JP2019003903A - Fuel cell system - Google Patents

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Abstract

To provide a fuel cell system that efficiently deodorizes hydrogen gas odorized with an odorant.SOLUTION: A fuel cell system includes a fuel cell that generates electricity by distributing hydrogen gas odorized by an odorant other than a sulfur compound, a deodorizing unit that is one of an adsorption unit disposed one of upstream and downstream of the fuel cell and provided with an adsorbent for adsorbing the odorant and an odor eliminating unit that reacts the odoriferizable odorant with the hydrogen gas due to reaction with the hydrogen gas to form an odorless component, and a depressurizing unit that is disposed upstream of the fuel cell and depressurizes the hydrogen gas.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell system.

水素社会実現に向けた具体的な動きが、国、地方自治体及び民間企業にてそれぞれ進んでいる。例えば、燃料電池車向け水素ステーションが建設され、家庭用・業務用の燃料電池の開発がなされている。   Specific moves toward the realization of a hydrogen society are progressing in the national, local governments and private companies. For example, a hydrogen station for fuel cell vehicles has been built, and fuel cells for home use and business use have been developed.

燃料電池は電気的化学反応により高効率に電力を生成する。燃料電池では、一般に都市ガス、液化石油(LP:liquefied petroleum)ガス、天然ガス等の炭化水素燃料を改質して得られた水素が使用される。今後の水素社会では、水素がそのまま燃料として導管を通じて供給されるため、炭化水素燃料を改質する改質器が不要となり、また、燃料電池は燃料として供給される水素を有効活用できる機器であると考えられる。   A fuel cell generates electric power with high efficiency by an electrochemical reaction. In fuel cells, hydrogen obtained by reforming hydrocarbon fuels such as city gas, liquefied petroleum (LP) gas, and natural gas is generally used. In the future hydrogen society, since hydrogen is supplied as fuel through a conduit, a reformer for reforming hydrocarbon fuel becomes unnecessary, and a fuel cell is a device that can effectively use hydrogen supplied as fuel. it is conceivable that.

ところで、導管から燃料ガスが漏洩した場合、火災等の事故につながる可能性があるため、燃料ガスの漏洩を検知でき、事故を未然に防ぐ仕組みが必要となる。そのための対策として、燃料ガスが漏洩しても検知できるように、燃料ガスを付臭する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、都市ガスにおける代表的な付臭剤としては、t-ブチルメルカプタン(TBM:tertiary-butyl mercaptan)とジメチルスルフィド(DMS:dimethyl sulfide)との混合物、等が挙げられる。また、シクロへキセンのみで水素を付臭する方法も検討されている(例えば、非特許文献1参照)。
By the way, if the fuel gas leaks from the conduit, it may lead to an accident such as a fire. Therefore, it is necessary to have a mechanism that can detect the fuel gas leak and prevent the accident. As a countermeasure for this, a technique for odorizing fuel gas is known so that it can be detected even if fuel gas leaks (see, for example, Patent Document 1).
Moreover, as a typical odorant in city gas, a mixture of t-butyl mercaptan (TBM) and dimethyl sulfide (DMS) can be used. Further, a method of odorizing hydrogen only with cyclohexene has been studied (for example, see Non-Patent Document 1).

特開2014−46250号公報JP 2014-46250 A

2011年度〜2014年度北九州水素タウンを活用した実証研究、インターネット検索<http://hysut.or.jp/archive/business/2011/02/index.html>Fiscal 2011-2014 Empirical research using Kitakyushu Hydrogen Town, Internet search <http://hysut.or.jp/archive/business/2011/02/index.html>

燃料ガスとして水素を用い、その水素を付臭する場合、水素を利用した後の排出ガス(オフガス)に付臭剤が残留していると、水素漏洩と誤認されるおそれがある。そこで、排気ガス中の付臭剤を人が検知できる濃度未満に低減した後に大気放出することが好ましい。   When hydrogen is used as the fuel gas and the hydrogen is odorized, if the odorant remains in the exhaust gas (off-gas) after using hydrogen, there is a possibility that it may be mistaken for hydrogen leakage. Therefore, it is preferable to release the odorant in the exhaust gas to the atmosphere after reducing it to a concentration lower than a human detectable level.

本発明の一形態は、付臭剤で付臭された水素ガスを効率的に脱臭する燃料電池システムを提供することを目的とする。   An object of one embodiment of the present invention is to provide a fuel cell system that efficiently deodorizes hydrogen gas odorized with an odorant.

上記課題を解決するための具体的な手段には、以下の実施態様が含まれる。
<1> 硫黄化合物以外の付臭剤により付臭された水素ガスを流通させて発電を行う燃料電池と、前記燃料電池の上流及び下流の少なくとも一方に配置され、前記付臭剤を吸着する吸着剤を備える吸着部、及び、前記水素ガスとの反応により無臭化可能な付臭剤を前記水素ガスと反応させて無臭成分とする無臭化部の少なくとも一方である脱臭部と、前記燃料電池の上流に配置され、前記水素ガスを減圧する減圧部と、を備える燃料電池システム。
<2> 前記脱臭部が、前記減圧部の上流に配置されている<1>に記載の燃料電池システム。
<3> 前記脱臭部が、前記燃料電池の下流に配置されている<1>又は<2>に記載の燃料電池システム。
<4> 前記燃料電池の下流に配置されている前記脱臭部として前記無臭化部を少なくとも備え、前記燃料電池にて未反応の水素ガスが前記燃料電池の下流に配置された前記脱臭部に供給されるように前記燃料電池を作動させる<3>に記載の燃料電池システム。
<5> 前記脱臭部として前記吸着部を少なくとも備え、前記吸着剤は、活性炭及び金属が添着された活性炭の少なくとも一方を含む<1>〜<4>のいずれか1つに記載の燃料電池システム。
<6> 前記吸着剤は、金属が添着された活性炭を含む<1>〜<5>のいずれか1つに記載の燃料電池システム。
<7> 前記脱臭部は、前記燃料電池の上流及び下流に配置され、
前記燃料電池の上流に配置された前記脱臭部及び前記燃料電池の下流に配置された前記脱臭部の少なくとも一方にシステム内を流通するガスが供給されるようにガスの流通経路を切り替え可能な切り替え部を更に備える<1>〜<6>のいずれか1つに記載の燃料電池システム。
<8> 前記燃料電池の出力に応じて前記切り替え部の切り替えを制御する制御部を更に備え、
前記制御部は前記燃料電池の出力が所定値以下となったときに前記切り替え部の切り替えを制御することにより、前記システム内を流通するガスである前記付臭剤にて付臭された前記水素ガスが前記燃料電池の上流に配置された前記脱臭部に供給されるようにガスの流通経路を切り替える<7>に記載の燃料電池システム。
Specific means for solving the above problems include the following embodiments.
<1> A fuel cell that generates power by circulating hydrogen gas odorized by an odorant other than a sulfur compound, and an adsorption that is arranged at least one of upstream and downstream of the fuel cell and adsorbs the odorant. An adsorbing part provided with an agent, a deodorizing part that is at least one of a deodorizing part that reacts with the hydrogen gas to produce an odorless component that can be deodorized by reaction with the hydrogen gas, and the fuel cell. A fuel cell system, comprising: a decompression unit disposed upstream and decompressing the hydrogen gas.
<2> The fuel cell system according to <1>, wherein the deodorizing unit is disposed upstream of the decompression unit.
<3> The fuel cell system according to <1> or <2>, in which the deodorizing unit is disposed downstream of the fuel cell.
<4> The deodorization unit disposed downstream of the fuel cell includes at least the non-bromide unit, and unreacted hydrogen gas is supplied to the deodorization unit disposed downstream of the fuel cell in the fuel cell. The fuel cell system according to <3>, wherein the fuel cell is operated as described above.
<5> The fuel cell system according to any one of <1> to <4>, wherein the deodorizing unit includes at least the adsorbing unit, and the adsorbent includes at least one of activated carbon and activated carbon to which a metal is attached. .
<6> The fuel cell system according to any one of <1> to <5>, wherein the adsorbent includes activated carbon to which a metal is attached.
<7> The deodorizing unit is disposed upstream and downstream of the fuel cell,
Switching capable of switching the gas flow path so that the gas flowing through the system is supplied to at least one of the deodorizing unit disposed upstream of the fuel cell and the deodorizing unit disposed downstream of the fuel cell. The fuel cell system according to any one of <1> to <6>, further including a unit.
<8> A control unit that controls switching of the switching unit according to the output of the fuel cell,
The control unit controls the switching of the switching unit when the output of the fuel cell becomes a predetermined value or less, so that the hydrogen odorized by the odorant that is a gas circulating in the system <7> The fuel cell system according to <7>, wherein the gas flow path is switched so that the gas is supplied to the deodorization unit disposed upstream of the fuel cell.

本発明の一形態によれば、付臭剤で付臭された水素ガスを効率的に脱臭する燃料電池システムを提供することができる。   According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a fuel cell system that efficiently deodorizes hydrogen gas odorized with an odorant.

本実施形態の燃料電池システムの具体的構成1を示す図である。It is a figure which shows the specific structure 1 of the fuel cell system of this embodiment. 本実施形態の燃料電池システムの具体的構成2を示す図である。It is a figure which shows the specific structure 2 of the fuel cell system of this embodiment. 本実施形態の燃料電池システムの具体的構成3を示す図である。It is a figure which shows the specific structure 3 of the fuel cell system of this embodiment.

以下、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜、変更を加えて実施することができる。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and may be implemented with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. can do.

本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を意味する。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
In the present specification, a numerical range indicated using “to” means a range including the numerical values described before and after “to” as a minimum value and a maximum value, respectively.
In the numerical ranges described stepwise in this specification, the upper limit value or the lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper limit value or the lower limit value of another numerical range. Good. Further, in the numerical ranges described in this specification, the upper limit value or the lower limit value of the numerical range may be replaced with the values shown in the examples.

[燃料電池システム]
本発明の一実施形態に係る燃料電池システムは、硫黄化合物以外の付臭剤により付臭された水素ガスを流通させて発電を行う燃料電池と、前記燃料電池の上流及び下流の少なくとも一方に配置され、前記付臭剤を吸着する吸着剤を備える吸着部、及び、前記水素ガスとの反応により無臭化可能な付臭剤を前記水素ガスと反応させて無臭成分とする無臭化部の少なくとも一方である脱臭部と、前記燃料電池の上流に配置され、前記水素ガスを減圧する減圧部と、を備える。吸着部及び無臭化部の少なくとも一方である脱臭部を燃料電池の上流及び下流の少なくとも一方に備えることにより、付臭剤で付臭された水素ガスを効率的に脱臭することができる。
[Fuel cell system]
A fuel cell system according to an embodiment of the present invention is disposed in a fuel cell that generates power by circulating hydrogen gas odorized by an odorant other than a sulfur compound, and at least one of upstream and downstream of the fuel cell. And at least one of an adsorbing part comprising an adsorbent that adsorbs the odorant and a odorless part that reacts with the hydrogen gas an odorant that can be deodorized by reaction with the hydrogen gas. And a depressurization unit that is disposed upstream of the fuel cell and depressurizes the hydrogen gas. By providing the deodorization part which is at least one of an adsorption part and a non-bromide part in at least one of the upstream and downstream of a fuel cell, the hydrogen gas odorized with the odorant can be efficiently deodorized.

