JP2002313402A - How to improve power generation efficiency of fuel cells - Google Patents

How to improve power generation efficiency of fuel cells

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JP2002313402A
JP2002313402A JP2001118750A JP2001118750A JP2002313402A JP 2002313402 A JP2002313402 A JP 2002313402A JP 2001118750 A JP2001118750 A JP 2001118750A JP 2001118750 A JP2001118750 A JP 2001118750A JP 2002313402 A JP2002313402 A JP 2002313402A
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fuel
cell
power generation
absorbent
fuel cell
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Hisataka Yakabe
久孝 矢加部
Isamu Yasuda
勇 安田
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Tokyo Gas Co Ltd
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Tokyo Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】燃料電池において燃料利用率を高め発電効率を
向上させる。 【解決手段】燃料電池において、その作動時に発電に使
用されずに排出される未利用燃料ガスを、その中のCO
2を吸収剤により吸収除去した後、発電用燃料として再
利用することを特徴とする燃料電池の発電効率向上方
法。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To increase the fuel utilization rate and improve the power generation efficiency in a fuel cell. In a fuel cell, unused fuel gas discharged without being used for power generation at the time of operation of the fuel cell is converted into CO 2 therein.
2. A method for improving the power generation efficiency of a fuel cell, wherein the fuel cell 2 is absorbed and removed by an absorbent and then reused as power generation fuel.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池の発電効
率向上方法に関し、より具体的には燃料電池における利
用済み燃料中の炭酸ガス(二酸化炭素=CO2)を除去
することにより、燃料電池での燃料利用率を高め発電効
率を向上させる方法に関する。
The present invention relates to relates to a power generation efficiency method of the fuel cell, by removing the carbon dioxide in the used fuel (carbon dioxide = CO 2) in more detail in the fuel cell, the fuel cell The present invention relates to a method for increasing the fuel utilization rate in a plant and improving power generation efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体酸化物燃料電池(SOFC)、溶融
炭酸塩型燃料電池(MCFC)などの燃料電池において
は、燃料としてメタン等の炭化水素を利用する場合、そ
の改質により得られた水素及びCOが電気化学反応に寄
与する。それら燃料電池においては、燃料利用率を上げ
るために、供給された燃料は、通常その80〜90%が
利用され、残りの10〜20%は未利用のままセルスタ
ック外に排出される。
2. Description of the Related Art In a fuel cell such as a solid oxide fuel cell (SOFC) and a molten carbonate fuel cell (MCFC), when a hydrocarbon such as methane is used as a fuel, hydrogen obtained by reforming the hydrocarbon is used. And CO contribute to the electrochemical reaction. In these fuel cells, 80 to 90% of the supplied fuel is usually used to increase the fuel utilization rate, and the remaining 10 to 20% is discharged outside the cell stack without being used.

【0003】SOFCには円筒方式(円筒型)や平板方
式(平板型)などがあるが、図1は円筒型SOFCの構
成例の概略を示す図である。図1中左側の図のとおり、
ケーシング1内に複数個の円筒型セルが支持、配置され
る。ケーシング1はケーシング2内に収容され、ケーシ
ング2はその上部でヘッダー等をも形成している。各円
筒型セルは2重管からなり、外管が電解質材料で構成さ
れている。内管は空気供給管で、外管中に間隔を置いて
配置されている。
There are a cylindrical type (cylindrical type) and a flat type (flat type) as SOFCs, and FIG. 1 is a view schematically showing a configuration example of a cylindrical type SOFC. As shown on the left side of FIG.
A plurality of cylindrical cells are supported and arranged in the casing 1. The casing 1 is accommodated in a casing 2, and the casing 2 also forms a header or the like at an upper portion thereof. Each cylindrical cell consists of a double tube, and the outer tube is made of an electrolyte material. The inner tube is an air supply tube which is spaced apart in the outer tube.

【0004】空気は、空気供給用ヘッダーに導入され、
ここから各内管内を通り、その下部で折り返して、内管
と外管との間を上方へ流通する。一方、燃料は、ケーシ
ング1の下部から導入され、各外管(すなわち各円筒型
セル)の外側を上方へ流通し、各セルの燃料側(燃料が
流れている側)で空気(その中の酸素)との電気化学反
応により発電する。
[0004] Air is introduced into the air supply header,
From here, it passes through each inner pipe, turns back at the lower part, and flows upward between the inner pipe and the outer pipe. On the other hand, the fuel is introduced from the lower part of the casing 1 and flows upward outside each outer tube (that is, each cylindrical cell), and air (the side in which the fuel flows) of each cell on the fuel side (the side where the fuel flows). Electric power is generated by an electrochemical reaction with oxygen.

【0005】ところで、前記のとおり、SOFCにおい
ては、燃料すなわち改質ガス中の水素及びCOは、その
全部を発電に利用することはできない。このため、利用
済み燃料中の未利用の燃料は未利用の空気により燃焼さ
せ排ガスとして排出される。図1の例では、ケーシング
1内の上部において、未利用の燃料が未利用の空気によ
り燃焼し排ガスとして排出される。図1中右側の図は、
ケーシング1上方の一部を拡大して示す図で、燃料電池
で未利用の燃料、すなわち燃料電池での利用済み燃料に
含まれる水素及びCOの燃焼状況を示している。なお、
燃料電池での利用済み燃料には未利用の水素及びCOの
ほか、水蒸気などの他のガスも含まれているが、本明細
書中、上記利用済み燃料を適宜「未利用燃料」等ともい
う。
[0005] As described above, in an SOFC, hydrogen and CO in a fuel, that is, reformed gas, cannot all be used for power generation. Therefore, the unused fuel in the used fuel is burned by the unused air and discharged as exhaust gas. In the example of FIG. 1, unused fuel is burned by unused air and discharged as exhaust gas in the upper part in the casing 1. The figure on the right side in FIG.
FIG. 4 is an enlarged view of a part of an upper part of the casing 1, showing a combustion state of hydrogen and CO contained in fuel not used in the fuel cell, that is, used fuel in the fuel cell. In addition,
The used fuel in the fuel cell includes not only unused hydrogen and CO, but also other gases such as water vapor, but in the present specification, the used fuel is also referred to as “unused fuel” or the like as appropriate. .

