JPS63231878A - 燃料電池による発電方法、及びその装置 - Google Patents
燃料電池による発電方法、及びその装置Info
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- JPS63231878A JPS63231878A JP62062620A JP6262087A JPS63231878A JP S63231878 A JPS63231878 A JP S63231878A JP 62062620 A JP62062620 A JP 62062620A JP 6262087 A JP6262087 A JP 6262087A JP S63231878 A JPS63231878 A JP S63231878A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、燃料電池による発電方法、及びその装置に関
するものである。
するものである。
炭化水素類を水蒸気改質して得た炭酸ガス混在の水素を
負極活物質として使用する燃料電池としては、溶融炭酸
塩型燃料電池（溶融炭酸塩電解質燃料電池）、リン酸電
解質燃料電池などが知られている。
負極活物質として使用する燃料電池としては、溶融炭酸
塩型燃料電池（溶融炭酸塩電解質燃料電池）、リン酸電
解質燃料電池などが知られている。
本発明は、このような燃料電池による発電方法、及びそ
の装置に係るものであるが、以下、溶融炭酸塩型燃料電
池を例に挙げて説明する。
の装置に係るものであるが、以下、溶融炭酸塩型燃料電
池を例に挙げて説明する。
さて、溶融炭酸塩を電解質とする溶融炭酸塩型燃料電池
においては天然ガスなどの炭化水素系の燃料を水蒸気と
混合してこれを改質し、得られた水素を多量に含むガス
をアノードに供給し、この水素が電解質中の炭酸イオン
と反応して炭酸ガスと水と電子とになる。アノードとカ
ソードを負荷回路で接続すれば、アノードで作られた電
子は負荷回路を経てカソードに流れ、カソードにおいて
は空気中の酸素及び炭酸ガスと、カソード内の電子とが
結合して炭酸イオンになり、電解質である溶融炭酸塩の
中に入る。このようにして電子がアノードからカソード
に流れ、即ち、電流がカソードから負荷を経てアノード
へ流れて発電が行われる。
においては天然ガスなどの炭化水素系の燃料を水蒸気と
混合してこれを改質し、得られた水素を多量に含むガス
をアノードに供給し、この水素が電解質中の炭酸イオン
と反応して炭酸ガスと水と電子とになる。アノードとカ
ソードを負荷回路で接続すれば、アノードで作られた電
子は負荷回路を経てカソードに流れ、カソードにおいて
は空気中の酸素及び炭酸ガスと、カソード内の電子とが
結合して炭酸イオンになり、電解質である溶融炭酸塩の
中に入る。このようにして電子がアノードからカソード
に流れ、即ち、電流がカソードから負荷を経てアノード
へ流れて発電が行われる。
溶融炭酸塩型燃料電池装置により発電を行う場合、燃料
として天然ガスあるいはメタノールなどの炭化水素系燃
料を用いるときには、これらのガスを水素リッチなガス
に改質するための燃料改質器が必要である。一般に、水
蒸気による改質反応゛を行わせる方法には、燃料電池装
置系外に改質反応器を設置する外部改質方式と、高温作
動の電池を利用して燃料電池装置系内に改質反応器を設
置する内部改質方式とがある。
として天然ガスあるいはメタノールなどの炭化水素系燃
料を用いるときには、これらのガスを水素リッチなガス
に改質するための燃料改質器が必要である。一般に、水
蒸気による改質反応゛を行わせる方法には、燃料電池装
置系外に改質反応器を設置する外部改質方式と、高温作
動の電池を利用して燃料電池装置系内に改質反応器を設
置する内部改質方式とがある。
炭化水素系燃料ガスの水蒸気改質反応には大きな吸熱を
伴う。例えばメタンの水蒸気改質は、（１）式で示され
る。
伴う。例えばメタンの水蒸気改質は、（１）式で示され
る。
ＣＨ４＋２Ｈ２０＝ＣＯ□＋４１１２ （１１
この反応の反応熱は、３９．４４ｋｃａ ７！／ ｍｏ
ｌ必要である。一方、燃料電池では、化学エネルギーを
