JP4282668B2 - 燃料電池用改質装置，燃料電池システム，改質装置用反応基板およびその反応基板の製造方法 - Google Patents

燃料電池用改質装置，燃料電池システム，改質装置用反応基板およびその反応基板の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4282668B2
JP4282668B2 JP2006000225A JP2006000225A JP4282668B2 JP 4282668 B2 JP4282668 B2 JP 4282668B2 JP 2006000225 A JP2006000225 A JP 2006000225A JP 2006000225 A JP2006000225 A JP 2006000225A JP 4282668 B2 JP4282668 B2 JP 4282668B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reaction
reformer
fuel
fuel cell
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006000225A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006188426A (ja
Inventor
周龍 金
眞 朴
寅赫 孫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Samsung SDI Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung SDI Co Ltd filed Critical Samsung SDI Co Ltd
Publication of JP2006188426A publication Critical patent/JP2006188426A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4282668B2 publication Critical patent/JP4282668B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H23/00—Tumbler or rocker switches, i.e. switches characterised by being operated by rocking an operating member in the form of a rocker button
    • H01H23/02—Details
    • H01H23/12—Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H01H23/14—Tumblers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
    • H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248—Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/249—Plate-type reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B01J37/0217—Pretreatment of the substrate before coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B01J37/0225—Coating of metal substrates
    • B01J37/0226—Oxidation of the substrate, e.g. anodisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/024—Multiple impregnation or coating
    • B01J37/0244—Coatings comprising several layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/384—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts the catalyst being continuously externally heated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/48—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents followed by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/04—Alumina
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2451—Geometry of the reactor
    • B01J2219/2453—Plates arranged in parallel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2451—Geometry of the reactor
    • B01J2219/2456—Geometry of the plates
    • B01J2219/2458—Flat plates, i.e. plates which are not corrugated or otherwise structured, e.g. plates with cylindrical shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2461—Heat exchange aspects
    • B01J2219/2465—Two reactions in indirect heat exchange with each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2477—Construction materials of the catalysts
    • B01J2219/2479—Catalysts coated on the surface of plates or inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2483—Construction materials of the plates
    • B01J2219/2485—Metals or alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0435—Catalytic purification
    • C01B2203/044—Selective oxidation of carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/047—Composition of the impurity the impurity being carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/066—Integration with other chemical processes with fuel cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1217—Alcohols
    • C01B2203/1223—Methanol
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1217—Alcohols
    • C01B2203/1229—Ethanol
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80—Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/82—Several process steps of C01B2203/02 - C01B2203/08 integrated into a single apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2229/00—Manufacturing
    • H01H2229/044—Injection moulding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2231/00—Applications
    • H01H2231/026—Car
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H23/00—Tumbler or rocker switches, i.e. switches characterised by being operated by rocking an operating member in the form of a rocker button
    • H01H23/02—Details
    • H01H23/12—Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H01H23/16—Driving mechanisms
    • H01H23/20—Driving mechanisms having snap action
    • H01H23/205—Driving mechanisms having snap action using a compression spring between tumbler and an articulated contact plate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

