JPH07118329B2 - 溶融炭酸塩型燃料電池用改質触媒 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池用改質触媒Info
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- JPH07118329B2 JPH07118329B2 JP61081458A JP8145886A JPH07118329B2 JP H07118329 B2 JPH07118329 B2 JP H07118329B2 JP 61081458 A JP61081458 A JP 61081458A JP 8145886 A JP8145886 A JP 8145886A JP H07118329 B2 JPH07118329 B2 JP H07118329B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば溶融炭酸塩形燃料電池発電システム
などにおいて炭化水素又はアルコール類を分解するため
に用いられる燃料電池用改質触媒に関するもので、特に
改質触媒の活性の長寿命化に関するものである。
などにおいて炭化水素又はアルコール類を分解するため
に用いられる燃料電池用改質触媒に関するもので、特に
改質触媒の活性の長寿命化に関するものである。
第２図は米国GRIレポートFCR−3522−２に示された溶融
炭酸塩形燃料電池を用いた外部改質方式による発電シス
テムの一例を示す構成図である。図において、（１）は
炭化水素又はアルコール類を含む燃料ガスを、水素及び
一酸化炭素を含む燃料ガスに変質せしめる改質器で、改
質反応管部分（1a）と加熱器部分（1b）より構成され
る。（２）は温度調節装置、（３）は溶融炭酸塩形燃料
電池、（４）は燃料ガスから余剰の水分を除去する温度
湿度調節装置、（５）は空気供給装置、（６）は熱交換
器である。
炭酸塩形燃料電池を用いた外部改質方式による発電シス
テムの一例を示す構成図である。図において、（１）は
炭化水素又はアルコール類を含む燃料ガスを、水素及び
一酸化炭素を含む燃料ガスに変質せしめる改質器で、改
質反応管部分（1a）と加熱器部分（1b）より構成され
る。（２）は温度調節装置、（３）は溶融炭酸塩形燃料
電池、（４）は燃料ガスから余剰の水分を除去する温度
湿度調節装置、（５）は空気供給装置、（６）は熱交換
器である。
また、第３図は内部改質方式の溶融炭酸塩形燃料電池の
構造を示す斜視的縦断面図である。
構造を示す斜視的縦断面図である。
図において、（７）は電解質層、（８）は燃料ガス側電
極、（９）は酸化ガス側電極であり、この電解質層
（７），燃料ガス側電極（８）及び酸化ガス側電極
（９）により燃料電池単体が形成される。（10）は燃料
ガス側電極（８）又は酸化ガス側電極（９）を支持する
ための集電板、（11）は複数の燃料電池単体を電気的に
直列に接続し、且つガス室を形成する不透気性のセパレ
ータ板である。（12）は上記ガス室において反応ガス流
路を形成すると共に電気的な接続を助けるガス流路形成
波板である。（13）は燃料ガス側のガス室に保持された
改質触媒である。なお、矢印Ａは燃料ガスの流れ方向を
示し、矢印Ｂは酸化ガスの流れ方向を示す。
極、（９）は酸化ガス側電極であり、この電解質層
（７），燃料ガス側電極（８）及び酸化ガス側電極
（９）により燃料電池単体が形成される。（10）は燃料
ガス側電極（８）又は酸化ガス側電極（９）を支持する
ための集電板、（11）は複数の燃料電池単体を電気的に
直列に接続し、且つガス室を形成する不透気性のセパレ
ータ板である。（12）は上記ガス室において反応ガス流
路を形成すると共に電気的な接続を助けるガス流路形成
波板である。（13）は燃料ガス側のガス室に保持された
改質触媒である。なお、矢印Ａは燃料ガスの流れ方向を
示し、矢印Ｂは酸化ガスの流れ方向を示す。
次に動作について説明する。
第２図において、炭化水素又はアルコール類を含む燃料
ガスは溶融炭酸塩形燃料電池（３）より排出された燃料
ガスの一部と共に改質器（１）の改質反応管部分（1a）
に供給される。ここで改質反応管部分（1a）には改質触
媒が充填されており、下式（１）〜（３）に示す改質反
応を促進し炭化水素又はアルコール類を分解し水素及び
一酸化炭素を生成する。
ガスは溶融炭酸塩形燃料電池（３）より排出された燃料
ガスの一部と共に改質器（１）の改質反応管部分（1a）
に供給される。ここで改質反応管部分（1a）には改質触
媒が充填されており、下式（１）〜（３）に示す改質反
応を促進し炭化水素又はアルコール類を分解し水素及び
一酸化炭素を生成する。
改質反応に必要な反応熱は溶融炭酸塩形燃料電池（３）
から排出された燃料ガスの残部を加熱器部分（1b）で燃
焼せしめることにより供給される。
から排出された燃料ガスの残部を加熱器部分（1b）で燃
焼せしめることにより供給される。
水素及び一酸化炭素を含む燃料ガスは温度調節装置
