====== 燃料電池 ======
==== fuel cell ====

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　燃料電池は電解質を介した２種の電極を用い，反応物として，正極（空気極）に酸素または空気，負極（燃料極）に水素や炭化水素などの燃料を外部から供給し，生成物（H<sub>2</sub>O，CO<sub>2</sub>など）を逐次外部に除去して連続的に発電する．また，反応物の供給を止めると発電しないため，電池よりむしろエネルギー変換器ともいえる．燃料電池発電は次の特徴がある．①熱エネルギーや運動エネルギーの過程を経ない直接発電のため，小規模で高い発電効率が期待できる．②窒素酸化物やばいじんなどの排出が少なく，騒音や振動の少ない優れた環境性をもつ．③冷却用に多量の海水，河川水を必要とせず，都市部に設置可能である．④発電に伴い発生する熱を利用し，給湯，地域冷暖房と組合せてコージェネレーションとすることにより，総合エネルギー効率の向上が期待できる．
燃料電池は，電解質によって，アルカリ形燃料電池（AFC)，リン酸形燃料電池（PAFC)，[[|溶融炭酸塩形燃料電池]]（[[12:1001232|MCFC]])，[[|固体電解質形燃料電池]]（[[|SOFC]])，固体高分子形燃料電池（PEFC）などに分類できる（表)．いずれも単電池の出力電圧は低いため，実用化にはセパレータを介し直列に多数のセルを積層した[[12:1009816|燃料電池スタック]]として使用される．図にリン酸形燃料電池発電プラントの基本構成を示す．機能別に次のサブシステムに分類できる．
　1.　燃料処理系：原燃料ガスと別に製造する蒸気と熱により改質・変成を行う．
　2.　空気処理系：空気を導入する部分．
プラントの高効率化を目指すにはより高圧が必要となり，空気圧縮機が使用される．
　3.　熱処理系：改質に必要な蒸気の生成，さらに冷却用水（または空気）を含めてプラント全体の総バランスを制御する．
　4.　燃料電池スタック：燃料処理・空気処理系から得られた改質ガス・空気を導入して発電する．なお発電時に発熱するため，冷却用水（または空気）が電池内を循環し，この熱を熱処理系へ送りプラント全体の温度制御を行う．
　5.　水回収系：電池内で生成される水，燃料処理系から回収される余剰水および冷却水は，すべて水回収系へ戻され，脱気・脱イオン・ろ過され，純水として再びプラントへ供給される．
また上記のほか，電池本体で発電される直流電力を交流に変換する直交変換装置，プラント全体の制御・保護を行う監視・制御装置，窒素ガス，制御用空気などの貯蔵装置がある．

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