JPH0624128B2 - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
- Publication number
- JPH0624128B2 JPH0624128B2 JP61098783A JP9878386A JPH0624128B2 JP H0624128 B2 JPH0624128 B2 JP H0624128B2 JP 61098783 A JP61098783 A JP 61098783A JP 9878386 A JP9878386 A JP 9878386A JP H0624128 B2 JPH0624128 B2 JP H0624128B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- fuel cell
- fuel
- combustion
- cell power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
-
- 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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- Sustainable Energy (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
この発明は小形移動用電源として使用する燃料電池発電
装置、特にそのオフガス燃焼浄化装置の構成に関する。
装置、特にそのオフガス燃焼浄化装置の構成に関する。
例えばフォークリフト等に搭載する数KW級の小形燃料電
池発電システムでは通常燃料にメタノールを使用し、メ
タノールを改質器で水素リッチなガスに改質した後に燃
料電池へ送り込んで発電を行うとともに、一方では燃料
電池から排出される燃料オフガス燃焼浄化した上で大気
中に放出して環境保全を図るようにしている。このよう
に燃料にメタノールを使用することにより、天然ガス使
用の場合と比べてその改質温度を大幅に下げることがで
きる他、さらに脱硫装置，CO変成器を必要せずに改質系
の構成機器が少なくて済む等の利点がある。 ところで、前記のようにフォークリフト等の小形移動用
電源としてメタノール改質器を組み込んだ燃料電池発電
システムでは、負荷変動が激しく，かつ発電システムに
組み込んだブロア等の機械的追従性の限界から、急激な
負荷変動，あるいは燃料電池起動時にはメタノールの不
完全燃焼が生じ、燃料電池のオフガス中には未燃焼水素
ガス，メタノール，および中間酸化物であるホルムアル
デヒド等が混在して排出されるようになる。したがって
このような成分を含むオフガスの火炎燃焼法でガス浄化
しようとすると、空気に対して可燃成分が希薄過ぎる場
合には火炎燃焼が行えない等、燃焼範囲に大きな制約を
受ける。これに対して触媒燃焼法ではオフガスの希薄燃
焼も可能であり、かつその際の燃焼温度も低温であるの
でＮＯＸの生成量も少なくて済む等の利点がある。 ところで燃料電池，例えばりん酸型燃料電池では電池の
マトリックスに電解質としてりん酸が含浸保持されてお
り、このりん酸は電池の運転に伴い蒸発，飛散して燃料
オフガスとともに電池から逸出するようになる。このた
めに燃料電池のオフガス浄化に触媒燃料法を採用した場
合に、このままではオフガス中に混在するりん酸が触媒
バーナの触媒表面に付着して被毒し、触媒活性点へのガ
ス拡散を阻害するのみならず、触媒担体を変質させて燃
焼性能を劣化させる等の問題が派生する。このような問
題があることから、従来では燃料電池のオフガス浄化方
式に触媒バーナを直接適用することが困難であった。
池発電システムでは通常燃料にメタノールを使用し、メ
タノールを改質器で水素リッチなガスに改質した後に燃
料電池へ送り込んで発電を行うとともに、一方では燃料
電池から排出される燃料オフガス燃焼浄化した上で大気
中に放出して環境保全を図るようにしている。このよう
に燃料にメタノールを使用することにより、天然ガス使
用の場合と比べてその改質温度を大幅に下げることがで
きる他、さらに脱硫装置，CO変成器を必要せずに改質系
の構成機器が少なくて済む等の利点がある。 ところで、前記のようにフォークリフト等の小形移動用
電源としてメタノール改質器を組み込んだ燃料電池発電
システムでは、負荷変動が激しく，かつ発電システムに
組み込んだブロア等の機械的追従性の限界から、急激な
負荷変動，あるいは燃料電池起動時にはメタノールの不
完全燃焼が生じ、燃料電池のオフガス中には未燃焼水素
ガス，メタノール，および中間酸化物であるホルムアル
デヒド等が混在して排出されるようになる。したがって
このような成分を含むオフガスの火炎燃焼法でガス浄化
