JP4632281B2 - 燃料電池システム用燃料 - Google Patents
燃料電池システム用燃料 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4632281B2 JP4632281B2 JP2001196341A JP2001196341A JP4632281B2 JP 4632281 B2 JP4632281 B2 JP 4632281B2 JP 2001196341 A JP2001196341 A JP 2001196341A JP 2001196341 A JP2001196341 A JP 2001196341A JP 4632281 B2 JP4632281 B2 JP 4632281B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- less
- fuel cell
- cell system
- volume
- 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
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/04—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池システムに用いられる燃料に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、将来の地球環境に対する危機感の高まりから、地球にやさしいエネルギー供給システムの開発が求められている。特に、地球温暖化防止のためのＣＯ2 低減、ＴＨＣ（排出ガス中の未反応の炭化水素）、ＮＯｘ、ＰＭ（排出ガス中の粒子状物質：すす、燃料・潤滑油の高沸点・高分子の未燃成分）等有害物質の低減を、高度に達成することが要求されている。そのシステムの具体例としては、従来のオットー・ディーゼルシステムに代わる自動車動力システム、あるいは火力に代わる発電システムが挙げられる。
【０００３】
そこで、理想に近いエネルギー効率を持ち、基本的にはＨ2 ＯとＣＯ2 しか排出しない燃料電池が、社会の要望に応えるにもっとも有望なシステムと期待されている。そして、このようなシステムの達成のためには、機器の技術開発だけではなく、それに最適な燃料の開発が必要不可欠である。
【０００４】
従来、燃料電池システム用の燃料としては、水素、メタノール、炭化水素系燃料が考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
燃料電池システム用の燃料として、水素は、特別の改質装置を必要としない点で有利であるが、常温で気体のため、貯蔵性並びに車両等への搭載性に問題があり、供給に特別な設備が必要である。また引火の危険性も高く取り扱いに注意が必要である。
【０００６】
一方、メタノールは、水素への改質が比較的容易である点で有利であるが、重量あたりの発電量が小さく、有毒のため取り扱いにも注意が必要である。また、腐食性があるため、貯蔵・供給に特殊な設備が必要である。
【０００７】
このように、燃料電池システムの能力を充分に発揮させるための燃料は未だ開発されていない。特に、燃料電池システム用燃料としては、重量当たりの発電量が多いこと、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多いこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、蒸発ガス（エバポエミッション）が少ないこと、改質触媒、水性ガスシフト反応触媒、一酸化炭素除去触媒、燃料電池スタック等、燃料電池システムの劣化が小さく初期性能が長時間持続できること、システムの起動時間が短いこと、貯蔵安定性や引火点など取り扱い性が良好なことなどが求められる。
【０００８】
なお、燃料電池システムでは、燃料および改質器を所定の温度に保つことが必要なため、発電量からそれに必要な熱量（予熱及び反応に伴う吸発熱をバランスさせる熱量）を差し引いた発電量が、燃料電池システム全体の発電量となる。したがって、燃料を改質させるために必要な温度が低い方が予熱量が小さく有利になり、システムの起動時間も短く有利になり、また燃料の予熱に必要な重量当りの熱量が小さいことも必要である。予熱が十分でない場合、排出ガス中に未反応の炭化水素（ＴＨＣ）が多くなり、重量当りの発電量を低下させるだけでなく、大気汚染の原因となる可能性がある。逆に言えば、同一システムを同一温度で稼働させた場合に、排出ガス中のＴＨＣが少なく、水素への変換率が高い方が有利である。
【０００９】
本発明は、このような状況を鑑み、上記したような要求性状をバランス良く満たした燃料電池システムに適した燃料を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、特定の組成を有する炭化水素化合物からなる燃料が、燃料電池システムに適していることを見出した。
【００１１】
すなわち、本発明に係る燃料電池システム用燃料は、
（１）飽和分が５０容量％以上、芳香族分が５０容量％以下、１環芳香族が３０容量％以下、２環芳香族が１５容量％以下、３環以上芳香族が１０容量％以下、オレフィン分が５容量％以下であり、蒸留初留点が１６０℃以上２５０℃以下、硫黄分含有量が８４質量ｐｐｍ以下、セタン指数が３０以上、セタン価が２０以上である炭化水素化合物からなる。
【００１２】
上記特定の組成の炭化水素化合物からなる燃料は、更に、以下のような付加的要件を満たすものがより好ましい。
（２）蒸留初留点が１６０℃以上２５０℃以下、１０容量％留出温度が１８４．５℃以上２９０℃以下、９０容量％留出温度が２４０℃以上３９０℃以下、９５容量％留出温度が２５０℃以上４００℃以下、蒸留終点が２６０℃以上４１０℃以下の蒸留性状である。
（３）１５℃での密度が、０．８９ｇ／ｃｍ3 以下である。
（４）引火点が２０℃以上である。
（５）１０％残油残留炭素分が１．０％以下である。
（６）３０℃での動粘度が１．５〜８．０ｃｓｔである。
（７）曇り点が＋１０℃以下、流動点が＋５℃以下、目詰まり点が＋１０℃以下である。
（８）液体で、１気圧、１５℃における熱容量が、２．５ｋＪ／ｋｇ・℃以下である。
（９）蒸発潜熱が、３５０ｋＪ／ｋｇ以下である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内容をさらに詳細に説明する。
本発明において、特定の組成を有し、かつ特定の蒸留性状を有する炭化水素化合物とは、飽和分（Ｖ（Ｓ））が５０容量％以上、全芳香族分（Ｖ（Ｔ−Ａｒ））が５０容量％以下、１環芳香族（Ｖ（１−Ａｒ））が３０容量％以下、２環芳香族（Ｖ（２−Ａｒ））が１５容量％以下、３環以上芳香族（Ｖ（３−Ａｒ））が１０容量％以下、オレフィン分（Ｖ（Ｏ））が５容量％以下であり、蒸留初留点が１３０℃以上の炭化水素化合物である。以下、これらを個別に説明する。
【００１４】
Ｖ（Ｓ）は、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多いこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いことなどから、５０容量％以上であり、７０容量％以上であることが好ましく、８０容量％以上であることが最も好ましい。
【００１５】