本発明は,燃料電池システムの改質装置に関し，より詳しくはプレートタイプの改質装置に関するものである。
公知のように，燃料電池は，メタノール，エタノール，天然ガスのような炭化水素系物質内に含まれている水素と，酸素との電気化学的な反応によって電気エネルギーを発生させる発電システムである。
このような燃料電池において，近来に開発されている高分子電解質型燃料電池（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ，以下，便宜上ＰＥＭＦＣと言う。）は出力特性が優れており，作動温度が低く，さらには速い始動および応答特性を持っている。従って，自動車のような移動体に用いる電源はもちろん，住宅，公共建物のような分散用電源，および電子機器のような小型機器に用いる電源等，その応用範囲が広いという長所を有する。
上記ＰＥＭＦＣ方式を採用した燃料電池システムは，スタック，改質装置，燃料タンク，および燃料ポンプなどを備える。スタックは複数の単位セルからなる電気発生集合体を形成し，燃料ポンプは燃料タンク内の燃料を改質装置に供給する。この改質装置は，燃料を改質して水素を含む改質ガスを発生させ，この改質ガスをスタックに供給する。さらにスタックには別途のポンプ等を通じて供給される空気が提供される。
その結果，スタックでは，改質ガス内の水素と空気中に含まれている酸素とが電気化学的に反応し，電気エネルギーが発生する。
上記改質装置は，熱エネルギーによる化学触媒反応を通じて燃料から水素を生成する装置である。このような改質装置は，通常，熱エネルギーを発生させる熱源部と，この熱エネルギーを利用して，燃料から水素を含む改質ガスを発生させる改質反応部と，この改質ガスに含まれた一酸化炭素の濃度を低減させる一酸化炭素低減部とを含む。
しかし，一般的な燃料電池システムの改質装置は，このような熱源部，改質反応部および一酸化炭素低減部が各々所定の内部空間を有する反応容器形態に形成され，各々分散配置される。従って，このような内部空間に相応する設置空間が必要となるため，改質装置自体の体積が大きくなり，燃料電池システムの全体的な構造をコンパクトに実現することができない問題があった。
本発明は，従来の改質装置が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，全体的なサイズをコンパクトに実現することが可能な，新規かつ改良された燃料電池用改質装置，燃料電池システム，改質装置用反応基板およびその反応基板の製造方法を提供することである。
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，燃料を流動可能にするチャンネルを一面に形成している少なくとも一つの反応基板と;上記反応基板の一面に密着して，上記チャンネルによる通路を形成する密着部と；を含み，上記反応基板がアルミニウムを含むことを特徴とする，燃料電池用改質装置が提供される。
上記反応基板は，上記チャンネルの内表面にアルミナからなる触媒担持層を形成するとしても良い。
上記触媒担持層上に触媒層を形成するとしても良い。
上記密着部は，上記反応基板の一面に密着されるキャッププレートを備えるとしても良い。
複数の上記反応基板が積層形成され，上記密着部は，上記複数の反応基板の最上位側における反応基板の一面に密着されるキャッププレートを含むとしても良い。
上記反応基板と上記密着部によって，上記燃料の酸化触媒反応を通じて，熱エネルギーを発生させる熱源部を構成するとしても良い。
上記反応基板と上記密着部によって，上記熱エネルギーによる燃料の改質触媒反応を通じて，上記燃料から水素を含む改質ガスを発生させる改質反応部を構成するとしても良い。
上記反応基板と上記密着部によって，上記改質ガスに含まれている一酸化炭素の濃度を低減させる少なくとも一つの一酸化炭素低減部を構成するとしても良い。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，上記のような改質装置を含むことを特徴とする，燃料電池システムが提供される。
上記課題を解決するために，本発明のさらに別の観点によれば，水素の生成に必要な燃料を流動可能にするチャンネルを形成するプレートタイプのボディーと;上記チャンネルの内表面に形成される触媒担持層と;上記触媒担持層上に形成される触媒層と；を含み，上記ボディーは，アルミニウムを含む材質で形成され，上記触媒担持層は，上記チャンネルの内表面が酸化処理されて形成されたアルミナからなることを特徴とする，改質装置用反応基板が提供される。
上記ボディーは，上記改質装置が含む熱源部または改質反応器または一酸化炭素低減部用であるとしても良い。
上記課題を解決するために，本発明のさらに別の観点によれば，（ａ）基板を準備する段階と;（ｂ）上記基板の上面をエッチングしてチャンネルを形成する段階と;（ｃ）上記チャンネルの内表面を酸化処理して触媒担持層を形成する段階と;（ｄ）上記触媒担持層上に触媒層を形成する段階と；を含むことを特徴とする，改質装置用反応基板の製造方法が提供される。
