(57)【要約】【課題】すばやい起動特性を要求される用途において、短時間で電気エネルギーが得られる発電システム及びそれを備える電子機器を提供すること。【解決手段】燃料ガスを改質触媒により改質することで改質ガスを生成する改質器７と、改質器で生成した改質ガスが供給されて、その改質ガス中の一酸化炭素を低濃度化する第１のＣＯ除去器８と、一酸化炭素を低濃度化した改質ガスが供給されて、その改質ガスの電気化学反応により電力を取り出す燃料電池２と、改質器と第１のＣＯ除去器との間の改質ガスの供給経路に設けられ、改質器で生成した改質ガス中の一酸化炭素を低濃度化する第２のＣＯ除去器９とを備える。【選択図】図１
2008251396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスを改質触媒により改質することで改質ガスを生成する改質器と、
前記改質器で生成した改質ガスが供給されて、その改質ガス中の一酸化炭素を低濃度化する第１のＣＯ除去器と、
前記一酸化炭素を低濃度化した改質ガスが供給されて、その改質ガスの電気化学反応により電力を取り出す燃料電池と、
前記改質器と第１のＣＯ除去器との間の改質ガスの供給経路に設けられ、前記改質器で生成した改質ガス中の一酸化炭素を低濃度化する第２のＣＯ除去器と、を備えることを特徴とする発電システム。
【請求項２】
燃料ガスを改質触媒により改質することで改質ガスを生成する改質器と、
前記改質器で生成した改質ガスが供給されて、その改質ガス中の一酸化炭素を低濃度化する第１のＣＯ除去器と、
前記改質器で生成した改質ガスが供給されて、その改質ガス中の一酸化炭素を低濃度化する第２のＣＯ除去器と、
前記一酸化炭素を低濃度化した改質ガスが供給されて、その改質ガスの電気化学反応により電力を取り出す燃料電池と、
前記改質器からの改質ガスを前記第２のＣＯ除去器をバイパスして前記第１のＣＯ除去器に供給する第１供給経路と、
前記改質器からの改質ガスを前記第２のＣＯ除去器を経由して前記第１のＣＯ除去器に供給する第２供給経路と、
前記第１供給経路と第２供給経路を何れか一方に切り替える経路切替手段と、を備えることを特徴とする発電システム。
【請求項３】
前記第２のＣＯ除去器は、前記第１のＣＯ除去器よりも低い温度で動作することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記経路切替手段は、前記第１供給経路と第２供給経路とを切り替える切替弁と、前記改質器の動作状態に応じて前記切替弁を制御する制御部とを備えることを特徴とする、請求項２又は３に記載の発電システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記改質器が起動時の非定常動作状態または起動後の非定常動作状態の少なくとも一方の動作状態にあるとき、前記第１供給経路が閉状態に、前記第２供給経路が開状態になるように前記切替弁を制御することを特徴とする請求項４に記載の発電システム。
【請求項６】
前記制御部は、前記改質器が起動後の定常動作状態にあるとき、前記第１供給経路が開状態に、前記第２供給経路が閉状態になるように前記切替弁を制御することを特徴とする請求項４に記載の発電システム。
【請求項７】
前記経路切替手段は、前記改質器の起動時の非定常動作状態および起動後の非定常動作状態を検知する検知手段を備え、前記制御部は、前記検知手段の出力に基づいて前記切替弁を制御することを特徴とする請求項２〜６の何れかに記載の発電システム。
【請求項８】
前記検知手段は、前記改質器の温度、第１のＣＯ除去器の温度、第２のＣＯ除去器の温度、燃料電池の発電特性、および改質器起動時からの経過時間、のうち少なくとも一つを検知する機能を含むことを特徴とする請求項７に記載の発電システム。
【請求項９】
前記第２のＣＯ除去器に空気を供給する第３供給経路と、第２のＣＯ除去器から系外に放出する放出経路と、その放出経路の開閉弁とを更に備え、前記制御部は、前記改質器の動作休止状態において前記第３供給経路を介して前記第２のＣＯ除去器に空気を供給し、前記放出経路から放出させる制御を行うことを特徴とする請求項２〜８の何れかに記載の発電システム。
【請求項１０】
前記改質器に空気を供給する第４供給経路と、その第４供給経路と前記第３供給経路とを切り替える空気経路切替弁とを更に備え、前記制御部は、前記改質器の動作休止状態において前記改質器、第２のＣＯ除去器、第１のＣＯ除去器の順に空気を供給する制御を行うことを特徴とする請求項２〜９の何れかに記載の発電システム。
【請求項１１】
燃料ガスを改質触媒により改質することで改質ガスを生成する複数の改質器と、
前記改質器で生成した改質ガスが供給されて、その改質ガス中の一酸化炭素を低濃度化する第１のＣＯ除去器と、
前記改質器で生成した改質ガスが供給されて、その改質ガス中の一酸化炭素を低濃度化する第２のＣＯ除去器と、
前記一酸化炭素を低濃度化した改質ガスが供給されて、その改質ガスの電気化学反応により電力を取り出す燃料電池と、
前記改質器からの改質ガスを前記第２のＣＯ除去器をバイパスして前記第１のＣＯ除去器に供給する第１供給経路と、
前記改質器からの改質ガスを前記第２のＣＯ除去器を経由して前記第１のＣＯ除去器に供給する第２供給経路と、
前記複数の改質器への前記燃料ガスおよび空気の供給経路を切り替えると共に、前記第１供給経路と第２供給経路を何れか一方に切り替える経路切替手段と、を備えることを特徴とする発電システム。
【請求項１２】
前記経路切替手段は、前記複数の改質器の前段に設けられ、各改質器への前記燃料ガスおよび空気の供給経路を交互に切り替え可能な前段切替弁と、各改質器の後段に設けられ、前段切替弁と連動して作動することで、各改質器から前記第１供給経路または第２供給経路への供給口を切り替える後段切替弁と、前記第１供給経路と第２供給経路とを切り替える多方向切替弁と、前記各改質器の動作状態に応じて前段切替弁、後段切替弁および多方向切替弁をそれぞれ制御する制御部とを備えることを特徴とする請求項１１に記載の発電システム。
【請求項１３】
前記制御部は、前記改質器の定常動作状態において各改質器に対する空気経路と燃料ガス経路を相互に切り替えることで、空気が前記改質器および第２のＣＯ除去器を通過して改質器の触媒再生処理および第２のＣＯ除去器の性能復帰処理を行うことを特徴とする請求項１２に記載の発電システム。
【請求項１４】
前記改質器および第１のＣＯ除去器への空気供給系は、前記燃料電池への空気供給系を含むことを特徴とする請求項９〜１３の何れかに記載の発電システム。
【請求項１５】
前記制御部は、改質器の定常動作状態と動作休止状態、改質器の触媒再生処理時、または第２のＣＯ除去器の性能復帰処理時において、第２のＣＯ除去器をバイパスして第１のＣＯ除去器へ供給する第１供給経路と、第２のＣＯ除去器を経由して第１のＣＯ除去器へ供給する第２供給経路とに切り替える制御を行うこととを特徴とする請求項９〜１４の何れかに記載の発電システム。
【請求項１６】
前記第２のＣＯ除去器には、低温で一酸化炭素を吸着可能な物質または分子ふるい能力を有する物質の何れかが設けられていることを特徴とする請求項１〜１５の何れかに記載の発電システム。
【請求項１７】
請求項1〜１６のいずれか一項に記載の発電システムと、
前記発電システムにより発電された電気により動作する電子機器本体と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改質反応を利用して発電する発電システム及びそれを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、エネルギー変換効率の高いクリーンな電源として、水素の電気化学反応により電気エネルギーを生成する燃料電池が自動車や携帯電子機器などに応用され始めている。水素は、常温で気体であるために取り扱い及び貯蔵方法に問題があることから、貯留した水素を燃料電池に供給するのではなく、通常はメタノール等のアルコールや炭化水素を貯留し、貯留したアルコール又は炭化水素を触媒の存在下で反応させることにより水素を主成分としたガスを生成し、その水素を主成分としたガスを燃料電池に供給することが行われている。
【０００３】
このような燃料電池へ水素を供給するための小型の化学反応装置として、シリコンやガラスに代表される基板で微細な反応流路を形成し、流路内でメタノール水溶液等を元に小規模の化学反応を触媒上で起こさせる改質器と呼ばれる装置がある。このような小型改質器を含め、容積当たりの大きな表面積をもつ微小空間で反応を行うことにより、従来よりも精密に濃度や温度を制御できる反応器をマイクロリアクターと呼んでいる。
【０００４】
マイクロリアクターは、大量の反応生成物を得るために、従来の化学プラントのように反応容器をスケールアップするのではなく、その利点を活かして、複数並べることで生成物の量を稼ぐ発電システムが考えられている。
【０００５】
発電システムの一例として、図１２にその模式図を示す。この発電システムでは、燃料容器内のメタノール等の発電用燃料を図示しない気化器により気化し、気化された発電用燃料を改質器７により水素ガスの他、二酸化炭素、一酸化炭素を含む改質ガスに改質し、その改質された改質ガス中の一酸化炭素を一酸化炭素除去器（CO除去器）８により除去した後、一酸化炭素除去後の水素ガスを燃料電池２に供給する。
【０００６】
燃料電池では水素と酸素を電気エネルギーに変換するが、全ての水素を使い切ると発電効率の低下を招くため、改質ガス中の水素のうち７０％程度を電気エネルギーに変換し、残りの水素を触媒燃焼器１０にて空気中の酸素との反応により燃焼させて熱エネルギーに変換し、改質器及び一酸化炭素除去器を加熱して所定の化学反応が進行するように改質させるための反応熱に充てている。
【０００７】
ここで、化学反応を進行させるための重要な機能物質である触媒を前述した微細な反応流路内に形成し、前述の化学反応を効率よく進行させている。たとえば、メタノール燃料と水を反応させて水素と二酸化炭素を得る水蒸気改質反応(式(1))のために使用される触媒として、Cu/ZnOやPd/ZnOなどがある。
【化１】
2008251396.tif 000003
【０００８】
この反応に次いで、逐次的に進行する水性逆シフト反応(2)によって、前記燃料電池にとって、そして人体にとって有害な一酸化炭素(CO)が生成する。
【化２】
2008251396.tif 000004
【０００９】
この反応(2)によって生成したCOを前記一酸化炭素除去器によって、例えば式(3)に示したCO酸化反応によって除去したのちに、前記燃料電池に供給することで発電が可能となる。この反応のための酸化剤として、空気中に含まれる酸素が用いられることが多い。
【化３】
2008251396.tif 000005
【００１０】
このための触媒として、Ptを始めとする貴金属触媒が広く用いられている。特にPtは、120℃程度でCOを吸着し、式(3)に示すCO酸化反応を促進させる一方で、120℃程度の低温であれば併発する水素の酸化反応(4)が比較的抑制されることから、改質ガス中に1%程度含まれているCOを前記燃料電池に供給可能な10ppm程度まで低濃度化するための触媒の活性成分として主に用いられている。
【化４】
2008251396.tif 000006
【特許文献１】特開２００４−２５６３５１号公報
【特許文献２】特開２００３−２６５９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
改質器における起動方法例について述べる。図１２に示した改質器およびCO除去器を例えば電気ヒータなどの加熱手段を用いて所定の温度に上昇させた後に燃料、例えばメタノール等を供給する。燃料の供給にともない、式(1)に示したメタノール改質反応の反応熱分の吸熱(ΔH゜=49.5kJ/mol)が発生するために、改質器の温度が変化し、定常状態になるまでに一定の時間が必要となる。加えて、燃料供給のごく初期の段階では燃料の供給量が安定せず、これもまた定常状態に至るまでに一定の時間が必要である。
【００１２】
即ち、起動時のごく初期においては、反応成績を決定するための重要な反応条件である反応温度および燃料の流速(言い換えると触媒反応器内の滞留時間)が安定せず、所望の反応成績、とくに所望の生成物組成を得ることが難しい。特に、式(2)で示す水性逆シフト反応が過進行することによるCO濃度の上昇は深刻であり、定常状態であれば改質器出口のCO濃度を1%程度に抑えることができるように設計された反応器であっても、起動時のような非定常時においては2~3%のCO濃度まで達してしまうこともある。
【００１３】
ここで、図１２に示した従来例に設置されているCO除去器には、前述のようにPtを始めとする貴金属系の触媒が用いられることが多いが、これらの触媒を用いた場合における式(3)に示したCO酸化反応の反応速度は、CO濃度の逆数に比例することが知られており、CO除去器出口のCO濃度は改質器から排出された改質ガス中のCO濃度に大きく依存することとなる。即ち、改質器出口のCO濃度があらかじめ予測された濃度(例えば1%)よりも高くなった場合には、CO除去器の出口において燃料電池が要求する程度まで(10ppm程度)充分に低濃度化することができない。
【００１４】
加えて、式(3)に示したCO酸化反応のために空気中に含まれている酸素を供給するが、予測（予定）された濃度よりも高いCO濃度のガスがCO除去器に供給されると、反応に必要な酸素が不足してしまい、COを充分に低濃度化できない要因となっている。
【００１５】
また、起動時にはCO濃度が高くなることを予測してあらかじめ過剰量の酸素を供給する手段もあるが、その場合には併発する式(4)に示した水素の酸化反応を過剰に誘発する要因となり、生成した水素を消費してしまうだけでなく、大きな発熱反応である式(3)および(4)の酸化反応が過剰に起こることによってCO除去器の温度が上昇し、定常状態に達するまでに長い時間が必要となる、という問題を含んでいた。
【００１６】
そこで、比較的大型の水素製造装置においては、起動時の状態から定常状態に至るまでの遷移領域においては、改質器から排出されるまたはCO除去器から排出された改質ガスを燃料電池に供給せずに廃棄する、または触媒燃焼器で燃焼し熱エネルギーとして回収する手段をとっている。この、起動時に生成する水素エネルギーを電気エネルギーとして利用することを放棄する方法によって、定常状態における動作安定性を確保しているのであるが、比較的長い起動時間であっても実用上問題とはならない比較的大型の燃料電池システムにおいては、性能的な不満は生じない方法であると理解される。
【００１７】
しかし、携帯電子機器の電源のように、比較的短時間での起動を要求される用途においては、起動時の、改質器が非定常な状態で生成した組成の安定しないガスの使用を放棄していては、満足できるほど短い時間での機器の起動を達成することはできず、燃料電池を携帯電子機器の電源として実用化するための障害となっている。
【００１８】
よって、本発明の課題は、すばやい起動特性を要求される用途に適用できるように、短時間で電気エネルギーが得られる発電システム及びそれを備える電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
以上の課題を解決するため、請求項１に係る発明の発電システムは、
燃料ガスを改質触媒により改質することで改質ガスを生成する改質器と、
前記改質器で生成した改質ガスが供給されて、その改質ガス中の一酸化炭素を低濃度化する第１のＣＯ除去器と、
前記一酸化炭素を低濃度化した改質ガスが供給されて、その改質ガスの電気化学反応により電力を取り出す燃料電池と、
前記改質器と第１のＣＯ除去器との間の改質ガスの供給経路に設けられ、前記改質器で生成した改質ガス中の一酸化炭素を低濃度化する第２のＣＯ除去器と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項２に係る発明の発電システムは、
燃料ガスを改質触媒により改質することで改質ガスを生成する改質器と、
前記改質器で生成した改質ガスが供給されて、その改質ガス中の一酸化炭素を低濃度化する第１のＣＯ除去器と、
前記改質器で生成した改質ガスが供給されて、その改質ガス中の一酸化炭素を低濃度化する第２のＣＯ除去器と、
前記一酸化炭素を低濃度化した改質ガスが供給されて、その改質ガスの電気化学反応により電力を取り出す燃料電池と、
前記改質器からの改質ガスを前記第２のＣＯ除去器をバイパスして前記第１のＣＯ除去器に供給する第１供給経路と、
前記改質器からの改質ガスを前記第２のＣＯ除去器を経由して前記第１のＣＯ除去器に供給する第２供給経路と、
前記第１供給経路と第２供給経路を何れか一方に切り替える経路切替手段と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、
請求項１または請求項２に記載の発電システムにおいて、
前記第２のＣＯ除去器は、前記第１のＣＯ除去器よりも低い温度で動作することを特徴とする。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、
請求項２または請求項３に記載の発電システムにおいて、
前記経路切替手段は、前記第１供給経路と第２供給経路とを切り替える切替弁と、前記改質器の動作状態に応じて前記切替弁を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、
請求項４に記載の発電システムにおいて、
前記制御部は、前記改質器が起動時の非定常動作状態または起動後の非定常動作状態の少なくとも一方の動作状態にあるとき、前記第１供給経路が閉状態に、前記第２供給経路が開状態になるように前記切替弁を制御することを特徴とする。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、
請求項４に記載の発電システムにおいて、
前記制御部は、前記改質器が起動後の定常動作状態にあるとき、前記第１供給経路が開状態に、前記第２供給経路が閉状態になるように前記切替弁を制御することを特徴とする。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、
請求項２〜６の何れかに記載の発電システムにおいて、
前記経路切替手段は、前記改質器の起動時の非定常動作状態および起動後の非定常動作状態を検知する検知手段を備え、前記制御部は、前記検知手段の出力に基づいて前記切替弁を制御することを特徴とする。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、
請求項７に記載の発電システムにおいて、
前記検知手段は、前記改質器の温度、第１のＣＯ除去器の温度、第２のＣＯ除去器の温度、燃料電池の発電特性、および改質器起動時からの経過時間、のうち少なくとも一つを検知する機能を含むことを特徴とする。
【００２７】
請求項９に記載の発明は、
請求項２〜８の何れかに記載の発電システムにおいて、
前記第２のＣＯ除去器に空気を供給する第３供給経路と、供給された空気を第２のＣＯ除去器から外部に放出する放出経路と、その放出経路の開閉弁とを更に備え、前記制御部は、前記改質器の動作休止状態において前記第３供給経路を介して前記第２のＣＯ除去器に空気を供給し、前記放出経路から放出させる制御を行うことを特徴とする。
【００２８】
請求項１０に記載の発明は、
請求項２〜９の何れかに記載の発電システムにおいて、
前記改質器に空気を供給する第４供給経路と、その第４供給経路と前記第３供給経路とを切り替える空気経路切替弁とを更に備え、前記制御部は、前記改質器の動作休止状態において前記改質器、第２のＣＯ除去器、第１のＣＯ除去器の順に空気を供給する制御を行うことを特徴とする。
【００２９】
請求項１１に係る発明の発電システムは、
燃料ガスを改質触媒により改質することで改質ガスを生成する複数の改質器と、
前記改質器で生成した改質ガスが供給されて、その改質ガス中の一酸化炭素を低濃度化する第１のＣＯ除去器と、
前記改質器で生成した改質ガスが供給されて、その改質ガス中の一酸化炭素を低濃度化する第２のＣＯ除去器と、
前記一酸化炭素を低濃度化した改質ガスが供給されて、その改質ガスの電気化学反応により電力を取り出す燃料電池と、
前記改質器からの改質ガスを前記第２のＣＯ除去器をバイパスして前記第１のＣＯ除去器に供給する第１供給経路と、
前記改質器からの改質ガスを前記第２のＣＯ除去器を経由して前記第１のＣＯ除去器に供給する第２供給経路と、
前記複数の改質器への前記燃料ガスおよび空気の供給経路を切り替えると共に、前記第１供給経路と第２供給経路を何れか一方に切り替える経路切替手段と、を備えることを特徴とする。
【００３０】
請求項１２に記載の発明は、
請求項１１に記載の発電システムにおいて、
前記経路切替手段は、前記複数の改質器の前段に設けられ、各改質器への前記燃料ガスおよび空気の供給経路を交互に切り替え可能な前段切替弁と、各改質器の後段に設けられ、前段切替弁と連動して作動することで、各改質器から前記第１供給経路または第２供給経路への供給口を切り替える後段切替弁と、前記第１供給経路と第２供給経路とを切り替える多方向切替弁と、前記各改質器の動作状態に応じて前段切替弁、後段切替弁および多方向切替弁をそれぞれ制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【００３１】
請求項１３に記載の発明は、
請求項１２に記載の発電システムにおいて、
前記制御部は、前記改質器の定常動作状態において各改質器に対する空気経路と燃料ガス経路を相互に切り替えることで、空気が前記改質器および第２のＣＯ除去器を通過して改質器の触媒再生処理および第２のＣＯ除去器の性能復帰処理を行うことを特徴とする。
【００３２】
請求項１４に記載の発明は、
請求項９〜１３の何れかに記載の発電システムにおいて、
前記改質器および第１のＣＯ除去器への空気供給系は、前記燃料電池への空気供給系を含むことを特徴とする。
【００３３】
請求項１５に記載の発明は、
請求項９〜１４の何れかに記載の発電システムにおいて、
前記制御部は、改質器の定常動作状態と動作休止状態、改質器の触媒再生処理時、または第２のＣＯ除去器の性能復帰処理時において、第２のＣＯ除去器をバイパスして第１のＣＯ除去器へ供給する第１供給経路と、第２のＣＯ除去器を経由して第１のＣＯ除去器へ供給する第２供給経路とに切り替える制御を行うこととを特徴とする。
【００３４】
請求項１６に記載の発明は、
請求項１〜１５の何れかに記載の発電システムにおいて、
前記第２のＣＯ除去器は、低温で一酸化炭素を吸着可能な物質または分子ふるい能力を有する物質の何れかが設けられていることを特徴とする。
【００３５】
請求項１７に係る発明の電子機器は、
請求項1〜１６のいずれか一項に記載の発電システムと、
前記発電システムにより発電された電気により動作する電子機器本体と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、改質器起動時のごく初期において生成される組成の安定しないガスをも発電に寄与できるように一酸化炭素除去を行った後に燃料電池に供給する仕組みをとったので、非常に高い起動特性をもつ、発電システム及びそれを備える電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に、本発明を実施するために好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
（実施形態１）
【００３８】
図１は、本発明の実施形態１に係る発電システムのブロック図である。この発電システム１は、例えばノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡ（personal Digital Assistant）、電子手帳、腕時計、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ゲーム機器、遊技機、その他の電子機器に備え付けられるものであり、これらの電子機器本体を動作させるための電源として用いられる。
【００３９】
発電システム１は、燃料電池（発電セル）２と、反応装置３と、燃料供給系４と、空気供給系５と、水素燃焼器１１とを備える。燃料供給系４は、液体燃料（メタノールの他に、例えばエタノール、ジメチルエーテル、ガソリン）と、水が別々に又は混合した状態で貯留される図示しない燃料容器や水容器を備えている。さらに、燃料と水を混合した状態で反応装置３に供給する図示しないポンプや供給量制御のためのバルブ等を備えている。なお、図示例では、燃料供給系４で供給される燃料がメタノールであるものとしている。
【００４０】
反応装置３は、燃料容器から供給されたメタノールと水との混合液を気化する気化器（図示せず）と、気化器から供給された混合気を触媒により水素リッチな水素ガスに改質する改質器７と、改質器７から供給された改質ガスの中から燃料電池が劣化する要因となる一酸化炭素を除去するＣＯ除去器（第１のＣＯ除去器）８、及びＣＯ吸着器（第２のＣＯ除去器）９と、燃料電池２から排出された水素ガスの一部を燃焼させることにより改質器７及びＣＯ除去器８を加熱する燃焼熱を発生する触媒燃焼器１０と、を備えている。
【００４１】
燃料電池（発電セル）２は、ＣＯ除去器８から供給された改質ガス中の水素ガスの電気化学反応により電気エネルギーを生成する。水素燃焼器１１は触媒燃焼器１０から排出された残りの水素を燃焼させて除去する。なお、気化器、改質器７、ＣＯ除去器８、ＣＯ吸着器９、触媒燃焼器１０は密閉空間を有した断熱容器５００の内側に収容されており、熱エネルギーの放散が断熱容器５００によって抑えられている。
【００４２】
反応装置３には、マイクロリアクターが好適に用いられる。自己加熱型のマイクロリアクターの代表的な構造を図１１に示す。Si基板（シリコン基板）１００の一方の面に薄膜ヒータ２００を所定の形状で形成し、もう一方の面に流路となる溝３００を所定の形状で形成する。さらに、ガラス基板４００を流路面に接合し流路を形成する。薄膜ヒータ２００に所定の電力で通電を行うことにより、薄膜ヒータ２００が発熱し、化学反応に必要な熱を供給する働きをする。従って、実施形態では、このマイクロリアクターを反応装置３に応用した例を基に説明する。
【００４３】
改質器７、ＣＯ除去器８、ＣＯ吸着器９、触媒燃焼器１０及び水素燃焼器１１は、いずれも２枚の基板を接合した構造を有し、どちらか一方又は両方の基板の接合面に葛折り状のマイクロ流路が形成されている。触媒燃焼器１０では、燃焼触媒（例えば、白金等）がマイクロ流路の壁面に形成され、改質器７では、水蒸気改質触媒（例えば、Ｃｕ／ＺｎＯ系触媒やＰｄ／ＺｎＯ系触媒）がマイクロ流路の壁面に形成され、一酸化炭素除去器であるＣＯ除去器８では、選択酸化触媒（例えば、白金等）がマイクロ流路の壁面に形成されている。水素燃焼器１１では、水素の酸化を促進させる触媒（例えば、白金等）がマイクロ流路の壁面に形成されている。なお、触媒燃焼器１０、ＣＯ除去器８、水素燃焼器１１のマイクロ流路壁面には、前記各触媒がたとえば特開２００３−２６５９５１号公報に示されるような方法によって形成されている。
【００４４】
改質器７、ＣＯ除去器８、ＣＯ吸着器９及び触媒燃焼器１０は、上述のように熱損失を低減するために断熱容器５００内に収容されている。断熱容器５００は、ガラス製又は金属製の箱体であり、断熱容器５００の内壁面には、赤外線のような熱源となる電磁波に対して断熱容器５００よりも高い反射性の赤外線反射膜（例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ）が成膜され、断熱容器５００の中空の圧力が１０Ｐａ以下、望ましくは１Ｐａ以下に減圧された状態に保たれている。また、断熱容器５００内には、触媒燃焼器１０の他に、改質器７及びＣＯ除去器８の精密な温度制御のための電熱材からなる温度センサが設けられている。温度センサは、温度変化に応じて電気抵抗が変化し、所定の印加電圧又は電流に対する抵抗値から温度を読み取ることができるものである。このような、マイクロリアクターを用いた改質システムを適用することによって、その高い熱移動特性に起因するより高い起動特性が得られる。
【００４５】
本発明の主要部を構成するＣＯ吸着器９は、改質器７とＣＯ除去器８との間のガス経路に設けられている。即ち、ＣＯ吸着器９はＣＯ除去器８の前段に設けられている。このCO吸着器９の中には、常温でCOを吸着し、あらかじめ吸着されていた酸素と反応してCO2として無害化できる物質もしくは、分子ふるいの効果によってCOを選択的に吸着捕捉し、COよりも小さい分子(たとえば水素など)を通過させる特徴をもつ吸着剤が設けられている。
【００４６】
前者の代表例として、Cu-Mn系酸化物(ホプカライト)があり、後者の代表例としてモレキュラーシーブなどがある。ここで、CO吸着器９の働きは、改質器７の起動時のごく初期において常温でCOを一時的に低濃度化することであって、前記した物質に限定されるものではない。
【００４７】
なお、この発電システム１は、燃料電池２により生成された電気エネルギーを適切な電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータに接続される２次電池と、それらを制御する制御部１４も備える。ＤＣ／ＤＣコンバータは特に図示していないが、燃料電池２により生成された電気エネルギーを適切な電圧に変換したのちに電子機器に供給する機能の他に、燃料電池２により生成された電気エネルギーを２次電池に充電し、燃料電池２側が運転されていない時に、電子機器に２次電池側から電気エネルギーを供給する機能も果たせるようになっている。制御部１４は気化器、改質器７、ＣＯ除去器８、ＣＯ吸着器９、燃料電池２、触媒燃焼器１０、水素燃焼器１１を運転するために必要なポンプやバルブ類、そして、ヒータ類、ＤＣ／ＤＣコンバータ等を制御し、電子機器に安定して電気エネルギーが供給されるような制御を行なう。燃料電池２は、触媒微粒子を含有又は付着させた燃料極（水素極）と、触媒微粒子を含有又は付着させた酸素極（空気極）と、燃料極と酸素極との間に挟持された固体高分子電解質膜と、を備える。
【００４８】
起動時にCOを吸着したCO吸着器９から排出される改質ガスは、1%程度までCO濃度が低減されているので、CO選択酸化によって充分にCOを10ppm程度まで低濃度化が可能であり、そのまま燃料電池２へ導入して発電に寄与することが可能である。発電に寄与しなかった残余の水素を含有するガスは触媒燃焼器１０へ導入され、酸化反応によって熱エネルギーに変換されて改質のための反応熱と改質器７全体を所定の温度に保持するための熱として使用される。また、熱エネルギーとして完全に変換されなかった微量の水素などを含む排ガスは、これを完全に浄化するための水素燃焼器１１を経て、系外に排出される。
【００４９】
CO吸着器９の吸着能が飽和する前に改質器７の定常状態が得られていれば、図１に示した状態を定常時も保持していても問題はない。このとき、CO吸着器９に設けた吸着物質として分子ふるい能をもつ物質を設置していた場合、CO除去器８とCO吸着器９が隣接しており、CO除去器８から発熱反応によって発生した熱が適度な熱伝導によってCO吸着器９に伝わるように設置しておくことが望ましい。
【００５０】
CO除去器８の発熱とともにCO吸着器９も徐々に加熱されることによって、捕捉されたCOが徐々に放出されるので、CO吸着器９は起動前の状態に自動的に戻る。これにより、繰り返しの起動停止が可能となる。このとき、CO吸着器９からのCO放出が急激でなくガス流速に対して非常にゆっくりであれば、CO除去器８で充分に低濃度化が可能であり、問題は生じない。
【００５１】
ここで、特許文献１では、低温で不純物除去が可能な反応器と、水素分離膜に代表される高温で不純物除去が可能な反応器とをガス流れに対して並列に設置し、分子ふるい効果が期待される物質を設けた低温である程度の不純物除去が可能な反応器を起動時には用い、定常時には高温で水素以外の不純物を除去する高温不純物除去部が働く仕組みをとっている。
【００５２】
ここに記述される方法は、前記の低温である程度の不純物除去効果が期待できる分子ふるい剤を用いて、反応器が所定の温度に到達していない起動時にも水素を高濃度化して用いることを期待してなされたものと想像され、反応器の昇温のための時定数が大きい比較的大型の水素製造装置を対象としてなされた発明であると推察される。したがって、反応器の温度が定常状態に至ったかどうかを判断して流通経路を切り替える必要があり、その仕組みに関する技術も記載されている。
【００５３】
この点、本発明は、マイクロリアクターのように非常に小型の反応器を対象としており、昇温のために必要な時間は要しないが、流体の流れが安定化するまでのごく短時間に生成される水素含有ガスをも有効に使用することを目的としてなされたものであり、前述したようにガス経路を切り替える複雑な仕組みを必要とするものではない。ただし、定常状態においてもCO吸着器９に改質ガスを通過することに懸念がある場合、たとえば系内の圧力損失を少しでも低減したい場合などにおいては、CO吸着器９をパスする経路を用いることができる。
【００５４】
この実施形態１によれば、改質器７とＣＯ除去器８との間の改質ガスの供給経路に、改質器７で生成した改質ガス中の一酸化炭素を常温（低温）で低濃度化するＣＯ吸着器９を設け、改質器起動時のごく初期において生成する組成の安定しないガスをも発電に寄与できるように一酸化炭素除去を行った後に燃料電池２に供給する仕組みをとったので、非常に高い起動特性をもつ、小型の発電システムを供給することができる。
【００５５】
即ち、この実施形態１によれば、改質器７起動時のごく初期に生成する高濃度のCOを含んだ改質ガス中のCOを常温で吸着し酸化反応によって低濃度化することができる触媒を用いて、CO選択酸化反応が可能な濃度までCO濃度を低減した上で、CO酸化反応器であるCO除去器８へ導入する仕組みとしている。これにより、すばやい起動特性を要求される用途において、短時間で電気エネルギーが得られる小型の発電システムを提供することができる。
【００５６】
また、この実施形態１によれば、ＣＯ吸着器９が、ＣＯ除去器８よりも低い温度で動作する構成とすることで、起動時のように燃料ガス供給の初期の段階で燃料の供給量や温度が安定しない動作状態においてもＣＯ濃度を必要な範囲まで低下させることができる。
【００５７】
（実施形態２）
図２は、本発明の実施形態２に係る発電システムのブロック図である。この実施形態２において、上述した実施形態１と実質的に同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を簡略化する。
【００５８】
この実施形態２では、改質部７からの改質ガスを、ＣＯ吸着器９をバイパスしてＣＯ除去器８に導入する第１供給経路Ａと、改質部７からの改質ガスを、ＣＯ吸着器９を経由してＣＯ除去器８に導入する第２供給経路Ｂと、第１供給経路Ａと第２供給経路Ｂを一定の条件下において何れか一方に切り替える経路切替手段１５とを備えている。
【００５９】
経路切替手段１５は、第１供給経路Ａ及び第２供給経路Ｂをそれぞれ開閉することで供給経路を切り替える切替弁１３と、切替弁１３の切替方向（切替態様）を制御する制御部１４とを備えている。切替弁１３には２方向弁が用いられている。制御部１４は、例えば汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory ）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されているもので、上述したように燃料ポンプや空気ポンプに制御信号を出力してそれらのポンプ動作を制御する機能等に加えて、切替弁１３を次のように制御する機能を含む。
【００６０】
（イ）改質器７の起動時において第１供給経路Ａが閉状態に、第２供給経路Ｂが開状態になるように切替弁１３を制御する（図３参照）。
（ロ）改質器７の定常動作時において第１供給経路Ａが開状態に、前記第２供給経路が閉状態になるように切替弁１３を制御する（図２参照）。
（ハ）改質器７の起動時および起動後の非定常動作時において第１供給経路Ａが閉状態に、第２供給経路Ｂが開状態になるように切替弁１３を制御する（図３参照）。
【００６１】
この実施形態２によれば、ガス経路の経路切替手段１５を備えているので、発電システムの起動時には上記（イ）の第１供給経路Ａが閉状態に、第２供給経路Ｂが開状態になるように切替弁１３を制御することで、改質器７の起動時のごく初期に生成する高濃度のCOを含んだ改質ガス中のCOは、まず、常温で吸着し酸化反応によって低濃度化することができる触媒を用いたＣＯ吸着器９によってCO選択酸化反応が可能な濃度までCO濃度を低減した上で、CO酸化反応器であるCO除去器８へ導入される。したがって、携帯電子機器のように、すばやい起動特性を要求される用途において、短時間で電気エネルギーが得られる発電システムを得ることができる。
【００６２】
なお、この実施形態２の場合においても、前述の特許文献１に記述されているような、ガス経路切り替えに関する精密な判断装置を必要とするものではない。起動時の状態から定常状態へ遷移したことをあえて判断する必要があるとすれば、その判断は、（１）改質器７の温度、（２）CO除去器８の温度、（３）起動時からの経過時間、（４）燃料電池２からの発電性能等を基準とすればよく、どの判断方法も、本発明を適用するためにセンサ等の部品を新たに付加することが必要なものではない。
【００６３】
この実施形態によれば、改質器７からの改質ガスを、ＣＯ吸着器９をバイパスしてＣＯ除去器８に供給する第１供給経路Ａと、改質器７からの改質ガスを、ＣＯ吸着器９を経由してＣＯ除去器８に供給する第２供給経路Ｂと、第１供給経路Ａと第２供給経路Ｂを何れか一方に切り替える経路切替手段１５とを備えるので、改質器７の起動時や定常動作状態あるいはシャットダウン等の動作状態に応じて第１供給経路Ａと第２供給経路Ｂを切り替えることができる。これにより、ＣＯ吸着器９を使用するか否かを必要に応じて任意に選択することができる。
【００６４】
また、この実施形態によれば、経路切替手段１５は、第１供給経路Ａと第２供給経路Ｂとを切り替える切替弁１３と、改質器７の動作状態に応じて切替弁１３を制御する制御部１４とを備えるので、その切替動作を自動制御することが可能になる。
【００６５】
また、制御部１４は、改質器７が起動時の非定常動作状態または起動後の非定常動作状態の少なくとも一方の動作状態にあるとき、第１供給経路Ａが閉状態に、第２供給経路Ｂが開状態になるように切替弁１３を制御することで、改質器７が起動時の非定常動作状態または起動後の非定常動作状態の何れか一方または両方の動作状態にあるときにＣＯ吸着器９を使用してＣＯを低濃度化する動作状態とすることができる。
【００６６】
また、制御部１４は、改質器７が起動後の定常動作状態にあるとき、第１供給経路Ａが開状態に、第２供給経路Ｂが閉状態になるように切替弁１３を制御することで、改質器７が起動後の定常動作状態にあるとき、ＣＯ吸着器９を使用しない動作状態とすることができる。改質器７が起動後の定常動作状態にあるときには、ＣＯ除去器８のみの動作で十分となり、ＣＯ吸着器９を使用しなくても問題が生じないからである。
【００６７】
また、経路切替手段１５は、改質器７の起動時の非定常動作状態および起動後の非定常動作状態を検知する検知手段を備え、制御部１４は、検知手段の出力に基づいて切替弁１３を制御する構成とすることで、経路切替手段１５の機能をより高精度化することができる。
【００６８】
また、検知手段は、改質器７の温度、ＣＯ除去器８の温度、ＣＯ吸着器９の温度、燃料電池２の発電特性、および改質器７の起動時からの経過時間、のうち少なくとも一つを検知する機能を含む構成とすることで、検知手段を別途追加することなく、既存のセンサを利用して構成することができ、これにより構成の簡素化を図ることができる。
【００６９】
（実施形態３）
図４〜図６は本発明の実施形態３に係る発電システムのブロック図である。図７（ａ）、（ｂ）は同実施形態に係る空気の供給経路を分かりやすく示したブロック図である。この実施形態３において、上述した実施形態と実質的に同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を簡略化する。
【００７０】
この実施形態３においても、改質部７からの改質ガスを、ＣＯ吸着器９をバイパスしてＣＯ除去８器に導入する第１供給経路Ａと、改質部７からの改質ガスを、ＣＯ吸着器９を経由してＣＯ除去器８に導入する第２供給経路Ｂと、第１供給経路Ａと第２供給経路Ｂを一定の条件下において何れか一方に切り替える経路切替手段１５とを備えている。そして、この実施形態においては、ＣＯ吸着器９に空気を供給する第３供給経路Ｃと、供給された空気をＣＯ吸着器９から系外に放出する放出経路Ｃ１と、その放出経路Ｃ１の開閉弁Ｃ２とを更に備えている。また、制御部１４は、改質器７の動作休止状態において第３供給経路Ｃを介してＣＯ吸着器９に空気を供給し、放出経路Ｃ１から放出させる制御を行うことができるようになっている。
【００７１】
また、この実施形態においては、改質器７に空気を供給する第４供給経路（図５参照）Ｄと、その第４供給経路Ｄと第３供給経路Ｃとを切り替える空気経路切替弁１６とを更に備えている。そして、制御部１４は、改質器７の動作休止状態において改質器７、ＣＯ吸着器９、ＣＯ除去器８の順に空気を供給する制御を行うことができるようになっている。即ち、この実施形態３においては、システムシャットダウン時に配慮して、空気供給系４から改質器７又はＣＯ吸着器９に向かう空気経路を切り替える空気経路切替弁１６が設けられている。
【００７２】
ガス経路の経路切替手段１５は、第１供給経路Ａ及び第２供給経路Ｂをそれぞれ開閉することで供給経路を切り替える切替弁１３と、切替弁１３の切替方向（切替態様）を制御する制御部１４とを備えている。切替弁１３には２方向弁が用いられている。制御部１４は、燃料ポンプや空気ポンプに制御信号を出力してそれらのポンプ動作を制御する機能、および切替弁１３を上記（イ）、（ロ）、（ハ）の切替態様となるように制御するのに加えて、さらに空気経路切替弁１６を上述のように制御する機能を含む。
【００７３】
従って、空気経路切替弁１６は、図４および図７（ａ）に示すように、空気供給系４からＣＯ吸着器９に向かう第３供給経路Ｃと、図５および図７（ｂ）に示すように、空気供給系４から改質器７、ＣＯ吸着器９に向かう第４供給経路Ｄ（図５参照）とを切り替えることができるように構成されている。
【００７４】
図４及び図５に示したのは、前述したホプカライトのように、低温でCOを吸着すると共にあらかじめ吸着されていた酸素とを反応させて無害化する物質をCO吸着器９に設置した場合を想定した時のシャットダウン時の経路である。図６は起動および定常時の経路である。CO除去器８や触媒燃焼器１０に導入するために作動していた空気供給経路８ａ、１０ａをCO吸着器９へ導入するように切り替えて、CO吸着物質に酸素を吸着させておくことによって、次回の起動に備えておく。
【００７５】
実際には図５および図７（ｂ）に示すように、改質器７を流通する経路すべてに空気を導入して次回起動に備える方法が最も簡便であろう。ただし、この場合にはメタノール改質のための触媒が空気にさらされることによって性能が劣化する性質をもっている場合は注意を要する方法である。その点、メタノール改質のための触媒としてPd/ZnO系触媒を用いると、酸素を含むガスでエージングすることによって、徐々に劣化していた触媒性能を復帰させることができるので、この方法に適したメタノール改質触媒であるといえる。
【００７６】
この実施形態によれば、ＣＯ吸着器９に空気を供給する第３供給経路Ｃと、供給された空気をＣＯ吸着器９から外部に放出する放出経路Ｃ１と、その放出経路Ｃ１の開閉弁Ｃ２とを設け、制御部１４は、改質器７の動作休止状態において第３供給経路Ｃを介してＣＯ吸着器９に空気を供給し、放出経路Ｃ１から放出させる制御を行う構成としたので、ＣＯ吸着器９の性能復帰処理を容易に行うことができる。
【００７７】
また、改質器７に空気を供給する第４供給経路Ｄと、その第４供給経路Ｄと第３供給経路Ｃとを切り替える空気経路切替弁１６とを設け、制御部１４は、改質器７の動作休止状態において改質器７、ＣＯ吸着器９、ＣＯ除去器８の順に空気を供給する制御を行う構成としたので、ＣＯ吸着器９の性能復帰処理をさらに容易に行うことが可能になる。
【００７８】
（実施形態４）
図８は本発明の実施形態４に係る発電システムのブロック図である。図９は改質器を複数設けた場合の切替弁の態様（起動時）を示すブロック図である。図１０は改質器を複数設けた場合の切替弁の態様（起動時・再生時）を示すブロック図である。なお、この実施形態４において、上述した実施形態と実質的に同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を簡略化する。
【００７９】
この実施形態４に係る発電システムでは、図８に示すように、反応装置３に並列配置されたａ、ｂ二つの改質器７、７１を備えている点に特徴がある。従って反応装置３は、二つの改質器７、７１に加え、それらの後段に配置されるＣＯ除去器８およびＣＯ吸着器９、触媒燃焼器１０を備えている。
【００８０】
空気供給系４および燃料供給系５と、二つの改質器７、７１との間（改質器の前段）には、図９に示すように４方向バルブからなる前段切替弁２１が設けられ、改質器７、７１の後段にも同じく４方向バルブからなる後段切替弁２２が設けられている。前段切替弁２１および後段切替弁２２は、改質器７、７１のどちらか一方を使用可能に、他方を再生可能にするために互いに連動して動くように設定されている。
【００８１】
後段の切替弁２２と、ＣＯ除去器８およびＣＯ吸着器９との間のガス経路には、６方向バルブの切替によってＣＯ吸着器９を経由するかどうかを切り替える多方向切替弁２３が設けられている。この多方向切替弁２３は、何れか一方の改質器、例えば改質器７からの改質ガスを、図１０に示すように、ＣＯ吸着器９を経由せずにＣＯ除去器８へ直接導入する第１供給経路Ａ１と、図９に示すように、ＣＯ吸着器９を経由してＣＯ除去器８へ導入する第２供給経路Ｂ１とに切り替えることができる。
【００８２】
図９の起動時において、空気供給系４から前段切替弁２１、改質器７１および後段切替弁２２を経由してきた空気は空気経路２４から系外へ排気される。また、図１０の定常時・再生時において、空気供給系４から前段切替弁２１、改質器７１および後段切替弁２２を経由してきた空気は、ＣＯ吸着器９を経由して空気経路２４から系外へ排気される。
【００８３】
この実施形態４のように、Pd/ZnO触媒を搭載したメタノール改質器７を複数設けておき、触媒反応操作と触媒再生操作を同時平行で進行させる仕組みをもつ改質システムに適用した場合には、図１０のように触媒再生のために流通させている空気をCO吸着器９に導通させることによって、すばやく起動前の状態にCO吸着器９を戻す（再生する）ことができる。
【００８４】
また、複数の改質器７、７１への燃料ガスおよび空気の供給経路を切り替えると共に、第１供給経路Ａと第２供給経路Ｂを何れか一方に切り替える経路切替手段１５とを備える構成としたので、複数の改質器のうちの少なくとも一つを使用し、残りの改質器に空気を供給することで、改質器の触媒再生処理を行うことができる。
【００８５】
また、経路切替手段１５は、複数の改質器７、７１の前段に設けられ、各改質器への燃料ガスおよび空気の供給経路を交互に切り替え可能な前段切替弁２１と、各改質器の後段に設けられ、前段切替弁２１と連動して作動することで、各改質器から第１供給経路Ａ１または第２供給経路Ｂ１への供給口を切り替える後段切替弁２２と、第１供給経路Ａ１と第２供給経路Ｂ１とを切り替える多方向切替弁２３と、各改質器７、７１の動作状態に応じて前段切替弁２１、後段切替弁２２および多方向切替弁２３をそれぞれ制御する制御部１４とを備える。これにより、経路切替手段１５の構成を簡素化することができる。
【００８６】
また、制御部１４により、改質器７、７１の定常動作状態において各改質器７、７１に対する空気経路と燃料ガス経路を相互に切り替えることで、空気が改質器およびＣＯ吸着器９を通過して改質器の触媒再生処理およびＣＯ吸着器９の性能復帰処理を行うことができる。
【００８７】
また、改質器７およびＣＯ除去器８への空気供給系に、燃料電池２への空気供給系１２を含むように構成することで、各空気供給系を一つにまとめて構成の簡素化、制御系の簡素化を図ることができる。
【００８８】
また、制御部１４は、改質器７の定常動作状態と動作休止状態、改質器の触媒再生処理時、またはＣＯ吸着器９の性能復帰処理時において、そのＣＯ吸着器９をバイパスしてＣＯ除去器８へ供給する第１供給経路Ａと、ＣＯ吸着器９を経由してＣＯ除去器８へ供給する第２供給経路Ｂとに切り替える制御を行う構成としたから、各改質器の触媒再生処理またはＣＯ吸着器８の性能復帰処理を自在に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施形態１に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態２に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態３に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態３に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
【図６】実施形態３に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
【図７】実施形態３に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施形態４に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
【図９】実施形態４に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】実施形態４に係る発電システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るマイクロリアクターの構成を示す図である。
【図１２】従来の発電システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  発電システム
２  燃料電池
３  反応装置
４  空気供給系
５  燃料ガス供給系
７、７１  改質器
８  ＣＯ除去器（第１のＣＯ除去器）
９  ＣＯ吸着器（第２のＣＯ除去器）
１０  触媒燃焼器
１１  水素燃料器
１２  空気供給系
１３  切替弁
１４  制御部
１５  経路切替手段
１６  空気経路切替弁
２１  前段切替弁
２２  後段切替弁
２３  多方向切替弁
Ａ  第１供給経路
Ｂ  第２供給経路
Ｃ  第３供給経路
Ｄ  第４供給経路
【図１】
2008251396.tif 000007
【図２】
2008251396.tif 000008
【図３】
2008251396.tif 000009
【図４】
2008251396.tif 000010
【図５】
2008251396.tif 000011
【図６】
2008251396.tif 000012
【図７】
2008251396.tif 000013
【図８】
2008251396.tif 000014
【図９】
2008251396.tif 000015
【図１０】
2008251396.tif 000016
【図１１】
2008251396.tif 000017
【図１２】
2008251396.tif 000018