Ｖ（Ｔ−Ａｒ）は、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多いこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いこと、改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間持続できることなどから、５０容量％以下であり、４０容量％以下であることが好ましく、３０容量％以下であることがより好ましく、２０容量％以下であることが最も好ましい。
【００１６】
Ｖ（１−Ａｒ）は、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多いこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いこと、改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間持続できることなどから、３０容量％以下であり、２０容量％以下であることが好ましく、１５容量％以下であることが最も好ましい。
【００１７】
Ｖ（２−Ａｒ）は、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多いこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いこと、改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間持続できることなどから、１５容量％以下であり、１０容量％以下であることが好ましく、５容量％以下であることがより好ましく、３容量％以下であることが最も好ましい。
【００１８】
Ｖ（３−Ａｒ）は、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多いこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いこと、改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間持続できることなどから、１０容量％以下であり、５容量％以下であることが好ましく、３容量％以下であり、１容量％以下であることが最も好ましい。
【００１９】
Ｖ（Ｏ）は、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多いこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いこと、貯蔵安定性に優れることなどから、５容量％以下であり、１容量％以下であることが好ましく、１容量％以下であることがより好ましく、０．５容量％以下であることが最も好ましい。
【００２０】
上記のＶ（Ｓ）、Ｖ（Ｔ−Ａｒ）、Ｖ（１−Ａｒ）、Ｖ（２−Ａｒ）、Ｖ（３−Ａｒ）、及びＶ（Ｏ）は、全てＪＰＩ−５Ｓ−４９−９７に定めるＨＰＬＣ法により測定される値である。
【００２１】
また、本発明の燃料の硫黄分含有量については何ら制限はないが、改質触媒、水性ガスシフト反応触媒、一酸化炭素除去触媒、燃料電池スタック等、燃料電池システムの劣化が小さく初期性能が長時間持続できることなどから、燃料全量基準で、５００質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、３００質量ｐｐｍ以下であることがより好ましく、５０質量ｐｐｍ以下であることがさらにより好ましく、１０質量ｐｐｍ以下であることがさらにより好ましく、１質量ｐｐｍ未満であることが最も好ましい。
【００２２】
そして、上記硫黄分の好ましい範囲と上記特定の組成の好ましい範囲が二つながらに満足することが、改質触媒、水性ガスシフト反応触媒、一酸化炭素除去触媒、燃料電池スタック等、燃料電池システムの劣化が小さく初期性能が長時間持続できることから、最も好ましい。
【００２３】
ここで、硫黄分とは、１質量ｐｐｍ以上の場合、ＪＩＳ Ｋ ２５４１「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」により測定される硫黄分を、１質量ｐｐｍ未満の場合、ＡＳＴＭ Ｄ４０４５−９６ 「Standard Test Method for Sulfur in Petroleum Products by Hydrogenolysis and Rateometric Colorimetry 」により測定される硫黄分を意味している。
【００２４】
また、本発明において、蒸留性状は蒸留初留点が１３０℃以上である点を除いて何ら制限されないが、蒸留初留点が１３０℃以上であることが好ましく、１３０℃以上２５０℃以下がより好ましく、１４５℃以上２５０℃以下が最も好ましい。
【００２５】
蒸留初留点が低いと、引火性が高くなり、また蒸発ガス（ＴＨＣ）が発生し易くなり、取扱性に問題がある。上記規定値より低いと、引火性が高くなり、また蒸発ガス（ＴＨＣ）が発生し易くなり、取扱性に問題がある。
【００２６】
また、本発明の燃料の炭化水素化合物分の蒸留初留点以外の蒸留性状は、１０容量％留出温度（Ｔ10）が１４０℃以上２９０℃以下が好ましく、５０容量％留出温度（Ｔ50）が２１０℃以上３００℃以下がより好ましく、９０容量％留出温度（Ｔ90）が２４０℃以上３９０℃以下が好ましく、２４０℃以上３６０℃以下がより好ましく、２４０℃以上３３０℃以下がさらにより好ましく、２４０℃以上３１０℃以下が最も好ましく、９５容量％留出温度（Ｔ95）が２５０℃以上４００℃以下が好ましく、２５０℃以上３８０℃以下がより好ましく、２５０℃以上３２０℃以下が最も好ましく、蒸留終点が２６０℃以上４１０℃以下が好ましく、２６０℃以上３９０℃以下がより好ましく、２６０℃以上３４０℃以下が最も好ましい。
１０容量％留出温度（Ｔ10）が低いと、引火性が高くなり、また蒸発ガス（ＴＨＣ）が発生し易くなり、取扱性に問題がある。
【００２７】
一方、９０容量％留出温度（Ｔ90）、９５容量％留出温度（Ｔ95）及び蒸留終点の上限値は、重量当りの発電量が多い、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多い、燃料電池システム全体としての燃費が良い、排出ガス中のＴＨＣが少ない、システムの起動時間が短い、改質触媒の劣化が小さく初期性能が持続できるなどの点から規定される。
【００２８】
なお、上記した蒸留初留点（初留点０）、１０容量％留出温度（Ｔ10）、５０容量％留出温度（Ｔ50）、９０容量％留出温度（Ｔ90）、９５容量％留出温度（Ｔ95）、及び蒸留終点は、ＪＩＳ Ｋ ２２５４「石油製品−蒸留試験方法」によって測定される蒸留性状である。
【００２９】
また、本発明の密度については何ら制限はないが、重量当りの発電量が多く、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多く、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いことなどから、改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間持続できるなどの点から、１５℃で０．８９ｇ／ｃｍ3 以下のものが好ましく、０．８７ｇ／ｃｍ3 以下のものがより好ましく、０．８５ｇ／ｃｍ3 以下のものがさらにより好ましく、０．８３ｇ／ｃｍ3 以下のものが最も好ましい。
なお、１５℃での密度は、ＪＩＳ Ｋ ２２４９「原油及び石油製品の密度試験方法並びに密度・質量・容量換算表」により測定される。
【００３０】
また、本発明の引火点については何ら制限はないが、引火性の点から、２０℃以上であるものが好ましく、４５℃以上であるものがより好ましく、６０℃以上であるものがより好ましい。