上記基板は，アルミニウムを含むとしても良い。
上記触媒担持層は，アルミナで形成されるとしても良い。
以上説明したように本発明によれば，燃料が流動可能なチャンネルを有する反応基板を備え，これらを積層して改質装置を構成することにより，改質装置のサイズをコンパクトに実現することができる。
また，本発明によれば，アルミニウムを含む材質からなる基板ボディーを酸化させて，これに相応するアルミナの触媒担持層をチャンネルに形成するので，基板ボディーの材質と互いに異なる触媒担持層をチャンネルに別途にコーティングする一般的な工程と異なり，全体的な反応基板の製造工程を単純化することができる。その結果，燃料電池システムおよび改質装置の生産性をさらに向上させることができる。
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。本発明は，多様で相異なる形態で実現することができ，ここで説明する実施形態に限られない。
図１は，本発明の実施形態による燃料電池システムの全体的な構成を示した概略図であり，図２は，図１に示したスタックの構造を示した分解斜視図である。
上記図１，２を参照して本実施形態による燃料電池システム１００を説明すると，上記燃料電池システム１００は，水素を含む燃料を改質して水素を発生させ，この水素と酸化剤ガスとを電気化学的に反応させて電気エネルギーを生成する高分子電解質型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）方式を採用している。
このような燃料電池システム１００における電気を生成するための燃料とは，メタノール，エタノールもしくは天然ガスなどのように，液状または気体状態からなる燃料のことを言う。しかし，以下で説明する燃料は，便宜上液状からなる燃料を挙げている。
そして，本システム１００は，水素と反応する酸化剤ガスとして，別途の貯蔵手段に貯蔵された酸素を使用したり，酸素を含有している空気を使用したりすることができるが，以下では後者を例に挙げて説明している。
本実施形態による燃料電池システム１００は，基本的に水素と酸素との電気化学的な反応を通じて，電気エネルギーを発生させる少なくとも一つの電気発生部１１と，前述した液状の燃料から水素を発生させ，この水素を電気発生部１１に供給する改質装置３０と，上記燃料を改質装置３０に供給する燃料供給源５０と，酸素を改質装置３０と電気発生部１１に各々供給する少なくとも一つの酸素供給源７０とを含んで成る。
上記電気発生部１１は，膜／電極接合体（ＭＥＡ）１２を中心に配置し，その両面にセパレータ（当業界では‘バイポーラプレート'とも言う。）１６を配置して最小単位燃料電池を構成する。
燃料電池システム１００は，上記のように構成される電気発生部１１を複数備え，これら電気発生部１１を連続的に配置することによってスタック１０を形成することができる。このスタック１０の構成は，通常の高分子電解質型燃料電池のスタック構成で形成することが可能なので,ここではその詳しい説明を省略する。
上記改質装置３０は，燃料電池業界で燃料プロセッサーとも言われ，この改質装置３０に燃料を供給する燃料供給源５０は，液状の燃料を貯蔵する第１タンク５１と，水を貯蔵する第２タンク５３と，各々の第１および第２タンク５１，５３に連結設置され，上記燃料と水を排出する燃料ポンプ５５とを含んでいる。
酸素供給源７０は，所定のポンピング力で空気を吸入し，改質装置３０および/または電気発生部１１に空気を供給できる少なくとも一つの空気ポンプ７１を含んでいる。
燃料電池システム１００において，改質装置３０は，燃料供給源５０と酸素供給源７０から燃料，水および空気の供給を受けて水素を発生させる。以下では，改質装置３０に対する実施形態を，添付した図面を参照して詳細に説明する。
図３は，本発明の第１実施形態による改質装置構造を示した分解斜視図であり，図４は，図３の結合断面図である。
図面に示しているように，本発明の第１実施形態による改質装置３０Ａは，燃料供給源５０と酸素供給源７０から供給される燃料と空気とによる酸化触媒反応を通じて所定の熱エネルギーを発生させる熱源部３１を備えている。
本実施形態によれば，熱源部３１は，燃料と空気とを流動可能にする第１チャンネル３１ｃを持ち，プレートタイプからなる第１反応基板３１ａと，第１反応基板３１ａのチャンネル形成面に密着することによって燃料と空気とを通過させる第１通路３１ｄを形成する密着部４０を含んで成る。
第１反応基板３１ａは，アルミニウムやアルミニウム合金など，アルミニウムを含む素材からなる四角プレート形状の第１基板ボディー３１ｂを備える。この時，第１チャンネル３１ｃは，第１基板ボディー３１ｂの上面で任意の間隔をおいて突出形成された第１リーブ３１ｈの間の空間によって形成されるとしてもよい。このような第１チャンネル３１ｃは，第１基板ボディー３１ｂの上面に対して任意の間隔をおいて直線状態に配置され，さらにその両端を交互に連結して（蛇行状に）形成されている。