水素ガスとしては、高純度の水素ガス、例えば、純度99%以上の水素ガスを用いてもよい。高純度の水素ガスとしては、液体水素由来、精製された炭化水素改質由来、水の電気分解由来等の水素ガスが挙げられる。
また、本実施形態の燃料電池システムは、炭化水素ガスを改質して水素を生成する改質器を備えていない構成が好ましい。これにより、改質器、改質により生じる一酸化炭素を除去する装置等が不要となり、燃料電池システムの小型化及び簡素化が可能である。
As the hydrogen gas, high-purity hydrogen gas, for example, hydrogen gas having a purity of 99% or more may be used. Examples of the high purity hydrogen gas include hydrogen gas derived from liquid hydrogen, purified hydrocarbon reforming, water electrolysis and the like.
In addition, the fuel cell system of the present embodiment preferably has a configuration that does not include a reformer that reforms hydrocarbon gas to generate hydrogen. This eliminates the need for a reformer, a device for removing carbon monoxide generated by the reforming, and the like, and the fuel cell system can be reduced in size and simplified.

(燃料電池)
本実施形態の燃料電池システムは、水素ガスを用いて発電を行う燃料電池を備える。燃料電池としては、例えば、カソード(空気極)、電解質及びアノード(燃料極)を備える燃料電池セル、燃料電池セルを複数積層した燃料電池スタックであってもよい。カソードは、空気等の酸素を含むガスが供給される電極であり、アノードは、水素を含むガスが供給される電極である。カソード、電解質及びアノードとしては、燃料電池の種類に応じて従来公知のものを使用すればよい。
(Fuel cell)
The fuel cell system of this embodiment includes a fuel cell that generates power using hydrogen gas. The fuel cell may be, for example, a fuel cell including a cathode (air electrode), an electrolyte and an anode (fuel electrode), or a fuel cell stack in which a plurality of fuel cells are stacked. The cathode is an electrode to which a gas containing oxygen such as air is supplied, and the anode is an electrode to which a gas containing hydrogen is supplied. Conventionally known cathodes, electrolytes and anodes may be used according to the type of fuel cell.

燃料電池の種類としては、特に限定されず、例えば、固体高分子形燃料電池(PEFC)、リン酸形燃料電池(PAFC)、溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC)及び固体酸化物形燃料電池(SOFC)が挙げられる。   The type of the fuel cell is not particularly limited, and examples thereof include a polymer electrolyte fuel cell (PEFC), a phosphoric acid fuel cell (PAFC), a molten carbonate fuel cell (MCFC), and a solid oxide fuel cell ( SOFC).

燃料電池として、固体高分子形燃料電池(PEFC)、リン酸形燃料電池(PAFC)等を用いた場合、一般にアノードに供給された水素がプロトンとして電解質内を移動してカソード側にて酸素と反応し、電子がアノードからカソードに移動にすることで発電が行われる。また、発電により生じた水(水蒸気)は、未反応の酸素とともにカソードオフガスとしてカソード側から排出され、未反応の水素は、アノードオフガスとしてアノード側から排出される。   When a polymer electrolyte fuel cell (PEFC), a phosphoric acid fuel cell (PAFC) or the like is used as a fuel cell, generally, hydrogen supplied to the anode moves as protons in the electrolyte to generate oxygen and oxygen on the cathode side. Power is generated by reacting and moving electrons from the anode to the cathode. Further, water (water vapor) generated by power generation is discharged from the cathode side as cathode offgas together with unreacted oxygen, and unreacted hydrogen is discharged from the anode side as anode offgas.

燃料電池として、溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC)、固体酸化物形燃料電池(SOFC)等を用いた場合、一般にカソードに供給された、酸素及び二酸化炭素、又は酸素が、それぞれ炭酸イオン又は酸素イオンとして電解質内を移動してアノード側にて水素と反応し、電子がアノードからカソードに移動にすることで発電が行われる。また、発電により生じた水(水蒸気)は、未反応の水素とともにアノードオフガスとしてアノード側から排出され、未反応の酸素は、カソードオフガスとしてカソード側から排出される。   When a molten carbonate fuel cell (MCFC), a solid oxide fuel cell (SOFC), or the like is used as the fuel cell, oxygen and carbon dioxide or oxygen supplied to the cathode is generally carbonate ion or oxygen, respectively. Electricity is generated by moving through the electrolyte as ions, reacting with hydrogen on the anode side, and moving electrons from the anode to the cathode. Further, water (water vapor) generated by power generation is discharged from the anode side as an anode off gas together with unreacted hydrogen, and unreacted oxygen is discharged from the cathode side as a cathode off gas.

燃料電池の上流に後述する脱臭部を配置していない場合、水素ガスを付臭する付臭剤が水素ガスとともに燃料電池に供給される構成となる。このとき、後述のように、硫黄化合物以外の付臭剤を用いた場合、特に、シクロヘキセン等の炭化水素系付臭剤を用いた場合、付臭剤による燃料電池の電極触媒の被毒が抑制され、燃料電池の出力低下等の悪影響が抑制される傾向にある。なお、水素ガスを付臭する付臭剤が水素ガスとともに燃料電池に供給される場合、付臭剤はアノードオフガスとしてアノード側から排出される。   When the deodorizing part mentioned later is not arrange | positioned upstream of a fuel cell, it becomes the structure by which the odorant which smells hydrogen gas is supplied to a fuel cell with hydrogen gas. At this time, as described later, when an odorant other than a sulfur compound is used, particularly when a hydrocarbon odorant such as cyclohexene is used, poisoning of the fuel cell electrode catalyst by the odorant is suppressed. Therefore, adverse effects such as a decrease in the output of the fuel cell tend to be suppressed. In addition, when the odorant which odorizes hydrogen gas is supplied to a fuel cell with hydrogen gas, an odorant is discharged | emitted from the anode side as anode offgas.

(脱臭部)
本実施形態の燃料電池システムは、燃料電池の上流及び下流の少なくとも一方に配置され、水素ガスを付臭する硫黄化合物以外の付臭剤を吸着する吸着剤を備える吸着部、及び、付臭剤を水素ガスと反応させて無臭成分とする無臭化部の少なくとも一方である脱臭部を備える。脱臭部としては、燃料電池の上流及び下流のどちらかに配置されていてもよく、燃料電池の上流及び下流の両方に配置されていてもよい。
(Deodorization part)
The fuel cell system of the present embodiment includes an adsorbing portion that is disposed at least one of the upstream and downstream sides of the fuel cell and includes an adsorbent that adsorbs an odorant other than a sulfur compound that odorizes hydrogen gas, and an odorant. It is provided with a deodorizing part which is at least one of a non-bromide part which reacts with hydrogen gas to make it an odorless component. The deodorizing unit may be disposed either upstream or downstream of the fuel cell, or may be disposed both upstream and downstream of the fuel cell.

吸着部としては、水素ガスを付臭する付臭剤を吸着する吸着剤を備える構成であれば特に限定されない。吸着剤としては、吸着部に供給された水素ガスを付臭する付臭剤を吸着可能な構成であればよく、付臭剤の種類に応じて適宜選択すればよい。   The adsorbing part is not particularly limited as long as it has an adsorbent that adsorbs an odorant that odorizes hydrogen gas. The adsorbent may be configured to adsorb the odorant that odorizes the hydrogen gas supplied to the adsorption unit, and may be appropriately selected according to the type of the odorant.

吸着剤としては、付臭剤の吸着性能に優れ、かつ安価であるため、活性炭及び金属が添着された活性炭の少なくとも一方を含むことが好ましく、付臭剤の吸着性能により優れるため、金属が添着された活性炭を含むことが好ましい。   As the adsorbent, since it has excellent adsorption performance of the odorant and is inexpensive, it preferably contains at least one of activated carbon and activated carbon to which a metal is attached. Since the adsorption performance of the odorant is excellent, the metal is attached. Preferably, the activated carbon is included.

活性炭としては、脱硫分野、脱臭分野等において、通常用いられる活性炭を特に制限なく用いることができる。   As the activated carbon, activated carbon that is usually used in the desulfurization field, the deodorization field, or the like can be used without particular limitation.

活性炭の原料としては、ヤシ殻、石炭(無煙炭、瀝青炭等)、木粉、ピート炭、竹炭などが挙げられる。
これらの中でも、活性炭の原料としては、平均細孔径が小さく、不純物の含有量が少ないという観点から、ヤシ殻が好ましい。
Examples of the activated carbon raw material include coconut shell, coal (anthracite, bituminous coal, etc.), wood flour, peat charcoal, bamboo charcoal and the like.
Among these, as a raw material for activated carbon, coconut shell is preferable from the viewpoint of a small average pore diameter and a small impurity content.

活性炭は、無機酸で処理された活性炭であることが好ましい。活性炭を無機酸で処理すると、不純物が除去され、比表面積が向上したり、活性炭の表面が親水化されたりする。そのため、付臭剤の吸着性能がより向上し、活性炭に添着される金属の分散度がより向上する傾向にある。
活性炭を処理する無機酸としては、塩酸、硝酸、硫酸等が挙げられる。
The activated carbon is preferably activated carbon treated with an inorganic acid. When the activated carbon is treated with an inorganic acid, impurities are removed, the specific surface area is improved, or the surface of the activated carbon is hydrophilized. Therefore, the adsorption performance of the odorant is further improved, and the degree of dispersion of the metal attached to the activated carbon tends to be further improved.
Examples of inorganic acids for treating activated carbon include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid and the like.

活性炭の形状としては、特に制限されず、粒状、柱状(例えば、円柱状)、繊維状、ハニカム状、破砕状等が挙げられる。
これらの中でも、活性炭の形状としては、例えば、コスト面の観点から、粒状、柱状、及び破砕状からなる群より選ばれる少なくとも1種の形状が好ましく、また、密度が高く、かつ、微細粉を含まないという観点から、粒状及び柱状から選ばれる少なくとも1種の形状がより好ましい。
The shape of the activated carbon is not particularly limited, and examples thereof include granular, columnar (for example, columnar), fibrous, honeycomb, and crushed.
Among these, as the shape of the activated carbon, for example, from the viewpoint of cost, at least one shape selected from the group consisting of granular, columnar, and crushed is preferable, and the density is high and fine powder is used. From the viewpoint of not including it, at least one shape selected from a granular shape and a columnar shape is more preferable.

活性炭に添着される金属としては、例えば、銅を含むことが好ましく、銅と、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種と、を含むことがより好ましい。
なお、活性炭に添着された金属の大部分は、金属元素を含む化合物(酸化物、無機酸塩、有機酸塩等)として含まれていると考えられるが、金属単体として含まれていてもよい。
For example, the metal attached to the activated carbon preferably includes copper, and more preferably includes copper and at least one selected from the group consisting of nickel, tungsten, and molybdenum.
Although most of the metal adhering to the activated carbon is considered to be contained as a compound (oxide, inorganic acid salt, organic acid salt, etc.) containing a metal element, it may be contained as a simple metal. .

活性炭に添着された金属の量としては、活性炭の全質量に対して、1.0質量%〜20.0質量%であることが好ましく、2.0質量%〜15.0質量%であることがより好ましく、2.0質量%〜8.0質量%以下であることが更に好ましい。   The amount of metal attached to the activated carbon is preferably 1.0% by mass to 20.0% by mass, and 2.0% by mass to 15.0% by mass with respect to the total mass of the activated carbon. Is more preferable, and it is still more preferable that it is 2.0 mass%-8.0 mass% or less.

活性炭に添着された金属が銅及びその他の金属を含む場合、銅の添着量は、例えば、活性炭に添着された金属の全質量に対して、20質量%〜80質量%であることが好ましく、30質量%〜80質量%以下であることがより好ましく、40質量%〜80質量%以下であることが更に好ましく、40質量%〜65質量%以下であることが特に好ましい。   When the metal attached to the activated carbon contains copper and other metals, the amount of copper attached is preferably 20% by mass to 80% by mass with respect to the total mass of the metal attached to the activated carbon, More preferably, it is 30 mass%-80 mass% or less, It is further more preferable that it is 40 mass%-80 mass% or less, It is especially preferable that it is 40 mass%-65 mass% or less.

本明細書において、活性炭に添着された金属の量は、ICP(Inductively Coupled Plasma)発光分光分析法により測定される値である。測定装置としては、例えば、Perkin−Elmer製のOptima 8000(製品名)を好適に用いることができる。但し、測定装置は、これに限定されない。   In the present specification, the amount of metal attached to the activated carbon is a value measured by ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectroscopy. As the measuring device, for example, Optima 8000 (product name) manufactured by Perkin-Elmer can be suitably used. However, the measuring device is not limited to this.

金属が添着された活性炭の製造方法の一例を説明する。金属が添着された活性炭は、例えば、下記の方法により製造することができる。但し、金属が添着された活性炭の製造方法は、これに限定されるものではない。
(1)活性炭に添着させる金属の元素を含む金属化合物を、溶媒に溶解又は分散させた溶液(含浸溶液)を調製する。
(2)含浸溶液に、活性炭を浸漬させる。
(3)含浸溶液に浸漬させた活性炭を乾燥させ、溶媒を除去する。
(4)乾燥した浸漬後の活性炭を焼成して、活性炭上に金属酸化物等を形成させる。
以上の方法により、金属が添着された活性炭を製造することができる。
An example of a method for producing activated carbon with a metal attached will be described. The activated carbon to which the metal is attached can be produced, for example, by the following method. However, the manufacturing method of the activated carbon to which the metal is attached is not limited to this.
(1) A solution (impregnation solution) in which a metal compound containing a metal element to be attached to activated carbon is dissolved or dispersed in a solvent is prepared.
(2) The activated carbon is immersed in the impregnation solution.
(3) The activated carbon immersed in the impregnation solution is dried and the solvent is removed.
(4) The dried activated carbon after firing is fired to form a metal oxide or the like on the activated carbon.
By the above method, activated carbon to which a metal is impregnated can be produced.

含浸溶液を調製するための金属化合物としては、金属硝酸塩、金属酢酸塩、金属硫酸塩、金属塩化物、金属リン酸塩等の金属塩類が挙げられる。
具体的には、硝酸銅三水和物、酢酸銅一水和物、硝酸ニッケル六水和物、酢酸ニッケル四水和物、12−タングストリン酸n水和物、モリブデン酸アンモニウム四水和物等が挙げられる。
Examples of the metal compound for preparing the impregnation solution include metal salts such as metal nitrate, metal acetate, metal sulfate, metal chloride, and metal phosphate.
Specifically, copper nitrate trihydrate, copper acetate monohydrate, nickel nitrate hexahydrate, nickel acetate tetrahydrate, 12-tungstophosphoric acid n hydrate, ammonium molybdate tetrahydrate Etc.

含浸溶液を調製するための溶剤としては、特に制限されず、水、酸性水溶液(硝酸水溶液等)、塩基性水溶液(アンモニア水溶液等)、アルコール系溶剤(メタノール、エタノール、n−プロパノール等)、ケトン系溶剤(アセトン、メチルエチルケトン等)、エーテル系溶剤(ジエチルエーテル等)、エステル系溶剤(酢酸エチル、酢酸ブチル等)、炭化水素系溶剤(トルエン等)などが挙げられる。
これらの中でも、含浸溶液を調製するための溶媒としては、焼成後に残留しない等の観点から、水が好ましい。
含浸溶液の調製には、溶媒を1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
The solvent for preparing the impregnating solution is not particularly limited, and water, acidic aqueous solution (such as aqueous nitric acid solution), basic aqueous solution (such as aqueous ammonia solution), alcohol solvent (such as methanol, ethanol, n-propanol), ketone Examples include solvent based solvents (acetone, methyl ethyl ketone, etc.), ether solvents (diethyl ether, etc.), ester solvents (ethyl acetate, butyl acetate, etc.) and hydrocarbon solvents (toluene, etc.).
Among these, as a solvent for preparing the impregnation solution, water is preferable from the viewpoint that it does not remain after firing.
In the preparation of the impregnation solution, one type of solvent may be used alone, or two or more types may be mixed and used.

含浸溶液における金属化合物の濃度は、特に制限されず、例えば、金属化合物の種類、活性炭に添着させる金属の添着量、活性炭の種類等に応じて、適宜設定することができる。   The concentration of the metal compound in the impregnation solution is not particularly limited, and can be appropriately set according to, for example, the type of metal compound, the amount of metal attached to the activated carbon, the type of activated carbon, and the like.

浸漬温度は、特に制限されず、例えば、10℃〜80℃の範囲とすることができる。
浸漬時間についても、特に制限されず、例えば、5分間〜2時間の範囲とすることができる。
The immersion temperature is not particularly limited, and can be in the range of 10 ° C to 80 ° C, for example.
The immersion time is not particularly limited, and can be in the range of, for example, 5 minutes to 2 hours.

乾燥方法は、特に制限されず、例えば、加熱により乾燥させる方法が挙げられる。
加熱温度は、特に制限されず、例えば、50℃〜150℃の範囲とすることができる。
The drying method is not particularly limited, and examples thereof include a method of drying by heating.
The heating temperature is not particularly limited and can be, for example, in the range of 50 ° C to 150 ° C.

焼成温度は、例えば、金属化合物の分解促進、及び金属添着炭の発火抑制の観点から、150℃〜300℃の範囲であることが好ましい。
焼成時間は、特に制限されず、例えば、1時間〜24時間の範囲とすることができる。
The firing temperature is preferably in the range of 150 ° C. to 300 ° C., for example, from the viewpoint of promoting the decomposition of the metal compound and suppressing the ignition of the metal-impregnated coal.
The firing time is not particularly limited, and can be, for example, in the range of 1 hour to 24 hours.

燃料電池システムが脱臭部として吸着部を少なくとも備える場合、水素ガスの付臭に用いる付臭剤としては、硫黄化合物以外であって、吸着剤に吸着され、水素ガスの脱臭が可能なものであれば特に限定されない。具体的には、付臭剤としては、1−ペンテン、cis−2−ペンテン、trans−2−ペンテン、2−メチル1−ブテン、3−メチル1−ブテン、2−メチル2−ブテン、アレン、メチルアレン、エチルアレン、1,3−ペンタジエン、2−メチル1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル1,3−ブタジエン、1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン、1,3,5−ヘキサトリエン、1−ブチン、2−ブチン、スチレン、ビニルアセチレン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、trans−2−ブテン、cis−2−ブテン、1,5−ヘキサジエン3−イン、ジイソブチレン、1−ヘキセン、イソプレン、1,3−ブタジエン、1,2−ブタジエン、シクロペンテン、シクロペンタジエン(ジシクロペンタンジエン)、1,3−シクロヘキサジエン、1,3−シクロヘプタジエン、1,5−シクロオクタジエン、1,5,9−シクロドデカトリエン、4−ビニルシクロヘキセン−1、1−ビニルシクロヘキセン−1、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−ビニル−2−ノルボルネン、ビシクロペンタジエン、シクロヘキセン、1−メチルピロール、ピラジン、2−メチルピラジン、2−メチル−3−イソブチルピラジン、2,3−ジメチルピラジン、2,5−ジメチルピラジン、2,6−ジメチルピラジン、2,3,5−トリメチルピラジン、2−エチルピラジン、2−プロピルピラジン、2−ビニルピラジン、2−アリルピラジン、2−ピコリン、α.p−ジメチル−スチレン、クメン、2,5−ジエチルピラジン、リモネン、メシチレン、2−メチルナフタレン、3−メチルインドール(スカトール)、ミルセン、α−ピネン、1−オクテン−3−オン、2,3−ブタンジオン、ペンタン−2,3−ジオン、ヘキサン−2,5−ジオン、ヘプタン−2,5−ジオン、エチリデンジエチルエーテル、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、アミルアルコール、プロパギルアルコール、β,γ−ヘキセノール(cis−ヘキセン−1−オール)、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ヘキサナール(カプロアルデヒド)、クミンアルデヒド、アセトン、2−オクタノン、3−オクタノン、ジアセチル(2,3−ブタンジオン)、アセトフェノン、メチルホーメート、メチルアセテート、メチルプロピオネート、メチルフェニルアセテート、エチルホーメート、エチルアセテート、イソプロピルホーメート、イソアミルアセテート、n−アミルアセテート、フェニルエチルホーメート、2−イソペンテニルアセテート、エチルプロピオネート、ブチルアセテート、イソブチルアセテート、アミルプロピオネート、エチルカプロエート、アミルブチレート、エチルカプリレート、エチルカプレート、ヘキシルブチレート、エチルシンナメート、ベンジルアセテート、エチルクロトネート、エチル3,3−ジメチルアクリレート、エチル−4−メチル−4−ペンテノエート、エチル−4−メチル−3−ペンテノエート、エチルヘプト−3−エノエート、エチルピルベート、プロピルクロトネート、メチルアクリレート、ブチルアクリレート、アリルアクリレート、メチルメタアクリレート、メンチルアセテート、ボルニルアセテート、β−フェニルエチルアセテート、アリルカプロエート、エチルメチルフェニルグリシデート、p−クレジルアセテート、アセトールアセテート、エチル9−デセノエート、2,3オクタンジオン、メチル−3−アセトキシ−ブタノエート、プロピオノイン、2−メチル−2−ペンテナール、アセトインアセテート、メチル3−ヒドロキシ−ブチレート、2−メチル−1−ヘプテン−3−オール、8−ノネン−2−オン、アセトイン、3−メチル−3−ブテニルアセテート、テトラヒドロシトラール、アリルアルコール、ブタナール(ブチルアルデヒド)、2,3−ブタンジオン(ジアセチル)、イソブチルセロソルブ、イソブチルアルデヒド、カルビトールアセテート、2−デセナール、デカナール、ジイソブチルカルビノール、ドデカナール(ラウリルアルデヒド)、エチルアクリレート、エチルブチレート、エチルバレレート、エチルビニルケトン、エチル2−メチルブチレート、ヘプタナール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノン、2−ヘプテナール、2−ヘクセノール、メシチルオキサイド、2−メチルブタナール−1、3−メチルブタナール−1、2−メチルブタノール、メチルイソアミルケトン(5−メチル−2−ヘキサノン)、2−メチル−1−ペンタノール、2−メチルブチルアセテート、2−メチルプロパナール(イソブチルアルデヒド)、2−ノナナール、n−ノナナール(ペラルゴンアルデヒド)、2−オクテナール、オクタナール(n−カプリルアルデヒド)、オクチルアセテート、1−ペンテン−3−オン(エチルビニルケトン)、イソペンタナール、ペンタナール(バレルアルデヒド)、2,4−ペンタンジオン(アセチルアセトン)、イソペンチルアセテート(イソアミルアセテート)、ペンチルアセテート(n−アミルアセテート)、プロパナール(プロピオンアルデヒド)、プロパノン酸、プロピルブチレート、ウンデカナール、ブチロイン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、シクロヘキセンオキサイド、m−クレゾール、N−(2′−フルフリル)ピロール、2−ピロールアルデヒド、5−メチル−2−ピロールアルデヒド、N−エチルピロールアルデヒド、2−アセチル−N−メチルピロール、ジケテン、5−アセチル2−メチルオキサゾール、2−アセチルフラン、2−メチルフラン、フルフラール、フルフリルアセトン、5−メチル−2−フルフラール、ジヒドロフラノン、シクロペンタノン、フェニルn−ブチレート、2−フェニル−2−ブテナール、ジフルフリルエーテル、クリサンテノン、2−ブテン−4−オリド、2−メトキシフェノール(ガイアコール)、2−メトキシ−3−エチルピラジン、2−メトキシ−3−イソブチルピラジン、2−メトキシ−3−イソブチルピリジン、2−メトキシ−3−イソプロピルピラジン、2−メトキシ−3−プロピルピラジン、アニソール、ベンズアルデヒド、1,8−シネオール、シクロペンチルアセテート、2−エトキシ−3−エチルピラジン、2−ヒドロキシ−3−メトキシベンズアルデヒド(o−バニリン)、フェニルエーテル等が挙げられる。中でもシクロヘキセンが好ましい。
なお、付臭剤としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
When the fuel cell system includes at least an adsorbing part as a deodorizing part, the odorant used for the odor of hydrogen gas is other than a sulfur compound, and is adsorbed by the adsorbent and capable of deodorizing hydrogen gas. If it does not specifically limit. Specifically, as the odorant, 1-pentene, cis-2-pentene, trans-2-pentene, 2-methyl 1-butene, 3-methyl 1-butene, 2-methyl 2-butene, allene, Methyl allene, ethyl allene, 1,3-pentadiene, 2-methyl 1,3-butadiene, 2,3-dimethyl 1,3-butadiene, 1,4-pentadiene, 1,5-hexadiene, 1,6-heptadiene, 1,3,5-hexatriene, 1-butyne, 2-butyne, styrene, vinylacetylene, heptene, octene, nonene, decene, propylene, 1-butene, isobutene, trans-2-butene, cis-2-butene, 1,5-hexadiene 3-yne, diisobutylene, 1-hexene, isoprene, 1,3-butadiene, 1,2-butadiene, cyclopente , Cyclopentadiene (dicyclopentanediene), 1,3-cyclohexadiene, 1,3-cycloheptadiene, 1,5-cyclooctadiene, 1,5,9-cyclododecatriene, 4-vinylcyclohexene-1, 1-vinylcyclohexene-1,5-ethylidene-2-norbornene, 5-vinyl-2-norbornene, bicyclopentadiene, cyclohexene, 1-methylpyrrole, pyrazine, 2-methylpyrazine, 2-methyl-3-isobutylpyrazine, 2 , 3-dimethylpyrazine, 2,5-dimethylpyrazine, 2,6-dimethylpyrazine, 2,3,5-trimethylpyrazine, 2-ethylpyrazine, 2-propylpyrazine, 2-vinylpyrazine, 2-allylpyrazine, 2 -Picoline, α. p-dimethyl-styrene, cumene, 2,5-diethylpyrazine, limonene, mesitylene, 2-methylnaphthalene, 3-methylindole (skatole), myrcene, α-pinene, 1-octen-3-one, 2,3- Butanedione, pentane-2,3-dione, hexane-2,5-dione, heptane-2,5-dione, ethylidene diethyl ether, isopropanol, n-butanol, isobutanol, amyl alcohol, propargyl alcohol, β, γ- Hexenol (cis-hexen-1-ol), formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, hexanal (caproaldehyde), cuminaldehyde, acetone, 2-octanone, 3-octanone, diacetyl (2,3-butanedione), acetophenone, methylphospho Mate, methyl acetate, methyl propionate, methyl phenyl acetate, ethyl formate, ethyl acetate, isopropyl formate, isoamyl acetate, n-amyl acetate, phenyl ethyl formate, 2-isopentenyl acetate, ethyl propionate, butyl Acetate, isobutyl acetate, amyl propionate, ethyl caproate, amyl butyrate, ethyl caprylate, ethyl caprate, hexyl butyrate, ethyl cinnamate, benzyl acetate, ethyl crotonate, ethyl 3,3-dimethyl acrylate, Ethyl-4-methyl-4-pentenoate, ethyl-4-methyl-3-pentenoate, ethyl hept-3-enoate, ethyl pyruvate, propyl crotonate, methyl Acrylate, butyl acrylate, allyl acrylate, methyl methacrylate, menthyl acetate, bornyl acetate, β-phenyl ethyl acetate, allyl caproate, ethyl methyl phenyl glycidate, p-cresyl acetate, acetol acetate, ethyl 9-decenoate 2,3-octanedione, methyl-3-acetoxy-butanoate, propionoin, 2-methyl-2-pentenal, acetoin acetate, methyl 3-hydroxy-butyrate, 2-methyl-1-hepten-3-ol, 8-nonene 2-one, acetoin, 3-methyl-3-butenyl acetate, tetrahydrocitral, allyl alcohol, butanal (butyraldehyde), 2,3-butanedione (diacetyl), isobutyl cello Rub, isobutyraldehyde, carbitol acetate, 2-decenal, decanal, diisobutyl carbinol, dodecanal (lauryl aldehyde), ethyl acrylate, ethyl butyrate, ethyl valerate, ethyl vinyl ketone, ethyl 2-methylbutyrate, heptanal, 1 -Heptanol, 2-heptanone, 2-heptenal, 2-hexenol, mesityl oxide, 2-methylbutanal-1, 3-methylbutanal-1, 2-methylbutanol, methyl isoamyl ketone (5-methyl-2- Hexanone), 2-methyl-1-pentanol, 2-methylbutyl acetate, 2-methylpropanal (isobutyraldehyde), 2-nonanal, n-nonanal (pelargonaldehyde), 2-octenal, octa (N-caprylaldehyde), octyl acetate, 1-penten-3-one (ethyl vinyl ketone), isopentanal, pentanal (valeraldehyde), 2,4-pentanedione (acetylacetone), isopentyl acetate (isoamyl) Acetate), pentyl acetate (n-amyl acetate), propanal (propionaldehyde), propanoic acid, propylbutyrate, undecanal, butyroin, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, cyclohexene oxide, m-cresol, N- (2 ' -Furfuryl) pyrrole, 2-pyrrolealdehyde, 5-methyl-2-pyrrolealdehyde, N-ethylpyrrolealdehyde, 2-acetyl-N-methylpyrrole, diketene, 5-acetyl-2-methyl Luxazole, 2-acetylfuran, 2-methylfuran, furfural, furfurylacetone, 5-methyl-2-furfural, dihydrofuranone, cyclopentanone, phenyl n-butyrate, 2-phenyl-2-butenal, difurfuryl ether Chrysanthenone, 2-butene-4-olide, 2-methoxyphenol (Gaiacol), 2-methoxy-3-ethylpyrazine, 2-methoxy-3-isobutylpyrazine, 2-methoxy-3-isobutylpyridine, 2-methoxy -3-Isopropylpyrazine, 2-methoxy-3-propylpyrazine, anisole, benzaldehyde, 1,8-cineol, cyclopentyl acetate, 2-ethoxy-3-ethylpyrazine, 2-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde (o-vanillin) Phenyl ether and the like. Of these, cyclohexene is preferred.
In addition, as an odorant, 1 type may be used independently and 2 or more types may be used together.

無臭化部としては、付臭剤を水素ガスと反応させて無臭成分(元の付臭剤よりも臭いが低減されたものも含む)とする構成であれば特に限定されない。付臭剤としては、水素ガスとの反応、例えば、水素付加反応により無臭成分となるものであれば限定されず、具体的には、前掲の付臭剤における二重結合を有する不飽和炭化水素が好ましく、シクロへキセンがより好ましい。   The bromide-free part is not particularly limited as long as it has a structure in which an odorant is reacted with hydrogen gas to form an odorless component (including one having a odor reduced from that of the original odorant). The odorant is not limited as long as it becomes an odorless component by reaction with hydrogen gas, for example, a hydrogen addition reaction, specifically, an unsaturated hydrocarbon having a double bond in the odorant described above. Are preferred, and cyclohexene is more preferred.

また、無臭化部では、燃料電池の燃料として用いる水素ガスの一部を用いて付臭剤を無臭成分とするため、別途水素ガスを無臭化部に供給するための配管、バルブ等が不要であり、燃料電池システムの構成を簡略化することができる。   Also, in the non-bromide part, the odorant is made an odorless component using part of the hydrogen gas used as fuel for the fuel cell, so there is no need for piping, valves, etc. for supplying hydrogen gas to the non-bromide part separately. Yes, the configuration of the fuel cell system can be simplified.

無臭化部としては、付臭剤における水素付加反応用の触媒を備えていてもよく、また、加熱手段を備えていてもよい。   As the non-bromide part, a catalyst for hydrogenation reaction in an odorant may be provided, or a heating means may be provided.