なお、引火点は、ＪＩＳ Ｋ ２２６５の「原油及び石油製品−引火点試験方法」によって測定される。
【００３１】
また、本発明のセタン指数、及びセタン価については何ら制限はないが、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多いこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いこと、改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間持続できることなどから、セタン指数は３０以上であるものが好ましく、４５以上であるものがより好ましく、５０以上であるものがさらに好ましく、５５以上であるものが最も好ましい。また、セタン価は２０以上であるものが好ましく、４６以上であるものがより好ましく、５０以上であるものが最も好ましい。
なお、セタン指数、及びセタン価は、ＪＩＳ Ｋ ２２８０「セタン価試験方法、セタン指数の算出方法」によって測定・算出される。
【００３２】
また、本発明の残留炭素分については何ら制限はないが、改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間持続できることなどから、１０％残油残留炭素分が１．０％以下であるものが好ましく、０．１０％以下であるものがより好ましく、０．０５％以下であるものが最も好ましい。
なお、残留炭素分は、ＪＩＳ Ｋ ２２７０「残留炭素分試験方法」によって測定される。
【００３３】
また、本発明の動粘度については何ら制限はないが、３０℃での動粘度が１．５〜８．０ｃｓｔであるものが好ましく、１．５〜５．０ｃｓｔであるものが最も好ましい。
なお、動粘度は、ＪＩＳ Ｋ ２２８３「動粘度試験方法」によって測定される。
【００３４】
また、本発明の低温流動性については何ら制限はないが、取り扱い性などから、曇り点は＋１０℃以下であるものが好ましく、＋５℃以下であるものがより好ましく、０℃以下であるものがさらに好ましく、−５℃以下であるものが更に好ましく、−１０℃以下であるものが最も好ましい。また、流動点は＋５℃以下であるものが好ましく、−２．５℃以下であるものがより好ましく、−７．５℃以下であるものがさらに好ましく、−２０℃以下であるものが更に好ましく、−３０℃以下であるものが最も好ましい。また、目詰まり点は＋１０℃以下であるものが好ましく、−１℃以下であるであるものがより好ましく、−５℃以下であるものが更に好ましく、−１２℃以下であるものが更に好ましく、−１９℃以下であるものが最も好ましい。
【００３５】
なお、曇り点、流動点は、ＪＩＳ Ｋ ２２６９「曇り点試験方法、流動点試験方法」によって測定され、目詰まり点は、ＪＩＳ Ｋ ２２８８「目詰まり点試験方法」によって測定される。
【００３６】
また、本発明において、燃料の熱容量については何ら制限はないが、燃料電池システム全体としての燃費が良いことから、液体で、１気圧、１５℃における熱容量が、２．５ｋＪ／ｋｇ・℃以下が好ましい。
【００３７】
また、本発明において、燃料の蒸発潜熱については何ら制限はないが、燃料電池システム全体としての燃費が良いことから、蒸発潜熱が、３５０ｋＪ／ｋｇ以下が好ましい。
【００３８】
これら熱容量及び蒸発潜熱は、水熱量計、氷熱量計、真空熱量計、断熱熱量計等の熱量計によって測定される。
【００３９】
本発明の燃料の製造方法については、特に制限はない。具体的には例えば、原油を蒸留して得られる軽油留分を脱硫した脱硫軽油、原油を蒸留して得られる重質軽油、天然ガス等を一酸化炭素と水素に分解した後にＦ−Ｔ（Fischer-Tropsch ）合成で得られるＧＴＬ（Gas to Liquids）軽油、減圧留出油等を水素化脱硫・分解して得られる軽油相当留分、減圧留出油を水素化脱硫・分解して得られる水素化分解軽油、重油・残油等を直接脱硫の後に得られる重油直接脱硫軽油、残油・減圧留出油等を接触分解して得られる接触分解軽油、等の基材を1 種または２種以上を用いて製造される。
【００４０】
これらの中でも、本発明の燃料の製造基材として好ましいものとしては、脱硫灯油、脱硫軽油、ＧＴＬ軽油、水素化分解軽油等が挙げられる。
【００４１】
本発明の燃料電池システム用燃料には、低温流動性の改善のために流動性向上剤、セタン価の向上のためにセタン価向上剤、潤滑性の向上のために潤滑性向上剤等の添加剤を添加することもできる。
【００４２】
改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間維持できることから、流動性向上剤は１０００ｐｐｍ以下が好ましく、５００ｐｐｍ以下がより好ましく、３００ｐｐｍ以下がより好ましく、２００ｐｐｍ以下が最も好ましい。同様の理由により、セタン価向上剤は５０００ｐｐｍ以下が好ましく、３０００ｐｐｍ以下がより好ましく、１０００ｐｐｍ以下が最も好ましい。同様の理由により潤滑性向上剤は２００ｐｐｍ以下が好ましく、１００ｐｐｍ以下がより好ましく、５０ｐｐｍ以下が最も好ましい。
【００４３】
本発明の燃料は、燃料電池システム用燃料として用いられる。本発明でいう燃料電池システムには、燃料の改質器、一酸化炭素浄化装置、燃料電池等が含まれるが、本発明の燃料は如何なる燃料電池システムにも好適に用いられる。
【００４４】
燃料の改質器は、燃料を改質して燃料電池の燃料である水素を得るためのものである。改質器としては、具体的には、例えば、
（１）加熱気化した燃料と水蒸気を混合し、銅、ニッケル、白金、ルテニウム等の触媒中で加熱反応させることにより、水素を主成分とする生成物を得る水蒸気改質型改質器、
（２）加熱気化した燃料を空気と混合し、銅、ニッケル、白金、ルテニウム等の触媒中または無触媒で反応させることにより、水素を主成分とする生成物を得る部分酸化型改質器、
（３）加熱気化した燃料を水蒸気及び空気と混合し、銅、ニッケル、白金、ルテニウム等の触媒層前段にて、（２）の部分酸化型改質を行ない、後段にて部分酸化反応の熱発生を利用して、（１）の水蒸気型改質を行なうことにより、水素を主成分とする生成物を得る部分酸化・水蒸気改質型改質器、
等が挙げられる。
【００４５】
一酸化炭素浄化装置とは、上記の改質装置で生成されたガスに含まれ、燃料電池の触媒毒となる一酸化炭素の除去を行なうものであり、具体的には、
（１）改質ガスと加熱気化した水蒸気を混合し、銅、ニッケル、白金、ルテニウム等の触媒中で反応させることにより、一酸化炭素と水蒸気より二酸化炭素と水素を生成物として得る水性ガスシフト反応器、
（２）改質ガスを圧縮空気と混合し、白金、ルテニウム等の触媒中で反応させることにより、一酸化炭素を二酸化炭素に変換する選択酸化反応器等が挙げられ、これらを単独または組み合わせて使用される。
【００４６】
燃料電池としては、具体的には、例えば、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）、リン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）、溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）等が挙げられる。
【００４７】
また、上記したような燃料電池システムは、電気自動車、従来エンジンと電気のハイブリッド自動車、可搬型電源、分散型電源、家庭用電源、コージェネレーションシステム等に用いられる。
【００４８】
【実施例】
実施例および比較例の各燃料に用いた基材（軽油）の性状等を表１に示す。
