JPS61237370A - 燃料電池の発電方法及びその装置 - Google Patents
燃料電池の発電方法及びその装置Info
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- JPS61237370A JPS61237370A JP60077561A JP7756185A JPS61237370A JP S61237370 A JPS61237370 A JP S61237370A JP 60077561 A JP60077561 A JP 60077561A JP 7756185 A JP7756185 A JP 7756185A JP S61237370 A JPS61237370 A JP S61237370A
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- Japan
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- fuel
- reaction
- power generation
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- 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
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】
［産業上の利用分野］
本発明は、燃料電池の発電方法及びその装置に係り、特
に、電力を発生する燃料電池本体より生ずる反応熱を天
然ガス等の燃料を改質するリフオーマ部における吸熱反
応の熱源として利用して、燃料電池の発電装置全体とし
ての高効率化及びコンパクト化を計った燃料電池の発電
方法及びそ゛の装置に関する。
に、電力を発生する燃料電池本体より生ずる反応熱を天
然ガス等の燃料を改質するリフオーマ部における吸熱反
応の熱源として利用して、燃料電池の発電装置全体とし
ての高効率化及びコンパクト化を計った燃料電池の発電
方法及びそ゛の装置に関する。
［従来の技術］
一般に、燃料電池と称されるものは、水の電気分解の逆
の反応を行ない、燃料の中の水素と空気中の酸素とを化
学的に反応させて電気と水を同時に取り出すことを基本
原理としている。
の反応を行ない、燃料の中の水素と空気中の酸素とを化
学的に反応させて電気と水を同時に取り出すことを基本
原理としている。
従って、化学エネルギーから電気エネルギへの変換を行
なう一種のエネルギ変換器と考えることもできる。
なう一種のエネルギ変換器と考えることもできる。
このような燃料電池の発電装置は、第３図のように構成
されている。第３図は燃料電池の発電袋＠１の基本フロ
ーチャートを示すものである。
されている。第３図は燃料電池の発電袋＠１の基本フロ
ーチャートを示すものである。
図において、３はリフオーマと称されるもので、供給さ
れる燃料ガス（天然ガス、ＬＰＧ、メタノール等）を触
媒（主に白金系のもの）の作用によりト１２成分の多い
Ｈ２リッチガスとして燃料電池本体４に供給するもので
ある。
れる燃料ガス（天然ガス、ＬＰＧ、メタノール等）を触
媒（主に白金系のもの）の作用によりト１２成分の多い
Ｈ２リッチガスとして燃料電池本体４に供給するもので
ある。
一方、燃料電池本体４は、第４図に示すような燃料ガス
を反応させる電極（燃料極又はアノードと称する）と、
酸化ガスを反応させる電極（空気極又はカソードと称す
る）と、これら両電極間に介在する電解質板とにより構
成されたものを多段に積層したものとして構成されてい
る。図示例にあっては、溶融炭酸塩を電解質としており
、ＣＯ２−が電荷担体として働く。
を反応させる電極（燃料極又はアノードと称する）と、
酸化ガスを反応させる電極（空気極又はカソードと称す
る）と、これら両電極間に介在する電解質板とにより構
成されたものを多段に積層したものとして構成されてい
る。図示例にあっては、溶融炭酸塩を電解質としており
、ＣＯ２−が電荷担体として働く。
次に、このような燃料電池の発電装置の作用を第３図に
基づいて概略的に説明すると、先ず燃料としての天然ガ
ス等がリフオーマ３に供給されるとここで触媒により改
質が行なわれ、Ｈ２成分の多いＨ２リッチガスとなる。
基づいて概略的に説明すると、先ず燃料としての天然ガ
ス等がリフオーマ３に供給されるとここで触媒により改
質が行なわれ、Ｈ２成分の多いＨ２リッチガスとなる。
このときの反応は吸熱反応であるため、外部からバーナ
等により加熱する。こうしてＨ２成分を多く含んだガス
が燃料電池本体４の燃料極７に供給される。
等により加熱する。こうしてＨ２成分を多く含んだガス
が燃料電池本体４の燃料極７に供給される。
一方、空気極６には、空気及びＣＯ２が供給される。尚
、リフオーマ３の加熱のためにも空気が供給される。
、リフオーマ３の加熱のためにも空気が供給される。
その後、第４図に示すように、燃料電池本体４では、発
熱を伴なって反応が起り、起電力を発生する。次に、空
気極６からは、反応にあずからなかった空気中のＮ２ガ
ス等が排ガスとして排出される。また燃料極７からは、
生成された水及びＣＯ２ガスが排出される。
熱を伴なって反応が起り、起電力を発生する。次に、空
気極６からは、反応にあずからなかった空気中のＮ２ガ
ス等が排ガスとして排出される。また燃料極７からは、
生成された水及びＣＯ２ガスが排出される。
尚、ＣＯ２ガスは、再利用すべく空気極６に戻されるこ
とになるが、燃料極７より発生するガス中には、反応に
あずからなかった残留Ｈ２ガスもあり、これも共に空気
極６に戻すと、同時に供給されている空気中の０２ガス
と反応して燃焼し好ましくないので、共に存在している
残留Ｈ２ガス等可燃成分をリフオーマ３の加熱手段の一
部として燃焼させた後、空気極６に戻すようにしている
。
とになるが、燃料極７より発生するガス中には、反応に
あずからなかった残留Ｈ２ガスもあり、これも共に空気
極６に戻すと、同時に供給されている空気中の０２ガス
と反応して燃焼し好ましくないので、共に存在している
残留Ｈ２ガス等可燃成分をリフオーマ３の加熱手段の一
部として燃焼させた後、空気極６に戻すようにしている
。
［発明が解決しようとする問題点］
ところで従来は上述した燃料電池の発電装置１を構築す
る場合、リフオーマ３と燃料電池本体４とは、それぞれ
別個の容器に収容していた。このため、燃料電池本体よ
り生じる反応熱が有効利用されず不経済であると共に、
装置が大型化してしまい、都市部のピル内等スペースパ
フォーマンスの要求される場所への設置には不都合であ
った。
る場合、リフオーマ３と燃料電池本体４とは、それぞれ
別個の容器に収容していた。このため、燃料電池本体よ
り生じる反応熱が有効利用されず不経済であると共に、
装置が大型化してしまい、都市部のピル内等スペースパ
フォーマンスの要求される場所への設置には不都合であ
った。
また、製造コストが増加してしまう欠点があった＠［発
明の目的］ 本発明は上記問題点を有効に解決すべく創案されたもの
であって、その目的は燃料電池の発電方法及びその装置
に関し、より小型化及びそれに伴なう製造コストの低廉
化を達成し得る燃料電池の発電方法及びその装置を提供
するにある。
明の目的］ 本発明は上記問題点を有効に解決すべく創案されたもの
であって、その目的は燃料電池の発電方法及びその装置
に関し、より小型化及びそれに伴なう製造コストの低廉
化を達成し得る燃料電池の発電方法及びその装置を提供
するにある。
［発明の概要］
本発明方法は上記の目的を達成するために、天然ガス等
の燃料をリフオーマ部にて改質させた後、これを燃料電
池本体の電極に供給して電力を得るに際して、リフオー
マ部が吸熱反応体であり、燃料電池本体が発熱反応体で
あることに着目し、燃料電池本体より生じる反応熱をリ
フオーマ部における吸熱反応の熱源して利用するように
したことを要旨としている。また、本発明装置は燃料電
池の発電装置を、天然ガス等の燃料を改質させるリフオ
ーマ部と、このリフオーマ部から供給される燃料ガスを
使って電力を発生する燃１！４電池本体とを同一容器内
に収容して構成し、燃料電池本体から発生する反応熱が
効率良くリフオーマ部に伝達されるようにすると共に、
装置の小型化を達成し得るようにしたものである。
の燃料をリフオーマ部にて改質させた後、これを燃料電
池本体の電極に供給して電力を得るに際して、リフオー
マ部が吸熱反応体であり、燃料電池本体が発熱反応体で
あることに着目し、燃料電池本体より生じる反応熱をリ
フオーマ部における吸熱反応の熱源して利用するように
したことを要旨としている。また、本発明装置は燃料電
池の発電装置を、天然ガス等の燃料を改質させるリフオ
ーマ部と、このリフオーマ部から供給される燃料ガスを
使って電力を発生する燃１！４電池本体とを同一容器内
に収容して構成し、燃料電池本体から発生する反応熱が
効率良くリフオーマ部に伝達されるようにすると共に、
装置の小型化を達成し得るようにしたものである。
［実施例］ 。
以下、本発明方法及び本発明装置の好適一実施例を添付
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明方法を実施するための本発明装置に係
る燃料電池の発電装置く以下、単に発電装置と称する）
の概略側断面を、第２図はその■−■線断面図を示すも
のである。
る燃料電池の発電装置く以下、単に発電装置と称する）
の概略側断面を、第２図はその■−■線断面図を示すも
のである。
発電装置１は筒体状の容器２内に設けられたリフオーマ
部３と燃料電池本体４とにより主に構成されている。
部３と燃料電池本体４とにより主に構成されている。
具体的には、筒体状の容器２の低位部に設けられている
床５上の中心部に燃料電池本体４が載置されている。こ
の燃料電池本体４は、空気極６、燃料極７及び電解質８
から成る単一の燃料電池を垂直方向に多数積層したもの
である。一方、リフオーマ部３は、触媒（白金系のもの
等）９が封入されたりフォーマチューブ１ｏから成って
おり、これが、前記燃料電池本体４を近接して囲繞スル
ように容器２の内壁２ａと燃料電池本体４との間の空間
部１１に複数設けられて構成されている。
床５上の中心部に燃料電池本体４が載置されている。こ
の燃料電池本体４は、空気極６、燃料極７及び電解質８
から成る単一の燃料電池を垂直方向に多数積層したもの
である。一方、リフオーマ部３は、触媒（白金系のもの
等）９が封入されたりフォーマチューブ１ｏから成って
おり、これが、前記燃料電池本体４を近接して囲繞スル
ように容器２の内壁２ａと燃料電池本体４との間の空間
部１１に複数設けられて構成されている。
従って、これにより発電装置としての小型化が達成され
ている。
ている。
尚、リフオーマチューブ１０には、天然ガス等の燃料ガ
スを受は入れるための燃料ガス供給管１２が、容器２内
の低位部から外部に延出させて設けである。
スを受は入れるための燃料ガス供給管１２が、容器２内
の低位部から外部に延出させて設けである。
また、リフオーマチューブ１０の下端部１０ａと燃料電
池本体４の燃料極７とは、改質された燃料ガスを供給す
るためのコモンヘッダ１３で連通されている。
池本体４の燃料極７とは、改質された燃料ガスを供給す
るためのコモンヘッダ１３で連通されている。
一方、容器２の天井部２ｂには、リフオーマ部３を構成
する各リフオーマチューブ１０を加熱するためのバーナ
部１４が設けである。図中、１５はメインバーナであり
、１６は起動用バーナである。
する各リフオーマチューブ１０を加熱するためのバーナ
部１４が設けである。図中、１５はメインバーナであり
、１６は起動用バーナである。
また前記燃料電池本体４は前記バーナ部１４による直接
加熱から保護すべく断熱覆体１７により覆われている。
加熱から保護すべく断熱覆体１７により覆われている。
尚、この覆体１７の側壁１７ａは燃料電池本体４より生
じる熱がリフオーマ部３に伝わり易いように断熱効果を
持たないように形成されている。
じる熱がリフオーマ部３に伝わり易いように断熱効果を
持たないように形成されている。
また、容器２の頂部にはバーナ部１４に空気を送るため
の空気供給管１８と、燃料電池本体４の燃料極７より排
出される残留Ｈ２ガス及びＣＯ２ガスを含む生成ガスを
バーナ部１４に送るための燃料ガス供給管１つとが設け
られている。このため、燃料極７と燃料ガス供給管１つ
とは通路２０で連通されている。
の空気供給管１８と、燃料電池本体４の燃料極７より排
出される残留Ｈ２ガス及びＣＯ２ガスを含む生成ガスを
バーナ部１４に送るための燃料ガス供給管１つとが設け
られている。このため、燃料極７と燃料ガス供給管１つ
とは通路２０で連通されている。
また更に、バーナ部１４に導かれて残留ト１２ガスが燃
焼した後、その排ガスを空気極６に戻すべく、空気極６
に空気を送るために設けである空気供給管２１と容器２
内空間部２２とが通路２３で連通されている。一方、空
気極６には、これより排出される残留ガスを、容器２外
に排出すべく排出通路２４が設けられている。
焼した後、その排ガスを空気極６に戻すべく、空気極６
に空気を送るために設けである空気供給管２１と容器２
内空間部２２とが通路２３で連通されている。一方、空
気極６には、これより排出される残留ガスを、容器２外
に排出すべく排出通路２４が設けられている。
次に作用について述べる。
燃料ガス供給管１２内に吸入された天然ガス等の燃料は
、リフオーマ部３を構成するりフォーマチューブ１０内
に送り込まれる。そして、触媒（白金系のもの等）９に
よりＨ２ガス成分の多いＨ２リッチガスに改質された後
、燃料電池本体４の燃料極７に送られる。このとき、改
質には熱が必要であるため、容器２の天井部に設けられ
ているメインバーナ１５によりリフオーマチューブ１０
は加熱されている。
、リフオーマ部３を構成するりフォーマチューブ１０内
に送り込まれる。そして、触媒（白金系のもの等）９に
よりＨ２ガス成分の多いＨ２リッチガスに改質された後
、燃料電池本体４の燃料極７に送られる。このとき、改
質には熱が必要であるため、容器２の天井部に設けられ
ているメインバーナ１５によりリフオーマチューブ１０
は加熱されている。
一方、燃料電池本体４の空気極６には、空気供給管２１
を介して空気が送られる。その後、燃料電池本体４では
、化学反応により電力が発生する。
を介して空気が送られる。その後、燃料電池本体４では
、化学反応により電力が発生する。
また同時にこのとき、多量の反応熱が発生する。
そして、この反応熱は燃料電池本体４を近接して囲繞す
るように設けられているリフオーマチューブ１０に伝え
られ吸熱反応である改質の熱源として利用される。本発
明方法は、このように燃料電池本体４より生じる反応熱
をリフオー７部３における吸熱反応の熱源として有効に
利用するようにしたことを特徴としている。従ってこれ
により、発電装置１としてのエネルギ効率が高められ経
済性が増すことになる。
るように設けられているリフオーマチューブ１０に伝え
られ吸熱反応である改質の熱源として利用される。本発
明方法は、このように燃料電池本体４より生じる反応熱
をリフオー７部３における吸熱反応の熱源として有効に
利用するようにしたことを特徴としている。従ってこれ
により、発電装置１としてのエネルギ効率が高められ経
済性が増すことになる。
尚、本発電装置１のその後の発電に係る各作用は従来と
全く同様である。
全く同様である。
［発明の効果］
以上述べたてきたことから明らかなように、本発明方法
及び本発明装置によれば、次のような優れた効果を発揮
する。
及び本発明装置によれば、次のような優れた効果を発揮
する。
（１） 燃料電池の発電装置において電力を得るに際
して、燃料電池本体より生じる反応熱をリフオーマ部に
おける吸熱反応の熱源として利用する方法としたので、
燃料電池本体より生じる反応熱を有効利用できるためエ
ネルギロスが少なくなり、経済性が増す。
して、燃料電池本体より生じる反応熱をリフオーマ部に
おける吸熱反応の熱源として利用する方法としたので、
燃料電池本体より生じる反応熱を有効利用できるためエ
ネルギロスが少なくなり、経済性が増す。
（２） 同一容器内に、リフオーマ部と燃料電池本体
とを収容したので、燃料電池本体より生じる反応熱をリ
フオーマ部の改質における熱源として有効に利用でき、
発電装置としてのエネルギ効率が高められ経済性が増す
と共に、スペースパフォーマンスが向上し、装置の小型
化が達成され、これにより製造コストも低減する。
とを収容したので、燃料電池本体より生じる反応熱をリ
フオーマ部の改質における熱源として有効に利用でき、
発電装置としてのエネルギ効率が高められ経済性が増す
と共に、スペースパフォーマンスが向上し、装置の小型
化が達成され、これにより製造コストも低減する。
第１図は本発明に係る燃料電池の発電装置の一実施例を
示す概略側断面図、第２図は第１図のＩｆ−ＩＩ線断面
図、第３図は燃料電池の発電装置の基本フローチャート
図、第４図は燃料電池の原理と構成を示す図である。 図中、３はリフオーマ部、４は燃料電池本体、６は空気
極、７は燃料極、８は電解質、９は触媒、１０はリフオ
ーマチューブである。 特許出願人 石川島播磨重工業株式会社代理人弁理士
絹 谷 信 雄第１図
示す概略側断面図、第２図は第１図のＩｆ−ＩＩ線断面
図、第３図は燃料電池の発電装置の基本フローチャート
図、第４図は燃料電池の原理と構成を示す図である。 図中、３はリフオーマ部、４は燃料電池本体、６は空気
極、７は燃料極、８は電解質、９は触媒、１０はリフオ
ーマチューブである。 特許出願人 石川島播磨重工業株式会社代理人弁理士
絹 谷 信 雄第１図
Claims (2)
- （１）天然ガス等の燃料をリフォーマ部にて改質させた
後、これを燃料電池本体の電極に供給して電力を得るに
際して、上記燃料電池本体より生じる反応熱を上記リフ
ォーマ部における吸熱反応の熱源として利用するように
したことを特徴とする燃料電池の発電方法。 - （２）天然ガス等の燃料を改質させるリフォーマ部と、
該リフォーマ部から供給される燃料ガスを使つて電力を
発生する燃料電池本体とを同一容器内に収容したことを
特徴とする燃料電池の発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60077561A JPS61237370A (ja) | 1985-04-13 | 1985-04-13 | 燃料電池の発電方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60077561A JPS61237370A (ja) | 1985-04-13 | 1985-04-13 | 燃料電池の発電方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61237370A true JPS61237370A (ja) | 1986-10-22 |
Family
ID=13637426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60077561A Pending JPS61237370A (ja) | 1985-04-13 | 1985-04-13 | 燃料電池の発電方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61237370A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991011034A1 (en) * | 1990-01-10 | 1991-07-25 | International Fuel Cells Corporation | Molten carbonate fuel cell power plant |
| WO1997033333A1 (en) * | 1996-03-08 | 1997-09-12 | Westinghouse Electric Corporation | Solid oxide fuel cell generator with removable modular fuel cell stack configurations |
| JP2007053093A (ja) * | 2005-08-13 | 2007-03-01 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料電池システムの始動方法 |
| JP2008218277A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Mitsubishi Materials Corp | 燃料電池 |
-
1985
- 1985-04-13 JP JP60077561A patent/JPS61237370A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991011034A1 (en) * | 1990-01-10 | 1991-07-25 | International Fuel Cells Corporation | Molten carbonate fuel cell power plant |
| US5084363A (en) * | 1990-01-10 | 1992-01-28 | International Fuel Cells Corp. | Molten carbonate fuel cell power plant |
| WO1997033333A1 (en) * | 1996-03-08 | 1997-09-12 | Westinghouse Electric Corporation | Solid oxide fuel cell generator with removable modular fuel cell stack configurations |
| JP2007053093A (ja) * | 2005-08-13 | 2007-03-01 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料電池システムの始動方法 |
| JP4676934B2 (ja) * | 2005-08-13 | 2011-04-27 | 三星エスディアイ株式会社 | 燃料電池システムの始動方法 |
| JP2008218277A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Mitsubishi Materials Corp | 燃料電池 |
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