【0006】炭化水素がメタンである場合、改質ガス中
の水素とCOは3:1の組成であるが(CH4+H2O→
3H2+CO)、発電に使用した水素は水(水蒸気)
に、COはCO2になる。改質燃料(主として改質ガス
中の水素とCO)を100%利用できれば、発電効率を
上げることが可能であるが、燃料利用率が高い場合には
燃料流の下流側では、CO2の増加に伴い、平衡反応
(CO2→CO+1/2O2)に起因して酸素が増えてし
まう。このため、セルの起電力が低下し、電流を十分に
取り出すことができず、この理由により燃料利用率を上
げることができない。図2は平板型SOFCの構成例で
あるが、以上の点は、図2のような平板型や一体積層型
のSOFCなどの場合も同様である。
When the hydrocarbon is methane, the hydrogen and CO in the reformed gas have a 3: 1 composition, but (CH 4 + H 2 O →
3H 2 + CO), hydrogen used for power generation is water (steam)
Then, CO becomes CO 2 . If the reformed fuel (mainly hydrogen and CO in the reformed gas) can be used at 100%, the power generation efficiency can be increased. However, when the fuel utilization is high, CO 2 increases in the downstream side of the fuel flow. Accordingly, oxygen increases due to an equilibrium reaction (CO 2 → CO + / O 2 ). For this reason, the electromotive force of the cell is reduced, and the current cannot be sufficiently taken out. For this reason, the fuel utilization cannot be increased. FIG. 2 shows an example of the configuration of a flat-plate SOFC. The above points are the same in the case of a flat-type or integrally-stacked SOFC as shown in FIG.

【0007】改質ガスの生成には、セルの内部で改質す
る内部改質方式と、別途設けた改質器で改質した後、セ
ルに導入する外部改質方式とがある。内部改質方式のS
OFCでは、炭化水素、例えばメタンを直接セルの内部
で改質反応を行わせるために、メタンの量に合わせて一
定量の水を同時に供給する必要がある。別途、水の供給
系を設置することも可能であるが、利用済み燃料中に含
まれる水(水蒸気)を利用することも考えられている。
図3は、そのため、利用済み燃料をリサイクルするタイ
プのSOFCの概略を示す図である。図3のとおり、セ
ルから出る利用済み燃料の一部をリサイクルし、それに
含まれている水をセルに供給するフレッシュな燃料、す
なわちメタン等の炭化水素の改質に利用する。
[0007] There are two types of reformed gas generation: an internal reforming method in which reforming is performed inside the cell, and an external reforming method in which reforming is performed in a separately provided reformer and then introduced into the cell. Internal reforming S
In the OFC, it is necessary to simultaneously supply a certain amount of water in accordance with the amount of methane in order to cause a reforming reaction of a hydrocarbon, for example, methane directly inside the cell. It is possible to separately install a water supply system, but it is also considered to use water (steam) contained in spent fuel.
FIG. 3 is a diagram schematically showing an SOFC of a type for recycling spent fuel. As shown in FIG. 3, part of the spent fuel exiting the cell is recycled, and the water contained therein is used for reforming a fresh fuel that supplies the cell, ie, hydrocarbons such as methane.

【0008】しかし、上記のように、利用済み燃料の一
部をリサイクルするタイプのSOFCにおいては、水
(水蒸気)や未利用の水素、COに加えて、発電時に発
生したCO2も再び循環させることになる。このため、
平衡反応(CO2→CO+1/2O2)により燃料中の酸
素濃度が上昇する。この結果、燃料電池での起電力が低
下し、発電効率が低くなってしまう。以上の点はMCF
Cの場合も同様である。
However, as described above, in a SOFC of a type that recycles a part of spent fuel, CO 2 generated during power generation is circulated again in addition to water (steam), unused hydrogen and CO. Will be. For this reason,
The oxygen concentration in the fuel increases due to the equilibrium reaction (CO 2 → CO + / O 2 ). As a result, the electromotive force in the fuel cell decreases, and the power generation efficiency decreases. The above points are MCF
The same applies to the case of C.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来におけ
る、固体酸化物燃料電池(SOFC)や溶融炭酸塩型燃
料電池(MCFC)などの燃料電池における、上記のよ
うな問題点を解決するためになされたものであり、利用
済み燃料中のCO2を除去ないし可及的に除去すること
により燃料電池における燃料利用率を高め、発電効率を
向上させる方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve the above-mentioned problems in conventional fuel cells such as a solid oxide fuel cell (SOFC) and a molten carbonate fuel cell (MCFC). It is an object of the present invention to provide a method for removing or possibly removing CO 2 in spent fuel, thereby increasing a fuel utilization rate in a fuel cell and improving power generation efficiency.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は(1)燃料電池
において、その運転時に発電に使用されずに排出される
未利用燃料ガスを、その中のCO2を吸収剤により吸収
除去した後、発電用燃料として再利用することを特徴と
する燃料電池の発電効率向上方法を提供する。
According to the present invention, there is provided (1) a fuel cell comprising: an unused fuel gas discharged without being used for power generation during operation of the fuel cell after absorbing and removing CO 2 therein; Another object of the present invention is to provide a method for improving power generation efficiency of a fuel cell, wherein the method is reused as power generation fuel.

【0011】本発明は(2)燃料電池において、セルを
第1のセルと第2のセルの二つに分けて配置するととも
に、その運転時に第1のセルで発電に使用されずに排出
される未利用燃料ガスを、その中のCO2を吸収剤によ
り吸収除去した後、第2のセルの発電用燃料として再利
用することを特徴とする燃料電池の発電効率向上方法を
提供する。
According to the present invention, (2) in a fuel cell, cells are divided into a first cell and a second cell, and the fuel cell is discharged without being used for power generation in the first cell during operation. that the unused fuel gas, after absorbing removed by absorber of CO 2 therein, to provide power efficiency method for a fuel cell, characterized in that the reused as the power generation fuel in the second cell.

【0012】本発明は(3)燃料電池において、セルを
第1のセルと第2のセルの二つに分けて配置するととも
に、その間に一対の吸収剤を配置し、その運転時に配管
及び切換弁を介して交互に切り換えることにより、一方
の吸収剤による第1のセルで発電に使用されずに排出さ
れる未利用燃料ガス中のCO2の吸収除去と他方の吸収
剤の再生を交互に行い、該CO2が吸収除去された未利
用燃料ガスを第2のセルに供給して第2のセルの発電用
燃料として再利用することを特徴とする燃料電池の発電
効率向上方法を提供する。
According to the present invention, (3) in a fuel cell, a cell is divided into two parts, a first cell and a second cell, and a pair of absorbents is arranged between the first cell and the second cell. By alternately switching through the valve, the absorption and removal of CO 2 in the unused fuel gas discharged without being used for power generation in the first cell by one absorbent and the regeneration of the other absorbent are alternately performed. And supplying the unused fuel gas from which the CO 2 has been absorbed and removed to the second cell and reusing it as the fuel for power generation in the second cell. .

