JP6534653B2 - 燃料電池用フィルター - Google Patents
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Description
[1]
気体の流入側に活性炭フィルター層、気体の排出側に帯電フィルター層が配設された燃料電池用フィルターにおいて、上記活性炭フィルター層の活性炭には、アルカリ性物質と酸化剤とを含有する添着剤が添着されてなることを特徴とする燃料電池用フィルター。
[2]
上記活性炭中のアルカリ性物質の濃度が1〜10質量%であり、酸化剤の濃度が1〜10質量%である[1]記載の燃料電池用フィルター。
[3]
上記酸化剤がハロゲン系酸化剤である[1]又は[2]記載の燃料電池用フィルター。
[4]
上記ハロゲン系酸化剤がヨウ化カリウムである[3]記載の燃料電池用フィルター。
下記フィルター材をそれぞれ用いて、薬剤が添着された活性炭フィルター層1、帯電フィルター層2及びウレタンフォーム層3を形成して、図2に示した構造の燃料電池用フィルターを作製した。この場合、帯電フィルター層2は下記帯電フィルター材を24枚積層して形成し、活性炭フィルター層1は下記活性炭フィルター材を24枚積層して形成し、ウレタンフォーム層3は下記ウレタンフォーム材料を4枚積層して形成した。
セル膜のない三次元網状骨格を有するポリウレタンフォーム(気孔数10個/インチ、厚さ5mm)の骨格に60メッシュの椰子殻活性炭を付着量300g/m2となるように固着させたもの((株)ブリヂストン製、DEOフィルター「OQ−10K」)。サイズはφ60mm、厚さ5mm
実施例1は、活性炭に対して、濃度3質量%炭酸カリウム,濃度2質量%ヨウ化カリウムとなる薬剤(添着剤)を用いる。
比較例1は、活性炭に対して、濃度6質量%炭酸カリウムとなる薬剤(添着剤)を用いる。
[帯電フィルター層2の材料]
φ64.3mm、厚さ0.5mmのポリプロピレン系エレクトレット不織布(東レファインケミカル(株)「SB050N」)
[ウレタンフォーム層3の材料]
セル膜のない三次元網状骨格を有するポリエーテル系ポリウレタンフォーム(気孔数50個/インチ)((株)ブリヂストン製、SFフィルター「QOK−50」)。サイズはφ63.6mm、厚さ5mm。
上記により得られた実施例1,比較例1の燃料電池用フィルターについて、下記の(I),(II)の2種類のエアー条件により、大気をフィルターの上流側から導入し、通過させ、帯電フィルター層が近傍に位置する気体の排出側のSO2の濃度から二酸化硫黄(SO2)除去率を計算した。その結果を下記の表1及び図3に示す。
・吸着測定機:ガステック社製校正ガス調製装置「パーミエーター」
条件:流量1L/min、SO2濃度10〜20ppm
(I) チッ素(N2)100%・相対湿度0%(ドライ条件)
(II) 大気・相対湿度30〜50%(実際の使用条件)
特に、エアー条件が、相対湿度30〜50%の場合には、SO2の除去時間が2倍以上となり、寿命効果がより大きくなる。
下記フィルター材をそれぞれ用いて、薬剤が添着された活性炭フィルター層1、帯電フィルター層2及びウレタンフォーム層3を形成して、図2に示した構造の燃料電池用フィルターを作製した。この場合、帯電フィルター層2は下記帯電フィルター材を24枚積層して形成し、活性炭フィルター層1は下記活性炭フィルター材を14枚積層して形成し、ウレタンフォーム層3は下記ウレタンフォーム材料を4枚積層して形成した。
セル膜のない三次元網状骨格を有するポリウレタンフォーム(気孔数10個/インチ、厚さ5mm)の骨格に60メッシュの椰子殻活性炭を付着量300g/m2となるように固着させたもの((株)ブリヂストン製、DEOフィルター「OQ−10K」)。サイズはφ14mm、厚さ5mm
実施例2は、活性炭に対して、濃度3質量%炭酸カリウム,濃度2質量%ヨウ化カリウムとなる薬剤(添着剤)を用いる。
比較例2は、活性炭に対して、濃度6質量%炭酸カリウムとなる薬剤(添着剤)を用いる。
[帯電フィルター層2の材料]
φ14.3mm、厚さ0.5mmのポリプロピレン系エレクトレット不織布(東レファインケミカル(株)「SB050N」)
[ウレタンフォーム層3の材料]
セル膜のない三次元網状骨格を有するポリエーテル系ポリウレタンフォーム(気孔数50個/インチ)((株)ブリヂストン製、SFフィルター「QOK−50」)。サイズはφ14.6mm、厚さ5mm。
上記により得られた実施例2,比較例2の燃料電池用フィルターについては、上記実施例1と同様に、ガステック社製校正ガス調製装置「パーミエーター」を使用し、下記のエアー条件により、大気をフィルターの上流側から導入し、通過させ、帯電フィルター層が近傍に位置する気体の排出側のSO2の濃度から二酸化硫黄(SO2)除去率を計算した。その結果を図4のグラフに示す。
・SO2濃度 ・・・ 500ppb
・ガス ・・・ チッ素(N2)ガス
・流量 ・・・ 1L/min
・空間速度 ・・・ 5600hr-1
2 帯電フィルター層
3 ウレタンフォーム層
Claims (4)
- 気体の流入側に活性炭フィルター層、気体の排出側に帯電フィルター層が配設され、該気体中の硫黄酸化物及び塵埃を除去する燃料電池用フィルターにおいて、
前記活性炭フィルター層の活性炭には、アルカリ性物質と酸化剤とによって構成された薬剤が添着されてなり、
前記酸化剤がハロゲン系酸化剤であり、
前記活性炭フィルター層と前記帯電フィルター層との間に、該帯電フィルター層よりも厚みの大きいウレタンフォーム層が配設された
燃料電池用フィルター。 - 前記ハロゲン系酸化剤がヨウ化カリウムである請求項1に記載する燃料電池用フィルター。
- 前記活性炭中のアルカリ性物質の濃度が1〜10質量%であり、前記ヨウ化カリウムの濃度が1〜10質量%である請求項2に記載する燃料電池用フィルター。
- 相対湿度が30%〜50%である大気下で用いられる請求項3に記載する燃料電池用フィルター。
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