CN101427410B - 燃料电池系统 - Google Patents

燃料电池系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101427410B
CN101427410B CN2007800138096A CN200780013809A CN101427410B CN 101427410 B CN101427410 B CN 101427410B CN 2007800138096 A CN2007800138096 A CN 2007800138096A CN 200780013809 A CN200780013809 A CN 200780013809A CN 101427410 B CN101427410 B CN 101427410B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel
fuel cell
gas
raw material
burner
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2007800138096A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101427410A (zh
Inventor
尾关正高
中村彰成
小原英夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN101427410A publication Critical patent/CN101427410A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101427410B publication Critical patent/CN101427410B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/323—Catalytic reaction of gaseous or liquid organic compounds other than hydrocarbons with gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/384—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts the catalyst being continuously externally heated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/48—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents followed by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
    • H01M8/04022—Heating by combustion
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04052—Storage of heat in the fuel cell system
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04225—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during start-up
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04228—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during shut-down
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04268—Heating of fuel cells during the start-up of the fuel cells
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04373—Temperature; Ambient temperature of auxiliary devices, e.g. reformers, compressors, burners
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04776—Pressure; Flow at auxiliary devices, e.g. reformer, compressor, burner
    • 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
    • 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
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • H01M8/0668—Removal of carbon monoxide or carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0435—Catalytic purification
    • C01B2203/044—Selective oxidation of carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0435—Catalytic purification
    • C01B2203/0445—Selective methanation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/047—Composition of the impurity the impurity being carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/066—Integration with other chemical processes with fuel cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0822—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel the fuel containing hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0827—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel at least part of the fuel being a recycle stream
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1217—Alcohols
    • C01B2203/1223—Methanol
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/1604—Starting up the process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/1609—Shutting down the process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/1685—Control based on demand of downstream process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/169—Controlling the feed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/1695—Adjusting the feed of the combustion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/40—Combination of fuel cells with other energy production systems
    • H01M2250/405—Cogeneration of heat or hot water
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04231—Purging of the reactants
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/10—Applications of fuel cells in buildings
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明涉及一种燃料电池系统(100)，具备：使用燃料气体发电的燃料电池(1)、对原料进行重整以生成燃料气体的重整器(2)、供给用于进行重整的热量的燃烧器(2a)、调整向燃烧器供给的燃烧用燃料的供给量的原料供给装置(10)、向燃烧器供给空气的燃烧风扇(2b)、燃料气体路径(R1、R4)、尾气路径(R3、R5)、旁路路径(R2)、切换阀(8)、控制器(101)；在供给燃料气体之前，燃料电池的内部由原料填充；在控制器控制切换阀将由重整器生成的燃料气体不供给旁路路径而供给给燃料电池时，控制器控制原料供给装置以减少向燃烧器供给的燃烧用燃料的供给量。由此，提供一种能够抑制在发电运转开始时的一氧化碳排出的、降低了对生态体系的不良影响的环保性能良好的燃料电池系统。

Description

燃料电池系统
技术领域
本发明是有关使用氢以及氧进行发电的燃料电池系统，特别是有关利用可燃性物质的燃烧热由原料生成氢并将其作为用于发电的燃料来使用的燃料电池系统。
背景技术
一直以来，能够实施高效率的小规模发电的燃料电池系统，由于系统的构筑比较容易(用于利用在发电时所产生的热能)，所以作为能够实现高能量利用率的分散型的发电系统正在不断地对其进行研究开发。
