(57)【要約】ガソリン自動車及び燃料電池システムに適した兼用燃料を提供するとともに、該兼用燃料の貯蔵及び／または供給システムを提供する。硫黄分含有量が５０質量ｐｐｍ以下であり、飽和分が３０容量％以上であり、芳香族分が５０容量％以下であり、オレフィン分が３５容量％以下であり、飽和分中のパラフィン分の割合が６０容量％以上であり、パラフィン分中の分岐型パラフィンの割合が７０容量％以上であり、密度が０．７８ｇ／ｃｍ３以下であり、蒸留初留点が２４℃以上８０℃以下、５０容量％留出温度が６０℃以上１２０℃以下、９０容量％留出温度が１００℃以上１９０℃以下、蒸留終点が１３０℃以上２３０℃以下の蒸留性状であり、リード蒸気圧が１０ｋＰａ以上１００ｋＰａ未満であり、リサーチ法オクタン価が８９．０以上の炭化水素からなるガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料、及び該兼用燃料をガソリン自動車用燃料の貯蔵装置に貯蔵し、需要に応じて前記貯蔵装置より供給することを特徴とする前記兼用燃料の貯蔵及び／または供給システム。
2002031090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫黄分含有量が５０質量ｐｐｍ以下であり、飽和分が３０容量％以上であり、芳香族分が５０容量％以下であり、オレフィン分が３５容量％以下であり、飽和分中のパラフィン分の割合が６０容量％以上であり、パラフィン分中の分岐型パラフィンの割合が７０容量％以上であり、密度が０．７８ｇ／ｃｍ３以下であり、蒸留初留点が２４℃以上８０℃以下、５０容量％留出温度が６０℃以上１２０℃以下、９０容量％留出温度が１００℃以上１９０℃以下、蒸留終点が１３０℃以上２３０℃以下の蒸留性状であり、リード蒸気圧が１０ｋＰａ以上１００ｋＰａ未満であり、リサーチ法オクタン価が８９．０以上の炭化水素からなることを特徴とするガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料。
【請求項２】
ＣＲＣの常温での運転性評価方法に基づく評価点数が４０以下であることを特徴とする請求項１に記載のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料。
【請求項３】
炭素数４の炭化水素化合物の含有量が１５容量％以下であり、炭素数５の炭化水素化合物の含有量が５容量％以上であり、炭素数６の炭化水素化合物の含有量が５容量％以上であり、炭素数７と炭素数８の炭化水素化合物の合計含有量が２０容量％以上であり、炭素数１０以上の炭化水素化合物の合計含有量が２０容量％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料。
【請求項４】
液体で、１気圧、１５℃における熱容量が、２．６ｋＪ／ｋｇ℃以下であることを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料。
【請求項５】
蒸発潜熱が、４００ＫＪ／ｋｇ以下であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料。
【請求項６】
酸化安定度が、２４０分以上であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の兼用燃料をガソリン自動車用燃料の貯蔵装置に貯蔵し、需要に応じて前記貯蔵装置よりガソリン自動車用または燃料電池システム用として供給することを特徴とする前記兼用燃料の貯蔵及び／または供給システム。
【請求項８】
前記貯蔵装置が既存のハイオクガソリンまたはレギュラーガソリンのいずれかの貯蔵装置であることを特徴とする請求項７に記載の兼用燃料の貯蔵及び／または供給システム。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、ガソリン自動車及び燃料電池システムの両者に用いられる兼用燃料に関する。また、本発明は、該兼用燃料の貯蔵及び／または供給システムに関する。
背景技術
近年、将来の地球環境に対する危機感の高まりから、地球にやさしいエネルギー供給システムの開発が求められている。特に、地球温暖化防止のためのＣＯ２低減、ＴＨＣ（排出ガス中の未反応の炭化水素）、ＮＯｘ、ＰＭ（排出ガス中の粒子状物質：すす、燃料・潤滑油の高沸点・高分子の未燃成分）等有害物質の低減を、高度に達成することが要求されている。そのシステムの具体例としては、従来のオットー・ディーゼルシステムに代わる自動車動力システム、あるいは火力に代わる発電システムが挙げられる。
そこで、理想に近いエネルギー効率を持ち、基本的にはＨ２ＯとＣＯ２しか排出しない燃料電池が、社会の要望に応えるにもっとも有望なシステムと期待されている。そして、このようなシステムの達成のためには、機器の技術開発だけではなく、それに最適な燃料の開発が必要不可欠である。
従来、燃料電池システム用の燃料としては、水素、メタノール、炭化水素系燃料が考えられている。
燃料電池システム用の燃料として、水素は、特別の改質装置を必要としない点で有利であるが、常温で気体のため、貯蔵性及び車両等への搭載性に問題があり、供給に特別な設備が必要である。また引火の危険性も高く取り扱いに注意が必要である。
メタノールは、水素への改質が比較的容易である点で有利であるが、重量あたりの発電量が小さく、有毒のため取り扱いにも注意が必要である。また、腐食性があるため、貯蔵・供給に特殊な設備が必要である。
炭化水素系燃料は、貯蔵性及び車両等への搭載性が優れ、特に既存のサービスステーションでの供給が可能で、インフラ面での期待が大きい。しかし、従来のガソリンでは、含まれる硫黄分、添加剤などが、燃料電池の改質反応に用いられる触媒や燃料電池（特に固体高分子型）の電極に悪影響を及ぼすことが指摘されており、従来のガソリンを燃料電池用の燃料とすることはできなかった。
このように、ガソリン自動車及び燃料電池システムの両者に用いられる兼用燃料は未だ開発されていない。ガソリン自動車用であって、燃料電池システムの能力を充分に発揮させるためには、燃料電池システム用燃料として、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ２発生量当たりの発電量が大きいこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、改質触媒、水性ガスシフト反応触媒、一酸化炭素除去触媒、燃料電池スタック等、燃料電池システムの劣化が小さく初期性能が長時間維持できること、システムの起動時間が短いこと、貯蔵安定性や引火点など取り扱い性が良好なことなどが求められる。
なお、燃料電池システムでは、燃料および改質器を所定の温度に保つことが必要なため、発電量からそれに必要な熱量（予熱及び反応に伴う吸発熱をバランスさせる熱量）を差し引いた発電量が、燃料電池システム全体の発電量となる。したがって、燃料を改質させるために必要な温度が低い方が予熱量が小さく有利になり、システムの起動時間も短く有利になり、また燃料の予熱に必要な重量当りの熱量が小さいことも必要である。予熱が十分でない場合、排出ガス中に未反応の炭化水素（ＴＨＣ）が多くなり、重量当りの発電量を低下させるだけでなく、大気汚染の原因となる可能性がある。逆に言えば、同一システムを同一温度で稼働させた場合に、排出ガス中のＴＨＣが少なく、水素への変換率が高い方が有利である。
一方、既存のサービスステーションや油槽所では、燃料貯蔵タンクをハイオクガソリン、レギュラーガソリン、軽油、灯油等の製品ごとに有している。そのため、燃料電池用の炭化水素系燃料を供給する場合、既存の製品も同時に供給することを考慮すると、サービスステーションや油槽所にて新たに専用タンクを増設する必要が生じ、少なからずインフラ面での再整備の必要性があった。
本発明は、このような状況を鑑み、上記したような要求性状をバランス良く満たしたガソリン自動車用及び燃料電池システムに適した兼用燃料を提供することを目的とする。また、本発明は、該兼用燃料の貯蔵及び／または供給システムを提供することを目的とする。
発明の開示
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、特定の組成及び性状の炭化水素化合物からなる燃料が、ガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料に適していることを見出した。
すなわち、本発明に係るガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料は、
（１）硫黄分含有量が５０質量ｐｐｍ以下であり、飽和分が３０容量％以上であり、芳香族分が５０容量％以下であり、オレフィン分が３５容量％以下であり、飽和分中のパラフィン分の割合が６０容量％以上であり、パラフィン分中の分岐型パラフィンの割合が７０容量％以上であり、密度が０．７８ｇ／ｃｍ３以下であり、蒸留初留点が２４℃以上８０℃以下、５０容量％留出温度が６０℃以上１２０℃以下、９０容量％留出温度が１００℃以上１９０℃以下、蒸留終点が１３０℃以上２３０℃以下の蒸留性状であり、リード蒸気圧が１０ｋＰａ以上１００ｋＰａ未満であり、リサーチ法オクタン価が８９．０以上の炭化水素からなる。
上記特定の組成、及び性状の炭化水素化合物からなる燃料は、更に、以下のような付加的要件を満たすものがより好ましい。
（２）ＣＲＣの常温での運転性評価方法に基づく評価点数が４０以下である。
（３）炭素数４の炭化水素化合物の含有量が１５容量％以下であり、炭素数５の炭化水素化合物の含有量が５容量％以上であり、炭素数６の炭化水素化合物の含有量が５容量％以上であり、炭素数７と炭素数８の炭化水素化合物の合計含有量が２０容量％以上であり、炭素数１０以上の炭化水素化合物の合計含有量が２０容量％以下である。
（４）液体で、１気圧、１５℃における熱容量が、２．６ｋＪ／ｋｇ℃以下である。
（５）蒸発潜熱が、４００ＫＪ／ｋｇ以下である。
（６）酸化安定度が、２４０分以上である。
また、本発明に係るガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料の貯蔵及び／または供給システムは、
（７）上記（１）〜（６）何れかに記載の兼用燃料をガソリン自動車用燃料の貯蔵装置に貯蔵し、需要に応じて前記貯蔵装置よりガソリン自動車用または燃料電池システム用として供給する。
更に、以下のような付加的要件を満たすことができる。
（８）前記貯蔵装置が既存のハイオクガソリンまたはレギュラーガソリンのいずれかの貯蔵装置である。
以下、本発明の内容をさらに詳細に説明する。
本発明において、特定の組成及び性状の炭化水素化合物とは次のようなものである。
本発明のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料の硫黄分含有量は、燃料電池システム用燃料として使用した場合、改質触媒、水性ガスシフト反応触媒、一酸化炭素除去触媒、燃料電池スタック等、燃料電池システムの劣化が小さく初期性能が長時間維持できることから５０質量ｐｐｍ以下であり、３０質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、１０質量ｐｐｍ以下であることがより好ましく、１質量ｐｐｍ以下であることがさらにより好ましく、０．１質量ｐｐｍ以下であることが最も好ましい。
ここで、硫黄分とは、１質量ｐｐｍ以上の場合、ＪＩＳ　Ｋ　２５４１「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」により測定される硫黄分を、１質量ｐｐｍ未満の場合、ＡＳＴＭ　Ｄ４０４５−９６「Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｔｅｓｔ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　Ｓｕｌｆｕｒ　ｉｎ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｂｙ　Ｈｙｄｒｏｇｅｎｏｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｒａｔｅｏｍｅｔｒｉｃ　Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ」により測定される硫黄分を意味している。
本発明のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料において、飽和分、芳香族分及びオレフィン分の各含有量は、飽和分（Ｖ（Ｓ））は３０容量％以上、芳香族分（Ｖ（Ａｒ））は５０容量％以下、オレフィン分（Ｖ（Ｏ））は３５容量％以下である。以下、これらを個別に説明する。
Ｖ（Ｓ）は、燃料電池システム用燃料として使用した場合、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ２発生量当たりの発電量が大きいこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いことなどから、また、ガソリン自動車用燃料として使用した場合、インジェクタ内でのガソリンのコーキング防止、およびプラグのくすぶりの低減、排出ガスのオゾン生成能を抑制する、すすを発生させない等の観点から、３０容量％以上であり、４０容量％以上であることが好ましく、５０容量％以上であることがより好ましく、６０容量％以上であることがさらにより好ましく、７０容量％以上であることがさらにより一層好ましく、８０容量％以上であることが尚更好ましく、９０容量％以上であることが特に好ましく、９５容量％以上であることが最も好ましい。
Ｖ（Ａｒ）は、燃料電池システム用燃料として使用した場合、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ２発生量当たりの発電量が大きいこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間維持できること、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いことなどから、また、ガソリン自動車用燃料として使用した場合、インジェクタ内でのガソリンのコーキング防止、およびプラグのくすぶりの低減、排出ガスのオゾン生成能を抑制する、排出ガス中のベンゼン濃度を低減させる、すすを発生させない等の観点から、５０容量％以下であり、４５容量％以下であることが好ましく、４０容量％以下であることがより好ましく、３５容量％以下であることがさらにより好ましく、３０容量％以下であることがさらにより一層好ましく、２０容量％以下であることが尚更好ましく、１０容量％以下であることが特に好ましく、５容量％以下であることが最も好ましい。
本発明のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料においては、硫黄分と芳香族分の好ましい範囲が二つながらに満足することが、改質触媒の劣化が小さく初期性能を長く維持できることから、最も好ましい。
Ｖ（Ｏ）は、燃料電池システム用燃料として使用した場合、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ２発生量当たりの発電量が大きいこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間維持できること、貯蔵安定性が良好なことなどから、また、ガソリン自動車用燃料として使用した場合、インジェクタ内でのガソリンのコーキング防止、およびプラグのくすぶりの低減、排出ガスのオゾン生成能を抑制する、すすを発生させない等の観点から、３５容量％以下であり、２５容量％以下であることが好ましく、２０容量％以下であることがより好ましく、１５容量％以下であることがさらにより好ましく、１０容量％以下であることが最も好ましい。
上記のＶ（Ｓ）、Ｖ（Ａｒ）、及びＶ（Ｏ）は、全てＪＩＳ　Ｋ　２５３６「石油製品−炭化水素タイプ試験方法」の蛍光指示薬吸着法により測定される値である。
また、本発明のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料において、燃料の飽和分中のパラフィン分の割合について、燃料電池システム用燃料として使用した場合、重量当りの発電量が多いこと、ＣＯ２発生量当たりの発電量が大きいことなどから、飽和分中のパラフィン分の割合が６０容量％以上であり、６５容量％以上であることが好ましく、７０容量％以上であることがより好ましく、７５容量％以上であることがさらにより好ましく、８０容量％以上であることがさらにより一層好ましく、８５容量％以上であることが尚更好ましく、９０容量％以上であることが特に好ましく、９５容量％以上であることが最も好ましい。
また、上記パラフィン分中の分岐型パラフィンの割合については、燃料電池システム用燃料として使用した場合、重量当りの発電量が多く、ＣＯ２発生量当たりの発電量が大きいこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いことなどから、また、ガソリン自動車用燃料として使用した場合、オクタン価を向上させる観点から、パラフィン分中の分岐型パラフィンの割合が７０容量％以上であり、７５容量％以上であることが好ましく、８０容量％以上であることが最も好ましい
上記のパラフィン分および分岐型パラフィンの量は、以下に示すガスクロマトグラフィー法により定量された値である。すなわち、カラムにはメチルシリコンのキャピラリーカラム、キャリアガスにはヘリウムまたは窒素を、検出器には水素イオン化検出器（ＦＩＤ）を用い、カラム長２５〜５０ｍ、キャリアガス流量０．５〜１．５ミリリットル／ｍｉｎ、分割比１：５０〜１：２５０、注入口温度１５０〜２５０℃、初期カラム温度−１０〜１０℃、終期カラム温度１５０〜２５０℃、検出器温１５０〜２５０℃の条件で測定した値である。
また、本発明のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料において、燃料の密度については、燃料電池システム用燃料として使用した場合、重量当りの発電量が多く、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、排出ガス中のＴＨＣが少ないこと、システムの起動時間が短いことなどの点から、０．７８ｇ／ｃｍ３以下である。
ここで、密度とは、ＪＩＳ　Ｋ　２２４９「原油及び石油製品の密度試験方法並びに密度・質量・容量換算表」により測定される密度を意味する。
本発明のガソリン自動車用及び燃料電池システム兼用燃料は、蒸留初留点（初留点０）が２４℃以上８０℃以下であり、２４℃以上５０℃以下が好ましい。５０容量％留出温度（Ｔ５０）が６０℃以上１２０℃以下であり、７５℃以上１１０℃以下が好ましく、７８℃以上１００℃以下がより好ましい。９０容量％留出温度（Ｔ９０）が１００℃以上１９０℃以下であり、１００℃以上１７０℃以下が好ましい。蒸留終点が１３０℃以上２３０℃以下であり、１３０℃以上２２０℃以下が好ましい。
蒸留初留点（初留点０）が低いと、燃料電池システム用燃料として使用した場合、引火性が高くなり、また蒸発ガス（ＴＨＣ）が発生し易くなり、取扱性に問題があり、また、ガソリン自動車用燃料として使用した場合、高温運転性が悪化する可能性がある。
５０容量％留出温度（Ｔ５０）についても同様であり、上記規定値より低いと、燃料電池システム用燃料として使用した場合、引火性が高くなり、また蒸発ガス（ＴＨＣ）が発生し易くなり、取扱性に問題があり、また、ガソリン自動車用燃料として使用した場合、運転性に不具合を生じる可能性がある。
一方、９０容量％留出温度（Ｔ９０）及び蒸留終点は、燃料電池システム用燃料として使用した場合、重量当りの発電量が多い、ＣＯ２発生量当たりの発電量が大きい、燃料電池システム全体としての燃費が良い、排出ガス中のＴＨＣが少ない、システムの起動時間が短いなどの点から規定され、ガソリン自動車用燃料として使用した場合、９０容量％留出温度（Ｔ９０）及び蒸留終点が高いと、運転性の悪化、排出ガスの増加の可能性がある。また、エンジンオイルのガソリン希釈およびスラッジの発生を抑制する点からも規定される。
なお、上記した蒸留初留点（初留点０）、５０容量％留出温度（Ｔ５０）、９０容量％留出温度（Ｔ９０）、蒸留終点は、ＪＩＳ　Ｋ　２２５４「石油製品−蒸留試験方法」によって測定される蒸留性状である。
また、本発明のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料において、燃料のリード蒸気圧（ＲＶＰ）については、燃料電池システム用燃料として使用した場合、重量当りの発電量が多いこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、の点から、また、ガソリン自動車用燃料として使用した場合、蒸気圧には特に制限はないが、インジェクタ内でのコーキングの不具合が生じることがなく、蒸発ガス（エバポミッション）の量が抑えられること、引火点等の取扱性が良いことから、１０ｋＰａ以上、１００ｋＰａ未満である。２０ｋＰａ以上９０ｋＰａ未満が好ましく、５０ｋＰａ以上７５ｋＰａ未満がより好ましい。
ここで、リード蒸気圧（ＲＶＰ）とは、ＪＩＳ　Ｋ　２２５８「原油及び燃料油蒸気圧試験方法（リード法）」により測定される蒸気圧（リード蒸気圧（ＲＶＰ）を意味する。
また、本発明のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料において、燃料のリサーチ法オクタン価（ＲＯＮ）については、ガソリン自動車用燃料として使用した場合、アンチノッキング性を高める点から、８９．０以上である。ここで、リサーチ法オクタン価（ＲＯＮ）とは、ＪＩＳ　Ｋ　２２８０「オクタン価及びセタン価試験方法」により測定されるリサーチ法オクタン価を意味する。
また、本発明のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料において、ガソリン車用燃料としての評価については、ＣＲＣの運転性評価方法に基づく常温（２５℃）運転性の評価点数が４０以下であることが好ましく、３０以下であることがより好ましい。
ここで、ＣＲＣの運転性評価方法とは、「ＣＲＣ　Ｒｅｐｏｒｔ　Ｎｏ．４８３」に記載されたＣＲＣ法に準拠した走行パターンに従って運転した際の運転性を評価したものである。評価内容は、表１に示す評価項目で発生した表２に示す現象の程度によって与えられるデメリット評価点数と、表３に示す評価内容に対応する係数とから、「評価点数」×「係数」を計算し、最後に全項目について集計し、評価する。評価点数が高くなるほど、ガソリンとして使用するには問題が多くなる。
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本発明で用いられる炭素数４、炭素数５、及び炭素数６の炭化水素化合物の含有量については何ら制限はないが、次のようなものが好ましい。
炭素数４の炭化水素化合物の含有量（Ｖ（Ｃ４））は、燃料全量を基準とした炭素数４の炭化水素化合物の含有量を示し、蒸発ガス（エバポミッション）の量を低く抑えることができ、引火点等の取扱性が良い点から、１５容量％以下であることが必要であり、１０容量％以下であることが好ましい。
炭素数５の炭化水素化合物の含有量（Ｖ（Ｃ５））は、燃料全量を基準とした炭素数５の炭化水素化合物の含有量を示し、重量当たりの発電量が多いこと、ＣＯ２発生量当たりの発電量が大きいこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと等から、５容量％以上であることが必要であり、１０容量％以上であることが好ましく、１５容量％以上であることがより好ましく、２０容量％以上であることがさらにより好ましい。
炭素数６の炭化水素化合物の含有量（Ｖ（Ｃ６））は、燃料全量を基準とした炭素数６の炭化水素化合物の含有量を示し、重量当たりの発電量が多いこと、ＣＯ２発生量当たりの発電量が大きいこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと等から、５容量％以上であることが必要であり、１０容量％以上であることが好ましく、１５容量％以上であることがより好ましく、２０容量％以上であることがさらにより好ましい。
また、本発明においては、炭素数７および炭素数８の炭化水素化合物の合計含有量（Ｖ（Ｃ７＋Ｃ８））は、燃料全量を基準とした炭素数７および炭素数８の炭化水素化合物の含有量を示し、重量当たりの発電量が多いこと、ＣＯ２発生量当たりの発電量が大きいこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと等から、２０容量％以上であることが必要であり、２５容量％以上であることが好ましく、３５容量％以上であることがより好ましく、４０容量％以上であることがさらにより好ましい。
また、本発明においては、炭素数１０以上の炭化水素化合物の含有量について特に制限はないが、ＣＯ２発生量当たりの発電量が大きいこと、燃料電池システム全体としての燃費が良いこと、改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間持続できることなどから、燃料全量を基準として炭素数１０以上の炭化水素化合物の含有量（Ｖ（Ｃ１０＋））が２０容量％以下であることが好ましく、１５容量％であることがより好ましく、１０容量％以下であることがさらにより好ましい。
なお、上記したＶ（Ｃ４）、Ｖ（Ｃ５）、Ｖ（Ｃ６）、Ｖ（Ｃ７＋Ｃ８）、Ｖ（Ｃ１０＋）は、以下に示すガスクロマトグラフィー法により定量される値である。すなわち、カラムにはメチルシリコンのキャピラリーカラム、キャリアガスにはヘリウムまたは窒素を、検出器には水素イオン化検出器（ＦＩＤ）を用い、カラム長２５〜５０ｍ、キャリアガス流量０．５〜１．５ミリリットル／ｍｉｎ、分割比１：５０〜１：２５０、注入口温度１５０〜２５０℃、初期カラム温度−１０〜１０℃、終期カラム温度１５０〜２５０℃、検出器温１５０〜２５０℃の条件で測定した値である。
また、本発明のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料において、燃料の熱容量については何ら制限はないが、燃料電池システム全体としての燃費が良いことから、液体で、１気圧、１５℃における熱容量が、２．６ｋＪ／ｋｇ℃以下が好ましい。
また、本発明のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料において、燃料の蒸発潜熱については何ら制限はないが、燃料電池システム全体としての燃費が良いことから、蒸発潜熱が、４００ＫＪ／ｋｇ以下が好ましい。
これら熱容量及び蒸発潜熱は、上記したガスクロマトグラフィー法により定量された各成分毎の含有量と、「Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄａｔａ　Ｂｏｏｋ−Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｒｅｆｉｎｉｎｇ」の「Ｖｏｌ．１，Ｃｈａｐ．１　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｄａｔａ，Ｔａｂｌｅ　１Ｃ１」に記載されている各成分ごとの単位重量当たりの数値を基に計算で求める。
また、本発明のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料において、燃料の酸化安定度については何ら制限はないが、貯蔵安定性の点から、２４０分以上が好ましい。ここで、酸化安定度はＪＩＳ　Ｋ　２２８７「ガソリン酸化安定度試験方法（誘導期間法）」によって測定した酸化安定度である。
本発明のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料の製造方法については、特に制限はない。具体的には例えば、原油を常圧蒸留して得られるナフサ留分を脱硫処理した脱硫フルレンジナフサ、脱硫フルレンジナフサを更に蒸留処理した軽質分である脱硫軽質ナフサ、脱硫フルレンジナフサを更に蒸留処理した重質分である脱硫重質ナフサ、脱硫重質ナフサを改質した改質ガソリンを更に蒸留処理した軽質分である軽質改質ガソリン、脱硫重質ナフサを改質した改質ガソリンを更に蒸留処理した中重質分である中重質改質ガソリン、脱硫重質ナフサを改質した改質ガソリンを更に蒸留処理した重質分である重質改質ガソリン、中重質改質ガソリンをスルフォラン装置にかけて芳香族分を抽出した残りの留分であるスルフォランフィネート、重油留分を流動接触分解装置にて処理して得られる分解ガソリン、分解ガソリンを蒸留処理した軽質分である軽質分解ガソリン、ブタン・ブテン留分をアルキレーション装置にかけて得られるガソリン留分であるアルキレート、アルキレートを脱硫処理した脱硫アルキレート、脱硫されたブタン・ブテン留分による低硫黄アルキレート、脱硫重質ナフサを異性化装置にかけて得られるガソリン留分である異性化ガソリン、天然ガス、石炭等をＣＯとＨ２に分解後、合成・分解・異性化する等して得られる合成燃料のナフサ分であるＧＴＬナフサ、ＬＰＧ、ＬＰＧを脱硫処理した脱硫ＬＰＧ、ＭＴＢＥ、等の基材を１種または２種以上を用いて製造される。また、上記の基材を１種または２種以上を混合した後に、水素化あるいは吸着等によって脱硫することによっても製造できる。
上記の燃料において、硫黄含有量をさらに減少させたい場合、例えば、５０質量ｐｐｍ以下の燃料としたい場合で、上記方法で得られる燃料の硫黄含有量をさらに減少させる必要がある場合、特に分解ガソリンの場合には、分解ガソリンからさらに水素化脱硫装置等を用いて硫黄分を取り除く、もしくは、分解ガソリンを製造する流動接触分解装置（ＦＣＣ）の原料油中硫黄分を必要量だけ低下させる等の処理を行う。水素化脱硫装置による脱硫の場合、製油所で用いられる一般的な水素化脱硫方法では、オレフィン分の水素化反応の併発によりオクタン価の低下があるので、特開平７−１５７７７４号公報、米国特許第５３５２３５４号、米国特許第６０１３５９８号のようなオクタン価低下の極力少ない方法を用いるのが好ましい。
これらの中でも、本発明のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料の製造基材として好ましいものとしては、脱硫軽質ナフサ、脱硫フルレンジナフサ、異性化ガソリン、アルキレート、アルキレートを脱硫処理した脱硫アルキレート、脱硫されたブタン・ブテン留分による低硫黄アルキレート、スルフォランラフィネート、軽質分解ガソリン、軽質改質ガソリン、中重質改質ガソリン、分解ガソリンの軽質留分を脱硫処理した脱硫軽質分解ガソリン、ＧＴＬナフサ、ＬＰＧ、ＬＰＧを脱硫処理した脱硫ＬＰＧ、ＭＴＢＥ等が挙げられる。
本発明の兼用燃料には、識別のために着色剤、酸化安定剤向上のために酸化防止剤、金属不活性化剤、腐食防止のための腐食防止剤、燃料ラインの清浄性維持のために清浄剤、潤滑性向上のための潤滑性向上剤等の添加剤を添加することもできる。しかし、改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間維持できることから、着色剤は１０ｐｐｍ以下が好ましく、５ｐｐｍ以下がより好ましい。同様の理由により、酸化防止剤は３００ｐｐｍ以下が好ましく、２００ｐｐｍ以下がより好ましく、１００ｐｐｍ以下が更により好ましく、１０ｐｐｍ以下が最も好ましい。同様の理由により、金属不活性剤は５０ｐｐｍ以下が好ましく、３０ｐｐｍ以下がより好ましく、１０ｐｐｍ以下が更により好ましく、５ｐｐｍ以下が最も好ましい。また、同様に改質触媒の劣化が小さく初期性能を長時間維持できることから、腐食防止剤は５０ｐｐｍ以下が好ましく、３０ｐｐｍ以下がより好ましく、１０ｐｐｍ以下が更により好ましく、５ｐｐｍ以下が最も好ましい。同様の理由により、清浄剤は３００ｐｐｍ以下が好ましく、２００ｐｐｍ以下がより好ましく、１００ｐｐｍが最も好ましい。同様の理由により、潤滑油向上剤は３００ｐｐｍ以下が好ましく、２００ｐｐｍ以下がより好ましく、１００ｐｐｍ以下が最も好ましい。
本発明の燃料は、ガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料として用いられる。本発明でいう自動車用としては車種は何ら制限されない。また、本発明でいう燃料電池システムには、燃料の改質器、一酸化炭素浄化装置、燃料電池等が含まれるが、本発明の燃料は如何なる燃料電池システムにも好適に用いられる。
燃料の改質器は、燃料を改質して燃料電池の燃料である水素を得るためのものである。改質器としては、具体的には、例えば、
（１）加熱気化した燃料と水蒸気を混合し、銅、ニッケル、白金、ルテニウム等の触媒中で加熱反応させることにより、水素を主成分とする生成物を得る水蒸気改質型改質器、
（２）加熱気化した燃料を空気と混合し、銅、ニッケル、白金、ルテニウム等の触媒中または無触媒で反応させることにより、水素を主成分とする生成物を得る部分酸化型改質器、
（３）加熱気化した燃料を水蒸気及び空気と混合し、銅、ニッケル、白金、ルテニウム等の触媒層前段にて、（２）の部分酸化型改質を行ない、後段にて部分酸化反応の熱発生を利用して、（１）の水蒸気型改質を行なうことにより、水素を主成分とする生成物を得る部分酸化・水蒸気改質型改質器、等が挙げられる。
一酸化炭素浄化装置とは、上記の改質装置で生成されたガスに含まれ、燃料電池の触媒毒となる一酸化炭素の除去を行なうものであり、具体的には、
（１）改質ガスと加熱気化した水蒸気を混合し、銅、ニッケル、白金、ルテニウム等の触媒中で反応させることにより、一酸化炭素と水蒸気より二酸化炭素と水素を生成物として得る水性ガスシフト反応器、
（２）改質ガスを圧縮空気と混合し、白金、ルテニウム等の触媒中で反応させることにより、一酸化炭素を二酸化炭素に変換する選択酸化反応器等が挙げられ、これらを単独または組み合わせて使用される。
燃料電池としては、具体的には、例えば、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）、リン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）、溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）等が挙げられる。
燃料電池システムとしては、発電を主目的とした定置式燃料電池システムや自動車用動力源を主目的とした燃料電池システム（いわゆる燃料電池車）などが挙げられる。
定置式の場合、燃料電池システムにて発生する熱を有効に利用するコジェネレーションシステム等も考えられ、工場等用向けの大型なものから家庭用向けの小型なものまで幅広く検討されている。
今回の兼用燃料の供給できる燃料電池システムとしては、燃料電池車、定置式燃料電池システムを問わない。定置式燃料電池システムとしてはサービスステーション等に設置した場合、特に有効である。
定置式燃料電池システム専用の燃料タンクをサービスステーションに設置することなく、従来のガソリンタンクに兼用燃料を入れることで、ガソリン自動車、燃料電池システム両方に燃料が供給できる。
発明を実施するための最良の形態
実施例および比較例の各燃料に用いた基材の性状等を表４に示す。
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実施例および比較例に用いた各燃料の性状等を表５に示す。
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これら各燃料について、燃料電池システム評価試験、ガソリン自動車用燃料評価試験を行なった。
燃料電池システム評価試験
（１）水蒸気改質型
燃料と水を電気加熱により気化させ、貴金属系触媒を充填し電気ヒーターで所定の温度に維持した改質器に導き、水素分に富む改質ガスを発生させた。
改質器の温度は、試験の初期段階において改質が完全に行なわれる最低の温度（改質ガスにＴＨＣが含まれない最低温度）とした。
改質ガスを水蒸気と共に一酸化炭素処理装置（水性ガスシフト反応）に導き、改質ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変換した後、生成したガスを固体高分子型燃料電池に導き発電を行なった。
評価に用いた水蒸気改質型の燃料電池システムのフローチャートを図１に示す。
（２）部分酸化型
燃料を電気加熱により気化させ、予熱した空気と共に貴金属系触媒を充填し電気ヒーターで１１００℃に維持した改質器に導き、水素分に富む改質ガスを発生させた。
改質ガスを水蒸気と共に一酸化炭素処理装置（水性ガスシフト反応）に導き、改質ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変換した後、生成したガスを固体高分子型燃料電池に導き発電を行なった。
評価に用いた部分酸化型の燃料電池システムのフローチャートを図２に示す。
（３）評価方法
評価試験開始直後に改質器から発生する改質ガス中のＨ２、ＣＯ、ＣＯ２、ＴＨＣ量について測定を行った。同じく、評価試験開始直後に一酸化炭素処理装置から発生する改質ガス中のＨ２、ＣＯ、ＣＯ２、ＴＨＣ量について測定を行った。
評価試験開始直後および開始１００時間後の燃料電池における発電量、燃料消費量、並びに燃料電池から排出されるＣＯ２量について測定を行なった。
各燃料を所定の改質器温度にまで導くために要する熱量（予熱量）は、熱容量、蒸発潜熱から計算した。
また、これら測定値・計算値および燃料発熱量から、改質触媒の性能劣化割合（試験開始１００時間後の発電量／試験開始直後の発電量）、熱効率（試験開始直後の発電量／燃料発熱量）、予熱量割合（予熱量／発電量）を計算した。
ガソリン自動車用燃料としての評価試験
「ＣＲＣ　Ｒｅｐｏｒｔ　Ｎｏ．４８３」に記載されたＣＲＣ法に準拠した走行パターンに従って運転した際の運転性を評価した。評価内容は、表１に示す評価項目で発生した表２に示す現象の程度によって与えられるデメリット評価点数と、表３に示す評価内容に対応する係数とから、「評価点数」×「係数」を計算し、最後に全項目について集計し、評価した。
各測定値・計算値・評価点を表６に示す。
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産業上の利用性
上記の通り、特定の組成及び性状の炭化水素化合物からなるガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料を燃料電池に用いることにより、性能劣化割合の少ない電気エネルギーを高出力で得ることができる他、燃料電池用として各種性能を満足する燃料であることが分る。また、兼用燃料を既存のガソリン自動車用燃料の貯蔵装置に貯蔵し、需要に応じて前記貯蔵装置よりガソリン自動車用または燃料電池システム用として供給することで、燃料電池システム専用の燃料タンクをサービスステーション等に設置することなく、従来のガソリンタンクに兼用燃料を入れることで、ガソリン自動車、燃料電池システム両方に燃料が供給できる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料の評価に用いた水蒸気改質型燃料電池システムのフローチャートである。
図２は、本発明のガソリン自動車及び燃料電池システム兼用燃料の評価に用いた部分酸化型燃料電池システムのフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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