JPH03184270A - 燃料を電気に変換する方法及び装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本邦１９」は炭化水素をベースとする燃料を電気に変換
するための方法に関する。 〔従来の技術〕 化石燃料から電気を作るための従来の方法は、パワース
テーションを用い、そこで石炭１泊又は天然ガスを燃焼
させてガスタービンを動かすか、又は、熱を水蒸気に変
換した後にタービンを動かすかして、次に電気発生装置
を動かす方法である。 この従来の方法の大きな欠点は、その電気効率が比較的
低いことにある。 これを改ｉｑするために、化石燃料から電気を作るため
に燃料電池システムを用いることが提案されている。水
素邦１ユニットと組合せて燃料電池を用いると次のよう
な多くの賭利益が得られる。 第１に、燃料電池システムは、特に種々の部品を適当に
稍合すれば、その効率は高いことである。 その場合、全プラントの効率は燃料電池スタックの効率
よりも高くなることがある。第２に、有害物質の発生が
少い発電装置が得られることである。 第３に、低いロードでも良好な効率が得られるという“
部分ロード特性＋（ｐａｒｔｉａｌ−１ｏａｄ　ｃｌ＋
ａｒａｃ−ＬｅｒｉｓＬｉｃＦＮ）をイ］することであ
る。第４に、装置のモジュール化が可能なことである。 燃料電池を用いる電力プラントでの工程は、燃料の種類
に依存して変わるが、一般に、燃料のｎ；Ｉ処理（脱硫
、予備加熱）、水素含有ガスへの燃料の変換

【例えば、
水蒸気リフオーミング及び／又は水−転換反応（ｗａｃ
ｅｒ−ｓｂｉｒｔ、　ｒｅａｃｔｉｏｎ））　、ガスの
冷却による凝縮不純物の除去、及びガス温度を燃料電池
ユニットの操作温度にもっていくことを包含する。得ら
れる水素含有ガス及び酸素含有ガスを次に燃料電池ユニ
ットへ供給し、そこで２１１、十〇、→２１１，０＋Δ
Ｅ＋Δ■の電気化学反応を起こさせる。ｍ無エネルギー
を取出した後、一般に直流電流から交流電流に変換する
。その−力、発生する熱は取出してプラントに必要なエ
ネルギーとして利用することができる。燃料電池の陰極
室に発生する水素含育ガスは、水素発生部分での燃料ガ
スとして用いる。 このようなシステムに用いることができるタイプの燃料
電池では一般に電解質として燐酸が用いられる。 他の従来の燃料電池としては、例えば、電解質として溶
融炭酸塩、固体酸化物及び固体ポリマーを用いるものが
ある。 ［発明が解決しようとする問題点］ 大規模な北電に燃料電池を用いようとする時の問題の１
つは、燃料電池のヌを命に制限があることである。すｆ
実、時間が経過すると、燃料電池の効率は下りはじめ、
これは電圧の低下として現われてくる。電１１：、が最
初の値の約９０〜９５％にまで低下すると、燃料電池ス
タックは交換しなければならない。 燃料電池を用いる発電ブラントでは、好ましい効率を得
るために、稍合度を極めて高くする場合がある。しかし
、その場合、もし１つの部品にでも故障が起きれば、ま
た、もし電力需要が中断されれば、屡々全プラントを停
止させなければならない。 木ｎ　＋９＋の１つの目的は、晴間が経過しても効率低
下が非常に少なく、全スタックの寿命が長くなるところ
の燃料を電気に転換する方法を提供することにある。 木５１１　Ｉｌｌの旭の１つの目的は、全プラントの電
力取出しに際しての故障又は停止などの発生を少なくす
ることである。燃料電池を用いる公知の発電プラントの
信頼度は低い、燃料電池への供給ガス中の汚染物及び高
い効率を達成するために必要な高い稍合度の故に、従来
のプラントにあっては、故障なしに運転できる時間は短
い。 【問題を解決するための手段および作用】木Ｑ　Ｉｌｌ
によれば、炭化水素をベースとする燃料を電気に変換す
る方法にして、 （ａ）燃料を水素含有ガスに接触変換する工程、（ｂ）
