JPS63128564A - 固体電解質燃料電池モジユ−ルの発電方法 - Google Patents
固体電解質燃料電池モジユ−ルの発電方法Info
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- JPS63128564A JPS63128564A JP61273643A JP27364386A JPS63128564A JP S63128564 A JPS63128564 A JP S63128564A JP 61273643 A JP61273643 A JP 61273643A JP 27364386 A JP27364386 A JP 27364386A JP S63128564 A JPS63128564 A JP S63128564A
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Classifications
-
- 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
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- 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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- 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
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- Y02E60/50—Fuel cells
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、固体電解質燃料電池モジュールの発電方法に
関する。
関する。
［従来の技術と問題点］
周知の如く、固体電解質燃料電池（以下、５ＯＦＣとい
う）は一般にその他の燃料電池（第１世代・・・りん酸
型ＰＡＦＣ，第２世代溶融炭酸塩型ＭＣＦＣ）と比べて
第３世代の燃料電池と考えられており、その技術確立は
約２０〜３０年後とされている。従って、確立されてい
ない技術が多々ある。
う）は一般にその他の燃料電池（第１世代・・・りん酸
型ＰＡＦＣ，第２世代溶融炭酸塩型ＭＣＦＣ）と比べて
第３世代の燃料電池と考えられており、その技術確立は
約２０〜３０年後とされている。従って、確立されてい
ない技術が多々ある。
本発明は５ＯＦＧモジユールの燃料水素、空気及び排出
ガスなどの系統、処理といった未確立の技術について基
本的なアイデアを示すものであり、下記に列挙する技術
的課題が挙げられる。
ガスなどの系統、処理といった未確立の技術について基
本的なアイデアを示すものであり、下記に列挙する技術
的課題が挙げられる。
■５ＯＦＧモジュール内では酸素と未反応の水素が存在
することから、これがモジュール外部へリークして爆発
雰囲気となることがあり、これを防がなければならない
。
することから、これがモジュール外部へリークして爆発
雰囲気となることがあり、これを防がなければならない
。
■モジュール内のガス温度は発電セルの性能面から約９
００〜１０００℃に制御される。しかるに、モジュール
内には排出ガスの熱回収を回る為に酸化剤である空気を
昇温させる為の空気予熱器が設けであるが、空気予熱器
出口のガス温度は数１００’Ｃと高いものであることか
ら、より一層の排ガス熱回収が必要である。一つの手段
として、モジュール内部の空気予熱器を大容邑化するこ
とが考えられるが、これではモジュールが大形化し、モ
ジュールのコンパクト化という目的が失われると同時に
、モジュールの大形化により高温に耐える高級材料を多
」に使用せねばならず経済的にも不利になる。
００〜１０００℃に制御される。しかるに、モジュール
内には排出ガスの熱回収を回る為に酸化剤である空気を
昇温させる為の空気予熱器が設けであるが、空気予熱器
出口のガス温度は数１００’Ｃと高いものであることか
ら、より一層の排ガス熱回収が必要である。一つの手段
として、モジュール内部の空気予熱器を大容邑化するこ
とが考えられるが、これではモジュールが大形化し、モ
ジュールのコンパクト化という目的が失われると同時に
、モジュールの大形化により高温に耐える高級材料を多
」に使用せねばならず経済的にも不利になる。
■５ＯＦＣ出力はセル周囲の燃料水素濃度や雰囲気温度
に依存する。しかるに、これらを別個に制御することは
比較的容易であり、例えば水素濃度調整には不活性ガス
投入、雰囲気温度調整にはヒータによる熱投入、空気、
水素によるモジュールの冷却が考えられるが、これは設
備の大型化を招く。
に依存する。しかるに、これらを別個に制御することは
比較的容易であり、例えば水素濃度調整には不活性ガス
投入、雰囲気温度調整にはヒータによる熱投入、空気、
水素によるモジュールの冷却が考えられるが、これは設
