(57)【要約】      （修正有）【課題】ガス中のＣＯ２を低エネルギーで回収し、燃料を合成する内燃機関を提供する。【解決手段】内燃機関は、ＣＯ２を含む排気ガスの流路に、排気ガス中のＣＯ２を分離するＣＯ２分離膜を配置し、ＣＯ２分離膜のキャリアガスとしてＨ２を用いることを特徴とする。さらに、分離されたＣＯ２と、Ｈ２とを反応させて、メタン等の炭素と水素を分子構造に含む燃料を燃料合成触媒を用いて合成する。燃料合成触媒は、無機化合物の担体と、担体に担持された触媒活性成分を有し、前記無機化合物はAl, Ce, Si, Ti, Zrのうちの少なくとも１種を含み、前記触媒活性成分はRh, Pt, Pd, Ir, Ni, Mn, Cuのうちの少なくとも１種を含む。【選択図】図１
2018204433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
CO2を含むガスの流路に、前記ガス中のCO2を分離するCO2分離膜を配置し、
前記CO2分離膜のキャリアガスとしてH2を用いることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関において、
H2供給源と、
前記CO2分離膜によりCO2を含むガスから分離されたCO2と、前記H2供給源から得られたH2とを反応させて、炭素と水素を分子構造に含む燃料を合成する燃料合成触媒とを有することを特徴とする内燃機関。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関において、
前記燃料がメタンであることを特徴とする内燃機関。
【請求項４】
請求項２または３に記載の内燃機関において、
前記H2供給源が、水の電気分解装置であることを特徴とする内燃機関。
【請求項５】
請求項２または３に記載の内燃機関において、
前記H2供給源が、水素吸蔵材であることを特徴とする内燃機関。
【請求項６】
請求項４に記載の内燃機関において、
前記水の電気分解装置は、前記内燃機関から発生する熱の少なくとも一部を電気として回収し、該電気を用いて水を電気分解することでH2を得ることを特徴とする内燃機関。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の内燃機関において、
前記内燃機関から発生する排ガスの熱を用いて液体をガス化する熱交換器と、
前記熱交換器によりガス化されたガスにより電気を発生させる膨張機とを有することを特徴とする内燃機関。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の内燃機関において、
前記内燃機関から発生する排ガスの熱を電気に変換する熱電変換素子を有することを特徴とする内燃機関。
【請求項９】
請求項７または８に記載の内燃機関において、
排ガス中のH2、CO、炭化水素の少なくとも一種を燃焼する機能を有する触媒を設置したことを特徴とする内燃機関。
【請求項１０】
請求項２または３に記載の内燃機関において、
前記内燃機関を駆動するエンジンを有し、
前記燃料合成触媒により合成した燃料を前記エンジンへ導入することを特徴とする内燃機関。
【請求項１１】
請求項２または３に記載の内燃機関において、
前記内燃機関を駆動するエンジンと、
前記燃料合成触媒により合成した燃料を改質する燃料改質器とを有し、
前記燃料改質手段により改質した燃料を前記エンジンへ導入することを特徴とする内燃機関。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の内燃機関において、
CO2を含むガスが、大気であることを特徴とする内燃機関。
【請求項１３】
請求項２乃至１２のいずれか一項に記載の内燃機関において、
前記燃料合成触媒は、無機化合物の担体と、前記担体に担持された触媒活性成分を有し、
前記無機化合物はAl, Ce, Si, Ti, Zrのうちの少なくとも１種を含み、
前記触媒活性成分はRh, Pt, Pd, Ir, Ni, Mn, Cuのうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車やディーゼルエンジンに代表される内燃機関から排出されるCO2を低減する内燃機関のCO2回収装置及び回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化を抑制する観点から、内燃機関から排出されるCO2量及び大気中のCO2量を低減させることが求められている。
【０００３】
