JP2003297410A - 燃料電池の流体浄化器 - Google Patents
燃料電池の流体浄化器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池に供給される流体中から不純物が効
率よく除去され、燃料電池発電設備の出力を長期にわた
り高く維持することができ、また燃料電池の寿命延長を
図ることも可能となる流体浄化器及び燃料電池発電設備
を提供する。 【解決手段】 燃料電池に供給される流体中の不純物を
除去するための流体浄化器であって、三次元構造体と、
該三次元構造体に保持された不純物の分解又は吸着用の
物質とを有する。この流体浄化器によって不純物が除去
された燃料や空気などの流体を燃料電池に供給する。
率よく除去され、燃料電池発電設備の出力を長期にわた
り高く維持することができ、また燃料電池の寿命延長を
図ることも可能となる流体浄化器及び燃料電池発電設備
を提供する。 【解決手段】 燃料電池に供給される流体中の不純物を
除去するための流体浄化器であって、三次元構造体と、
該三次元構造体に保持された不純物の分解又は吸着用の
物質とを有する。この流体浄化器によって不純物が除去
された燃料や空気などの流体を燃料電池に供給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池に供給さ
れる空気、燃料などの流体から不純物を除去するための
浄化器と、この浄化器を備えた燃料電池発電設備とに関
する。
れる空気、燃料などの流体から不純物を除去するための
浄化器と、この浄化器を備えた燃料電池発電設備とに関
する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、周知の通り、水素等と酸素
の電気化学反応により電気を発生させるものである。こ
の燃料電池に供給される燃料等の流体中に不純物が含ま
れていると、燃料電池の特性が低下し易くなる。例え
ば、燃料電池を長期間にわたって運転すると起電力が低
下したり、寿命が短くなったりする。そこで、この燃料
電池に供給される空気や燃料中の不純物を除去すること
が種々提案されている。
の電気化学反応により電気を発生させるものである。こ
の燃料電池に供給される燃料等の流体中に不純物が含ま
れていると、燃料電池の特性が低下し易くなる。例え
ば、燃料電池を長期間にわたって運転すると起電力が低
下したり、寿命が短くなったりする。そこで、この燃料
電池に供給される空気や燃料中の不純物を除去すること
が種々提案されている。
【０００３】例えば、特開２０００−２７７１３９に
は、昇温された燃焼触媒層に空気を通過させ、空気中の
有機溶媒等の不純物を燃焼分解して除去することが記載
されている。
は、昇温された燃焼触媒層に空気を通過させ、空気中の
有機溶媒等の不純物を燃焼分解して除去することが記載
されている。
【０００４】特開２０００−３２７３０５には、燃料ガ
スの改質に用いられる空気を活性炭で吸着処理し、空気
中のＳＯｘ，ＮＯｘ等の不純物を吸着除去することが記
載されている。
スの改質に用いられる空気を活性炭で吸着処理し、空気
中のＳＯｘ，ＮＯｘ等の不純物を吸着除去することが記
載されている。
【０００５】特開２００１−３１３０５７には、イオン
交換樹脂よりなるフィルタに空気や水素ガスを接触させ
て酸性ガスやアルカリ性ガス等の気体不純物を除去する
ことが記載されている。
交換樹脂よりなるフィルタに空気や水素ガスを接触させ
て酸性ガスやアルカリ性ガス等の気体不純物を除去する
ことが記載されている。
【０００６】特開２００２−９３４５２には燃料ガス中
の亜硫酸ガス等の不純物を溶融炭酸塩と接触させて除去
することが記載されている。
の亜硫酸ガス等の不純物を溶融炭酸塩と接触させて除去
することが記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、燃料電池に
供給される燃料ガスや空気などの流体から不純物を効率
良く除去することを目的とする。
供給される燃料ガスや空気などの流体から不純物を効率
良く除去することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の燃料電池の流体
浄化器は、燃料電池に供給される流体中の不純物を除去
するための流体浄化器において、三次元構造体と、該三
次元構造体に保持された不純物の分解又は吸着用の物質
とを有することを特徴とするものである。
浄化器は、燃料電池に供給される流体中の不純物を除去
するための流体浄化器において、三次元構造体と、該三
次元構造体に保持された不純物の分解又は吸着用の物質
とを有することを特徴とするものである。
【０００９】また、本発明の燃料電池発電設備は、燃料
電池と、かかる本発明の流体浄化器とを有するものであ
る。
電池と、かかる本発明の流体浄化器とを有するものであ
る。
【００１０】かかる本発明の流体浄化器及び燃料電池発
