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公開番号2025092110
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023207777
出願日2023-12-08
発明の名称メタノール濃度の制御方法、メタノール濃度の推定方法、発電システム及び二酸化炭素の製造方法
出願人三菱瓦斯化学株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 8/0444 20160101AFI20250612BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】制御負荷を抑えつつメタノール濃度制御の精度を向上させることができるメタノール濃度の制御方法等を提供する。
【解決手段】
メタノール濃度、密度及び温度からなる群より選択される少なくとも1種が経時的に変化するメタノール組成物において、当該メタノール濃度を所定範囲R₁に制御するための方法であって、
前記メタノール組成物に対して、制御期間P中に測定された密度D及び温度Tのデータ群G₁を取得する工程(A)と、
前記データ群G₁から対応するメタノール濃度群G₂を算出する工程(B)と、
前記メタノール濃度群G₂の平均値αに基づき、前記メタノール組成物に対して、メタノール濃度C₁を有するメタノール組成物MC₁及び/又は水を添加する工程(C)と、
を有し、
前記メタノール組成物MC₁及び/又は水の添加量が、前記所定範囲R₁から選択される標的メタノール濃度C₀と前記平均値αとの差に基づき決定される、方法。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
メタノール濃度、密度及び温度からなる群より選択される少なくとも１種が経時的に変化するメタノール組成物において、当該メタノール濃度を所定範囲Ｒ
1
に制御するための方法であって、
前記メタノール組成物に対して、制御期間Ｐ中に測定された密度Ｄ及び温度Ｔのデータ群Ｇ
1
を取得する工程（Ａ）と、
前記データ群Ｇ
1
から対応するメタノール濃度群Ｇ
2
を算出する工程（Ｂ）と、
前記メタノール濃度群Ｇ
2
の平均値αに基づき、前記メタノール組成物に対して、メタノール濃度Ｃ
1
を有するメタノール組成物ＭＣ
1
及び／又は水を添加する工程（Ｃ）と、
を有し、
前記メタノール組成物ＭＣ
1
及び／又は水の添加量が、前記所定範囲Ｒ
1
から選択される標的メタノール濃度Ｃ
0
と前記平均値αとの差に基づき決定される、方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記制御期間Ｐ中における測定頻度が、０．０１秒／回～１秒／回である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記メタノール濃度群Ｇ
2
のデータ数が、１０点～１０００点である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記密度Ｄが、ＭＥＭＳセンサによって測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記標的メタノール濃度Ｃ
0
が、０．５質量％以上５．０質量％以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記メタノール濃度Ｃ
1
が、１０質量％以上１００質量％以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
メタノール濃度、密度及び温度からなる群より選択される少なくとも１種が経時的に変化するメタノール組成物において、当該メタノール濃度を推定するための方法であって、
前記メタノール組成物に対して、推定期間Ｐ’中に測定された密度Ｄ及び温度Ｔのデータ群Ｇ
1
を取得する工程（Ａ’）と、
前記データ群Ｇ
1
から対応するメタノール濃度群Ｇ
2
を算出する工程（Ｂ’）と、
前記メタノール組成物のメタノール濃度の推定値として、メタノール濃度群Ｇ
2
の平均値αを算出する工程（Ｃ’）と、
を含む、方法。
【請求項８】
メタノール濃度、密度及び温度からなる群より選択される少なくとも１種が経時的に変化するメタノール組成物を利用する、発電手段と、
前記発電手段に接続された制御部と、
を備える発電システムであって、
前記制御部が、前記メタノール濃度を所定範囲Ｒ
1
に調整する制御を実行するように構成され、
前記制御が、
前記メタノール組成物に対して、制御期間Ｐ中に測定された密度Ｄ及び温度Ｔのデータ群Ｇ
1
を取得する制御（ａ）と、
前記データ群Ｇ
1
から対応するメタノール濃度群Ｇ
2
を算出する制御（ｂ）と、
前記メタノール濃度群Ｇ
2
の平均値αに基づき、前記メタノール組成物に対して、メタノール濃度Ｃ
1
を有するメタノール組成物ＭＣ
1
及び／又は水を添加する制御（ｃ）と、
を含み、
前記制御において、前記メタノール組成物ＭＣ
1
及び／又は水の添加量が、前記所定範囲Ｒ
1
から選択される標的メタノール濃度Ｃ
0
と前記平均値αとの差に基づき決定される、発電システム。
【請求項９】
前記発電手段が、直接メタノール形燃料電池である、請求項８に記載の発電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタノール濃度の制御方法、メタノール濃度の推定方法、発電システム及び二酸化炭素の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
非特許文献１には、メタノール溶液の密度と温度からメタノール濃度を算出する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
ＪＩＳＫ１５０１：２００５メタノール４．試験方法
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
メタノールについては、接着剤、農薬、塗料、合成樹脂、合成繊維、医薬等の原料として知られている他、将来のクリーンエネルギーとしての可能性についても期待が高まっている。後者の具体例としては、メタノールを直接燃料とする燃料電池（直接メタノール形燃料電池）等が挙げられる。直接メタノール形燃料電池の運転を例にすると、そのエネルギー源となるメタノール組成物（典型的には、メタノールに水を添加した組成物）においては、メタノール濃度、密度及び温度からなる群より選択される少なくとも１種が経時的に変化する。このような系において、非特許文献１に記載の方法を適用する場合、例えば、ポンプによる送液に起因して生じ得る気泡等の影響を受け、測定結果の精度が下がる傾向にある。上記の精度を高めるために、脱泡ポンプを使用することも考えられるが、この場合は制御の負荷が過度に高まり、経済性に劣る傾向にある。このように、メタノール濃度の制御において、制御負荷を抑えつつその精度を向上させる観点から、従来技術には改善の余地があるといえる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、制御負荷を抑えつつメタノール濃度制御の精度を向上させることができるメタノール濃度の制御方法等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、所定のデータ群の平均値αに基づく制御を実施すること等により、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は以下の態様を包含する。
［１］
メタノール濃度、密度及び温度からなる群より選択される少なくとも１種が経時的に変化するメタノール組成物において、当該メタノール濃度を所定範囲Ｒ
1
に制御するための方法であって、
前記メタノール組成物に対して、制御期間Ｐ中に測定された密度Ｄ及び温度Ｔのデータ群Ｇ
1
を取得する工程（Ａ）と、
前記データ群Ｇ
1
から対応するメタノール濃度群Ｇ
2
を算出する工程（Ｂ）と、
前記メタノール濃度群Ｇ
2
の平均値αに基づき、前記メタノール組成物に対して、メタノール濃度Ｃ
1
を有するメタノール組成物ＭＣ
1
及び／又は水を添加する工程（Ｃ）と、
を有し、
前記メタノール組成物ＭＣ
1
及び／又は水の添加量が、前記所定範囲Ｒ
1
から選択される標的メタノール濃度Ｃ
0
と前記平均値αとの差に基づき決定される、方法。
［２］
前記制御期間Ｐ中における測定頻度が、０．０１秒／回～１秒／回である、［１］に記載の方法。
［３］
前記メタノール濃度群Ｇ
2
のデータ数が、１０点～１０００点である、［１］又は［２］に記載の方法。
［４］
前記密度Ｄが、ＭＥＭＳセンサによって測定される、［１］～［３］のいずれかに記載の方法。
［５］
前記標的メタノール濃度Ｃ
0
が、０．５質量％以上５．０質量％以下である、［１］～［４］のいずれかに記載の方法。
［６］
前記メタノール濃度Ｃ
1
が、１０質量％以上１００質量％以下である、［１］～［５］のいずれかに記載の方法。
［７］
メタノール濃度、密度及び温度からなる群より選択される少なくとも１種が経時的に変化するメタノール組成物において、当該メタノール濃度を推定するための方法であって、
前記メタノール組成物に対して、推定期間Ｐ’中に測定された密度Ｄ及び温度Ｔのデータ群Ｇ
1
を取得する工程（Ａ’）と、
前記データ群Ｇ
1
から対応するメタノール濃度群Ｇ
2
を算出する工程（Ｂ’）と、
前記メタノール組成物のメタノール濃度の推定値として、メタノール濃度群Ｇ
2
の平均値αを算出する工程（Ｃ’）と、
を含む、方法。
［８］
メタノール濃度、密度及び温度からなる群より選択される少なくとも１種が経時的に変化するメタノール組成物を利用する、発電手段と、
前記発電手段に接続された制御部と、
を備える発電システムであって、
前記制御部が、前記メタノール濃度を所定範囲Ｒ
1
に調整する制御を実行するように構成され、
前記制御が、
前記メタノール組成物に対して、制御期間Ｐ中に測定された密度Ｄ及び温度Ｔのデータ群Ｇ
1
を取得する制御（ａ）と、
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、制御負荷を抑えつつメタノール濃度制御の精度を向上させることができるメタノール濃度の制御方法等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本実施形態の一態様に係るメタノール濃度の制御方法の一例を示すフローチャートである。
工程Ｓ３の一例を示すフローチャートである。
本実施形態の一態様に係るメタノール濃度の推定方法の一例を示すフローチャートである。
本実施形態の一態様に係る発電システムを例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」ともいう。）について、必要に応じて図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。また、添付図面は実施形態の一例を示したものであり、形態はこれに限定して解釈されるものではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。
なお、各図面において同一又は同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づいて上下左右等の位置関係を説明する。さらに、図面の寸法比率は実際の比率を示すものではなく、また、実際の比率は図示の比率に限定されるものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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