JP4752204B2 - 燃料電池発電装置 - Google Patents
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Description
空気中に含まれる窒素酸化物を除去するとともに窒素酸化物を吸収するアルカリが活性炭に添着されている活性炭フィルターを有している窒素酸化物除去手段と、
前記窒素酸化物除去手段より後段に設けられ、アルカリを吸収する酸が添着されている活性炭シートを含むアルカリ除去手段と、
電解質と、前記電解質を挟む一対のアノードおよびカソードと、前記電極の一方に少なくとも水素を含む燃料ガスを供給排出し、他方に前記窒素酸化物を除去した前記空気を供給排出するガス流路を有する一対のセパレータ板と、からなるセルを少なくとも一つ備えている燃料電池と、
前記空気を前記燃料電池のカソードに供給する空気供給手段と、
を備え、
前記空気供給手段により供給される前記空気は、前記窒素酸化物除去手段に流通された後に、前記アルカリ除去手段に流通されて、前記カソードに供給されるものである。
また、窒素酸化物だけでなくアルカリも同時に吸着除去するので、これら不純物による電池電圧の低下を抑制することができる。
また、窒素酸化物を除去した後、アルカリ除去手段を配置してアルカリを除去するので、活性炭により還元される二酸化窒素の量を減少させることができ、二酸化窒素に比べて活性炭では吸着除去しにくい一酸化窒素の量を減少させるので、一酸化窒素による電池電圧の低下を抑制することができる。
空気中に含まれる窒素酸化物を除去するとともに窒素酸化物を吸収するアルカリが活性炭に添着されている活性炭フィルターを有している窒素酸化物除去手段と、
前記窒素酸化物除去手段より後段に設けられ、アルカリを吸収する酸が添着されている活性炭シートを含むアルカリ除去手段と、
電解質と、前記電解質を挟む一対のアノードおよびカソードと、前記電極の一方に少なくとも水素を含む燃料ガスを供給排出し、他方に前記窒素酸化物を除去した前記空気を供給排出するガス流路を有する一対のセパレータ板と、からなるセルを少なくとも一つ備えている燃料電池と、
前記空気を前記燃料電池のカソードに供給する空気供給手段と、
を備え、
前記空気供給手段により供給される前記空気は、前記窒素酸化物除去手段に流通された後に、前記アルカリ除去手段に流通されて、前記カソードに供給される、
ものである。
これにより、酸化剤ガス中に存在する不純物の窒素酸化物を窒素酸化物除去手段で除去するので、窒素酸化物による電池電圧の低下を抑制することができる。
また、窒素酸化物だけでなくアルカリも同時に吸着除去するので、これら不純物による電池電圧の低下を抑制することができる。
また、窒素酸化物を除去した後、アルカリ除去手段を配置してアルカリを除去するので、活性炭により還元される二酸化窒素の量を減少させることができ、二酸化窒素に比べて活性炭では吸着除去しにくい一酸化窒素の量を減少させるので、一酸化窒素による電池電圧の低下を抑制することができる。
素酸化物を硝酸イオンとして効率よく吸収除去するので、窒素酸化物による電池電圧の低下を抑制することができる。
図1は、本発明の燃料電池発電装置の構成図を示すものである。図1において、1は水素イオン伝導性を有するパーフルオロカーボンスルフォン酸ポリマからなる膜状の固体高分子電解質であり、電解質1の両面には一対の電極、アノード21およびカソード22が形成されている。電解質1は、水分を取り込むことにより、電解質1内のスルフォン酸基の水素イオンが解離して電荷担体となり、スルフォン酸基がいくつか凝集して形成される逆ミセル構造の中を通過することで水素イオン伝導性を示す。含水率が下がると電解質1の導電率が低下するため、ガスを加湿して供給し、電解質1の乾燥を防ぐ方法をとった。
本実施の形態の特長は、窒素酸化物除去手段9が、アルカリ性の官能基を付与したイオン交換樹脂である点であり、それ以外の構成は第一の実施の形態と同様の構成である。