電設備によると、流体中の不純物が三次元構造体に保持
された分解又は吸着用の物質によって分解又は吸着され
て流体中から除去される。この分解又は吸着用の物質は
三次元構造体に保持されているので、比表面積が大き
く、不純物が効率よく分解又は吸着除去され、これによ
り燃料電池の特性維持、寿命延長などが実現される。
電設備によると、流体中の不純物が三次元構造体に保持
された分解又は吸着用の物質によって分解又は吸着され
て流体中から除去される。この分解又は吸着用の物質は
三次元構造体に保持されているので、比表面積が大き
く、不純物が効率よく分解又は吸着除去され、これによ
り燃料電池の特性維持、寿命延長などが実現される。
【００１１】この三次元構造体は、ポリウレタンフォー
ムや三次元構造を有する立体構造ネットなどが好適であ
る。この分解又は吸着用の物質は、活性炭などの吸着体
粒子が好適である。この吸着体粒子は、三次元構造体に
バインダー層を介して保持されていることが好ましく、
特に吸着体粒子はその一部が該バインダー層に接し、残
部は該バインダー層から露出していることが好ましい。
ムや三次元構造を有する立体構造ネットなどが好適であ
る。この分解又は吸着用の物質は、活性炭などの吸着体
粒子が好適である。この吸着体粒子は、三次元構造体に
バインダー層を介して保持されていることが好ましく、
特に吸着体粒子はその一部が該バインダー層に接し、残
部は該バインダー層から露出していることが好ましい。
【００１２】本発明の流体浄化器は、三次元構造体とし
てのポリウレタンフォームと、このポリウレタンフォー
ムの骨格構造の表面及び内部に塗布された非溶剤系バイ
ンダー層と、該バインダー層に一部が接触して固着され
残部が露出した、ポリウレタンフォームの平均骨格間距
離の５０分の１以上、１．５分の１以下の平均粒径を有
する吸着体粒子とを有することが特に好適であり、さら
にこの流体浄化器の表層に非溶剤系バインダーが塗布さ
れていてもよい。
てのポリウレタンフォームと、このポリウレタンフォー
ムの骨格構造の表面及び内部に塗布された非溶剤系バイ
ンダー層と、該バインダー層に一部が接触して固着され
残部が露出した、ポリウレタンフォームの平均骨格間距
離の５０分の１以上、１．５分の１以下の平均粒径を有
する吸着体粒子とを有することが特に好適であり、さら
にこの流体浄化器の表層に非溶剤系バインダーが塗布さ
れていてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明において、燃料電池として
は固体高分子型燃料電池、アルカリ水溶液電解質型燃料
電池、リン酸水溶液電解質型燃料電池、溶融炭酸塩電解
質型燃料電池、固体酸化物電解質型燃料電池などのいず
れのものであってもよい。この燃料電池は静置型であっ
てもよく、車両搭載用などの可搬型のものであってもよ
い。
は固体高分子型燃料電池、アルカリ水溶液電解質型燃料
電池、リン酸水溶液電解質型燃料電池、溶融炭酸塩電解
質型燃料電池、固体酸化物電解質型燃料電池などのいず
れのものであってもよい。この燃料電池は静置型であっ
てもよく、車両搭載用などの可搬型のものであってもよ
い。
【００１４】この燃料電池に供給される燃料は、水素、
石炭ガス、天然ガス、その他の各種の炭化水素ガス、こ
れらの改質ガスなどのガス燃料が好適である。なお、燃
料は液体であってもよい。
石炭ガス、天然ガス、その他の各種の炭化水素ガス、こ
れらの改質ガスなどのガス燃料が好適である。なお、燃
料は液体であってもよい。
【００１５】燃料と反応させる酸化剤ガスは酸素、空
気、酸素富化空気などのいずれでもよい。
気、酸素富化空気などのいずれでもよい。
【００１６】この燃料や空気等のガス中に含まれる不純
物としては、ＳＯｘ，ＮＯｘ，Ｈ２Ｓ、ベンゼンやトル
エンなどの炭化水素や各種の揮発性有機化合物などが例
示される。
物としては、ＳＯｘ，ＮＯｘ，Ｈ２Ｓ、ベンゼンやトル
エンなどの炭化水素や各種の揮発性有機化合物などが例
示される。
【００１７】燃料電池に供給される流体中から不純物を
除去する本発明の流体浄化器は、上記の通り、三次元構
造体と、該三次元構造体に保持された、不純物の分解又
は吸着用の物質とを有する。
除去する本発明の流体浄化器は、上記の通り、三次元構
造体と、該三次元構造体に保持された、不純物の分解又
は吸着用の物質とを有する。
【００１８】三次元構造体としてはポリウレタンフォー
ム、通気性ポリエチレンフォームのような各種プラスチ
ックフォーム、或いは有機繊維（例えばポリエステルや
ナイロンなどのフィラメント）をロックウール状に固
め、厚み（３ｍｍ〜３０ｍｍ、又はそれ以上）をもたせ
た不織布などを用いることができるが、なかでも発泡時
コントロールにより通気度を上げたり、骨格間距離を任
意に設定したりすることができ、また発泡後爆発処理や
アルカリ処理等の物理的、化学的処理により通気度を上
げたりすることができる点においてポリウレタンフォー
