JPS6119073A - 溶融炭酸塩形燃料電池システム - Google Patents
溶融炭酸塩形燃料電池システムInfo
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- JPS6119073A JPS6119073A JP59140973A JP14097384A JPS6119073A JP S6119073 A JPS6119073 A JP S6119073A JP 59140973 A JP59140973 A JP 59140973A JP 14097384 A JP14097384 A JP 14097384A JP S6119073 A JPS6119073 A JP S6119073A
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- fuel gas
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- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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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】
〔発明の技術分野〕
この発明は、溶融炭酸塩形燃料電池システムに関し、特
に発電効率の改善に関するものである。
に発電効率の改善に関するものである。
第１図は従来の溶融炭酸塩形燃料電池を一部断面で示す
平面図であり、（１）は溶融炭酸塩形燃料電池（以下燃
料電池と称す）、（２ａ）、（２ｂ）は燃料電池（１）
に酸化ガスをそれぞれ供給、排出するための酸化ガス入
口マニホルド、酸化ガス出口マニホルド、（３ａ） 、
（３ｂ）は燃料電池（１）に燃料ガスをそれぞれ供給
、排出するための燃料ガス入口マニホルド、燃料ガス出
口マニホルドである。図中、矢印Ａは酸化ガスの流れ方
向を示し、矢印Ｂは燃料ガスの流れ方向を示す。
平面図であり、（１）は溶融炭酸塩形燃料電池（以下燃
料電池と称す）、（２ａ）、（２ｂ）は燃料電池（１）
に酸化ガスをそれぞれ供給、排出するための酸化ガス入
口マニホルド、酸化ガス出口マニホルド、（３ａ） 、
（３ｂ）は燃料電池（１）に燃料ガスをそれぞれ供給
、排出するための燃料ガス入口マニホルド、燃料ガス出
口マニホルドである。図中、矢印Ａは酸化ガスの流れ方
向を示し、矢印Ｂは燃料ガスの流れ方向を示す。
次に動作について説明する。溶融炭酸塩形燃料電池（１
）は例えば６５０℃前後で動作する燃料電池積層体を１
個又は複数個積層して構成されたもので、燃料ガスを燃
料ガス入口マニホルド（３ａ）よす供給し、酸化ガスを
酸化ガス入口マニホルド（２ａ）より供給すると、両ガ
スは燃料電池（１）内を十字流形式で流れる間に燃料ガ
ス側電極及び酸化ガス側電極においてそれぞれ次に示す
ような化学又は電気化学反応を行なう。
）は例えば６５０℃前後で動作する燃料電池積層体を１
個又は複数個積層して構成されたもので、燃料ガスを燃
料ガス入口マニホルド（３ａ）よす供給し、酸化ガスを
酸化ガス入口マニホルド（２ａ）より供給すると、両ガ
スは燃料電池（１）内を十字流形式で流れる間に燃料ガ
ス側電極及び酸化ガス側電極においてそれぞれ次に示す
ような化学又は電気化学反応を行なう。
燃料ガス側電極
Ｈ２＋ＣＯニー −＋ Ｈ，０＋ ＣＯ２＋ ２ｅ
−（１）ＣＯ＋ Ｈ２０→Ｈ，十ＣＯ□ −
（２）酸化ガス側電極 ＣＯ２＋ＴＯ２＋２ｅ −＋ ｃｏ、 （
３）上記に示すように、両電極により水素及び−酸化炭
素の持つ化学エネルギを電気エネルギと副生ずる熱エネ
ルギとに変換する。
−（１）ＣＯ＋ Ｈ２０→Ｈ，十ＣＯ□ −
（２）酸化ガス側電極 ＣＯ２＋ＴＯ２＋２ｅ −＋ ｃｏ、 （
３）上記に示すように、両電極により水素及び−酸化炭
素の持つ化学エネルギを電気エネルギと副生ずる熱エネ
ルギとに変換する。
この後、反応した燃料ガスは燃料ガス出口マニホルド（
