(57)【要約】【課題】  排熱を利用して電気エネルギーを高効率で得ることができる技術を提供する。【解決手段】  排熱を利用して脱水素触媒の作用によりイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）から、水素（Ｈ２）、アセトンおよび未反応ＩＰＡを含んだ第１のガスを得る。この第１のガスを圧縮装置１０３で圧縮し、ＩＰＡの沸点を高め、高温環境下においてＩＰＡを液化し、アセトンおよび水素を分離する。アセトンと水素は燃料電池反応に利用し、この反応によりＩＰＡが再生される。他方、ＩＰＡは、加圧され高温環境下で液化されるので、凝縮熱を効果的に取り出せ、それを圧力開放による気化膨張過程において有効に利用することができる。またこの膨張エネルギーを圧縮装置１０３の駆動力に利用することができる。こうして装置内において、ＩＰＡ→水素およびアセトン→発電によるＩＰＡの再生、といったサイクルが繰り返され、排熱を利用した電力の生成が、高い効率で行われる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機化合物の脱水素吸熱反応を行う吸熱反応装置と、
前記吸熱反応装置で発生した水素、脱水素有機化合物および未反応有機化合物を含む第１のガスを加圧する圧縮装置と、
前記圧縮装置によって加圧された前記第１のガスを加圧条件下において蒸留し、前記水素および前記脱水素有機化合物と、液化した前記未反応有機化合物とに分離する蒸留装置と、
前記液化した未反応有機化合物を圧力の開放により気化させる気化装置と、
前記気化に従う膨張力を利用して前記圧縮装置の動力を得る膨張エネルギー回収装置と
を備えることを特徴とするエネルギーの利用装置。
【請求項２】
前記液化時に発生する凝縮熱を前記気化時に必要な気化熱として利用する熱伝導手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のエネルギーの利用装置。
【請求項３】
前記水素と脱水素有機化合物とを分離する分離装置と、
前記分離装置によって分離された水素と脱水素有機化合物とを用いて発電を行う燃料電池と
をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のエネルギーの利用装置。
【請求項４】
前記燃料電池において発生した有機化合物を前記吸熱反応装置に供給する供給手段をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のエネルギーの利用装置。
【請求項５】
前記供給手段により、前記燃料電池において発生した熱量が前記吸熱反応装置に供給されることを特徴とする請求項４に記載のエネルギーの利用装置。
【請求項６】
有機化合物の脱水素吸熱反応を行う吸熱反応ステップと、
前記吸熱反応ステップで発生した水素、脱水素有機化合物および未反応有機化合物を含む第１のガスを加圧する圧縮ステップと、
前記圧縮ステップによって加圧された第１のガスを加圧条件下において蒸留し、前記水素および前記脱水素有機化合物と、液化した前記未反応有機化合物とに分離する蒸留ステップと、
前記液化した未反応有機化合物を圧力の開放により気化させる気化ステップと、
前記気化に従う膨張力を利用して前記圧縮ステップの動力を得る膨張エネルギー回収ステップと
を備えることを特徴とするエネルギーの利用方法。
【請求項７】
前記液化時に発生する凝縮熱を前記気化時に必要な気化熱として利用することを特徴とする請求項６に記載のエネルギーの利用方法。
【請求項８】
前記水素と脱水素有機化合物とを分離する分離ステップと、
前記分離ステップによって分離された水素と脱水素有機化合物とを燃料電池に供給し発電を行う発電ステップと
をさらに備えることを特徴とする請求項６または７に記載のエネルギーの利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の発熱、さらには工場排熱や太陽熱を利用して燃料電池反応により電力を生成する装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場やゴミ焼却炉から排出される熱を利用して、発電を行うエネルギーの高次利用システムが知られている。このシステムとして特許文献１に記載されている熱エネルギーの利用システムがある。このシステムでは、工場排熱等の適当な熱源からの熱を利用して、脱水素触媒の作用により有機化合物における脱水素反応を行わせる第１工程、脱水素反応によって生成した有機不飽和化合物と水素とを未反応物から分離する第２工程、この第２工程において分離された有機不飽和化合物と水素とを水素化触媒の作用によって反応させ、エネルギー発生させ、同時に第１工程において利用した出発物質である有機化合物を再生する第３工程を繰り返すことで、適当な熱源からの排熱を利用してエネルギーを得る。
【０００３】
例えば、このシステムにおいて、有機不飽和化合物と水素とを水素化触媒の作用によって反応させる方法を燃料電池における発電反応に利用すれば、電気エネルギーを得ることができる。
【０００４】
なお、上述したような２次的に得られる熱を、外部に排出される熱という意味で排熱と表現する場合と、利用されないという意味で廃熱と表現される場合があるが、本明細書においては、両者の意味を含めて排熱と表現する。
【０００５】
【特許文献１】特公平１−２５９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したシステムにおいては、第２工程における有機不飽和化合物と水素とを未反応物から分離する処理が問題となる。
【０００７】
すなわち、この分離には、蒸留による分離や膜分離が考えられるが、蒸留による分離では、蒸留を行うために蒸留対象物を冷却しなくてはならず、それはシステムの系外に熱を捨てていること（つまり無駄に消費していること）を意味し、熱の有効利用という観点から見て好ましくない。
【０００８】
他方で、膜分離の場合、分離効率を確保するために透過側の水素分圧を下げなくてはならないが、そのためには真空ポンプを使用するか、大量のスウィーブガスを流す必要がある。しかしながら、真空ポンプを利用した場合、真空ポンプにおけるエネルギー消費が問題になり、またスウィーブガスを流す場合もそのためのエネルギー消費が問題となる。
【０００９】
このように、上述した特許文献１に記載されたシステムにおいては、有機不飽和化合物と水素を排熱により得ても、それらを分離する際に熱を系外に捨てる、あるいはエネルギーを外部から投入しなくてはならない。このため、システムの効率は低くならざるを得なかった。
【００１０】
本発明は、上述したような問題点を解決し、排熱を利用して電気エネルギーを高効率で得ることができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のエネルギー利用装置は、有機化合物の脱水素吸熱反応を行う吸熱反応装置と、前記吸熱反応装置で発生した水素、脱水素有機化合物および未反応有機化合物を含む第１のガスを加圧する圧縮装置と、前記圧縮装置によって加圧された前記第１のガスを加圧条件下において蒸留し、気体である前記水素および前記脱水素有機化合物と、液化した前記未反応有機化合物とに分離する蒸留装置と、前記液化した未反応有機化合物を圧力の開放により気化させる気化装置と、前記気化に従う膨張力を利用して前記圧縮装置の動力を得る膨張エネルギー回収装置とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明において、液化時に発生する凝縮熱を気化時に必要な気化熱として利用する熱伝導手段をさらに備えることは好ましい。この態様によれば、液化することで分離した未反応有機化合物を分離後に気化させる際に、液化時の凝縮熱を利用して気化を効果的に行うことができ、装置内でのエネルギーの有効利用を図ることができる。
【００１３】
熱伝導手段としては、蒸留装置で発生した熱（凝縮熱）が、圧力の開放により未反応有機化合物の気化が行われる装置に効率よく伝わるようにする構成を挙げることができる。また熱伝導手段として、熱交換装置を用いて、蒸留装置で発生する熱を適当な熱輸送媒体に移し、その熱輸送媒体を介して、蒸留装置から未反応有機化合物の気化が行われる装置への熱の輸送を行う構成を採用することもできる。
【００１４】
また、本発明のエネルギー利用装置において、水素と脱水素有機化合物とを分離する分離装置と、この分離装置によって分離された水素と脱水素有機化合物とを用いて発電を行う燃料電池とをさらに備えることは好ましい。この態様によれば、蒸留により分離した水素と同じく蒸留により分離した脱水素有機化合物とを、さらに分離装置によって分離し、この分離した水素と脱水素有機化合物とを作動物質として燃料電池による発電を行うことができる。
【００１５】
蒸留は、沸点の差を利用して複数の物質の混合物の中から選択的に一部の物質を液体状態とし、他の物質を気体状態とすることで、両者を分離するものである。この際、一部の物質が液化する状態を与える必要がある。どのような物質であっても沸点は、雰囲気の圧力が低下すれば下がり、雰囲気の圧力が高くなれば上がる。
【００１６】
本発明は、この点を利用したもので、第１のガスを加圧することで、第１のガス中に含まれる未反応有機化合物の液化をより高温の環境下において行えるため、この凝縮熱を液体状態にある未反応有機化合物の気化過程における気化熱に利用することが効率よく行え、液体状態の未反応有機化合物の気化およびその気化に伴う膨張を効果的に行うことができる。そして、この気化膨張を効果的に行わすことで、その膨張エネルギーを回収し、それを圧縮装置に供給して、第１のガスの加圧動作のエネルギー源を確保することができる。また、この気化した有機化合物は、吸熱反応装置に戻され、排熱を利用した第１のガスを得る過程が繰り返される。
【００１７】
つまり、排熱を利用した脱水素吸熱反応により、有機化合物より第１のガスを得、この第１のガスを加圧することで、未反応有機化合物の蒸留分離過程における凝縮熱を効果的に発生させ、この凝縮熱を液化分離後における未反応有機化合物の気化過程における気化熱として効率よく利用し、この気化によって発生した膨張エネルギーを利用して、上記の第１のガスの加圧を行い、膨張エネルギーを失った有機化合物は最初の脱水素吸熱反応に再利用されるサイクルが実現される。このサイクルでは、排熱源から得られる熱量を最大限有効に利用することができ、外部から供給するエネルギーを極力抑えながら、第１のガスから水素と脱水素有機化合物とを分離することができる。
【００１８】
また、燃料電池反応においては、第１のガスから分離された水素と脱水素有機化合物とからそもそもの出発物質である有機化合物が得られ、それを初段の脱水素吸熱反応過程に戻すことで、有機化合物→排熱により分解→燃料電池発電→有機化合物の合成といったサイクルが実現される。
【００１９】
このように、本発明においては、物質の状態が変わる時に必要な熱量（潜熱）を無駄にせず、有効に利用することで、有機化合物を循環物質として適当な排熱源からの排熱エネルギーを利用して電力を得ることができる。
【００２０】
仮に上述したサイクルにおいて、第１のガスの加圧が行われないと、蒸留時に冷却を行わなくてはならず、そのため排熱源から得た熱量を無駄にしなければならない。さらに蒸留過程において発生する凝縮熱の温度が低いため、この凝縮熱を利用した未反応有機化合物の気化を効果的に行えず、そのため吸熱反応過程に未反応有機化合物を戻すサイクルを有効に機能せることができない。そのため、排熱源以外からのエネルギーの供給を行わなくては、装置の動作効率を確保することができなくなり、有効なエネルギーの利用が行えなくなる。
【００２１】
本発明において、有機化合物としては、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン等を用いることができる。
【００２２】
例えば、有機化合物としてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ：（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ））を利用した場合、水素（Ｈ２）および脱水素有機化合物であるアセトン（ＡＣＥ：ＣＨ３ＣＯＣＨ３）を得ることができる。
【００２３】
本発明のエネルギー利用装置において、燃料電池において発生した有機化合物を吸熱反応装置に供給する供給手段をさらに備えることは好ましい。この態様によれば、有機化合物を装置内で循環させる閉鎖システムを構築することができ、反応に必要な供給物質の必要がない、あるいは必要があってもその量が少なくて済むシステムを得ることができる。
【００２４】
また、上記の供給手段により、燃料電池において発生した熱量が吸熱反応装置に供給される構成とすることは好ましい。この態様によれば、装置内に取り込まれた熱量を無駄なく、装置内の反応動作に利用することができる。
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、システム内において、有機化合物→水素および脱水素有機化合物→燃料電池発電→有機化合物の再生、といったサイクルが繰り返される循環システムが構築される。すなわち、排熱の熱エネルギーをエネルギー源として、この循環サイクルが内部で連続的に繰り返されることで、電力を生成することができる。特にこの循環サイクルによる発電は、排熱の温度が１５０℃程度以下の低品位な排熱であっても機能する。したがって、従来は利用効率が低く、コスト的な問題から捨てられていた熱量を電力として有効に再利用することができる。
【００２６】
本発明は、エネルギーの利用方法として把握することもできる。すなわち、本発明のエネルギーの利用方法は、有機化合物の脱水素吸熱反応を行う吸熱反応ステップと、前記吸熱反応ステップで発生した水素、脱水素有機化合物および未反応有機化合物を含む第１のガスを加圧する圧縮ステップと、前記圧縮ステップによって加圧された第１のガスを加圧条件下において蒸留し、前記水素および前記脱水素有機化合物と、液化した前記未反応有機化合物とに分離する蒸留ステップと、前記液化した未反応有機化合物を圧力の開放により気化させる気化ステップと、前記気化に従う膨張力を利用して前記圧縮ステップの動力を得る膨張エネルギー回収ステップとを備えることを特徴とする。
【００２７】
上記エネルギーの利用方法において、液化時に発生する凝縮熱を気化時に必要な気化熱として利用することは好ましい。また上記エネルギーの利用方法において、気化した水素と脱水素有機化合物とを分離する分離ステップと、この分離ステップによって分離された水素と脱水素有機化合物とを燃料電池に供給し発電を行う発電ステップとをさらに備えることは好ましい。
【００２８】
本発明における排熱の熱源は、特に限定されないが、例えば燃料電池、エンジン、工場内の各種設備、焼却炉、溶鉱炉、電気炉、太陽光、地熱、ガスタービン等の燃焼機関等を挙げることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、吸熱反応装置から蒸留装置に供給される原料ガスを圧縮装置により加圧することで、蒸留に必要な環境温度を高くし、それにより蒸留時に発生する未反応有機化合物の凝縮熱を未反応有機化合物の気化に有効に利用することができる。
【００３０】
また、加圧条件下における蒸留によって、水素と脱水素有機化合物を得、この水素と脱水素有機化合物をさらに分離し、さらにこの分離した水素と脱水素有機化合物を利用して燃料電池反応を行い、発電を行うことができる。こうして、排熱を利用して電気エネルギーを高効率で得ることができる技術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】
【００３１】
（実施形態の構成の概略）
以下、有機化合物としてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ：（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ））を利用し、水素（Ｈ２）および脱水素有機化合物であるアセトン（ＡＣＥ：ＣＨ３ＣＯＣＨ３）を得、さらに水素およびアセトンを利用して燃料電池における発電を行う構成の一例を説明する。
【００３２】
図１は、本発明を利用したエネルギー利用装置の一例を示す概念図である。図１に示すエネルギー利用装置１０１は、吸熱反応装置１０２、圧縮装置１０３、蒸留装置１０４、膨張弁１０６、気液分離装置１０７、膨張弁１０９、燃料電池１１０および膨張エネルギー回収装置１１１を備えている。
【００３３】
吸熱反応装置１０２は、脱水素触媒を備え、外部から供給される熱を吸収し、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ：（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ））をアセトン（ＣＨ３ＣＯＣＨ３）と水素（Ｈ２）とに分解する機能を有する。
【００３４】
この例においては、脱水素触媒として、活性炭表面にルテニウム微粒子を担持させたものを用いている。脱水素触媒としては、脱水素作用を有する金属、金属酸化物、炭化物等を利用することができる。
【００３５】
圧縮装置１０３は、吸熱反応装置１０２においてＩＰＡから得られた水素、アセトンおよび未反応のＩＰＡを主成分とする第１のガスを圧縮し圧力を高める機能を有するポンプである。圧縮装置１０３は、後述する膨張エネルギー回収装置１１１から回転力を直接伝達されて動作する。なお、図示省略してあるが、圧縮装置１０３には、補助動力としてモータが接続され、膨張エネルギー回収装置１１１からの駆動を補助する構成となっている。
【００３６】
圧縮装置１０３における圧縮の程度は、有機化合物であるＩＰＡの沸点が吸熱反応装置１０２から排出される第１のガスの温度より高い温度になり、同時に脱水素有機化合物であるアセトンの沸点が第１のガスの温度より低い温度となるように設定される。
【００３７】
例えば、排熱源から供給される熱の温度が１２０℃であり、第１のガスの温度がそれよりやや低下した１００℃であるとすると、圧縮装置１０３における圧縮の程度は、蒸留装置１０４内におけるＩＰＡの沸点が１００℃を超え、アセトンの沸点が１００℃未満の温度となるように設定される。
【００３８】
例えば、第１のガスを圧縮装置１０３によって２気圧に圧縮した場合、ＩＰＡの沸点は１００℃を超えた温度に上昇するが、アセトンの沸点は７５℃を超えたあたりの値になるので、アセトンを気体状態においたままで、ＩＰＡを液化させることができる。なお、ＩＰＡおよびアセトンの圧力に対する沸点の値は、実測データが用意されているので、それを用いればよい。
【００３９】
蒸留装置１０４は、第１のガスが加圧された状態で導かれることにより、上述した沸点の差を利用して、水素とアセトンを気体、ＩＰＡを液体として分離する機能を有する。
【００４０】
水素の沸点は常圧において約−２５３℃であり、アセトンの沸点は常圧において約５６．５℃であり、ＩＰＡの沸点は常圧において約８２．４℃であるが、本実施形態においては、上述したように、圧縮装置１０３によって圧縮が行われ、アセトンの沸点が第１のガスの温度未満、ＩＰＡの沸点が第１のガスの温度を超えた温度となるように調整されている。
【００４１】
こうすることで、蒸留装置から発生する凝縮熱を後述する液化分離されたＩＰＡの気化に効果的に利用することができる。すなわち、加圧により蒸留温度を意図的に高めることで、蒸留時に発生した凝縮熱をＩＰＡの気化過程に効果的に供給し、ＩＰＡの気化を外部からのエネルギーの供給を行わずに効率よく行うことができる。
【００４２】
膨張弁１０６は、蒸留装置１０４において液化分離されたＩＰＡを断熱状態において圧力だけを下げる機能（断熱膨張機能）を有する。膨張弁１０６の働きによって、ＩＰＡは気化し膨張する。
【００４３】
なお気化膨張時にＩＰＡの温度の低下があるので、気化膨張するＩＰＡに対して、蒸留装置１０４から熱量が供給され、その気化膨張が助長される。つまり、ＩＰＡの気化に必要な気化熱として、蒸留装置１０４において発生する凝縮熱が利用される。こうすることで、ＩＰＡの気化に際して、装置の外部から余分なエネルギーを利用しなくて済み、エネルギー利用効率の高いシステムを得ることができる。
【００４４】
具体的には、膨張弁１０６からのＩＰＡの流れを導く配管を蒸留装置１０４の発熱部に近接して配置し、さらにその間に高熱伝導率の材料を配置し、両者の間に効果的に熱伝導が生じる構造としている。このようにすることで、ＩＰＡの気化時に必要な気化熱が蒸留装置１０４から供給され、ＩＰＡの気化膨張を効果的に行わすことができる。そして、ＩＰＡの気化過程において、エネルギー利用装置１０１の外部から余分なエネルギーを供給しなくて済み、エネルギー利用効率の高いシステムを得ることができる。
【００４５】
気化膨張したＩＰＡは、膨張エネルギー回収装置１１１に導かれる。膨張エネルギー回収装置１１１は、ＩＰＡの膨張エネルギーを運動エネルギー（回転エネルギー）として回収し、それを圧縮装置１０３に供給する。
【００４６】
具体的には、膨張エネルギー回収装置１１１は、一種のタービンを備え、このタービンがＩＰＡの膨張力によって回される。またこのタービンの軸は、圧縮装置１０３の駆動軸に連結されており、膨張エネルギー回収装置のタービンが回転することで、圧縮装置１０３の駆動が行われる。こうして、膨張エネルギー回収装置１１１においてＩＰＡの膨張エネルギーが回収され、圧縮装置１０３の運転エネルギーに利用される。なお、動力は直接伝達せず、一旦電気エネルギーに変換してもよい。
【００４７】
気液分離装置１０７は、蒸留装置１０４の上部から気体として得られた水素とアセトンとを分離する機能を有する。また、気体分離装置１０７の代わりに膜分離装置を用いることもできる。
【００４８】
すなわち、気液分離装置１０７においては、蒸留装置１０４から排出されるアセトンと水素との混合ガスを自然放熱させ、アセトンの沸点未満に冷却する。こうすることで、アセトンを液化状態、沸点が極低温である水素は気体のままとすることができ、両者を分離することができる。すなわち、アセトンを液化し、装置の下部から液体として回収し、水素は気体として装置の上部から回収することができる。
【００４９】
膨張弁１０９は、気液分離装置１０７において分離された液化したアセトンを断熱膨張させて気化させると共に、その膨張力を利用して燃料電池１１０へのアセトンの輸送駆動力を得る機能を有する。
【００５０】
なお、断熱膨張時にアセトンの温度が低下するので、膨張弁１０９の排出側に気液分離装置１０７から熱量を供給し、アセトンの気化を助長するようにしている。
【００５１】
燃料電池１１０は、水素とアセトンとを原料とした燃料電池であり、下記「化１」に示す反応により、発電を行う機能を有する。
【００５２】
【化１】
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【００５３】
燃料電池１１０は、セパレータ、陰極、触媒層、陽極、セパレータと積層された単位セル構造を多層に積層した構造を有する。この構造においては、陽極側に水素が供給され、陰極側にアセトンが供給される。
【００５４】
燃料電池１１１においては、水素とアセトンとを原料として、上記化学式「化１」で示される反応が行われ、発電が行われる共に、反応生成物としてＩＰＡ（（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ）が得られる。このＩＰＡは、膨張エネルギー回収装置１１１に供給され、その運動エネルギーは圧縮装置１０３の駆動エネルギーに利用される。また、燃料電池１１０で合成されたＩＰＡは、反応熱を吸収しているので、膨張エネルギー回収装置１１１を介して、吸熱反応装置１０２に戻すことで、吸熱反応を助長することができる。こうして、装置内で発生した熱を無駄なく、再度発電のために利用することができる。
【００５５】
（実施形態の動作の一例）
以下、有機化合物としてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ：（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ））を利用し、適当な熱源の排熱を利用してＩＰＡから水素（Ｈ２）および脱水素有機化合物であるアセトン（ＡＣＥ：ＣＨ３ＣＯＣＨ３）を得、さらにこの水素およびアセトンを利用して燃料電池における発電を行う場合の一例を説明する。
【００５６】
まず、排熱源から１２０℃の熱が得られたとする。この場合、吸熱反応装置１０２において脱水素触媒の機能により、ＩＰＡが分解され、水素、アセトンおよび未反応のＩＰＡを含んだ第１のガスが得られる。この第１のガスは、圧縮装置１０３によって２気圧に圧縮され、蒸留装置１０４に送られる。
【００５７】
蒸留装置１０４内は、圧縮装置１０３によって２気圧に加圧された状態となるので、１気圧（常圧）において沸点が約８２．４℃のＩＰＡをより高い温度で液化させることができる。
【００５８】
例えば、圧力を２気圧とした場合、ＩＰＡの沸点は１００℃を超えるので、蒸留装置１０４内を１００℃に保った状態で、ＩＰＡを液化することができる。またアセトンの２気圧における沸点は、７５℃を超える程度の値であるので、この条件においてアセトンは液化しない。当然水素も液化しない。したがって、１００℃の温度において、ＩＰＡのみを液化させ、装置下部から取り出し、水素とアセトンとを気体として装置の上部から取り出すことができる。
【００５９】
液化したＩＰＡは、膨張弁１０６の働きによって圧力が開放され、また同時に蒸留装置１０４からＩＰＡの液化時に発生した凝縮熱が供給されることで、気化膨張する。この気化膨張したＩＰＡは、膨張エネルギー回収装置１１１へ送られ、膨張エネルギーがそこで回収される。つまり、気化膨張したＩＰＡの膨張エネルギーがタービンの回転等により膨張エネルギー回収装置１１１において回転エネルギーに変換され、その回転エネルギーを利用して圧縮装置１０３が駆動される。膨張エネルギー回収装置１１１から排出されたガス状のＩＰＡは、吸熱反応装置１０２に戻され、再び吸熱反応に再利用される。
【００６０】
他方で、蒸留装置１０４から排出された水素とアセトンの混合気体は、気液分離装置１０７に送られ、そこで７５℃の温度に冷却される。この環境では、水素は気体の状態であるがアセトンは液化するので、両者を分離することができる。
【００６１】
気液分離装置１０７で分離された水素とアセトンは、燃料電池１１０に送られ、化学式「化１」に示す反応により発電が行われる。化学式「化１」に示す反応の結果、ＩＰＡが再生され、再生されたＩＰＡは、膨張エネルギー回収装置１１１に送られ、さらに吸熱反応装置１０２に送られて再利用される。
【００６２】
このようにして、ＩＰＡ→水素およびアセトン→燃料電池反応による発電およびＩＰＡの再生、という反応サイクルを装置内で繰り返し行うことで、適当な熱源からの排熱をエネルギー源として発電を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、各種の排熱を利用した発電システムに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】発明を利用したエネルギーの利用装置の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０１…エネルギー利用装置、１０２…吸熱反応装置、１０３…圧縮装置、１０４…蒸留装置、１０６…膨張弁、１０７…気液分離装置、１０９…膨張弁、１１０…燃料電池、１１１…膨張エネルギー回収装置。
【図１】
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