JP2002193602A - Device for decreasing co for fuel cell - Google Patents

Device for decreasing co for fuel cell

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JP2002193602A
JP2002193602A JP2000395763A JP2000395763A JP2002193602A JP 2002193602 A JP2002193602 A JP 2002193602A JP 2000395763 A JP2000395763 A JP 2000395763A JP 2000395763 A JP2000395763 A JP 2000395763A JP 2002193602 A JP2002193602 A JP 2002193602A
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carbon monoxide
catalyst
fuel cell
reduction device
catalyst layer
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JP2000395763A
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Japanese (ja)
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Kentaro Matsunaga
健太郎 松永
Nobukazu Suzuki
信和 鈴木
Akira Harada
亮 原田
Masato Yoshino
正人 吉野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a smaller reactor with better performance as well as improved vibration resistance of the reactor body. SOLUTION: The reactor body 1 comprises an inlet 2 for introducing reformed gas, catalyst layers 3 for converting CO in reformed gas into CO2, and an outlet 4 for emitting the reformed gas in which the CO is decreased. It has means 6 and 7 for adjusting the temperature of the reactor body 1. At least a portion of catalyst support in the catalyst layers 3 is formed of porous body 8 made from both or either of ceramic or metal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素あるいは
アルコール類を原燃料とする固体高分子燃料電池システ
ムに適用される燃料電池用一酸化炭素低減装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carbon monoxide reducing device for a fuel cell applied to a solid polymer fuel cell system using a hydrocarbon or alcohol as a raw fuel.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、燃料電池は、各種燃料を改質し
て得られる水素と空気中の酸素とから電気を発生させ
る。上記燃料電池の燃料としてはメタン、エタン、プロ
パンなどの炭化水素、あるいはメタノールなどのアルコ
ール類を水蒸気改質して水素を製造して用いている。こ
こで得られる改質ガスは、水素を主成分とし、その他の
成分として二酸化炭素、水蒸気および一酸化炭素(通常
6〜8%程度)を含む。
2. Description of the Related Art Generally, a fuel cell generates electricity from hydrogen obtained by reforming various fuels and oxygen in the air. As the fuel for the fuel cell, hydrocarbons such as methane, ethane, and propane, or alcohols such as methanol are steam reformed to produce hydrogen. The reformed gas obtained here contains hydrogen as a main component, and contains carbon dioxide, water vapor and carbon monoxide (generally about 6 to 8%) as other components.

【0003】固体高分子燃料電池は、他の燃料電池に比
べて比較的低温(60〜120℃)でも運転が可能であ
り、電解質も腐食性を持たず取り扱いが容易であること
など、数々の利点を有する。また、固体高分子燃料電池
は、リン酸型燃料電池などに比べて遥かに高い電流密度
での運転が可能なため、自動車などに搭載した移動用電
源としての利用が期待されている。
The polymer electrolyte fuel cell can be operated at a relatively low temperature (60 to 120 ° C.) as compared with other fuel cells, and the electrolyte is not corrosive and easy to handle. Has advantages. In addition, since the polymer electrolyte fuel cell can be operated at a much higher current density than a phosphoric acid type fuel cell or the like, it is expected to be used as a mobile power supply mounted on an automobile or the like.

【0004】但し、固体高分子燃料電池は、低温での運
転に際し、電池の燃料極の触媒が一酸化炭素による被毒
の影響を受け易くなるため、供給する改質ガス中の一酸
化炭素濃度を低く抑える必要がある。例えば、固体高分
子燃料電池の作動温度を90℃前後に設定する場合に
は、電池に供給する改質ガスの一酸化炭素濃度を10p
pm以下に低減しないと、電池の特性が経時的に低下す
る。
However, in a polymer electrolyte fuel cell, when operating at a low temperature, the catalyst of the fuel electrode of the cell is easily affected by poisoning by carbon monoxide. Need to be kept low. For example, when the operating temperature of the polymer electrolyte fuel cell is set to about 90 ° C., the carbon monoxide concentration of the reformed gas supplied to the cell is set to 10 p.
If it is not reduced below pm, the characteristics of the battery will deteriorate over time.

【0005】そこで、固体高分子燃料電池では、電池へ
供給する改質ガス中の一酸化炭素濃度を効果的に低減す
るための反応器が求められている。また、特に車載用燃
料電池システムを構築するに当っては、限られたスペー
スを有効に生かすために反応器の小型化を図るととも
に、運転中の振動に耐え得る強固な構造にすることが求
められる。
[0005] Therefore, in a polymer electrolyte fuel cell, a reactor for effectively reducing the concentration of carbon monoxide in the reformed gas supplied to the cell is required. In particular, when constructing an in-vehicle fuel cell system, it is necessary to reduce the size of the reactor in order to make effective use of the limited space and to have a strong structure that can withstand vibration during operation. Can be

【0006】以下、図7を参照して燃料電池用一酸化炭
素低減装置の従来例について説明する。
Hereinafter, a conventional example of a carbon monoxide reducing device for a fuel cell will be described with reference to FIG.

【0007】図7に示すように、従来の燃料電池用一酸
化炭素低減装置は、反応容器本体1と、この反応容器本
体1内に改質ガスを導入するための導入口2と、改質ガ
ス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変換する触媒層3と、
一酸化炭素を低減した改質ガスを排出する排出口4とを
備えて構成されている。
As shown in FIG. 7, the conventional apparatus for reducing carbon monoxide for a fuel cell comprises a reaction vessel main body 1, an inlet 2 for introducing a reformed gas into the reaction vessel main body 1, and a reforming gas inlet. A catalyst layer 3 for converting carbon monoxide in the gas into carbon dioxide;
And an outlet 4 for discharging the reformed gas with reduced carbon monoxide.

【0008】触媒層3は、一般的にタブレット状、球状
または顆粒状などに成形された粒状触媒5を充填して形
成されている。また、反応容器本体1の周囲には、加熱
部6が配設され、この加熱部6は触媒層3の温度を検出
する熱電対などの温度検出部7からの検出信号に基づい
て反応容器本体1の温度を適正に調整する。
The catalyst layer 3 is generally formed by filling a granular catalyst 5 formed into a tablet, a sphere or a granule. A heating unit 6 is provided around the reaction vessel main body 1, and the heating section 6 is provided on the basis of a detection signal from a temperature detection unit 7 such as a thermocouple for detecting the temperature of the catalyst layer 3. Adjust the temperature of 1 properly.

【0009】このように構成された燃料電池用一酸化炭
素低減装置においては、改質ガス中の一酸化炭素が、反
応容器本体1を通過する際に触媒層3中の粒状触媒5と
接触して化学的反応により二酸化炭素に変換された後、
排出口4から排出される。
In the carbon monoxide reducing device for a fuel cell configured as described above, carbon monoxide in the reformed gas comes into contact with the particulate catalyst 5 in the catalyst layer 3 when passing through the reaction vessel main body 1. After being converted to carbon dioxide by a chemical reaction
It is discharged from the discharge port 4.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の燃料電池用一酸化炭素低減装置においては、装
置運転中のガス流通に伴う粒状触媒5の流動化、または
システムに加わる振動により、装置に充填された粒状触
媒5が内部摩擦により徐々に粉化し、差圧が上昇してシ
ステムの運転に支障を及ぼすことがあった。
However, in the above-described conventional carbon monoxide reducing device for a fuel cell, the device is not operated due to fluidization of the particulate catalyst 5 accompanying gas flow during operation of the device or vibration applied to the system. The charged granular catalyst 5 gradually powdered due to internal friction, and the differential pressure increased, which sometimes hindered the operation of the system.

【0011】また、改質特性を向上させるためには、触
媒層3の単位体積当りの表面積を増加させ、反応ガスと
の接触面積を増やすことが有効であるものの、粒状触媒
5では、表面積を増加させるために粒径を小さくする必
要があり、これに伴う圧力損失の増加が、反応容器本体
1としての特性向上を制限する要因となっていた。
In order to improve the reforming characteristics, it is effective to increase the surface area per unit volume of the catalyst layer 3 to increase the contact area with the reaction gas. In order to increase the particle size, it is necessary to reduce the particle size, and the resulting increase in pressure loss has been a factor limiting the improvement of the characteristics of the reaction vessel body 1.

【0012】本発明は上記従来技術の課題を解決するた
めになされたものであり、反応容器本体の耐振動性の向
上を図るとともに、反応容器本体の性能向上により小型
化が可能な燃料電池用一酸化炭素低減装置を提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and aims at improving the vibration resistance of a reaction vessel main body and improving the performance of the reaction vessel main body so as to reduce the size of a fuel cell. It is an object to provide a carbon monoxide reduction device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明では、少なくとも一酸化炭素を
含有する改質ガスの導入口と、この導入口から導入され
た改質ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変換する触媒
層と、この触媒層により前記一酸化炭素を低減した改質
ガスを排出する排出口とを有する反応容器本体と、この
反応容器本体の温度を調整する温度調整手段とを備えた
燃料電池用一酸化炭素低減装置において、前記触媒層の
触媒支持体の少なくとも一部を、セラミックスおよび金
属の少なくとも一方の多孔質体から形成したことを特徴
とするものである。
To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided an inlet for a reformed gas containing at least carbon monoxide, and an inlet for the reformed gas introduced from the inlet. A reaction vessel body having a catalyst layer for converting carbon monoxide to carbon dioxide, an outlet for discharging the reformed gas having reduced carbon monoxide by the catalyst layer, and adjusting the temperature of the reaction vessel body. A carbon monoxide reducing device for a fuel cell comprising a temperature adjusting means, wherein at least a part of a catalyst support of the catalyst layer is formed of at least one of a porous body of ceramics and metal. is there.

【0014】請求項1記載の発明における多孔質体と
は、多数の細孔を有する構造体であり、例えばハニカム
または発泡体などのことをいう。
The porous body according to the first aspect of the present invention is a structure having a large number of pores, such as a honeycomb or a foam.

