JPS60198065A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
- Publication number
- JPS60198065A JPS60198065A JP59053031A JP5303184A JPS60198065A JP S60198065 A JPS60198065 A JP S60198065A JP 59053031 A JP59053031 A JP 59053031A JP 5303184 A JP5303184 A JP 5303184A JP S60198065 A JPS60198065 A JP S60198065A
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- Japan
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- fuel cell
- reformer
- gas
- oxygen
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- Pending
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- 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
-
- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は燃料電池発電装置に係り、特に炭化水素を原料
とし、これを改質して水素を燃料とするリン酸電解質型
燃料電池発電装置等に適用し得る燃料電池発電装置に関
する。
とし、これを改質して水素を燃料とするリン酸電解質型
燃料電池発電装置等に適用し得る燃料電池発電装置に関
する。
近年、燃料全電気化学プロセス経由で酸化させることに
より、酸化に伴って放出されるエネルギを直接電気エネ
ルギに変侠して供給する燃料電池（化学発電機）の研究
開発が進められている。
より、酸化に伴って放出されるエネルギを直接電気エネ
ルギに変侠して供給する燃料電池（化学発電機）の研究
開発が進められている。
燃料電池は、起電反応に尊兄る活物質（燃料及び酸化剤
）がセル容器の外部から供給され、又反応生成物がセル
外部に除去されるように構成されているので、これを用
いる燃料電池発電は、中間に燃焼サイクルを含まないの
で環境適合性に優れ、高い省エネルギ効果が得られる利
点がある。
）がセル容器の外部から供給され、又反応生成物がセル
外部に除去されるように構成されているので、これを用
いる燃料電池発電は、中間に燃焼サイクルを含まないの
で環境適合性に優れ、高い省エネルギ効果が得られる利
点がある。
第１図は、１列としてリン酸電解質型燃料電池発電装置
の構成を示すブロック図で、この装置では燃料電池Ｃに
おける酸化剤として空気りを利用している。即ち第１図
では外熱式の改質器Ａによって炭化水素と水蒸気からＨ
２，Ｃｏ。
の構成を示すブロック図で、この装置では燃料電池Ｃに
おける酸化剤として空気りを利用している。即ち第１図
では外熱式の改質器Ａによって炭化水素と水蒸気からＨ
２，Ｃｏ。
ＣＨ４＋ Ｈ２Ｏ＊ ＣＯ，等の混合ガスを得、更に一
酸化炭素転化器Ｂにより上記混合ガスから水素濃度の高
い燃料を得ている。（改質器Ａでｔｊ酸化剤として空気
を用いる）。なお第１図におけるＰｌは空気りを改質器
Ａへ送給するための導管、Ｐ２は上記の空気の一部を燃
料電池Ｃへ送るための等管、Ｐ３は燃料電池Ｃと、改質
器Ａより排気ポンプＦに接続された導管Ｐ５とを接続す
る導管、Ｐ４は燃料電池Ｃと、改質器Ａとを接続する導
管、Ｐ６は改質器Ａと、−酸化炭素転化器Ｂとを接続す
る導管、Ｐｌは原料ガスをガス混合器■（へ送給する導
管、Ｐ８は一酸化炭素転化器Ｂと、上記導管Ｐ７とを接
続する導管、Ｐ９は一酸化炭素転化器Ｂと燃料電池Ｃと
を接続する導管、Ｐｌｏは燃料電池Ｃと、気水分離器Ｅ
とを接続する導管、Ｐｌｌは排気ポンプＦにより廃ガス
を大気中へ放出するための導管、Ｐｌ２およびＰｌ３は
ポンプＧを介して気水分離器Ｅと燃料電池Ｃとを接続す
る導管、Ｐｌ４は気水分離器Ｅと、ガス混合器Ｈとを接
続する導管、Ｐｌ５はガス混合器Ｈの混合ガス全改質器
Ａに送給するための導管を示す。
酸化炭素転化器Ｂにより上記混合ガスから水素濃度の高
い燃料を得ている。（改質器Ａでｔｊ酸化剤として空気
を用いる）。なお第１図におけるＰｌは空気りを改質器
Ａへ送給するための導管、Ｐ２は上記の空気の一部を燃
料電池Ｃへ送るための等管、Ｐ３は燃料電池Ｃと、改質
器Ａより排気ポンプＦに接続された導管Ｐ５とを接続す
る導管、Ｐ４は燃料電池Ｃと、改質器Ａとを接続する導
管、Ｐ６は改質器Ａと、−酸化炭素転化器Ｂとを接続す
る導管、Ｐｌは原料ガスをガス混合器■（へ送給する導
管、Ｐ８は一酸化炭素転化器Ｂと、上記導管Ｐ７とを接
続する導管、Ｐ９は一酸化炭素転化器Ｂと燃料電池Ｃと
を接続する導管、Ｐｌｏは燃料電池Ｃと、気水分離器Ｅ
とを接続する導管、Ｐｌｌは排気ポンプＦにより廃ガス
を大気中へ放出するための導管、Ｐｌ２およびＰｌ３は
ポンプＧを介して気水分離器Ｅと燃料電池Ｃとを接続す
る導管、Ｐｌ４は気水分離器Ｅと、ガス混合器Ｈとを接
続する導管、Ｐｌ５はガス混合器Ｈの混合ガス全改質器
Ａに送給するための導管を示す。
上記従来の燃料電池発電装置においては、次のような欠
点があった。
点があった。
（１）リン酸型ｔｆ′Ｆｌｉｆ型燃料電池における電１
ヶ反応は次の通りであ′る。
ヶ反応は次の通りであ′る。
陰極Ｈ２−）２Ｈ＋２ｅ−
陽極 ２ｅ ＋２Ｈ＋０２→Ｈ２０
従って陽極で反応に寄与するのは空気中の酸素のみであ
り、空気を用いると酸素、虎度が高い場合に比べて電極
′電位が小さく、階化削供給設備が大きくなる。−。
り、空気を用いると酸素、虎度が高い場合に比べて電極
′電位が小さく、階化削供給設備が大きくなる。−。
（２）外熱式の改質器では触媒反応管を使用することに
なり、そのため触媒管の温以の均一化、触媒管の熱膨張
対策が必要である。
なり、そのため触媒管の温以の均一化、触媒管の熱膨張
対策が必要である。
本発明は上記の事情に鑑みて提案されたもので、その目
的とするところは、上記欠点ＦＭ消し、コンパクトで運
転性の良い燃料電池発電装置を提供することにある。
的とするところは、上記欠点ＦＭ消し、コンパクトで運
転性の良い燃料電池発電装置を提供することにある。
本発明による燃料電池光ｍ装置は、水素を燃料とする燃
料電池発電装置において、炭化水素原料から供給される
炭化水素を改質する内熱型改質器と、この改質器にて改
質された水素が供給される陰極を有する燃料電池と、前
記内熱型改質器および前記燃料′重油の陽極にそれぞれ
酸化ｉｉｌを供給する１要素又は高酸素ガス製造装置と
、前記燃料電池の陽４；恒および陰極からそれぞれ排出
されるガスをそれぞれ前記内熱型改質器に戻す導管とを
具備してなることを特徴とし、発電装置の構成をコンパ
クト化し、且つその運転性の向上を図り得るようにして
、前記従来の欠点全解消し得るようにしたものである。
料電池発電装置において、炭化水素原料から供給される
炭化水素を改質する内熱型改質器と、この改質器にて改
質された水素が供給される陰極を有する燃料電池と、前
記内熱型改質器および前記燃料′重油の陽極にそれぞれ
酸化ｉｉｌを供給する１要素又は高酸素ガス製造装置と
、前記燃料電池の陽４；恒および陰極からそれぞれ排出
されるガスをそれぞれ前記内熱型改質器に戻す導管とを
具備してなることを特徴とし、発電装置の構成をコンパ
クト化し、且つその運転性の向上を図り得るようにして
、前記従来の欠点全解消し得るようにしたものである。
本発明の一実砲例全添付図面を参照して詳細に説明する
。
。
Ｉｓ ２図は本発明の一実施例のｔ’ｉｆｆ成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
第２図において、１は酸素又は高酸素ａ度ガス製造装置
、２は内熱型改質器、３は熱交換器、４は一酸化炭素転
化器、５は熱交換器、６は水回収器、７は原料、８Ｆ′
ｉ動力回収器、９は熱交換器、１０は冷却器、１１は陽
極、１２は陰極、１３は熱交換器、１４は動力回収器、
１５は水回収器、ｒ、 １〜Ｌ、 ２ ｔ ハ４’ｉ’
Ｊ’ｓ Ｆ ｃ ｔａ燃料電池であり、子と電音原料と
する酸素（又は高酸素濃１Ｗガス）製造装置Ｉ、内熱型
改質器２及び燃料電池ＦＣの陽極１１が導管Ｌｌ、Ｌ２
を介して互に接続されている。さらに上記陽極１１は、
導管Ｌ８．Ｌ９．Ｌ１０を介して熱交換器１３、動力回
収器１４及び水回収器Ｉ５に連結され、しかも水回収器
１５は導管Ｌｌ ｌｉ介して上記導管１に接続されてい
る。また上記内熱型改質器２は、導管Ｌ３ 、Ｌ４ 、
Ｌ５ 、Ｌ６全介して熱交換器３、−酸化炭素転化器４
、熱交換器５及び水回収器６に連結され、更に導管Ｌ７
を介して燃料Ｍ１池ＦＣの陰極１２に接続され、同陰極
１２は、導管Ｌ１５．Ｌ１６を介して熱交換器９及び動
力回収器８に連結されているとともに、導管Ｌ１７を介
して原料７、送給導管Ｌ１８に接続されている。なお、
上記導管Ｌ１７は導ＷＬ１’４を介して内熱型改質器２
に接続さね、Ｌ１’９は原料空気を送給するための導管
で、酸素製造装置ｌに接続されている。冷却＜１０は燃
料電池ＦＣの冷却器で、導管Ｌ１２．Ｌｉ２、Ｌｉ２を
介して水回収器６と、改質器２とに接続されている。ま
たＬ２０は水回収器１５と導管Ｌ１２とを接続する導管
、Ｌ２１は酸素製造装置ｌよりの廃ガスを大気中へ放出
するための導管を示す。
、２は内熱型改質器、３は熱交換器、４は一酸化炭素転
化器、５は熱交換器、６は水回収器、７は原料、８Ｆ′
ｉ動力回収器、９は熱交換器、１０は冷却器、１１は陽
極、１２は陰極、１３は熱交換器、１４は動力回収器、
１５は水回収器、ｒ、 １〜Ｌ、 ２ ｔ ハ４’ｉ’
Ｊ’ｓ Ｆ ｃ ｔａ燃料電池であり、子と電音原料と
する酸素（又は高酸素濃１Ｗガス）製造装置Ｉ、内熱型
改質器２及び燃料電池ＦＣの陽極１１が導管Ｌｌ、Ｌ２
を介して互に接続されている。さらに上記陽極１１は、
導管Ｌ８．Ｌ９．Ｌ１０を介して熱交換器１３、動力回
収器１４及び水回収器Ｉ５に連結され、しかも水回収器
１５は導管Ｌｌ ｌｉ介して上記導管１に接続されてい
る。また上記内熱型改質器２は、導管Ｌ３ 、Ｌ４ 、
Ｌ５ 、Ｌ６全介して熱交換器３、−酸化炭素転化器４
、熱交換器５及び水回収器６に連結され、更に導管Ｌ７
を介して燃料Ｍ１池ＦＣの陰極１２に接続され、同陰極
１２は、導管Ｌ１５．Ｌ１６を介して熱交換器９及び動
力回収器８に連結されているとともに、導管Ｌ１７を介
して原料７、送給導管Ｌ１８に接続されている。なお、
上記導管Ｌ１７は導ＷＬ１’４を介して内熱型改質器２
に接続さね、Ｌ１’９は原料空気を送給するための導管
で、酸素製造装置ｌに接続されている。冷却＜１０は燃
料電池ＦＣの冷却器で、導管Ｌ１２．Ｌｉ２、Ｌｉ２を
介して水回収器６と、改質器２とに接続されている。ま
たＬ２０は水回収器１５と導管Ｌ１２とを接続する導管
、Ｌ２１は酸素製造装置ｌよりの廃ガスを大気中へ放出
するための導管を示す。
上記本発明の一実１ｍ列の作用について説明する。
第２図において、内熱型改質器２の前に空気からの酸素
（又は高酸素ｆＪｋ度ガス）製造装置１が配置されてお
り、内熱型改質器２に、酸化剤として酸素製造装置１で
製造されたｒ唆素（又は高醒累講度ガス）及び燃料電池
ＦＣの陽極１１より排出されるＩ′！＃素が供給され、
さらに原料２からの炭化水素の他、燃料電池ＦＣの陰１
ｉ４ Ｊ ２からの１１１出ガスも導管Ｌ１５．Ｌ１６
．Ｌ１７ｔ ：ｊｍ してイ↓を給される。
（又は高酸素ｆＪｋ度ガス）製造装置１が配置されてお
り、内熱型改質器２に、酸化剤として酸素製造装置１で
製造されたｒ唆素（又は高醒累講度ガス）及び燃料電池
ＦＣの陽極１１より排出されるＩ′！＃素が供給され、
さらに原料２からの炭化水素の他、燃料電池ＦＣの陰１
ｉ４ Ｊ ２からの１１１出ガスも導管Ｌ１５．Ｌ１６
．Ｌ１７ｔ ：ｊｍ してイ↓を給される。
上記１・号イ徹１１、陰極Ｚ２の排出ガスは水蒸気をバ
有しているが、不足分は燃料電池ＦＣを冷却することに
よって発生する水蒸気を、導管Ｌ１３ 、Ｌｉ２を通し
て内熱型改質器２に供給する。
有しているが、不足分は燃料電池ＦＣを冷却することに
よって発生する水蒸気を、導管Ｌ１３ 、Ｌｉ２を通し
て内熱型改質器２に供給する。
内熱型改質器２内では、燃料炭化水素の燃焼と、それに
よって発生する熱によって水蒸気改質反応が起り、ＣＯ
ｒ Ｈ２＋ ＣＯ２＋ Ｈ２Ｏを主成分とするガスが製
造され、−酸化炭素転化器４により起電にを毒する高濃
度の水素含有ガスが得られ、これが熱交換器５および水
回収器６を介して燃料電池ＦＣの陰極１２に供給されて
、燃料電池ＦＣにより発電が行なわれる。
よって発生する熱によって水蒸気改質反応が起り、ＣＯ
ｒ Ｈ２＋ ＣＯ２＋ Ｈ２Ｏを主成分とするガスが製
造され、−酸化炭素転化器４により起電にを毒する高濃
度の水素含有ガスが得られ、これが熱交換器５および水
回収器６を介して燃料電池ＦＣの陰極１２に供給されて
、燃料電池ＦＣにより発電が行なわれる。
以上により、本発明によれば以下の如き優れた効果が萎
せられるものである。
せられるものである。
＋１１燃料の改質器に触媒反応管が不要となるため、装
置がコンパクトになる。
置がコンパクトになる。
（２）燃料電池の酸化剤として酸素（又は高酸素製置ガ
ス）を用いるため、上記（１）と同様に装置がコンパク
トになる。
ス）を用いるため、上記（１）と同様に装置がコンパク
トになる。
（３）燃料電池の陰ｔｉ＠は水素＃度が高く、陽＋＠は
酸素′ａ度が高くなるので、得られる′＃ｉ：圧が高く
なり、従って燃料電池の効率が高くなる。
酸素′ａ度が高くなるので、得られる′＃ｉ：圧が高く
なり、従って燃料電池の効率が高くなる。
第１図は従来装置の構成金示すブロック図、第２図は本
発明の一実施ｆｆ１Ｊの構成を示すブロック図である。 １・・・酸素又は高酸素濃度ガス製造装置、２・・・内
熱型改質器、３・・・熱交換器、４・・・−酸化炭素転
化器、５・・・熱交換器、６・・・水回収器、７・・・
原器、１４・・・動力回収器、１５・・・水回収器、Ｌ
ｌ〜Ｌ２１・・・導管、ＦＣ・・・燃料電池。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１頁の続き
発明の一実施ｆｆ１Ｊの構成を示すブロック図である。 １・・・酸素又は高酸素濃度ガス製造装置、２・・・内
熱型改質器、３・・・熱交換器、４・・・−酸化炭素転
化器、５・・・熱交換器、６・・・水回収器、７・・・
原器、１４・・・動力回収器、１５・・・水回収器、Ｌ
ｌ〜Ｌ２１・・・導管、ＦＣ・・・燃料電池。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１頁の続き
Claims (1)
- 水素を燃料とする燃料電池発電装置において、炭化水素
原料から供給される炭化水素を改質する内熱型改質器と
、この改質器にて改質された水素が供給される陰極を有
する燃料電池と、前記内熱型改質器および前記燃料電池
の陽極にそれぞれ酸化剤を供給する酸素又は高酸素ガス
製造装置と、前記燃料電池の陽極および陰極からそれぞ
れ排出されるガスをそれぞれ前記内熱型改質器に戻す導
管とを具備してなることを特徴とする燃料電池発％、装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59053031A JPS60198065A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59053031A JPS60198065A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60198065A true JPS60198065A (ja) | 1985-10-07 |
Family
ID=12931517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59053031A Pending JPS60198065A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60198065A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6514634B1 (en) | 2000-09-29 | 2003-02-04 | Plug Power Inc. | Method and system for humidification of a fuel |
| US6670062B2 (en) | 2001-05-31 | 2003-12-30 | Plug Power Inc. | Methods and systems for humidifying fuel for use in fuel processors and fuel cell systems |
| US6686078B1 (en) | 2000-09-29 | 2004-02-03 | Plug Power Inc. | Method of reformer operation to prevent fuel cell flooding |
-
1984
- 1984-03-19 JP JP59053031A patent/JPS60198065A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6514634B1 (en) | 2000-09-29 | 2003-02-04 | Plug Power Inc. | Method and system for humidification of a fuel |
| US6686078B1 (en) | 2000-09-29 | 2004-02-03 | Plug Power Inc. | Method of reformer operation to prevent fuel cell flooding |
| US6670062B2 (en) | 2001-05-31 | 2003-12-30 | Plug Power Inc. | Methods and systems for humidifying fuel for use in fuel processors and fuel cell systems |
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