電気エネルギーに変換する場合のシステム効率が４５〜
５０％であり、残りは熱エネルギーとして発生する。こ
の電池内部で発生した熱を利用して改質反応を行わせる
前記内部改質方式では、５５％以上の高い発電システム
効率が期待される。これに対して、前記外部改質方式で
は、外部よりバーナ等で加熱する必要がある。このこと
から、燃料改質器内蔵型燃料電池装置は、高効率の発電
装置として注目されている。
この反応の反応熱は、３９．４４ｋｃａ ７！／ ｍｏ
ｌ必要である。一方、燃料電池では、化学エネルギーを
電気エネルギーに変換する場合のシステム効率が４５〜
５０％であり、残りは熱エネルギーとして発生する。こ
の電池内部で発生した熱を利用して改質反応を行わせる
前記内部改質方式では、５５％以上の高い発電システム
効率が期待される。これに対して、前記外部改質方式で
は、外部よりバーナ等で加熱する必要がある。このこと
から、燃料改質器内蔵型燃料電池装置は、高効率の発電
装置として注目されている。
従来から、燃料改質器内蔵型燃料電池装置には、改質反
応に必要な触媒の配置の仕方や燃料ガスの供給方法によ
っていくつかの方式がある。第４図（Ａ）は、アノード
のガス供給路の一部に改質触媒を配置する直接方式の燃
料改質器内蔵型燃料電池装置の模式図を示す。第４図（
Ｂ）は、アノード室に隣接する反応室に改質触媒を配置
する間接方式の燃料改質器内蔵型燃料電池装置の模式図
を示す。これらの図において３１ａ、３’ｌｂは燃料改
質器内蔵型燃料電池装置、３２ａ、３２ｂは炭化水素系
燃料ガスと水蒸気の導入管、３３ａ、３３ｂは触媒燃焼
器、３４ａ、３４ｂは空気の導入管、３５ａ。
応に必要な触媒の配置の仕方や燃料ガスの供給方法によ
っていくつかの方式がある。第４図（Ａ）は、アノード
のガス供給路の一部に改質触媒を配置する直接方式の燃
料改質器内蔵型燃料電池装置の模式図を示す。第４図（
Ｂ）は、アノード室に隣接する反応室に改質触媒を配置
する間接方式の燃料改質器内蔵型燃料電池装置の模式図
を示す。これらの図において３１ａ、３’ｌｂは燃料改
質器内蔵型燃料電池装置、３２ａ、３２ｂは炭化水素系
燃料ガスと水蒸気の導入管、３３ａ、３３ｂは触媒燃焼
器、３４ａ、３４ｂは空気の導入管、３５ａ。
３５ｂは燃料改質反応装置、３６ａ、３６ｂはアノード
、３７ａ、３７ｂは電解質板、３８ａ、３８ｂはカソー
ドである。
、３７ａ、３７ｂは電解質板、３８ａ、３８ｂはカソー
ドである。
しかし、このような従来の燃料改質器内蔵型燃料電池装
置は前記直接方式、間接方式のいずれの場合でも、それ
ぞれに次のような欠点がある。
置は前記直接方式、間接方式のいずれの場合でも、それ
ぞれに次のような欠点がある。
すなわち、メタンの水蒸気改質反応の場合には、（１）
式以外に（２）式によっても反応する。
式以外に（２）式によっても反応する。
ＣＨ４＋１（２０＝ＣＯ＋ ３Ｈ２（２）また、−酸化
炭素、水蒸気あるいは炭酸ガスと水素が共存することか
ら、（３）式の平衡関係が成立する。
炭素、水蒸気あるいは炭酸ガスと水素が共存することか
ら、（３）式の平衡関係が成立する。
ＣＯ＋■、Ｏ＝ＣＯ□＋Ｈ２（３１
前記直接方式では、改質反応によって生成した水素が直
ちに電池反応で消費されるので、（２）式と（３）式の
平衡関係が右側へ移行することに起因して、メタン等の
改質率が高くなる利点がある。しかし、この場合には、
腐食性の強い電解質蒸気にさらされるので触媒能力の低
下が生じる。そのために、長時間の安定した電池性能が
得られない欠点がある。
ちに電池反応で消費されるので、（２）式と（３）式の
平衡関係が右側へ移行することに起因して、メタン等の
改質率が高くなる利点がある。しかし、この場合には、
腐食性の強い電解質蒸気にさらされるので触媒能力の低
下が生じる。そのために、長時間の安定した電池性能が
得られない欠点がある。
一方、前記間接方式では、改質触媒が直接電解質の蒸気
にさらされることがないので特性の劣化は生じない。そ
のために通常の触媒を使用することが出来る。しかし、
この間接方式では、生成した水素が直ちに消費されない
