JP2002050371A

JP2002050371A - 燃料電池システム

Info

Publication number: JP2002050371A
Application number: JP2000237117A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Imada; 典幸今田; Hiroyuki Kako; 宏行加来; Yuichi Kamo; 友一加茂
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2002-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】十分なＣＯ除去を行なうと同時に除去したＣ
Ｏを燃料として使用することで効率のよい燃料電池シス
テムとする。また、安全かつ触媒劣化のない停止操作を
実現する。【解決手段】改質器２で生成された改質ガスに含まれ
るＣＯをＣＯ吸収液に吸収させて分離するＣＯ吸収器１
５と、ＣＯを吸収したＣＯ吸収液を加熱する加熱器１４
と、加熱されたＣＯ吸収液からＣＯを放出させるＣＯ放
出器１６と、ＣＯを放出したＣＯ吸収液を冷却する冷却
器２１と、これら機器間を接続する管路を設け、分離し
たＣＯをガスタービンシステム５０あるいは燃焼炉２２
に導いて熱エネルギーを取り出す。また、ガスタービン
９あるいは燃焼炉２２の排ガスをパージガスタンク２４
に貯蔵し、燃料電池システム停止時に貯蔵した排ガスを
使用して、改質器２内及び改質ガス配管をパージできる
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は炭素系燃料から水素
含有ガスを製造し、この水素含有ガスを燃料として発電
する燃料電池システムに係り、特に固体高分子型燃料電
池（PEFC）を用いた燃料電池システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】炭素系燃料から水素含有ガスを製造し、
この水素含有ガスを燃料として発電する燃料電池システ
ムの従来技術の例を説明する。燃料としては、都市ガ
ス、ＬＰＧ、メタノール、ガソリン、軽油などの炭素系
燃料が使用されるが、ここでは、都市ガスの主要成分で
あるメタンを例にとり説明する。

【０００３】まず、改質器に燃料であるメタンと水蒸気
と空気を投入する。改質器の中では、次の反応により、
水素含有ガスが発生する。

【０００４】ＣＨ_４＋Ｈ_２Ｏ ⇔ ＣＯ＋Ｈ_２ …(１) ＣＯ＋Ｈ_２Ｏ ⇔ Ｈ_２＋ＣＯ_２ …(２) 上記(１)式は吸熱反応であり、この反応を継続するため
には熱を供給する必要がある。この熱供給方法として、
外部加熱方式と内部加熱方式がある。外部加熱方式は、
反応管（改質器）の外部より、ヒータあるいはバーナな
どの加熱手段を用いて、熱を加える方式である。一方、
内部加熱方式は、反応管（改質器）内に空気を投入し、
燃料であるメタンとの燃焼反応により発生する熱を利用
する方法である。この方法の場合は、水素含有ガスの組
成には多量の窒素が含まれることとなる。

【０００５】いずれの方法においても、上記の(１)、
(２)式で表される反応は平衡反応であるので、改質器か
ら発生する水素含有ガスには、数％程度のＣＯが含まれ
る。このＣＯは固体高分子型燃料電池の燃料極表面に使
用される白金表面に吸着し、発電量を低下させるため、
燃料電池に供給する水素含有ガスのＣＯ濃度を１０ppm
以下にする必要がある。そのために、従来の燃料電池シ
ステムにおいては、改質器で生成された水素含有ガスの
ＣＯ濃度を低減させるＣＯ選択酸化器が設置されてい
る。ＣＯ選択酸化器にはＣＯだけを選択的に燃焼させる
ＣＯ選択酸化触媒（Pt、Rhなど）が充填されており、改
質器で生成された水素含有ガスとＣＯ燃焼用空気をＣＯ
選択酸化器に投入することで、ＣＯをＣＯ_２に変化させ
て、水素含有ガスのＣＯ濃度を１０ppm程度まで低減し
ている。なお、ＣＯ選択酸化器には、反応温度制御のた
め、冷却水を循環させる構成となっている。

【０００６】また、燃料電池の燃料極に投入された水素
含有ガスは、含まれる水素のほとんど（約９０％程度）
が電池内で反応し、電気及び熱エネルギーに変換され
る。燃料極出口からは、残り１０％の水素を含んだ排ガ
スが排出される。そこで、この未使用水素は燃焼装置に
よって燃焼し、熱エネルギーとして回収した後、排ガス
は系外に放出している。

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、改質
器で生成された水素含有ガス（改質ガス）中に含まれる
ＣＯを除去するために酸素を投入し、酸化反応によって
ＣＯをＣＯ_２に変えている。そのため、本来燃料として
使えるエネルギーを無駄に消費している。また、ＣＯ選
択酸化触媒を使用することで、ある程度ＣＯを選択的に
酸化しているが、実際には等モルかその倍程度の水素も
同時に燃焼してしまい、その分改質器で発生した水素を
消費してしまっている。

【０００７】さらに、ＣＯ選択酸化触媒の温度特性（動
作温度とＣＯ除去率との関係）の問題がある。ＣＯ選択
酸化触媒の温度特性は、図５に示すように、使用可能な
動作温度範囲が１５０〜２００℃と非常に狭く、この温
度範囲をはずれると、ＣＯ除去率が大幅に低下する。Ｃ
Ｏ選択酸化器内部の温度を上記温度範囲に厳密に制御す
るためには、燃焼用空気を多段に投入することによる反
応熱の分散化や、冷却水の分割制御などが必要となり、
複雑な装置構成及び制御システムが必要となる。

【０００８】また、上記従来技術においては、停止操作
時に各種触媒が劣化してしまうという問題がある。燃料
電池システムを停止する際は、改質器から燃料電池への
水素含有ガス供給を止めることになる。しかし、配管中
に水素含有ガスを残すことは安全上好ましくないので、
何らかのガスで配管中の水素含有ガスを置換する必要が
ある。年間に数回程度しか停止作業を行わない産業プラ
ントなどの設備においては窒素ガスボンベ等を設置し、
窒素ガスで水素含有ガスを置換する方法が考えられる。
しかし、家庭用や小規模な設備への適用を考えた場合、
日単位での頻繁な停止作業が発生するので、窒素ボンベ
などを設けることはコスト的にも不可能である。そのた
め、従来は空気を使ったパージを行なっている。しか
し、改質触媒などの触媒は、起動、停止時には空気と触
れることで酸化状態となり、定常運転時は還元状態とな
るので、起動、停止のたびに、触媒は酸化、還元状態を
繰り返すこととなり、これが触媒の性能低下の原因とな
っている。さらに、触媒を酸化状態から還元状態にする
ためには時間がかかるために、燃料電池システムの起動
時間を長くする要因のひとつとなっている。

【０００９】本発明の目的は、第１に、十分なＣＯ除去
を行なうと同時に除去したＣＯを燃料として使用するこ
とで効率のよい燃料電池システムとすることにある。第
２には、安全かつ触媒劣化のない停止操作を実現するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、改質
器で生成された水素含有ガスに含まれるＣＯをＣＯ吸収
液に吸収させて分離する一酸化炭素分離手段を設け、分
離したＣＯをガスタービンあるいは燃焼炉に導いて熱エ
ネルギーを取り出すことで達成される。

【００１１】上記第２の目的は、ガスタービンあるいは
燃焼炉の排ガスを貯蔵する排ガス貯蔵手段を設け、燃料
電池システム停止時に貯蔵した排ガスを使用して、改質
器内及び水素含有ガス配管をパージすることで達成でき
る。

【００１２】ＣＯを分離する一酸化炭素分離手段は、Ｃ
Ｏを吸収、放出するＣＯ吸収液に水素含有ガス中のＣＯ
を吸収させるＣＯ吸収器と、ＣＯを吸収したＣＯ吸収液
を加熱する加熱器と、加熱されたＣＯ吸収液からＣＯを
放出させるＣＯ放出器と、ＣＯを放出したＣＯ吸収液を
冷却する冷却器と、これら機器間を接続する管路を含ん
で構成する。

【００１３】ＣＯ吸収液としては、一価の銅の化合物を
溶解した溶液を用いる。例えば、Ｃｕ（Ｉ）／ＨＭＰＡ
（ＨＭＰＡ：ヘキサメチルホスホルアミド）を溶媒に溶
解した溶液、Ｃｕ（Ｉ）／Ｍｇを溶媒に溶解した溶液な
どがある。

【００１４】ＣＯ吸収液のＣＯ吸収量は、温度が低いと
多く、温度が高くなると少なくなる。Ｃｕ（Ｉ）／ＨＭ
ＰＡ溶液の温度特性を、横軸に温度（℃）を取り、縦軸
にＣＯ吸収量の比をとって図２に示す。図２から、低温
（約５０℃）では多量のＣＯを吸収し、高温（約１００
℃）では、ＣＯの吸収量が低いことが分かる。このＣＯ
吸収液の図中の矢印の領域の温度特性を利用して、改質
ガス中のＣＯを分離し、分離したＣＯを熱エネルギ源と
して利用する。

