JPH0218871A - 燃料電池水冷系の高温吸着濾材 - Google Patents
燃料電池水冷系の高温吸着濾材Info
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- JPH0218871A JPH0218871A JP63167706A JP16770688A JPH0218871A JP H0218871 A JPH0218871 A JP H0218871A JP 63167706 A JP63167706 A JP 63167706A JP 16770688 A JP16770688 A JP 16770688A JP H0218871 A JPH0218871 A JP H0218871A
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- Japan
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- manganese dioxide
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- heavy metal
- fuel cell
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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
- H01M8/04—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
-
- 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
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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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は天然鉱石を素材として処理した粒状の二酸化マ
ンガンを用いた燃料電池水冷系の高温吸着濾材に関する
ものである。
ンガンを用いた燃料電池水冷系の高温吸着濾材に関する
ものである。
（従来の技術）
燐酸型燃料電池は１発電効率および安全性の而からセル
内温度を１５０〜１９０℃に制御する必要があり、この
ため発電時に発生する反応熱をセル内に設けた冷却管を
通る冷却水を介して除去している。
内温度を１５０〜１９０℃に制御する必要があり、この
ため発電時に発生する反応熱をセル内に設けた冷却管を
通る冷却水を介して除去している。
冷却管としては耐燐酸性、加工性、熱伝導性の点から鋼
管が用いられており、運転中に鋼管から溶出した微量の
銅イオンが循環系を経て電極側の冷却管入口に酸化鋼を
主成分とするスケールとして析出し、冷却管を閉塞する
という不具合を発生する。
管が用いられており、運転中に鋼管から溶出した微量の
銅イオンが循環系を経て電極側の冷却管入口に酸化鋼を
主成分とするスケールとして析出し、冷却管を閉塞する
という不具合を発生する。
実プラントにおいては、上記重金属スケールによる閉塞
を防止するために、イオン交換樹脂を用いた低温浄化系
を設け、循環冷却水の一部を分岐して浄化し、循環冷却
水に戻している。
を防止するために、イオン交換樹脂を用いた低温浄化系
を設け、循環冷却水の一部を分岐して浄化し、循環冷却
水に戻している。
しかしながらイオン交換樹脂は耐熱温度が低いので、１
５０〜１９０℃の冷却水を熱交換器および水冷クーラを
通して６０℃以下まで冷却する必要があり、熱損失を生
ずるという問題がある。
５０〜１９０℃の冷却水を熱交換器および水冷クーラを
通して６０℃以下まで冷却する必要があり、熱損失を生
ずるという問題がある。
すなわち処理流量に比例して熱損失が増大し、発電効率
が低下するので流量増加に限界があり、従って現行の浄
化方法では冷却管の閉塞を防ぐことが困難であり、この
ため高温熱水で溶出重金属を吸着できる冷却不用で熱損
失を生じない高温吸着濾材が要望されている。
が低下するので流量増加に限界があり、従って現行の浄
化方法では冷却管の閉塞を防ぐことが困難であり、この
ため高温熱水で溶出重金属を吸着できる冷却不用で熱損
失を生じない高温吸着濾材が要望されている。
高温吸着濾材としては無機吸着材があり、すでに１９６
４年にＧ 、 Ｂ 、 Ａｍｐｈｌｅｔｔ（ジ−ビーア
ンフレット）の“Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｉｏｎ Ｅｘｃ
ｈａｎｇｅｒｓ” （無機イオン交換体）として総説が
提出され、その後も多くの研究報告や解説論文が発表さ
れている。
４年にＧ 、 Ｂ 、 Ａｍｐｈｌｅｔｔ（ジ−ビーア
ンフレット）の“Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｉｏｎ Ｅｘｃ
ｈａｎｇｅｒｓ” （無機イオン交換体）として総説が
提出され、その後も多くの研究報告や解説論文が発表さ
れている。
高温熱水で使用できる無機吸着材としては、酸化チタン
、酸化ジルコニウムなどの重金属酸化物系、あるいは燐
酸ジルコニウム、タングステン錫などの金属酸性塩系な
どがある。
、酸化ジルコニウムなどの重金属酸化物系、あるいは燐
酸ジルコニウム、タングステン錫などの金属酸性塩系な
どがある。
しかしながら燃料電池水冷系に対して無機吸着材を使用
した例はないので１本発明者らは燃料電池水冷系の高温
浄化に適用できる無機高温吸着濾材についての実用化を
進めてきた。
した例はないので１本発明者らは燃料電池水冷系の高温
浄化に適用できる無機高温吸着濾材についての実用化を
進めてきた。
燃料電池水冷系の高温冷却水（１５０〜１９０℃）にお
ける溶出重金属は、イオンのほかに一部は不溶性のコロ
イドまたはクラッドとして存在するのが普通であり、特
に問題となる溶出鋼は高温水の中に大部分が酸化銅など
の不溶性コロイドとして存在し、イオンの量は少いとい
うことが判っており、従って高温吸着材としてはイオン
のほかにコロイドも除去できることが不可欠の要件とな
っている。
ける溶出重金属は、イオンのほかに一部は不溶性のコロ
イドまたはクラッドとして存在するのが普通であり、特
に問題となる溶出鋼は高温水の中に大部分が酸化銅など
の不溶性コロイドとして存在し、イオンの量は少いとい
うことが判っており、従って高温吸着材としてはイオン
のほかにコロイドも除去できることが不可欠の要件とな
っている。
上記高温浄化に適用される従来の無機吸着材は、重金属
イオンに対しては有効に機能するが、不溶性コロイドに
対しては浄化機能が不十分である。
イオンに対しては有効に機能するが、不溶性コロイドに
対しては浄化機能が不十分である。
また無機吸着材は一般に粉体状であって、それ自身強度
がないので実機への適用には粒状化などによる濾材化が
必要であり、実用上の障害となっていた。
がないので実機への適用には粒状化などによる濾材化が
必要であり、実用上の障害となっていた。
本発明者らは燃料電池水冷系の高温冷却水中の重金属の
イオンおよびコロイドを効果的に吸着浄化する高温吸着
濾材として陽イオン交換性の強いγ型結晶構造の電解二
酸化マンガンが優れていることを見出した。
イオンおよびコロイドを効果的に吸着浄化する高温吸着
濾材として陽イオン交換性の強いγ型結晶構造の電解二
酸化マンガンが優れていることを見出した。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら電解二酸化マンガンはコストの面で問題が
あり、安価で実用的な高温吸着濾材の実現が望まれてい
る。
あり、安価で実用的な高温吸着濾材の実現が望まれてい
る。
本発明は、高温水中の重金属のイオンおよびコロイドを
同一の濾材で効果的に浄化できる天然二酸化マンガンを
素材とした安価な燃料電池水冷系の高温吸着濾材を提供
することを目的としている。
同一の濾材で効果的に浄化できる天然二酸化マンガンを
素材とした安価な燃料電池水冷系の高温吸着濾材を提供
することを目的としている。
（課題を解決するための手段と作用）
本発明は、燃料電池のセルを冷却管を介して冷却する高
温冷却水中に溶出した重金属のイオンおよびコロイドを
高温状態で吸着浄化する燃料電池水冷系の高温吸着濾材
において、濾材として主としてβ型結晶構造をもつ天然
二酸化マンガン鉱石を素材とし、これを破砕して粒状化
し、さらに熱処理および酸処理を加えてβ型以外（例え
ばγ型）の結晶構造を含む重金属吸着能の高い粒状二酸
化マンガンに改質したものを用い、これによって安価で
実用的な高温吸着濾材を実現したものである。
温冷却水中に溶出した重金属のイオンおよびコロイドを
高温状態で吸着浄化する燃料電池水冷系の高温吸着濾材
において、濾材として主としてβ型結晶構造をもつ天然
二酸化マンガン鉱石を素材とし、これを破砕して粒状化
し、さらに熱処理および酸処理を加えてβ型以外（例え
ばγ型）の結晶構造を含む重金属吸着能の高い粒状二酸
化マンガンに改質したものを用い、これによって安価で
実用的な高温吸着濾材を実現したものである。
（実施例）
本発明者らは、安価で実用的な高温吸着濾材について種
々の検討を行った結果、電解二酸化マンガンの原料であ
る天然二酸化マンガン鉱石に簡単な熱処理と酸処理を加
えることによって実用的な高温吸着濾材が実現できるこ
とを確認した。
々の検討を行った結果、電解二酸化マンガンの原料であ
る天然二酸化マンガン鉱石に簡単な熱処理と酸処理を加
えることによって実用的な高温吸着濾材が実現できるこ
とを確認した。
図面は原料鉱石から本発明に用いる無機吸着材を製造す
る工程を示したものである。
る工程を示したものである。
素材となる天然二酸化マンガン鉱石１はＸ線結晶構造が
β型で、吸着活性が低く、重金属吸着能に劣る欠点があ
るが、天然鉱石であるため低価格であり、且つ岩石に近
い硬度と機械的強度をもっているので吸着濾材としてカ
ラム操作に耐えられるという長所がある。
β型で、吸着活性が低く、重金属吸着能に劣る欠点があ
るが、天然鉱石であるため低価格であり、且つ岩石に近
い硬度と機械的強度をもっているので吸着濾材としてカ
ラム操作に耐えられるという長所がある。
したがって天然二酸化マンガンの吸着活性を高め、重金
属吸着能を向上すれば実用的な高温吸着濾材が実現でき
る。
属吸着能を向上すれば実用的な高温吸着濾材が実現でき
る。
すなわち図面に示すように、先ず天然二酸化マンガン鉱
石を破砕した後、篩別して一定範囲の粒径物を選別し、
天然二酸化マンガン粒状物２をつくる。
石を破砕した後、篩別して一定範囲の粒径物を選別し、
天然二酸化マンガン粒状物２をつくる。
次に上記二酸化マンガン粒状物２に改質処理を行って重
金属吸着能を高める。
金属吸着能を高める。
改質処理としては、熱処理による結晶構造の改質と酸処
理による表面構造の改質とがシリースに行われる。
理による表面構造の改質とがシリースに行われる。
熱処理は天然二酸化マンガン粒状物２の吸着活性のない
β型結晶構造を吸着活性のある例えばγ型結晶構造に改
質させるものであり、加熱炉を用いて二酸化マンガンの
脱酸素第一段熱分解温度（４５０〜５５０℃）以下の所
定温度で行われる。
β型結晶構造を吸着活性のある例えばγ型結晶構造に改
質させるものであり、加熱炉を用いて二酸化マンガンの
脱酸素第一段熱分解温度（４５０〜５５０℃）以下の所
定温度で行われる。
熱処理によって結晶構造改質された天然二酸化マンガン
粒状物２は３〜ＩＯＮの硫酸に浸漬して酸処理が行われ
、これによって粒状物の表面構造が改質されると共に失
われた結晶水の再形成が行われる。
粒状物２は３〜ＩＯＮの硫酸に浸漬して酸処理が行われ
、これによって粒状物の表面構造が改質されると共に失
われた結晶水の再形成が行われる。
酸処理後の粒状物は水洗いによって残留酸分の除去が行
われる。
われる。
これによってγ型結晶構造を含む重金属吸着能の高い安
価な二酸化マンガン高温吸着濾材が得られる。
価な二酸化マンガン高温吸着濾材が得られる。
以上説明したように本発明によれば、天然二酸化マンガ
ンを原料としてそれを破砕篩別し、さらに熱処理と酸処
理を加えて天然二酸化マンガンの重金属吸着能を活性化
しているので、天然鉱石の有する経済性と機械的強度の
長所を生かすと共に。
ンを原料としてそれを破砕篩別し、さらに熱処理と酸処
理を加えて天然二酸化マンガンの重金属吸着能を活性化
しているので、天然鉱石の有する経済性と機械的強度の
長所を生かすと共に。
電解二酸化マンガンに匹敵する重金属吸着能を有する実
用的な燃料電池水冷系の高温吸着濾材が得られる。
用的な燃料電池水冷系の高温吸着濾材が得られる。
図面は本発明による高温吸着濾材の製造工程の一例を示
す図である。 １・・・天然二酸化マンガン鉱石 ２・・・天然二酸化マンガン粒状物 ３・・・二酸化マンガン高温吸着濾材 代理人 弁理士 猪股祥晃（ばか１名）（１３−痴０２
） （β−ＭｎＯ２） （１’−Ｍ？＋０２） 手 続 補 正 ＠（方式）
す図である。 １・・・天然二酸化マンガン鉱石 ２・・・天然二酸化マンガン粒状物 ３・・・二酸化マンガン高温吸着濾材 代理人 弁理士 猪股祥晃（ばか１名）（１３−痴０２
） （β−ＭｎＯ２） （１’−Ｍ？＋０２） 手 続 補 正 ＠（方式）
Claims (1)
- 燃料電池のセルを冷却管を介して冷却する高温冷却水中
に溶出した重金属のイオンおよびコロイドを高温状態で
吸着浄化する燃料電池水冷系の高温吸着濾材において、
濾材として天然二酸化マンガン鉱石を素材とし、これを
破砕して粒状化し、さらに熱処理および酸処理を加えて
得たβ型以外の結晶構造を含む粒状二酸化マンガンを用
いることを特徴とする燃料電池水冷系の高温吸着濾材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63167706A JPH0218871A (ja) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | 燃料電池水冷系の高温吸着濾材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63167706A JPH0218871A (ja) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | 燃料電池水冷系の高温吸着濾材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0218871A true JPH0218871A (ja) | 1990-01-23 |
Family
ID=15854704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63167706A Pending JPH0218871A (ja) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | 燃料電池水冷系の高温吸着濾材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0218871A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1652820A1 (de) * | 2004-10-05 | 2006-05-03 | Rheinkalk Akdolit GmbH & Co.KG | Filtermaterial |
| JP2020133257A (ja) * | 2019-02-20 | 2020-08-31 | 株式会社Ｔｌｃ | 台棒の取付金具及び当該取付金具を使用した台棒の取り付け方法 |
-
1988
- 1988-07-07 JP JP63167706A patent/JPH0218871A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1652820A1 (de) * | 2004-10-05 | 2006-05-03 | Rheinkalk Akdolit GmbH & Co.KG | Filtermaterial |
| JP2020133257A (ja) * | 2019-02-20 | 2020-08-31 | 株式会社Ｔｌｃ | 台棒の取付金具及び当該取付金具を使用した台棒の取り付け方法 |
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