JPH08319101A - 発電方法 - Google Patents
発電方法Info
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- JPH08319101A JPH08319101A JP7125225A JP12522595A JPH08319101A JP H08319101 A JPH08319101 A JP H08319101A JP 7125225 A JP7125225 A JP 7125225A JP 12522595 A JP12522595 A JP 12522595A JP H08319101 A JPH08319101 A JP H08319101A
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- Japan
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- engine
- hydrogen
- reformer
- power generation
- methanol
- Prior art date
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- 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
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 新規な発電方法を提供する。
【構成】 エンジンの駆動により発電又は動力を取出す
と共に、エンジンの駆動により得られた高温排ガスを改
質装置の加熱源として用い、水素分離透過膜を有する改
質装置によりメタノールを水蒸気改質させて高純度水素
を製造し、得られた高純度水素を燃料電池に供給して発
電することを特徴とする発電方法。 【効果】 総合的にみて単位燃料に対する極めて高い発
電効率が達成される。
と共に、エンジンの駆動により得られた高温排ガスを改
質装置の加熱源として用い、水素分離透過膜を有する改
質装置によりメタノールを水蒸気改質させて高純度水素
を製造し、得られた高純度水素を燃料電池に供給して発
電することを特徴とする発電方法。 【効果】 総合的にみて単位燃料に対する極めて高い発
電効率が達成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は単位燃料当たりの発電効
率に優れる発電方法に関する。
率に優れる発電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、騒音や振動が小さくかつ大気汚染
の心配がない都市型の電源として、発電効率が６０％と
極めて高い燃料電池の開発が行われている。燃料電池は
燃料の酸化反応と酸素の還元反応を別々に行い、電子及
びイオンがそれぞれ外部回路及び電解質内を移動するこ
とにより、直接反応させれば熱になるエネルギを電気エ
ネルギとして取り出せるようにした装置であり、燃料電
池の燃料として用いる水素リッチなガスを供給するため
に改質装置を備えれば、全体として効率のよい燃料電池
による発電を行うことができる。
の心配がない都市型の電源として、発電効率が６０％と
極めて高い燃料電池の開発が行われている。燃料電池は
燃料の酸化反応と酸素の還元反応を別々に行い、電子及
びイオンがそれぞれ外部回路及び電解質内を移動するこ
とにより、直接反応させれば熱になるエネルギを電気エ
ネルギとして取り出せるようにした装置であり、燃料電
池の燃料として用いる水素リッチなガスを供給するため
に改質装置を備えれば、全体として効率のよい燃料電池
による発電を行うことができる。
【０００３】一方、改質装置を用いた水素の製造方法と
して、膜分離の併用技術が提案されている。例えば、米
国特許第５，２２９，１０２号明細書には、触媒を充填
したチューブ状の多孔質セラミック膜に炭化水素を供給
することにより、生成した水素を選択的に透過させる改
質器が記載されている。この方法では生成した水素を系
外に取去ることにより、改質反応の平衡が水素生成系に
傾く結果、従来の改質器において７５０〜８８０℃の高
温が必要であったのに対し、３００〜７００℃の比較的
低温度で改質できる旨が記載されている。また比較的低
温度で改質できるので、ガスタービンやガスエンジンの
排出ガス程度の温度を改質熱源として利用できることが