ので、メタン等の改質率があまり上がらない欠点がある
。
にさらされることがないので特性の劣化は生じない。そ
のために通常の触媒を使用することが出来る。しかし、
この間接方式では、生成した水素が直ちに消費されない
ので、メタン等の改質率があまり上がらない欠点がある
。
本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、炭
化水素系燃料を改質して得た炭酸ガス混在の水素を負極
活物質として使用する燃料電池装置における炭化水素系
燃料の改質率を向上することを目的とするものである。
化水素系燃料を改質して得た炭酸ガス混在の水素を負極
活物質として使用する燃料電池装置における炭化水素系
燃料の改質率を向上することを目的とするものである。
すなわち本発明の発電方法は、天然ガスやメタノールな
どの炭化水素系燃料を水素リッチなガスに改質する燃料
改質反応装置と燃料電池装置を備えた発電装置において
炭化水素系燃料を燃料改質反応装置に供給して改質ガス
とし、この改質ガスを金属水素化物又は水素吸蔵合金を
利用した水素貯蔵装置に供給して改質ガス中の水素ガス
をこの水素貯蔵装置に分離回収し、この水素貯蔵装置か
ら出た未改質ガスを前記燃料改質反応装置へ返送供給す
るか、又はこの反応装置とは別に設けた燃料改質反応装
置へ供給して改質反応させ、この改質ガスを前記燃料電
池装置のアノードへ導入することを特徴とするものであ
る。
どの炭化水素系燃料を水素リッチなガスに改質する燃料
改質反応装置と燃料電池装置を備えた発電装置において
炭化水素系燃料を燃料改質反応装置に供給して改質ガス
とし、この改質ガスを金属水素化物又は水素吸蔵合金を
利用した水素貯蔵装置に供給して改質ガス中の水素ガス
をこの水素貯蔵装置に分離回収し、この水素貯蔵装置か
ら出た未改質ガスを前記燃料改質反応装置へ返送供給す
るか、又はこの反応装置とは別に設けた燃料改質反応装
置へ供給して改質反応させ、この改質ガスを前記燃料電
池装置のアノードへ導入することを特徴とするものであ
る。
また本発明の発電装置は、天然ガスやメタノールなどの
炭化水素系燃料を水素リッチなガスに改質する燃料改質
反応装置と燃料電池装置を備えた発電装置において、前
記燃料電池装置を間接方式燃料改質器内蔵型のものとな
すと共に、前記燃料改質反応装置を複数互いに直列に設
け、さらにこれら互いに隣り合う反応装置を連絡する流
路に金属水素化物又は水素吸蔵合金を利用した水素貯蔵
装置を配備し、前記複数の燃料改質反応装置のうち改質
ガス流下流路の最下流側反応装置の改質ガス流出側を前
記燃料電池装置のアノードに連絡せしめたことを特徴と
するものである。
炭化水素系燃料を水素リッチなガスに改質する燃料改質
反応装置と燃料電池装置を備えた発電装置において、前
記燃料電池装置を間接方式燃料改質器内蔵型のものとな
すと共に、前記燃料改質反応装置を複数互いに直列に設
け、さらにこれら互いに隣り合う反応装置を連絡する流
路に金属水素化物又は水素吸蔵合金を利用した水素貯蔵
装置を配備し、前記複数の燃料改質反応装置のうち改質
ガス流下流路の最下流側反応装置の改質ガス流出側を前
記燃料電池装置のアノードに連絡せしめたことを特徴と
するものである。
Ｃ実施例〕
本発明の実施例を、図面に基づいて説明する。
第１図は溶融炭酸塩型燃料電池装置を備えた発電装置の
模式図を示し、図中の１は多数の単位セルおよび燃料改
質器を配置した間接方式燃料改質器内蔵型燃料電池装置
、２．３は金属水素化物（ＬａＮｉｓ）１６＋ ＦｅＴ
ｉＨｚなど）を利用した水素貯蔵装置、４は触媒燃焼器
、５は水素ボンベ、６．１０は燃料改質反応装置（燃料
改質器）、７はアノード、８は炭酸塩の電解質板、９は
カソード、１１．１２は熱交換器、１３は天然ガスと水
蒸気の導入管、１４は空気の導入管、１５′〜２２はバ
ルブである。
模式図を示し、図中の１は多数の単位セルおよび燃料改
質器を配置した間接方式燃料改質器内蔵型燃料電池装置
、２．３は金属水素化物（ＬａＮｉｓ）１６＋ ＦｅＴ
ｉＨｚなど）を利用した水素貯蔵装置、４は触媒燃焼器
、５は水素ボンベ、６．１０は燃料改質反応装置（燃料
改質器）、７はアノード、８は炭酸塩の電解質板、９は
カソード、１１．１２は熱交換器、１３は天然ガスと水
蒸気の導入管、１４は空気の導入管、１５′〜２２はバ
ルブである。
このように、この実施例では２基の燃料改質反応装置６
．１０は互いに直列に配備されていると共に、これらを
連絡する管路には２基の水素貯蔵装置２，３が互いに並
列に設けられ、これらの水素貯蔵装置を切替えて使用で
きるように管路にバルブが配設されている。
．１０は互いに直列に配備されていると共に、これらを
連絡する管路には２基の水素貯蔵装置２，３が互いに並
列に設けられ、これらの水素貯蔵装置を切替えて使用で
きるように管路にバルブが配設されている。
次に、この発電装置の運転操作手順について説明すると
、前記燃料電池装置ｌの始動時の昇温に際しバルブ１６
．１７，１９．２１を閉めて、バルブ２０．２２を開き
水素ボンベ５内の水素を、金属水素化物を利用した水素
貯蔵袋Ｗ３にいれる。
、前記燃料電池装置ｌの始動時の昇温に際しバルブ１６
．１７，１９．２１を閉めて、バルブ２０．２２を開き
水素ボンベ５内の水素を、金属水素化物を利用した水素
貯蔵袋Ｗ３にいれる。
これにより水素吸蔵反応によって発熱するので、この熱
を熱交換器１２に循環する熱媒体でこの反応系外へ送り
出し、電池装置ｌを昇温させる手段とする。次にバルブ
１５．１Ｂ、２０．２１を開きバルブ１６．１７．１９
．２２を閉じる。これにより天然ガスと水蒸気は、導入
管１３より前記燃料電池装置１に内蔵された燃料改質反
応装置６に供給されて改質される。この改質ガス中の水
素ガスは、前記水素貯蔵装置２に導入されて、この装置
内に分離回収され貯蔵される。金属水素化物の水素吸蔵
反応は発熱反応であるために、水素貯蔵装置２内から出
る排熱は、熱交換器１１を循環する熱媒体で水素貯蔵装
置２の反応系外へ送り出し、有効利用する。前記水素貯
蔵装置２から出た未改質ガスを、再度燃料電池装置１内
の燃料改質 ・反応装置１０へ導入し、充分
に改質反応させてからアノード７へ供給する。
を熱交換器１２に循環する熱媒体でこの反応系外へ送り
出し、電池装置ｌを昇温させる手段とする。次にバルブ
１５．１Ｂ、２０．２１を開きバルブ１６．１７．１９
．２２を閉じる。これにより天然ガスと水蒸気は、導入
管１３より前記燃料電池装置１に内蔵された燃料改質反
応装置６に供給されて改質される。この改質ガス中の水
素ガスは、前記水素貯蔵装置２に導入されて、この装置
内に分離回収され貯蔵される。金属水素化物の水素吸蔵
反応は発熱反応であるために、水素貯蔵装置２内から出
る排熱は、熱交換器１１を循環する熱媒体で水素貯蔵装
置２の反応系外へ送り出し、有効利用する。前記水素貯
蔵装置２から出た未改質ガスを、再度燃料電池装置１内
の燃料改質 ・反応装置１０へ導入し、充分
に改質反応させてからアノード７へ供給する。
一方、あらかじめ水素が吸蔵されていた、金属水素化物
を利用した水素貯蔵装置３からは、前記燃料電池装置１
の排熱等を利用し熱交換器１２を昇温させて、水素を放
出させる。この放出された水素ガスは、バルブ２０．２
１を通過させてアノ−ドアへ供給する。この場合、前記
水素貯蔵装置３から放出される水素ガスの流量は、燃料
電池装置１に要求される負荷の変動に応じて、熱交換器
１２の温度を制御することで調節される。
を利用した水素貯蔵装置３からは、前記燃料電池装置１
の排熱等を利用し熱交換器１２を昇温させて、水素を放
出させる。この放出された水素ガスは、バルブ２０．２
１を通過させてアノ−ドアへ供給する。この場合、前記
水素貯蔵装置３から放出される水素ガスの流量は、燃料
電池装置１に要求される負荷の変動に応じて、熱交換器
１２の温度を制御することで調節される。
アノード７で電池反応に関与しない未反応ガスは、空気
の導入管１４から供給される過剰の空気と混合し、触媒
燃焼器４を経てカソード９へ供給する。ここで、前記水
素貯蔵装置２内に水素が充分に吸蔵あるいは前記水素貯
蔵装置３内の水素が充分に放出された場合には、バルブ
１５．１Ｂ。
の導入管１４から供給される過剰の空気と混合し、触媒