第１チャンネル３１ｃの内表面には，燃料と空気との酸化反応を促進させる通常の酸化触媒層３１ｅが形成される。さらに，第１チャンネル３１ｃの内表面と酸化触媒層３１ｅとの間にはこの酸化触媒層３１ｅを支持する第１触媒担持層３１ｆが設けられている。この第１触媒担持層３１ｆは，第１チャンネル３１ｃの内表面を酸化処理して形成される酸化膜形態からなる。この第１実施形態で上記第１触媒担持層３１ｆはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）で形成される。
密着部４０は，第１反応基板３１ａの第１基板ボディー３１ｂ上面を覆うキャッププレート４１を備え，第１チャンネル３１ｃとキャッププレート４１のキャップ面とによって，燃料と空気とが通過可能な第１通路３１ｄを形成することができる。このようなキャッププレート４１は，第１反応基板３１ａと同じ素材で形成してもよい。
この第１実施形態による改質装置３０Ａは，熱源部３１と密着部４０とを備えて構成され，燃料電池システムの作用時に，燃料供給源５０および酸素供給源７０の可動によって燃料，水および空気が熱源部３１の第１通路３１ｄに供給されると，熱源部３１は酸化触媒層３１ｅによる燃料と空気の酸化反応によって既に設定された温度の熱エネルギーを発生する。このような熱エネルギーは，別途の改質装置に供給され，かかる改質装置が水素の生成に寄与する。
図５は，本発明の第２実施形態による改質装置３０Ｂを示した断面図である。図示しているように，この改質装置３０Ｂは，第１実施形態で説明した熱源部と同一構成を有する熱源部３１Ａと，この熱源部３１Ａから発生する熱エネルギーを吸熱して燃料供給源５０から供給される燃料の改質触媒反応，例えば，水蒸気改質（ＳＲ）触媒反応を通じて上記燃料から，水素を含む改質ガスを発生させる改質反応部３２をさらに備える。
この第２実施形態によれば，改質反応部３２は，燃料を流動可能にする第２チャンネル３２ｃを有し，プレートタイプからなる第２反応基板３２ａを含む。
第２反応基板３２ａは，アルミニウムまたはアルミニウム合金のようにアルミニウムを含む素材からなる四角プレート形状の第２基板ボディー３２ｂを備える。
この時，第２チャンネル３２ｃは，第２基板ボディー３２ｂの上面で任意の間隔をおいて突出形成された第２リーブ３２ｈの間の空間によって形成されるとしてもよい。このような第２チャンネル３２ｃは，第２基板ボディー３２ｂの上面に対して任意の間隔をおいて直線状態に配置され，その両端を交互に連結して（蛇行状に）形成されている。
上記第２チャンネル３２ｃの内表面には，燃料の水蒸気改質反応を促進させる通常の水蒸気改質触媒層３２ｅが形成されている。さらに，第２チャンネル３２ｃの内表面と水蒸気改質触媒層３２ｅとの間にはこの水蒸気改質触媒層３２ｅを支持する第２触媒担持層３２ｆが設けられる。上記第２触媒担持層３２ｆは，第２チャンネル３２ｃの内表面を酸化処理して形成される酸化膜形態からなる。この時，上記第２触媒担持層３２ｆはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）からなるとしても良い。
また，この第２実施形態の改質装置３０Ｂは，第２反応基板３２ａのチャンネル形成面に密着して上記燃料を通過させる第２通路３２ｄを形成する密着部４０Ａを含む。ここで，密着部４０Ａは，前述した密着部と同じキャッププレートを適用してもよい。
このような第２実施形態の改質装置３２Ｂは，上記熱源部３１Ａ，改質反応部３２および密着部４０Ａとを備えて構成され，燃料電池システムの作用時に，燃料供給源５０の可動によって燃料と水が改質反応部３２の第２通路３２ｄに供給されると，改質反応部３２は，熱源部３１Ａから発生する熱エネルギーを吸熱して水蒸気改質触媒層３２ｅによる燃料の水蒸気改質反応を通じて燃料から水素を含む改質ガスを発生させ，これを図１に示したスタック１０に提供することができる。
図６は，本発明の第３実施形態による改質装置３０Ｃを示した断面図である。図示しているように，この改質装置３０Ｃは，第２実施形態で説明した熱源部および改質反応部と同一構成を有する熱源部３１Ｂおよび改質反応部３２Ａと，この改質反応部３２Ａで発生する水素の水性ガス転換（ＷＧＳ）触媒反応によってこの水素から追加の水素を発生させ，この水素を含む改質ガスから一酸化炭素の濃度を低減させる第１一酸化炭素低減部３３とを備えることができる。
この第３実施形態によれば，第１一酸化炭素低減部３３は，改質反応部３２Ａから発生する水素の流れを可能にする第３チャンネル３３ｃを有し，プレートタイプからなる第３反応基板３３ａを含む。
第３反応基板３３ａは，アルミニウムまたはアルミニウム合金のようなアルミニウムを含む素材からなる四角プレート形状の第３基板ボディー３３ｂを備える。この時，第３チャンネル３３ｃは，第３基板ボディー３３ｂの上面で任意の間隔をおいて突出形成された第３リーブ３３ｈの間の空間によって形成するとしてもよい。このような第３チャンネル３３ｃは，第３基板ボディー３３ｂの上面に対して任意の間隔をおいて直線状態に配置され，その両端を交互に連結して（蛇行して）形成されている。
