JPS6378455A - 燃料電池発電システムの作動方法 - Google Patents
燃料電池発電システムの作動方法Info
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- JPS6378455A JPS6378455A JP61222582A JP22258286A JPS6378455A JP S6378455 A JPS6378455 A JP S6378455A JP 61222582 A JP61222582 A JP 61222582A JP 22258286 A JP22258286 A JP 22258286A JP S6378455 A JPS6378455 A JP S6378455A
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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】
Ｈ）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雷料電池発電シ
ステム、特に可搬用に連する小型弁′ｍシステムの作動
方法に関するものである。
ステム、特に可搬用に連する小型弁′ｍシステムの作動
方法に関するものである。
−１従来の技術
一般に燃料電池の負極に供給される辺料ガスは炭化水素
磐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、原住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（二は多（４（約４チ）のＯｏを含んで
おり、これが電極触媒の白金を破口するため、このＣＯ
をシフトコンバータで００２に転化してＣ○含量を約０
．５％迄低試する必要がある。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。
磐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、原住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（二は多（４（約４チ）のＯｏを含んで
おり、これが電極触媒の白金を破口するため、このＣＯ
をシフトコンバータで００２に転化してＣ○含量を約０
．５％迄低試する必要がある。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Ｃ：対し原憾料にメタノールを用いる場・会。
これを改質して得られる水素リッチガス中のＣ○含１ま
は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
置が簡累化されて小型発電ンステムに適している。
は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
置が簡累化されて小型発電ンステムに適している。
一方００（二よる白金触媒の被毒は、第３図の特性図か
ら伺えるようＣ′：、電池温度が低い程著しく。
ら伺えるようＣ′：、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約１２５℃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１８（１）〜１９０℃）まで昇温（負荷昇
温）する方法が採用されていた。
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１８（１）〜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１と池の立上り時間が長くなるとい
う問題があった。
う問題があった。
しく 発明が解決しようとする問題点
この発明は低温（約４０℃）からの負荷昇温を可能とし
て電池の起動時間を短縮し、しかも改質ガス中のＣＯに
よる触媒被毒の問題を解消して電池特性及び寿命に支障
をきすことかないようｃしたちのである。
て電池の起動時間を短縮し、しかも改質ガス中のＣＯに
よる触媒被毒の問題を解消して電池特性及び寿命に支障
をきすことかないようｃしたちのである。
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リフオーマで水素リッチガスに
改質した燃料ガスを憔料電池に供給する径路に、前記改
質ガス中のＣＯを低バする除去器を介在させ、前記電池
の低温起動に際し、前記除去器を通過した燃料ガスを電
１ｐｃ供給し、電池力；所定温度に達すると前記除去器
を）（イノ（スして前記改質ガスを直接電池に供給する
よう切換えることを特徴とするものでおる。
改質した燃料ガスを憔料電池に供給する径路に、前記改
質ガス中のＣＯを低バする除去器を介在させ、前記電池
の低温起動に際し、前記除去器を通過した燃料ガスを電
１ｐｃ供給し、電池力；所定温度に達すると前記除去器
を）（イノ（スして前記改質ガスを直接電池に供給する
よう切換えることを特徴とするものでおる。
ヰ）作 用
この発明では改質ガス中の００が実質的（＝除去される
ため、負捲媒媒の被毒を起すことなくａ池温度が低い段
階（約４０℃）から電池反応（二よる昇温か可能となっ
て電池の立上り時間を短縮しつると共Ｃ，電池が所定温
度に昇温後改質ガスをそのまま電池：二供給するため１
発電システムの燃料効率を損うことがない。
ため、負捲媒媒の被毒を起すことなくａ池温度が低い段
階（約４０℃）から電池反応（二よる昇温か可能となっ
て電池の立上り時間を短縮しつると共Ｃ，電池が所定温