備の大型化を招く。
■５ＯＦＧ出力はセル周囲の酸素濃度にも依存するが、
空気がモジュール内にてセルと垂直に流れる場合には空
気上流側のセルでは酸素濃度が高く大出力が得られ、下
流側のセルでは酸素濃度が低く小出力しか得られないこ
とになって出力アンバランスが生じる。
空気がモジュール内にてセルと垂直に流れる場合には空
気上流側のセルでは酸素濃度が高く大出力が得られ、下
流側のセルでは酸素濃度が低く小出力しか得られないこ
とになって出力アンバランスが生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、モジュール
外部への水素リークの防止、モジュールのコンパクト化
並びに各セルの出力の均一化を図るとともに、セル周囲
の水素濃度、雰囲気温度を同時に制御し得る固体電解質
燃料電池モジュールの発電方法を提供することを目的と
する。
外部への水素リークの防止、モジュールのコンパクト化
並びに各セルの出力の均一化を図るとともに、セル周囲
の水素濃度、雰囲気温度を同時に制御し得る固体電解質
燃料電池モジュールの発電方法を提供することを目的と
する。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、複数のセル、高温空気予熱器を配設した固体
電解質燃料電池モジュールを発電する方法において、前
記モジュール外部に低温空気予熱器を配設するとともに
、前記モジュール内圧を大気圧と同程度以下に制御し、
かつ不活性ガスを混入した水素をモジュール内へ送給し
、しかも前記セル同志の中間に酸化剤を投入することを
要旨とする。
電解質燃料電池モジュールを発電する方法において、前
記モジュール外部に低温空気予熱器を配設するとともに
、前記モジュール内圧を大気圧と同程度以下に制御し、
かつ不活性ガスを混入した水素をモジュール内へ送給し
、しかも前記セル同志の中間に酸化剤を投入することを
要旨とする。
［作用］
本発明によれば、
■平行通風方式の作用により、モジュール外部への水素
リークを防止できる。
リークを防止できる。
■モジュール外部に低温空気予熱器を採用し酸化剤であ
る空気との熱交換を図ることにより、モジュールのコン
パクト化を図ることができる。
る空気との熱交換を図ることにより、モジュールのコン
パクト化を図ることができる。
■水素に不活性ガスを混入する方法を採用することによ
り、セル周囲の水素濃度、雰囲気温度を同時に制御でき
る。
り、セル周囲の水素濃度、雰囲気温度を同時に制御でき
る。
■セル同志の中間に酸化剤を投入することにより、各セ
ルの主力の均一化を図ることができる。
ルの主力の均一化を図ることができる。
［実施例］
以下、本発明の一実施例を図を参照して説明する。
図は、５ＯＦＣモジユールの説明図である。図中の１は
、複数のセル２・・・及び高温空気予熱器３を配設した
ガス流れ直交型５ＯＦＣモジユールである。前記セル２
・・・には、反応不活性ガス（例えば窒素）４を混入し
た水素５が導入される。前記モジュール１の外部には、
低温空気予熱器６が設けられている。また、前記モジュ
ール１の外部には押し込み通風ファン７が設けられ、こ
のファン７から酸化剤空気が低温空気予熱器６及び高温
空気予熱器３を通ってセル２内部へ導かれる。更に、前
記モジュール１の外部には、該モジュール１に入口ダン
パ８を介して連結された誘引通風ファン９、煙突１０が
夫々設けられている。
、複数のセル２・・・及び高温空気予熱器３を配設した
ガス流れ直交型５ＯＦＣモジユールである。前記セル２
・・・には、反応不活性ガス（例えば窒素）４を混入し
た水素５が導入される。前記モジュール１の外部には、
低温空気予熱器６が設けられている。また、前記モジュ
ール１の外部には押し込み通風ファン７が設けられ、こ
のファン７から酸化剤空気が低温空気予熱器６及び高温
空気予熱器３を通ってセル２内部へ導かれる。更に、前
記モジュール１の外部には、該モジュール１に入口ダン
パ８を介して連結された誘引通風ファン９、煙突１０が
夫々設けられている。
本実施例においては、こうした５ＯＦＣモジユールを用
いて、まず反応不活性ガス４を混入した水素５をセル２
の内部に導入する。一方、酸化剤空気は前記ファン７に
より低温空気予熱器６及び高温空気予熱器３へ送られ、
ここで排出ガス１１と熱交換を行う。また、モジュール
１の内部へ導かれた水素と空気は、セル２にて発電反応
に利用される。この時、反応不活性ガス４によりセル２
周囲の水素濃度と温度雰囲気が最適に制御され、またセ
ル２間に投入される空気（又は酸素）１２によってセル
２の周囲の酸素濃度が制御され、各セル２の出力が十分
かつ均一となる様に制御される。更に、発電反応生成ガ
スいわゆる排出ガス１１は空気との熱交換後ファン９へ
導かれ、煙突１０から大気へ放出される。このとき、モ
ジュミル１の内圧は、前記入口ダンパ８を動作させてフ
ァン９の吐出圧を変化させることによって、大気圧と同
程度以下に制御される。
いて、まず反応不活性ガス４を混入した水素５をセル２
の内部に導入する。一方、酸化剤空気は前記ファン７に
より低温空気予熱器６及び高温空気予熱器３へ送られ、
ここで排出ガス１１と熱交換を行う。また、モジュール
１の内部へ導かれた水素と空気は、セル２にて発電反応
に利用される。この時、反応不活性ガス４によりセル２
周囲の水素濃度と温度雰囲気が最適に制御され、またセ
ル２間に投入される空気（又は酸素）１２によってセル
２の周囲の酸素濃度が制御され、各セル２の出力が十分
かつ均一となる様に制御される。更に、発電反応生成ガ
スいわゆる排出ガス１１は空気との熱交換後ファン９へ
導かれ、煙突１０から大気へ放出される。このとき、モ
ジュミル１の内圧は、前記入口ダンパ８を動作させてフ
ァン９の吐出圧を変化させることによって、大気圧と同
程度以下に制御される。
上記実施例によれば、以下に列挙する効果を有する。
■モジュール１の内圧を大気圧と同程度以下に制御する
平行通風方式を採用することにより、モジュール１外へ
の水素のリークを防止できる。
平行通風方式を採用することにより、モジュール１外へ
の水素のリークを防止できる。
■モジュール１の外部に低温空気予熱器６を採用して酸
化剤である空気との熱交換を図るため、モジュール１を
コンパクト化できる。
化剤である空気との熱交換を図るため、モジュール１を
コンパクト化できる。
■水素５に不活性ガス４を混入するため、セル１の周囲
の水素濃度と雰囲気温度を同時に制御できる。
の水素濃度と雰囲気温度を同時に制御できる。
■セル２同志の中間に酸化剤（空気、酸素）を投入する
ため、セルの出力を均一化できる。
ため、セルの出力を均一化できる。
［発明の効果］
以上詳述した如く本発明によれば、モジュール外部への
水素リークの防止、モジュールのコンパクト化、各セル
の出力の均一化を図るとともに、セル周囲の水素濃度雰
囲気温度を同時に制御し得る固体電解質燃料電池モジュ
ールの発電方法を提ｉム、□４゜、４゜
水素リークの防止、モジュールのコンパクト化、各セル
の出力の均一化を図るとともに、セル周囲の水素濃度雰
囲気温度を同時に制御し得る固体電解質燃料電池モジュ
ールの発電方法を提ｉム、□４゜、４゜
図は本発明に係る固体電解質燃料電池モジュールの説明
図である。 １・・・５ＯＦＣモジユール、２・・・セル、３・・・
高温空気予熱器、４・・・反応不活性ガス、５・・・水
素、６・・・低温空気予熱器、７・・・押込通風ファン
、８・・・入口ダンパ、９・・・誘引通風ファン、１０
・・・煙突、１１・・・排出ガス、１２・・・空気（又
は酸素）。
図である。 １・・・５ＯＦＣモジユール、２・・・セル、３・・・
高温空気予熱器、４・・・反応不活性ガス、５・・・水
素、６・・・低温空気予熱器、７・・・押込通風ファン
、８・・・入口ダンパ、９・・・誘引通風ファン、１０
・・・煙突、１１・・・排出ガス、１２・・・空気（又
は酸素）。
Claims (1)
- 複数のセル、高温空気予熱器を配設した固体電解質燃料
電池モジュールを発電する方法において、前記モジュー
ル外部に低温空気予熱器を配設するとともに、前記モジ
ュール内圧を大気圧と同程度以下に制御する平行通風方
式を採用し、かつ不活性ガスを混入した水素を前記モジ
ュール内へ送給し、しかも前記セル同志間に酸化剤を投
入することを特徴とする固体電解質燃料電池モジュール
の発電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61273643A JPS63128564A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 固体電解質燃料電池モジユ−ルの発電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61273643A JPS63128564A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 固体電解質燃料電池モジユ−ルの発電方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63128564A true JPS63128564A (ja) | 1988-06-01 |
Family
ID=17530546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61273643A Pending JPS63128564A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 固体電解質燃料電池モジユ−ルの発電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63128564A (ja) |
-
1986
- 1986-11-17 JP JP61273643A patent/JPS63128564A/ja active Pending
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