燃焼器４を経てカソード９へ供給する。ここで、前記水
素貯蔵装置２内に水素が充分に吸蔵あるいは前記水素貯
蔵装置３内の水素が充分に放出された場合には、バルブ
１５．１Ｂ。
２０．２２を閉じてバルブ１６，１７．１９を開ける。
この場合には上記と反対に水素貯蔵装置３内に水素が分
離回収されて貯蔵され、水素貯蔵装置２内から水素が放
出される。以下の操作は、上記の操作手順と同様にして
行う。
離回収されて貯蔵され、水素貯蔵装置２内から水素が放
出される。以下の操作は、上記の操作手順と同様にして
行う。
なお、いわゆる水素吸蔵合金（Ｔ ｉ −Ｎ ｉ系合金
、Ｔｉ−Ｃｕ系などの合金）も前記金属水素化物と同様
に水素吸蔵機能を有し、その昇温により水素ガスを放出
する性質があるので、この水素吸蔵合金を水素貯蔵装置
に適用することができる。
、Ｔｉ−Ｃｕ系などの合金）も前記金属水素化物と同様
に水素吸蔵機能を有し、その昇温により水素ガスを放出
する性質があるので、この水素吸蔵合金を水素貯蔵装置
に適用することができる。
以上のように、この実施例では、上記の操作を交互に繰
り返すことで、改質ガス中の水素ガスのみを連続して分
離回収することができ、炭化水素系燃料の改質率を高め
ることが可能である。
り返すことで、改質ガス中の水素ガスのみを連続して分
離回収することができ、炭化水素系燃料の改質率を高め
ることが可能である。
なお本発明は、上記実施例に係る間接方式燃料改質器内
蔵型燃料電池装置を備えた発電装置に限らず、直接方式
燃料改質器内蔵型燃料電池装置を備えた発電装置のほか
、前記外部改質方式の改質反応器を備えた発電装置につ
いても適用できるものである。また、本発明は、溶融炭
酸塩型燃料電池に限らずリン酸電解質燃料電池など、炭
化水素系燃料を改質して得られる、炭酸ガス混在の水素
を負極活物質として使用する燃料電池に広く適用できる
ものであり、いずれの場合も炭化水素系燃料の改質率を
向上させ、該燃料の使用効率が高い発電操作を行うこと
ができる利点がある。
蔵型燃料電池装置を備えた発電装置に限らず、直接方式
燃料改質器内蔵型燃料電池装置を備えた発電装置のほか
、前記外部改質方式の改質反応器を備えた発電装置につ
いても適用できるものである。また、本発明は、溶融炭
酸塩型燃料電池に限らずリン酸電解質燃料電池など、炭
化水素系燃料を改質して得られる、炭酸ガス混在の水素
を負極活物質として使用する燃料電池に広く適用できる
ものであり、いずれの場合も炭化水素系燃料の改質率を
向上させ、該燃料の使用効率が高い発電操作を行うこと
ができる利点がある。
本発明は、上記のように改質ガス中の水素を水素貯蔵装
置に回収すると共に、該装置から流出する未改質ガスを
再び燃料改質反応装置に供給することを骨子とするもの
であるが、上記実施例のように燃料改質反応装置を２基
（又は３基以上）互いに直列に配備した発電装置に限ら
ず、該反応装置を１基設け、該反応装置からの流出ガス
をその流入側に返送するための返送流路を設けると共に
、この返送流路に水素貯蔵装置を配備することによって
も本発明の目的を達成することができる。
置に回収すると共に、該装置から流出する未改質ガスを
再び燃料改質反応装置に供給することを骨子とするもの
であるが、上記実施例のように燃料改質反応装置を２基
（又は３基以上）互いに直列に配備した発電装置に限ら
ず、該反応装置を１基設け、該反応装置からの流出ガス
をその流入側に返送するための返送流路を設けると共に
、この返送流路に水素貯蔵装置を配備することによって
も本発明の目的を達成することができる。
次に、本発明に係る溶融炭酸塩型燃料電池装置における
、メタンの改質率と金属水素化物を利用した水素貯蔵装
置の水素回収率との関係を調べる。
、メタンの改質率と金属水素化物を利用した水素貯蔵装
置の水素回収率との関係を調べる。
前出の式（２＋、 Ｔ３＋の反応において、反応温度が
、前記燃料電池装置の作動温度（６００〜７００℃）の
範囲内で一定であるとし式（２）、 （３）の平衡関係
が成立するものとする。いま、反応条件として、反応温
度が６４８℃、メタンと水蒸気の混合比（モル比）が１
Ｆ２．５であると仮定し式（２１，（３１の平衡定数か
らメタンの改質率を数値計算する。
、前記燃料電池装置の作動温度（６００〜７００℃）の
範囲内で一定であるとし式（２）、 （３）の平衡関係
が成立するものとする。いま、反応条件として、反応温
度が６４８℃、メタンと水蒸気の混合比（モル比）が１
Ｆ２．５であると仮定し式（２１，（３１の平衡定数か
らメタンの改質率を数値計算する。
第２図は、計算から求めたメタン改質率と水素回収率と
の関係を示す。ここで、メタンの改質率は、式（４）で
求めた。
の関係を示す。ここで、メタンの改質率は、式（４）で
求めた。
メタンの改質率（％）
−（１−（ＣＨａ、） ／ （（Ｃｏ） ＋（ＣＯ
２） ＋（ＣＨ４，） ） ） Ｘ１００ （
４１また、金属水素化物を利用した水素貯蔵装置内に吸
蔵された水素の回収率は、式（５）で求めた。
２） ＋（ＣＨ４，） ） ） Ｘ１００ （
４１また、金属水素化物を利用した水素貯蔵装置内に吸
蔵された水素の回収率は、式（５）で求めた。
水素の回収率（％）−（（金属水素化物を利用した水素
貯蔵装置内に吸蔵された 水素回収量）／（初めの改質ガ ス中の水素量））Ｘ１００（５１ 第２図から、メタンの改質率は水素の回収率の増大と共
にほぼ直線的に増大することがわかる。
貯蔵装置内に吸蔵された 水素回収量）／（初めの改質ガ ス中の水素量））Ｘ１００（５１ 第２図から、メタンの改質率は水素の回収率の増大と共
にほぼ直線的に増大することがわかる。
一方、第３図は、従来の間接方式燃料改質器内蔵型燃料
電池装置を備えた発電装置と、本発明の前記実施例に係
る発電装置について、圧力とメタン改質率との関係を比
較して示したものである。
電池装置を備えた発電装置と、本発明の前記実施例に係
る発電装置について、圧力とメタン改質率との関係を比
較して示したものである。
第３図から、本発明の発電方法によればメタンの改質率
が従来の発電方法に比べ大幅に向上することがわかる。
が従来の発電方法に比べ大幅に向上することがわかる。
以上述べたように本発明は、燃料改質反応装置から出た
改質ガス中の水素ガスを所定の水素貯蔵装置に分離回収
し、残余のガスを再び燃料改質反応装置へ供給して改質
ガスとし、これを燃料電池装置へ導入するものであるか
ら、発電装置における炭化水素系燃料の水素への改質率
が向上し、該燃料の使用効率が高い発電操作を行うこと
ができる効果がある。
改質ガス中の水素ガスを所定の水素貯蔵装置に分離回収
し、残余のガスを再び燃料改質反応装置へ供給して改質
ガスとし、これを燃料電池装置へ導入するものであるか
ら、発電装置における炭化水素系燃料の水素への改質率
が向上し、該燃料の使用効率が高い発電操作を行うこと
ができる効果がある。
第１図は本発明に係る溶融炭酸塩型燃料電池装置を備え
た発電装置、すなわち間接方式燃料改質器内蔵型燃料電
池装置を備えた発電装置の模式図、第２図はメタンの改
質率と金属水素化物を利用した水素貯蔵装置内の水素回
収率との関係を示すグラフ、第３図は第１図の発電装置
と従来の間接方式燃料改質器内蔵型燃料電池装置につい
て圧力とメタン改質率との関係を比較して示すグラフで
ある。 第４図（ＡＬ （Ｂ）は従来の燃料改質器内蔵型燃料電
池装置の模式図であって、同図（Ａ）はアノードのガス
供給路の一部に改質触媒を配置する直接方式のものを、
同図ＣＢ）はアノード室に隣接する反応室に改質触媒を
配置する間接方式のものを、それぞれ示す。 １・・・間接方式燃料改質器内蔵型燃料電池装置、２．
３・・・水素貯蔵装置、４・・・触媒燃焼器、５・・・
水素ボンベ、６・・・燃料改質反応装置、７・・・７ノ
ード、８・・・電解質板、９・・・カソード、１０・・
・燃料改質反応装置、１１．１２・・・熱交換器、１３
．１４・・・導入管、１５〜２２・・・バルブ、３１ａ
、３１ｂ・・・燃料改質器内蔵型燃料電池装置、 ３２ａ、３２ｂ−導入管、３３ ａ、’ ３３ ｂ・・
・触媒燃焼器、３４ａ、３４ｂ・・・導入管、３５ａ、
３５ｂ・・・燃料改質反応装置、３５ａ、３６ｂ−アノ
ード、３７ａ、３７ｂ−電解質板、３８ａ、３８ｂ・・
・カソード。 特許出願人 工業 技 術 院 長特許出願人
