(57)【要約】【課題】断熱容器内に内包した改質器からの外部への熱伝導を抑制することのできる燃料改質システム及び燃料電池システムを提供する。【解決手段】有機化合物系の燃料を供給する燃料供給手段３と、前記燃料を改質して水素を含有する改質ガスを得るための改質器５と、前記燃料供給手段３から前記改質器５へ燃料を供給するための燃料供給路１７と、前記改質器５から改質ガスを排出するガス排出路１９と、前記改質器５を内包した断熱容器７とを備えた燃料改質システムにおいて、前記改質器５からの熱伝導によって前記断熱容器７の開口部１５から外部へ伝熱される熱エネルギーを吸収して前記燃料供給手段３から前記改質器５へ供給する燃料を気化するための燃料気化部を、前記断熱容器７の前記開口部１５内に備え、前記断熱容器７は、内壁部９と外壁部１１との間に備えた密封空間１３を真空にした真空断熱容器である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機化合物系の燃料を供給する燃料供給手段と、
前記燃料を改質して水素を含有する改質ガスを得るための改質器と、
前記燃料供給手段から前記改質器へ燃料を供給するための燃料供給路と、
前記改質器を内包し、内壁部と外壁部との間に備えた密封空間を真空にした断熱容器と、
前記断熱容器の前記内壁面と前記外壁面とが連結する開口部と前記改質器との間に前記内壁面より熱を吸熱するための吸熱手段とを備えていることを特徴とする燃料改質システム。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料改質システムにおいて、前記断熱容器の外部の少なくとも一部を、断熱材によって覆ったことを特徴とする燃料改質システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の燃料改質システムにおいて、前記吸熱手段は、前記改質器へ流体を供給するための供給路の一部であることを特徴とする燃料改質システム。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の燃料改質システムにおいて、前記吸熱手段は、前記燃料供給路の一部であることを特徴とする燃料改質システム。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料改質システムにおいて、前記吸熱手段は、前記燃料の少なくとも一部を気化するための燃料気化部であることを特徴とする燃料改質システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の燃料改質システムにおいて、前記断熱容器の前記開口部の端部から前記吸熱手段までの距離をＬ１、前記改質器の前記開口部に近い端部から前記吸熱手段までの距離をＬ２としたとき、Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）の比が２０％以上で、前記改質器から離れた位置に前記吸熱手段が配置してあることを特徴とする燃料改質システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の燃料改質システムにおいて、前記燃料は少なくともジメチルエーテルを含むことを特徴とする燃料改質システム。
【請求項８】
有機化合物系の燃料を供給する燃料供給手段と、
前記燃料を改質して水素を含有する改質ガスを得るための改質器と、
前記燃料供給手段から前記改質器へ燃料を供給するための燃料供給路と、
前記改質器を内包し、内壁部と外壁部との間に備えた密封空間を真空にした断熱容器と、
前記断熱容器の前記内壁面と前記外壁面とが連結する開口部と前記改質器との間に前記内壁面より熱を吸熱するための吸熱手段と、
前記改質ガスの供給を受けて発電を行う燃料電池とを
備えていることを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばノートパソコン，デジカメ，ビデオカメラ（カムコーダー）などのごとき小型電子機器に適用される小型の燃料電池システム及びその燃料改質システムに係り、さらに詳細には、断熱容器内に内包した改質器からの外部への熱伝導を効果的に抑制することのできる燃料改質システム及び燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばノートパソコンなどのごとき小型の電子機器類に燃料電池システムを適用する場合、小型化を図ると共に、熱に弱い部品やオペレータを保護するために燃料電池や改質器の発熱による熱が過度に電子機器や外部へ伝達されないようにする必要がある。そのために、燃料電池や改質器を適宜の断熱容器内に内包することが行われており、前記断熱容器として真空断熱容器も提案されている（例えば特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２００１−８９１０４号公報
【特許文献２】特開２００３−３２７４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１，２に記載されているように、内壁部と外壁部との間の密封空間を真空にした真空断熱容器内に改質器を内包した構成においては、断熱を効果的に行うことができる。しかし、真空断熱容器内に改質器を配置した構成であっても、前記改質器からの熱伝導によって真空断熱容器の開口部から外部へ熱エネルギーが移動されるものである。
【０００４】
したがって、断熱容器の開口部を通じて外部へ移動する熱エネルギーを抑制することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、有機化合物系の燃料を供給する燃料供給手段と、前記燃料を改質して水素を含有する改質ガスを得るための改質器と、前記燃料供給手段から前記改質器へ燃料を供給するための燃料供給路と、前記改質器を内包し、内壁部と外壁部との間に備えた密封空間を真空にした断熱容器と、前記断熱容器の前記内壁面と前記外壁面とが連結する開口部と前記改質器との間に前記内壁面より熱を吸熱するための吸熱手段とを備えているものである。
【０００６】
また、本発明は、有機化合物系の燃料を供給する燃料供給手段と、前記燃料を改質して水素を含有する改質ガスを得るための改質器と、前記燃料供給手段から前記改質器へ燃料を供給するための燃料供給路と、前記改質器を内包し、内壁部と外壁部との間に備えた密封空間を真空にした断熱容器と、前記断熱容器の前記内壁面と前記外壁面とが連結する開口部と前記改質器との間に前記内壁面より熱を吸熱するための吸熱手段と、前記改質ガスの供給を受けて発電を行う燃料電池とを備えているものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、断熱容器の開口部を通じて外部へ移動する熱エネルギーが抑制されるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を用いて、本発明の実施形態に係る燃料改質システムについて説明するに、理解を容易にするために、先ず全体的構成について概略的、概念的に説明する。
【０００９】
燃料改質システム１は、有機化合物系の燃料として例えばメタノールあるいはジメチルエーテルの水溶液を貯留した燃料供給手段（燃料タンク）３を備えていると共に、前記燃料を改質して水素を含有する改質ガスを得るための改質器５を内包（内装）した断熱容器７を備えている。前記断熱容器７は、内壁部９と外壁部１１との間に備えた密封空間１３を真空にした真空断熱容器であって、一端側には開口部１５を備えている。
【００１０】
前記燃料供給手段３から前記改質器５へ燃料を供給するために、前記燃料供給手段３と前記改質器５は、燃料供給路（供給管）１７を介して接続してある。前記改質器５は、燃料供給手段から供給された燃料を、数百℃の高温下で水素を含有する改質ガスに改質するもので、さらに改質反応部（図１には図示省略）に必要な熱エネルギーを補うために燃焼部（図１には図示省略）を備えている。前記改質器５は、高温下にて反応を行うので熱損失を低減するためと、外部への熱害を防ぐために、前記断熱容器７の開口部１５から離れた奥の部分に配置してある。なお、図１には改質器１として概略的に四角形にて図示してあるが、改質反応部、ＣＯシフト部、ＣＯ除去部、加熱部（燃焼部）などの構成要素を一つの集合体として備えた構成であっても、或は上記各構成要素を個別に備えた構成であっても良い。また、改質器に備える構成要素は、上記各構成要素に限られたものでなく、燃料から改質ガスに改質するものであれば、他の構成要素を追加したり、上記各構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたりした構成であっても良い。例えば、燃焼部に替えて電気エネルギーが供給されることによって発熱するヒータ部を設けたり、ＣＯシフト部を省略したりすることもできる。
【００１１】
前記改質器５において改質した改質ガスを、燃料電池（図１には図示省略）へ排出供給するために、前記改質器５にはガス排出路（排出管）１９が接続してある。
【００１２】
上記構成において、燃料供給手段３から前記改質器５へ燃料を供給して燃料の改質を行うには、燃焼部における触媒燃焼等の発熱により数百℃の高温下で改質反応が行われる。この際、改質器５が真空断熱容器７の奥の部分に内包されていることにより、大きな断熱効果が得られる。しかし、真空断熱容器７における内壁部９と外壁部１１は開口部１５において連結してあるので、内壁部９を伝わる熱伝導によって外部壁１１側へ熱エネルギーが移動する傾向にある。
【００１３】
したがって、改質器５が高温になると、真空断熱容器７においても外部壁１１が高温になり、外部に対して熱害を与えることがあると共に、外部への熱放出が多くなり、熱損失が大きくなって全体として熱効率が悪くなることがある。すなわち、図１（Ｂ）に示すように、改質器５と内壁部９との接触部の温度が約２５０℃であると、断熱容器７の開口部１５付近での温度は約１００℃程度になるものである。
【００１４】
そこで、本実施形態においては、図１（Ｃ）に示すように、断熱容器７における内壁部９に、前記燃料供給路１７の一部を接触して、前記内壁部９から燃料供給路１７への熱伝導が行われるようにした。上記構成により、断熱容器７の内壁部９から燃料供給路１７への熱伝導により、燃料供給路１７内の燃料が加熱されることとなる。したがって、断熱容器７における開口部１５付近の温度は、同一条件において、燃料供給路を内壁部９に熱的に接触しない場合（図１（Ｂ）参照）に比較して、より低温になり、開口部１５付近での温度は約６０℃になった。
【００１５】
前述のように、断熱容器７における内壁部９に、熱伝導が行なわれ得るように、燃料供給路１７を熱的に接触すると、燃料供給路１７内の燃料の少なくとも一部（燃料に含まれるメタノール、ジメチルエーテルあるいは水）は加熱されて気化される傾向にある。したがって、燃料供給路１７が前記内壁部９に接触した部分は一種の燃料気化部（吸熱手段）と称することができる。すなわち、燃料供給路１７内の燃料の少なくとも一部が沸点以上の温度に加熱される位置に、燃料供給路１７が前記内壁部９に接触する部分が設けられることにより、燃料の少なくとも一部が気化する際の気化熱を利用し、より効率的に外部壁１１の温度上昇を抑制することができる。
【００１６】
なお、燃料の気化をより効果的に行うために、燃料気化部に、網状構造体、綿状構造体、ウイック構造体、ミキサー構造体、チャネル構造体などの適宜の構造体を配置することが望ましい。
【００１７】
上述のごとく、断熱容器７の内壁部９に燃料気化部（燃料供給路１７の一部）を熱的に接触して配置すると、前記改質器５と燃料気化部との間の温度勾配が大きくなり、改質器５側からの熱伝導により移動する熱エネルギーは大きくなる。しかし、前記燃料気化部においての燃料気化のために熱エネルギーが吸収されるので、断熱容器７の開口部１５付近での温度は低温になるものである。
【００１８】
ところで、前記燃料気化部の配置位置は、前記断熱容器７における開口部１５の端部（外端部）から燃料気化部までの距離をＬ１，燃料気化部から改質器５の開口部１５に近い端部までの路離をＬ２としたときＬ１／（Ｌ１＋Ｌ２）の比が２０％以上で、前記改質器５に直接接触することのない位置（非接触位置）であることが望ましい。
【００１９】
すなわち、燃料気化部が改質器５に直接接触すると、熱伝導により改質器５から直接的に熱エネルギーを受けることとなり、改質器５の温度を低下する傾向にあると共に、断熱容器７における内壁部９から熱エネルギーを受けるとことが少なくなり、外壁部１１への熱伝導が大きくなる傾向にあるので望ましいものではない。また、約２０％以下になると、内壁部９の温度もある程度低下しており、前記燃料気化部での燃料の気化を効果的に行う上において望ましいものではない。しかし、断熱容器７における外壁部１１への熱伝導を抑制する上においては、前記Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）の比が約２０％以下の位置に配置することも可能である。
【００２０】
ところで、燃料としてメタノールを採用すると、メタノール（ＣＨ3 ＯＨ）改質の場合、下記の反応式にしたがって反応が起こるため、反応の化学量論比はＣＨ3 ＯＨ：Ｈ2 Ｏ＝１：１となる。
【００２１】
ＣＨ3 ＯＨ＋Ｈ2 Ｏ→３Ｈ2 ＋ＣＯ2             ……（１）
しかし、Ｈ3 ＯＨ：Ｈ2 Ｏ＝１：１として改質反応を行うと、副生成物としての一酸化炭素（ＣＯ）の選択率が増加してしまう。すなわち、ＣＯ生成量が増加してしまう。そこで、水素の収量を増加させるため、実用上は、ＣＨ3 ＯＨ：Ｈ2 Ｏ＝１：２．０程度、好ましくは１：１．５程度で運転することが望ましい。
【００２２】
ここで、ＣＨ3 ＯＨ：Ｈ2 Ｏ＝１：１．５として計算すると、電力として例えば２０Ｗ出力を得るために必要な水素量を０℃、１ａｔｍにおける理想気体に換算して２５０ｃｃ／ｍｉｎとすると、必要なＣＨ3 ＯＨ流量は０℃、１ａｔｍにおける理想気体に換算して８３．３３ｃｃ／ｍｉｎ、Ｈ2 Ｏ流量は０℃、１ａｔｍにおける理想気体に換算して１２５ｃｃ／ｍｉｎとなる。それぞれ気温２５℃の状態から気化し、気化器の温度として想定した１５０℃へ温度上昇するために必要な熱量は、ＣＨ3 ＯＨが２．８６Ｗ、Ｈ2 Ｏが４．４８Ｗとなり、合計で７．３４Ｗが必要となる。
【００２３】
一方、ジメチルエーテルを燃料として採用すると、ジメチルエーテル（ＤＭＥ：ＣＨ3 ＯＣＨ3 ）改質の場合、下記の反応式、式（２）にしたがって反応が起こるため、反応の量論比はＣＨ3 ＯＣＨ3 ：Ｈ2 Ｏ＝１：３となる。
【００２４】
ＣＨ3 ＯＣＨ3 ＋３Ｈ2 Ｏ→６Ｈ2 ＋２ＣＯ2             ……（２）
しかし、ＣＨ3 ＯＣＨ3：Ｈ2 Ｏ＝１：３として改質反応を行うと、副生成物としての一酸化炭素（ＣＯ）の選択率が増加してしまう。すなわち、ＣＯ生成量が増加してしまう。そこで、水素の収量を増加させるため、実用上は、ＣＨ3 ＯＣＨ3 ：Ｈ2 Ｏ＝１：３．５程度で運転することが望ましい。
【００２５】
ここで、電力として例えば２０Ｗ出力を得るために必要な水素量を０℃、１ａｔｍにおける理想気体に換算して２５０ｃｃ／ｍｉｎとすると、必要なＣＨ3 ＯＣＨ3 量は０℃、１ａｔｍにおける理想気体に換算して４１．６７ｃｃ／ｍｉｎ、Ｈ2 Ｏ流量は０℃、１ａｔｍにおける理想気体に換算して１４５．８３ｃｃ／ｍｉｎとなる。ＣＨ3 ＯＣＨ3 は常温でも気化をするため、１５０℃程度の気化器に入るときには気化していると考えられるため、ＣＨ3 ＯＣＨ3 ガスが常温を２５℃として１５０℃に温度上昇するために必要な熱量は０．３６Ｗである。またこの量のＨ2 Ｏが２５℃の液体状態から温度上昇し１００℃で気化し、１５０℃の気体状態にまで温度上昇するために必要な熱量は５．２２Ｗとなる。合計すると５．５８Ｗの熱量が必要となる。
【００２６】
ここでメタノール改質とジメチルエーテル改質を比較すると、燃料を気化するために、メタノール改質のほうはジメチルエーテル改質に比べ、約１．３倍もの熱量を必要となることが分かる。
【００２７】
このことは前記構成により、メタノール改質を行う場合、気化に必要な熱量が多いことから、気化器の温度が低下し、完全に気化を行うことが出来なくなる恐れがある。また、改質装置全体での熱エネルギー収支がマイナスとなり、外部から熱エネルギーを加えなければ運転を続けることが出来なくなることがある、という問題を引き起こすおそれがある。
【００２８】
逆に、気化に必要な熱量がさらに小さい燃料の場合、真空容器から外部に漏れる熱量を気化器により吸収する量が小さくなることから、真空容器外面の温度が高くなる。
【００２９】
そのため、前記構成においては、一般的な燃料の改質に用いることは可能であるが、望ましくはジメチルエーテル改質のように気化に適度な熱量が必要な燃料を用いることが良いものである。
【００３０】
既に理解されるように、前記構成によれば、断熱容器７内の改質器５から当該断熱容器７の開口部１５側への熱伝導が抑制されて、断熱容器７の外壁部１１側が高温になることが抑制される。また、燃料供給手段３から改質器５へ供給する燃料を気化するための熱源として、前記改質器５から前記開口部１５側へ熱伝導によって伝達される熱エネルギーを利用しているので、全体としての熱効率の向上を図ることができるのである。
【００３１】
図２は第２の実施形態を示すもので、前述した実施形態と同一機能を奏する構成要素には同一符号を付することとして、重複した説明は省略する。この第２の実施形態においては、真空断熱容器７における開口部１５付近の内側に、断熱容器７における内壁部９に外周面が熱的に接触（熱伝導が良好に行なわれ得るように密に接触したこと）したプレート２１を、燃料気化部として備えた構成である。
【００３２】
すなわち、前記プレート２１には、当該プレート２１の外周面に沿うようにほぼ一周する流路２３が備えられており、この流路２３の一端部には、前記燃料供給手段３に接続した燃料供給路２５Ａが接続してあり、上記流路２３の他端部には、前記改質器２５に接続した燃料供給路２５Ｂが接続してある。
【００３３】
したがって、上記構成においては、改質器５から断熱容器７の開口部１５側へ熱伝導によって移動する熱エネルギーの一部は、プレート２１への熱伝導により前記流路２３内の燃料を気化するために使用されることとなる。よって、前記開口部１５を経て外壁部１１側へ移動する熱エネルギーを抑制することができ、前記実施形態と同様の効果を奏し得るものである。
【００３４】
図３は第３の実施形態を示すもので、例えばアルミニウムなどのごとく熱伝導率の良い結合部材２７（吸熱手段）の外周面を、断熱容器７における内壁部９に熱的に接触し、この結合部材２７によって前記燃料供給路１７、ガス排出路１９を支持した構成である。この構成においては、前記内壁部９の熱伝導によって移動する熱エネルギーの一部は、結合部材２７を介して前記燃料供給路１７へ移動することとなり、前述同様の効果を奏し得るものである。
【００３５】
図４は第４の実施形態を示すものである。図４に示す構成は、図３に示した構成において、断熱容器７における内壁部９と結合部材２７との間に、熱効率が高くかつ比較的柔らかい金属，例えば銅を介在して、前記内壁部９と結合部材２７との間の微少間隙を埋めるようにしてある。また、金属に替えて熱伝導率が高いグリス（例えばシリカやアルミナ等のフィラーが混入されたグリス）を介在して、前記内壁部９と結合部材２７との間の微少間隙を埋めるようにしても良い。この構成によれば微少間隙の存在による接触熱抵抗が低減され、前記内壁部９から結合部材２７への熱伝導がより効果的に行われるものである。
【００３６】
なお、前記内壁部９から結合部材２７への熱伝導を効果的に行うために、内壁部９と結合部材２７とを溶接、接合あるいは接着するなど、適宜の結合又は接合構成を採用することができる。
【００３７】
図５は第５の実施形態を示すもので、図５に示す構成は、断熱容器７における内壁部９から外壁部１１側への熱伝導を抑制するために、開口部１５と改質器５との間において、内壁部９の一部を薄肉部９Ａに形成してある。そして、上記薄肉部９Ａの補強を行うために、前記結合部材２７の周面を前記薄肉部９Ａに一体的に接合してある。
【００３８】
したがって、前記内壁部９から外壁部１１側への熱伝導を抑制することができ、前述同様の効果を奏し得ると共に、空間１３が真空であることにより、薄肉部９Ａが湾曲変形することをも防止することができる。
【００３９】
図６は、第６の実施形態を示すもので、真空断熱容器７内に複数の改質器５Ａ，５Ｂを内包し、この断熱容器７を、携帯型の電子機器などの筐体２９内に内装した構成である。この構成においては、断熱容器７の外周面と前記筐体２９の内面との間には、断熱材兼緩衝材３１が介在してある。上記断熱材兼緩衝材３１は、前記断熱容器７から筐体２９への熱伝導を抑制すると共に、筐体２９に対する外部の衝撃を緩衝して前記断熱容器７への衝激を緩和する作用をなすものであって、例えば適宜の樹脂よりなるものである。なお、断熱材兼緩衝材３１は、断熱効果及び緩衝効果を向上するために、内部に微細な空隙部を備えた構成であることが望ましい。
【００４０】
前記断熱材兼緩衝材３１は、前記断熱容器７の外周面を全面的に覆うように配置することも可能であるが、図７に示すように、前記断熱容器７の外周面に断熱材兼緩衝材３１を適宜間隔に又は島状，筋状に配置することも可能である。
【００４１】
前記構成によれば、断熱容器７から筐体２９への熱伝導が抑制されるものである。なお、吸熱手段は図１〜図５に示したいずれの吸熱手段を用いることができる。図６及び図７は吸熱手段を省略して図示したものである。
【００４２】
図８は、燃料電池システムを概念的、概略的に示すものである。この燃料電池システムにおいては前記真空断熱容器７内に改質反応部４３，ＣＯシフト部３３，ＣＯ除去部３５及び気化部３７（吸熱手段）を備え、かつガス排出路１９を燃料電池３９における燃料極３９Ａに接続し、燃料電池３９からのオフガスを改質器５の燃焼部５Ａへ供給すべく、接続路４１を介して接続してある。改質器５は、改質反応部４３、ＣＯシフト部３３、ＣＯ除去部３５、気化部３７、燃焼部５Ａおよびこれらを接続する配管等にて構成される。なお、図８において符号３９Ｃは、燃料電池３９における固体高分子電解質膜である。
【００４３】
燃料電池システムの詳細について説明する。改質反応部４３は気化部３７と燃料供給路１７により接続され、気化した燃料が送り込まれてくる。気化部３７は、図１〜図５に示した吸熱手段と同様に、燃料タンク３から改質反応部４３に送りこまれる燃料の少なくとも一部を気化させるために設けられている。すなわち、気化部３７は燃料気化部と称することができる。
【００４４】
改質反応部４３に送られた気化した燃料は、例えば燃料がメタノールの場合は式（１）、燃料がジメチルエーテルの場合は式（２）に示す改質反応にて改質され、水素を含有する気体（改質ガス）となる。改質反応部４３の内部には気化した燃料が通過する流路が設けられており、流路の内壁面には気化した燃料の改質ガスへの改質反応を促進するための改質触媒が設けられている。
【００４５】
式（１）または式（２）に示す改質反応を行うために、改質反応部４３の温度は燃料がメタノールの場合、２００〜３００℃とすることが好ましい。さらに好ましくは２２０〜２５０℃である。また燃料としてジメチルエーテルを用いる場合、３００〜４００℃とすることが好ましい。さらに好ましくは３２０〜３８０℃である。
【００４６】
しかし、実際には式（１）または式（２）の改質反応が完全に起こらず、副反応物として１〜５％の一酸化炭素が含まれてしまう場合がある。一酸化炭素は燃料電池３９のアノード触媒を劣化させ、燃料電池システムの発電性能を低下させる原因となる場合がある。そこで、改質反応部４３の後段で必要であればＣＯシフト部３３、更にＣＯ除去部３５に改質ガスを通過させることにより、一酸化炭素の濃度を低減させても良い。
【００４７】
ＣＯシフト部３３は改質反応部と配管等により接続されている。ＣＯシフト部３３にて一酸化炭素を二酸化炭素と水素へシフト反応させて、水素生成量の増加を図る。ＣＯシフト部３３の内部には、改質された燃料が通過する流路が設けられており、流路の内壁面には改質ガスに含まれる一酸化炭素のシフト反応を促進するためのシフト触媒が設けられている。シフト反応を行うために、ＣＯシフト部３３の温度は２００〜３００℃とすることが好ましい。前述の条件にてＣＯシフト反応を行うことにより、ＣＯ濃度を２０００ｐｐｍ〜１％に低下させることが出来る。
【００４８】
ＣＯシフト部３３を出た改質ガスは未だ２０００ｐｐｍ〜１％の一酸化炭素が含まれている。そのため、前述の通り燃料電池システムの発電性能を低下させる原因となる場合がある。そこでさらにＣＯ除去部３５にて一酸化炭素を除去することにより、一酸化炭素濃度を低減させる。
【００４９】
ＣＯ除去部３５はＣＯシフト部３３と配管等により接続されている。ＣＯ除去部３５は、改質反応部４３から燃料電池３９へ改質ガスを供給する前に、例えばＣＯ除去部３５にて一酸化炭素をメタンと水へ転化するメタン化反応させて、一酸化炭素の濃度が１００ｐｐｍ以下になるまで一酸化炭素を除去する。ＣＯ除去部３５の内部には、改質された燃料を通過させるための流路が設けられており、流路の内壁面には改質ガスに含まれる一酸化炭素のメタン化反応を促進するためのメタネーション触媒が設けられている。メタン化反応を行うために、ＣＯ除去部の温度は２００〜３００℃とすることが好ましい。一酸化炭素を除去することにより、ＣＯ濃度を１００ｐｐｍ以下に低下させることが出来る。
【００５０】
上記構成によれば、燃料電池システムにおいて、前述同様に断熱容器７の外壁部側への熱伝導を抑制することができると共に熱効率の向上を図ることができ、燃料電池システムの全体的構成の小型化，熱効率向上を図ることができる。
【００５１】
また、さらに断熱容器７の外壁部側への熱伝導の抑制、燃料電池システムの熱効率向上を図るために、燃焼部５Ａにてオフガスを燃焼する際に用いられる供給される酸素（酸素を含む空気）を酸素の供給路の一部である吸熱部４７（吸熱手段）に通過させることもできる。断熱容器７の開口部１５側へ熱伝導によって移動する熱エネルギーの一部は、吸熱部４７への熱伝導により燃焼部５Ａに供給される酸素に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料改質システムの概念的，概略的な説明図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る燃料改質システムの概念的，概略的な説明図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る燃料改質システムの概念的，概略的な説明図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る燃料改質システムの概念的，概略的な説明図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る燃料改質システムの概念的，概略的な説明図である。
【図６】本発明の第６の実施形態に係る燃料改質システムの概念的，概略的な説明図である。
【図７】本発明の第７の実施形態に係る燃料改質システムの概念的，概略的な説明図である。
【図８】燃料電池システムの概念的，概略的な説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
３    燃料供給手段（燃料タンク）
５    改質器
７    断熱容器
９    内壁部
１１    外壁部
１３    密封空間
１５    開口部
１７    燃料供給路
１９    ガス排出路（排出管）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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