JPWO2016052532A1 - アニオン膜型燃料電池用の燃料ガス用付臭剤、燃料ガス及びアニオン膜型 燃料電池を用いた発電システム - Google Patents
アニオン膜型燃料電池用の燃料ガス用付臭剤、燃料ガス及びアニオン膜型 燃料電池を用いた発電システム Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2016052532A1 JPWO2016052532A1 JP2016552079A JP2016552079A JPWO2016052532A1 JP WO2016052532 A1 JPWO2016052532 A1 JP WO2016052532A1 JP 2016552079 A JP2016552079 A JP 2016552079A JP 2016552079 A JP2016552079 A JP 2016552079A JP WO2016052532 A1 JPWO2016052532 A1 JP WO2016052532A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel gas
- odorant
- fuel cell
- fuel
- anion membrane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 96
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 title claims abstract description 37
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims description 13
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical group N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 25
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N Methylamine Chemical compound NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N Dimethylamine Chemical compound CNC ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N Ethylamine Chemical compound CCN QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N propylamine Chemical compound CCCN WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- JGFZNNIVVJXRND-UHFFFAOYSA-N N,N-Diisopropylethylamine (DIPEA) Chemical compound CCN(C(C)C)C(C)C JGFZNNIVVJXRND-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N diethylamine Chemical compound CCNCC HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- LIWAQLJGPBVORC-UHFFFAOYSA-N ethylmethylamine Chemical compound CCNC LIWAQLJGPBVORC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N dipropylamine Chemical compound CCCNCCC WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- GNVRJGIVDSQCOP-UHFFFAOYSA-N n-ethyl-n-methylethanamine Chemical compound CCN(C)CC GNVRJGIVDSQCOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- XWCCTMBMQUCLSI-UHFFFAOYSA-N n-ethyl-n-propylpropan-1-amine Chemical compound CCCN(CC)CCC XWCCTMBMQUCLSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- XCVNDBIXFPGMIW-UHFFFAOYSA-N n-ethylpropan-1-amine Chemical compound CCCNCC XCVNDBIXFPGMIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- ISRXMEYARGEVIU-UHFFFAOYSA-N n-methyl-n-propan-2-ylpropan-2-amine Chemical compound CC(C)N(C)C(C)C ISRXMEYARGEVIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- GVWISOJSERXQBM-UHFFFAOYSA-N n-methylpropan-1-amine Chemical compound CCCNC GVWISOJSERXQBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- UVBMZKBIZUWTLV-UHFFFAOYSA-N n-methyl-n-propylpropan-1-amine Chemical compound CCCN(C)CCC UVBMZKBIZUWTLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 28