【0015】請求項1記載の発明によれば、触媒層の触
媒支持体の少なくとも一部を、セラミックスおよび金属
の少なくとも一方の多孔質体から形成したことにより、
触媒支持体が強固な構造になるとともに、表面積が大き
くなり、その支持体に触媒を塗布することで、反応容器
本体の耐振動性を向上させるとともに、触媒層の単位体
積当りの表面積を増大させることができる。その結果、
反応容器本体の改質特性を向上させ、容易に小型化を図
ることができる。
According to the first aspect of the present invention, at least a part of the catalyst support of the catalyst layer is formed of at least one of a porous body of ceramics and metal.
The catalyst support has a strong structure and has a large surface area. By applying a catalyst to the support, the vibration resistance of the reaction vessel body is improved, and the surface area per unit volume of the catalyst layer is increased. be able to. as a result,
The reforming characteristics of the reaction vessel main body can be improved, and the size can be easily reduced.

【0016】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
燃料電池用一酸化炭素低減装置において、前記触媒層の
触媒支持体の少なくとも一部に、一酸化炭素と水蒸気を
反応させて二酸化炭素と水素に変換するシフト触媒を塗
布したことを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the carbon monoxide reducing device for a fuel cell according to the first aspect, at least a part of the catalyst support of the catalyst layer is made to react with carbon monoxide and water vapor to produce carbon dioxide. And a shift catalyst for converting to hydrogen.

【0017】請求項2記載の発明によれば、強固な構造
を有し、かつ表面積の大きな触媒支持体にシフト触媒を
塗布することにより、反応容器本体の耐振動性を向上さ
せるとともに、触媒層の単位体積当りの表面積を増大さ
せることができる。これにより、反応容器本体の改質特
性を向上させ、反応容器本体の小型化を図ることができ
る。
According to the second aspect of the present invention, by applying a shift catalyst to a catalyst support having a strong structure and a large surface area, the vibration resistance of the reaction vessel main body is improved, and the catalyst layer is formed. Surface area per unit volume can be increased. Thereby, the reforming characteristics of the reaction vessel main body can be improved, and the size of the reaction vessel main body can be reduced.

【0018】請求項3記載の発明では、請求項2記載の
燃料電池用一酸化炭素低減装置において、前記シフト触
媒の活性種としては、白金、金、またはルテニウムなど
の貴金属を用いたことを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the second aspect, a noble metal such as platinum, gold, or ruthenium is used as an active species of the shift catalyst. It is assumed that.

【0019】請求項3記載の発明によれば、シフト触媒
の活性種として貴金属を用いたことにより、シフト触媒
に耐酸化性を持たせることができる。これにより、反応
容器本体の特性を安定化させるとともに、燃料電池の改
質システムの小型化を図ることができる。
According to the third aspect of the invention, the use of a noble metal as the active species of the shift catalyst allows the shift catalyst to have oxidation resistance. This makes it possible to stabilize the characteristics of the reaction vessel main body and reduce the size of the fuel cell reforming system.

【0020】請求項4記載の発明では、請求項2記載の
燃料電池用一酸化炭素低減装置において、塗布したシフ
ト触媒には、セリウム、ランタン、ルテニウム、ケイ
素、カルシウム、ストロンチウム、マグネシウム、ビス
マスから選択される少なくとも一種の元素が添加されて
いることを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the second aspect, the applied shift catalyst is selected from cerium, lanthanum, ruthenium, silicon, calcium, strontium, magnesium, and bismuth. At least one element to be added is added.

【0021】請求項4記載の発明によれば、シフト触媒
に上記元素を添加したことにより、シフト触媒の経時特
性を安定化させるとともに、触媒活性を向上させること
ができる。これにより、反応容器本体の改質特性を向上
させ、反応容器本体の小型化を図ることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, by adding the above elements to the shift catalyst, the time characteristics of the shift catalyst can be stabilized and the catalyst activity can be improved. Thereby, the reforming characteristics of the reaction vessel main body can be improved, and the size of the reaction vessel main body can be reduced.

【0022】請求項5記載の発明では、請求項1記載の
燃料電池用一酸化炭素低減装置において、前記触媒層の
触媒支持体の少なくとも一部に、冷却媒体を流通させる
ための流路を形成したことを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the first aspect, a flow path for flowing a cooling medium is formed in at least a part of the catalyst support of the catalyst layer. It is characterized by having done.

【0023】請求項5記載の発明によれば、触媒支持体
の少なくとも一部に、冷却媒体を流通させるための流路
を形成したことにより、反応容器本体の少なくとも一部
を反応に適当な温度まで冷却することができる。これに
より、反応容器本体の改質特性を向上させ、反応容器本
体の小型化を図ることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, at least a part of the catalyst support is provided with a flow path for flowing a cooling medium, so that at least a part of the reaction vessel main body is kept at a temperature suitable for the reaction. Can be cooled down. Thereby, the reforming characteristics of the reaction vessel main body can be improved, and the size of the reaction vessel main body can be reduced.

【0024】請求項6記載の発明では、請求項1または
5記載の燃料電池用一酸化炭素低減装置において、前記
反応容器本体内に改質ガスの流路および冷却媒体を流通
させるための流路を蛇行状に形成したことを特徴とする
ものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the first or fifth aspect, a flow path for a reformed gas and a flow path for flowing a cooling medium in the reaction vessel main body. Are formed in a meandering shape.

【0025】請求項6記載の発明によれば、改質ガスの
流路および冷却媒体を流通させるための流路を蛇行状に
形成したことにより、改質ガスと冷却媒体とを効率よく
接触させることができる。これにより、反応容器本体の
改質特性を向上させ、反応容器本体の小型化を図ること
ができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the reformed gas flow path and the flow path for circulating the cooling medium are formed in a meandering shape, so that the reformed gas and the cooling medium are efficiently contacted. be able to. Thereby, the reforming characteristics of the reaction vessel main body can be improved, and the size of the reaction vessel main body can be reduced.

【0026】請求項7記載の発明では、請求項1ないし
6のいずれかに記載の燃料電池用一酸化炭素低減装置に
おいて、前記触媒層の位置により塗布されている触媒が
異なることを特徴とするものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to any one of the first to sixth aspects, the applied catalyst differs depending on the position of the catalyst layer. Things.

【0027】請求項7記載の発明によれば、触媒層の位
置により塗布されている触媒を異なるようにしたので、
反応容器本体内部の温度分布あるいは改質ガスの組成に
ついて、最も適当な触媒を用いて一酸化炭素の低減反応
を促進させることができる。これにより、反応容器本体
の改質特性を向上させ、反応容器本体の小型化を図るこ
とができる。
According to the seventh aspect of the present invention, the applied catalyst is made different depending on the position of the catalyst layer.
Regarding the temperature distribution inside the reaction vessel body or the composition of the reformed gas, the most appropriate catalyst can be used to promote the carbon monoxide reduction reaction. Thereby, the reforming characteristics of the reaction vessel main body can be improved, and the size of the reaction vessel main body can be reduced.

【0028】請求項8記載の発明では、請求項1ないし
7のいずれかに記載の燃料電池用一酸化炭素低減装置に
おいて、前記触媒層の位置により触媒層の単位体積当り
の触媒量および触媒に添加される添加材の量のいずれか
が異なることを特徴とするものである。
[0028] In the invention according to claim 8, in the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to any one of claims 1 to 7, the amount of catalyst per unit volume of the catalyst layer and the catalyst are determined by the position of the catalyst layer. It is characterized in that any one of the amounts of the added additives is different.

【0029】請求項8記載の発明によれば、触媒層の位
置により触媒層の単位体積当りの触媒量および触媒に添
加される添加材の量のいずれかが異なるようにしたの
で、反応容器本体内部の温度分布あるいは改質ガスの組
成について、最も適当な比率で添加物を加えた触媒を用
いて一酸化炭素の低減反応を促進させることができる。
これにより、反応容器本体の改質特性を向上させ、反応
容器本体の小型化を図ることができる。
According to the present invention, either the amount of the catalyst per unit volume of the catalyst layer or the amount of the additive added to the catalyst differs depending on the position of the catalyst layer. Regarding the internal temperature distribution or the composition of the reformed gas, the reduction reaction of carbon monoxide can be promoted by using a catalyst to which an additive is added in the most appropriate ratio.
Thereby, the reforming characteristics of the reaction vessel main body can be improved, and the size of the reaction vessel main body can be reduced.

【0030】請求項9記載の発明では、請求項1ないし
8のいずれかに記載の燃料電池用一酸化炭素低減装置に
おいて、前記触媒層の位置により触媒を支持するセラミ
ックスおよび金属の少なくとも一方の多孔質体の単位断
面積当りのセル数が異なることを特徴とするものであ
る。
According to a ninth aspect of the present invention, in the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to any one of the first to eighth aspects, at least one of ceramics and metal supporting a catalyst depending on the position of the catalyst layer. The number of cells per unit cross-sectional area of the material is different.

【0031】請求項9記載の発明によれば、触媒層の位
置により触媒を支持するセラミックスおよび金属の少な
くとも一方の多孔質体の単位断面積当りのセル数が異な
るようにしたので、反応容器本体内部の温度分布あるい
は改質ガスの組成分布に応じて、触媒層の支持体である
多孔質体の気孔率を制御し、触媒層内の改質ガス流通方
向に沿った触媒単位体積当りの表面積の変化を最適化し
た上で一酸化炭素の低減反応を促進させることができ
る。これにより、反応容器本体の改質特性を向上させ、
反応容器本体の小型化を図ることができる。
According to the ninth aspect of the present invention, the number of cells per unit cross-sectional area of at least one of the ceramic and metal porous bodies supporting the catalyst varies depending on the position of the catalyst layer. According to the internal temperature distribution or the composition distribution of the reformed gas, the porosity of the porous body that is the support of the catalyst layer is controlled, and the surface area per unit volume of the catalyst along the reformed gas flow direction in the catalyst layer is controlled. After optimizing the change in carbon monoxide, the reduction reaction of carbon monoxide can be promoted. This improves the reforming characteristics of the reaction vessel body,
The size of the reaction vessel body can be reduced.

