JPH0582149A - 燃料電池発電装置の燃料供給装置 - Google Patents
燃料電池発電装置の燃料供給装置Info
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- JPH0582149A JPH0582149A JP3240054A JP24005491A JPH0582149A JP H0582149 A JPH0582149 A JP H0582149A JP 3240054 A JP3240054 A JP 3240054A JP 24005491 A JP24005491 A JP 24005491A JP H0582149 A JPH0582149 A JP H0582149A
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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
- H01M8/06—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
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-
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【目的】メタノールを原燃料とした燃料電池発電装置を
実施対象に、原燃料として用意したメタノール水溶液を
メタノール改質器の燃焼用燃料として不都合なく利用で
きるようにした燃料電池発電装置の燃料供給装置を提供
する。 【構成】メタノールを原燃料とし、メタノール改質器２
にて改質した水素を燃料電池１に供給して発電する燃料
電池発電装置に対し、所定の割合でメタノールと水を混
合したメタノール水溶液を原燃料タンクに貯留し、該原
燃料タンクから抽出したメタノール水溶液をメタノール
改質器の改質管２ｂに導入して燃料改質を行うととも
に、一方では原燃料タンクから抽出したメタノール水溶
液の一部を有機溶剤分離膜（例えば芳香族ポリイミド中
空糸膜）に通して高濃度のメタノールと水とに分離し、
ここで得たメタノールを一旦メタノール・リザーバ１３
に貯留して必要時に燃焼用燃料としてメタノール改質器
のバーナに供給する。
実施対象に、原燃料として用意したメタノール水溶液を
メタノール改質器の燃焼用燃料として不都合なく利用で
きるようにした燃料電池発電装置の燃料供給装置を提供
する。 【構成】メタノールを原燃料とし、メタノール改質器２
にて改質した水素を燃料電池１に供給して発電する燃料
電池発電装置に対し、所定の割合でメタノールと水を混
合したメタノール水溶液を原燃料タンクに貯留し、該原
燃料タンクから抽出したメタノール水溶液をメタノール
改質器の改質管２ｂに導入して燃料改質を行うととも
に、一方では原燃料タンクから抽出したメタノール水溶
液の一部を有機溶剤分離膜（例えば芳香族ポリイミド中
空糸膜）に通して高濃度のメタノールと水とに分離し、
ここで得たメタノールを一旦メタノール・リザーバ１３
に貯留して必要時に燃焼用燃料としてメタノール改質器
のバーナに供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、メタノールを原燃料と
して発電を行う燃料電池発電装置、特にメタノール改質
器に対する燃料供給装置に関する。
して発電を行う燃料電池発電装置、特にメタノール改質
器に対する燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池の原燃料として、車両搭載用な
どの小規模な燃料電池発電装置には、取扱いの容易なメ
タノールが多く用いられている。次に、メタノールを原
燃料とした燃料電池発電装置の従来におけるシステムフ
ローを図２に示す。図において、１は燃料電池、２はメ
タノールを水蒸気改質して水素に変換するメタノール改
質器である。ここで、原燃料であるメタノール，水（純
水）はそれぞれメタノールタンク３，水タンク４に個別
に収容されており、運転起動時にはメタノールタンク３
から抽出したメタノールを燃焼用燃料としてメタノール
改質器２のバーナ２ａに供給して燃焼するとともに、一
方ではメタノールタンク２，水タンク３から抽出したメ
タノール，水をブレンダ５にて所定の割合に混合し、こ
こで得たメタノール水溶液を燃料気化器６を通じてメタ
ノール改質器２の改質管（改質触媒が充填されている）
２ｂに導入して水素リッチなガスに変換し、メタノール
改質器２で得た水素ガスを燃料電池１に供給して発電を
行うようにしている。なお、符号７は燃料電池１の冷却
系ラインに備えた起動バーナを示す。また、発電装置の
運転確立後は燃料電池１が出たオフガス（未反応ガス）
をメタノール改質器２のバーナ２ａに供給するようにし
ている。なお、かかる燃料電池発電装置の動作原理は周
知でありここではその説明を省く。
どの小規模な燃料電池発電装置には、取扱いの容易なメ
タノールが多く用いられている。次に、メタノールを原
燃料とした燃料電池発電装置の従来におけるシステムフ
ローを図２に示す。図において、１は燃料電池、２はメ
タノールを水蒸気改質して水素に変換するメタノール改
質器である。ここで、原燃料であるメタノール，水（純
水）はそれぞれメタノールタンク３，水タンク４に個別
に収容されており、運転起動時にはメタノールタンク３
から抽出したメタノールを燃焼用燃料としてメタノール
改質器２のバーナ２ａに供給して燃焼するとともに、一
方ではメタノールタンク２，水タンク３から抽出したメ
タノール，水をブレンダ５にて所定の割合に混合し、こ
こで得たメタノール水溶液を燃料気化器６を通じてメタ
ノール改質器２の改質管（改質触媒が充填されている）
２ｂに導入して水素リッチなガスに変換し、メタノール
改質器２で得た水素ガスを燃料電池１に供給して発電を
行うようにしている。なお、符号７は燃料電池１の冷却
系ラインに備えた起動バーナを示す。また、発電装置の
運転確立後は燃料電池１が出たオフガス（未反応ガス）
をメタノール改質器２のバーナ２ａに供給するようにし
ている。なお、かかる燃料電池発電装置の動作原理は周
知でありここではその説明を省く。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
に原燃料であるメタノールと水を個別にメタノールタン
ク３，水タンク４に貯留して改質器２に供給する方式で
は取扱面で次記のような難点がある。すなわち、水の氷
点は０℃であることから、このままでは冬場など周囲気
温の低い時期には水タンク４に収容した水が凍結してし
まい、発電装置の運転不能においちるおそれがある。そ
のためにヒータなどで保温する防寒対策が必要となり保
守管理が厄介である。そのほか、ブレンダ５でメタノー
ルと水との混合比を最適値に調整することが実際面で中
々困難である。
に原燃料であるメタノールと水を個別にメタノールタン
ク３，水タンク４に貯留して改質器２に供給する方式で
は取扱面で次記のような難点がある。すなわち、水の氷
点は０℃であることから、このままでは冬場など周囲気
温の低い時期には水タンク４に収容した水が凍結してし
まい、発電装置の運転不能においちるおそれがある。そ
のためにヒータなどで保温する防寒対策が必要となり保
守管理が厄介である。そのほか、ブレンダ５でメタノー
ルと水との混合比を最適値に調整することが実際面で中
々困難である。
【０００４】一方、水とメタノールを混ぜたメタノール
水溶液は凍結温度が水単独よりも低くなることから、前
記した水の凍結防止対策としてメタノールと水とを所定
の割合に混合したメタノール水溶液の状態に原燃料タン
クに貯留しておき、ここから抽出したメタノール水溶液
をメタノール改質器の改質管にに供給することが考えら
れる。しかして、メタノール改質器の燃焼用燃料として
前記の原燃料タンクから抽出したメタノール濃度の低い
メタノール水溶液をそのまま使用してバーナ２ａで燃焼
すると、燃料の着火が困難であるほか、不完全燃焼とな
って燃焼排ガス中の一酸化炭素濃度が増えるなど環境汚
染の問題がある。かかる点、メタノール水溶液を収容し
た原燃料タンクとは別に、メタノールを収容した燃焼用
燃料タンクを用意すればよいが、この方式では発電装置
が大形化するのみならず、燃料補充などの面での保守管
理が厄介となる問題がある。
水溶液は凍結温度が水単独よりも低くなることから、前
記した水の凍結防止対策としてメタノールと水とを所定
の割合に混合したメタノール水溶液の状態に原燃料タン
クに貯留しておき、ここから抽出したメタノール水溶液
をメタノール改質器の改質管にに供給することが考えら
れる。しかして、メタノール改質器の燃焼用燃料として
前記の原燃料タンクから抽出したメタノール濃度の低い
メタノール水溶液をそのまま使用してバーナ２ａで燃焼
すると、燃料の着火が困難であるほか、不完全燃焼とな
って燃焼排ガス中の一酸化炭素濃度が増えるなど環境汚
染の問題がある。かかる点、メタノール水溶液を収容し
た原燃料タンクとは別に、メタノールを収容した燃焼用
燃料タンクを用意すればよいが、この方式では発電装置
が大形化するのみならず、燃料補充などの面での保守管
理が厄介となる問題がある。
【０００５】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的はメタノールを原燃料とした燃料電池
発電装置を実施対象に、原燃料として用意したメタノー
ル水溶液を、メタノール改質器の燃焼用燃料として不都
合なく利用できるようにした燃料電池発電装置の燃料供
給装置を提供することにある。
であり、その目的はメタノールを原燃料とした燃料電池
発電装置を実施対象に、原燃料として用意したメタノー
ル水溶液を、メタノール改質器の燃焼用燃料として不都
合なく利用できるようにした燃料電池発電装置の燃料供
給装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の燃料供給装置は、所定の割合でメタノール
と水を混合したメタノール水溶液を原燃料タンクに貯留
し、該原燃料タンクから抽出したメタノール水溶液をメ
タノール改質器の改質管に導入して燃料改質を行うとと
もに、原燃料タンクから抽出したメタノール水溶液の一
部を有機溶剤分離膜に通して高濃度のメタノールと水と
に分離し、ここで得たメタノールを燃焼用燃料としてメ
タノール改質器のバーナに供給するものとする。
に、本発明の燃料供給装置は、所定の割合でメタノール
と水を混合したメタノール水溶液を原燃料タンクに貯留
し、該原燃料タンクから抽出したメタノール水溶液をメ
タノール改質器の改質管に導入して燃料改質を行うとと
もに、原燃料タンクから抽出したメタノール水溶液の一
部を有機溶剤分離膜に通して高濃度のメタノールと水と
に分離し、ここで得たメタノールを燃焼用燃料としてメ
タノール改質器のバーナに供給するものとする。
【０００７】ここで、前記の有機溶剤分離膜には芳香族
ポリイミド中空糸膜が採用できる。また、前記燃料供給
装置の実施態様として、燃焼用燃料の供給ラインに有機
溶剤分離膜を通して得たメタノールを蓄えておくメタノ
ール・リザーバを備え、必要時に前記リザーバからメタ
ノール改質器のバーナにメタノールを供給する構成があ
る。
ポリイミド中空糸膜が採用できる。また、前記燃料供給
装置の実施態様として、燃焼用燃料の供給ラインに有機
溶剤分離膜を通して得たメタノールを蓄えておくメタノ
ール・リザーバを備え、必要時に前記リザーバからメタ
ノール改質器のバーナにメタノールを供給する構成があ
る。
【０００８】
【作用】前記の構成において、原燃料タンクから抽出し
たメタノール水溶液を気化して有機溶剤分離膜（芳香族
ポリイミド中空糸膜）に通すと高濃度なメタノールと水
蒸気とに分離される（なお、有機溶剤分離膜を使用した
脱水技術については既に国内で発表されて公知である）
ので、ここで得た高濃度なメタノールはそのままメタノ
ール改質器の燃焼用燃料として使用できる。
たメタノール水溶液を気化して有機溶剤分離膜（芳香族
ポリイミド中空糸膜）に通すと高濃度なメタノールと水
蒸気とに分離される（なお、有機溶剤分離膜を使用した
脱水技術については既に国内で発表されて公知である）
ので、ここで得た高濃度なメタノールはそのままメタノ
ール改質器の燃焼用燃料として使用できる。
【０００９】
【実施例】以下本発明の実施例を図１に基づいて説明す
る。なお、図中で図２と対応する部材には同じ符号が付
してある。すなわち、図１の実施例では、原燃料として
メタノールと水とを燃料改質に最適な比率で混合，調製
したメタノール水溶液が原燃料タンク８に収容して用意
されており、メタノール改質器２の改質管２ｂに対して
運転時には前記の原燃料タンク８から抽出したメタノー
ル水溶液がそのままポンプ９，燃料気化器６を経由して
供給される。
る。なお、図中で図２と対応する部材には同じ符号が付
してある。すなわち、図１の実施例では、原燃料として
メタノールと水とを燃料改質に最適な比率で混合，調製
したメタノール水溶液が原燃料タンク８に収容して用意
されており、メタノール改質器２の改質管２ｂに対して
運転時には前記の原燃料タンク８から抽出したメタノー
ル水溶液がそのままポンプ９，燃料気化器６を経由して
供給される。
【００１０】これに対して、改質器２のバーナ２ａと前
記原燃料タンク８との間には、ポンプ１０，燃料気化器
６，芳香族ポリイミド中空糸膜としてなる有機溶剤分離
膜を備えた有機溶剤分離器１１，メタノール蒸気を液に
戻す冷却器１２，メタノール・リザーバ１３，ポンプ１
４を含む燃焼用燃料の供給ライン１４が配管されてい
る。
記原燃料タンク８との間には、ポンプ１０，燃料気化器
６，芳香族ポリイミド中空糸膜としてなる有機溶剤分離
膜を備えた有機溶剤分離器１１，メタノール蒸気を液に
戻す冷却器１２，メタノール・リザーバ１３，ポンプ１
４を含む燃焼用燃料の供給ライン１４が配管されてい
る。
【００１１】そして、原燃料タンク８から抽出されたメ
タノール水溶液は、有機溶剤分離器１１の有機溶剤分離
膜を通じて高濃度なメタノールと水蒸気とに分離され、
ここで得たメタノールは液に復水した後に一旦メタノー
ル・リザーバ１３に貯留しておき、ここから必要時（例
えば発電装置の起動時など）にポンプ１４を経てメタノ
ール改質器２のバーナ２ａに供給される。また、前記し
た各ポンプの動力電源としては、燃料電池１で発電した
電力を使用するものとする。なお、図中で、符号１６は
電力変換用のインバータ１６、１７はポンプなどの補機
類に対する制御部を示す。
タノール水溶液は、有機溶剤分離器１１の有機溶剤分離
膜を通じて高濃度なメタノールと水蒸気とに分離され、
ここで得たメタノールは液に復水した後に一旦メタノー
ル・リザーバ１３に貯留しておき、ここから必要時（例
えば発電装置の起動時など）にポンプ１４を経てメタノ
ール改質器２のバーナ２ａに供給される。また、前記し
た各ポンプの動力電源としては、燃料電池１で発電した
電力を使用するものとする。なお、図中で、符号１６は
電力変換用のインバータ１６、１７はポンプなどの補機
類に対する制御部を示す。
【００１２】
【発明の効果】以上述べたように本発明による燃料電池
発電装置の燃料供給装置によれば、燃料電池の原燃料と
して用意したメタノール水溶液の一部を利用してメタノ
ール改質器の燃焼用燃料として支障なく使用することが
でき、これにより水の凍結に対する特別な防寒対策も必
要なく、かつメタノール改質器の燃焼用燃料を燃料電池
の原燃料と別タンクに分けて容易する必要がなく、保守
管理の面で有利な燃料供給装置が提供できる。
発電装置の燃料供給装置によれば、燃料電池の原燃料と
して用意したメタノール水溶液の一部を利用してメタノ
ール改質器の燃焼用燃料として支障なく使用することが
でき、これにより水の凍結に対する特別な防寒対策も必
要なく、かつメタノール改質器の燃焼用燃料を燃料電池
の原燃料と別タンクに分けて容易する必要がなく、保守
管理の面で有利な燃料供給装置が提供できる。
【図１】本発明実施例のシステムフロー図
【図２】従来における燃料電池発電装置のシステムフロ
ー図
ー図
１ 燃料電池 ２ メタノール改質器 ２ａ バーナ ２ｂ 改質管 ８ 原燃料タンク １１ 有機溶剤分離器 １３ メタノール・リザーバ
Claims (3)
- 【請求項１】メタノールを原燃料とし、メタノール改質
器にて改質した水素を燃料電池に供給して発電する燃料
電池発電装置において、所定の割合でメタノールと水を
混合したメタノール水溶液を原燃料タンクに貯留し、該
原燃料タンクから抽出したメタノール水溶液をメタノー
ル改質器の改質管に導入して燃料改質を行うとともに、
原燃料タンクから抽出したメタノール水溶液の一部を有
機溶剤分離膜に通して高濃度のメタノールと水とに分離
し、ここで得たメタノールを燃焼用燃料としてメタノー
ル改質器のバーナに供給することを特徴とする燃料電池
発電装置の燃料供給装置。 - 【請求項２】請求項１記載の燃料供給装置において、有
機溶剤分離膜が芳香族ポリイミド中空糸膜であることを
特徴とする燃料電池発電装置の燃料供給装置。 - 【請求項３】請求項１記載の燃料供給装置において、燃
焼用燃料の供給ラインに有機溶剤分離膜を通して得たメ
タノールを蓄えておくメタノール・リザーバを備え、必
要時に前記リザーバからメタノール改質器のバーナにメ
タノールを供給することを特徴とする燃料電池発電装置
の燃料供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3240054A JPH0582149A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 燃料電池発電装置の燃料供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3240054A JPH0582149A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 燃料電池発電装置の燃料供給装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582149A true JPH0582149A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17053797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3240054A Pending JPH0582149A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 燃料電池発電装置の燃料供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0582149A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10029468A1 (de) * | 1999-06-23 | 2001-04-12 | Daihatsu Motor Co Ltd | Brennstoffzellensystem |
| US6424442B1 (en) | 1994-09-03 | 2002-07-23 | International Business Machines Corporation | Optical transmitter and transceiver module for wireless data transmission |
| CN118637558A (zh) * | 2024-08-15 | 2024-09-13 | 中科嘉鸿(佛山市)新能源科技有限公司 | 一种甲醇重整制氢装置的燃料自动配比系统及方法 |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP3240054A patent/JPH0582149A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6424442B1 (en) | 1994-09-03 | 2002-07-23 | International Business Machines Corporation | Optical transmitter and transceiver module for wireless data transmission |
| DE10029468A1 (de) * | 1999-06-23 | 2001-04-12 | Daihatsu Motor Co Ltd | Brennstoffzellensystem |
| US6475655B1 (en) | 1999-06-23 | 2002-11-05 | Daihatsu Motor Co., Ltd. | Fuel cell system with hydrogen gas separation |
| KR100376660B1 (ko) * | 1999-06-23 | 2003-03-15 | 다이하쓰고교가부시키가이샤 | 연료 전지 시스템 |
| CN118637558A (zh) * | 2024-08-15 | 2024-09-13 | 中科嘉鸿(佛山市)新能源科技有限公司 | 一种甲醇重整制氢装置的燃料自动配比系统及方法 |
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