專利名稱：反應(yīng)器及采用該反應(yīng)器的燃料電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及載有用于促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的催化劑的反應(yīng)器和利用由 在反應(yīng)器中的重整反應(yīng)從燃料中提取出的氫氣進(jìn)行發(fā)電的燃料電池系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，內(nèi)部帶有反應(yīng)器的小型反應(yīng)器正處于活躍地研制開發(fā)階 段。這種小型反應(yīng)器優(yōu)選應(yīng)用于各種小型設(shè)備如便攜式電話，并且還 有其它優(yōu)點。在日本專利申請JP特開2003 - 88754的第
針對

圖11A中所示的反應(yīng)器進(jìn)行測量在反應(yīng)器中由DME重整的 氣體和蒸餾水的組成的試驗。微溝道111承載重整催化劑，微溝道113 承載轉(zhuǎn)移催化劑。對于凸部112和114的數(shù)量，為了方便起見在圖11A中沒有嚴(yán)格說明。對該數(shù)量進(jìn)行設(shè)定以便使作為系數(shù)的A/F為 3.5cm2/sccm，該系數(shù)A/F取代了作為催化劑填充層的常規(guī)系數(shù)的空間 速度SV，其中A表示催化劑的視表面積(cm2)， F表示DME的流速 (sccm)。 Sccm表示以每分鐘mL測量的流速單位，其中將氣體的體積 轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)條件之一 (O攝氏度(degreeC), latm)。通過連接在外殼 115上的表面溫度計測量的反應(yīng)器的溫度是350攝氏度(degree C)。 (對比例)作為對比例，進(jìn)行從在圖11A中所示的反應(yīng)器中提取的由DME 重整的氣體和蒸餾水的組成的測量。微溝道111栽有重整催化劑。對 凸部12的數(shù)量進(jìn)行設(shè)定，以便A/F為cm2/sccm。在圖13A和13B中示出了所測得的組成。從圖13A和13B中可 看出，由工作例得到的重整氣體比從對比例中獲得的重整氣體含有小 很多的一氧化碳。這得益于對式(l)-(4)的連續(xù)反應(yīng)的有效促進(jìn)，這種 有效促進(jìn)源自于其中各凸部112之間的溝槽、各凸部114之間的溝道 相互連接的工作例的構(gòu)成。 [工作例2 ]進(jìn)行從圖12中所示的反應(yīng)器中提取的由DME重整的氣體和蒸 餾水的組成的測量。微溝道lll承載重整催化劑，微溝道113承載轉(zhuǎn) 移催化劑。對于凸部112和114的數(shù)量，為了方便起見在圖12中沒有 嚴(yán)格說明。對該數(shù)量進(jìn)行設(shè)定以便使作為系數(shù)的A/F為3.5cm2/sccm，該系數(shù)A/F取代了作為催化劑填充層的常規(guī)系數(shù)的空間速度SV,其 中A表示催化劑的視表面積(cm2)， F表示DME的流速(sccm)。反應(yīng) 器的溫度是350攝氏度(degree C)。 (對比例)作為對比例，進(jìn)行從在圖11A中所示的反應(yīng)器中提取的由DME 重整的氣體和蒸餾水的組成的測量。在圖13A和13B中示出了所測得的組成。從圖13A和13B中可看出，由工作例2得到的重整氣體比從對比例中獲得的重整氣體含有 小很多的一氧化碳。這得益于對式(l)-(4)的連續(xù)反應(yīng)的有效促進(jìn)，這種有效促進(jìn)源自于其中將凸部112和114及其間的間隙尺寸設(shè)計為彼 此相互進(jìn)入的工作例2的構(gòu)成。作為在工作例1和工作例2之間的對比，由工作例1獲得的重整 氣體比由工作例2獲得的重整氣體含有小很多的 一 氧化碳。認(rèn)為原因 在于，與工作例2相比，在工作例1的反應(yīng)器中抑制了由下式(6)和(7) 表示的不希望的反應(yīng)(unintended reactions).CO + 3H2 C02 + 4H:CH4 + H20 (6) CH4+2H20 (7)因此，應(yīng)估計與工作件2相比工作件1的反應(yīng)器抑制了氫氣的形 成，更有效地促進(jìn)了(l)-(3)的連續(xù)反應(yīng)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員很容易發(fā)現(xiàn)其它優(yōu)點和修改方式。因此，例。因此，在不脫離由附加權(quán)利要求書和其相關(guān)內(nèi)容所限定的總的發(fā) 明構(gòu)思的實質(zhì)或范圍的條件下可進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種反應(yīng)器，包括包括多個第一凸部的第一構(gòu)件；包括多個第二凸部的第二構(gòu)件，將第二構(gòu)件和第一構(gòu)件設(shè)置成使第一凸部之間的間隙分別與第二凸部之間的間隙連接；承載在第一凸部的至少一部分表面上的第一催化劑；承載在第二凸部的至少一部分表面上的第二催化劑；和容納第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的外殼，該外殼包括用于流動流體的流入口和流出口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的反應(yīng)器，其中第一催化劑用于促進(jìn)第一催 化反應(yīng)，第二催化劑用于促進(jìn)由第一催化反應(yīng)產(chǎn)生的生成物的第二催 化反應(yīng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的反應(yīng)器，其中設(shè)置第一構(gòu)件和第二構(gòu)件， 使得第一凸部以與第二凸部不同的高度方向凸起。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的反應(yīng)器，其中設(shè)置第一構(gòu)件和第二構(gòu)件， 使得第一凸部以與第二凸部不同的高度方向凸起。
5. —種燃料電池系統(tǒng)，包括 反應(yīng)器，具有包括多個第一凸部的第一構(gòu)件；包括多個第二凸部的第二構(gòu)件，將第二構(gòu)件和第一構(gòu)件設(shè) 置成使笫一凸部之間的間隙分別與第二凸部之間的間隙連接； 承載在第一凸部的至少一部分表面上的第一催化劑； 承載在第二凸部的至少一部分表面上的第二催化劑；和 容納第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的外殼，該外殼包括流入口和流 出口；以及燃料電池，用于利用從反應(yīng)器中通過流出口提取的氣體發(fā)電。
全文摘要
一種燃料電池系統(tǒng)設(shè)置有反應(yīng)器。該反應(yīng)器設(shè)置有包括多個第一凸部的第一構(gòu)件；包括多個第二凸部的第二構(gòu)件，將第二凸部的尺寸設(shè)計成至少部分地進(jìn)入在各第一凸起之間的間隙中；承載在第一凸部和第二凸部的至少一部分表面上的催化劑；和容納第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的外殼，外殼包括流入口和流出口。
文檔編號H01M8/04GK101242001SQ20081008619
公開日2008年8月13日 申請日期2005年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者佐藤裕輔, 北村英夫, 手塚史展, 桑田正弘 申請人:株式會社東芝