触媒としては、例えば、二重結合を有する不飽和炭化水素の接触水素化反応に用いるものを好適に用いることができ、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、ニッケル等が挙げられる。   As a catalyst, what is used for the catalytic hydrogenation reaction of the unsaturated hydrocarbon which has a double bond can be used suitably, for example, platinum, palladium, rhodium, ruthenium, nickel etc. are mentioned.

無臭化部は、水素付加反応を促進させる観点から、加熱手段を備えていてもよい。加熱手段としては、ヒータ等の熱源であってもよく、燃料電池にて発生した熱(例えば、固体高分子形燃料電池等にて発生した温水)が供給される構成、後述する燃焼部での無臭成分の燃焼により生じた熱が供給される構成等であってもよい。   The non-bromide part may be provided with a heating means from the viewpoint of promoting the hydrogenation reaction. The heating means may be a heat source such as a heater, a configuration in which heat generated in the fuel cell (for example, hot water generated in a polymer electrolyte fuel cell or the like) is supplied, in a combustion section described later The structure etc. which the heat | fever produced by combustion of the odorless component may be supplied may be sufficient.

水素ガスを付臭する付臭剤の濃度(脱臭部及び燃料電池に供給される前の付臭剤の濃度)としては、特にシクロへキセンの濃度としては、0.1ppm〜5000ppmであることが好ましく、1ppm〜1000ppmであることがより好ましく、10ppm〜500ppmであることが更に好ましく、50ppm〜300ppmであることが特に好ましい。   The concentration of the odorant for odorizing hydrogen gas (concentration of the odorant before being supplied to the deodorizing unit and the fuel cell) is particularly 0.1 ppm to 5000 ppm as the concentration of cyclohexene. Preferably, it is 1 ppm to 1000 ppm, more preferably 10 ppm to 500 ppm, and particularly preferably 50 ppm to 300 ppm.

また、脱臭部において付臭剤を全て吸着、あるいは、無臭成分とする必要はなく、大気放出の際に付臭剤の濃度が検知濃度以下となっていればよい。   Further, it is not necessary to adsorb all odorants or to make them odorless components in the deodorizing section, and it is sufficient that the concentration of the odorant is equal to or lower than the detected concentration when released into the atmosphere.

水素ガスと付臭剤との水素付加反応をより低温で進行させる観点から、無臭化部は、触媒が一対の電極間に配置され、電極間に電圧が印加される構成を備えていてもよい。電極間に生じた電場により、触媒活性が向上し、反応の低温化、反応効率の向上等を図ることができる。
更に、副生成物の発生及び必要となる電気エネルギーを抑制する観点から、電極間に印加される電圧は、電極間に放電を生じさせる最低電圧(放電発生電圧)未満であることが好ましい。また、水素ガスと付臭剤との水素付加反応にて用いる触媒についても、電極間に電圧を印加した際に放電が生じにくいものを選択することが好ましい。
From the viewpoint of allowing the hydrogen addition reaction between the hydrogen gas and the odorant to proceed at a lower temperature, the non-bromide portion may have a configuration in which a catalyst is disposed between a pair of electrodes and a voltage is applied between the electrodes. . Due to the electric field generated between the electrodes, the catalytic activity is improved, and the reaction can be performed at a low temperature and the reaction efficiency can be improved.
Furthermore, from the viewpoint of suppressing the generation of by-products and the required electrical energy, the voltage applied between the electrodes is preferably less than the lowest voltage (discharge generation voltage) that causes discharge between the electrodes. Moreover, it is preferable to select the catalyst used in the hydrogen addition reaction between the hydrogen gas and the odorant so that the discharge is not easily generated when a voltage is applied between the electrodes.

また、前述の加熱手段の電源及び電極間に電圧を印加する電源として、本実施形態の燃料電池システムにて発電した電力を使用してもよい。   Moreover, you may use the electric power generated with the fuel cell system of this embodiment as a power supply which applies a voltage between the power supply of the above-mentioned heating means, and an electrode.

(減圧部)
本実施形態の燃料電池システムは、燃料電池の上流に配置され、水素ガスを減圧する減圧部を備えている。例えば、減圧部により、燃料電池等の仕様に適した圧力まで水素ガスを減圧する構成が好ましく、水素ガスの供給圧を中圧の0.1MPa程度から低圧の0.02MPa程度に減圧する構成が好ましい。減圧部としては、供給された水素ガスの供給圧を下げる構成を備えるものであれば特に限定されない。
(Decompression section)
The fuel cell system of this embodiment includes a decompression unit that is disposed upstream of the fuel cell and decompresses hydrogen gas. For example, a configuration in which the hydrogen gas is decompressed to a pressure suitable for the specifications of the fuel cell or the like by the decompression unit is preferable, and a configuration in which the supply pressure of the hydrogen gas is decompressed from about 0.1 MPa as a medium pressure to about 0.02 MPa as a low pressure. preferable. The decompression unit is not particularly limited as long as it has a configuration for reducing the supply pressure of the supplied hydrogen gas.

燃料電池システムは、脱臭部を減圧部の上流に備えることが好ましい。すなわち、水素ガスを減圧する前に、水素ガスを付臭する付臭剤を吸着したり、付臭剤を水素ガスと反応させて無臭成分としたりすることが好ましい。付臭剤の分圧がより高いことにより、吸着剤の吸着性能が高まり、また、より圧力が高いことにより、付臭剤と水素との反応(例えば、付臭剤の水素付加反応)が進行しやすくなって無臭成分の生成効率が高まる傾向にある。更に、脱臭部を減圧部の下流に配置した場合と比較して、吸着剤の搭載量を削減したり、付臭剤を水素ガスと反応させる際に必要となり得る触媒の搭載量を削減したりすることができ、燃料電池システムの低コスト化が可能となる。また、減圧部は、脱臭部に供給される水素ガスの圧力よりも水素ガスを減圧する構成であることが好ましい。   The fuel cell system preferably includes a deodorization unit upstream of the decompression unit. That is, before depressurizing the hydrogen gas, it is preferable to adsorb an odorant that odorizes the hydrogen gas or to react the odorant with the hydrogen gas to make an odorless component. The higher the partial pressure of the odorant, the higher the adsorption performance of the adsorbent, and the higher the pressure, the more the reaction between the odorant and hydrogen (for example, the hydrogenation reaction of the odorant) proceeds. This tends to increase the efficiency of producing odorless components. Furthermore, compared to the case where the deodorizing unit is arranged downstream of the decompression unit, the loading amount of the adsorbent is reduced, or the loading amount of the catalyst that may be necessary when the odorant is reacted with hydrogen gas is reduced. This can reduce the cost of the fuel cell system. Moreover, it is preferable that a decompression part is the structure which decompresses hydrogen gas rather than the pressure of the hydrogen gas supplied to a deodorizing part.

また、付臭剤を水素ガスと反応させて無臭成分とする場合、脱臭部としての無臭化部を燃料電池の上流に配置してもよい。これにより、水素ガスは、付臭剤との混合ガスではなく、無臭成分との混合ガスの形態にて燃料電池に供給される。通常、無臭成分(例えば、不飽和炭化水素に水素が付加されてなる飽和炭化水素、好ましくはシクロヘキセン)は、付臭剤(例えば、二重結合を有する不飽和炭化水素、好ましくはシクロへキセン)よりも化学的に安定であり、燃料電池の電極触媒等に付着しにくい。そのため、無臭成分が燃料電池に供給される場合、付臭剤が燃料電池に供給される場合よりも燃料電池の出力低下が抑制されると考えられる。   Moreover, when making an odorant react with hydrogen gas and making it an odorless component, you may arrange | position the non-bromide part as a deodorizing part upstream of a fuel cell. Thereby, hydrogen gas is supplied to the fuel cell in the form of a mixed gas with an odorless component rather than a mixed gas with an odorant. Usually, an odorless component (for example, a saturated hydrocarbon obtained by adding hydrogen to an unsaturated hydrocarbon, preferably cyclohexene) is an odorant (for example, an unsaturated hydrocarbon having a double bond, preferably cyclohexene). It is more chemically stable and less likely to adhere to the electrode catalyst of the fuel cell. Therefore, when an odorless component is supplied to a fuel cell, it is thought that the output fall of a fuel cell is suppressed rather than the case where an odorant is supplied to a fuel cell.

燃料電池システムにおいて、脱臭部を減圧部の上流に備える場合、減圧部に水素検知器等を配置して水素漏洩を検知可能とすることが好ましい。   In the fuel cell system, when the deodorization unit is provided upstream of the decompression unit, it is preferable to arrange a hydrogen detector or the like in the decompression unit so that hydrogen leakage can be detected.

燃料電池システムは、脱臭部を燃料電池の下流に備えていてもよい。例えば、TBM(t-ブチルメルカプタン)、DMS(ジメチルスルフィド)等の硫黄化合物以外の付臭剤を用いた場合、特に、シクロヘキセン等の炭化水素系付臭剤を用いた場合、付臭剤による燃料電池の電極触媒の被毒が抑制され、脱臭部を燃料電池の下流に設けても、燃料電池の出力低下等の悪影響が抑制される傾向にある。   The fuel cell system may include a deodorizing unit downstream of the fuel cell. For example, when an odorant other than a sulfur compound such as TBM (t-butyl mercaptan) or DMS (dimethylsulfide) is used, particularly when a hydrocarbon odorant such as cyclohexene is used, the fuel by the odorant Poisoning of the battery electrode catalyst is suppressed, and even if a deodorizing part is provided downstream of the fuel cell, adverse effects such as a decrease in the output of the fuel cell tend to be suppressed.

燃料電池システムにて、脱臭部である無臭化部が燃料電池の下流に配置されている場合、燃料電池にて未反応の水素ガスがこの脱臭部に供給されるように燃料電池を作動させることが好ましい。すなわち、燃料電池から排出されるアノードオフガス中に付臭剤と反応させる際に必要な量の水素ガスが含まれるように、燃料電池を作動させ、燃料電池における水素ガスの消費量を調整することが好ましい。   In a fuel cell system, when a non-bromide part, which is a deodorizing part, is arranged downstream of the fuel cell, the fuel cell is operated so that unreacted hydrogen gas is supplied to the deodorizing part. Is preferred. That is, the fuel cell is operated and the consumption of hydrogen gas in the fuel cell is adjusted so that the anode off-gas discharged from the fuel cell contains the hydrogen gas in an amount necessary for reacting with the odorant. Is preferred.

また、脱臭部が燃料電池の下流に配置されている場合、燃料電池として固体高分子形燃料電池(PEFC)、リン酸形燃料電池(PAFC)等を用いたとき、アノードに供給され発電に用いられる水素は、プロトンとして電解質内を移動してカソード側にて酸素と反応するため、発電に用いられた水素ガスの分だけアノードオフガス中の付臭剤の濃度が高くなる。したがって、脱臭部が燃料電池の下流に配置されている場合、吸着部における付臭剤の吸着、及び、無臭化部における付臭剤と水素ガスとの反応がより効率的に生じる傾向にある。そのため、吸着剤の搭載量を削減したり、付臭剤を水素ガスと反応させる際に必要となり得る触媒の搭載量を削減したりすることができ、コストの削減が可能であると考えられる。   When the deodorizing part is arranged downstream of the fuel cell, when a polymer electrolyte fuel cell (PEFC), phosphoric acid fuel cell (PAFC), etc. is used as the fuel cell, it is supplied to the anode and used for power generation. Since the generated hydrogen moves in the electrolyte as protons and reacts with oxygen on the cathode side, the concentration of the odorant in the anode off-gas is increased by the amount of hydrogen gas used for power generation. Therefore, when the deodorizing part is disposed downstream of the fuel cell, the adsorption of the odorant in the adsorption part and the reaction between the odorant and hydrogen gas in the non-bromide part tend to occur more efficiently. For this reason, it is possible to reduce the mounting amount of the adsorbent or to reduce the mounting amount of the catalyst that may be required when the odorant is reacted with hydrogen gas, and it is considered possible to reduce the cost.

また、脱臭部として無臭化部を備えている場合、無臭化部及び燃料電池の下流に無臭成分を燃焼する燃焼部を更に備えていてもよい。これにより、無臭化部において生成された無臭成分が未反応の水素ガスとともに燃焼反応に供される。燃焼反応により生じた熱は、無臭化部に供給される構成であってもよい。このとき、アノードオフガスである未反応の水素及び無臭成分を含むガスが燃焼部に供給され、カソードオフガスである未反応の酸素を含むガスが燃焼部に供給される構成であってもよい。   Moreover, when the deodorization part is provided as a deodorization part, you may further provide the combustion part which burns an odorless component downstream from a non-bromide part and a fuel cell. Thereby, the odorless component produced | generated in the non-bromide part is provided to a combustion reaction with unreacted hydrogen gas. The heat generated by the combustion reaction may be supplied to the non-brominated portion. At this time, a configuration may be adopted in which a gas containing unreacted hydrogen and odorless components as anode off-gas is supplied to the combustion section, and a gas containing unreacted oxygen as cathode off-gas is supplied to the combustion section.

燃料電池システムでは、脱臭部が燃料電池の上流及び下流に配置されていてもよい。このとき、燃料電池の上流に配置された脱臭部及び燃料電池の下流に配置された脱臭部の少なくとも一方にシステム内を流通するガスが供給されるようにガスの流通経路を切り替え可能な切り替え部を更に備えることが好ましい。これにより、少なくとも一方の脱臭部にシステム内を流通するガスが供給されるため、例えば、一方の脱臭部のメンテナンスが必要になった場合であっても、燃料電池システムの作動を停止させる必要がなく、燃料電池システムの連続運転が可能となる。   In the fuel cell system, the deodorizing unit may be arranged upstream and downstream of the fuel cell. At this time, a switching unit capable of switching the gas flow path so that the gas flowing in the system is supplied to at least one of the deodorizing unit arranged upstream of the fuel cell and the deodorizing unit arranged downstream of the fuel cell. Is preferably further provided. As a result, the gas flowing through the system is supplied to at least one of the deodorizing units. For example, even when the maintenance of one of the deodorizing units is required, it is necessary to stop the operation of the fuel cell system. In this way, the fuel cell system can be operated continuously.

脱臭部が燃料電池の上流及び下流に配置されている場合、上流の脱臭部(第1脱臭部)、燃料電池、及び下流の脱臭部(第2脱臭部)の順でアノードガスが供給されるようにガスの流通経路を設けてもよい。このとき、第1脱臭部の上流にて流通経路から分岐し、かつ燃料電池の上流にて流通経路と合流する第1分岐経路を配置してもよく、燃料電池の下流かつ第2脱臭部の上流にて流通経路を分岐し、かつ第2脱臭部の下流にて流通経路と合流する第2分岐経路を配置してもよい。切り替え部により、第1脱臭部及び第1分岐経路のどちらにガスを供給するか、及び、第2脱臭部及び第2分岐経路のどちらにガスを供給するかを適宜切り替えてもよい。   When the deodorizing unit is arranged upstream and downstream of the fuel cell, the anode gas is supplied in the order of the upstream deodorizing unit (first deodorizing unit), the fuel cell, and the downstream deodorizing unit (second deodorizing unit). In this way, a gas flow path may be provided. At this time, a first branch path that branches from the flow path upstream of the first deodorization unit and merges with the flow path upstream of the fuel cell may be disposed, and downstream of the fuel cell and of the second deodorization unit. You may arrange | position the 2nd branch path which branches a distribution path upstream and merges with a distribution path downstream of a 2nd deodorizing part. The switching unit may appropriately switch which of the first deodorizing unit and the first branch path is supplied with gas and which of the second deodorizing unit and the second branch path is supplied with gas.

更に、燃料電池システムは、燃料電池の出力(出力電圧)に応じて切り替え部の切り替えを制御する制御部を更に備えていてもよい。例えば、制御部は、燃料電池の出力が所定値よりも大きいときは、システム内を流通するガスである付臭剤にて付臭された水素ガスが燃料電池の上流に配置された第1脱臭部に供給されず、かつ、燃料電池から排出された付臭剤を含むガス(アノードオフガス)が第2脱臭部に供給されるように切り替え部の切り替えを制御してガスの流通経路を切り替えてもよい。また、制御部は、燃料電池の出力が所定値以下となったときに、システム内を流通するガスである付臭剤にて付臭された水素ガスが燃料電池の上流に配置された第1脱臭部に供給され、かつ、燃料電池から排出された付臭剤を含むガス(アノードオフガス)が第2脱臭部に供給されないように切り替え部の切り替えを制御してガスの流通経路を切り替えてもよい。   Furthermore, the fuel cell system may further include a control unit that controls switching of the switching unit according to the output (output voltage) of the fuel cell. For example, when the output of the fuel cell is greater than a predetermined value, the control unit is configured to perform a first deodorization in which hydrogen gas odorized by an odorant that is a gas flowing through the system is disposed upstream of the fuel cell. The switching of the switching unit is controlled so that the gas containing the odorant (anode offgas) discharged from the fuel cell and supplied to the second deodorizing unit is controlled, and the gas flow path is switched. Also good. In addition, the control unit is configured such that when the output of the fuel cell becomes equal to or less than a predetermined value, the hydrogen gas odorized by the odorant that is a gas flowing through the system is disposed upstream of the fuel cell. Even if the gas distribution path is switched by controlling the switching of the switching unit so that the gas (anode off gas) supplied to the deodorizing unit and containing the odorant discharged from the fuel cell is not supplied to the second deodorizing unit Good.

以下、本実施形態の燃料電池システムの具体的構成1〜具体的構成3について、図1〜図3を用いて説明する。本発明はこれらの具体的構成に限定されるものではない。   Hereinafter, specific configurations 1 to 3 of the fuel cell system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The present invention is not limited to these specific configurations.

<燃料電池システムの具体的構成1>
図1に示すように、燃料電池システム10は、脱臭部1、減圧部2及び燃料電池3を備える。更に、燃料電池システム10では、流通経路4を通じて付臭剤により付臭された水素ガスが脱臭部1に供給され、流通経路4を通じて脱臭された水素ガスが減圧部2及び燃料電池3の順に供給される構成となっている。
<Specific configuration of fuel cell system 1>
As shown in FIG. 1, the fuel cell system 10 includes a deodorization unit 1, a decompression unit 2, and a fuel cell 3. Further, in the fuel cell system 10, the hydrogen gas odorized by the odorant is supplied to the deodorizing unit 1 through the distribution channel 4, and the hydrogen gas deodorized through the distribution channel 4 is supplied to the decompression unit 2 and the fuel cell 3 in this order. It becomes the composition which is done.

付臭剤により付臭された水素ガスは、流通経路4を通じて脱臭部1に供給され、付臭剤は、脱臭部1において、吸着剤に吸着されるか、又は、水素ガスと反応して無臭成分となる。そして、脱臭された水素ガスは、流通経路4を通じて減圧部2にて減圧された後、燃料電池3にアノードガスとして供給され、カソードガスとして燃料電池3に供給される酸素ガスとの電気化学的な反応により発電が行われる。燃料電池3から排出されたガス(アノードオフガス)は大気中へと放出される。減圧部2が脱臭部1よりも下流に位置しているため、付臭剤の分圧がより高いことにより、吸着剤の吸着性能が高まる傾向にあり、また、より圧力が高いことにより、付臭剤と水素との反応(例えば、付臭剤の水素付加反応)が進行しやすくなって無臭成分の生成効率が高まる傾向にある。   The hydrogen gas odorized by the odorant is supplied to the deodorization unit 1 through the distribution channel 4, and the odorant is adsorbed by the adsorbent in the deodorization unit 1 or reacts with the hydrogen gas and is odorless. Become an ingredient. The deodorized hydrogen gas is decompressed by the decompression unit 2 through the flow path 4, and then supplied to the fuel cell 3 as an anode gas and electrochemically with oxygen gas supplied to the fuel cell 3 as a cathode gas. Electricity is generated by a simple reaction. The gas (anode off gas) discharged from the fuel cell 3 is released into the atmosphere. Since the decompression unit 2 is located downstream of the deodorization unit 1, the adsorption performance of the adsorbent tends to increase due to the higher partial pressure of the odorant, and the higher pressure increases the attachment. The reaction between the odorant and hydrogen (for example, the hydrogenation reaction of the odorant) tends to proceed and the generation efficiency of odorless components tends to increase.

<燃料電池システムの具体的構成2>
図2に示すように、燃料電池システム20は、脱臭部1としての無臭化部、減圧部2、燃料電池3及び燃焼部5を備える。更に、燃料電池システム20では、流通経路4を通じて付臭剤により付臭された水素ガスが無臭化部に供給され、流通経路4を通じて無臭成分と水素との混合ガスが減圧部2及び燃料電池3の順に供給され、かつ、燃料電池3から排出されたガス(アノードオフガス)が燃焼部5に供給される構成となっている。また、燃焼部5での無臭成分の燃焼反応により生じた熱は、無臭化部に供給され、無臭化部における水素付加反応が促進され、燃焼部5から排出された燃焼オフガスは大気中へと放出される。更に、無臭成分は、付臭剤よりも化学的に安定であり、燃料電池の電極触媒等に付着しにくいため、無臭成分が燃料電池に供給される場合、付臭剤が燃料電池に供給される場合よりも燃料電池の出力低下が抑制されると考えられる。
<Specific configuration 2 of the fuel cell system>
As shown in FIG. 2, the fuel cell system 20 includes a deodorizing unit 1, a decompression unit 2, a fuel cell 3, and a combustion unit 5 as the deodorizing unit 1. Further, in the fuel cell system 20, the hydrogen gas odorized by the odorant is supplied to the non-brominated portion through the distribution path 4, and the mixed gas of the odorless component and hydrogen is supplied to the decompression section 2 and the fuel cell 3 through the distribution path 4. The gas (anode offgas) discharged from the fuel cell 3 is supplied to the combustion unit 5 in this order. The heat generated by the combustion reaction of the odorless component in the combustion section 5 is supplied to the non-bromide section, the hydrogen addition reaction in the non-bromide section is promoted, and the combustion off-gas discharged from the combustion section 5 is released into the atmosphere. Released. Furthermore, since the odorless component is chemically more stable than the odorant and hardly adheres to the electrode catalyst of the fuel cell, when the odorless component is supplied to the fuel cell, the odorant is supplied to the fuel cell. It is considered that the output decrease of the fuel cell is suppressed more than in the case of

燃焼部5を配置する替わりに、燃料電池3にて発生した熱(例えば、固体高分子形燃料電池等にて発生した温水)が脱臭部1としての無臭化部に供給される構成であってもよい。また、図2では図示していないが、燃料電池3から排出された未反応の酸素を含むカソードオフガスが燃焼部に供給される構成であってもよく、カソードガス等の酸素を含むガスが燃焼部に供給される構成であってもよい。   Instead of disposing the combustion unit 5, heat generated in the fuel cell 3 (for example, hot water generated in a solid polymer fuel cell or the like) is supplied to a non-bromide unit as the deodorizing unit 1. Also good. Although not shown in FIG. 2, the cathode off gas containing unreacted oxygen discharged from the fuel cell 3 may be supplied to the combustion section, and the gas containing oxygen such as cathode gas is burned. The structure supplied to a part may be sufficient.

<燃料電池システムの具体的構成3>
図3に示すように、燃料電池システム30は、第1脱臭部11、減圧部2、燃料電池3及び第2脱臭部12を備える。更に、燃料電池システム30は、切り替え部として開閉弁21〜28及び開閉弁21〜28の開閉を制御する制御部8を備えており、制御部8による開閉弁21〜28の開閉制御により、流通経路4と分岐した第1分岐経路6にガスを供給するか否か、及び、流通経路4と分岐した第2分岐経路にガスを供給するか否かを切り替えることができる。
<Specific configuration 3 of the fuel cell system>
As shown in FIG. 3, the fuel cell system 30 includes a first deodorization unit 11, a decompression unit 2, a fuel cell 3, and a second deodorization unit 12. The fuel cell system 30 further includes a control unit 8 that controls the opening / closing of the on-off valves 21 to 28 and the on-off valves 21 to 28 as switching units. Whether to supply gas to the first branch path 6 branched from the path 4 and whether to supply gas to the second branch path branched from the distribution path 4 can be switched.

以下、制御部8による開閉弁21〜28の開閉制御の例について説明する。まず、開閉弁21、23、26及び28を開き、かつ、開閉弁22、24、25及び27を閉めるように制御部8により制御し、付臭剤に付臭された水素ガスを流通経路4に流通させる。これにより、付臭剤に付臭された水素ガスは第1脱臭部11に供給され、かつ、燃料電池3から排出されたガス(アノードオフガス)は、第2脱臭部12に供給されずに第2分岐経路7を流通する。   Hereinafter, an example of opening / closing control of the opening / closing valves 21 to 28 by the control unit 8 will be described. First, the control unit 8 controls to open the on-off valves 21, 23, 26, and 28 and close the on-off valves 22, 24, 25, and 27, and distributes hydrogen gas odorized by the odorant to the flow path 4. To distribute. Thereby, the hydrogen gas odorized by the odorant is supplied to the first deodorizing unit 11, and the gas (anode offgas) discharged from the fuel cell 3 is not supplied to the second deodorizing unit 12 and is supplied to the first deodorizing unit 11. A two-branch route 7 is distributed.

そして、第1脱臭部11のメンテナンス等が必要になった場合、開閉弁22、24、25及び27を開き、かつ開閉弁21、23、26及び28を閉めるように制御部8により制御する。これにより、付臭剤に付臭された水素ガスは、第1脱臭部11に供給されずに第1分岐経路6を流通し、かつ燃料電池3から排出されたガス(アノードオフガス)は第2脱臭部12に供給される。   And when the maintenance etc. of the 1st deodorizing part 11 are needed, it controls by the control part 8 so that the on-off valves 22, 24, 25, and 27 are opened and the on-off valves 21, 23, 26, and 28 are closed. Thereby, the hydrogen gas odorized by the odorant flows through the first branch path 6 without being supplied to the first deodorizing unit 11, and the gas (anode offgas) discharged from the fuel cell 3 is the second. It is supplied to the deodorizing unit 12.

次に、第2脱臭部12のメンテナンス等が必要になった場合、開閉弁21、23、26及び28を開き、かつ、開閉弁22、24、25及び27を閉めるように制御部8により制御する。これにより、付臭剤に付臭された水素ガスは第1脱臭部11に供給され、かつ、燃料電池3から排出されたガス(アノードオフガス)は、第2脱臭部12に供給されずに第2分岐経路7を流通する。以下、これらの操作を繰り返せばよい。
以上により、第1脱臭部11又は第2脱臭部12のメンテナンスが必要になった場合であっても、燃料電池システムの作動を停止させる必要がなく、燃料電池システムの連続運転が可能となる。
Next, when maintenance or the like of the second deodorizing unit 12 becomes necessary, the control unit 8 controls to open the on-off valves 21, 23, 26, and 28 and close the on-off valves 22, 24, 25, and 27. To do. Thereby, the hydrogen gas odorized by the odorant is supplied to the first deodorizing unit 11, and the gas (anode offgas) discharged from the fuel cell 3 is not supplied to the second deodorizing unit 12 and is supplied to the first deodorizing unit 11. A two-branch route 7 is distributed. Hereinafter, these operations may be repeated.
As described above, even when the first deodorizing unit 11 or the second deodorizing unit 12 needs to be maintained, it is not necessary to stop the operation of the fuel cell system, and the fuel cell system can be continuously operated.

また、第1脱臭部11に付臭剤に付臭された水素ガスが供給されず、かつ第2脱臭部12に燃料電池3から排出されたガスが供給される場合、燃料電池3に付臭剤に付臭された水素ガスが供給されることになり、付臭剤が燃料電池3の電極触媒に付着する等の影響により徐々に燃料電池3の出力が低下するおそれがある。そこで、燃料電池3の出力に応じて開閉弁21〜28の開閉制御を行う構成としてもよい。   Further, when the hydrogen gas odorized by the odorant is not supplied to the first deodorizing unit 11 and the gas discharged from the fuel cell 3 is supplied to the second deodorizing unit 12, the odor is added to the fuel cell 3. Hydrogen gas odorized to the agent is supplied, and the output of the fuel cell 3 may gradually decrease due to the influence of the odorant adhering to the electrode catalyst of the fuel cell 3. In view of this, the on / off valves 21 to 28 may be controlled to open / close according to the output of the fuel cell 3.

例えば、燃料電池3の出力が所定値(第1の閾値)以下となったときに開閉弁21、23、26及び28を開き、かつ、開閉弁22、24、25及び27を閉めるように制御部8により制御する。これにより、付臭剤が除去された水素ガス、あるいは、付臭剤が無臭成分に変換された、無臭成分と水素との混合ガスが燃料電池3に供給されることになり、燃料電池3の電極触媒に付着した付臭剤等が除去され、燃料電池3の出力が回復する。   For example, when the output of the fuel cell 3 falls below a predetermined value (first threshold), the on-off valves 21, 23, 26 and 28 are opened, and the on-off valves 22, 24, 25 and 27 are closed. Control by unit 8. As a result, the hydrogen gas from which the odorant has been removed, or the mixed gas of the odorless component and hydrogen in which the odorant is converted to the odorless component is supplied to the fuel cell 3. The odorant or the like attached to the electrode catalyst is removed, and the output of the fuel cell 3 is restored.

また、燃料電池3の出力が回復し、燃料電池の出力が所定値(第2の閾値)以上となったときに開閉弁22、24、25及び27を開き、かつ、開閉弁22、24、25及び27を閉じるように制御部8により制御してもよい。   Further, when the output of the fuel cell 3 recovers and the output of the fuel cell becomes equal to or higher than a predetermined value (second threshold), the on-off valves 22, 24, 25, and 27 are opened, and the on-off valves 22, 24, You may control by the control part 8 so that 25 and 27 may be closed.

なお、制御部8による開閉弁21〜28の開閉制御については、前述の構成に限定されない。例えば、通常時は開閉弁21、23、25及び27を開き、かつ開閉弁22、24、26及び28を閉じるように制御し、メンテナンス等、必要に応じて第1脱臭部11及び第2脱臭部12にガスが供給されないように開閉弁21〜28を適宜制御してもよい。   The opening / closing control of the opening / closing valves 21 to 28 by the control unit 8 is not limited to the above-described configuration. For example, the on-off valves 21, 23, 25 and 27 are normally opened and the on-off valves 22, 24, 26 and 28 are closed, and the first deodorization unit 11 and the second deodorization are performed as necessary for maintenance. The on-off valves 21 to 28 may be appropriately controlled so that the gas is not supplied to the part 12.

以下、付臭対象となるベースガスとして水素ガス及び都市ガスを用いたときの吸着剤による付臭剤の吸着効果についての実験結果を示す。本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the experimental result about the adsorption effect of the odorant by the adsorbent when hydrogen gas and city gas are used as the base gas to be odorized will be shown. The present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded.

(実施例1及び参考例1)
付臭対象となるベースガスとして、実施例1では水素ガスを用い、参考例1では都市ガス(脱硫済みの都市ガス)を用いた。付臭剤としてはシクロへキセンを用い、表1に示す濃度となるようにベースガスを付臭させた。
参考例にて用いた都市ガスの成分は、メタン89.6%、エタン5.62%、プロパン3.43%及びブタン1.35%である。
(Example 1 and Reference Example 1)
As a base gas to be odorized, hydrogen gas was used in Example 1, and city gas (desulfurized city gas) was used in Reference Example 1. Cyclohexene was used as the odorant, and the base gas was odorized so that the concentrations shown in Table 1 were obtained.
The components of city gas used in the reference examples are methane 89.6%, ethane 5.62%, propane 3.43% and butane 1.35%.

吸着剤としては、表2に示すように、Cu及びNiを添着させた活性炭(CuNi添着炭、CuNi添着炭の全量に対して、Cuの添着量3.3質量%及びNiの添着量3.1質量%)、Brを添着させた活性炭(Br添着炭、大阪ガスケミカル株式会社、商品名:粒状白鷺SRCX)及び銀担持ゼオライト(Ag−Yゼオライト、日揮触媒化成株式会社、商品名:FKS−A、銀の担持量:ゼオライトの質量に対して14質量%)を用いた。
なお、CuNi添着炭における銅及びニッケルの添着量は、Perkin−Elmer製のOptima 8000(製品名)を用い、ICP発光分光分析法により測定した。
As the adsorbent, as shown in Table 2, activated carbon to which Cu and Ni were impregnated (Cu addition amount 3.3 mass% and Ni addition amount 3. 1% by mass), activated carbon impregnated with Br (Br impregnated coal, Osaka Gas Chemical Co., Ltd., trade name: granular white birch SRCX) and silver supported zeolite (Ag-Y zeolite, JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd., trade name: FKS- A, supported amount of silver: 14% by mass with respect to the mass of zeolite).
In addition, the amount of copper and nickel deposited in CuNi-added coal was measured by ICP emission spectroscopic analysis using Optima 8000 (product name) manufactured by Perkin-Elmer.

付臭剤に付臭されたガスを吸着剤が配置された試験管に流通させる際の各条件は、表1に示す通りである。   Each condition when the gas odorized by the odorant is circulated through the test tube in which the adsorbent is arranged is as shown in Table 1.

<シクロヘキセン吸着量試験>
以下に示すようにして吸着剤におけるシクロヘキセンの吸着量を測定した。
まず、参考例1にて用いた脱硫済みの都市ガス及びシクロへキセンをMFC(マスフローコントローラ)によりそれぞれ流量調節した後に混合する。混合ガスをシクロヘキセンを吸着除去する吸着剤に通し、吸着剤に通した後のガスをGC(ガスクロマトグラフ)により分析した。GCによりシクロへキセンが検出されなかった場合、吸着剤にてシクロへキセンが除去されていることが分かる。GCによりシクロへキセンが検出されたときに吸着剤にてシクロへキセンが除去できなくなったと判断し、シクロへキセンが検出されるまでに流した混合ガスの総流量をもとに吸着剤にて吸着されたシクロへキセンの量を算出し、それをシクロへキセン吸着量とした。
結果を表2に示す。
<Cyclohexene adsorption test>
The amount of cyclohexene adsorbed on the adsorbent was measured as described below.
First, the desulfurized city gas and cyclohexene used in Reference Example 1 are mixed after the flow rate is adjusted by an MFC (mass flow controller). The mixed gas was passed through an adsorbent that adsorbs and removes cyclohexene, and the gas after passing through the adsorbent was analyzed by GC (gas chromatograph). When cyclohexene is not detected by GC, it can be seen that cyclohexene is removed by the adsorbent. When cyclohexene is detected by GC, it is determined that cyclohexene cannot be removed by the adsorbent. The amount of adsorbed cyclohexene was calculated and used as the amount of adsorbed cyclohexene.
The results are shown in Table 2.

表2の実施例1に示すように、ベースガスとして水素ガスを用いた場合、活性炭(CuNi添着炭又はBr添着炭)を用いることにより、ゼオライト(Ag−Yゼオライト)を用いたときよりも吸着剤におけるシクロヘキセン吸着量に優れることが示された。
一方、表2の参考例1に示すように、ベースガスとして都市ガスを用いた場合、活性炭(CuNi添着炭又はBr添着炭)を用いることにより、ゼオライト(Ag−Yゼオライト)を用いたときよりも吸着剤におけるシクロヘキセン吸着量が低下することが示された。
したがって、ベースガスによって好ましい吸着剤の種類が変わり、ベースガスとして水素ガスを用いた場合には、吸着剤として活性炭、好ましくは金属を添着させた活性炭を用いることで、シクロヘキセンの吸着効果に優れることが示された。
As shown in Example 1 of Table 2, when hydrogen gas is used as the base gas, it is adsorbed by using activated carbon (CuNi-added carbon or Br-added carbon) than when zeolite (Ag-Y zeolite) is used. It was shown that the amount of cyclohexene adsorbed by the agent was excellent.
On the other hand, as shown in Reference Example 1 of Table 2, when city gas is used as the base gas, by using activated carbon (CuNi-added coal or Br-added coal), it is more than when zeolite (Ag-Y zeolite) is used. It was also shown that the amount of cyclohexene adsorbed on the adsorbent decreased.
Therefore, the type of preferred adsorbent varies depending on the base gas, and when hydrogen gas is used as the base gas, activated carbon, preferably activated carbon impregnated with metal is used as the adsorbent, resulting in excellent cyclohexene adsorption effect. It has been shown.

1・・・脱臭部、2・・・減圧部、3・・・燃料電池、4・・・流通経路、5・・・燃焼部、6・・・第1分岐経路、7・・・第2分岐経路、10、20、30・・・燃料電池システム、11・・・第1脱臭部、12・・・第2脱臭部、21〜28・・・開閉弁(切り替え部)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Deodorizing part, 2 ... Decompression part, 3 ... Fuel cell, 4 ... Distribution path, 5 ... Combustion part, 6 ... 1st branch path, 7 ... 2nd Branch path, 10, 20, 30 ... fuel cell system, 11 ... first deodorization unit, 12 ... second deodorization unit, 21-28 ... open / close valve (switching unit)

Claims (8)

硫黄化合物以外の付臭剤により付臭された水素ガスを流通させて発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池の上流及び下流の少なくとも一方に配置され、前記付臭剤を吸着する吸着剤を備える吸着部、及び、前記水素ガスとの反応により無臭化可能な付臭剤を前記水素ガスと反応させて無臭成分とする無臭化部の少なくとも一方である脱臭部と、
前記燃料電池の上流に配置され、前記水素ガスを減圧する減圧部と、
を備える燃料電池システム。
A fuel cell for generating electricity by distributing hydrogen gas odorized by an odorant other than a sulfur compound;
An adsorbing portion that is disposed at least one of the upstream and downstream sides of the fuel cell and includes an adsorbent that adsorbs the odorant, and reacts with the hydrogen gas an odorant that can be not brominated by reaction with the hydrogen gas. A deodorizing part which is at least one of a non-bromide part to be an odorless component,
A decompression unit disposed upstream of the fuel cell and decompressing the hydrogen gas;
A fuel cell system comprising:
前記脱臭部が、前記減圧部の上流に配置されている請求項1に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 1, wherein the deodorizing unit is disposed upstream of the decompression unit. 前記脱臭部が、前記燃料電池の下流に配置されている請求項1又は請求項2に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 1, wherein the deodorizing unit is disposed downstream of the fuel cell. 前記燃料電池の下流に配置されている前記脱臭部として前記無臭化部を少なくとも備え、
前記燃料電池にて未反応の水素ガスが前記燃料電池の下流に配置された前記脱臭部に供給されるように前記燃料電池を作動させる請求項3に記載の燃料電池システム。
At least the non-bromide part as the deodorizing part disposed downstream of the fuel cell,
The fuel cell system according to claim 3, wherein the fuel cell is operated so that unreacted hydrogen gas in the fuel cell is supplied to the deodorization unit disposed downstream of the fuel cell.
前記脱臭部として前記吸着部を少なくとも備え、
前記吸着剤は、活性炭及び金属が添着された活性炭の少なくとも一方を含む請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
At least the adsorbing part as the deodorizing part,
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 4, wherein the adsorbent includes at least one of activated carbon and activated carbon to which a metal is attached.
前記吸着剤は、金属が添着された活性炭を含む請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to any one of claims 1 to 5, wherein the adsorbent includes activated carbon to which a metal is attached. 前記脱臭部は、前記燃料電池の上流及び下流に配置され、
前記燃料電池の上流に配置された前記脱臭部及び前記燃料電池の下流に配置された前記脱臭部の少なくとも一方にシステム内を流通するガスが供給されるようにガスの流通経路を切り替え可能な切り替え部を更に備える請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
The deodorizing unit is disposed upstream and downstream of the fuel cell,
Switching capable of switching the gas flow path so that the gas flowing through the system is supplied to at least one of the deodorizing unit disposed upstream of the fuel cell and the deodorizing unit disposed downstream of the fuel cell. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 6, further comprising a unit.
前記燃料電池の出力に応じて前記切り替え部の切り替えを制御する制御部を更に備え、
前記制御部は前記燃料電池の出力が所定値以下となったときに前記切り替え部の切り替えを制御することにより、前記システム内を流通するガスである前記付臭剤にて付臭された前記水素ガスが前記燃料電池の上流に配置された前記脱臭部に供給されるようにガスの流通経路を切り替える請求項7に記載の燃料電池システム。
A control unit that controls switching of the switching unit according to the output of the fuel cell;
The control unit controls the switching of the switching unit when the output of the fuel cell becomes a predetermined value or less, so that the hydrogen odorized by the odorant that is a gas circulating in the system The fuel cell system according to claim 7, wherein a gas flow path is switched so that gas is supplied to the deodorizing unit disposed upstream of the fuel cell.
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002263175A (en) * 2001-03-12 2002-09-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Air purifier
JP2004111167A (en) * 2002-09-18 2004-04-08 Honda Motor Co Ltd Hydrogen supply system
JP2004134272A (en) * 2002-10-11 2004-04-30 Toyota Motor Corp Fuel cell system and hydrogen gas supply device
JP2004134273A (en) * 2002-10-11 2004-04-30 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP2005327650A (en) * 2004-05-17 2005-11-24 Toyota Motor Corp Fuel cell system and hydrogen gas supply device
JP2007084621A (en) * 2005-09-20 2007-04-05 Hagio Koatsu Yoki Kk Desulfurizing agent cartridge
US20100171079A1 (en) * 2008-05-21 2010-07-08 Enersol, Inc., N.A. L.P. Hydrogen odorization
JP2010282741A (en) * 2009-06-02 2010-12-16 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP2013089347A (en) * 2011-10-14 2013-05-13 Tokyo Gas Co Ltd Output voltage recovery device and method of fuel cell
JP2014046250A (en) * 2012-08-30 2014-03-17 Tokyo Gas Co Ltd Method and apparatus for removing hydrogen odorant, operation method of fuel cell and fuel cell system

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002263175A (en) * 2001-03-12 2002-09-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Air purifier
JP2004111167A (en) * 2002-09-18 2004-04-08 Honda Motor Co Ltd Hydrogen supply system
JP2004134272A (en) * 2002-10-11 2004-04-30 Toyota Motor Corp Fuel cell system and hydrogen gas supply device
JP2004134273A (en) * 2002-10-11 2004-04-30 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP2005327650A (en) * 2004-05-17 2005-11-24 Toyota Motor Corp Fuel cell system and hydrogen gas supply device
JP2007084621A (en) * 2005-09-20 2007-04-05 Hagio Koatsu Yoki Kk Desulfurizing agent cartridge
US20100171079A1 (en) * 2008-05-21 2010-07-08 Enersol, Inc., N.A. L.P. Hydrogen odorization
JP2010282741A (en) * 2009-06-02 2010-12-16 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP2013089347A (en) * 2011-10-14 2013-05-13 Tokyo Gas Co Ltd Output voltage recovery device and method of fuel cell
JP2014046250A (en) * 2012-08-30 2014-03-17 Tokyo Gas Co Ltd Method and apparatus for removing hydrogen odorant, operation method of fuel cell and fuel cell system

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