燃料电池系统作为其发电部本体具备燃料电池。该燃料电池是将燃料气体以及氧化剂气体所具有的化学能通过规定的电化学反应直接转换成电能。因此，在燃料电池系统中，在发电运转的时候向燃料电池分别供给燃料气体和氧化剂气体。此时，在燃料电池中，利用所提供的燃料气体以及氧化剂气体而发生所规定的电化学反应，从而产生电能。在该燃料电池中所产生的电能从燃料电池系统向负载供给。在此，燃料电池系统通常具备重整器以及鼓风机。在重整器中，通过使用比如天然气等含有至少由碳元素以及氢元素构成的有机化合物的原料和水的水蒸汽重整反应，而生成了富含氢的燃料气体。该燃料气体作为用于发电的燃料而供给给燃料电池。另外，水蒸汽重整反应是由比如燃烧器加热重整器所具有的重整催化剂来进行的。另外，鼓风机从大气中吸入空气。该空气是作为用于发电的氧化剂气体而供给给燃料电池。
可是，在传统的燃料电池系统中，在停止发电运转的时候会停止向重整器的原料的供给。由此，因为停止了从重整器向燃料电池的燃料气体的供给，所以燃料电池中的电化学反应的进行也被停止，从而从燃料电池系统向负载的电力的供给也被停止。在此，在停止给重整器的原料的供给的情况下，在停止之前所生成的燃料气体在发电运转的停止过程中滞留在燃料电池的内部以及其周边部分。在此情况下，如果从向大气开放的燃烧器由于自然对流而向滞留的燃料气体中混入空气，则包含于燃料气体中的氢会由包含于空气中的氧而被急剧氧化，从而就会存在由伴随该氧化反应的反应热而损伤燃料电池系统的危险。
为此，在传统的燃料电池系统中采用如下构成：为了防止燃料气体滞留在燃料电池系统的内部，在发电运转停止的时候向燃料气体所滞留的路径提供氮气等的惰性气体，并用燃烧器燃烧从这些路径挤压出的燃料气体。根据该构成，能够防止在发电运转的停止过程中燃料气体滞留在燃料电池的内部等中，并且能够防止包含于燃料气体中的氢被急剧氧化，所以能够提供确保安全性的燃料电池系统。
然而，在这个传统的燃料电池系统中，为了以氮气等的惰性气体置换滞留的燃料气体，就有必要在燃料电池系统的内部或者在系统的附近配设氮气钢瓶等的惰性气体的供给机构。为此，燃料电池系统呈大型化，从而难以将该燃料电池系统用作家庭用固定安置型分散发电装置或者电动汽车用电源。另外，因为有必要在既有的构成上进一步配设氮气等的惰性气体的供给机构，所以就存在燃料电池系统的初期成本上升的问题。再有，在该传统的燃料电系统中，因为有必要定期性地更换或者补充氮气钢瓶等的惰性气体的供给机构，所以就存在燃料电池系统的运作成本上升的问题。
另外，在该传统的燃料电池系统中，在发电运转开始之后，从重整器向燃料电池供给含有高浓度的一氧化碳的燃料气体。其理由为：在发电运转开始的时候，因为重整器的运转温度没有达到规定的温度，所以不能够充分地除去燃料气体中的一氧化碳。于是，在将含有高浓度的一氧化碳的燃料气体供给给比如固体高分子电解型燃料电池的情况下，由该所供给的一氧化碳而会引起固体高分子电解质型燃料电池中的燃料电极的催化剂的中毒。该燃料电极的催化剂的中毒会显著阻碍在燃料电池中所进行的电化学反应的进展。为此，在传统的燃料电池系统中，对应于发电运转的停止以及开始的次数就会有燃料电池的发电性能劣化的问题。
因此，为了提供容易设置于一般家庭或者电动汽车内并且催化剂难以被中毒的燃料电池系统，提出了如下的燃料电池系统：在发电运转刚开始之后停止向燃料电池的燃料气体的供给的同时，在发电运转停止之后把燃料气体的原料作为置换气体而注入到燃料电池的内部。(比如参照日本专利文献1)。
所提出的该燃料电池系统具备：由含有碳元素以及氢元素的有机化合物作为主成分的原料生成富含氢的燃料气体的重整器、用于从该重整器向燃料电池供给燃料气体的燃料气体供给路径、将从燃料电池排出的发电中未使用的燃料气体(以下称之为尾气)供给给重整器的燃烧器的尾气供给路径、用于将配设于燃料气体供给路径和尾气供给路径之间的燃料气体的供给对象从燃料电池切换至重整器的燃烧器的第一旁路路径。另外，还具备：向重整器供给用于生成燃料气体的原料的原料供给部、用于从该原料供给部绕过重整器直接向燃料电池注入原料的第二旁路路径。
在所提出的该燃料电池系统中，发电运转刚开始之后，由重整器所生成的含有高浓度的一氧化碳的燃料气体经由第一旁路路径而被供给给重整器的燃烧器。然后，在该燃烧器中，为了加热重整催化剂而进行燃烧。另外，在发电运转开始之后，当重整器中的重整催化剂的温度达到规定的温度时，由重整器所生成的燃料气体经由燃料气体供给路径而供给至燃料电池。于是，在该燃料电池中，作为用于发电的燃料而使用。另外，从燃料电池排出的尾气经由尾气供给路径而供给至重整器的燃烧器。于是，在该燃烧器中，为了加热重整催化剂而进行燃烧。
另外，在所提出的该燃料电池系统中，在燃料电池系统的发电运转停止之后，原料作为置换气体从原料供给部经由第二旁路路径而注入到燃料电池的燃料气体用流路。由此，在燃料电池系统的发电运转停止过程中，燃料电池的内部以及其周边部分被取代于氮气等的惰性气体的原料而封闭。
根据该燃料电池系统，在发电运转停止后，因为将原料作为置换气体从原先配置的原料供给部注入到燃料电池中，所以解除了在燃料电池系统的内部或者在其邻近处配设氮气钢瓶等的惰性气体供给机构的必要性。因此，防止了燃料电池系统的大型化，所以能够将该燃料电池系统用作家庭用固定安置型分散发电装置或者电动汽车用电源。另外，因为没有必要在传统的构成上进一步配设氮气等的惰性气体的供给机构，所以能够抑制燃料电池系统的初期成本。另外，因为没有必要定期性地更换氮气钢瓶等的惰性气体供给机构等，所以能够抑制燃料电池系统的运转成本。
另外，从原料供给部注入到燃料电池的原料相比于包含于燃料气体中的氢在化学性质上稳定。因此，在发电运转的停止过程中即使有空气混入到滞留于燃料电池的内部的原料中，也不会发生急剧的氧化反应。为此，通过将原料注入到原料电池中，就能够有效地防止由伴随着氧化反应的反应热而损伤燃料电池系统。由此，可以提供能够确保发电运行的停止过程中的安全性的燃料电池系统。
再则，根据所提出的该燃料电池系统，在发电运行刚开始之后，含有高浓度的一氧化碳的燃料气体不供给至燃料电池，而是在重整器中的重整催化剂的温度到达规定的温度、并且所生成的燃料气体的一氧化碳的浓度充分降低之后，从重整器将燃料气体供给给燃料电池，所以，解除了在固体高分电解质型燃料电池中的燃料电极的催化剂中毒。因此，排除了阻碍在燃料电池中所进行的电化学反应的进展的主要因素，所以也就解决了对应于发电运转的停止以及开始的次数而使燃料电池的发电性能劣化的问题。
日本专利文献1：特开2003-229149号公报
发明内容
然而，在上述传统的提案中，在重整器中的重整催化剂的温度到达规定的温度、并且在从重整器开始向燃料电池供给燃料气体的时候，在发电运转停止后从原料供给部注入到燃料电池中的原料，被从重整器所供给的燃料气体而从燃料电池挤出，从而在规定期间内向重整器的燃烧器供给，所以，在该规定期间中，在燃烧器中由于氧不足而发生不完全燃烧，从而向大气中排出一氧化碳。
具体而言，重整器中的燃烧器为了进行水蒸汽重整反应而基本上是燃烧包含于尾气中的氢。此时，为了完全燃烧氢，从邻接于燃烧器的燃烧风扇供给对应于氢的供给量的一定量的空气。
另外，在重整器中的重整催化剂的温度到达规定的温度、并且从重整器开始向燃料电池供给燃料气体的时候，从燃料电池排出的含有至少由碳元素以及氢元素构成的有机化合物的原料(比如天然气)在规定期间内供给给上述的燃烧器。在此，为了使上述原料完全燃烧，需要比为了使氢完全燃烧所需要的量还要多的量的空气。然而，从燃烧风扇向燃烧器的空气的供给量被设定为，能够使如上所述的氢完全燃烧的供给量。因此，在燃烧器中，在规定期间内会发生氧不足，从而会出现原料的不完全燃烧。由此，在天然气等的原料被供给给燃烧器的规定期间中，燃烧器排出一氧化碳。
如上所述，在上述传统的提案中，在开始运转的时候，从重整器开始向燃料电池供给燃料气体之后的规定期间内，从燃料电池系统向大气中排出一氧化碳。另外，众所周知一氧化碳是对人体极为有毒的气体。例如，一氧化碳因为与血液中的血红蛋白结合而生成羰基血红蛋白，所以明显地阻碍了血红蛋白的氧运输机能。因此，如果燃料电池系统得到普及而从燃料电池系统向大气中排放大量的一氧化碳的情况下，那么对人体的不良影响实在是令人担忧。
本发明是借于这样的具体情况所作的发明，其目的在于提供一种燃料电池系统，该燃料电池系统通过简单的构成有效地抑制了在发电运转开始时候的一氧化碳的排出，降低了对生态体系的不良影响，环保性能良好。
为了解决上述传统技术中的课题，本发明所涉及的燃料电池系统，其特征在于，具备：燃料电池，使用燃料气体和氧化剂气体进行发电；燃料气体生成器，通过重整反应对原料进行重整从而生成所述燃料气体；燃烧器，向所述燃料气体生成器供给用于进行所述重整反应的热量；燃烧用燃料供给器，调整向所述燃烧器供给的燃烧用燃料的供给量；空气供给器，向所述燃烧器供给空气；燃料气体路径，用于从所述燃料气体生成器向所述燃料电池供给所述燃料气体；尾气路径，用于从燃料电池将未使用于所述发电的剩余的所述燃料气体供给给所述燃烧器；旁路路径，连接所述燃料气体路径和所述尾气路径，使得由所述燃料气体生成器所生成的所述燃料气体绕过所述燃料电池而供给给所述燃烧器；切换阀，用于将由所述燃料气体生成器所生成的所述燃料气体的供给对象在所述燃料电池和所述旁路路径之间进行切换；控制器；并且，在所述控制器控制所述切换阀从而将由所述燃料气体生成器所生成的所述燃料气体不供给所述旁路路径而供给给所述燃料电池之前，所述燃料电池的内部被所述原料填充；在所述控制器控制所述切换阀从而将由所述燃料气体生成器所生成的所述燃料气体不供给所述旁路路径而供给给所述燃料电池的时候，所述控制器控制所述燃烧用燃料供给器以减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
根据该构成，在燃料电池系统中，在将由燃料气体生成器所生成的燃料气体不供给所述旁路路径而供给给燃料电池之前，燃料电池的内部被原料所填充，因此，根据该构成能够以适当的供给量向燃烧器供给燃烧用燃料，所以能够有效地抑制在发电运转开始时从燃料电池系统排出一氧化碳。
在此情况下，所述燃烧用燃料供给器是调整向所述燃料气体生成器供给的原料供给量的原料供给器，在所述控制器控制所述切换阀从而将由所述燃料气体生成器所生成的所述燃料气体不供给所述旁路路径而供给给所述燃料电池的时候，所述控制器控制所述原料供给器以减少所述原料的供给量。
根据该构成，由于燃烧用燃料供给器是调整向燃料气体生成器供给的原料的供给量的原料供给器，所以，没有必要对于传统的燃料电池系统的构成追加其它构成，而能够通过控制原料供给器来减少原料的供给量，从而减少向燃烧器供给的燃烧用燃料的供给量。
在上述情况下，所述控制器根据填充于所述燃料电池的内部的所述原料的组成，通过控制所述燃烧用燃料供给器来减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
根据该构成，能够根据填充于燃料电池的内部的原料的组成来减少向燃烧器供给的燃烧用燃料的供给量，所以能够消除对填充于燃料电池的内部的原料种类的限定。
另外，在上述情况下，所述控制器通过控制维持从所述空气供给器向所述燃烧器供给的空气的供给量的同时，以满足空气比为1以上的形式控制所述燃烧用燃料供给器从而减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
根据该构成，在维持从空气供给器向燃烧器供给的空气供给量的情况下，能够以满足空气比为1以上的形式减少向燃烧器供给的燃烧用燃料的供给量，所以，能够可靠地抑制在发电运转开始时从燃料电池系统排出一氧化碳。
另外，在上述情况下，直至所述燃料气体生成器满足规定的运转条件为止，所述控制器通过控制所述切换阀，使得由所述燃料气体生成器所生成的所述燃料气体经由所述旁路路径而供给给所述燃烧器；在满足所述规定的运转条件的情况下，通过所述切换阀将由所述燃料气体生成器所生成的所述燃料气体的供给对象从所述旁路路径切换到所述燃料电池的同时，控制所述燃烧用燃料供给器来减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
根据该构成，直至燃料气体生成器满足规定的运转条件为止，将含有高浓度一氧化碳的燃料气体不供给给燃料电池而供给给燃烧器，所以抑制了在燃料电池中的燃料电极的催化剂中毒。并且，在燃料气体生成器满足规定的运转条件的情况下，将燃料气体供给给燃料电池的同时，减少向燃烧器供给的燃烧用燃料的供给量，所以，在从燃料气体生成器向燃料电池供给燃料气体时，能够有效地抑制从燃料电池系统排出一氧化碳。
另外，在上述情况下，在通过所述切换阀隔断所述旁路路径从而能够将所述燃料气体从所述燃料气体生成器向所述燃料电池供给之前，所述控制器控制所述燃烧用燃料供给器从而减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
根据该构成，在能够从燃料气体生成器向燃料电池供给燃料气体之前预先减少向燃烧器供给的燃烧用燃料的供给量，所以，能够可靠且有效地抑制从燃料电池系统排出一氧化碳。
另外，在上述情况下，在所述控制器控制所述燃烧用燃料供给器而减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量之后，在经过规定的时间时，所述控制器控制所述燃烧用燃料供给器来增加向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
根据该构成，在经过规定的时间时增加向燃烧器供给的燃烧用燃料的供给量，所以能够适当地控制向燃烧器供给的燃烧用燃料的供给量的变化。
另外，在上述情况下，进一步具备检测从所述燃烧器排出的排出气体中的一氧化碳的一氧化碳检测器；在所述控制器控制所述燃烧用燃料供给器而减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量之后，在所述一氧化碳检测器的输出值降低到规定值以下时、或者根据所述一氧化碳检测器的输出值得到的所述一氧化碳的浓度降低到规定的浓度以下时，所述控制器控制所述燃烧用燃料供给器来增加向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
根据该构成，因为进一步具备检测从燃烧器排出的排出气体中的一氧化碳的一氧化碳检测器，所以能够适当地控制向燃烧器供给的燃烧用燃料的供给量的变化。
另外，在上述情况下，所述控制器通过控制所述燃烧用燃料供给器，以含有一个以上的步骤的形式阶段性地或者连续性地减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
根据该构成，因为能够理想地减少向燃烧器供给的燃烧用燃料的供给量，所以能够有效地抑制一氧化碳的排出量。
另外，在上述情况下，所述原料为烃气体。
根据该构成，因为能够使用作为烃气体一般普及的天然气或者丙烷气体等作为原料，所以能够容易地构成在发电运转开始的时候抑制一氧化碳的排出的优选的燃料电池系统。
另外，在上述情况下，具备用于供给所述原料的原料供给器；在停止工作时或者在开始工作时，所述控制器通过控制将所述原料从所述原料供给器供给给所述燃料电池，从而由所述原料填充所述燃料电池的内部。
根据该构成，因为具备有能够将原料供给给燃料电池的内部的原料供给器，所以在燃料电池系统停止工作时或者在启动工作时，能够容易地将原料填充于燃料电池的内部。
另外，在上述情况下，在所述燃烧器或者所述尾气路径上具备检测所规定的气体的浓度的气体浓度检测器，在所述控制器控制所述切换阀从而能够将所述燃烧气体生成器所生成的所述燃料气体不供给所述旁路路径而供给给所述燃料电池之后，所述控制器根据所述气体浓度检测器的输出信号控制所述燃烧用燃料供给器来减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
根据该构成，在燃烧器或者尾气路径上具备有检测所规定的气体的浓度的气体浓度检测器，根据该气体浓度检测器的输出信号，通过控制燃烧用燃料供给器来减少向燃烧器供给的燃烧用燃料的供给量，所以，就能够更进一步理想地减少向燃烧器供给的燃烧用燃料的供给量，由此，能够更进一步有效地抑制一氧化碳的排出量。
在此情况下，当由所述气体浓度检测器检测到原料浓度的增加时，所述控制器通过控制所述燃烧用燃料供给器来减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
根据该构成，在由气体浓度检测器检测到原料浓度的增加时，将减少向燃烧器供给的燃烧用燃料的供给量，所以，能够良好地抑制在发电运转开始时从燃料电池系统排出一氧化碳。
在此情况下，在所述燃烧器上具备火柱式的火焰检测器作为所述气体浓度检测器，所述原料是含有烃的气体，在所述控制器控制所述切换阀从而能够将所述燃烧气体生成器所生成的所述燃料气体不供给所述旁路路径而供给给所述燃料电池之后，当由所述火焰检测器检测到所述原料浓度的增加时，所述控制器控制所述燃烧用燃料供给器来减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
根据该构成，在燃烧器上具备通常具有的火柱式的火焰检测器作为气体浓度检测器，所以不需追加格外的气体浓度检测器，在传统的燃料电池系统的构成中就能够抑制在发电运转开始时的一氧化碳的排出。
根据本发明的实施方式所涉及的燃料电池系统，能够提供一种由简易的构成就能更有效地抑制发电运转开始时的一氧化碳的排出的、降低了对生态体系的不良影响的环保性能良好的燃料电池系统。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的燃料电池系统的构成的方块图。
图2是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的燃料电池系统的工作的一部分的流程图。
图3是示意性地表示从原料供给装置向重整器提供的原料的供给量的变化的模式图。图3(a)是表示以一个阶段减少原料的供给量的情况下的样子，图3(b)是表示阶段性地减少原料的供给量的情况下的样子，图3(c)是表示缓慢地减少原料的供给量的情况下的样子。
图4是示意性地表示本发明的实施方式2所涉及的燃料电池系统的构成的方块图。
图5是示意性地表示本发明的实施方式2所涉及的燃料电池系统的工作的一部分的流程图。
图6是示意性地表示本发明的实施方式3所涉及的燃料电池系统的构成的方块图。
图7是示意性地表示本发明的实施方式3所涉及的燃料电池系统的工作的一部分的流程图。
符号说明
1.燃料电池                         1a.燃料气体用流路
1b.氧化剂气体用流路                2.重整器
2a.燃烧器                          2b.燃烧风扇
3.鼓风机                           4.热交换器
5.热水储存罐                       6a、6b.泵
7a、7b.开闭阀                      8.三通阀
9.一氧化碳传感器                   10.原料供给装置
11.火焰检测器                      12.流量调整阀
100～300.燃料电池系统              101.控制器
R1.第一路径                        R2.第二路径
R3.第三路径                        R4.第四路径
R5.第五路径                        A.第一燃料气体路径
B.第二燃料气体路径
具体实施方式
下面，参照附图对有关用于实施本发明的最佳方式进行详细说明。
(实施方式1)
首先，参照附图详细说明有关本发明的实施方式1所涉及的燃料电池系统的构成。
图1是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的燃料电池系统的构成的方块图。另外，在图1中，构成燃料电池系统的各个构成要素之间的实线表示水或者燃料气体、氧化剂气体、电信号等的传送路径。另外，在这些实线上标注的箭头表示在通常运转时水或燃料气体或者氧化剂气体等的流动方向。另外，在图1中，仅仅表示了用于说明本发明而必要的构成要素，对于除此之外的构成要素省略了其图示。
如图1所示，本实施方式所涉及的燃料电池系统100具备作为其发电部的本体的燃料电池1。在本实施方式中使用固体高分子电解质型燃料电池作为该燃料电池1。该燃料电池1使用从后述的燃料气体生成器排出并供给给燃料电池1的燃料气体用流路1a的富含氢的燃料气体、以及由后述的鼓风机3供给给燃料电池1的氧化剂气体用流路1b的氧化剂气体(通常为空气)，进行应输出规定电力的发电。换言之，燃料电池1通过由规定的反应催化剂所进行的规定的电化学反应，将燃料气体以及氧化剂气体所拥有的化学能直接转换成电能。通过该能量转换，燃料电池1向连接于燃料电池系统100的负载供给电能。
在本实施方式中，供给给燃料电池1的氧化剂气体用流路1b的氧化剂气体被预先调整至规定的加湿状态，加湿是利用在燃料电池1的内部为了发电而使用氧化剂气体之后、氧化剂气体所具有的水分而进行的。另外，在氧化剂气体的加湿度不足的情况下，通过使蓄存于图1中没有图示的储水罐中的水的一部分在燃料电池的1的内部进行蒸发，从而把氧化剂气体的加湿度调整至适当的加湿度。另外，在上述的燃料气体生成器中，供给给燃料电池1的燃料气体用流路1a的燃料气体被预先调整至规定的加湿状态。
另外，在发电运行的时候，通过用于实施上述能量转换的规定的电化学反应使得燃料电池1发热。在该燃料电池1中所产生的热由冷却水被逐次回收，该冷却水是被供给至形成于燃料电池1的内部的在图1中没有图示的冷却水用流路中的冷却水。在后述的热交换器4中，通过该冷却水所回收的热用于加热从后述的热水储存罐5所供给的水。
另外，关于有关燃料电池1的内部构成的详细说明，因为燃料电池1的内部构成与一般的固体高分子电解质型燃料电池的内部构成相同，所以在此省略对其的说明。
