JPS6334862A - 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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- JPS6334862A JPS6334862A JP61178119A JP17811986A JPS6334862A JP S6334862 A JPS6334862 A JP S6334862A JP 61178119 A JP61178119 A JP 61178119A JP 17811986 A JP17811986 A JP 17811986A JP S6334862 A JPS6334862 A JP S6334862A
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- Japan
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- fuel cell
- gas
- fed
- tank
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- 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
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
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- 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
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04029—Heat exchange using liquids
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- 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
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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〕
この発明は、燃料電池発電システムの燃料改質装置と電
池本体冷却装置に関するものである。
池本体冷却装置に関するものである。
第３図は例えば刊行物（Ｕ、Ｓ、ＤＯＥ Ｌ／ボートＰ
Ｓ［ｌ／ＵＴＣＦＣＲＮｏ ０８８３）に記載のリン酸
型燃料電池発電プラントのシステムを示す概略構成図で
ある。図において、（１）は燃料改質装置、（２）はこ
の燃料改質装置（１）に組み込まれたバーナ、（３）は
上記燃料改質装置（１）の中にあり、液体燃料を蒸発さ
せる蒸発器、（４）は同じく上記蒸気燃料改質装置（１
１の中にあり、上記蒸発器（３）で蒸気となった燃料を
水素リッチな改質ガスに改質する反応管、（５）は燃料
電池本体、（６）は燃料室、（７）は酸化剤室、（８）
は上記電池本体（５）で発生した熱を冷却する冷却管、
（９）は冷却水タンク、θ値は液体燃料タンク、αυは
液体燃料を蒸発器（３）へ供給する系統、（財）は反応
器（４）で製造された水素リッチな改質ガ・スを燃料室
（６）へ供給する系統、０争は余剰水素を含んだ燃料室
排ガスをバーナ（２）へ供給する系統、α船は空気をバ
ーナ（２）へ供給する系統、Ｑ５１は空気を酸化剤室（
７）へ供給する系統、Ｏｌはバーナ（２）で製造され蒸
発器（３）および反応管（４）の加熱に使用された燃焼
ガスを燃料改質装置から排気する系統である。
Ｓ［ｌ／ＵＴＣＦＣＲＮｏ ０８８３）に記載のリン酸
型燃料電池発電プラントのシステムを示す概略構成図で
ある。図において、（１）は燃料改質装置、（２）はこ
の燃料改質装置（１）に組み込まれたバーナ、（３）は
上記燃料改質装置（１）の中にあり、液体燃料を蒸発さ
せる蒸発器、（４）は同じく上記蒸気燃料改質装置（１
１の中にあり、上記蒸発器（３）で蒸気となった燃料を
水素リッチな改質ガスに改質する反応管、（５）は燃料
電池本体、（６）は燃料室、（７）は酸化剤室、（８）
は上記電池本体（５）で発生した熱を冷却する冷却管、
（９）は冷却水タンク、θ値は液体燃料タンク、αυは
液体燃料を蒸発器（３）へ供給する系統、（財）は反応
器（４）で製造された水素リッチな改質ガ・スを燃料室
（６）へ供給する系統、０争は余剰水素を含んだ燃料室
排ガスをバーナ（２）へ供給する系統、α船は空気をバ
ーナ（２）へ供給する系統、Ｑ５１は空気を酸化剤室（
７）へ供給する系統、Ｏｌはバーナ（２）で製造され蒸
発器（３）および反応管（４）の加熱に使用された燃焼
ガスを燃料改質装置から排気する系統である。
次に動作について説明する。系統０υより供給された例
えばメタノールと純水との混合液体燃料は蒸発器（３）
へ導入され、バーナ（２）で発生する高温の燃焼ガスに
よって加熱され藤発し、例えば銅・亜鉛系の触媒を充填
した反応管（４）へ供給され水蒸気改質反応および水性
ガス転化反応によって水素リッチな改質ガスとなる。次
にこの改質ガスを燃料室（６）へ供給し、系統α９より
酸化剤室（７）へ供給された空気中の酸素と電気化学的
に反応して直流電力を出力する。ここで電池反応は発熱
反応であるため冷却管（８）へ冷却水を流すことにより
発熱量を除去して、電池温度が一定となるようにしてい
る。
えばメタノールと純水との混合液体燃料は蒸発器（３）
へ導入され、バーナ（２）で発生する高温の燃焼ガスに
よって加熱され藤発し、例えば銅・亜鉛系の触媒を充填
した反応管（４）へ供給され水蒸気改質反応および水性
ガス転化反応によって水素リッチな改質ガスとなる。次
にこの改質ガスを燃料室（６）へ供給し、系統α９より
酸化剤室（７）へ供給された空気中の酸素と電気化学的
に反応して直流電力を出力する。ここで電池反応は発熱
反応であるため冷却管（８）へ冷却水を流すことにより
発熱量を除去して、電池温度が一定となるようにしてい
る。
冷却水は約１６０℃であるが、加圧しているため液体の
状態となっている。
状態となっている。
また、系統Ｑ３１により供給される余剰水素を含む燃料
室（６）出口ガスと系統Ｑ４）により供給される空気は
バーナ（２）によって燃焼し、高温の燃焼ガスを生成し
、蒸気蒸発器（３）と反応器（４）の加熱に使用され系
統αＱにより糸外へ放出される。
室（６）出口ガスと系統Ｑ４）により供給される空気は
バーナ（２）によって燃焼し、高温の燃焼ガスを生成し
、蒸気蒸発器（３）と反応器（４）の加熱に使用され系
統αＱにより糸外へ放出される。
従来の燃料電池発電システムは以上のように構成されて
いるので、電池冷却用の冷却水タンク（９）と液体燃料
タンクＱｌを別々に設置しなければならない。また燃料
改質装置＋１１内の蒸発器（３）、反応器（４）を１つ
のバーナ（２）で所定の温度に制御しなければならず装
置が複雑で温度制御が困難である等の問題点があった。
いるので、電池冷却用の冷却水タンク（９）と液体燃料
タンクＱｌを別々に設置しなければならない。また燃料
改質装置＋１１内の蒸発器（３）、反応器（４）を１つ
のバーナ（２）で所定の温度に制御しなければならず装
置が複雑で温度制御が困難である等の問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、装置を簡略化できるとともに、燃料改質装置
の温度制御が行い易い燃料電池発電システムを得ること
を目的とする。
たもので、装置を簡略化できるとともに、燃料改質装置
の温度制御が行い易い燃料電池発電システムを得ること
を目的とする。
この発明に係る燃料電池発電システムは、電池冷却タン
クと液体燃料タンクを一体化するとともに、燃料改質装
置の蒸発器を取り除き、電池冷却に使用した燃料を直接
反応管へ供給するようにしたものである。
クと液体燃料タンクを一体化するとともに、燃料改質装
置の蒸発器を取り除き、電池冷却に使用した燃料を直接
反応管へ供給するようにしたものである。
この発明における燃料電池発電システムは液体燃料を電
池冷却用媒体として用いるため、冷却用のみのタンクは
不要となり、また蒸発器を取り除いたため反応管の温度
制御が行い易くなる。
池冷却用媒体として用いるため、冷却用のみのタンクは
不要となり、また蒸発器を取り除いたため反応管の温度
制御が行い易くなる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例による燃料電池発電システムを
示す概略構成図であり、図において、＋１１ 、 （２
１、（４１〜（８１、（１２） 〜αｅは前述の従来装
置と同様のものである。ａηは電池冷却用媒体でもあり
反応管（４）へも供給される液体燃料タンク、α〜は液
体燃料を反応管（４）へ供給する系統である。
図はこの発明の一実施例による燃料電池発電システムを
示す概略構成図であり、図において、＋１１ 、 （２
１、（４１〜（８１、（１２） 〜αｅは前述の従来装
置と同様のものである。ａηは電池冷却用媒体でもあり
反応管（４）へも供給される液体燃料タンク、α〜は液
体燃料を反応管（４）へ供給する系統である。
次に、この発明の実施例の動作について説明をする。液
体燃料タンク０７＋の中には例えば水とメタノールを１
．５ ：１の割合で混合した燃料が入れてあり、冷却水
として電池へ供給する温変約１６０ ℃で液体の状態で
あるように加圧されている。ｏ櫛の系統を通って減圧さ
れた燃料は蒸気となり、例えば銅−亜鉛系の触媒を充填
した反応管（４）へ供給され、水蒸気改質反応および水
性ガス転化反応によって水素リッチな改質ガスとなる。
体燃料タンク０７＋の中には例えば水とメタノールを１