第３チャンネル３３ｃの内表面には，水素の水性ガス転換反応を促進させる通常の水性ガス転換触媒層３３ｅが形成されている。そして第３チャンネル３３ｃの内表面と水性ガス転換触媒層３３ｅとの間には，この水性ガス転換触媒層３３ｅを支持する第３触媒担持層３３ｆを備えている。上記第３触媒担持層３３ｆは，第３チャンネル３３ｃの内表面を酸化処理して形成される酸化膜形態からなる。この時，上記第３触媒担持層３３ｆはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）で形成される。
また，この第３実施形態の改質装置３０Ｃは，第３反応基板３３ａのチャンネル形成面に密着されて上記燃料を通過させる第３通路３３ｄを形成する密着部４０Ｂを含む。ここで，密着部４０Ｂは，前述した密着部と同じキャッププレートを適用してもよい。
このような第３実施形態の改質装置３０Ｃは，上記熱源部３１Ｂ，改質反応部３２Ａ，第１一酸化炭素低減部３３および密着部４０Ｂとを備えて構成され，燃料電池システムの作用時に，改質反応部３２Ａから排出される改質ガスが第１一酸化炭素低減部３３の第３通路３３ｄに供給されると，第１一酸化炭素低減部３３は，水性ガス転換触媒層３３ｅによる水素の水性ガス転換反応を通じて追加の水素を発生させ，この水素を含む改質ガス中に含まれている一酸化炭素の濃度を低減させた後，これを図１に示したスタック１０に提供する。
図７は，本発明の第４実施形態に対する改質装置構造を示した分解斜視図であり，図８は図７の結合断面である。
これら図面を参照すれば，この第４実施形態による改質装置３０Ｄは，第３実施形態で説明した熱源部，改質反応部，第１一酸化炭素低減部と同一構成の熱源部３１Ｃ，改質反応部３２Ｂ，第１一酸化炭素低減部３３Ａとともに第２一酸化炭素低減部３４をさらに含む。
この第２一酸化炭素低減部３４は，第１一酸化炭素低減部３３Ａを通じて排出される水素と，酸素供給源７０から供給される空気の選択的酸化（ＰＲＯＸ）触媒反応を通じて上記水素を含む改質ガスの一酸化炭素の濃度を低減させる。
第２一酸化炭素低減部３４は，１一酸化炭素低減部３３Ａから発生される水素と空気との流動を可能にする第４チャンネル３４ｃを有する，プレートタイプからなる第４反応基板３４ａを含む。
第４反応基板３４ａは，アルミニウムまたはアルミニウム合金などのようなアルミニウムを含む素材からなる四角プレート形状の第４基板ボディー３４ｂを備える。この時，第４チャンネル３４ｃは，第４基板ボディー３４ｂの上面で任意の間隔をおいて突出形成された第４リーブ３４ｈの間の空間によって形成してもよい。このような第４チャンネル３４ｃは，第４基板ボディー３４ｂの上面に対して任意の間隔をおいて直線状態に配置され，その両端を交互に連結して（蛇行状に）形成されている。
上記で第４チャンネル３４ｃの内表面には，水素と空気の選択的酸化反応を促進させる通常の選択的酸化触媒層３４ｅを形成することができる。そして，第４チャンネル３４ｃの内表面と選択的酸化触媒層３４ｅとの間には，この選択的酸化触媒層３４ｅを支持する第４触媒担持層３４ｆが設けられる。上記第４触媒担持層３４ｆは，第４チャンネル３４ｃの内表面を酸化処理して形成される酸化膜形態からなる。この時，上記第４触媒担持層３４ｆはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）で形成される。
本第４実施形態における改質装置３０Ｄは，熱源部３１Ｃの上側に改質反応部３２Ｂと第１一酸化炭素低減部３３Ａとを順次に配置し，熱源部３１Ｃの下側に第２一酸化炭素低減部３４を配置して構成された積層式改質装置からなるとしても良い。
この時，改質装置３０Ｄの最上側に位置している第１一酸化炭素低減部３３Ａには，この改質装置３０Ｄに含まれる密着部４０Ｂが配置される。この密着部４０Ｂもまた，前述した実施形態と同様に第１一酸化炭素低減部３３Ａの反応基板チャンネル形成面に密着されるキャッププレート４００Ｂを適用してもよい。
さらに，本第４実施形態でおいて，密着部４０Ｂには上記第２一酸化炭素低減部３４，熱源部３１Ｃ，改質反応部３２Ｂ，第１一酸化炭素低減部３３Ａが順次に積層されて互いに密着構成されることによって，これら各々の反応基板自体を含むことができる。
これは上記反応基板が互いに密着しながら，第２一酸化炭素低減部３４，熱源部３１Ｃ，改質反応部３２Ｂに通路を各々形成するためである。
このように形成される第４実施形態の改質装置３０Ｄは，第２一酸化炭素低減部３４を通じて改質ガスに含まれている一酸化炭素をさらに低減させ，良質の改質ガスを図１に示したスタック１０に提供することができる。
一方，図面を通じて説明しなかったが，本実施形態による改質装置は上記の第４実施形態の構成において，第１一酸化炭素低減部を除外して第２一酸化炭素低減部のみを含んで構成するとしても良い。
