(57)【要約】【課題】  天然ガス等の炭化水素ガスから純粋の水素を取り出すことができる特殊な変成器が不要となる改質器を安価に提供し、少ない消費電力でも燃料電池が必要とする水素量よりも大きな水素量を得ることを目的とする。【解決手段】  ガス透過性アノード２と水素透過性カソード３の間にプロトン導電性の固体電解質層１を挟持した気密性筐体において、アノード側を粗製水素または炭化水素ガスと酸素及び／又は水蒸気の混合ガスが供給される混合ガス供給室とし、アノードとカソード間に電場を印加する直流回路を形成するとともに、カソード側を超高純度水素ガスの生成室としたことを特徴とする燃料電池用の燃料改質器である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス透過性アノードと水素透過性カソードの間にプロトン導電性の固体電解質層を挟持した気密性筐体において、アノード側を粗製水素または炭化水素ガスと酸素及び／又は水蒸気の混合ガスが供給される原料ガス供給室とし、アノードとカソード間に電場を印加する直流回路を形成するとともに、カソード側を超高純度水素ガスの生成室としたことを特徴とする燃料電池用の燃料改質器。
【請求項２】
固体電解質層がプロトン導電性酸化物であることを特徴とする請求項１記載の燃料改質器。
【請求項３】
プロトン導電性酸化物がＡＢ’1-xＢ”xＯ3-x/2（Ａ：Ｓｒ2+，Ｂａ2+、Ｂ’：Ｔｉ4+，Ｚｒ4+，Ｃｅ4+、Ｂ”：Ｙ3+，Ｙｂ3+，Ｎｄ3+，Ｇｄ3+）であることを特徴とする請求項２記載の燃料改質器。
【請求項４】
プロトン導電性酸化物がＡＢ’1-xＢ”xＯ3-x/2においてｘ＝０．１〜０．２であることを特徴とする請求項３記載の燃料改質器。
【請求項５】
水素透過性カソードがＰｄ，Ｐｄ−Ａｇ合金またはＺｒ−Ｎｉ系非結晶質合金であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一に記載の燃料改質器。
【請求項６】
ガス透過性アノードがＡｇまたはＡｇを表層とする金属から構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一に記載された燃料改質器。
【請求項７】
固体電解質層の化学組成を電場の方向に傾斜させることにより、固体電解質−水素系の化学ポテンシャル（水素化ポテンシャル）がアノードからカソードに向って減少していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一に記載の燃料改質器。
【請求項８】
水素透過性カソードが気密性筐体に気密性をもつようにロウ付けあるいはレーザー溶接されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一に記載の燃料改質器。
【請求項９】
原料ガス供給室に炭酸ガスを吸着除去するためのガス循環機能を有するガス循環パイプを設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一に記載の燃料改質器。
【請求項１０】
ガス透過性アノードと水素透過性カソードの間にプロトン導電性の固体電解質層を挟持し、アノード側に粗製水素または炭化水素ガスと酸素及び／又は水蒸気の混合ガスを供給するとともに、アノード・カソード間に直流電場を印加することによりカソード側に超高純度水素ガスを生成させることを特徴とする燃料電池用の燃料改質方法。
【請求項１１】
プロトン導電性の固体電解質層の化学組成を電場の方向に傾斜させることにより、電解質−水素系の化学ポテンシャル（水素化ポテンシャル）が電場方向に減少していることを特徴とする請求項１０記載の燃料電池用の燃料改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電率の高いプロトン導電性の固体電解質層と水素透過性カソード等を用いた燃料電池用の燃料改質器及び燃料改質方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池用の燃料改質は７００℃以上の高温度で白金などの触媒を用い、天然ガスなどの水素含有ガスと水蒸気の混合ガスから水素を分離・回収する技術が多用されていた。しかし、この技術でメタンなどの天然ガスを改質すると、水素以外にＣＯやＣＯ2が発生して触媒を被毒するので、改質水素を燃料電池の燃料に利用するためにはＣＯ等の変成器が必要である。また改質器の作動温度が７００℃と高いために高価な構造材料やシール材を用いる必要があるなど、この技術による改質器の製造コストが高価であるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、水素透過性膜と固体電解質層を用いることによって、天然ガス等の炭化水素ガスから純粋の水素を取り出すことができる特殊な変成器が不要となる燃料改質器を安価に提供することを目的とする。
また高導電率で薄い固体電解質層を用い且つ高温度で改質器を運転すれば、少ない消費電力でも燃料電池が必要とする水素量よりも大きな水素量を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明者は触媒法に変わりプロトン導電性の固体電解質層と水素透過性カソード等を用いる以下の燃料改質器及び燃料改質方法を提案する。
（１）ガス透過性アノードと水素透過性カソードの間にプロトン導電性の固体電解質層を挟持した気密性筐体において、アノード側を粗製水素または炭化水素ガスと酸素及び／又は水蒸気の混合ガスが供給される原料ガス供給室とし、アノードとカソード間に電場を印加する直流回路を形成するとともに、カソード側を超高純度水素ガスの生成室としたことを特徴とする燃料電池用の燃料改質器である。
ここで固体電解質層とは、層状のみならず薄膜状、板状等を含んだ概念であり、アノードとカソードに面接し得る形状のものをいう。
すなわち固体電解質層を水素透過性カソードと電極反応を触媒する作用のあるガス透過性アノードとで挟持し、電極間に直流電圧を印加すると、気密分画されたアノード側の原料ガス供給室に供給した炭化水素ガスから選択的に水素イオン（プロトン）だけが固体電解質層中に固溶・透過し、更に隔壁として作用する水素透過性カソードを透過して超高純度水素ガスの生成室に純粋の水素ガスとして回収される。ここで粗製水素とは低純度水素ガス、水性ガスや炭酸ガスのような水素を豊富に含むガスであり、また炭化水素ガスとしては、メタン（ＣＨ4）、プロパン（Ｃ3Ｈ8）及びブタン（Ｃ4Ｈ10）等が挙げられる。
【０００５】
ガス透過性アノードと水素透過性カソードの間にプロトン導電性の固体電解質層を挟持する構造は、例えば多孔性基板上に、金属箔を接着又は金属ペーストを積層した後、焼結あるいは金属ペーストを用いた接着により水素透過性金属膜をカソードとして形成し、水素透過性金属膜上にプロトン導電性の固体電解質膜をコーティングすることにより固体電解質層を形成し、焼結した後、この固体電解質層に接触するようにアノードを形成することにより得ることができる。アノードの形成方法としては種々あるが、例えばＡｇの網をＡｇペーストを用いて固体電解質層に接着するようにして形成することができる。但し、固体電解質層と水素透過性カソード固体電解質層を挟持する構造の製法としては他の製法であっても良い。
更に固体電解質層と水素透過性カソードが電気的に接触すればよく、固体電解質層と水素透過性カソードとを前面にわたって電気的に抵抗なく接触させることもできる。例えば固体電解質層のカソード側の端面にＰｄペーストを塗布したり、Ｐｄを蒸着することによって、そのような燃料改質器を製造することができる。このように水素透過性カソードと固体電解質層を一体化せず分離した形態で接触させれば、Ｐｄ等の高価な金属膜を交換しないで減時劣化した固体電解質層のみを交換することができる。
水素透過性カソードは水素（プロトン）のみを透過するので、水素以外のガスに対して、改質器をガス供給室と水素生成室に気密的に区分する。
この作用により固体電解質層にクラックやポアが生じても、ＣＯ等の電極を被毒する気体が、水素生成室側へ侵入することがなく、又、水素生成能力にほとんど影響がない。
【０００６】
（２）固体電解質層がプロトン導電性酸化物の薄板であることを特徴とする上記（１）記載の燃料改質器である。
（３）プロトン導電性酸化物の薄板がＡＢ’1-xＢ”xＯ3-x/2（Ａ：Ｓｒ2+，Ｂａ2+、Ｂ’：Ｔｉ4+，Ｚｒ4+，Ｃｅ4+、Ｂ”：Ｙ3+，Ｙｂ3+，Ｎｄ3+，Ｇｄ3+）であることを特徴とする上記（２）記載の燃料改質器である。
【０００７】
（４）プロトン導電性酸化物の薄板がＡＢ’1-xＢ”xＯ3-x/2においてｘ＝０．１〜０．２であることを特徴とする上記（３）記載の燃料改質器である。
プロトン導電性酸化物の薄板においては、含有するアクセプタがプロトンにより置換されることによって導電性を得ることができる。しかし、アクセプタの割合が一定の値を超えるとその導電率が低下する。これはプロトン導電性酸化物中のｘの値が高いと異なる構造の酸化物相が混入するためである。また本来の導電率を確保するためには、ｘが０．１以上であることが好ましい。例えばＣａＺｒ1-xＩｎxＯ3-x/2系ではｘが０．１を超えると異なる相が析出し、ＢａＣｅ1-xＹxＯ3-x/2系ではｘが０．２を超えると固体電解質層中に異なる相が析出し導電率が低下する。
【０００８】
（５）水素透過性カソードがＰｄ，Ｐｄ−Ａｇ合金またはＺｒ−Ｎｉ系非結晶質合金であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか一に記載の燃料改質器である。
（６）ガス透過性アノードがＡｇまたはＡｇを表層とする金属から構成されることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれか一に記載された燃料改質器である。
【０００９】
（７）固体電解質層の化学組成を電場の方向に傾斜させることにより、固体電解質−水素系の化学ポテンシャル（水素化ポテンシャル）がアノードからカソードに向って減少していることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれか一に記載の燃料改質器である。
固体電解質層中の化学組成を傾斜して、それにより生じる水素化ポテンシャル勾配の駆動力により、固体電解質層の導電率の増大を図ることができる。
固体電解質層の化学組成を電場の方向に傾斜させるには、水素化ポテンシャルがアノードからカソードへ減少するように化学組成の異なる固体電解質薄膜を二回以上コーティングすることにより積層する方法によって固体電解質層を形成する。なお固体電解質層の化学組成が電場の方向に傾斜している固体電解質層を形成する方法は上記に限定されるものではない。例えば化学組成の異なる固体電解質粉体を二層以上に積層して焼結する方法等によって一部品として形成する方法も挙げられる。
【００１０】
（８）水素透過性カソードが気密性筐体に気密性をもつようにロウ付けあるいはレーザー溶接されていることを特徴とする上記（１）〜（７）のいずれか一に記載の燃料改質器である。
（９）原料ガス供給室に炭酸ガスを吸着除去するためのガス循環パイプを設けたことを特徴とする上記（１）〜（８）のいずれか一に記載の燃料改質器である。
純水素を生成する際にアノード側の原料ガス供給室に炭酸ガスが残留する場合がある。かかる炭酸ガス濃度が上昇すると、アノード側の電極反応が鈍化するという問題が生じる。そこで原料ガス供給室に炭酸ガスを吸着除去するためのガス循環パイプを設けることによって、ＣＯ2等の炭酸ガスを除去することにより原料ガス供給室内の炭酸ガス濃度を一定に保つことができる。
【００１１】
（１０）ガス透過性アノードと水素透過性カソードの間にプロトン導電性の固体電解質層を挟持し、アノード側に粗製水素または炭化水素ガスと酸素及び／又は水蒸気の混合ガスを供給するとともに、アノード・カソード間に直流電場を印加することによりカソード側に超高純度水素ガスを生成させることを特徴とする燃料電池用の燃料改質方法である。
（１１）プロトン導電性の固体電解質層の化学組成を電場の方向に傾斜させることにより、電解質−水素系の化学ポテンシャル（水素化ポテンシャル）が電場方向に減少していることを特徴とする上記（１０）記載の燃料電池用の燃料改質方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、水素透過性カソード等と固体電解質層を用いることによって、天然ガス等の炭化水素ガスから純粋の水素を取り出すことができる特殊な変成器が不要となる燃料改質器を安価に提供することができる。
また高導電率で薄い固体電解質層を用い且つ高温度で燃料改質器を運転すれば、少ない消費電力でも燃料電池が必要とする水素量よりも大きな水素量を得ることができる。
更に水素透過性金属膜と固体電解質層を一体化せず分離した形態であれば、経時劣化によって固体電解質層を交換する際に、Ｐｄ等の高価な水素透過性金属膜の交換が不要であるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明に係る実施の形態の一例を示すが、本発明は以下に記載された構成、材料等に限定されるものではない。
図１（ｄ）は、本発明に係る燃料改質器の一実施形態を模式的に説明する概念図である。図１（ｄ）に示すようにプロトン導電性酸化物の固体電解質層１を多孔性金属のアノード電極２と水素透過性金属のカソード電極３とで挟持し、アノード電極２にメタンガスなどの水素含有ガスを供給して電極間に直流電圧を印加する。また固体電解質層１等は気密性筐体９によって気密分画されている。
この燃料改質器においてアノード電極２にメタン等の天然ガスと水蒸気又は酸素等の混合ガスを供給すると、ＣＨ4＋２Ｈ2Ｏ→８Ｈ+＋８ｅ-＋ＣＯ2、ＣＨ4＋Ｏ2→４Ｈ+＋４ｅ-＋ＣＯ2又は２ＣＨ4＋２Ｈ2Ｏ＋Ｏ2→２ＣＯ2＋１２Ｈ+＋１２ｅ-の極反応により生成した水素イオンが固体電解質層１の中に固溶する。その水素イオンは電場によりカソード電極３に向って駆動されるので、８Ｈ+＋８ｅ-→４Ｈ2、４Ｈ+＋４ｅ-→２Ｈ2又は１２Ｈ+＋１２ｅ-→６Ｈ2の電極反応により水素透過性の金属膜のカソード電極３から水素だけを分離して取り出すことができる。この燃料改質器のアノード電極２としては、例えば上記の電極反応に触媒作用のある多孔性のＡｇ電極を用いることができる。
【００１４】
本実施形態に係る燃料改質器としては、固体電解質層１に水素含有ガスから水素イオンだけを選択的に固溶して透過させるプロトン導電性酸化物の薄板を用いるのが好ましい。固体電解質層１を透過するプロトンの流速は、固体電解質層のプロトン導電率が高いほど大きいので、例えば、燃料改質器の固体電解質層１としては、４００〜７００℃の温度範囲で高いプロトン導電率を示すプロトン導電性酸化物ＢａＣｅ1-xＹxＯ3-x/2（ｘ＝０．１〜０．２）等が用いられる。
燃料改質器のカソード３にはポア、クラックなどの欠陥のない気密性のあるＰｄ合金膜又はＰｄ−Ａｇ合金膜が用いられる。これらのＰｄ−Ａｇ合金膜等は水素の透過速度が速く、また水素化物の析出による脆化を受け難いという性質を有するため好ましい。
また図１（ａ）はアノード側の原料ガス供給部である。図１（ａ）に示すように原料ガス供給部は、直流電場を印加するためのＡｇリード線７、ＳＵＳパンチング支持板５、ＡｇメッキされたＮｉ等の多孔性金属５からなる。更に図１（ｂ）は固体電解質部を示したものである。図１（ｂ）に示すように固体電解質部はＡｇペースト（Ｐｔブラックでも良い。）膜４及びプロトン導電性酸化物１及びＰｄとプロトン導電性酸化物のペースト膜８からなる。ここでプロトン導電性酸化物１は焼結体あるいは薄膜形成体等からなる傾斜導電膜を用いても良い。更に図１（ｃ）はカソード側の水素ガス取り出し部を示したものである。図１（ｃ）に示すようにカソード側はパラジウムＰｄ（Ｐｄ80Ａｇ20でも良い。）からなる水素透過性金属３とＳＵＳパンチング支持板６からなる。
上記カソード側の電極とアノード側の電極によって固体電解質部を挟持することで本実施形態に係る燃料改質器は構成されている。
【実施例１】
【００１５】
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。
図２は、本発明に係る燃料改質器の一例を示す図である。
図２に示すように気密分室されたガス透過性のアノード電極１１と水素透過性のカソード電極１２の間にプロトン導電性の固体電解質層１３を挟持した気密性筐体８において、アノード電極１１側を炭化水素ガスと酸素及び／又は水蒸気の混合ガスが供給される原料ガス供給室１４とし、アノード電極１１とカソード電極１２間に電場を印加する直流回路を形成するとともに、カソード電極１２側を純水素ガスの生成室１５としたことを特徴とする燃料電池用の燃料改質器１０である。アノード電極１１及びカソード電極１２は、電極支持プレート１９，２０によって固定されている。例えばアノード電極側の電極支持プレート１９のボルトを外すことでアノード電極とカソード電極で挟持されている固体電解質層１３を取り外すことができる。また混合ガス供給室１４には原料ガスの導入口２１、ガス循環パイプ１６の排出口が設けられている。かかるガス循環パイプ１６は、アノード側に生成される炭酸ガス等を除去しながら原料ガスを循環させる機能を有する。また水素ガスの生成室１５には生成した水素の取出口１８が設けられている。取り出された水素ガスは燃料電池に供給される。
【００１６】
ここでアノード電極１１はＡｇまたはＡｇを表層とする金属からなる多孔性の金属によって形成されるのが好ましい。またカソード電極１２はＰｄ，Ｐｄ−Ａｇ合金及びＺｒ−Ｎｉ系非結晶質合金等によって形成されるのが好ましい。
また水素透過性のカソード電極１２は気密性筐体８等に気密性のあるロウ付けあるいはレーザー溶接などの密封性のある接合方法によって固定することができる。
また炭化水素ガスとしては、例えば水素を含有したメタンガス等を用いるのが好ましい。
純水素の生成量は、温度条件や直流印加電圧値によって異なる。以下に様々な条件下における実施例を記載する。
【実施例２】
【００１７】
図３は、上記実施例１と同様の構成による燃料改質器１０において、固体電解質層１３として厚さの異なるＢａＣｅ0.9Ｙ0.1Ｏ2.95を用いた燃料改質器を流れる電流値の温度及び電位勾配依存性を示したグラフである。この測定において、カソードには０．１ｍｍ厚のＰｄ膜が、そしてアノードには多孔性のＡｇが用いられている。ＢａＣｅ0.9Ｙ0.1Ｏ2.95の輸率（電気伝導においてプロトン伝導の示す割合）はほぼ１００％であるから、燃料改質器を流れる電流値はプロトンの流速に変換できる。なお１Ａの電流値は、６．２４×１０18protons／secに相当する。グラフ中の○における固体電解質層１３厚はｔ＝０．３３ｍｍであり、電極面積は０．２０ｃｍ2であり、×における固体電解質層１３厚はｔ＝０．９２ｍｍであり、電極面積は０．２５ｃｍ2である。また温度条件として３００℃、４００℃の条件下で夫々計測した。
【００１８】
図３のグラフより燃料改質器１０を流れる電流は電位勾配（印加電圧／固体電解質層の厚さ）の増大と共に増加するが、低温度で電位勾配が少ない場合には電流値は電位勾配に比例せず、オームの法則に従わないことが解かる。これは低温度で電位勾配が少ない場合には、電極反応の過電圧による有効電圧の低下によると考えられる。高温度で電位勾配が大きい場合には、電流値と電位勾配の関係はオームの法則にほぼ従うが、固体電解質層１３が薄くなる程高い電流値が得られた。これは固体電解質層１３が薄いとプロトンの濃度勾配が高くなるために、プロトンの移動が促進されることによると考えられる。上述の結果から大量の水素を取り出すためには実験温度を高くして且つ固体電解質層１３を薄くするのがより好ましいことが分かった。
【実施例３】
【００１９】
図４は、上記実施例１と同様の構成による燃料改質器１０において、固体電解質層１３として厚さ０．３３ｍｍのＢａＣｅ0.9Ｙ0.1Ｏ2.95を用いた電極面積０．２ｃｍ2の燃料改質器１０の温度４５０℃及び５００℃における電流（プロトンの流速）の印加電圧依存性を示したグラフである。燃料改質器１０の運転温度がメタンと酸素の混合ガスの発火点である５３７℃に近づくと、印加電圧の増加に従い電流値が急激に上昇し、１０Ｖの電圧で０．６５Ａ／ｃｍ2の電流を取り出すことができた。この高温度で取り出し電流が急激に増大する現象は、電極反応速度の上昇による電解質中の水素イオン濃度が大幅に増加する原因と考えられる。更に、燃料改質器１０を３００℃以上の温度で運転すると、電流は運転時間の経過に伴い次第に増加して最終的には飽和する。この現象は電解質層中の水素イオン濃度が一定の値で飽和するためと考えられる。また、燃料改質器の運転回数の増加に伴い取り出し電流が増大する傾向も認められた。上述の結果から、少ない電力でメタンガスから大量の水素を分離するには、固体電解質層の厚さを薄くすると共に、電極反応速度が急激に増大する温度領域で繰り返し燃料改質器を運転する必要があることが分かった。
【実施例４】
【００２０】
図５は、各温度で長時間運転して充分に水素イオンを吸蔵させた厚さ０．３３ｍｍの固体電解質層を用いた上記実施例１と同様の構成による燃料改質器１０において、二回の慣らし運転の後の印加電圧依存性を示したグラフである。本発明に係る燃料改質器を燃料電池用の燃料改質器として利用するためには、水素を取り出すために必要となる電力が、燃料電池の発生する電力よりも、十分に少ないことが要求される。図５に示すように、温度４５０℃で運転した場合には、０．２Ｖの電圧で約０．１Ａ／ｃｍ2の電流を取り出すことができた。一方、出力が０．１Ｗ／ｃｍ2の燃料電池が消費する水素量は毎秒約６．２４×１０17protons／cm2であり、この値を電流に換算すると約０．１Ａ／ｃｍ2に相当する。従って、０．２Ａ／ｃｍ2の電流を取り出すために必要となる電力は０．０２Ｗ／ｃｍ2であり、０．１Ａ／ｃｍ2の電流が取り出せる燃料電池の電力と比較すると約１／５である。
【実施例５】
【００２１】
図６は厚さが０．６１ｍｍのＢａＣｅ0.9Ｙ0.1Ｏ2.95を電解質として用いた燃料改質器と、厚さが０．４６ｍｍのＳｒＣｅ0.95Ｙｂ0.05Ｏ2.975を固体電解質層として用いた燃料改質器における取り出し電流（取り出し水素の収率）の印加電圧及び温度依存性を示したグラフである。電解質として高い導電率を示すＢａＣｅ0.9Ｙ0.1Ｏ2.95を用いた改質器は、電解質に導電率が低いＳｒＣｅ0.95Ｙｂ0.05Ｏ2.975を用いた燃料改質器よりも、厚い固体電解質層を用いたにも拘わらず、同一の温度と印加電圧において大きな取り出し電流が得られている。上述の結果から、改質器の取り出し電流を増加するためには、固体電解質層に導電率の高いプロトン導電性酸化物を用いる必要があることが分かった。
【実施例６】
【００２２】
図７はカソードに用いるＰｄ膜において、直流電圧を印加する前と後の膜から得られた反跳水素のエネルギースペクトルの比較を示している。高エネルギーのＨｅイオンとの衝突により反跳された水素の収量はＰｄ膜中に含まれている水素量に比例するので、電圧印加後の反跳水素の収量が電圧印加前の収量よりも大きいことは直流電圧の印加により水素がカソードであるＰｄ膜に流入したことを示すものである。従って、アノードからカソードに流れる電流は確かにプロトンの移動により生じるものであることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１（ａ）はカソード側の燃料ガス供給部を模式的に示す概念図であり、図１（ｂ）は固体電解質部を模式的に示す概念図であり、図１（ｃ）はカソード側の水素ガス取り出し部を模式的に示す概念図であり、図１（ｄ）は本発明に係る燃料改質器の実施形態の一例を示す概念図である。
【図２】本発明に係る燃料改質器の一例を模式的に示す概念図である。
【図３】本発明に係る燃料改質器において、プロトン導電性酸化物の固体電解質層の厚みの相違における取り出し電流（水素イオンの流速）の印加電圧依存性を示すグラフである。
【図４】本発明に係る燃料改質器において、０．３３ｍｍの厚みのＢａＣｅ0.9Ｙ0.1Ｏ2.95を用いた場合であって、温度条件４５０℃及び５００℃における電流（水素イオンの流速）の印加電圧依存性を示すグラフである。
【図５】本発明に係る燃料改質器において、水素イオンを飽和するまで吸蔵させた０．３３ｍｍの厚みのＢａＣｅ0.9Ｙ0.1Ｏ2.95の固体電解質層を用いた場合の温度３００℃、３５０℃、４００℃及び４５０℃における電流（水素イオン流速）の印加電圧依存性を示すグラフである。
【図６】本発明に係る燃料改質器において、厚さが０．６１ｍｍのＢａＣｅ0.9Ｙ0.1Ｏ2.95の固体電解質層と厚さが０．４６ｍｍのＳｒＣｅ0.95Ｙｂ0.05Ｏ2.975の固体電解質層を用いた場合の印加電圧及び温度依存性を示すグラフである。
【図７】カソードに用いるＰｄ膜において、直流電圧を印加する前後の膜より得られた反跳水素収量の相違を示す反跳水素のエネルギースペクトルである。
【符号の説明】
【００２４】
１，１３  固体電解質層
２，１１  アノード電極
３，１２  カソード電極
１０  燃料改質器
１４  混合ガス供給室
１５  水素ガス生成室
１９，２０  電極支持プレート
【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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