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家庭用燃料電池「エネファーム」の次世代機向け燃料処理装置の開発について
〜 小型化とコストダウンを実現 〜

東京ガス株式会社
平成21年2月23日
広報部

 

 東京ガス株式会社(社長:鳥原光憲、以下「東京ガス」)は、家庭用燃料電池「エネファーム」※1(以下「エネファーム」)の次世代機に搭載予定の燃料処理装置※2の開発において、従来の性能を維持しつつ容積を約2/3に小型化し、製造コストを半減することに成功しました。これは、燃料処理装置の構造を大幅に簡素化するとともに、新たな高性能触媒を採用したことによるものです。
 東京ガスは、本年5月からエネファームの販売を開始しますが、2010年代前半に投入予定の次世代機の開発も進めています。今回の燃料処理装置の開発は、次世代機の小型化とコストダウンを実現するもので、エネファームの本格普及に向けて大きく前進しました。
※1: 家庭用燃料電池「エネファーム」は、固体高分子形燃料電池(PEFC)を用いた1kW級家庭用コージェネレーションシステムです。
※2: 燃料処理装置は、都市ガスから水素を取り出す装置です。

今回開発した燃料処理装置の特長

(1)構造の大幅な簡素化
 従来の燃料処理装置は、都市ガスから水素を取り出す改質効率を高めるため、複雑な構造となっていますが、今回開発した燃料処理装置は従来の効率を維持したまま、構造を大幅に簡素化しました。従来に比べ部品点数を約3割、溶接線長を約4割削減しました。
(2)高性能触媒の開発・採用
 燃料処理装置には、都市ガスから水素を取り出すための反応促進剤として触媒を使用しています。従来の触媒で必要な性能を確保するためには、多量の触媒が必要であるため、燃料処理装置の容積が大きくなっていました。そこで、新たに高性能触媒を開発し、その触媒を今回開発した燃料処理装置に採用することで、従来に比べ触媒使用量を3〜5割削減でき、燃料処理装置の容積を約2/3に小型化できます。
 上記の技術開発により、従来の燃料処理装置に比べて容積を約2/3に小型化するとともに、製造コストを半減することが可能となります。

家庭用燃料電池に対する取り組み

 家庭用燃料電池の実用化に向けて、東京ガスは1998年から固体高分子形燃料電池(PEFC)の開発に着手し、2003年から荏原バラード株式会社(社長:大矢正克、以下「荏原バラード」)とパナソニック株式会社(社長:大坪文雄)の2社と共同開発を進めてきました。
 あわせて、東京ガスでは独自で燃料処理装置の開発に取り組んでおり、2000年10月に、1kW級では最高の改質効率83%(HHV)を実現した燃料処理装置を開発しました。さらに、2003年1月には燃料処理装置の構造を大幅に見直し、低出力時の効率を向上させるとともに、1/2の軽量化を実現しました。これらの開発成果を東京ガスは、荏原バラードにライセンス供与しており、2005年から開始された大規模実証事業において、優れた環境性が得られることを実証しています。
 なお、今回開発した燃料処理装置の小型化・低コスト化技術も荏原バラードなどに技術提供していく予定です。

FC EXPO 2009での展示

 東京ガスは、2月25日(水)〜27日(金)に行われる「第5回 国際水素・燃料電池展FC EXPO 2009」において、「次世代機向け燃料処理装置」の概要を展示します。
 
日時:2月25日(水)〜27日(金) 10:00〜18:00
場所:東京ビックサイト 西展示棟
主催:リード エグジビジョン ジャパン株式会社

燃料処理装置の主な仕様

  今回開発した燃料処理装置 従来の燃料処理装置
クラス 1kW級
定格時改質効率 83%(HHV)
容積※3 12リットル 19リットル
重量※3 11kg 17kg
※3: 燃料処理装置を包む保温材を含んだ値です。

燃料処理装置の外観

燃料処理装置の外観
(左:従来の燃料処理装置、右:今回開発した燃料処理装置)
 
 東京ガスは低炭素社会の実現に向けて、今後もエネファームの次世代機開発に注力するとともに、エネファームが家庭部門における温暖化対策の切り札として普及するよう努め、地球環境問題の改善に貢献してまいります。
以上

参考:家庭用燃料電池「エネファーム」のシステム構成

家庭用燃料電池「エネファーム」のシステム構成
1. 燃料処理装置(今回の開発で、小型化・コストダウンに成功した装置)
都市ガスから水素を取り出します。
2. PEFCスタック
燃料処理装置で取り出された水素と、空気供給装置から供給される酸素を使って直流電気を発生させます。
3. インバータ
PEFCスタックで発電した直流電気を交流に変換します。また、電力会社の電気と連系するために必要な機能も備えています。
4. 熱回収装置
PEFCスタックや燃料処理装置から熱を回収して、約60℃の温水を作ります。
5. 貯湯槽
回収したお湯をためておき、供給需要がある時に供給します。
6. バックアップ熱源機
貯湯槽内の温水で給湯需要に対応できない場合、パックアップ熱源機で加熱して供給します。
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