JPH01246770A - 溶融炭酸塩型燃料電池の出力制御法 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池の出力制御法Info
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- JPH01246770A JPH01246770A JP63072141A JP7214188A JPH01246770A JP H01246770 A JPH01246770 A JP H01246770A JP 63072141 A JP63072141 A JP 63072141A JP 7214188 A JP7214188 A JP 7214188A JP H01246770 A JPH01246770 A JP H01246770A
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- gas
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- 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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0048—Molten electrolytes used at high temperature
- H01M2300/0051—Carbonates
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- 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
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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〕
本発明は溶融炭酸塩型燃料電池に係り、特に燃料電池の
出力を制御するために、燃料電池に供給するガス組成を
変化させて調整する方法に関する。
出力を制御するために、燃料電池に供給するガス組成を
変化させて調整する方法に関する。
溶融炭酸塩を電解質とする溶融炭酸塩型燃料電池に限ら
ず、燃料電池ではその出力を制御するために、燃料電池
に供給する燃料や酸化剤量を調整する方法が一般に用い
られている。例えば、燃料電池の出力を減少したいとき
は、燃料、あるいは。
ず、燃料電池ではその出力を制御するために、燃料電池
に供給する燃料や酸化剤量を調整する方法が一般に用い
られている。例えば、燃料電池の出力を減少したいとき
は、燃料、あるいは。
酸化剤の供給量を減少し、逆に、燃料電池の出力を増大
するときには、これらの供給量を増加するというもので
ある。この方法によって燃料電池の出力は調整できるが
、しかし、溶融炭酸塩型燃料電池のように、ガスを燃料
及び酸化剤に用いる型の燃料電池では、これらの供給量
を変化するとき、両者の差圧が発生する。差圧が発生す
ると、燃料電池内で電解質層を貫通するガスクロスオー
バ現象が起こり、燃料電池の性能劣化、すなわち、燃料
電池の寿命低下を招く。このような問題点を除去するた
めには、差圧コントロールを注意深く行う必要があり、
そのため、多大な機能をもつ制御装置が必要になる。な
お、この種の出力調整法に関連するものとして、例えば
、特開昭５８−１６６６７２号、特開昭６１−２８４０
６５号、特開昭６１−２８８３８０号公報が挙げられる
。
するときには、これらの供給量を増加するというもので
ある。この方法によって燃料電池の出力は調整できるが
、しかし、溶融炭酸塩型燃料電池のように、ガスを燃料
及び酸化剤に用いる型の燃料電池では、これらの供給量
を変化するとき、両者の差圧が発生する。差圧が発生す
ると、燃料電池内で電解質層を貫通するガスクロスオー
バ現象が起こり、燃料電池の性能劣化、すなわち、燃料
電池の寿命低下を招く。このような問題点を除去するた
めには、差圧コントロールを注意深く行う必要があり、
そのため、多大な機能をもつ制御装置が必要になる。な
お、この種の出力調整法に関連するものとして、例えば
、特開昭５８−１６６６７２号、特開昭６１−２８４０
６５号、特開昭６１−２８８３８０号公報が挙げられる
。
上記したように従来技術による燃料電池の出力制御方法
では、燃料電池内でのガス圧力の差圧に充分な注意を払
わなければならないという問題があった。
では、燃料電池内でのガス圧力の差圧に充分な注意を払
わなければならないという問題があった。
本発明の目的は、燃料電池内でのガスの圧力の差圧を発
生させることなく、燃料電池の出力、特に、溶融炭酸塩
型燃料電池の出力を制御する方法を提供することにある
。
生させることなく、燃料電池の出力、特に、溶融炭酸塩
型燃料電池の出力を制御する方法を提供することにある
。
本発明の目的はカソードガス（酸化剤ガス）、あるいは
、アノードガス（燃料）の組成を変化することによって
達成される。すなわち、燃料電池に供給するガス量は一
定に保ち、その組成を変化することによって、燃料電池
の出力を制御する。
、アノードガス（燃料）の組成を変化することによって
達成される。すなわち、燃料電池に供給するガス量は一
定に保ち、その組成を変化することによって、燃料電池
の出力を制御する。
この方法によれば、電池に供給されるガス量は常に一定
に保つことができるので、カソードガスとアノードガス
間で出力制御時に、急に、差圧が発生するという問題は
解消される。第１図に本発明の構成を示す。燃料電池１
にはカソード２とアノード３を設けており、それぞれに
反応ガスに供給される。アノードには、ＬＮＧやメタン
などを水素リッチガスに改質したものが燃料（反応ガス
）として供給される。一方、カソードには空気と炭酸ガ
スの混合ガスが供給されるが、炭酸ガスは、一般に、Ｌ
ＮＧやメタンなどの炭化水素系ガスを燃焼させたものが
使用される。第１図に示した炭酸ガス製造装置４がその
役割を成すものである。
に保つことができるので、カソードガスとアノードガス
間で出力制御時に、急に、差圧が発生するという問題は
解消される。第１図に本発明の構成を示す。燃料電池１
にはカソード２とアノード３を設けており、それぞれに
反応ガスに供給される。アノードには、ＬＮＧやメタン
などを水素リッチガスに改質したものが燃料（反応ガス
）として供給される。一方、カソードには空気と炭酸ガ
スの混合ガスが供給されるが、炭酸ガスは、一般に、Ｌ
ＮＧやメタンなどの炭化水素系ガスを燃焼させたものが
使用される。第１図に示した炭酸ガス製造装置４がその
役割を成すものである。
また、５及び６は、それぞれ空気量調整器及び炭化水素
量調整器である。
量調整器である。
本発明の出力制御方法について説明する。第２図はカソ
ードに供給する炭酸ガスと空気中の酸素の割合に対する
セル出力の変化を示す。Ｃ０２１０２値が約２付近でセ
ル出力が最も大きくなり、その前後ではいずれも出力が
低下する。従って、必要とする出力に合わせて、カソー
ドに供給する炭酸ガスと空気の割合をコントロールする
ことで、容易に出力を制御することができる。すなわち
、第１図において、空気量調整器５と炭化水素量調整器
６を操作することによって、炭酸ガスの生成量と炭酸ガ
ス生成に使用されないで燃料電池に供給される空気量（
酸素量）を変化させることができ、これによって燃料電
池の出力を制御することができる。
ードに供給する炭酸ガスと空気中の酸素の割合に対する
セル出力の変化を示す。Ｃ０２１０２値が約２付近でセ
ル出力が最も大きくなり、その前後ではいずれも出力が
低下する。従って、必要とする出力に合わせて、カソー
ドに供給する炭酸ガスと空気の割合をコントロールする
ことで、容易に出力を制御することができる。すなわち
、第１図において、空気量調整器５と炭化水素量調整器
６を操作することによって、炭酸ガスの生成量と炭酸ガ
ス生成に使用されないで燃料電池に供給される空気量（
酸素量）を変化させることができ、これによって燃料電
池の出力を制御することができる。
また、第３図にアノードに供給される燃料中の水素と炭
酸ガス量（ただし、ここで示す炭酸ガス量は改質ガス中
の水素以外をすべて含むものとする）の割合に対するセ
ル出力の変化を示す。Ｈ２／ ＣＯＺ値が大きくなるに
つれて、すなわち、水素濃度が大になるにつれて、セル
出力が大きくなる。従って、燃料電池の出力を制御する
ためには、水素濃度の割合を変化させることによっても
り−ドガスの場合と同じように制御することができる。
酸ガス量（ただし、ここで示す炭酸ガス量は改質ガス中
の水素以外をすべて含むものとする）の割合に対するセ
ル出力の変化を示す。Ｈ２／ ＣＯＺ値が大きくなるに
つれて、すなわち、水素濃度が大になるにつれて、セル
出力が大きくなる。従って、燃料電池の出力を制御する
ためには、水素濃度の割合を変化させることによっても
り−ドガスの場合と同じように制御することができる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。公知
の溶融炭酸塩型燃料電池を用い、電池温度６５０℃で運
転した。このとき、アノード３にはスチーム・カーボン
比（Ｓ／Ｃ）２．５ でメタンを改質したガスを供給し
た。カソード２にはメタンと空気を１対１２．５の割合
（体積比）で炭酸ガス製造装置４に供給し、炭酸ガスと
空気中の酸素が約２対１の割合になっているガスを供給
した。この状態で一定時間運転し、次に、燃料電池１の
出力を定常状態から７５％に低下することを試みた。低
下する方法として、第２図に示したカソードガス組成を
変化する手段を用いた。すなわち、炭酸ガス量を少なく
し、酸素ガス量を多くした。ＣＯ２１０２値が約０．９
になるように、第１図に示した炭化水素量調整器６を
しぼり、逆に、空気量調整器５を開いて、メタンと空気
の比が１対１５．５ になるようにした。この条件で燃
料電池１を運転したところ、はぼ、目標とする出力に制
御することができた。
の溶融炭酸塩型燃料電池を用い、電池温度６５０℃で運
転した。このとき、アノード３にはスチーム・カーボン
比（Ｓ／Ｃ）２．５ でメタンを改質したガスを供給し
た。カソード２にはメタンと空気を１対１２．５の割合
（体積比）で炭酸ガス製造装置４に供給し、炭酸ガスと
空気中の酸素が約２対１の割合になっているガスを供給
した。この状態で一定時間運転し、次に、燃料電池１の
出力を定常状態から７５％に低下することを試みた。低
下する方法として、第２図に示したカソードガス組成を
変化する手段を用いた。すなわち、炭酸ガス量を少なく
し、酸素ガス量を多くした。ＣＯ２１０２値が約０．９
になるように、第１図に示した炭化水素量調整器６を
しぼり、逆に、空気量調整器５を開いて、メタンと空気
の比が１対１５．５ になるようにした。この条件で燃
料電池１を運転したところ、はぼ、目標とする出力に制
御することができた。
本発明によれば、燃料電池に供給するガス量を変化させ
ることなく、その出力を制御することができ、燃料電池
の内部でアノードガスとカソードガスの差圧を急激に生
じる問題も発生せず、ガスのクロスオーバもないので、
燃料電池の寿命を延ばすことができる。
ることなく、その出力を制御することができ、燃料電池
の内部でアノードガスとカソードガスの差圧を急激に生
じる問題も発生せず、ガスのクロスオーバもないので、
燃料電池の寿命を延ばすことができる。
第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図はカソード
に供給するガス組成とセル出力の関係を示す図、第３図
はアノードに供給するガス組成とセル出力の関係を示す
図である。 １・・・燃料電池、２・・・カソード、３・・・アノー
ド、４・・・炭酸ガス製造装置、５・・・空気量調整器
、６・・・炭第１図
に供給するガス組成とセル出力の関係を示す図、第３図
はアノードに供給するガス組成とセル出力の関係を示す
図である。 １・・・燃料電池、２・・・カソード、３・・・アノー
ド、４・・・炭酸ガス製造装置、５・・・空気量調整器
、６・・・炭第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、溶融炭酸塩を電解質とする型の燃料電池において、 前記燃料電池の出力を調整するために、カソードガス組
成を変化させることを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池
の出力制御法。 ２、溶融炭酸塩を電解質とする型の燃料電池において、 前記燃料電池の出力を調整するために、カソードガス組
成を変化させ、次いで燃料改質器への燃料供給量を制御
してカソードガス量を制御することを特徴とする溶融炭
酸塩型燃料電池の出力制御法。 ３、溶融炭酸塩を電解質とする型の燃料電池において、 前記燃料電池の出力を調整するために、アノードガス組
成を変化させることを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池
の出力制御法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63072141A JPH01246770A (ja) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | 溶融炭酸塩型燃料電池の出力制御法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63072141A JPH01246770A (ja) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | 溶融炭酸塩型燃料電池の出力制御法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01246770A true JPH01246770A (ja) | 1989-10-02 |
Family
ID=13480708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63072141A Pending JPH01246770A (ja) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | 溶融炭酸塩型燃料電池の出力制御法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01246770A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006043494A1 (ja) * | 2004-10-19 | 2006-04-27 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | 複合発電設備 |
| JP2006278190A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 燃料電池システム |
| JP2008507113A (ja) * | 2004-06-03 | 2008-03-06 | フュエルセル エナジー， インコーポレイテッド | 二酸化炭素の放出を抑止する、統合された高効率の化石燃料を用いる発電所／燃料電池システム |
-
1988
- 1988-03-28 JP JP63072141A patent/JPH01246770A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008507113A (ja) * | 2004-06-03 | 2008-03-06 | フュエルセル エナジー， インコーポレイテッド | 二酸化炭素の放出を抑止する、統合された高効率の化石燃料を用いる発電所／燃料電池システム |
| WO2006043494A1 (ja) * | 2004-10-19 | 2006-04-27 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | 複合発電設備 |
| JPWO2006043494A1 (ja) * | 2004-10-19 | 2008-05-22 | 財団法人電力中央研究所 | 複合発電設備 |
| US8329345B2 (en) | 2004-10-19 | 2012-12-11 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | Combined power generation equipment |
| JP2006278190A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 燃料電池システム |
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