JPH06295736A - 燃料電池装置 - Google Patents
燃料電池装置Info
- Publication number
- JPH06295736A JPH06295736A JP5084605A JP8460593A JPH06295736A JP H06295736 A JPH06295736 A JP H06295736A JP 5084605 A JP5084605 A JP 5084605A JP 8460593 A JP8460593 A JP 8460593A JP H06295736 A JPH06295736 A JP H06295736A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- reformer
- carbon dioxide
- fuel
- fuel cell
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 二酸化炭素を燃料に転換してリサイクルし、
二酸化炭素の環境放出量を低減し、同時に制御系を簡略
化して信頼性を高めた燃料電池を提供する。 【構成】 原料ガスを燃焼部３にて燃焼して改質器２を
加熱し、改質器２にて原料ガスと水蒸気より水素を生成
し、燃焼部３や改質器２が発生する二酸化炭素を上記水
素の一部を用いて触媒槽６によりメタノ−ルやメタン等
の燃料に転換する。この燃料を燃焼部３の原料としてリ
サイクルする。また、ＰＡＦＣ１の出力電力を用いて電
解槽７により水素を生成して触媒槽６に供給する。ま
た、定格運転を継続して電力需要の低いときには余剰電
力を用いて電解槽７により水素を生成して水素貯蔵器８
に蓄え、電力需要が高まったときにこれを使用する。
二酸化炭素の環境放出量を低減し、同時に制御系を簡略
化して信頼性を高めた燃料電池を提供する。 【構成】 原料ガスを燃焼部３にて燃焼して改質器２を
加熱し、改質器２にて原料ガスと水蒸気より水素を生成
し、燃焼部３や改質器２が発生する二酸化炭素を上記水
素の一部を用いて触媒槽６によりメタノ−ルやメタン等
の燃料に転換する。この燃料を燃焼部３の原料としてリ
サイクルする。また、ＰＡＦＣ１の出力電力を用いて電
解槽７により水素を生成して触媒槽６に供給する。ま
た、定格運転を継続して電力需要の低いときには余剰電
力を用いて電解槽７により水素を生成して水素貯蔵器８
に蓄え、電力需要が高まったときにこれを使用する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料電池、とくに燐酸型
燃料電池（以下、ＰＡＦＣと略す）に係り、その燃料改
質器部で発生する二酸化炭素をメタノ−ル等の燃料に変
換して利用し、二酸化炭素放出量を低減したＰＡＦＣに
関する。
燃料電池（以下、ＰＡＦＣと略す）に係り、その燃料改
質器部で発生する二酸化炭素をメタノ−ル等の燃料に変
換して利用し、二酸化炭素放出量を低減したＰＡＦＣに
関する。
【０００２】
【従来の技術】”化学と工業”誌のＶｏｌ．４４，Ｎ
ｏ．１０，Ｐ４１（１９９１）、仲西恒雄著「高効率ク
リ−ン発電の燃料電池の現状と将来」に記載のように、
ＰＡＦＣは火力発電に替る設備として、また、分散型電
源としても注目されている。また、低公害性がその大き
な特徴の一つであり、例えばＮＯｘの生成量は１０ｐｐ
ｍ以下と従来の熱機関による発電装置のＮＯｘ濃度より
２−３桁低い値が得られる。また、改質触媒を保護する
ための脱硫装置を装備しているためＳＯｘの発生量も極
めて少ない。また、ＰＡＦＣは発電効率が高いため他の
発電装置に比べ二酸化炭素の発生量も相対的に少なくな
っている。
ｏ．１０，Ｐ４１（１９９１）、仲西恒雄著「高効率ク
リ−ン発電の燃料電池の現状と将来」に記載のように、
ＰＡＦＣは火力発電に替る設備として、また、分散型電
源としても注目されている。また、低公害性がその大き
な特徴の一つであり、例えばＮＯｘの生成量は１０ｐｐ
ｍ以下と従来の熱機関による発電装置のＮＯｘ濃度より
２−３桁低い値が得られる。また、改質触媒を保護する
