(57)【要約】【課題】酸化剤の保存安定性を高めることによって、水素原子を含む炭素化合物の改質反応の反応性を向上させることのできる改質方法及び燃料供給装置を提供する。【解決手段】炭素化合物と水とを含む原料と、マイクロカプセル１１内に封入した酸化剤とを混合した混合物を触媒に接触させ、水素を主成分とする生成物に改質する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素原子を含む炭素化合物と、マイクロカプセル内に封入した酸化剤とを混合した混合物を改質して水素を生成することを特徴とする改質方法。
【請求項２】
前記マイクロカプセルは、前記炭素化合物に接触することにより前記酸化剤を外部に放出する性質を有することを特徴とする請求項１に記載の改質方法。
【請求項３】
前記酸化剤が過酸化水素を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の改質方法。
【請求項４】
燃料電池を発電するために燃料を供給する燃料供給装置において、
水素原子を含む炭素化合物を貯留する燃料容器と、
酸化剤を封入したマイクロカプセルを貯留するマイクロカプセル容器とを備えていることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項５】
前記マイクロカプセルは、前記炭素化合物に接触することにより前記酸化剤を外部に放出する性質を有することを特徴とする請求項４に記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素原子を含む炭素化合物の改質方法、及びその方法に用いられる燃料供給装置に関する。
【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機器などに応用され始めている。水素は取り扱いが困難であることから、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（例えば、特許文献１参照）、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。メタノールを水素に改質する水蒸気改質反応器は次の反応式の通りである。
ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ→３Ｈ２＋ＣＯ２
【０００３】
しかし、水蒸気改質反応が吸熱反応であるために、その省エネルギー化が課題であり、この吸熱反応と、酸素による燃焼熱を利用する発熱反応とを組み合わせた内熱型のオートサーマル改質反応（部分酸化発熱反応及び上記水蒸気改質反応）はその課題解決手段として有望な候補である。オートサーマル改質反応での発熱反応は、次の反応式の通りである。
ＣＨ３ＯＨ＋１／２Ｏ２→２Ｈ２＋ＣＯ２
【特許文献１】特開平６−２４７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、オートサーマル改質反応での発熱反応においては、生成系に酸素が必要になるが、反応系に酸素ボンベ等から気化流体として酸素ガスを所定量だけ供給しようとすると、反応のための装置が複雑化し、特に燃料電池システムを小型の携帯機器に応用するに際して弊害が生じる。また、酸素供給源として大気中の酸素を利用しようとすると、大気の主成分である窒素により生成ガスが希釈され燃料電池に供給する際に水素濃度が低下してしまうという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、効率的に保存可能な酸化剤を用いることによって、水素原子を含む炭素化合物の改質反応の反応性を向上させることのできる改質方法及び燃料供給装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の改質方法は、水素原子を含む炭素化合物と、マイクロカプセル内に封入した酸化剤とを混合した混合物を改質して水素を生成することを特徴とする。
【０００６】
本発明の改質方法によれば、酸化剤がマイクロカプセル内に封入されているので、保存安定性を高めることができる。したがって、長時間高温状態で放置していた場合でも酸化剤の分解反応を抑制でき、酸化反応の反応性を高めることができる。
【０００７】
酸化剤は過酸化水素を含むことが好ましい。
マイクロカプセルは、炭素化合物に接触することにより前記酸化剤を外部に放出する性質を有することが好ましい。
炭素化合物はメタノールであることが好ましい。
触媒はＣｕ元素を含有することが好ましく、また、白金族元素を含有することが好ましい。
本発明の燃料電池を発電するために燃料を供給する燃料供給装置は、
水素原子を含む炭素化合物を貯留する燃料容器と、
酸化剤を封入したマイクロカプセルを貯留するマイクロカプセル容器とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、マイクロカプセルによって酸化剤の保存安定性を高めることができ、水素原子を含む炭素化合物の改質反応の反応性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
まず、本発明を適用した改質方法について説明する。予め、水素原子を含む炭素化合物と、水（Ｈ２Ｏ）とを含む原料を燃料容器に貯蔵しておき、酸化剤が封入されたマイクロカプセル（酸化補助剤）をマイクロカプセル容器に貯蔵しておき、原料とマイクロカプセルとを個別に貯蔵しておく。そして、各容器から、原料及びマイクロカプセルを取り出して接触させることによって、原料とマイクロカプセル内の酸化剤とを混合させて混合物とする。
【００１０】
水素原子を含む炭素化合物としては、炭化水素、アルコール、エーテル等が挙げられる。
炭化水素は、炭素と水素のみからなる有機化合物である。アルコールは、脂肪族炭化水素の１個又は複数個の水素原子を水酸基で置換した有機化合物である。アルコールとしては、メタノール（ＣＨ３ＯＨ）、エタノール（ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ）等があるが、これらに限定されるものではない。また、エーテルはジエチルエーテルが好適であるが、これに限らない。
酸化剤は酸素以外の副生成物が、後述する改質器や燃料電池等で引き起こされる反応に要する原系（例えば水）に成り得るか、改質器や燃料電池等での反応に対して不活性であるか、或いは反応を著しく阻害しないことが望ましい。酸化剤としては、過酸化水素が好適に用いられる。過酸化水素として過酸化水素水を用いることもでき、この場合は過酸化水素水に水が含まれているため、過酸化水素水の濃度によっては水素原子を含む炭素化合物と、過酸化水素水を封入したマイクロカプセルとを混合するだけでも良い。この過酸化水素水を分解して得られた水は水素原子を含む炭素化合物と混合された吸熱反応に用いてもよい。また、アルコールについてもアルコール水溶液を用いても良く、アルコール水溶液の濃度によっては水素原子を含む炭素化合物と、過酸化水素水を封入したマイクロカプセルとを混合するだけでも良い。
【００１１】
図１は、過酸化水素等の酸化剤１２が封入されたマイクロカプセル１１を使用した改質方法の原理を示した模式図である。図１に示すように、酸化剤１２が封入されたマイクロカプセル１１は、水素生成燃料であるアルコール等の炭素化合物との接触により破裂されて、内部の酸化剤１２を流出させるものである。ここで、酸化剤１２として使用可能な過酸化水素は、通常３０％程度の水溶液で使用することが多いので、マイクロカプセル１１は内部の水によって溶解して過酸化水素を外に漏洩しない程度の水に対する耐性（例えば難溶性または不溶性）を有することが必要である。したがって、マイクロカプセル１１に使用可能な物質としては、水や酸に容易に溶解せず、アルコールに軟化、溶解する物質が好ましく、例えば酢酸セルロースが挙げられる。
【００１２】
マイクロカプセル１１は、例えば、界面重合法、不溶化反応、相分離法、界面沈殿法などを用いることによって、酸化剤１２を封入して形成される。また、本実施形態では、マイクロカプセル１１は球状が最も好ましいが、球以外の形状であっても構わない。
後述するが、アルコールと水が貯留された燃料容器２から改質器４までの流路において、上述の酸化剤１２を封入したマイクロカプセル１１にアルコールと水の原料が供給されている間にマイクロカプセル１１にアルコールを接触することによって、マイクロカプセル１１が徐々に溶解又は破裂されて、酸化剤１２が流出する。その結果、アルコール、水及び酸化剤１２が混合されて、その混合物を改質器４に供給することにより改質器４で吸熱反応と発熱反応とを組み合わせた水素生成反応が行われる（図２参照）。なお、このときの溶解又は破裂は供給される程度、つまりマイクロカプセルから放出される酸素の量は、供給されるアルコール量によって決まる。
【００１３】
上述のように、水素原子を含む炭素化合物と、水との原料を、酸化剤１２が封入されたマイクロカプセル１１に混合した後、この混合物を改質器に供給して、触媒に接触させるが、その混合物が少なくとも一部が液体である場合にはその混合物の液体成分を気化させて均一に分散させることが好ましい。ここで、その混合物を触媒に接触させるときに、その混合物をヒータ等で加熱して、混合物の液体成分を気化させても良いし、混合物を触媒に接触させる前に混合物を気化器３やヒータ等で加熱して、気化して得られた混合気を触媒に接触させても良い。
【００１４】
改質器４の触媒は、Ｃｕ／ＺｎＯ系触媒であり、さらにはＣｕ／ＺｎＯ系触媒に白金族元素を含有させたものでも良い。ここで、Ｃｕ／ＺｎＯ系触媒としては、Ｃｕ成分をＺｎＯ成分に担持させた触媒でも良いし、Ｃｕ成分とＺｎＯ成分とに酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を添加させた触媒でも良い。白金族元素としては、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔがある。
【００１５】
水素原子を含む炭素化合物と、水と、酸化剤との混合物を触媒に接触させると、触媒反応が起こるが、活性を高めるために反応系を加熱するのが望ましい。例えば、アルコールとしてメタノールを用いる場合には、反応系を２３０℃以上に加熱すると良い。
【００１６】
混合物のうち水素原子を含む炭素化合物と水とが触媒により反応し、水素（Ｈ２）リッチな生成物が生成される（水蒸気改質反応）。一方、混合物のうち酸化剤が分解して、酸素が生成される。その酸素と水素原子を含む炭素化合物とが反応し、水素（Ｈ２）リッチな生成物が生成される（発熱酸化反応）。このとき、水蒸気改質反応は発熱酸化反応での発熱により反応が促進され、発熱酸化反応は、水蒸気改質反応による吸熱により反応が促進される。以上により水素を生成することができる。
【００１７】
以上のように本実施形態では、別途酸素や空気を反応系に導入しなくても、水素原子を含む炭素化合物の発熱酸化反応及び水蒸気改質反応が併発する。発熱酸化反応と水蒸気改質反応の併発によって、発熱酸化反応の反応熱が水蒸気改質反応に用いられ、反応系に供給する熱エネルギーを低減することができる。そのため、反応系の温度が低くても、水素原子を含む炭素化合物の転化率が向上し、水素リッチな生成物に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）を低減することができる。
また、水や炭素化合物の原料と酸化剤とを、直接混合して混合物とするのではなく、酸化剤を封入したマイクロカプセル１１と原料とを個別に貯蔵しておき、その後、混合することにより、酸化剤１２の保存安定性を高めることができる。
【００１８】
次に、改質方法に使用される改質器及び改質器を備えた発電装置について説明する。
図２は、改質器４を搭載した発電装置１００のブロック図である。なお、ここでは炭素化合物としてメタノール、酸化剤として過酸化水素を使用した場合を例に挙げる。
図２に示すように、発電装置１００は、メタノールと水の原料を貯留した燃料容器２と、内部に過酸化水素が封入されたマイクロカプセルを貯留したマイクロカプセル容器１とを有する燃料供給装置１０と、燃料供給装置１０から供給されたメタノール、水及び酸化剤が混合されて、酸化剤から酸素及び水が生成された混合流体の液体成分を気化する気化器３と、気化器３から供給された混合気を触媒により水素リッチな生成ガスに改質するオートサーマル方式の改質器４と、改質器４から供給された生成ガスの中から燃料電池を劣化する要因となる一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器５と、一酸化炭素除去器５から供給された生成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燃料電池６とを備える。
【００１９】
図３は、マイクロカプセル容器１の模式図及びマイクロカプセル容器１内のマイクロカプセル１１の状態変化を示している。
燃料容器２が発電装置本体に対して装着されている場合、燃料容器２に、燃料容器２内の原料を排出させる燃料管２１の一端部が連結されており、燃料管２１の他端部がマイクロカプセル容器１に連結されている。また、マイクロカプセル容器１には、マイクロカプセル容器１内に貯留されているマイクロカプセル１１と、マイクロカプセル容器１内に燃料管２１を介して供給された原料とが混合された混合物を排出させる燃料管２２の一端部が連結されており、燃料管２２の他端部が気化器３に連結されている。また、燃料管２１，２２には、混合液を吸引するポンプ（図示略）が設けられている。
マイクロカプセル容器１は、燃料管２１，２２から着脱自在に設けられている。すなわち、燃料管２１，２２からマイクロカプセル容器１を取り外した場合に、燃料管２１，２２は各端部が連結可能となっており、これら端部を連結することによって、燃料容器２と気化器３とが燃料管２１，２２によって連通され、マイクロカプセル容器１を使用しない場合にも発電装置１００として使用することが可能とされている。燃料管２１，２２の内部には、マイクロカプセル１１やその残査が気化器３、燃料容器２に入らないようにメッシュを設けてもよい。
【００２０】
ここで、発電装置１００は、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、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、家庭用電気機器、その他の電子機器に用いられる。この場合、気化器３、改質器４、一酸化炭素除去器５及び燃料電池６からなる発電装置本体は電子機器本体に搭載されており、燃料容器２及び燃料容器２に付属したマイクロカプセル容器１は、電子機器本体を介して発電装置本体に対して着脱可能に設けられている。燃料容器２が電子機器本体を介して発電装置本体に装着された場合、燃料容器２から気化器３に混合液が供給されるようになっている。燃料電池６により生成された電気エネルギーは電子機器本体を駆動するために用いられる。
【００２１】
燃料電池６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。
【００２２】
図４は、それぞれマイクロリアクタと呼ばれる構造の気化器３、改質器４及び一酸化炭素除去器５の断面図である。
図４に示すように、気化器３は、セラミック、シリコン、アルミニウム、ガラス等の材料（安価なガラスがより好ましい。）から板状に形成された２枚の基板３ａ，３ｂを互いに重ね合わせて接合した構造を有している。一方の基板３ａの他方の基板３ｂとの接合面には葛折り状の溝が凹んだ状態に形成されており、この溝に蓋をするように基板３ａに基板３ｂを接合することによって、この溝が２枚の基板３ａ，３ｂの接合部に設けられたマイクロ流路３ｃとなる。ここで、基板３ａ，３ｂが気化器３の本体であり、マイクロ流路３ｃが本体内に形成された内部空間である。
【００２３】
基板３ａの接合面とは反対側の面には薄膜ヒータ３ｄが形成されている。薄膜ヒータ３ｄは電気エネルギーにより発熱する電熱膜であり、具体的には電気抵抗性発熱体、半導体性発熱体を薄膜状に成膜したものである。薄膜ヒータ３ｄの両端部には、外部にまで延出するリード線（図示略）がそれぞれ接続されており、各リード線を介して薄膜ヒータ３ｄに電気エネルギーが供給されるようになっている。
【００２４】
改質器４は気化器３と同様に２枚の基板４ａ，４ｂを接合した構造を有し、２枚の基板４ａ，４ｂの接合部にマイクロ流路４ｃが設けられており、基板４ａの接合面とは反対側の面に薄膜ヒータ４ｄが成膜されている。マイクロ流路４ｃの壁面には、触媒４ｅが形成されている。触媒４ｅは、担体としてＡｌ2Ｏ3にＣｕ及びＺｎＯを担持させたＣｕ／ＺｎＯ系触媒（Ｃｕ／ＺｎＯ／Ａｌ2Ｏ3化合物）である。更に、触媒４ｅには、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうちの少なくとも何れか１つが担持されていても良い。
【００２５】
触媒４ｅの製造方法について説明する。始めに、銅の塩（例えば、硝酸銅）と亜鉛の塩（例えば、硝酸亜鉛）とを含む銅・亜鉛水溶液を調製する。更に、アルカリ性のアルカリ溶液（例えば、炭酸ナトリウム水溶液）を調製し、アルミニウムを含むアルミニウム酸化物の懸濁液（アルミニウム酸化物を純水に懸濁させた混合液）も調製する。その後、銅・亜鉛水溶液とアルカリ溶液とを同時に攪拌中のアルミニウム酸化物の懸濁液に同時に滴下し、混合液中に沈殿物を形成する。次に、沈殿物を含む混合液を濾過し、濾過後に残った沈殿物を蒸留水中で攪拌して洗浄し、この濾過工程・洗浄工程を１回又は複数回繰り返しおこなう。最後の洗浄を終えたら、沈殿物を含む蒸留水を再度濾過して沈殿物を得る。二枚の基板４ａ，４ｂを接合する前に、得られた沈殿物を溶媒中に分散させた分散液をマイクロ流路３ｃとなる溝の壁面に塗布して、その壁面に薄膜を形成する。そして、二枚の基板４ａ，４ｂを接合し、基板４ａ，４ｂを加熱し、マイクロ流路３ｃの壁面に形成された薄膜を乾燥し焼成する。次に、二枚の基板４ａ，４ｂを加熱した状態で、マイクロ流路３ｃの一端から他端に向けて水素（水素を含む混合気体でもよい。）を流通させて、壁面に形成された薄膜の水素還元処理を行い、水素還元処理された薄膜が触媒４ｅとなる。
【００２６】
一酸化炭素除去器５も気化器３と同様に２枚の基板５ａ，５ｂを接合した構造を有し、２枚の基板５ａ，５ｂの接合部にマイクロ流路５ｃが設けられており、基板５ａの接合面とは反対側の面に薄膜ヒータ５ｄが成膜されている。マイクロ流路５ｃの壁面には、触媒５ｅが形成されている。触媒５ｅは、触媒７２は、一酸化炭素を選択的に酸化する触媒である。
【００２７】
そして、気化器３のマイクロ流路３ｃの一端部がポンプを介して燃料供給装置１０のマイクロカプセル容器１に連繋している。気化器３のマイクロ流路３ｃの他端部は、改質器４のマイクロ流路４ｃの一端部に連繋している。マイクロ流路４ｃの他端部は、一酸化炭素除去器５のマイクロ流路５ｃの一端部に連繋している。また、マイクロ流路５ｃの一端部には、一酸化炭素を酸化させる酸素を含む空気が供給される。なお、空気を用いることで水素濃度が低くなるので、一酸化炭素除去器５に要する酸素の一部若しくは全部にマイクロカプセル容器１内で生じた酸素を用いてもよい。マイクロ流路５ｃの他端部は、燃料電池６の燃料極に連繋している。燃料電池６の酸素極には、空気が供給される。
【００２８】
次に、発電装置１００の動作について説明する。
薄膜ヒータ３ｄ，４ｄ，５ｄが電気により発熱し、気化器３、改質器４及び一酸化炭素除去器５がそれぞれ所定の温度になるように加熱される。この状態で、ポンプが作動すると、燃料容器２に貯留された原料（メタノール、水）が、マイクロカプセル容器１に供給される。マイクロカプセル容器１に原料が供給されることにより、マイクロカプセル１１はメタノールによって軟化しやがて破裂されて、過酸化水素がマイクロカプセル１１内から流出される。破裂されてマイクロカプセル１１は、マイクロカプセル容器１内で残渣が一部残留する可能性があるが、気化器３には流入しないようになっている。また、少量流入したとしても、マイクロカプセル１１は酢酸セルロースからなるので、熱及び過酸化水素が生成する酸素により、炭素化合物（主に二酸化炭素）に分解されるので、水素生成反応に影響を及ぼすことがない。
このようにマイクロカプセル容器１内で、アルコール、水及び過酸化水素が混合された後、これら混合液が気化器３のマイクロ流路３ｃに供給される。混合液がマイクロ流路３ｃを流動している時に加熱されて、メタノール及び水が気化するとともに過酸化水素が水と酸素に分解されて気化されだし、やがて混合液が全て気化した混合気が生成される。気化されて高圧になったその混合気が相対的に低圧の改質器４のマイクロ流路４ｃに供給され、マイクロ流路４ｃにおいて混合気が流動して、混合気が触媒４ｅに接触する。これにより、メタノールと水が触媒４ｅの作用を受けて、化学反応式（１）のような水蒸気改質反応が起こる。
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ2  …（１）
【００２９】
また、マイクロ流路４ｃにおいて、混合気中の過酸化水素が分解して、酸素が生成される。そして、メタノールと酸素が反応して、化学反応式式（２）のような発熱酸化反応が起こる。
ＣＨ3ＯＨ＋１／２Ｏ2→２Ｈ2＋ＣＯ2  …（２）
【００３０】
また、マイクロ流路４ｃにおいて、メタノールと水が完全に二酸化炭素及び水素に改質されない場合もあり、この場合、化学反応式（３）のように、二酸化炭素、一酸化炭素及び水蒸気が生成される。
２ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→５Ｈ2＋ＣＯ＋ＣＯ2  …  （３）
【００３１】
マイクロ流路４ｃにおいて、メタノールの発熱酸化反応と水蒸気改質反応とが併発することによって、発熱酸化反応の反応熱が水蒸気改質反応に用いられ、薄膜ヒータ４ｄの発熱エネルギーを低減することができる。そのため、改質器４の温度が２８０℃よりも低くても（例えば、２５０℃）、メタノールの転化率が向上し、一酸化炭素の生成量を低減することができる。また、改質器５に空気を供給しないので、改質器４で生成された生成物中に窒素ガスが含まれず、水素ガスの含有率の低下を防止することができる。
【００３２】
改質器４で生成された生成ガスがマイクロ流路５ｃに供給され、更に空気がマイクロ流路５ｃに供給される。そして、マイクロ流路５ｃにおいては、一酸化炭素が触媒５ｅの作用を受けて特異的に酸化する。そして、生成ガスがマイクロ流路５ｃから燃料電池６の燃料極に供給され、空気が燃料電池６の空気極に供給される。燃料極においては、電気化学反応式（４）に示すように、生成ガス中の水素が燃料極の触媒微粒子の作用を受けて水素イオンと電子とに分離する。水素イオンは固体高分子電解質膜を通じて酸素極に伝導し、電子は燃料極により取り出される。
Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ-  …  （４）
【００３３】
酸素極においては、電気化学反応式（５）に示すように、空気中の酸素と、固体高分子電解質膜を通過した水素イオンと、燃料極により取り出された電子とが反応して水が生成される。
２Ｈ+＋１／２Ｏ2＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ  …  （５）
【００３４】
以上のように、上記発電装置１００においては、改質器４又は気化器３に酸素又は空気を供給する機構がなくとも、改質器４においてオートサーマル改質反応(発熱酸化反応)が起きる。そのため、改質器４の薄膜ヒータ４ｄによって供給する熱エネルギーを低減することができる。特に空気のように酸素濃度が高くない気体を装置外から取り込んで加熱すると、改質反応に不要な空気中の窒素まで加熱する必要があり、非効率的であるが、本発明では、改質器４又は気化器３に空気を取り込まないのでさらに熱効率のよい改質反応を行うことができ、且つ燃料電池６の発電効率も向上することができる。また、改質器４又は気化器３に酸素又は空気を供給する機構がないので、発電装置１００の簡略化を図ることができる。
【００３５】
過酸化水素は、マイクロカプセル１１内に封入されており、このようなマイクロカプセル１１と水とメタノールを含む原料とを混合して酸素を生成した後、その混合物を触媒に接触させてオートサーマル方式の水素生成反応を引き起こしている。過酸化水素は比較的分解されやすいので、カプセル化せず剥き出しの過酸化水素水溶液の状態で保存した場合に比して、マイクロカプセル１１によって過酸化水素の保存安定性を高めることができる。
また、マイクロカプセル容器１に水とメタノールを含む原料を供給して、マイクロカプセル１１内の過酸化水素と混合した後、この混合液を気化器３に供給する構成としたので、マイクロカプセル１１内に封入された過酸化水素と原料とが、気化器３に供給する直前に混合して高濃度の酸素を発生することから、燃料容器２内での酸素による膨潤や燃料等の酸化等の劣化が生じることもなく、改質器４での水素生成反応の反応性を高めることができる。
【００３６】
なお、上記実施の形態では、燃料容器２に貯留される原料がメタノールと水であるが、メタノールの代わりに水素原子を含む他の炭素化合物が燃料容器２に貯留されても良い。
また、薄膜ヒータ３ｄ，４ｄ，５ｄを適用しているが、最も高温で反応する改質器４に薄膜ヒータ４ｄを設け気化器３及び一酸化炭素除去器５にはそれぞれ薄膜ヒータ３ｄ，５ｄを設けずに改質器４からの熱の伝搬によって反応を引き起こすようにしてもよく、改質器４及びその次に高温反応を引き起こす一酸化炭素除去器５にそれぞれ薄膜ヒータを形成してもよい。
また、薄膜ヒータの代替として上述した炭化水素やアルコール、エーテルといった水素原子を含む炭素化合物を燃焼する発熱化学反応炉を設けてもよい。このような化学反応炉は、気化器３、改質器４及び一酸化炭素除去器５と同様にマイクロリアクタ構造が好ましく、基板３ａ，３ｂ、基板４ａ，４ｂ、基板５ａ，５ｂのいずれかに単数又は複数設けることが可能であり、さらには、薄膜ヒータと併設して両方の加熱により温度を制御してもよい。また、発熱化学反応炉の燃料として、燃料電池６に供給される水素のうち未反応で残存した水素を用い、この水素を酸素で燃焼して気化器３、改質器４、一酸化炭素除去器５の少なくとも１つを加熱するようにしてもよい。
【００３７】
また、上記実施の形態では、メタノールと水とを含む原料を、燃料容器２からマイクロカプセル容器１内に供給して、マイクロカプセル１１に封入された酸化剤と原料とを混合し、その混合液を気化器３に供給する機構としたが、反対に例えば、マイクロカプセル容器１からマイクロカプセル１１を燃料容器２内に供給して、酸化剤と原料とを混合し、その混合液を気化器３に供給する機構としても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】酸化剤１２が封入されたマイクロカプセル１１を使用した改質方法の原理を示した模式図である。
【図２】改質器４を搭載した発電装置１００のブロック図である。
【図３】マイクロカプセル容器１の模式図及びマイクロカプセル容器１内のマイクロカプセル１１の状態変化を示している。
【図４】マイクロリアクタと呼ばれる構造の気化器３、改質器４及び一酸化炭素除去器５の断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１      マイクロカプセル容器
２      燃料容器
４      改質器
４ｅ    触媒
６      燃料電池
１１    マイクロカプセル
１２    酸化剤
１００  発電装置
【図１】
2007039268.tif 000003
【図２】
2007039268.tif 000004
【図３】
2007039268.tif 000005
【図４】
2007039268.tif 000006