以上のように，本実施形態による改質装置は，その構成要素として熱源部，改質反応部および一酸化炭素低減部を選択的に含んで構成することができる。
図９は，本発明の実施形態による改質装置用反応基板の製造方法を説明するための流れ図である。
図９に示しているように，本発明の実施形態による燃料電池システム改質装置に使用される反応基板の製造方法は，基板を準備する段階（Ｓ１０）と，上記基板の上面をエッチングしてチャンネルを形成する段階（Ｓ２０）と，上記チャンネルの内表面を酸化処理して触媒担持層を形成する段階（Ｓ３０）と，上記触媒担持層上に触媒層を形成する段階（Ｓ４０）とを含む。
図１０Ａ〜１０Ｄは，本発明の実施形態による改質装置用反応基板の製造方法を説明するための各段階別断面構成図である。
図１０Ａに示しているように，まずＳ１０段階として，アルミニウムまたはアルミニウム合金の素材からなる基板６１を準備する。
図１０Ｂを参照すれば，Ｓ２０段階では上記基板６１を通常の異方性または等方性エッチングして，この基板６１の上面に所定の幅と深さを有するチャンネル６３を形成する。この時，基板６１の上面には任意の間隔を有するリーブ６３ｂが突出形成され，このリーブ６３ｂの間の空間に上記チャンネル６３が形成される。
図１０Ｃに示したように，Ｓ３０段階として，高温雰囲気で通常の熱酸化方式で上記基板６１を酸化させる。この時，酸化ソースでは酸素または酸化溶液を使用することができる。その結果，上記基板６１のチャンネル６３内表面が酸素または酸化溶液によって酸化しつつ，上記チャンネル６３が内表面に膜形態の触媒担持層６４を形成するとしても良い。この時，上記触媒担持層６４は，この基板６１の材質によってアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）で形成される。
図１０Ｄに示したように，Ｓ４０段階として，通常のディープコーティングまたはスパッタリングまたはスラリー方法などで上記触媒担持層６４の上に触媒層６５を形成する。ここで，上記触媒層６５は，燃料電池システムの改質装置を構成する熱源部，改質反応部および一酸化炭素低減部自体の固有な反応を促進させる各々の触媒層を含むことができる。
従って，上記のような一連の製造工程を通じて，本発明の実施形態による反応基板６０が製造される。
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は，燃料電池用改質装置，燃料電池システム，改質装置用反応基板およびその反応基板の製造方法に適用可能である。
本発明の実施形態による燃料電池システムの全体的な構成を示した概略図である。 図１に示したスタックの構造を示した分解斜視図である。 本発明の第１実施形態による改質装置を示した分解斜視図である。 図３の結合断面図である。 本発明の第２実施形態による改質装置を示した断面図である。 本発明の第３実施形態による改質装置を示した断面図である。 本発明の第４実施形態による改質装置構造を示した分解斜視図である。 図７の結合断面図である。 本発明の実施形態による改質装置用反応基板の製造方法を説明するための流れ図である。 本発明の実施形態による改質装置用反応基板の製造方法を説明するための各段階別断面構成図である。 本発明の実施形態による改質装置用反応基板の製造方法を説明するための各段階別断面構成図である。 本発明の実施形態による改質装置用反応基板の製造方法を説明するための各段階別断面構成図である。 本発明の実施形態による改質装置用反応基板の製造方法を説明するための各段階別断面構成図である。
符号の説明
１０ スタック
１１ 電気発生部
１２ 膜／電極接合体
１６ セパレータ
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ 改質装置
３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ 熱源部
３１ａ 第１反応基板
３１ｂ 第１基板ボディー
３１ｃ 第１チャンネル
３１ｄ 第１通路
３１ｅ 酸化触媒層
３１ｆ 第１触媒担持層
３２，３２Ａ，３２Ｂ，３０Ｄ 改質反応部
３２ａ 第２反応基板
３２ｂ 第２基板ボディー
３２ｃ 第２チャンネル
３２ｄ 第２通路
３２ｅ 改質触媒層
３２ｆ 第２触媒担持層
３３，３３Ａ 第１一酸化炭素低減部
３３ａ 第３反応基板
３３ｂ 第３基板ボディー
３３ｃ 第３チャンネル
３３ｄ 第３通路
３３ｅ 水性ガス転換触媒層
３２ｆ 第３触媒担持層
３３ｈ 第３リーブ
３４ 第２一酸化炭素低減部
３４ａ 第４反応基板
３４ｂ 第４基板ボディー
３４ｃ 第４チャンネル
３４ｄ 第４通路
３４ｅ 選択的酸化触媒層
３４ｆ 第４触媒担持層
４０Ａ，４０Ｂ 密着部
４１ キャッププレート
５０ 燃料供給源
５１ 第１タンク
５３ 第２タンク
６０ 反応基板
６１ 基板
６３ チャンネル
６３ｂ リーブ
６４ 触媒担持層
６５ 触媒層
７０ 酸素供給源
７１ 空気ポンプ
１００ 燃料電池システム

