(57)【要約】      （修正有）【課題】高温水蒸気電解による水素製造において、エネルギーを軽減し、効率のよい水素製造を行うことができる水素製造装置及びその方法の提供。【解決手段】水供給系１と、水の供給量を制御する水供給量制御装置２４と、供給される水を蒸発して水蒸気とする水蒸発器兼製造ガス冷却器２と、水蒸発器兼製造ガス冷却器２で蒸発した水蒸気と水素とを混合して原料ガスとする水素混合器３と、水素混合器３で混合された原料ガスを予熱する原料ガス予熱器４と、原料ガス予熱器４で予熱された原料ガスが供給されるセル容器６と、セル容器６内に設置され、水素極、酸素極及び電解質を含み、原料ガスの電気分解により水素が製造されるセル７と、セル７の性能を監視するセル性能監視装置２３と、セル７で製造された水素の一部は水素混合器３を介してセル７に循環され、この一部の水素の流量を制御する水素流量制御装置２５とを有して水素製造を行う水素製造装置。【選択図】図１
2010090425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水が供給される水供給系と、
この水供給系から供給され水の供給量が制御される水供給量制御装置と、
この水供給量制御装置により制御されて供給される水を蒸発して水蒸気とする水蒸発器兼製造ガス冷却器と、
この水蒸発器兼製造ガス冷却器で蒸発した水蒸気と水素とを混合して原料ガスとする水素混合器と、
この水素混合器で混合された原料ガスを予熱する原料ガス予熱器と、
この原料ガス予熱器で予熱された原料ガスが供給されるセル容器と、
このセル容器内に設置され、水素極、酸素極及びこの水素極と酸素極との間に形成される電解質を含み、前記原料ガスが電気分解されて水素が製造されるセルと、
電気分解されて前記水素が製造される前記セルの性能を監視するセル性能監視装置と、
前記セルで製造された水素の一部は還元用として前記水素混合器を介して前記セルに循環され、この一部の水素の流量を制御する水素流量制御装置と、
を有することを特徴とする水素製造装置。
【請求項２】
前記水素混合器で水蒸気と混合する水素として、前記水蒸気が電気分解されて製造される水素の一部が使用されてなること、を特徴とする請求項１記載の水素製造装置。
【請求項３】
前記原料ガス予熱器の熱源として、高温ガス炉、高速増殖炉を含む原子炉で生成される熱を利用すること、を特徴とする請求項１記載の水素製造装置。
【請求項４】
水が供給される水供給系と、
この水供給系から供給され水の供給量が制御される水供給量制御装置と、
この水供給量制御装置により制御されて供給される水を蒸発して水蒸気とする水蒸発器兼製造ガス冷却器と、
この水蒸発器兼製造ガス冷却器で蒸発した水蒸気と水素とを混合して原料ガスとする水素混合器と、
この水素混合器で混合された原料ガスを予熱する原料ガス予熱器と、
この原料ガス予熱器で予熱された原料ガスが供給されるセル容器と、
このセル容器内に設置され、水素極、酸素極及びこの水素極と酸素極との間に形成される電解質を含み、前記原料ガスが電気分解されて水素が製造されるセルと、
電気分解されて前記水素が製造される前記セルの性能を監視するセル性能監視装置と、
前記セルで製造された水素の一部は還元用として前記水素混合器を介して前記セルに循環され、この一部の水素の流量を制御する水素流量制御装置と、
を備え、
前記セル性能監視装置により前記セル性能を監視しながら、前記水の供給量及び前記水素混合器に供給される水素量の少なくとも一つを前記セルの性能が高くなるように調整しながら運転すること、を特徴とする水素製造方法。
【請求項５】
前記水素混合器で水蒸気と混合する水素として、前記水蒸気が電気分解されて製造される水素の一部が使用されること、を特徴とする請求項４記載の水素製造方法。
【請求項６】
運転中に前記水の供給量及び前記水素混合器に供給される前記水素量の少なくとも一つを変化させて、前記セル性能監視装置により前記セルの性能を監視しながら運転すること、を特徴とする請求項４記載の水素製造方法。
【請求項７】
前記セル性能監視装置により監視する前記セルの性能として、一定の印加電圧の下において、前記セルに流れる電流値及び水素製造量の少なくとも一つであること、を特徴とする請求項４記載の水素製造方法。
【請求項８】
前記原料ガス予熱器の熱源として、高温ガス炉、高速増殖炉を含む原子炉で生成される熱を利用すること、を特徴とする請求項４記載の水素製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温水蒸気電解により水素を製造する水素製造装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
未来社会の１つのビジョンとして水素をエネルギー媒体とした水素エネルギー社会の実現が注目されており、いくつかの有力な水素製造方法が考えられている。いくつかの水素製造方法のうち、高温水蒸気電解法は９００℃程度の高温で水蒸気を電気分解する方法がある。また、原料が水なので、二酸化炭素を発生させない熱源を用いれば、全く二酸化炭素を排出せずに水素製造が可能となる。
【０００３】
この高温水蒸気電解法は、室温での水の電気分解では水の理論電解電圧が１．２３Ｖであるのに対し、９００℃における水蒸気の理論分解電圧は０．９Ｖと３０％程度の少ない電力で同じ水素製造量が得られるエネルギー効率が高い水素製造法として知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
高温水蒸気電解による水素製造において、この最小単位をセルという。基本的には、電解質を真中に電解質層の両面に酸素極（陽極）と水素極（陰極）を配した三層構造である。水素極で電子が与えられて水蒸気を酸素イオンと水素に分解し、酸素イオンが電解質層を透過し、酸素極で電子を放出して酸素が生成される。高温での使用に耐えるように上記電解質層、酸素極及び水素極はセラミックスより作製されている。
【０００５】
また、水蒸気を電気分解するためには、水素極表面に含まれる金属成分が触媒として作用するために、この金属分子を還元しておかなければならない。このために、高温水蒸気電解による水素製造システムおいては、製造した水素の一部を循環させて、原料の水蒸気と一緒にこのセルに供給する方式が採用されている。
【０００６】
この水蒸気を電気分解して水素製造を行う水素製造装置に関連してセルの材質に関する発明が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。また、平板型のセルを使用した水素製造装置の構造に関する発明が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００５−２３２５２５号公報
【特許文献２】特開平７−１０９５９２公報
【特許文献３】特開平６−１７３０５３公報
【非特許文献２】日本原子力学会誌、「水素インフラと原子力による水素製造」、ｖｏｌ．４８、Ｎｏ．１１（２００６）、第８３５頁〜第８５１頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した高温水蒸気電解法は、９００℃程度の高温で水蒸気を電気分解する方法がある。また、原料が水なので、二酸化炭素を発生させない熱源を用いれば、全く二酸化炭素を排出せずに水素製造が可能となる。この二酸化炭素を生じない熱源の一例として、原子力発電プラント、高温ガス炉の熱を利用する方法がある。ここでは、高温ガス炉の熱を利用する場合を想定する。
【０００８】
高温ガス炉の発電効率は「Ｔｈｅ  ｇａｓ  Ｔｕｒｂｉｎｅ−Ｍｏｄｕｌａｒ  Ｈｅｌｉｕｍ  Ｒｅａｃｔｏｒ」（Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｎｅｗｓ  Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２００３）に示されるように、５２．６％である。高温ガス炉で発電した電気エネルギーを使用し、水を電気分解して、水素を製造するときには、発電効率以外に電気分解効率も影響するために、水素製造効率は５２．６％以下となる。この水素製造効率について、図６を用いて説明する。
【０００９】
図６は、従来の水素製造装置の概略構成を示す構成図である。
【００１０】
原料の水は蒸発器３１で水蒸気に気化され、供給ライン３５を介して予熱器である熱交換器３２で所定の温度まで加熱される。加熱された水蒸気は、セル３３で電解され、水素となる。高温水蒸気電解装置のセル３３の水素極は還元雰囲気に保つ必要があるので、水蒸気の他に水素を供給しなければならない。このため、製品水素の一部は循環ライン３４を介して再度上記供給ライン３５に環流され、還元用に水蒸気と一緒に供給されている。
【００１１】
水素製造効率は、原子炉（高温ガス炉）３６から投入したエネルギー（原料及びシステムを約９００℃に加熱する熱エネルギーＥ１、Ｅ２）及び電解に使用する電気エネルギーの合計に対する製品水素の燃焼熱であるので、以下の（１）式が示すように算出される。
【数１】
2010090425.tif 000003
【００１２】
また、電解に使用する電気エネルギーは、以下の（２）式が示すように、電力量を高温ガス炉の発電効率で除して算出される。
【数２】
2010090425.tif 000004
【００１３】
高温ガス炉の熱を使用し、高温水蒸気電解により水素製造するときは、水素製造効率が発電効率を上回れば、高温ガス炉で発電した電気エネルギーを使用した水の電気分解で水素製造するより効率がよくなるため、高温水蒸気電解法による水素製造にメリットが生まれる。このため、いかに水素製造効率を高めるかが高温水蒸気電解法の課題であった。
【００１４】
水素製造効率に影響を及ぼす因子として以下の２つがある。
【００１５】
１）水蒸気利用率
２）セル還元用の水素量
この水蒸気利用率は、供給した水蒸気量に対する分解された水蒸気量すなわち水素製造量である。水蒸気利用率が高いと、水素製造量あたり供給される水蒸気量が少なくて済むので、図６に示す蒸発器投入熱量Ｅ１及び熱交換器投入熱量Ｅ２が小さくなり、供給する熱エネルギーが小さくなる。（１）式の分母が小さくなるため、水素製造量が一定であるという前提条件の下では、水蒸気利用率が高い方が水素製造効率が高くなる。
【００１６】
この水蒸気利用率を向上させることにより、原料の無駄が省略でき、また熱投入量が抑制され、供給する熱エネルギーが小さくなり、水素製造効率を向上させることが課題であった。
【００１７】
また、セル還元用の水素量は、原料の水蒸気と共に供給する水素量である。高温水蒸気電解装置の水素極は還元雰囲気に保つ必要がある。このために、水蒸気の他に水素を供給しなければならない。製品水素の一部は、供給ラインに循環させ、還元用に水蒸気と一緒に供給される。循環する水素量を減らすことにより、図６に示す熱交換器投入熱量Ｅ２が抑制され、供給する熱エネルギーが小さくなる。そして、循環する水素量が減るため、製品として取り出せる水素量が増えるので、供給する水蒸気量が少なくて済むので、図６に示す蒸発器投入熱量Ｅ１及び熱交換器投入熱量Ｅ２が小さくなり、供給する熱エネルギーが小さくなる。（１）式の分母が小さくなるために、水素製造量が一定であるという前提条件の下では、セル還元用の水素量を軽減して水素製造効率を向上させることが課題であった。
【００１８】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、水蒸気利用率を高め、セル還元用の水素量を軽減することにより、高温水蒸気電解による水素製造に必要なエネルギーを軽減し、水素製造効率のよい水素製造を行うことのできる水素製造装置及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明の水素製造装置においては、水が供給される水供給系と、この水供給系から供給され水の供給量が制御される水供給量制御装置と、この水供給量制御装置により制御されて供給される水を蒸発して水蒸気とする水蒸発器兼製造ガス冷却器と、この水蒸発器兼製造ガス冷却器で蒸発した水蒸気と水素とを混合して原料ガスとする水素混合器と、この水素混合器で混合された原料ガスを予熱する原料ガス予熱器と、この原料ガス予熱器で予熱された原料ガスが供給されるセル容器と、このセル容器内に設置され、水素極、酸素極及びこの水素極と酸素極との間に形成される電解質を含み、前記原料ガスが電気分解されて水素が製造されるセルと、電気分解されて前記水素が製造される前記セルの性能を監視するセル性能監視装置と、前記セルで製造された水素の一部は還元用として前記水素混合器を介して前記セルに循環され、この一部の水素の流量を制御する水素流量制御装置と、を有することを特徴とするものである。
【００２０】
また、上記目的を達成するため、本発明の水素製造方法においては、水が供給される水供給系と、この水供給系から供給され水の供給量が制御される水供給量制御装置と、この水供給量制御装置により制御されて供給される水を蒸発して水蒸気とする水蒸発器兼製造ガス冷却器と、この水蒸発器兼製造ガス冷却器で蒸発した水蒸気と水素とを混合して原料ガスとする水素混合器と、この水素混合器で混合された原料ガスを予熱する原料ガス予熱器と、この原料ガス予熱器で予熱された原料ガスが供給されるセル容器と、このセル容器内に設置され、水素極、酸素極及びこの水素極と酸素極との間に形成される電解質を含み、前記原料ガスが電気分解されて水素が製造されるセルと、電気分解されて前記水素が製造される前記セルの性能を監視するセル性能監視装置と、前記セルで製造された水素の一部は還元用として前記水素混合器を介して前記セルに循環され、この一部の水素の流量を制御する水素流量制御装置と、を備え、前記セル性能監視装置により前記セル性能を監視しながら、前記水の供給量及び前記水素混合器に供給される水素量の少なくとも一つを前記セルの性能が高くなるように調整しながら運転すること、を特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の水素製造装置及びその方法によれば、水蒸気利用率を高め、セル還元用の水素量を軽減することにより、高温水蒸気電解による水素製造に必要なエネルギーを軽減し、水素製造効率のよい水素製造を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る水素製造装置及びその方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００２３】
図１は、本発明の実施の形態の水素製造装置２２の概略構成を示す構成図である。
【００２４】
まず、一例として、原子力発電プラントの熱を利用した高温水蒸気電解による水素製造装置２２の構成について、図１を用いて説明する。
【００２５】
本図に示すように、水素製造装置２２は、原料となる水が供給される水供給系１と、この水供給系１から供給され水の供給量が制御される水供給量制御装置２４を有している。
【００２６】
この水供給量制御装置２４により制御された状態で供給される水が水蒸発器兼製造ガス冷却器２で加熱されて水蒸気を発生させている。つまり、この水蒸発器兼製造ガス冷却器２において、原料の水と高温水蒸気電解にて製造された高温の水素含有ガスを熱交換し、原料の水を蒸発させている。また、製造された高温の水素含有ガスを冷却している。
【００２７】
この水蒸発器兼製造ガス冷却器２で蒸発した原料である水蒸気は水素混合器であるセル還元用水素混合器３に導入され、製造された水素の一部と混合して原料ガスとしている。
【００２８】
このセル還元用水素混合器３で混合された原料ガスは、原料ガス予熱器４に供給される。原料ガス予熱器４において、この原料ガスである水素含有水蒸気は、原子炉５の熱にて予熱され、所定の温度まで昇温する。
【００２９】
この原料ガス予熱器４で予熱されて高温となった原料ガスは、セル容器６内に供給される。
【００３０】
このセル容器６内には、原料ガスが電気分解されて水素が製造されるセル７が設置されている。このセル７は、水素極、酸素極及びこの水素極と酸素極との間に形成される電解質から形成される。このセル７の形状はシステムに適合した形状でよく、例えば、平板型、円筒型、ハニカム型等がある。
【００３１】
すなわち、この原料ガス予熱器４で予熱されて高温となった水素含有水蒸気は、セル容器６内に設置されているセル７の水素極（陰極）側に供給される。このセル７に電圧をかけると、セル７において水蒸気は電気分解され、水素が製造される。
【００３２】
このとき供給する電力は、原子力発電プラントの原子炉５で発生した熱を蒸気発生器２６によって蒸気としてタービン２７に供給し、このタービン２７の回転力によって発電機８で発電した電力の一部が使用されている。
【００３３】
この後、製造された水素は、未分解の水蒸気と共にセル容器６の水素側出口から流出し、水蒸発器兼製造ガス冷却器２で冷却される。未分解の水蒸気は、水蒸発器兼製造ガス冷却器２おいて水となり、水素と分離される。
【００３４】
この未分解の水蒸気と分離した水素は、水素ガス出口９にて一部をセル還元用水素として水素流量制御装置２５を介してセル還元用水素混合器３に供給され、残りのガスは製品水素として回収される。
【００３５】
また、セル７において水蒸気が電気分解されて生成された酸素イオンは、このセル７の反対側に放出され、酸素となり、セル７の反対側において電極表面の性能を維持するために酸素ガス供給系１０から供給した酸素含有ガスと共にセル容器６の酸素側出口から回収される構造となっている。
【００３６】
また、電気分解されて水素が製造されるセル７の性能を監視するセル性能監視装置２３が設置されている。そして、セル７で製造された水素の一部は還元用としてセル還元用水素混合器３を介してセル７に循環される。この循環される一部の水素の流量を制御する水素流量制御装置２５が設けられている。
【００３７】
ここで、水素製造効率と水蒸気利用率との関係について図２を用いて説明する。
【００３８】
図２は、本実施の形態の水素製造効率と水蒸気利用率との関係を示すグラフである。
【００３９】
縦軸に水素製造効率、横軸に水蒸気利用率を示す。水蒸気利用率は供給した水に対して水素に分解された水の割合である。
【００４０】
この水蒸気利用率は、次の通り算出される。まず、製造された水素量を流量計等で測定する。以下の（３）式が示すように、水の電気分解では水１モルから水素１モルが生成されるために、この測定した水素量（体積またはモル数）は、分解した水の量に等しい。
【数３】
2010090425.tif 000005
【００４１】
つまり、水蒸気利用率は、製造された水素量を水の供給量で除して算出される。
【００４２】
また、水素製造効率は、（１）式が示すように、投入したエネルギー（熱及び電気）に対する製造した水素の燃焼熱の割合である。
【００４３】
ここでは原料として供給する水蒸気量と同量の水素を循環して戻し、入口のガス組成が水蒸気濃度５０％、水素濃度５０％として算出した。この結果、図２に示すように、水素製造効率が高温ガス炉の発電効率５２．６％を上回るためには、水蒸気利用率が６０％以上で運転しなければならないことが分かる。
【００４４】
次に、水素製造装置の試験時のフローについて図３を用いて説明する。
【００４５】
図３は、本実施の形態の水素製造装置の試験時のフローを示す説明図である。
【００４６】
本図に示すように、原料の水は定量ポンプ１１により流量制御され、蒸発器１２で蒸発され、セル１３の水素極側に供給される。
【００４７】
製造された水素の一部は、還元用の水素となり、入口に戻す代わりに、マスフローコントローラ１４で流量制御され、予熱器１５で予熱され、水蒸気と混合して、セル１３の水素極側に供給される。
【００４８】
一方、セル１３の酸素極側には、酸素をマスフローコントローラ１６で流量制御し、窒素はマスフローコントローラ１７で流量制御して混合し、予熱器１８で予熱して供給される。この供給されるガス組成は、酸素２０％、窒素８０％の混合ガスである。
【００４９】
セル１３は、電気炉１９で任意の温度に加熱される。セル１３の水素極で分解されて製造された水素は、冷却器２０で冷却した後に回収される。セル１３の酸素極で製造された酸素は、冷却器２１で冷却した後に回収される。
【００５０】
長さ３００ｍｍ、電極面積７５ｃｍ２の円筒型セルを使用し、水素極に供給する水蒸気濃度５０％、水素濃度５０％とし、酸素極には酸素２０％、窒素８０％となるように調整した混合ガスを水素極と同流量供給し、セル温度８００℃、セル電圧１．３Ｖの条件で供給する水蒸気量を変化させることにより、水蒸気利用率を変化させ、セル性能を比較する試験を行った。
【００５１】
この水蒸気利用率とセル性能との関係について図４を用いて説明する。
【００５２】
図４は、本実施の形態の水蒸気利用率とセル性能との関係を示すグラフである。
【００５３】
セル性能は、水蒸気利用率２０％時のセルに流れる電流値を１とした相対値である。
【００５４】
本グラフに示すように、水蒸気の供給量を減らし、水蒸気利用率を上げていくと、水蒸気利用率６０％までは電流値は一定であるが、水蒸気利用率６０％以上で原料の水蒸気が不足し、セル性能が下がっていくことが分かる。水蒸気利用率を上げることで、原料の水蒸気を昇温する熱を減らすことができ、水素製造効率は上がるので、水供給量を調整し、セル性能が最も高いところで、運転するシステムとすることにより、効率の良い水素製造が可能となる。
【００５５】
本実施の形態によれば、図１に示すセル性能監視装置２３にてセル７の性能を監視しながら、水蒸気供給量を軽減することにより、水蒸気利用率を上昇させ、セル７の性能が下がらないところまで水蒸気利用率を上げていくことができる。また、運転中は、セル性能監視装置２３にてセル性能を監視しながら、水蒸気供給量を調整して、水蒸気利用率を前後させて、セル７の性能が最大であることを確認しながら運転することができる。ここでいうセル性能は、セル７の水素製造能力が分かればよく、例えば、セル７に流れる電流値や水素製造量ことを示す。
【００５６】
また、高温水蒸気電解による水素製造に使用するセルは、水素極（陰極）側を還元状態にしなければならないため、製造した水素の一部を水素製造システムの出口から回収し、水素製造システムの入口に循環し、原料の水蒸気と混合し、セル７に供給する。この循環する水素を減らすことにより、製品として取り出せる、水素量が増加し、水素製造効率が上がる。しかし、この循環する水素を減らし、入口側のセル還元用の水素濃度を下げていくと、水素極（陰極）の表面の還元状態が維持できなくなる。
【００５７】
長さ３００ｍｍ、電極面積７５ｃｍ２の円筒型セルを使用し、水蒸気利用率を６０％、酸素極には酸素２０％、窒素８０％となるように調整した混合ガスを水素極と同流量供給し、セル温度８００℃、セル電圧１．３Ｖの条件の下で、製造した水素を入口に戻す代わりに、水素極に供給して水素量を変化させ、水素濃度を変化させ、セル性能を試験した。
【００５８】
このセル還元用水素濃度とセル性能との関係について図５を用いて説明する。
【００５９】
図５は、本実施の形態のセル還元用水素濃度とセル性能との関係を示すグラフである。
【００６０】
セル性能は水素濃度５０％時のセルに流れる電流値を１とした相対値である。
【００６１】
本グラフに示すように、水素濃度が１０％より大きいときまでは電流値は一定であるが、水素濃度１０％以下ではセル性能が下がることが分かる。還元用の水素が不足し、水素極表面に含まれる金属成分が酸化され、触媒として作用しなくなったため、セル性能が下降していくことが分かる。
【００６２】
そこで、セル還元用の水素濃度を調整し、セル性能が最も高いところで、運転するシステムとすることにより、この循環する水素を軽減することができ、製品として取り出せる水素量が増加し、また、循環した水素を昇温する熱を軽減することができ、水素製造効率が上昇し、効率の良い水素製造が可能となる。
【００６３】
このためには、セル性能を監視しながら高温水蒸気電解で製造した水素のうち入口側に循環する水素量を軽減することにより、セル性能が下がらないところまでセル還元用の水素濃度を下げていくこととする。
【００６４】
本実施の形態によれば、水素流量制御装置２５により運転中に循環する水素量を変化させ、セル性能監視装置２３によりセル性能が最大であることを確認しながら運転する。ここで記載するセル性能は、セルの水素製造能力が分かればよく、例えば、セル７に流れる電流値や水素製造量のことを示す。
【００６５】
また、セル性能監視装置２３によりセル性能を監視しながら、水蒸気利用率が最も高く、還元用の水素濃度が最も低いところで運転することにより、最も効率の良い運転が可能となり、効率のよい高温水蒸気電解による水素製造が可能となる。
【００６６】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は、上述したような本実施の形態に何ら限定されるものではなく、本実施の形態の構成を組み合わせて、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態の水素製造装置の概略構成を示す構成図。
【図２】本実施の形態の水素製造効率と水蒸気利用率との関係を示すグラフ。
【図３】本実施の形態の水素製造装置の試験時のフローを示す説明図。
【図４】本実施の形態の水蒸気利用率とセル性能との関係を示すグラフ。
【図５】本実施の形態のセル還元用水素濃度とセル性能との関係を示すグラフ。
【図６】従来の水素製造装置の概略構成を示す構成図。
【符号の説明】
【００６８】
１…水供給系、２…水蒸発器兼製造ガス冷却器、３…セル還元用水素混合器、４…原料ガス予熱器、５…原子炉、６…セル容器、７…セル、８…発電機、９…水素ガス出口、１０…酸素ガス供給系、１１…定量ポンプ、１２…蒸発器、１３…セル、１４…マスフローコントローラ、１５…予熱器、１６…マスフローコントローラ、１７…マスフローコントローラ、１８…予熱器、１９…電気炉、２０…冷却器、２１…冷却器、２２…水素製造装置、２３…セル性能監視装置、２４…水供給量制御装置、２５…水素流量制御装置。
【図１】
2010090425.tif 000006
【図２】
2010090425.tif 000007
【図３】
2010090425.tif 000008
【図４】
2010090425.tif 000009
【図５】
2010090425.tif 000010
【図６】
2010090425.tif 000011