（２）で温度調節された後溶融炭酸塩形燃料電池（３）
の燃料ガス系に供給される。
（２）で温度調節された後溶融炭酸塩形燃料電池（３）
の燃料ガス系に供給される。
ここで溶融炭酸塩形燃料電池（３）は650℃程度で動作
する燃料電池で、同電池の燃料ガス側電極、酸化ガス側
電極においてそれぞれ次式に示すような反応を起こす。
する燃料電池で、同電池の燃料ガス側電極、酸化ガス側
電極においてそれぞれ次式に示すような反応を起こす。
燃料ガス側電極 H2＋CO3 2-→H2O＋CO2＋2e …（４） CO＋H2O→H2＋CO2 …（５） 酸化ガス側電極 1/2O2＋CO2＋2e→CO3 2- …（６） これらの化学・電気化学反応を通して燃料ガスの持つて
いる化学エネルギーが電気エネルギーと副生する熱エネ
ルギーとに変換される。
いる化学エネルギーが電気エネルギーと副生する熱エネ
ルギーとに変換される。
溶融炭酸塩形燃料電池（３）から排出された燃料ガスに
は反応式（４）の結果多量の水蒸気が含まれており、上
記燃料ガスの一部は改質反応式（１），（２），（３）
に必要な水蒸気を供給するため改質器（１）の改質反応
管部分（1a）に供給される。
は反応式（４）の結果多量の水蒸気が含まれており、上
記燃料ガスの一部は改質反応式（１），（２），（３）
に必要な水蒸気を供給するため改質器（１）の改質反応
管部分（1a）に供給される。
上記燃料ガスの残部は温度湿度調節装置（４）で余分の
水蒸気が除去された後昇温されて、空気供給装置（５）
により供給される空気と共に加熱器部分（1b）に供給さ
れる。ここで燃焼熱の過半は改質反応式（１），
（２），（３）に必要な反応熱として改質反応管部分
（1a）に与えられる。
水蒸気が除去された後昇温されて、空気供給装置（５）
により供給される空気と共に加熱器部分（1b）に供給さ
れる。ここで燃焼熱の過半は改質反応式（１），
（２），（３）に必要な反応熱として改質反応管部分
（1a）に与えられる。
完全に酸化された燃料ガスは空気供給装置（５）より供
給される空気とともに溶融炭酸塩形燃料電池（３）の酸
化ガス系に供給される。
給される空気とともに溶融炭酸塩形燃料電池（３）の酸
化ガス系に供給される。
酸化ガスの一部は溶融炭酸塩形燃料電池（３）の冷却を
行うために循環され、余剰の発生熱は熱交換器（６）を
通して外部にとり出される。
行うために循環され、余剰の発生熱は熱交換器（６）を
通して外部にとり出される。
ここで改質反応管部分（1a）に充填されている従来の改
質触媒は例えばLiAlO2,CeO2,MgOなどのような細孔構造
をなす多孔性無機物質の担体上に、触媒としての活性を
有する物質、例えばニツケルを担持させたものである。
このような改質触媒の活性は通常いくらかの経時変化又
は低下を示すが、これが大きい場合には定常的な発電シ
ステムの運転という観点から問題になる。このような活
性低下の一般的な原因としては次のようなものが挙げら
れる。
質触媒は例えばLiAlO2,CeO2,MgOなどのような細孔構造
をなす多孔性無機物質の担体上に、触媒としての活性を
有する物質、例えばニツケルを担持させたものである。
このような改質触媒の活性は通常いくらかの経時変化又
は低下を示すが、これが大きい場合には定常的な発電シ
ステムの運転という観点から問題になる。このような活
性低下の一般的な原因としては次のようなものが挙げら
れる。
担体が化学的又は構造的に変化し、細孔構造が変化
する。
する。
触媒の被毒 触媒の細孔が閉塞したり、又は活性点が他の物質に
覆われる。
覆われる。
第２図に示した発電システムにおいては溶融炭酸塩形燃
料電池（３）から排出された燃料ガスに含まれる水蒸気
をそのまま改質反応式（１），（２），（３）に必要な
水蒸気として有効に利用しており、この点が第２図に示
されたシステム構成の特長となつている。しかしながら
改質反応管部分（1a）に供給される燃料ガスには溶融炭
酸塩形燃料電池（３）の電解質層より蒸発した電解質、
例えばK2CO3,Li2CO3や電解質より生成した物質、例えば
KOH,LiOHを含んでおり、これが改質触媒の活性低下を促
進する。具体的には電解質又は電解質から生成した物質
と担体とが化学反応し、組成や細孔構造が変化すること
により活性低下を促したり、また改質触媒の微細な細孔
に凝縮したり触媒の活性点を覆うなどして、触媒の活性
低下を促す。
料電池（３）から排出された燃料ガスに含まれる水蒸気
をそのまま改質反応式（１），（２），（３）に必要な
水蒸気として有効に利用しており、この点が第２図に示
されたシステム構成の特長となつている。しかしながら
改質反応管部分（1a）に供給される燃料ガスには溶融炭
酸塩形燃料電池（３）の電解質層より蒸発した電解質、
例えばK2CO3,Li2CO3や電解質より生成した物質、例えば
KOH,LiOHを含んでおり、これが改質触媒の活性低下を促
進する。具体的には電解質又は電解質から生成した物質
と担体とが化学反応し、組成や細孔構造が変化すること
により活性低下を促したり、また改質触媒の微細な細孔
に凝縮したり触媒の活性点を覆うなどして、触媒の活性
低下を促す。
従つて、第２図に示されたシステム構成では改質触媒の
活性低下が大きく、燃料電池で生成した水蒸気の有効利
用という観点からは特長を持つた発電システムではある
が、発電システムの定常的な運転という観点からは問題
があつた。
活性低下が大きく、燃料電池で生成した水蒸気の有効利
用という観点からは特長を持つた発電システムではある
が、発電システムの定常的な運転という観点からは問題
があつた。
以上は炭化水素又はアルコール類を分解する改質器
（１）を溶融炭酸塩形燃料電池（３）の外部に設けた外
部改質方式の発電システムにおいて、従来の改質触媒を
用いた場合について説明を行つた。次の改質器を溶融炭
酸塩形燃料電池の内部に設けた内部改質方式の発電シス
テムにおいて従来の改質触媒を用いた場合について説明
する。
（１）を溶融炭酸塩形燃料電池（３）の外部に設けた外
部改質方式の発電システムにおいて、従来の改質触媒を
用いた場合について説明を行つた。次の改質器を溶融炭
酸塩形燃料電池の内部に設けた内部改質方式の発電シス
テムにおいて従来の改質触媒を用いた場合について説明
する。
第３図において、ガス流路形成波板（12）によつて形成
される燃料ガス流路に改質触媒（13）が充填されてい
る。改質触媒（13）は上記で用いられているものと同様
のものである。内部改質方式の溶融炭酸塩形燃料電池に
おいては、外部改質方式と比べ、改質触媒（13）が電解
質を含む電解質層（７）及び燃料ガス側電極（８）によ
り近接して設けられているため、先に述べた第２図に示
した外部改質方式の発電システムに比較して、電解質の
悪影響による改質触媒（13）の活性低下は更に大きい。
現状の内部改質方式の溶融炭酸塩形燃料電池の寿命は改
質触媒（13）の活性低下に大きく依存しており、現状で
は数千時間から一万時間前後となつている。
される燃料ガス流路に改質触媒（13）が充填されてい
る。改質触媒（13）は上記で用いられているものと同様
のものである。内部改質方式の溶融炭酸塩形燃料電池に
おいては、外部改質方式と比べ、改質触媒（13）が電解
質を含む電解質層（７）及び燃料ガス側電極（８）によ
り近接して設けられているため、先に述べた第２図に示
した外部改質方式の発電システムに比較して、電解質の
悪影響による改質触媒（13）の活性低下は更に大きい。
現状の内部改質方式の溶融炭酸塩形燃料電池の寿命は改
質触媒（13）の活性低下に大きく依存しており、現状で
は数千時間から一万時間前後となつている。
なお、従来の一般的な改質触媒の製造方法は英国特許11
82829号に記載されている。
82829号に記載されている。
このように溶融炭酸塩形燃料電池発電システムにおいて
長期に安定した運転を行うためには電解質蒸気に対して
活性低下の少ない改質触媒（13）を開発する必要があつ
た。
長期に安定した運転を行うためには電解質蒸気に対して
活性低下の少ない改質触媒（13）を開発する必要があつ
た。
従来の改質触媒は、以上述べたように溶融炭酸塩型燃料
電池から発生した電解質又は電解質から生成した物質に
触れると触媒活性が低下するため、従来の改質触媒を用
いた溶融炭酸塩型燃料電池発電システムにおいては改質
触媒の活性低下が起こり、長期にわたり安定した運転を
行えないという問題点があつた。
電池から発生した電解質又は電解質から生成した物質に
触れると触媒活性が低下するため、従来の改質触媒を用
いた溶融炭酸塩型燃料電池発電システムにおいては改質
触媒の活性低下が起こり、長期にわたり安定した運転を
行えないという問題点があつた。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、電解質又は電解質から生成した物質を含む
燃料ガスにさらされても活性低下を防ぎ、長期にわたつ
て安定に動作できる溶融炭酸塩型燃料電池用改質触媒を
得ることを目的とする。
れたもので、電解質又は電解質から生成した物質を含む
燃料ガスにさらされても活性低下を防ぎ、長期にわたつ
て安定に動作できる溶融炭酸塩型燃料電池用改質触媒を
得ることを目的とする。
この発明に係る溶融炭酸塩型燃料電池用改質触媒は、炭
化水素又はアルコール類を含む燃料ガスを、水素及び一
酸化炭素を含む燃料ガスに変質させる触媒活性物質並び
に燃料電池の電解質又は電解質から生成した物質を除去
する電解質除去物質を備えたものである。
化水素又はアルコール類を含む燃料ガスを、水素及び一
酸化炭素を含む燃料ガスに変質させる触媒活性物質並び
に燃料電池の電解質又は電解質から生成した物質を除去
する電解質除去物質を備えたものである。
この発明における改質触媒の電解質除去物質は、燃料ガ
スに含まれる電解質又は電解質から生成した物質を燃料
ガスにより優先的に除去する。従つて改質触媒の触媒活
性物質には清浄な燃料ガスが供給されることになり、電
解質の影響による活性低下は防止される。
スに含まれる電解質又は電解質から生成した物質を燃料
ガスにより優先的に除去する。従つて改質触媒の触媒活
性物質には清浄な燃料ガスが供給されることになり、電
解質の影響による活性低下は防止される。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例による粒状の改質触媒を示す構
成図である。図において、（14）は触媒担体で、例えば
LiAlO2,CeO2,MgOなどの細孔構造をなす多孔性無機物
質、（15）は触媒活性物質で、例えばニツケル、（16）
は多孔構造よりなる電解質除去物質で、例えばケイ素の
酸化物であるシリカである。多孔性無機物質（14）と触
媒活性物質（15）とで触媒活性物質部を構成している。
図はこの発明の一実施例による粒状の改質触媒を示す構
成図である。図において、（14）は触媒担体で、例えば
LiAlO2,CeO2,MgOなどの細孔構造をなす多孔性無機物
質、（15）は触媒活性物質で、例えばニツケル、（16）
は多孔構造よりなる電解質除去物質で、例えばケイ素の
酸化物であるシリカである。多孔性無機物質（14）と触
媒活性物質（15）とで触媒活性物質部を構成している。
第１図に示すように、この実施例による改質触媒は触媒
担体（14）及び触媒担体（14）に担持された触媒活性物
質（15）からなる部分と、燃料ガスに含まれる電解質又
は電解質から生成した物質を上記燃料ガスより除去する
機能を有する電解質除去物質（16）からなる部分とから
構成され、電解質除去物質（16）は表面層に設けられて
いる。即ち、触媒担体（14）と触媒活性物質（15）とで
構成される触媒活性物質部を包囲するように電解質除去
物質（16）が設けられている。電解質除去物質（16）で
触媒活性物質部の全体を被覆するように包囲してもよい
し、触媒活性物質部の一部分を包囲してもよい。燃料ガ
スに含まれる炭化水素又はアルコール類、及び水蒸気な
どは電解質又は電解質より生成した物質と共に改質触媒
（13）の表面から内部に向かつて電解質除去物質（16）
の細孔内を拡散してゆく。ここで電解質除去物質（16）
の空隙率は例えば40％程度で構成し、且つ電解質又は電
解質より生成した物質と反応性の高い物質で、電解質又
は電解質より生成した物質と化学反応や吸着反応を行う
ことにより電解質又は電解質より生成した物質を燃料ガ
スより除去する。この場合の電解質とは、アルカリ金属
炭酸塩及びアルカリ金属炭酸塩の蒸気であり、K2CO3,Li
2CO3などである。また、電解質より生成した物質とは、
アルカリ金属水酸化物で、例えばKOH,LiOHなどである。
さらに、電解質除去物質とは具体的には、例えばケイ素
の酸化物であるシリカは電解質と化学的に反応してケイ
酸塩を形成することにより電解質を燃料ガスから除去す
る。
担体（14）及び触媒担体（14）に担持された触媒活性物
質（15）からなる部分と、燃料ガスに含まれる電解質又
は電解質から生成した物質を上記燃料ガスより除去する
機能を有する電解質除去物質（16）からなる部分とから
構成され、電解質除去物質（16）は表面層に設けられて
いる。即ち、触媒担体（14）と触媒活性物質（15）とで
構成される触媒活性物質部を包囲するように電解質除去
物質（16）が設けられている。電解質除去物質（16）で
触媒活性物質部の全体を被覆するように包囲してもよい
し、触媒活性物質部の一部分を包囲してもよい。燃料ガ
スに含まれる炭化水素又はアルコール類、及び水蒸気な
どは電解質又は電解質より生成した物質と共に改質触媒
（13）の表面から内部に向かつて電解質除去物質（16）
の細孔内を拡散してゆく。ここで電解質除去物質（16）
の空隙率は例えば40％程度で構成し、且つ電解質又は電
解質より生成した物質と反応性の高い物質で、電解質又
は電解質より生成した物質と化学反応や吸着反応を行う
ことにより電解質又は電解質より生成した物質を燃料ガ
スより除去する。この場合の電解質とは、アルカリ金属
炭酸塩及びアルカリ金属炭酸塩の蒸気であり、K2CO3,Li
2CO3などである。また、電解質より生成した物質とは、
アルカリ金属水酸化物で、例えばKOH,LiOHなどである。
さらに、電解質除去物質とは具体的には、例えばケイ素
の酸化物であるシリカは電解質と化学的に反応してケイ
酸塩を形成することにより電解質を燃料ガスから除去す
る。
電解質及び電解質から生成した物質が除去された清浄な
燃料ガスは更に細孔内を拡散し、触媒担体（14）及び触
媒活性物質（15）において改質反応式（１），（２），
（３）を行う。従って、この実施例による改質触媒にお
いて、触媒としての活性を保持する触媒担体（14）及び
触媒活性物質（15）は、燃料ガスに含まれる電解質又は
電解質より生成した物質から電解質除去物質（16）によ
つて保護されており、電解質による活性低下を小さく抑
えることができる。
燃料ガスは更に細孔内を拡散し、触媒担体（14）及び触
媒活性物質（15）において改質反応式（１），（２），
（３）を行う。従って、この実施例による改質触媒にお
いて、触媒としての活性を保持する触媒担体（14）及び
触媒活性物質（15）は、燃料ガスに含まれる電解質又は
電解質より生成した物質から電解質除去物質（16）によ
つて保護されており、電解質による活性低下を小さく抑
えることができる。
このような電解質除去物質（16）の改質触媒（13）に占
める割合は、改質触媒（13）全体の活性という観点から
は必要最小限に抑えるのが望ましい。また反応ガスの拡
散という観点からは多孔構造であるのが望ましい。
める割合は、改質触媒（13）全体の活性という観点から
は必要最小限に抑えるのが望ましい。また反応ガスの拡
散という観点からは多孔構造であるのが望ましい。
例えば、MgOを触媒担体（14）,Niを触媒活性物質（16）
とする従来の改質触媒においては、運転中に付着した電
解質又は電解質から生成した物質の量が例えば２〜３％
程度を越えると触媒活性の低下が顕著になると言われて
いる。発電システムの総運転時間を40,000時間程度と考
えると、触媒担体（14）及び触媒活性物質（15）への電
解質の付着量を２〜３％程度に抑えるためには、電解質
除去物質（16）の材料としてシリカを用いる場合20重量
パーセント程度のシリカが電解質除去物質（16）として
必要である。第１図に示されたような改質触媒（13）
は、例えば従来の改質触媒の表面部分にシリカなどによ
る電解質除去物質（16）の層を形成することにより得ら
れる。電解質除去物質（16）の層を形成する具体的な手
法としては、若干の水分で湿らせた又はバインダ材料を
含ませたシリカを従来の改質触媒表面にまぶし、その後
乾燥・焼成すればよい。また、シリカとバインダと溶媒
よりなる懸濁液を噴霧塗布や含浸などの手法により従来
の改質触媒の方面に付着せしめ、しかる後に乾燥・焼成
を行うという方法などが挙げられる。この実施例による
粒状の改質触媒（13）を第２図に示した外部改質方式の
発電システムにおける改質器（１）に適用する場合、従
来の一般的手法に従って、改質触媒（13）を改質反応管
部分（1a）に複数個、例えばランダムに充填すればよ
い。その結果、電解質または電解質から生成した物質を
含む燃料ガスから、電解質または電解質から生成した物
質を除去でき、安定した改質反応を進行させることがで
きる。
とする従来の改質触媒においては、運転中に付着した電
解質又は電解質から生成した物質の量が例えば２〜３％
程度を越えると触媒活性の低下が顕著になると言われて
いる。発電システムの総運転時間を40,000時間程度と考
えると、触媒担体（14）及び触媒活性物質（15）への電
解質の付着量を２〜３％程度に抑えるためには、電解質
除去物質（16）の材料としてシリカを用いる場合20重量
パーセント程度のシリカが電解質除去物質（16）として
必要である。第１図に示されたような改質触媒（13）
は、例えば従来の改質触媒の表面部分にシリカなどによ
る電解質除去物質（16）の層を形成することにより得ら
れる。電解質除去物質（16）の層を形成する具体的な手
法としては、若干の水分で湿らせた又はバインダ材料を
含ませたシリカを従来の改質触媒表面にまぶし、その後
乾燥・焼成すればよい。また、シリカとバインダと溶媒
よりなる懸濁液を噴霧塗布や含浸などの手法により従来
の改質触媒の方面に付着せしめ、しかる後に乾燥・焼成
を行うという方法などが挙げられる。この実施例による
粒状の改質触媒（13）を第２図に示した外部改質方式の
発電システムにおける改質器（１）に適用する場合、従
来の一般的手法に従って、改質触媒（13）を改質反応管
部分（1a）に複数個、例えばランダムに充填すればよ
い。その結果、電解質または電解質から生成した物質を
含む燃料ガスから、電解質または電解質から生成した物
質を除去でき、安定した改質反応を進行させることがで
きる。
先に第３図に示したように、内部改質方式の溶媒炭酸塩
形燃料電池においては改質触媒（13）は、外部改質方式
に比較してよりきびしい状態で電解質又は電解質から生
成した物質を含んだ雰囲気にさらされる。従つて内部改
質方式の溶融炭酸塩形燃料電池にこの発明による改質触
媒（13）を利用すれば、更に大きな効果が得られる。こ
のことは具体的には第３図における改質触媒（13）とし
て第１図に示された改質触媒（13）を用いることにより
達成される。
形燃料電池においては改質触媒（13）は、外部改質方式
に比較してよりきびしい状態で電解質又は電解質から生
成した物質を含んだ雰囲気にさらされる。従つて内部改
質方式の溶融炭酸塩形燃料電池にこの発明による改質触
媒（13）を利用すれば、更に大きな効果が得られる。こ
のことは具体的には第３図における改質触媒（13）とし
て第１図に示された改質触媒（13）を用いることにより
達成される。
なお、上記実施例では担体（14）より安全な触媒設計と
いう観点からは、電解質又は電解質から生成した物質と
は反応性の乏しい物質、例えば、LiAlO2,CeO2,MgOなど
を選択するのが望ましい。
いう観点からは、電解質又は電解質から生成した物質と
は反応性の乏しい物質、例えば、LiAlO2,CeO2,MgOなど
を選択するのが望ましい。
また、上記実施例では触媒活性物質（15）が触媒担体
（14）にのみ担持されているものを示したが、電解質除
去物質（16）に担持されていてもよい。
（14）にのみ担持されているものを示したが、電解質除
去物質（16）に担持されていてもよい。
さらに、触媒活性物質（15）が担体で担持しなくても安
定であれば、改質触媒（13）を触媒活性物質（15）と電
解質除去物質（16）のみで構成することができる。
定であれば、改質触媒（13）を触媒活性物質（15）と電
解質除去物質（16）のみで構成することができる。
また、電解質除去物質（16）はケイ素の酸化物であるシ
リカに限らず、ケイ素・アルミニウム及びクロムのうち
の少なくともいずれか１種の化合物、即ち酸化物，炭酸
塩，水酸化物などで構成することもできる。
リカに限らず、ケイ素・アルミニウム及びクロムのうち
の少なくともいずれか１種の化合物、即ち酸化物，炭酸
塩，水酸化物などで構成することもできる。
また、上記実施例では電解質除去物質（16）は多孔構造
で、その空隙率を40％程度として構成しているが、これ
に限るものではない。しかし、燃料ガスの改質触媒（1
3）内への拡散の点から触媒活性物質（15）又は担体（1
4）で構成される部分の空隙率と同程度あるいはそれよ
り大きい方が望ましい。
で、その空隙率を40％程度として構成しているが、これ
に限るものではない。しかし、燃料ガスの改質触媒（1
3）内への拡散の点から触媒活性物質（15）又は担体（1
4）で構成される部分の空隙率と同程度あるいはそれよ
り大きい方が望ましい。
以上のように、この発明によれば、炭化水素又はアルコ
ール類を含む燃料ガスを、水素及び一酸化炭素を含む燃
料ガスに変質させる触媒活性物質並びに溶融炭酸塩型燃
料電池の電解質又は電解質から生成した物質を除去する
電解質除去物質を備えることにより、触媒活性物質を電
解質又は電解質より生成した物質から保護し、電解質の
汚染による活性低下を防止できる。この結果、本発明に
よる溶融炭酸塩型燃料電池用改質触媒は、燃料電池の燃
料排ガスを改質反応ガスとして受け入れ動作する改質反
応器用の改質触媒として、あるいは内部改質型溶融炭酸
塩型燃料電池用の内部改質触媒として、長期にわたって
安定して動作できる効果がある。
ール類を含む燃料ガスを、水素及び一酸化炭素を含む燃
料ガスに変質させる触媒活性物質並びに溶融炭酸塩型燃
料電池の電解質又は電解質から生成した物質を除去する
電解質除去物質を備えることにより、触媒活性物質を電
解質又は電解質より生成した物質から保護し、電解質の
汚染による活性低下を防止できる。この結果、本発明に
よる溶融炭酸塩型燃料電池用改質触媒は、燃料電池の燃
料排ガスを改質反応ガスとして受け入れ動作する改質反
応器用の改質触媒として、あるいは内部改質型溶融炭酸
塩型燃料電池用の内部改質触媒として、長期にわたって
安定して動作できる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による改質触媒を示す構成
図、第２図は一般的な溶融炭酸塩形燃料電池を用いた外
部改質方式による発電システムの構成図、第３図は一般
的な内部改質方式の溶融炭酸塩形燃料電池の構造を示す
斜視的縦断面図である。 （13）……改質触媒、（15）……触媒活性物質、（16）
……電解質除去物質 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
図、第２図は一般的な溶融炭酸塩形燃料電池を用いた外
部改質方式による発電システムの構成図、第３図は一般
的な内部改質方式の溶融炭酸塩形燃料電池の構造を示す
斜視的縦断面図である。 （13）……改質触媒、（15）……触媒活性物質、（16）
……電解質除去物質 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−24167（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−24170（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−269856（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−25782（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭57−7536（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】多孔性の担体と、この担体に保持された触
媒活性物質とを備え、炭化水素またはアルコール類を含
む燃料ガスを水素および一酸化炭素を含む燃料ガスに改
質する触媒活性物質部、並びに上記触媒活性物質部を包
囲するように設けられ、多孔構造をなし、溶融炭酸塩型
燃料電池の電解質であるアルカリ金属炭酸塩および／ま
たは上記電解質から生成した物質であるアルカリ金属水
酸化物と反応性を有する電解質除去物質を備え、上記ア
ルカリ金属炭酸塩およびアルカリ金属水酸化物を含む燃
料ガス中で動作する粒状の溶融炭酸塩型燃料電池用改質
触媒。 - 【請求項２】電解質除去物質は、ケイ素、アルミニウム
およびクロムのうち少なくとも一種の酸化物または水酸
化物を主成分とすることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の溶融炭酸塩型燃料電池用改質触媒。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61081458A JPH07118329B2 (ja) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | 溶融炭酸塩型燃料電池用改質触媒 |
| US07/034,716 US4774152A (en) | 1986-04-07 | 1987-04-06 | Reforming catalyst for fuel cells |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61081458A JPH07118329B2 (ja) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | 溶融炭酸塩型燃料電池用改質触媒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62237677A JPS62237677A (ja) | 1987-10-17 |
| JPH07118329B2 true JPH07118329B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=13746958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61081458A Expired - Fee Related JPH07118329B2 (ja) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | 溶融炭酸塩型燃料電池用改質触媒 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4774152A (ja) |
| JP (1) | JPH07118329B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2595579B2 (ja) * | 1987-11-13 | 1997-04-02 | 石川島播磨重工業株式会社 | 溶融炭酸塩型燃料電池の発電装置 |
| US4898792A (en) * | 1988-12-07 | 1990-02-06 | Westinghouse Electric Corp. | Electrochemical generator apparatus containing modified high temperature insulation and coated surfaces for use with hydrocarbon fuels |
| JPH03210774A (ja) * | 1990-01-11 | 1991-09-13 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 内部改質方式溶融炭酸塩型燃料電池 |
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| DK175723B1 (da) * | 1995-03-20 | 2005-02-07 | Topsoe Haldor As | Fremgangsmåde til fremstilling af elektrisk energi i en höjtemperaturbrændselscelle |
| DE19519847C1 (de) * | 1995-05-31 | 1997-01-23 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Anodensubstrat für eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle |
| US5660941A (en) * | 1996-06-19 | 1997-08-26 | Energy Research Corporation | Catalyst assembly for internal reforming fuel cell |
| US6890677B2 (en) * | 1999-05-06 | 2005-05-10 | Sandia Corporation | Fuel cell and membrane |
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| CN1439032A (zh) | 2000-06-02 | 2003-08-27 | Sri国际公司 | 聚合物组合物 |
| ATE400904T1 (de) | 2001-06-01 | 2008-07-15 | Polyfuel Inc | Austauschbare brennstoffpatrone, brennstoffzellenaggregat mit besagter brennstoffpatrone für tragbare elektronische geräte und entsprechendes gerät |
| US7316855B2 (en) | 2001-06-01 | 2008-01-08 | Polyfuel, Inc. | Fuel cell assembly for portable electronic device and interface, control, and regulator circuit for fuel cell powered electronic device |
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| CN101063430A (zh) * | 2006-04-26 | 2007-10-31 | 黄诗炎 | 一种汽车油路催化节油器 |
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| KR101604616B1 (ko) | 2014-07-07 | 2016-04-01 | 한국과학기술연구원 | 용융탄산염 연료전지용 직접 개질 촉매, 그 제조 방법 및 용융탄산염 전해질에 대한 젖음성 조절을 통한 용융탄산염 연료전지용 직접 개질 촉매의 장기 안정성 향상 방법 |
| EP3443607B1 (en) | 2016-04-11 | 2025-12-17 | Fuelcell Energy, Inc. | Supported nickel catalysts used as direct internal reforming catalyst in molten carbonate fuel cells |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4725782B2 (ja) | 2005-08-05 | 2011-07-13 | アイシン精機株式会社 | ルーフレール支持脚及びルーフレール |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4182795A (en) * | 1978-07-10 | 1980-01-08 | Energy Research Corporation | Fuel cell thermal control and reforming of process gas hydrocarbons |
| US4365007A (en) * | 1981-06-12 | 1982-12-21 | Energy Research Corporation | Fuel cell with internal reforming |
| JPS6124170A (ja) * | 1984-07-13 | 1986-02-01 | Mitsubishi Electric Corp | 溶融炭酸塩形燃料電池 |
| JPH081810B2 (ja) * | 1985-02-20 | 1996-01-10 | 三菱電機株式会社 | 内部改質形溶融炭酸塩形燃料電池 |
-
1986
- 1986-04-07 JP JP61081458A patent/JPH07118329B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-04-06 US US07/034,716 patent/US4774152A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4725782B2 (ja) | 2005-08-05 | 2011-07-13 | アイシン精機株式会社 | ルーフレール支持脚及びルーフレール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4774152A (en) | 1988-09-27 |
| JPS62237677A (ja) | 1987-10-17 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |