JP2006318882A - 燃料電池搭載型エンジンその２、 - Google Patents

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Abstract

【課題】燃料電池の燃料として水素の製造、輸送、貯蔵が容易でＮＯｘ、ＳＯｘのなどのガスを排出しない燃料を提供する。
【解決手段】燃料電池からの電力による回転力、およびエンジン、特にディーゼルエンジン等による回転力をハイブリッドした推進機構において、燃料電池の水素源としてアンモニアを利用する。該アンモニアはエンジンに噴射しエンジンの排ガスの持つ熱エネルギーを利用して分解し、発生した水素は燃料電池に供給する。
【選択図】図１

Description

燃料電池用水素に関する、省エネに関する技術分野
アンモニア分解技術、燃料電池技術
地球温暖化対策のためにはＣｏ２の削減が緊急の課題となっている。石油類を使うエンジンについても例外ではない。燃料電池の燃料として、特に水素は都合がよいが燃料としての水素の製造、輸送、貯蔵に問題がある。アンモニアを基点として考えば少くとも輸送、貯蔵の問題は解決する。
一方、Ｎｏｘ、Ｓｏｘ等の排ガス対策として未反応のアンモニアを使えば効果的に除去できる。
省エネと環境保全の課題を解決する。
 課題を解決する為の手段
燃料電池、特に水素を燃料とする場合、最大の問題は水素分子が常に化合物、例えば炭化水素炭水化物等のようにして存在しており、一担、分離すればガス体になるため貯臓にも問題が発生する、最小の分子として、金属間からも抜け出すシロモノなので出来るだけ、使用する、この場合燃料電池への原料として供給する時に必要なだけ製造するのが最も合理的である。
本方法は使用する量に合せ、アンモニアから水素を分解、分離して使用するので余分なロスは発生しない。
しかも分解の熱源としてはエンジン、特にディーゼルエンジンの排熱を利用することにより、総合効率を上げることが出来るのである。
アンモニアの分解は触媒のあるなしにかかわらず４００℃ぐらいまで昇温すればほゞ１００％、分解する。４００℃前後の熱源は既存のエンジンの排熱なら充分、供給可能である。この熱源を使用すると総合効果が２〜３倍になる。
尚、未反応部分のＮＨ３や原料ＮＨ３を排ガスに噴霧すればＮｏｘ、Ｓｏｘ対策にもなるが燃料電池からの水も排ガスｌｉｎｅに通せばｃａｒｂｏｎ類、特にススを少くすることが出来る。
発明の効果
この方法により、使用する石油類を半減以上させることが出来る。総合効率は２〜３倍になる。
ＮＨ３分解は簡単に出来る為、循環水素がいらなくなる等運転が容易になる。装置が簡便になるなどの利点がある。
運転エンジンをディーゼルとし、その排熱を使ってＮＨ３ガスを分解するとアンモニアの方は１．５倍の水素を発生させる。
この水素を燃料電池に通すと、効率６０％で０．９倍の
Figure 2006318882
分解熱を供給する為にはエンジンで軽油を燃焼させるがその量をへらすことが可能となる。
ちなみに１０，０００ｋｃａｌ／ｋｇの石油の１５％の効率で回転力に
Figure 2006318882
力は２．５６ｋｃａｌ／ｍｏｌでこれをふやせば軽油の消費をへらすことが可能となる。
Figure 2006318882
水素としては７５０モルとなる、効率６０％で４５０モルとなる、９００ｇの水素から回転エネルギーが供給出来る。即ち
Figure 2006318882
つまり回転力として １５００＋２，３００＝３，８００ｋａｌ／ｋｇとなり
３．８／１．５≒２．５以上となるのである。
通常１，５００ｋｃａｌ／ｋｇだから、エンジン側の軽由の使用量を究極までへらせる。
Figure 2006318882
出来ること示唆している。
 産業上の利用の可能性
極めて高い、２０１０年５万台、２０２０年１０万台の国の要請にかなう。
鳥瞰図 車（Ｃ）中の配置を示すが左からエンジン（Ｅ）排熱回収機構（Ｈ）反応器（Ｒ）があってタンク（Ｔ１）は軽油、タンク（Ｔ２）はＮＨ３ボンベを示す。反応器（Ｒ）から出た水素ガス（Ｌ）は燃料電池（Ｆ）を通り、電気としてバッテリー（Ｂ）で畜電される。▲Ｍ▼はモーターを示し、回転エネルギーの回収、補充を行っている。ハイブリッド（電気、エンジン）車である。
符号の説明
Ｃ、車
Ｅ、ＥＮＧＩＮＥ
Ｈ、排熱回収機構
Ｒ：反応器
Ｔ１：タンク
Ｔ２：ボンベ
Ｌ：水素ガス
Ｆ：燃料電池
Ｂ：バッテリー
Ｍ：モーター
Ｇ：タイヤ

Claims (3)

  1. 燃料電池搭載型エンジンにおいて、更に詳しくは燃料電池からの電力による回転力及び、エンジン、特にデーゼルエンジン等による回転力をハイブリッドした推進機構に於して、燃料電池用の水素源としてアンモニアを利用する方法、及び装置
  2. 該アンモニアは直接、エンジンの排ガスに噴射する事により、Ｎｏｘ、Ｓｏｘの削減をはかる一方、硫黄分は硫化アンモニウムに窒化物は窒化アンモニウムにする請求項１の方法、及び装置
  3. 該アンモニアの分解はエンジンの排ガスのもつ熱エネルギーを利用し、発生した水素は燃料電池に燃料として供給する請求項１の方法及び装置
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115241507A (zh) * 2022-06-24 2022-10-25 天津大学 一种sofc-aice联合循环系统、控制方法及其应用

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