JPS61190867A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JPS61190867A JPS61190867A JP60031012A JP3101285A JPS61190867A JP S61190867 A JPS61190867 A JP S61190867A JP 60031012 A JP60031012 A JP 60031012A JP 3101285 A JP3101285 A JP 3101285A JP S61190867 A JPS61190867 A JP S61190867A
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- hydrogen
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- fuel
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- 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
- H01M8/0606—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
-
- 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)
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〕
本発明はメタノールを利用して水素を発生させ、この水
素を燃料とする燃料電池発電システムに係り、特にシス
テムの総合熱効率を向上させ得るようにした燃料電池発
電システムに関するものである。
素を燃料とする燃料電池発電システムに係り、特にシス
テムの総合熱効率を向上させ得るようにした燃料電池発
電システムに関するものである。
従来、燃料の有しているエネルギーを直接電気的エネル
ギーに変換する装置として燃料電池が知られている。こ
の燃料電池は通常、電解質を挟んで一対の多孔質電極を
配置するとともに、一方の電極の背面に燃料を接触させ
、また他方の電極の背面に酸化剤を接触させ、このとき
起こる電気化学的反応を利用して上記電極間から電気エ
ネルギーを取り出すようにしたものであり、上記燃料と
酸化剤が供給されている限り高い変換効率で電気エネル
ギーを取り出すことができるものである。
ギーに変換する装置として燃料電池が知られている。こ
の燃料電池は通常、電解質を挟んで一対の多孔質電極を
配置するとともに、一方の電極の背面に燃料を接触させ
、また他方の電極の背面に酸化剤を接触させ、このとき
起こる電気化学的反応を利用して上記電極間から電気エ
ネルギーを取り出すようにしたものであり、上記燃料と
酸化剤が供給されている限り高い変換効率で電気エネル
ギーを取り出すことができるものである。
ところで、上記のような原理に基づく燃料電池のうち、
燃料として水素をまた酸化剤として酸素を夫々使用する
水素−酸素型燃料電池は既に知られているものである。
燃料として水素をまた酸化剤として酸素を夫々使用する
水素−酸素型燃料電池は既に知られているものである。
そして、この種の燃料電池に供給する水素としては天然
ガス、ＬＰＧのような炭化水素が一般に使われている。
ガス、ＬＰＧのような炭化水素が一般に使われている。
また水素源としては、これらの炭化水素の代りにメタノ
ールも利用することができる。この場合、水素はメタノ
ールを水蒸気改質する方法により得るようにしている。
ールも利用することができる。この場合、水素はメタノ
ールを水蒸気改質する方法により得るようにしている。
すなわち、改質触媒を充填した反応器を加熱し、これに
メタノールと水蒸気を混合した混合ガスを通して反応さ
せ、主として水素と二酸化炭素からなる混合ガスを生成
させる方法である。この改質反応は吸熱反応である為、
吸熱反応に必要な熱を供給してやる必要があるが、従来
では原料のメタノールを燃焼させるか、または燃料電池
の燃料極より排出される、排水素を燃料として利用する
ようにしている。
メタノールと水蒸気を混合した混合ガスを通して反応さ
せ、主として水素と二酸化炭素からなる混合ガスを生成
させる方法である。この改質反応は吸熱反応である為、
吸熱反応に必要な熱を供給してやる必要があるが、従来
では原料のメタノールを燃焼させるか、または燃料電池
の燃料極より排出される、排水素を燃料として利用する
ようにしている。
上述したように、従来の燃料電池発電システムにおいて
はメタノールを分解する為に反応器が必要となり、これ
を加熱するために更に燃料を必要とする。一方、この種
の燃料電池では通常電池の中で不可逆過程（オーム熱等
）による発熱があり、これを何らかの方法で除去しなけ
ればならない。
はメタノールを分解する為に反応器が必要となり、これ
を加熱するために更に燃料を必要とする。一方、この種
の燃料電池では通常電池の中で不可逆過程（オーム熱等
）による発熱があり、これを何らかの方法で除去しなけ
ればならない。
しかし、この熱は通常１５０℃程度の水蒸気として回収
される為、場合によって利用先が限定されシステムの総
合熱効率の観点からは好ましくない結果となっている。
される為、場合によって利用先が限定されシステムの総
合熱効率の観点からは好ましくない結果となっている。
本発明は上記のような事情を考慮して成されたもので、
その目的は吸熱反応と電池内の発熱を組み合せて熱収支
をとり熱を有効的に利用してシステムの総合熱効率を向
上させることが可能な燃料電池発電システムを提供する
ことにある。
その目的は吸熱反応と電池内の発熱を組み合せて熱収支
をとり熱を有効的に利用してシステムの総合熱効率を向
上させることが可能な燃料電池発電システムを提供する
ことにある。
上記目的を達成するために本発明では、メタノールを分
解して水素を発生する水素発生部と、この水素発生部で
得られた水素ガスを燃料として燃料極に導入すると共に
酸化剤を酸化剤極に導入し、これらを電気イビ学的に反
応させて発電を行なう燃料電池とから構成され、上記燃
料電池での発電により発生する熱を上記水素発生部にお
けるメタノール分解に要する熱として供給することによ
り、燃料電池に必要な水素発生の反応が吸熱反応であり
一方燃料電池では発熱を伴うことから、この２つを組み
合せることによって熱収支をとりシステム内での熱利用
を有効的に行なうようにしたことを特徴とする。
解して水素を発生する水素発生部と、この水素発生部で
得られた水素ガスを燃料として燃料極に導入すると共に