另外，如图1所示，该燃料电池系统100至少具备重整器2作为本发明所涉及的燃料气体生成器。该重整器2主要是让使用含有例如天然气(甲烷为主要成分)、丙烷气体等的烃类成分、甲醇等的醇类或者石脑油成分等的至少由碳元素以及氢元素构成的有机化合物的原料和水发生水蒸汽重整反应，并通过该水蒸汽重整反应而产生富含氢的燃料气体。通过本发明所涉及的原料供给器的一个例子的后述的原料供给装置10来进行供给给该重整器2的原料的供给量的调整。此时，向重整器2的原料的供给的断续是由开闭阀7a来进行的。在此，虽然在图1中没有特别的图示，但是该燃料气体生成器具备用于进行水蒸汽重整反应的重整部和用于减少从该重整部排出的燃料气体中的一氧化碳的转化部以及净化部。
重整部具备：用于进行水蒸汽重整反应的在图1中没有特别表示的重整催化剂、用于加热该重整催化剂的比如燃烧从燃料电池1排出的尾气的燃烧器2a、从大气中提供对于在该燃烧器2a中的尾气等的燃烧所必要的空气的燃烧风扇2b。在此，燃烧器2a燃烧从燃料电池1排出的尾气、由燃料气体生成器生成的燃料气体以及由原料供给装置10所供给的原料等中的至少任意一种燃烧用燃料，由此生成用于加热重整部的重整催化剂的热能。
另外，转化部具备用于通过与水的反应而降低从重整器排出的燃料气体中的一氧化碳浓度的转化催化剂。另外，净化部具备用于通过氧化反应或者甲烷化反应进一步降低从转化部排出的燃料气体中的一氧化碳浓度的一氧化碳除去催化剂。另外，为了有效地减少包含于燃料气体中的一氧化碳，该转化部以及净化部分别在适合于各自中所进行的化学反应的温度条件之下运行。
另外，关于燃料气体生成器的内部的除了上述的重整部和转化部以及净化部之外的构成的详细说明，因为燃料气体生成器的内部构造与一般的重整器的内部构造相同，所以在此省略其说明。
另外，如图1所示，该燃料电池系统100具备原料供给装置10。该原料供给装置10是在燃料电池系统100的发电运转时等中提升从天然气的基础设施等供给的天然气等的原料的压力的升压泵，通过上述的开闭阀7a向重整器2供给原料。在此，该原料供给装置10被构成为：通过由后述的控制器101控制输出，从而能够根据必要而恰当调整对于重整器2的原料的供给量。
另外，如图1所示，该燃料电池系统100具备鼓风机3。该鼓风机3通过从大气中吸入空气，从而向燃料电池1的氧化剂气体用流路1b供给作为氧化剂气体的空气。作为该鼓风机3适宜使用西洛克风扇等。
另外，如图1所示，该燃料电池系统100具备热交换器4。该热交换器4与从燃料电池1的在图1中没有作特别图示的冷却水用流路由泵6a的工作而排出的温度上升了的冷却水、和为了提供热水等的目的而从后述的热水储存罐5由泵6b所提供的水之间进行热交换。在该热交换器4中进行热交换而被冷却的冷却水，通过泵6a的工作再一次被供给给燃料电池1的冷却水用流路。
另外，如图1所示，该燃料电池系统100具备热水储存罐5。该热水储存罐5储蓄在热交换器4中被加热的水。在此，储蓄在热水储存罐5中的水由泵6b的工作并经由热交换器4而循环。此时，在热交换器4中，由从燃料电池1通过泵6a的工作而排出的温度已经上升的冷却水的热而加热从热水储存罐5所供给的水。由该热交换器4加热的水储存于热水储存罐5中。由此，储存在热水储存罐5中的被加热的水，根据必要而用于供给热水等场合。
另外，如图1所示，在该燃料电池系统100中，在用于将由燃料气体生成器所生成的燃料气体供给给燃料电池1的燃料气体用流路1a的第一路经R1以及第四路经R4的连接部上，配设有三通阀8。另外，在用于将从燃料电池1的燃料气体用流路1a排出的尾气供给给重整器2的燃烧器2a的第五路经R5的途中，配设有开闭阀7b。另外，在三通阀8和第五路经R5及第三路经R3的连接部之间，配设有用于将由燃料气体生成器所生成的燃料气体不供给给燃料电池1而直接供给给燃烧器2a的第二路经R2(旁路路径)。于是，如图1所示，由第一路经R1、第二路经R2以及第三路经R3构成了第一燃料气体路经A。另外，如图1所示，由第一路经R1、第四路经R4、燃料气体用流路1a、第五路经R5以及第三路经R3构成了第二燃料气体路经B。总之，本实施方式所涉及的燃料电池系统100被构成为，通过操作开闭阀7b以及三通阀8，能够根据必要而将从燃料气体生成器排出的燃料气体不供给给燃料电池1而直接供给给燃烧器2a。在此，在本实施方式中，由第一路经R1以及第四路经R4构成了用于将由燃料气体生成器所生成的燃料气体供给给燃料电池1的燃料气体用流路1a的燃料气体路经。另外，在本实施方式中，由第五路经R5以及第三路经R3构成了用于将从燃料电池1的燃料气体用流路1a排出的尾气供给给重整器2的燃烧器2a的尾气路经。
进一步，该燃料电池系统100具备控制器101。该控制器101恰当地控制构成燃料电池系统100的各个构成要素的工作。在此，虽然在图1中没有特别的图示，但是该控制器101具备比如存储部、计时部、中央运算处理装置(CPU)等。另外，有关燃料电池系统100的各个构成要素的工作的程序预先存储在控制器101的存储部，根据存储在该存储部的程序，控制器101会恰当控制燃料电池系统100的工作。
接着，参照附图详细说明有关本发明的实施方式1所涉及的燃料电池系统100的工作。
在此，在以下的说明中，设定在燃料电池系统100停止工作时或者启动工作时，在燃料电池1的燃料气体用流路1a以及其周边部预先填充有包含至少由碳元素以及氢元素构成的有机化合物的原料(在本实施方式中为烃气体的天然气)作为置换气体。通过由图1所表示的原料供给装置10将原料供给给燃料电池1等来进行向该燃料电池1等的原料的填充。另外，在本实施方式中，所谓“启动工作时”是指“自控制器101输出启动指令开始到由燃料电池1的在图1中没有特别图示发电控制部将电流从燃料电池1取出为止”，所谓“停止工作时”是指“自控制器101输出停止指令开始到燃料电池系统100全体的工作完全停止为止”。
燃料电池系统100根据控制器101的控制进行以下的工作。
首先，在开始图1所表示的燃料电池系统100的发电运转时，为了生成在燃料电池1的发电运转中所必要的富含氢的燃料气体，使燃料气体生成器进行工作。具体而言，由图1所表示的原料供给装置10向重整器2供给成为用于生成氢的原料的天然气。另外，为了生成促使水蒸汽重整反应进行的水蒸汽，从自来水管道等的基础设施将水供给给重整器2。另外，为了在重整器2中进行水蒸汽重整反应，由燃烧器2a来加热配设于重整器2的重整催化剂。
在燃料电池系统100的发电运转开始的初期，重整器2中的重整催化剂的温度由燃烧器2a进行加热而缓慢上升，所以其温度达不到规定的温度。因此，在重整器2中的水蒸汽重整反应不会恰当地进行，所以从燃料气体生成器排出的燃料气体中含有大量的一氧化碳。因此，在本实施方式中，在燃料电池系统100的发电运转开始的时候，直到重整器2中的重整催化剂的温度到达所规定的温度并且能够生成高品质的燃料气体为止(直到满足规定的运转条件为止)，由控制器101控制三通阀8而连接第一路经R1和第二路经R2，使开闭阀7b处于闭合状态，从而由第一路经R1和第二路经R2以及第三路经R3形成第一燃料气体路经A。于是，由燃料气体生成器所生成的含有高浓度的一氧化碳的燃料气体被供给给该第一燃料气体路经A。由此，含有高浓度一氧化碳的燃料气体经由第一燃料气体路经A而供给给燃烧器2a。于是，燃烧器2a燃烧该所供给的含有高浓度一氧化碳的燃料气体，从而加热在重整器2中的重整催化剂。由此，加热至重整催化剂的温度达到规定的温度。另外，在燃烧器2a中被燃烧的燃料气体作为废燃烧气体被排出至燃料电池系统100的外部。
另外，此时，为了在燃烧器2a中燃烧含有高浓度一氧化碳的燃料气体，由燃烧风扇2b将空气供给给燃烧器2a。由燃烧风扇2b进行的向燃烧器2a供给的空气的供给量，可根据由原料供给装置10供给给重整器2的天然气等的原料的供给量作适当设定。
具体而言，在燃料电池系统100的发电运转开始之后，在重整器2中，理论上通过由(1)式所表示的化学反应而从天然气生成氢。在此，为了方便起见，如果将由原料供给装置10供给给重整器2的天然气的供给量记为Q(L/分)，则根据由(1)式所表示的化学反应，从燃料气体生成器所排出的氢的排出量为4Q(L/分)。因此，在本实施方式中，为了完全燃烧从燃料气体生成器排出并经由第一燃料气体路经A以4Q(L/分)的比例被供给给燃烧器2a的氢，为了促使进行由(2)式所表示的燃烧反应，从而以2Q(L/分)的比例从燃烧风扇2b把氧供给给燃烧器2a。此时，控制器101控制燃料风扇2b的转速，使得向燃烧器2a的氧的供给量成为2Q(L/分)。
CH4+2H2O→CO2+4H2……(1)
4H2+2O2→4H2O……(2)
总之，在本实施方式中，以在重整器2中理论上所生成的氢的生成量、即由原料供给装置10向重整器2的天然气的供给量作为基准，设定由燃烧风扇2b向燃烧器2a供给的空气的供给量。由此，在燃烧器2a中燃烧含有高浓度一氧化碳的燃料气体。于是，由在该燃烧器2a中所产生的热能来加热在重整器2中的重整催化剂。
关于其后的工作，为了更加具体地说明本发明，下面参照图2做详细说明。
图2是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的燃料电池系统的工作的一部分的流程图。
如图2所示，如果以在燃烧器2a中由含有高浓度一氧化碳的燃料气体的燃烧所产生的热来提高重整器2中的重整催化剂的温度，则该重整催化剂的温度是否到达适合于水蒸汽重整反应的规定温度，要由控制器101来进行判定(步骤S1)。在此，例如由埋设在重整催化剂中的温度传感器来检测重整催化剂的温度。该温度传感器的输出信号被输入到控制器101中。于是，在控制器101中通过对温度传感器的输出信号加以分析来确认重整催化剂的温度。另外，在被判定为重整催化剂的温度还没有到达所规定的温度的情况下(在步骤S1中为”否”)，将继续进行由燃烧器2a进行的对重整催化剂的加热，直到重整催化剂的温度被判定为到达了所规定的温度为止。
另外，在步骤S1中，如果控制器101判定重整催化剂的温度已经到达所规定的温度(在步骤S1中为”是”)，控制器101通过控制维持燃烧风扇2b的风量，并减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量(步骤S2)。
具体而言，在后述的步骤S3之后从燃料电池1的燃料气体用流路1a等排出(挤出)并供给给燃烧器2a的天然气的供给量，大致等同于从燃料气体生成器供给给燃料气体用流路1a的燃料气体的供给量。比如，根据上述的(1)式，供给给重整器2的天然气的供给量为Q(L/分)的时候，那么将从燃料气体生成器排出Q(L/分)流量的二氧化碳和4Q(L/分)流量的氢。因此，从燃料电池1的燃料气体用流路1a等以5Q(L/分)的比例向燃烧器2a供给天然气。
可是，如(3)式所示，为了完全燃烧以5Q(L/分)的比例供给的天然气、从而将天然气转换成为二氧化碳以及水，有必要以10Q(L/分)的比例向燃烧器2a供给氧。然而，如上所述，在燃料电池系统100的发电运转开始的时候，向燃烧器2a的氧的供给量对应于向重整器2的天然气的供给量而被调整在2Q(L/分)的流量。为此，在燃烧器2a中会进行被供给的天然气的不完全燃烧。于是，由于该不完全燃烧，从燃料电池系统100将排出一氧化碳。
5CH4+10O2→5CO2+10H2O……(3)