ための脱硫装置を装備しているためＳＯｘの発生量も極
めて少ない。また、ＰＡＦＣは発電効率が高いため他の
発電装置に比べ二酸化炭素の発生量も相対的に少なくな
っている。
【０００３】ＰＡＦＣでは、負極に供給した水素が電子
を放出して水素イオンとなって電解質中を移動し、これ
が正極に到達して正極に供給される酸素により水に変化
する反応を利用している。上記水素放出する電子が外部
回路に流れて電気エネルギ−を発生する。また、実際に
は水素ガスを直接供給することが困難なため、改質器に
より原料ガス（メタンを主成分とする天然ガス）やメタ
ノ−ルより水素を生成し、また、酸素の代わりに空気を
用いる場合が多い。
を放出して水素イオンとなって電解質中を移動し、これ
が正極に到達して正極に供給される酸素により水に変化
する反応を利用している。上記水素放出する電子が外部
回路に流れて電気エネルギ−を発生する。また、実際に
は水素ガスを直接供給することが困難なため、改質器に
より原料ガス（メタンを主成分とする天然ガス）やメタ
ノ−ルより水素を生成し、また、酸素の代わりに空気を
用いる場合が多い。
【０００４】図４は上記従来のＰＡＦＣの構成を示すブ
ロック図である。改質器２には流量調整弁を介して原料
ガスと水蒸気を供給して８００℃前後に加熱し、これら
を水素、二酸化炭素、一酸化炭素等に分解する。一酸化
炭素は燃料電池の触媒に悪影響を及ぼすため図４では省
略した変成器により二酸化炭素に変えられる。この水
素、水蒸気、二酸化炭素と空気はそれぞれの配管を介し
てＰＡＦＣ１に送られ直流電圧を発生する。インバ−タ
４はこの直流電圧を交流に変換し、制御装置５は外部か
らの電力要求量に基づいてインバ−タ４と各ガスの供給
量等を制御する。
ロック図である。改質器２には流量調整弁を介して原料
ガスと水蒸気を供給して８００℃前後に加熱し、これら
を水素、二酸化炭素、一酸化炭素等に分解する。一酸化
炭素は燃料電池の触媒に悪影響を及ぼすため図４では省
略した変成器により二酸化炭素に変えられる。この水
素、水蒸気、二酸化炭素と空気はそれぞれの配管を介し
てＰＡＦＣ１に送られ直流電圧を発生する。インバ−タ
４はこの直流電圧を交流に変換し、制御装置５は外部か
らの電力要求量に基づいてインバ−タ４と各ガスの供給
量等を制御する。
【０００５】また、上記改質器２を８００℃に加熱する
ため、改質器２が生成した水素の略２０％を改質器の燃
焼部３に送って空気と混合、燃焼し、外部に排気するよ
うにしている。したがって、水素利用率は平均で約８０
％程度である。また、ＰＡＦＣ１のスタ−ト時には水素
が無いため、改質器２で原料ガスを燃焼する。また、Ｐ
ＡＦＣ１は発電にともなって熱を発生し、電解質である
燐酸を加熱するので、水または空気により２００℃程度
の温度に冷却される。また、改質器燃焼部３の排ガスは
約５００℃程度の高温になるので、これを熱源として熱
交換器により冷暖房や給湯をまかなうコ−ジェネレ−シ
ョンシステムを構成したりしている。
ため、改質器２が生成した水素の略２０％を改質器の燃
焼部３に送って空気と混合、燃焼し、外部に排気するよ
うにしている。したがって、水素利用率は平均で約８０
％程度である。また、ＰＡＦＣ１のスタ−ト時には水素
が無いため、改質器２で原料ガスを燃焼する。また、Ｐ
ＡＦＣ１は発電にともなって熱を発生し、電解質である
燐酸を加熱するので、水または空気により２００℃程度
の温度に冷却される。また、改質器燃焼部３の排ガスは
約５００℃程度の高温になるので、これを熱源として熱
交換器により冷暖房や給湯をまかなうコ−ジェネレ−シ
ョンシステムを構成したりしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記都市ガスを燃料と
する場合のＰＡＦＣの発電量当りの二酸化炭素発生率は
約０．２６Ｎｍ3／ｋＷｈであり、これは都市ガスを燃
料とするガスエンジンの０．３７Ｎｍ3／ｋＷｈや、ガ
スタ−ビン式発電装置の０．４９Ｎｍ3／ｋＷｈよりも
少ない。なお、Ｎｍ3とは０℃、１気圧における１ノル
マル気体の体積（ｍ3）のことである。しかし、周知の