得られた水素含有ガスを少なくとも１つの圧−スイング
吸着ユニット（ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ｓｗｉｎｇｎｄｇｏ
ｒｌ＋１．ｉｏｎ　＋ｕ＋ｉＬ）を通過させて高純度の
水素ガス流及び脱着ガスを得る工程、及び （ｃ）上記の高純度の水素ガス流を、少なくとも１４０
℃の温度で操作されている少なくとも１つの燃料電池ス
タックの陰極室に供給する工程を包含する方法が提供さ
れる。 本発明の方法においては、燃料として、天然ガス、Ｌｒ
）Ｇ、ナフサ、燃料ｉ＋ｂ、ベトロール、ジーゼル？１
１１、バイオガス、家庭廃物からのガス、メタノールの
ような低級アルコール、及び／又は石炭、木材及び廃物
のガス化によって得られるガスなどを用いる。これらの
中で天然ガスが奸ましい、燃料の性質によっては、第２
工程中に触媒が劣化するのを防ぎ、叉、好ましいプロセ
ス条件を与えるために燃料を１）；１処理に付すことが
好ましい。 このＯｉ１処理の例として、脱硫、他のプロセスの流体
流との熱交換、濾過（粉塵除去のため）などが半げられ
る。 驚くべきことには、水素含有ガス流に圧−スイング吸着
技術を用いると、燃料電池を用いる方法の全操作に好ま
しい効果の得られることが分かつ本究明の大きな利点は
、全システムの信頼性が飛ｖＩｄ的に増大することにあ
る６陰極室への供給ガスの高純度性とプラントの各部品
の積金度の減少によって、１８ｍ１度は著しく改普され
る。事実、これまで、燃料電池を用いるシステムを相当
時間故障なしに運転することは現実に不可能であった。 燃料電池を用いると、当業者であれば、圧−スイング吸
着に関するデータに基づけば、方法の効率が著しく低下
することを予想するだろうが、しかし、本究明によれば
、吸着プロセスを導入することにより、期待に反する効
果の得られることが分かった。更に訂細には、燃料電池
の寿命が相当長くなり、従来は約４０，０００時間稼働
すると交換が必要であったのに、その必要は無くなる。 特に、汚染物に対して十分に不活性である燐酸を用いる
燃料電池の場合、高純度の水素ガスを用いるとただ不都
合が起きるだけと当業者は考えるであろう。殊に、水素
ガスの更なる稍製はプラントの全効率を下げると考えら
れてきた。しかし、驚くべきことには、圧−スイング吸
着ユニットを用いて水素ガスを精製すると、同−又は実
質的に同じ動車が達１戊される。注目すべきは、それと
同時に、燃料電池の寿命が長くなり、故障が起こり難く
なり、又、稍合度が低いのでＪｊ法の制御が簡単になる
というメリットが生まれるということである。 本発明の方法は、更に次の利点を有する。すなわち、木
グ６明の方法においては、燃料電池をＨ。 製造ユニットから分離して配置する。このため、＋＋、
ＩＪ３造ユニットの故障及び同ユニットに由来する汚染
物質が、燃料電池ユニットへ直接伝濡されることがない
。また、圧−スイング吸着ユニットは、Ｈ２製造ユニッ
トと燃料電池スタック間の一猟の緩ｉＪｉ　’＆４の役
１コをなし、電力徊要の変化に対処することができる。 本発明においては、更に、圧スイング吸着ユニットと燃
料電池間に水素バッファー容關を装備させ緩衝能力を増
輔させることが釘ましい。この装備により、電力需要の
大帽な変化に対し何の問題なく、１１　、製造ユニット
の調整の必要なく対処することが可能となる。上記の手
段により、Ｈ２製造ユニットを最適条件のもとで運転す
ることが可能となり、電力需要の変化に緩衝機能を利用
して対処することが可能となる。 また、上記各ユニット間の゛″反応速度”の差違をこの
緩衝能力によって補整することができる。 緩衝能ツノの付加は、全ユニットの運転開始時に利益を
もたらす、高温で運転する燃料電池を用いるため、燃料
電池を最初に運転開始させ、Ｈ２製造ユニットの運転開
始に用いるプロセス蒸気を生成させることが可能である
。 木ｎ　ＩＩＩの方法は、また次の利点を有する。すなわ
ち、燃料電池の陰極室から発生する水素含有排ガスをＨ
２製造ユニット加熱用燃料として用いることが不用とな
った。上記排ガスの組成かも、水素の大部分は燃料電池
中で消費され、ごくわずかな里のガスの排出のみが必要
であることがわかる。 この瓜は、水素ガスの汚染度により決まる。上記陰極室
入口へ排ガスを完全に再ｖａｍさせると、不純物の蓄稍
が生じ奸ましくなく、有害である。消費ガスは、例えば
、プラントの他の部所へ返送することができる。 水素を含有する有用なガス流もある。これは、圧−スイ
ング吸着ユニットから生ずる脱着ガスである。従って、
本発明の方法において、好ましくは、このガス流を水蒸
気リフオーマ−にて燃料ガスとして用いる。これは、極
めて多大な利益をもたらす。なぜなら、全プラントの上
流部をなすＨ，製造ユニットと圧−スイング吸着ユニッ
トを燃料電池スタックから独立して運転できるからであ
る。何らかの理出で燃料電池スタックをガス流から分離
せねばならないとき、例えば、同スタックの故障または
電力需要の減少によりガス流から分離せねばならないと
きも、全」二流部の運転を中止することは不要となる。 例えば、＋４　、製造ユニットを低ロードに調整するこ
とができ、また、脱着ガスを１１ｊ循環させることによ
り暫時ともかく１１、製造ユニットの運転を続行するこ
とが可能である。これらのプラントにおいては、特にこ
れらが大規模の場合は、プラントの運転停止−再ＵＦＪ
は極めて時間の浪費をもたらし電力の浪費となる。 従って、電流を切断することなくプラントの操業を続行
可能にすることは、極めて有益である。 前記の通り、本発明の方法は、実質的に次の三つの工程
を包含する。第一の工程では、用いる燃料、例えば化石
燃料を、水素含有ガスに変換する。 この変換は、原則として触媒を用いてなされる。 この変換は、二段工程で行なうことができ、この場合、
水蒸気存在下の接触リフオーミングは第一段階で行なう
。 燃料の種類に依存するが、温度は１５０〜１２００℃の
範囲とする。メタノール等の軽燃料は、打曲等の横型燃
料の場合よりも低温とすることができる。 ナフサリフオーミング川水蒸気の代表的温度は。 ６００〜１０００℃である。圧力は、大気圧程度から５
１ｋｇ　／　ｃｎｌ　（５０ｂａｒ）程度とする。 燃料は、次に、水素とＣＯを多数の他成分と共に含有す
るガスに変換される。用いる燃料の性質及び触媒の感度
に依存するが、燃料は、必要に応じて、１ｌｉｌ処理に
付する。このプロセスを如何に行なうかは、多数の文献
に記載されている。 水素とＣＯを含有するガスは、次に、第２段階として、
水−転換反応として知られる反応工程に送られる。この
反応工程では、含有ＣＯは、供給水の存？’Ｅ下、少な
くとも部分的に水素とＣＯｌに変換される。この反応も
多数の文献に記載されている。 反応条件、挙動の肝細は、燃料の特性に依存する。例え
ば、メタノールを用いる時は、水−転換反応は省略でき
、水素とＣＯを既に含有する石炭ガスの場合は水蒸気リ
フォーミングを省略できる。 上記の二段反応に用いるべき反応条件は、水素合右ガス
の？１：産、例えば、メタノールまたはアンモニア合成
に関する文献に記載の条件に実質的に対応するものであ
る。 ＋Ｉ、ｎＪＪ造ユニットから供給される水素含有ガスは
高温なので、次工程にふされしい温度まで冷却すること
が必要である。これは、少なくとも部分的に、本プロセ
ス中の他のガス流と熱交換させることにより行なうこと
ができる。熱交換を行なうことにより、存在する熱を有
効利用することができる。冷却時、水蒸気は、含有され
ている他の凝縮可能物質とノ（に凝縮する。凝縮物の分
Ｉｌｌ後、水素含有ガスは本プロセスの（ｂ）工程へ送
られる。 種々の工程において選択した圧力によっては、第２の工