．５ ：１の割合で混合した燃料が入れてあり、冷却水
として電池へ供給する温変約１６０ ℃で液体の状態で
あるように加圧されている。ｏ櫛の系統を通って減圧さ
れた燃料は蒸気となり、例えば銅−亜鉛系の触媒を充填
した反応管（４）へ供給され、水蒸気改質反応および水
性ガス転化反応によって水素リッチな改質ガスとなる。
次に、この改質ガスを燃料室（６）へ供給し、系統αり
より酸化剤室（７）へ供給された空気中の酸素と電気化
学的に反応して直流電力を出力する。
より酸化剤室（７）へ供給された空気中の酸素と電気化
学的に反応して直流電力を出力する。
ここで電池反応は発熱反応であるので、冷却管（８）へ
加圧された液体燃料を流すことにより発熱量を除去して
電池温度が一定となるようにしている。
加圧された液体燃料を流すことにより発熱量を除去して
電池温度が一定となるようにしている。
また、系統αりにより供給される余剰水素を含む燃料室
（６）出口ガスと系統０４１より供給される空気はバー
ナ（２）によって燃焼し、高温の燃焼ガスを生成し、上
記反応器（４）の加熱に使用され系統Ｏｌにより系外へ
放出される。
（６）出口ガスと系統０４１より供給される空気はバー
ナ（２）によって燃焼し、高温の燃焼ガスを生成し、上
記反応器（４）の加熱に使用され系統Ｏｌにより系外へ
放出される。
なお、上記実施例では電池冷却用媒体として、水とメタ
ノールの混合燃料を用いた場合を示したが、気体である
メタン等の炭化水素系燃料や液体メタノール単体でもよ
く、この場合を第２図に示す。第２図において（１９ａ
） （１９ｂ）は各々熱交換器、ＣＩは気水分離器であ
る。酸化剤室（７）を出たガスは熱交換器（１９ａ）で
冷却され気水分離器Ｉ２１で水が凝縮する。この水は熱
交換器（１９ｂ）で加熱されてｆ気となり燃料タンク０
ηより供給される燃料と混合して反応管（４）へ供給し
てもよい。
ノールの混合燃料を用いた場合を示したが、気体である
メタン等の炭化水素系燃料や液体メタノール単体でもよ
く、この場合を第２図に示す。第２図において（１９ａ
） （１９ｂ）は各々熱交換器、ＣＩは気水分離器であ
る。酸化剤室（７）を出たガスは熱交換器（１９ａ）で
冷却され気水分離器Ｉ２１で水が凝縮する。この水は熱
交換器（１９ｂ）で加熱されてｆ気となり燃料タンク０
ηより供給される燃料と混合して反応管（４）へ供給し
てもよい。
また、第２図の実施例では、酸化剤室（７）出口ガスを
冷却することにより水を得ているが、系統Ｑ［Ｇの燃焼
ガスを冷却しても同様の効果を得ていることができる。
冷却することにより水を得ているが、系統Ｑ［Ｇの燃焼
ガスを冷却しても同様の効果を得ていることができる。
以上のように、この発明によれば液体燃料タンクと冷却
媒体のタンクを一体化するように、また燃料が蒸気とな
って燃料改質装置へ供給できるため蒸発器を取除くよう
に構成したので、装置が安価にでき、燃料改質装置の温
度制御が行い易くなるという効果がある。
媒体のタンクを一体化するように、また燃料が蒸気とな
って燃料改質装置へ供給できるため蒸発器を取除くよう
に構成したので、装置が安価にでき、燃料改質装置の温
度制御が行い易くなるという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による燃料電池発電システ
ムを示す系統図、及び第３図は従来の燃料電池発電シス
テムを示す系統図である。 （１）は燃料改質装置、（２）はバーナ、（３）は蒸発
器、（４）は反応管、（５）は燃料電池本体、（６１は
燃料室、（７）は酸化剤室、＋８）は冷却管、（９）は
冷却水タンク、α０は液体燃料タンク、０７１は液体燃
料タンク、α１は熱交換器、ＱＩは気水分離器である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
ムを示す系統図、及び第３図は従来の燃料電池発電シス
テムを示す系統図である。 （１）は燃料改質装置、（２）はバーナ、（３）は蒸発
器、（４）は反応管、（５）は燃料電池本体、（６１は
燃料室、（７）は酸化剤室、＋８）は冷却管、（９）は
冷却水タンク、α０は液体燃料タンク、０７１は液体燃
料タンク、α１は熱交換器、ＱＩは気水分離器である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）供給される燃料を水素リッチな改質ガスへ交換す
る燃料改質装置、上記改質ガス中に含まれる水素と空気
中に含まれる酸素とを電気化学的に反応させて直流電力
を発生する燃料電池本体、及び上記燃料電池本体で発生
する熱を除去する電池冷却装置より構成される燃料電池
発電システムにおいて、電池冷却用の媒体に燃料を使用
すると共に、上記燃料電池本体で発生する熱により蒸気
となった燃料を上記燃料改質装置へ供給するようにした
ことを特徴とする燃料電池発電システム。 - （２）燃料はメタノールと純水との混合液である特許請
求の範囲第１項記載の燃料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61178119A JPS6334862A (ja) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61178119A JPS6334862A (ja) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | 燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6334862A true JPS6334862A (ja) | 1988-02-15 |
Family
ID=16042987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61178119A Pending JPS6334862A (ja) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6334862A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000173632A (ja) * | 1998-12-04 | 2000-06-23 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電システム |
| WO2002035623A3 (en) * | 2000-10-27 | 2002-09-06 | Questair Technologies Inc | Systems and processes for providing hydrogen to fuel cells |
| US6866950B2 (en) | 2000-12-08 | 2005-03-15 | Questair Technologies Inc. | Methods and apparatuses for gas separation by pressure swing adsorption with partial gas product feed to fuel cell power source |
| US7189280B2 (en) | 2004-06-29 | 2007-03-13 | Questair Technologies Inc. | Adsorptive separation of gas streams |
| CN100339297C (zh) * | 2002-04-18 | 2007-09-26 | 日产自动车株式会社 | 燃料重整系统及其预热方法 |
-
1986
- 1986-07-28 JP JP61178119A patent/JPS6334862A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000173632A (ja) * | 1998-12-04 | 2000-06-23 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電システム |
| WO2002035623A3 (en) * | 2000-10-27 | 2002-09-06 | Questair Technologies Inc | Systems and processes for providing hydrogen to fuel cells |
| US7041272B2 (en) * | 2000-10-27 | 2006-05-09 | Questair Technologies Inc. | Systems and processes for providing hydrogen to fuel cells |
| US6866950B2 (en) | 2000-12-08 | 2005-03-15 | Questair Technologies Inc. | Methods and apparatuses for gas separation by pressure swing adsorption with partial gas product feed to fuel cell power source |
| CN100339297C (zh) * | 2002-04-18 | 2007-09-26 | 日产自动车株式会社 | 燃料重整系统及其预热方法 |
| US7189280B2 (en) | 2004-06-29 | 2007-03-13 | Questair Technologies Inc. | Adsorptive separation of gas streams |
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