JPH01304668A - リン酸型燃料電池発電プラント - Google Patents
リン酸型燃料電池発電プラントInfo
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- JPH01304668A JPH01304668A JP63132816A JP13281688A JPH01304668A JP H01304668 A JPH01304668 A JP H01304668A JP 63132816 A JP63132816 A JP 63132816A JP 13281688 A JP13281688 A JP 13281688A JP H01304668 A JPH01304668 A JP H01304668A
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- Electrochemistry (AREA)
- 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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は待機状態を改良したリン酸型燃料電池発電プラ
ントに関する。
ントに関する。
（従来の技術）
従来のリン酸型燃料電池発電プラントの概略構成を第３
図を参照して説明する。
図を参照して説明する。
即ち、燃料電池本体１は背面に水素等の燃料を接触させ
たアノード電極２と、背面に酸素等の酸化剤を接触させ
たカソード電極３とを電解質を含浸したマトリックスを
挟んで両側に配置して構成されている。また、アノード
電極２には天然ガス８と水蒸気９との混合ガスが改質装
置１０において水蒸気改質反応により水素リッチガスと
なり供給される。他方、カソード電極３には圧縮空気１
１が供給される。そして、アノード電極２に供給された
水素リッチガスはカソード電極３に供給された圧縮空気
１１と電気化学的に反応して電気、水及び熱となる。さ
らに、アノード電極２を出たガスはアノード出口リン酸
吸着器１２、アノード出口凝縮器１３及び改質器バーナ
１４を介して大気１５に放出される。一方、カソード電
極３を出たガスはカソード出ロリン酸吸着器１６及びカ
ソード出口凝縮器エフを介して大気に放出される。また
、アノード電極２及びカソード電極３内ガスはアノード
リサイクルブロワ１８及びカソードサイクルブロワ１９
により夫々循環される。尚、２０．２１及び２２は夫々
アノードガス供給弁、カソード空気供給弁及び大気遮断
弁である。
たアノード電極２と、背面に酸素等の酸化剤を接触させ
たカソード電極３とを電解質を含浸したマトリックスを
挟んで両側に配置して構成されている。また、アノード
電極２には天然ガス８と水蒸気９との混合ガスが改質装
置１０において水蒸気改質反応により水素リッチガスと
なり供給される。他方、カソード電極３には圧縮空気１
１が供給される。そして、アノード電極２に供給された
水素リッチガスはカソード電極３に供給された圧縮空気
１１と電気化学的に反応して電気、水及び熱となる。さ
らに、アノード電極２を出たガスはアノード出口リン酸
吸着器１２、アノード出口凝縮器１３及び改質器バーナ
１４を介して大気１５に放出される。一方、カソード電
極３を出たガスはカソード出ロリン酸吸着器１６及びカ
ソード出口凝縮器エフを介して大気に放出される。また
、アノード電極２及びカソード電極３内ガスはアノード
リサイクルブロワ１８及びカソードサイクルブロワ１９
により夫々循環される。尚、２０．２１及び２２は夫々
アノードガス供給弁、カソード空気供給弁及び大気遮断
弁である。
ところで、リン酸型燃料電池発電プラントの運転にあた
り、速やかに発電に移行できる待機状態を維持すること
は、発電プラントの高効率運転に大きく依存する。即ち
、運転指令に伴ない所定の起電力を短時間に得ることが
望まれている。そして、待機状態とは１発電状況、電極
２，３間差圧の制御性及び経済も考慮されたもので、電
池としては出力のない状態もしくは極力抑えられた状態
であり、かつ画電極２，３に使用されている。触媒のシ
ンタリングを防止できる起電圧以下に抑えた状態である
。さらに、この待機状態から発電に移行するとき、また
はその逆において、電極２゜３間差圧が生じないことが
好ましい。
り、速やかに発電に移行できる待機状態を維持すること
は、発電プラントの高効率運転に大きく依存する。即ち
、運転指令に伴ない所定の起電力を短時間に得ることが
望まれている。そして、待機状態とは１発電状況、電極
２，３間差圧の制御性及び経済も考慮されたもので、電
池としては出力のない状態もしくは極力抑えられた状態
であり、かつ画電極２，３に使用されている。触媒のシ
ンタリングを防止できる起電圧以下に抑えた状態である
。さらに、この待機状態から発電に移行するとき、また
はその逆において、電極２゜３間差圧が生じないことが
好ましい。
そして、従来のリン酸型燃料電池発電プラントにおいて
は、アノード電極２へ燃料を供給しカソード電極３へＮ
２ガス等の不活性ガスを供給し続けて待機状態を維持す
る方法を採用している。これにより、発電移行時にカソ
ード電極３へ空気を供給することで速やかにかつ転極に
なく負荷を得ることができるとともに、電極２，３間差
圧を容易に抑えることができる。
は、アノード電極２へ燃料を供給しカソード電極３へＮ
２ガス等の不活性ガスを供給し続けて待機状態を維持す
る方法を採用している。これにより、発電移行時にカソ
ード電極３へ空気を供給することで速やかにかつ転極に
なく負荷を得ることができるとともに、電極２，３間差
圧を容易に抑えることができる。
（発明が解決しようとする課題）
ところで、アノード電極２とカソード電極３間に従来の
プラントの如く水素の濃度勾配が存在すると、水素はマ
トリックス内で拡散してアノード電極２からカソード電
極３へ移動する性質を有する。そして、この水素の拡散
速度は濃度勾配が大きい程速く、不活性ガスの流れがな
い場合には数分でカソード電極３に不活性ガスを供給す
るカソードホールド容積の数％に至る。
プラントの如く水素の濃度勾配が存在すると、水素はマ
トリックス内で拡散してアノード電極２からカソード電
極３へ移動する性質を有する。そして、この水素の拡散
速度は濃度勾配が大きい程速く、不活性ガスの流れがな
い場合には数分でカソード電極３に不活性ガスを供給す
るカソードホールド容積の数％に至る。
この拡散した水素の対策として、カソード電極３に不活
性ガスを供給し続けることは有効な手段であるけれども
、経済性に不利となる欠点がある。
性ガスを供給し続けることは有効な手段であるけれども
、経済性に不利となる欠点がある。
そこで、不活性ガスをカソードリサイクルブロワ１９に
よって＠環させることにより経済性を高めることが考え
られる。そして、循環する不活性ガスと空気を徐々に置
換することにより、発電への速やかな移行が実現し得る
と考えられる。
よって＠環させることにより経済性を高めることが考え
られる。そして、循環する不活性ガスと空気を徐々に置
換することにより、発電への速やかな移行が実現し得る
と考えられる。
しかしながら、同一不活性ガスをカソード電極３内へ長
時間循環させると、アノード電極２から拡散した水素が
不活性ガス内に蓄積される。この現象は電池の総面積が
大きい程顕著となる。そして、拡散した水素が爆発下限
界を超える濃度に至っているカソード電極３（カソード
マニホールド）へ空気を供給すると、ここで爆発する危
険性がある。
時間循環させると、アノード電極２から拡散した水素が
不活性ガス内に蓄積される。この現象は電池の総面積が
大きい程顕著となる。そして、拡散した水素が爆発下限
界を超える濃度に至っているカソード電極３（カソード
マニホールド）へ空気を供給すると、ここで爆発する危
険性がある。
本発明は上記問題点を除去するために成されたもので・
好適な待機状態を維持することができるリン酸型燃料電
池発電プラントを提供することを目的とする。
好適な待機状態を維持することができるリン酸型燃料電
池発電プラント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）
上記問題点を除去するために本発明においては、カソー
ド電極入口に接続し待機状態時酸化剤をカソード電極に
供給する酸化剤供給ラインと、この酸化剤供給ラインを
開閉する酸化剤供給弁と、燃料電圧の電池電圧を測定す
る電圧計と、この電圧計に接続し電圧計の出力値に応じ
て酸化剤供給弁の弁開度を制御し待機状態において電池
電圧を所定値に設定する制御装置とを設けている。
ド電極入口に接続し待機状態時酸化剤をカソード電極に
供給する酸化剤供給ラインと、この酸化剤供給ラインを
開閉する酸化剤供給弁と、燃料電圧の電池電圧を測定す
る電圧計と、この電圧計に接続し電圧計の出力値に応じ
て酸化剤供給弁の弁開度を制御し待機状態において電池
電圧を所定値に設定する制御装置とを設けている。
（作 用）
このように構成することにより、アノード電極からカソ
ード電極に拡散した燃料はカソード電極に供給された酸
化剤との電気化学的反応によりその都度徐々に消費され
、カソード電極内の燃料濃度は爆発下限界を超えること
なく、待機状態から運転状態への移行が確実なリン酸型
燃料電池発電プラントを提供することができる。
ード電極に拡散した燃料はカソード電極に供給された酸
化剤との電気化学的反応によりその都度徐々に消費され
、カソード電極内の燃料濃度は爆発下限界を超えること
なく、待機状態から運転状態への移行が確実なリン酸型
燃料電池発電プラントを提供することができる。
（実 施 例）
以下本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照して説
明する。尚、第３図に示す同等部分については同一符号
を付して説明する６つまり、第１図に示す如く燃料電池
本体１はアノード電極２とカソード電極３とをマトリッ
クスを挟んで両側に配置した単位セルを複数個積層して
構成する。そして、アノード電極２には、燃料となる天
然ガス８と水蒸気９との混合ガスを改質装置１０で水蒸
気改質反応により水素リッチガスにして供給する６また
、改質装置１０とアノード電極２間には燃料の制御を行
なうアノードガス供給弁２０を配設する。
明する。尚、第３図に示す同等部分については同一符号
を付して説明する６つまり、第１図に示す如く燃料電池
本体１はアノード電極２とカソード電極３とをマトリッ
クスを挟んで両側に配置した単位セルを複数個積層して
構成する。そして、アノード電極２には、燃料となる天
然ガス８と水蒸気９との混合ガスを改質装置１０で水蒸
気改質反応により水素リッチガスにして供給する６また
、改質装置１０とアノード電極２間には燃料の制御を行
なうアノードガス供給弁２０を配設する。
さらに、アノード電極２のガス出口側にはアノード出口
リン酸吸着器１２、アノード出口凝縮器１３及び改質器
バーナ１４を接続する。そして、改質バーナ１４を出た
ガスは大気遮断弁２０を介して大気１５へ放出する。ま
たアノード電極２内ガスはアノードサイクルブロワ１８
により循環する。
リン酸吸着器１２、アノード出口凝縮器１３及び改質器
バーナ１４を接続する。そして、改質バーナ１４を出た
ガスは大気遮断弁２０を介して大気１５へ放出する。ま
たアノード電極２内ガスはアノードサイクルブロワ１８
により循環する。
さらに、アノード電極２人口には水素供給弁２６を有す
る水素供給ライン２６を接続する。また、水素供給弁２
６はリン酸型燃料電池発電プラントの運転時は閉じてい
る。そして、水素供給ライン２６からは水素リッチガス
が供給される。さらに、アノード電極２出口には水素濃
度検出器２７を接続する。
る水素供給ライン２６を接続する。また、水素供給弁２
６はリン酸型燃料電池発電プラントの運転時は閉じてい
る。そして、水素供給ライン２６からは水素リッチガス
が供給される。さらに、アノード電極２出口には水素濃
度検出器２７を接続する。
他方、カソード電極３には酸化剤としての圧縮空気１１
をカソード空気供給弁２１を介して供給する６また、カ
ソード電極３のガス出口側にはカソード出ロリン酸吸着
器１６及びカソード出口凝縮器１７を接続する。さらに
、カソード出口凝縮器１７を出たガスは、改質器バーナ
１４と大気遮断弁２２間に導かれされ、燃料ガス側と一
緒に大気１５へ放出される。
をカソード空気供給弁２１を介して供給する６また、カ
ソード電極３のガス出口側にはカソード出ロリン酸吸着
器１６及びカソード出口凝縮器１７を接続する。さらに
、カソード出口凝縮器１７を出たガスは、改質器バーナ
１４と大気遮断弁２２間に導かれされ、燃料ガス側と一
緒に大気１５へ放出される。
そして、カソード電極３内ガスはカソードサイクルブロ
ワ１９により循環する。
ワ１９により循環する。
また、カソード電極３人口には空気供給弁２４を有する
空気供給ライン２３を接続する。
空気供給ライン２３を接続する。
そして、第２図に示す如く、燃料電池本体１には電気抵
抗切換装置３０により入切または抵抗値を変える電気抵
抗２９を直列に接続する。また、燃料電池本体１の両出
力端には電池電圧を測定する電圧計３１を接続し、さら
に、この電圧計３１には電圧計３１の出力値に応じて電
気抵抗切換装置３０を制御する制御装置２８を接続する
。しかも、この制御装置２８は第１図に示す空気供給弁
２４の弁開度も制御するとともに、水素供給弁２６の弁
開度も制御する。
抗切換装置３０により入切または抵抗値を変える電気抵
抗２９を直列に接続する。また、燃料電池本体１の両出
力端には電池電圧を測定する電圧計３１を接続し、さら
に、この電圧計３１には電圧計３１の出力値に応じて電
気抵抗切換装置３０を制御する制御装置２８を接続する
。しかも、この制御装置２８は第１図に示す空気供給弁
２４の弁開度も制御するとともに、水素供給弁２６の弁
開度も制御する。
次に、本実施例の構成における作用を状態毎に説明する
。
。
始めに、リン酸型燃料電池発電プラントの運転状態にお
いては、空気供給弁２４及び水素供給弁２６が閉じてい
る。そして、アノードガス供給弁２０゜カソード空気供
給弁２１及び大気遮断弁２２が開いている。これにより
、アノード電極２には天然ガス８と水蒸気９との混合ガ
スを改質装置１０により改質された水素リッチガス（約
７５％）が燃料として供給される。他方、カソード電極
３には圧縮空気１１がカソード空気供給弁２１を介して
酸化剤として供給される。そして、アノード電極２に供
給された水素リッチガスとカソード電極３に供給された
圧縮空気１１とが反応して、所定の電力が得られる。
いては、空気供給弁２４及び水素供給弁２６が閉じてい
る。そして、アノードガス供給弁２０゜カソード空気供
給弁２１及び大気遮断弁２２が開いている。これにより
、アノード電極２には天然ガス８と水蒸気９との混合ガ
スを改質装置１０により改質された水素リッチガス（約
７５％）が燃料として供給される。他方、カソード電極
３には圧縮空気１１がカソード空気供給弁２１を介して
酸化剤として供給される。そして、アノード電極２に供
給された水素リッチガスとカソード電極３に供給された
圧縮空気１１とが反応して、所定の電力が得られる。
一方、リン酸型燃料電池発電プラントの待機状態におい
ては、７ノードガス供給弁２０が閉じており、カソード
空気供給弁２１もカソード電極３へ不活性ガスを供給し
た後間じている。そして、空気供給弁２４及び水素供給
弁２６が開いている。これにより、アノード電極２には
水素供給ライン２５より水素供給弁２６を介して水素リ
ッチガス（約７５％）が供給される。他方、カソード電
極３には空気供給ライン２３より空気供給弁２４を介し
て空気が供給される。このため、アノード電極２に供給
された水素リッチガスとカソード電極３に供給された空
気とが反応して、僅かな電力を得る。同時に、このとき
の電池電圧は電圧計３１で測定し、この電圧計３１の出
力が制御装置２８に入力される。
ては、７ノードガス供給弁２０が閉じており、カソード
空気供給弁２１もカソード電極３へ不活性ガスを供給し
た後間じている。そして、空気供給弁２４及び水素供給
弁２６が開いている。これにより、アノード電極２には
水素供給ライン２５より水素供給弁２６を介して水素リ
ッチガス（約７５％）が供給される。他方、カソード電
極３には空気供給ライン２３より空気供給弁２４を介し
て空気が供給される。このため、アノード電極２に供給
された水素リッチガスとカソード電極３に供給された空
気とが反応して、僅かな電力を得る。同時に、このとき
の電池電圧は電圧計３１で測定し、この電圧計３１の出
力が制御装置２８に入力される。
そして、単位セル当りの電池電圧が例えば０．１ｖ以下
の場合には、制御装置２８の指令により空気供給弁２４
の弁開度を大きくしてカソード電極３内への空気供給量
を増加するとともに、電気抵抗切換装置３０を動作させ
て電気抵抗２９を切るもしくはその抵抗値を減少させる
。これにより電池電圧を上昇させることができる。尚、
単位セル当りの電池電圧がほぼ０．１ｖ以下の場合、触
媒の活性化を維持することができないことや逆起電力（
転極）が発生する等の問題がある。
の場合には、制御装置２８の指令により空気供給弁２４
の弁開度を大きくしてカソード電極３内への空気供給量
を増加するとともに、電気抵抗切換装置３０を動作させ
て電気抵抗２９を切るもしくはその抵抗値を減少させる
。これにより電池電圧を上昇させることができる。尚、
単位セル当りの電池電圧がほぼ０．１ｖ以下の場合、触
媒の活性化を維持することができないことや逆起電力（
転極）が発生する等の問題がある。
また、単位セル当りの電池電圧が例えば０．８ｖ以上の
場合には、制御装置２８の指令により空気供給弁２４の
弁開度を小さくしてカソード電極３内への空気供給量を
減少させるとともに、電気抵抗切換装置３０を動作させ
て電気抵抗２９の抵抗値を増加させるにれにより、電池
電圧を低下させることができる。尚、単位セル当りの電
池電圧がほぼ０．８ｖ以上の場合、触媒の劣化が進行す
る等の問題がある。
場合には、制御装置２８の指令により空気供給弁２４の
弁開度を小さくしてカソード電極３内への空気供給量を
減少させるとともに、電気抵抗切換装置３０を動作させ
て電気抵抗２９の抵抗値を増加させるにれにより、電池
電圧を低下させることができる。尚、単位セル当りの電
池電圧がほぼ０．８ｖ以上の場合、触媒の劣化が進行す
る等の問題がある。
この動作を繰返すことにより、単位セル当りの電池電圧
は０．１Ｖ乃至０．８ｖに維持される。そして、好条件
としては単位セル当りの電池電圧が０．４ｖ乃至０．６
ｖに設定されることである。
は０．１Ｖ乃至０．８ｖに維持される。そして、好条件
としては単位セル当りの電池電圧が０．４ｖ乃至０．６
ｖに設定されることである。
さらに、リン酸型燃料電池発電プラントの起動時及び停
止後においては、待機状態とほぼ同様であるが、相違点
はアノード電極３内に供給される水素濃度を約２０％乃
至３０％にすることである。この水素濃度の設定は、ア
ノード電極２出口に設けた水素濃度検出器２７にてここ
での水素濃度を測定し、この水素濃度検出器２７の出力
を制御装置２８に入力し、この制御装置２８の指令によ
り水素供給弁２６の弁開度を調整することにより行なう
。
止後においては、待機状態とほぼ同様であるが、相違点
はアノード電極３内に供給される水素濃度を約２０％乃
至３０％にすることである。この水素濃度の設定は、ア
ノード電極２出口に設けた水素濃度検出器２７にてここ
での水素濃度を測定し、この水素濃度検出器２７の出力
を制御装置２８に入力し、この制御装置２８の指令によ
り水素供給弁２６の弁開度を調整することにより行なう
。
また、リン酸型燃料電池発電プラントの待機状態、起動
時及び停止時においてアノードリサイクルブロワ１８及
びカソードリサイクルブロワ１９は適宜運転すればよい
。
時及び停止時においてアノードリサイクルブロワ１８及
びカソードリサイクルブロワ１９は適宜運転すればよい
。
本実施例においては、リン酸型燃料電池発電プラントの
待機状態において、カソード電極３に不活性ガスととも
に空気を供給している。このため。
待機状態において、カソード電極３に不活性ガスととも
に空気を供給している。このため。
アノード電極２に約７５％の水素リッチガスを供給し、
この水素がアノード電極２からカソード電極３に拡散し
ても、この拡散した水素はカソード電極３に供給された
空気との電気化学的反応によりその都度徐々に消費され
る。よって、カソード電極３内の水素濃度は爆発下限界
を超えることがなく、待機状態から運転状態へ移行時に
燃料電池本体１が爆発する危険性が除去される。また、
水素と空気との電気化学的反応により電池電圧が得られ
るけれども、この電池電圧が低すぎると触媒の活性化を
維持できず転極の心配があり、電池電圧が高すぎると触
媒のシンタリングが進行する。そして、電池電圧は空気
供給量の増減に応じて増減する。そこで、カソード電極
３への空気供給量は単位セル当りの電池電圧が０．１ｖ
乃至０．８ｖとなるように設定している。
この水素がアノード電極２からカソード電極３に拡散し
ても、この拡散した水素はカソード電極３に供給された
空気との電気化学的反応によりその都度徐々に消費され
る。よって、カソード電極３内の水素濃度は爆発下限界
を超えることがなく、待機状態から運転状態へ移行時に
燃料電池本体１が爆発する危険性が除去される。また、
水素と空気との電気化学的反応により電池電圧が得られ
るけれども、この電池電圧が低すぎると触媒の活性化を
維持できず転極の心配があり、電池電圧が高すぎると触
媒のシンタリングが進行する。そして、電池電圧は空気
供給量の増減に応じて増減する。そこで、カソード電極
３への空気供給量は単位セル当りの電池電圧が０．１ｖ
乃至０．８ｖとなるように設定している。
さらに、単位セル当りの電池電圧を所定値に維持するた
めに、水素の拡散量が推定できる。従って、電池電圧の
制御状態を監視することにより、燃料電池本体１のクロ
スオーバーの有無及びその量を診断することができる。
めに、水素の拡散量が推定できる。従って、電池電圧の
制御状態を監視することにより、燃料電池本体１のクロ
スオーバーの有無及びその量を診断することができる。
その上、電池電圧の調整は、カソード電極３への空気供
給量の増減のみならず電気抵抗２９の抵抗値の増減によ
り行っているので、容易でかつ信頼性の高い電池電圧調
整が可能となる。
給量の増減のみならず電気抵抗２９の抵抗値の増減によ
り行っているので、容易でかつ信頼性の高い電池電圧調
整が可能となる。
以上説明したように本発明においては、待機状態時にカ
ソード電極に酸化剤を供給するので、アノード電極から
カソード電極に拡散する燃料をその都度徐々に消費させ
ることができ、カソード電極内燃料濃度の過上昇を防止
することができるので、安全な待機状態を維持できるリ
ン酸型燃料電池発電プラントを提供することができる。
ソード電極に酸化剤を供給するので、アノード電極から
カソード電極に拡散する燃料をその都度徐々に消費させ
ることができ、カソード電極内燃料濃度の過上昇を防止
することができるので、安全な待機状態を維持できるリ
ン酸型燃料電池発電プラントを提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示すリン酸型燃料電池発電
プラントの概略構成図、第２図は第１図に示す燃料電池
本体の電圧を測定及び調整する装置の概略構成図、第３
図は従来のリン酸型燃料電池発電プラントの概略構成図
である。 １・・・燃料電池本体、 ２・・・アノード電極、
３・・・カソード電極、 ８・・・天然ガス。 ９・・・水蒸気、 １０・・・改質装置。 １１・・・圧縮空気、 １２・・・アノード出口リン酸吸着器、１３・・・アノ
ード出口凝縮器、 １４・・・改質器バーナ、 １５・・・大気、１６・
・・カソード出ロリン酸吸着器、１７・・・カソード出
口凝縮器、 １８・・・アノードリサイクルブロワ。 １９・・・カソードリサイクルブロワ、２０・・・アノ
ードガス供給弁、 ２１・・・カソード空気供給弁、 ２２・・・大気遮断弁、 ２３・・・空気供給ライ
ン。 ２４・・・空気供給弁、２５・・・水素供給ライン、２
６・・・水素供給弁、２７・・・水素濃度検出器、２８
・・・制御装置、 ２９・・・電気抵抗、３０・
・・電気抵抗切換装置、 ３１・・・電圧計。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 第１図 第２図 第３図
プラントの概略構成図、第２図は第１図に示す燃料電池
本体の電圧を測定及び調整する装置の概略構成図、第３
図は従来のリン酸型燃料電池発電プラントの概略構成図
である。 １・・・燃料電池本体、 ２・・・アノード電極、
３・・・カソード電極、 ８・・・天然ガス。 ９・・・水蒸気、 １０・・・改質装置。 １１・・・圧縮空気、 １２・・・アノード出口リン酸吸着器、１３・・・アノ
ード出口凝縮器、 １４・・・改質器バーナ、 １５・・・大気、１６・
・・カソード出ロリン酸吸着器、１７・・・カソード出
口凝縮器、 １８・・・アノードリサイクルブロワ。 １９・・・カソードリサイクルブロワ、２０・・・アノ
ードガス供給弁、 ２１・・・カソード空気供給弁、 ２２・・・大気遮断弁、 ２３・・・空気供給ライ
ン。 ２４・・・空気供給弁、２５・・・水素供給ライン、２
６・・・水素供給弁、２７・・・水素濃度検出器、２８
・・・制御装置、 ２９・・・電気抵抗、３０・
・・電気抵抗切換装置、 ３１・・・電圧計。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 第１図 第２図 第３図
Claims (3)
- （１）燃料及び酸化剤を夫々アノード電極及びカソード
電極に導き、前記燃料及び酸化剤の電気化学的反応によ
り電気を得るリン酸型燃料電池発電プラントにおいて、
前記カソード電極入口に接続し待機状態時酸化剤をカソ
ード電極に供給する酸化剤供給ラインと、この酸化剤供
給ラインを開閉する酸化剤供給弁と、燃料電池の電池電
圧を測定する電圧計と、この電圧計に接続し電圧計の出
力値に応じて前記酸化剤供給弁の弁開度を制御し待機状
態において電池電圧を所定値に設定する制御装置とを備
えてなるリン酸型燃料電池発電プラント。 - （２）制御装置は回路に直列に接続された電気抵抗の抵
抗値を制御してなる請求項１記載のリン酸型燃料電池発
電プラント。 - （３）電池電圧は単位セル当り０．１Ｖ乃至０．８Ｖに
設定してなる請求項１記載のリン酸型燃料電池発電プラ
ント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63132816A JP2752987B2 (ja) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | リン酸型燃料電池発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63132816A JP2752987B2 (ja) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | リン酸型燃料電池発電プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01304668A true JPH01304668A (ja) | 1989-12-08 |
| JP2752987B2 JP2752987B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=15090240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63132816A Expired - Lifetime JP2752987B2 (ja) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | リン酸型燃料電池発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2752987B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06503330A (ja) * | 1990-12-13 | 1994-04-14 | ザ ユニバーシティ オブ メルボルン | 骨吸収を阻害する化合物及び組成物 |
| JP2006100153A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体酸化物形燃料電池の運転方法及び固体酸化物形燃料電池発電設備 |
| JP2007048503A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| WO2007110969A1 (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-04 | Hitachi, Ltd. | 燃料電池のクロスオーバー損失の測定方法および測定装置 |
| WO2008132948A1 (ja) * | 2007-04-18 | 2008-11-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池システム |
| JP4840896B2 (ja) * | 2002-01-18 | 2011-12-21 | インテリジェント エナジー リミテッド | 燃料電池の酸素除去及び事前調整システム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59149668A (ja) * | 1983-02-14 | 1984-08-27 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
| JPS62283564A (ja) * | 1986-05-31 | 1987-12-09 | Toshiba Corp | 燃料電池発電システム |
-
1988
- 1988-06-01 JP JP63132816A patent/JP2752987B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59149668A (ja) * | 1983-02-14 | 1984-08-27 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
| JPS62283564A (ja) * | 1986-05-31 | 1987-12-09 | Toshiba Corp | 燃料電池発電システム |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06503330A (ja) * | 1990-12-13 | 1994-04-14 | ザ ユニバーシティ オブ メルボルン | 骨吸収を阻害する化合物及び組成物 |
| JP4840896B2 (ja) * | 2002-01-18 | 2011-12-21 | インテリジェント エナジー リミテッド | 燃料電池の酸素除去及び事前調整システム |
| JP2006100153A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体酸化物形燃料電池の運転方法及び固体酸化物形燃料電池発電設備 |
| JP2007048503A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| WO2007110969A1 (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-04 | Hitachi, Ltd. | 燃料電池のクロスオーバー損失の測定方法および測定装置 |
| WO2008132948A1 (ja) * | 2007-04-18 | 2008-11-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池システム |
| US8227143B2 (en) | 2007-04-18 | 2012-07-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2752987B2 (ja) | 1998-05-18 |
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