程に供給するガスの圧力を上げることが必要な場合があ
る。 本発明のノＪ法の第２の工程、すなわち、工程（ｂ）は
、いわゆる圧−スイング吸着により水素含をガスの高純
度化することからなるものである。 この技術そのものは公知であるが、これを水素含有ガス
の高純度化に用いられたことはなかった。 圧−スイング吸着法においては、例えば、酸化アルミニ
ウム、シリカ、活性炭素、ゼオライト及び／又は例えば
５．１〜５１ｋｇ／ａｄ　（５〜５０ｂａｒ）の高圧下
で同等の活性をイＩする物質をベースとする吸着剤を含
む少なくとも１つの吸着ユニットに水素含有ガス流が供
給される。この圧力レベルでは、水素以外の全てのガス
流成分が選択的に吸着される。 その結果、実質的に水素からなる非常に純度の高いガス
流が得られる。吸着ユニットの数、単位時間当たりのガ
スの体積に対する吸着剤の量の割合、圧力、温度等を選
ぶことにより、少なくとも９ｏ容量Ｘの水素を含むガス
流を得ることができ、不純物を１　ｐｐｍ未満しか含ま
ないガス流を得ることもできる。水素の含有量は少なく
とも９８容量Ｘが好ましく、少なくとも９９．９容量２
が更に好ましく、少なくとも９９．９９容量Ｘが最も好
ましい、吸着が、行なわれる際の温度は圧力及び吸着剤
の性質にもよるが、０〜１００℃である。 水素中の不純物の許容量は、方法の経済性及び燃料の種
類によるものである。 吸着ユニットが、多量の吸着物を吸着し、水素の純度が
落ちた場合には、少なくとも吸着ユニットの１部をガス
流からただちに取りはずし、減圧下で脱着させる。好ま
しい圧力は０．１０２０〜５．１ｋｇ／ｃｎ＋（０，１
〜５ｂａｒ）である。所望であれば、脱着の量温度を上
昇させても良い。吸着が低温下で優勢に起こるのに対し
、脱着が高温下で優勢に起こるからである。 肌着により、水素をなお冬瓜に含む脱着ガスがもたらさ
れる。従来の圧−スイング吸着ユニットにおける高純度
水素の縮収率は、６０〜９５％であり。 残りのかなりの爪の水素及び他の可燃性の成分は、肌着
ガス中に含まれている。本発明の方法の釘ましい態様に
よれば、この脱着ガスはＨ２製造ユニットにもどされ、
そこで燃料ガスとして使用される。本方法を実施するに
は、脱着ガスの量は、水素製造に要する熱を得るのに足
る又は過剰な量であることが好ましいが、水蒸気リフォ
ーミング用の熱の一部を補助燃料により供給することが
本方法の自在性の面で好ましい場合がある。 」二記のように、所望であれば、圧−スイング吸着ユニ
ットで生じた高純度水素ガスをバッファー容器に供給し
て一時的に貯蔵してもよい。 本発明の第３の工程は、燃料電池のアセンブリからなる
燃料電池スタックを用いるものである。 この燃料電池スタックに用いる燃料電池は、少なくとも
１４０℃の温度、好ましくは少なくとも１７５℃の温度
で操作されるものである。ＦＡ作温度の上限は用いる電
池の種類にもよるが１１００℃程であり、１７５〜２２
０℃で操作される電池を用いることが好ましい、好まし
い電池の種類としていわゆる燐酸電池、溶融炭酸塩電池
、固体酸化物電池、固体ポリマー電池等が挙げられる。 燃料電池スタックとしては、複数の燐酸電池をベースと
してなるものが好ましい。 上記の温度は、通マハ゛の操業状態での操作温度であり
、言いかえれば、」−記の温度よりも低くても良い始動
時及び操業停止時の温度を示すものではない。 本究明の方法においては、高純度水素ガス流は、燃料電
池の（１１ａ極室に供給される。それと同時に燃料電池
の陽極室には多景の酸素が供給される。 燃料電池の稲用により、空気、酸素濃度の高い空気又は
純枠な酸素を用いることができる。 酸素源として空気を用いる場合には、空気を燃料電池に
供給する０（ｊにフィルターにかけ塵粒を取り除いてお
くことが望ましい。 燃料電池においては、発熱及びｎ電を伴う水素と酸素と
の水への電気化学的変換が生じている。 燃料電池は一般に恒温的に操作されるため、過剰の熱は