【００４９】
【表１】
実施例および比較例に用いた各燃料の組成と性状等を表２及び表３に示す。
【００５０】
【表２】
【００５１】
【表３】
これら各燃料について、燃料電池システム評価試験、蒸発ガス試験、貯蔵安定性試験を行なった。
【００５２】
燃料電池システム評価試験
（１）水蒸気改質型
燃料と水を電気加熱により気化させ、貴金属系触媒を充填し電気ヒーターで所定の温度に維持した改質器に導き、水素分に富む改質ガスを発生させた。
改質器の温度は、試験の初期段階において改質が完全に行なわれる最低の温度（改質ガスにＴＨＣが含まれない最低温度）とした。
改質ガスを水蒸気と共に一酸化炭素処理装置（水性ガスシフト反応）に導き、改質ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変換した後、生成したガスを固体高分子型燃料電池に導き発電を行なった。
評価に用いた水蒸気改質型の燃料電池システムのフローチャートを図１に示す。
【００５３】
（２）部分酸化型
燃料を電気加熱により気化させ、予熱した空気と共に貴金属系触媒を充填し電気ヒーターで１２５０℃に維持した改質器に導き、水素分に富む改質ガスを発生させた。
改質ガスを水蒸気と共に一酸化炭素処理装置（水性ガスシフト反応）に導き、改質ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変換した後、生成したガスを固体高分子型燃料電池に導き発電を行なった。
評価に用いた部分酸化型の燃料電池システムのフローチャートを図２に示す。
【００５４】
（３）評価方法
評価試験開始直後に改質器から発生する改質ガス中のＨ2 、ＣＯ、ＣＯ2 、ＴＨＣ量について測定を行った。同じく、評価試験開始直後に一酸化炭素処理装置から発生する改質ガス中のＨ2 、ＣＯ、ＣＯ2 、ＴＨＣ量について測定を行った。
評価試験開始直後および開始２４時間後の燃料電池における発電量、燃料消費量、並びに燃料電池から排出されるＣＯ2 量について測定を行なった。
各燃料を所定の改質器温度にまで導くために要する熱量（予熱量）は、熱容量、蒸発潜熱から計算した。
また、これら測定値・計算値および燃料発熱量から、改質触媒の性能劣化割合（試験開始２４時間後の発電量／試験開始直後の発電量）、熱効率（試験開始直後の発電量／燃料発熱量）、予熱量割合（予熱量／発電量）を計算した。
【００５５】
貯蔵安定度試験
各燃料を１４９℃に加熱、全酸価、ＡＳＴＭ色の評価を行なった。
各測定値・計算値を表４に示す。
【００５６】
【表４】
【００５７】
【発明の効果】
上記の通り、特定の組成と蒸留性状の炭化水素化合物からなる燃料を燃料電池に用いることにより、性能劣化割合の少ない電気エネルギーを高出力で得ることができる他、燃料電池用として各種性能を満足する燃料であることが分る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の燃料電池システム用燃料の評価に用いた水蒸気改質型燃料電池システムのフローチャート。
【図２】 本発明の燃料電池システム用燃料の評価に用いた部分酸化型燃料電池システムのフローチャート。
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池システムに用いられる燃料に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、将来の地球環境に対する危機感の高まりから、地球にやさしいエネルギー供給システムの開発が求められている。特に、地球温暖化防止のためのＣＯ2 低減、ＴＨＣ（排出ガス中の未反応の炭化水素）、ＮＯｘ、ＰＭ（排出ガス中の粒子状物質：すす、燃料・潤滑油の高沸点・高分子の未燃成分）等有害物質の低減を、高度に達成することが要求されている。そのシステムの具体例としては、従来のオットー・ディーゼルシステムに代わる自動車動力システム、あるいは火力に代わる発電システムが挙げられる。
【０００３】
そこで、理想に近いエネルギー効率を持ち、基本的にはＨ2 ＯとＣＯ2 しか排出しない燃料電池が、社会の要望に応えるにもっとも有望なシステムと期待されている。そして、このようなシステムの達成のためには、機器の技術開発だけではなく、それに最適な燃料の開発が必要不可欠である。
【０００４】
従来、燃料電池システム用の燃料としては、水素、メタノール、炭化水素系燃料が考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
燃料電池システム用の燃料として、水素は、特別の改質装置を必要としない点で有利であるが、常温で気体のため、貯蔵性並びに車両等への搭載性に問題があり、供給に特別な設備が必要である。また引火の危険性も高く取り扱いに注意が必要である。
【０００６】
一方、メタノールは、水素への改質が比較的容易である点で有利であるが、重量あたりの発電量が小さく、有毒のため取り扱いにも注意が必要である。また、腐食性があるため、貯蔵・供給に特殊な設備が必要である。
【０００７】
このように、燃料電池システムの能力を充分に発揮させるための燃料は未だ開発されていない。特に、燃料電池システム用燃料としては、重量当たりの発電量が多いこと、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多いこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、蒸発ガス（エバポエミッション）が少ないこと、改質触媒、水性ガスシフト反応触媒、一酸化炭素除去触媒、燃料電池スタック等、燃料電池システムの劣化が小さく初期性能が長時間持続できること、システムの起動時間が短いこと、貯蔵安定性や引火点など取り扱い性が良好なことなどが求められる。
【０００８】
なお、燃料電池システムでは、燃料および改質器を所定の温度に保つことが必要なため、発電量からそれに必要な熱量（予熱及び反応に伴う吸発熱をバランスさせる熱量）を差し引いた発電量が、燃料電池システム全体の発電量となる。したがって、燃料を改質させるために必要な温度が低い方が予熱量が小さく有利になり、システムの起動時間も短く有利になり、また燃料の予熱に必要な重量当りの熱量が小さいことも必要である。予熱が十分でない場合、排出ガス中に未反応の炭化水素（ＴＨＣ）が多くなり、重量当りの発電量を低下させるだけでなく、大気汚染の原因となる可能性がある。逆に言えば、同一システムを同一温度で稼働させた場合に、排出ガス中のＴＨＣが少なく、水素への変換率が高い方が有利である。
【０００９】
本発明は、このような状況を鑑み、上記したような要求性状をバランス良く満たした燃料電池システムに適した燃料を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、特定の組成を有する炭化水素化合物からなる燃料が、燃料電池システムに適していることを見出した。
【００１１】
すなわち、本発明に係る燃料電池システム用燃料は、
（１）飽和分が５０容量％以上、芳香族分が５０容量％以下、１環芳香族が３０容量％以下、２環芳香族が１５容量％以下、３環以上芳香族が１０容量％以下、オレフィン分が５容量％以下であり、蒸留初留点が１６０℃以上２５０℃以下、硫黄分含有量が８４質量ｐｐｍ以下、セタン指数が３０以上、セタン価が２０以上である炭化水素化合物からなる。
【００１２】
上記特定の組成の炭化水素化合物からなる燃料は、更に、以下のような付加的要件を満たすものがより好ましい。
（２）蒸留初留点が１６０℃以上２５０℃以下、１０容量％留出温度が１８４．５℃以上２９０℃以下、９０容量％留出温度が２４０℃以上３９０℃以下、９５容量％留出温度が２５０℃以上４００℃以下、蒸留終点が２６０℃以上４１０℃以下の蒸留性状である。
（３）１５℃での密度が、０．８９ｇ／ｃｍ3 以下である。
（４）引火点が２０℃以上である。
（５）１０％残油残留炭素分が１．０％以下である。
（６）３０℃での動粘度が１．５〜８．０ｃｓｔである。
（７）曇り点が＋１０℃以下、流動点が＋５℃以下、目詰まり点が＋１０℃以下である。
（８）液体で、１気圧、１５℃における熱容量が、２．５ｋＪ／ｋｇ・℃以下である。
（９）蒸発潜熱が、３５０ｋＪ／ｋｇ以下である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内容をさらに詳細に説明する。
本発明において、特定の組成を有し、かつ特定の蒸留性状を有する炭化水素化合物とは、飽和分（Ｖ（Ｓ））が５０容量％以上、全芳香族分（Ｖ（Ｔ−Ａｒ））が５０容量％以下、１環芳香族（Ｖ（１−Ａｒ））が３０容量％以下、２環芳香族（Ｖ（２−Ａｒ））が１５容量％以下、３環以上芳香族（Ｖ（３−Ａｒ））が１０容量％以下、オレフィン分（Ｖ（Ｏ））が５容量％以下であり、蒸留初留点が１３０℃以上の炭化水素化合物である。以下、これらを個別に説明する。
【００１４】
Ｖ（Ｓ）は、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多いこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いことなどから、５０容量％以上であり、７０容量％以上であることが好ましく、８０容量％以上であることが最も好ましい。
【００１５】
Ｖ（Ｔ−Ａｒ）は、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多いこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いこと、改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間持続できることなどから、５０容量％以下であり、４０容量％以下であることが好ましく、３０容量％以下であることがより好ましく、２０容量％以下であることが最も好ましい。
【００１６】
Ｖ（１−Ａｒ）は、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多いこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いこと、改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間持続できることなどから、３０容量％以下であり、２０容量％以下であることが好ましく、１５容量％以下であることが最も好ましい。
【００１７】
Ｖ（２−Ａｒ）は、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多いこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いこと、改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間持続できることなどから、１５容量％以下であり、１０容量％以下であることが好ましく、５容量％以下であることがより好ましく、３容量％以下であることが最も好ましい。
【００１８】
Ｖ（３−Ａｒ）は、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多いこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いこと、改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間持続できることなどから、１０容量％以下であり、５容量％以下であることが好ましく、３容量％以下であり、１容量％以下であることが最も好ましい。
【００１９】
Ｖ（Ｏ）は、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多いこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いこと、貯蔵安定性に優れることなどから、５容量％以下であり、１容量％以下であることが好ましく、１容量％以下であることがより好ましく、０．５容量％以下であることが最も好ましい。
【００２０】
上記のＶ（Ｓ）、Ｖ（Ｔ−Ａｒ）、Ｖ（１−Ａｒ）、Ｖ（２−Ａｒ）、Ｖ（３−Ａｒ）、及びＶ（Ｏ）は、全てＪＰＩ−５Ｓ−４９−９７に定めるＨＰＬＣ法により測定される値である。
【００２１】
また、本発明の燃料の硫黄分含有量については何ら制限はないが、改質触媒、水性ガスシフト反応触媒、一酸化炭素除去触媒、燃料電池スタック等、燃料電池システムの劣化が小さく初期性能が長時間持続できることなどから、燃料全量基準で、５００質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、３００質量ｐｐｍ以下であることがより好ましく、５０質量ｐｐｍ以下であることがさらにより好ましく、１０質量ｐｐｍ以下であることがさらにより好ましく、１質量ｐｐｍ未満であることが最も好ましい。
【００２２】
そして、上記硫黄分の好ましい範囲と上記特定の組成の好ましい範囲が二つながらに満足することが、改質触媒、水性ガスシフト反応触媒、一酸化炭素除去触媒、燃料電池スタック等、燃料電池システムの劣化が小さく初期性能が長時間持続できることから、最も好ましい。
【００２３】
ここで、硫黄分とは、１質量ｐｐｍ以上の場合、ＪＩＳ Ｋ ２５４１「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」により測定される硫黄分を、１質量ｐｐｍ未満の場合、ＡＳＴＭ Ｄ４０４５−９６ 「Standard Test Method for Sulfur in Petroleum Products by Hydrogenolysis and Rateometric Colorimetry 」により測定される硫黄分を意味している。
【００２４】
また、本発明において、蒸留性状は蒸留初留点が１３０℃以上である点を除いて何ら制限されないが、蒸留初留点が１３０℃以上であることが好ましく、１３０℃以上２５０℃以下がより好ましく、１４５℃以上２５０℃以下が最も好ましい。
【００２５】
蒸留初留点が低いと、引火性が高くなり、また蒸発ガス（ＴＨＣ）が発生し易くなり、取扱性に問題がある。上記規定値より低いと、引火性が高くなり、また蒸発ガス（ＴＨＣ）が発生し易くなり、取扱性に問題がある。
【００２６】
また、本発明の燃料の炭化水素化合物分の蒸留初留点以外の蒸留性状は、１０容量％留出温度（Ｔ10）が１４０℃以上２９０℃以下が好ましく、５０容量％留出温度（Ｔ50）が２１０℃以上３００℃以下がより好ましく、９０容量％留出温度（Ｔ90）が２４０℃以上３９０℃以下が好ましく、２４０℃以上３６０℃以下がより好ましく、２４０℃以上３３０℃以下がさらにより好ましく、２４０℃以上３１０℃以下が最も好ましく、９５容量％留出温度（Ｔ95）が２５０℃以上４００℃以下が好ましく、２５０℃以上３８０℃以下がより好ましく、２５０℃以上３２０℃以下が最も好ましく、蒸留終点が２６０℃以上４１０℃以下が好ましく、２６０℃以上３９０℃以下がより好ましく、２６０℃以上３４０℃以下が最も好ましい。
