JPH01124963A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPH01124963A JPH01124963A JP62283938A JP28393887A JPH01124963A JP H01124963 A JPH01124963 A JP H01124963A JP 62283938 A JP62283938 A JP 62283938A JP 28393887 A JP28393887 A JP 28393887A JP H01124963 A JPH01124963 A JP H01124963A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reformer
- fuel cell
- heating
- power generation
- electric heater
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、原料ガスを改質して水素をつくり、この水素
と酸素（空気）を反応させて直接電気工オルギーを得る
燃料電池に関するものである。
と酸素（空気）を反応させて直接電気工オルギーを得る
燃料電池に関するものである。
［従来技術］
燃料電池は、原料ガスの有する化学エネルギーを直接電
気工ネルキーに変換する発電効率の高い発電装置とし゛
〔、近年実用化に向けた開発が積極的に進められている
。
気工ネルキーに変換する発電効率の高い発電装置とし゛
〔、近年実用化に向けた開発が積極的に進められている
。
一般に、燃料電池は電池電圧を高くすることにより発電
効率を向りさせることができるので、電池の内部抵抗を
小さくするなどして電池電圧を高くする努力かなされて
いる。−・方、電池電圧が高い時は、電極触媒として利
用されている白金粒子か凝集（シンタリング）現象を起
こすことにより、耐疲活性か低下し、発生する電池電圧
の低下、即ち電池寿命の短縮が促進されることが知られ
ている。これを防１にするために、燃料電気の電気負荷
が小さく電池電圧が高くなるとき、例えば、単電池電圧
０．７５ Ｖ以−ヒの場合に電気負荷を追加して電池電
圧を下げる方法を採用することか知られている。
効率を向りさせることができるので、電池の内部抵抗を
小さくするなどして電池電圧を高くする努力かなされて
いる。−・方、電池電圧が高い時は、電極触媒として利
用されている白金粒子か凝集（シンタリング）現象を起
こすことにより、耐疲活性か低下し、発生する電池電圧
の低下、即ち電池寿命の短縮が促進されることが知られ
ている。これを防１にするために、燃料電気の電気負荷
が小さく電池電圧が高くなるとき、例えば、単電池電圧
０．７５ Ｖ以−ヒの場合に電気負荷を追加して電池電
圧を下げる方法を採用することか知られている。
この方法として従来採られているものの一つに、追加す
る電気負荷に電池冷却水加熱用ヒータを利用する方法か
ある。第２図は、この電池冷却水加熱用ヒータを利用す
る方法の作動を説明するものである。
る電気負荷に電池冷却水加熱用ヒータを利用する方法か
ある。第２図は、この電池冷却水加熱用ヒータを利用す
る方法の作動を説明するものである。
ｊＸ料ガス１は、改￥ｉ器２において改質され水素リッ
チな改質ガス３となって電池本体４のアノード５に送ら
れ、電気化学反応により発電を行う。
チな改質ガス３となって電池本体４のアノード５に送ら
れ、電気化学反応により発電を行う。
反応の剰余水素を含みアノード５を出た燃焼用ガス６は
、改質器２の可燃ガス燃焼用バーナ７において燃焼し、
原料ガスｌの改質に必要な熱を供給する。
、改質器２の可燃ガス燃焼用バーナ７において燃焼し、
原料ガスｌの改質に必要な熱を供給する。
電池本体４は、゛電池冷却器８におい°Ｃ循環ポンプ９
により循環する電池冷却水ｌＯにより冷却され、発電反
応に伴い生ずる排熱が除去される。電池冷却水１０は、
排熱回収用熱交換器１１又は温度制御用熱交換器１２に
おいて冷却されることにより設定の温度に制御される。
により循環する電池冷却水ｌＯにより冷却され、発電反
応に伴い生ずる排熱が除去される。電池冷却水１０は、
排熱回収用熱交換器１１又は温度制御用熱交換器１２に
おいて冷却されることにより設定の温度に制御される。
排熱回収用熱交換器１１においては回収された排熱１３
は給湯等の熱負荷に利用される。
は給湯等の熱負荷に利用される。
燃料電池の電気負荷が小さく電池電圧か高くなる場合、
この方法では電池冷却水加熱用ヒータ１４を電気負荷と
してかけることにより電池電圧をドげ電極触媒の凝集現
象を防止する。電池冷却水ｌＯは、電池冷却水加熱用ヒ
ータ１４の作動により設定温度よりも高温になるので、
排熱回収用熱交換器１１又は温度制御用熱交換器１２の
作動により設定温度まで冷却される。
この方法では電池冷却水加熱用ヒータ１４を電気負荷と
してかけることにより電池電圧をドげ電極触媒の凝集現
象を防止する。電池冷却水ｌＯは、電池冷却水加熱用ヒ
ータ１４の作動により設定温度よりも高温になるので、
排熱回収用熱交換器１１又は温度制御用熱交換器１２の
作動により設定温度まで冷却される。
［従来技術の問題点］
前述の従来方法（システム）においては、電気負荷とし
て追加された電池冷却水加熱用ヒータで発生した熱は、
燃料電池のシスデム内部では利用されず、排熱回収用熱
交換器又は温度制御用熱交換器によって外部に除去され
る。この場合、除去する熱を排熱回収用熱交換器で回収
しく１２０°Ｃ程度の高温水として回収が可能）給湯等
の熱負荷に利用されるならば、燃料電池全体のエネルギ
ー利用効率は低下することかないが、熱負荷がないと温
度制御用熱交換器において外部に無駄に放熱されること
になり、エネルギー利用効率の低下か大きいという欠点
が生ずる。また、前者のように給湯等の熱負荷に利用で
きる場合でも、比較的低温の熟エネルギーの形での利用
となるから、エクセルギーの立場からみてあまり有効で
はなく、かつ電気エネルギーの形では利用されないので
、発電効率か低下することには変わりない。
て追加された電池冷却水加熱用ヒータで発生した熱は、
燃料電池のシスデム内部では利用されず、排熱回収用熱
交換器又は温度制御用熱交換器によって外部に除去され
る。この場合、除去する熱を排熱回収用熱交換器で回収
しく１２０°Ｃ程度の高温水として回収が可能）給湯等
の熱負荷に利用されるならば、燃料電池全体のエネルギ
ー利用効率は低下することかないが、熱負荷がないと温
度制御用熱交換器において外部に無駄に放熱されること
になり、エネルギー利用効率の低下か大きいという欠点
が生ずる。また、前者のように給湯等の熱負荷に利用で
きる場合でも、比較的低温の熟エネルギーの形での利用
となるから、エクセルギーの立場からみてあまり有効で
はなく、かつ電気エネルギーの形では利用されないので
、発電効率か低下することには変わりない。
［本発明の目的］
本発明は、燃料電池において、外部電気負荷が小さくな
った際の発電効率の低下を抑え、かつ外部型気負、荷が
小さい′ときの電池電圧の上界による電極触媒の凝集現
象を防止することが目的である。
った際の発電効率の低下を抑え、かつ外部型気負、荷が
小さい′ときの電池電圧の上界による電極触媒の凝集現
象を防止することが目的である。
［本発明の構成及びその作用］
本発明は、上記目的を達成する手段として、燃料電池の
改質器の加熱装置として、可燃ガス燃焼用バーナと自己
発電エネルギーを使用する電気ヒータを設けたものであ
る。
改質器の加熱装置として、可燃ガス燃焼用バーナと自己
発電エネルギーを使用する電気ヒータを設けたものであ
る。
Ｅ記のように構成すると、外部電気負荷が小さいときに
は電気負荷として改質器加熱用ヒータに対する負荷を追
加する。これにより、改質器の温度か上昇し、改質器の
改質性能か向上するとともに、改質器加熱のため可燃ガ
ス燃焼用バーナに入る燃焼用ガスのｍを減らすことかり
能となる。
は電気負荷として改質器加熱用ヒータに対する負荷を追
加する。これにより、改質器の温度か上昇し、改質器の
改質性能か向上するとともに、改質器加熱のため可燃ガ
ス燃焼用バーナに入る燃焼用ガスのｍを減らすことかり
能となる。
従って、（ンブ・・、 トする原料ガスのｔ、も減らす
ことがＩＩｆ能となり、従来の方法と比較ｊ）て発電効
率の良いｄ（転か行われることになる。
ことがＩＩｆ能となり、従来の方法と比較ｊ）て発電効
率の良いｄ（転か行われることになる。
［実施例及びその作用］
以↑°、未発明の実施例について図面を参照し・Ｃ共体
的に説明する。第１図は、本発明による燃料電池のシス
テムを示したものである。
的に説明する。第１図は、本発明による燃料電池のシス
テムを示したものである。
改質器２には改質器２内の適切なる位置に改質：＊２加
熱用の可燃ガス燃焼用バーナ７と改質器２加熱用°屯気
ヒータ１５か設けられている。
熱用の可燃ガス燃焼用バーナ７と改質器２加熱用°屯気
ヒータ１５か設けられている。
１−記実施例においては、通常の燃料電池運転時は、ア
ノード５からくる電池本体４ての発電反応て消費されな
かった剰余水素を含む燃焼用ガス６を可燃ガス燃焼用バ
ーナ７で燃焼させることにより原料ガスｌの改質に必要
な熱を得る。
ノード５からくる電池本体４ての発電反応て消費されな
かった剰余水素を含む燃焼用ガス６を可燃ガス燃焼用バ
ーナ７で燃焼させることにより原料ガスｌの改質に必要
な熱を得る。
−力性部電気負荷１７か小さく、電池電圧か高くなる場
合は内部の電気負荷として電池本体４で発生した電気エ
ネルギーをライン１６によりとり出し、これにより改質
器２加熱用電気ヒータ■５を作動させる。
合は内部の電気負荷として電池本体４で発生した電気エ
ネルギーをライン１６によりとり出し、これにより改質
器２加熱用電気ヒータ■５を作動させる。
［本発明の効果］
本発明は以上のように、改Ｉｆｉ器２は外部負荷が小さ
くなった際、自己発電エネルギーを使う改質器加熱用電
気ヒータにより加熱され温度か上昇するので、原料ガス
を水素リッチな改質ガスに変える改質効率（原料ガスが
水素に変わる割合で示される）かｎ（燃ガス燃焼用バー
ナによる加熱のみの場合に比べ向上する。従って、アノ
ードに供給される改質ガス中の水素にが増大するので、
電池本体て行われる発電反応が効率良くなる。即ち、追
加した内部電気負荷で消費されるエネルギーが、電池本
体において再び電気の形で回収され、発電効率の向丘に
寄与することが可能になる。
くなった際、自己発電エネルギーを使う改質器加熱用電
気ヒータにより加熱され温度か上昇するので、原料ガス
を水素リッチな改質ガスに変える改質効率（原料ガスが
水素に変わる割合で示される）かｎ（燃ガス燃焼用バー
ナによる加熱のみの場合に比べ向上する。従って、アノ
ードに供給される改質ガス中の水素にが増大するので、
電池本体て行われる発電反応が効率良くなる。即ち、追
加した内部電気負荷で消費されるエネルギーが、電池本
体において再び電気の形で回収され、発電効率の向丘に
寄与することが可能になる。
さらに、改質器を加熱するのに必要な可燃ガス燃焼用バ
ーナに送る燃焼用ガスの量を少なくすることができるの
で、インプットする原料ガスの量を少なくすることが可
能となる。従って、これも発電効率の向上に寄与するこ
とになる。
ーナに送る燃焼用ガスの量を少なくすることができるの
で、インプットする原料ガスの量を少なくすることが可
能となる。従って、これも発電効率の向上に寄与するこ
とになる。
本発明においては、内部電気負荷に改質器の加熱用電気
ヒータを利用することにより、その追加の電気エネルギ
ーか改質器′Ｃ有効に利用され、完電効−にの向ｌｘと
いう形て還元される。従って、外部に廃ガス損失という
形ても出ていかず、また給湯温度レベルて熱利用すると
いう従来方式の低エクセルギー的利用方式に比べ、エク
セルギー論−Ｅからも有効である。
ヒータを利用することにより、その追加の電気エネルギ
ーか改質器′Ｃ有効に利用され、完電効−にの向ｌｘと
いう形て還元される。従って、外部に廃ガス損失という
形ても出ていかず、また給湯温度レベルて熱利用すると
いう従来方式の低エクセルギー的利用方式に比べ、エク
セルギー論−Ｅからも有効である。
次に、外部電気負荷が小さく、電池電圧が高くなった場
合、内部の電気負荷として改質器加熱用電気ヒータを作
動させるため、電池電圧上昇による電極触媒の凝集現象
（シンタリンク）を防止することができる。この結果、
電池の耐久性か向上する。
合、内部の電気負荷として改質器加熱用電気ヒータを作
動させるため、電池電圧上昇による電極触媒の凝集現象
（シンタリンク）を防止することができる。この結果、
電池の耐久性か向上する。
第１図は１本発明に係る燃料電池システムの系統図、第
２図は従来の燃料電池システムの系統図である。 ｌ・・・・・・原料ガス ２・・・・・・改質器 ３・・・・・・改質カス ４・・・・・・電池本体 ５・・・・・・アノード ６・・・・・・燃焼用ガス ７・・・・・・可燃ガス燃焼用バーナ ８・・・・・・電池冷却器 ９・・・・・・循環ポンプ ｌＯ・・・電池冷却水 １１−・・排熱回収用熱交換器 １２・・・温度制御用熱交換器 １３・・・回収排熱 １４・・・電池冷却水加熱用ヒータ １５・・・改質器加熱用電気ヒータ １６・・・ライン １７・・・外部′、し無負荷
２図は従来の燃料電池システムの系統図である。 ｌ・・・・・・原料ガス ２・・・・・・改質器 ３・・・・・・改質カス ４・・・・・・電池本体 ５・・・・・・アノード ６・・・・・・燃焼用ガス ７・・・・・・可燃ガス燃焼用バーナ ８・・・・・・電池冷却器 ９・・・・・・循環ポンプ ｌＯ・・・電池冷却水 １１−・・排熱回収用熱交換器 １２・・・温度制御用熱交換器 １３・・・回収排熱 １４・・・電池冷却水加熱用ヒータ １５・・・改質器加熱用電気ヒータ １６・・・ライン １７・・・外部′、し無負荷
Claims (2)
- （１）原料ガスを改質して改質ガスを生成する燃料電池
の改質器において、改質器の加熱装置として可燃ガス燃
焼用バーナと自己発電エネルギーを使用する電気ヒータ
とを併設したことを特徴とする燃料電池。 - （２）前記改質器の加熱装置のうち可燃ガス燃焼用バー
ナは、燃料電池の運転中常時使用するものとし、一方電
気ヒータは、燃料電池の外部電気負荷が小さい場合に内
部電気負荷として使用するようにした特許請求の範囲第
１項に記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62283938A JPH01124963A (ja) | 1987-11-10 | 1987-11-10 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62283938A JPH01124963A (ja) | 1987-11-10 | 1987-11-10 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01124963A true JPH01124963A (ja) | 1989-05-17 |
Family
ID=17672161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62283938A Pending JPH01124963A (ja) | 1987-11-10 | 1987-11-10 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01124963A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09147897A (ja) * | 1995-11-17 | 1997-06-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体高分子型燃料電池 |
| WO2002029918A1 (fr) * | 2000-10-06 | 2002-04-11 | Renault | Dispositif de maintien en temperature du reformeur du systeme de traction a pile a combustible d'un vehicle |
| US7191455B2 (en) | 2002-11-27 | 2007-03-13 | Sony Corporation | Disk-type recording and/or reproducing apparatus and method of judging disc-shaped recording medium of disc-type recording and/or reproducing apparatus |
| US7659019B2 (en) * | 2005-09-16 | 2010-02-09 | Idatech, Llc | Thermally primed hydrogen-producing fuel cell system |
-
1987
- 1987-11-10 JP JP62283938A patent/JPH01124963A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09147897A (ja) * | 1995-11-17 | 1997-06-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体高分子型燃料電池 |
| WO2002029918A1 (fr) * | 2000-10-06 | 2002-04-11 | Renault | Dispositif de maintien en temperature du reformeur du systeme de traction a pile a combustible d'un vehicle |
| FR2815175A1 (fr) * | 2000-10-06 | 2002-04-12 | Renault | Dispositif de maintien en temperature du reformeur du systeme de traction a pile a combustible d'un vehicule |
| US7191455B2 (en) | 2002-11-27 | 2007-03-13 | Sony Corporation | Disk-type recording and/or reproducing apparatus and method of judging disc-shaped recording medium of disc-type recording and/or reproducing apparatus |
| US7659019B2 (en) * | 2005-09-16 | 2010-02-09 | Idatech, Llc | Thermally primed hydrogen-producing fuel cell system |
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