ように環境保全や化石燃料の消費節減等の観点から上記
二酸化炭素の放出量を可及的に低減することが強く望ま
れている。本発明の目的は、ＰＡＦＣから発生する二酸
化炭素を燃料に転換し、二酸化炭素の放出量を低減した
燃料電池を提供することにある。
する場合のＰＡＦＣの発電量当りの二酸化炭素発生率は
約０．２６Ｎｍ3／ｋＷｈであり、これは都市ガスを燃
料とするガスエンジンの０．３７Ｎｍ3／ｋＷｈや、ガ
スタ−ビン式発電装置の０．４９Ｎｍ3／ｋＷｈよりも
少ない。なお、Ｎｍ3とは０℃、１気圧における１ノル
マル気体の体積（ｍ3）のことである。しかし、周知の
ように環境保全や化石燃料の消費節減等の観点から上記
二酸化炭素の放出量を可及的に低減することが強く望ま
れている。本発明の目的は、ＰＡＦＣから発生する二酸
化炭素を燃料に転換し、二酸化炭素の放出量を低減した
燃料電池を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、上記改質器の燃焼部を原料ガスにより加熱し、上
記燃焼部と改質器が排出する２酸化炭素と上記燐酸型燃
料電池が排出する余剰水素を用いて燃料を生成するよう
にする。また、上記燐酸型燃料電池が発生する電力を用
いて水より水素を発生する電解槽を設け、上記電解槽が
発生した水素を上記燃料生成手段に供給するようにす
る。さらに、上記電解槽が発生する水素の貯蔵手段を設
け、上記水素貯蔵手段の水素を上記燃料生成手段に供給
するようにする。また、上記燃料生成手段はメタン、メ
タノ−ル等を生成するようにする。
めに、上記改質器の燃焼部を原料ガスにより加熱し、上
記燃焼部と改質器が排出する２酸化炭素と上記燐酸型燃
料電池が排出する余剰水素を用いて燃料を生成するよう
にする。また、上記燐酸型燃料電池が発生する電力を用
いて水より水素を発生する電解槽を設け、上記電解槽が
発生した水素を上記燃料生成手段に供給するようにす
る。さらに、上記電解槽が発生する水素の貯蔵手段を設
け、上記水素貯蔵手段の水素を上記燃料生成手段に供給
するようにする。また、上記燃料生成手段はメタン、メ
タノ−ル等を生成するようにする。
【０００８】
【作用】上記改質器の燃焼部の原料ガスの燃焼により、
燃焼部は２酸化炭素を排出する。上記燃焼部と改質器が
排出する２酸化炭素は燐酸型燃料電池の余剰水素により
メタン、メタノ−ル等の燃料に転換される。また、上記
電解槽は燐酸型燃料電池が発生する電力により水を分離
して水素を発生する。上記燃料生成手段は電解槽が発生
する水素と燃焼部と改質器の２酸化炭素とより燃料を生
成する。さらに、上記水素の貯蔵手段は電解槽が発生す
る水素を貯蔵し、これを燃料生成手段に供給する。
燃焼部は２酸化炭素を排出する。上記燃焼部と改質器が
排出する２酸化炭素は燐酸型燃料電池の余剰水素により
メタン、メタノ−ル等の燃料に転換される。また、上記
電解槽は燐酸型燃料電池が発生する電力により水を分離
して水素を発生する。上記燃料生成手段は電解槽が発生
する水素と燃焼部と改質器の２酸化炭素とより燃料を生
成する。さらに、上記水素の貯蔵手段は電解槽が発生す
る水素を貯蔵し、これを燃料生成手段に供給する。
【０００９】
〔実施例 １〕燃料電池の余剰水素を用いて二酸化炭素
を燃料に変換する手段を設けた一実施例を図１を用いて
説明する。図１は本発明によるＰＡＦＣ実施例のブロッ
ク図である。原料ガス（例えばメタンを主成分とする都
市ガス）と水蒸気は弁、配管を介して改質器２に送られ
略８００℃に加熱される。この結果、原料ガスは式
（１）二示す反応により組成比４：１の水素と二酸化炭
素に分解される。この二酸化炭素量はメタンの量と同じ
である。
を燃料に変換する手段を設けた一実施例を図１を用いて
説明する。図１は本発明によるＰＡＦＣ実施例のブロッ
ク図である。原料ガス（例えばメタンを主成分とする都
市ガス）と水蒸気は弁、配管を介して改質器２に送られ
略８００℃に加熱される。この結果、原料ガスは式
（１）二示す反応により組成比４：１の水素と二酸化炭
素に分解される。この二酸化炭素量はメタンの量と同じ
である。
【００１０】 ＣＨ4＋２Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋４Ｈ2 （１） なお、このとき同時に発生する一酸化炭素により燃料電
池の触媒が劣化するので、図１では省略した変成器によ
りこれを二酸化炭素に変換する。上記水素と二酸化炭素
と空気はそれぞれのブロア、配管を通ってＰＡＦＣ１に
送られ直流電力を発生する。インバ−タ４はこの直流を
交流に変換して外部に供給する。
池の触媒が劣化するので、図１では省略した変成器によ
りこれを二酸化炭素に変換する。上記水素と二酸化炭素
と空気はそれぞれのブロア、配管を通ってＰＡＦＣ１に
送られ直流電力を発生する。インバ−タ４はこの直流を
交流に変換して外部に供給する。
【００１１】従来装置では改質器２が出力する水素量を
１とすると、ＰＡＦＣで上記水素の８０％を消費し、２
０％を改質器２の燃焼部３に送ていた。また、二酸化炭
素は上記改質器２が出力する水素量の２５％程度発生し
ていた。本発明では上記その替わりに原料ガスを用いて
改質器を加熱する。燃焼部３に送る上記２０％の水素の
替わりに原料ガスを用いるので改質器２は二酸化炭素を
出力する。その量は改質器２が出力する水素量の７％な
ので、二酸化炭素の全量は上記従来装置の２５％から３
２％に増加する。
１とすると、ＰＡＦＣで上記水素の８０％を消費し、２
０％を改質器２の燃焼部３に送ていた。また、二酸化炭
素は上記改質器２が出力する水素量の２５％程度発生し
ていた。本発明では上記その替わりに原料ガスを用いて
改質器を加熱する。燃焼部３に送る上記２０％の水素の
替わりに原料ガスを用いるので改質器２は二酸化炭素を
出力する。その量は改質器２が出力する水素量の７％な
ので、二酸化炭素の全量は上記従来装置の２５％から３
２％に増加する。
【００１２】しかし、本発明では触媒槽６により上記３
２％の二酸化炭素をＰＡＦＣ１が出力する余剰水素によ
り式（２）のように反応させて、メタンやメタノ−ルに
転換するので、最終的な二酸化炭素放出量を改質器２が
出力する水素量の２５％程度に抑えることができる。す
なわち、燃焼部３にて原料ガスを燃焼させたにも拘らず
従来装置と同様な二酸化炭素放出量を維持することがで
きるのである。 ＣＯ2＋４Ｈ2→ＣＨ4＋２Ｈ2Ｏ ＣＯ2＋３Ｈ2→ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ （２）
２％の二酸化炭素をＰＡＦＣ１が出力する余剰水素によ
り式（２）のように反応させて、メタンやメタノ−ルに
転換するので、最終的な二酸化炭素放出量を改質器２が
出力する水素量の２５％程度に抑えることができる。す
なわち、燃焼部３にて原料ガスを燃焼させたにも拘らず
従来装置と同様な二酸化炭素放出量を維持することがで
きるのである。 ＣＯ2＋４Ｈ2→ＣＨ4＋２Ｈ2Ｏ ＣＯ2＋３Ｈ2→ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ （２）
【００１３】なお、メタン生成の場合はマグネタイトや
ロジウム、マンガン等を触媒に用い、メタノ−ル生成の
場合には銅、亜鉛、アルミナ等を用いる。また、上記二
酸化炭素の燃料転換に要する水素量は、メタン生成の場
合は二酸化炭素の４倍、メタノ−ル生成の場合は二酸化
炭素の３倍である。よって、メタノ−ル生成の場合の方
が水素消費量は少ない。
ロジウム、マンガン等を触媒に用い、メタノ−ル生成の
場合には銅、亜鉛、アルミナ等を用いる。また、上記二
酸化炭素の燃料転換に要する水素量は、メタン生成の場
合は二酸化炭素の４倍、メタノ−ル生成の場合は二酸化
炭素の３倍である。よって、メタノ−ル生成の場合の方
が水素消費量は少ない。
【００１４】また、従来装置装置では改質器２には原料
ガスを送り燃焼部３には水素を送ってその双方を外部負
荷に応じて制御する必要があったが、本発明では改質器
２と燃焼部３の双方を原料ガス送入量のみにより制御で
きるので、制御システムを簡略化することができる。さ
らに、式（２）に示したように触媒槽６が生成するＣＨ
3ＯＨ成分を燃焼部３の燃料に利用でき、とくに外部負
荷が低い場合には水素が余るのでこれを利用して二酸化
炭素をＣＨ3ＯＨに転換できるので二酸化炭素の放出量
をさらに低減することができる。要約すると、本発明に
より総合効率を低下することなくＰＡＦＣの負荷応答性
を改善し、同時にシステムを高信頼化し、さらに二酸化
炭素の放出量を低減することができるのである。
ガスを送り燃焼部３には水素を送ってその双方を外部負
荷に応じて制御する必要があったが、本発明では改質器
２と燃焼部３の双方を原料ガス送入量のみにより制御で
きるので、制御システムを簡略化することができる。さ
らに、式（２）に示したように触媒槽６が生成するＣＨ
3ＯＨ成分を燃焼部３の燃料に利用でき、とくに外部負
荷が低い場合には水素が余るのでこれを利用して二酸化
炭素をＣＨ3ＯＨに転換できるので二酸化炭素の放出量
をさらに低減することができる。要約すると、本発明に
より総合効率を低下することなくＰＡＦＣの負荷応答性
を改善し、同時にシステムを高信頼化し、さらに二酸化
炭素の放出量を低減することができるのである。
【００１５】〔実施例 ２〕図２は本発明による他の実
施例のブロック図である。本実施例では図１に電解槽７
を追加して水素を生成し、この水素により触媒層６に対
する水素供給量を増加して上記二酸化炭素の放出量をさ
らに低減するようにする。図２では、改質器２、燃焼器
３、ＰＡＦＣ１、触媒層６等は図１と同様に動作する。
また、制御装置５は原料ガスと空気の流量その他を制御
する。
施例のブロック図である。本実施例では図１に電解槽７
を追加して水素を生成し、この水素により触媒層６に対
する水素供給量を増加して上記二酸化炭素の放出量をさ
らに低減するようにする。図２では、改質器２、燃焼器
３、ＰＡＦＣ１、触媒層６等は図１と同様に動作する。
また、制御装置５は原料ガスと空気の流量その他を制御
する。
【００１６】ＰＡＦＣ１は直流電力を電解槽７に供給
し、式（３）のように水を電気分解して水素を発生す
る。 ２Ｈ2Ｏ＋２ｅ→２ＯＨ＋Ｈ2 ２ＯＨ→Ｈ2Ｏ＋（１／２）Ｏ2＋２ｅ （３） この電気分解に必要な電圧は通常、１．８Ｖ程度（理論
的には１．２３Ｖ）であり、分解する水の温度が高まる
と低くなる。
し、式（３）のように水を電気分解して水素を発生す
る。 ２Ｈ2Ｏ＋２ｅ→２ＯＨ＋Ｈ2 ２ＯＨ→Ｈ2Ｏ＋（１／２）Ｏ2＋２ｅ （３） この電気分解に必要な電圧は通常、１．８Ｖ程度（理論
的には１．２３Ｖ）であり、分解する水の温度が高まる
と低くなる。
【００１７】例えば水温＝１２０℃、電流密度＝０．４
ｍＡ／ｃｍ2では約１．６Ｖなので、約０．６ＶのＰＡ
ＦＣの単セルを３セル直列接続して得られる約１．８Ｖ
を印加する。電気的出力１００ｋＷに対する原料ガス
(メタン)の消費量は約２６Ｎｍ3／ｈであり、このうち
約６Ｎｍ3／ｈが改質器の加熱部３の加熱に用いられ、
残りの約２０Ｎｍ3／ｈが改質器２に入って約８０Ｎｍ3
／ｈの水素が生成される。この水素の８０％がＰＡＦＣ
１で消費され、残りの２０％（約１６Ｎｍ3／ｈ）が余
剰水素となる。また、二酸化炭素は全体で約２６Ｎｍ3
／ｈ発生される。
ｍＡ／ｃｍ2では約１．６Ｖなので、約０．６ＶのＰＡ
ＦＣの単セルを３セル直列接続して得られる約１．８Ｖ
を印加する。電気的出力１００ｋＷに対する原料ガス
(メタン)の消費量は約２６Ｎｍ3／ｈであり、このうち
約６Ｎｍ3／ｈが改質器の加熱部３の加熱に用いられ、
残りの約２０Ｎｍ3／ｈが改質器２に入って約８０Ｎｍ3
／ｈの水素が生成される。この水素の８０％がＰＡＦＣ
１で消費され、残りの２０％（約１６Ｎｍ3／ｈ）が余
剰水素となる。また、二酸化炭素は全体で約２６Ｎｍ3
／ｈ発生される。
【００１８】電解槽７は出力４ｋＷ当り１Ｎｍ3の水素
を発生するので量はとすると、出力１００ｋＷに対して
は２５Ｎｍ3／ｈ発生する。したがって、触媒槽６には
上記１６Ｎｍ3／ｈと２５Ｎｍ3／ｈの和である約４１Ｎ
ｍ3／ｈの水素と約２６Ｎｍ3／ｈの二酸化炭素が供給さ
れ、式（２）にしたがって約１３Ｎｍ3／ｈのメタノ−
ルが生成され、約１３Ｎｍ3／ｈの二酸化炭素が環境に
放出される。
を発生するので量はとすると、出力１００ｋＷに対して
は２５Ｎｍ3／ｈ発生する。したがって、触媒槽６には
上記１６Ｎｍ3／ｈと２５Ｎｍ3／ｈの和である約４１Ｎ
ｍ3／ｈの水素と約２６Ｎｍ3／ｈの二酸化炭素が供給さ
れ、式（２）にしたがって約１３Ｎｍ3／ｈのメタノ−
ルが生成され、約１３Ｎｍ3／ｈの二酸化炭素が環境に
放出される。
【００１９】この二酸化炭素のメタノ−ル転換率は水温
の増加やその他の手段でさらに向上することができる。
上記のように電解槽７を設けることにより、燃料電池で
発生する二酸化炭素の約５０％をメタノ−ルに転換する
ことができ、また、このメタノ−ルを再利用することに
より原料ガス(メタン)の消費量を低減することができる
のである。
の増加やその他の手段でさらに向上することができる。
上記のように電解槽７を設けることにより、燃料電池で
発生する二酸化炭素の約５０％をメタノ−ルに転換する
ことができ、また、このメタノ−ルを再利用することに
より原料ガス(メタン)の消費量を低減することができる
のである。
【００２０】〔実施例 ３〕図３は本発明による他の実
施例のブロック図である。図３では図２における電解槽
７が発生する水素を一旦水素貯蔵器８に蓄えてから触媒
槽６に供給するようにしている。この結果、夜間の様に
電力需要が落下したときには電解槽７が発生する水素を
水素貯蔵器８に貯蔵し、これを電力需要の高い時期に使
用して二酸化炭素放出量をさらに低減し、同時に原料ガ
ス(メタン)の消費量を低減することができる。
施例のブロック図である。図３では図２における電解槽
７が発生する水素を一旦水素貯蔵器８に蓄えてから触媒
槽６に供給するようにしている。この結果、夜間の様に
電力需要が落下したときには電解槽７が発生する水素を
水素貯蔵器８に貯蔵し、これを電力需要の高い時期に使
用して二酸化炭素放出量をさらに低減し、同時に原料ガ
ス(メタン)の消費量を低減することができる。
【００２１】また、燃料電池は定格運転時に最も高い効
率が得られるので、電力需要が落下したときでも定格運
転を行い、余剰電力を用いて水素を製造して貯蔵し、電
力需要が高まった時に備えることができる。このように
すると定格運転を継続できるので制御系を簡略化でき、
その信頼性を向上することができる。なお、水素貯蔵器
８には水素吸蔵合金等を用い、水素の吸着、脱着等を燃
料電池の冷却系等を利用して温度コントロ−ルするよう
にする。制御装置５は電解槽７に供給する電力を外部負
荷に応じて制御する。
率が得られるので、電力需要が落下したときでも定格運
転を行い、余剰電力を用いて水素を製造して貯蔵し、電
力需要が高まった時に備えることができる。このように
すると定格運転を継続できるので制御系を簡略化でき、
その信頼性を向上することができる。なお、水素貯蔵器
８には水素吸蔵合金等を用い、水素の吸着、脱着等を燃
料電池の冷却系等を利用して温度コントロ−ルするよう
にする。制御装置５は電解槽７に供給する電力を外部負
荷に応じて制御する。
【００２２】
【発明の効果】本発明により二酸化炭素の環境への放出
量を減少した燃料電池を提供することができる。さら
に、二酸化炭素を燃料に変換してリサイクルするので燃
料電池の効率を高めることができる。また、改質器の燃
焼部の燃料を従来の水素ガスから上記二酸化炭素の変換
により生成した燃料に切替るので、システム制御系を簡
略化してその信頼性を高めることができる。また、電力
需要が落下したときの水素を貯蔵して電力需要が高まっ
た時に備えるので、定格運転を継続することができ、こ
れにより制御系を簡略化して信頼性を向上することがで
きる。
量を減少した燃料電池を提供することができる。さら
に、二酸化炭素を燃料に変換してリサイクルするので燃
料電池の効率を高めることができる。また、改質器の燃
焼部の燃料を従来の水素ガスから上記二酸化炭素の変換
により生成した燃料に切替るので、システム制御系を簡
略化してその信頼性を高めることができる。また、電力
需要が落下したときの水素を貯蔵して電力需要が高まっ
た時に備えるので、定格運転を継続することができ、こ
れにより制御系を簡略化して信頼性を向上することがで
きる。
【図１】本発明による実施例のブロック図である。
【図２】本発明による他の実施例のブロック図である。
【図３】本発明による他の実施例のブロック図である。
【図４】従来の燃料電池のブロック図である。
１…ＰＡＦＣ（燐酸型燃料電池）、２…改質器、３…改
質器加熱部，４…インバ−タ，５…制御装置，６…触媒
槽，７…電解槽，８…水素貯蔵器。
質器加熱部，４…インバ−タ，５…制御装置，６…触媒
槽，７…電解槽，８…水素貯蔵器。
Claims (4)
- 【請求項１】 改質器により原料ガスから生成した水素
を用いて発電する燐酸型燃料電池を備えた燃料電池装置
において、原料ガスにより前記改質器を加熱する燃焼部
を備え、前記燃焼部と改質器が排出する２酸化炭素と前
記燐酸型燃料電池が排出する余剰水素を反応させて燃料
を生成する手段を備えたことを特徴とする燃料電池装
置。 - 【請求項２】 改質器により原料ガスから生成した水素
を用いて発電する燐酸型燃料電池を備えた燃料電池装置
において、原料ガスにより前記改質器を加熱する燃焼部
と、前記燐酸型燃料電池が発生する電力を用いて水より
水素を発生する電解槽を設け、前記電解槽が発生した水
素と前記燃焼部と改質器が排出する２酸化炭素を用いて
燃料を生成する手段とを備えたことを特徴とする燃料電
池装置。 - 【請求項３】 請求項２において、前記電解槽が発生す
る水素の貯蔵手段を設け、前記水素貯蔵手段の水素を前
記燃料生成手段に供給するようにしたことを特徴とする
燃料電池装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記燃料生成手段はメタン、またはメタノ−ルを生成す
るものであることを特徴とする燃料電池装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5084605A JPH06295736A (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | 燃料電池装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5084605A JPH06295736A (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | 燃料電池装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06295736A true JPH06295736A (ja) | 1994-10-21 |
Family
ID=13835325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5084605A Pending JPH06295736A (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | 燃料電池装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06295736A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000025380A2 (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-04 | Quadrise Limited | Electrical energy storage compound |
| WO2001083364A3 (en) * | 2000-05-03 | 2002-03-21 | Quadrise Ltd | Fuel system |
| JP2009077457A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-09 | Tokyo Gas Co Ltd | 分散型電源の運転システムおよびその運転方法 |
-
1993
- 1993-04-12 JP JP5084605A patent/JPH06295736A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000025380A2 (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-04 | Quadrise Limited | Electrical energy storage compound |
| WO2000025380A3 (en) * | 1998-10-27 | 2000-08-10 | Quadrise Limited | Electrical energy storage compound |
| WO2001083364A3 (en) * | 2000-05-03 | 2002-03-21 | Quadrise Ltd | Fuel system |
| JP2009077457A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-09 | Tokyo Gas Co Ltd | 分散型電源の運転システムおよびその運転方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6397502B2 (ja) | 水素製造のための改質装置・電解装置・精製装置（ｒｅｐ）組立体、同組立体を組み込むシステムおよび水素製造方法 | |
| KR100961838B1 (ko) | 외부 개질형 용융탄산염 연료전지 시스템 | |
| CN215578650U (zh) | 使用氨气为燃料的固体氧化物燃料电池与质子交换膜燃料电池混合系统 | |
| JP6723292B2 (ja) | エンジン付きｒｅｐを用いるエネルギ貯蔵 | |
| JP2013191572A (ja) | Ｍｃｆｃ発電システムとその運転方法 | |
| JP2007523443A (ja) | 水素生産、発電、及び併産のための燃料電池 | |
| CN102544549A (zh) | 一种基于燃料电池的热电联供系统 | |
| CN113506902A (zh) | 使用氨气为燃料的固体氧化物燃料电池与质子交换膜燃料电池混合系统 | |
| US7326482B2 (en) | Apparatus and method for operation of a high temperature fuel cell system using recycled anode exhaust | |
| JP2008262727A (ja) | りん酸形燃料電池発電装置 | |
| JP2021068532A (ja) | エネルギーマネージメントシステム | |
| JPH06103629B2 (ja) | 複合燃料電池発電設備 | |
| JP4457421B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JPH08306379A (ja) | 燃料電池発電システムおよびその運転方法 | |
| JP5855955B2 (ja) | エネルギー管理装置 | |
| JPH06295736A (ja) | 燃料電池装置 | |
| Al-Hallaj et al. | Conceptual design of a novel hybrid fuel cell/desalination system | |
| JP2004171802A (ja) | 燃料電池システム | |
| JPH0358154B2 (ja) | ||
| JP3928675B2 (ja) | 燃料電池とガスタービンの複合発電装置 | |
| KR101739583B1 (ko) | 병렬 개질기 구조를 가지는 연료전지-엔진 하이브리드 발전시스템 | |
| JP7373054B2 (ja) | 製造システム | |
| JPH11336562A (ja) | 水素エンジンシステム | |
| JP2006134767A (ja) | 固体酸化物形燃料電池システム | |
| JPH08339815A (ja) | 燃料電池発電装置 |