１０容量％留出温度（Ｔ10）が低いと、引火性が高くなり、また蒸発ガス（ＴＨＣ）が発生し易くなり、取扱性に問題がある。
【００２７】
一方、９０容量％留出温度（Ｔ90）、９５容量％留出温度（Ｔ95）及び蒸留終点の上限値は、重量当りの発電量が多い、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多い、燃料電池システム全体としての燃費が良い、排出ガス中のＴＨＣが少ない、システムの起動時間が短い、改質触媒の劣化が小さく初期性能が持続できるなどの点から規定される。
【００２８】
なお、上記した蒸留初留点（初留点０）、１０容量％留出温度（Ｔ10）、５０容量％留出温度（Ｔ50）、９０容量％留出温度（Ｔ90）、９５容量％留出温度（Ｔ95）、及び蒸留終点は、ＪＩＳ Ｋ ２２５４「石油製品−蒸留試験方法」によって測定される蒸留性状である。
【００２９】
また、本発明の密度については何ら制限はないが、重量当りの発電量が多く、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多く、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いことなどから、改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間持続できるなどの点から、１５℃で０．８９ｇ／ｃｍ3 以下のものが好ましく、０．８７ｇ／ｃｍ3 以下のものがより好ましく、０．８５ｇ／ｃｍ3 以下のものがさらにより好ましく、０．８３ｇ／ｃｍ3 以下のものが最も好ましい。
なお、１５℃での密度は、ＪＩＳ Ｋ ２２４９「原油及び石油製品の密度試験方法並びに密度・質量・容量換算表」により測定される。
【００３０】
また、本発明の引火点については何ら制限はないが、引火性の点から、２０℃以上であるものが好ましく、４５℃以上であるものがより好ましく、６０℃以上であるものがより好ましい。
なお、引火点は、ＪＩＳ Ｋ ２２６５の「原油及び石油製品−引火点試験方法」によって測定される。
【００３１】
また、本発明のセタン指数、及びセタン価については何ら制限はないが、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ2 発生量当たりの発電量が多いこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いこと、改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間持続できることなどから、セタン指数は３０以上であるものが好ましく、４５以上であるものがより好ましく、５０以上であるものがさらに好ましく、５５以上であるものが最も好ましい。また、セタン価は２０以上であるものが好ましく、４６以上であるものがより好ましく、５０以上であるものが最も好ましい。
なお、セタン指数、及びセタン価は、ＪＩＳ Ｋ ２２８０「セタン価試験方法、セタン指数の算出方法」によって測定・算出される。
【００３２】
また、本発明の残留炭素分については何ら制限はないが、改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間持続できることなどから、１０％残油残留炭素分が１．０％以下であるものが好ましく、０．１０％以下であるものがより好ましく、０．０５％以下であるものが最も好ましい。
なお、残留炭素分は、ＪＩＳ Ｋ ２２７０「残留炭素分試験方法」によって測定される。
【００３３】
また、本発明の動粘度については何ら制限はないが、３０℃での動粘度が１．５〜８．０ｃｓｔであるものが好ましく、１．５〜５．０ｃｓｔであるものが最も好ましい。
なお、動粘度は、ＪＩＳ Ｋ ２２８３「動粘度試験方法」によって測定される。
【００３４】
また、本発明の低温流動性については何ら制限はないが、取り扱い性などから、曇り点は＋１０℃以下であるものが好ましく、＋５℃以下であるものがより好ましく、０℃以下であるものがさらに好ましく、−５℃以下であるものが更に好ましく、−１０℃以下であるものが最も好ましい。また、流動点は＋５℃以下であるものが好ましく、−２．５℃以下であるものがより好ましく、−７．５℃以下であるものがさらに好ましく、−２０℃以下であるものが更に好ましく、−３０℃以下であるものが最も好ましい。また、目詰まり点は＋１０℃以下であるものが好ましく、−１℃以下であるであるものがより好ましく、−５℃以下であるものが更に好ましく、−１２℃以下であるものが更に好ましく、−１９℃以下であるものが最も好ましい。
【００３５】
なお、曇り点、流動点は、ＪＩＳ Ｋ ２２６９「曇り点試験方法、流動点試験方法」によって測定され、目詰まり点は、ＪＩＳ Ｋ ２２８８「目詰まり点試験方法」によって測定される。
【００３６】
また、本発明において、燃料の熱容量については何ら制限はないが、燃料電池システム全体としての燃費が良いことから、液体で、１気圧、１５℃における熱容量が、２．５ｋＪ／ｋｇ・℃以下が好ましい。
【００３７】
また、本発明において、燃料の蒸発潜熱については何ら制限はないが、燃料電池システム全体としての燃費が良いことから、蒸発潜熱が、３５０ｋＪ／ｋｇ以下が好ましい。
【００３８】
これら熱容量及び蒸発潜熱は、水熱量計、氷熱量計、真空熱量計、断熱熱量計等の熱量計によって測定される。
【００３９】
本発明の燃料の製造方法については、特に制限はない。具体的には例えば、原油を蒸留して得られる軽油留分を脱硫した脱硫軽油、原油を蒸留して得られる重質軽油、天然ガス等を一酸化炭素と水素に分解した後にＦ−Ｔ（Fischer-Tropsch ）合成で得られるＧＴＬ（Gas to Liquids）軽油、減圧留出油等を水素化脱硫・分解して得られる軽油相当留分、減圧留出油を水素化脱硫・分解して得られる水素化分解軽油、重油・残油等を直接脱硫の後に得られる重油直接脱硫軽油、残油・減圧留出油等を接触分解して得られる接触分解軽油、等の基材を1 種または２種以上を用いて製造される。
【００４０】
これらの中でも、本発明の燃料の製造基材として好ましいものとしては、脱硫灯油、脱硫軽油、ＧＴＬ軽油、水素化分解軽油等が挙げられる。
【００４１】
本発明の燃料電池システム用燃料には、低温流動性の改善のために流動性向上剤、セタン価の向上のためにセタン価向上剤、潤滑性の向上のために潤滑性向上剤等の添加剤を添加することもできる。
【００４２】
改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間維持できることから、流動性向上剤は１０００ｐｐｍ以下が好ましく、５００ｐｐｍ以下がより好ましく、３００ｐｐｍ以下がより好ましく、２００ｐｐｍ以下が最も好ましい。同様の理由により、セタン価向上剤は５０００ｐｐｍ以下が好ましく、３０００ｐｐｍ以下がより好ましく、１０００ｐｐｍ以下が最も好ましい。同様の理由により潤滑性向上剤は２００ｐｐｍ以下が好ましく、１００ｐｐｍ以下がより好ましく、５０ｐｐｍ以下が最も好ましい。
【００４３】
本発明の燃料は、燃料電池システム用燃料として用いられる。本発明でいう燃料電池システムには、燃料の改質器、一酸化炭素浄化装置、燃料電池等が含まれるが、本発明の燃料は如何なる燃料電池システムにも好適に用いられる。
【００４４】
燃料の改質器は、燃料を改質して燃料電池の燃料である水素を得るためのものである。改質器としては、具体的には、例えば、
（１）加熱気化した燃料と水蒸気を混合し、銅、ニッケル、白金、ルテニウム等の触媒中で加熱反応させることにより、水素を主成分とする生成物を得る水蒸気改質型改質器、
（２）加熱気化した燃料を空気と混合し、銅、ニッケル、白金、ルテニウム等の触媒中または無触媒で反応させることにより、水素を主成分とする生成物を得る部分酸化型改質器、
（３）加熱気化した燃料を水蒸気及び空気と混合し、銅、ニッケル、白金、ルテニウム等の触媒層前段にて、（２）の部分酸化型改質を行ない、後段にて部分酸化反応の熱発生を利用して、（１）の水蒸気型改質を行なうことにより、水素を主成分とする生成物を得る部分酸化・水蒸気改質型改質器、
等が挙げられる。
【００４５】
一酸化炭素浄化装置とは、上記の改質装置で生成されたガスに含まれ、燃料電池の触媒毒となる一酸化炭素の除去を行なうものであり、具体的には、
（１）改質ガスと加熱気化した水蒸気を混合し、銅、ニッケル、白金、ルテニウム等の触媒中で反応させることにより、一酸化炭素と水蒸気より二酸化炭素と水素を生成物として得る水性ガスシフト反応器、
（２）改質ガスを圧縮空気と混合し、白金、ルテニウム等の触媒中で反応させることにより、一酸化炭素を二酸化炭素に変換する選択酸化反応器等が挙げられ、これらを単独または組み合わせて使用される。
【００４６】
燃料電池としては、具体的には、例えば、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）、リン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）、溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）等が挙げられる。
【００４７】
また、上記したような燃料電池システムは、電気自動車、従来エンジンと電気のハイブリッド自動車、可搬型電源、分散型電源、家庭用電源、コージェネレーションシステム等に用いられる。
【００４８】
【実施例】
実施例および比較例の各燃料に用いた基材（軽油）の性状等を表１に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【表３】
【００５２】
燃料電池システム評価試験
（１）水蒸気改質型
燃料と水を電気加熱により気化させ、貴金属系触媒を充填し電気ヒーターで所定の温度に維持した改質器に導き、水素分に富む改質ガスを発生させた。
改質器の温度は、試験の初期段階において改質が完全に行なわれる最低の温度（改質ガスにＴＨＣが含まれない最低温度）とした。
改質ガスを水蒸気と共に一酸化炭素処理装置（水性ガスシフト反応）に導き、改質ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変換した後、生成したガスを固体高分子型燃料電池に導き発電を行なった。
評価に用いた水蒸気改質型の燃料電池システムのフローチャートを図１に示す。
【００５３】
（２）部分酸化型
燃料を電気加熱により気化させ、予熱した空気と共に貴金属系触媒を充填し電気ヒーターで１２５０℃に維持した改質器に導き、水素分に富む改質ガスを発生させた。
改質ガスを水蒸気と共に一酸化炭素処理装置（水性ガスシフト反応）に導き、改質ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変換した後、生成したガスを固体高分子型燃料電池に導き発電を行なった。
評価に用いた部分酸化型の燃料電池システムのフローチャートを図２に示す。
【００５４】
（３）評価方法
評価試験開始直後に改質器から発生する改質ガス中のＨ2 、ＣＯ、ＣＯ2 、ＴＨＣ量について測定を行った。同じく、評価試験開始直後に一酸化炭素処理装置から発生する改質ガス中のＨ2 、ＣＯ、ＣＯ2 、ＴＨＣ量について測定を行った。
評価試験開始直後および開始２４時間後の燃料電池における発電量、燃料消費量、並びに燃料電池から排出されるＣＯ2 量について測定を行なった。
各燃料を所定の改質器温度にまで導くために要する熱量（予熱量）は、熱容量、蒸発潜熱から計算した。
また、これら測定値・計算値および燃料発熱量から、改質触媒の性能劣化割合（試験開始２４時間後の発電量／試験開始直後の発電量）、熱効率（試験開始直後の発電量／燃料発熱量）、予熱量割合（予熱量／発電量）を計算した。
【００５５】
貯蔵安定度試験
各燃料を１４９℃に加熱、全酸価、ＡＳＴＭ色の評価を行なった。
各測定値・計算値を表４に示す。
【００５６】
【表４】
【発明の効果】
上記の通り、特定の組成と蒸留性状の炭化水素化合物からなる燃料を燃料電池に用いることにより、性能劣化割合の少ない電気エネルギーを高出力で得ることができる他、燃料電池用として各種性能を満足する燃料であることが分る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の燃料電池システム用燃料の評価に用いた水蒸気改質型燃料電池システムのフローチャート。
【図２】 本発明の燃料電池システム用燃料の評価に用いた部分酸化型燃料電池システムのフローチャート。
Claims (9)
- 飽和分が５０容量％以上、芳香族分が５０容量％以下、１環芳香族が３０容量％以下、２環芳香族が１５容量％以下、３環以上芳香族が１０容量％以下、オレフィン分が５容量％以下であり、蒸留初留点が１６０℃以上２５０℃以下、硫黄分含有量が８４質量ｐｐｍ以下、セタン指数が３０以上、セタン価が２０以上である炭化水素化合物からなる燃料電池システム用燃料。
- 蒸留初留点が１６０℃以上２５０℃以下、１０容量％留出温度が１８４．５℃以上２９０℃以下、９０容量％留出温度が２４０℃以上３９０℃以下、９５容量％留出温度が２５０℃以上４００℃以下、蒸留終点が２６０℃以上４１０℃以下の蒸留性状である請求項１に記載の燃料電池システム用燃料。
- １５℃での密度が、０．８９ｇ／ｃｍ3 以下である請求項１又は２に記載の燃料電池システム用燃料。
- 引火点が２０℃以上である請求項１〜３何れかに記載の燃料電池システム用燃料。
- １０％残油残留炭素分が１．０％以下である請求項１〜４何れかに記載の燃料電池システム用燃料。
- ３０℃での動粘度が１．５〜８．０ｃｓｔである請求項１〜５何れかに記載の燃料電池システム用燃料。
- 曇り点が＋１０℃以下、流動点が＋５℃以下、目詰まり点が＋１０℃以下である請求項１〜６何れかに記載の燃料電池システム用燃料。
- 液体で、１気圧、１５℃における熱容量が、２．５ｋＪ／ｋｇ・℃以下である請求項１〜７何れかに記載の燃料電池システム用燃料。
- 蒸発潜熱が、３５０ｋＪ／ｋｇ以下である請求項１〜８何れかに記載の燃料電池システム用燃料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001196341A JP4632281B2 (ja) | 2000-06-28 | 2001-06-28 | 燃料電池システム用燃料 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000195151 | 2000-06-28 | ||
| JP2000195153 | 2000-06-28 | ||
| JP2000-195153 | 2000-06-28 | ||
| JP2000-195151 | 2000-06-28 | ||
| JP2001196341A JP4632281B2 (ja) | 2000-06-28 | 2001-06-28 | 燃料電池システム用燃料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002083626A JP2002083626A (ja) | 2002-03-22 |