取り除く必要がある。燃料電池の操作温度により、過剰
の熱は、クーラーを通して空気に直接逃しても良く、水
で冷やしても良い、燃料電池の温度が１４０℃を超える
場合には、水蒸気を生じさせて熱を取り除くことが好ま
しい、水蒸気は、なるべく加熱した後、本発明方法のＨ
，１５造ユニツトで用いることが好ましい、温度が低い
場合には、熱はなるべく気流の（予備）加熱に用いるこ
とが好ましい。 燃料電池に供給される水素気流は極めて高純度であるた
め、燃料電池中で必要とする量よりも少しだけ多く供給
すれば十分である（例えば、水素消費率９５％である）
、未変換の水素含有ガス流は、部分的に電池に再循環し
、部分的に排出しても良いが、全てを排出することも可
能であり、この方がより好ましい、燃料電池に再循環さ
れない水素含有ガス流は、例えばｔｌ　、製造ユニット
の燃料ガスとして系に返すことが好ましいが、工程（ａ
）又は工程（ｂ）の入口に返しても良い。つまり、該ガ
ス流は排出されても良く、燃焼しても良い。 燃料電池のＦＪｉ［ｌで発生するガス流は排出しても良
いが、酸素含有量が十分高い場合には、■−１，製造ユ
ニットの燃料ガスの酸素源として用いることが好ましい
。このように種々のプロセスガス流の有する総エネルギ
ーが有効に利用されている。 従来の燃料電池は、電気を直流で発生させるのに対し、
多くの電気折線は交流用に１１２ｇ＋されているため、
調ｆｌｉＫＶを燃料電池と連携させておくことが望まし
い６かかるＷＲｔｉｔ　蕗は直流を交流に変換するだけ
でなく、燃料電池を電流のサージ（ｃｕｒｒｅｎｔｓｕ
ｒｇｅｓ）及びショートから保護するものである。 また調節器は、燃料電池スタックが過電圧になると腐食
速度が高くなり、青白が短くなるため、これを防ぐこと
を目的として蓄電池バッファーシステムを備えていても
良い。 本究明はまた、燃料を電気に変換するための装置にして
、 （ａ）炭化水素をベースとする燃料を水素含有ガスへ変
換する手段と、得られたガスを冷却し、凝縮生成物を除
去するための手段、 （ｂ）冷却ガスを圧−スイング吸着ユニットへ供給する
手段と、そこで生成する精ｊｌｌＨ，ガスを燃料電池ユ
ニットへ供給する手段、及び（ｃ）水素含有ガスを供給
及び排出する手段を備えた陰極室と、酸素含有ガスを供
給及び排出する手段を備えた陽極室を右し少なくとも１
４０℃の温度で操作される複数の燃料電池よりなる燃料
電池スタック、 を包含する装置に関する。 これより本究明を添付の図面に参照しつつ説明する。［
！！１面には本発明の詳細な説明する２つのフローシー
トがある。添付図面及び以下の実施例は単に説ワ１のた
めであって、決して本究明を限定するものではない。 第１図は本発明の方法の好ましい実施態様を示す概要的
フローシートであり、炭化水素燃料はラインｌを通じて
Ｈ２製造ユニットへ供給される。 次のプロセス工程からの燃料ガスはライン３を通じてユ
ニット２へ供給される。所望ならば、ライン４を通じて
加熱用追加燃料を供給することもできる。この追加燃料
はライン１を通じて供給されるものと同じ燃料でもよい
。燃料ガスの燃焼のための０１含有ガスと補充燃料を用
いる場合は、ライン５から供給される。 ユニット２で製造されたＨ２含有ガスは冷却、凝縮化合
物の分離及び場合によっては圧縮ののち。 ライン６を通じて圧−スイング吸着ユニット７へ送られ
る。ユニット７では高純度１！、と脱着ガスからなるガ
ス流が得られ、燃料ガスとしてライン３を通じてユニッ
ト２へ戻される。このユニットは稍製Ｈ２のためのバッ
ファー容恭を有してもよい。 高純度１１１ガスはライン８を通じて燃料電池スタック
９の陰極室へ供給される。ライン１０を通じて、Ｏ１含
有ガスは燃料電池スタック９の陽極室へ供給される。■
、とＯ，の水への電気化学的変換の結果ｎ１した電気は
