JP4601869B2

JP4601869B2 - Fuel for fuel cell system

Info

Publication number: JP4601869B2
Application number: JP2001196340A
Authority: JP
Inventors: 健一郎齋藤; 巌安斉; 修定兼; 三千郎松原
Original assignee: JX Nippon Oil and Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2021-06-28
Also published as: JP2002083625A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池システムに用いられる燃料に関する。
【０００２】
【従来技術】
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。
【０００３】
そこで、理想に近いエネルギー効率を持ち、基本的にはＨ₂ Ｏ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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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、重量当たりの発電量が多いこと、ＣＯ₂ 発生量当た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、蒸発ガス（エバポエミッション）が少ないこと、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が長時間持続できること、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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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、含酸素化合物を特定量含有し、かつ炭化水素化合物分が特定の蒸留性状である燃料が、燃料電池システムに適していることを見出した。
【００１０】
すなわち、本発明に係る燃料電池システム用燃料は、
（１）炭化水素油を５容量％以上含み、含酸素化合物を酸素元素換算で燃料全量を基準として０．５〜２．５質量％含有し、かつ炭化水素化合物分の蒸留初留点が１３０℃以上２５０℃以下、１０容量％留出温度が１４０℃以上２９０℃以下、９０容量％留出温度が２４０℃以上３９０℃以下、９５容量％留出温度が２５０℃以上４００℃以下、蒸留終点が２６０℃以上４１０℃以下の蒸留性状であり、かつ炭化水素化合物分の飽和分が５０容量％以上、芳香族分が３０容量％以下、１環芳香族が２０容量％以下、２環芳香族が１０容量％以下、３環以上芳香族が３容量％以下、オレフィン分が１容量％以下であり、硫黄分含有量が９６質量ｐｐｍ以下である。
上記の含酸素化合物を特定量含有し、かつ炭化水素化合物分が特定の蒸留性状である燃料は、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）１５℃での密度が、０．８９ｇ／ｃｍ³ 以下である。
（３）引火点が２０℃以上である。
（４）炭化水素化合物分の、セタン指数が３０以上、セタン価が２０以上である。
（５）１０％残油残留炭素分が１．０％以下である。
（６）３０℃での動粘度が１．５〜８．０ｃｓｔである。
（７）曇り点が＋１０℃以下、流動点が＋５℃以下、目詰まり点が＋１０℃以下である。
（８）液体で、１気圧、１５℃における熱容量が、２．５ｋＪ／ｋｇ・℃以下である。
（９）蒸発潜熱が、３５０ｋＪ／ｋｇ以下である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
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、特定量含有する含酸素化合物とは、炭素数２〜４のアルコール類、炭素数２〜８のエーテル類等を意味する。具体的には例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ジメチルエーテル、メチルターシャリーブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、エチルターシャリーブチルエーテル、ターシャリーアミルメチルエーテル（ＴＡＭＥ）、ターシャリーアミルエチルエーテル等が挙げられる。
【００１２】
これら含酸素化合物の含有量は、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量が少ないこと、システムの起動時間が短いことなどから、燃料全量基準で酸素元素換算で０．５質量％以上であることが必要であり、さらに重量当りの発電量とのバランスを考慮すると、２０質量％以下が必要である。
【００１３】
本発明の燃料電池システム用燃料としては、上記した含酸素化合物に加えて、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多いことなどから、含酸素化合物と炭化水素油との混合物であり、炭化水素油の配合量が燃料全量を基準として５容量％以上であることが好ましい。
【００１４】
本発明において、炭化水素化合物分の蒸留性状とは次のようなものである。
蒸留初留点が１３０℃以上であり、１３０℃以上２５０℃以下が好ましく、１４５℃以上２５０℃以下がより好ましい。
蒸留初留点が低いと、引火性が高くなり、また蒸発ガス（ＴＨＣ）が発生し易くなり、取扱性に問題がある。
【００１５】
また、本発明の燃料の炭化水素化合物分の蒸留初留点以外の蒸留性状は、１０容量％留出温度（Ｔ₁₀）が１４０℃以上２９０℃以下であり、５０容量％留出温度（Ｔ₅₀）が２１０℃以上３００℃以下が好ましく、９０容量％留出温度（Ｔ₉₀）が２４０℃以上３９０℃以下であり、２４０℃以上３６０℃以下が好ましく、２４０℃以上３３０℃以下がより好ましく、２４０℃以上３１０℃以下が最も好ましく、９５容量％留出温度（Ｔ₉₅）が２５０℃以上４００℃以下であり、２５０℃以上３８０℃以下が好ましく、２５０℃以上３２０℃以下が最も好ましく、蒸留終点が２６０℃以上４１０℃以下であり、２６０℃以上３９０℃以下が好ましく、２６０℃以上３４０℃以下が最も好ましい。
【００１６】
１０容量％留出温度（Ｔ₁₀）が低いと、引火性が高くなり、また蒸発ガス（ＴＨＣ）が発生し易くなり、取扱性に問題がある。
【００１７】
一方、９０容量％留出温度（Ｔ₉₀）、９５容量％留出温度（Ｔ₉₅）及び蒸留終点の上限値は、重量当りの発電量が多い、ＣＯ₂ 発生量当たりの発電量が多い、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、改質触媒の劣化が小さく初期性能が持続できるなどの点から規定される。
【００１８】
なお、上記した蒸留初留点、１０容量％留出温度（Ｔ₁₀）、５０容量％留出温度（Ｔ₅₀）、９０容量％留出温度（Ｔ₉₀）、９５容量％留出温度（Ｔ₉₅）、及び蒸留終点は、ＪＩＳＫ２２５４「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。
【００１９】
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、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持続できることなどから、燃料全量基準で、５００質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、３００質量ｐｐｍ以下であることがより好ましく、５０質量ｐｐｍ以下であることがさらにより好ましく、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未満であることが最も好ましい。
【００２０】
ここで、硫黄分とは、１質量ｐｐｍ以上の場合、ＪＩＳＫ２５４１「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、ＡＳＴＭＤ４０４５−９６「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。
【００２１】
本発明において、炭化水素化合物の組成については何ら制限されないが、飽和分（Ｖ（Ｓ））が５０容量％以上、全芳香族分（Ｖ（Ｔ−Ａｒ））が５０容量％以下、１環芳香族（Ｖ（１−Ａｒ））が３０容量％以下、２環芳香族（Ｖ（２−Ａｒ））が１５容量％以下、３環以上芳香族（Ｖ（３−Ａｒ））が１０容量％以下、オレフィン分（Ｖ（Ｏ））が５容量％以下であることが好ましい。以下、これらを個別に説明する。
【００２２】
Ｖ（Ｓ）は、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、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、５０容量％以上が好ましく、７０容量％以上であることがより好ましく、８０容量％以上であることが最も好ましい。
【００２３】
Ｖ（Ｔ−Ａｒ）は、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、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、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、５０容量％以下が好ましく、４０容量％以下であることがより好ましく、３０容量％以下であることがさらにより好ましく、２０容量％以下であることが最も好ましい。
【００２４】
Ｖ（１−Ａｒ）は、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、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、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、３０容量％以下が好ましく、２０容量％以下であることがより好ましく、１５容量％以下であることが最も好ましい。
【００２５】
Ｖ（２−Ａｒ）は、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、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、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、１５容量％以下が好ましく、１０容量％以下であることがより好ましく、５容量％以下であることがさらにより好ましく、３容量％以下であることが最も好ましい。
【００２６】
Ｖ（３−Ａｒ）は、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、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、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、１０容量％以下が好ましく、５容量％以下であることがより好ましく、３容量％以下であることがさらにより好ましく、１容量％以下であることが最も好ましい。
【００２７】
Ｖ（Ｏ）は、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、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、貯蔵性に優れることなどから、５容量％以下が好ましく、１容量％以下であることがより好ましく、０．５容量％以下であることが最も好ましい。
【００２８】
そして、上記硫黄分の好ましい範囲と上記組成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、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持続できることから、最も好ましい。
【００２９】
上記のＶ（Ｓ）、Ｖ（Ｔ−Ａｒ）、Ｖ（１−Ａｒ）、Ｖ（２−Ａｒ）、Ｖ（３−Ａｒ）、及びＶ（Ｏ）は、全てＪＰＩ−５Ｓ−４９−９７に定めるＨＰＬＣ法により測定される値である。
【００３０】
また、本発明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、ＣＯ₂ 発生量当たりの発電量が多く、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、１５℃で０．８９ｇ／ｃｍ³ 以下のものが好ましく、０．８７ｇ／ｃｍ³ 以下のものがより好ましく、０．８５ｇ／ｃｍ³ 以下のものがさらにより好ましく、０．８３ｇ／ｃｍ³ 以下のものが最も好ましい。
なお、１５℃での密度は、ＪＩＳＫ２２４９「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。
【００３１】
また、本発明の引火点については何ら制限はないが、引火性の点から、２０℃以上であるものが好ましく、４５℃以上であるものがより好ましく、６０℃以上であるものが最も好ましい。
なお、引火点は、ＪＩＳＫ２２６５の「原油及び石油製品−引火点試験方法」によって測定される。
【００３２】
また、本発明の炭化水素化合物分のセタン指数、及びセタン価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、ＣＯ₂ 発生量当た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、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、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、セタン指数は３０以上であるものが好ましく、４５以上であるものがより好ましく、５０以上であるものがさらに好ましく、５５以上であるものが最も好ましい。また、セタン価は２０以上であるものが好ましく、４６以上であるものがより好ましく、５０以上であるものが最も好ましい。
なお、セタン指数、及びセタン価は、ＪＩＳＫ２２８０「セタン価試験方法、セタン指数の算出方法」によって測定される。
【００３３】
また、本発明の残留炭素分については何ら制限はないが、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、１０％残油残留炭素分が１．０％以下であるものが好ましく、０．１０％以下であるものがより好ましく、０．０５％以下であるものが最も好ましい。
なお、残留炭素分は、ＪＩＳＫ２２７０「残留炭素分試験法」によって測定される。
【００３４】
また、本発明の動粘度については何ら制限はないが、３０℃での動粘度が１．５〜８．０ｃｓｔであるものが好ましく、１．５〜５．０ｃｓｔであるものが最も好ましい。
なお、動粘度は、ＪＩＳＫ２２８３「動粘度試験法」によって測定される。
【００３５】
また、本発明の低温流動性については何ら制限はないが、取り扱い性などから、曇り点は＋１０℃以下であるものが好ましく、＋５℃以下であるものがより好ましく、０℃以下であるものがさらに好ましく、−５℃以下であるものが更に好ましく、−１０℃以下であるものが最も好ましい。また、流動点は＋５℃以下であるものが好ましく、−２．５℃以下であるものがより好ましく、−７．５℃以下であるものがさらに好ましく、−２０℃以下であるものが更に好ましく、−３０℃以下であるものが最も好ましい。また、目詰まり点は＋１０℃以下であるものが好ましく、−１℃以下であるであるものがより好ましく、−５℃以下であるものが更に好ましく、−１２℃以下であるものが更に好ましく、−１９℃以下であるものが最も好ましい。
なお、曇り点、流動点は、ＪＩＳＫ２２６９「曇り点試験方法、流動点試験方法」によって測定され、目詰まり点は、ＪＩＳＫ２２８８「目詰まり点試験方法」によって測定される。
【００３６】
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が良いことから、液体で、１気圧、１５℃における熱容量が、２．５ｋＪ／ｋｇ・℃以下が好ましい。
【００３７】
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が良いことから、蒸発潜熱が、３５０ｋＪ／ｋｇ以下が好ましい。
【００３８】
これら熱容量及び蒸発潜熱は、水熱量計、氷熱量計、真空熱量計、断熱熱量計等の熱量計によって測定される。
【００３９】
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、原油を蒸留して得られる灯油留分を脱硫した脱硫灯油、原油を蒸留して得られる軽油留分を脱硫した脱硫軽油、原油を蒸留して得られる重質軽油、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）軽油、減圧留出油等を水素化脱硫・分解して得られる軽油相当留分、減圧留出油を水素化脱硫・分解して得られる水素化分解軽油、重油・残油等を直接脱硫の後に得られる重油直接脱硫軽油、残油・減圧留出油等を接触分解して得られる接触分解軽油、等の基材を1 種または２種以上を用いて製造される。上記の基材を１種または２種以上に本発明でいう含酸素化合物を混合して製造できる。
【００４０】
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、脱硫灯油、脱硫軽油、ＧＴＬ軽油、水素化分解軽油等が挙げられる。また、好ましい含酸素化合物としてはメチルｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、エタノール、イソプロパノール、イソブタノール等が挙げられる。
【００４１】
本発明の燃料電池システム用燃料には、低温流動性の改善のために流動性向上剤、セタン価の向上のためにセタン価向上剤、潤滑性の向上のために潤滑性向上剤等の添加剤を添加することもできる。
【００４２】
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、流動性向上剤は１０００ｐｐｍ以下が好ましく、５００ｐｐｍ以下がより好ましく、３００ｐｐｍ以下がより好ましく、２００ｐｐｍ以下が最も好ましい。同様の理由により、セタン価向上剤は５０００ｐｐｍ以下が好ましく、３０００ｐｐｍ以下がより好ましく、１０００ｐｐｍ以下が最も好ましい。同様の理由により潤滑性向上剤は２００ｐｐｍ以下が好ましく、１００ｐｐｍ以下がより好ましく、５０ｐｐｍ以下が最も好ましい。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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ッド自動車、可搬型電源、分散型電源、家庭用電源、コージェネレーションシステム等に用いられる。
【００４８】
【実施例】
実施例および比較例の各燃料に用いた基材（軽油）の性状等を表１に示す。
【００４９】
【表１】

実施例および比較例に用いた各燃料の組成及び性状等を表２及び表３に示す。
【００５０】
【表２】

【００５１】
【表３】

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。
【００５２】
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。
【００５３】
（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１２５０℃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。
【００５４】
（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２４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２４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。
【００５５】
貯蔵安定度試験
各燃料を１４９℃に加熱、全酸価、ＡＳＴＭ色の評価を行なった。
各測定値・計算値を表４に示す。
【００５６】
【表４】

【００５７】
【発明の効果】
上記の通り、含酸素化合物を特定量含有し、かつ炭化水素化合物分が特定の蒸留性状である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。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】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。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel used in a fuel cell system.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the development of energy supply systems that are friendly to the earth has been demanded due to the growing sense of crisis for the future global environment. In particular, CO ₂ reduction to prevent global warming, THC (unreacted hydrocarbons in exhaust gas), NOx, PM (particulate matter in exhaust gas: soot, high boiling point of high fuel / lubricating oil / polymer It is required to achieve a high level of reduction of harmful substances such as unburned components. Specific examples of the system include an automobile power system that replaces the conventional Otto diesel system or a power generation system that replaces thermal power.
[0003]
Therefore, a fuel cell that has energy efficiency close to ideal and basically emits only H ₂ O and CO ₂ is expected to be the most promising system to meet the demands of society. In order to achieve such a system, it is indispensable not only to develop the technology of the equipment but also to develop the optimal fuel for it.
Conventionally, hydrogen, methanol, and hydrocarbon fuels have been considered as fuels for fuel cell systems.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As a fuel for fuel cell systems, hydrogen is advantageous in that it does not require a special reformer. However, since it is a gas at room temperature, it has problems in storage and mounting in vehicles, and is specially supplied. Equipment is necessary. In addition, there is a high risk of ignition and caution is required in handling.
[0005]
On the other hand, methanol is advantageous in that it can be relatively easily reformed to hydrogen, but the amount of power generation per weight is small and it is toxic, so it must be handled with care. In addition, since it is corrosive, special equipment is required for storage and supply.
[0006]
Thus, the fuel for fully exhibiting the capability of the fuel cell system has not been developed yet. In particular, as fuel for fuel cell systems, there is a large amount of power generation per weight, a large amount of power generation per CO ₂ generation amount, good fuel economy as a whole fuel cell system, and low evaporation gas (evaporation). Reforming catalyst, water gas shift reaction catalyst, carbon monoxide removal catalyst, fuel cell stack, etc., fuel cell system has little deterioration and initial performance can be sustained for a long time, system startup time is short, storage stability and ignition Good handling properties such as dots are required.
[0007]
In the fuel cell system, since it is necessary to keep the fuel and the reformer at a predetermined temperature, the amount of power generation obtained by subtracting the amount of heat necessary for it (the amount of heat that balances the heat absorption and heat generation associated with preheating and reaction) from the amount of power generation is This is the amount of power generated by the entire fuel cell system. Therefore, the lower the temperature required to reform the fuel, the smaller the amount of preheating, which is advantageous, the shorter the system startup time, and the less the amount of heat per weight necessary for preheating the fuel. It is. When preheating is not sufficient, unreacted hydrocarbons (THC) increase in the exhaust gas, which may not only reduce the amount of power generation per weight but also cause air pollution. In other words, when the same system is operated at the same temperature, it is advantageous that the THC in the exhaust gas is small and the conversion rate to hydrogen is high.
[0008]
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a fuel suitable for a fuel cell system that satisfies the above-described required properties in a well-balanced manner.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a fuel containing a specific amount of an oxygen-containing compound and having a specific distillation property of a hydrocarbon compound is suitable for a fuel cell system. I found out.
[0010]
That is, the fuel for a fuel cell system according to the present invention is:
(1) Contains 5% by volume or more of hydrocarbon oil, contains 0.5 to 2.5 % by mass of oxygen-containing compound based on the total amount of fuel in terms of oxygen element, and has an initial distillation point of 130 for the hydrocarbon compound. -10 ° C to 250 ° C, 10% by volume distillation temperature of 140 ° C to 290 ° C, 90% by volume distillation temperature of 240 ° C to 390 ° C, 95% by volume distillation temperature of 250 ° C to 400 ° C, distillation end point There 260 ° C. or higher 410 ° C. Ri following distillation characteristics der, and saturates hydrocarbon compounds content of 50% by volume or more, aromatic content is 30 volume% or less, 1 ring aromatics 20% by volume, bicyclic aromatic The group is 10 volume% or less, the tricyclic or more aromatic is 3 volume% or less, the olefin content is 1 volume% or less, and the sulfur content is 96 mass ppm or less .
The fuel containing a specific amount of the oxygen-containing compound and having a specific distillation property in the hydrocarbon compound further preferably satisfies the following additional requirements.
(2) The density at 15 ° C. is 0.89 g / cm ³ or less.
(3) The flash point is 20 ° C. or higher.
(4) The hydrocarbon compound has a cetane index of 30 or more and a cetane number of 20 or more.
(5) The 10% residual oil residual carbon content is 1.0% or less.
(6) Kinematic viscosity at 30 ° C. is 1.5 to 8.0 cst.
(7) Cloud point is + 10 ° C. or lower, pour point is + 5 ° C. or lower, and clogging point is + 10 ° C. or lower.
(8) It is liquid and has a heat capacity at 1 atm and 15 ° C. of 2.5 kJ / kg · ° C. or less.
(9) The latent heat of vaporization is 350 kJ / kg or less.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the contents of the present invention will be described in more detail.
In the present invention, the oxygen-containing compound contained in a specific amount means an alcohol having 2 to 4 carbon atoms, an ether having 2 to 8 carbon atoms, or the like. Specific examples include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, dimethyl ether, methyl tertiary butyl ether (MTBE), ethyl tertiary butyl ether, tertiary amyl methyl ether (TAME), and tertiary amyl ethyl ether. Can be mentioned.
[0012]
The content of these oxygen-containing compounds is 0. 0 in terms of oxygen on the basis of the total amount of fuel because the fuel cell system as a whole has good fuel consumption, the amount of THC in the exhaust gas is small, and the system startup time is short. It is necessary to be 5% by mass or more, and further considering the balance with the amount of power generation per weight, 20% by mass or less is necessary.
[0013]
As fuel for the fuel cell system of the present invention, in addition to the oxygen-containing compounds described above, the amount of power generation per weight and the amount of power generation per CO ₂ generation amount are large. It is preferable that the blending amount of hydrocarbon oil is 5% by volume or more based on the total amount of fuel.
[0014]
In the present invention, the distillation properties of the hydrocarbon compound are as follows.
The distillation initial boiling point is 130 ° C or higher, preferably 130 ° C or higher and 250 ° C or lower, more preferably 145 ° C or higher and 250 ° C or lower.
When the distillation initial boiling point is low, the flammability becomes high and evaporative gas (THC) is easily generated, which causes a problem in handling.
[0015]
Further, the distillation properties other than the initial distillation point of the hydrocarbon compound content of the fuel of the present invention have a 10% by volume distillation temperature (T ₁₀ ) of 140 ° C. or more and 290 ° C. or less, and a 50% by volume distillation temperature (T ₅₀ ) is preferably 210 ° C to 300 ° C, 90% by volume distillation temperature (T ₉₀ ) is 240 ° C to 390 ° C, preferably 240 ° C to 360 ° C, more preferably 240 ° C to 330 ° C. 240 ° C. or more and 310 ° C. or less is most preferable, 95% by volume distillation temperature (T ₉₅ ) is 250 ° C. or more and 400 ° C. or less, 250 ° C. or more and 380 ° C. or less is preferable, 250 ° C. or more and 320 ° C. or less is most preferable, The distillation end point is 260 ° C. or higher and 410 ° C. or lower, preferably 260 ° C. or higher and 390 ° C. or lower, and most preferably 260 ° C. or higher and 340 ° C. or lower.
[0016]
If the 10% by volume distillation temperature (T ₁₀ ) is low, the flammability becomes high and evaporative gas (THC) is likely to be generated, causing a problem in handling.
[0017]
On the other hand, 90 volume% distillation temperature (T _90), the upper limit of 95 vol% distillation temperature (T ₉₅₎ and the distillation end point, many power generation amount per weight, amount of power generation per CO ₂ generation amount is large, The fuel cell system is defined in terms of good fuel economy, low THC in exhaust gas, short system start-up time, low reforming catalyst deterioration and sustaining initial performance.
[0018]
The above distillation initial distillation point, 10% by volume distillation temperature (T ₁₀ ), 50% by volume distillation temperature (T ₅₀ ), 90% by volume distillation temperature (T ₉₀ ), 95% by volume distillation temperature (T ₉₅ ) and the distillation end point are distillation properties measured by JIS K 2254 "Petroleum products-Distillation test method".
[0019]
Further, 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 a reforming catalyst, water gas shift reaction catalyst, carbon monoxide removal catalyst, fuel cell stack, etc. is small and the initial performance is long. From the fact that it can last for a long time, it is preferably 500 ppm by mass or less, more preferably 300 ppm by mass or less, even more preferably 50 ppm by mass or less, and even more preferably 10 ppm by mass or less, based on the total amount of fuel. Even more preferred is less than 1 ppm by mass.
[0020]
Here, when the sulfur content is 1 mass ppm or more, the sulfur content measured by JIS K 2541 “Crude oil and petroleum products-sulfur content test method” is less than 1 ppm by mass, and ASTM D4045-96 “Standard”. It means the sulfur content measured by “Test Method for Sulfur in Petroleum Products by Hydrogenolysis and Rateometric Colorimetry”.
[0021]
In the present invention, the composition of the hydrocarbon compound is not limited at all, but the saturated component (V (S)) is 50% by volume or more and the total aromatic component (V (T-Ar)) is 50% by volume or less. Aromatic (V (1-Ar)) is 30% by volume or less, Bicyclic aromatic (V (2-Ar)) is 15% by volume or less, Tricyclic or more aromatic (V (3-Ar)) is 10% by volume % Or less and the olefin content (V (O)) is preferably 5% by volume or less. These will be described individually below.
[0022]
V (S) has a large amount of power generation per weight, a large amount of power generation per CO ₂ generation amount, good fuel economy as a whole fuel cell system, low THC in exhaust gas, system startup In view of short time, 50% by volume or more is preferable, 70% by volume or more is more preferable, and 80% by volume or more is most preferable.
[0023]
V (T-Ar) has a large amount of power generation per weight, a large amount of power generation per CO ₂ generation amount, good fuel economy as a whole fuel cell system, low THC in exhaust gas, system Is preferably 50% by volume or less, more preferably 40% by volume or less, and more preferably 30% by volume or less, because the start-up time of the catalyst is short, the deterioration of the reforming catalyst is small, and the initial performance can be sustained for a long time. Even more preferred is 20% by volume or less.
[0024]
V (1-Ar) has a large amount of power generation per weight, a large amount of power generation per CO ₂ generation amount, good fuel economy as a whole fuel cell system, low THC in exhaust gas, system Is preferably 30% by volume or less, more preferably 20% by volume or less, and more preferably 15% by volume or less, because the start-up time of the catalyst is short, the deterioration of the reforming catalyst is small, and the initial performance can be sustained for a long time. Most preferred.
[0025]
V (2-Ar) has a large amount of power generation per weight, a large amount of power generation per CO ₂ generation amount, good fuel economy as a whole fuel cell system, low THC in exhaust gas, system 15% by volume or less is preferable, 10% by volume or less is more preferable, and 5% by volume or less is preferable. Even more preferred is 3% by volume or less.
[0026]
V (3-Ar) has a large amount of power generation per weight, a large amount of power generation per CO ₂ generation amount, good fuel economy as a whole fuel cell system, low THC in exhaust gas, system 10% by volume or less is preferable, 5% by volume or less is more preferable, and 3% by volume or less is preferable. Even more preferred is 1% by volume or less.
[0027]
V (O) has a large amount of power generation per weight, a large amount of power generation per CO ₂ generation amount, good fuel economy as a whole fuel cell system, low THC in exhaust gas, system startup In view of short time and excellent storability, it is preferably 5% by volume or less, more preferably 1% by volume or less, and most preferably 0.5% by volume or less.
[0028]
The fact that the preferred range of the sulfur content and the preferred range of the composition are satisfied is that the deterioration of the fuel cell system such as a reforming catalyst, water gas shift reaction catalyst, carbon monoxide removal catalyst, fuel cell stack, etc. is small. The initial performance is most preferable because it can last for a long time.
[0029]
The above V (S), V (T-Ar), V (1-Ar), V (2-Ar), V (3-Ar), and V (O) are all JPI-5S-49-97. It is a value measured by the HPLC method defined in.
[0030]
The density of the present invention is not limited at all. However, the power generation amount per weight is large, the power generation amount per CO ₂ generation amount is large, the fuel cell system as a whole has good fuel efficiency, and the THC in the exhaust gas is low. From the standpoint that the reforming catalyst is less deteriorated and the initial performance can be sustained for a long time because it is less and the start-up time of the system is short, it is preferably 0.89 g / cm ³ or less at 15 ° C., 0.87 g / Cm ³ or less is more preferred, 0.85 g / cm ³ or less is even more preferred, and 0.83 g / cm ³ or less is most preferred.
The density at 15 ° C. is measured according to JIS K 2249 “Density test method and density / mass / capacity conversion table for crude oil and petroleum products”.
[0031]
Moreover, there is no restriction | limiting about the flash point of this invention, From the point of flammability, what is 20 degreeC or more is preferable, what is 45 degreeC or more is more preferable, and what is 60 degreeC or more is the most preferable.
The flash point is measured according to “Crude oil and petroleum products—flash point test method” of JIS K 2265.
[0032]
The cetane index and cetane number of the hydrocarbon compound of the present invention are not limited at all, but there is a large amount of power generation per weight, a large amount of power generation per CO ₂ generation amount, and the fuel cell system as a whole. It is preferable that the cetane index is 30 or more because of good fuel economy, low THC in exhaust gas, short system start-up time, low reforming catalyst deterioration and long-term initial performance. 45 or more is more preferable, 50 or more is more preferable, and 55 or more is most preferable. The cetane number is preferably 20 or more, more preferably 46 or more, and most preferably 50 or more.
The cetane index and the cetane number are measured according to JIS K 2280 “Testing method for cetane number, calculation method for cetane index”.
[0033]
Further, although there is no limitation on the residual carbon content of the present invention, the 10% residual carbon residual carbon content is 1.0% or less because the deterioration of the reforming catalyst is small and the initial performance can be maintained for a long time. Preferably, it is more preferably 0.10% or less, and most preferably 0.05% or less.
The residual carbon content is measured by JIS K 2270 “Residual carbon content test method”.
[0034]
The kinematic viscosity of the present invention is not limited at all, but the kinematic viscosity at 30 ° C. is preferably 1.5 to 8.0 cst, and most preferably 1.5 to 5.0 cst.
The kinematic viscosity is measured by JIS K 2283 “Kinematic viscosity test method”.
[0035]
Moreover, although there is no restriction | limiting about the low-temperature fluidity | liquidity of this invention, from a handleability etc., what has a cloud point of +10 degrees C or less is preferable, what is +5 degrees C or less is more preferable, and what is 0 degrees C or less More preferably, it is more preferably −5 ° C. or less, and most preferably −10 ° C. or less. The pour point is preferably + 5 ° C or lower, more preferably -2.5 ° C or lower, more preferably -7.5 ° C or lower, and further preferably -20 ° C or lower. The most preferable is -30 ° C or lower. Further, the clogging point is preferably + 10 ° C or lower, more preferably -1 ° C or lower, more preferably -5 ° C or lower, further preferably -12 ° C or lower, Most preferred is -19 ° C or lower.
The cloud point and pour point are measured by JIS K 2269 “Cloud point test method, pour point test method”, and the clogging point is measured by JIS K 2288 “clog point test method”.
[0036]
In the present invention, there is no restriction on the heat capacity of the fuel. However, since the fuel efficiency of the fuel cell system as a whole is good, the heat capacity at 1 atm and 15 ° C. is 2.5 kJ / kg · ° C. or less. preferable.
[0037]
In the present invention, there is no limitation on the latent heat of vaporization of the fuel, but the latent heat of vaporization is preferably 350 kJ / kg or less because the fuel cell system as a whole has good fuel economy.
[0038]
These heat capacity and latent heat of vaporization are measured by a calorimeter such as a hydrocalorimeter, an ice calorimeter, a vacuum calorimeter, an adiabatic calorimeter or the like.
[0039]
There is no restriction | limiting in particular about the manufacturing method of the fuel of this invention. Specifically, for example, desulfurized kerosene obtained by desulfurizing a kerosene fraction obtained by distilling crude oil, desulfurized light oil obtained by desulfurizing a light oil fraction obtained by distilling crude oil, heavy light oil obtained by distilling crude oil, natural GTL (Gas to Liquids) gas oil obtained by FT (Fischer-Tropsch) synthesis after gas etc. is decomposed into carbon monoxide and hydrogen, gas oil equivalent fraction obtained by hydrodesulfurization and decomposition of vacuum distillate oil, etc. The hydrocracked diesel oil obtained by hydrodesulfurizing and cracking the vacuum distillate oil, the heavy oil / residual oil, etc. The base material such as catalytically cracked light oil obtained in this way is produced using one or more base materials. The above-mentioned base material can be produced by mixing one or two or more oxygen-containing compounds referred to in the present invention.
[0040]
Among these, preferable examples of the production base for the fuel of the present invention include desulfurized kerosene, desulfurized light oil, GTL light oil, hydrocracked light oil, and the like. Further, preferable oxygen-containing compounds include methyl t-butyl ether (MTBE), ethanol, isopropanol, isobutanol and the like.
[0041]
The fuel for the fuel cell system of the present invention includes a fluidity improver for improving low temperature fluidity, a cetane improver for improving cetane number, and a lubricity improver for improving lubricity. An agent can also be added.
[0042]
Since the deterioration of the reforming catalyst is small and the initial performance can be maintained for a long time, the fluidity improver is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, more preferably 300 ppm or less, and most preferably 200 ppm or less. For the same reason, the cetane number improver is preferably 5000 ppm or less, more preferably 3000 ppm or less, and most preferably 1000 ppm or less. For the same reason, the lubricity improver is preferably 200 ppm or less, more preferably 100 ppm or less, and most preferably 50 ppm or less.
[0043]
The fuel of the present invention is used as a fuel for a fuel cell system. The fuel cell system referred to in the present invention includes a fuel reformer, a carbon monoxide purifier, a fuel cell, and the like, but the fuel of the present invention can be suitably used in any fuel cell system.
[0044]
The fuel reformer is for reforming the fuel to obtain hydrogen which is the fuel of the fuel cell. Specifically, as the reformer, for example,
(1) A steam reforming reformer that obtains a product containing hydrogen as a main component by mixing heat-vaporized fuel and water vapor and reacting them in a catalyst such as copper, nickel, platinum, ruthenium, etc.
(2) A partially oxidized reformer that obtains a product mainly composed of hydrogen by mixing heat-vaporized fuel with air and reacting in a catalyst such as copper, nickel, platinum, ruthenium, or the like without a catalyst.
(3) The fuel vaporized by heating is mixed with water vapor and air, and the partial oxidation reforming of (2) is performed in the preceding stage of the catalyst layer of copper, nickel, platinum, ruthenium, etc., and the heat of the partial oxidation reaction in the subsequent stage. A partial oxidation / steam reforming reformer that obtains a product mainly composed of hydrogen by performing steam reforming of (1) using generation,
Etc.
[0045]
The carbon monoxide purifier is a device that removes carbon monoxide, which is contained in the gas generated by the reformer and becomes the catalyst poison of the fuel cell. Specifically,
(1) A water-gas shift reaction in which carbon dioxide and hydrogen are obtained as products from carbon monoxide and water vapor by mixing the reformed gas and heat-vaporized water vapor and reacting them in a catalyst such as copper, nickel, platinum or ruthenium. vessel,
(2) A selective oxidation reactor that converts carbon monoxide into carbon dioxide by mixing the reformed gas with compressed air and reacting in a catalyst such as platinum, ruthenium, etc. can be mentioned. used.
[0046]
Specific examples of the fuel cell include a polymer electrolyte fuel cell (PEFC), a phosphoric acid fuel cell (PAFC), a molten carbonate fuel cell (MCFC), and a solid oxide fuel cell (SOFC). Etc.
[0047]
The fuel cell system as described above is used for electric vehicles, conventional engine-electric hybrid vehicles, portable power sources, distributed power sources, household power sources, cogeneration systems, and the like.
[0048]
【Example】
Table 1 shows the properties and the like of the base materials (light oil) used in the fuels of Examples and Comparative Examples.
[0049]
[Table 1]

Tables 2 and 3 show the compositions and properties of the fuels used in the examples and comparative examples.
[0050]
[Table 2]

[0051]
[Table 3]

Each fuel was subjected to a fuel cell system evaluation test, an evaporative gas test, and a storage stability test.
[0052]
Fuel cell system evaluation test (1) Steam reforming fuel and water are vaporized by electric heating, led to a reformer filled with a noble metal catalyst and maintained at a predetermined temperature with an electric heater, and reformed gas rich in hydrogen Was generated.
The temperature of the reformer was set to the lowest temperature at which the reforming was completely performed in the initial stage of the test (the lowest temperature at which the reformed gas did not contain THC).
The reformed gas together with water vapor is guided to a carbon monoxide treatment device (water gas shift reaction), and after converting the carbon monoxide in the reformed gas to carbon dioxide, the generated gas is guided to a polymer electrolyte fuel cell for power generation. It was.
A flow chart of the steam reforming fuel cell system used for the evaluation is shown in FIG.
[0053]
(2) The partially oxidized fuel was vaporized by electric heating, led to a reformer charged with preheated air with a precious metal catalyst and maintained at 1250 ° C. with an electric heater, and a reformed gas rich in hydrogen was generated.
The reformed gas together with water vapor is guided to a carbon monoxide treatment device (water gas shift reaction), and after converting the carbon monoxide in the reformed gas to carbon dioxide, the generated gas is guided to a polymer electrolyte fuel cell for power generation. It was.
A flowchart of the partially oxidized fuel cell system used for the evaluation is shown in FIG.
[0054]
(3) Evaluation method The amount of H ₂ , CO, CO ₂ , and THC in the reformed gas generated from the reformer immediately after the start of the evaluation test was measured. Similarly, the amount of H ₂ , CO, CO ₂ , and THC in the reformed gas generated from the carbon monoxide treatment apparatus immediately after the start of the evaluation test was measured.
Immediately after the start of the evaluation test and 24 hours after the start of the evaluation, the amount of power generation, fuel consumption, and the amount of CO ₂ discharged from the fuel cell were measured.
The amount of heat (preheating amount) required to lead each fuel to a predetermined reformer temperature was calculated from the heat capacity and latent heat of vaporization.
Also, from these measured / calculated values and fuel heating value, the performance deterioration rate of reforming catalyst (power generation amount 24 hours after the start of the test / power generation amount immediately after the start of the test), thermal efficiency (power generation amount immediately after the start of the test / fuel heat generation) Amount) and preheating amount ratio (preheating amount / power generation amount).
[0055]
Storage stability test Each fuel was heated to 149C and evaluated for total acid number and ASTM color.
Table 4 shows the measured values and calculated values.
[0056]
[Table 4]

[0057]
【The invention's effect】
As described above, by using a fuel cell containing a specific amount of an oxygen-containing compound and having a specific distillation property of a hydrocarbon compound, electric energy with a low performance deterioration rate can be obtained at a high output. It can be seen that the fuel satisfies various performances for fuel cells.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart of a steam reforming fuel cell system used for evaluating a fuel for a fuel cell system of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a partially oxidized fuel cell system used for evaluating a fuel for a fuel cell system according to the present invention.

Claims

Contains 5% by volume or more of hydrocarbon oil, contains 0.5 to 2.5 % by mass of oxygen-containing compound based on the total amount of fuel in terms of oxygen element, and has an initial distillation point of 130 to 250 ° C. for the hydrocarbon compound. 10% by volume distillation temperature is 140 ° C. or more and 290 ° C. or less, 90% by volume distillation temperature is 240 ° C. or more and 390 ° C. or less, 95% by volume distillation temperature is 250 ° C. or more and 400 ° C. or less, and distillation end point is 260 ° C. above 410 ° C. Ri following distillation characteristics der, and saturates hydrocarbon compounds content of 50% by volume or more, aromatic content is 30 volume% or less, 1 ring aromatics 20% by volume, bicyclic aromatic 10 A fuel for a fuel cell system having a volume% of 3% or less, an aromatic content of 3 rings or less, an olefin content of 1 volume% or less, and a sulfur content of 96 mass ppm or less .

Density at 15 ℃ is, 0.89 g / cm ³ or less fuel cell fuel system according to claim 1.

The fuel for a fuel cell system according to claim 1 or 2 , wherein the flash point is 20 ° C or higher.

The fuel for a fuel cell system according to any one of claims 1 to 3 , wherein the hydrocarbon compound has a cetane index of 30 or more and a cetane number of 20 or more.

The fuel for a fuel cell system according to any one of claims 1 to 4 , wherein the residual carbon content of 10% residual oil is 1.0% or less.

The fuel for a fuel cell system according to any one of claims 1 to 5 , which has a kinematic viscosity at 30 ° C of 1.5 to 8.0 cst.

The fuel for a fuel cell system according to any one of claims 1 to 6, wherein the cloud point is + 10 ° C or lower, the pour point is + 5 ° C or lower, and the clogging point is + 10 ° C or lower.

The fuel for a fuel cell system according to any one of claims 1 to 7, which is liquid and has a heat capacity at 1 atm and 15 ° C of 2.5 kJ / kg · ° C or less.

The fuel for a fuel cell system according to any one of claims 1 to 8 , wherein latent heat of vaporization is 350 kJ / kg or less.