酸化剤を酸化剤極に導入し、これらを電気イビ学的に反
応させて発電を行なう燃料電池とから構成され、上記燃
料電池での発電により発生する熱を上記水素発生部にお
けるメタノール分解に要する熱として供給することによ
り、燃料電池に必要な水素発生の反応が吸熱反応であり
一方燃料電池では発熱を伴うことから、この２つを組み
合せることによって熱収支をとりシステム内での熱利用
を有効的に行なうようにしたことを特徴とする。
まず、本発明の考え方について述べる。メタノールから
水素を発生させるには、一般に次のような２つの方法が
ある。
水素を発生させるには、一般に次のような２つの方法が
ある。
ＣＨ３０Ｈ−ＨＣＨＯ＋Ｈ２（ΔＨ＝
２８ ｃａｔ ｍｏｌ） −−−−−−−１ＣＨ３０Ｈ
＋Ｈ２０−＋ＣＯ２＋３Ｈ２く Δ Ｈ＝１１．９
ｃａｌ ｍｏｌ） −−−２ここで、１ は脱水
素反応であり、２ は水蒸気改質反応である。１ の反
応の場合は、燃料電池（２００℃前後）の温度に比べて
比較的低温度で進行するので、燃料電池で発生する熱を
有効的に活用することが可能となる。
＋Ｈ２０−＋ＣＯ２＋３Ｈ２く Δ Ｈ＝１１．９
ｃａｌ ｍｏｌ） −−−２ここで、１ は脱水
素反応であり、２ は水蒸気改質反応である。１ の反
応の場合は、燃料電池（２００℃前後）の温度に比べて
比較的低温度で進行するので、燃料電池で発生する熱を
有効的に活用することが可能となる。
一方２ の反応の場合は、２つのシステムを考えること
ができる。すなわちその１つは、水素発生部を燃料電池
の系外におく場合である。この場合、燃料電池で発生し
た熱をヒートポンプにより温度を上昇させ、２ の反応
が進行するようにシステムを構成することにより熱の有
効的な活用が可能となる。またもう一つは、水素発生部
を燃料電池の系内におく、換言すれば水素発生部と燃料
電池とを一体にしてシステムを構成するもので、燃料電
池の燃料極に隣接して熱伝導性のよい多孔性のメタノー
ル水蒸気改質触媒を配置することにより２ の反応が起
こり、ここで得られた水素が燃料電池反応で消費されて
発電が可能となる。そしてこの発電で発生した熱は、隣
接したメタノール水蒸気改質触媒に熱伝導によって与え
られ、また２ の生成水素が消費されるため、反応は比
較的低温度でも右方向へ進行する。また、この水素−酸
素型燃料電池の内部で発生する熱は電池性能にもよるが
、３０ ｃａｌ ｍｏｌ ２程度であるため２の反応
を進行させるのに十分である。
ができる。すなわちその１つは、水素発生部を燃料電池
の系外におく場合である。この場合、燃料電池で発生し
た熱をヒートポンプにより温度を上昇させ、２ の反応
が進行するようにシステムを構成することにより熱の有
効的な活用が可能となる。またもう一つは、水素発生部
を燃料電池の系内におく、換言すれば水素発生部と燃料
電池とを一体にしてシステムを構成するもので、燃料電
池の燃料極に隣接して熱伝導性のよい多孔性のメタノー
ル水蒸気改質触媒を配置することにより２ の反応が起
こり、ここで得られた水素が燃料電池反応で消費されて
発電が可能となる。そしてこの発電で発生した熱は、隣
接したメタノール水蒸気改質触媒に熱伝導によって与え
られ、また２ の生成水素が消費されるため、反応は比
較的低温度でも右方向へ進行する。また、この水素−酸
素型燃料電池の内部で発生する熱は電池性能にもよるが
、３０ ｃａｌ ｍｏｌ ２程度であるため２の反応
を進行させるのに十分である。
以下、上記のような考え方に基づく本発明の一実施例に
ついて図面を参照して説明する。まず第１図は、上述し
た反応１ と燃料電池とを組み合せた場合の本発明の第
１の実施例による燃料電池発電シテムの構成例をブロッ
ク的に示したものである。
ついて図面を参照して説明する。まず第１図は、上述し
た反応１ と燃料電池とを組み合せた場合の本発明の第
１の実施例による燃料電池発電シテムの構成例をブロッ
ク的に示したものである。
図において、１は触媒が充填されメタノール２を上述し
た反応１ により分解して水素およびホルムアルデヒド
を生成する反応器で、その内部にはヒーター３を収納し
ている。また、４は上記反応器１で生成された生成物か
らホルムアルデヒド５を分離するホルムアルデヒド分離
器であり、これら反応器１およびホルムアルデヒド分離
器４から水素発生部を構成している。一方、６は上記ホ
ルムアルデヒド分離器４からの水素７を燃料として燃料
極に導入すると共に空気８を酸化剤として酸化剤極に導
入し、これらを電気化学的に反応させて発電を行なう燃
料電池である。また、この燃料電池６の内部にはクーラ
ー９を設けており、発電により発生する熱を熱媒体１０
に与えかつこれをポンプ１１で上記反応器１内のヒータ
ー３に循環供給することにより、上記メタノールの分解
に要する熱として供給するようにしている。
た反応１ により分解して水素およびホルムアルデヒド
を生成する反応器で、その内部にはヒーター３を収納し
ている。また、４は上記反応器１で生成された生成物か
らホルムアルデヒド５を分離するホルムアルデヒド分離
器であり、これら反応器１およびホルムアルデヒド分離
器４から水素発生部を構成している。一方、６は上記ホ
ルムアルデヒド分離器４からの水素７を燃料として燃料
極に導入すると共に空気８を酸化剤として酸化剤極に導
入し、これらを電気化学的に反応させて発電を行なう燃
料電池である。また、この燃料電池６の内部にはクーラ
ー９を設けており、発電により発生する熱を熱媒体１０
に与えかつこれをポンプ１１で上記反応器１内のヒータ
ー３に循環供給することにより、上記メタノールの分解
に要する熱として供給するようにしている。
かかる構成の燃料電池発電システムにおいては、反応器
１にメタノール２を供給し沸点６５℃で上記反応１ を
起こさせる。この結果、反応器１内には水素とホルムア
ルデヒドが生成する。つぎに、ここで生成されたホルム
アルデヒド５はホルムアルデヒド分離器４で分離し、水
素２のみが燃料電池６の燃料極に導入される。一方、燃
料電池６には反応に必要な酸素が空気８を導入すること
により得られる。そして、この燃料電池６では水素と酸
素とが電気化学的に反応して発電が行なわれ、ここで発
生する熱はクーラー９で熱媒体１０を加熱する事により
除去される。この熱媒体１０はポンプ１１で反応器１内
のヒーター３に送られ、ここで上記反応１ を進めるた
めの熱として供給される。以上のサイクルにより、メタ
ノール２を供給する事によって発電させ電力を得ること
ができる。
１にメタノール２を供給し沸点６５℃で上記反応１ を
起こさせる。この結果、反応器１内には水素とホルムア
ルデヒドが生成する。つぎに、ここで生成されたホルム