因此，在本实施方式中，为了完全燃烧从燃料电池1的燃料气体用流路1a等排出并被供给给燃烧器2a的天然气，在以步骤S3所表示的形成由开闭阀7b以及三通阀8所控制的第二燃料气体路径B之前，作为步骤S2，适当减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量。由此，以对应于以2Q(L/分)的比例所供给的氧的供给量的形式，适当减少在形成第二燃料气体路经B的时候的、从燃料电池1的燃料气体用流路1a等被挤出而被供给给燃烧器2a的天然气的供给量。
在此，在本实施方式中，根据(3)式，由原料供给装置10所供给的向重整器2的原料供给量的减少量被调整为大约1/5倍(大约2/10倍)。由此，向燃烧器2a的天然气的供给量成为Q(L/分)，所以，即使从燃烧风扇2b向燃烧器2a供给的氧的供给量维持在2Q(L/分)，在燃烧器2a中，以Q(L/分)的比例所供给的天然气大致可以被完全燃烧，从而抑制向燃料电池系统100的外部排出一氧化碳。
换言之，在本实施方式中，控制器101通过控制维持从燃烧风扇2b向燃烧器2a供给的空气的供给量的同时，通过控制原料供给装置10的工作，以满足空气比1以上的形式减少向燃烧器2a供给的天然气的供给量。在此，所谓“空气比”是指相对于燃烧用燃料完全燃烧所必要的理论空气量的实际的空气量的比。
在此，由原料供给装置10所供给的向重整器2的原料的供给量的减少形式，可以是任意的减少形式。
图3是示意性地表示由原料供给装置10供给给重整器2的原料的供给量的减少形式的模式图。另外，在图3(a)～图3(c)中，纵轴表示由原料供给装置10进行调整的向重整器2的原料的供给量，横轴表示所经过的时间。
如图3所示，在图2所表示的步骤S2中，由原料供给装置10供给给重整器2的原料的供给量的减少，比如既可以如同图3(a)所表示的曲线a那样以一个阶段实施减少，也可以如同图3(b)所表示的曲线b那样阶段性地实施减少。另外，也可以如同图3(c)所表示的曲线c那样缓慢地实施减少。无论是该图3(a)～图3(c)中的哪一种形式，都能够有效地抑制在燃烧器2a中的天然气的不完全燃烧。
另外，在步骤S2中由原料供给装置10供给给重整器2的原料的供给量被减少之后，控制器101控制三通阀8以及开闭阀7b，由第一路经R1、第四路经R4、燃料气体用流路1a、第五路经R5以及第三路经R3形成第二燃料气体路经B(步骤S3)。
此时，重整器2中的重整催化剂的温度已经达到能够恰当地使水蒸汽重整反应进行的所规定的温度，所以从燃料气体生成器排出一氧化碳已被充分减少的燃料气体。于是，由燃料气体生成器所生成的一氧化碳已被充分减少的燃料气体经由第一路经R1以及第四路经R4而被供给给燃料电池1的燃料气体用流路1a等。于是，通过从燃料气体生成器将燃料气体供给给燃料电池1的燃料气体用流路1a等，作为预先注入到燃料电池1的燃料气体用流路1a以及其周边部的置换气体的天然气被挤出。该天然气经由第五路经R5以及第三路经R3而被供给给燃烧器2a。
在燃烧器2a中，使用从燃烧风扇2b供给的空气来燃烧从燃料电池1的燃料气体用流路1a等被挤出的天然气。此时，通过减少如上所述的向重整器2的原料的供给量，由燃烧风扇2b供给用于完全燃烧原料(天然气)所必要的量的氧，所以能够在燃烧器2a中完全燃烧天然气。由此，就能够抑制向燃料电池系统100的外部排出一氧化碳。
在减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量、并减少向燃烧器2a供给的天然气的供给量之后，从燃料电池1的燃料气体用流路1a等排出天然气的全量，并且当控制器101的计时部判定为经过了在燃烧器2a中燃烧该全量天然气的所规定的时间时(在步骤S4中”是”)，由原料供给装置10增加向重整器2供给的原料的供给量(步骤S5)。
具体而言，例如，为了将由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量以从1/5Q(L/分)调整到2Q(L/分)的形式返回到减少前的原料供给量，控制器101控制原料供给装置10的流量调整部的工作。另外，在这个步骤S5以后，燃烧器2a燃烧从燃料电池1的燃料气体用流路1a排出的尾气。由此，在重整器2中的重整催化剂的温度被维持在用于使水蒸汽重整反应进行的规定的温度。
在此，所谓在步骤S4中被判定为“是”的上述的“规定的时间”被定义为，在将燃料电池1的燃料气体用流路1a和第五路经R5以及第三路经R3的内容积的和记作为V(L)，并将向燃烧器2a供给的天然气的供给量记作为X(L/分)的情况下，将由(4)式算出的T(分)作为上述“规定的时间”。
T≥V/X……(4)
另外，在上述步骤S3以后，如果从燃料气体生成器将燃料气体供给给燃料电池1，那么燃料电池1就开始如下所述的发电工作。
即，在从燃料气体生成器将一氧化碳的浓度已被充分降低的燃料气体供给给燃料电池1的燃料气体用流路1a的同时，从鼓风机3将空气供给给燃料电池1的氧化剂气体用流路1b时，在燃料电池1中，使用供给给该阳极侧以及阴极侧的燃料气体以及空气来进行用于输出规定的电力的发电。另外，未使用于发电的尾气在从燃料电池1的燃料气体用流路1a排出之后，经由第五路经R5以及第三路经R3而被供给给燃烧器2a。于是，在该燃烧器2a中，为了促使水蒸汽重整反应的进行而进行燃烧。另外，从燃料电池1的氧化剂气体用流路1b排出的废空气被排出至燃料电池系统100的外部。
另外，在该发电运转的时候，燃料电池1由于用于发电的电化学反应而发热。在该燃料电池1中所产生的热，由在燃料电池1的内部形成的在图1中没有特别图示的冷却水用流路中通过泵6a而进行循环的冷却水来逐次回收。于是，由通过该泵6a进行循环的冷却水所回收的热，在热交换器4中用于加热从热水储存罐5通过泵6a而进行循环的水。
另外，在本实施方式中所作的说明是，作为用于生成燃料气体的原料而使用天然气，并且将天然气作为置换气体预先填充于燃料电池1的燃料气体用流路1a以及其周边部的方式，但是并不限定于该方式。比如也可以是，作为用于生成燃料气体的原料而使用丙烷气体，并且作为置换气体预先将丙烷气体填充于燃料电池1的燃料气体用流路1a等。
在此情况下，在重整器2中，由(5)所表示的化学反应使用丙烷气体和水而生成氢。在此，如果将由原料供给装置10供给给重整器2的丙烷气体的供给量调整为Q(L/分)，则由(5)所表示的化学反应，从燃料气体生成器排出的氢的排放量就会成为10Q(L/分)。因此，为了完全燃烧以10Q(L/分)的比例供给给燃烧器2a的氢，根据(6)式只要以5Q(L/分)的比例提供氧就可以。此时，控制器101只要控制燃烧风扇2b的转速，将向燃烧器2a供给的氧的供给量调整成为5Q(L/分)即可。
C3H8+6H2O→3CO2+10H2……(5)
10H2+5O2→10H2O……(6)
另外，在上述情况下，实行图2的步骤S3，在通过对开闭阀7b以及三通阀8的控制而形成第二燃料气体路经B的时候，为了完全燃烧以13Q(L/分)的比例供给给燃烧器2a的丙烷气体，根据(7)式有必要以65Q(L/分)的比例供给氧。因此，在作为图2的步骤S3所表示的通过控制开闭阀7b以及三通阀8而形成第二燃料气体路经B之前，作为步骤S2，减少由原料供给装置10向重整器2供给的丙烷气体的供给量，由此，减少向燃烧器2a供给的丙烷气体的供给量。具体而言，通过将由原料供给装置10向重整器2供给的丙烷气体的供给量调整至大约1/13倍(大约5/65倍)，从而将向燃烧器2a供给的丙烷气体的供给量调整至约1/13倍。
13C3H8+65O2→39CO2+42H2O……(7)
如此，本发明的技术特征在于，对应于填充于燃料电池1内部的置换气体的种类，在规定的期间，减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量。
另外，在本实施方式中，关于在形成第二燃料气体路经B之前减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量的方式作了说明，但是不限定于该方式，也可以是如下方式：在形成第二燃料气体路经B之后，或者在形成第二燃料气体路经B的同时，减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量。根据该构成也能得到与本实施方式相同的效果。但是，在形成第二燃料气体路经B之后减少向重整器2供给的原料的供给量的情况下，在从燃料电池1等被挤出的天然气经由第五路经R5以及第三路经R3而被供给给燃烧器2a之前，减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量。
另外，在本实施方式中，关于在图2所表示的步骤S1中检测重整催化剂的温度的方式作了说明，但是并不限定于该方式，也可以是如下方式，即检测构成燃料气体生成器的重整部和转化部以及净化部的至少任意一个构成要素的运转温度。根据该构成也可以得到与本实施方式相同的效果。
进一步，在本实施方式中，关于燃料电池系统100具备固体高分子电解型燃料电池作为燃料电池1的方式作了说明，但是并不限定于这样的方式。比如，也可以是如下方式，即燃料电池系统100具备磷酸型燃料电池或者碱性燃料电池等作为燃料电池1，根据该构成也能得到与本实施方式相同的效果。
(实施方式2)
图4是示意性地表示本发明的实施方式2所涉及的燃料电池系统的构成的方块图。另外，在图4中，构成燃料电池系统的各个构成要素之间的实线表示水或燃料气体或者氧化剂气体等所流动的路径，在这些实线上所标注的箭头表示在通常运转时水或燃料气体或者氧化剂气体等的流动方向。另外，在图4中表示了用于说明本发明的必要的构成要素，省略了除此之外的构成要素的图示。另外，在图4中，关于与实施方式1所表示的燃料电池系统100的构成要素相同的构成要素标注相同的符号。
如图4所示，本实施方式所涉及的燃料电池系统200具备与实施方式1所表示的燃料电池系统100的构成大致相同的构成。但是，本实施方式所涉及的燃料电池系统200的构成与实施方式1所表示的燃料电池系统100的构成不同点在于，前者具备一氧化碳传感器9。另外，关于其他的特点则与实施方式1所表示的燃料电池系统100的构成相同。
如上所述，本实施方式所涉及的燃料电池系统200具备一氧化碳传感器9。该一氧化碳传感器9将从燃烧器2a排出的废燃烧气体中的一氧化碳的浓度变化作为电信号的变化并输出给控制器101。控制器101通过解析从一氧化碳传感器9输出的电信号，比如检测包含在废燃烧气体中的一氧化碳的浓度变化。于是，在本实施方式中，代替由图2的步骤S4表示的“规定的时间”，在由控制器101判定为从燃烧器2a排出的废燃烧气体中的一氧化碳的浓度已到达“规定的界限值浓度”以下的情况下，由原料供给装置10的输出控制而增加向重整器2供给的原料的供给量。
具体而言，在燃烧器2a中，在燃烧填充于燃料电池1的燃料气体用流路1a以及其周边部的天然气的时候，以由(3)式所表示的形式生成以二氧化碳以及水为主的生成物的同时，也会有由不完全燃烧而产生微量的一氧化碳的情况。因此，在本实施方式中，在由一氧化碳传感器9检测出的废燃烧气体中的一氧化碳的浓度比如从10ppm到达作为规定的界限值浓度的3ppm以下的时候，就增加由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量。