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 13
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000003011 anion exchange membrane Substances 0.000 claims description 7
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 3
- 238000001139 pH measurement Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- -1 amine compounds Chemical class 0.000 description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 14
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 description 7
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 3
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 3
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000035943 smell Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical class S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- CPQAYCKAPBVIEP-UHFFFAOYSA-N azane;n,n-diethylethanamine Chemical compound N.CCN(CC)CC CPQAYCKAPBVIEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 description 1
- 231100000518 lethal Toxicity 0.000 description 1
- 230000001665 lethal effect Effects 0.000 description 1
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04664—Failure or abnormal function
- H01M8/04671—Failure or abnormal function of the individual fuel cell
-
- 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
- H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
- G01N21/80—Indicating pH value
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/92—Metals of platinum group
- H01M4/925—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
- H01M4/926—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
-
- 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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
-
- 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
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
-
- 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
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
-
- 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
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
【課題】燃焼後に有害な硫黄化合物を生成せず、燃料電池の性能を劣化させず、低濃度での漏えいが検知可能であって、におい以外の方法、例えば目視によってもガスの漏洩が検知できるアニオン膜型燃料電池用の燃料ガス用付臭剤を提供すること。【解決手段】燃料ガスに臭いを付ける燃料ガス用付臭剤において、上記付臭剤がアンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、エチルメチルアミン、プロピルメチルアミン、プロピルエチルアミン、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種、あるいは２種以上を含むことを特徴とするアニオン膜型燃料電池用の燃料ガス用付臭剤。【選択図】 なし
Description
本発明は、アニオン膜型燃料電池用の燃料ガスに臭いを付ける燃料ガス用付臭剤に関する。また、本発明は、前記燃料ガスを用いたアニオン膜型燃料電池を用いた発電システムに関する。
燃料ガスは、工業的生産や一般家庭において欠かせないものとなっている。燃料ガスの利用方法としては例えば、空気や酸素と混合し燃焼させ熱エネルギーを取り出したり、あるいは燃料電池により電気エネルギーを取り出すために用いられる。
燃料ガスは、ガス配管さえあれば任意の場所に導入できる手軽さがある反面、配管の劣化等を原因とする漏洩の際には目視による確認ができない場合もある。漏洩した燃料ガスは空気と混合し爆発事故を発生させる恐れもあるため、これを検知し未然に防ぐことは非常に重要である。
従来はこの目的のために、燃料ガスに特有の臭気を有する付臭剤を含有させることにより、漏洩の際には容易に検知できるようにすることが行われてきた。こういった付臭剤にはメルカプタン類やサルファイド類といった一連の化合物が使用されてきた。
しかし、これらの化合物は、燃料ガスを燃焼させた後に硫黄酸化物を生成するため、これが大気汚染の原因になったり、あるいは燃料電池に使用する場合には燃料ガス中の付臭剤が燃料電池の酸化触媒を被毒させてその性能を著しく劣化させるといったことなどが問題とされてきた。
また、漏洩の検知はこれら付臭剤のにおい、あるいはガス検知器によるため、目視による検知ができない。そのため実際に近くに行き確認するか、高価なガス検知システムを設置する必要があった。そのため、離れた場所から目視により低コストで確認できる検知方法が望まれていた。
特許文献１には、燃料電池用の水素燃料に対する付臭剤が開示されている。これらは硫黄原子を構造中に有さないため、燃料電池の触媒の被毒の問題を生じない。またイオン性を有しないため、カチオン交換膜を用いる燃料電池内のイオン伝導を妨げないという特長を有する。しかし、いずれも炭化水素系化合物からなるため、人体による匂いの閾値が高かったり、あるいは揮発性が十分でないため、低濃度での漏えいの検知という点では課題が残されていた。
特許文献２にも、硫黄を有さない燃料ガスあるいは液体燃料に匂いをつける付臭剤が開示されている。特許文献２に開示された付臭剤は、特許文献１と同様、硫黄を含まないため、燃料ガス等の使用時に硫黄酸化物が生成されず、環境汚染を低減することができた。しかしながら、これらの付臭剤は、臭気による検知が可能であるが、検知のためにはガスが漏出した場所に行く必要がある。そのため、臭気に加え、他の方法による検知ができることも望まれていた。
さらに、特許文献２に付臭剤として記載されたメチルアミン、トリメチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミンなどのアミン化合物を、燃料電池の一種であり、家庭用定置発電機器として一般的に用いられるようになってきた、プロトン伝導型燃料電池に付臭剤として用いると、その出力が著しく低下するという課題を有していた。すなわち、プロトン伝導型燃料電池内が酸性であるがために、これらのアミン化合物は4級アンモニウムイオンとなり、伝導材料として用いられているカチオン交換性材料の対イオンとして不動化する。それにより、プロトン伝導性が低下し、その結果、燃料電池の出力が低下してしまう。
さらに、特許文献３には、アンモニアおよび水素の混合ガスを燃料として用いるアルカリ型燃料電池発電システムが開示されている。ここで、混合ガスにおけるアンモニアの含有量は０．１〜１０mol／ｍ３（約０．２〜２０体積％）である。また、特許文献４には、アンモニア６０〜９９体積％および水素４０〜１体積％の混合ガスからなる固体高分子型燃料電池用燃料が開示されている。アンモニアは１分子中に１８質量％の水素原子を保有し、また燃焼に際して二酸化炭素を放出せず、さらに液化も容易であることから、各種燃料電池の燃料として期待されている。しかし、アンモニアは水素を生成するのみではなく、プロトン伝導型燃料電池においては、アンモニアの一部は上記のように４級アンモニウムイオンとなり不動化し、出力低下を招くことがある。またアンモニアは極めて毒性が高く、２５００〜４５００ｐｐｍ程度であると、短時間で致死に至る。このため、高濃度でアンモニアを含有する燃料ガスを使用することは危険であり、多重の安全システムが必要になり、なお実用化には至っていない。
さらに、燃料電池の電極層に使用する貴金属触媒は高価であるため、実用化への大きな障害となっている。このため、貴金属触媒をナノサイズ化し、表面積を増大させて触媒活性を向上し、使用量を低減することが試みられている。しかし、超微細化した貴金属触媒は、アンモニアによる被毒も受けやすいため、アンモニアを燃料ガスに混合することは好ましいことではない。
このように、燃料電池の燃料としてアンモニアを混合使用することは、イオンの不動化や触媒被毒による出力低下、安全性などの点から、種々の問題が指摘されている。一方で、アンモニアに代表される含窒素塩基性化合物は、臭気検知の閾値が低く、また燃料ガス等の使用時に硫黄酸化物が生成されず、環境汚染を低減することができるため、燃料電池用の燃料ガスの付臭剤として優れた効果が期待される。しかしながら、前記のような諸問題が実用化への障害となっている。
上記の背景技術から明らかなように、燃焼後に有害な硫黄化合物を生成せず、燃料電池の性能を劣化させず、かつ低濃度での漏えいが検知可能な付臭剤が望まれていた。
また、におい以外の方法、例えば目視によってもガスの漏洩が検知できる付臭剤の開発も望まれていた。
本発明者らは鋭意検討した結果、アニオン膜型燃料電池においては、付臭剤として特定の化合物を用いることによりこれらの課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明は、燃料ガスに臭いを付ける燃料ガス用付臭剤において、上記付臭剤がアンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミンアンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、エチルメチルアミン、プロピルメチルアミン、プロピルエチルアミン、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種、あるいは２種以上を含むことを特徴とするアニオン膜型燃料電池用の燃料ガス用付臭剤である。
また第二の本発明は、第一の本発明の燃料ガス用付臭剤を含むことを特徴とするアニオン膜型燃料電池用の燃料ガスである。
また、第三の本発明は、燃料ガス中の燃料ガス用付臭剤の濃度が２〜２０００ｐｐｍであることを特徴とする第二の本発明のアニオン膜型燃料電池用の燃料ガスであり、さらに第四の本発明は、燃料ガスが水素である第二又は第三の本発明のアニオン膜型燃料電池用の燃料ガスである。
また、第五の本発明は、燃料ガスとして、第二〜第四の本発明の燃料ガスを用いたアニオン膜型燃料電池を用いた発電システムである。更に、第六の本発明は、燃料ガス用付臭剤を除去する前処理を行わず燃料ガスをアノード室に供給することを特徴とする、第五の本発明のアニオン膜型燃料電池を用いた発電システムであって、第七の本発明は、ｐＨ測定による燃料ガス漏えい検知手段を有することを特徴とする、第五の本発明のアニオン膜型燃料電池を用いた発電システムである。第八の本発明は、アノードの電極層に貴金属担持カーボン触媒が含まれ、貴金属担持カーボン触媒の貴金属量が電極層の全重量に対し、５０質量％以下である、第五の本発明の発電システムである。第九の本発明は、上記した含窒素塩基性化合物のアニオン膜型燃料電池用の燃料ガス用付臭剤としての使用に関する。
本発明の燃料ガス用付臭剤は特定の窒素化合物から構成される。そのため、燃焼後に硫黄酸化物を発生することが無いという特長を有する。
また、本発明の付臭剤に用いられる窒素化合物は、アニオン膜型燃料電池に用いた際に、その構成部品であるアニオン膜（アニオン交換膜）のイオン伝導を損ねることが無いため、性能の劣化を生じないという特長を有する。そのため、燃料ガスから除去することなく直接装置に供給することができるという利点がある。
仮に付臭剤が供給する機器類に悪影響を及ぼす場合であっても、水溶性が高い化合物であるため、使用する前に燃料ガスを水で処理することにより除去し供給すれば、問題なく用いることができる。
更に、本発明の燃料ガス用付臭剤は人体による臭気検知の閾値が低いため、低濃度であっても検知が可能である。
また、これらの化合物は塩基性の強い化合物であるため、ｐＨ試験紙等の、アルカリ性により色の変化を生じる簡便な検知具を用いることにより、目視によりその漏洩を簡便に検知できるという利点もある。
そのため、本発明の効果は非常に大きいといえる。
本発明の付臭剤は、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、エチルメチルアミン、プロピルメチルアミン、プロピルエチルアミン、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種、あるいは２種以上を含む。以下、これらを総称して「含窒素塩基性化合物」と記載することがある。
窒素を含む塩基性化合物は一般に特有の臭気を有するため、付臭剤として用いるのに適している。付臭剤として用いるには、室温で気体であり、蒸気圧が高く、かつ、人間により感知できる濃度の下限値が低いものが望ましい。
また、付臭剤の水溶性は高いことが望ましい。それは以下の理由による。このような含窒素塩基性化合物が付臭剤として燃料に混入していることにより、その燃料が使用される装置等に好ましくない影響が生じる場合、あるいは燃料としての性能が劣化する場合は、付臭剤を除去してから用いることが望ましい。あらかじめ燃料ガスを使用される装置の直前にて水などの吸収用溶液中を通すなどの簡便な方法にて除去出来るため、問題を生ずることなく使用できるという利点を有する。よって、付臭剤の水溶性が高いことが望ましい。このような化合物の例として、アンモニアおよび、低分子のアミン類、すなわちメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチルメチルアミン、プロピルアミン等が知られている。
さらに、強い塩基性を有するアミン化合物を用いることにより、漏えいの検知を、ｐＨ変化を評価することによって実施することが可能になる。そのため、用いる化合物は強塩基性を有することが望ましい。このような化合物としてはアンモニアおよびアミン類の中でも特に３級アミン類が適している。
上記の観点から、付臭剤としてはアンモニア；トリメチルアミン、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミンなどの３級アミン化合物；ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、エチルメチルアミン、プロピルメチルアミン、プロピルエチルアミンなどの2級アミン化合物；メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミンなどの1級アミン化合物、を用いることができ、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、メチルアミン、エチルアミンが特に好ましい。
本発明において、燃料ガスとは、都市ガス、液化天然ガス、液化石油ガス、水素、一酸化炭素等、アニオン膜型燃料電池に工業的に用いられる燃料ガスであればどのようなものでもよいが、水素が好適である。
燃料に本発明の付臭剤を含有させる方法は特に制限されることなく種々の方法を用いることができる。例をあげれば、ボンベなどの容器にあらかじめ付臭剤を充てんしておき、その容器にさらに燃料ガスを充てんする方法、燃料を容器から取り出した後に付臭剤ガスを添加、混合する方法などである。
ボンベ内が高圧であるために付臭剤が液化し、燃料ガスに十分な濃度で含有させることができない場合は、ボンベから燃料を取り出したのちに加えることもできる。
本発明の付臭剤の濃度は、用いる付臭剤の検知下限や検知方法によるので限定することは難しいが、体積基準で、２〜２０００ｐｐｍが好適であり、さらに好ましくは１０〜１８００ｐｐｍ、特に好ましくは１００〜１５００ｐｐｍである。ヒトの嗅覚閾値を示せば、アンモニアでは１．５ｐｐｍ、モノメチルアミンでは０．０３５ｐｐｍ、トリメチルアミンでは０．００００３２ｐｐｍである。配管等から燃料ガスが漏れた場合には、拡散により濃度が低下するため、燃料中ではこれら閾値よりも高い濃度であることが望ましい。例えば、アンモニアを検知できる濃度は人間の場合１．５ｐｐｍであるため、それよりも数倍以上高い濃度で添加することが望ましい。
燃料ガスに含有される本発明の付臭剤の濃度は、次のようにして測定することができる。すなわち、ガスのまま赤外分光法にて付臭剤特有の赤外吸収ピークの面積を定量する。あらかじめ濃度既知の付臭剤を含有するガスを用いてピーク面積と濃度の関係を求めておき、それを用いて定量したい燃料ガスを測定したときに得られたピーク面積から含有される付臭剤の濃度を求めることができる。あるいは測定対象の燃料ガスを一定量の水中に流通させ、本発明の付臭剤を水に吸収させる。この水に含有される付臭剤は水から水素イオンを奪い４級アンモニウムイオンとしてイオン化する。そのためイオンクロマトグラフを用いて定量することができる。流通させた燃料ガスの体積、水の体積、イオンクロマトグラフによる定量値から燃料ガスに含有されていた付臭剤の濃度を知ることができる。
本発明の付臭剤は塩基性であるため臭気以外の方法でも検知が可能という特長を有する。従来のメルカプタン化合物等からなる付臭剤では、ｐＨの変化を起こすことができないため、臭気のみによる検知しかできなかった。これに対して、本発明の付臭剤はいずれも塩基性化合物からなるため、漏れを検知したい箇所に、例えば、ｐＨ試験紙を近づけることにより、色に変化により検知することができるという特長を有する。
pH試験紙を用いた場合の検知感度は、それに用いられる色素の感度と量に大きく依存する。燃料中には極めて少量の塩基性化合物が添加されているに過ぎないため、瞬間的な暴露では、十分な発色を生じさせることはできないのが一般的である。一般的には数分から数十分程度の暴露が必要である。pH試験紙に水を含ませておく処理操作は、燃料の漏洩があった場合に塩基性化合物がその水に溶解し濃縮されるため発色までに要する時間が短くなるという利点があり、好適に用いられる。
さらに、本発明の付臭剤を含有した燃料は、アニオン膜型燃料電池にそのまま用いることができるという特長を有する。アニオン膜型燃料電池とは、化学エネルギーを電力として取り出すことのできる電気化学的デバイスである燃料電池の一種である。アニオン膜型燃料電池(AMFC)はプロトン伝導膜型燃料電池(PEMFC)とともに固体高分子型燃料電池に分類される。
固体高分子型燃料電池は、図１に示すように、それぞれ外部と連通する燃料流通孔２および酸化剤ガス流通孔３を有する電池隔壁１内の空間を、固体高分子電解質膜６の両面にそれぞれアノード４およびカソード５が接合した接合体で仕切って、燃料流通孔２を通して外部と連通するアノード室７、および酸化剤ガス流通孔３を通して外部と連通するカソード室８が形成された基本構造をしている。そして、このような基本構造の固体高分子型燃料電池では、前記アノード室７に燃料流通孔２を通して水素ガスあるいはメタノール等の燃料を供給すると共にカソード室８に酸化剤ガス流通孔３を通して酸化剤となる酸素や空気等の酸素含有ガスを供給し、更に両電極間に外部負荷回路を接続することにより次のような機構により電気エネルギーを発生させる。
固体高分子電解質膜６としてアニオン交換膜を用いたものがアニオン膜型燃料電池、カチオン交換膜を用いたものがプロトン伝導膜型燃料電池である。
アニオン膜型燃料電池の場合には、カソード５にて水と酸素、電子が触媒と接触して生成した水酸イオン（OH−）がアニオン交換膜である固体高分子電解質膜６を伝導してアノード室に移動し、アノード４で燃料ガスと反応して水や二酸化炭素を生成する。一方、アノード４における反応にて電子が生成するが、外部負荷回路を通じてカソード５へと移動するので上記反応のエネルギーを電気エネルギーとして利用することができる。
このような機構で発電をするアニオン膜型燃料電池の内部は常に塩基性雰囲気下にあるため、燃料中に塩基性化合物が含有されていても、特に支障なくその発電を継続することができるため、本発明の付臭剤を含有する燃料を良好に用いることができる。
なお、プロトン伝導膜型燃料電池の場合には、本発明の付臭剤が酸性雰囲気下にあるプロトン伝導膜中でイオン化し、プロトン伝導膜すなわちカチオン交換膜の対イオンとして固定化されるため、そのプロトン伝導性が低下し、燃料電池性能を低下させるという不具合を生じる。一方、アニオン交換膜型燃料電池は、４級アンモニウム塩基を有する固体電解質が用いられ、水酸イオン（OH−）が伝導種となる。含窒素塩基性化合物を付臭剤として燃料ガスに同伴した際に、仮に４級アンモニウムイオンが生成し不動化したとしても、電解質膜の構造と同様となり、電池性能の劣化を招く可能性は低い。
本発明の付臭剤が、燃料を供給される装置に悪影響を及ぼすことが懸念される場合には、装置に供給する前に、燃料ガスを水などに流通させることにより除去することができる。本発明の付臭剤は塩基性の窒素化合物から成るため、吸収用溶液として酸性水溶液を用いることにより、付臭剤が水素イオンと結合してイオン化し水溶性が高くなるため、除去効率が高くなる。このとき水に含有させる酸としては、燃料ガスへの混入を防ぐ観点から、硫酸、リン酸などの蒸気圧が無い、あるいは小さなものがよい。
アニオン膜型燃料電池は、空気に含有される二酸化炭素をカソードにて取り込み、アノードから排出することが知られている。本発明の付臭剤を含む燃料ガスはアノードに供給されるが、付臭剤は塩基性化合物であることから、排出される二酸化炭素と結合し水溶性の塩を生成する。アノードでは水素を用いた場合には、H2 + 2OH- ―＞ 2H2O + 2e-の反応により水を生成するため、生成した塩は水と共に排出される。そのため、燃料電池からの排気ガスに含まれる付臭剤の量は、供給した量に比べて低減されるという利点がある。特に付臭剤の濃度を空気中の炭酸ガス濃度よりも低くした場合には、付臭剤が完全に除去されるため、排気ガスによる悪臭の問題を生じないため好適に用いることができる。
このように、プロトン伝導膜型燃料電池においては、アンモニアなどの含窒素塩基性化合物を付臭剤として使用することは、イオンの不動化による出力低下という問題が大きな障害となっていたが、アニオン膜型燃料電池においては、かかる問題が生じない。したがって、アニオン膜型燃料電池用の燃料ガスの付臭剤として、アンモニアなどの含窒素塩基性化合物が特に有効に作用する。
さらに、アンモニアなどの含窒素塩基性化合物は、燃料電池の電極触媒として用いられる貴金属触媒に対して触媒毒として作用する。貴金属触媒としては、白金担持カーボン触媒、パラジウム担持カーボン触媒などが知られている。触媒活性の向上のため、これらはナノサイズ化されているが、表面積の増大に伴い被毒を受けやすくなっている。しかし、本発明における含窒素塩基性化合物は燃料として使用するものではなく、付臭剤として使用するため、その使用量は極微量で足りる。このため、触媒が被毒を受ける可能性は低い。
つまり、本発明の付臭剤は、ナノサイズ化された貴金属触媒を用いた燃料電池システムにおいて特に好適に使用することができる。ナノサイズ化された貴金属触媒とは、白金担持カーボン触媒やパラジウム担持カーボン触媒の場合、貴金属（白金、パラジウム）は比表面積が１００ｍ２／ｇ程度にまで微細化されている。貴金属担持カーボン触媒は、微細化された貴金属がカーボンに担持されてなり、適当な樹脂成分をバインダーとして電極層を構成する。貴金属成分のナノサイズ化により、触媒活性が向上するため、その使用量を削減することができ、本発明において好ましい燃料電池システムでは、電極層の全重量に対し、貴金属量は、５０質量％以下であり、更に好ましくは５〜４５質量％、さらに好ましくは１０〜４０質量％である。本発明においては、燃料ガス中の付臭剤濃度を２〜２０００ｐｐｍとすることで、ナノサイズ化された貴金属触媒の活性を損なうことなく、付臭剤として有効に機能する。比表面積がさらに高く、比表面積１００〜２００ｍ２／ｇの超微粒の貴金属触媒を用いる場合であっても、付臭剤濃度を１０〜１５００ｐｐｍ程度とすることで、触媒活性を損なうことなく、付臭剤として有効に使用することができる。
さらに、本発明では含窒素塩基性化合物を付臭剤として使用するため、その使用量は微量で足りる。また、アニオン膜型燃料電池においては、付臭剤として使用した含窒素塩基性化合物は、水溶性の塩として排出される。さらに、含窒素塩基性化合物はｐＨ変化により容易に検出することができる。このため、安全システムを比較的簡易に、また簡単に構成できるため、発電システム全体に要するコストを削減できる。
以下、本発明を実施例により説明するが、これらは単なる例示であり、何ら本発明を限定するものではない。
（実施例１〜１０）
表1に示す各種濃度の本発明の付臭剤を、燃料ガスである水素に添加した。これらの付臭剤を添加した燃料ガスを１ml/minにて大気中に放出した。50cm上方にて臭気の有無を鼻で検知することにより付臭剤としての有効性を確認した。
（実施例１１）
実施例１の燃料ガスを用い、実施例１〜１０と同様の実験を、鼻での検知をするかわりに、水で濡らしたｐＨ試験紙をおくことにより行った。実験開始前のｐＨ試験紙は黄色であった。３０分放置後に色の変化を確かめたところ、ｐＨ試験紙はアルカリ性であることを示す青色に変化した。本発明の付臭剤は匂い以外の方法でも検知できるという特長を有することが示された。
実施例１の燃料ガスを用い、実施例１〜１０と同様の実験を、鼻での検知をするかわりに、水で濡らしたｐＨ試験紙をおくことにより行った。実験開始前のｐＨ試験紙は黄色であった。３０分放置後に色の変化を確かめたところ、ｐＨ試験紙はアルカリ性であることを示す青色に変化した。本発明の付臭剤は匂い以外の方法でも検知できるという特長を有することが示された。
（実施例１２）
８ｃｍ角のアニオン交換膜（株式会社トクヤマ製）の中央両面に、アニオン交換樹脂バインダー（株式会社トクヤマ製）と白金担持カーボン触媒（田中貴金属株式会社製）の混合物を2.3cm角にて塗布し膜電極接合体を作製した。２．３ｃｍ角、厚み約２００μｍのカーボン多孔板（SGL社製）２枚にて触媒部分をはさみ、市販の燃料電池セル（エヌエフ回路設計ブロック社製）に組み込んだ。実施例１の燃料ガスを５０℃、５０ml/minでアノード側に供給した。カソード側には５０℃、湿度１００％に加湿した空気を供給した。セル温度は５０℃とした。電子負荷装置（エヌエフ回路設計ブロック社製）に接続し、セル電圧０．２Vで２時間発電させた後の電流密度値を記録した。結果を表２に示した。
８ｃｍ角のアニオン交換膜（株式会社トクヤマ製）の中央両面に、アニオン交換樹脂バインダー（株式会社トクヤマ製）と白金担持カーボン触媒（田中貴金属株式会社製）の混合物を2.3cm角にて塗布し膜電極接合体を作製した。２．３ｃｍ角、厚み約２００μｍのカーボン多孔板（SGL社製）２枚にて触媒部分をはさみ、市販の燃料電池セル（エヌエフ回路設計ブロック社製）に組み込んだ。実施例１の燃料ガスを５０℃、５０ml/minでアノード側に供給した。カソード側には５０℃、湿度１００％に加湿した空気を供給した。セル温度は５０℃とした。電子負荷装置（エヌエフ回路設計ブロック社製）に接続し、セル電圧０．２Vで２時間発電させた後の電流密度値を記録した。結果を表２に示した。
（実施例１３〜２１）
アノード側に供給するガスとして実施例２〜１０の燃料ガスを用いること以外は、実施例１２と同様に測定を行った。結果を表２に示した。
アノード側に供給するガスとして実施例２〜１０の燃料ガスを用いること以外は、実施例１２と同様に測定を行った。結果を表２に示した。
（比較例１）
アノード側に供給するガスとして水素のみを用いること以外は、実施例１２と同様に測定を行った。結果を表２に示した.
実施例１２と比較例１において、両者はほぼ同じ電流密度で発電できることが示された。すなわち、本発明の付臭剤を含有する燃料ガスは、アニオン膜型燃料電池に用いたときに、その出力を落とすことなく用いることができることが示された。
アノード側に供給するガスとして水素のみを用いること以外は、実施例１２と同様に測定を行った。結果を表２に示した.
実施例１２と比較例１において、両者はほぼ同じ電流密度で発電できることが示された。すなわち、本発明の付臭剤を含有する燃料ガスは、アニオン膜型燃料電池に用いたときに、その出力を落とすことなく用いることができることが示された。
１；電池隔壁
２；燃料流通孔
３；酸化剤ガス流通孔
４；アノード
５；カソード
６；固体高分子電解質（陰イオン交換膜）
７；アノード室
８；カソード
２；燃料流通孔
３；酸化剤ガス流通孔
４；アノード
５；カソード
６；固体高分子電解質（陰イオン交換膜）
７；アノード室
８；カソード
Claims (9)
- 燃料ガスに臭いを付ける燃料ガス用付臭剤において、上記付臭剤がアンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、エチルメチルアミン、プロピルメチルアミン、プロピルエチルアミン、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種、あるいは２種以上を含むアニオン膜型燃料電池用の燃料ガス用付臭剤。
- 請求項１に記載の燃料ガス用付臭剤を含むアニオン膜型燃料電池用の燃料ガス。
- 燃料ガス中の燃料ガス用付臭剤の濃度が２〜２０００ｐｐｍである請求項２に記載のアニオン膜型燃料電池用の燃料ガス。
- 燃料ガスが水素である、請求項２又は３に記載のアニオン膜型燃料電池用の燃料ガス。
- アニオン交換膜からなる電解質膜と、その両側に配置された一対の電極であるアノードとカソードとを備え、アノード室に燃料ガスが供給され、他方、カソード室に酸化剤ガスとがそれぞれ供給されて発電するアニオン膜型燃料電池を用いた発電システムにおいて、該アノード室に供給される燃料ガスとして、請求項２〜４に記載の燃料ガスを用いる、アニオン膜型燃料電池を用いた発電システム。
- 燃料ガス用付臭剤を除去する前処理を行わず燃料ガスをアノード室に供給する、請求項５に記載のアニオン膜型燃料電池を用いた発電システム。
- ｐＨ測定による燃料ガス漏えい検知手段を有する、請求項５に記載のアニオン膜型燃料電池を用いた発電システム。
- アノードの電極層に貴金属担持カーボン触媒が含まれ、貴金属担持カーボン触媒の貴金属量が電極層の全重量に対し、５０質量％以下である請求項５〜７の何れか１項に記載の発電システム。
- アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、エチルメチルアミン、プロピルメチルアミン、プロピルエチルアミン、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種、あるいは２種以上について、アニオン膜型燃料電池用の燃料ガス用付臭剤としての使用。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014199741 | 2014-09-30 | ||
| JP2014199741 | 2014-09-30 | ||
| PCT/JP2015/077572 WO2016052532A1 (ja) | 2014-09-30 | 2015-09-29 | アニオン膜型燃料電池用の燃料ガス用付臭剤、燃料ガス及びアニオン膜型 燃料電池を用いた発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2016052532A1 true JPWO2016052532A1 (ja) | 2017-07-13 |
Family
ID=55630558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016552079A Pending JPWO2016052532A1 (ja) | 2014-09-30 | 2015-09-29 | アニオン膜型燃料電池用の燃料ガス用付臭剤、燃料ガス及びアニオン膜型 燃料電池を用いた発電システム |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20170222237A1 (ja) |
| EP (1) | EP3203561A1 (ja) |
| JP (1) | JPWO2016052532A1 (ja) |
| CN (1) | CN107078324A (ja) |
| CA (1) | CA2963048A1 (ja) |
| WO (1) | WO2016052532A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109932132A (zh) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种燃料电池膜电极的测试检漏装置及应用 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7201783B2 (en) * | 2000-11-13 | 2007-04-10 | Idatech, Llc | Fuel processing system and improved feedstock therefor |
| JP4023731B2 (ja) * | 2002-09-18 | 2007-12-19 | 本田技研工業株式会社 | 水素供給装置 |
| JP2008134228A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-06-12 | Canon Inc | 可燃性物質センサー、及びそれを備えた燃料電池 |
| JPWO2014020764A1 (ja) * | 2012-08-03 | 2016-07-11 | 株式会社日立製作所 | アルカリ形燃料電池、アルカリ形燃料電池用燃料組成物及びアルカリ形燃料電池用燃料カートリッジ |
| JP2014175118A (ja) * | 2013-03-07 | 2014-09-22 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 燃料電池用カソード触媒、及び、アルカリ形燃料電池 |
-
2015
- 2015-09-29 US US15/515,245 patent/US20170222237A1/en not_active Abandoned
- 2015-09-29 CA CA2963048A patent/CA2963048A1/en not_active Abandoned
- 2015-09-29 CN CN201580049524.2A patent/CN107078324A/zh active Pending
- 2015-09-29 EP EP15845749.9A patent/EP3203561A1/en not_active Withdrawn
- 2015-09-29 WO PCT/JP2015/077572 patent/WO2016052532A1/ja active Application Filing
- 2015-09-29 JP JP2016552079A patent/JPWO2016052532A1/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109932132A (zh) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种燃料电池膜电极的测试检漏装置及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20170222237A1 (en) | 2017-08-03 |
| CN107078324A (zh) | 2017-08-18 |
| WO2016052532A1 (ja) | 2016-04-07 |
| EP3203561A1 (en) | 2017-08-09 |
| CA2963048A1 (en) | 2016-04-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ziv et al. | The effect of ambient carbon dioxide on anion‐exchange membrane fuel cells | |
| Wang et al. | A high conductivity ultrathin anion-exchange membrane with 500+ h alkali stability for use in alkaline membrane fuel cells that can achieve 2 W cm− 2 at 80 C | |
| Frühwirt et al. | Holistic approach to chemical degradation of Nafion membranes in fuel cells: modelling and predictions | |
| Cho et al. | Cyclic Performance Analysis of Hydrogen/Bromine Flow Batteries for Grid‐Scale Energy Storage | |
| Zamel et al. | Effect of contaminants on polymer electrolyte membrane fuel cells | |
| JP5233069B2 (ja) | 燃料電池システム及び燃料電池車両 | |
| Suzuki et al. | Influence of CO2 dissolution into anion exchange membrane on fuel cell performance | |
| St-Pierre | PEMFC contaminant tolerance limit–foreign cations in ionomers | |
| Cremers et al. | DEMS and online mass spectrometry studies of the carbon support corrosion under various polymer electrolyte membrane fuel cell operating conditions | |
| Qi et al. | Effect of contaminant mixtures in air on proton exchange membrane fuel cell performance | |
| Tsushima et al. | Influence of SO2 concentration and relative humidity on electrode poisoning in polymer electrolyte membrane fuel cells | |
| Park et al. | Effect of operating cell voltage on the NaCl poisoning mechanism in polymer electrolyte membrane fuel cells | |
| WO2016052532A1 (ja) | アニオン膜型燃料電池用の燃料ガス用付臭剤、燃料ガス及びアニオン膜型 燃料電池を用いた発電システム | |
| Park et al. | Scaled-up aqueous redox flow battery using anthraquinone negalyte and vanadium posilyte with inorganic additive | |
| Zhao et al. | Tolerance of membrane with additive to iron contamination in PEM fuel cell | |
| JP4377184B2 (ja) | 電気化学式空気清浄デバイス | |
| Caldwell et al. | Following Adsorbate Coverage on Anodes of High‐Temperature Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells in the Presence of CO and H2O by using In Operando X‐ray Absorption Spectroscopy | |
| JP4806623B2 (ja) | 燃料電池用燃料組成物及びこれを利用した燃料電池 | |
| JP2007012375A (ja) | 燃料電池、燃料電池用電極触媒層の製造方法、及び燃料電池の運転方法 | |
| Yoon et al. | Systematic Analysis for the Effects of Atmospheric Pollutants in Cathode Feed on the Performance of Proton Exchange Membrane Fuel Cells. | |
| KR101683980B1 (ko) | 연료전지 스택 | |
| GB2598718A (en) | System of the removal of hydrogen/oxygen in a gaseous stream | |
| Yang et al. | Degradation mechanisms and mitigation strategies of metal cations in recycled fuel for direct methanol fuel cell membrane electrode assembly | |
| Chae et al. | Development of anion exchange membrane-based electrochemical CO2 separation cells for direct air capture | |
| Zhou | Degradation of H3PO4/PBI High Temperature Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell under Stressed Operating Conditions: Effect of Start/Stop Cycling, Impurities Poisoning and H2 Starvation |