JPS62138302A - 燃料電池の燃料改質装置 - Google Patents
燃料電池の燃料改質装置Info
- Publication number
- JPS62138302A JPS62138302A JP60275942A JP27594285A JPS62138302A JP S62138302 A JPS62138302 A JP S62138302A JP 60275942 A JP60275942 A JP 60275942A JP 27594285 A JP27594285 A JP 27594285A JP S62138302 A JPS62138302 A JP S62138302A
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- JP
- Japan
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- fuel
- reactor
- catalyst
- heating
- evaporator
- Prior art date
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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
- H01M8/0625—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 in a modular combined reactor/fuel cell structure
- H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01B—BOILING; BOILING APPARATUS ; EVAPORATION; EVAPORATION APPARATUS
- B01B1/00—Boiling; Boiling apparatus for physical or chemical purposes ; Evaporation in general
- B01B1/005—Evaporation for physical or chemical purposes; Evaporation apparatus therefor, e.g. evaporation of liquids for gas phase reactions
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は燃料電池の燃料改質装置に関するものである。
燃料電池の構成は、大きくは燃料を水素ガスに改質する
改質器と、この改質器から発生した水素ガスを空気（酸
素）と反応させて水と電気エネルギに変える燃料電池本
体とからなっている。従来、燃料電池の開発は液化天然
ガスを燃料として使用するプラント級の大型のものが主
であったが、最近では自動車等で手軽に搬送できる小型
の燃料電池の開発も要望されている。
改質器と、この改質器から発生した水素ガスを空気（酸
素）と反応させて水と電気エネルギに変える燃料電池本
体とからなっている。従来、燃料電池の開発は液化天然
ガスを燃料として使用するプラント級の大型のものが主
であったが、最近では自動車等で手軽に搬送できる小型
の燃料電池の開発も要望されている。
このような小型の燃料電池では、−Ｃに燃料としてメタ
ノールと水の混合液体が使用される場合があり、この混
合燃料を気化したのち触媒を充填した反応器において水
素ガス主体の改質ガスに変化させるようにしている。と
ころが、この反応器に充填する触媒の形態をベレット状
にする場合には、その触媒の保持のしかた如何によって
は、気化した燃料が触媒に対し均一に分散されなかった
り、また搬送時の振動によって下方に落下してしまうな
どして、触媒の機能を半減してしまうことがある。
ノールと水の混合液体が使用される場合があり、この混
合燃料を気化したのち触媒を充填した反応器において水
素ガス主体の改質ガスに変化させるようにしている。と
ころが、この反応器に充填する触媒の形態をベレット状
にする場合には、その触媒の保持のしかた如何によって
は、気化した燃料が触媒に対し均一に分散されなかった
り、また搬送時の振動によって下方に落下してしまうな
どして、触媒の機能を半減してしまうことがある。
Ｃ発明の目的〕
本発明の目的は、ベレット状の触媒を反応器に充填する
場合、気化燃料を触媒に対し均一分散させ、かつ振動に
よっても簡単に落下することがない燃料改質装置を提供
することにある。
場合、気化燃料を触媒に対し均一分散させ、かつ振動に
よっても簡単に落下することがない燃料改質装置を提供
することにある。
上記目的を達成する本発明の燃料改質装置は、反応器の
中に多孔質部材を介してペレット状の触媒を保持し、こ
の反応器の触媒の中を気化した燃料を通過させながら加
熱し、水素ガス主体の改質ガスに変化させる構成にした
ことを特徴とするものである。
中に多孔質部材を介してペレット状の触媒を保持し、こ
の反応器の触媒の中を気化した燃料を通過させながら加
熱し、水素ガス主体の改質ガスに変化させる構成にした
ことを特徴とするものである。
（実施例〕
以下、本発明を図に示す実施例により説明する。
第３図は、メタノールと水との混合燃料を使用する場合
の燃料電池のシステム図である。３０は詳細を後述する
改質器であり、上記メタノールと水との混合燃料を１５
０〜５００℃の高温で反応させて水素ガスを主成分とす
る改質ガスにし、それを燃料電池本体３１に供給するよ
うにしている。この改質器３０での反応は、次の反応式
で表される吸熱反応である。
の燃料電池のシステム図である。３０は詳細を後述する
改質器であり、上記メタノールと水との混合燃料を１５
０〜５００℃の高温で反応させて水素ガスを主成分とす
る改質ガスにし、それを燃料電池本体３１に供給するよ
うにしている。この改質器３０での反応は、次の反応式
で表される吸熱反応である。
ＣＨ３０Ｈ＋ Ｈ２Ｏ→３ Ｈｚ ＋ ＣＯ２１１，８
ｋｃａｌ上記燃料電池本体３１には別に空気が供給され
、上記改質ガス中の水素ガスがこの空気中の酸素と反応
させられて水と電気を発生する。発生電気は直流のまま
でも使用できるが、さらにインバータ３２によって変換
すれば交流としても使用することができる。
ｋｃａｌ上記燃料電池本体３１には別に空気が供給され
、上記改質ガス中の水素ガスがこの空気中の酸素と反応
させられて水と電気を発生する。発生電気は直流のまま
でも使用できるが、さらにインバータ３２によって変換
すれば交流としても使用することができる。
第１，２図は、本発明の実施例による上記改質器３０を
示すものである。■は環状に形成された燃料蒸発器で、
その周囲に複数の燃料供給ノズル２．−・・・・−・、
２が取り付けられている。この燃料供給ノズル２はメタ
ノールと水との混合゛燃料を燃料蒸発器１内に供給する
。このような燃料蒸発器ｌの下にはバーナ３が設けられ
、このバーナ３によって燃料蒸発器１が直接加熱され、
燃料供給ノズル２から供給された液状の燃料が気化され
るようになっている。
示すものである。■は環状に形成された燃料蒸発器で、
その周囲に複数の燃料供給ノズル２．−・・・・−・、
２が取り付けられている。この燃料供給ノズル２はメタ
ノールと水との混合゛燃料を燃料蒸発器１内に供給する
。このような燃料蒸発器ｌの下にはバーナ３が設けられ
、このバーナ３によって燃料蒸発器１が直接加熱され、
燃料供給ノズル２から供給された液状の燃料が気化され
るようになっている。
燃料蒸発器１の上面には環形状に沿って複数の反応管４
．・−・・−１４が垂直に立設され、それぞれ燃料蒸発
器１の内部と連通している。この反応管４の中には、ペ
レット状の白金、ロジウム、あるいは銅系触媒等からな
る触媒層５が充填されている。この触媒層５は、その下
部と上部とをそれぞれ多孔質部材１３．１３によって保
持されている。触媒層５を保持する位置は下部からの支
えが最も重要であるが、場合によっては上部と共に下部
にも設けるようにしてもよい。この多孔質部材１３の材
料は、グラスウール、スチールウール、多孔質セラミッ
クス、焼結金属などから選ばれることが好ましい。
．・−・・−１４が垂直に立設され、それぞれ燃料蒸発
器１の内部と連通している。この反応管４の中には、ペ
レット状の白金、ロジウム、あるいは銅系触媒等からな
る触媒層５が充填されている。この触媒層５は、その下
部と上部とをそれぞれ多孔質部材１３．１３によって保
持されている。触媒層５を保持する位置は下部からの支
えが最も重要であるが、場合によっては上部と共に下部
にも設けるようにしてもよい。この多孔質部材１３の材
料は、グラスウール、スチールウール、多孔質セラミッ
クス、焼結金属などから選ばれることが好ましい。
これら燃料蒸発器１と反応管４からなる一体構造体の全
周囲は、筒状の内壁８と、グラスウール、セラミックウ
ール、あるいはそれらのフオーム等からなる断熱層９と
、外壁１０からなる断熱部で囲まれ、さらに内壁８の内
側に多孔質セラミックスからなるガス通過層１４が設け
られている。
周囲は、筒状の内壁８と、グラスウール、セラミックウ
ール、あるいはそれらのフオーム等からなる断熱層９と
、外壁１０からなる断熱部で囲まれ、さらに内壁８の内
側に多孔質セラミックスからなるガス通過層１４が設け
られている。
また、上記複数の反応管４．・・−・、４の上端出口に
は、多孔質セラミックスからなる改質ガス通過層１５を
介して集合部６が設けられている。同時に集合部６の下
面は筒状の内壁８の上端を閉塞状態にし、バーナ３の加
熱ガスが上方へ抜けないようにしている。このような内
壁８の上部には、多数の排気孔１１、−−−−−・・、
１１が断熱層９．外壁１０を通って外側へ連通ずるよう
に設けられている。
は、多孔質セラミックスからなる改質ガス通過層１５を
介して集合部６が設けられている。同時に集合部６の下
面は筒状の内壁８の上端を閉塞状態にし、バーナ３の加
熱ガスが上方へ抜けないようにしている。このような内
壁８の上部には、多数の排気孔１１、−−−−−・・、
１１が断熱層９．外壁１０を通って外側へ連通ずるよう
に設けられている。
また、複数の反応管４．・−・−１４の長さ方向の中間
位置には、これら複数の反応管に囲まれた内側空間に、
多数の透孔１２ａ、・−・・・−１１２ａを有する分散
板１２が取り付けられている。
位置には、これら複数の反応管に囲まれた内側空間に、
多数の透孔１２ａ、・−・・・−１１２ａを有する分散
板１２が取り付けられている。
この分散板１２は、環状の燃料蒸発器１の中央空間を上
方へ通り抜けるバーナ３の加熱ガスを均一分散させ、各
反応管４の外壁に万遍なく接触させる。すなわち、分散
板１２は加熱制御機能を有し、その透孔１２ａの数や開
口面積を種々変えることにより、必要とする加熱制御が
可能になっている。
方へ通り抜けるバーナ３の加熱ガスを均一分散させ、各
反応管４の外壁に万遍なく接触させる。すなわち、分散
板１２は加熱制御機能を有し、その透孔１２ａの数や開
口面積を種々変えることにより、必要とする加熱制御が
可能になっている。
上述の装置において、燃料供給ノズル２から燃料蒸発器
１に吐出されたメタノールと水との燃料気体は瞬間的に
蒸発し、多孔質部材１３を介して複数の反応管４．−・
−・・、４の中へ均一分散して流入する。触媒層５では
隙間を通過しながら前述した吸熱反応を行い、主として
水素ガスと炭酸ガスからなる改質ガスを生成する。この
改質ガスには副生物として一酸化炭素、メタンガスなど
のほか、未反応のメタノール、水の残留物等も含まれて
いる。この改質ガスは触媒層５上部の多孔質部材１３及
び改質ガス通過層１５を経て集合部６に集合したのち、
出Ｄ ７から前述した燃料電池本体３１へ送られる。
１に吐出されたメタノールと水との燃料気体は瞬間的に
蒸発し、多孔質部材１３を介して複数の反応管４．−・
−・・、４の中へ均一分散して流入する。触媒層５では
隙間を通過しながら前述した吸熱反応を行い、主として
水素ガスと炭酸ガスからなる改質ガスを生成する。この
改質ガスには副生物として一酸化炭素、メタンガスなど
のほか、未反応のメタノール、水の残留物等も含まれて
いる。この改質ガスは触媒層５上部の多孔質部材１３及
び改質ガス通過層１５を経て集合部６に集合したのち、
出Ｄ ７から前述した燃料電池本体３１へ送られる。
上述した燃料改質装置によると、反応管４の触媒層５に
ベレット状の触媒が使用されているが、その保持のため
に多孔質部材１３が使用されているため、蒸発器１で気
化された燃料が触媒層５へ浸入するとき、手前の多孔質
部材１３の微細な空隙によって均一に分散され、ベレッ
ト状の各触媒に対して均一に接触するため、上述した吸
熱反応の反応効率を上げることができる。
ベレット状の触媒が使用されているが、その保持のため
に多孔質部材１３が使用されているため、蒸発器１で気
化された燃料が触媒層５へ浸入するとき、手前の多孔質
部材１３の微細な空隙によって均一に分散され、ベレッ
ト状の各触媒に対して均一に接触するため、上述した吸
熱反応の反応効率を上げることができる。
また、ベレット状の触媒を上記多孔質部材１３によって
保持することによって、搬送時に振動を受けてもペレッ
トが下方へ簡単に落下することがない。特に、多孔質部
材１３にグラスウールを使用した場合には、そのクッシ
ョン性によって防振効果を発揮し、車等に燃料電池を積
んで搬送する場合に有益である。
保持することによって、搬送時に振動を受けてもペレッ
トが下方へ簡単に落下することがない。特に、多孔質部
材１３にグラスウールを使用した場合には、そのクッシ
ョン性によって防振効果を発揮し、車等に燃料電池を積
んで搬送する場合に有益である。
〔発明の効果］
上述したように本発明の燃料改質装置は、反応器の中に
多孔質部材を介してべ１ノツト状の触媒を保持し、この
反応器の触媒の中を気化した燃料を通過させながら加熱
し、水素ガス主体の改質ガスに変化させる構成であるの
で、上記多孔質部材によって気化燃料を触媒に対し均一
分散させることを可能にし、かつ振動によってもベレッ
トが簡単に落下してしまうことがない。
多孔質部材を介してべ１ノツト状の触媒を保持し、この
反応器の触媒の中を気化した燃料を通過させながら加熱
し、水素ガス主体の改質ガスに変化させる構成であるの
で、上記多孔質部材によって気化燃料を触媒に対し均一
分散させることを可能にし、かつ振動によってもベレッ
トが簡単に落下してしまうことがない。
第１図は本発明の実施例による燃料電池の燃料改質装置
の縦断面図、第２図は第１図のｎ−■矢視図、第３図は
上記燃料改質装置が適用される燃料電池のシステム図で
ある。 １・−燃料蒸発器、 ２−・燃料供給ノズル、３〜バー
ナ、 ４・−・反応管（反応器）、 ６・−集合部、
１３・−多孔質部材。 第１図 ゛第２図 第３図
の縦断面図、第２図は第１図のｎ−■矢視図、第３図は
上記燃料改質装置が適用される燃料電池のシステム図で
ある。 １・−燃料蒸発器、 ２−・燃料供給ノズル、３〜バー
ナ、 ４・−・反応管（反応器）、 ６・−集合部、
１３・−多孔質部材。 第１図 ゛第２図 第３図
Claims (1)
- 反応器の中に多孔質部材を介してペレット状の触媒を保
持し、この反応器の触媒の中を気化した燃料を通過させ
ながら加熱し、水素ガス主体の改質ガスに変化させる構
成にしたことを特徴とする燃料電池の燃料改質装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60275942A JPS62138302A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 燃料電池の燃料改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60275942A JPS62138302A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 燃料電池の燃料改質装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62138302A true JPS62138302A (ja) | 1987-06-22 |
Family
ID=17562575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60275942A Pending JPS62138302A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 燃料電池の燃料改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62138302A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011076850A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 燃料電池用燃料処理装置 |
| CN114699944A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-07-05 | 潍柴动力股份有限公司 | 钢丝绒混合器及具有其的柴油机尾气后处理装置 |
-
1985
- 1985-12-10 JP JP60275942A patent/JPS62138302A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011076850A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 燃料電池用燃料処理装置 |
| CN114699944A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-07-05 | 潍柴动力股份有限公司 | 钢丝绒混合器及具有其的柴油机尾气后处理装置 |
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