图5是示意性地表示本发明的实施方式2所涉及的燃料电池系统的工作的一部分的流程图。
如图5所示，在本实施方式中，与实施方式1的情况相同，当判定为在重整器2中的重整催化剂的温度到达所规定的温度(在步骤S1中”是”)时，控制器101通过控制减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量(步骤S2)。另外，其后，控制器101控制开闭阀7b以及三通阀8，从而由第一路经R1、第四路经R4、燃料气体用流路1a、第五路经R5以及第三路经R3构成第二燃料气体路经B(步骤S3)。于是，在本实施方式中，如图5所示，当确认到从燃烧器2a排出的废燃烧气体中的一氧化碳的浓度已到达规定的界限值浓度以下的时候(在步骤S4中”是”)，控制器101就增加由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量(步骤S5)。
根据该构成，当确认到包含于废燃烧气体中的一氧化碳的浓度到达规定的界限值浓度以下、作为置换气体的天然气的燃烧完全结束之后，就能够增加由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量。
在此，在本实施方式中，关于根据从燃烧器2a排出的废燃烧气体中的一氧化碳的浓度来增加由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量的方式作了说明，但是并不限定于该方式。比如，也可以是如下方式，即，代替从燃烧器2a排出的废燃烧气体中的一氧化碳的浓度，根据从一氧化碳传感器9输出的电信号的输出值来增加由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量。
具体而言，在本实施方式所涉及的燃料电池系统200中，在一氧化碳传感器9把从燃烧器2a排出的废燃烧气体中的一氧化碳的浓度变化作为电信号的变化输出到控制器101的时候，控制器101检测从一氧化碳传感器9输出的电信号的输出值(比如电压值)。于是，代替由图2的步骤S4表示的“规定的时间”或者由图5的步骤S4表示的“规定的界限值浓度”，在由控制器101确认到对应于从燃烧器2a排出的废燃烧气体中的一氧化碳的浓度的、自一氧化碳传感器9的输出值到达“规定的输出值”以下的情况下，就增加由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量。根据该构成，在控制器101中没有必要演算从燃烧器2a排出的废燃烧气体中的一氧化碳的浓度，所以能够简化预先存储在控制器101的存储部中的程序。
另外，关于其他的特点，则与实施方式1的情况相同。
(实施方式3)
在实施方式1以及2中，作为减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量的方式，已经例示了以一个阶段减少的方式、阶梯性地减少的方式或者缓慢减少的方式。然而，为了使在燃烧器2a中的燃烧反应理想地进行，优选如下方式，即，以在燃烧器2a中不发生失火或者不完全燃烧的形式，对应于供给给燃烧器2a的燃烧用燃料的组成而适当减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量。
因此，由本发明所涉及的切换手段的三通阀8，在将由重整器2所生成的燃料气体切换到第二路经R2并供给给燃料电池1的时候，作为单单减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量的方式的代替，优选由规定的检测手段逐次检测供给给燃烧器2a的燃烧用燃料的组成(实际上是氢和天然气的组成比)，并对应于其检测结果恰当减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量。如果检测本发明所涉及的尾气路经R3、R5或者燃烧器2a中的氢浓度或者原料浓度的任意一方的浓度，那么也就能够推定另一方的浓度，所以在本实施方式中，作为本发明所涉及的原料浓度检测器在燃烧器2a中具备火柱(flame rod)式的火焰检测器11，当由该火焰检测器11检测的原料浓度增加时，则通过控制来减少向燃烧器2a供给的燃烧用燃料(原料)的供给量。以下是就有关其详细构成加以说明。
图6是示意性地表示本发明的实施方式3所涉及的燃料电池系统的构成的方块图。另外，在图6中，构成燃料电池系统的各个构成要素之间的实线表示水或燃料气体或者氧化剂气体等所流动的路径，在这些实线上所标注的箭头表示在通常运转时的水或燃料气体或者氧化剂气体等的流动方向。另外，在图6中表示了用于说明本发明所必要的构成要素，关于除此之外的构成要素在此省略了图示。另外，在图6中，对于与实施方式1所表示的燃料电池系统100的构成要素相同的构成要素标注相同的符号。
如图6所示，本实施方式所涉及的燃料电池系统300具备与由实施方式1所表示的燃料电池系统100的构成大致相同的构成。
但是，本实施方式所涉及的燃料电池系统300的构成与实施方式1所表示的燃料电池系统100的构成的不同点在于，前者作为本发明所涉及的原料浓度检测器在燃烧器2a的内部具备火柱(flame rod)式的火焰检测器11。另外，该燃料电池系统300的构成与实施方式1所表示的燃料电池系统100的构成的不同点还在于，前者进一步具备流量调整阀12，通过该流量调整阀12并由原料供给装置10将原料供给给燃烧器2a。另外，关于其它的特点与实施方式1所表示的燃料电池系统100的构成相同。
如上所述，本实施方式所涉及的燃料电池系统300具备火焰检测器11。该火焰检测器11检测在燃烧器2a中燃烧包含于原料中的烃时所产生的离子电流，从而将对应于这个离子电流的大小的电信号输出给控制器101。控制器101通过解析从火焰检测器11输出的电信号来检测供给给燃烧器2a的气体中的原料浓度，进而检测燃烧用燃料的组成。于是，在本实施方式中，对应于其所检测到的燃烧用燃料的组成，适当减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量。
图7是示意性地表示本发明的实施方式3所涉及的燃料电池系统的工作的一部分的流程图。
如图7所示，在本实施方式中，与实施方式1的情况相同，当判定为在重整器2中的重整催化剂的温度到达所规定的温度(在步骤S1中”是”)时，控制器101控制开闭阀7b以及三通阀8，从而由第一路经R1、第四路经R4、燃料气体用流路1a、第五路经R5以及第三路经R3形成第二燃料气体路经B(步骤S2)。
接着，控制器101是以如下形式进行控制：由火焰检测器11继续检测供给给燃烧器2a的燃烧用燃料中的烃的浓度，对应于所检测到的烃浓度的增加来推定燃烧用燃料中的组成的变化(原料浓度的增加)，并相应于该燃烧用燃料的组成的变化，缓慢减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量。在此，在控制器101的图6中没有图示的存储部中，预先容纳有关对应于燃烧用燃料的组成的适当的原料供给量的数据表。根据该预先容纳的数据表的信息，控制器101适当减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量(步骤S3)。
其后，当从燃料电池1的燃料气体用流路1a等向燃烧器2a排出全部量的原料(天然气)，并且控制器101的计时部判定为已经经过了在燃烧器2a中可燃烧全部量的原料(天然气)的规定的时间(在步骤S4中”是”)时，控制器101增加由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量(步骤S5)。
根据该构成，对应于由本发明所涉及的原料浓度检测器的火焰检测器11确认的供给给燃烧器2a的燃烧用燃料中的组成的变化(原料浓度的增加)，可适当减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量，所以能够有效地防止在燃烧器2a中发生失火或者不完全燃烧。由此，由作为燃料气体生成器的重整器2所生成的燃料气体开始被供给给燃料电池1的过渡期中，能够理想地进行在燃烧器2a中的燃烧反应。
另外，在上述的本实施方式所涉及的燃料电池系统300中，在燃烧器2a中具备火柱(flame rod)式的火焰检测器11，由此检测燃烧用燃料中的原料的浓度，并确认燃烧用燃料的组成的变化。但是，也可以是：在本发明所涉及的尾气路经(第三路经R3或者第五路经R5)中具备作为本发明所涉及的气体浓度检测器的氢浓度检测器，并根据由该氢浓度检测器所检测到的氢浓度的减少来推定燃烧用燃料中的组成的变化(原料浓度的增加)，根据该推定的燃烧用燃料的组成的变化来控制原料供给装置10的输出，适当减少供给给燃烧器2a的原料的供给量。
另外，在上述的本实施方式所涉及的燃料电池系统300中，根据由本发明所涉及的原料浓度检测器的火焰检测器11所检测到的原料浓度推定燃烧用燃料的组成，再根据该推定的燃烧用燃料的组成，并且参照容纳于存储部的有关对应于燃烧用燃料的组成的适当的原料供给量的数据表，以成为适当的原料供给量的形式减少原料的供给量。但是，也可以是：将由原料浓度检测器所检测到的原料浓度和相对于此的适当的原料供给量的关系作为表中的数据容纳在存储部，并不去推定燃烧用燃料的组成，而从由原料浓度检测器所检测到的原料浓度直接决定最适当的原料供给量。这对于使用氢浓度检测器来代替上述的原料浓度检测器推定燃烧用燃料的组成的变化的情况下也是一样的。
以下就有关本实施方式的变形例加以说明。
在本变形例中，在燃料电池系统300的启动工作时，不仅供给由燃料气体生成器所生成的燃料气体，还从原料供给装置10通过流量调整阀12将天然气作为辅助气体供给给燃烧器2a。
因此，代替上述根据供给给燃烧器2a的燃烧用燃料的组成的变化(原料浓度的增加)适当减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量的上述方式，也可以采取如下方式，即，根据供给给燃烧器2a的燃烧用燃料的组成的变化(原料浓度的增加)，通过控制器101的控制减少流量调整阀12的开度，从而适当减少由原料供给装置10向燃烧器2a供给的原料的供给量。在此情况下，在图7所表示的步骤S3中，可以将“缓慢地减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量”的记载看成“由流量调整阀12缓慢地减少向燃烧器2a供给的原料的供给量”。另外，在本变形例中，流量调整阀12成为本发明所涉及的燃烧用燃料供给器。
另外，上述变形例并不限定于本实施方式，在实施方式1或者2中也可以采用本变形例。
如上所述，根据本发明，在以燃烧器2a燃烧作为置换气体的原料(天然气)的时候，通过减少由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量来减少向燃烧器2a供给的天然气的供给量，所以能够抑制燃烧天然气的时候的一氧化碳的产生。由此，就能够提供一种燃料电池系统，其由简易的构成有效地抑制在发电运转开始时的一氧化碳的排出，降低对生态体系的不良影响，环保性能良好。
另外，关于是否增加由原料供给装置10向重整器2供给的原料的供给量的判断基准，在实施方式1以及3中是把所规定的时间作为判断基准，在实施方式2中是把所规定的界限值浓度或者所规定的输出值作为判断基准，但是，并没有必要单独采用其中的任意一个判断基准，也可以采用其中的两个判断基准。
总之，在图2以及图7中，可以是如下方式：作为步骤S4，由控制器101确认已经经过了所规定的时间，并且在由一氧化碳传感器9所检测到的一氧化碳的浓度成为所规定的界限值浓度以下(或者一氧化碳传感器9的输出值成为规定的输出值以下)的情况下，进入到图2以及图7的步骤S5。根据该构成也能得到与本实施方式1～3的情况相同的效果。
产业上利用的可能性
本发明的实施方式所涉及的燃料电池系统，是由简易的构成有效地抑制在发电运转开始时的一氧化碳的排出的、降低了对生态体系的不良影响的环保性良好的燃料电池系统，可应用于产业上。

Claims (15)

1.一种燃料电池系统，其特征在于：
具备：
燃料电池，使用燃料气体和氧化剂气体进行发电；
燃料气体生成器，通过重整反应对原料进行重整从而生成所述燃料气体；
燃烧器，向所述燃料气体生成器供给用于进行所述重整反应的热量；
燃烧用燃料供给器，调整向所述燃烧器供给的燃烧用燃料的供给量；
空气供给器，向所述燃烧器供给空气；
燃料气体路径，用于从所述燃料气体生成器向所述燃料电池供给所述燃料气体；
尾气路径，用于从燃料电池将未使用于所述发电的剩余的所述燃料气体供给给所述燃烧器；
旁路路径，连接所述燃料气体路径和所述尾气路径，使得由所述燃料气体生成器所生成的所述燃料气体绕过所述燃料电池而供给给所述燃烧器；
切换阀，用于将由所述燃料气体生成器所生成的所述燃料气体的供给对象在所述燃料电池和所述旁路路径之间进行切换；
控制器；
在所述控制器控制所述切换阀从而将由所述燃料气体生成器所生成的所述燃料气体不供给所述旁路路径而供给给所述燃料电池之前，所述燃料电池的内部被所述原料填充；
在所述控制器控制所述切换阀从而将由所述燃料气体生成器所生成的所述燃料气体不供给所述旁路路径而供给给所述燃料电池的时候，所述控制器控制所述燃烧用燃料供给器以减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
2.如权利要求1所记载的燃料电池系统，其特征在于：
所述燃烧用燃料供给器是调整向所述燃料气体生成器供给的原料的供给量的原料供给器，
在所述控制器控制所述切换阀从而将由所述燃料气体生成器所生成的所述燃料气体不供给所述旁路路径而供给给所述燃料电池的时候，所述控制器控制所述原料供给器以减少所述原料的供给量。
3.如权利要求1所记载的燃料电池系统，其特征在于：
根据填充于所述燃料电池的内部的所述原料的组成，所述控制器控制所述燃烧用燃料供给器以减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
4.如权利要求1所记载的燃料电池系统，其特征在于：
所述控制器通过控制维持从所述空气供给器向所述燃烧器供给的空气的供给量的同时，以满足空气比为1以上的形式控制所述燃烧用燃料供给器从而减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
5.如权利要求1所记载的燃料电池系统，其特征在于：
直至所述燃料气体生成器满足规定的运转条件为止，所述控制器通过控制所述切换阀，使得由所述燃料气体生成器所生成的所述燃料气体经由所述旁路路径而供给给所述燃烧器，
在满足所述规定的运转条件的情况下，通过所述切换阀将由所述燃料气体生成器所生成的所述燃料气体的供给对象从所述旁路路径切换到所述燃料电池的同时，控制所述燃烧用燃料供给器来减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
6.如权利要求1所记载的燃料电池系统，其特征在于：
在通过所述切换阀隔断所述旁路路径从而能够将所述燃料气体从所述燃料气体生成器向所述燃料电池供给之前，所述控制器控制所述燃烧用燃料供给器从而减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
7.如权利要求1所记载的燃料电池系统，其特征在于：
在所述控制器控制所述燃烧用燃料供给器而减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量之后，在经过规定的时间时，所述控制器控制所述燃烧用燃料供给器来增加向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
8.如权利要求1所记载的燃料电池系统，其特征在于：
进一步具备检测从所述燃烧器排出的排出气体中的一氧化碳的一氧化碳检测器，
在所述控制器控制所述燃烧用燃料供给器而减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量之后，在所述一氧化碳检测器的输出值降低到规定值以下时、或者根据所述一氧化碳检测器的输出值得到的所述一氧化碳的浓度降低到规定的浓度以下时，所述控制器控制所述燃烧用燃料供给器来增加向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
9.如权利要求1所记载的燃料电池系统，其特征在于：
所述控制器通过控制所述燃烧用燃料供给器，以包括一个以上的步骤的形式阶段性地或者连续性地减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
10.如权利要求1至9所记载的燃料电池系统，其特征在于：
所述原料为烃气体。
11.如权利要求1至9所记载的燃料电池系统，其特征在于：
具备用于供给所述原料的原料供给器，
在停止工作时或者在开始工作时，所述控制器通过控制将所述原料从所述原料供给器供给给所述燃料电池，从而由所述原料填充所述燃料电池的内部。
12.如权利要求10所记载的燃料电池系统，其特征在于：
具备用于供给所述原料的原料供给器，
在停止工作时或者在开始工作时，所述控制器通过控制将所述原料从所述原料供给器供给给所述燃料电池，从而由所述原料填充所述燃料电池的内部。
13.如权利要求1所记载的燃料电池系统，其特征在于：
在所述燃烧器或者所述尾气路径上具备检测所规定的气体的浓度的气体浓度检测器，
在所述控制器控制所述切换阀从而能够将所述燃料气体生成器所生成的所述燃料气体不供给所述旁路路径而供给给所述燃料电池之后，所述控制器根据所述气体浓度检测器的输出信号控制所述燃烧用燃料供给器来减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
14.如权利要求13所记载的燃料电池系统，其特征在于：
当由所述气体浓度检测器检测到原料浓度的增加时，所述控制器通过控制所述燃烧用燃料供给器来减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
15.如权利要求14所记载的燃料电池系统，其特征在于：
在所述燃烧器上具备火柱式的火焰检测器作为所述气体浓度检测器，
所述原料是含有烃的气体，
在所述控制器控制所述切换阀从而能够将所述燃料气体生成器所生成的所述燃料气体不供给所述旁路路径而供给给所述燃料电池之后，当由所述火焰检测器检测到所述原料浓度的增加时，所述控制器控制所述燃烧用燃料供给器来减少向所述燃烧器供给的所述燃烧用燃料的供给量。
CN2007800138096A 2006-04-19 2007-04-17 燃料电池系统 Expired - Fee Related CN101427410B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006115659 2006-04-19
JP115659/2006 2006-04-19
PCT/JP2007/058372 WO2007123136A1 (ja) 2006-04-19 2007-04-17 燃料電池システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101427410A CN101427410A (zh) 2009-05-06
CN101427410B true CN101427410B (zh) 2011-06-01

Family

ID=38625036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800138096A Expired - Fee Related CN101427410B (zh) 2006-04-19 2007-04-17 燃料电池系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8067122B2 (zh)
JP (1) JP5213703B2 (zh)
CN (1) CN101427410B (zh)
WO (1) WO2007123136A1 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8318365B2 (en) 2007-03-14 2012-11-27 Panasonic Corporation Fuel cell system with bypass path and operation method for controlling bypass path of fuel cell system
WO2010010699A1 (ja) * 2008-07-25 2010-01-28 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム、および、燃料電池システムの制御方法
CN101918306B (zh) * 2008-11-20 2012-11-07 松下电器产业株式会社 氢生成装置以及具备其的燃料电池系统
JP5681948B2 (ja) * 2008-11-20 2015-03-11 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 水素生成装置及びそれを備える燃料電池システム
JP5312476B2 (ja) * 2008-11-20 2013-10-09 パナソニック株式会社 燃料電池システム
WO2010128600A1 (ja) * 2009-05-08 2010-11-11 パナソニック株式会社 燃料電池システム
DE102009031774B4 (de) * 2009-06-30 2012-02-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hochtemperaturbrennstoffzellensystem
EP2551945B1 (en) * 2010-03-24 2015-11-04 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Fuel cell system and method for operating fuel cell system
US20130252122A1 (en) * 2011-05-06 2013-09-26 Panasonic Corporation Power generator and method of operating the same
WO2013027415A1 (ja) * 2011-08-25 2013-02-28 パナソニック株式会社 燃料電池システム及びその運転方法
FR2996064B1 (fr) * 2012-09-26 2016-12-02 Snecma Installation electrique a pile a combustible refroidie
CN103022534B (zh) * 2012-12-15 2015-06-03 华中科技大学 用于固体氧化物燃料电池系统的控制器
WO2014097537A1 (ja) * 2012-12-19 2014-06-26 パナソニック株式会社 水素生成装置、これを備える燃料電池システム、水素生成装置の運転方法、及び燃料電池システムの運転方法
DE102014116871A1 (de) * 2014-11-18 2016-05-19 L’AIR LIQUIDE Société Anonyme pour l’Etude et l’Exploitation des Procédés Georges Claude Anlage zur Herstellung von Wasserstoff und Verfahren zum Betreiben dieser Anlage
DE102015207167A1 (de) * 2015-04-21 2016-10-27 Robert Bosch Gmbh Heizsystem, sowie Verfahren zum Betreiben eines Heizsystems
US20180062185A1 (en) * 2016-08-30 2018-03-01 James Seefried System and Method for Generating Water and Electric Power
US10164277B2 (en) 2016-10-25 2018-12-25 Lg Fuel Cell Systems Inc. Steam reformer bypass line and flow controller
EP3386017B1 (en) * 2017-04-07 2019-11-20 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. High-temperature operating fuel cell system
US11814286B2 (en) * 2022-01-26 2023-11-14 Caterpillar Inc. Backup power system with controller

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003229149A (ja) * 2001-11-30 2003-08-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池発電システムおよび燃料電池発電方法
WO2005015673A1 (ja) * 2003-08-07 2005-02-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 燃料電池発電システム
JP2005228621A (ja) * 2004-02-13 2005-08-25 Osaka Gas Co Ltd 燃料電池システムのガス置換方法及び燃料電池システム
CN1781206A (zh) * 2003-08-25 2006-05-31 松下电器产业株式会社 燃料电池系统、燃料电池系统的停止方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2752808B2 (ja) * 1991-08-09 1998-05-18 日本電信電話株式会社 燃料電池の燃料切替方法およびその装置
JPH07296834A (ja) * 1994-04-26 1995-11-10 Hitachi Ltd 燃料電池発電プラント及び該プラントの改質器運転方法
JP2001023659A (ja) * 1999-07-09 2001-01-26 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2001176528A (ja) 1999-12-21 2001-06-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池システム
JP2001185182A (ja) * 1999-12-28 2001-07-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池発電装置およびその運転方法
JP4248182B2 (ja) * 2002-01-31 2009-04-02 トヨタ自動車株式会社 燃料電池発電システムおよび燃料電池のパージ方法
JP2003303608A (ja) * 2002-02-07 2003-10-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池発電システム、燃料電池発電システムの制御方法
JP2003317771A (ja) * 2002-04-19 2003-11-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池発電システムおよびその運転方法
JP4450563B2 (ja) * 2003-03-26 2010-04-14 大阪瓦斯株式会社 燃料電池用の改質装置
JP4442163B2 (ja) * 2003-08-29 2010-03-31 パナソニック株式会社 燃料電池システム
JP2005206395A (ja) * 2004-01-20 2005-08-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水素生成装置およびその起動方法
JP4484585B2 (ja) * 2004-05-28 2010-06-16 大阪瓦斯株式会社 改質装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003229149A (ja) * 2001-11-30 2003-08-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池発電システムおよび燃料電池発電方法
WO2005015673A1 (ja) * 2003-08-07 2005-02-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 燃料電池発電システム
CN1781206A (zh) * 2003-08-25 2006-05-31 松下电器产业株式会社 燃料电池系统、燃料电池系统的停止方法
JP2005228621A (ja) * 2004-02-13 2005-08-25 Osaka Gas Co Ltd 燃料電池システムのガス置換方法及び燃料電池システム

Also Published As

Publication number Publication date
CN101427410A (zh) 2009-05-06
US8067122B2 (en) 2011-11-29
JPWO2007123136A1 (ja) 2009-09-03
US20090092883A1 (en) 2009-04-09
JP5213703B2 (ja) 2013-06-19
WO2007123136A1 (ja) 2007-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101427410B (zh) 燃料电池系统
CN100527513C (zh) 燃料电池系统
CN109193009B (zh) 固体氧化物燃料电池复合系统及使用方法
CN100446319C (zh) 燃料电池系统、燃料电池系统的停止方法
CN104396072B (zh) 固体氧化物型燃料电池系统及其控制方法
CN100459263C (zh) 燃料电池系统
CN106068575B (zh) 燃料电池装置
CN102177086A (zh) 氢生成装置、燃料电池系统以及氢生成装置的运行方法
JP2009054477A (ja) 燃料電池システム及びその運転方法
JPH07230816A (ja) 内部改質型固体電解質燃料電池システム
CN111164812B (zh) 燃料电池系统和燃料电池系统的控制方法
CN101636346B (zh) 氢生成装置和具备该装置的燃料电池发电系统、以及氢生成装置的停止方法
JP4342172B2 (ja) エネルギー併給システム
JP6239229B2 (ja) 燃料電池システムおよび燃料電池運転方法
CN101632196B (zh) 燃料电池系统以及燃料电池系统的运转方法
JP7349660B2 (ja) 蓄エネルギー装置
CN106063011A (zh) 固体氧化物燃料电池系统紧急停止或停电时的堆栈保护方法
JP2014123576A (ja) 固体酸化物形燃料電池システム
JP4502614B2 (ja) 燃料電池システム
JP2023056659A (ja) 固体酸化物形燃料電池システム
JP2023051061A (ja) 固体酸化物形燃料電池システム及びこれを含む水素製造装置
JP2005158661A (ja) 燃料電池発電システム
CN103828108B (zh) 固体电解质型燃料电池
JP2012033270A (ja) 固体酸化物形燃料電池および固体酸化物形燃料電池の二酸化炭素回収方法
JP2005158442A (ja) 燃料電池発電装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110601

Termination date: 20180417

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee