[发明专利]改性器及间接内部改性型高温型燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种将煤油等烃类燃料改性来制造含氢气体的改性器及利用由该改性器得到的含氢气体进行发电的间接内部改性型高温型燃料电池。 

背景技术

通常，向固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell。以下根据情况称为SOFC。)中供给通过改性器将煤油或煤气等烃类燃料改性而产生的含氢气体(改性气体)。通过SOFC使该改性气体与空气发生电化学反应从而进行发电。SOFC通常在550℃～1000℃左右的高温下工作。 

改性可利用水蒸汽改性、部分氧化改性等各种反应，从得到的改性气体中氢浓度高的角度考虑多采用水蒸汽改性。水蒸汽改性为伴随有非常大的吸热的反应，并且反应温度为550℃～750℃左右的较高温度，需要高温的热源。为此，开发有在SOFC的附近(受到SOFC的热辐射的位置)设置改性器，由SOFC的辐射热对改性器加热的间接内部改性型SOFC。特别是在间接内部改性型SOFC中，使含有可燃成分的阳极废气(从SOFC的阳极排出的气体)在间接内部改性型SOFC的容器(模块容器)内燃烧，将该燃烧热作为热源对改性器进行加热(专利文献1)。 

改性催化剂已知有粒状(专利文献2)、蜂窝型(专利文献3及4)等各种构造，其中粒状催化剂较为廉价，被广泛实用。 

专利文献1：日本特开2004-319420号公报 

专利文献2：日本特开平5-129026号公报 

专利文献3：日本特开2004-269332号公报 

专利文献4：日本特开2006-327904号公报 

然而，一般粒状催化剂层的有效导热率低，在受到SOFC的辐射热的方向的粒子层较大时，该方向上产生大的温度差，温度低的部分不能充分进行改性反应，结果导致产生有必要将催化剂量增多，即将改性器的尺寸增大的情况。或者，如专利文献2，可以考虑通过使改性气体的流动折回从而防止局部的温度降低。但是在为了改性器的均热化而使气体流动折回时，由于流路截面积减少或流路长度增加而导致压力损失增大，成为向改性器供给气体用的鼓风机等辅机的所用动力变大或尺寸变大等的原因。 

发明内容

本发明的目的在于，提供一种改性器，其能够利用较低成本的粒状催化剂，抑制改性器的大型化，并且避免压力损失的增大从而抑制辅机的所用动力及大型化，使催化剂层的温度分布更加均匀。 

本发明的另一目的在于，提供一种具备上述改性器，并且抑制成本增加的更小型的间接内部改性型高温型燃料电池。 

本发明提供一种改性器，其为利用水蒸汽改性反应从烃类燃料中制造出含氢气体的改性器， 

该改性器具有反应容器和在该反应容器内填充有具有水蒸汽改性能的粒状催化剂的改性催化剂层，其中， 

该改性器具有将该改性催化剂层至少划分为两部分的隔板， 

该隔板的导热率高于该催化剂层的有效导热率， 

该隔板从该反应容器额定运转时的更高温的部分向更低温的部分延伸。 

可以具备从上述反应容器的外部对该反应容器加热的热源。 

并且，可以具备从上述反应容器的内部对该催化剂层加热的热源。 

本发明提供一种间接内部改性型高温型燃料电池，其具有利用水蒸汽改性反应从烃类燃料中制造出含氢气体的改性器和利用该含氢气体进行发电的高温型燃料电池； 

该改性器具有反应容器和在该反应容器内填充有具有水蒸汽改性能的粒状催化剂的改性催化剂层； 

该改性器配置在受到该高温型燃料电池的热辐射的位置，其中， 

该改性器具有将该改性催化剂层至少划分为两部分的隔板， 

该隔板的导热率高于该催化剂层的有效导热率， 

该隔板从该反应容器额定运转时的更高温的部分向更低温的部分延伸。 

发明效果 

本发明提供一种改性器，其能够利用较低成本的粒状催化剂，抑制改性器的大型化，并且避免压力损失的增大从而抑制辅机的所用动力及大型化，使催化剂层的温度分布更加均匀。 

本发明提供一种具备这样的改性器，并且抑制成本增加的更加小型化的间接内部改性型高温型燃料电池。 

附图说明

图1是用于说明本发明的间接内部改性型高温型燃料电池的一例的模式性侧截面图。 

图2是用于说明本发明的改性器的一例的模式性侧截面图。 

图3是用于说明本发明的改性器的另一例的模式性侧截面图。