度に昇温後改質ガスをそのまま電池：二供給するため１
発電システムの燃料効率を損うことがない。
（へ）実施例
本発明１；よる発電システムの実施←］を図（二ついて
説明する。
説明する。
ＩＪ７ｆ−マ（１）は９周知のよう（ニメタノールト水
の混合液を気化したガスが改質触媒層を辿る間（二次の
反応により水素リッチガス１：改質する。尚。
の混合液を気化したガスが改質触媒層を辿る間（二次の
反応により水素リッチガス１：改質する。尚。
出力３〜５ＫＷの燃料電池Ｉ；対応する小型リフオーマ
の立上り時間は約５〜１０分間である。
の立上り時間は約５〜１０分間である。
ＯＨＳ ＯＨ→ ＯＯ＋２Ｈ２■
００＋Ｈ２０→ ００２−１−Ｈ２■
全体として
ＣＨ３０Ｈ−４−）（２０→ ００２＋３Ｈ２■メタノ
ールリフオーマの一般的作動条件下では■の反応が２８
０−り００℃、■の反応が２６０℃で進行し、この改質
ガス中には約０．５％の一酸化炭ｚ（ｃｏ）が含まれて
いる。
ールリフオーマの一般的作動条件下では■の反応が２８
０−り００℃、■の反応が２６０℃で進行し、この改質
ガス中には約０．５％の一酸化炭ｚ（ｃｏ）が含まれて
いる。
この改質ガスが燃料ガスとして電池（２）の負極に供給
されるが、この供給径路（３）（二、第１図の実施例で
は燃料ガス中のＣＯを除去する反応器（４）とノくイパ
ス路（５）とを介在させている。この反応器（４）内に
はクネーニッケル系触媒 Ｎｉ−Ａ１２０５１ニクロム
あるいはモリブデンを添加した合金例えばＮｉ−０ｒ−
Ａ１２Ｏ５，Ｎ１−Ｍｏ−ＡＪ２０３などの触媒が充填
され、改質ガス中のＣＯを反応温度３５０℃で９０％以
上次式で示すよう（ニメタンと二酸化炭素に転換するこ
とによりその濃度を０．０１〜０．０５％Ｃ：低威させ
る。
されるが、この供給径路（３）（二、第１図の実施例で
は燃料ガス中のＣＯを除去する反応器（４）とノくイパ
ス路（５）とを介在させている。この反応器（４）内に
はクネーニッケル系触媒 Ｎｉ−Ａ１２０５１ニクロム
あるいはモリブデンを添加した合金例えばＮｉ−０ｒ−
Ａ１２Ｏ５，Ｎ１−Ｍｏ−ＡＪ２０３などの触媒が充填
され、改質ガス中のＣＯを反応温度３５０℃で９０％以
上次式で示すよう（ニメタンと二酸化炭素に転換するこ
とによりその濃度を０．０１〜０．０５％Ｃ：低威させ
る。
２００＋２Ｈ２→ ＣＨ４＋ＣＯ２■
′？ｉｌＺ図の実施例では前記反応器の代ｔ）Ｃ吸着器
（６）が設けられ、この吸着器（６）内には白金あるい
はパクジクム（担体としてカーボン粉末などを用いる）
触媒が充填されている。この触媒のＣＯ吸看能はガス温
度が低いほど向上するため、その前段に凝縮器（７）を
設けて改質ガス中の水分を除去すると共に改質ガス温度
を１００℃程度；二下げて後吸看反応を行わせる。
（６）が設けられ、この吸着器（６）内には白金あるい
はパクジクム（担体としてカーボン粉末などを用いる）
触媒が充填されている。この触媒のＣＯ吸看能はガス温
度が低いほど向上するため、その前段に凝縮器（７）を
設けて改質ガス中の水分を除去すると共に改質ガス温度
を１００℃程度；二下げて後吸看反応を行わせる。
次砿；本発明発電システムの作動を説明する。電池（２
）は休止中雰囲気温度に６０℃〜５０℃）（二あり始動
に際しヒーターで昇温しで電池温度が約４０℃に達する
と各反応ガスを供給して反応熱による昇温を開始する。
）は休止中雰囲気温度に６０℃〜５０℃）（二あり始動
に際しヒーターで昇温しで電池温度が約４０℃に達する
と各反応ガスを供給して反応熱による昇温を開始する。
この時バイパス路（５）の弁（８）が閉１反応器（４）
もしくは吸着器（６）側の弁（９）が開であるから改質
ガスは弁（９）を介して反応器（４）もしくは吸着器（
６）を流れる間に前述の働き（二よりｃｏが実質的（：
除去された燃料ガスとして１；１池（２）の負極Ｃ：供
給される。この燃料ガスは正極（＝供給される空気と反
応しこの反応熱（二より電池温度を急速に昇温するが燃
料ガス中のＣＯ濃度が０．０１％程度であるから負極触
媒が被毒されるおそれがない。
もしくは吸着器（６）側の弁（９）が開であるから改質
ガスは弁（９）を介して反応器（４）もしくは吸着器（
６）を流れる間に前述の働き（二よりｃｏが実質的（：
除去された燃料ガスとして１；１池（２）の負極Ｃ：供
給される。この燃料ガスは正極（＝供給される空気と反
応しこの反応熱（二より電池温度を急速に昇温するが燃
料ガス中のＣＯ濃度が０．０１％程度であるから負極触
媒が被毒されるおそれがない。
やがて電池（２）が１５０〜１６０℃の所定温度（：達
すると、弁（９）を閉じると同時にバイパス弁（８）を
開いて改質ガスを直接電池（２）（二供給するよう切換
える。その後ひきつづき反応熱（二よる昇温か行われ、
！油温度が規定の作動温度（約１９０℃）Ｃ達すると正
規の負荷へ給ｔを開始する。
すると、弁（９）を閉じると同時にバイパス弁（８）を
開いて改質ガスを直接電池（２）（二供給するよう切換
える。その後ひきつづき反応熱（二よる昇温か行われ、
！油温度が規定の作動温度（約１９０℃）Ｃ達すると正
規の負荷へ給ｔを開始する。
電池の立上り時開は従来方式では約４０分〜１゜時間要
する（二対し１本発明方式では低温から効率のよい反応
熱Ｃ：よる昇温か行われるため、約２０分〜３０分に短
縮され、リフオーマ（１）の立上り時間に近づけること
ができる。
する（二対し１本発明方式では低温から効率のよい反応
熱Ｃ：よる昇温か行われるため、約２０分〜３０分に短
縮され、リフオーマ（１）の立上り時間に近づけること
ができる。
以上の実施例はＯＯ除去器として反応器（４）及び吸着
器（６）の各個（二ついて説明したが１反応器（４）が
改質ガス中のＯＯを ００＋Ｈ２→ ＯＨ４＋Ｈ２０ の反応により除去するメタネータでもよく、又吸着器（
６）がＯＯ′！ｉ−選択的に汲置するゼオフィトを充填
したものでもよい。
器（６）の各個（二ついて説明したが１反応器（４）が
改質ガス中のＯＯを ００＋Ｈ２→ ＯＨ４＋Ｈ２０ の反応により除去するメタネータでもよく、又吸着器（
６）がＯＯ′！ｉ−選択的に汲置するゼオフィトを充填
したものでもよい。
尚反応器（４）及び吸着器（６）中の各触媒は再生使用
可能である。
可能である。
（ト）効 果
上述の如く本発明法によれば、電池の起動時。
改質ガス中のＣＯを除去した燃料ガスの使用（二より、
００＋＝よる電橋触媒の被毒のおそれなく低温からの反
応熱による昇温を可能として電池の立上り時間が著しく
短縮されると共（二電池の規定作動温度以下の所定温度
でメタノールリフオーマの改質ガスを直接電池に供給す
るよう切換えるので。
００＋＝よる電橋触媒の被毒のおそれなく低温からの反
応熱による昇温を可能として電池の立上り時間が著しく
短縮されると共（二電池の規定作動温度以下の所定温度
でメタノールリフオーマの改質ガスを直接電池に供給す
るよう切換えるので。
燃料効率を損うこともないなど可搬用小型発電システム
としてすぐれた効果を発揮する。
としてすぐれた効果を発揮する。
第１図は本発明（二よる燃料電池発電システムのブロッ
ク図、第２図は同上の他実施例によるブロック内、第６
図は電池作動温度をパラメータとして燃料ガス中のＣＯ
濃度と電圧低下の関係を示す特性因である。 １・・・メタノールリフオーマ、２・・・燃料電池、４
゜６・・・００除去器（反応器及び吸着器）、５・・・
バイパス路、８．９・・・切替弁。 第１図 第２図 第３図 ＣＯ膿度／ ＶＯ１°１０
ク図、第２図は同上の他実施例によるブロック内、第６
図は電池作動温度をパラメータとして燃料ガス中のＣＯ
濃度と電圧低下の関係を示す特性因である。 １・・・メタノールリフオーマ、２・・・燃料電池、４
゜６・・・００除去器（反応器及び吸着器）、５・・・
バイパス路、８．９・・・切替弁。 第１図 第２図 第３図 ＣＯ膿度／ ＶＯ１°１０
Claims (3)
- （１）メタノールをリフオーマで水素リッチガスに改質
した燃料ガスを燃料電池の負極に供給する経路に、前記
改質燃料ガス中のＣＯを除去する除去器を介在させ、前
記電池の低温起動に際し、前記除去器を通過した燃料ガ
スを電池に供給し、電池が所定温度に達すると前記除去
器をバイパスして改質燃料ガスを直接電池に供給するよ
う切換えることを特徴とする燃料電池発電システムの作
動方法。 - （２）前記除去器は、改質ガス中のＣＯとＨ＿２の反応
によりＣＨ＿４とＣＯ＿２に変換する触媒が充填されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料
電池発電システムの作動方法。 - （３）前記除去器は、一旦冷却凝縮後の前記改質ガス中
のＣＯを吸着する白金属触媒が充填されていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料電池発電シス
テムの作動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61222582A JPS6378455A (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 燃料電池発電システムの作動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61222582A JPS6378455A (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 燃料電池発電システムの作動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6378455A true JPS6378455A (ja) | 1988-04-08 |
Family
ID=16784727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61222582A Pending JPS6378455A (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 燃料電池発電システムの作動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6378455A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008044481A1 (fr) * | 2006-09-27 | 2008-04-17 | Panasonic Corporation | Système de pile à combustible |
| US8057947B2 (en) * | 2002-05-21 | 2011-11-15 | Ceramic Fuel Cells Limited | Thermal management of a fuel cell system |
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1986
- 1986-09-19 JP JP61222582A patent/JPS6378455A/ja active Pending
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