ムが最も使用に便利であり、軟質ポリウレタンフォー
ム、又は発泡膜を除去した網状ポリウレタンフォーム等
が好ましい。また金属化ポリウレタンフォーム、焼結金
属、焼結セラミックのような硬質の三次元構造体を使用
することもできる。
ム、通気性ポリエチレンフォームのような各種プラスチ
ックフォーム、或いは有機繊維（例えばポリエステルや
ナイロンなどのフィラメント）をロックウール状に固
め、厚み（３ｍｍ〜３０ｍｍ、又はそれ以上）をもたせ
た不織布などを用いることができるが、なかでも発泡時
コントロールにより通気度を上げたり、骨格間距離を任
意に設定したりすることができ、また発泡後爆発処理や
アルカリ処理等の物理的、化学的処理により通気度を上
げたりすることができる点においてポリウレタンフォー
ムが最も使用に便利であり、軟質ポリウレタンフォー
ム、又は発泡膜を除去した網状ポリウレタンフォーム等
が好ましい。また金属化ポリウレタンフォーム、焼結金
属、焼結セラミックのような硬質の三次元構造体を使用
することもできる。
【００１９】三次元構造体の通気度はＪＩＳ Ｌ１００
４−１９７２（綿織物試験方法）に基づくフラジール型
試験機による通過空気量（ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ）が
１０ｍｍ厚さの測定で１５０以上、好ましくは２５０以
上であるものを使用するのが良い。通過空気量は５０Ｌ
／ｍｉｎ〜５００Ｌ／ｍｉｎ程度が好ましい。
４−１９７２（綿織物試験方法）に基づくフラジール型
試験機による通過空気量（ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ）が
１０ｍｍ厚さの測定で１５０以上、好ましくは２５０以
上であるものを使用するのが良い。通過空気量は５０Ｌ
／ｍｉｎ〜５００Ｌ／ｍｉｎ程度が好ましい。
【００２０】この三次元構造体に保持させる吸着用の物
質としては、吸着体粒子としては、活性炭、ゼオライ
ト、イオン交換樹脂、活性白土、活性アルミナ、粉体シ
リカゲル等の各種吸着体の粒子を使用目的に応じて任意
に選択、使用できるが、汎用性のある点では活性炭が一
般的である。活性炭としてはＢＥＴ比表面積が５００ｍ
２／ｇ以上とくに１０００〜２０００ｍ２／ｇ程度のも
のが好ましい。吸着能を考えると比表面積は大きい程よ
いが、比表面積を大きくすると吸着体の硬度が下がる傾
向にあり、吸着体の種類によっては発塵要因となる可能
性が出てくる。
質としては、吸着体粒子としては、活性炭、ゼオライ
ト、イオン交換樹脂、活性白土、活性アルミナ、粉体シ
リカゲル等の各種吸着体の粒子を使用目的に応じて任意
に選択、使用できるが、汎用性のある点では活性炭が一
般的である。活性炭としてはＢＥＴ比表面積が５００ｍ
２／ｇ以上とくに１０００〜２０００ｍ２／ｇ程度のも
のが好ましい。吸着能を考えると比表面積は大きい程よ
いが、比表面積を大きくすると吸着体の硬度が下がる傾
向にあり、吸着体の種類によっては発塵要因となる可能
性が出てくる。
【００２１】この吸着体粒子として活性炭を用いる場
合、燃料電池のイオン交換膜や電極に担持された触媒の
被毒要因につながり、起電力低下となる大気中の硫黄系
化合物を高効率で除去する目的で炭酸カリウム、炭酸ナ
トリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのア
ルカリ性物質を添着させた添着活性炭を用いてもよい。
合、燃料電池のイオン交換膜や電極に担持された触媒の
被毒要因につながり、起電力低下となる大気中の硫黄系
化合物を高効率で除去する目的で炭酸カリウム、炭酸ナ
トリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのア
ルカリ性物質を添着させた添着活性炭を用いてもよい。
【００２２】この吸着体粒子は、不純物を分解する触媒
を担持してもよい。なお、この触媒は、吸着体粒子を介
することなく直接に三次元構造体に担持されてもよい。
を担持してもよい。なお、この触媒は、吸着体粒子を介
することなく直接に三次元構造体に担持されてもよい。
【００２３】本発明の流体浄化器としては、三次元構造
体にバインダー層を介して上記の吸着体粒子を保持させ
たものが好適であり、特に吸着体粒子の一部が該バイン
ダー層に接触し、残部がバインダー層から露出している
ものが好適である。このように吸着体粒子がバインダー
層から露出していると、吸着体粒子と流体とが直接的に
接触するようになり、不純物除去効果が高いものとな
る。
体にバインダー層を介して上記の吸着体粒子を保持させ
たものが好適であり、特に吸着体粒子の一部が該バイン
ダー層に接触し、残部がバインダー層から露出している
ものが好適である。このように吸着体粒子がバインダー
層から露出していると、吸着体粒子と流体とが直接的に
接触するようになり、不純物除去効果が高いものとな
る。
【００２４】この場合、吸着体粒子の平均粒径は、三次