【0013】本発明は(4)セルから出る利用済み燃料
をリサイクルさせる燃料電池において、その運転時に発
電に使用されずに排出される未利用燃料ガス中のCO2
を吸収剤を用いて除去し、該CO2が吸収除去された未
利用燃料ガスを燃料電池に供給するフレッシュな燃料に
混入して発電用燃料として再利用することを特徴とする
燃料電池の発電効率向上方法を提供する。
The present invention provides (4) a fuel cell for recycling used fuel from a cell, wherein CO 2 in unused fuel gas discharged without being used for power generation during its operation.
Using an absorbent to mix the unused fuel gas from which the CO 2 has been absorbed and removed into fresh fuel to be supplied to the fuel cell and reusing it as fuel for power generation. Provide a way to improve efficiency.

【0014】本発明は(5)セルから出る利用済み燃料
をリサイクルさせる燃料電池において、一対の吸収剤を
配置し、その運転時に配管及び切換弁を介して交互に切
り換えて、一方の吸収剤による発電に使用されずに排出
される未利用燃料ガス中のCO2の吸収除去と他方の吸
収剤の再生を交互に行い、該CO2が吸収除去された未
利用燃料ガスを燃料電池に供給するフレッシュな燃料に
混入して発電用燃料として再利用することを特徴とする
燃料電池の発電効率向上方法を提供する。
According to the present invention, (5) in a fuel cell for recycling spent fuel from a cell, a pair of absorbents are arranged, and when the fuel cell is operated, the fuel cells are alternately switched via a pipe and a switching valve to use one of the absorbents. The CO 2 in the unused fuel gas discharged without being used for power generation is alternately removed and the other absorbent is regenerated, and the unused fuel gas from which the CO 2 has been absorbed and removed is supplied to the fuel cell. Provided is a method for improving power generation efficiency of a fuel cell, wherein the method is mixed with fresh fuel and reused as power generation fuel.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明(1)では、燃料電池にお
いて、その運転時に発電に使用されずに排出される未利
用燃料ガスを、その中のCO2を吸収剤により吸収除去
した後、発電用燃料として再利用する。本発明(2)で
は、燃料電池において、セルを第1のセルと第2のセル
の二つに分けて配置する。そして、その運転時に第1の
セルで発電に使用されずに排出される未利用燃料ガス
を、その中のCO2を吸収剤により吸収除去した後、第
2のセルの発電用燃料として再利用する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the present invention (1), in the fuel cell, after the unused fuel gas exhausted without being used for power generation during the operation, were absorbed and removed by the absorbent of CO 2 therein, Reuse as fuel for power generation. In the present invention (2), in the fuel cell, the cells are divided into two parts, a first cell and a second cell. Then, the unused fuel gas discharged without being used for power generation in the first cell during the operation is removed by absorbing CO 2 therein by an absorbent, and then reused as power generation fuel for the second cell. I do.

【0016】本発明(3)では、燃料電池において、セ
ルを第1のセルと第2のセルの二つに分けて配置すると
ともに、その間に一対の吸収剤を配置し、配管及び切換
弁を介して交互に切り換える。そして、その運転時に、
一方の吸収剤による第1のセルで発電に使用されずに排
出される未利用燃料ガス中のCO2の吸収除去と他方の
吸収剤の再生を交互に行い、該CO2が吸収除去された
未利用燃料ガスを第2のセルに供給して第2のセルの発
電用燃料として再利用する。
According to the present invention (3), in the fuel cell, the cells are divided into two parts, a first cell and a second cell, and a pair of absorbents are arranged between them. Switch alternately via And during that driving,
The absorption and removal of CO 2 in the unused fuel gas discharged without being used for power generation in the first cell by one of the absorbents and the regeneration of the other absorbent were performed alternately, and the CO 2 was absorbed and removed. Unused fuel gas is supplied to the second cell and is reused as fuel for power generation in the second cell.

【0017】本発明(4)では、セルから出る利用済み
燃料をリサイクルさせる燃料電池において、その運転時
に発電に使用されずに排出される未利用燃料ガス中のC
2を吸収剤を用いて除去し、該CO2が吸収除去された
未利用燃料ガスを燃料電池に供給するフレッシュな燃料
に混入して発電用燃料として再利用する。
According to the present invention (4), in a fuel cell for recycling used fuel from a cell, C is contained in unused fuel gas discharged without being used for power generation during operation.
O 2 is removed using an absorbent, and the unused fuel gas from which the CO 2 has been absorbed and removed is mixed with fresh fuel supplied to the fuel cell and reused as power generation fuel.

【0018】本発明(5)では、セルから出る利用済み
燃料をリサイクルさせる燃料電池において、一対の吸収
剤を配置し、配管及び切換弁を介して交互に切り換え
る。そして、その運転時に、一方の吸収剤による発電に
使用されずに排出される未利用燃料ガス中のCO2の吸
収除去と他方の吸収剤の再生を交互に行い、該CO2
吸収除去された未利用燃料ガスを燃料電池に供給するフ
レッシュな燃料に混入して発電用燃料として再利用す
る。本発明においては、これらにより燃料電池、特にS
OFCやMCFCにおける燃料利用率を上げ、発電効率
を向上させることができる。
According to the present invention (5), in a fuel cell for recycling spent fuel exiting from a cell, a pair of absorbents is arranged and switched alternately via a pipe and a switching valve. During the operation, absorption and removal of CO 2 in the unused fuel gas discharged without being used for power generation by one absorbent and regeneration of the other absorbent are performed alternately, and the CO 2 is absorbed and removed. The unused fuel gas is mixed with fresh fuel supplied to the fuel cell and reused as power generation fuel. In the present invention, these make it possible to use a fuel cell,
It is possible to increase the fuel utilization rate of the OFC or the MCFC and improve the power generation efficiency.

【0019】本発明で使用するCO2吸収剤としては、
利用済み燃料中のCO2を吸収し得る物質であればいず
れも使用される。CO2等のガスが固体又は液体に吸収
される(吸われる)現象には、いわゆる吸収のほか、吸
着、また吸着のうち反応あるいは溶解を伴う収着がある
が、本明細書中、それら吸着、収着を含めて吸収とい
い、これら現象により利用済み燃料中のCO2を吸収す
る物質を適宜CO2吸収剤または単に吸収剤と指称して
いる。吸収剤は、粒状や顆粒状等として容器内に充填す
る、ハニカム状耐熱構造基材に担持して容器内に配置す
るなど適宜の態様で用いることができる。
The CO 2 absorbent used in the present invention includes:
Any substance that can absorb CO 2 in the spent fuel is used. As a phenomenon in which a gas such as CO 2 is absorbed (absorbed) by a solid or a liquid, in addition to so-called absorption, there are adsorption and sorption accompanied by reaction or dissolution in adsorption. The substance that absorbs CO 2 in the spent fuel due to these phenomena is referred to as a CO 2 absorbent or simply an absorbent. The absorbent can be used in an appropriate mode, such as filling the container in the form of granules or granules, or supporting it on a honeycomb-shaped heat-resistant base material and disposing it in the container.

【0020】本発明で使用するCO2吸収剤の好ましい
一例としてリチウム化ジルコニア(Li2ZrO3やLi
4ZrO4)を挙げることができる。Li2ZrO3は下記
式(1)の反応によりCO2を吸収する。この反応は、
可逆反応であり、(圧力条件等により異なるが)例えば
700℃付近を境に、低温では右方向に進み、高温では
左方向に進む。しかも、この温度域での反応速度は十分
に速く、600℃あたりでは体積比でリチウム化ジルコ
ニアの520倍というようなCO2が吸収される。本発
明においては、このような吸収剤を使用して利用済み燃
料中のCO2をそのような温度域で除去することができ
る。
A preferred example of the CO 2 absorbent used in the present invention is lithiated zirconia (Li 2 ZrO 3 or Li 2 ZrO 3).
4 ZrO 4 ). Li 2 ZrO 3 absorbs CO 2 by the reaction of the following formula (1). This reaction is
It is a reversible reaction, which proceeds to the right at low temperatures and to the left at high temperatures, for example, at around 700 ° C. (depending on pressure conditions etc.). Moreover, the reaction rate is sufficiently fast in the temperature range, the per 600 ° C. CO 2 as that 520 times the lithium zirconia is absorbed by volume. In the present invention, CO 2 in spent fuel can be removed in such a temperature range by using such an absorbent.

【0021】[0021]

【化 1】 [Formula 1]

【0022】例えば、SOFCにおける600℃程度の
利用済み燃料をこのリチウム化ジルコニアからなる吸収
剤に通してCO2を吸収させ、その吸収が飽和した後
(ないしは飽和直前に)、今度は例えば700℃程度以
上の空気をリチウム化ジルコニアに通してCO2を放出
させる。この操作を繰り返すことによって、利用済み燃
料中のCO2を除去し、また吸収剤を再生して、繰り返
し利用済み燃料中のCO2を除去することができる。
For example, spent fuel at about 600 ° C. in an SOFC is passed through this absorbent made of lithiated zirconia to absorb CO 2, and after the absorption is saturated (or immediately before saturation), this time, for example, 700 ° C. more air extent to release CO 2 through a lithium zirconia. By repeating this operation, CO 2 in the spent fuel can be removed, and the absorbent can be regenerated to repeatedly remove the CO 2 in the spent fuel.

【0023】SOFCにおいては、例えば作動温度10
00℃程度で運転を行う場合、燃料利用率は85%程度
で、燃料出口付近における電池起電力が0.78V程度
まで低下する。これに対して、本発明に従い燃料出口よ
り排出される使用済み燃料に対してCO2除去処理を行
った後、再び燃料として供給した場合には、電池起電力
が0.8V程度まで回復する。
In an SOFC, for example, an operating temperature of 10
When the operation is performed at about 00 ° C., the fuel utilization rate is about 85%, and the cell electromotive force near the fuel outlet drops to about 0.78 V. On the other hand, when the used fuel discharged from the fuel outlet is subjected to the CO 2 removal treatment according to the present invention and then supplied again as fuel, the battery electromotive force recovers to about 0.8V.

【0024】この値は、燃料利用率80%で電池を運転
した場合の燃料出口付近における電池起電力にほぼ等し
い。CO2除去処理を行った燃料を再びセルに供給し、
燃料出口付近の起電力が0.78V程度になるまで電流
を取り出すと、最終的には燃料利用率を90%程度まで
向上させることができる。このように、本発明によれ
ば、使用済み燃料中のCO2を除去することにより、燃
料流の下流域においても電池起電力を高めることができ
る。
This value is substantially equal to the battery electromotive force near the fuel outlet when the battery is operated at a fuel utilization of 80%. The fuel which has been subjected to the CO 2 removal treatment is supplied again to the cell,
When the current is taken out until the electromotive force near the fuel outlet becomes about 0.78 V, the fuel utilization rate can be finally improved to about 90%. As described above, according to the present invention, by removing CO 2 in the spent fuel, the cell electromotive force can be increased even in the downstream region of the fuel flow.

【0025】[0025]

【実施例】以下、実施例を基に本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明がこれら実施例に限定されないことは
もちろんである。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to these Examples.

【0026】〈実施例1〉本例は、燃料電池(SOF
C)において、その運転時に、利用済み燃料すなわち発
電に使用されずに排出される未利用燃料を、その中のC
2を吸収剤を用いて除去した後、発電用燃料として再
利用する例である。図4のとおり、セルをAとBの2つ
に分け、セルAとセルBの間にセルAからの利用済み燃
料導管と空気導管を配置する。そして、該利用済み燃料
導管にCO2吸収剤層を配置する。CO2吸収剤層の配置
の仕方としては、粒状やハニカム状などのCO2吸収剤
を容器内に充填あるいは配置しておくなど常法により行
うことができる。この点、以下の例でも同様である。
<Embodiment 1> In this embodiment, a fuel cell (SOF
In C), the spent fuel, that is, the unused fuel discharged without being used for power generation during the operation,
This is an example in which O 2 is removed using an absorbent and then reused as a fuel for power generation. As shown in FIG. 4, the cell is divided into two parts, A and B, and the spent fuel conduit and the air conduit from the cell A are arranged between the cells A and B. Then, a CO 2 absorbent layer is arranged in the spent fuel conduit. The CO 2 absorbent layer can be arranged in a usual manner, for example, by filling or disposing a granular or honeycomb-shaped CO 2 absorbent in a container. This is the same in the following examples.