内燃機関から排出されるCO2を減らす方法としては、内燃機関の燃費を向上させることで生成するCO2を減らす試みがなされている。更には、発生したCO2を分離回収して得られたCO2を用いて燃料を合成する技術が開示されている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０６９００５号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１９２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、CO2回収手段と水素供給手段を備え、回収したCO2を原料として用いて燃料を合成することが記載されている。更にはCO2回収手段としてCO2分離膜を用いることも記載されている。しかしCO2分離に際してブロアを用いて膜の両側に圧力差を生じさせる必要があり、必要とするブロアの動力が大きいと考えられる。
【０００６】
特許文献２には、CO2分離部とH2供給部を備え、発電設備から排出されたCO2を用いてメタンを合成する技術が記載されている。CO2分離手法としてCO2分離膜が使用できることも記載されている。しかし分離膜を用いた具体的なCO2分離方法が明示されていない。
【０００７】
本発明の目的は、内燃機関から排出されるCO2を回収する際のエネルギーを低減でき、更にはCO2を用いた燃料の合成効率も高めることができる、内燃機関のCO2回収装置、回収方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明に係る内燃機関は、CO2を含むガスの流路に、前記ガス中のCO2を分離するCO2分離膜を配置し、前記CO2分離膜のキャリアガスとしてH2を用いる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、内燃機関から排出されるCO2を低エネルギーで回収することができる。更には回収CO2を原料として燃料を合成し内燃機関の燃料として用いることも可能であるため、燃料消費量を高度に抑制することができ、燃料消費に伴うCO2排出量も削減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】CO2分離膜とメタン化触媒を設置してエンジン排ガス中のCO2を回収しメタン化することを示した図。
【図２】エンジン排ガス流路へ熱交換器を設置した図である。
【図３】エンジン排ガス流路へ熱電変換素子を設置した図である。
【図４】燃料の改質により得られたガスをエンジンへ導入することを示した図である。
【図５】水素供給手法として水素吸蔵材を用いた図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。一般に、乗用車やディーゼルエンジンに代表される内燃機関から排出される排ガスには数%〜数10%のCO2が含有されており、これら内燃機関から排出されるCO2量を減らすことは地球温暖化の防止につながると考えられる。一方、大気中にもCO2は400ppm程度含まれており、大気中のCO2を減らすことも地球温暖化の防止につながる。
【００１２】
本発明者らは、鋭意検討した結果、
CO2を含むガスの流路に、該ガス中のCO2を分離するCO2分離膜を配置し、かつ該CO2分離膜から分離したCO2と、H2供給源から得られたH2とを反応させて、炭素と水素を分子構造に含む燃料を合成する燃料合成触媒が設けられた内燃機関において、該CO2分離膜のキャリアガスとして該H2を用いることで、内燃機関から排出されるCO2及び大気中のCO2を高効率に回収することができることを明らかにした。
【００１３】
＜CO2分離膜によるCO2分離について＞
CO2分離膜によるCO2分離について述べる。CO2分離膜の片側((a)CO2含有ガス流通側)へ、内燃機関等から排出されたCO2を含むガスを流通させる。一方でCO2分離膜のもう一方の側((b)キャリアガス流通側)にはH2供給部から供給されたH2をキャリアガスとして流通させる。そうすることでCO2分離膜の両側にCO2分圧差が生じ、CO2を含むガスからCO2ガスが分離膜を通過し、キャリアガスと混ざる。得られたCO2とH2の混合ガスを燃料合成触媒へ導入することで、CO2とH2が反応し、炭素と水素を分子構造に含む燃料を合成することができる。
【００１４】
CO2を含むガスからCO2を分離するのみの目的であれば、(b)キャリアガス流通側のCO2分圧を低下させればよい。そのための手法としては、(b)キャリアガス流通側を真空引きする、N2やO2等のガスを流通させる等が考えられる。しかし、真空引きする場合には真空にする為に多くの動力がかかる。またN2やO2等のH2ガス以外のガスをキャリアガスとして流通させた場合、後段に設置した燃料合成触媒に、N2やO2等の他のガスが多量に流入することになり、燃料合成反応の効率が低下する。従って、本発明で述べるように、(b)キャリアガス流通側に流通させるガスとしてはH2ガスが最適である。
【００１５】
CO2分離膜の種類は特に拘らない。例えばゼオライトやメソポーラスシリカ等を用いた無機膜、デンドリマーやカルドポリマー及びイオン性液体を用いた有機膜等も使用可能である。使用するCO2分離膜によってCO2分離性能が異なる為、CO2含有ガス及びキャリアガスの流通量や圧力を変化させることでCO2分離量を最適化できる。
【００１６】
CO2を含むガスの流量や濃度が変わると、得られるCO2とH2の混合ガスの比率が変動する場合がある。この場合、CO2を含むガスの流量や濃度を予め計測しておき、この計測値に基づいてキャリアガスとして使用するH2ガスの流量や圧力を変化させることで、得られるCO2とH2の混合ガスの比率を制御することができる。
【００１７】
CO2分離膜に流入するCO2含有ガス中のCO2濃度は、CO2含有ガスの種類によって異なる。ガス種が、内燃機関の排ガスの場合には10%以上になる事もある。ガス種が大気の場合には、400ppm程度と予想される。CO2分離膜へ流入する、CO2量、CO2濃度によって、CO2分離膜を選定する必要がある。
【００１８】
CO2含有ガスの圧力が高い場合、CO2分離膜の両側のCO2分圧差が大きくなる為、CO2が分離しやすくなる。従って、予めCO2含有ガスの圧力を高めることも好適である。
【００１９】
＜合成燃料について＞
CO2とH2から合成する燃料に関し、水素と炭素を分子構造に含む燃料であれば特に限定は無い。例えば、メタン、エタン、プロパン等のアルカン、エチレン、プロピレン等のアルケン、アセチレン等のアルキンが考えられる。更にはメタノール、エタノール等のアルコールやジメチルエーテル等の、水素と炭素以外に、酸素を分子構造に含む燃料も考えられる。燃料合成触媒の組成や、触媒に流入するガスの温度、圧力等により得られる燃料も異なってくる。
【００２０】
＜内燃機関について＞
本発明が対象とする内燃機関は、CO2を発生するものであれば特に限定は無い。例えば、ガソリン車、ディーゼル車、天然ガス車等の内燃機関、更には建設機械や農業用機械及び船舶に使用される内燃機関等が考えられる。また、定置用エンジンも対象となりえる。メタンを主成分とする天然ガスを燃料として用いる内燃機関は、CO2排出量削減の観点から好ましい。更に例えば、ディーゼルエンジン及びディーゼル発電機を積んだ船舶も対象となる。この場合、ディーゼル発電機から発生した電気を、水の電気分解へ使用することも考えられる。もしくは排熱を変換して得られた電気も併用することで、船舶内の照明や空調に用いる電気として使用することも考えられる。
【００２１】
＜燃料合成触媒について＞
燃料合成触媒としては、CO2と水素を反応させて水素と炭素を分子構造に含む燃料合成反応を促進できる触媒であれば特に拘らない。
【００２２】
想定される合成反応としては、例えば、メタンを合成する反応であれば、
CO2+4H2→CH4+2H2O
エタノールを合成する反応であれば
2CO2+6H2→C2H5OH+3H2O
等が考えられる。
【００２３】
燃料合成触媒の一例として、メタン化触媒を適用する場合、メタン化触媒を、無機化合物の多孔質担体と、当該多孔質担体上に触媒活性成分として担持されたRh, Pt, Pd, Ir, Ni, Mn, Cuから選ばれた少なくとも1種とを有し、前記多孔質担体が、Al, Ce, La, Ti, Zrから選ばれた少なくとも1種を含む触媒とすることでメタン化性能が高まる。メタン化触媒の多孔質担体として比表面積が高い酸化物を用いることでRh, Pt, Pd, Ir, Ni, Mn, Cuが高分散化し、メタン化性能が高まる。特に多孔質担体としてAlを含む酸化物を使用すると安定して高いメタン化性能が得られる。本発明において用いる多孔質担体の比表面積は、30〜800m2/gの範囲が好ましく、特に50〜400m2/gの範囲が好ましい。
【００２４】
触媒活性成分としてRh, Pt, Pd, Ir, Ni, Mn, Cuから選ばれた二種以上を含有させても良い。
【００２５】
触媒活性成分のRh, Pt, Pd, Ir, Ni, Mn, Cuの合計担持量は、好ましくは、多孔質担体2mol部に対して元素換算で0.0003mol部〜1.0mol部である。Rh, Pt, Pd, Ir, Ni, Mn, Cuの合計担持量が0.0003mol部未満であると、担持効果は不十分となり、一方、1.0mol部を越えると、活性成分自体の比表面積が低下し、さらに触媒コストが高くなる。
【００２６】
ここで「mol部」とは、各成分のmol数換算での含有比率を意味する。例えば、A成分2mol部に対してB成分の担持量が1mol部とは、A成分の絶対量の多少に関わらず、mol数換算でA成分が2に対し、B成分が1の割合で担持されていることを意味する。
【００２７】
燃料合成反応によって得られた燃料は、内燃機関の燃料源として、内燃機関を駆動するエンジンへ導入することで内燃機関の燃料使用量を減らせることができる。また、内燃機関に水電解装置を設置し、水の電気分解により水素を発生させる場合には、水の供給源として、燃料合成時に生じた水を使用することも可能である。
【００２８】
＜H2の供給源について＞
H2を発生させる方法にも特に拘らない。例えば、水素用のタンクを内燃機関に設置して、タンクからH2をメタン化触媒へ供給する事が考えられる。この場合、水素をガスのまま圧縮する、もしくは液化することでタンクにH2を積むことができる。
【００２９】
または、有機ハイドライドや水素吸蔵合金等のH2キャリアを用いることも可能である。有機ハイドライドや水素吸蔵合金を用いる場合、貯蔵タンクが必要であるが、H2そのものを運搬するよりも低エネルギーでH2を運搬できると考えられる。これらH2キャリアからH2を取り出す際には熱が必要であるが、エンジンからの排熱を用いれば、効率良くH2キャリアの温度を高めることができる。H2キャリアとしてアンモニアを用いることも可能であるが、NH3からH2を取出す際に、N2も同時に発生してしまう為、CO2分離膜のキャリアガスとして使用する際には、キャリアガスとして使用する前にN2を除去する工程が必要となる。
【００３０】
もしくは、内燃機関に水電解装置を設置し、水の電気分解により水素を発生させることも有効である。この場合、水を電気分解する方式には特に拘らない。以下の反応によりH2を得る方法であれば良い。
2H2O→2H2+O2
水を電気分解する方式として、例えば、アルカリ水電解型、固体高分子型等が考えられる。水を電気分解する為には、電気が必要となる。その場合、例えば内燃機関からのエンジン排ガスの熱を回収して電気を生じさせ、得られた電気を水電解に使用することが考えられる。
【００３１】
＜熱回収方法＞
内燃機関から排出される排ガスは400℃以上になりうる。従って排ガスの熱を利用して電気を得ることも有効である。その方法の一つとして、熱交換器、膨張機及び作動媒体の組み合わせを使用することが考えられる。
【００３２】
熱交換器には予め作動媒体を流通させておく。この熱交換器へ排ガスが流入すると、排ガスの熱により作動媒体が液体からガスへと変化する。ガスへ変化した作動媒体は、膨張機に送られ、電気を発生させることができる。その後作動媒体は凝縮機へ送られることで液体へ戻る。このように作動媒体を循環させ、排ガスの熱を回収することで電気を発生させることができる。得られた電気は水電解に用いることができる。
【００３３】
使用する作動媒体は、上記の目的に合うものであれば特に拘らない。例えばエチレングリコール、水等が考えられる。
【００３４】
＜熱電変換素子＞
排ガスの熱を利用して電気を得る方法の一つとして、熱電変換素子の利用も考えられる。排ガス流路へ熱電変換素子を設置し、排ガスを熱電変換素子へ接触させることで、排ガスの熱を電気へと変換させ、電気を得ることができる。得られた電気は、水電解時の電気として使用する事ができる。
【００３５】
使用する熱電変換素子の種類は特に拘らない。例えばビスマスとテルルからなる素子や鉛を含有する素子、シリコンとゲルマニウムからなる素子等が考えられる。
【００３６】
＜燃焼触媒設置＞
熱交換器あるいは熱電変換素子と、内燃機関に含まれるエンジンとの間に、排ガス中のH2、CO、炭化水素の少なくとも一種以上を燃焼する機能を有する触媒を設置することも考えられる。このような触媒を設置することで、排ガス中のH2、CO、炭化水素等が浄化されるのみならず、浄化反応により触媒後段の排ガス温度が上昇する。従って、熱交換器あるいは熱電変換素子による排熱の回収効率が更に高めることができる。
【００３７】
H2、CO、炭化水素等を燃焼できる触媒であれば特に拘らない。例えば、アルミナを含んだ多孔質担体上に、触媒活性成分としてPt,Pd,Rhから選ばれた少なくとも1種が担持されている触媒等が考えられる。
【００３８】
＜燃料改質＞
内燃機関から排出される排ガスの熱を利用して燃料を改質し、得られたガスを内燃機関の燃料として使用することも有効である。
【００３９】
例えばメタンを水蒸気で改質する反応として以下が考えられる。
2CH4+2H2O→2CO+3H2
本反応は吸熱反応であり、CH4を燃焼させるよりも、上記反応で得られるCOとH2を燃焼させる方が燃焼熱は高い。従って、内燃機関の燃料としてCH4を用いる場合よりも得られるCO, H2を燃料として用いる場合の方が内燃機関の燃費は向上する。従って、燃料を一旦改質する本手法は内燃機関の燃費向上策として有効であると考えられる。
【００４０】
上記のメタン改質を進行させる為には、用いる触媒組成やガス条件にもよるが、触媒温度を700℃以上にする必要があると考えられる。そこでより低温の排熱を用いて燃料を改質する反応を進行させる手段として、例えばアルコールを用いることも考えられる。一例としてエタノールの水蒸気改質反応は以下の反応式で記載される。
C2H5OH+H2O→2CO+4H2
本反応も吸熱反応であり、C2H5OHを燃焼させるよりも、上記反応で得られるCO, H2を燃焼させる方が燃焼熱は高い。従って、内燃機関の燃料としてC2H5OHを用いる場合よりも得られるCO, H2を燃料として用いる場合の方が内燃機関の燃費は向上する。更に、本反応は用いる触媒組成によっては300℃程度で反応が進む。従って本反応を用いることで300℃程度の排熱を利用して、内燃機関の燃費を向上させることができる。
【００４１】
改質触媒は、燃料を改質できる触媒であれば特にこだわらない。例えば、改質触媒を、無機化合物の多孔質担体と、当該多孔質担体上に触媒活性成分として担持されたPt, Pd, Rh, Ni, Coから選ばれた少なくとも1種とを有し、前記多孔質担体が、Al, Ce, La, Ti, Zr, Znから選ばれた少なくとも1種を含む触媒とすることで改質性能が高まる。
【００４２】
＜大気中CO2回収＞
CO2分離膜へ大気を流入させることで、大気中のCO2を分離することもできる。この場合、膜の両側のCO2分圧差を大きくする為、キャリアガスとして流通させるH2の純度を増加させる方が好ましい。
【００４３】
＜メタン化触媒材料の構成＞
メタン化触媒に使用する多孔質担体、または活性成分は、基材上に担持させてもよい。基材としては従来から使用されてきたコージェライト、Si-Al-Oからなるセラミックス或いはステンレススチールなどの耐熱性金属基板などが適している。基材を用いる場合には、CO2捕捉性能及びメタン化性能を向上させる上で、材料の担持量は、基材1Ｌに対して10g以上300g以下であることが好ましい。10g以下であるとCO2捕捉性能及びメタン化性能が低下する。一方300g以上であると、基材がハニカム形状の場合にガス流路への目詰まりが発生し易くなる等の不具合が生じるようになる。
【００４４】
メタン化触媒の調製方法としては、例えば、含浸法、混練法、共沈法、ゾルゲル法、イオン交換法、蒸着法等の物理的調製方法や化学反応を利用した調製方法等などを用いることができる。
【００４５】
メタン化触媒の出発原料としては、硝酸化合物、塩化物、酢酸化合物、錯体化合物、水酸化物、炭酸化合物、有機化合物などの種々の化合物、金属、金属酸化物を用いることができる。例えば触媒活性成分として２種以上の元素を組み合わせる場合には、活性成分が同一の溶液中に存在するような含浸液を用いて共含浸法にて調製することで触媒成分を均一に担持することができる。
【００４６】
メタン化触媒の形状は、用途に応じて適宜調整できる。例えば、コージェライト、Si-Al-O、SiC、ステンレス等の各種基体材料からなるハニカム構造体に、本発明の浄化触媒をコーティングして得られるハニカム形状をはじめ、ペレット状、板状、粒状、粉末状などが挙げられる。ハニカム形状の場合、その基材はコ−ジェライトまたはSi-Al-Oからなる構造体を用いることが好適であるが、多孔質担体と触媒活性成分のみでハニカムを形成してもよい。
【００４７】
以下、本発明の実施例及び実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００４８】
＜CO2分離膜とメタン化触媒の組合せ＞
図１に、CO2分離膜とメタン化触媒を組み合わせた実施例を示した。
【００４９】
CO2分離膜によるCO2分離は、CO2分離膜の両側のCO2分圧差によって生じる。
【００５０】
図１ではエンジン26から排出された排ガスを、CO2分離膜25の一方の側へ導入する。更に、水タンク27から得た水を水電解装置28を用いて電気分解することで得られたH2をCO2分離膜25のもう一方の側へキャリアガスとして導入する。排ガス中のCO2はCO2分離膜の両側のCO2分圧差により膜内を通過しキャリアガスのH2と混ざり合う。
【００５１】
得られたCO2とH2の混合ガスをメタン化触媒29へと導入する。メタン化触媒29上にてCO2とH2が反応し、CH4と水を含むガスが得られる。このガスを凝縮機30に導入することで水を分離し、CH4のみを得る。分離した水は水タンク27へ戻して、水の電気分解用に再利用する。一方、得られたCH4は圧縮機31で圧縮された後に、メタン貯留部32で貯留され、必要に応じてエンジン26へ導入され、エンジンの燃料として使用される。
【００５２】
水の電気分解に使用する電気供給源として、内燃機関に積載されているバッテリーや内燃機関への太陽電池の設置等が考えられる。
【００５３】
本構成とすることで、CO2分離膜によって得られたCO2とH2の混合ガスをメタン化触媒へ導入することが可能となり、エンジンから排出されるCO2量を削減でき、更にCO2分離時に要するエネルギーの低減が可能となる。
【実施例２】
【００５４】
＜熱回収方法＞
図２には、CO2分離膜の前段に熱交換器23を設置した実施例を示した。エンジン26としてガソリンエンジンを想定した。熱交換器23へは作動媒体を流通させる。熱交換器23に排ガスを流入させることで、排ガスの熱を用いて、作動媒体を液体からガスへと変化させる。得られたガスを膨張機20へ導入することで発電させ電気を得る。膨張機20を通過した作動媒体ガスは凝縮機21へ導入され液体へと戻り、ポンプ22により循環する。
【００５５】
上記により得られた電気は、水電解装置28による水の電気分解に使用される。
【００５６】
本構成とすることで、水電解時に使用する電気を得ることが可能となる。
【００５７】
CO2排出量の削減量は、得られるH2量によって異なる為、水を電気分解する際の電力量を増やす、もしくは、別途H2タンクを設置し、H2タンクからH2を供給するようにすれば、更にCO2の排出量を削減することができる。
【実施例３】
【００５８】
＜熱電変換素子の利用＞
図３には、CO2分離膜の前段に熱電変換素子33を設置した実施例を示した。排ガスを熱電変換素子へ流入させることで、排ガスの熱を電気に変換させる。得られた電気は、水電解装置28による水の電気分解に使用される。
【００５９】
本構成とすることで、水電解時に使用する電気を得ることが可能となる。
【実施例４】
【００６０】
＜燃料改質＞
図４にはCO2分離膜の前段に熱交換器23を設置し、更に燃料改質器41を設置した実施例を示した。図に示す手法で得られたメタンの一部を、熱交換器23に導入し、メタンの温度を高める。その後、燃料改質器にH2Oとともに導入させることでCO,H2を得る。H2Oは凝縮器30で得られたH2Oを使用する。メタンの改質によって得たCO.H2はエンジン26の燃料として使用する。メタンの燃焼熱と比較して、メタンを一旦改質して得られたCO,H2の燃焼熱の方が大きい。従って、本構成にすることで排ガスの熱を回収することができ、内燃機関の燃費を向上させることができる。
【実施例５】
【００６１】
＜水素吸蔵材の適用＞
図５には、実施例４で示した構成について、H2供給方法として、水の電気分解ではなく、水素吸蔵材42を用いる実施例を示した。水素吸蔵材42としてはトルエン等の有機ハイドライドが考えられる。なお、図には示していないが、有機ハイドライドからH2を取出す際の熱として、エンジン排ガスからの排熱を利用する。本構成とすることで、水電解装置が不要となり、水を電気分解する際に使用される電気を節約することができる。
【符号の説明】
【００６２】
20…膨張器、21…凝縮器、22…ポンプ、23…熱交換器、25…CO2分離膜、26…エンジン、27…水タンク、28…水電解装置、29…メタン化触媒、30…凝縮機、31…圧縮機、32…メタン貯留部、33…熱電変換素子、41…燃料改質器、42…水素吸蔵材
【図１】
2018204433.tif 000003
【図２】
2018204433.tif 000004
【図３】
2018204433.tif 000005
【図４】
2018204433.tif 000006
【図５】
2018204433.tif 000007