【0032】請求項10記載の発明では、請求項1ない
し8のいずれかに記載の燃料電池用一酸化炭素低減装置
において、前記触媒層の位置により触媒を支持するセラ
ミックスおよび金属の少なくとも一方の多孔質体の気孔
率が異なることを特徴とするものである。
According to a tenth aspect of the present invention, in the carbon monoxide reducing device for a fuel cell according to any one of the first to eighth aspects, at least one of ceramics and metal supporting a catalyst depending on the position of the catalyst layer. The porosity of the body is different.

【0033】請求項10記載の発明によれば、触媒層の
位置により触媒を支持するセラミックスおよび金属の少
なくとも一方の多孔質体の気孔率が異なるようにしたの
で、反応容器本体内部の温度分布あるいは改質ガスの組
成分布に応じて、触媒層の支持体である多孔質体の気孔
率を制御し、触媒層内の改質ガス流通方向に沿った触媒
単位体積当りの表面積の変化、および触媒層の圧力損失
を最適化した上で一酸化炭素の低減反応を促進させるこ
とができる。これにより、反応容器本体の改質特性を向
上させ、反応容器本体の小型化を図ることができる。
According to the tenth aspect of the present invention, the porosity of at least one of the ceramic and metal porous bodies supporting the catalyst is made different depending on the position of the catalyst layer. According to the composition distribution of the reformed gas, the porosity of the porous body which is the support of the catalyst layer is controlled to change the surface area per unit volume of the catalyst along the direction of the reformed gas flow in the catalyst layer, and The reaction for reducing carbon monoxide can be promoted after optimizing the pressure loss of the bed. Thereby, the reforming characteristics of the reaction vessel main body can be improved, and the size of the reaction vessel main body can be reduced.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る燃料電池用一
酸化炭素低減装置の実施形態について、図面を参照して
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0035】[第1実施形態]図1は本発明に係る燃料
電池用一酸化炭素低減装置の第1実施形態を示す横断面
図である。なお、従来の構成と同一または対応する部分
には、図7と同一の符号を用いて説明する。
[First Embodiment] FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the present invention. Parts that are the same as or correspond to the conventional configuration will be described using the same reference numerals as in FIG.

【0036】図1に示すように、本実施形態は、反応容
器本体(反応器)1と、この反応容器本体1内に一酸化
炭素を含有する改質ガスを導入するための導入口2と、
この導入口2から導入された改質ガス中の一酸化炭素を
二酸化炭素に変換する触媒層3と、この触媒層3の作用
により一酸化炭素を低減した改質ガスを排出する排出口
4と、触媒層3の温度を適正に調整するための温度調整
手段としての加熱部6および温度検出部7とを備えて構
成されている。
As shown in FIG. 1, this embodiment comprises a reaction vessel main body (reactor) 1 and an inlet 2 for introducing a reformed gas containing carbon monoxide into the reaction vessel main body 1. ,
A catalyst layer 3 for converting carbon monoxide in the reformed gas introduced from the inlet 2 into carbon dioxide, and an outlet 4 for discharging a reformed gas having reduced carbon monoxide by the action of the catalyst layer 3; And a heating unit 6 and a temperature detecting unit 7 as temperature adjusting means for appropriately adjusting the temperature of the catalyst layer 3.

【0037】触媒層3の触媒支持体には、強固で表面積
の大きい多孔質体であるセラミックス(コージェライ
ト)ハニカム8が用いられており、このセラミックスハ
ニカム8上に触媒をウォッシュコートして触媒層3を形
成する。ここで、セラミックスハニカム8の寸法は、直
径3cm、長さ10cmの円筒形、断面積1cm当り
のセル数は400セルであった。反応容器本体1とセラ
ミックスハニカム8との間には、改質ガスのすり抜けを
防止するために、グラスウールなどの充填材9が挿入さ
れている。
As the catalyst support of the catalyst layer 3, a ceramic (cordierite) honeycomb 8, which is a porous body having a strong and large surface area, is used. The catalyst is wash-coated on the ceramic honeycomb 8 to form a catalyst layer. Form 3 Here, the dimensions of the ceramic honeycomb 8 were cylindrical having a diameter of 3 cm and a length of 10 cm, and the number of cells per 1 cm 2 of cross-sectional area was 400 cells. A filler 9 such as glass wool is inserted between the reaction vessel main body 1 and the ceramic honeycomb 8 in order to prevent the reformed gas from slipping through.

【0038】次に、本実施形態の作用を説明する。Next, the operation of the present embodiment will be described.

【0039】同じ寸法を有する反応器に、直径4mm、
高さ4mmのペレット状触媒を充填した反応器を作成
し、本実施形態によるセラミックスハニカム8を触媒支
持体として用いた反応器との比較を行った。
In a reactor having the same dimensions, a diameter of 4 mm,
A reactor filled with a pellet-shaped catalyst having a height of 4 mm was prepared, and compared with a reactor using the ceramic honeycomb 8 according to the present embodiment as a catalyst support.

【0040】先ず、各反応器に毎分120回の割合で振
動を加える試験を10時間行ったところ、従来仕様の粒
状触媒を充填した反応器では重量比で約8%の触媒が粉
化したが、本実施形態によるセラミックスハニカム8を
触媒支持体とした反応器では、触媒の粉化は観察されな
かった。
First, when a test in which vibration was applied to each reactor at a rate of 120 times per minute was performed for 10 hours, about 8% by weight of the catalyst was powdered in the reactor filled with the conventional granular catalyst. However, in the reactor using the ceramic honeycomb 8 according to the present embodiment as a catalyst support, powdering of the catalyst was not observed.

【0041】また、反応器の触媒層における単位体積当
りの触媒表面積を比較したところ、本実施形態によるハ
ニカム触媒の単位体積当りの触媒表面積は、従来仕様の
粒状触媒を充填した反応器の約1.5倍から1.8倍と
なった。
Further, when the catalyst surface area per unit volume in the catalyst layer of the reactor was compared, the catalyst surface area per unit volume of the honeycomb catalyst according to the present embodiment was about 1% of that of the conventional reactor packed with the granular catalyst. From 1.5 times to 1.8 times.

【0042】このように本実施形態によれば、反応器の
触媒層3を、機械的強度に優れたハニカムまたは発泡体
などの多孔質体から形成された支持体に触媒を塗布する
ようにしたので、装置自体が振動しても損傷せず、反応
器特性を維持することができる。
As described above, according to this embodiment, the catalyst is applied to the catalyst layer 3 of the reactor on a support formed of a porous body such as a honeycomb or a foam having excellent mechanical strength. Therefore, even if the device itself vibrates, it is not damaged, and the characteristics of the reactor can be maintained.

【0043】また、従来の粒状触媒を充填して形成する
反応器と比較して、単位体積当りの反応面積を大きくす
ることができるので、反応器としての特性を高くするこ
とができる。その結果、反応容器本体1の改質特性を向
上させ、容易に小型化を図ることができる。
Further, the reaction area per unit volume can be increased as compared with a conventional reactor formed by filling a granular catalyst, so that the characteristics as a reactor can be improved. As a result, the reforming characteristics of the reaction vessel main body 1 can be improved, and the size can be easily reduced.

【0044】なお、本実施形態では、触媒層3の触媒支
持体全体にセラミックスハニカム8を用いたが、その一
部でもよく、また金属ハニカム、セラミックス発泡体、
金属発泡体のいずれか、またはこれらを組み合わせたも
のから構成しても同様の効果が得られる。つまり、触媒
層3の触媒支持体をセラミックスまたは金属の少なくと
も一方の多孔質体から形成すればよい。以下の各実施形
態も同様とする。
In the present embodiment, the ceramic honeycomb 8 is used for the entire catalyst support of the catalyst layer 3, but a part thereof may be used, and a metal honeycomb, a ceramic foam,
The same effect can be obtained by using any one of the metal foams or a combination thereof. That is, the catalyst support of the catalyst layer 3 may be formed of at least one of a porous body of ceramics or metal. The same applies to the following embodiments.

【0045】[第2実施形態]図2は本発明に係る燃料
電池用一酸化炭素低減装置の第2実施形態を示す横断面
図である。なお、前記第1実施形態と同一または対応す
る部分には、同一の符号を付して説明する。以下の各実
施形態も同様である。
[Second Embodiment] FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the present invention. The same or corresponding parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and described. The same applies to the following embodiments.

【0046】本実施形態は、図2中における反応容器本
体1の寸法が前記第1実施形態において説明した反応容
器本体1と同一であり、触媒層3は、銅−亜鉛−酸化ア
ルミニウム触媒をウォッシュコートしたセラミックスハ
ニカム10と、改質ガスのすり抜けを防止するグラスウ
ールなどの充填材9とから構成されている。
In this embodiment, the dimensions of the reaction vessel main body 1 in FIG. 2 are the same as those of the reaction vessel main body 1 described in the first embodiment, and the catalyst layer 3 is formed by washing a copper-zinc-aluminum oxide catalyst. It is composed of a coated ceramic honeycomb 10 and a filler 9 such as glass wool for preventing the reformed gas from slipping through.

【0047】次に、本実施形態の作用を説明する。Next, the operation of the present embodiment will be described.