３ｂ）より排出され、反応した酸化ガスは酸化ガス出口
マニホルドａｂ＞より排出される。
３ｂ）より排出され、反応した酸化ガスは酸化ガス出口
マニホルドａｂ＞より排出される。
従って燃料電池（１）から定常的に電気出力を得るには
燃料ガスと酸化ガスを連続して燃料電池（１）に供給す
ることが必要である。
燃料ガスと酸化ガスを連続して燃料電池（１）に供給す
ることが必要である。
この燃料電池（１）を組込んだ溶融炭酸塩形燃料電池シ
ステムにおいて、式（１）及び（２）に示されるように
燃料電池（１）で直接燃料ガスとして利用できる物質は
水素及び−酸化炭素であるため、炭化水素や石炭などを
一次燃料とする場合には、燃料処理装置でそれらの一次
燃料を水素及び−酸化炭素を主成分とする燃料ガスに変
質した後、燃料電池（１）に供給している。しかし、燃
料処理装置で炭化水素や石炭などのすべてが分解される
のではなく、未分解の炭化水素などは燃料電池（１）に
供給され、未利用のまま燃料ガス出口マニホルド（あ）
から排出される。この未分解の炭化水素などの量が大き
い場合には、この燃料電池（１）を用いたシステムの発
電効率の低下をもたらし、問題であった。従って、溶融
炭酸塩形燃料電池システムにおいて望ましい燃料処理装
置は、その出口燃料ガス中の残存炭化水素の少ないもの
に限られ、またその運転条件も相対的に炭化水素の分解
を促進する高温、低圧に限られていた。
ステムにおいて、式（１）及び（２）に示されるように
燃料電池（１）で直接燃料ガスとして利用できる物質は
水素及び−酸化炭素であるため、炭化水素や石炭などを
一次燃料とする場合には、燃料処理装置でそれらの一次
燃料を水素及び−酸化炭素を主成分とする燃料ガスに変
質した後、燃料電池（１）に供給している。しかし、燃
料処理装置で炭化水素や石炭などのすべてが分解される
のではなく、未分解の炭化水素などは燃料電池（１）に
供給され、未利用のまま燃料ガス出口マニホルド（あ）
から排出される。この未分解の炭化水素などの量が大き
い場合には、この燃料電池（１）を用いたシステムの発
電効率の低下をもたらし、問題であった。従って、溶融
炭酸塩形燃料電池システムにおいて望ましい燃料処理装
置は、その出口燃料ガス中の残存炭化水素の少ないもの
に限られ、またその運転条件も相対的に炭化水素の分解
を促進する高温、低圧に限られていた。
従来の溶融炭酸塩形燃料電池システムは以上のように構
成されているので、炭化水素を直接燃料として利用でき
ないため、炭化水素を含んだ燃料ガスを使用する場合に
はシステムの発電効率が低下していた０また、この低下
を少なくするため、燃料電池に燃料ガスを供給する前に
燃料ガスを処理する燃料処理装置は、その出口燃料ガス
中の残存炭化水素の少ないものに限定されていた。さら
にこの燃料処理装置の運転条件も相対的に高温。
成されているので、炭化水素を直接燃料として利用でき
ないため、炭化水素を含んだ燃料ガスを使用する場合に
はシステムの発電効率が低下していた０また、この低下
を少なくするため、燃料電池に燃料ガスを供給する前に
燃料ガスを処理する燃料処理装置は、その出口燃料ガス
中の残存炭化水素の少ないものに限定されていた。さら
にこの燃料処理装置の運転条件も相対的に高温。
低圧に限られてしまい狭い運転範囲の燃料処理装置しか
適用できないという欠点があった。
適用できないという欠点があった。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、燃料ガスと酸化ガスが供給され電
気化学反応を起す上流側燃料電池、触媒を有し、上流側
燃料電池で電気化学反応を起し排出された燃料ガスを導
入し、この燃料ガスを改質する改質器、改質された燃料
ガスが供給されると共に酸化ガスが供給され電気化学反
応を起す下流側燃料電池、並びに上流側電池及び下流側
燃料電池の少くともいずれか一方の排出された酸化ガス
を改質器に供給し、改質器に熱を与える熱供給手段を備
えることによシ、上流側燃料電池から排出される燃料ガ
スを改質器で改質して、下流側燃料電池に再び燃料ガス
として供給して発電効率の低下を低減できると共に、こ
の改質器は燃料電池で副生する熱を利用して燃料ガスを
効率よく改質でき、さらに望ましい燃料処理装置の範囲
が広い＃ｄ炭酸塩形燃料電池システムを提供することを
目的としている。
めになされたもので、燃料ガスと酸化ガスが供給され電
気化学反応を起す上流側燃料電池、触媒を有し、上流側
燃料電池で電気化学反応を起し排出された燃料ガスを導
入し、この燃料ガスを改質する改質器、改質された燃料
ガスが供給されると共に酸化ガスが供給され電気化学反
応を起す下流側燃料電池、並びに上流側電池及び下流側
燃料電池の少くともいずれか一方の排出された酸化ガス
を改質器に供給し、改質器に熱を与える熱供給手段を備
えることによシ、上流側燃料電池から排出される燃料ガ
スを改質器で改質して、下流側燃料電池に再び燃料ガス
として供給して発電効率の低下を低減できると共に、こ
の改質器は燃料電池で副生する熱を利用して燃料ガスを
効率よく改質でき、さらに望ましい燃料処理装置の範囲
が広い＃ｄ炭酸塩形燃料電池システムを提供することを
目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第２
図において、（４）は燃料電池積層体で構成され、シス
テム中の燃料ガス流路の上流側に配置されている上流側
燃料電池、（５）は燃料電池積層体で構成され、システ
ム中の燃料ガス流路の下流側に配置されている下流側燃
料電池、（６）は上流側燃料電池（４）と下流側燃料電
池（５）との間の燃料ガス流路に配置され、上流側燃料
゛電池（４）より排出された燃料ガスを導入して燃料ガ
スを改質し、下流側燃料電池（５）に導出する改質器、
（７）は改質器（６）の内部に多孔板（８）によって保
持された触媒で、炭化水素の分解を促進し、例えばアル
ミナを担体としたＮｉ触媒などで構成されている。また
、改質器（６）は、例えば上流側燃料電池（４）から排
出される酸化ガス配管（９）の内部を通るように配置さ
れ、排出される酸化ガスの熱が改質器（６）に供給され
る熱供給手段を備えている。
図において、（４）は燃料電池積層体で構成され、シス
テム中の燃料ガス流路の上流側に配置されている上流側
燃料電池、（５）は燃料電池積層体で構成され、システ
ム中の燃料ガス流路の下流側に配置されている下流側燃
料電池、（６）は上流側燃料電池（４）と下流側燃料電
池（５）との間の燃料ガス流路に配置され、上流側燃料
゛電池（４）より排出された燃料ガスを導入して燃料ガ
スを改質し、下流側燃料電池（５）に導出する改質器、
（７）は改質器（６）の内部に多孔板（８）によって保
持された触媒で、炭化水素の分解を促進し、例えばアル
ミナを担体としたＮｉ触媒などで構成されている。また
、改質器（６）は、例えば上流側燃料電池（４）から排
出される酸化ガス配管（９）の内部を通るように配置さ
れ、排出される酸化ガスの熱が改質器（６）に供給され
る熱供給手段を備えている。
このような溶融炭酸塩形燃料電池システムにおいて、水
素及び−酸化炭素に加えて例えば５〜１０憾程度のメタ
ンなどの炭化水素を含む石炭ガス化ガスで構成された燃
料ガスは、上流側燃料電池（４）の燃料ガス入口マニホ
ルド（３ａ）よシ矢印Ｂで示されるように導入され、燃
料ガス側電極に供給される。
素及び−酸化炭素に加えて例えば５〜１０憾程度のメタ
ンなどの炭化水素を含む石炭ガス化ガスで構成された燃
料ガスは、上流側燃料電池（４）の燃料ガス入口マニホ
ルド（３ａ）よシ矢印Ｂで示されるように導入され、燃
料ガス側電極に供給される。
同時に酸化ガスが酸化ガス入口マニホルド（２ａ）より
矢印Ａで示されるように導入され、酸化ガス側電極に供
給される。両電極で燃料ガス中の水素及び−酸化炭素か
ら式（１） 、 （２）及び（３）に示す電気化学反応
に従って水蒸気と二酸化炭素が生成され、同時に電気エ
ネルギ及び熱エネルギを生成する。この電気化学反応を
起した後の約６５０℃の燃料ガスは燃料ガス出口マニホ
ルド（３ｂ）から排出され、改質器（６）に導入される
。改質器（６）内部には触媒（７）が保持されているの
で、例えば下式に従って燃料ガス中の炭化水素が分解さ
れる。
矢印Ａで示されるように導入され、酸化ガス側電極に供