１１を通じて取り出される。１２を通じて取り出される
熱はプラント内で使用することもできる。 使用されないＨ、含有ガスはスタック９かもライン１３
を通じて排出され、プロセスに戻すことができる。プロ
セスへの還流は、例えばプロセスガス流ｌ又は６との組
み合わせによって、あるいは、ガス流３との組み合わせ
で燃料ガスとして行なうことができる。 スタック９の陽極室からの０１含有ガスは排出すること
もできるし、ライン５を通じてユニット２へ供給するこ
ともできる。 第２図は本発明の方法の他の好ましい実施態様のフロー
シートを示す、この好ましい実施態様は特に、第１図の
Ｈ、製造ユニット２に加えた更なる工夫に関している。 以下の記述においては、第１図に関連してすでに説明し
た部分を省いて説明を行なう。 炭化水素をベースとした燃料はラインｌを通じて脱硫器
１５に供給され、脱硫された燃料はライン１６を通じて
水蒸気リフオーマ−１７に供給される。所望の温度とす
るため、燃料がライン３及び４を通じて供給される。ラ
イン５及び１８を通じ、Ｏ，ガスと水蒸気がそれぞれ供
給される。生成したＣＯ及びＨ１含有ガスはライン１９
を通じて水転換反応器２０へ送られ、そこでＣＯの大部
分がＣＯｌに変換される。もし所望ならば、追加水蒸気
をライン２１を通じて供給することもできる。生成した
ガスは次にライン２２、熱交換器２３、ノックアウトド
ラム２４、ライン６を通じて圧−スイング吸着ユニット
へ供給される。ノックアウトドラム２４で分離された凝
縮液はライン２５を通じて排出される。 実施例 第２図に基づき、また、燐酸をベースとした燃料電池を
備えたプラントに１００ｋｍ１００ｋ／ｈの天然ガスを
エネルギー含量４８，９７２ｋＪ／ｋｇ　（低加熱値）
で供給した。リフオーマ−への供給物には水蒸気／炭素
比３．５が用いられ、リフオーマ−内の温度は７８０℃
で圧力は２．９０７ｋｇ／　ｃ＋ｄ（２，８５ｂａｒ）
（絶対値）であった、未変換のメタンの量は０゜５３％
（乾燥時）であった。 転換反応、冷却、凝縮成分の除去、圧縮のあと、３８８
に＋１ｏｌｅｓ／ｈの水素は圧−スイング吸着ユニット
へ供給された。　３１０．４に＋１ｏｌｅｓ／ｈの水素
が９９．９％の純度で得られ、これは、１９０℃の操作
温度をもつ燃料電池の陰極室へ送られた。直流電気生産
は１１゜５Ｗで、−力、　７．８ＭＷの低圧水蒸気が発
生し、これをプラントの他の箇所で用いる。 陰極室を出るガスは供給されたＨ、の約５％を含有し、
従って約９５％は０．と反応している。このガスは天然
ガスとともに水蒸気リフオーマ−へ供給される。 リフオーマ−は７．８間のエネルギーを消費したが、こ
のエネルギーの大半は圧−スイング吸着ユニットの脱着
ガスによって提供されたものである。 補充燃料（天然ガス）によって提供されたエネルギーは
４７０にＷにすぎない、リフオーマ−によって吸収され
たエネルギーは６．ＩＭＷで、すなわち、効率は７８％
であった。 プラントへの総電力供給は２２．８３ＭＷであった。 プラントのガス圧縮、ポンプなどのエネルギー要求が約
２ＭＷであることを考えると、生産された交流電気凰の
供給された燃料及び他の供給物の「低加熱値Ｊ　（Ｘ１
００％）に対する比として計算して、プラントの効率は
４１．１％であった。この装置の直流から交流への変換
効率は９９％であった。

【図面の簡単な説明】

第１１ｆｉは本発明の方法の好ましい実施態様を示す概
要的フローシートであり、第２図は本発明の方法の他の
好ましい実施態様のフローシートを示す。

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭化水素をベースとする燃料を電気に変換する方
   法にして、 （ａ）燃料を水素含有ガスに接触変換する工程、（ｂ）
   得られた水素含有ガスを少なくとも１つの圧−スイング
   吸着ユニットを通過させて高純度の水素ガス流及び脱着
   ガスを得る工程、及び（ｃ）上記の高純度の水素ガス流
   を、少なくとも１４０℃の温度で操作されている少なく
   とも１つの燃料電池スタックの陰極室に供給する工程、
   を包含する方法。
2. （２）燃料が、天然ガス、ＬＰＧ、ナフサ、燃料油、ペ
   トロール、ジーゼル油、バイオガス、家庭廃物からのガ
   ス、メタノールのような低級アルコール、石炭、木材及
   び廃物のガス化によって得られるガスから選ばれる少な
   くとも１種である請求項（１）の方法。
3. （３）上記水素含有ガスが、Ｈ＿２及びＣＯ含有ガスを
   転換反応器において変換したガスである請求項（１）又
   は（２）の方法。
4. （４）燃料を水蒸気リフォーマーに於いてＨ＿２及びＣ
   Ｏ含有ガスとする請求項（１）〜（３）のいずれかの方
   法。
5. （５）工程（ａ）で得られる水素含有ガスを０〜１００
   ℃の範囲の温度に冷却し、そして凝縮液体をガスから分
   離する請求項（１）〜（４）のいずれかの方法。
6. （６）水素含有ガス流を圧−スイング吸着ユニットへ供
   給し、少なくとも１つの吸着ユニットにおいて高圧で実
   質的に全部の不純物とＨ＿２の１部を吸着して高純度の
   Ｈ＿２ガス流を生成し、一方、吸着成分を低圧で脱着し
   て脱着ガスを生成する請求項（１）〜（５）のいずれか
   の方法。
7. （７）脱着ガスを燃料の接触変換での燃料ガスとして用
   いる請求項（１）〜（６）のいずれかの方法。
8. （８）上記吸着において、高純度のＨ＿２ガス流のＨ＿
   ２含有量が少なくとも９８容量％となるような吸着条件
   とする請求項（６）の方法。
9. （９）上記吸着を、酸化アルミニウム、シリカ、活性炭
   素、ゼオライト及び／又は同等の活性を有する物質を用
   いた吸着ユニットにより行なう請求項（１）〜（８）の
   いずれかの方法。
10. （１０）高純度のＨ＿２ガス流の少なくとも１部を、バ
    ッファー容器を通して燃料電池に通す請求項（１）〜（
    ９）のいずれかの方法。
11. （１１）燃料電池スタックが燐酸を用いた複数の燃料電
    池である請求項（１）〜（１０）のいずれかの方法。
12. （１２）燃料電池の操作温度が少なくとも１７５℃であ
    る請求項（１）〜（１１）のいずれかの方法。
13. （１３）燃料電池の陰極室から発生するガスを工程（ａ
    ）又は工程（ｂ）の入口に返す請求項（１１）の方法。
14. （１４）燃料電池の陽極室から発生するガスを燃料の水
    素含有ガスへの変換に用いる請求項（１）〜（１３）の
    いずれかの方法。
15. （１５）燃料電池スタックで生成する熱を取出して工程
    （ａ）で用いる請求項（１）〜（１４）のいずれかの方
    法。
16. （１６）発生する熱を水蒸気へ変換し、該水蒸気をもし
    望まれるならば加熱した後、Ｈ＿２製造ユニットで用い
    る請求項（１）〜（１５）のいずれかの方法。
17. （１７）発生する直流電流を交流電流に変換するための
    電気変換器を燃料電池と組合せる請求項（１）〜（１６
    ）のいずれかの方法。
18. （１８）燃料を電気に変換するための装置にして、（ａ
    ）炭化水素をベースとする燃料を水素含有ガスへ変換す
    る手段と、得られたガスを冷却し、凝縮生成物を除去す
    るための手段、 （ｂ）冷却ガスを圧−スイング吸着ユニットへ供給する
    手段と、そこで生成する精製Ｈ＿２ガスを燃料電池スタ
    ックへ供給する手段、及び （ｃ）水素含有ガスを供給及び排出する手段を備えた陰
    極室と、酸素含有ガスを供給及び排出する手段を含有す
    る陽極室を備えた複数の燃料電池よりなる燃料電池スタ
    ック、 を包含する装置。