JPS63274063A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JPS63274063A JPS63274063A JP62107501A JP10750187A JPS63274063A JP S63274063 A JPS63274063 A JP S63274063A JP 62107501 A JP62107501 A JP 62107501A JP 10750187 A JP10750187 A JP 10750187A JP S63274063 A JPS63274063 A JP S63274063A
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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】
（イ）産業上の利用分野
本発明はメタノールリフオーマを用いた燃料電池発電シ
ステム、特に可搬用に適する小型発電システムに関する
ものである。
ステム、特に可搬用に適する小型発電システムに関する
ものである。
初 従来の技術
一般に燃料電池の燃料極に供給される燃料ガスは、炭化
水素燃料を燃料処理装置で改質した水素リッチガスを用
いるが、原燃料として天然ガスを用いる場合、リフオー
マで改質したガス中には多１ｍ（約４％）のＣＯを含ん
でおり、これが電離触媒の白金を被毒するため、このＣ
Ｏをシフトコンバータで００２に転化してＯＯ含量を約
０．５％迄低減する必要がある。そのため燃料処理装置
が大型化して小型発電システムには適しない。
水素燃料を燃料処理装置で改質した水素リッチガスを用
いるが、原燃料として天然ガスを用いる場合、リフオー
マで改質したガス中には多１ｍ（約４％）のＣＯを含ん
でおり、これが電離触媒の白金を被毒するため、このＣ
Ｏをシフトコンバータで００２に転化してＯＯ含量を約
０．５％迄低減する必要がある。そのため燃料処理装置
が大型化して小型発電システムには適しない。
これに対し原燃料にメタノールを用いる場合。
これを改質して得られる水素リッチガス中のＯＯ含量は
０．３〜０．５−程度であるから、シフトコンバータを
通すことなく、燃料ガスとして用いることができ、燃料
処理装置が簡素化されて小型発電システムに適している
。
０．３〜０．５−程度であるから、シフトコンバータを
通すことなく、燃料ガスとして用いることができ、燃料
処理装置が簡素化されて小型発電システムに適している
。
一方００による白金触媒の被毒は、電池温度が低い程著
しく、従って従来は始動時電池温度を加熱ガスで約１２
５℃程度に昇温して後各反応ガスを供給し、電池反応熱
により電池の規定作動温度（約１８０〜１９０℃）まで
昇温（負荷昇温）する方法が採用されていた。しかしこ
の方法では電池の立上り時間が長くなるという問題があ
った。
しく、従って従来は始動時電池温度を加熱ガスで約１２
５℃程度に昇温して後各反応ガスを供給し、電池反応熱
により電池の規定作動温度（約１８０〜１９０℃）まで
昇温（負荷昇温）する方法が採用されていた。しかしこ
の方法では電池の立上り時間が長くなるという問題があ
った。
そこで立上り時間を短縮するために低温（約４０℃）か
ら効率のよい負荷昇温を行うには、改質ガス中のＣＯを
１０〜５ＱＰＰＭオーダ迄低パする必要があり、ＣＯ除
去はニッケル系触媒を使用してメタネーション反応器に
より、前記オーダ落城らすことが可能である。しかし、
この反応器は触媒を全体に亘り規定温度に維持するため
ヒーターを要するという問題があった。
ら効率のよい負荷昇温を行うには、改質ガス中のＣＯを
１０〜５ＱＰＰＭオーダ迄低パする必要があり、ＣＯ除
去はニッケル系触媒を使用してメタネーション反応器に
より、前記オーダ落城らすことが可能である。しかし、
この反応器は触媒を全体に亘り規定温度に維持するため
ヒーターを要するという問題があった。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
この発明は改質ガス中のＣｏによる触媒被毒のと
問題を解消して低温からの負荷昇温を可能し、１１ｔ＾
池の立上り時間を短縮するものである。史にこの発明は
ＣＯ除去用反応器のヒーターを不要とすると共に発電シ
ステムのコンパクト化を図るものである。
ＣＯ除去用反応器のヒーターを不要とすると共に発電シ
ステムのコンパクト化を図るものである。
に）問題点を解決するための手段
この発明はメタノールを水素リッチガスに改質するリフ
オーマと、前記改質ガス中のＣＯを除去する反応器と、
電池の低温起動時＠記反応器を通した後の改質ガスが、
又電池の所定温度への昇温時前記反応器をバイパスして
直接改質ガスが夫々燃料ガスとして切替供給される電池
本体とを備え。
オーマと、前記改質ガス中のＣＯを除去する反応器と、
電池の低温起動時＠記反応器を通した後の改質ガスが、
又電池の所定温度への昇温時前記反応器をバイパスして
直接改質ガスが夫々燃料ガスとして切替供給される電池
本体とを備え。
前記反応器は、前記改質ガス中のｃｏをＨ２との反応に
よりＣ２Ｈ４とＨ２Ｏに変換する触媒が充填され且削紀
リフオーマの外ケース周壁に熱伝導的に配置されている
ものである。
よりＣ２Ｈ４とＨ２Ｏに変換する触媒が充填され且削紀
リフオーマの外ケース周壁に熱伝導的に配置されている
ものである。
（ホ）作 用
この発明では燃料極触媒のＣＯによる被毒を起すことな
く電池温度が低い段階から電池反応熱による昇温か可能
となって電池の立上り時間を著しく短縮しつると共に、
を池が所定温度に昇温後改質ガスをそのま＼電池に供給
するため燃料効率を損うことがない、更に００除去反応
器はメタノールリフｆ−マの外周壁に熱伝導的に配置さ
れて別途ヒーターを必要とせず、しかも発電システムの
コンパクト化が可能となる。
く電池温度が低い段階から電池反応熱による昇温か可能
となって電池の立上り時間を著しく短縮しつると共に、
を池が所定温度に昇温後改質ガスをそのま＼電池に供給
するため燃料効率を損うことがない、更に００除去反応
器はメタノールリフｆ−マの外周壁に熱伝導的に配置さ
れて別途ヒーターを必要とせず、しかも発電システムの
コンパクト化が可能となる。
（へ）実施例
本発明発電システムの実施例を因について説明する。リ
フオーマ（ＲＦ）内は１周知のようにプロワ（１１によ
るバーナー（２）の燃焼ガスで加熱され。
フオーマ（ＲＦ）内は１周知のようにプロワ（１１によ
るバーナー（２）の燃焼ガスで加熱され。
メタノールと水（６：４）の混合液を気化器（３）。
過熱器（４）でガス化し、このガスが改質触媒Ｒ（５１
を辿る間に水素リッチガスに改質される。この改質ガス
中には約０．６〜０．５％の００１に含有する。リフオ
ーマ（ＲＦ）のケース（６）外周壁には半円周状のＣＯ
除去用反応器（７）が熱伝導的に配置され、この反応器
（７）内にラネニッケル系触媒、Ｎｉ−Ａｌ！２０３に
ＣＯもしくはＭＯを添加した触媒が充填されている。リ
フオーマケース外壁温度は約２００℃で断熱材（８）に
より前記触媒温度が約４０〜５０℃になるよう設定され
ている。（９）は保温材である。
を辿る間に水素リッチガスに改質される。この改質ガス
中には約０．６〜０．５％の００１に含有する。リフオ
ーマ（ＲＦ）のケース（６）外周壁には半円周状のＣＯ
除去用反応器（７）が熱伝導的に配置され、この反応器
（７）内にラネニッケル系触媒、Ｎｉ−Ａｌ！２０３に
ＣＯもしくはＭＯを添加した触媒が充填されている。リ
フオーマケース外壁温度は約２００℃で断熱材（８）に
より前記触媒温度が約４０〜５０℃になるよう設定され
ている。（９）は保温材である。
リフオーマ（ＲＦ）で生成した改質ガスは約２００℃で
反応器（７）に入り、改質ガス中のＣＯを反応温度約６
００℃で９０％以上次式の反応Ｃｏ＋３Ｈ２→０Ｈ４−
１−Ｈ２０ ０１〜０．０５チに低域させる。
反応器（７）に入り、改質ガス中のＣＯを反応温度約６
００℃で９０％以上次式の反応Ｃｏ＋３Ｈ２→０Ｈ４−
１−Ｈ２０ ０１〜０．０５チに低域させる。
この反応は発熱反応で改質ガス中のＯＯ濃度が０．５％
で温度約４０℃の上昇があるため１反応器（７）内の触
媒をリフオーマ（ＲＦ）の発熱で４０〜５０℃に加熱し
ておけば反応温度がｉｒＪ記６００℃前後に保たれる。
で温度約４０℃の上昇があるため１反応器（７）内の触
媒をリフオーマ（ＲＦ）の発熱で４０〜５０℃に加熱し
ておけば反応温度がｉｒＪ記６００℃前後に保たれる。
電池（ＦＣ，Ｊは休止中雰囲気温度にあり、特に冬期寒
冷地では一２５℃に達することがある。
冷地では一２５℃に達することがある。
電池始動に際し、スタートアップバーナー（図示せず）
で加熱された空気により電池を昇温し。
で加熱された空気により電池を昇温し。
電池温度が約４０℃に達すると、各反応ガスを供給して
電池反応熱により昇温を開始する。
電池反応熱により昇温を開始する。
この時バイパス路１Ｇの弁Ｇｌｌは閉１反応器側の弁住
ハ２は開であるので、リフオーマ（ＲＦ ）の改質ガス
は反応器（７）でＣＯを実質的に除去された燃料ガス（
温度約３００℃）が電池（ＦＯ）に送られる。一方スタ
ートアップバーナーは停止するが。
ハ２は開であるので、リフオーマ（ＲＦ ）の改質ガス
は反応器（７）でＣＯを実質的に除去された燃料ガス（
温度約３００℃）が電池（ＦＯ）に送られる。一方スタ
ートアップバーナーは停止するが。
空気は前記燃料ガスとの間で熱交換され、約６０〜８０
℃に加熱されて空気権に供給されると同時に燃料ガスは
約１６０℃に冷却されて燃料極に供給される。かくて電
極反応熱により！池は急速に昇温するが、燃料ガス中の
００濃度が０．０１％程度であるから燃料極触媒が被毒
されるおそれがない。
℃に加熱されて空気権に供給されると同時に燃料ガスは
約１６０℃に冷却されて燃料極に供給される。かくて電
極反応熱により！池は急速に昇温するが、燃料ガス中の
００濃度が０．０１％程度であるから燃料極触媒が被毒
されるおそれがない。
やがて電池（ＦＣ）が１２０〜１６０℃の所定温度に達
すると、弁σｚ０ｊを閉、バイパス弁αυを開に切替え
、改質ガスを直接電池（ＦＣ）に供給する。その後ひき
つづき反応熱により昇温か行なわれ、電池温度が規定作
動温度（約１９０〜２００℃）に達すると正常運転に入
る。
すると、弁σｚ０ｊを閉、バイパス弁αυを開に切替え
、改質ガスを直接電池（ＦＣ）に供給する。その後ひき
つづき反応熱により昇温か行なわれ、電池温度が規定作
動温度（約１９０〜２００℃）に達すると正常運転に入
る。
（ト）発明の効果
上述の如く本発明によれば、燃料楡触媒のＯＯによる被
毒を起すことなく、電池温度が従来より著しく低い段階
から電池反応熱により昇温か可能となって電池の起動時
間を大巾に短縮しつると共に、電池が所定温度に昇温後
改質ガスは七のま＼電池に併給されるので、燃料効率を
損うことがない。更に００除去反応器は、メタノールリ
フオーマの外周壁に適度の熱伝導的に配置されて触媒全
体に亘り所定の温度に保っているので、別途加熱ヒータ
ーを必要とせず、しかも発電システムのコンパクト化が
可能となるなど、特に寒冷地で使用する小型発′７１シ
ステムとしてすぐれた効果をヅこ揮する。
毒を起すことなく、電池温度が従来より著しく低い段階
から電池反応熱により昇温か可能となって電池の起動時
間を大巾に短縮しつると共に、電池が所定温度に昇温後
改質ガスは七のま＼電池に併給されるので、燃料効率を
損うことがない。更に００除去反応器は、メタノールリ
フオーマの外周壁に適度の熱伝導的に配置されて触媒全
体に亘り所定の温度に保っているので、別途加熱ヒータ
ーを必要とせず、しかも発電システムのコンパクト化が
可能となるなど、特に寒冷地で使用する小型発′７１シ
ステムとしてすぐれた効果をヅこ揮する。
第１因は本発明燃料電池発電システムのブロック図、＠
２Ｄ及び第３図は同上リフオーマの縦断面図及び要部平
面図を夫々示す。 ＲＦ：リフオーマ、ＦＯ：電池、３：気化器。 ４：過熱器、５：改質触媒層、６：リフオーマケース、
７：反応器（ｃｏ除去）、８：断熱材、９：保温材、１
１：バイパス弁、１２．１２’二弁。
２Ｄ及び第３図は同上リフオーマの縦断面図及び要部平
面図を夫々示す。 ＲＦ：リフオーマ、ＦＯ：電池、３：気化器。 ４：過熱器、５：改質触媒層、６：リフオーマケース、
７：反応器（ｃｏ除去）、８：断熱材、９：保温材、１
１：バイパス弁、１２．１２’二弁。
Claims (1)
- （１）メタノールを水素リッチガスに改質するリフオー
マと、前記改質ガス中のＣＯを除去する反応器と、電池
の低温起動時前記反応器を通した後の改質ガスが、又電
池の所定温度への昇温時前記反応器をバイパスして直接
改質ガスが夫々燃料ガスとして切替供給される電池本体
とを備え、前記反応器は前記改質ガス中のＣＯをＨ２と
の反応によりＣＨ４とＨ２Ｏに変換する触媒が充填され
、且前記リフオーマの外ケース周壁に熱伝導的に配置さ
れていることを特徴とする燃料電池発電システム
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62107501A JPS63274063A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62107501A JPS63274063A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63274063A true JPS63274063A (ja) | 1988-11-11 |
Family
ID=14460808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62107501A Pending JPS63274063A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63274063A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03155056A (ja) * | 1989-11-14 | 1991-07-03 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | 可搬型燃料電池電源装置 |
| EP0787679A1 (de) * | 1996-01-30 | 1997-08-06 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines wasserstoffreichen, kohlenmonoxidarmen Gases |
| WO1997043796A1 (de) * | 1996-05-10 | 1997-11-20 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Membranreaktor zur erzeugung von co- und co2-freiem wasserstoff |
-
1987
- 1987-04-30 JP JP62107501A patent/JPS63274063A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03155056A (ja) * | 1989-11-14 | 1991-07-03 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | 可搬型燃料電池電源装置 |
| EP0787679A1 (de) * | 1996-01-30 | 1997-08-06 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines wasserstoffreichen, kohlenmonoxidarmen Gases |
| US5904913A (en) * | 1996-01-30 | 1999-05-18 | Daimler-Benz Ag | Process for obtaining a high-hydrogen, low-carbon-monoxide gas |
| WO1997043796A1 (de) * | 1996-05-10 | 1997-11-20 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Membranreaktor zur erzeugung von co- und co2-freiem wasserstoff |
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