JPS62138301A - 燃料電池の燃料改質装置 - Google Patents
燃料電池の燃料改質装置Info
- Publication number
- JPS62138301A JPS62138301A JP60275941A JP27594185A JPS62138301A JP S62138301 A JPS62138301 A JP S62138301A JP 60275941 A JP60275941 A JP 60275941A JP 27594185 A JP27594185 A JP 27594185A JP S62138301 A JPS62138301 A JP S62138301A
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- JP
- Japan
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- burner
- gas
- evaporator
- reaction tube
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- Pending
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-
- 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
- H01M8/0606—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
- H01M8/0625—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 in a modular combined reactor/fuel cell structure
- H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01B—BOILING; BOILING APPARATUS ; EVAPORATION; EVAPORATION APPARATUS
- B01B1/00—Boiling; Boiling apparatus for physical or chemical purposes ; Evaporation in general
- B01B1/005—Evaporation for physical or chemical purposes; Evaporation apparatus therefor, e.g. evaporation of liquids for gas phase reactions
-
- 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)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (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〕
本発明は燃料電池の燃料改質装置に関するものである。
燃料電池は従来の火力発電に比べて排気ガス問題のない
クリーンな発電ができ、また総合エネルギ効率が高いこ
とで近年注目されている。
クリーンな発電ができ、また総合エネルギ効率が高いこ
とで近年注目されている。
この燃料電池の構成は大きくは燃料を水素ガスに改質す
る改質器と、この改質器から発生した水素ガスを空気（
酸素）と反応させて水と電気エネルギにする燃料電池本
体とからなっている。
る改質器と、この改質器から発生した水素ガスを空気（
酸素）と反応させて水と電気エネルギにする燃料電池本
体とからなっている。
従来、燃料電池の開発は液化天然ガスを燃料として使用
するプラント級の大型のものが主であったが、最近では
自動車等で手軽に搬送できる小型の燃料電池の開発も要
望されている。
するプラント級の大型のものが主であったが、最近では
自動車等で手軽に搬送できる小型の燃料電池の開発も要
望されている。
このような小型の燃料電池では、一般に燃料としてメタ
ノールと水の混合液体を使用する場合がある。この混合
燃料から水素ガス主体の改質ガスを発生させるには、ま
ず液体燃料を蒸発気化する高温の加熱源と、その気化し
た燃料を反応（吸熱反応）させる高温の加熱源とが必要
である。このような２個所での加熱を行う燃料改質装置
を可搬性の高い小型化するには、上記吸熱反応をできる
だけ高い熱効率で行えるようにする必要がある。
ノールと水の混合液体を使用する場合がある。この混合
燃料から水素ガス主体の改質ガスを発生させるには、ま
ず液体燃料を蒸発気化する高温の加熱源と、その気化し
た燃料を反応（吸熱反応）させる高温の加熱源とが必要
である。このような２個所での加熱を行う燃料改質装置
を可搬性の高い小型化するには、上記吸熱反応をできる
だけ高い熱効率で行えるようにする必要がある。
本発明の目的は燃料の気化および吸熱反応を１個所の加
熱源によって高い熱効率で行い、それによって装置全体
をコンパクトにする燃料改質装置を提供することにある
。
熱源によって高い熱効率で行い、それによって装置全体
をコンパクトにする燃料改質装置を提供することにある
。
上記目的を達成する本発明の燃料改質装置は、バーナの
直上に燃料蒸発器を配置し、この燃料蒸発器の上に触媒
を充填した複数の反応管を立設するように接続し、これ
ら複数の反応管の上端に改質ガスを集合する集合部を接
続したことを特徴とするものである。
直上に燃料蒸発器を配置し、この燃料蒸発器の上に触媒
を充填した複数の反応管を立設するように接続し、これ
ら複数の反応管の上端に改質ガスを集合する集合部を接
続したことを特徴とするものである。
以下、本発明を図に示す実施例により説明する。
第３図は、メタノールと水との混合燃料を使用する場合
の燃料電池のシステム図である。３０は詳細を後述する
改質器であり、上記メタノールと水との混合燃料を１５
０〜５００℃の高温で反応させて水素ガスを主成分とす
る改質ガスにし、それを燃料電池本体３１に供給するよ
うになっている。この改質器３０での反応は、次の反応
式で表される吸熱反応である。
の燃料電池のシステム図である。３０は詳細を後述する
改質器であり、上記メタノールと水との混合燃料を１５
０〜５００℃の高温で反応させて水素ガスを主成分とす
る改質ガスにし、それを燃料電池本体３１に供給するよ
うになっている。この改質器３０での反応は、次の反応
式で表される吸熱反応である。
ＣＨ３０Ｈ＋８２０−３Ｈｚ＋ＣＯｚ １１．８ ｋ
ｃａｌ上記燃料電池本体３１には別に空気が供給され、
上記改質ガス中の水素ガスがこの空気中の酸素と反応さ
せられて水と電気を発生する。この電気は直流のまま使
用することもできるが、インバータ３２によって変換す
れば交流としても使用することができる。
ｃａｌ上記燃料電池本体３１には別に空気が供給され、
上記改質ガス中の水素ガスがこの空気中の酸素と反応さ
せられて水と電気を発生する。この電気は直流のまま使
用することもできるが、インバータ３２によって変換す
れば交流としても使用することができる。
第１．２図は、本発明の実施例による上記改質器３０を
示すものである。、１は環状に形成された。燃料蒸発器
で、その周囲の複数個所に燃料供給用のノズル２．−・
・・・、２が取り付けられ、メタノールと水との混合燃
料が内部へ供給されるようになっている。燃料蒸発器１
の下にはバーナ３が設けられ、このバーナ３によって燃
料蒸発器１が直接加熱され、内部に供給された燃料が気
化されるようになっている。
示すものである。、１は環状に形成された。燃料蒸発器
で、その周囲の複数個所に燃料供給用のノズル２．−・
・・・、２が取り付けられ、メタノールと水との混合燃
料が内部へ供給されるようになっている。燃料蒸発器１
の下にはバーナ３が設けられ、このバーナ３によって燃
料蒸発器１が直接加熱され、内部に供給された燃料が気
化されるようになっている。
燃料蒸発器１の周囲には筒状の内壁８が設けられ、さら
にその外側に断熱層９を介して外壁１０が設けられて、
断熱部を形成している。断熱層９には、グラスウール、
セラミックウール。
にその外側に断熱層９を介して外壁１０が設けられて、
断熱部を形成している。断熱層９には、グラスウール、
セラミックウール。
あるいはそれらのフオーム等の断熱材が充填されている
。上記燃料蒸発器１の上面には環形状に沿って複数の反
応管４．・・・−・・、４が垂直に立設されている。反
応管４の中にはベレット状の触媒が充填された触媒層５
が設けられている。
。上記燃料蒸発器１の上面には環形状に沿って複数の反
応管４．・・・−・・、４が垂直に立設されている。反
応管４の中にはベレット状の触媒が充填された触媒層５
が設けられている。
触媒としては、白金、ロジウム、あるいは銅系の触媒な
どが好ましく使用される。
どが好ましく使用される。
複数の反応管４．・・−・−・−９４の上端には集合部
６が接続され、これら反応管の内部と連通している。ま
た、集合部６はその下面により内壁８の上端部を閉塞状
態にし、バーナ３の加熱ガスが上方へ抜けないようにし
ている。このような内壁８の上部には、多数の排気孔１
１．−・・−・・−２１１が断熱層９．外壁１０を通っ
て外側へ連通ずるように設けられている。
６が接続され、これら反応管の内部と連通している。ま
た、集合部６はその下面により内壁８の上端部を閉塞状
態にし、バーナ３の加熱ガスが上方へ抜けないようにし
ている。このような内壁８の上部には、多数の排気孔１
１．−・・−・・−２１１が断熱層９．外壁１０を通っ
て外側へ連通ずるように設けられている。
また、複数の反応管４．・−−−−−−，４の長さ方向
の中間位置には、これらの反応管に囲まれた内側空間に
、多数の透孔１２ａ、−・−−−−−、１２ａを有する
分散板１２が取り付けられている。この分散板１２は、
環状の燃料蒸発器１の中央空間を上昇するように通り抜
けたバーナ３の加熱ガスを均一分散させ、各反応管４の
外壁に万遍な（接触させる。すなわち、分散板１２は加
熱制御機能を有し、その透孔１２ａの数や開口面積を種
々変えることにより、必要な加熱制御を行うようになっ
ている。
の中間位置には、これらの反応管に囲まれた内側空間に
、多数の透孔１２ａ、−・−−−−−、１２ａを有する
分散板１２が取り付けられている。この分散板１２は、
環状の燃料蒸発器１の中央空間を上昇するように通り抜
けたバーナ３の加熱ガスを均一分散させ、各反応管４の
外壁に万遍な（接触させる。すなわち、分散板１２は加
熱制御機能を有し、その透孔１２ａの数や開口面積を種
々変えることにより、必要な加熱制御を行うようになっ
ている。
上述の装置において、燃料蒸発器１で気化されたメタノ
ールと水との燃料気体は、複数の反応管４．−・−・−
１４の中に分散流入して触媒層５の隙間を通過するとき
前述した吸熱反応を行い、主として水素ガスと炭酸ガス
からなる改質ガスになる。この改質ガスには副生物とし
て一酸化炭素、メタンガスなどのほか、未反応のメタノ
ール、水の残留物等も含まれている。この改質ガスは上
方へ抜けて集合部６に集合したのち、出ロアから前述し
た燃料電池本体３１へ送られる。
ールと水との燃料気体は、複数の反応管４．−・−・−
１４の中に分散流入して触媒層５の隙間を通過するとき
前述した吸熱反応を行い、主として水素ガスと炭酸ガス
からなる改質ガスになる。この改質ガスには副生物とし
て一酸化炭素、メタンガスなどのほか、未反応のメタノ
ール、水の残留物等も含まれている。この改質ガスは上
方へ抜けて集合部６に集合したのち、出ロアから前述し
た燃料電池本体３１へ送られる。
上述した燃料改質装置では、バーナ３が燃料蒸発器１を
直接加熱すると共に、その加熱ガスが引き続き上部の反
応管４、−−−−−−〜，４を加熱して、燃料を改質ガ
スに変化させる吸熱反応に供される。そのため、熱源と
して１個所設けただけのバーナ３により高い効率の加熱
を行うことができる。また、１個所だけのバーナ３が大
然料蒸発器加熱用と反応管の吸熱反応用との両方に共用
されるため装置全体を簡明にコンパクトにすることがで
きる。
直接加熱すると共に、その加熱ガスが引き続き上部の反
応管４、−−−−−−〜，４を加熱して、燃料を改質ガ
スに変化させる吸熱反応に供される。そのため、熱源と
して１個所設けただけのバーナ３により高い効率の加熱
を行うことができる。また、１個所だけのバーナ３が大
然料蒸発器加熱用と反応管の吸熱反応用との両方に共用
されるため装置全体を簡明にコンパクトにすることがで
きる。
上述したように本発明の燃料改質装置は、バーナの直上
に燃料蒸発器を配置し、この燃料蒸発器の上に触媒を充
填した複数の反応管を立設するように接続し、これら複
数の反応管の上端に改質ガスを集合する集合部を接続し
た構成にしたので、バーナにより燃料蒸発器を直接加熱
すると共に、その加熱ガスが同時に反応管の加熱にも使
用され、熱利用率の高い加熱を行うことができる。した
がって、熱源を１個所のコンパクトな構成にすることが
でき、それによって装置全体をコンパクトにすることが
できる。
に燃料蒸発器を配置し、この燃料蒸発器の上に触媒を充
填した複数の反応管を立設するように接続し、これら複
数の反応管の上端に改質ガスを集合する集合部を接続し
た構成にしたので、バーナにより燃料蒸発器を直接加熱
すると共に、その加熱ガスが同時に反応管の加熱にも使
用され、熱利用率の高い加熱を行うことができる。した
がって、熱源を１個所のコンパクトな構成にすることが
でき、それによって装置全体をコンパクトにすることが
できる。
第１図は本発明の実施例による燃料電池の燃料改質装置
の縦断面図、第２図は第１図のｎ−Ｈ矢視図、第３図は
上記燃料改質装置が適用される燃料電池のシステム図で
ある。 １−・−燃料蒸発器、 ２−燃料供給ノズル、３−バー
ナ、 ４−反応管、 ５−触媒層、６−集合部。
の縦断面図、第２図は第１図のｎ−Ｈ矢視図、第３図は
上記燃料改質装置が適用される燃料電池のシステム図で
ある。 １−・−燃料蒸発器、 ２−燃料供給ノズル、３−バー
ナ、 ４−反応管、 ５−触媒層、６−集合部。
Claims (1)
- バーナの直上に燃料蒸発器を配置し、この燃料蒸発器の
上に触媒を充填した複数の反応管を立設するように接続
し、これら複数の反応管の上端に改質ガスを集合する集
合部を接続したことを特徴とする燃料電池の燃料改質装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60275941A JPS62138301A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 燃料電池の燃料改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60275941A JPS62138301A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 燃料電池の燃料改質装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62138301A true JPS62138301A (ja) | 1987-06-22 |
Family
ID=17562561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60275941A Pending JPS62138301A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 燃料電池の燃料改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62138301A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003064923A1 (fr) * | 2002-02-01 | 2003-08-07 | Pan, Weibiao | Carburant obtenu par decomposition et recombinaison de l'eau et chambre de combustion utilisant ce carburant |
| KR101630374B1 (ko) * | 2016-03-15 | 2016-06-14 | 김민규 | 촉매와 폐열을 이용한 수소 발생장치 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS593003A (ja) * | 1982-05-28 | 1984-01-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料改質器 |
-
1985
- 1985-12-10 JP JP60275941A patent/JPS62138301A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS593003A (ja) * | 1982-05-28 | 1984-01-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料改質器 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003064923A1 (fr) * | 2002-02-01 | 2003-08-07 | Pan, Weibiao | Carburant obtenu par decomposition et recombinaison de l'eau et chambre de combustion utilisant ce carburant |
| KR101630374B1 (ko) * | 2016-03-15 | 2016-06-14 | 김민규 | 촉매와 폐열을 이용한 수소 발생장치 |
| WO2017159984A1 (ko) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | 김민규 | 촉매와 폐열을 이용한 수소 발생장치 |
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