【００１５】まず、改質器で生成された改質ガスは、Ｃ
Ｏ吸収器でＣＯ吸収液と接触する。このとき、ＣＯ吸収
器におけるＣＯ吸収液の温度は５０℃を目標値として制
御されており、ほとんどのＣＯがＣＯ吸収液に吸収され
る。ＣＯが除去された改質ガスは、燃料電池に送られ
る。一方、ＣＯを吸収したＣＯ吸収液は、加熱器で１０
０℃程度に昇温され、ＣＯ放出器に導かれる。ＣＯ放出
器に導かれたＣＯ吸収液は、吸収しきれなくなったＣＯ
を放出した後、冷却器で５０℃に冷却されてＣＯ吸収器
に流入し、上記手順を繰り返す。

【００１６】ＣＯ放出器でＣＯ吸収液から放出されたＣ
Ｏは、ガスタービンあるいは燃焼炉に導かれて空気との
燃焼反応により、ＣＯ_２とＮ_２ガスとなる。ＣＯ_２、Ｎ
_２ガスは化学的に安定なガスであり、触媒に対しても不
活性であり、また、Ｈ_２Ｏも含まないため、改質器のパ
ージガスとして使うことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態である燃料電
池システムを図１に示す。図示の燃料電池システムは、
燃料である都市ガスを水素リッチなガス（改質ガス）に
改質する改質器２と、改質器２に接続された一酸化炭素
分離手段４０と、一酸化炭素分離手段４０に接続された
出力３ｋＷの固体高分子型燃料電池（以下、燃料電池と
いう）５と、燃料電池５に接続された燃焼炉２９と、一
酸化炭素分離手段４０および改質器２に接続された小形
ガスタービンシステム５０と、を含んで構成されてい
る。

【００１８】改質器２には、燃料用ポンプ１で加圧され
た都市ガスが送り込まれる燃料管１Ａ及び生成された改
質ガスを送り出す改質ガス配管２Ａが接続されている。

【００１９】一酸化炭素分離手段４０は、加熱流体流路
と被加熱流体流路を備えた加熱器１４と、加熱器１４の
加熱流体流路出側に改質ガス入口を接続して設けられた
ＣＯ吸収器１５と、前記加熱器１４の被加熱流体流路出
側にＣＯ吸収液入口を接続して設けられたＣＯ放出器１
６と、ＣＯ放出器１６の底部に吸い込み側を接続し、吐
出側を冷却器２１を介装した管路でＣＯ吸収器１５のＣ
Ｏ吸収液入口に接続して設けられたＣＯ吸収液循環ポン
プ１８と、ＣＯ吸収器１５の底部に吸い込み側を接続
し、吐出側を加熱器１４の被加熱流体入口に接続して設
けられたＣＯ吸収液循環ポンプ１７と、を含んで構成さ
れている。

【００２０】ＣＯ吸収器１５の頂部には、ＣＯが分離さ
れたあとの改質ガスを送り出す改質ガス配管１５Ａが接
続されており、この改質ガス配管１５Ａの下流端が前記
燃料電池５に接続されている。また、前記改質ガス配管
２Ａの下流端が、加熱器１４の加熱流体入り側に接続さ
れており、改質器２から送り出された改質ガスは、改質
ガス配管２Ａ，加熱器１４の加熱流体流路、ＣＯ吸収器
１５内部、改質ガス配管１５Ａを経て、燃料電池５に流
入するようになっている。

【００２１】ＣＯ吸収器１５は、軸線を上下方向にして
配置された円筒状の容器で、内部に導入された改質ガス
にＣＯ吸収液が散布されて気液接触を行いつつ、改質ガ
ス中のＣＯがＣＯ吸収液に吸収され、ＣＯを吸収したＣ
Ｏ吸収液は、容器底部に流れ落ちるようになっている。
容器底部に流れ落ちたＣＯ吸収液は、ＣＯ吸収液循環ポ
ンプ１７により加圧され、加熱器１４の被加熱流体流路
に導かれるようになっている。

【００２２】ＣＯ放出器１６も軸線を上下方向にして配
置された円筒状の容器で、ＣＯを吸収したＣＯ吸収液が
上部から散布され、散布されたＣＯ吸収液がＣＯを放出
しつつ容器底部に流れ落ちるようになっている。容器底
部に流れ落ちたＣＯ吸収液は、ＣＯ吸収液循環ポンプ１
８により加圧され、冷却器２１を経てＣＯ吸収器１５に
導かれるようになっている。ＣＯ放出器１６の頂部に
は、ＣＯ吸収液から放出されたＣＯを送り出すＣＯ配管
１６Ａが接続されている。

【００２３】小形ガスタービンシステム５０は、ガスタ
ービン９と、このガスタービン９で駆動される昇圧ター
ビン７、１１及び発電機２３と、昇圧タービン７で昇圧
されたＣＯを燃焼して燃焼ガスを生成する燃焼器６と、
ガスタービン９の排ガスの熱を回収する排熱回収器８
と、排熱回収器８の排ガス出側に接続されバルブＡ２５
を介装した排ガス管８Ａと、この排ガス管８Ａの前記バ
ルブＡよりも上流側にバルブＢ２６を介して接続された
排ガス貯蔵手段であるパージガスタンク２４と、吸い込
み側をバルブＣ２７を介してパージガスタンク２４に接
続し、吐出側を改質器２に接続したパージガス供給ポン
プ２８と、を含んで構成されている。

【００２４】前記排熱回収器８は、排ガス流路と、この
排ガス流路に伝熱面を介して隣接配置された空気流路を
備えている。ガスタービン９の排ガス出側は排熱回収器
８の排ガス流路に接続されている。また、前記昇圧ター
ビン１１は導入される空気を昇圧し、昇圧された空気は
排熱回収器８の空気流路を経て改質器２に導かれるよう
になっている。

【００２５】前記燃焼炉２９は、その内部に、燃焼器
と、水ポンプ１３で加圧された水が流れる排熱回収器８
とを備え、排熱回収器８の出側は、改質器２に接続され
ている。燃焼炉２９は、燃料電池５に排ガス管路５Ａを
介して接続され、燃料電池５から排出される排ガス中の
未燃水素を前記燃焼器で燃焼させるようになっている。
この燃焼による熱は、内装された排熱回収器８を流れる
水に回収され、熱回収した水は水蒸気となって改質器２
に供給される。

【００２６】各部の動作状況を以下に説明する。まず、
燃料用ポンプ１により加圧された１ｍ^３Ｎ／ｈの都市ガ
ス、昇圧タービン１１で昇圧された３．０ｍ^３Ｎ／ｈの
空気１０、及び水ポンプ１３で昇圧された２．４ｋｇ／
ｈの水１２が、それぞれ改質器２に投入される。水１２
は、排熱回収器８で加熱され、水蒸気の形で投入され
る。改質器２では、部分酸化反応と水蒸気改質反応によ
り、水素リッチなガス（改質ガス）が発生する。本実施
の形態では、改質器２にＣＯコンバータを含めているの
で、改質器２より放出される改質ガスの温度は２００℃
となっている。本実施の形態で得られた改質ガス組成の
一例を図４に示す。図示のように、水素濃度が３７%、
ＣＯ濃度が１%である。なお、本実施の形態では、空気
と都市ガスの燃焼反応により、改質反応に必要な熱が供
給される。

【００２７】上記改質ガスは、加熱器１４でＣＯ吸収液
と熱交換することで自身の温度を５０℃に低下させたの
ち、ＣＯ吸収器１５に投入される。ＣＯ吸収器１５で
は、ＣＯ吸収器１５上方から散布されるＣＯ吸収液と改
質ガスが気液接触することで、改質ガス中のＣＯがＣＯ
吸収液によって吸収される。

【００２８】ＣＯ吸収液としては、一価の銅の化合物を
溶解した溶液を用いる。本実施の形態では、ＣＯ吸収液
として、一価の銅とＨＭＰＡ（ヘキサメチルホスホルア
ミドの略称）の錯体化合物であるＣｕ（Ｉ）／ＨＭＰＡ
を、トルエンなどの溶媒に溶解した溶液を使用してお
り、その特性を図２、図３に示す。なお、Ｃｕ（Ｉ）／
ＨＭＰＡの代わりにＣｕ（Ｉ）／Ｍｇを用いてもよい
し、溶媒にトルエン以外のものを用いてもよい。図２で
は、温度に対するＣＯ吸収量の特性を示している。ＣＯ
吸収器１５内は、目標温度を５０℃に制御してあり、Ｃ
Ｏ吸収液の吸収能力が非常に高いことが分かる。図３で
は、改質ガスの流量とＣＯ吸収液量との比に対するＣＯ
吸収率の変化を示す。これより、改質ガスの流量とＣＯ
吸収液量との比を７５以上にすれば、ほぼ１００%の吸
収率となることが分かる。本実施例では、この値が１０
０になるように、ＣＯ吸収液の循環量を１０Ｌ／分と設
定した。

【００２９】ＣＯ吸収器１５でＣＯを除去した後の改質
ガスが燃料電池５に投入され、改質ガス中の水素が酸素
極に投入された空気中の酸素と反応し、電気を発生す
る。このとき、投入した水素に対する発電に使われる水
素の割合は一般に９０%程度である。

【００３０】一方、ＣＯ吸収器１５で改質ガス中のＣＯ
を吸収したＣＯ吸収液は、ＣＯ吸収液循環ポンプ１７で
加圧されて加熱器１４に送られ、改質ガスと熱交換する
ことで約１００℃に昇温される。昇温されたＣＯ吸収液
はＣＯ放出器１６に送られる。図２に示すように、１０
０℃になるとＣＯ吸収液に吸収できるＣＯ量が大幅に低
下するので、ＣＯ放出器１６では、ＣＯ吸収液とＣＯガ
スが分離し、ＣＯを放出したＣＯ吸収液は下部より排出
され、ＣＯ吸収液循環ポンプ１８によってＣＯ吸収器１
５に送出される。このとき、ＣＯ吸収液は、冷却器２１
により冷却され、温度を約５０℃に低下させたのち、Ｃ
Ｏ吸収器１５に投入される。

【００３１】ＣＯ放出器１６で分離されたＣＯガスは、
ＣＯ放出器１６の上部より抜き出され、ＣＯ配管１６Ａ
を経てガスタービン９に連結された昇圧タービン７に送
られる。昇圧タービン７で昇圧されたＣＯガスは燃焼器
６で燃焼され、ガスタービン９を駆動する。ガスタービ
ン９から排出された燃焼排ガスは排熱回収器８で熱を回
収される。

【００３２】排熱回収器８で熱を回収された排ガスは、
パージガスタンク２４が空の場合は、バルブＡ２５とバ
ルブＣ２７を閉じ、バルブＢ２６を開いて、パージガス
タンク２４に蓄えられる。ここで、パージガスタンク２
４の容量はパージする側の容量以上に設定してある。本
実施の形態では、システム停止時に改質器２から燃料電
池５までの間の改質ガスの流路をパージガスで満たすこ
ととしたので、この間の容量の１.５倍の容量をパージ
ガスタンク２４の容量とした。パージガスタンク２４が
排ガスで満たされると、バルブＢ２６が閉じられ、バル
ブＡ２５が開かれて排ガスは大気に放出される。

【００３３】システムの停止操作時には、改質器２への
都市ガス（メタン）、空気、蒸気の供給を停止し、バル
ブＡ２５，Ｂ２６を閉じるとともにパージガス供給ポン
プ２８を起動し、バルブＣ２７を開とする。この操作に
より、パージガスタンク２４内のパージガスは改質器２
及び改質器２から燃料電池５に至る改質ガスの流路に満
たされる。パージガスタンク２４内のガス（パージガ
ス）はＣＯ_２とＮ_２とから構成される不活性ガスであ
り、酸素を含まないので改質器２に充填されても、改質
器２内の触媒が酸化状態になることはない。また、ＣＯ
を燃料として燃焼した排ガスであるために水分をほとん
ど含まず、触媒表面で水分が結露するといった問題もな
い。

【００３４】本実施の形態によれば、改質ガスのＣＯ濃
度が必要な低濃度になるまでＣＯ除去を行なうと同時に
除去したＣＯを燃料として使用することで効率のよい燃
料電池システムとすることができた。また、除去したＣ
Ｏを燃焼させた燃焼排ガスを停止操作時にパージガスと
して用いるので、安全かつ触媒劣化のない停止操作を実
現することができた。また、従来システムにおいて、
複雑な制御が必要とされていた機器構成を簡素化するこ
とができ、製作コストを低減することができた。

【００３５】本発明の第２の実施の形態を図６を参照し
て説明する。本実施の形態が前記第１の実施の形態と異
なるのは、燃焼器６、昇圧タービン７，１１、排熱回収
器８、ガスタービン９、及び発電機２３に代えて、排熱
回収器８を内装した燃焼炉２２を設け、この排熱回収器
８で加熱された空気を改質器２に供給するようにした点
である。パージガスタンク２４には、燃焼炉２２の燃焼
排ガスが充填される。他の構成は前期第１の実施の形態
と同じなので、同一の符号を付して説明を省略する。

【００３６】燃焼炉２２で発生した熱で空気を加熱する
代わりに、発生した熱を使って蒸気を発生し、改質器２
に投入する蒸気、あるいは燃料電池５の電極を加湿する
ための蒸気として利用してもよい。

【００３７】本実施の形態においても、前記第１の実施
の形態と同様の効果が得られる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、従来無駄に消費してい
たＣＯの熱量及びＣＯを除去するために消費されていた
水素を有効に利用することができ、システムの高効率化
を達成することができる。

【００３９】さらに、停止操作による触媒の劣化を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の要部構成を示す系
統図である。

【図２】図１に示す実施の形態に使用した一酸化炭素吸
収液の温度と一酸化炭素吸収量との関係を示す概念図で
ある。

【図３】図１に示す実施の形態に使用した一酸化炭素吸
収液の液ガス比と脱ＣＯ率との関係を示す概念図であ
る。

【図４】図１に示す実施の形態における改質器出口にお
けるガス組成の例を示す図である。

【図５】従来技術で使用されるＣＯ選択酸化触媒の温度
とＣＯ除去率との関係を示す概念図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態のの要部構成を示す
系統図である。

【符号の説明】

１燃料用ポンプ１Ａ燃料管２改質器２Ａ改質ガス配管５燃料電池５Ａ排ガス管路６燃焼器７昇圧タービン８排熱回収器８Ａ排ガス管９ガスタービン１０空気１１昇圧タービン１２水１３水ポンプ１４加熱器１５ＣＯ吸収器１５Ａ改質ガス配管１６ＣＯ放出器１６ＡＣＯ配管１７ＣＯ吸収液循環ポンプ１８ＣＯ吸収液循環ポンプ２１冷却器２２燃焼炉２３発電機２４パージガスタンク２５バルブＡ２６バルブＢ２７バルブＣ２８パージガス供給ポンプ２９燃焼炉４０一酸化炭素分離手段５０小形ガスタービンシステム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加茂友一茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内Ｆターム(参考） 5H027 AA06 BA01 BA09 BA16 DD02 MM08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素系気体燃料から水素含有ガスを生成
する改質器と、前記水素含有ガスを燃料として発電する
燃料電池とを含んで構成された燃料電池システムにおい
て、前記改質器から燃料電池に水素含有ガスを導く管路
に、水素含有ガスから一酸化炭素のガスを分離する一酸
化炭素分離手段を介装し、かつ、該一酸化炭素分離手段
で分離された一酸化炭素を燃料とする小型ガスタービン
を設けたことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】炭素系気体燃料から水素含有ガスを生成
する改質器と、前記水素含有ガスを燃料として発電する
燃料電池とを含んで構成された燃料電池システムにおい
て、前記改質器から燃料電池に水素含有ガスを導く管路
に、水素含有ガスから一酸化炭素のガスを分離する一酸
化炭素分離手段を介装し、かつ、該一酸化炭素分離手段
で分離された一酸化炭素を燃料として前記改質器に供給
する空気を加熱する燃焼炉を設けたことを特徴とする燃
料電池システム。
【請求項３】請求項１または２に記載の燃料電池シス
テムにおいて、前記小型ガスタービンもしくは燃焼炉の
排ガスを貯蔵する排ガス貯蔵手段と、前記排ガス貯蔵手
段と改質器とを弁を介して連通するパージガス配管を設
けたことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】請求項１乃至３のうちのいずれか１項に
記載の燃料電池システムにおいて、前記一酸化炭素分離
手段は、前記改質器の水素含有ガス出側に加熱側流体入
口を接続して配置された加熱器と、この加熱器の加熱流
体出側に水素含有ガス入り側を接続して配置され循環さ
れる一酸化炭素吸収液に水素含有ガスに含まれる一酸化
炭素を吸収させる一酸化炭素吸収器と、前記加熱器の被
加熱流体出側に一酸化炭素吸収液入り側を接続して配置
され、一酸化炭素吸収液から一酸化炭素を放出させる一
酸化炭素放出器と、この一酸化炭素放出器の一酸化炭素
吸収液出側を冷却器を介して前記加熱器の加熱流体出側
に接続する管路と、前記一酸化炭素吸収器の一酸化炭素
吸収液出側を前記加熱器の被加熱流体入り側に接続する
管路と、前記加熱器の加熱流体出側を前記一酸化炭素吸
収器の水素含有ガス入り側に接続する管路と、を含んで
構成されていることを特徴とする燃料電池システム。