元構造体の平均骨格間距離（孔径）の５０分の１以上、
１．５分の１以下であることが好ましい。また、吸着体
粒子の粒度分布は、その９５重量％以上が平均粒径の５
分の１〜５倍、特に２分の１〜２倍のものが好適であ
る。
元構造体の平均骨格間距離（孔径）の５０分の１以上、
１．５分の１以下であることが好ましい。また、吸着体
粒子の粒度分布は、その９５重量％以上が平均粒径の５
分の１〜５倍、特に２分の１〜２倍のものが好適であ
る。
【００２５】この吸着体粒子の平均粒径が三次元構造体
の平均孔径の５０分の１（２％）以上、１．５分の１
（６７％）以下であると、三次元構造体の内部にまで吸
着体粒子が分散固着し、しかも従来品よりも吸着能力が
高い吸着材が得られる。なお、通気性の維持及び吸着絶
対量の増加という点を考慮すれば、平均粒径を孔径の１
０分の１（１０％）以上、２分の１（５０％）以下とす
るのが一層好ましい。
の平均孔径の５０分の１（２％）以上、１．５分の１
（６７％）以下であると、三次元構造体の内部にまで吸
着体粒子が分散固着し、しかも従来品よりも吸着能力が
高い吸着材が得られる。なお、通気性の維持及び吸着絶
対量の増加という点を考慮すれば、平均粒径を孔径の１
０分の１（１０％）以上、２分の１（５０％）以下とす
るのが一層好ましい。
【００２６】平均粒径が孔径の１．５分の１（６７％）
以上の場合は、吸着体粒子を表面からスプレーしても三
次元構造体の骨格構造の内部にまで侵入させることが困
難で、基材の表面近くに付着するものが大部分であり、
かつその付着力も弱いので、付着した吸着体粒子は脱落
し易い。これは吸着体粒子の大きさに比し三次元構造体
との付着部分の面積が相対的に小さくなるためではない
かと思われる。但しこの場合は後述する表層のバインダ
ー塗布処理により吸着体粒子の固着性を改善することが
可能である。
以上の場合は、吸着体粒子を表面からスプレーしても三
次元構造体の骨格構造の内部にまで侵入させることが困
難で、基材の表面近くに付着するものが大部分であり、
かつその付着力も弱いので、付着した吸着体粒子は脱落
し易い。これは吸着体粒子の大きさに比し三次元構造体
との付着部分の面積が相対的に小さくなるためではない
かと思われる。但しこの場合は後述する表層のバインダ
ー塗布処理により吸着体粒子の固着性を改善することが
可能である。
【００２７】また平均粒径が孔径の５０分の１（２％）
以下の場合には、三次元構造体に付着する吸着体量が著
しく少なくなる。これは細かい吸着体粒子が三次元構造
体に塗布されたバインダーをうすくカバーしてしまい、
それ以上付着することがないので固着絶対量が減少する
ためと考えられる。その結果吸着材全体としての吸着能
力が小さくなり従来法（吸着体粒子とバインダーを混合
付着させる方法）による吸着材と同程度の吸着能力しか
示さなくなる。
以下の場合には、三次元構造体に付着する吸着体量が著
しく少なくなる。これは細かい吸着体粒子が三次元構造
体に塗布されたバインダーをうすくカバーしてしまい、
それ以上付着することがないので固着絶対量が減少する
ためと考えられる。その結果吸着材全体としての吸着能
力が小さくなり従来法（吸着体粒子とバインダーを混合
付着させる方法）による吸着材と同程度の吸着能力しか
示さなくなる。
【００２８】バインダーも各種のものを適宜選択、使用
することができるが、接着力が強く、かつ吸着体粒子の
細孔の目詰まりを生じにくいものが好ましく、この観点
からは固形分が多く揮発成分が少ないもの、即ち固形分
が３０重量％以上、好ましくは５０重量％以上で、有機
溶剤は５０重量％以下、好ましくは０％のものが好適で
ある。また、吸着性能への影響を考えると非溶剤系バイ
ンダーの方が好適に使用することができる。
することができるが、接着力が強く、かつ吸着体粒子の
細孔の目詰まりを生じにくいものが好ましく、この観点
からは固形分が多く揮発成分が少ないもの、即ち固形分
が３０重量％以上、好ましくは５０重量％以上で、有機
溶剤は５０重量％以下、好ましくは０％のものが好適で
ある。また、吸着性能への影響を考えると非溶剤系バイ
ンダーの方が好適に使用することができる。
【００２９】具体例を挙げれば、湿気硬化型反応性ウレ
タン系ホットメルト、アクリル又はウレタン系エマルジ
ョンバインダーが使用できる。また、ＮＣＯ過剰のウレ
タン系プレポリマー、より好ましくはＭＤＩ（メチレン
ジイソシアネート）ベースのウレタン系プレポリマーを
使用する。ＭＤＩベースのプレポリマーの方がＴＤＩ
（トリレンジイソシアネート）ベースのものより遊離イ
ソシアネートが発生し難く、吸着体粒子への吸着が少な
く、かつ製造工程における衛生面からも問題が少ない。
タン系ホットメルト、アクリル又はウレタン系エマルジ
ョンバインダーが使用できる。また、ＮＣＯ過剰のウレ
タン系プレポリマー、より好ましくはＭＤＩ（メチレン
ジイソシアネート）ベースのウレタン系プレポリマーを
使用する。ＭＤＩベースのプレポリマーの方がＴＤＩ
（トリレンジイソシアネート）ベースのものより遊離イ
ソシアネートが発生し難く、吸着体粒子への吸着が少な
く、かつ製造工程における衛生面からも問題が少ない。
【００３０】ＮＣＯ過剰のウレタン系プレポリマーをバ
インダーとする場合、そのままでは粘度が高すぎる時に
は、必要最小限の有機溶剤を加えて塗布し、乾燥温風に
よって大部分の有機溶剤をとばした後、吸着体粒子を付
着させれば、加工性を容易にしつつ、溶剤吸着を防止で
きるため有利である。
インダーとする場合、そのままでは粘度が高すぎる時に
は、必要最小限の有機溶剤を加えて塗布し、乾燥温風に
よって大部分の有機溶剤をとばした後、吸着体粒子を付
着させれば、加工性を容易にしつつ、溶剤吸着を防止で
きるため有利である。
【００３１】バインダーの塗布は、含浸槽に基材を含浸
させた後余分のバインダーをロールで絞り取る方法、ス
プレーやコーターで表面に塗布した後ロールで絞り込み
内部まで行きわたらせる方法等がある。このようにして
あらかじめバインダーを塗布した三次元構造体に吸着体
粒子を付着させる為には、吸着体流動床浸漬、粉体スプ
レー、又は篩落下等の方法を用いる。
させた後余分のバインダーをロールで絞り取る方法、ス
プレーやコーターで表面に塗布した後ロールで絞り込み
内部まで行きわたらせる方法等がある。このようにして
あらかじめバインダーを塗布した三次元構造体に吸着体
粒子を付着させる為には、吸着体流動床浸漬、粉体スプ
レー、又は篩落下等の方法を用いる。
【００３２】粉体スプレー、又は篩落下による方法を用
いる場合は、三次元構造体を反転せしめる等の方法によ
り三次元構造体の両面から吸着体粒子をスプレー又は落
下させることにより均等な付着を行うことができる。
いる場合は、三次元構造体を反転せしめる等の方法によ
り三次元構造体の両面から吸着体粒子をスプレー又は落
下させることにより均等な付着を行うことができる。
【００３３】吸着体粒子付着時及び／又は付着後、三次
元構造体を振動させることにより、吸着体粒子の三次元
構造体内部への侵入及び三次元構造体骨格への確実な付
着を助けることができる。
元構造体を振動させることにより、吸着体粒子の三次元
構造体内部への侵入及び三次元構造体骨格への確実な付
着を助けることができる。
【００３４】さらに吸着体粒子付着後、一組又は複数組
のロールの間を通し、軽く圧縮することにより三次元構
造体骨格への付着を助けることができる。この際ロール
間隔を三次元構造体の厚さの９０〜６０％とするのが適
当である。
のロールの間を通し、軽く圧縮することにより三次元構
造体骨格への付着を助けることができる。この際ロール
間隔を三次元構造体の厚さの９０〜６０％とするのが適
当である。
【００３５】バインダーを固化する為には、それぞれの
バインダーに適した方法を用いればよいが、ウレタン系
プレポリマーを使用した場合は加熱水蒸気でキュアーす
ることができ、工程が単純でかつ大きな固着力が得られ
る。また吸着体の一部がバインダーで被覆された場合
も、ウレタンの硬化時の炭酸ガス発生により皮膜に微細
気孔があくため、吸着力の低下が少ない。
バインダーに適した方法を用いればよいが、ウレタン系
プレポリマーを使用した場合は加熱水蒸気でキュアーす
ることができ、工程が単純でかつ大きな固着力が得られ
る。また吸着体の一部がバインダーで被覆された場合
も、ウレタンの硬化時の炭酸ガス発生により皮膜に微細
気孔があくため、吸着力の低下が少ない。
【００３６】吸着体粒子が三次元構造体から脱落するこ
とを防止するために、三次元構造体に吸着体粒子を付着
させた後、バインダーを固化させる前に、さらにその上
からバインダーを塗布し、その後、これらのバインダー
を固化させてもよい。これにより、吸着体粒子を極めて
強固に三次元構造体に保持させることができる。
とを防止するために、三次元構造体に吸着体粒子を付着
させた後、バインダーを固化させる前に、さらにその上
からバインダーを塗布し、その後、これらのバインダー
を固化させてもよい。これにより、吸着体粒子を極めて
強固に三次元構造体に保持させることができる。
【００３７】この場合、基材表層に固着している吸着体
粒子はその表面が全部バインダーで被覆されることにな
り、三次元構造体に対する固着力は増加するが、その部
分の吸着体粒子の吸着能力は低下する。しかし三次元構
造体内層に固着された大部分の吸着体粒子は三次元構造
体表層に塗布されたバインダーの影響を受けることなく
吸着材全体としての吸着能力はそれ程低下しない。
粒子はその表面が全部バインダーで被覆されることにな
り、三次元構造体に対する固着力は増加するが、その部
分の吸着体粒子の吸着能力は低下する。しかし三次元構
造体内層に固着された大部分の吸着体粒子は三次元構造
体表層に塗布されたバインダーの影響を受けることなく
吸着材全体としての吸着能力はそれ程低下しない。
【００３８】塗布される表層の厚さは、塗布するバイン
ダー量により任意にコントロールすることができるの
で、表層の吸着体粒子の固着力増加と吸着材全体の吸着
能力低下の状態を勘案して適宜定めればよい。三次元構
造体の厚さが厚ければ厚い程表層塗布による吸着能力低
下の割合は小さくなる。表層に塗布するバインダーは当
初三次元構造体全体に塗布するバインダーと同じもので
も良いが、例えば当初全体に塗布するバインダーには柔
軟なものを用いて三次元構造体の柔軟性を阻害せぬよう
にし、表層に塗付するバインダーには強固な固着力を有
する剛性のものを使用して組合わせ効果を得ることがで
きる。また皮膜に欠陥（ピンホール等）が生じ易いエマ
ルジョンタイプのバインダーをあえて使用することも、
通気性の点では有利である。
ダー量により任意にコントロールすることができるの
で、表層の吸着体粒子の固着力増加と吸着材全体の吸着
能力低下の状態を勘案して適宜定めればよい。三次元構
造体の厚さが厚ければ厚い程表層塗布による吸着能力低
下の割合は小さくなる。表層に塗布するバインダーは当
初三次元構造体全体に塗布するバインダーと同じもので
も良いが、例えば当初全体に塗布するバインダーには柔
軟なものを用いて三次元構造体の柔軟性を阻害せぬよう
にし、表層に塗付するバインダーには強固な固着力を有
する剛性のものを使用して組合わせ効果を得ることがで
きる。また皮膜に欠陥（ピンホール等）が生じ易いエマ
ルジョンタイプのバインダーをあえて使用することも、
通気性の点では有利である。
【００３９】本発明の流体浄化器を用いて流体を燃料電
池に供給する場合、流体浄化器の上流側にＨＥＰＡフィ
ルタやＵＬＰＡフィルタなどのフィルタを配置してもよ
い。
池に供給する場合、流体浄化器の上流側にＨＥＰＡフィ
ルタやＵＬＰＡフィルタなどのフィルタを配置してもよ
い。
【００４０】
【発明の効果】本発明によると、燃料電池に供給される
流体中から不純物が効率よく除去されるので、燃料電池
発電設備の出力を長期にわたり高く維持することがで
き、また燃料電池の寿命延長を図ることも可能となる。
流体中から不純物が効率よく除去されるので、燃料電池
発電設備の出力を長期にわたり高く維持することがで
き、また燃料電池の寿命延長を図ることも可能となる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4G066 AA05B AA61B AA64B AC24C
AE10B AE19C BA01 BA22
CA23 CA24 CA28 CA51 DA04
EA20
5H026 AA03 AA04 AA05 AA06
5H027 AA03 AA04 AA05 BA16 BC06
Claims (11)
- 【請求項１】 燃料電池に供給される流体中の不純物を
除去するための流体浄化器において、三次元構造体と、
該三次元構造体に保持された不純物の分解又は吸着用の
物質とを有することを特徴とする燃料電池の流体浄化
器。 - 【請求項２】 請求項１において、前記物質は吸着体粒
子であることを特徴とする燃料電池の流体浄化器。 - 【請求項３】 請求項２において、吸着体粒子は、椰子
柄活性炭、木質活性炭、石油ピッチ系球状活性炭、ペレ
ット状成型活性炭、天然ゼオライト、合成ゼオライト、
活性白土、界面活性剤、陽イオン又は陰イオン交換樹
脂、陽イオン又は陰イオン交換繊維、キレート樹脂、キ
レート化合物、無機系陽イオン又は陰イオン吸着剤、無
機系合成化学脱臭剤、多孔質吸着体に中和反応等の化学
反応を利用して対象ガス成分を化学的に分解除去する化
合物を担持させたもの、及び、多孔質吸着体に貴金属又
は卑金属からなる酸化又は還元触媒を担持させたものや
酸化チタン等の光励起触媒を担持又はコーティングさせ
たものから選ばれる１種又は２種以上を用いた吸着体粒
子であることを特徴とする燃料電池の流体浄化器。 - 【請求項４】 請求項２又は３において、該吸着体粒子
はバインダー層を介して三次元構造体に保持されている
ことを特徴とする燃料電池の流体浄化器。 - 【請求項５】 請求項４において、該吸着体粒子はその
一部が該バインダー層に接し、残部は該バインダー層か
ら露出していることを特徴とする燃料電池の流体浄化
器。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１項におい
て、三次元構造体は合成樹脂発泡体又は不織布であるこ
とを特徴とする燃料電池の流体浄化器。 - 【請求項７】 請求項１ないし５のいずれか１項におい
て、三次元構造体はポリウレタンフォームであることを
特徴とする燃料電池の流体浄化器。 - 【請求項８】 請求項１において、該流体浄化器は、該
三次元構造体としてのポリウレタンフォームと、このポ
リウレタンフォームの骨格構造の表面及び内部に塗布さ
れた非溶剤系バインダー層と、該バインダー層に一部が
接触して固着され残部が露出した、ポリウレタンフォー
ムの平均骨格間距離の５０分の１以上、１．５分の１以
下の平均粒径を有する吸着体粒子とを有することを特徴
とする燃料電池の流体浄化器。 - 【請求項９】 請求項１において、該流体浄化器は、該
三次元構造体としてのポリウレタンフォームと、このポ
リウレタンフォームの骨格構造の表面及び内部に塗布さ
れた非溶剤系バインダー層と、該バインダー層に一部が
接触して固着され残部が露出した、ポリウレタンフォー
ムの平均骨格間距離の５０分の１以上、１．５分の１以
下の平均粒径を有する吸着体粒子とを有し且つ表層に非
溶剤系バインダーが塗布してあることを特徴とする燃料
電池の流体浄化器。 - 【請求項１０】 燃料電池と、該燃料電池に供給される
流体の浄化器とを有する燃料電池発電設備において、こ
の流体浄化器が請求項１ないし８のいずれか１項に記載
の流体浄化器であることを特徴とする燃料電池発電設
備。 - 【請求項１１】 請求項１０において、該流体浄化器は
該燃料電池に供給される燃料ガス又は空気の浄化器であ
ることを特徴とする燃料電池発電設備。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002104033A JP4352652B2 (ja) | 2002-04-05 | 2002-04-05 | 燃料電池の流体浄化器 |
| AU2003220809A AU2003220809A1 (en) | 2002-04-05 | 2003-04-02 | Fluid cleaner and fuel cell power generator facility |
| EP03715728A EP1501148A4 (en) | 2002-04-05 | 2003-04-02 | FLUID CLEANER AND FUEL CELL POWER GENERATOR DEVICE |
| PCT/JP2003/004213 WO2003085768A1 (fr) | 2002-04-05 | 2003-04-02 | Purificateur de fluide et centrale a pile a combustible |
| US10/947,158 US20050095468A1 (en) | 2002-04-05 | 2004-09-23 | Fluid cleaner and fuel-cell generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002104033A JP4352652B2 (ja) | 2002-04-05 | 2002-04-05 | 燃料電池の流体浄化器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003297410A true JP2003297410A (ja) | 2003-10-17 |
| JP4352652B2 JP4352652B2 (ja) | 2009-10-28 |
Family
ID=28786324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002104033A Expired - Lifetime JP4352652B2 (ja) | 2002-04-05 | 2002-04-05 | 燃料電池の流体浄化器 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP4352652B2 (ja) |
| AU (1) | AU2003220809A1 (ja) |
| WO (1) | WO2003085768A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005062411A1 (ja) | 2003-12-24 | 2005-07-07 | Bridgestone Corporation | 燃料電池用空気の浄化方法及び装置並びに燃料電池 |
| JP2005190995A (ja) * | 2003-12-03 | 2005-07-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2011090803A (ja) * | 2009-10-20 | 2011-05-06 | Toyota Boshoku Corp | イオン交換樹脂及びイオン交換樹脂の形状保持方法 |
| WO2015166854A1 (ja) * | 2014-05-01 | 2015-11-05 | 株式会社ブリヂストン | 燃料電池用フィルター |
| CN112126237A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-12-25 | 天津储惠净味技术开发有限公司 | 一种沥青恶臭净味剂环保产品及其制备方法和应用 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2008135188A (ja) * | 2005-02-01 | 2008-06-12 | Toyota Motor Corp | 燃料電池スタック |
| JP5853675B2 (ja) * | 2011-12-26 | 2016-02-09 | 株式会社ブリヂストン | 燃料電池用フィルター |
| CN106824057B (zh) * | 2017-02-27 | 2019-10-22 | 玛雅森林(北京)国际科技有限公司 | 一种释放负离子的空气净化材料及其制备方法和应用 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS5824340A (ja) * | 1981-08-05 | 1983-02-14 | Toho Rayon Co Ltd | フイルタ− |
| DE9108353U1 (ja) * | 1991-07-06 | 1992-10-29 | Helsa-Werke Helmut Sandler Gmbh & Co Kg, 8586 Gefrees, De | |
| JPH0794200A (ja) * | 1993-09-28 | 1995-04-07 | Osaka Gas Co Ltd | 燃料電池発電システムの反応空気供給装置 |
| JPH08138703A (ja) * | 1994-11-09 | 1996-05-31 | Osaka Gas Co Ltd | 燃料電池発電装置 |
| JP3594043B2 (ja) * | 1995-08-24 | 2004-11-24 | 株式会社ブリヂストン | 脱臭フィルター及びその製造方法 |
| US5820644A (en) * | 1996-04-25 | 1998-10-13 | Bridgestone Corporation | Air filter |
| JPH11128667A (ja) * | 1997-10-23 | 1999-05-18 | Bridgestone Corp | 脱臭フィルター |
| JP2001070736A (ja) * | 1999-07-05 | 2001-03-21 | Toray Ind Inc | 吸着素子、エアフィルター、エアコンディショナー、酸素冨化装置、二酸化炭素除去装置および燃料電池システム |
| WO2002005927A1 (fr) * | 2000-07-13 | 2002-01-24 | Bridgestone Corporation | Materiau filtrant desodorisant |
-
2002
- 2002-04-05 JP JP2002104033A patent/JP4352652B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-04-02 WO PCT/JP2003/004213 patent/WO2003085768A1/ja active Application Filing
- 2003-04-02 EP EP03715728A patent/EP1501148A4/en not_active Ceased
- 2003-04-02 AU AU2003220809A patent/AU2003220809A1/en not_active Abandoned
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2005190995A (ja) * | 2003-12-03 | 2005-07-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム |
| WO2005062411A1 (ja) | 2003-12-24 | 2005-07-07 | Bridgestone Corporation | 燃料電池用空気の浄化方法及び装置並びに燃料電池 |
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| CN112126237A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-12-25 | 天津储惠净味技术开发有限公司 | 一种沥青恶臭净味剂环保产品及其制备方法和应用 |
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|---|---|
| AU2003220809A1 (en) | 2003-10-20 |
| WO2003085768A1 (fr) | 2003-10-16 |
| EP1501148A1 (en) | 2005-01-26 |
| JP4352652B2 (ja) | 2009-10-28 |
| EP1501148A4 (en) | 2005-08-10 |
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