【0027】燃料電池の運転時すなわち発電時には、セ
ルAからの利用済み燃料はCO2吸収剤層を通り、ここ
でCO2を吸収除去する。セルBに導入される利用済み
燃料(処理後燃料)は、CO2が除去されているので、
従来のようにCO2が除去されないままでは生起する平
衡反応(CO2→CO+1/2O2)が起こらないので、
酸素の増加がなく、このためセルの起電力低下を防止
し、燃料利用率を上げることができる。なお、前記のと
おりリチウム化ジルコニア等の吸収剤には、CO2の吸
収に適温があるので、CO2吸収剤としてはセルAから
の利用済み燃料の温度如何により適当ないし最適な吸収
剤を選択して用いるが、必要に応じて利用済み燃料を該
適温へ調整する熱交換器等を配置することもできる。ま
た、吸収剤はやがてCO2が飽和した(ないしは飽和に
近い)状態となるが、その際には加熱等により再生する
か新たな吸収剤と置換してもよい。これらの点は以下の
実施例でも同様である。
During operation of the fuel cell, that is, during power generation, the spent fuel from the cell A passes through the CO 2 absorbent layer, where CO 2 is absorbed and removed. Since the spent fuel (fuel after treatment) introduced into the cell B has CO 2 removed,
Since the equilibrium reaction (CO 2 → CO + / O 2 ) does not occur without removing CO 2 as in the conventional case,
Since there is no increase in oxygen, a decrease in electromotive force of the cell can be prevented, and the fuel utilization can be increased. As described above, since the absorbent such as lithiated zirconia has a suitable temperature for absorbing CO 2, an appropriate or optimal absorbent is selected as the CO 2 absorbent depending on the temperature of the spent fuel from the cell A. However, if necessary, a heat exchanger or the like for adjusting the used fuel to the appropriate temperature may be provided. Further, the absorbent eventually becomes a state where CO 2 is saturated (or nearly saturated). In this case, the absorbent may be regenerated by heating or the like, or may be replaced with a new absorbent. These points are the same in the following embodiments.

【0028】〈実施例2〉本例は、セルをAとBの2つ
に分ける点では実施例1と同じであるが、CO2吸収剤
層を一対(2個)配置し、交互に切り換えて吸収剤によ
るCO2の吸収除去と吸収剤の再生を行うようにする例
である。図5のとおり、CO2吸収剤層としてCO2吸収
剤層1とCO2吸収剤層2の一対を配置し、これに配管
と切換弁1〜4を配置する。図5(a)はCO2吸収剤
層1でセルAでの利用済み燃料からCO2の吸収除去を
行い、CO2吸収剤層2を再生する場合、図5(b)は
CO2吸収剤層2での利用済み燃料からCO2の吸収除去
を行い、CO2吸収剤層1を再生する場合である。
<Embodiment 2> This embodiment is the same as Embodiment 1 in that the cell is divided into A and B, but a pair (two) of CO 2 absorbent layers are arranged and switched alternately. This is an example in which CO 2 is absorbed and removed by the absorbent and the absorbent is regenerated. As Figure 5, a pair of CO 2 absorbent layer 1 and the CO 2 absorbent layer 2 disposed as CO 2 absorbent layer, placing a piping and switching valve 1-4 to this. 5 (a) is carried out absorption removal of CO 2 from the used fuel in the cell A in a CO 2 absorbent layer 1, when reproducing the CO 2 absorbent layer 2, FIG. 5 (b) CO 2 absorbent This is the case where CO 2 is absorbed and removed from the spent fuel in the layer 2 to regenerate the CO 2 absorbent layer 1.

【0029】切換弁1は、セルAからの利用済み燃料を
CO2吸収剤層1及びCO2吸収剤層2のいずれかに切り
換えるための弁で、図5(a)ではCO2吸収剤層1へ
流通させるようセットされている。切換弁2は、CO2
吸収剤層1及びCO2吸収剤層2のいずれかで吸収処理
した後の燃料(処理後燃料=CO2を吸収除去した後の
利用済み燃料)をセルBへ供給するように切り換えるた
めの弁で、図5(a)ではCO2吸収剤層1からの処理
後燃料をセルBへ供給するようセットされている。切換
弁3は、セルAからの利用済み空気をCO2吸収剤層1
及びCO2吸収剤層2のいずれかに切り換えるための弁
で、図5(a)ではCO2吸収剤層2へ流通させるよう
セットされている。切換弁4は、CO2吸収剤層1及び
CO2吸収剤層2のいずれかを通った利用済み空気(C
2吸収剤層1及びCO2吸収剤層2の再生に供した後の
空気)をセルBへ供給するように切り換えるための弁
で、図5(a)ではCO2吸収剤層2からの利用済み空
気をセルBへ供給するようセットされている。
The changeover valve 1 is a valve for switching the used fuel from the cell A in any of the CO 2 absorbent layer 1 and the CO 2 absorbent layer 2, FIGS. 5 (a) the CO 2 absorbent layer It is set to distribute to 1. The switching valve 2 is a CO 2
A valve for switching the fuel after the absorption treatment with either the absorbent layer 1 or the CO 2 absorbent layer 2 (the processed fuel = the spent fuel after absorbing and removing the CO 2 ) to the cell B. In FIG. 5A, it is set so that the processed fuel from the CO 2 absorbent layer 1 is supplied to the cell B. The switching valve 3 converts the used air from the cell A into the CO 2 absorbent layer 1.
And a valve to switch to any of the CO 2 absorbent layer 2, is set so as to be circulated to FIGS. 5 (a) the CO 2 absorbent layer 2. Switching valve 4, the used air that has passed through one of the CO 2 absorbent layer 1 and the CO 2 absorbent layer 2 (C
The O 2 air after subjected to regeneration of the absorbent layer 1 and the CO 2 absorbent layer 2) with a valve for switching manner to supply to the cell B, FIGS. 5 (a) from CO 2 absorbent layer 2, It is set to supply used air to the cell B.

【0030】図5(a)の段階では、セルAからの利用
済み燃料はCO2吸収剤層1を通り、ここでCO2が吸収
除去されセルBに導入される。セルBに導入される利用
済み燃料からはCO2が除去されている。したがって、
従来のように、CO2が除去されないままでは生起する
平衡反応(CO2→CO+1/2O2)が起こらないので
酸素の増加がなく、これによりセルの起電力低下を防止
し、燃料利用率を上げることができる。一方、セルAか
らの利用済み空気はCO2吸収剤層2を通り、ここでC
2吸収剤層2の吸収剤を再生した後、セルBへ供給さ
れ、セルBでの発電に利用される。
At the stage of FIG. 5A, the spent fuel from the cell A passes through the CO 2 absorbent layer 1, where CO 2 is absorbed and removed, and is introduced into the cell B. CO 2 has been removed from the spent fuel introduced into the cell B. Therefore,
As is conventional, the equilibrium reaction CO 2 is occurring remains not removed (CO 2 → CO + 1 / 2O 2) no increase in oxygen because does not occur, thereby preventing an electromotive force reduction of the cell, the fuel utilization ratio Can be raised. On the other hand, the used air from the cell A passes through the CO 2 absorbent layer 2 where
After the absorbent in the O 2 absorbent layer 2 is regenerated, it is supplied to the cell B and used for power generation in the cell B.

【0031】CO2吸収剤層1はやがてCO2が飽和した
(ないしは飽和に近い)状態となる。この時、切換弁1
〜4を切り換える。図5(b)はこの段階を示してい
る。図5(b)の段階では、セルAからの利用済み燃料
はCO2吸収剤層2を通り、ここでCO2が吸収除去さ
れ、セルBに導入される。利用済み燃料は、CO2が除
去されており、したがって、従来のように、CO2が除
去されないままでは生起する平衡反応(CO2→CO+
1/2O2)が起こらないので酸素の増加がなく、これに
よりセルの起電力低下を防止し、燃料利用率を上げるこ
とができる。一方、セルAからの利用済み空気はCO2
吸収剤層1を通り、ここでCO2吸収剤層1の吸収剤を
再生した後、セルBへ供給され、セルBでの発電に利用
される。
The CO 2 absorbent layer 1 is in a state where CO 2 is saturated (or nearly saturated). At this time, the switching valve 1
44 is switched. FIG. 5B shows this stage. In the stage of FIG. 5B, the spent fuel from the cell A passes through the CO 2 absorbent layer 2, where CO 2 is absorbed and removed, and is introduced into the cell B. The spent fuel has the CO 2 removed, and thus, as before, the equilibrium reaction (CO 2 → CO +) that occurs without the CO 2 being removed.
Since 1/2 O 2 ) does not occur, there is no increase in oxygen, thereby preventing a decrease in the electromotive force of the cell and increasing the fuel utilization. On the other hand, the used air from the cell A is CO 2
After passing through the absorbent layer 1 and regenerating the absorbent in the CO 2 absorbent layer 1 here, it is supplied to the cell B and used for power generation in the cell B.

【0032】〈実施例3〉前述図3のように、利用済み
燃料の一部をリサイクルするタイプのSOFCでは、セ
ルから出る利用済み燃料の一部をリサイクルし、それに
含まれている水(水蒸気)をメタンの改質に利用する。
本例はこのタイプのSOFCに本発明を適用した例であ
る。図6のとおり、セルからの利用済み燃料の導管から
分岐されたリサイクル導管にCO2吸収剤層を配置す
る。
Embodiment 3 As shown in FIG. 3 described above, in an SOFC of a type in which part of the spent fuel is recycled, part of the spent fuel exiting the cell is recycled, and the water (steam) contained therein is recycled. ) Is used for methane reforming.
This embodiment is an example in which the present invention is applied to this type of SOFC. As shown in FIG. 6, a CO 2 absorbent layer is placed in a recycle conduit branched from a spent fuel conduit from the cell.

【0033】発電時には、セルからの利用済み燃料の一
部がCO2吸収剤層を通り、ここでCO2が吸収除去さ
れ、セルに供給するフレッシュな燃料(メタン等の炭化
水素)に混入される。この利用済み燃料からはCO2
除去されているので、セルでのシフト反応が水素を生成
する方向にずれ(CO+H2O→CO2+H2)、平衡酸
素分圧も低くなり、起電力を高めることができる。この
点、従来(図3)のように、利用済み燃料の一部をリサ
イクルするタイプのSOFCでは、水や未利用の水素、
COに加えて、発電時に発生したCO2も再び循環させ
ることになる。したがって、従来では、シフト反応が水
素を消費する方向にずれて(CO2+H2→CO+H
2O)平衡酸素分圧も高くなってしまうが、本発明によ
れば、シフト反応を水素が生成する方向にずらし、これ
により起電力を高め、燃料利用率を上げることができ
る。
At the time of power generation, part of the spent fuel from the cell passes through the CO 2 absorbent layer, where CO 2 is absorbed and removed, and mixed with fresh fuel (hydrocarbon such as methane) supplied to the cell. You. Since CO 2 has been removed from the spent fuel, the shift reaction in the cell shifts in the direction of generating hydrogen (CO + H 2 O → CO 2 + H 2 ), the equilibrium oxygen partial pressure also decreases, and the electromotive force decreases. Can be enhanced. In this regard, as in the conventional case (FIG. 3), in a SOFC that recycles a part of the spent fuel, water, unused hydrogen,
In addition to CO, CO 2 generated during power generation will be circulated again. Therefore, conventionally, the shift reaction shifts in a direction of consuming hydrogen (CO 2 + H 2 → CO + H).
2 O) Although the equilibrium oxygen partial pressure also increases, according to the present invention, the shift reaction is shifted in the direction in which hydrogen is generated, whereby the electromotive force can be increased and the fuel utilization can be increased.

【0034】〈実施例4〉本例は、セルから出る利用済
み燃料をリサイクルするタイプのSOFCに本発明を適
用する点では実施例3と同じであるが、CO2吸収剤層
を一対(2個)配置し、交互に切り換えてCO2の吸収
除去と再生を行う例である。図7のとおり、CO2吸収
剤層としてCO2吸収剤層1とCO2吸収剤層2の一対を
配置し、これに配管と切換弁1〜4を配置する。図7
(a)は、セルからリサイクルされる利用済み燃料をC
2吸収剤層1に通してCO2の吸収除去を行い、CO2
吸収剤層2の吸収剤を再生する場合、図7(b)は、セ
ルからリサイクルされる利用済み燃料をCO2吸収剤層
2に通してCO2の吸収除去を行い、CO2吸収剤層1の
吸収剤を再生する場合である。
[0034] <Example 4> this example, but in terms of applying the present invention to the type of the SOFC to recycle the used fuel exiting the cell is the same as in Example 3, a pair of CO 2 absorbent layer (2 In this example, CO 2 is absorbed and removed and regenerated by switching alternately. As Figure 7, a pair of CO 2 absorbent layer 1 and the CO 2 absorbent layer 2 disposed as CO 2 absorbent layer, placing a piping and switching valve 1-4 to this. FIG.
(A) shows the used fuel recycled from the cell as C
Through O 2 absorber layer 1 perform absorption removal of CO 2, CO 2
When playing the absorbent layer 2 of absorbent, FIG. 7 (b), performs the absorption removal of CO 2 through the used fuel is recycled from the cell to the CO 2 absorbent layer 2, CO 2 absorbent layer In this case, the absorbent of No. 1 is regenerated.

【0035】切換弁1は、セルからの利用済み燃料の導
管から分岐したリサイクル導管に設けた切換弁で、図7
(a)では利用済み燃料をCO2吸収剤層1へ流通させ
るようセットされている。切換弁2は、CO2吸収剤層
1及びCO2吸収剤層2のいずれかで吸収処理した後の
リサイクル燃料(CO2を吸収除去した後の利用済み燃
料)をセルに供給するように切り換えるための弁で、図
7(a)ではCO2吸収剤層1でのCO2の吸収除去後の
リサイクル燃料をセルに供給する燃料に混入するようセ
ットされている。切換弁3は、セルからの利用済み空気
をCO2吸収剤層1及びCO2吸収剤層2のいずれかに切
り換えるための弁で、図7(a)ではCO2吸収剤層2
へ流通させるようセットされている。切換弁4は、CO
2吸収剤層1及びCO2吸収剤層2のいずれかを通った利
用済み空気(CO2吸収剤層1又はCO2吸収剤層2の吸
収剤の再生に供した後の利用済み空気)をリサイクルし
ない分の利用済み燃料と混合するように切り換えるため
の弁で、図7(a)ではCO2吸収剤層2からの利用済
み空気をリサイクルしない分の利用済み燃料に供給する
ようセットされている。
The switching valve 1 is a switching valve provided in a recycle conduit branched from a conduit for spent fuel from the cell.
In (a), the fuel is set to flow to the CO 2 absorbent layer 1. Switching valve 2 is switched recycled fuel after the absorption treatment with either CO 2 absorbent layer 1 and the CO 2 absorbent layer 2 (the used fuel after the CO 2 has been absorbed and removed) to supply to the cell In FIG. 7A, the valve is set so that the recycled fuel after CO 2 absorption and removal in the CO 2 absorbent layer 1 is mixed with the fuel supplied to the cell. Switching valve 3 is a valve for switching the used air from the cell to one of the CO 2 absorbent layer 1 and the CO 2 absorbent layer 2, FIGS. 7 (a) the CO 2 absorbent layer 2
It is set to be distributed to. The switching valve 4 is a CO
The used air that has passed through one of the 2 absorbent layer 1 and the CO 2 absorbent layer 2 (the used air after subjected to regeneration of CO 2 absorbent layer 1 or CO 2 absorbent layer 2 of the absorbent) In FIG. 7 (a), the valve is set to supply the used air from the CO 2 absorbent layer 2 to the used fuel not to be recycled. I have.

【0036】図7(a)の段階では、セルからの利用済
み燃料のうちリサイクルされる利用済み燃料はCO2
収剤層1を通り、ここでCO2が吸収除去される。この
リサイクル燃料からはCO2が除去されており、したが
って、セルでのシフト反応が水素を生成する方向にずれ
(CO+H2O→CO2+H2)、セルの起電力を高める
ことができる。この段階では、セルからの利用済み空気
はCO2吸収剤層2を通り、ここでCO2吸収剤層2の吸
収剤を再生した後、残余の利用済み燃料すなわちリサイ
クルされない利用済み燃料を燃焼させる。
At the stage shown in FIG. 7A, the spent fuel recycled among the spent fuel from the cell passes through the CO 2 absorbent layer 1 where CO 2 is absorbed and removed. Since CO 2 has been removed from this recycled fuel, the shift reaction in the cell shifts in the direction of generating hydrogen (CO + H 2 O → CO 2 + H 2 ), and the electromotive force of the cell can be increased. At this stage, the use has been air from the cell through the CO 2 absorbent layer 2, wherein after playing absorber CO 2 absorbent layer 2, thereby burning the used fuel is not the used fuel i.e. recycling of residual .

【0037】図7(b)の段階では、セルからの利用済
み燃料のうちリサイクルされる利用済み燃料はCO2
収剤層2を通り、ここでCO2が吸収除去される。この
リサイクル燃料からはCO2が除去されており、したが
って、セルでのシフト反応が水素を生成する方向にず
れ、これによりセルの起電力を高めることができる。こ
の段階では、セルからの利用済み空気はCO2吸収剤層
1を通り、ここでCO2吸収剤層1の吸収剤を再生した
後、残余の利用済み燃料すなわちリサイクルされない利
用済み燃料を燃焼させる。なお、前記のとおり、リチウ
ム化ジルコニア等の吸収剤には、CO2の吸収及び再生
に適温があるので、セルAからの利用済み燃料の温度及
びセルAからの利用済み空気の温度等の如何により吸収
剤の種類を選ぶが、必要に応じて適宜適温への冷却用又
は加熱用の熱交換器等を配置することができる。
At the stage shown in FIG. 7B, the spent fuel recycled among the spent fuel from the cell passes through the CO 2 absorbent layer 2 where CO 2 is absorbed and removed. The CO 2 has been removed from the recycled fuel, so that the shift reaction in the cell is shifted in a direction to generate hydrogen, and thus the electromotive force of the cell can be increased. At this stage, the use has been air from the cell through the CO 2 absorbent layer 1, wherein after playing CO 2 absorbent layer 1 of absorbent to burn the used fuel is not the used fuel i.e. recycling of residual . As described above, since the absorbent such as lithiated zirconia has a suitable temperature for absorbing and regenerating CO 2 , the temperature of the spent fuel from the cell A and the temperature of the used air from the cell A may be different. The type of the absorbent is selected according to the conditions, but if necessary, a heat exchanger for cooling or heating to an appropriate temperature can be appropriately disposed.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、固体酸化物燃料電池や
溶融炭酸塩型燃料電池などの燃料電池において、燃料利
用率を高め、発電効率を向上させることができる。ま
た、本発明によれば、従来のように、CO2が除去され
ないままでは生起する平衡反応(CO2→CO+1/2O
2)が起こらないので酸素の増加がなく、このためセル
の起電力低下が防止され、燃料利用率を上げることがで
きる。さらに、本発明によれば、利用済み燃料の一部を
リサイクルするタイプの燃料電池において、シフト反応
を水素が生成する方向(CO+H2O→CO2+H2)に
ずらすことにより、燃料利用率を上げ起電力を高めるこ
とができるなど各種有用な効果が得られる。
According to the present invention, in a fuel cell such as a solid oxide fuel cell or a molten carbonate fuel cell, the fuel utilization can be increased and the power generation efficiency can be improved. Further, according to the present invention, an equilibrium reaction (CO 2 → CO + 1 / 2O) that occurs without removing CO 2 as in the prior art.
Since 2 ) does not occur, there is no increase in oxygen, which prevents a decrease in the electromotive force of the cell and increases the fuel utilization. Furthermore, according to the present invention, in a fuel cell of a type that recycles a part of spent fuel, the fuel utilization is improved by shifting the shift reaction in a direction in which hydrogen is generated (CO + H 2 O → CO 2 + H 2 ). Various useful effects can be obtained, such as an increase in the induced electromotive force.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】円筒型SOFCの構成例の概略を示す図FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration example of a cylindrical SOFC.