記載されている。
して、膜分離の併用技術が提案されている。例えば、米
国特許第５，２２９，１０２号明細書には、触媒を充填
したチューブ状の多孔質セラミック膜に炭化水素を供給
することにより、生成した水素を選択的に透過させる改
質器が記載されている。この方法では生成した水素を系
外に取去ることにより、改質反応の平衡が水素生成系に
傾く結果、従来の改質器において７５０〜８８０℃の高
温が必要であったのに対し、３００〜７００℃の比較的
低温度で改質できる旨が記載されている。また比較的低
温度で改質できるので、ガスタービンやガスエンジンの
排出ガス程度の温度を改質熱源として利用できることが
記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、燃料電池
による発電や改質装置による高純度水素の製造、あるい
はエンジンが発生する熱エネルギの利用についてはそれ
ぞれの技術が個々に開発され、あるいはそれらの組合せ
に関する技術が断片的に試みられており、単位燃料当た
りの発電効率を高める努力がなされている。しかし、こ
れらを単に組合せただけでは次のような問題点がある。
すなわち、燃料電池には電解質の違いによりリン酸型、
高分子型、アルカリ型、溶融炭酸塩型などに分類され、
この中で高分子型は１００°以下で作動するため操作性
がよいとされている。しかし、電極の白金などの触媒が
ＣＯにより被毒されるため、燃料電池に供給する水素含
有ガス中のＣＯ濃度は１０ｐｐｍ以下にする必要があ
る。そのため、炭化水素やアルコールの水蒸気改質法に
より製造した粗製水素をＣＯ変成器や水素精製器により
さらに精製し、ＣＯ含有量が１０ｐｐｍ以下の高純度と
する必要がある。しかし、その工程は複雑で、かつ多量
の高温熱エネルギを要し、コストの面からも問題が多
い。
による発電や改質装置による高純度水素の製造、あるい
はエンジンが発生する熱エネルギの利用についてはそれ
ぞれの技術が個々に開発され、あるいはそれらの組合せ
に関する技術が断片的に試みられており、単位燃料当た
りの発電効率を高める努力がなされている。しかし、こ
れらを単に組合せただけでは次のような問題点がある。
すなわち、燃料電池には電解質の違いによりリン酸型、
高分子型、アルカリ型、溶融炭酸塩型などに分類され、
この中で高分子型は１００°以下で作動するため操作性
がよいとされている。しかし、電極の白金などの触媒が
ＣＯにより被毒されるため、燃料電池に供給する水素含
有ガス中のＣＯ濃度は１０ｐｐｍ以下にする必要があ
る。そのため、炭化水素やアルコールの水蒸気改質法に
より製造した粗製水素をＣＯ変成器や水素精製器により
さらに精製し、ＣＯ含有量が１０ｐｐｍ以下の高純度と
する必要がある。しかし、その工程は複雑で、かつ多量
の高温熱エネルギを要し、コストの面からも問題が多
い。
【０００５】また、燃料電池は総合熱効率がよいもの
の、それ単独では改質装置の加熱のための熱源を新たに
設けなければならず、設備費の上昇並びにエネルギ効率
の低下を招く。また、ガスタービンや蒸気タービンを利
用する場合の他、駆動時のエンジン自体からも余剰の熱
エネルギが排出されており、かかる熱エネルギの有効利
用も望まれる。従って、従来技術の利点を生かし、なお
抱える問題を解決し、かつ、より一層の発電効率が向上
した発電方法の開発が望まれている。
の、それ単独では改質装置の加熱のための熱源を新たに
設けなければならず、設備費の上昇並びにエネルギ効率
の低下を招く。また、ガスタービンや蒸気タービンを利
用する場合の他、駆動時のエンジン自体からも余剰の熱
エネルギが排出されており、かかる熱エネルギの有効利
用も望まれる。従って、従来技術の利点を生かし、なお
抱える問題を解決し、かつ、より一層の発電効率が向上
した発電方法の開発が望まれている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような技術の現状に
鑑み、本発明者らは総合的に見て単位燃料当たりの発電
効率を極限まで高めることを鋭意検討した結果、既存の
動力設備及び発電設備を所定方法で総合的に組合せるこ
とにより、これまで知られていた以上の極めて高い発電
効率が達成されることに想到し、本発明を完成すること
ができた。
鑑み、本発明者らは総合的に見て単位燃料当たりの発電
効率を極限まで高めることを鋭意検討した結果、既存の
動力設備及び発電設備を所定方法で総合的に組合せるこ
とにより、これまで知られていた以上の極めて高い発電
効率が達成されることに想到し、本発明を完成すること
ができた。
【０００７】すなわち本発明は (1)エンジンの駆動によ
り発電又は動力を取出すと共に、エンジンの駆動により
得られた高温排ガスを改質装置の加熱源として用い、水
素分離透過膜を有する改質装置によりメタノールを水蒸
気改質させて高純度水素を製造し、得られた高純度水素
を燃料電池に供給して発電することを特徴とする発電方
法、(2) 上記エンジンの一部に密着して水素分離透過膜
を有する改質装置を設置し、エンジン駆動により発生し
た作動熱を前記改質装置の加熱源として用いることを特
徴とする上記 (1)記載の発電方法、(3) 上記水素分離透
過膜が無機多孔体の表面にパラジウム含有合金の薄膜を
形成させた構造を有するものであることを特徴とする上
記 (1)または (2)に記載の発電方法、(4) 上記改質装置
を加熱した後の排ガスを用いて、さらに水蒸気改質装置
に使用する水及びメタノールを加熱することを特徴とす
る上記 (1)ないし (3)のいずれかに記載の発電方法、及
び(5) 上記燃料電池が高分子型燃料電池であることを特
徴とする上記 (1)ないし (3)のいずれかに記載の発電方
法である。
り発電又は動力を取出すと共に、エンジンの駆動により
得られた高温排ガスを改質装置の加熱源として用い、水
素分離透過膜を有する改質装置によりメタノールを水蒸
気改質させて高純度水素を製造し、得られた高純度水素
を燃料電池に供給して発電することを特徴とする発電方
法、(2) 上記エンジンの一部に密着して水素分離透過膜
を有する改質装置を設置し、エンジン駆動により発生し
た作動熱を前記改質装置の加熱源として用いることを特
徴とする上記 (1)記載の発電方法、(3) 上記水素分離透
過膜が無機多孔体の表面にパラジウム含有合金の薄膜を
形成させた構造を有するものであることを特徴とする上
記 (1)または (2)に記載の発電方法、(4) 上記改質装置
を加熱した後の排ガスを用いて、さらに水蒸気改質装置
に使用する水及びメタノールを加熱することを特徴とす
る上記 (1)ないし (3)のいずれかに記載の発電方法、及
び(5) 上記燃料電池が高分子型燃料電池であることを特
徴とする上記 (1)ないし (3)のいずれかに記載の発電方
法である。
【０００８】本発明で採用される改質装置としては水素
分離透過膜（メンブレン）を有するものである。これに
より高純度水素、例えばＣＯ濃度が１０ｐｐｍ以下の高
純度水素を供給でき、改質が２００〜５００℃の温度範
囲で行えるものであれば、特に限定されるところはな
い。改質装置内で起こる改質反応は吸熱反応であるた
め、改質装置を加熱する必要があり、メタノールを主原
料とする場合に必要な温度は約２００〜５００℃であ
る。この加熱温度はメンブレンを使用しない通常のメタ
ノールの改質装置でも十分改質可能な温度であるが、メ
ンブレンを有する改質装置を用いることにより、一層低
い温度にて改質を行うことができる。これは生成した水
素をメンブレンの作用により系外に取出すことにより、
前記のように化学平衡が水素生成系に移行するからであ
る。
分離透過膜（メンブレン）を有するものである。これに
より高純度水素、例えばＣＯ濃度が１０ｐｐｍ以下の高
純度水素を供給でき、改質が２００〜５００℃の温度範
囲で行えるものであれば、特に限定されるところはな
い。改質装置内で起こる改質反応は吸熱反応であるた
め、改質装置を加熱する必要があり、メタノールを主原
料とする場合に必要な温度は約２００〜５００℃であ
る。この加熱温度はメンブレンを使用しない通常のメタ
ノールの改質装置でも十分改質可能な温度であるが、メ
ンブレンを有する改質装置を用いることにより、一層低
い温度にて改質を行うことができる。これは生成した水
素をメンブレンの作用により系外に取出すことにより、
前記のように化学平衡が水素生成系に移行するからであ
る。
【０００９】このようなメンブレンを備えた改質装置は
通常メンブレンリアクタとも称されるものであり、熱効
率を考慮してより経済的な形状が種々工夫されている。
メンブレンとしては水素を選択的に透過する膜で、かつ
耐熱性を有する膜が用いられる。例えば膜厚１００μｍ
以上のパラジウム含有合金膜、あるいは膜厚５０μｍ以
下のパラジウム含有合金薄膜を無機多孔体、例えば金属
やセラミックの多孔体あるいは金属不織布上にコーティ
ングしたものが用いられる。無機多孔体としてはシール
などの加工性、耐衝撃性、水素透過性などの観点から、
金属多孔体が好ましい。前記パラジウム含有合金として
はパラジウム単独またはパラジウムを１０重量％以上含
有するものが好ましく、パラジウム以外にＰｔなど１０
族元素、Ｒｈ，Ｉｒなどの９族元素、Ｒｕなどの８族元
素、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕなどの１１族元素を有するものが
好ましい。この他、バナジウム（Ｖ）を含有する合金
膜、例えばＮｉ−Ｃｏ−Ｖ合金にパラジウムをコーティ
ングした膜などが用いられる。
通常メンブレンリアクタとも称されるものであり、熱効
率を考慮してより経済的な形状が種々工夫されている。
メンブレンとしては水素を選択的に透過する膜で、かつ
耐熱性を有する膜が用いられる。例えば膜厚１００μｍ
以上のパラジウム含有合金膜、あるいは膜厚５０μｍ以
下のパラジウム含有合金薄膜を無機多孔体、例えば金属
やセラミックの多孔体あるいは金属不織布上にコーティ
ングしたものが用いられる。無機多孔体としてはシール
などの加工性、耐衝撃性、水素透過性などの観点から、
金属多孔体が好ましい。前記パラジウム含有合金として
はパラジウム単独またはパラジウムを１０重量％以上含
有するものが好ましく、パラジウム以外にＰｔなど１０
族元素、Ｒｈ，Ｉｒなどの９族元素、Ｒｕなどの８族元
素、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕなどの１１族元素を有するものが
好ましい。この他、バナジウム（Ｖ）を含有する合金
膜、例えばＮｉ−Ｃｏ−Ｖ合金にパラジウムをコーティ
ングした膜などが用いられる。
【００１０】メタノールを水蒸気改質する改質触媒とし
ては、８〜１０族金属（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒｕ，Ｐ
ｄ，Ｐｔなど）を含有するものが好ましく、Ｎｉ，Ｒ
ｕ，Ｒｈを担持した触媒またはＮｉＯ含有触媒が特に好
ましい。
ては、８〜１０族金属（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒｕ，Ｐ
ｄ，Ｐｔなど）を含有するものが好ましく、Ｎｉ，Ｒ
ｕ，Ｒｈを担持した触媒またはＮｉＯ含有触媒が特に好
ましい。
【００１１】本発明で使用する具体的な改質装置として
は特に限定はなく、公知のものが使用できる。例えば、
特開平２−３１１３０１号公報には、触媒を充填した反
応管内に水素分離機能を有する分離膜を、さらに前記反
応管外側に外筒を設け、触媒を充填した反応管内に改質
原料を供給して水素を発生させ、分離膜の内側に不活性
ガス（スイープガス）を流入させて分離膜を透過した水
素をスイープガスに同伴させて系外に取出し、燃料電池
に供給する技術が記載されている。すなわち改質部を同
心状の三重管とし、中間層に触媒を充填して水素を製造
し、分離膜を通して管の中心部に分離された水素をスイ
ープガスに同伴させて排出するものである。なお、改質
装置から水素を分離した残りのオフガスにはＣＯ2 や未
反応メタノール、水素、ＣＯ、スチーム、副生するメタ
ンなどが含まれるので、これをエンジンの燃料の一部と
して再利用することができ、発電効率の向上にも役立
つ。改質装置として好ましいものは上記のとおりである
が、この他に前記米国特許明細書に記載されているよう
なセラミックメンブレンを用いることもできる。
は特に限定はなく、公知のものが使用できる。例えば、
特開平２−３１１３０１号公報には、触媒を充填した反
応管内に水素分離機能を有する分離膜を、さらに前記反
応管外側に外筒を設け、触媒を充填した反応管内に改質
原料を供給して水素を発生させ、分離膜の内側に不活性
ガス（スイープガス）を流入させて分離膜を透過した水
素をスイープガスに同伴させて系外に取出し、燃料電池
に供給する技術が記載されている。すなわち改質部を同
心状の三重管とし、中間層に触媒を充填して水素を製造
し、分離膜を通して管の中心部に分離された水素をスイ
ープガスに同伴させて排出するものである。なお、改質
装置から水素を分離した残りのオフガスにはＣＯ2 や未
反応メタノール、水素、ＣＯ、スチーム、副生するメタ
ンなどが含まれるので、これをエンジンの燃料の一部と
して再利用することができ、発電効率の向上にも役立
つ。改質装置として好ましいものは上記のとおりである
が、この他に前記米国特許明細書に記載されているよう
なセラミックメンブレンを用いることもできる。
【００１２】本発明で使用される燃料電池としては、前
記のリン酸型、高分子型、アルカリ型、溶融炭酸塩型な
どが挙げられるが、これらの中では特に高分子型燃料電
池が好ましい。
記のリン酸型、高分子型、アルカリ型、溶融炭酸塩型な
どが挙げられるが、これらの中では特に高分子型燃料電
池が好ましい。
【００１３】本発明においては、エンジンの駆動により
発電するかまたは動力を取り出すことができる。本発明
で使用できるエンジンとしては、燃料の燃焼により発生
するエネルギを継続的に機械的エネルギに変換する機械
装置であり、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、
焼き玉機関などの内燃機関を使用することができる。エ
ンジンを駆動させた後の高温の排ガスは改質装置の加熱
源として利用することができる。また、エンジンに密着
して別の改質装置を併設すれば、エンジン駆動により発
生したエンジン自体からの発生熱エネルギをこの改質装
置の加熱源として用いることも可能である。また、エン
ジンの排ガス中またはエンジンに密着して設置した改質
装置から発生するオフガスを、エンジン駆動用燃料の一
部として利用することも可能であり、無駄のない発生熱
の利用ができる。なお、エンジン駆動によるエネルギは
発電の代わりに、その一部または全部を動力のまま取出
して利用することも可能である。
発電するかまたは動力を取り出すことができる。本発明
で使用できるエンジンとしては、燃料の燃焼により発生
するエネルギを継続的に機械的エネルギに変換する機械
装置であり、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、
焼き玉機関などの内燃機関を使用することができる。エ
ンジンを駆動させた後の高温の排ガスは改質装置の加熱
源として利用することができる。また、エンジンに密着
して別の改質装置を併設すれば、エンジン駆動により発
生したエンジン自体からの発生熱エネルギをこの改質装
置の加熱源として用いることも可能である。また、エン
ジンの排ガス中またはエンジンに密着して設置した改質
装置から発生するオフガスを、エンジン駆動用燃料の一
部として利用することも可能であり、無駄のない発生熱
の利用ができる。なお、エンジン駆動によるエネルギは
発電の代わりに、その一部または全部を動力のまま取出
して利用することも可能である。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を実施例を挙げて説明するが、
本発明はこれに限定されるところはない。 〔実施例１〕図１は本実施例において採用した、改質装
置及び燃料電池を組合せてなる本発明に係る発電装置の
一例の概略説明図であり、主要設備のみを示し、付属設
備は省略してある。図１において、エンジン駆動用燃料
１はエンジン２に直接送り込まれる。さらに、エンジン
２にはライン５により改質装置４から水素を分離した残
りのオフガスが燃料の一部として供給される。前記オフ
ガスにはＣＯ2 や未反応メタノール、水素、ＣＯ、スチ
ーム、副生するメタンなどが含まれる。エンジン２の駆
動により得られた電力あるいは動力を取出した後の排ガ
スはライン３により排熱回収装置６に導かれるが、この
排ガスは常圧であり、温度は４００〜５００℃の範囲で
ある。排熱回収装置６内には改質装置４、メタノール加
熱器１１及びボイラ２０が設置され、ライン３からの排
ガスにより加熱される。改質装置４ではメタノールの改
質反応により生成した水素が前記メンブレンの作用によ
り、高純度水素としてライン７を経て燃料電池８に供給
されて発電に使用される。前記改質装置４には、改質原
料としてメタノール加熱器１１からのメタノール蒸気と
ボイラ２０からのスチームとが、各々ライン１０、ライ
ン１２を経て供給される。なお、改質装置４内で起こる
改質反応は主に下記化１の反応
本発明はこれに限定されるところはない。 〔実施例１〕図１は本実施例において採用した、改質装
置及び燃料電池を組合せてなる本発明に係る発電装置の
一例の概略説明図であり、主要設備のみを示し、付属設
備は省略してある。図１において、エンジン駆動用燃料
１はエンジン２に直接送り込まれる。さらに、エンジン
２にはライン５により改質装置４から水素を分離した残
りのオフガスが燃料の一部として供給される。前記オフ
ガスにはＣＯ2 や未反応メタノール、水素、ＣＯ、スチ
ーム、副生するメタンなどが含まれる。エンジン２の駆
動により得られた電力あるいは動力を取出した後の排ガ
スはライン３により排熱回収装置６に導かれるが、この
排ガスは常圧であり、温度は４００〜５００℃の範囲で
ある。排熱回収装置６内には改質装置４、メタノール加
熱器１１及びボイラ２０が設置され、ライン３からの排
ガスにより加熱される。改質装置４ではメタノールの改
質反応により生成した水素が前記メンブレンの作用によ
り、高純度水素としてライン７を経て燃料電池８に供給
されて発電に使用される。前記改質装置４には、改質原
料としてメタノール加熱器１１からのメタノール蒸気と
ボイラ２０からのスチームとが、各々ライン１０、ライ
ン１２を経て供給される。なお、改質装置４内で起こる
改質反応は主に下記化１の反応
【化１】 である。また、燃料電池８は生成する水素を消費できる
容量が必要となるが、一部の水素は他の用途に使用する
こともできる。なお、図１中１３は煙突を示す。
容量が必要となるが、一部の水素は他の用途に使用する
こともできる。なお、図１中１３は煙突を示す。
【００１５】図１の燃料電池８においては、エンジン駆
動により発生する排ガスのもつ常圧の温度４００〜５０
０℃の熱エネルギを、排熱回収装置６の加熱に使用す
る。この熱エネルギは改質装置４において燃料電池８の
原料となる水素の製造に用いられ、あるいは改質装置４
に供給するためのメタノールの加熱のためのメタノール
加熱器１１の加熱に使用される。エンジン２と燃料電池
８との発電効率を総合的に観察すると、使用エンジン燃
料及びメタノールに対する発電効率は少なくとも５０％
前後を達成できることとなる。
動により発生する排ガスのもつ常圧の温度４００〜５０
０℃の熱エネルギを、排熱回収装置６の加熱に使用す
る。この熱エネルギは改質装置４において燃料電池８の
原料となる水素の製造に用いられ、あるいは改質装置４
に供給するためのメタノールの加熱のためのメタノール
加熱器１１の加熱に使用される。エンジン２と燃料電池
８との発電効率を総合的に観察すると、使用エンジン燃
料及びメタノールに対する発電効率は少なくとも５０％
前後を達成できることとなる。
【００１６】〔実施例２〕本実施例は本発明発電装置の
他の実施態様であり、図２にその概略説明図を示す。図
１と共通部分には同一符号を付し、説明を省略する。す
なわち、図１に示すエンジンの排ガス熱エネルギの利用
に加えて、エンジン２に隣接して改質装置１８，１９を
設置し、これら改質装置１８，１９によって発生した水
素も、ライン１７を経て燃料電池８へ送られる。改質装
置１８及び１９がエンジン２に隣接しているため、エン
ジン駆動による発生熱を直接利用することができること
となる。このため、改質装置１８，１９は改質装置４よ
り高温を維持することができることとなる。従って改質
装置１８及び１９にライン１４により供給される燃料と
してはメタノールの他に天然ガス、メタンなども使用可
能となる。また、改質装置１８，１９から発生するオフ
ガスは、ライン１５またはライン１６を経て、エンジン
駆動用燃料の一部として再利用される。なお、改質装置
４から発生したオフガスもライン５を経て、エンジン駆
動用燃料の一部として使用される。図２ではスチーム１
２の改質装置１８及び１９への供給ラインは省略してい
る。
他の実施態様であり、図２にその概略説明図を示す。図
１と共通部分には同一符号を付し、説明を省略する。す
なわち、図１に示すエンジンの排ガス熱エネルギの利用
に加えて、エンジン２に隣接して改質装置１８，１９を
設置し、これら改質装置１８，１９によって発生した水
素も、ライン１７を経て燃料電池８へ送られる。改質装
置１８及び１９がエンジン２に隣接しているため、エン
ジン駆動による発生熱を直接利用することができること
となる。このため、改質装置１８，１９は改質装置４よ
り高温を維持することができることとなる。従って改質
装置１８及び１９にライン１４により供給される燃料と
してはメタノールの他に天然ガス、メタンなども使用可
能となる。また、改質装置１８，１９から発生するオフ
ガスは、ライン１５またはライン１６を経て、エンジン
駆動用燃料の一部として再利用される。なお、改質装置
４から発生したオフガスもライン５を経て、エンジン駆
動用燃料の一部として使用される。図２ではスチーム１
２の改質装置１８及び１９への供給ラインは省略してい
る。
【００１７】
【発明の効果】以上詳細に述べたように、本発明におい
ては、メンブレンを用いた改質装置を使用することによ
り高改質率でメタノールの改質が可能であることから、
エンジン駆動により動力を取出した後の排ガスの有する
熱エネルギを有効利用できる。こうして改質装置から得
られた高純度水素を発電効率のよい燃料電池に供給する
ことにより、総合的にみて単位燃料に対する極めて高い
発電効率が達成されることとなった。
ては、メンブレンを用いた改質装置を使用することによ
り高改質率でメタノールの改質が可能であることから、
エンジン駆動により動力を取出した後の排ガスの有する
熱エネルギを有効利用できる。こうして改質装置から得
られた高純度水素を発電効率のよい燃料電池に供給する
ことにより、総合的にみて単位燃料に対する極めて高い
発電効率が達成されることとなった。
【図１】本発明の発電方法の一実施態様を示す概略説明
図。
図。
【図２】本発明の発電方法の他の実施態様を示す概略説
明図。
明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 恭一 神奈川県横浜市鶴見区岸谷１−３−25− 504 (72)発明者 黒田 健之助 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 飯島 正樹 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 小林 一登 広島県広島市観音新町四丁目６番22号 三 菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 牧原 洋 広島県広島市観音新町四丁目６番22号 三 菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 藤本 芳正 広島県広島市観音新町四丁目６番22号 三 菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 長田 勇 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 エンジンの駆動により発電又は動力を取
出すと共に、エンジンの駆動により得られた高温排ガス
を改質装置の加熱源として用い、水素分離透過膜を有す
る改質装置によりメタノールを水蒸気改質させて高純度
水素を製造し、得られた高純度水素を燃料電池に供給し
て発電することを特徴とする発電方法。 - 【請求項２】 上記エンジンの一部に密着して水素分離
透過膜を有する改質装置を設置し、エンジン駆動により
発生した作動熱を前記改質装置の加熱源として用いるこ
とを特徴とする請求項１記載の発電方法。 - 【請求項３】 上記水素分離透過膜が無機多孔体の表面
にパラジウム含有合金の薄膜を形成させた構造を有する
ものであることを特徴とする請求項１または請求項２記
載の発電方法。 - 【請求項４】 上記改質装置を加熱した後の排ガスを用
いて、さらに水蒸気改質装置に使用する水及びメタノー
ルを加熱することを特徴とする請求項１ないし請求項３
のいずれかに記載の発電方法。 - 【請求項５】 上記燃料電池が高分子型燃料電池である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに
記載の発電方法。
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|---|---|---|---|
| JP12522595A JP4008051B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 発電方法 |
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| JP (1) | JP4008051B2 (ja) |
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- 1995-05-24 JP JP12522595A patent/JP4008051B2/ja not_active Expired - Fee Related
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