【0048】このように構成された本実施形態におい
て、反応容器本体1内に導入された改質ガス中の一酸化
炭素は、同じく改質ガス中の水蒸気とともに反応容器本
体1の中で触媒層3上に支持された触媒と接触し、下記
反応式で示される化学反応により二酸化炭素と水素に変
換され、排出口4から排出される。
In the present embodiment having the above-described structure, carbon monoxide in the reformed gas introduced into the reaction vessel main body 1 also contains a catalyst layer in the reaction vessel main body 1 together with water vapor in the reformed gas. The catalyst comes into contact with the catalyst supported on 3 and is converted into carbon dioxide and hydrogen by a chemical reaction represented by the following reaction formula, and is discharged from the outlet 4.

【0049】[0049]

【化1】CO+HO→CO+H この時、反応容器本体1が改質ガス流量に対して十分な
触媒量を有すれば、改質ガスの排出口4における燃料ガ
ス組成は、反応容器本体1の運転温度における平衡条件
にほぼ等しくなる。例えば、導入される改質ガスの組成
が、一酸化炭素6%、水蒸気36%、二酸化炭素10
%、水素29%(残りは窒素などの不活性成分)であっ
た場合、平衡条件、すなわち反応容器本体1出口におけ
る理論的に最も低い場合の一酸化炭素濃度は、反応器温
度が300℃の場合約0.5%、200℃の場合約0.
1%となる。
## STR1 ## CO + H 2 O → CO 2 + H 2 In this case, if it has a sufficient amount of catalyst reaction vessel main body 1 with respect to the reformed gas flow rate, the fuel gas composition at the outlet 4 of the reformed gas, the reaction It becomes almost equal to the equilibrium condition at the operating temperature of the container body 1. For example, the composition of the introduced reforming gas is as follows: carbon monoxide 6%, steam 36%, carbon dioxide 10%.
% And hydrogen 29% (the rest is an inert component such as nitrogen), the equilibrium condition, that is, the theoretically lowest carbon monoxide concentration at the outlet of the reaction vessel main body 1 is as follows. About 0.5% at 200 ° C.
1%.

【0050】本実施形態による反応容器本体1におい
て、反応器温度を200℃として設定した場合には、反
応容器本体1出口における一酸化炭素濃度は0.15%
と計測され、ほぼ平衡濃度に等しい値が得られた。
When the reactor temperature is set to 200 ° C. in the reaction vessel body 1 according to the present embodiment, the concentration of carbon monoxide at the outlet of the reaction vessel body 1 is 0.15%.
And a value almost equal to the equilibrium concentration was obtained.

【0051】このように本実施形態によれば、触媒層3
の単位体積当りの表面積が大きいハニカム触媒あるいは
多孔質体にシフト触媒を塗布したことにより、反応容器
本体1の改質特性を向上させ、反応容器本体1の小型化
を図ることができる。また、シフト触媒が耐振動性に優
れた支持体に塗布されることにより、反応容器本体1の
機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the catalyst layer 3
By applying a shift catalyst to a honeycomb catalyst or a porous body having a large surface area per unit volume, the reforming characteristics of the reaction vessel main body 1 can be improved, and the size of the reaction vessel main body 1 can be reduced. Further, the mechanical strength of the reaction vessel main body 1 can be improved by applying the shift catalyst to a support having excellent vibration resistance.

【0052】[第3実施形態]次に、本発明に係る燃料
電池用一酸化炭素低減装置の第3実施形態を図2に基づ
いて説明する。
[Third Embodiment] Next, a third embodiment of the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0053】本実施形態は、図2中における反応容器本
体1の寸法が前記第1実施形態において説明した反応容
器本体1と同一であり、触媒層3は、白金−酸化チタン
触媒をウォッシュコートしたセラミックス(コージェラ
イト)ハニカム11と、改質ガスのすり抜けを防止する
グラスウールなどの充填材9とから構成されている。
In this embodiment, the dimensions of the reaction vessel body 1 in FIG. 2 are the same as those of the reaction vessel body 1 described in the first embodiment, and the catalyst layer 3 is formed by wash-coating a platinum-titanium oxide catalyst. It is composed of a ceramic (cordierite) honeycomb 11 and a filler 9 such as glass wool for preventing the reformed gas from slipping through.

【0054】本実施形態における触媒層3の担持白金量
は、触媒層3の体積1リットル当り5gとした。セラミ
ックスハニカム11の寸法は、直径3cm、長さ10c
mの円筒形、断面積1当りのセル数は400セルであっ
た。
The amount of platinum carried on the catalyst layer 3 in this embodiment was 5 g per liter of the volume of the catalyst layer 3. The dimensions of the ceramic honeycomb 11 are 3 cm in diameter and 10 c in length.
m, the number of cells per one cross-sectional area was 400 cells.

【0055】次に、本実施形態の作用を説明する。Next, the operation of the present embodiment will be described.

【0056】このように構成された本実施形態におい
て、温度検出部7および加熱部6により、反応容器本体
1の温度を300℃に設定し、改質ガスの導入口2から
改質ガスを反応容器本体1内に導いたところ、改質ガス
の排出口4における一酸化炭素の濃度は約0.6%とな
った。
In the present embodiment thus configured, the temperature of the reaction vessel main body 1 is set to 300 ° C. by the temperature detecting section 7 and the heating section 6, and the reformed gas is reacted through the reformed gas inlet 2. When guided into the container body 1, the concentration of carbon monoxide at the outlet 4 of the reformed gas became about 0.6%.

【0057】また、一旦反応容器本体1の改質ガスの導
入口2および排出口4を配管から切り離し、2時間の間
大気に開放した後、再び上記配管を接続して同様の試験
を行ったが、大気開放前後で反応容器本体1の一酸化炭
素の低減特性に変化は見られなかった。
Further, once the inlet 2 and outlet 4 of the reformed gas of the reaction vessel body 1 were disconnected from the pipe and opened to the atmosphere for 2 hours, the same test was conducted again by connecting the pipe. However, no change was observed in the carbon monoxide reduction characteristics before and after the opening to the atmosphere.

【0058】このように本実施形態によれば、シフト触
媒の活性種に白金を用いたことにより、触媒層3に用い
られているシフト触媒が耐酸化性を有するため、反応容
器本体1中への空気(酸素)の漏れ込みに触媒特性が影
響されず、長期に亘り安定した反応容器本体1の改質特
性が得られるとともに、不活性ガスなどによるパージ機
構などを用いずに燃料電池の改質システムを構成するこ
とができるため、改質システムを小型化することができ
る。
As described above, according to the present embodiment, since platinum is used as the active species of the shift catalyst, the shift catalyst used in the catalyst layer 3 has oxidation resistance. The catalyst characteristics are not affected by the leakage of air (oxygen), so that the reforming characteristics of the reaction vessel main body 1 can be obtained over a long period of time, and the reforming of the fuel cell can be performed without using a purge mechanism using an inert gas. Since the quality system can be configured, the reforming system can be downsized.

【0059】なお、本実施形態では、シフト触媒の活性
種に白金を用いたが、これ以外に金、ルテニウムなどの
貴金属を用いても同様の効果が得られる。
In this embodiment, platinum is used as the active species of the shift catalyst, but the same effect can be obtained by using a noble metal such as gold or ruthenium.

【0060】[第4実施形態]次に、本発明に係る燃料
電池用一酸化炭素低減装置の第4実施形態を図2に基づ
いて説明する。
[Fourth Embodiment] Next, a fourth embodiment of the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0061】本実施形態は、図2中における反応容器本
体1の寸法が前記第1実施形態において説明した反応容
器本体1と同一であり、触媒層3は、白金−酸化チタン
触媒にルテニウムおよびセリウムを添加した材料をウォ
ッシュコートしたセラミックス(コージェライト)ハニ
カム12と、改質ガスのすり抜けを防止するグラスウー
ルなどの充填材9とから構成されている。
In this embodiment, the dimensions of the reaction vessel main body 1 in FIG. 2 are the same as those of the reaction vessel main body 1 described in the first embodiment, and the catalyst layer 3 is composed of a platinum-titanium oxide catalyst containing ruthenium and cerium. And a filler (eg, glass wool) that prevents the reformed gas from slipping through.

【0062】本実施形態における触媒層3の担持白金量
は、触媒層3の体積1リットル当り5g、セリウムは触
媒層体積1リットル当り10g、ルテニウムは1リット
ル当り0.5gとした。セラミックスハニカム12の寸
法は、直径3cm、長さ10cmの円筒形、断面積1c
当りのセル数は400セルであった。
In this embodiment, the amount of platinum carried on the catalyst layer 3 was 5 g per liter of the volume of the catalyst layer 3, cerium was 10 g per liter of the catalyst layer, and ruthenium was 0.5 g per liter of the catalyst layer. The dimensions of the ceramic honeycomb 12 are a cylindrical shape having a diameter of 3 cm and a length of 10 cm, and a cross-sectional area of 1 c.
m 2 per number of cells was 400 cells.

【0063】次に、本実施形態の作用を説明する。Next, the operation of the present embodiment will be described.

【0064】このように構成された本実施形態におい
て、温度検出部7および加熱部6により、反応容器本体
1の温度を250℃に設定し、改質ガスの導入口2から
改質ガスを反応容器本体1内に導いたところ、改質ガス
の排出口4における一酸化炭素の濃度は約0.3%とな
った。この条件において、100時間の連続運転を行っ
たが、100時間後の改質ガスの排出口4における一酸
化炭素濃度は0.4%であり、経時的な変化は殆ど見ら
れなかった。また、セリウムの代わりにランタン、ケイ
素、カルシウム、ストロンチウム、マグネシウム、ビス
マスなどを加えた場合にも、ほぼ同様の効果が得られ
た。
In the present embodiment configured as above, the temperature of the reaction vessel main body 1 is set to 250 ° C. by the temperature detecting section 7 and the heating section 6, and the reformed gas is reacted through the reformed gas inlet 2. When guided into the container body 1, the concentration of carbon monoxide at the outlet 4 of the reformed gas became about 0.3%. Under these conditions, continuous operation was performed for 100 hours, but after 100 hours, the concentration of carbon monoxide at the outlet 4 of the reformed gas was 0.4%, and there was almost no change over time. Almost the same effect was obtained when lanthanum, silicon, calcium, strontium, magnesium, bismuth or the like was added instead of cerium.

【0065】このように本実施形態によれば、シフト触
媒にセリウム、ランタン、ケイ素、カルシウム、ストロ
ンチウム、マグネシウム、ビスマスから選択される少な
くとも一種の元素を添加することにより、経時的な特性
の劣化が抑制されるとともに、触媒の活性を向上させる
ことができる。これにより、反応容器本体1の改質特性
を向上させ、反応容器本体1の小型化を図ることができ
る。
As described above, according to the present embodiment, deterioration of the characteristics over time can be prevented by adding at least one element selected from cerium, lanthanum, silicon, calcium, strontium, magnesium and bismuth to the shift catalyst. While being suppressed, the activity of the catalyst can be improved. Thereby, the reforming characteristics of the reaction vessel main body 1 can be improved, and the size of the reaction vessel main body 1 can be reduced.

【0066】[第5実施形態]図3は本発明に係る燃料
電池用一酸化炭素低減装置の第5実施形態を示す横断面
図である。
[Fifth Embodiment] FIG. 3 is a cross-sectional view showing a fifth embodiment of the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the present invention.

【0067】本実施形態は、図3中における反応容器本
体1の寸法が前記第1実施形態において説明した反応容
器本体1と基本的に同一であり、触媒層3は、白金−酸
化チタン触媒にセリウム、ルテニウムを添加した材料を
ウォッシュコートし、かつニッケルを主成分としたメタ
ルハニカム13と、改質ガスのすり抜けを防止するグラ
スウールなどの充填材9とから構成されている。
In this embodiment, the dimensions of the reaction vessel main body 1 in FIG. 3 are basically the same as those of the reaction vessel main body 1 described in the first embodiment, and the catalyst layer 3 is formed of a platinum-titanium oxide catalyst. The material is wash-coated with a material to which cerium or ruthenium is added, and includes a metal honeycomb 13 mainly composed of nickel and a filler 9 such as glass wool for preventing the reformed gas from slipping through.

【0068】本実施形態における触媒層3の担持白金量
は、触媒層3の体積1リットル当り5g、セリウムは触
媒層体積1リットル当り10g、ルテニウムは1リット
ル当り0.5gとした。メタルハニカム13の寸法は、
直径3cm、長さ8cmの円筒形、断面積1cm当り
のセル数は400セルであった。
In the present embodiment, the amount of platinum carried on the catalyst layer 3 was 5 g per liter of the catalyst layer 3, cerium was 10 g per liter of the catalyst layer volume, and ruthenium was 0.5 g per liter of the catalyst layer. The dimensions of the metal honeycomb 13 are as follows:
The number of cells per cylinder of 3 cm in diameter and 8 cm in length and 1 cm 2 in cross section was 400 cells.

【0069】また、本実施形態では、反応容器本体1の
排出口4側の外周に、冷却媒体を流通させるための流路
としての冷却管14が設置され、この冷却管14により
冷却媒体を燃料ガスの排出口4側から導入口2側に流れ
るように流通させるようにしている。
Further, in the present embodiment, a cooling pipe 14 as a flow path for flowing a cooling medium is provided on the outer periphery of the reaction vessel main body 1 on the side of the discharge port 4, and the cooling medium is The gas is allowed to flow from the gas discharge port 4 side to the gas inlet port 2 side.

【0070】さらに、冷却管14の設置位置には、温度
検出部7aおよび加熱部6aが設けられている。
Further, at the installation position of the cooling pipe 14, a temperature detecting section 7a and a heating section 6a are provided.

【0071】次に、本実施形態の作用を説明する。Next, the operation of the present embodiment will be described.

【0072】このように構成された本実施形態におい
て、反応容器本体1の排出口4側の外周に冷却管14を
設け、冷却媒体を燃料ガスの排出口4側から導入口2側
に流れるように流通させた。
In the present embodiment thus configured, a cooling pipe 14 is provided on the outer periphery of the reaction vessel main body 1 on the side of the discharge port 4 so that the cooling medium flows from the fuel gas discharge port 4 side to the introduction port 2 side. It was distributed to.

【0073】このような構造を有する反応容器本体1に
おいて、改質ガスの導入口2から改質ガスを反応容器本
体1内に導き、温度検出部7,7aおよび加熱部6,6
aにより、反応容器本体1の導入口2側の温度を300
℃、排出口4側の温度を250℃に設定したところ、反
応ガスの排出口4における一酸化炭素の濃度は約0.3
%となった。この条件において、100時間の連続運転
を行ったが、100時間後の改質ガスの排出口4におけ
る一酸化炭素濃度は0.4%であり、経時的な変化は殆
ど見られなかった。
In the reaction vessel main body 1 having such a structure, the reformed gas is introduced into the reaction vessel main body 1 through the reformed gas inlet 2 and is subjected to the temperature detection sections 7 and 7a and the heating sections 6 and
a, the temperature at the inlet 2 side of the reaction vessel body 1 is set to 300
When the temperature at the outlet 4 was set to 250 ° C., the concentration of carbon monoxide at the outlet 4 of the reaction gas was about 0.3 ° C.
%. Under these conditions, continuous operation was performed for 100 hours, but after 100 hours, the concentration of carbon monoxide at the outlet 4 of the reformed gas was 0.4%, and there was almost no change over time.

【0074】このように本実施形態によれば、反応容器
本体1に適当な温度分布を設けることにより、効率のよ
い反応を安定して行うことができるため、反応容器本体
1を小型化することができる。
As described above, according to the present embodiment, by providing an appropriate temperature distribution in the reaction vessel main body 1, an efficient reaction can be stably performed, so that the size of the reaction vessel main body 1 can be reduced. Can be.

【0075】なお、本実施形態では、反応容器本体1の
排出口4側の外周に冷却管14を設置したが、これ以外
に同じ位置の反応容器本体1壁面の内部、反応容器本体
1内壁、あるいはメタルハニカム13の内部に埋め込む
ような構造にしてもよい。
In the present embodiment, the cooling pipe 14 is installed on the outer periphery of the reaction vessel main body 1 on the side of the discharge port 4. However, the inside of the wall of the reaction vessel main body 1 at the same position, the inner wall of the reaction vessel main body 1, Alternatively, the structure may be such that it is embedded in the metal honeycomb 13.

【0076】したがって、本実施形態では、触媒支持体
の少なくとも一部に、冷却媒体を流通させるための冷却
管14を設置したことにより、反応容器本体1の少なく
とも一部を反応に適当な温度まで冷却することができ
る。
Therefore, in the present embodiment, at least a part of the catalyst support is provided with a cooling pipe 14 for flowing a cooling medium, so that at least a part of the reaction vessel main body 1 is brought to a temperature suitable for the reaction. Can be cooled.

【0077】[第6実施形態]図4は本発明に係る燃料
電池用一酸化炭素低減装置の第6実施形態を示す横断面
図である。
[Sixth Embodiment] FIG. 4 is a cross-sectional view showing a sixth embodiment of the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the present invention.

【0078】本実施形態における触媒層3の構成は、縦
・横ともに3cm、長さ8cmの直方体のメタルハニカ
ム15を3つ並列に並べ、これらのメタルハニカム15
の両端にマニホールド16を配置し、このマニホールド
16により改質ガスの導入口2から入ってきた改質ガス
が各メタルハニカム15を順番に蛇行(サーペンタイ
ン)状に通るように流路を形成する。
The configuration of the catalyst layer 3 in this embodiment is such that three rectangular parallelepiped metal honeycombs 15 each having a length of 3 cm and a length of 8 cm are arranged in parallel.
A manifold 16 is arranged at both ends of the metal honeycomb 15, and a flow path is formed by the manifold 16 so that the reformed gas entering from the reformed gas inlet 2 passes through each metal honeycomb 15 in a meandering (serpentine) shape in order.

【0079】また、各メタルハニカム15は、ニッケル
を主成分とし、白金−酸化チタン触媒にセリウム、ルテ
ニウムを添加した材料がウォッシュコートされている。
Each metal honeycomb 15 is wash-coated with a material containing nickel as a main component and adding cerium and ruthenium to a platinum-titanium oxide catalyst.

【0080】本実施形態における触媒層3の担持白金量
は、触媒層3の体積1リットル当り5g、セリウムは触
媒層体積1リットル当り10g、ルテニウムは1リット
ル当り0.5gとした。また、各メタルハニカム15の
上下には、冷却媒体を流通させるための冷却管14が設
置され、冷却媒体を改質ガスと並行かつ対向して流通さ
せる。
In this embodiment, the amount of platinum carried on the catalyst layer 3 was 5 g per liter of the catalyst layer 3, cerium was 10 g per liter of the catalyst layer, and ruthenium was 0.5 g per liter of the catalyst layer. Cooling pipes 14 for flowing a cooling medium are provided above and below each metal honeycomb 15, and flow the cooling medium in parallel with and opposite to the reformed gas.

【0081】次に、本実施形態の作用を説明する。Next, the operation of the present embodiment will be described.

【0082】このように構成された本実施形態におい
て、導入口2から改質ガスを反応容器本体1に導いたと
ころ、排出口4における一酸化炭素の濃度は約0.3%
となった。この条件において、100時間の連続運転を
行ったが、100時間後の排出口4における一酸化炭素
濃度は0.4%であり、経時的な変化は殆ど見られなか
った。
In this embodiment having the above-described structure, when the reformed gas is introduced from the inlet 2 to the reaction vessel main body 1, the concentration of carbon monoxide at the outlet 4 is about 0.3%.
It became. Under these conditions, continuous operation was performed for 100 hours. After 100 hours, the concentration of carbon monoxide at the outlet 4 was 0.4%, and there was almost no change over time.

【0083】このように本実施形態によれば、メタルハ
ニカム15を3つ並列に並べ、メタルハニカム15の両
端にマニホールド16を配置し、改質ガスの流路と冷却
媒体の流路を蛇行状に形成したことにより、改質ガスと
冷却媒体とを簡便な構造で効率よく接触させることがで
きる。これにより、反応容器本体1の改質特性を向上さ
せ、反応容器本体1の小型化を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, three metal honeycombs 15 are arranged in parallel, the manifolds 16 are arranged at both ends of the metal honeycombs 15, and the flow path of the reformed gas and the flow path of the cooling medium are meandering. Thus, the reformed gas and the cooling medium can be efficiently contacted with a simple structure. Thereby, the reforming characteristics of the reaction vessel main body 1 can be improved, and the size of the reaction vessel main body 1 can be reduced.

【0084】なお、図4中では、冷却管14は簡便のた
め1本のみを示したが、これは複数本でもよく、また各
メタルハニカム15の上下だけではなく、各メタルハニ
カム15の隔壁または反応容器本体1の側部に設置して
もよい。
In FIG. 4, only one cooling pipe 14 is shown for the sake of simplicity. However, a plurality of cooling pipes may be used, and not only the top and bottom of each metal honeycomb 15 but also the partition wall or the bottom of each metal honeycomb 15. You may install in the side part of the reaction container main body 1.

【0085】[第7実施形態]図5は本発明に係る燃料
電池用一酸化炭素低減装置の第7実施形態を示す横断面
図である。
[Seventh Embodiment] FIG. 5 is a cross sectional view showing a seventh embodiment of the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the present invention.

【0086】図5に示すように、本実施形態の触媒層に
おけるメタルハニカム17a,17bは、いずれもニッ
ケルを主成分としており、その形状は直径3cm、長さ
4cmの円筒形で、断面積1cm当りのセル数はとも
に400セルであった。
As shown in FIG. 5, each of the metal honeycombs 17a and 17b in the catalyst layer of the present embodiment is mainly composed of nickel and has a cylindrical shape having a diameter of 3 cm and a length of 4 cm, and a cross-sectional area of 1 cm. The number of cells per 2 was 400 cells.

【0087】改質ガスの導入口2側のメタルハニカム1
7aには、白金−酸化アルミニウム触媒にセリウムを添
加した材料を、排出口4側のメタルハニカム17bに
は、白金−酸化チタン触媒にセリウムとルテニウムを添
加した材料をウォッシュコートして用いている。
Metal honeycomb 1 on reformed gas inlet 2 side
A material obtained by adding cerium to a platinum-aluminum oxide catalyst is used for 7a, and a material obtained by adding cerium and ruthenium to a platinum-titanium oxide catalyst by wash coating is used for the metal honeycomb 17b on the outlet 4 side.

【0088】メタルハニカム17aへの担持白金量は、
触媒層体積1リットル当り5g、セリウムは触媒層体積
1リットル当り10gとする一方、メタルハニカム17
bへの担持白金量は、触媒層体積1リットル当り3g、
セリウムは触媒層体積1リットル当り10g、ルテニウ
ムは触媒層体積1リットル当り0.3gとした。
The amount of platinum supported on the metal honeycomb 17a is as follows:
While 5 g per liter of catalyst layer and 10 g per liter of cerium catalyst layer, the metal honeycomb 17
The amount of supported platinum on b was 3 g per liter of catalyst layer volume,
Cerium was 10 g per liter of catalyst layer volume, and ruthenium was 0.3 g per liter of catalyst layer volume.

【0089】メタルハニカム17b側の反応容器本体1
の外周には、冷却媒体を流通させるための冷却管14が
設置され、この冷却管14は冷却媒体を燃料ガスの排出
口4側から導入口2側に流れるように流通させる。
The reaction vessel body 1 on the side of the metal honeycomb 17b
A cooling pipe 14 for circulating a cooling medium is installed on the outer periphery of the cooling gas pipe. The cooling pipe 14 circulates the cooling medium so as to flow from the fuel gas outlet 4 side to the inlet port 2 side.

【0090】次に、本実施形態の作用を説明する。Next, the operation of the present embodiment will be described.

【0091】このように構成された本実施形態におい
て、導入口2から改質ガスを反応容器本体1に導き、温
度検出部7,7aおよび加熱部6,6aにより、反応容
器本体1の導入口2側の温度を330℃、排出口4側の
温度を250℃に設定したところ、改質ガスの排出口4
における一酸化炭素の濃度は約0.5%となった。この
条件において、100時間の連続運転を行ったが、10
0時間後の排出口4における一酸化炭素濃度は0.6%
であり、経時的な変化は殆ど見られなかった。
In the present embodiment thus configured, the reformed gas is introduced into the reaction vessel main body 1 from the introduction port 2, and the temperature detection sections 7, 7a and the heating sections 6, 6a introduce the reformed gas into the reaction vessel main body 1. When the temperature on the second side was set to 330 ° C. and the temperature on the outlet 4 side was set to 250 ° C., the outlet 4
Was about 0.5%. Under these conditions, continuous operation was performed for 100 hours.
The carbon monoxide concentration at the outlet 4 after 0 hour is 0.6%
And there was almost no change with time.

【0092】このように本実施形態によれば、触媒層3
の位置により塗布されている触媒を異なるようにしたの
で、反応容器本体1内部の温度分布あるいは改質ガスの
組成について、最も適当な触媒を用いて一酸化炭素の低
減反応を促進させることができる。これにより、反応容
器本体1の改質特性を向上させ、反応容器本体1の小型
化を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the catalyst layer 3
Since the applied catalyst is made different depending on the position, the reduction reaction of carbon monoxide can be promoted by using the most suitable catalyst with respect to the temperature distribution inside the reaction vessel main body 1 or the composition of the reformed gas. . Thereby, the reforming characteristics of the reaction vessel main body 1 can be improved, and the size of the reaction vessel main body 1 can be reduced.

【0093】[第8実施形態]次に、本発明に係る燃料
電池用一酸化炭素低減装置の第8実施形態を図5に基づ
いて説明する。
[Eighth Embodiment] Next, an eighth embodiment of the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0094】図5に示すように、本実施形態の触媒層に
おけるメタルハニカム17a,17bは、いずれもニッ
ケルを主成分としており、その形状は直径3cm、長さ
4cmの円筒形で、断面積1cm当りのセル数はとも
に400セルであった。
As shown in FIG. 5, each of the metal honeycombs 17a and 17b in the catalyst layer of the present embodiment is mainly composed of nickel and has a cylindrical shape having a diameter of 3 cm and a length of 4 cm, and a cross-sectional area of 1 cm. The number of cells per 2 was 400 cells.

【0095】改質ガス導入口2側のメタルハニカム17
aには、白金−酸化チタン触媒にセリウムを添加した材
料を、改質ガスの排出口4側のメタルハニカム17bに
は、白金−酸化チタン触媒にルテニウムを添加した材料
をウォッシュコートして用いている。
The metal honeycomb 17 on the reformed gas inlet 2 side
For a, a material obtained by adding cerium to a platinum-titanium oxide catalyst is used, and for a metal honeycomb 17b on the reforming gas outlet 4 side, a material obtained by adding ruthenium to a platinum-titanium oxide catalyst by wash coating is used. I have.

【0096】メタルハニカム17aへの担持白金量は、
触媒層体積1リットル当り5g、セリウムは触媒層体積
1リットル当り10gとする一方、メタルハニカム17
bへの担持白金量は、触媒層体積1リットル当り3g、
ルテニウムは1リットル当り0.3gとした。
The amount of platinum carried on the metal honeycomb 17a is as follows:
While 5 g per liter of catalyst layer and 10 g per liter of cerium catalyst layer, the metal honeycomb 17
The amount of supported platinum on b was 3 g per liter of catalyst layer volume,
Ruthenium was 0.3 g per liter.

【0097】メタルハニカム17b側の反応容器本体1
の外周には、冷却媒体を流通させるための冷却管14を
設置し、この冷却管14は冷却媒体を燃料ガスの排出口
4側から導入口2側に流れるように流通させる。
The reaction vessel body 1 on the side of the metal honeycomb 17b
A cooling pipe 14 for circulating a cooling medium is provided on the outer periphery of the cooling gas pipe. The cooling pipe 14 circulates the cooling medium so as to flow from the fuel gas outlet 4 side to the inlet port 2 side.

【0098】次に、本実施形態の作用を説明する。Next, the operation of the present embodiment will be described.

【0099】このように構成された本実施形態におい
て、導入口2から改質ガスを反応容器本体1に導き、温
度検出部7,7aおよび加熱部6,6aにより、反応容
器本体1の導入口2側の温度を300℃、排出口4側の
温度を220℃に設定したところ、改質ガスの排出口4
における一酸化炭素の濃度は約0.3%となった。この
条件において、100時間の連続運転を行ったが、10
0時間後の排出口4における一酸化炭素濃度は0.4%
であり、経時的な変化は殆ど見られなかった。
In the present embodiment thus configured, the reformed gas is introduced into the reaction vessel main body 1 from the introduction port 2 and is introduced into the reaction vessel main body 1 by the temperature detecting sections 7 and 7a and the heating sections 6 and 6a. When the temperature on the second side was set to 300 ° C. and the temperature on the outlet 4 side was set to 220 ° C., the outlet 4
Was about 0.3%. Under these conditions, continuous operation was performed for 100 hours.
0 hours later, the concentration of carbon monoxide at the outlet 4 is 0.4%.
And there was almost no change with time.

【0100】このように本実施形態によれば、触媒層3
の位置により触媒層3の単位体積当りの触媒量または触
媒に添加される添加材の量が異なるようにしたので、反
応容器本体1内部の温度分布あるいは改質ガスの組成に
ついて、最も適当な比率で添加物を加えた触媒を用いて
一酸化炭素の低減反応を促進させることができる。これ
により、反応容器本体1の改質特性を向上させ、反応容
器本体1の小型化を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the catalyst layer 3
The amount of the catalyst per unit volume of the catalyst layer 3 or the amount of the additive added to the catalyst varies depending on the position of the catalyst layer 3. The reaction to reduce carbon monoxide can be promoted by using a catalyst to which an additive has been added. Thereby, the reforming characteristics of the reaction vessel main body 1 can be improved, and the size of the reaction vessel main body 1 can be reduced.

【0101】[第9実施形態]次に、本発明に係る燃料
電池用一酸化炭素低減装置の第9実施形態を図5に基づ
いて説明する。
Ninth Embodiment Next, a ninth embodiment of the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0102】図5に示すように、本実施形態の触媒層に
おけるメタルハニカム17a,17bは、いずれもニッ
ケルを主成分としており、その形状は直径3cm、長さ
4cmの円筒形で、断面積1cm当りのセル数は、改
質ガスの導入口2側のメタルハニカム17aが400セ
ル、改質ガスの排出口4側のメタルハニカム17bが6
00セルであった。
As shown in FIG. 5, each of the metal honeycombs 17a and 17b in the catalyst layer of the present embodiment is mainly composed of nickel and has a cylindrical shape having a diameter of 3 cm and a length of 4 cm, and a cross-sectional area of 1 cm. The number of cells per 2 is 400 for the metal honeycomb 17a on the reformed gas inlet 2 side and 6 for the metal honeycomb 17b on the reformed gas outlet 4 side.
00 cells.

【0103】メタルハニカム17aには、白金−酸化チ
タン触媒にセリウムを添加した材料を、メタルハニカム
17bには、白金−酸化チタン触媒にルテニウムを添加
した材料をウォッシュコートして用いている。
A material obtained by adding cerium to a platinum-titanium oxide catalyst is used for the metal honeycomb 17a, and a material obtained by adding ruthenium to a platinum-titanium oxide catalyst is wash-coated for the metal honeycomb 17b.

【0104】メタルハニカム17aへの担持白金量は、
触媒層体積1リットル当り5g、セリウムは触媒層体積
1リットル当り10gとする一方、メタルハニカム17
bへの担持白金量は、触媒層体積1リットル当り3g、
ルテニウムは1リットル当り0.3gとした。
The amount of platinum carried on the metal honeycomb 17a is as follows:
While 5 g per liter of catalyst layer and 10 g per liter of cerium catalyst layer, the metal honeycomb 17
The amount of supported platinum on b was 3 g per liter of catalyst layer volume,
Ruthenium was 0.3 g per liter.

【0105】メタルハニカム17b側の反応容器本体1
の外周には、冷却媒体を流通させるための冷却管14が
設置され、この冷却管14は冷却媒体を燃料ガスの排出
口4側から導入口2側に流れるように流通させる。
The reaction vessel body 1 on the side of the metal honeycomb 17b
A cooling pipe 14 for circulating a cooling medium is installed on the outer periphery of the cooling gas pipe. The cooling pipe 14 circulates the cooling medium so as to flow from the fuel gas outlet 4 side to the inlet port 2 side.

【0106】次に、本実施形態の作用を説明する。Next, the operation of the present embodiment will be described.

【0107】このように構成された本実施形態におい
て、導入口2から改質ガスを反応容器本体1に導き、温
度検出部7,7aおよび加熱部6,6aにより、反応容
器本体1の導入口2側の温度を300℃、排出口4側の
温度を220℃に設定したところ、改質ガスの排出口4
における一酸化炭素の濃度は約0.3%となった。この
条件において、100時間の連続運転を行ったが、10
0時間後の排出口4における一酸化炭素濃度は0.4%
であり、経時的な変化は殆ど見られなかった。
In the present embodiment thus configured, the reformed gas is introduced into the reaction vessel main body 1 from the introduction port 2, and is introduced into the reaction vessel main body 1 by the temperature detecting sections 7, 7a and the heating sections 6, 6a. When the temperature on the second side was set to 300 ° C. and the temperature on the outlet 4 side was set to 220 ° C., the outlet 4
Was about 0.3%. Under these conditions, continuous operation was performed for 100 hours.
0 hours later, the concentration of carbon monoxide at the outlet 4 is 0.4%.
And there was almost no change with time.

【0108】このように本実施形態によれば、触媒層3
の位置により触媒を支持するメタルハニカム17a,1
7bの単位断面積当りのセル数が異なるようにしたの
で、反応容器本体1内部の温度分布あるいは改質ガスの
組成分布に応じて、触媒層3の支持体である発泡体の気
孔率を制御することで、触媒層3内の改質ガス流通方向
に沿った触媒単位体積当りの表面積の変化を最適化した
上で一酸化炭素の低減反応を促進させることができる。
これにより、反応容器本体1の改質特性を向上させ、反
応容器本体1の小型化を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the catalyst layer 3
Metal honeycombs 17a, 1 supporting the catalyst by the position of
Since the number of cells per unit cross-sectional area of 7b is different, the porosity of the foam as a support of the catalyst layer 3 is controlled according to the temperature distribution inside the reaction vessel main body 1 or the composition distribution of the reformed gas. By doing so, it is possible to promote the reduction reaction of carbon monoxide while optimizing the change in the surface area per unit volume of the catalyst along the flow direction of the reformed gas in the catalyst layer 3.
Thereby, the reforming characteristics of the reaction vessel main body 1 can be improved, and the size of the reaction vessel main body 1 can be reduced.

【0109】[第10実施形態]図6は本発明に係る燃
料電池用一酸化炭素低減装置の第10実施形態を示す横
断面図である。
[Tenth Embodiment] FIG. 6 is a cross-sectional view showing a tenth embodiment of a carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the present invention.

【0110】図6に示すように、本実施形態の触媒層に
おける金属発泡体18a,18bは、いずれもアルミニ
ウムを主成分としており、その形状は直径3cm、長さ
4cmの円筒形で、各多孔体の目開きの大きさ(触媒塗
布後)は、改質ガスの導入口2側の金属発泡体18aが
約1.5mm、改質ガスの排出口4側の金属発泡体18
bが約0.8mmであった。
As shown in FIG. 6, each of the metal foams 18a and 18b in the catalyst layer of this embodiment is mainly composed of aluminum, and has a cylindrical shape having a diameter of 3 cm and a length of 4 cm. The size of the opening of the body (after the application of the catalyst) is such that the metal foam 18a on the reforming gas inlet 2 side is about 1.5 mm and the metal foam 18a on the reforming gas outlet 4 side is about 1.5 mm.
b was about 0.8 mm.

【0111】また、金属発泡体18aには、白金−酸化
チタン触媒にセリウムを添加した材料を、金属発泡体1
8bには、白金−酸化チタン触媒にルテニウムを添加し
た材料をウォッシュコートして用いている。
The metal foam 18a is made of a material obtained by adding cerium to a platinum-titanium oxide catalyst.
8b uses a material obtained by wash-coating a material obtained by adding ruthenium to a platinum-titanium oxide catalyst.

【0112】金属発泡体18aへの担持白金量は、触媒
層体積1リットル当り5g、セリウムは触媒層体積1リ
ットル当り10gとする一方、金属発泡体18bへの担
持白金量は、触媒層体積1リットル当り3g、ルテニウ
ムは1リットル当り0.3gとした。
The amount of platinum supported on the metal foam 18a was 5 g per liter of the catalyst layer volume, and the amount of platinum supported on the metal foam 18b was 10 g per liter of the catalyst layer. The amount was 3 g per liter and the amount of ruthenium was 0.3 g per liter.

【0113】金属発泡体18b側の反応容器本体1の外
周には、冷却媒体を流通させるための冷却管14が設置
され、この冷却管14は冷却媒体を燃料ガスの排出口4
側から導入口2側に流れるように流通させる。
A cooling pipe 14 for flowing a cooling medium is provided on the outer periphery of the reaction vessel body 1 on the side of the metal foam 18b.
Flow from the side to the inlet 2 side.

【0114】次に、本実施形態の作用を説明する。Next, the operation of the present embodiment will be described.

【0115】このように構成された本実施形態におい
て、導入口2から改質ガスを反応容器本体1に導き、温
度検出部7,7aおよび加熱部6,6aにより、反応容
器本体1の導入口2側の温度を300℃、排出口4側の
温度を220℃に設定したところ、改質ガスの排出口4
における一酸化炭素の濃度は約0.3%となった。この
条件において、100時間の連続運転を行ったが、10
0時間後の排出口4における一酸化炭素濃度は0.4%
であり、経時的な変化は殆ど見られなかった。
In the present embodiment thus configured, the reformed gas is introduced into the reaction vessel main body 1 from the introduction port 2, and is introduced into the reaction vessel main body 1 by the temperature detecting sections 7, 7a and the heating sections 6, 6a. When the temperature on the second side was set to 300 ° C. and the temperature on the outlet 4 side was set to 220 ° C., the outlet 4
Was about 0.3%. Under these conditions, continuous operation was performed for 100 hours.
The carbon monoxide concentration at the outlet 4 after 0 hour is 0.4%
And there was almost no change with time.

【0116】このように本実施形態によれば、触媒層3
の位置により触媒を支持する金属発泡体18a,18b
の気孔率が異なるようにしたので、反応容器本体1内部
の温度分布あるいは改質ガスの組成分布に応じて、触媒
層3の支持体である発泡体の気孔率を制御することで、
触媒層3内の改質ガス流通方向に沿った触媒単位体積当
りの表面積の変化、および触媒層3の圧力損失を最適化
した上で一酸化炭素の低減反応を促進させることができ
る。これにより、反応容器本体1の改質特性を向上さ
せ、反応容器本体1を小型化することができる。
As described above, according to the present embodiment, the catalyst layer 3
Foams 18a, 18b supporting the catalyst depending on the position of
The porosity of the foam as a support of the catalyst layer 3 is controlled according to the temperature distribution inside the reaction vessel main body 1 or the composition distribution of the reformed gas.
The change in the surface area per unit volume of the catalyst along the reformed gas flow direction in the catalyst layer 3 and the pressure loss of the catalyst layer 3 are optimized, and the reduction reaction of carbon monoxide can be promoted. Thereby, the reforming characteristics of the reaction vessel main body 1 can be improved, and the size of the reaction vessel main body 1 can be reduced.

【0117】[0117]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
触媒層の触媒支持体の少なくとも一部を、セラミックス
および金属の少なくとも一方の多孔質体から形成したこ
とにより、簡便な構成で、効率的に一酸化炭素を低減す
ることの可能な燃料電池用一酸化炭素低減装置を提供す
ることができる。
As described above, according to the present invention,
By forming at least a part of the catalyst support of the catalyst layer from at least one of a porous body of ceramics and metal, it is possible to efficiently reduce carbon monoxide with a simple configuration. A carbon oxide reduction device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る燃料電池用一酸化炭素低減装置の
第1実施形態を示す横断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the present invention.

【図2】本発明に係る燃料電池用一酸化炭素低減装置の
第2、第3、第4実施形態を示す横断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing second, third, and fourth embodiments of the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the present invention.

【図3】本発明に係る燃料電池用一酸化炭素低減装置の
第5実施形態を示す横断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a fifth embodiment of the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the present invention.

【図4】本発明に係る燃料電池用一酸化炭素低減装置の
第6実施形態を示す横断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a sixth embodiment of the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the present invention.

【図5】本発明に係る燃料電池用一酸化炭素低減装置の
第7、第8、第9実施形態を示す横断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing seventh, eighth, and ninth embodiments of the carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the present invention.

【図6】本発明に係る燃料電池用一酸化炭素低減装置の
第10実施形態を示す横断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a tenth embodiment of a carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to the present invention.

【図7】従来の燃料電池用一酸化炭素低減装置を示す横
断面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional carbon monoxide reduction device for a fuel cell.

【符号の説明】 1 反応容器本体 2 改質ガス導入口 3 触媒層 4 改質ガス排出口 5 粒状触媒 6 加熱部(温度調整手段) 7 温度検出部(温度調整手段) 8 セラミックスハニカム(多孔質体) 9 充填材 10 セラミックスハニカム(多孔質体) 11 セラミックスハニカム(多孔質体) 12 セラミックスハニカム(多孔質体) 13 メタルハニカム(多孔質体) 14 冷却管 15 メタルハニカム(多孔質体) 16 マニホールド 17a,17b メタルハニカム(多孔質体) 18a,18b 金属発泡体(多孔質体)[Description of Signs] 1 Reaction vessel main body 2 Reformed gas inlet 3 Catalyst layer 4 Reformed gas outlet 5 Granular catalyst 6 Heating unit (temperature adjusting unit) 7 Temperature detecting unit (temperature adjusting unit) 8 Ceramic honeycomb (porous) 9) Filler 10 Ceramic honeycomb (porous body) 11 Ceramic honeycomb (porous body) 12 Ceramic honeycomb (porous body) 13 Metal honeycomb (porous body) 14 Cooling pipe 15 Metal honeycomb (porous body) 16 manifold 17a, 17b Metal honeycomb (porous body) 18a, 18b Metal foam (porous body)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 亮 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 吉野 正人 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 Fターム(参考) 4G040 EA02 EA03 EA05 EA06 EB32 4G140 EA02 EA03 EA05 EA06 EB32 EB34 5H027 AA06 BA01 BA17 KK42 MM16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Ryo Harada, Inventor 2--4, Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Toshiba Keihin Works (72) Inventor Masato Yoshino 2-chome, Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Address Toshiba Corporation Keihin Plant F-term (reference) 4G040 EA02 EA03 EA05 EA06 EB32 4G140 EA02 EA03 EA05 EA06 EB32 EB34 5H027 AA06 BA01 BA17 KK42 MM16

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも一酸化炭素を含有する改質ガ
スの導入口と、この導入口から導入された改質ガス中の
一酸化炭素を二酸化炭素に変換する触媒層と、この触媒
層により前記一酸化炭素を低減した改質ガスを排出する
排出口とを有する反応容器本体と、この反応容器本体の
温度を調整する温度調整手段とを備えた燃料電池用一酸
化炭素低減装置において、前記触媒層の触媒支持体の少
なくとも一部を、セラミックスおよび金属の少なくとも
一方の多孔質体から形成したことを特徴とする燃料電池
用一酸化炭素低減装置。
1. An inlet for a reformed gas containing at least carbon monoxide, a catalyst layer for converting carbon monoxide in the reformed gas introduced from the inlet to carbon dioxide, and the catalyst layer In the carbon monoxide reduction device for a fuel cell, comprising: a reaction vessel main body having an outlet through which a reformed gas having reduced carbon monoxide is discharged; and temperature adjusting means for adjusting the temperature of the reaction vessel main body, A carbon monoxide reduction device for a fuel cell, wherein at least a part of the catalyst support of the layer is formed of at least one of a porous body of ceramics and metal.
【請求項2】 請求項1記載の燃料電池用一酸化炭素低
減装置において、前記触媒層の触媒支持体の少なくとも
一部に、一酸化炭素と水蒸気を反応させて二酸化炭素と
水素に変換するシフト触媒を塗布したことを特徴とする
燃料電池用一酸化炭素低減装置。
2. The carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to claim 1, wherein at least a part of the catalyst support of the catalyst layer reacts carbon monoxide with water vapor to convert the carbon monoxide into carbon dioxide and hydrogen. A carbon monoxide reduction device for a fuel cell, wherein a catalyst is applied.
【請求項3】 請求項2記載の燃料電池用一酸化炭素低
減装置において、前記シフト触媒の活性種としては、白
金、金、またはルテニウムなどの貴金属を用いたことを
特徴とする燃料電池用一酸化炭素低減装置。
3. The fuel cell carbon monoxide reducing device according to claim 2, wherein a noble metal such as platinum, gold, or ruthenium is used as an active species of the shift catalyst. Carbon oxide reduction device.
【請求項4】 請求項2記載の燃料電池用一酸化炭素低
減装置において、塗布したシフト触媒には、セリウム、
ランタン、ルテニウム、ケイ素、カルシウム、ストロン
チウム、マグネシウム、ビスマスから選択される少なく
とも一種の元素が添加されていることを特徴とする燃料
電池用一酸化炭素低減装置。
4. The carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to claim 2, wherein the applied shift catalyst includes cerium,
A carbon monoxide reduction device for a fuel cell, wherein at least one element selected from lanthanum, ruthenium, silicon, calcium, strontium, magnesium, and bismuth is added.
【請求項5】 請求項1記載の燃料電池用一酸化炭素低
減装置において、前記触媒層の触媒支持体の少なくとも
一部に、冷却媒体を流通させるための流路を形成したこ
とを特徴とする燃料電池用一酸化炭素低減装置。
5. The carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to claim 1, wherein a flow path for flowing a cooling medium is formed in at least a part of the catalyst support of the catalyst layer. Carbon monoxide reduction device for fuel cells.
【請求項6】 請求項1または5記載の燃料電池用一酸
化炭素低減装置において、前記反応容器本体内に改質ガ
スの流路および冷却媒体を流通させるための流路を蛇行
状に形成したことを特徴とする燃料電池用一酸化炭素低
減装置。
6. The carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to claim 1, wherein a flow path for a reformed gas and a flow path for flowing a cooling medium are formed in the reaction vessel main body in a meandering shape. A carbon monoxide reduction device for a fuel cell, comprising:
【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかに記載の燃
料電池用一酸化炭素低減装置において、前記触媒層の位
置により塗布されている触媒が異なることを特徴とする
燃料電池用一酸化炭素低減装置。
7. The carbon monoxide reducing device for a fuel cell according to claim 1, wherein the applied catalyst varies depending on the position of the catalyst layer. Reduction device.
【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかに記載の燃
料電池用一酸化炭素低減装置において、前記触媒層の位
置により触媒層の単位体積当りの触媒量および触媒に添
加される添加材の量のいずれかが異なることを特徴とす
る燃料電池用一酸化炭素低減装置。
8. The apparatus for reducing carbon monoxide for a fuel cell according to claim 1, wherein the amount of the catalyst per unit volume of the catalyst layer and the amount of the additive added to the catalyst depend on the position of the catalyst layer. An apparatus for reducing carbon monoxide for a fuel cell, wherein one of the amounts is different.
【請求項9】 請求項1ないし8のいずれかに記載の燃
料電池用一酸化炭素低減装置において、前記触媒層の位
置により触媒を支持するセラミックスおよび金属の少な
くとも一方の多孔質体の単位断面積当りのセル数が異な
ることを特徴とする燃料電池用一酸化炭素低減装置。
9. The carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to claim 1, wherein a unit cross-sectional area of at least one of a ceramic and a metal porous body supporting a catalyst according to a position of the catalyst layer. A carbon monoxide reduction device for a fuel cell, wherein the number of cells per unit is different.
【請求項10】 請求項1ないし8のいずれかに記載の
燃料電池用一酸化炭素低減装置において、前記触媒層の
位置により触媒を支持するセラミックスおよび金属の少
なくとも一方の多孔質体の気孔率が異なることを特徴と
する燃料電池用一酸化炭素低減装置。
10. The carbon monoxide reduction device for a fuel cell according to claim 1, wherein the porosity of at least one of the ceramic and metal porous bodies supporting the catalyst is determined by the position of the catalyst layer. A carbon monoxide reduction device for a fuel cell, which is different.
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