Claims (8)

  1. 燃料が流動可能なチャンネルを一面に形成している少なくとも一つの反応基板と;
    前記反応基板の一面に密着して，前記チャンネルによる通路を形成する密着部と；
    を含み，
    前記反応基板は、水素の生成に必要な燃料が流動可能なチャンネルを形成するプレートタイプのボディーを有し，前記ボディーは，アルミニウムを含む材質で形成され，
    前記反応基板は，前記チャンネルの内表面が酸化処理されて形成されたアルミナからなる触媒担持層と，前記触媒担持層上に触媒層と，有し，
    前記反応基板と前記密着部とによって，前記燃料の酸化触媒反応を通じて，熱エネルギーを発生させる熱源部が構成され，
    前記反応基板と前記密着部とによって，さらに，前記熱エネルギーによる燃料の改質触媒反応を通じて，前記燃料から水素を含む改質ガスを発生させる改質反応部が構成され，
    前記反応基板と前記密着部とによって，さらに，前記改質ガスに含まれている一酸化炭素の濃度を低減させる少なくとも一つの一酸化炭素低減部が構成されることを特徴とする，燃料電池用改質装置。
  2. 前記密着部は，前記反応基板の一面に密着されるキャッププレートを備えることを特徴とする，請求項１に記載の燃料電池用改質装置。
  3. 複数の前記反応基板が積層形成され，
    前記密着部は，前記複数の反応基板の最上位側における反応基板の一面に密着されるキャッププレートを含むことを特徴とする，請求項１に記載の燃料電池用改質装置。
  4. 前記燃料電池用改質装置は，第１及び第２一酸化炭素低減部を有し，
    前記改質反応部と前記第１一酸化炭素低減部とが前記熱源部から上側に下からこの順で配置され，前記熱源部の下側に前記第２一酸化炭素低減部を配置されて構成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前記燃料電池用改質装置。
  5. 前記燃料電池用改質装置は，改質反応部，熱源部，及び，第１一酸化炭素低減部がこの順序で積層されたことを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載の前記燃料電池用改質装置。
  6. 前記燃料電池用改質装置は，熱源部，改質反応部，及び，第１一酸化炭素低減部がこの順序で積層されたことを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載の前記燃料電池用改質装置。
  7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の改質装置を含むことを特徴とする，燃料電池システム。
  8. 水素の生成に必要な燃料が流動可能なチャンネルを形成するプレートタイプのボディーと;
    前記チャンネルの内表面に形成される触媒担持層と;
    前記触媒担持層上に形成される触媒層と；
    を含み，
    前記ボディーは，アルミニウムを含む材質で形成され，
    前記触媒担持層は，前記チャンネルの内表面が酸化処理されて形成されたアルミナからなることを特徴とする，改質装置用反応基板。
JP2006000225A 2005-01-05 2006-01-04 燃料電池用改質装置，燃料電池システム，改質装置用反応基板およびその反応基板の製造方法 Expired - Fee Related JP4282668B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050000762A KR20060080385A (ko) 2005-01-05 2005-01-05 연료 전지 시스템, 개질기, 반응 기판 및 그 반응 기판의제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006188426A JP2006188426A (ja) 2006-07-20
JP4282668B2 true JP4282668B2 (ja) 2009-06-24

Family

ID=35985885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006000225A Expired - Fee Related JP4282668B2 (ja) 2005-01-05 2006-01-04 燃料電池用改質装置，燃料電池システム，改質装置用反応基板およびその反応基板の製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7935315B2 (ja)
EP (1) EP1684373A3 (ja)
JP (1) JP4282668B2 (ja)
KR (1) KR20060080385A (ja)
CN (1) CN100423344C (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100536255B1 (ko) * 2004-05-13 2005-12-12 삼성에스디아이 주식회사 연료전지용 개질기, 그의 제조방법 및 이를 포함하는연료전지 시스템
US9899693B2 (en) 2012-01-10 2018-02-20 The Regents Of The University Of California Microstructured cathode for self-regulated oxygen generation and consumption

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2899709B2 (ja) * 1989-11-25 1999-06-02 石川島播磨重工業株式会社 溶融炭酸塩型燃料電池発電装置
JPH10265202A (ja) * 1997-03-25 1998-10-06 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 水素製造装置
US6284217B1 (en) 1999-08-17 2001-09-04 Battelle Memorial Institute Method and catalyst structure for steam reforming of a hydrocarbon
US6488838B1 (en) 1999-08-17 2002-12-03 Battelle Memorial Institute Chemical reactor and method for gas phase reactant catalytic reactions
US6969506B2 (en) 1999-08-17 2005-11-29 Battelle Memorial Institute Methods of conducting simultaneous exothermic and endothermic reactions
WO2001037988A1 (fr) 1999-11-25 2001-05-31 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Catalyseur pour la reaction exothermique ou endothermique, catalyseur pour la reaction de conversion et catalyseur pour l'oxydation selective de monoxyde de carbone et reformeur du type a echange de chaleur a ailette en plaques
AU2001223877A1 (en) * 2000-01-11 2001-07-24 Aea Technology Plc Catalytic reactor
US20020071797A1 (en) * 2000-10-06 2002-06-13 Loffler Daniel G. Catalytic separator plate reactor and method of catalytic reforming of fuel to hydrogen
WO2002066370A2 (en) 2001-02-16 2002-08-29 Battelle Memorial Institute Reforming catalysts and methods of alcohol steam reforming
US20020131919A1 (en) * 2001-03-15 2002-09-19 Debellis Crispin L. Modular fuel processing system for plate reforming type units
US6828055B2 (en) * 2001-07-27 2004-12-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Bipolar plates and end plates for fuel cells and methods for making the same
JP3796179B2 (ja) 2002-01-22 2006-07-12 川崎重工業株式会社 反応器
JP2003340280A (ja) 2002-05-29 2003-12-02 Kawasaki Heavy Ind Ltd Ｃｏ選択酸化触媒及びその製造方法並びにｃｏ選択酸化触媒を用いた熱交換型反応器及びその使用方法
US7404936B2 (en) * 2002-10-22 2008-07-29 Velocys Catalysts, in microchannel apparatus, and reactions using same
JP4110948B2 (ja) * 2002-11-28 2008-07-02 カシオ計算機株式会社 小型化学反応装置及び燃料電池システム
KR100497192B1 (ko) * 2002-12-05 2005-06-28 동부아남반도체 주식회사 이온주입장비의 플라즈마 플러드 건
WO2005003025A2 (en) 2003-06-25 2005-01-13 Velocys, Inc. Catalysts, systems and methods of steam reforming, and methods of making steam reforming catalysts
KR100570755B1 (ko) * 2004-02-26 2006-04-12 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템의 개질기 및 이를 채용한 연료 전지시스템
KR100570754B1 (ko) * 2004-02-26 2006-04-12 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템의 개질기 및 이를 채용한 연료 전지시스템
KR100542201B1 (ko) * 2004-03-03 2006-01-10 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템의 개질기 및 이를 채용한 연료 전지시스템
KR100529079B1 (ko) * 2004-03-25 2005-11-15 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템
KR100570756B1 (ko) * 2004-03-29 2006-04-12 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템의 개질기 및 이를 채용한 연료 전지시스템
KR100536239B1 (ko) * 2004-04-21 2005-12-12 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템
KR100589408B1 (ko) * 2004-04-29 2006-06-14 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템
KR100536255B1 (ko) * 2004-05-13 2005-12-12 삼성에스디아이 주식회사 연료전지용 개질기, 그의 제조방법 및 이를 포함하는연료전지 시스템
KR100536254B1 (ko) * 2004-05-14 2005-12-12 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템, 이에 사용되는 개질기, 반응 기판 및그 반응 기판의 제조 방법
KR101126201B1 (ko) * 2004-06-23 2012-03-28 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템 및 이에 사용되는 개질기
KR100551062B1 (ko) * 2004-06-29 2006-02-13 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템, 이에 사용되는 개질기 및 그 제조 방법
KR100627334B1 (ko) * 2004-06-29 2006-09-25 삼성에스디아이 주식회사 연료전지용 개질기 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템
KR100590038B1 (ko) * 2004-09-07 2006-06-14 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템 및 연료 공급장치
US7687176B2 (en) * 2004-12-10 2010-03-30 3M Innovative Properties Company Fuel cell
KR101223627B1 (ko) * 2006-02-03 2013-01-17 삼성에스디아이 주식회사 연료 개질장치 및 그 제조 방법
KR100728124B1 (ko) * 2006-02-10 2007-06-13 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템의 개질기용 수성가스 전환 산화 촉매,그의 제조 방법 및 그를 포함하는 연료 전지 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US7935315B2 (en) 2011-05-03
US20060143982A1 (en) 2006-07-06
EP1684373A2 (en) 2006-07-26
JP2006188426A (ja) 2006-07-20
CN1801515A (zh) 2006-07-12
KR20060080385A (ko) 2006-07-10
CN100423344C (zh) 2008-10-01
EP1684373A3 (en) 2006-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7407636B2 (en) Reformer for fuel cell system and method of manufacturing reaction substrate used for the same
JP2006012817A (ja) 燃料電池用改質器及びこれを備えた燃料電池システム
JP2005243642A (ja) 燃料電池システムの改質器及びこれを備えた燃料電池システム
JP2005251750A (ja) 燃料電池用改質器およびこれを含む燃料電池システム
JP4854064B2 (ja) 燃料電池用改質装置及び燃料電池システム
JP4350069B2 (ja) 燃料電池システム、これに使用される燃料電池用改質装置及びその製造方法
KR101223627B1 (ko) 연료 개질장치 및 그 제조 방법
JP4282668B2 (ja) 燃料電池用改質装置，燃料電池システム，改質装置用反応基板およびその反応基板の製造方法
JP4438569B2 (ja) 反応器
JP4083729B2 (ja) 改質器及びこれを利用する燃料電池システム
JP4693591B2 (ja) 燃料電池用改質装置
KR100551061B1 (ko) 연료 전지 시스템 및 이에 사용되는 개질기
KR100551060B1 (ko) 연료 전지 시스템, 이에 사용되는 개질기 및 그 제조 방법
KR100599687B1 (ko) 연료 전지 시스템 및 이에 사용되는 개질기
KR100639012B1 (ko) 연료전지용 일산화탄소 저감기 및 이를 구비한 연료전지 시스템
KR100570685B1 (ko) 연료전지용 일산화탄소 정화기, 및 이를 포함하는연료전지 시스템
KR101030045B1 (ko) 연료전지용 개질기 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템
KR20050116443A (ko) 연료 전지 시스템 및 이에 사용되는 개질기

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081118

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090217

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090310

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090317

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120327

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130327

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140327

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees