(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料電池の燃料として水素の製造、輸送、貯蔵が容易でＮＯｘ、ＳＯｘのなどのガスを排出しない燃料を提供する。【解決手段】燃料電池からの電力による回転力、およびエンジン、特にディーゼルエンジン等による回転力をハイブリッドした推進機構において、燃料電池の水素源としてアンモニアを利用する。該アンモニアはエンジンに噴射しエンジンの排ガスの持つ熱エネルギーを利用して分解し、発生した水素は燃料電池に供給する。【選択図】図１
2006318882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池搭載型エンジンにおいて、更に詳しくは燃料電池からの電力による回転力及び、エンジン、特にデーゼルエンジン等による回転力をハイブリッドした推進機構に於して、燃料電池用の水素源としてアンモニアを利用する方法、及び装置
【請求項２】
該アンモニアは直接、エンジンの排ガスに噴射する事により、Ｎｏｘ、Ｓｏｘの削減をはかる一方、硫黄分は硫化アンモニウムに窒化物は窒化アンモニウムにする請求項１の方法、及び装置
【請求項３】
該アンモニアの分解はエンジンの排ガスのもつ熱エネルギーを利用し、発生した水素は燃料電池に燃料として供給する請求項１の方法及び装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】燃料電池用水素に関する、省エネに関する技術分野
【背景技術】
【０００２】アンモニア分解技術、燃料電池技術
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】地球温暖化対策のためにはＣｏ２の削減が緊急の課題となっている。石油類を使うエンジンについても例外ではない。燃料電池の燃料として、特に水素は都合がよいが燃料としての水素の製造、輸送、貯蔵に問題がある。アンモニアを基点として考えば少くとも輸送、貯蔵の問題は解決する。
一方、Ｎｏｘ、Ｓｏｘ等の排ガス対策として未反応のアンモニアを使えば効果的に除去できる。
省エネと環境保全の課題を解決する。
【課題を解決する為の手段】
【０００４】燃料電池、特に水素を燃料とする場合、最大の問題は水素分子が常に化合物、例えば炭化水素炭水化物等のようにして存在しており、一担、分離すればガス体になるため貯臓にも問題が発生する、最小の分子として、金属間からも抜け出すシロモノなので出来るだけ、使用する、この場合燃料電池への原料として供給する時に必要なだけ製造するのが最も合理的である。
本方法は使用する量に合せ、アンモニアから水素を分解、分離して使用するので余分なロスは発生しない。
しかも分解の熱源としてはエンジン、特にディーゼルエンジンの排熱を利用することにより、総合効率を上げることが出来るのである。
アンモニアの分解は触媒のあるなしにかかわらず４００℃ぐらいまで昇温すればほゞ１００％、分解する。４００℃前後の熱源は既存のエンジンの排熱なら充分、供給可能である。この熱源を使用すると総合効果が２〜３倍になる。
尚、未反応部分のＮＨ３や原料ＮＨ３を排ガスに噴霧すればＮｏｘ、Ｓｏｘ対策にもなるが燃料電池からの水も排ガスｌｉｎｅに通せばｃａｒｂｏｎ類、特にススを少くすることが出来る。
【発明の効果】
【０００５】この方法により、使用する石油類を半減以上させることが出来る。総合効率は２〜３倍になる。
ＮＨ３分解は簡単に出来る為、循環水素がいらなくなる等運転が容易になる。装置が簡便になるなどの利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】運転エンジンをディーゼルとし、その排熱を使ってＮＨ３ガスを分解するとアンモニアの方は１．５倍の水素を発生させる。
この水素を燃料電池に通すと、効率６０％で０．９倍の
2006318882.tif 000003
分解熱を供給する為にはエンジンで軽油を燃焼させるがその量をへらすことが可能となる。
ちなみに１０，０００ｋｃａｌ／ｋｇの石油の１５％の効率で回転力に
2006318882.tif 000004
力は２．５６ｋｃａｌ／ｍｏｌでこれをふやせば軽油の消費をへらすことが可能となる。
2006318882.tif 000005
水素としては７５０モルとなる、効率６０％で４５０モルとなる、９００ｇの水素から回転エネルギーが供給出来る。即ち
2006318882.tif 000006
つまり回転力として  １５００＋２，３００＝３，８００ｋａｌ／ｋｇとなり
３．８／１．５≒２．５以上となるのである。
通常１，５００ｋｃａｌ／ｋｇだから、エンジン側の軽由の使用量を究極までへらせる。
2006318882.tif 000007
出来ること示唆している。
【産業上の利用の可能性】
【０００７】極めて高い、２０１０年５万台、２０２０年１０万台の国の要請にかなう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】鳥瞰図  車（Ｃ）中の配置を示すが左からエンジン（Ｅ）排熱回収機構（Ｈ）反応器（Ｒ）があってタンク（Ｔ１）は軽油、タンク（Ｔ２）はＮＨ３ボンベを示す。反応器（Ｒ）から出た水素ガス（Ｌ）は燃料電池（Ｆ）を通り、電気としてバッテリー（Ｂ）で畜電される。▲Ｍ▼はモーターを示し、回転エネルギーの回収、補充を行っている。ハイブリッド（電気、エンジン）車である。
【符号の説明】
【０００９】Ｃ、車
Ｅ、ＥＮＧＩＮＥ
Ｈ、排熱回収機構
Ｒ：反応器
Ｔ１：タンク
Ｔ２：ボンベ
Ｌ：水素ガス
Ｆ：燃料電池
Ｂ：バッテリー
Ｍ：モーター
Ｇ：タイヤ
【図１】
2006318882.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成17年8月24日(2005.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】  燃料電池、特に水素を燃料とする場合、最大の問題は水素分子が常に化合物、例えば炭化水素、炭水化物等のようにして存在しており、一担、分離すればガス体になるために貯臓にも問題が発生する。最小の分子として、金属間からも抜け出す物質なので出来るだけ、使用する、この場合燃料電池への原料として供給する時に必要なだけ製造するのが最も合理的である。
本方法は使用する量に合せ、アンモニアから水素を分解、分離して使用するので余分なロスは発生しない。しかも分解の熱源としてはエンジン、特にデーゼルエンジンの排熱を利用することにより、総合効率を上げることが出来るのである。アンモニアの分解は触媒のあるなしにかゝわらず４００℃ぐらい迄昇温すれば分解する。
４００℃前後の熱源は既存のエンジンの排熱なら充分、供給可能である。この熱源を使用すると総合効率が２〜３倍になる。
尚、未反応部分のＮＨ３や原料ＮＨ３を排ガスに噴霧すればＮｏｘ、Ｓｏｘ対策にもなるが燃料電池からの水も排ガスｌｉｎｅに通せばｃａｒｂｏｎ類、特にススを少くすることが出来る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】  運転エンジンをディーゼルとし、その排熱を使ってＮＨ３ガスを分解するとアンモニアは１、５倍の水素を発生させる。
2006318882.tif 000009
この水素を燃料電池に通すと効率６０％で０．９倍の水素を燃焼させたｅｎｅｒｇｙ，電力をとり出せる。一方、回転力、分解熱を供給する為にはエンジンで軽油を燃焼させるがその量をへらすことが可能となる。
ちなみに１０，０００ｋｃａｌ／ｋｇの石油を１５％の効率で回転力に利用されたとすると１，５００ｋｃａｌ／ｋｇの評価となるが水素からの回転力は２５．６ｋｃａｌ／ｇ（∵２４２ｋＪ／ｍｏｌｅ  Ｈ２×０．９／４．２／２）となり、これをふやせば軽油の消費をへらすことが可能となる。
ディーゼルからの排熱、１０，０００ｋｃａｌ／ｋｇの軽油からの排熱を５５％とすると、５，５００ｋｃａｌでこれを分解に使うと約５００モルのアンモニアが分解でき、水素としては７５０モルとなる。効率６０％で４５０モルに相当する、  水素９００ｇともなるが温度の制約があるのでこの１０％が有効に利用できたとすると
９０．０×２５．６＝２３０４ｋｃａｌ  の熱エネルギーが回転力に利用出来ることになる。
つまり回転力として１５００＋２３０４≒３８００ｋｃａｌとなり、
３，８００／１，５００≒２．５以上となるのである。
通常１，５００ｋｃａｌだからエンジン側の軽油の使用量を究極迄へらせる。例えば油を半分にすると７５０＋１，１５０＝１９００＞１５００となり、油の使用量を半減以下に出来ることを示差している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006318882.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月5日(2005.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】この方法により、使用する石油類を半減以上させることが出来る総合効率２〜３倍となる。
ＮＨ３分解は簡単に出来る為、循環水素がいらなる等運転操作が容易となる。装置が簡便になるなどの利点がある。
未反応のアンモニアを排ガスの最高温度部分に噴霧することにより、ＮＯＸ，ＳＯＸの還元を容易にし、窒化アンモニウム、硫化アンモニウム等の発生をみる。排気ガス組成は温度、圧とともに変化するが燃料の削減の効果とともにほゞ無公害の排ガスとなる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【図１】鳥瞰図  車（Ｃ）中の配置を示すが左からエンジン（Ｅ）排熱回収機構（Ｈ）、反応器セクション（Ｒ）があってタンク（Ｔ１）は軽油、タンク（Ｔ２）はＮＨ３ボンベを示す。反応器セクション（Ｒ）から出た水素ガス（Ｌ）は燃料電池（Ｆ）を通り、電気としてバッテリー（Ｂ）で蓄電される。▲Ｍ▼はモーターを示し、回転エネルギーの回収、補充を行っている。ハイブリッド（電気、エンジン）車である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】        Ｃ、      車
Ｅ、      Ｅｎｇｉｎｅ
Ｈ、      排熱回収機構
Ｒ、      反応器セクション
Ｔ１、    タンク
Ｔ２、    ボンベ
Ｌ、      水素ガス
Ｆ、      燃料電池
Ｂ、      バッテリー
Ｍ、      モーター
Ｇ、      タイヤ