しようとすると、空気に対して可燃成分が希薄過ぎる場
合には火炎燃焼が行えない等、燃焼範囲に大きな制約を
受ける。これに対して触媒燃焼法ではオフガスの希薄燃
焼も可能であり、かつその際の燃焼温度も低温であるの
でＮＯＸの生成量も少なくて済む等の利点がある。 ところで燃料電池，例えばりん酸型燃料電池では電池の
マトリックスに電解質としてりん酸が含浸保持されてお
り、このりん酸は電池の運転に伴い蒸発，飛散して燃料
オフガスとともに電池から逸出するようになる。このた
めに燃料電池のオフガス浄化に触媒燃料法を採用した場
合に、このままではオフガス中に混在するりん酸が触媒
バーナの触媒表面に付着して被毒し、触媒活性点へのガ
ス拡散を阻害するのみならず、触媒担体を変質させて燃
焼性能を劣化させる等の問題が派生する。このような問
題があることから、従来では燃料電池のオフガス浄化方
式に触媒バーナを直接適用することが困難であった。
この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、燃
料電池から飛散逸出する電解質の阻害を受けることなく
メタノール改質器からの未燃メタノール，水素および中
間酸化物等の可燃成分を効率よく確実に燃焼させてガス
浄化が行えるようにした燃料電池発電装置、特にそのオ
フガズ燃焼浄化装置を提供することを目的とする。
料電池から飛散逸出する電解質の阻害を受けることなく
メタノール改質器からの未燃メタノール，水素および中
間酸化物等の可燃成分を効率よく確実に燃焼させてガス
浄化が行えるようにした燃料電池発電装置、特にそのオ
フガズ燃焼浄化装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、この発明は、マトリックス
を挟んで燃料電極と酸化剤電極とを有する燃料電池の前
記マトリックスに電解質としてりん酸を含浸保持してな
る燃料電池と、該燃料電池より排出される燃料オフガス
を燃焼浄化して大気中に放出するオフガス燃焼浄化装置
とを備えた燃料電池発電装置において、前記オフガス燃
焼浄化装置の本体容器内のオフガス出口側に触媒バーナ
を配設し、オフガス入口側であって前記触媒バーナの上
流側に、オフガス中に混在する前記電解質成分を取り除
く鉄製のメッシュスクリーンからなるワイヤデミスタを
配して構成することにより、燃焼触媒の被毒の原因とな
る燃料電池側から逸出する電解質を触媒バーナの前段で
除去し、オフガスを効率よく燃焼浄化できるようにした
ものである。
を挟んで燃料電極と酸化剤電極とを有する燃料電池の前
記マトリックスに電解質としてりん酸を含浸保持してな
る燃料電池と、該燃料電池より排出される燃料オフガス
を燃焼浄化して大気中に放出するオフガス燃焼浄化装置
とを備えた燃料電池発電装置において、前記オフガス燃
焼浄化装置の本体容器内のオフガス出口側に触媒バーナ
を配設し、オフガス入口側であって前記触媒バーナの上
流側に、オフガス中に混在する前記電解質成分を取り除
く鉄製のメッシュスクリーンからなるワイヤデミスタを
配して構成することにより、燃焼触媒の被毒の原因とな
る燃料電池側から逸出する電解質を触媒バーナの前段で
除去し、オフガスを効率よく燃焼浄化できるようにした
ものである。
第１図はこの発明の実施例によるオフガス燃焼浄化装置
の構成図、第２図は第１図の装置を組み込んだ燃料電池
発電システムの系統図を示すものであり、まず第２図に
おいて１は燃料電池、２はその前段に接続されたメタノ
ール改質器、３が燃料電池の燃料ガス排出側に接続され
たこの発明によるオフガス燃焼浄化装置であり、燃料電
池１から排出される燃料オフガスはオフガス燃焼浄化装
置３を通流する過程でその可燃成分が燃焼浄化されて大
気中に放出される。 ここで前記行オフガス燃焼浄化装置３の構成は第１図に
示すように、その両端にガス入口４，出口５が開口する
本体容器６と、該容器６内の出口側に収納配置された触
媒バーナ７と、触媒バーナ７の上流側にに近接して設置
したワイヤデミスタ８とから構成されている。ここで触
媒バーナ７はセラミックハニカムないしセラミック球体
としての触媒担体に高活性の白金系の燃焼触媒を担持し
て成る。一方、ワイヤデミスタ８は燃料電池側からオフ
ガスに混在して飛散して来たりん酸を触媒バーナ７の手
前で化学的反応により取り除くものであり、鉄線メッシ
ュのスクリーンを複数枚重ね合わせたワイヤデミスタと
して成る。例えば、TOKYO SPECIAL WIRE NETTING CO.,L
TD.製デミスタ（商品型名STYLE No.3311）を使用するこ
とができる。電解質であるりん酸は下記反応即ち、H3PO
4 ＋Fe→ FePO4＋3/2 H2により固体粉末状となり、ワイ
ヤメッシュ状のデミスタに付着除去される。 かかる構成により、燃料電池の運転時に燃料電池１の燃
料ガス室から排出されるオフガスは第２図に示したオフ
ガス燃焼浄化装置３の入口４から容器内に導入されたと
ころで、まずワイヤデミスタ８を通過する過程でオフガ
ス中に混在しているりん酸がワイヤデミスタと化学反応
して取り除かれる。これによりワイヤデミスタ８を通過
して触媒バーナ７に至るオフガス中には電解質成分が含
まれず、したがって触媒はりん酸による被毒を受けるこ
となく未燃焼メタノール，水素，ホルムアルデヒド等の
可燃成分を確実に触媒燃焼してオフガスを確実に浄化す
ることができるようになる。しかもワイヤデミスタ８
は、オフガスの整流体として触媒バーナ７へ向けてオフ
ガスを均等に分散配分するように働く他、さらに触媒バ
ーナ７に対する逆火防止材の役目を果たすので、触媒バ
ーナ７は局部的な過熱が生じることもなくオフガスを効
率よく，かつ逆火を防止して安全に触媒燃焼させること
ができる。しかもワイヤデミスタ８は触媒バーナ７とと
もに同じ容器６内に組み込んで構成したので装置を小形
コンパクトに構成できる等の利点も得られる。
の構成図、第２図は第１図の装置を組み込んだ燃料電池
発電システムの系統図を示すものであり、まず第２図に
おいて１は燃料電池、２はその前段に接続されたメタノ
ール改質器、３が燃料電池の燃料ガス排出側に接続され
たこの発明によるオフガス燃焼浄化装置であり、燃料電
池１から排出される燃料オフガスはオフガス燃焼浄化装
置３を通流する過程でその可燃成分が燃焼浄化されて大
気中に放出される。 ここで前記行オフガス燃焼浄化装置３の構成は第１図に
示すように、その両端にガス入口４，出口５が開口する
本体容器６と、該容器６内の出口側に収納配置された触
媒バーナ７と、触媒バーナ７の上流側にに近接して設置
したワイヤデミスタ８とから構成されている。ここで触
媒バーナ７はセラミックハニカムないしセラミック球体
としての触媒担体に高活性の白金系の燃焼触媒を担持し
て成る。一方、ワイヤデミスタ８は燃料電池側からオフ
ガスに混在して飛散して来たりん酸を触媒バーナ７の手
前で化学的反応により取り除くものであり、鉄線メッシ
ュのスクリーンを複数枚重ね合わせたワイヤデミスタと
して成る。例えば、TOKYO SPECIAL WIRE NETTING CO.,L
TD.製デミスタ（商品型名STYLE No.3311）を使用するこ
とができる。電解質であるりん酸は下記反応即ち、H3PO
4 ＋Fe→ FePO4＋3/2 H2により固体粉末状となり、ワイ
ヤメッシュ状のデミスタに付着除去される。 かかる構成により、燃料電池の運転時に燃料電池１の燃
料ガス室から排出されるオフガスは第２図に示したオフ
ガス燃焼浄化装置３の入口４から容器内に導入されたと
ころで、まずワイヤデミスタ８を通過する過程でオフガ
ス中に混在しているりん酸がワイヤデミスタと化学反応
して取り除かれる。これによりワイヤデミスタ８を通過
して触媒バーナ７に至るオフガス中には電解質成分が含
まれず、したがって触媒はりん酸による被毒を受けるこ
となく未燃焼メタノール，水素，ホルムアルデヒド等の
可燃成分を確実に触媒燃焼してオフガスを確実に浄化す
ることができるようになる。しかもワイヤデミスタ８
は、オフガスの整流体として触媒バーナ７へ向けてオフ
ガスを均等に分散配分するように働く他、さらに触媒バ
ーナ７に対する逆火防止材の役目を果たすので、触媒バ
ーナ７は局部的な過熱が生じることもなくオフガスを効
率よく，かつ逆火を防止して安全に触媒燃焼させること
ができる。しかもワイヤデミスタ８は触媒バーナ７とと
もに同じ容器６内に組み込んで構成したので装置を小形
コンパクトに構成できる等の利点も得られる。
以上述べたようにこの発明によれば、本体容器内の出口
側に触媒バーナを収容配置するとともに、層の上流入口
側にオフガス中に混在している電解質成分を取り除くワ
イヤデミスタを配してオフガス燃焼浄化装置を構成した
ことにより、燃料電池から飛散逸出する電解質が触媒バ
ーナに付着して被毒するのを防止して燃料オフガスを効
果的に燃焼浄化することができる。しかもワイヤデミス
タが触媒バーナに対して逆火防止並びにオフガスの整流
作用を与えるので安全，かつ効率よくオフガスの燃焼浄
化が行える等の降下を奏することができる。
側に触媒バーナを収容配置するとともに、層の上流入口
側にオフガス中に混在している電解質成分を取り除くワ
イヤデミスタを配してオフガス燃焼浄化装置を構成した
ことにより、燃料電池から飛散逸出する電解質が触媒バ
ーナに付着して被毒するのを防止して燃料オフガスを効
果的に燃焼浄化することができる。しかもワイヤデミス
タが触媒バーナに対して逆火防止並びにオフガスの整流
作用を与えるので安全，かつ効率よくオフガスの燃焼浄
化が行える等の降下を奏することができる。
第１図はこの発明の実施例によるオフガス燃焼浄化装置
の構成断面図、第２図は第１図の装置を組み込んだ燃料
電池発システムの系統図である。 各図において、 １：燃料電池、２：メタノール改質器、３：オフガス燃
焼浄化装置、６：本体容器、７：触媒バーナ、８：ワイ
ヤデミスタ。
の構成断面図、第２図は第１図の装置を組み込んだ燃料
電池発システムの系統図である。 各図において、 １：燃料電池、２：メタノール改質器、３：オフガス燃
焼浄化装置、６：本体容器、７：触媒バーナ、８：ワイ
ヤデミスタ。
Claims (1)
- 【請求項１】マトリックスを挟んで燃料電極と酸化剤電
極とを有する燃料電池の前記マトリックスに電解質とし
てりん酸を含浸保持してなる燃料電池と、該燃料電池よ
り排出される燃料オフガスを燃焼浄化して大気中に放出
するオフガス燃焼浄化装置とを備えた燃料電池発電装置
において、前記オフガス燃焼浄化装置は、本体容器内の
オフガス出口側に触媒バーナを配設し、オフガス入口側
であって前記触媒バーナの上流側に、オフガス中に混在
する前記電解質成分を取り除く鉄製のメッシュスクリー
ンからなるワイヤデミスタを配設して成るものであるこ
とを特徴とする燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61098783A JPH0624128B2 (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61098783A JPH0624128B2 (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | 燃料電池発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62254366A JPS62254366A (ja) | 1987-11-06 |
| JPH0624128B2 true JPH0624128B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=14228964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61098783A Expired - Lifetime JPH0624128B2 (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624128B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2656290B2 (ja) * | 1988-03-24 | 1997-09-24 | 株式会社東芝 | リン酸型燃料電池 |
| EP1411572A4 (en) * | 2001-07-26 | 2007-08-29 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | FUEL CELL SYSTEM |
| CN100429817C (zh) * | 2003-07-14 | 2008-10-29 | 日本电气株式会社 | 燃料电池体系,运行燃料电池的方法以及气体处理仪器 |
| JP4576856B2 (ja) * | 2004-03-12 | 2010-11-10 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システム |
| JP2018006066A (ja) * | 2016-06-29 | 2018-01-11 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池用システム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2125703A (en) * | 1982-08-30 | 1984-03-14 | United Technologies Corp | Device for removing electrolyte from electrochemical cell exhaust gases |
| JPS59115737A (ja) * | 1982-12-21 | 1984-07-04 | Babcock Hitachi Kk | 触媒燃焼式反応装置 |
-
1986
- 1986-04-28 JP JP61098783A patent/JPH0624128B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62254366A (ja) | 1987-11-06 |
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