本実施の形態の特長は、オゾン発生器を備え、酸化剤ガス中に含まれる一酸化窒素をオゾンで酸化して二酸化窒素とし、窒素酸化物除去手段9で除去し、備えたオゾン分解器で酸化剤ガス中に残存するオゾンを除去して燃料電池に供給する点であり、それ以外の構成は第一の実施の形態と同様の構成である。
本実施の形態の特長は、窒素酸化物除去手段9が、少なくとも無機過酸化物または過マンガン酸塩を含む点であり、それ以外は第一の実施の形態と同様の構成である。
本実施の形態の特長は、窒素酸化物除去手段9が、酸素欠損を有するペロブスカイト型複合金属酸化物を含む点であり、それ以外の構成は第一の実施の形態と同様の構成である。
本実施の形態の特長は、光触媒を備え、酸化剤ガス中に含まれる一酸化窒素を二酸化窒素とし、窒素酸化物除去手段に流通させる点であり、それ以外の構成は第一の実施の形態と同様の構成である。
5 燃料電池
9 窒素酸化物除去手段
10 有機物除去手段
11 アルカリ除去手段
21 電極(アノード)
22 電極(カソード)
41、42 セパレータ板
Claims (9)
- 空気中に含まれる窒素酸化物を除去するとともに窒素酸化物を吸収するアルカリが活性炭に添着されている活性炭フィルターを有している窒素酸化物除去手段と、
前記窒素酸化物除去手段より後段に設けられ、アルカリを吸収する酸が添着されている活性炭シートを含むアルカリ除去手段と、
電解質と、前記電解質を挟む一対のアノードおよびカソードと、前記電極の一方に少なくとも水素を含む燃料ガスを供給排出し、他方に前記窒素酸化物を除去した前記空気を供給排出するガス流路を有する一対のセパレータ板と、からなるセルを少なくとも一つ備えている燃料電池と、
前記空気を前記燃料電池のカソードに供給する空気供給手段と、
を備え、
前記空気供給手段により供給される前記空気は、前記窒素酸化物除去手段に流通された後に、前記アルカリ除去手段に流通されて、前記カソードに供給されること、
を特徴とする燃料電池発電装置。 - 前記窒素酸化物除去手段は、活性炭と硬化剤とが混練されて造粒された後に成型されることにより形成されること、
を特徴とする請求項1に記載の燃料電池発電装置。 - 前記窒素酸化物除去手段と前記アルカリ除去手段との間に配置され、前記有機物を除去する活性炭を含む有機物除去手段をさらに備え、
前記有機物除去手段は、繊維状の活性炭シートを有しており、
前記アルカリ除去手段は、酸性水溶液に含浸させた繊維状の活性炭シートを有していること、
を特徴とする請求項1又は2に記載の燃料電池発電装置。 - 前記窒素酸化物除去手段は、アルカリ性の官能基が付与されているイオン交換樹脂であること、
を特徴とする請求項1に記載の燃料電池発電装置。 - オゾン発生器を備え、
前記空気は、前記空気中に含まれる一酸化窒素が前記オゾン発生器で発生するオゾンで酸化されて二酸化窒素となり、前記窒素酸化物除去手段に流通されること、
を特徴とする請求項1に記載の燃料電池発電装置。 - 前記空気中に含まれるオゾンを除去して前記燃料電池に供給するオゾン分解器をさらに備えていること、
を特徴とする請求項5に記載の燃料電池発電装置。 - 前記窒素酸化物除去手段は、少なくとも無機過酸化物または過マンガン酸塩を含むこと、
を特徴とする請求項1に記載の燃料電池発電装置。 - 前記窒素酸化物除去手段は、酸素欠損を有するペロブスカイト型複合金属酸化物を含むこと、
を特徴とする請求項1に記載の燃料電池発電装置。 - 光触媒を備え、
前記カソードに供給される前記空気は、前記光触媒により前記空気中に含まれる一酸化窒素が二酸化窒素になり、前記窒素酸化物除去手段に流通されること、
を特徴とする請求項1に記載の燃料電池発電装置。
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