【図2】平板型SOFCの構成例の概略を示す図FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration example of a flat panel SOFC.

【図3】セルでの利用済み燃料をリサイクルするタイプ
のSOFCの概略を示す図
FIG. 3 is a diagram schematically showing an SOFC of a type for recycling spent fuel in a cell.

【図4】本発明の実施例1を示す図FIG. 4 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例2を示す図FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例3を示す図FIG. 6 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例4を示す図FIG. 7 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01M 8/04 H01M 8/04 J N 8/12 8/12 Fターム(参考) 4D020 AA03 BA01 BA06 BA08 BB01 BC01 BC04 CA03 CA05 CC01 CC12 CC20 CC21 4G040 FA04 FB04 FC02 FD07 FE01 4G066 AA13B AA23B BA07 CA35 DA04 DA05 EA20 GA07 GA08 GA37 5H026 AA05 AA06 5H027 AA05 AA06 BA16 BA19 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) H01M 8/04 H01M 8/04 J N 8/12 8/12 F term (reference) 4D020 AA03 BA01 BA06 BA08 BB01 BC01 BC04 CA03 CA05 CC01 CC12 CC20 CC21 4G040 FA04 FB04 FC02 FD07 FE01 4G066 AA13B AA23B BA07 CA35 DA04 DA05 EA20 GA07 GA08 GA37 5H026 AA05 AA06 5H027 AA05 AA06 BA16 BA19

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料電池において、その運転時に発電に使
用されずに排出される未利用燃料ガスを、その中のCO
2を吸収剤により吸収除去した後、発電用燃料として再
利用することを特徴とする燃料電池の発電効率向上方
法。
In a fuel cell, an unused fuel gas discharged without being used for power generation during operation of the fuel cell is converted into CO 2 therein.
2. A method for improving the power generation efficiency of a fuel cell, wherein the fuel cell 2 is absorbed and removed by an absorbent and then reused as power generation fuel.
【請求項2】燃料電池において、セルを第1のセルと第
2のセルの二つに分けて配置するとともに、その運転時
に第1のセルで発電に使用されずに排出される未利用燃
料ガスを、その中のCO2を吸収剤により吸収除去した
後、第2のセルの発電用燃料として再利用することを特
徴とする燃料電池の発電効率向上方法。
2. In a fuel cell, a cell is divided into a first cell and a second cell, and an unused fuel discharged without being used for power generation in the first cell during operation. A method for improving the power generation efficiency of a fuel cell, wherein the gas is reused as power generation fuel for a second cell after absorbing and removing CO 2 therein by an absorbent.
【請求項3】燃料電池において、セルを第1のセルと第
2のセルの二つに分けて配置するとともに、その間に一
対の吸収剤を配置し、その運転時に配管及び切換弁を介
して交互に切り換えることにより、一方の吸収剤による
第1のセルで発電に使用されずに排出される未利用燃料
ガス中のCO2の吸収除去と他方の吸収剤の再生を交互
に行い、該CO2が吸収除去された未利用燃料ガスを第
2のセルに供給して第2のセルの発電用燃料として再利
用することを特徴とする燃料電池の発電効率向上方法。
3. In a fuel cell, a cell is divided into a first cell and a second cell, and a pair of absorbents is disposed between the first cell and the second cell. By alternately switching, the absorption and removal of CO 2 in the unused fuel gas discharged without being used for power generation in the first cell by one of the absorbents and the regeneration of the other absorbent are performed alternately. 2. A method for improving the power generation efficiency of a fuel cell, wherein the unused fuel gas from which 2 has been absorbed and removed is supplied to the second cell and reused as power generation fuel for the second cell.
【請求項4】セルから出る利用済み燃料をリサイクルさ
せる燃料電池において、その運転時に発電に使用されず
に排出される未利用燃料ガス中のCO2を吸収剤を用い
て除去し、該CO2が吸収除去された未利用燃料ガスを
燃料電池に供給するフレッシュな燃料に混入して発電用
燃料として再利用することを特徴とする燃料電池の発電
効率向上方法。
4. In a fuel cell for recycling used fuel from a cell, CO 2 in unused fuel gas discharged without being used for power generation during operation is removed using an absorbent, and the CO 2 is removed. A method for improving the power generation efficiency of a fuel cell, comprising mixing unused fuel gas from which fuel has been absorbed and removed into fresh fuel supplied to the fuel cell and reusing it as fuel for power generation.
【請求項5】セルから出る利用済み燃料をリサイクルさ
せる燃料電池において、一対の吸収剤を配置し、その運
転時に配管及び切換弁を介して交互に切り換えて、一方
の吸収剤による発電に使用されずに排出される未利用燃
料ガス中のCO2の吸収除去と他方の吸収剤の再生を交
互に行い、該CO2が吸収除去された未利用燃料ガスを
燃料電池に供給するフレッシュな燃料に混入して発電用
燃料として再利用することを特徴とする燃料電池の発電
効率向上方法。
5. In a fuel cell for recycling spent fuel from a cell, a pair of absorbents is disposed, and during operation thereof, the pair is alternately switched via a pipe and a switching valve to be used for power generation by one of the absorbents. The CO 2 in the unused fuel gas discharged without being removed is alternately removed and the other absorbent is regenerated, and the CO 2 absorbed and removed unused fuel gas is converted into fresh fuel to be supplied to the fuel cell. A method for improving power generation efficiency of a fuel cell, wherein the fuel cell is mixed and reused as fuel for power generation.
【請求項6】上記吸収剤がリチウム化ジルコニアである
請求項1〜5のいずれかに記載の燃料電池の発電効率向
上方法。
6. The method for improving power generation efficiency of a fuel cell according to claim 1, wherein said absorbent is lithiated zirconia.
【請求項7】上記燃料電池が固体電解質型燃料電池又は
溶融炭酸塩型燃料電池である請求項1〜6のいずれかに
記載の燃料電池の発電効率向上方法。
7. The method according to claim 1, wherein the fuel cell is a solid oxide fuel cell or a molten carbonate fuel cell.
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