| JP4632281B2 true JP4632281B2 (ja) | 2011-02-16 |
Family
ID=27343887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001196341A Expired - Fee Related JP4632281B2 (ja) | 2000-06-28 | 2001-06-28 | 燃料電池システム用燃料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4632281B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4746826B2 (ja) * | 2003-06-05 | 2011-08-10 | 出光興産株式会社 | 燃料油組成物 |
| JP4556393B2 (ja) * | 2003-08-14 | 2010-10-06 | 富士電機ホールディングス株式会社 | 燃料改質器 |
| JP2008239916A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Cosmo Oil Co Ltd | 燃料電池用燃料油 |
| JP5393372B2 (ja) | 2008-09-25 | 2014-01-22 | 昭和シェル石油株式会社 | パラフィン主体の燃料電池システム用炭化水素燃料油 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0748101A (ja) * | 1993-08-02 | 1995-02-21 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 燃料電池用水素含有ガスの製造方法 |
| JP2001279274A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-10 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 燃料電池用燃料油、脱硫方法及び水素の製造方法 |
| JP2001279271A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 燃料電池用燃料油及び燃料電池用水素の製造方法 |
-
2001
- 2001-06-28 JP JP2001196341A patent/JP4632281B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0748101A (ja) * | 1993-08-02 | 1995-02-21 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 燃料電池用水素含有ガスの製造方法 |
| JP2001279271A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 燃料電池用燃料油及び燃料電池用水素の製造方法 |
| JP2001279274A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-10 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 燃料電池用燃料油、脱硫方法及び水素の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002083626A (ja) | 2002-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4583666B2 (ja) | 燃料電池システム用燃料 | |
| JPWO2002031090A1 (ja) | ガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料、並びにその貯蔵及び／または供給システム | |
| JP4598894B2 (ja) | 燃料電池システム用燃料 | |
| JP4598892B2 (ja) | 燃料電池システム用燃料 | |
| JP4632281B2 (ja) | 燃料電池システム用燃料 | |
| JP2004319400A (ja) | 燃料電池システム用燃料および燃料電池システム | |
| JP4598889B2 (ja) | 燃料電池システム用燃料 | |
| JP4598893B2 (ja) | 燃料電池システム用燃料 | |
| JP4601869B2 (ja) | 燃料電池システム用燃料 | |
| EP1273651A1 (en) | Fuel for use in fuel cell system | |
| JP4598890B2 (ja) | 燃料電池システム用燃料 | |
| JP4598898B2 (ja) | 燃料電池システム用燃料 | |
| US6837909B2 (en) | Fuel for use in a fuel cell system | |
| JP4598891B2 (ja) | 燃料電池システム用燃料 | |
| JP4598895B2 (ja) | 燃料電池システム用燃料 | |
| JP4598897B2 (ja) | 燃料電池システム用燃料 | |
| JP4598896B2 (ja) | 燃料電池システム用燃料 | |
| JP4548765B2 (ja) | 燃料電池システム用燃料 | |
| US20030105369A1 (en) | Fuel for use in a fuel cell system | |
| WO2002000814A1 (fr) | Combustible pour cellule electrochimique | |
| JP2004319403A (ja) | 燃料電池システム用燃料 | |
| JP2004027082A (ja) | 燃料電池システム用燃料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060919 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100323 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20100402 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100421 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100618 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100922 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101022 |
|
| 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: 20101110 |
|
| 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: 20101111 |
|
| 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: 20131126 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |