １２ ハニカム担体 １３ ゼオライト層 １４ 三元触媒層 ２１ 排水素供給部 ２２ 排空気供給部 ２３，２３′ 制御部 ２４ 測温センサ ２５，２５′ 判定部 ２７ 加熱ヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D048 AA19 AA20 AB01 AC01 AC06 BA11X BA13X BA30Y BA31Y BA33Y BA39Y BB01 BB02 BB04 CA01 CC38 CC44 CC50 CD08 DA01 DA02 DA06 DA10 DA20 EA04 5H027 BA01 BA09 BA10 BA16 BA17 KK00 KK41 MM01
Claims (4)
- 【請求項１】 メタノールを燃焼させることによって蒸
発器を加熱する加熱器の後段に、当該加熱器からの未燃
焼のメタノール及びアルデヒドをトラップするトラップ
触媒を配置し、 前記トラップ触媒に燃料電池からの排水素及び排空気を
供給することによって当該トラップ触媒に捕捉されてい
る前記未燃焼のメタノール及びアルデヒドを酸化させて
浄化することを特徴とする燃料電池システムの排気浄化
方法。 - 【請求項２】 メタノールを燃焼させることによって蒸
発器を加熱する加熱器の後段に配置された、当該加熱器
からの未燃焼のメタノール及びアルデヒドをトラップす
るトラップ触媒と、 前記トラップ触媒に燃料電池からの排水素及び排空気を
供給することによって当該トラップ触媒に捕捉されてい
る前記未燃焼のメタノール及びアルデヒドを酸化させて
浄化するための排水素・空気供給手段とを備えて成る燃
料電池システムの排気浄化装置。 - 【請求項３】 前記加熱器のメタノール燃焼時間を計測
する燃焼時間計測手段と、前記トラップ触媒の後方に設
けられた排気温測定手段とを備え、 前記排水素・空気供給手段は、前記燃焼時間計測手段の
計測するメタノール燃焼時間と前記排気温測定手段の計
測する排気温とに応じて、前記排水素及び排空気を導入
することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システ
ムの排気浄化装置。 - 【請求項４】 前記トラップ触媒は、メタノール燃焼触
媒を有し、 前記メタノールを触媒燃焼させることを特徴とする請求
項２又は３に記載の燃料電池システムの排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11196115A JP2001017835A (ja) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | 燃料電池システムの排気浄化方法及び排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11196115A JP2001017835A (ja) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | 燃料電池システムの排気浄化方法及び排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001017835A true JP2001017835A (ja) | 2001-01-23 |
Family
ID=16352501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11196115A Pending JP2001017835A (ja) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | 燃料電池システムの排気浄化方法及び排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001017835A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004355965A (ja) * | 2003-05-29 | 2004-12-16 | Nippon Soken Inc | 燃料電池の排出ガス処理技術 |
| WO2005088752A1 (ja) | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 燃料電池システム |
| JP2006019226A (ja) * | 2004-07-05 | 2006-01-19 | Ebara Ballard Corp | 燃料電池システム |
| JP2007265999A (ja) * | 2007-05-02 | 2007-10-11 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用マフラ |
| JP2011181406A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Fujikura Ltd | 燃料電池の排気処理装置 |
| CN113432135A (zh) * | 2020-03-23 | 2021-09-24 | 大连佳纯气体净化技术开发有限公司 | 脱除粉煤气化输煤co2气中甲醇的方法和装置 |
-
1999
- 1999-07-09 JP JP11196115A patent/JP2001017835A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004355965A (ja) * | 2003-05-29 | 2004-12-16 | Nippon Soken Inc | 燃料電池の排出ガス処理技術 |
| WO2005088752A1 (ja) | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 燃料電池システム |
| JP2005259568A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム |
| US7670705B2 (en) | 2004-03-12 | 2010-03-02 | Panasonic Corporation | Fuel cell system with purifying apparatus |
| JP4576856B2 (ja) * | 2004-03-12 | 2010-11-10 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システム |
| JP2006019226A (ja) * | 2004-07-05 | 2006-01-19 | Ebara Ballard Corp | 燃料電池システム |
| JP2007265999A (ja) * | 2007-05-02 | 2007-10-11 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用マフラ |
| JP2011181406A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Fujikura Ltd | 燃料電池の排気処理装置 |
| CN113432135A (zh) * | 2020-03-23 | 2021-09-24 | 大连佳纯气体净化技术开发有限公司 | 脱除粉煤气化输煤co2气中甲醇的方法和装置 |
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