給される。両電極で燃料ガス中の水素及び−酸化炭素か
ら式（１） 、 （２）及び（３）に示す電気化学反応
に従って水蒸気と二酸化炭素が生成され、同時に電気エ
ネルギ及び熱エネルギを生成する。この電気化学反応を
起した後の約６５０℃の燃料ガスは燃料ガス出口マニホ
ルド（３ｂ）から排出され、改質器（６）に導入される
。改質器（６）内部には触媒（７）が保持されているの
で、例えば下式に従って燃料ガス中の炭化水素が分解さ
れる。
ＣＨａ ＋ Ｈ２Ｏ−＋ＣＯ＋ ３Ｈ２＋ ４９．３
Ｋｍ／ｍｏｌ −（４）ＣｎＨｍ ＋ｎＨ２Ｏ−＋
ｎｃｏ ＋ ”％”−Ｈ２−（５）ＣＯ＋ Ｈ２Ｏ−＋
■２ ＋ Ｈ２−９，８ＫａＩＶｍｏｌ −（６
）次に改質器（６）で生成された燃料電池で利用可能な
水素及び−酸化炭素を含む燃料ガスを下流側燃料電池（
６）の燃料ガス入口マニホルド（３ａ）から供給すると
共に酸化ガスを酸化ガス入口マニホルド（２ａ）から供
給し、酸化ガス側電極及び燃料ガス側電極で電気化学反
応を起し、電気エネルギ及び熱エネルギを生成する。
Ｋｍ／ｍｏｌ −（４）ＣｎＨｍ ＋ｎＨ２Ｏ−＋
ｎｃｏ ＋ ”％”−Ｈ２−（５）ＣＯ＋ Ｈ２Ｏ−＋
■２ ＋ Ｈ２−９，８ＫａＩＶｍｏｌ −（６
）次に改質器（６）で生成された燃料電池で利用可能な
水素及び−酸化炭素を含む燃料ガスを下流側燃料電池（
６）の燃料ガス入口マニホルド（３ａ）から供給すると
共に酸化ガスを酸化ガス入口マニホルド（２ａ）から供
給し、酸化ガス側電極及び燃料ガス側電極で電気化学反
応を起し、電気エネルギ及び熱エネルギを生成する。
改質器（６）における炭化水素の分解は式（４）及び（
５）に示すように燃料ガス中の水素濃度が低く、水蒸気
濃度が高いほど促進される０この発明では上記のように
、上流側燃料電池（４）で水素を消費し、かつ水蒸気を
生成して排出された約６５０℃程度の燃料ガスを改質器
（６）に導入するため、この導入された燃料ガス中の水
素濃度は低く、水蒸気濃度は高くなっており、含まれて
いる炭化水素は容易に効率的に分解されるりさらに、こ
の炭化水素を分解する反応は全体として大きな吸熱反応
であり、反応熱は、酸化ガス配管（９）を流れる酸化ガ
スの熱と、燃料ガスそれ自身の持つ顕熱により供給され
、効率よく反応が行なわれる。
５）に示すように燃料ガス中の水素濃度が低く、水蒸気
濃度が高いほど促進される０この発明では上記のように
、上流側燃料電池（４）で水素を消費し、かつ水蒸気を
生成して排出された約６５０℃程度の燃料ガスを改質器
（６）に導入するため、この導入された燃料ガス中の水
素濃度は低く、水蒸気濃度は高くなっており、含まれて
いる炭化水素は容易に効率的に分解されるりさらに、こ
の炭化水素を分解する反応は全体として大きな吸熱反応
であり、反応熱は、酸化ガス配管（９）を流れる酸化ガ
スの熱と、燃料ガスそれ自身の持つ顕熱により供給され
、効率よく反応が行なわれる。
次に一例として、燃料処理装置においてメタンを分解し
た燃料ガスを導入し、従来の溶融炭酸塩形燃料電池シス
テムを用いた場合とこの発明の一実施例によるものを用
いた場合の未反応のメタン量の比較例について述べる。
た燃料ガスを導入し、従来の溶融炭酸塩形燃料電池シス
テムを用いた場合とこの発明の一実施例によるものを用
いた場合の未反応のメタン量の比較例について述べる。
計算の条件として、燃料処理装置の動作温度を６５０℃
、燃料処理装置へのスチームとメタンの供給量のモル比
を４＝１溶融炭酸塩形燃料電池での全反応水素量は燃料
処理装置に供給されたメタンが完全に水素に分解された
場合の水素量の８０俤であるとする。
、燃料処理装置へのスチームとメタンの供給量のモル比
を４＝１溶融炭酸塩形燃料電池での全反応水素量は燃料
処理装置に供給されたメタンが完全に水素に分解された
場合の水素量の８０俤であるとする。
従来の溶融炭酸塩形燃料電池システム（１）を用いる場
合、燃料処理装置が大気圧動作の時に、投入されたメタ
ン量のうち４．８％のメタンの未分解で未利用のまま排
出される。
合、燃料処理装置が大気圧動作の時に、投入されたメタ
ン量のうち４．８％のメタンの未分解で未利用のまま排
出される。
また、燃料処理装置を高圧動作にするとメタンの未分解
率が急激に増加し、例えば４気圧動作の場合には、メタ
ンの未分解率が２９．９％に達し、実□際上システムの
動作は不可能となる。
率が急激に増加し、例えば４気圧動作の場合には、メタ
ンの未分解率が２９．９％に達し、実□際上システムの
動作は不可能となる。
これに対し、この発明の一実施例による溶融炭酸塩形燃
料電池システムを用いる場合、上流側燃料電池（４）と
下流側燃料電池（５）とにおける反応水素の比を３＝１
に設定すると、燃料処理装置が大気圧動作の場合メタン
の未分解率が０．０６％、４気圧動作の場合１．３％と
なり、いずれの運転条件の場合にもシステムが効率よく
運転されることがわかる。
料電池システムを用いる場合、上流側燃料電池（４）と
下流側燃料電池（５）とにおける反応水素の比を３＝１
に設定すると、燃料処理装置が大気圧動作の場合メタン
の未分解率が０．０６％、４気圧動作の場合１．３％と
なり、いずれの運転条件の場合にもシステムが効率よく
運転されることがわかる。
また、近年発電効率の向上を目指して、溶融炭酸塩形燃
料電池積層体で副生ずる熱エネルギを利用する燃料処理
装置の開発が進められている。この燃料処理装置は例え
ば５５０℃〜６５０℃の比較的低温で動作するため、原
理上未分解の炭化水素が多く、特に電池の特性が向上す
る高圧動作の場合には従来システムでは大巾な発電効率
の低下をもたらすが、この発明によれば副生ずる熱エネ
ルギの排熱回収効果と合わせて、大きな発電効率の向上
が得られることになる。
料電池積層体で副生ずる熱エネルギを利用する燃料処理
装置の開発が進められている。この燃料処理装置は例え
ば５５０℃〜６５０℃の比較的低温で動作するため、原
理上未分解の炭化水素が多く、特に電池の特性が向上す
る高圧動作の場合には従来システムでは大巾な発電効率
の低下をもたらすが、この発明によれば副生ずる熱エネ
ルギの排熱回収効果と合わせて、大きな発電効率の向上
が得られることになる。
なお、上記実施例では、上流側燃料電池（４）と下流側
燃料電池（５）の反応水素量比を３＝１に設定している
が、これに限るものではない。しかし、改質器（６）へ
導入する燃料ガスに蒸気を十分含ませると、改質器（６
）での炭化水素の分解が促進されるので、上流側燃料電
池（４）における反広水素量が下流側燃料電池（５）の
それよりも大きい方が望ましい。
燃料電池（５）の反応水素量比を３＝１に設定している
が、これに限るものではない。しかし、改質器（６）へ
導入する燃料ガスに蒸気を十分含ませると、改質器（６
）での炭化水素の分解が促進されるので、上流側燃料電
池（４）における反広水素量が下流側燃料電池（５）の
それよりも大きい方が望ましい。
また、他の実施例として、第３図に示すように改質器（
６）を上流燃料電池（５）の燃料ガス出口マニホルド（
３ｂ）の内部に配置し、この改質器（６）の内部に酸化
ガス配管（９）を通して改質器（６）に熱を供給するよ
うに構成すれば、上記実施例と同様の効果に加えて、さ
らに燃料電池側面からの放射による熱エネルギを効率よ
く反応熱として利用できる効果がある。
６）を上流燃料電池（５）の燃料ガス出口マニホルド（
３ｂ）の内部に配置し、この改質器（６）の内部に酸化
ガス配管（９）を通して改質器（６）に熱を供給するよ
うに構成すれば、上記実施例と同様の効果に加えて、さ
らに燃料電池側面からの放射による熱エネルギを効率よ
く反応熱として利用できる効果がある。
また同様に、改質器（６）を下流側燃料電池（５）の燃
料ガス入口マニホルド（３ａ）の内部に配置してもよく
、さらに−上流側燃料電池（４）の燃料ガス出口マニホ
ルド（３ｂ）内部と下流側燃料電池（５）の燃料ガス入
口マニホルド（３ａ）内部とにまたがって配置してもよ
い。
料ガス入口マニホルド（３ａ）の内部に配置してもよく
、さらに−上流側燃料電池（４）の燃料ガス出口マニホ
ルド（３ｂ）内部と下流側燃料電池（５）の燃料ガス入
口マニホルド（３ａ）内部とにまたがって配置してもよ
い。
また、さらに他の実施例を第４図に示す。上記実施例で
は上流側燃料電池（４）を形成する積層体とＦ流側燃料
電池（５）を形成する積層体を分離して形成しているが
、この実施例では上流側燃料電池（４）を形成する嘴層
体と下流側燃料′電池（５）を形成する積層体で１つの
積層体を構成する。この実施例では、上記実施例の効果
に加え゛Ｃ１上流側、下流側燃料電池（４）、（５）の
酸化カスの流路を兼ねることができるシステムを小型化
することが可能となり、さらに熱の損失も少なく、効率
のよいシステムが得られる効果がある。さらに、第５図
は、上流側燃料電池（４）の燃料ガス出口マニホルド（
３ｂ）と下流側燃料電池（５）の燃料ガス入口マニホル
ド（３ａ）を接続して構成し、この内部に改質器（６）
を形成した実施例である。このように構成すればさらに
小型化熱損失の低減に効果がある。
は上流側燃料電池（４）を形成する積層体とＦ流側燃料
電池（５）を形成する積層体を分離して形成しているが
、この実施例では上流側燃料電池（４）を形成する嘴層
体と下流側燃料′電池（５）を形成する積層体で１つの
積層体を構成する。この実施例では、上記実施例の効果
に加え゛Ｃ１上流側、下流側燃料電池（４）、（５）の
酸化カスの流路を兼ねることができるシステムを小型化
することが可能となり、さらに熱の損失も少なく、効率
のよいシステムが得られる効果がある。さらに、第５図
は、上流側燃料電池（４）の燃料ガス出口マニホルド（
３ｂ）と下流側燃料電池（５）の燃料ガス入口マニホル
ド（３ａ）を接続して構成し、この内部に改質器（６）
を形成した実施例である。このように構成すればさらに
小型化熱損失の低減に効果がある。
また、第４図及び第５図に示す実施例では燃料ガスの供
給方法として燃料電池積層体の平面方向で上流側、下流
側燃料電池（４） 、 （５）に分離して構成している
が、積層力量で分離して構成してもよい。
給方法として燃料電池積層体の平面方向で上流側、下流
側燃料電池（４） 、 （５）に分離して構成している
が、積層力量で分離して構成してもよい。
また、第６図に示すように、改質器（６）を上流側又は
下流側燃料電池（４） 、 （５）の酸化ガス出口マニ
ホルド（２ｂ）の中を通るように構成して、酸化ガスの
熱を改質器（６）に供給してもよい。
下流側燃料電池（４） 、 （５）の酸化ガス出口マニ
ホルド（２ｂ）の中を通るように構成して、酸化ガスの
熱を改質器（６）に供給してもよい。
さらに、触媒（７）はアルミナを担体としたＮｔ触媒に
限るものではなく、炭化水素の分解を促進するものなら
ない。
限るものではなく、炭化水素の分解を促進するものなら
ない。
以上のように、この発明によれば、燃料ガスを酸化が供
給され電気化学反応を起す上流側燃料電池、触媒を有し
、上流側燃料電池で電気化学反応を起し排出された燃料
ガスを導入し、この燃料ガスを改質する改質器、改質さ
れた燃料ガスが供給されると共に酸化ガスが供給され電
気化学反応を起す下流側燃料電池、並びに上流側燃料電
池及び下流側燃料電池の少くともいずれか一方の排出さ
れた酸化ガスを改質器に供給し、改質器に熱を与える熱
供給手段を備えることにより、上流側燃料電池から排出
される燃料ガスを改質器で改質して、下流側燃料電池に
再び燃料ガスとして供給して発電動車の低下を低減でき
ると共に、燃料電池で副生ずる熱を利用して燃料ガスを
効率よく改質でき、さらに望ましい燃料処理装置の範囲
が広い溶融炭酸塩形燃料電池システムを提供できる効果
がある。
給され電気化学反応を起す上流側燃料電池、触媒を有し
、上流側燃料電池で電気化学反応を起し排出された燃料
ガスを導入し、この燃料ガスを改質する改質器、改質さ
れた燃料ガスが供給されると共に酸化ガスが供給され電
気化学反応を起す下流側燃料電池、並びに上流側燃料電
池及び下流側燃料電池の少くともいずれか一方の排出さ
れた酸化ガスを改質器に供給し、改質器に熱を与える熱
供給手段を備えることにより、上流側燃料電池から排出
される燃料ガスを改質器で改質して、下流側燃料電池に
再び燃料ガスとして供給して発電動車の低下を低減でき
ると共に、燃料電池で副生ずる熱を利用して燃料ガスを
効率よく改質でき、さらに望ましい燃料処理装置の範囲
が広い溶融炭酸塩形燃料電池システムを提供できる効果
がある。
第１図は従来の溶融炭酸塩形燃料電池を一部断面で示す
平面図、第２図はこの発明の一実施例による溶融炭酸塩
形燃料電池システムを示す構成図、第３図はこの発明の
他の実施例に係わる上流側燃料電池の燃料ガス出口マニ
ホルドを示す断面図、第４図、第５図はそれぞれこの発
明のさらに他の実施例による溶融炭酸塩形燃料電池シス
テムの構成図、第６図はこの発明のさらに他の実施例に
係わる燃料電池の酸化ガス出口マニホルドを示す断面図
である。 図において、（２ａ）は酸化ガス入口マニホルド、（２
ｂ）は酸化ガス出口マニホルド、（３ａ）は燃料ガス入
口マニホルド、（３ｂ）は燃料ガス出口マニホルド、（
４）は上流側燃料電池、（５）は下流側燃料電池、（６
）は改質器、（７）は触媒、（８）は酸化ガス配管で熱
供給手段を構成している。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
平面図、第２図はこの発明の一実施例による溶融炭酸塩
形燃料電池システムを示す構成図、第３図はこの発明の
他の実施例に係わる上流側燃料電池の燃料ガス出口マニ
ホルドを示す断面図、第４図、第５図はそれぞれこの発
明のさらに他の実施例による溶融炭酸塩形燃料電池シス
テムの構成図、第６図はこの発明のさらに他の実施例に
係わる燃料電池の酸化ガス出口マニホルドを示す断面図
である。 図において、（２ａ）は酸化ガス入口マニホルド、（２
ｂ）は酸化ガス出口マニホルド、（３ａ）は燃料ガス入
口マニホルド、（３ｂ）は燃料ガス出口マニホルド、（
４）は上流側燃料電池、（５）は下流側燃料電池、（６
）は改質器、（７）は触媒、（８）は酸化ガス配管で熱
供給手段を構成している。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (7)
- （１）燃料ガスと酸化ガスが供給され電気化学反応を起
す上流側燃料電池、触媒を有し、上記上流側燃料電池で
電気化学反応を起し排出された燃料ガスを導入し、この
燃料ガスを改質する改質器、改質された燃料ガスが供給
されると共に酸化ガスが供給され電気化学反応を起す下
流側燃料電池、並びに上記上流側燃料電池及び上記下流
側燃料電池の少くともいずれか一方の排出された酸化ガ
スを上記改質器に供給し、上記改質器に熱を与える熱供
給手段を備えた溶融炭酸塩形燃料電池システム。 - （２）上流側燃料電池を形成する積層体と下流側燃料電
池を形成する積層体が分離されてい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形燃料電池シス
テム。 - （３）上流側燃料電池を形成する積層体と下流側燃料電
池を形成する積層体で１つの積層体を形成することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の溶融炭酸塩形燃料
電池システム。 - （４）熱供給手段は、改質器中に排出酸化ガス流路を設
けて排出酸化ガスの熱と熱交換することを特徴とする特
許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の溶
融炭酸塩形燃料電池システム。 - （５）熱供給手段は、排出酸化ガス流路に改質器を設け
て排出酸化ガスの熱を上記改質器に与えるようにしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
ずれかに記載の溶融炭酸塩形燃料電池システム。 - （６）燃料電池の燃料ガスマニホルドの中に改質器を設
けたことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の溶融
炭酸塩形燃料電池システム。 - （７）燃料電池の酸化ガスマニホルドの中に改質器を設
けたことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の溶融
炭酸塩形燃料電池システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59140973A JPS6119073A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 溶融炭酸塩形燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59140973A JPS6119073A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 溶融炭酸塩形燃料電池システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6119073A true JPS6119073A (ja) | 1986-01-27 |
Family
ID=15281142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59140973A Pending JPS6119073A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 溶融炭酸塩形燃料電池システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6119073A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5221586A (en) * | 1990-09-19 | 1993-06-22 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Power generation system using fuel cells |
| US5346779A (en) * | 1992-06-25 | 1994-09-13 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Fuel reforming method and apparatus for power generation system using fuel cells |
| EP0742960A4 (en) * | 1994-02-04 | 1998-08-05 | Ceramatec Inc | COPOLYMERIZATION METHOD FOR FLUOROMONOMERS AND FUNCTIONALIZED CARBON HYDROGEN MONOMERS AND COPOLYMER THEREFORE PRODUCED |
-
1984
- 1984-07-06 JP JP59140973A patent/JPS6119073A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5221586A (en) * | 1990-09-19 | 1993-06-22 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Power generation system using fuel cells |
| US5346779A (en) * | 1992-06-25 | 1994-09-13 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Fuel reforming method and apparatus for power generation system using fuel cells |
| EP0742960A4 (en) * | 1994-02-04 | 1998-08-05 | Ceramatec Inc | COPOLYMERIZATION METHOD FOR FLUOROMONOMERS AND FUNCTIONALIZED CARBON HYDROGEN MONOMERS AND COPOLYMER THEREFORE PRODUCED |
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