[发明专利]独立型氢制造系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于低温分解含有有机物的燃料来制造含氢气体的独立型氢制造系统。

背景技术

近年来，作为环境问题、资源问题等的对策，燃料电池汽车的开发开展得很活跃。作为燃料电池汽车，正在开发搭载了储存有氢气或者储氢合金形态的氢的容器的燃料电池汽车，用于向这些燃料电池汽车供给氢的系统，有提案提出将由燃料制造氢的重整器(燃料处理装置)和燃料电池相组合的系统(装置)(参照专利文献1和2)。

专利文献1：日本特开2002-337999号公报

专利文献2：日本特开2004-200042号公报

专利文献1中，记载了这样的发明(权利要求1)：“一种燃料供给系统，其为具有烃系燃料的储存设备的汽车用燃料供给站的燃料供给系统，具有向以氢为燃料的汽车的氢储存容器供给氢的氢供给装置、以烃系燃料为原燃料的燃料电池发电系统，该燃料电池发电系统至少具有用于由上述烃系燃料制造氢的重整器和燃料电池，进而具有精制该重整器的下游的含氢气体的精制装置、将由该精制装置精制得到的氢升压的升压机以及将由该升压机升压的氢气导入到上述氢供给装置的装置”。根据该发明，“可以将燃料电池系统中所发出的电力供给汽车用燃料供给站，同时，利用燃料电池系统的排热形成热电联供的方式(段落[0027])”。但是，用于由烃系燃料制造氢的重整器是通过使用重整催化剂的水蒸气重整反应或者部分氧化反应等的重整反应由石脑油或者煤油得到氢的装置(参见段落[0022]～[0023])，因此存在的问题是，重整温度高，催化剂易于劣化，此外，装置的尺寸大，保养和运转困难等。

专利文献2中记载了这样的发明(权利要求1)：“一种燃料电池装置，其特征在于，从由燃料处理装置向燃料电池本体供给富氢气体的导管上分支出分支导管，该分支导管上安装着氢精制装置、氢储存装置、氢供给装置”，根据这样的发明，“可以用燃料电池本体2或者6发出的电力供给用于将氢精制、氢储存用的(富)氢气体升压至规定的压力所需的电力”(段落[0038])，但所使用的燃料电池本体限于以氢为燃料，此外，燃料处理装置“具有脱硫器、重整器、一氧化碳生成器、一氧化碳除去器”(参见权利要求2～4)，其是通常的烃系燃料的重整装置，因此，存在需要各种装置，而且重整温度高，保养和运行困难的问题。

此外，通过重整器来进行重整的燃料，除了上述之外，还在不断开发关于重整温度低的甲醇重整器，虽然可以采用水蒸气重整、部分氧化重整、二者共用的并用重整等三种手段(参照非专利文献1)，但无论采用哪种，为了制造含氢气体，必需在200℃以上的高温下进行重整，存在的问题是，重整催化剂的中毒、重整后的气体(含氢气体)中所含有的CO的去除、部分氧化重整或并用重整中重整后的气体中混入空气中的氮等。

非专利文件1：《固体高分子型燃料電池の開発と実用化》、第141頁～第166頁、1999年5月28日、(株)技術情報協會発行

另一方面，也在开发将氢向搭载在燃料电池汽车的储氢容器中供给的系统，其中，代替上述的含有有机物的燃料的重整，通过电解水来制造氢，并将其储存在储氢罐中(参见专利文献3或4)。

根据这样的系统，虽然不需要重整含有有机物的燃料那样的高温，但存在需要大量的电力的问题。

专利文献3：日本特开2002-161998号公报

专利文献4：日本特开2002-363779号公报

此外，在集成电路等半导体装置制造中，在晶片的热处理过程等中使用氢。代表性的有，在氢气气氛中对晶片进行退火处理，或者由氢气和氧气合成水蒸汽在含有该水蒸气的湿气氧化性气氛中对晶片表面进行氧化处理等。在这样的半导体装置制造工序中使用氢气的以往热处理装置中，通常，从例如填充高压氢气的储氢钢瓶或者将多个这样的储氢钢瓶集合在一起的氢气钢瓶组(カ一ドル)这样的以高压状态储存大量氢气的储氢容器开始，通过配气管将氢气导入热处理装置用于热处理。但这样的热处理装置，使用时一般设置在隔离外部的密闭性高的纯净空间中，因而存在因氢气泄漏而导致的氢气爆炸等事故发生的危险性高的问题。因此，为了解决这样的问题，正在开发技术来提供降低纯净空间中氢气泄漏的可能性，可以安全使用氢气的半导体晶片热处理装置(参见专利文献5)。

专利文献5：日本特开平7-45602号公报