(57)【要約】【課題】燃料電池スタック用の燃料水素を製造する燃料処理装置を含む燃料電池システムにおいて、ドレン水タンクへの水道水補給ラインに設置するカチオン交換樹脂により、水道水中のナトリウムイオンを含むカチオン成分を吸着除去する水処理システムおよび水処理方法を提供する。【解決手段】燃料電池用の燃料水素を製造する燃料処理装置を含む燃料電池システムにおける水処理システムであって、ドレン水タンクへの水道水補給ラインにカチオン交換樹脂を配置し、前記カチオン交換樹脂により水道水中のナトリウムイオンを含むカチオン成分を吸着除去することにより、ドレン水タンクから燃料電池スタックや燃料処理装置に供給するラインに設置したカチオン交換樹脂の負荷を低減するようにしてなることを特徴とする燃料電池システムにおける水処理システムおよび水処理方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池用の燃料水素を製造する燃料処理装置を含む燃料電池システムにおける水処理システムであって、ドレン水タンクへの水道水補給ラインにカチオン交換樹脂を配置し、前記カチオン交換樹脂により水道水中のナトリウムイオンを含むカチオン成分を吸着除去することにより、ドレン水タンクから燃料電池スタックや燃料処理装置に供給するラインに設置したカチオン交換樹脂の負荷を低減するようにしてなることを特徴とする燃料電池システムにおける水処理システム。
【請求項２】
燃料電池用の燃料水素を製造する燃料処理装置を含む燃料電池システムにおける水処理システムであって、ドレン水タンクへの水道水補給ラインにカチオン交換樹脂を配置し、前記カチオン交換樹脂により水道水中のナトリウムイオンを含むカチオン成分を吸着除去することにより、ドレン水タンクから燃料電池スタックや燃料処理装置に供給するラインに設置したカチオン交換樹脂がアンモニウムイオンにより破過した場合でもナトリウムイオンがリークしないようにしてなることを特徴とする燃料電池システムにおける水処理システム。
【請求項３】
燃料電池用の燃料水素を製造する燃料処理装置を含む燃料電池システムにおける水処理方法であって、ドレン水タンクへの水道水補給ラインにカチオン交換樹脂を配置し、前記カチオン交換樹脂により水道水中のナトリウムイオンを含むカチオン成分を吸着除去することにより、ドレン水タンクから燃料電池スタックや燃料処理装置に供給するラインに設置したカチオン交換樹脂の負荷を低減することを特徴とする燃料電池システムにおける水処理方法。
【請求項４】
燃料電池用の燃料水素を製造する燃料処理装置を含む燃料電池システムにおける水処理方法であって、ドレン水タンクへの水道水補給ラインにカチオン交換樹脂を配置し、前記カチオン交換樹脂により水道水中のナトリウムイオンを含むカチオン成分を吸着除去することにより、ドレン水タンクから燃料電池スタックや燃料処理装置に供給するラインに配置したカチオン交換樹脂がアンモニウムイオンにより破過した場合でもナトリウムイオンがリークしないようにすることを特徴とする燃料電池システムにおける水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムにおける水処理システムおよび水処理方法に関し、より詳しくは、燃料電池スタック用の燃料水素を製造する燃料処理装置を含む燃料電池システムにおいて、ドレン水タンクへの水道水補給ラインに設置するカチオン交換樹脂により、水道水中のナトリウムイオンを含むカチオン成分を吸着除去する水処理システムおよび水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムでは、一般的に、燃料電池本体から排出される燃料極オフガスや空気極オフガスなどの燃料電池排ガスや水蒸気改質器（＝燃料処理装置）の燃焼部から排出される燃焼排ガスに含まれる水分、および水道水をタンクに貯め、それらの水をイオン交換樹脂を充填あるいは収容した水処理器により脱イオンし、燃料処理装置での水蒸気改質反応用の水や燃料電池スタックの冷却水に使用している（特許文献１）。
【０００３】
その場合、水処理器に充填あるいは収容したカチオン交換樹脂について、カチオン交換樹脂が破過を引き起こした場合、金属イオンが流出して、燃料処理装置すなわち原燃料の水蒸気改質装置の蒸発部に析出し、圧損の増大や詰まりによるトラブルが引き起こすことになる。
【０００４】
ここで、カチオン交換樹脂のイオン選択性は下記式（１）のとおりである。下記式（１）において、カチオン交換樹脂のイオン選択性、すなわち右のイオンほど樹脂に吸着しやすく、左のイオンほど樹脂から離れやすい。
【０００５】
【数１】
2013201084.tif 000003
【０００６】
これは、例えば、カチオン交換樹脂がナトリウムイオンを吸着除去していても、アンモニウムイオン（ＮＨ4+）が流入してくれば、ナトリウムイオンよりイオン選択性の高いアンモニウムイオンが吸着され、ナトリウムイオンは押し出されてしまうことを意味している。すなわち、ナトリウムイオンを含む全ての金属イオンを全て除去しようとすると、金属イオンではないアンモニウムイオンも負荷として考慮する必要があることになる。
【０００７】
なお、式（１）中、Ｋ+とＭｇ2+との間のみ２個の不等号“＜＜”を記しているが、これは当該両イオンであるＫ+とＭｇ2+とのイオン選択性のうちＫ+に対するＭｇ2+のイオン選択性が、他の左右のイオン間でのイオン選択性に比べて相対的により大きいことを示している。
【０００８】
ところで、原料ガス（改質用原料ガス、原燃料とも称される）中に窒素が含まれていると、その窒素に起因して改質触媒上でアンモニアが生成することが知られている。アンモニアが水中に溶け込んで生成したアンモニウムイオンは、イオン交換樹脂つまりカチオン交換樹脂の負荷として大きな割合を占めることになる。そのため、窒素が原料ガス中に含まれる場合、改質触媒で生成されるアンモニアによって、カチオン交換樹脂量の増大つまりその使用量を多くする必要が生じ、またカチオン交換樹脂の交換サイクルの短縮化といった問題を引き起こすことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０９−２３１９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図２は特許文献１に記載の先行技術の態様例を説明する図である。
図２において、水処理システム２１は、復水凝縮器５で回収した復水５Ｗを補助水タンク１２に導き、これに水道水を適度に加えた混合水８とする。混合水８をポンプ１３、冷却器１４を経て、必要に応じて設けられる活性炭フィルター２５を介してイオン交換式水処理装置２６に供給する。そして、水処理装置２６で得られた低電気電導度のイオン交換水を補給水１９として冷却水循環系１０に供給するように構成される。
【００１１】
イオン交換式水処理装置２６は、一対の止め弁１９Ａ、１９Ｂ間に複数分割（図では４分割）されたイオン交換樹脂筒２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃおよび最終段イオン交換樹脂筒２７Ｄを備えている。各イオン交換樹脂筒内には、通常、陽イオン交換樹脂と塩基性陰イオン交換樹脂とが一定の割合の混合床として充填される。
【００１２】
また、最終段イオン交換樹脂筒２７Ｄの上流側配管には導電度センサー２８が接続されており、上流側のイオン交換樹脂筒２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃの順で低下するイオン交換能力を当該導電度センサー２８で監視し、その電気導電度が例えば１μＳ／ｃｍにまで上昇した時点でイオン交換樹脂筒２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃの更新が行われる。
【００１３】
ここで、水処理システム２１での水関係の構成を摘示すると以下のとおりとなる。
（１）燃料電池本体１の空気極から排出される空気極オフガス１Ｇは復水凝縮器５へ導入され、復水凝縮器５での冷却媒体である冷水により間接的に冷却され、空気極オフガス中の水蒸気が復水５Ｗとして回収される。回収復水は補助水タンク１２へ移送され、別途補給される水道水と混合して貯留される。
（２）補助水タンク１２に貯留された混合水は、ポンプ１３を介して冷却器１４、フィルター（活性炭フィルター）２５を経てイオン交換式水処理装置２６へ供給される。フィルター（活性炭フィルター）２５は、イオン交換樹脂では除去できない微粒子状シリカや重合ケイ酸などを除去するためのものである。
（３）イオン交換式水処理装置２６では止め弁１９Ａ、複数分割されたイオン交換樹脂筒２７Ａ〜Ｄ、止め弁１９Ｂを経て、補給水１９として、循環ポンプ４Ｐおよび水蒸気分離器４を含む冷却水循環系１０へ供給される。燃料電池本体１には単位セル毎に冷却板３が積層されており、冷却板３に埋設された複数の冷却パイプが外部に配された循環ポンプ４Ｐおよび水蒸気分離器４を含む冷却水循環系１０に連結されている。
【００１４】
ところで、改質ガス製造用の原料ガス、すなわち都市ガスや天然ガスなどの改質用炭化水素系燃料中の硫黄化合物は改質部に導入する前に除去する必要があり、硫黄化合物を除去するために脱硫器にかけられる。そのため、水素製造装置を連結したＰＥＦＣ等の燃料電池スタックに脱硫器を配置した態様では、上流側から順次、脱硫器、改質器、ＣＯ変成器、ＣＯ除去器、ＰＥＦＣが配置され、ＣＯ除去器を経た改質ガスがＰＥＦＣに供給される。なお、電力は燃料極及び空気極の両極側から取り出される。
【００１５】
図３（ａ）は燃料処理装置（水蒸気改質器）を説明する図であり、図３（ｂ）は水蒸気改質器にＰＥＦＣスタックまたはＳＯＦＣスタックを配置した態様例を示している。図３のとおり、原燃料は脱硫器、水蒸気改質器、ＣＯ変成器、ＣＯ酸化器（ＣＯ除去器）を経てＰＥＦＣスタックへ供給される。固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）の場合は内部改質によりＣＯも燃料となるのでＣＯ変成器、ＣＯ酸化器（ＣＯ除去器）は不要である。
【００１６】
燃料電池スタックは、特に家庭用等に供される小型実用機の場合では起動−停止を繰り返しながら数年、あるいは１０年というように長期間にわたり運転される。また、実機用の脱硫器についても、長期間にわたり脱硫性能を維持し、再生や交換が必要でないか可及的に少ないことが望まれる。
【００１７】
ここで、本発明においては、アンモニウムイオンは主にドレン水由来であり、ナトリウムイオンは主に水道水由来であることに着目した。ナトリウムイオンのほとんどは、燃料電池の設置後や長期保管後に実施する燃料電池内部の水張り時などに使用される水道水由来である。図２で言えば、ナトリウムイオンのほとんどは、補助水タンク１２へ補給される水道水に含まれて持ち込まれ、混入することになる。
【００１８】
そのため、ドレン水タンクへの水道水補給ラインに設置したカチオン交換樹脂で水道水中のナトリウムイオンを含むカチオン成分を吸着除去することで、ドレン水タンクからスタックや燃料処理装置に補給する通水ラインで、ナトリウムイオンを負荷として考慮しないで済むようになる。すなわち、本発明は、ドレン水タンクへ補給する水道水の導入流路にカチオン交換樹脂層を配置することにより、ドレン水タンク中のドレン水にナトリウムイオンが混入するのを防止するものである。
【００１９】
これにより、金属イオンの流出を防ぐという観点ではドレン水に含まれるアンモニウムイオンを負荷として考慮しなくてもよくなるので、カチオン交換樹脂量に対する負荷を減らすことができる。特に、窒素含有の都市ガスを原料ガスとして使用した場合、改質触媒によっては、ドレン水に大量のアンモニアが発生するので、本発明による効果は非常に大きくなる。
【００２０】
すなわち、大量に発生たアンモニアがドレン水中でアンモニウムイオンとなっても、ドレン水中において、アンモニウムイオンよりもイオン選択性の低いナトリウムイオンの混入はドレン水タンクへの水道水補給ラインに設置したカチオン交換樹脂での吸着により回避されているので、ナトリウムイオンの流出はない。したがって、ドレン水に大量のアンモニアが発生しても、ナトリウムイオンが流出して、燃料処理装置すなわち原燃料の水蒸気改質装置の蒸発部に析出することはなく、圧損の増大や詰まりによるトラブルを引き起こすことはない。
【００２１】
なお、アンモニウムイオンの破過による悪影響としては、固体高分子形燃料電池等の燃料電池スタックを冷却する水系の電気伝導度上昇という課題はあるが、金属イオンの流出による燃料処理装置蒸発部つまり改質用水蒸気発生部での析出に比べると、致命的な問題にはなりにくいため、ここでは課題としていない。また、ドレン水中に含まれるナトリウムイオンはわずかであるため、このリークによる水蒸気改質装置蒸発部での金属成分析出による、圧損の増大や詰まりによるトラブルが発生するリスクは、非常に小さい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明（１）は、燃料電池用の燃料水素を製造する燃料処理装置を含む燃料電池システムにおける水処理システムであって、ドレン水タンクへの水道水補給ラインにカチオン交換樹脂Ｂを配置し、前記カチオン交換樹脂Ｂにより水道水中のナトリウムイオンを含むカチオン成分を吸着除去することにより、ドレン水タンクから燃料電池スタックや燃料処理装置に供給するラインに設置したカチオン交換樹脂の負荷を低減するようにしてなることを特徴とする燃料電池システムにおける水処理システムである。
【００２３】
本発明（２）は、燃料電池用の燃料水素を製造する燃料処理装置を含む燃料電池システムにおける水処理システムであって、ドレン水タンクへの水道水補給ラインにカチオン交換樹脂Ｂを配置し、前記カチオン交換樹脂Ｂにより水道水中のナトリウムイオンを含むカチオン成分を吸着除去することにより、ドレン水タンクから燃料電池スタックや燃料処理装置に供給するラインに設置したカチオン交換樹脂Ａがアンモニウムイオンにより破過した場合でもナトリウムイオンがリークしないようにしてなることを特徴とする燃料電池システムにおける水処理システムである。
【００２４】
本発明（３）は、燃料電池用の燃料水素を製造する燃料処理装置を含む燃料電池システムにおける水処理方法であって、ドレン水タンクへの水道水補給ラインにカチオン交換樹脂を配置し、前記カチオン交換樹脂により水道水中のナトリウムイオンを含むカチオン成分を吸着除去することにより、ドレン水タンクから燃料電池スタックや燃料処理装置に供給するラインに設置したカチオン交換樹脂の負荷を低減することを特徴とする燃料電池システムにおける水処理方法である。
【００２５】
本発明（４）は、燃料電池用の燃料水素を製造する燃料処理装置を含む燃料電池システムにおける水処理方法であって、ドレン水タンクへの水道水補給ラインにカチオン交換樹脂を配置し、前記カチオン交換樹脂により水道水中のナトリウムイオンを含むカチオン成分を吸着除去することにより、ドレン水タンクから燃料電池スタックや燃料処理装置に供給するラインに配置したカチオン交換樹脂がアンモニウムイオンにより破過した場合でもナトリウムイオンがリークしないようにすることを特徴とする燃料電池システムにおける水処理方法である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、下記（１）〜（３）の効果が得られる。
（１）本発明によれば、ドレン水タンクから燃料電池スタックや燃料処理装置に供給する通水ラインにおいて、ナトリウムイオンを除去する必要がないため、ナトリウムイオンよりもイオン選択性の高いアンモニウムイオンも除去する必要がなくなり、カチオン交換樹脂Ａの量を大幅に減らすことができる。
（２）本発明によれば、カチオン交換樹脂量の低減による、材料コストの削減、筐体内スペースの削減、通水ライン圧損の減少等に係る上記（１）の効果に加え、カチオン交換樹脂Ａの交換頻度を延伸することもできる。
【００２７】
（３）本発明によれば、上記（１）〜（２）の効果により、カチオン交換樹脂Ａの量の低減による材料コストの削減、筺体内スペースの削減、通水ライン圧損の減少等の効果、メリットを得ることができる。これに併せて、カチオン交換樹脂Ａの交換頻度の延伸によるメンテナンス頻度を少なくでき、メンテナンスコストの削減等の効果が得られる。
【００２８】
（４）本発明によれば、水道水中のナトリウムイオンを含むカチオン成分を吸着除去することにより、ドレン水タンクから燃料電池スタックや燃料処理装置に供給する通水ラインにおいて、アンモニウムイオンを除去する必要がなくなるため、カチオン交換樹脂量に関する負荷を大幅に減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明に係る燃料電池用の燃料水素を製造する燃料処理装置を含む燃料電池システムにおける水処理システムを説明する図である。
【図２】図２は、先行技術（特許文献１）における燃料電池用の燃料水素を製造する燃料処理装置を含む燃料電池システムを説明する図である。
【図３】図３は燃料処理装置である水蒸気改質装置、および、燃料処理装置から燃料電池スタックに至るまでの過程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明（１）は、燃料電池用の燃料水素を製造する燃料処理装置を含む燃料電池システムにおける水処理システムである。そして、ドレン水タンクへの水道水補給ラインにカチオン交換樹脂を配置し、前記カチオン交換樹脂により水道水中のナトリウムイオンを含むカチオン成分を吸着除去することにより、ドレン水タンクから燃料電池スタックや燃料処理装置に供給するラインに設置したカチオン交換樹脂の負荷を低減するようにしてなることを特徴とする。
【００３１】
本発明（２）は、燃料電池用の燃料水素を製造する燃料処理装置を含む燃料電池システムにおける水処理システムである。そして、ドレン水タンクへの水道水補給ラインにカチオン交換樹脂を配置し、前記カチオン交換樹脂により水道水中のナトリウムイオンを含むカチオン成分を吸着除去することにより、ドレン水タンクから燃料電池スタックや燃料処理装置に供給するラインに設置したカチオン交換樹脂がアンモニウムイオンにより破過した場合でもナトリウムイオンがリークしないようにしてなることを特徴とする。
【００３２】
本発明（３）は、燃料電池用の燃料水素を製造する燃料処理装置を含む燃料電池システムにおける水処理方法である。そして、ドレン水タンクへの水道水補給ラインにカチオン交換樹脂を配置し、前記カチオン交換樹脂により水道水中のナトリウムイオンを含むカチオン成分を吸着除去することにより、ドレン水タンクから燃料電池スタックや燃料処理装置に供給するラインに設置したカチオン交換樹脂の負荷を低減することを特徴とする。
【００３３】
本発明（４）は、燃料電池用の燃料水素を製造する燃料処理装置を含む燃料電池システムにおける水処理方法である。そして、ドレン水タンクへの水道水補給ラインにカチオン交換樹脂を配置し、前記カチオン交換樹脂により水道水中のナトリウムイオンを含むカチオン成分を吸着除去することにより、ドレン水タンクから燃料電池スタックや燃料処理装置に供給するラインに配置したカチオン交換樹脂がアンモニウムイオンにより破過した場合でもナトリウムイオンがリークしないようにすることを特徴とする。
【００３４】
本発明（１）は、燃料電池システムにおいて、ドレン水タンクの水をポンプで汲み上げ、イオン交換樹脂Ａで脱イオン処理し、処理水を燃料処理装置や燃料電池スタックに供給する燃料電池システムである。このとき、ナトリウムイオンは、燃料電池スタックから排出するドレン水ではなく、ほとんどが水道水に含まれるため、その他のカチオン成分とともに、ドレン水タンクに入る手前で別のカチオン交換樹脂Ｂにより吸着除去する。
【００３５】
これにより、アンモニウムイオンをカチオン交換樹脂Ａの負荷として考慮しなくても、ナトリウムイオンは燃料処理装置および燃料電池スタックにほとんどリークしない（ドレン水由来のナトリウムもわずかにではあるが、極微量のため、無視できる。）。したがって、アンモニウムイオンを負荷として考慮しなければならない従来技術と比較し、カチオン交換樹脂Ａの量を大幅に低減できる。ナトリウムイオンを含む貯湯循環水である水道水はカチオン交換樹脂Ｂに通してナトリウムイオンを除去し、ドレン水タンクに貯留する。
【００３６】
図１において、本水処理システムは、復水凝縮器５で回収したドレン水をドレン水タンクに導いて水道水を適度に加えた混合水とする。ドレン水タンク中の混合水をポンプＰを介して水処理器に導入する。水処理器は別体または混床のイオン交換樹脂層からなるが、図１ではアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂Ａとを別層として配置した態様を示している。水処理器では、アニオン交換樹脂層において、ドレン水中のアニオン成分がイオン交換により除去され、次いで、カチオン交換樹脂Ａ層において、ドレン水中のカチオン成分がイオン交換により除去される。
【００３７】
水処理器での処理水は、燃料電池スタックへの冷却水として利用され、また燃料処理装置（原燃料の水蒸気改質器）での原燃料改質用の水蒸気として利用される。水処理器での処理水は、加熱器すなわち水蒸気発生器で加熱されて水蒸気となり、燃料処理装置へ供給される。一方、都市ガスや天然ガス等の原料ガスすなわち原燃料が脱硫器で脱硫され、燃料処理装置へ供給される。燃料処理装置において、脱硫済み原燃料の水蒸気改質反応により水素を主成分とする改質ガスを生成し、改質ガスは燃料電池スタック、例えばＰＥＦＣ等の燃料として使用される。
【００３８】
燃料電池スタックから排出されるアノード排ガス、カソード排ガスは、燃料処理装置の燃焼部からの燃焼排ガスとともに復水凝縮器５へ送られる。それら排ガス中の水蒸気は復水凝縮器５での冷水との間接熱交換により凝縮し、ドレン水としてドレン水タンクへ送られる、図１に示すとおり、ポンプＰを介して、再度循環利用される。
【００３９】
カチオン交換樹脂には各種あるが、本発明で使用するカチオン交換樹脂としては、水道水からナトリウムイオンをイオン交換により有効に除去する性能を有するカチオン交換樹脂であれば何れも使用することができる。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例の一環として、本発明を適用した場合、どの程度のカチオン交換樹脂量を削減できるかについて説明する。
【００４１】
まず、燃料電池のドレン水質の測定結果を表１に示している。総負荷の算出には期間１０年分を考慮し、条件として、発電時間を５０，０００ｈ（時間）、発電時の改質水の平均流量を５ｍＬ／ｍｉｎとした。なお、本結果は、燃料処理装置（燃料水蒸気改質器）の改質触媒にＲｕ系触媒を使用した固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）システムに、都市ガス中に窒素０．５％（ｖｏＬ％）を混入させた際の水分析結果の一例であり、実際は、機種、出力、都市ガス成分、改質温度等の要因で、広い範囲でばらつくと思われる。
【００４２】
また、水道水の水質についての測定結果を表２に示している。総負荷の算出には期間１０年分を考慮し、条件として、水張り回数５回／年、水張り時の必要水道水量２Ｌ／回とした。なお、本結果は実験室での一例であり、全国的には広い範囲でばらつくと思われる。
【００４３】
そのように、ドレン水および水道水の水質は、各種要因によりばらつきは大きいと述べたが、アンモニアは改質触媒で原料ガス中の窒素が生成することにより生成されるため、ほとんどのアンモニウムイオンがドレン水由来であること、また、水道水中にはドレン水と比較して圧倒的に多くのナトリウムイオンが含まれているため、ほとんどのナトリウムイオンが水道水由来であることは、本質的な事項であるので、ここで述べた水質のばらつきによって本発明が適応できないケースは極めて稀である。
【００４４】
【表１】
2013201084.tif 000004
【００４５】
【表２】
2013201084.tif 000005
【００４６】
従来における水処理の考え方では、カチオン負荷として、ドレン水および水道水の各ＴＣ〔Toatal Cation（全カチオン）〕を考慮しなければならない。すなわち、総負荷としては、８．８８＋０．１２５＝９．０（ｅｑ）となる。一方、本発明を適用すれば、ドレン水としては、Ｎａ+とＮＨ4+を除いたＴＣを考慮すればよいため、総負荷としては０．０５０３＋０．１２５＝０．１８（ｅｑ）となる。なお、ドレン水中に含まれるナトリウムイオンは、極僅かであるため、このリークによる水蒸気改質装置蒸発部での金属成分析出による圧損の増大や詰まりによるトラブルが発生するリスクは、非常に小さく、リークは許容できる。
【００４７】
このとき、カチオン交換樹脂の必要量は、カチオン交換樹脂の交換能力を１．８（ｅｑ／Ｌ−Ｒ）とすれば、従来の考え方では、９．０／１．８＝５（Ｌ）となる。一方、本発明を適用すれば、０．１８／１．８＝０．１（Ｌ）となり、１／５０のサイズに削減できることになる。
【００４８】
本実施例における、カチオン交換樹脂の必要量算出においては、樹脂の有効利用率や安全率は考慮していないが、実際の設計ではこれらは考慮する必要がある。ただし、これらを考慮しても、使用するカチオン交換樹脂の種類は本発明適用前と本発明適用後とで同じであるので、カチオン交換樹脂量を１／５０に削減できるという効果に変わりはない。
【符号の説明】
【００４９】
１  燃料電池本体
２  燃料処理装置（燃料水蒸気改質器）
２Ｇ  燃焼排ガス
３  冷却板
５  復水凝縮器
６  冷却水
８  混合水
１０  冷却水循環系
１１  燃料混合器（エゼクター）
１２  補助水タンク
１４  冷却器
１９  補給水
２１  水処理システム
２５  活性炭フィルター
２６  イオン交換式水処理装置
２７  イオン交換樹脂筒
２８  導電度センサー
Ｓ  水道水補給ライン
【図１】
2013201084.tif 000006
【図２】
2013201084.tif 000007
【図３】
2013201084.tif 000008