株式会社 荏原製作所（ｏｌｏ）奉話η？ω
乙６に 圧 力（ａｔｍ）
た発電装置、すなわち間接方式燃料改質器内蔵型燃料電
池装置を備えた発電装置の模式図、第２図はメタンの改
質率と金属水素化物を利用した水素貯蔵装置内の水素回
収率との関係を示すグラフ、第３図は第１図の発電装置
と従来の間接方式燃料改質器内蔵型燃料電池装置につい
て圧力とメタン改質率との関係を比較して示すグラフで
ある。 第４図（ＡＬ （Ｂ）は従来の燃料改質器内蔵型燃料電
池装置の模式図であって、同図（Ａ）はアノードのガス
供給路の一部に改質触媒を配置する直接方式のものを、
同図ＣＢ）はアノード室に隣接する反応室に改質触媒を
配置する間接方式のものを、それぞれ示す。 １・・・間接方式燃料改質器内蔵型燃料電池装置、２．
３・・・水素貯蔵装置、４・・・触媒燃焼器、５・・・
水素ボンベ、６・・・燃料改質反応装置、７・・・７ノ
ード、８・・・電解質板、９・・・カソード、１０・・
・燃料改質反応装置、１１．１２・・・熱交換器、１３
．１４・・・導入管、１５〜２２・・・バルブ、３１ａ
、３１ｂ・・・燃料改質器内蔵型燃料電池装置、 ３２ａ、３２ｂ−導入管、３３ ａ、’ ３３ ｂ・・
・触媒燃焼器、３４ａ、３４ｂ・・・導入管、３５ａ、
３５ｂ・・・燃料改質反応装置、３５ａ、３６ｂ−アノ
ード、３７ａ、３７ｂ−電解質板、３８ａ、３８ｂ・・
・カソード。 特許出願人 工業 技 術 院 長特許出願人
株式会社 荏原製作所（ｏｌｏ）奉話η？ω
乙６に 圧 力（ａｔｍ）
Claims (3)
- （１）天然ガスやメタノールなどの炭化水素系燃料を水
素リッチなガスに改質する燃料改質反応装置と燃料電池
装置を備えた発電装置において炭化水素系燃料を燃料改
質反応装置に供給して改質ガスとし、この改質ガスを金
属水素化物又は水素吸蔵合金を利用した水素貯蔵装置に
供給して改質ガス中の水素ガスをこの水素貯蔵装置に分
離回収し、この水素貯蔵装置から出た未改質ガスを前記
燃料改質反応装置へ返送供給するか、又はこの反応装置
とは別に設けた燃料改質反応装置へ供給して改質反応さ
せ、この改質ガスを前記燃料電池装置のアノードへ導入
することを特徴とする、燃料電池による発電方法。 - （２）天然ガスやメタノールなどの炭化水素系燃料を水
素リッチなガスに改質する燃料改質反応装置と燃料電池
装置を備えた発電装置において、前記燃料電池装置を間
接方式燃料改質器内蔵型のものとなすと共に、前記燃料
改質反応装置を複数互いに直列に設け、さらにこれら互
いに隣り合う反応装置を連絡する流路に金属水素化物又
は水素吸蔵合金を利用した水素貯蔵装置を配備し、前記
複数の燃料改質反応装置のうち改質ガス流下流路の最下
流側反応装置の改質ガス流出側を前記燃料電池装置のア
ノードに連絡せしめたことを特徴とする発電装置。 - （３）前記互いに隣り合う燃料改質反応装置を連絡する
流路に、前記水素貯蔵装置を互いに並列に配備した特許
請求の範囲第２項記載の発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62062620A JPH0797503B2 (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | 溶融炭酸塩型燃料電池の発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62062620A JPH0797503B2 (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | 溶融炭酸塩型燃料電池の発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63231878A true JPS63231878A (ja) | 1988-09-27 |
| JPH0797503B2 JPH0797503B2 (ja) | 1995-10-18 |
Family
ID=13205541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62062620A Expired - Lifetime JPH0797503B2 (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | 溶融炭酸塩型燃料電池の発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0797503B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4933242A (en) * | 1989-02-28 | 1990-06-12 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Power generation system with use of fuel cell |
| GB2355577A (en) * | 1999-10-19 | 2001-04-25 | Ford Global Tech Inc | Fuel cell power generation system and method for powering an electric vehicle |
| CN103588169A (zh) * | 2008-05-14 | 2014-02-19 | 吉坤日矿日石能源株式会社 | 重整***和燃料电池*** |
| WO2021177398A1 (ja) * | 2020-03-06 | 2021-09-10 | 日本フイルコン株式会社 | 水素発電システム |
-
1987
- 1987-03-19 JP JP62062620A patent/JPH0797503B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4933242A (en) * | 1989-02-28 | 1990-06-12 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Power generation system with use of fuel cell |
| JPH02226667A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-10 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池を用いた発電装置 |
| GB2355577A (en) * | 1999-10-19 | 2001-04-25 | Ford Global Tech Inc | Fuel cell power generation system and method for powering an electric vehicle |
| US6368735B1 (en) | 1999-10-19 | 2002-04-09 | Ford Global Technologies, Inc. | Fuel cell power generation system and method for powering an electric vehicle |
| GB2355577B (en) * | 1999-10-19 | 2003-10-15 | Ford Global Tech Inc | Fuel cell power generation system and method for powering an electric vehicle |
| CN103588169A (zh) * | 2008-05-14 | 2014-02-19 | 吉坤日矿日石能源株式会社 | 重整***和燃料电池*** |
| WO2021177398A1 (ja) * | 2020-03-06 | 2021-09-10 | 日本フイルコン株式会社 | 水素発電システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0797503B2 (ja) | 1995-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |