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WO2001077262A1 - Combustible s'utilisant dans un système de pile à combustible - Google Patents

Combustible s'utilisant dans un système de pile à combustible Download PDF

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WO2001077262A1
WO2001077262A1 PCT/JP2001/003091 JP0103091W WO0177262A1 WO 2001077262 A1 WO2001077262 A1 WO 2001077262A1 JP 0103091 W JP0103091 W JP 0103091W WO 0177262 A1 WO0177262 A1 WO 0177262A1
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WO
WIPO (PCT)
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fuel
fuel cell
volume
cell system
less
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2001/003091
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kenichirou Saitou
Iwao Anzai
Osamu Sadakane
Michiro Matsubara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Mitsubishi Oil Corp
Nippon Oil Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Mitsubishi Oil Corp, Nippon Oil Corp filed Critical Nippon Mitsubishi Oil Corp
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Priority to AU46887/01A priority patent/AU4688701A/en
Priority to US10/240,742 priority patent/US6958117B2/en
Priority to JP2001575116A priority patent/JP4598892B2/ja
Publication of WO2001077262A1 publication Critical patent/WO2001077262A1/ja
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Definitions

  • the present invention relates to a fuel used for a fuel cell system.
  • hydrogen is advantageous in that it does not require a special reformer, but because it is a gas at room temperature, it has problems with storage and mounting on vehicles, etc. Special equipment is required. Also, there is a high risk of ignition, so care must be taken when handling.
  • methanol is advantageous in that it can be relatively easily reformed into hydrogen, but its power generation per weight is small and it is toxic and requires careful handling when handling. In addition, since it is corrosive, special equipment is required for storage and supply. As described above, no fuel has yet been developed to achieve the full potential of the fuel cell system. In particular, as the fuel for a fuel cell system, it is often the power generation amount per weight, C0 that power generation amount per 2 generation amount is large, it fuel force S 'good of the whole fuel cell system, evaporative emission (evaporative E Mission ) Low power S, reforming catalyst, water gas shift reaction catalyst, carbon monoxide removal catalyst, fuel cell stack, etc.
  • evaporative emission evaporative E Mission
  • an object of the present invention is to provide a fuel suitable for a fuel cell system satisfying the above-mentioned required properties in a well-balanced manner. Disclosure of the invention
  • the present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that a fuel composed of a hydrocarbon compound having a specific distillation property is suitable for a fuel cell system.
  • the fuel for a fuel cell system according to the present invention is:
  • Distillation initial boiling point (initial boiling point 0) is 24 ° C or more and 40 ° C or less, 10% by volume distillation temperature ( ⁇ , ⁇ ) is 25 ° C or more and 50 ° C or less, 90% by volume distillation temperature ( ⁇ 90 )
  • Distillable hydrocarbon compounds with a power of 5 ° C or more and 130 ° C or less and a distillation end point of 55 ° C or more and 150 ° C or less Become.
  • the fuel composed of the specific distilling property hydrocarbon compound further satisfies the following additional requirements.
  • the content of hydrocarbon compounds having 4 carbon atoms ⁇ is 15% by volume or less, the content of hydrocarbon compounds having 5 carbon atoms is 5% by volume or more, and the content of hydrocarbon compounds having 6 carbon atoms is Is 10% by volume or more.
  • sulfur content is not more than 50 mass p P m.
  • the saturated content is 30% by volume or more.
  • the olefin content is 35% by volume or less.
  • the aromatic content is 50% by volume or less.
  • the proportion of paraffin in the saturated content is 60% by volume or more.
  • the proportion of branched paraffin in the paraffin content is 30% by volume or more.
  • the latent heat of vaporization is 400KJ / kg or less.
  • the oxidation stability is 240 minutes or more.
  • the density is 0.78 gZcm 3 or less.
  • FIG. 1 is a flowchart of a steam reforming fuel cell system used for evaluating fuel for a fuel cell system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart of a partial oxidation fuel cell system used for evaluating fuel for a fuel cell system of the present invention.
  • the specific hydrocarbon compound having a distillation property is as follows. 26.
  • the fuel for a fuel cell system of the present invention has an initial distillation point (initial boiling point 0) of 24 ° C. or higher and 40 ° C. or lower, and 26. C or more is preferable.
  • 10% by volume distillation temperature (T 10 ) is 25 ° C or more and 50 ° C or less, and 30 ° 0 or more.
  • 0 90% by volume distillation temperature (T 90 ) is 45 ° 0 or more and 130 ° ⁇
  • the temperature is preferably 100 ° C or less, more preferably 80 ° C or less.
  • the distillation end point is 55 ° C or higher and 150 ° C or lower, preferably 130 ° C or lower, more preferably 100 ° C or lower.
  • T 9. 90 volume% distillation temperature
  • 30 vol% distillation temperature of the fuel of the present invention (T 3.), The 50 vol% distillation temperature BO), but not any restriction on a 70 vol% distillation temperature (T 70), 30 volume% distillation temperature (T 3.) is preferably 30 ° C or higher to 60 ° C maximum, 50 volume% distillation temperature (T 5.) the following force preferably above 35 ° C 70 ° C, 70 volume% distillation temperature ( ( 70 ) is preferably 35 ° C or more and 60 ° C or less.
  • distillation initial boiling point of above (initial boiling point 0), 10 volume% distillation temperature (T 10), 30 volume% distillation temperature (T 3.), 50 volume% distillation temperature (T 5.) 70 volume% distillation temperature (T 7.), 90 volume% distillation temperature (T 9.), distillation end point is a distillation characteristics measured by JIS kappa 2254 "petroleum products first distillation test method". ⁇
  • the amount of the carbon dicarbonate compound having 4 carbon atoms, 5 carbon atoms, and 6 carbon atoms of the present invention is not limited at all, but the following power is preferred.
  • the content of hydrocarbon compounds with 4 carbon atoms indicates the content of hydrocarbon compounds with 4 carbon atoms based on the total fuel, and indicates the amount of evaporative gas (evaporation). Because it can be kept low and the handling properties such as flash point are good, it is necessary to have a force of 15% by volume or less. Being a force S, the most preferred.
  • the content of hydrocarbon compounds with 5 carbon atoms indicates the content of hydrocarbon compounds with 5 carbon atoms based on the total amount of fuel. Because of the large amount of power generated per unit and the good fuel efficiency of the fuel cell system as a whole, S is good, etc., it is necessary to have a capacity of at least 5% by volume, preferably at least 10% by volume, preferably 15% by volume. It is more preferably at least 20% by volume, still more preferably at least 20% by volume, even more preferably at least 25% by volume, and most preferably at least 30% by volume.
  • the content of hydrocarbon compounds with 6 carbon atoms indicates the content of hydrocarbon compounds with 6 carbon atoms based on the total amount of fuel. It is necessary to be at least 10% by volume because of good fuel efficiency as a whole. It is preferably at least 15% by volume, preferably at least 20% by volume, and more preferably at least 25% by volume. It is even more preferable that the content be 30% by volume or more.
  • the present invention is not particularly limited about the content of the coal I arsenide hydrogen compound having 7 and 8 carbon atoms, since the amount of power generated per C0 2 generation amount is large, usually a total fuel total amount of standards Less than 20% by volume (V (C 7 + C 8 )) is preferably used.
  • V (C 4 ), V (C 5 ), V (C s ), V (C 7 + C 8 ) and V (C 10 +) were determined by the gas chromatography method shown below. Value. That is, a methyl silicon capillary column, a helium or nitrogen carrier gas, and a hydrogen ionization detector (FID) as a detector, with a power column length of 25-5 Om and a carrier gas flow of 0.5- L. 5 ml in, Split ratio 1:50 to 1: 250, inlet temperature 150 to 250 ° C, initial column temperature—10 to 10 ° C, final column temperature 150 to 250 ° C, detector temperature 150 to 250 ° C Value.
  • FID hydrogen ionization detector
  • the sulfur content of the fuel of the present invention is not limited at all, but the deterioration of the fuel cell system such as the five-grade catalyst, the water gas shift reaction catalyst, the carbon monoxide removal catalyst, the fuel cell stack, etc. is small and the initial capacity is long. Due to the fact that the fuel can be maintained for a long time, it is preferable that the amount is 50 mass ppm or less, preferably 30 mass ppm or less, even more preferably 10 mass ppm or less, based on the total amount of fuel. Even more preferably, it is at most ppm, and most preferably, it is at most 0.1 mass ppm.
  • the sulfur content is 1 mass ppm or more
  • the sulfur content measured by JISK 2541 “Crude oil and petroleum products-Sulfur content test method” is used.
  • the content of each of the saturated component, the olefin component and the aromatic component is not limited, but the saturated component (V (S)) is 30% by volume or more, and the olefin component (V (0)) is 35% by volume. % Or less, and the aromatic content (V (Ar)) is preferably 50% by volume or less.
  • the saturated component (V (S)) is 30% by volume or more
  • the olefin component (V (0)) is 35% by volume. % Or less
  • the aromatic content (V (Ar)) is preferably 50% by volume or less.
  • V (S) is often power generation amount per weight, it generation per C0 2 generation amount is large, good fuel economy force of the entire fuel cell system, it is not small TE C power s in the exhaust gas, 30% by volume or more due to short system start-up time force
  • S Force s is preferable, more preferably 40% by volume or more, even more preferably 5% by volume or more, and 60% by volume or more Is even more preferable, 70% by volume or more is even more preferable, 80% by volume or more is still more preferable, and 90% by volume or more is even more preferable. Most preferably, the force is 95% or more.
  • V (0) is often power generation amount per weight, C0 that power generation amount per 2 generation amount is large, the deterioration of the reforming catalyst can last reduced initial resistance capability S for a long time, storage stability
  • the force is preferably 35% by volume or less, more preferably 25% by volume or less, still more preferably 20% by volume or less, and further preferably 15% by volume or less. More preferably, it is 10% by volume or less.
  • V (Ar) is often power generation amount per weight, C0 2 generation amount of emissions per multi Ikoto, good fuel economy force of the entire fuel cell system, it THC in the exhaust gas is small, the system The starting time power S is short, the deterioration of the reforming catalyst is small, and the initial performance power s. Since it can be maintained for a long time, the power is preferably 50% by volume or less, more preferably 45% by volume or less, and 40% by volume or less. Is even more preferably 35% by volume or less, still more preferably 30% by volume or less, even more preferably .20% by volume or less, more preferably from more is 10% by volume or less, it forces 5, and most preferably not more than 5% by volume.
  • the preferable range of the sulfur content and the preferable range of the aromatic content be satisfied, because the deterioration of the reforming catalyst is small and the initial performance can be maintained for a long time.
  • V (S), V (0) and V (Ar) are all values measured by the fluorescent indicator adsorption method of JIS K 2536 “Testing method for hydrogen type of petroleum products”.
  • the ratio of the paraffin content in the saturated content is 60% by volume or more, more preferably 65% by volume or more, even more preferably 70% by volume or more, and 80% by volume. It is still more preferably at least 85% by volume, still more preferably at least 85% by volume, still more preferably at least 90% by volume, most preferably at least 95% by volume.
  • the above-mentioned saturated content and paraffin content are values determined by the gas chromatography method described below.
  • a column of methyl silicon Helium or nitrogen is used for the column and carrier gas, and a hydrogen ionization detector (FID) is used for the detector.
  • FID hydrogen ionization detector
  • Column length 25 to 50 m
  • carrier gas flow rate 0.5 to 1.5 ml / min
  • C Detector temperature Measured at 150 to 250 ° C.
  • the ratio of the branched paraffin in the paraffin is preferably 30% by volume or more, preferably 50% by volume or more. More preferably, it is most preferably at least 70% by volume.
  • the above-mentioned paraffin content and the amount of branched paraffin are values determined by the above-mentioned gas chromatography method.
  • the heat capacity of the fuel is not limited at all. However, since the fuel efficiency of the fuel cell system as a whole is good, the heat capacity of a liquid at 1 atm and 15 ° C is 2.6 kJZkg. ° C or less is preferable.
  • the latent heat of vaporization of the fuel is not limited at all, but the latent heat of vaporization is preferably 400 KJ / kg or less because the fuel efficiency of the entire fuel cell system is good.
  • the reed vapor pressure (RVP) of the fuel is preferably 10 kPa or more, and the handleability such as the flash point is good. Since the amount of evaporative gas (evaporation) can be kept low, a force of less than 100 kPa is preferred. More than 401 ⁇ ? & And less than 1001 ⁇ ? &, More preferably, more than 6 OkPa and less than 100 kPa.
  • the lead vapor pressure (RVP) is defined as JISK 2258 “Crude oil and fuel oil vapor pressure test. Test method (lead method) ”means the vapor pressure (RVP).
  • the octane number (RON) of the fuel by the research method there is no limitation on the octane number (RON) of the fuel by the research method, but the power generation per weight is large, the fuel efficiency of the fuel cell system as a whole is good, and the THC power in the exhaust gas is small. From the viewpoint that the starting time of the system is short, the deterioration of the reforming catalyst is small, and the initial performance can be maintained for a long time, the power S is preferably less than or equal to 101.0.
  • the octane number of the research method (R ON) means the octane number of the research method, which is measured by JIS K2280 “Octane number and strig number test method”.
  • the oxidation stability of the fuel is not limited at all, but is preferably 240 minutes or more from the viewpoint of storage stability.
  • the oxidation stability is J I S K
  • the density of the fuel there is no limitation on the density of the fuel, but the amount of power generation per weight is large, the fuel efficiency of the fuel cell system as a whole S is good, the THC power in the exhaust gas is small, the system startup time 0.78 g / cm 3 or less is preferable because the reforming catalyst has a small deterioration and the initial capacity 5 'can be maintained for a long time.
  • the density means the density measured by JISK2249 “Density test method for crude oil and petroleum products and density / mass / volume conversion table”. There is no particular limitation on the method for producing the fuel of the present invention.
  • hydrocarbons such as light naphtha, desulfurized light naphtha, isomerized gasoline, desulfurized alkylate obtained by desulfurizing alkylate, and desulfurized isobutane, and the like.
  • Low-sulfur alkylate by using low-grade olefins, desulfurized light cracked gasoline obtained by desulfurizing a solid fraction of cracked gasoline, light fraction of GTL, desulfurized LPG obtained by desulfurizing LPG, and the like.
  • the fuel for the fuel cell system of the present invention includes a colorant for identification, an antioxidant for improving oxidative stability, a metal deactivator, a corrosion inhibitor for corrosion prevention, and cleanliness of the fuel line.
  • Additives such as a detergent for maintaining the lubrication and a lubricity improver for improving the lubricity can be added.
  • the colorant is preferably 10 ppm or less, and more preferably 5 ppm or less, since the deterioration of the reforming catalyst is small and the initial ability s' can be maintained for a long time.
  • antioxidants are preferably 300 ppm or less, more preferably 200 ppm or less, even more preferably 100 ppm or less, and most preferably 10 ppm or less.
  • the metal deactivator is preferably 50 ppm or less, more preferably 30 ppm or less, still more preferably 10 ppm or less, and most preferably 5 ppm or less.
  • the corrosion inhibitor is preferably 50 ppm or less, more preferably 30 ppm or less, still more preferably 10 ppm or less, and 5 ppm or less. Most preferred.
  • the amount of the detergent is preferably 300 ppm or less, more preferably 200 pm or less, and even more preferably 100 ppm or less. 300 p for lubricity improver for similar reasons pm or less, preferably 200 ppm or less, more preferably 100 pm or less.
  • the fuel of the present invention is used as a fuel for a fuel cell system.
  • the fuel cell system according to the present invention includes a fuel reformer, a carbon monoxide purifier, a fuel cell, and the like.
  • the fuel of the present invention is suitably used in any fuel cell system.
  • the fuel reformer is for reforming the fuel to obtain hydrogen, which is the fuel of the fuel cell.
  • a reformer specifically, for example,
  • a steam reforming reformer that mixes fuel with heated gas and steam and heats it in a catalyst such as copper, nickel, platinum, or ruthenium to obtain a product containing hydrogen as a main component.
  • the heated and vaporized fuel is mixed with steam and air, and the partial oxidation reforming of (2) is performed in the former stage of the catalyst layer such as copper, nickel, platinum, and ruthenium, and in the latter stage, the partial acid reforming is performed.
  • the steam reforming of (1) is performed using the heat generation of the gasification reaction to obtain a product containing hydrogen as a main component.
  • the carbon monoxide purifier removes carbon monoxide contained in the gas generated by the above reformer and becomes a catalyst poison of the fuel cell.
  • a selective oxidation reactor that converts carbon monoxide into carbon dioxide by mixing the reformed gas with compressed air and reacting it in a catalyst such as platinum or ruthenium is mentioned. used.
  • fuel cells include solid polymer fuel cells (PEFC), phosphoric acid fuel cells (PAFC), molten carbonate fuel cells (MCFC), and solid oxide fuel cells (SOFC) And the like. Further, the fuel cell system as described above is used for electric vehicles, conventional hybrid vehicles with an engine and electricity, portable power sources, distributed power sources, home power sources, and cogeneration systems.
  • PEFC solid polymer fuel cells
  • PAFC phosphoric acid fuel cells
  • MCFC molten carbonate fuel cells
  • SOFC solid oxide fuel cells
  • Table 1 shows the properties and the like of the base materials used for each fuel in the examples and comparative examples.
  • Table 2 shows the properties of each fuel used in Examples and Comparative Examples.
  • Example 1 Example 2
  • Example 3 Comparative Example 1 Mixing ratio Desulfurized light naphtha 100% 80%
  • the fuel and water were vaporized by electric heating, and led to a reformer filled with a noble metal catalyst and maintained at a specified temperature with an electric heater to generate a reformed gas rich in hydrogen.
  • the temperature of the reformer was set to the lowest temperature at which reforming was performed completely at the initial stage of the test (the lowest temperature at which THC was not contained in the three quality gases).
  • the reformed gas is led to a carbon monoxide treatment device (water gas shift reaction) together with water vapor to convert carbon monoxide in the reformed gas into carbon dioxide, and the generated gas is guided to a polymer electrolyte fuel cell to generate electricity.
  • a carbon monoxide treatment device water gas shift reaction
  • Fig. 1 shows a flowchart of the steam reforming type fuel cell system used for the evaluation.
  • the fuel was vaporized by electric heating, filled with a precious metal catalyst together with preheated air, and led to a reformer maintained at 110 ° C by an electric heater to generate a hydrogen-rich reformed gas.
  • the reformed gas is led to a carbon monoxide treatment device (water gas shift reaction) together with water vapor to convert carbon monoxide in the reformed gas into carbon dioxide, and the generated gas is guided to a polymer electrolyte fuel cell to generate electricity.
  • a carbon monoxide treatment device water gas shift reaction
  • Fig. 2 shows the flow chart of the partial oxidation fuel cell system used for the evaluation.
  • Evaluation H 2 CO in the reformed gas generated from the reformer immediately after the start of the test, were measured for C 0 2, THC amount.
  • the evaluation test initiation in the reformed gas generated over Shahi carbon treatment apparatus forces et immediately H 2
  • THC measuring the evaluation test immediately after the start of and start 1 0 0 hour was conducted after the power generation amount in the fuel cell, the fuel consumption, and were measured for C 0 2 amount discharged from the fuel cell.
  • the amount of heat (preheat amount) required to guide each fuel to a predetermined reformer temperature was calculated from the heat capacity and latent heat of vaporization.
  • Bj rate of performance deterioration of the quality catalyst (power generation 100 hours after the start of the test / power generation immediately after the test)), thermal efficiency (power generation immediately after the start of the test) / Fuel calorific value), preheat amount ratio (preheat amount / power generation amount) Evaporated gas i-type test
  • a sample filling hose was attached to the filler port of the 20-liter gasoline carrying can, and the attachment was completely sealed. Each liter was filled with 5 liters of fuel while the vent valve of the can was open. After filling, the air vent valve was closed and left for 30 minutes. After standing, an activated carbon adsorption device was attached to the tip of the air release valve, and the valve was opened. Immediately, 10 liters of each fuel were supplied from the filler port. Five minutes after refueling, leaving the air release valve open, the activated carbon was allowed to absorb steam, and then the weight of the activated carbon was measured. The test was performed at a constant temperature of 25 ° C. Each fuel was filled in a pressure-resistant sealed container together with oxygen, heated to 100 ° C., allowed to stand for 24 hours while maintaining the temperature, and evaluated by the real gum test method specified in JIS K2261. .
  • Table 3 shows the measured values and calculated values.
  • the fuel for a fuel cell system of the present invention is a fuel that can obtain high-output electric energy with a small performance deterioration ratio and that satisfies various performances for a fuel cell.

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Description

燃料電池システム用燃料 技術分野
明
本発明は、 燃料電池システムに用いられる燃料に関する。 書
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 ー供紿システムの開発力 s求められている。 特に、 地球温暧ィヒ防止のための C O 2 の低減、 T H C (排出ガス中の未反応の炭化水素） 、 Ν Ο χ、 ，Ρ Μ (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力要求されている。 そのシステムの具体例としては 、 従来のオット一 '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 Η 2 0と C 02 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、 貯蔵性並びに車両等への搭載性に問題があ り、 供給に特別な設備カ泌要である。 また引火の危険性も高く取り扱いに注意が 必要である。
一方、 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力 S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。 このように、 燃料電池システムの能力を充分に発揮させるための燃料は未だ開 発されていない。 特に、 燃料電池システム用燃料としては、 重量当りの発電量が 多いこと、 C02発生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 の燃費力 S '良いこと、 蒸発ガス （エバポェミッション） 力 S少ないこと、 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力長時間持続できること、 システムの起動時間 力 豆いこと、 貯蔵安定性や弓 I火点など取り扱い性力 s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力 S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力 S低い方カ纾熱量力 J、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 の熱量力5'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。
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 たした燃料電池システムに適した燃料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、 特定の蒸留性 状の炭化水素化合物からなる燃料が、 燃料電池システムに適していることを見出 した。
すなわち、 本発明に係る燃料電池システム用燃料は、
(1) 蒸留初留点 （初留点 0) が 24°C以上 40°C以下、 10容量％留出温度 ( Τ,ο) が 25°C以上 50°C以下、 90容量％留出温度 (Τ90) 力 5°C以上 13 0°C以下、 蒸留終点が 55°C以上 150°C以下の蒸留性状の炭化水素化合物から なる。
上記特定の蒸留性状の炭ィヒ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) 炭素数 4の炭化水素化合物の含有 ί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 10容量％以上である。
( 3 ) 硫黄分含有量が 50質量 p Pm以下である。
(4) 飽和分が 30容量％以上である。
(5) ォレフィン分が 35容量％以下である。
( 6 ) 芳香族分が 50容量％以下である。
(7) 飽和分中のパラフィン分の割合が 60容量％以上である。 ·
(8) パラフィン分中の分岐型パラフィンの割合が 30容量％以上である。
(9) 液体で、 1気圧、 15°Cにおける熱容量が、 2、 6kJ/kg。C以下であ る。
(10) 蒸発潜熱が、 400KJ/kg以下である。
(1 1) リード蒸気圧 （RVP) 力 1 OkPa以上 1 OOkPa未満である。
(12) リサーチ法オクタン価 （RON) 力 s'、 101. 0以下である。
(13) 酸化安定度が、 240分以上である。
(14) 密度が、 0. 78 gZcm3以下である。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の燃料電池システム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。 第 2図は、 本発明の燃料電池システム用 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。 発明を実施するための最良の形態
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、 特定の蒸留性状の炭化水素化合物とは次のようなものである 本発明の燃料電池システム用燃料は、 蒸留初留点 （初留点 0) が 24°C以上 4 0°C以下であり、 26。C以上力好ましい。 10容量％留出温度 （T10) が 25°C 以上 50°C以下であり、 30°0以上カ¾?ましぃ0 90容量％留出温度 （T90) が 45°0以上130°〇以下でぁり、 100°C以下が好ましく、 80°C以下がより好 ましい。 蒸留終点が 55 °C以上 150 °C以下であり、 130 °C以下力好ましく、 100°C以下がより好ましい。
蒸留初留点 （初留点 0) 力 s低いと、 引火性カ缟くなり、 また蒸発ガス （THC ) 力 S発生し易くなり、 取扱性に問題がある。 10容量％留出温度 （T10) につい ても同様であり、 上記規定値より低いと、 弓 I火性力 s高くなり、 また蒸発ガス （Τ HC) 力 s発生し易くなり、 取扱性に問題がある。
一方、 90容量％留出温度 （Τ9。） 及び蒸留終点の上限値は、 重量当りの発電 量が多い、 C 02発生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、 排出ガス中の THCが少ない、 システムの起動時間が短い、 改質 触媒の劣化が小さく初期性能力持続できるなどの点から規定される、
また、 本発明の燃料の 30容量％留出温度 （Τ3。） 、 50容量％留出温度 は BO) 、 70容量％留出温度 （Τ70) については何ら制限はないが、 30容量％留 出温度 （Τ3。） は 30°C以上 60°C以下が好ましく、 50容量％留出温度 （T5。 ) は 35°C以上 70°C以下力好ましく、 70容量％留出温度 (Τ70) は 35°C以 上 60 °C以下力好ましい。
なお、 上記した蒸留初留点 （初留点 0) 、 10容量％留出温度 (T10) 、 30 容量％留出温度 （Τ3。） 、 50容量％留出温度 （Τ5。） 、 70容量％留出温度 ( Τ7。） 、 90容量％留出温度 （Τ9。） 、 蒸留終点は、 J I S Κ 2254 「石 油製品一蒸留試験方法」 によって測定される蒸留性状である。 ·
また、 本発明の炭素数 4、 炭素数 5、 及び炭素数 6の炭ィヒ水素化合物量につい ては何ら制限はないが、 次のようなもの力 s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の炭ィヒ水素化合物の含有量を示し、 蒸発ガス （エバポェミッション） の 量を低く押さえることができ、 引火点等の取扱性が良い点から、 15容量％以下 であること力 s必要であり、 10容量％以下であること力 s'好ましく、 5容量％以下 であること力 S、最も好ましい。
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、 重量当りの発電量が多いこと、 CO 2発生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力 S良いこ と等から、 5容量％以上であること力 S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％以上でぁるこ とがさらにより好ましく、 25容量％以上であることがさらにより一層好ましく 、 30容量％以上であること力 s最も好ましい。
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力 s良いこと等から、 10容量％以上であることが 必要であり、 15容量％以上であること力好ましく、 20容量％以上であること 力 り好ましく、 25容量％以上であることがさらにより好ましく、 30容量％ 以上であること力最も好ましい。
また、 本発明においては、 炭素数 7および 8の炭ィヒ水素化合物の含有量につい て特に制限はないが、 C02発生量当りの発電量が多いことから、 燃料全量を基 準として通常合計量 (V (C7 +C8 ) ) として 20容量％未満のもの力好まし く用いられる。
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、 C02発生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、 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以上の炭ィヒ水素化合物の合計 量 （V (Cio+ ) ) 力 s 20容量％以下であること力好ましく、 10容量％以下で あることがより好ましく、 5容量％以下であること力最も好ましい。
なお、 上記した V (C4 ) 、 V (C5 ) 、 V (Cs ) 、 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ヤビラリ一カラム、 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 （F I D) を用い、 力 ラム長 25〜5 Om、 キャリアガス流量 0. 5〜； L. 5ミリリットル i n、 分割比 1 ： 50〜1 : 250、 注入口温度 150〜250°C、 初期カラム温度— 10〜10°C、 終期カラム温度 150〜250°C、 検出器温 150〜250°Cの 条件で測定した値である。
また、 本発明の燃料の硫黄分含有量については何ら制限はないが、 5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力長時間持続できることなど力ら、 燃料全量基 準で、 50質量 ppm以下であること力 S好ましく、 30質量 ppm以下であるこ とがより好ましく、 10質量 ppm以下であることがさらにより好ましく、 1質 量 ppm以下であることがさらにより一層好ましく、 0. 1質量 ppm以下であ ること力 s最も好ましい。
ここで、 硫黄分とは、 1質量 ppm以上の場合、 J I S 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 Colorimetr 」 によ り測定される硫黄分を意味している。
本発明において、 飽和分、 ォレフィン分および芳香族分の各含有量にはなんら 制限はないが、 飽和分 （V (S) ) は 30容量％以上、 ォレフィン分 （V (0) ) は 35容量％以下、 芳香族分 (V (Ar) ) は 50容量％以下であること力好 ましい。 以下、 これらを個別に説明する。
V (S) は、 重量当りの発電量が多いこと、 C02発生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力良いこと、 排出ガス中の ΤΉ C力 s少 ないこと、 システムの起動時間力 S短いことなどから、 30容量％以上であること 力 s好ましく、 40容量％以上であることがより好ましく、 5ひ容量％以上である ことがさらにより好ましく、 60容量％以上であることがさらにより一層好まし 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 ることがさらにより一層好ましく、 90容量％以上であることがさらにより一層 好ましく、 95容量％以上であること力 s、最も好ましい。
V (0) は、 重量当りの発電量が多いこと、 C02発生量当りの発電量が多い こと、 改質触媒の劣化が小さく初期性能力 S長時間持続できること、 貯蔵安定性が 良好なことなどから、 35容量％以下であること力 '好ましく、 25容量％以下で あることがより好ましく、 20容量％以下であることがさらにより好ましく、 1 5容量％以下であることがさらにより一層好ましく、 10容量％以下であること 力 s'最も好ましい。
V (Ar) は、 重量当りの発電量が多いこと、 C02発生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力良いこと、 排出ガス中の THCが 少ないこと、 システムの起動時間力 S短いこと、 改質触媒の劣化が小さく初期性能 力 s長時間持続できることなどから、 50容量％以下であること力好ましく、 45 容量％以下であることがより好ましく、 40容量％以下であることがさらにより 好ましく、 35容量％以下であることがさらにより一層好ましく、 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％以下であることがさらによ り一層好ましく、 10容量％以下であることがさらにより一層好ましく、 5容量 %以下であること力5、最も好ましい。
そして、 上記硫黄分の好ましい範囲と上記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。
上記の V (S) 、 V (0) および V (Ar) は、 全て J I S K 2536 「 石油製品一炭ィヒ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は何ら 制限はないが、 Η2発生量が多く、 重量当りの発電量が多いこと、 C02発生量 当りの発電量が多いことなどから、 飽和分中のパラフィン分の割合が 60容量％ 以上であること力好ましく、 65容量％以上であることがより好ましく、 70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％以上であることがさらにより一層好ましく、 90 容量％以上であることがさらにより一層好ましく、 95容量％以上であることが 最も好ましい。
上記の飽和分およびパラフィン分は、 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ヤビラリ一 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 （F I D) 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 /m i n、 分割比 1 ： 50〜； 1 ： 250、 注入口温度 150〜25 0°C、 初期カラム温度一 10〜： L 0°C、 終期カラム温度 150〜250。C、 検出 器温 150〜250°Cの条件で測定した値である。
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何ら制限はな いが、 重量当りの発電量が多いこと、 C 02発生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力 S良いこと、 排出ガス中の THC力少ないこと 、 システムの起動時間が短いことなどから、 パラフィン分中の分岐型パラフィン の割合が 30容量％以上であること力好ましく、 50容量％以上であることがよ り好ましく,、 70容量％以上であること力最も好ましい。
上記のパラフィン分および分岐型パラフィンの量は、 上記したガスクロマトグ ラフィ一法により定量された値である。
. また、 本発明において、 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力 S良いことから、 液体で、 1気圧、 15°Cにおける熱 容量が、 2. 6 k JZkg°C以下力好ましい。
また、 本発明において、 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力 s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 RefiningJ 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、 本発明において、 燃料のリード蒸気圧 (RVP) については何ら制限は ないが、 重量当りの発電量の点から、 10 k P a以上が好ましく、 引火点等の取 扱性力良いこと、 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る ことから、 100 kPa未満力 s'好ましい。 401^?&以上1001^?&未満カ5'ょ り好ましく、 6 OkP a以上 100 kP a未満がさらにより好ましい。 ここで、 リ一ド蒸気圧 （RVP) とは、 J I S 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 ( R V P ) を意味 する。
また、 本発明において、 燃料のリサーチ法オクタン価 （R O N ) については何 ら制限はないが、 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 力 s良いこと、 排出ガス中の T H C力少ないこと、 システムの起動時間が短いこと などから、 改質触媒の劣化が小さく初期性能が長時間持続できるなどの点から、 1 0 1 . 0以下力 S好ましい。 ここで、 リサーチ法オクタン価 （R O N) とは、 J I S K 2 2 8 0 「オクタン価及びセ夕ン価試験方法」 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、 2 4 0分以上力好ましい。 ここで、 酸化安定度は J I S K
2 2 8 7 「ガソリン酸化安定度試験方法 （誘導期間法） J によって測定した酸ィヒ 安定度である。
また、 本発明において、 燃料の密度については何ら制限はないが、 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力 S良いこと、 排出ガス中の T H C力少ないこと、 システムの起動時間力短いことなどから、 改質触媒の劣化が 小さく初期性能力5'長時間持続できるなどの点から、 0 . 7 8 g/c m3以下が好 ましい。 ここで、 密度とは、 J I S K 2 2 4 9 「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軽質ナフサ、 原油を常圧蒸留して得られる重質ナフサ 、 軽質ナフサを脱硫した脱硫軽質ナフサ、 重質ナフサを脱硫した脱硫重質ナフサ 、 軽質ナフサを異性化装置でィソパラフィンに転ィヒして得られる異性ィヒガソリン 、 イソブタン等の炭化水素に低級ォレフィンを付加 （アルキル化） することによ つて得られるアルキレート、 アルキレートを脱硫処理した脱硫アルキレート、 脱 硫されたィソブタン等の炭化水素と脱硫された低級ォレフィンによる低硫黄アル キレ一ト、 接触改質法で得られる改質ガソリン、 改質ガソリンょり芳香族分を抽 出した残分であるラフイネ一ト、 改質ガソリンの軽質留分、 3質ガソリンの中重 質留分、 Ξ女質ガソリンの重質留分、 接触分解法、 水素化分解法等で得られる分解 ガソリン、 分解ガソリンの軽質留分、 分解ガソリンの重質留分、 分解ガソリンを 脱硫処理した脱硫分解ガソリン、 分解ガソリンの輊質留分を脱硫処理した脱硫軽 質分解ガソリン、 分解ガソリンの重質留分を脱硫処理した脱硫重質分解ガソリン
、 天然ガス等を一酸化炭素と水素に分解した後に F— T (Fischer-Tropsch ) 合 成で得られる 「GTL (Gas to Liquids) 」 の軽質留分、 LPGを脱硫処理し た脱硫 LPG、 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 硫することによつても製造できる。
これらの中でも、 本発明の燃料の製造基材として好ましいものとしては、 軽質 ナフサ、 脱硫軽質ナフサ、 異性化ガソリン、 アルキレ一トを脱硫処理した脱硫ァ ルキレート、 脱硫されたイソブタン等の炭化水素と脱硫された低級ォレフィンに よる低硫黄アルキレート、 分解ガソリンの輊質留分を脱硫処理した脱硫軽質分解 ガソリン、 G T Lの軽質留分、 L P Gを脱硫処理した脱硫 L P G、 等が挙げられ る。
本発明の燃料電池システム用燃料には、 識別のために着色剤、 酸化安定度向上 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。
し力 >し、 改質触媒の劣化が小さく初期性能力 s '長時間維持できることから、 着色 剤は 10 ppm以下力 S好ましく、 5 ppm以下がより好ましい。 同様の理由によ り、 酸化防止剤は 300 ppm以下力 S好ましく、 200ppm以下がより好まし く、 1 OOppm以下が更により好ましく、 10 ppm以下力 S最も好ましい。 同 様の理由により金属不活性化剤は 50 p p m以下が好ましく、 30 p p m以下が より好ましく、 10 ppm以下が更により好ましく、 5 ppm以下が最も好まし レ、。 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 50 p p m以下が好ましく、 30 p p m以下がより好ましく、 1 0 ppm以下が更により好ましく、 5 ppm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、 200pm以下がより好ましく、 1 OOpp m以下がもつとも好ましい。 同様の理由により潤滑性向上剤は 300 p pm以下力好ましく、 200ppm以下がより好ましく、 100pm以下がもつ とも好ましい。
本発明の燃料は、 燃料電池システム用燃料として用いられる。 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 るカ^ 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) 加熱気ィヒ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 ¾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 二ゥ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謝ヒ ·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) 改質ガスと加熱気ィヒした水蒸気を混合し、 銅、 ニッケル、 白金、 ルテニゥ 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。 また、 上記したような燃料電池システムは、 電気自動車、 従来エンジンと電気 のハイブリツド自動車、 可搬型電源、 分散型電源、 家庭用電源、 コージエネレー シヨンシステム等に用いられる。 実施例
実施例および比較例の各燃料に用いた基材の性状等を第 1表に示す。
また、 実施例および比較例に用いた各燃料の性状等を第 2表に示す。
第 1表
Figure imgf000015_0001
13
差替え用紙（規則 26) 実施例 1 実施例 2 実施例 3 比較例 1 混合割合 脱硫軽質ナフサ 100% 80%
異性化ガソリン 100% 軽質改質力'ソリン 20%
中重質改質力'ソリン 30% 重質改質力'ソリン 70% 性状 硫黄分 質 ppm 0.1 0.1 0.3 0.3 炭素数割合
炭素数 4 容量％ 5.4 7.9 2.4 0.0 炭素数 5 容量％ 42.2 43.7 43.6 0.0 炭素数 6 容量％ 49.2 45.7 53.6 0,2 炭素数 7 容量％ 3.1 2.5 0.3 10.9 炭素数 8 容量％ 0.1 0.1 0.1 14.4 炭素数 7+8 容量％ 3.2 2.6 0.4 25.3 炭素数 9 容量％ 0.0 0.0 0.0 51.8 炭素数 10以上 容量％ 0.0 0.0 0.0 22.8 組成
飽和分 容量％ 98.9 98.5 99.9 1.6 才レフィン分 容量％ 0.0 0.4 0.1 0.0 芳香族分 容量％ 1.1 1.1 0.0 98.3 飽和分中のパラフィン 容量％ 92.6 93.9 , 98.4 98.2 ハ°ラフィン中の分枝ハ。ラフィン 容量％ 37.2 42.6 83.5 54.8 密度 ' g/cm3 0.6564 0.6549 0.6475 0.8804 蒸留性状
初留点 °C 28.0 27.5 32.0 105.5
1 0%点 °C 40.5 39.5 40.5 123.0
30%点 °C 47.5 46.5 43.5 140.5
500/0点 °C 51.5 50.0 46.5 165.5
70%点 °C 57.5 55.5 51.0 178.5
90%点 °C 68.5 65.5 58.5 192.5 終点 °C 88.5 80.5 70.0 260.5 リード蒸気圧 kPa 89 97 91 1 リサーチオクタン価 71.8 73.1 81.8 1 10以上 酸化安定度 min. 1350 1380 1440以上 1440以上 真発熱量 kJ/kg 44820 44850 44798 41180 熱容量 (液体） kJ/kg-°C 2.197 2.203 2.197 1.704 熱容量 (気体） kJ/kg-°C 1.569 1.572 1.582 1.219 蒸発潜熱 kJ/kg 344.4 345.1 332.8 319.8
14
差替え用紙（規則 26) これら各燃料について、 燃料電池システム評価試験、 蒸発ガス試験、 貯蔵安定 性試験を行なった。
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ィヒさせ、 貴金属系触媒を充填し電気ヒータ一で所 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カ S完全に行なわれる最低の温度 (3質ガスに T H C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第 1図に示 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 1 1 0 0 °C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ヤ一トを第 2図に示す
( 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 H 2、 C O、 C 02、 T H C量について測定を行った。 同じく、 評価試験開始直後にー謝ヒ炭素処理装置 力 ら発生する改質ガス中の H 2、 C O、 C 0 2、 T H C量について測定を行った 評価試験開始直後および開始 1 0 0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 C 02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、 Bj (質触媒の性能劣化割合 (試験開始 1 0 0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。 蒸発ガス i式験
2 0リ トルめガソリン携行缶の給油口に試料充填用ホースを装着し、 装着部 を完全にシールした。 缶の空気抜きバルブは開けたまま、 各燃料を 5リットル充 填した。 充填後に空気抜きバルブを閉め、 3 0分間放置した。 放置後、 空気抜き バルブの先に活性炭吸着装置を取付けてバルブを開けた。 直ちに給油口から各燃 料を 1 0リ トル給油した。 給油後 5分間、 空気抜きバルブを開けたまま放置し 活性炭に蒸気を吸収させ、 その後に活性炭の重量增を測定した。 なお、 試験は 2 5 °Cの一定温度下で行なつた。 各燃料を耐圧密閉容器に酸素と共に充填し、 1 0 0 °Cに加熱、 温度を保ったま ま 2 4時間放置した後、 J I S K 2 2 6 1に定める実在ガム試験法にて評価を 行なった。 .
各測定値 ·計算値を第 3表に示す。
第 3表
Figure imgf000019_0001
4)予熱量 電気エネルギー
17
差替え用紙 （規則 26) 産業上の利用の可能性
上記の通り、 本発明の燃料電池システム用燃料は、 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。

Claims

請 求 の 範 囲
I . 蒸留初留点が 24°C以上 40°C以下、 10容量％留出温度が 25°C以上 5 0°C以下、 90容量％留出温度が 45°C以上 130°C以下、 蒸留終点が 55°C以 上 150°C以下の蒸留性状の炭化水素化合物からなる燃料電池システム用燃料。
2. 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の炭ィヒ水素ィヒ合物の含 有量が 10容量％以上である請求の範囲第 1項記載の燃料電池システム用燃料。
3. 硫黄分含有量が 50質量 p pm以下である請求の範囲第 1項または第 2項 記載の燃料電池システム用燃料。
4. 飽和分が 30容量％以上である請求の範囲第 1項〜第 3項何れかに記載の 燃料電池システム用燃料。
5. 才レフィン分が 35容量％以下である請求の範囲第 1項〜第 4項何れかに 記載の燃料電池システム用燃料。
6. ' 芳香族分が 50容量％以下である請求の範囲第 1項〜第 5項何れかに記載 の燃料電池システム用燃料。
7. 飽和分中のパラフィン分の割合が 60容量％以上である請求の範囲第 1項 〜第 6項何れかに記載の燃料電池システム用燃料。
8. パラフィン分中の分岐型パラフィンの割合が 30容量％以上である請求の 範囲第 1項〜第 7項何れカゝに記載の燃料電池システム用燃料。
9. 液体で、 1気圧、 15°Cにおける熱容量力 2. 6kJZkg°C以下であ る請求の範囲第 1項〜第 8項何れかに記載の燃料電池システム用燃料。
10. 蒸発潜熱が、 AOOKJZkg以下である請求の範囲第 1項〜第 9項何 れかに記載の燃料電池システム用燃料。
I I. リード蒸気圧が、 10 k P a以上 100 k P a未満である請求の範囲第 1項〜第 10項何れかに記載の燃料電池システム用燃料。
12. リサーチ法オクタン価が、 101. 0以下である請求の範囲第 1項〜第 11項何れかに記載の燃料電池システム用燃料。
13. 酸化安定度が、 240分以上である請求の範囲第 1項〜第 12項何れか に記載の燃料電池システム用燃料。
1 4 . 密度が、 0 · 7 8 g,c m3以下である請求の範囲第 1項〜第 1 3項何 れかに記載の燃料電池システム用燃料。
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