アルデヒド５はホルムアルデヒド分離器４で分離し、水
素２のみが燃料電池６の燃料極に導入される。一方、燃
料電池６には反応に必要な酸素が空気８を導入すること
により得られる。そして、この燃料電池６では水素と酸
素とが電気化学的に反応して発電が行なわれ、ここで発
生する熱はクーラー９で熱媒体１０を加熱する事により
除去される。この熱媒体１０はポンプ１１で反応器１内
のヒーター３に送られ、ここで上記反応１ を進めるた
めの熱として供給される。以上のサイクルにより、メタ
ノール２を供給する事によって発電させ電力を得ること
ができる。
上述したように本実施例による燃料電池発電システムは
、内部にヒーター３を収納しかつ触媒が充填されメタノ
ール２を脱水素反応により分解して水素およびホルムア
ルデヒドを生成する反応器１、およびこの反応器１で生
成された生成物からホルムアルデヒド５を分離するホル
ムアルデヒド分離器４から成る水素発生部と、内部にク
ーラー９が設けられ上記ホルムアルデヒド分離器４から
の水素７を燃料として燃料極に導入すると共に空気８を
酸化剤として酸化剤極に導入し、これらを電気化学的に
反応させて発電を行なう燃料電池６とから構成し、上記
燃料電池６での発電により発生する熱をクーラー９を介
して熱媒体１０に与えかつこれをポンプ１１で上記反応
器１内のヒーター３に循環供給することにより、上記メ
タノール２の分解に要する熱として供給するようにした
ものである。
、内部にヒーター３を収納しかつ触媒が充填されメタノ
ール２を脱水素反応により分解して水素およびホルムア
ルデヒドを生成する反応器１、およびこの反応器１で生
成された生成物からホルムアルデヒド５を分離するホル
ムアルデヒド分離器４から成る水素発生部と、内部にク
ーラー９が設けられ上記ホルムアルデヒド分離器４から
の水素７を燃料として燃料極に導入すると共に空気８を
酸化剤として酸化剤極に導入し、これらを電気化学的に
反応させて発電を行なう燃料電池６とから構成し、上記
燃料電池６での発電により発生する熱をクーラー９を介
して熱媒体１０に与えかつこれをポンプ１１で上記反応
器１内のヒーター３に循環供給することにより、上記メ
タノール２の分解に要する熱として供給するようにした
ものである。
従って、反応器１での吸熱反応と燃料電池６での発熱を
組み合せて熱収支をとり、熱を有効的に利用してシステ
ムの総合熱効率を著しく向上させることが可能なる。
組み合せて熱収支をとり、熱を有効的に利用してシステ
ムの総合熱効率を著しく向上させることが可能なる。
次に第２図は、上記反応２ と燃料電池とを組み合せた
場合の本発明の第２の実施例による燃料電池発電シテム
の構成例をブロック的に示したものであり、第１図と同
一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここで
は異なる部分についてのみ述べる。つまり第２図は、反
応２ が水蒸気改質反応であることから、上記メタノー
ル２に水蒸気１２を混合した混合ガスを反応器１へ導入
すると共に、上記ポンプ１１を削除しこれに代えてヒー
（−ポンプ１３を設けて構成するようにしたものである
。またこの場合には、ホルムアルデヒドは生成しないの
でホルムアルデヒド分離器４は不要でありこれも削除し
ている。
場合の本発明の第２の実施例による燃料電池発電シテム
の構成例をブロック的に示したものであり、第１図と同
一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここで
は異なる部分についてのみ述べる。つまり第２図は、反
応２ が水蒸気改質反応であることから、上記メタノー
ル２に水蒸気１２を混合した混合ガスを反応器１へ導入
すると共に、上記ポンプ１１を削除しこれに代えてヒー
（−ポンプ１３を設けて構成するようにしたものである
。またこの場合には、ホルムアルデヒドは生成しないの
でホルムアルデヒド分離器４は不要でありこれも削除し
ている。
かかる構成の燃料電池発電システムにおいては、反応２
が上記反応１ に較べてやや高い温度２５０〜２７０
℃ が必要であるため、ヒートポンプ１３を用いて熱媒
体１０の温度を上昇させる。これによって、クーラー９
で吸収した熱はヒーター３により反応器１へ供給されて
２ の反応が進行し、燃料電池６に水素７が供給されて
発電を行なうことが可能となる。
が上記反応１ に較べてやや高い温度２５０〜２７０
℃ が必要であるため、ヒートポンプ１３を用いて熱媒
体１０の温度を上昇させる。これによって、クーラー９
で吸収した熱はヒーター３により反応器１へ供給されて
２ の反応が進行し、燃料電池６に水素７が供給されて
発電を行なうことが可能となる。
次に第３図は、上記反応２ と燃料電池とを組み合せた
場合の本発明の第３の実施例による反応熱有効利用型の
燃料電池発電シテムの構成例をブロック的に示したもの
であり、第１図と同一部分には同一符号を付して示して
いる。つまり第３図は、水素発生部を燃料電池の系内に
設けて水素発生部と燃料電池とを一体にしてシステムを
構成したものである。
場合の本発明の第３の実施例による反応熱有効利用型の
燃料電池発電シテムの構成例をブロック的に示したもの
であり、第１図と同一部分には同一符号を付して示して
いる。つまり第３図は、水素発生部を燃料電池の系内に
設けて水素発生部と燃料電池とを一体にしてシステムを
構成したものである。
図において、電解質１４を挟んで燃料極１５および酸化
剤極１６を配置して燃料電池本体を構成している。また
、この燃料電池本体における燃料極１５の電解質１４と
反対側には、水素発生部としてメタノール水蒸気改質触
媒を担持した多孔性の熱伝導性のよい物質１７を設ける
と共に、酸化剤４ｆ！１６の電解質１４と反対側には空
気流路１８を設けている。さらに、上記メタノール水蒸
気改質触媒１７にはメタノール２に水蒸気１２を混合し
た混合ガスを導入し、ここで水蒸気改質して得た水素７
を上記燃料極１５に導入すると共に、上記空気流路１８
を通して空気８を上記酸化剤極１６に導入し、これらを
電気化学的に反応させて発電を行なうようにしている。
剤極１６を配置して燃料電池本体を構成している。また
、この燃料電池本体における燃料極１５の電解質１４と
反対側には、水素発生部としてメタノール水蒸気改質触
媒を担持した多孔性の熱伝導性のよい物質１７を設ける
と共に、酸化剤４ｆ！１６の電解質１４と反対側には空
気流路１８を設けている。さらに、上記メタノール水蒸
気改質触媒１７にはメタノール２に水蒸気１２を混合し
た混合ガスを導入し、ここで水蒸気改質して得た水素７
を上記燃料極１５に導入すると共に、上記空気流路１８
を通して空気８を上記酸化剤極１６に導入し、これらを
電気化学的に反応させて発電を行なうようにしている。
かかる構成の燃料電池発電システムにおいては、原料の
メタノール２と水蒸気１２の混合ガスは、メタノール水
蒸気改質触媒１７で上記水蒸気改質反応２ が起り水素
７が発生する。この場合の水蒸気改質反応は、通常温度
に比較して低い温度すなわち燃料電池の温度（２００℃
前後）よりもやや低い温度で起こることになる。その理
由は、以下に示すように生成した水素７が燃料電池反応
に消費されるためである。この水素７は、燃料電池燃料
極１５で Ｈ２−＋２８”＋２ｅ−−−−−−３ の反応により水素イオン（２Ｈ” ）１９となり電解質
１４内を移動して酸化剤極１６へ達する。
メタノール２と水蒸気１２の混合ガスは、メタノール水
蒸気改質触媒１７で上記水蒸気改質反応２ が起り水素
７が発生する。この場合の水蒸気改質反応は、通常温度
に比較して低い温度すなわち燃料電池の温度（２００℃
前後）よりもやや低い温度で起こることになる。その理
由は、以下に示すように生成した水素７が燃料電池反応
に消費されるためである。この水素７は、燃料電池燃料
極１５で Ｈ２−＋２８”＋２ｅ−−−−−−３ の反応により水素イオン（２Ｈ” ）１９となり電解質
１４内を移動して酸化剤極１６へ達する。
一方、空気８の中の酸素＜１２０２）２０は空気通路１
８から燃料極１６を通って電解［１４に達し、電解質１
４と燃料極１６の境界面で外部回路を流れてきた電子（
２ｅ−）２１と反応し水を生成する。
８から燃料極１６を通って電解［１４に達し、電解質１
４と燃料極１６の境界面で外部回路を流れてきた電子（
２ｅ−）２１と反応し水を生成する。
２Ｈ” ＋１２０２ ＋２ｅ−４Ｈ２０−−−・−４す
なわち、電子（２ｅ−）２１の移動が外部回路を通って
きたことにより電力が発生し、一方水素＜２Ｈ＋）１９
と酸素（１２０２） ２０から水が生成し燃料電池の反
応が形成されることになる。
なわち、電子（２ｅ−）２１の移動が外部回路を通って
きたことにより電力が発生し、一方水素＜２Ｈ＋）１９
と酸素（１２０２） ２０から水が生成し燃料電池の反
応が形成されることになる。
尚、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、
その要旨を変更しない範囲で種々に変形して実施するこ
とができるものである。
その要旨を変更しない範囲で種々に変形して実施するこ
とができるものである。
（発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、メタノールを分解
して水素を発生する水素発生部と、この水素発生部で得
られた水素ガスを燃料として燃料極に導入すると共に酸
化剤を酸化剤極に導入し、これらを電気化学的に反応さ
せて発電を行なう燃料電池とから構成され、上記燃料電
池での発電により発生する熱を上記水素発生部における
メタノール分解に要する熱として供給するようにしたの
で、吸熱反応と電池内の発熱を組み合せて熱収支をとり
熱を有効的に利用してシステムの総合熱効率を向上させ
ることが可能な極めて信頼性の高い燃料電池発電システ
ムが提供できる。
して水素を発生する水素発生部と、この水素発生部で得
られた水素ガスを燃料として燃料極に導入すると共に酸
化剤を酸化剤極に導入し、これらを電気化学的に反応さ
せて発電を行なう燃料電池とから構成され、上記燃料電
池での発電により発生する熱を上記水素発生部における
メタノール分解に要する熱として供給するようにしたの
で、吸熱反応と電池内の発熱を組み合せて熱収支をとり
熱を有効的に利用してシステムの総合熱効率を向上させ
ることが可能な極めて信頼性の高い燃料電池発電システ
ムが提供できる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図および第３図は本発明の他の実施例を夫々示す構成ブ
ロック図である。 １・・・反応器、２・・・メタノール、３・・・ヒータ
ー、４・・・ホルムアルデヒド分離器、５・・・ホルム
アルデヒド、６・・・燃料電池、７・・・水素、８・・
・空気、９・・・クーラー、１０・・・熱媒体、１１・
・・ポンプ、１２・・・水蒸気、１３・・・ヒートポン
プ、１４・・・電解質、１５・・・燃料極、１６・・・
酸化剤極、１７・・・メタノール水蒸気改質触媒、１８
・・・空気通路、１９・・・水素イオン、２０・・・酸
素、２１・・・電子。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図 手続補正書 □１（０゜４Ａ１５Ｂ 特許庁長官 志 賀 学 殿■、事件の表示 特願昭１５Ｑ−３１０１２号 ２、発明の名称 燃料電池発電システム ３、捕１［：、をする古 ′Ｉ咋トとの関係 特許出願人 （３０７） 株式会社 東芝 （ほか１名）４、代理
人 明 細 書 １、発明の名称 燃料電池発電システム ２、特許請求の範囲 メタノールを分解して水素を発生する水素発生部と、こ
の水素発生部で得られた水素を燃料として燃料極に導入
すると共に酸化剤を酸化剤極に導入し、これらを電気化
学的に反応させて発電を行なう燃料電池とから構成され
、前記燃料電池での発電によシ発生する熱を前記水素発
生部におけるメタノール分解に要する熱として供給する
ようＫしたことを特徴とする燃料電池発電システム。 ３、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 本発明はメタノールを利用して水素を発生させ、この水
素を燃料とする燃料電池発電システムに係り、特にシス
テムの総合熱効率を向上させ得るようにした燃料電池発
電システムに関するものである。 〔発明の技術的背景〕 従来、燃料の有しているエネルギーを直接電気的エネル
ギーに変換する装置として燃料電池が知られている。こ
の燃料電池は通常、電解質を挾んで一対の多孔質電極を
配置するとともに。 一方の電極の背面に燃料を接触させ、また他方の電極の
背面に酸化剤を接触させ、このとき起こる電気化学的反
応を利用して上記電極間から電気エネルギーを取シ出す
ようにしたものであり、上記燃料と酸化剤が供給されて
いる限シ高い変換効率で電気エネルギーを取シ出すこと
ができるものである。 ところで、上記のような原理に基づく燃料電池のうち、
燃料として水素をまた酸化剤として酸素を夫々使用する
水素−酸素型燃料電池は既に知られているものである。 そして、この種の燃料電池に供給する水素としては天然
ガス。 ＬＰＧのような炭化水素が一般に使われている。 また水素源としては、これらの炭化水素の代シにメタノ
ールも利用することができる。この場合、水素はメタノ
ールを水蒸気改質する方法によシ得るよう和している。 すなわち、改質触媒を充填した反応器を加熱し、これだ
メタノールと水蒸気を混合した混合ガスを通して反応さ
せ、主として水素と二酸化炭素からなる混合がスを生成
させる方法である。この改質反応は吸熱反応である為、
吸熱反応に必要な熱を供給してやる必要があるが、従来
では原料のメタノールを燃焼させるか、または燃料電池
の燃料極よシ排出される排水素を燃料として利用するよ
うにしている。 〔背景技術の問題点〕 上述したように、従来の燃料電池発電システムにおいて
はメタノールを分解する為に反応器が必要となシヶこれ
を加熱するために更に燃料を必要とする。一方、この種
の燃料電池では通常電池の中で不可逆過程（オーム熱等
）による発熱があシ、これを何らかの方法で除去しなけ
ればならない。しかし、この熱は通常１５０℃程度の水
蒸気として回収される為、場合によりて利用先が限定さ
れシステムの総合熱効率の観点からは好ましくない結果
となりている。 〔発明の目的〕 本発明は上記のような事情を考慮して成されたもので、
その目的は吸熱反応と電池内の発熱を組み合せて熱収支
をとシ熱を有効的に利用してシステムの総合熱効率を向
上させることが可能な燃料電池発電システムを提供する
ことにある。 〔発明の概要〕 上記目的全達成するために本発明では、メタノールを分
解して水素を発生する水素発生部と、この水素発生部で
得られた水素ガスを燃料として燃料極に導入すると共に
酸化剤を酸化剤極に導入し、これらを電気化学的に反応
させて発電を行なう燃料電池とから構成され、上記燃料
電池での発電によシ発生する熱を上記水素発生部におけ
るメタノール分解に要する熱として供給することによシ
、燃料電池に必要な水素発生の反応が吸熱反応であシ一
方燃料電池では発熱を伴うことから、この２つを組み合
せることによって熱収支をとシシステム内での熱利用を
有効的に行なうようＫしたことを特徴とする。 〔発明の実施例〕 まず、本発明の考え方について述べる。メタノールから
水素を発生させるには、一般に次のような２つの方法が
ある。 ＣＨ，０Ｈ−ＨＣＨＯ−１−Ｈ２（ΔＨ＝ ２８ Ｋ
ｃ ａ ｌ／ｉｎｏ ｌ ） ＝・−（１）の温度（
２００℃前後）に比べて比較的低温度で進行するので、
燃料電池で発生する熱を有効えることができる。すなわ
ちその１つは、水素発生部を燃料電池の系外におく場合
である。この場合、燃料電池で発生した熱をヒートポン
プにより温度を上昇させ、（ア反応が進行するようにシ
ステムを構成することによシ熱の有効的な活用が可能と
なる。ｔたもう一つは、水素発生部を燃料電池の系内に
おく、換言すれば水素発生部と燃料電池とを一体にして
システムを構成するもので、燃料電池の燃料極に隣接し
て熱こで得られた水素が燃料電池反応で消費されて発電
が可能となる。そしてこの発電で発生した費されるため
、反応は比較的低温度でも右方向へ進行する。また、こ
の水素−酸素型燃料電池の内部で発生する熱は電池の性
能にもよるが、３０ Ｋｃａｌ／ｒ１１ｏＩＨ２程度で
あるため（２％反反応全行させるのに十分である。 以下、上記のような考え方に基づく本発明のみ合せた場
合の本発明の第１の実施例による燃料電池発電システム
の構成例をブロック的に示したものである。 ルムアルデヒドを生成する反応器で、その内部にはヒー
ター３を収納している。また、４は上記反応器１で生成
された生成物からホルムアルデヒド５を分離するホルム
アルデヒド分離器であシ、これら反応器１およびホルム
アルデヒド分離器４から水素発生部を構成している。一
方、６は上記ホルムアルデヒド分離器４からの水素７を
燃料として燃料極に導入すると共に空気８を酸化剤とし
て酸化剤極に導入し、これらを電気化学的に反応させて
発電を行なう燃料電池である。また、この燃料電池６の
内部にはクーラー９を設けており、発電により発生する
熱を熱媒体１０＆Ｃ与えかつこれｔ−ポンプ１）で上記
反応器Ｉ内のヒーター３に循環供給することによシ、上
記メタノールの分解だ要する熱として供給するようにし
ている。 かかる構成の燃料電池発電システムだおいて器１内には
水素とホルムアルデヒドが生成する。 つぎに、ここで生成されたホルムアルデヒド５はホルム
アルデヒド分離器４で分離し、水素２のみが燃料電池６
の燃料極に導入される。一方。 燃料電池６には反応に必要な酸素が空気８ｆ：導入する
ことによ〕得られる。そして、この燃料電池６では水素
と酸素とが電気化学的に反応して発電が行なわれ、ここ
で発生する熱はクーラー９で熱媒体１０を加熱する事に
よシ除去されめるための熱として供給される。以上のサ
イクルにより、メタノール２ｙ＆−供給する事によって
発電させ電力を得ることができる。 上述したように本実施例による燃料電池発電システムは
、内部にヒーター３を収納しかつ触媒が充填されメタノ
ール２ｆ、脱水素反応だよ）分解して水素およびホルム
アルデヒドを生成する反応器１％およびこの反応器１で
生成された生成物からホルムアルデヒド５を分離するホ
ルムアルデヒド分離器４から成る水素発生部と、
□内部にクーラー９が設けられ上記ホルムアルデヒド分
離器４からの水素７１ｆｔ燃料として燃料極に導入する
と共忙空気８を酸化剤として酸化剤極に導入し、これら
を電気化学的に反応させて発電を行なう燃料電池６とか
ら構成し、上記燃料電池６での発電によ）発生する熱を
クーラー９ｔ−介して熱媒体１０に与えかつこれをポン
プ１１で上記反応器１内のヒーター３に循環供給するこ
とによシ、上記メタノール２の分解に要する熱として供
給するようにしたものである。 従りて、反応器１での吸熱反応と燃料電池６での発熱を
組み合せて熱収支をとり、熱を有効的に利用してシステ
ムの総合熱効率を著しく向み合せた場合の本発明の第２
の実施例による燃料電池発電システムの構成例をブロッ
ク的に示したものであり、第１図と同一部分には同一符
号を付してその説明を省略し、ここでは異なるタノール
２に水蒸気１２を混合した混合ガスを反応器１へ導入す
ると共に、上記？ンｆｉｌｆ。 削除しこれに代えてヒートポンプ１ｓｔ−設けて構成す
るようＫしたものである。またこの場合には、ホルムア
ルデヒドは生成しないのでホルムアルデヒド分離器４は
不要であシこれも削除している。 （２５０〜２７０℃）が必要であるため、ヒートポンプ
１３を用いて熱媒体１０の温度を上昇の反応が進行し、
燃料電池６ＶＣ水素７が供給さみ合せた場合の本発明の
第３の実施例による反応熱有効利用型の燃料電池発電シ
ステムの構成例をブロック的だ示したものであり、第１
図と同一部分には同一符号を付して示している。つまシ
第３図は、水素発生部を燃料電池の系内に設けて水素発
生部と燃料電池とを一体にしてシステムを構成したもの
である。 図において、電解質１４を挾んで燃料極１５および酸化
剤極１６を配置して燃料電池本体を構成している。また
、この燃料電池本体における燃料極１５の電解質１４と
反対側には、水素発生部としてメタノール水蒸気改質触
媒を担持した多孔性の熱伝導性のよい物質１７を設ける
と共に、酸化剤極１６の電解質１４と反対側には空気流
路１８を設けている。さらに、上記メタノール水蒸気改
質触媒１７にはメタノール２に水蒸気１２を混合した混
合ガスを導入し、ここで水蒸気改質して得た水素１ｔ−
上記燃料極１５に導入すると共に、上記空気流路１８を
通して空気８′ｆ：上記酸化剤極１６に導入し、これら
を電気化学的に反応させて発電を行なうようにしている
。 かかる構成の燃料電池発電システムにおいては、原料の
メタノール２と水蒸気１２の混合ｆ場合の水蒸気改質反
応は１通常温度に比較して低い温度すなわち燃料電池の
温度（２００℃前後）よシもやや低い温度で起こること
になる。 その理由は、以下に示すように生成した水素１が燃料電
池反応に消費されるためでおる。この水素７は、燃料電
池燃料極１５で Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−・・・・・・・・・・・・（３）
の反応によシ水素イオン（２Ｈ＋）１９となシミ解質Ｉ
４内を移動して酸化剤極１６へ達する。 一方、空気８の中の酸素（１／２０□）２０は空気通路
１８から燃料極１６を通って電解質１４に達し、電解質
１４と燃料極１６の境界面で外部回路を流れてきた電子
（２・−）２ノと反応し水を生成する。 ２Ｈ＋ １／２０２’ ＋ ２ ＠ ４ Ｈ２Ｏ・・−
・・・−（４）すなわち、電子（２ｅ−） ２１の移動
が外部回路を通りてきたことにより電力が発生し、一方
水素（２Ｈ”） １９と酸素（１／２０２）２０から水
が生成し燃料電池の反応が形成されることになる。 尚、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、
その要旨を変更しない範囲で種々に変形して実施するこ
とができるものである。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、メタノールを分解
して水素を発生する水素発生部と。 この水素発生部で得られた水素ガスを燃料として燃料極
【導入すると共に酸化剤を酸化剤極に導入し、これらを
電気化学的に反応させて発電を行なう燃料電池とから構
成され、上記燃料電池での発電により発生する熱を上記
水素発生部におけるメタノール分解に要する熱として供
給するようにしたので、吸熱反応と電池内の発熱を組み
合せて熱収支をとり熱を有効的に利用してシステムの総
合熱効率を向上させることが可能な極めて信頼性の高い
燃料電池発電システムが提供できる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図および第３図は本発明の他の実施例を夫々示す構成ブ
ロック図である。 １・・・反応器、２・・・メタノール、３・・・ヒータ
ー、４・・・ホルムアルデヒド分離器、５・・・ホルム
アルデヒド、６・・・燃料電池、７・・・水素、８・・
・空気、９・・・クーラー、１０・・・熱媒体、１１・
・・ボンデ、１２・・・水蒸気、１３・・・ヒートポン
プ、１４…電解質、１５・・・燃料極、１６・・・酸化
剤極、１７・・・メタノール水蒸気改質触媒、１８・・
・空気通路、１９・・・水素イオン、２０・・・酸素、
２ノ・・・電子。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第２図
図および第３図は本発明の他の実施例を夫々示す構成ブ
ロック図である。 １・・・反応器、２・・・メタノール、３・・・ヒータ
ー、４・・・ホルムアルデヒド分離器、５・・・ホルム
アルデヒド、６・・・燃料電池、７・・・水素、８・・
・空気、９・・・クーラー、１０・・・熱媒体、１１・
・・ポンプ、１２・・・水蒸気、１３・・・ヒートポン
プ、１４・・・電解質、１５・・・燃料極、１６・・・
酸化剤極、１７・・・メタノール水蒸気改質触媒、１８
・・・空気通路、１９・・・水素イオン、２０・・・酸
素、２１・・・電子。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図 手続補正書 □１（０゜４Ａ１５Ｂ 特許庁長官 志 賀 学 殿■、事件の表示 特願昭１５Ｑ−３１０１２号 ２、発明の名称 燃料電池発電システム ３、捕１［：、をする古 ′Ｉ咋トとの関係 特許出願人 （３０７） 株式会社 東芝 （ほか１名）４、代理
人 明 細 書 １、発明の名称 燃料電池発電システム ２、特許請求の範囲 メタノールを分解して水素を発生する水素発生部と、こ
の水素発生部で得られた水素を燃料として燃料極に導入
すると共に酸化剤を酸化剤極に導入し、これらを電気化
学的に反応させて発電を行なう燃料電池とから構成され
、前記燃料電池での発電によシ発生する熱を前記水素発
生部におけるメタノール分解に要する熱として供給する
ようＫしたことを特徴とする燃料電池発電システム。 ３、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 本発明はメタノールを利用して水素を発生させ、この水
素を燃料とする燃料電池発電システムに係り、特にシス
テムの総合熱効率を向上させ得るようにした燃料電池発
電システムに関するものである。 〔発明の技術的背景〕 従来、燃料の有しているエネルギーを直接電気的エネル
ギーに変換する装置として燃料電池が知られている。こ
の燃料電池は通常、電解質を挾んで一対の多孔質電極を
配置するとともに。 一方の電極の背面に燃料を接触させ、また他方の電極の
背面に酸化剤を接触させ、このとき起こる電気化学的反
応を利用して上記電極間から電気エネルギーを取シ出す
ようにしたものであり、上記燃料と酸化剤が供給されて
いる限シ高い変換効率で電気エネルギーを取シ出すこと
ができるものである。 ところで、上記のような原理に基づく燃料電池のうち、
燃料として水素をまた酸化剤として酸素を夫々使用する
水素−酸素型燃料電池は既に知られているものである。 そして、この種の燃料電池に供給する水素としては天然
ガス。 ＬＰＧのような炭化水素が一般に使われている。 また水素源としては、これらの炭化水素の代シにメタノ
ールも利用することができる。この場合、水素はメタノ
ールを水蒸気改質する方法によシ得るよう和している。 すなわち、改質触媒を充填した反応器を加熱し、これだ
メタノールと水蒸気を混合した混合ガスを通して反応さ
せ、主として水素と二酸化炭素からなる混合がスを生成
させる方法である。この改質反応は吸熱反応である為、
吸熱反応に必要な熱を供給してやる必要があるが、従来
では原料のメタノールを燃焼させるか、または燃料電池
の燃料極よシ排出される排水素を燃料として利用するよ
うにしている。 〔背景技術の問題点〕 上述したように、従来の燃料電池発電システムにおいて
はメタノールを分解する為に反応器が必要となシヶこれ
を加熱するために更に燃料を必要とする。一方、この種
の燃料電池では通常電池の中で不可逆過程（オーム熱等
）による発熱があシ、これを何らかの方法で除去しなけ
ればならない。しかし、この熱は通常１５０℃程度の水
蒸気として回収される為、場合によりて利用先が限定さ
れシステムの総合熱効率の観点からは好ましくない結果
となりている。 〔発明の目的〕 本発明は上記のような事情を考慮して成されたもので、
その目的は吸熱反応と電池内の発熱を組み合せて熱収支
をとシ熱を有効的に利用してシステムの総合熱効率を向
上させることが可能な燃料電池発電システムを提供する
ことにある。 〔発明の概要〕 上記目的全達成するために本発明では、メタノールを分
解して水素を発生する水素発生部と、この水素発生部で
得られた水素ガスを燃料として燃料極に導入すると共に
酸化剤を酸化剤極に導入し、これらを電気化学的に反応
させて発電を行なう燃料電池とから構成され、上記燃料
電池での発電によシ発生する熱を上記水素発生部におけ
るメタノール分解に要する熱として供給することによシ
、燃料電池に必要な水素発生の反応が吸熱反応であシ一
方燃料電池では発熱を伴うことから、この２つを組み合
せることによって熱収支をとシシステム内での熱利用を
有効的に行なうようＫしたことを特徴とする。 〔発明の実施例〕 まず、本発明の考え方について述べる。メタノールから
水素を発生させるには、一般に次のような２つの方法が
ある。 ＣＨ，０Ｈ−ＨＣＨＯ−１−Ｈ２（ΔＨ＝ ２８ Ｋ
ｃ ａ ｌ／ｉｎｏ ｌ ） ＝・−（１）の温度（
２００℃前後）に比べて比較的低温度で進行するので、
燃料電池で発生する熱を有効えることができる。すなわ
ちその１つは、水素発生部を燃料電池の系外におく場合
である。この場合、燃料電池で発生した熱をヒートポン
プにより温度を上昇させ、（ア反応が進行するようにシ
ステムを構成することによシ熱の有効的な活用が可能と
なる。ｔたもう一つは、水素発生部を燃料電池の系内に
おく、換言すれば水素発生部と燃料電池とを一体にして
システムを構成するもので、燃料電池の燃料極に隣接し
て熱こで得られた水素が燃料電池反応で消費されて発電
が可能となる。そしてこの発電で発生した費されるため
、反応は比較的低温度でも右方向へ進行する。また、こ
の水素−酸素型燃料電池の内部で発生する熱は電池の性
能にもよるが、３０ Ｋｃａｌ／ｒ１１ｏＩＨ２程度で
あるため（２％反反応全行させるのに十分である。 以下、上記のような考え方に基づく本発明のみ合せた場
合の本発明の第１の実施例による燃料電池発電システム
の構成例をブロック的に示したものである。 ルムアルデヒドを生成する反応器で、その内部にはヒー
ター３を収納している。また、４は上記反応器１で生成
された生成物からホルムアルデヒド５を分離するホルム
アルデヒド分離器であシ、これら反応器１およびホルム
アルデヒド分離器４から水素発生部を構成している。一
方、６は上記ホルムアルデヒド分離器４からの水素７を
燃料として燃料極に導入すると共に空気８を酸化剤とし
て酸化剤極に導入し、これらを電気化学的に反応させて
発電を行なう燃料電池である。また、この燃料電池６の
内部にはクーラー９を設けており、発電により発生する
熱を熱媒体１０＆Ｃ与えかつこれｔ−ポンプ１）で上記
反応器Ｉ内のヒーター３に循環供給することによシ、上
記メタノールの分解だ要する熱として供給するようにし
ている。 かかる構成の燃料電池発電システムだおいて器１内には
水素とホルムアルデヒドが生成する。 つぎに、ここで生成されたホルムアルデヒド５はホルム
アルデヒド分離器４で分離し、水素２のみが燃料電池６
の燃料極に導入される。一方。 燃料電池６には反応に必要な酸素が空気８ｆ：導入する
ことによ〕得られる。そして、この燃料電池６では水素
と酸素とが電気化学的に反応して発電が行なわれ、ここ
で発生する熱はクーラー９で熱媒体１０を加熱する事に
よシ除去されめるための熱として供給される。以上のサ
イクルにより、メタノール２ｙ＆−供給する事によって
発電させ電力を得ることができる。 上述したように本実施例による燃料電池発電システムは
、内部にヒーター３を収納しかつ触媒が充填されメタノ
ール２ｆ、脱水素反応だよ）分解して水素およびホルム
アルデヒドを生成する反応器１％およびこの反応器１で
生成された生成物からホルムアルデヒド５を分離するホ
ルムアルデヒド分離器４から成る水素発生部と、
□内部にクーラー９が設けられ上記ホルムアルデヒド分
離器４からの水素７１ｆｔ燃料として燃料極に導入する
と共忙空気８を酸化剤として酸化剤極に導入し、これら
を電気化学的に反応させて発電を行なう燃料電池６とか
ら構成し、上記燃料電池６での発電によ）発生する熱を
クーラー９ｔ−介して熱媒体１０に与えかつこれをポン
プ１１で上記反応器１内のヒーター３に循環供給するこ
とによシ、上記メタノール２の分解に要する熱として供
給するようにしたものである。 従りて、反応器１での吸熱反応と燃料電池６での発熱を
組み合せて熱収支をとり、熱を有効的に利用してシステ
ムの総合熱効率を著しく向み合せた場合の本発明の第２
の実施例による燃料電池発電システムの構成例をブロッ
ク的に示したものであり、第１図と同一部分には同一符
号を付してその説明を省略し、ここでは異なるタノール
２に水蒸気１２を混合した混合ガスを反応器１へ導入す
ると共に、上記？ンｆｉｌｆ。 削除しこれに代えてヒートポンプ１ｓｔ−設けて構成す
るようＫしたものである。またこの場合には、ホルムア
ルデヒドは生成しないのでホルムアルデヒド分離器４は
不要であシこれも削除している。 （２５０〜２７０℃）が必要であるため、ヒートポンプ
１３を用いて熱媒体１０の温度を上昇の反応が進行し、
燃料電池６ＶＣ水素７が供給さみ合せた場合の本発明の
第３の実施例による反応熱有効利用型の燃料電池発電シ
ステムの構成例をブロック的だ示したものであり、第１
図と同一部分には同一符号を付して示している。つまシ
第３図は、水素発生部を燃料電池の系内に設けて水素発
生部と燃料電池とを一体にしてシステムを構成したもの
である。 図において、電解質１４を挾んで燃料極１５および酸化
剤極１６を配置して燃料電池本体を構成している。また
、この燃料電池本体における燃料極１５の電解質１４と
反対側には、水素発生部としてメタノール水蒸気改質触
媒を担持した多孔性の熱伝導性のよい物質１７を設ける
と共に、酸化剤極１６の電解質１４と反対側には空気流
路１８を設けている。さらに、上記メタノール水蒸気改
質触媒１７にはメタノール２に水蒸気１２を混合した混
合ガスを導入し、ここで水蒸気改質して得た水素１ｔ−
上記燃料極１５に導入すると共に、上記空気流路１８を
通して空気８′ｆ：上記酸化剤極１６に導入し、これら
を電気化学的に反応させて発電を行なうようにしている
。 かかる構成の燃料電池発電システムにおいては、原料の
メタノール２と水蒸気１２の混合ｆ場合の水蒸気改質反
応は１通常温度に比較して低い温度すなわち燃料電池の
温度（２００℃前後）よシもやや低い温度で起こること
になる。 その理由は、以下に示すように生成した水素１が燃料電
池反応に消費されるためでおる。この水素７は、燃料電
池燃料極１５で Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−・・・・・・・・・・・・（３）
の反応によシ水素イオン（２Ｈ＋）１９となシミ解質Ｉ
４内を移動して酸化剤極１６へ達する。 一方、空気８の中の酸素（１／２０□）２０は空気通路
１８から燃料極１６を通って電解質１４に達し、電解質
１４と燃料極１６の境界面で外部回路を流れてきた電子
（２・−）２ノと反応し水を生成する。 ２Ｈ＋ １／２０２’ ＋ ２ ＠ ４ Ｈ２Ｏ・・−
・・・−（４）すなわち、電子（２ｅ−） ２１の移動
が外部回路を通りてきたことにより電力が発生し、一方
水素（２Ｈ”） １９と酸素（１／２０２）２０から水
が生成し燃料電池の反応が形成されることになる。 尚、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、
その要旨を変更しない範囲で種々に変形して実施するこ
とができるものである。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、メタノールを分解
して水素を発生する水素発生部と。 この水素発生部で得られた水素ガスを燃料として燃料極
【導入すると共に酸化剤を酸化剤極に導入し、これらを
電気化学的に反応させて発電を行なう燃料電池とから構
成され、上記燃料電池での発電により発生する熱を上記
水素発生部におけるメタノール分解に要する熱として供
給するようにしたので、吸熱反応と電池内の発熱を組み
合せて熱収支をとり熱を有効的に利用してシステムの総
合熱効率を向上させることが可能な極めて信頼性の高い
燃料電池発電システムが提供できる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図および第３図は本発明の他の実施例を夫々示す構成ブ
ロック図である。 １・・・反応器、２・・・メタノール、３・・・ヒータ
ー、４・・・ホルムアルデヒド分離器、５・・・ホルム
アルデヒド、６・・・燃料電池、７・・・水素、８・・
・空気、９・・・クーラー、１０・・・熱媒体、１１・
・・ボンデ、１２・・・水蒸気、１３・・・ヒートポン
プ、１４…電解質、１５・・・燃料極、１６・・・酸化
剤極、１７・・・メタノール水蒸気改質触媒、１８・・
・空気通路、１９・・・水素イオン、２０・・・酸素、
２ノ・・・電子。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第２図
Claims (1)
- メタノールを分解して水素を発生する水素発生部と、こ
の水素発生部で得られた水素を燃料として燃料極に導入
すると共に酸化剤を酸化剤極に導入し、これらを電気化
学的に反応させて発電を行なう燃料電池とから構成され
、前記燃料電池での発電により発生する熱を前記水素発
生部におけるメタノール分解に要する熱として供給する
ようにしたことを特徴とする燃料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60031012A JPS61190867A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60031012A JPS61190867A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61190867A true JPS61190867A (ja) | 1986-08-25 |
Family
ID=12319638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60031012A Pending JPS61190867A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61190867A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008285355A (ja) * | 2007-05-16 | 2008-11-27 | Nippon Oil Corp | 改質器および間接内部改質型高温型燃料電池 |
| WO2024132065A1 (en) * | 2022-12-19 | 2024-06-27 | Blue World Technologies Holding ApS | Fuel cell system with separation of hydrogen gas from anode exhaust gas and method of its operation as well as use thereof |
| WO2024132064A1 (en) * | 2022-12-19 | 2024-06-27 | Blue World Technologies Holding ApS | High-temperature pem fuel cell system with heat pump for heating a reformer and method of its operation as well as use thereof |
-
1985
- 1985-02-19 JP JP60031012A patent/JPS61190867A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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