JP2011047551A - ガス加熱装置および同装置を用いた燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガス加熱装置は、水素酸化触媒の存在下に水素の酸化熱により水素と空気(または酸素)との混合ガスを昇温させる酸化反応器を備え、該水素酸化触媒は酸化還元可能な金属酸化物からなる担体に触媒活性金属が担持されてなる触媒である。
【選択図】 図1
Description
図1に、水素酸化触媒(1)の存在下に水素の酸化熱により水素と空気との混合ガスを昇温させる酸化反応器(2)を備えたガス加熱装置(3)を示す。水素酸化触媒として酸化セリウム担体に白金を担持した触媒(貴金属系:1wt%、遷移金属系:5wt%、1mmφペレット)を用いた。触媒充填量は2mLとした。
図2に、酸化反応器(2)に充填する触媒が、上流域充填層(1a)と下流域充填層(1b)とに分割され、両充填層に水素と空気とが供給されるガス加熱装置(3)を示す。水素酸化触媒として酸化セリウム担体に白金を担持した触媒(貴金属系:1wt%、遷移金属系:5wt%、1mmφペレット)を用いた。触媒充填量は上流域充填層(1a)および下流域充填層(1b)ともに0.3mLとした。
実施例3
水素酸化触媒として、酸化セリウム担体に担持する金属を鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、スズ、銅、銀、マンガン、クロムおよびバナジウムに変えたものを用いた以外、実施例1と同じ操作を実施した。
図3において、水素酸化触媒として、白金を担持する金属酸化物担体を酸化ランタン、酸化サマリウム、Ce-Zr複合酸化物、Ce-Ti複合酸化物、Ce-Mg複合酸化物、Ce-Zr-Al複合酸化物、Ce-Zr-Si複合酸化物に変えたものを用い、触媒層の出入り口に各々バルブ機構を設置してこれらを適宜開閉することにより水素と空気の流れ方向を適時反転させた以外、実施例1と同じ操作を実施した。実施条件は、ガス加熱ガス供給温度20℃、触媒層出口温度450℃、ガス加熱装置出口温度100℃となるように各ガス流量の設定を行った。図3中、(6)はプロトン交換膜型燃料電池,(7)はその水素極、(8)は空気極,(9)は電解質膜、(10)は上記バルブ機構を構成する複数のバルブである。
(1a) 上流域充填層
(1b) 下流域充填層
(2) 酸化反応器
(3) ガス加熱装置
(4) ガス供給部
(5) ガス添加部
(6) プロトン交換膜型燃料電池
(7) 水素極
(8) 空気極
(9) 電解質膜
(10) バルブ
Claims (5)
- 水素酸化触媒の存在下に水素の酸化熱により水素と空気(または酸素)との混合ガスを昇温させる酸化反応器を備え、該水素酸化触媒は酸化還元可能な金属酸化物からなる担体に触媒活性金属が担持されてなる触媒であることを特徴とするガス加熱装置。
- 酸化反応器の上流側に水素と空気(または酸素)とをおのおの供給するガス供給部を、下流側に酸化反応ガスの温度を調整するための希釈ガスを添加するガス添加部をそれぞれ備えることを特徴とする請求項1記載のガス加熱装置。
- 水素と空気(または酸素)との流れ方向を反転させるためのバルブ機構を備えることを特徴とする請求項1または2記載のガス加熱装置。
- 酸化反応器に充填する触媒が、上流域充填層と下流域充填層とに分割され、両充填層に水素と空気(または酸素)とが供給されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のガス加熱装置。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のガス加熱装置が、プロトン交換膜型燃料電池の水素極および空気(または酸素)極に接続されていることを特徴とする燃料電池システム。
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