CN101488573A - 燃料电池和控制所述燃料电池的方法 - Google Patents

燃料电池和控制所述燃料电池的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101488573A
CN101488573A CNA2008101338310A CN200810133831A CN101488573A CN 101488573 A CN101488573 A CN 101488573A CN A2008101338310 A CNA2008101338310 A CN A2008101338310A CN 200810133831 A CN200810133831 A CN 200810133831A CN 101488573 A CN101488573 A CN 101488573A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reformer
battery pile
fuel cell
temperature
gas
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
Application number
CNA2008101338310A
Other languages
English (en)
Inventor
许晋硕
李弦哲
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.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics 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 Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN101488573A publication Critical patent/CN101488573A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • 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
    • H01M8/04082—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
    • 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
    • H01M8/04029—Heat exchange using liquids
    • 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
    • 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
    • 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

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了一种燃料电池和用于控制所述燃料电池的方法。燃料电池包括：重整装置，所述重整装置用于执行重整反应，从而生成燃气和热副产物；电池堆，所述电池堆用于从重整装置接收燃气并从而产生能量；预热单元，所述预热单元用于加热电池堆，从而促进电池堆的操作；以及操作控制单元，所述操作控制单元用于在重整装置的初始操作期间将燃气和热副产物中的至少一个供应给预热单元，并在重整装置的初始操作完成时将燃气供应给电池堆。根据所述燃料电池，可以以经济的方式快速提升燃料电池的内部温度，直到燃料电池初始操作并接着能够进行正常操作为止。

Description

燃料电池和控制所述燃料电池的方法
技术领域
本发明涉及一种燃料电池和用于控制所述燃料电池的方法。更具体地，本发明涉及一种燃料电池和用于控制所述燃料电池的方法，其中，燃料电池的内部温度可以迅速提升到燃料电池的正常操作所需的水平。
背景技术
通常，燃料电池是通过氧化/还原的化学反应来产生电能和热能。矿物燃料(例如，石油和煤)的储量有限性实际上带来了能源耗尽问题。使用矿物燃料的过程会造成大量污染的排放，造成环境污染的问题。另一方面，燃料电池作为一种替代能源，目前之所以受到如此关注，是因为燃料电池通过化学反应产生电能和热能，具有有效解决例如能量耗尽和环境污染问题的潜力。
如韩国专利申请第1998-0016383号和第2003-0047158号中揭露，燃料电池包括燃料电池供应器、重整装置、电池堆(stack)以及冷却水供应器。
参见图1，以下详细地说明了根据传统实施例的燃料电池的操作机构。
燃料电池110包括燃料供应器120，用于给重整装置130供应烃(CH)基燃料，例如，液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)、煤油等。
供应到重整装置130的燃料经历了一系列的过程，即，脱硫、重整和一氧化碳(CO)的去除。上述过程后，得到的燃料被转化成含有少量一氧化碳和大量氢的气体，然后，与从外部空气供应器140供应的外部空气相结合以产生燃气。接下来，燃气被供应到电池堆150。
电池堆150包括多个单一电池(cell)组成的叠层，其中发生电化学反应。每个单一电池都包括膜电极组件(MEA)，其中电解质膜设置在燃料电极与空气电极之间。在燃料电极上，氢被分解成质子(氢离子H+)和电子以产生电力。在空气电极上，质子和电子与氧结合生成水。
冷却水供应器160通过置于多个单位电池之间的冷却板使冷却水循环，以将通过电化学反应产生的热量排出到电池堆150的外部。
在燃料电池110初始操作后的预定时间不会开始发生化学反应。因此，燃料电池110的构成部件的温度在相当长的时间内低于正常操作所需的水平。所述构成部件在燃料电池110的正常操作所需的最低温度上是不同的。在一些情况下，尽管需要低温的构成部件正常操作，但是需要高温的构成部件无法正常操作。
例如，重整装置130中所包括的重整器(未图示)达到所需的操作温度并因此产生气体，而重整装置中所包括的变换反应器(未图示)无法达到所需的操作温度且无法进行正常操作，因此不能有效地去除一氧化碳。
在上述情况下，在通过变换反应器(未图示)后，燃气中大约包括75％的氢和5％的一氧化碳。当含有5％的一氧化碳的燃气被供应到电池堆150时，电池堆150可能被损坏。因此，尽管含有70％的有用氢，燃气仍然可能不适合用来产生电力。因此，燃气被输送到燃烧炉170或燃料供应器120并接着通过燃烧被耗尽，直至温度达到预定水平为止，得到一氧化碳含量小于0.5％的气体。
因此，传统燃料电池在燃料电池初始操作后燃烧和消耗所产生的一氧化碳，直到每个构成部件被加热到正常操作所需的温度为止，因此，传统燃料电池存在以下问题，经济效率非常低且需要花相当长的时间将构成部件加热到正常操作所需的温度。
为了解决这些问题，已经提出了一种利用电加热器将构成部件加热到正常操作所需的温度的方法。然而，这种方法需要相当长的加热时间，会浪费而造成大量的电能损耗。
发明内容
在本发明的一个方面中，提供一种采用经济的方式快速提升燃料电池的温度直到燃料电池初始操作并接着能够进行正常操作为止的方法。
根据本发明的一个方面提供一种燃料电池，所述燃料电池包括：执行重整反应的重整装置，以生成燃气和热副产物；电池堆，所述电池堆用于从重整装置接收燃气并产生能量；加热电池堆的预热单元；以及操作控制单元，所述操作控制单元用于在重整装置的初始操作期间将燃气和热副产物中的至少一个供应给预热单元，并在初始操作完成时将燃气供应给电池堆。
重整装置可以包括：加热燃烧器；由加热燃烧器进行加热的重整器；变换反应器，所述变换反应器接收重整装置排放的气体；混合器，所述混合器用于将从变换反应器中接收到的气体与外部空气进行混合；以及一氧化碳去除器，所述一氧化碳去除器去除来自气体和外部空气的混合物中的一氧化碳以提供燃气，其中，电池堆包括：多个电池，其中，每一个电池具有燃料电极和空气电极，所述燃料电极通过从一氧化碳去除器延伸出来的第一通道来接收燃气，其中燃料电极和空气电极被定位于电解质膜的相对侧；多个冷却板，所述多个冷却板用于从循环水储存器接收循环水，其中，每一个冷却板被置于相邻的电池之间；以及设置在电池堆的最外边缘处的端板，其中，电池堆产生包括电力的能量。
操作控制单元可以包括控制器，所述控制器用于控制混合器，从而确定燃气的供应通道，并且预热单元可以是循环水储存器和燃烧反应器中的至少一个，用于在初始操作期间对电池堆进行加热。
燃烧反应器可以包括含有催化剂的催化剂接收器，催化剂与燃气进行反应并产生热量，燃烧反应器可以和从混合器延伸出的第二通道连通。
燃烧反应器可以采用包围至少一个循环水储存器或至少一个端板的外部的袋状。
燃烧反应器可以采用沿着至少一个循环水储存器或至少一个端板的外表面缠绕的管状。
燃烧反应器可以采用布置在至少一个循环水储存器或至少一个端板的内部中的管状。
燃烧反应器可以进一步包括第三通道，通过燃烧反应器的燃气在进行热交换的同时经由第三通道通过燃料电极和空气电极中的一个。
燃料电池还可以包括热交换器，其中热副产物可以为通过热交换器的温水，其中，水可以通过由加热燃烧器排出的气体和从重整器排出的气体中的至少一个进行加热，并且其中，循环水储存器可以设置有第四通道，温水通过第四通道进行供应。
热副产物可以是通过热交换器的温水，并且循环水储存器可以设置有第四通道，温水通过第四通道进行供应。
第二通道可以包括：第五通道，所述第五通道从布置在第二通道上的控制阀朝向燃烧反应器分支出来；以及第六通道，所述第六通道从控制阀朝向加热燃烧器分支出来。
催化剂可以是铂(Pt)、钯(Pd)、钌(Ru)、金(Ag)及其氧化物中的一种。
初始操作可以包括第一操作和第二操作，在第一操作中，变换反应器的温度低于100℃，而在第二操作中，电池堆的温度低于120℃。
在第一操作期间，温水作为重整装置中产生的热副产物可以被供应给预热单元，而在第二操作期间，在重整装置中产生的气体可以被供应给预热单元。
在第一操作期间，当重整器的温度高于500℃时，温水作为热副产物可以供应给预热单元。
外部空气可以具有氧与氢和一氧化碳的总和的比率X(v/v)在0.1<X<2的范围内的组成。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于控制包括电池堆的燃料电池的方法，所述方法包括步骤：利用加热燃烧器将重整装置的变换反应器加热到预设的变换反应器温度；以及当电池堆的温度低于预设的电池堆温度时，将通过将外部空气与重整装置的变换反应器处产生的气体相混合获得的燃气供应到燃烧反应器。
所述将变换反应器加热到预设的变换反应器温度的步骤可以包括将重整器加热到预设的重整器温度。
所述方法还可以包括步骤：当重整器达到预设的重整器温度时将水供应到重整器的热交换器；以及利用已进行热交换的水预加热电池堆，直到变换反应器达到预设的变换反应器温度为止。
外部空气可以具有氧与氢和一氧化碳的总和的比率X(v/v)在0.1<X<2的范围内的组成。
预设的重整器温度可以是500℃，并且预设的变换反应器温度可以是100℃。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于控制包括重整装置和电池堆的燃料电池的方法，所述方法包括步骤：使用从重整装置的重整器排放出来的气体将重整装置的变换反应器加热到预设的变换反应器温度；当电池堆的温度低于预设的电池堆温度时，对通过将外部空气和在重整装置的变换反应器处产生的气体进行混合得到的燃气进行预热；以及当电池堆的温度达到预设的电池堆温度时，执行正常操作以将燃气供应到电池堆。
所述方法还可以包括步骤：利用已经与重整装置的重整器进行热交换的温水对电池堆进行预热，直至变换反应器达到预设的变换反应器温度为止。
所述方法还可以包括步骤：当重整器达到预设的重整器温度时将水供应给重整器的热交换器；以及利用已经进行热交换的水对电池堆进行预热，直至变换反应器达到所述预设的变换反应器温度为止。
在本发明的一个方面中提供一种用于产生电力的燃料电池，燃料电池包括：电池堆，所述电池堆用于从重整装置接收燃气并产生电力；加热电池堆的预热单元；操作控制单元，所述操作控制单元用于在电池堆的温度低于预设的电池堆温度时，将来自重整装置的燃气和热副产物中的至少一个提供给预热单元，并在电池堆的温度达到预设的电池堆温度时将燃气供应给电池堆。
附图说明
这些和/或其它方面、特征以及优点，将从以下结合附图对例示性实施例的说明变得清楚且更易于理解，其中：
图1是说明根据传统实施例的燃料电池的操作机构的视图；
图2是说明根据本发明的第一例示性实施例的燃料电池的操作机构的视图；
图3a是说明图2中的燃烧反应器的透视图；
图3b是说明图2中的燃烧反应器的横截面图；
图4是说明用于控制根据本发明的第一例示性实施例的燃料电池的方法的流程图；
图5是说明根据本发明的第二例示性实施例的燃烧反应器的局部横截面图；
图6是说明根据本发明的第三例示性实施例的燃烧反应器的局部横截面图；
图7是说明根据本发明的第四例示性实施例的燃烧反应器的局部横截面图；
图8a是图7的燃烧反应器的透视图；
图8b是沿图7的线“A-A”所截得的剖面图；
图9是说明根据本发明的第五例示性实施例的燃烧反应器的局部横截面图；以及
图10是说明根据本发明的第六例示性实施例的燃烧反应器的局部横截面图。
具体实施方式
以下详细参考本发明的具体实施例，本发明的实例在附图中示出，其中，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。接下来的实施例将结合附图对本发明进行详尽的阐述和说明。
图2是说明根据本发明的第一例示性实施例的燃料电池的操作机构的示意图。
如图2所示，根据本发明的第一例示性实施例，燃料电池10包括执行重整反应的重整装置20、用于产生电力的电池堆40、包含循环水的循环水储存器50以及用于直接给循环水加热的燃烧反应器60。
重整装置20进行重整反应，以将烃基燃料21转换成以氢气为主要成分的气体。重整装置20包括加热燃烧器22、重整器23、变换反应器26、混合器30以及一氧化碳去除器28。
加热燃烧器22燃烧烃基燃料21，如液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)、煤油等等，以产生热量。产生的热量被供应到重整器23以通过热量促进重整反应。
重整器23被加热燃烧器22加热，并且实际上执行重整反应。当燃料电池10开始初始操作时，燃料21被供应到加热燃烧器22。加热燃烧器22被点燃以给重整器23加热。燃料电池10的第一操作(图中虚线表示部分)一直进行到重整器23的温度达到500℃为止。当温度超过500℃时，水72开始被供应到热交换器24以阻止重整器23被过度加热。水72在经过热交换器24的同时与废气74及重整器23进行热交换，并因此提高温度。经过热交换器24后，被加热的水72通过第四通道52被供应到循环水储存器50。同时，当变换反应器26被过度加热至超过500℃的温度时，燃料电池10执行第二操作(图中点划线表示部分)。更具体地，加热燃烧器22继续操作，同时，燃料通过脱硫器25被提纯到使该燃料含硫量低于10ppb(十亿分率，1/1000ppm)，接着，燃料被供应到重整器23。当重整器23接收到内部温度超过500℃的燃料时，重整器23进行重整反应以生成含有大约75％的氢的气体。接着，生成的气体被供应到变换反应器26。
变换反应器26接收到以氢为主要成分的气体，然后降低气体中的一氧化碳含量。从重整器23供应的气体含有75％氢、15％二氧化碳以及5％一氧化碳。在变换反应器26中进行的反应由以下的反应公式表示：
CO+H2O<—>CO2+H2
更具体地，当变换反应器26的条件(如温度)在正常操作的范围内时，上述反应公式中的反应激活，以将一氧化碳的含量降低至大约0.5％。为了使燃料电池正常操作，变换反应器26必须被从重整器23排放的气体加热到100℃或者更高。即，当变换反应器26正常操作时，该变换反应器排放出来的燃气的一氧化碳含量被降低到可以接受的范围内。在该状态下，即，第三操作(图中实线表示部分)，其中电池堆40的温度在正常操作范围内，混合器30将燃气与外部空气36进行混合，并接着将混合后的气体通过一氧化碳去除器28供应到电池堆40。然而，变换反应器26只有在温度达到100℃时，才能进行正常操作，并因此排放出一氧化碳含量处于可接受范围内的气体。因此，在变换反应器26达到正常操作温度前，燃气并未被供应到重整器23。当变换反应器26达到正常操作温度时，燃气被供应到重整器23。同时，尽管变换反应器26接收燃气并接着排放出含有可接受量的一氧化碳的气体，然而除非电池堆满足第三操作(实线)的要求，即，正常操作温度，否则燃料电池10将进行第二操作，其中燃气并不供应给电池堆40，而是用来提高电池堆40的温度。即，含一氧化碳的气体在混合器30内与外部空气36进行混合，未经过电池堆40，而是流过第二通道34。第二通道34在控制阀35处分支出来，并分成第五通道37和第六通道38。第五通道37和第六通道38分别连接到燃烧反应器60的入口68和加热燃烧器22。沿着第五通道37移动的混合燃气用于在燃烧反应器60中与催化剂(图3b中的附图标记“62”所示)进行放热反应。沿着第六通道38移动的混合气体在加热燃烧器22中进行燃烧，并用作热源对重整器23进行加热。通过变换反应器26经过一氧化碳反应的气体被供应到混合器30。
混合器30是操作控制单元，将从变换反应器26供应的燃气与外部空气36混合以生成混合气体。当燃料电池10执行第一和第二操作(图中的虚线和点划线表示部分)时，混合器30根据控制器(未示出)的控制信号将在变换反应器26中生成的燃气输送到第二通道34，而当燃料电池10执行第三操作(实线所示)时，混合器30将燃气输送给一氧化碳去除器28。在混合器30中，在变换反应器26中生成的气体与外部空气36以适当的比例进行混合。
供应到混合器30的外部空气36的组成被调整到理想的水平，其中，氧与氢及一氧化碳的总量的比率处于0.1<X<2的范围内。大约为0.1的比率表示外部空气36中的氧含量相对比较低。相反，大约为2的比率表示外部空气36中的氧含量相对比较高。燃烧及催化反应的速度依赖于外部空气36中氧的含量。也就是说，当所述比率大约为0.1时，发生不完全燃烧，并且燃料电池10的各部分因此温度会降低。同时，当所述比率大约为2时，供氧量充分，燃料电池10的各部分因此温度会升高。因此，考虑到燃料电池10的各部分的温度和反应速度，外部空气的比率经常被调整在0.1至2的范围内，以控制燃烧或催化反应的速度。
一氧化碳去除器28通过PROX(优先氧化)将一氧化碳的量降低到可接受的范围内。一系列的反应发生在一氧化碳去除器28内，反应公式如下：
CO+0.5O2<—>CO2
H2+0.5O2<—>H2O
更具体地，当所述反应在一氧化碳去除器28内向前进行时，一氧化碳被转化成二氧化碳，并因此降低了含量。在燃气经过一氧化碳去除器28后，燃气中所含有的一氧化碳降低至低于10ppm(百万分率)。经过一氧化碳去除器28后，燃气通过第一通道32被供应到电池堆40。
电池堆40接收来自一氧化碳去除器28的燃气并通过电化学反应产生电能与热能。电池堆40包括多个单一电池组成的叠层，其中电化学反应就在此处发生。为了方便说明，本发明的图2概念性地显示了燃料电极42、空气电极44以及多个冷却板46的形状。各单位电池(未图示)具有将燃料电极42和空气电极44布置在电解质膜(未示出)的相对侧的结构。所述多个单位电池(未示出)皆是层状的，且每一个冷却板46继而设置在相邻的单位电池之间。同时，两个端板48分别设置在电池堆40的左侧和右侧。
在燃料电极42和空气电极44上进行氢的氧化反应与还原反应以产生电力。也就是说，在燃料电极42上，氢通过催化剂被分解成质子和电子以产生电力。在空气电极44上，从燃料电极42得到的质子与氧结合成水。
冷却板46用作通道，使得循环水可以在电池堆40内进行循环。当循环水通过循环通道66流过冷却板46时，吸收电池堆40生成的热量，或将热量供应给电池堆40，以使电池堆保持恒定的温度。当燃料电池10首先进行操作且电池堆40因此具有低温时，执行第一和第二操作(图中虚线和点划线表示部分)，其中，加热后的循环水从循环水储存器50被供应到冷却板46，从而导致电池堆40的温度升高。另一方面，当燃料电池10正常操作且因此通过氧化/还原反应产生大量的热量时，执行第三操作(图中实线表示部分)，其中，较低温度的循环水经由循环通道66供应，从而导致降低电池堆40的温度。
端板48设置在电池堆40最外面的右侧边缘和左侧边缘。每一个端板48都设置有通道(未图示)，通过此通道，燃气流入(或流出)电池堆40。此外，端板48通过固定螺钉(未图示)连接以使单位电池(未示出)相互结合。端板48由高硬度金属(例如，硬铝合金)制成，使得所述端板可以支承整个电池堆40的重量并保持其形状。
循环水储存器50通过循环通道66将循环水供应给电池堆40的冷却板46。在初始操作步骤中，即，燃料电池10的第一操作(虚线)，在重整装置20的热交换器24中已经热交换并被加热的水通过第四通道52被供应给循环水储存器50。通过第四通道52供应的水被热交换器24加热并因此升温，以使循环水储存器50中所含有的循环水的温度升高。由于循环水储存器50中所含有的循环水的温度升高，因此被供应到冷却板46的循环水的温度也升高。因此，在第一操作(虚线)步骤中可以迅速地将电池堆40的温度提升到正常操作所需的水平。循环水储存器50包括对循环水储存器50内的循环水进行加热的燃烧反应器60。
燃烧反应器60是预热单元的构成部件，所述燃烧反应器呈袋状并包围循环水储存器50的外部。燃烧反应器60包括连接到第五通道37的进口68以及连接到第三通道64的出口69。当变换反应器26的温度达到100℃时，燃料电池10开始执行第二操作(点划线)。在第二操作(点划线)步骤中，在混合器30中混合的燃气通过第二通道34被供应到加热燃烧器22和燃烧反应器60。通过从第二通道34分支出来的第五通道37被供应到燃烧反应器60的燃气中所含有的氢，在燃烧反应器60中与催化剂(图3b中的附图标记“62”所表示)进行反应。氢与催化剂(图3b中的附图标记“62”)进行反应以产生热量。产生的热量导致加热循环水储存器50中所含有的直接与燃烧反应器60接触的循环水。由于循环水储存器50中所储存的循环水被供应到电池堆40的冷却板46，因此可以快速地将电池堆40的温度提高到燃料电池10的正常操作所需的水平。通过第三通道64，从燃烧反应器60排放出来的燃气从燃料电极42循环到空气电极44并同时进行热交换。燃气在燃烧反应器60中完全燃烧并因此除去其中所含有的一氧化碳。尽管这种燃气被供应到电池堆40的内部，然而并不会造成损坏电池堆40。此外，从燃烧反应器60排放出来的燃气，在燃料电极42和空气电池44中循环的同时用于对电极42和44进行冲洗，从而消除了用氮气对电极进行冲洗的必要性。在下文中参照图3a和3b，将详细地说明根据本发明的第一例示性实施例的燃料电池10的燃烧反应器60。
图3a是说明图2中的燃烧反应器的透视图。图3b是说明图2中的燃烧反应器的横截面图。
如图3a和3b所示，根据本发明的第一例示性实施例，燃烧反应器60内接收催化剂62。
燃烧反应器60以袋状的形式包围循环水储存器50的外部。燃烧反应器60包括进口68和出口69。进口68和出口69斜对角地分布在燃烧反应器60中间隔最远的位置处。燃烧反应器60中的进口68和出口69的布置造成增加了使燃气通过燃烧反应器60的通道的长度。由于燃气流经的通道加长了，因此燃气在燃烧反应器60中的留滞的时间延长，气体与催化剂62的反应因此减慢。结果，促进放热反应。催化剂62布置在燃烧反应器60内。
催化剂62布置在催化剂接收器63内，其中催化剂接收器63布置在燃烧反应器60的进口68和出口69之间。催化剂62的布置方式目的在于使催化剂与流过燃烧反应器60的燃气接触的机会最大化。催化剂62是一种与氢气发生反应以产生热量的物质，所述物质是从诸如铂(Pt)、钯(Pd)、钌(Ru)或金(Ag)或者上述金属的氧化物中选出的一种。具体地，催化剂62可以是金属，例如，铂(Pt)、钯(Pd)、钌(Ru)或金(Ag)，或者是通过分解氧化铝(Al2O3)中的一种或多种金属作为载体制备的金属氧化物。当催化剂62由金属氧化物构成时，催化剂62具有较大的表面积，因此具有增大的与燃气接触的面积。催化剂62密集地布置在燃烧反应器60与循环水储存器50接触的一部分中。因此，循环水储存器50中所含有的循环水通过催化剂62的反应热来加热。由于前面提到加热后的循环水被供应至冷却板(图2中的附图标记“46”所表示)，因此电池堆(图2中的附图标记“40”所表示)被快速地加热到正常操作所需的温度。
据上所述，参照图2、图3a、图3b和图4在下面说明一种用于控制根据本发明的第一例示性实施例的燃料电池的方法。
图4是说明一种用于控制根据本发明的第一例示性实施例的燃料电池的方法的流程图。
当燃料电池10初始操作时，该燃料电池的构成部件均不处于能够通过化学反应产生电力的正常温度范围内。因此，为了将燃料电池10的各构成部件加热到所需的温度，加热燃烧器22直接对重整器23进行加热。(S10)
基于加热燃烧器22的的操作，当重整器23的温度达到其设定值(即，500℃)时(S20)，水被供应到重整器23的热交换器24，以将重整器23的温度保持在所需水平内(S30)。
在变换反应器26的温度达到100℃之前，当水被供应至重整器23的热交换器24后，经加热及热交换的水通过第四通道52被供应到循环水储存器50(S40)。接着，当已加热的水通过循环通道66循环到冷却板46时，首先提升了电池堆40的温度。即，燃料电池10执行第一操作(虚线)。
当移动反应器26的温度达到预设的移动反应器温度，即，100℃时(S50)，由混合器30产生的燃气被供应给燃烧反应器60(S60)。尽管移动反应器26的温度达到100℃，但是电池堆40的温度还未达到通过氧化和还原反应产生电力所需的水平。因此，直至电池堆40达到预设的电池堆温度，由混合器30产生的高温燃气才被供应至燃烧反应器60。被供应至燃烧反应器60的燃气与催化剂62进行反应以产生热量，从而加热循环水储存器50中所含有的循环水。当得到的循环水通过循环通道66循环到冷却板46时，迅速地提高了电池堆40的温度。此外，由燃烧反应器60排放出来的燃气经由第三通道64通过燃料电极42和空气电极44，从而彻底地对电池堆40进行加热。即，燃料电池10执行第二操作(点划线)。
当电池堆40的温度高于预设的电池堆温度时(S70)，该电池堆接收由重整装置20产生的燃气以生成电能及热能，且燃料电池10执行第三操作(实线)。高温式电池堆和低温式电池堆的预设电池堆温度分别为大约120℃和大约80℃。
图5是说明根据本发明的第二例示性实施例的燃料反应器的局部横截面图。以下仅对第二例示性实施例与第一例示性实施例之间的不同之处进行说明。如果必要，为了更清楚准确地说明，与第一例示性实施例中相同的元件由相同的附图标记进行标识，而改变的元件则采用对原来的附图标记填加“a”的方式进行标识。
根据本发明的第二例示性实施例，燃烧反应器60a具有沿着循环水储存器50的外表面缠绕的管状。即，管状燃烧反应器60a绕着圆柱形循环水储存器50盘绕。催化剂62a沿着管状燃烧反应器60a的形状设置在燃烧反应器60a中。
与第一例示性实施例不同，第二例示性实施例的催化剂62a在燃烧反应器60a的纵向上设置在燃烧反应器60a内。因此，经由进口68导入的燃气经由设置在该燃烧反应器内的催化剂62a与燃烧反应器60a的内壁之间的空间从燃烧反应器60a移动到出口69，同时燃气与催化剂62a持续地进行反应以生成热量。当由催化剂62a与燃气反应生成的热量被传递到循环水储存器50中所含有的循环水时，循环水循环，因此导致了电池堆(图2中的40)的温度升高。
图6是说明根据本发明的第三例示性实施例的燃料反应器的局部横截面图。以下仅对第三例示性实施例与第一例示性实施例之间的不同之处进行说明。如果必要，为了更清楚地说明，与第一例示性实施例中相同的元件仍采用相同的附图标记进行标识，而改变的元件则采用在对相同的参考符号添加“b”的方式进行标识。
根据本发明的第三例示性实施例，燃烧反应器60b具有设置在循环水储存器50内的管状。即，燃烧反应器60b通过循环水储存器50的内部并盘绕成弹簧形状，以便使有限的区域内所接收的燃烧反应器60b的长度尽可能地大。催化剂(未图示)沿着管状燃烧反应器60b的形状设置在燃烧反应器60b内，并与燃气进行反应以产生热量。
图7是说明根据本发明的第四例示性实施例的燃烧反应器的局部横截面图。以下仅对第四例示性实施例与第一例示性实施例之间的不同之处进行说明。如果必要，为了更清楚地说明，与第一例示性实施例中相同的元件仍采用相同的附图标记进行标识，而改变的元件则采用对相同的附图标记添加“c”的方式进行标识。
根据本发明的第四例示性实施例，燃烧反应器60c具有包围电池堆40的端板48的外部的袋状。
如上所述，端板48由高硬度金属(例如，铝合金)制成，使得端板48可以支承整个电池堆40的重量并保持其形状。因此，由于相对于电池堆40的总热容量，端板48具有高热容量，因此在给定的时间内，端板48温度的快速提升在电池堆40的温度提升中具有重要作用。第四例示性实施例的燃烧反应器60c布置在设置于电池堆40两侧的端板48上。
燃烧反应器60c设置在两个端板48上。从第二通道34分支出来的第五通道37c连接到设置在一个端板48上的燃烧反应器60c。当燃气从一个燃烧反应器60c流向另一个燃烧反应器60c时，与催化剂进行反应以产生热量。顺序循环过所述一个及另一个燃烧反应器60c后，燃气沿着第三通道64c通过燃料电极42和空气电极44，从而进行热交换并提升电池堆40的温度。以下，参照图8a和图8b说明根据第四例示性实施例的燃烧反应器60c的结构。
图8a是燃烧反应器的透视图。图8b是沿图7的线“A-A”所截得的剖面图。
如图8a和图8b所示，根据第四例示性实施例的燃烧反应器60c具有包围电池堆40的端板48的外部的袋状。
燃烧反应器60c包括进口68以及出口，燃气经由进口68供给并经由出口排出。催化剂62设置在催化剂接收器63c在进口68与出口69之间相邻于端板48的区域中。燃气与催化剂62进行反应以对端板48进行直接加热。
图9是说明根据本发明的第五例示性实施例的燃烧反应器的局部横截面图。以下仅对第五例示性实施例中与第一例示性实施例之间的不同之处进行说明。如果必要，为了更清楚地说明，与第一例示性实施例中相同的元件仍采用相同的附图标记进行标识，而改变的元件则采用对相同的附图标记添加“d”的方式进行标识。
根据本发明的第五例示性实施例，燃烧反应器60d采用沿着端板48的外表面缠绕的管子。即，燃烧反应器60d以Z字形图案布置在呈盘状的端板48的一侧。催化剂(未图示)沿着管状燃烧反应器60d的形状设置在燃烧反应器60d内，并与燃气进行反应以产生热量。
图10是说明根据本发明的第六例示性实施例的燃烧反应器的局部横截面图。以下仅对第六例示性实施例与第一例示性实施例之间的不同之处进行说明。如果必要，为了更清楚地进行说明，与第一例示性实施例中相同的元件仍采用相同的附图标记进行标识，而改变的元件则采用对相同的附图标记添加“e”的方式进行标识。
第六例示性实施例中的燃烧反应器60e具有设置在端板48内的管状。也就是说，燃烧反应器60e通过呈盘状的端板48的内部并以Z字形图案布置，以便使有限的区域内所接收的燃烧反应器60e的长度尽可能地大。催化剂(未图示)沿着管状燃烧反应器60e的形状设置在燃烧反应器60e内，并与燃气进行反应以产生热量。
上述例示性实施例都已经参考第三通道从燃料电极延伸至空气电极的情况进行了说明。可供选择地，第三通道可以从空气电极延伸至燃料电极。
此外，上述例示性实施例都已经参考燃烧反应器设置在循环水储存器或端板中的情况进行了说明。可供选择地，可以在循环水储存器和端板中都设置燃烧反应器。
此外，上述例示性实施例都已经参考燃烧反应器呈袋状或者管状的情况进行了说明。但燃烧反应器的形状并不限于此。任何能有效实现热传递的形状都可以采用。
从上述内容清楚呈现，根据本发明的例示性实施例的燃料电池及燃料电池的控制方法能以快速经济的方式提升内部温度直到燃料电池开始操作为止，从而能够进行正常操作。
另外，根据所述的燃料电池及其控制方法，充分利用了在燃料电池升温过程中排放的废气，使燃料电池达到正常操作所需的水平，从而提高了经济效率。
此外，根据所述的燃料电池及其控制方法，燃料电极和空气电极由从变换反应器在加热期间排放出来的气体以及外部空气进行清洁，从而消除了额外的清洁过程的必要性。
尽管已经显示和说明了本发明的一些例示性实施例，然而本领域的普通技术人员应了解，在没有背离本发明的原理和精神的前提下可以对这些例示性实施例进行改动，本发明的保护范围在权利要求书及其等效形式中进行限定。

Claims (23)

1.一种燃料电池，包括：
重整装置，所述重整装置执行重整反应，从而生成燃气和热副产物；
电池堆，所述电池堆用于从所述重整装置接收所述燃气并产生能量；
加热所述电池堆的预热单元；以及
操作控制单元，所述操作控制单元用于在所述重整装置的初始操作期间将所述燃气和所述热副产物中的至少一个供应给所述预热单元，并在所述初始操作完成时将所述燃气供应给所述电池堆。
2.如权利要求1所述的燃料电池，其中：
所述重整装置包括：加热燃烧器；由所述加热燃烧器进行加热的重整器；变换反应器，所述变换反应器接收所述重整器排放的气体；热交换器，其中水通过由所述加热燃烧器排出的气体和从所述重整器排出的气体中的至少一个被加热；以及一氧化碳去除器，所述一氧化碳去除器从气体和外部空气的混合物中去除一氧化碳以提供燃气；以及
其中，所述电池堆包括：多个电池，其中每一个电池都具有燃料电极以及空气电极，所述燃料电极通过从所述一氧化碳去除器延伸出来的第一通道来接收所述燃气，其中所述燃料电极和所述空气电极被定位于电解质膜的相对侧；多个冷却板，所述多个冷却板用于从循环水储存器接收循环水，其中，每一个所述冷却板被置于相邻的电池之间；以及设置在所述电池堆的最外边缘处的端板，并且其中，所述电池堆产生包括电力的能量。
3.如权利要求2所述的燃料电池，其中：
所述操作控制单元包括混合器和控制器，所述混合器将所述变换反应器处产生的气体与外部空气进行混合，从而生成燃气，所述控制器用于控制所述混合器，从而确定所述燃气的供应通道；和
所述预热单元是循环水储存器或者燃烧反应器中的至少一个，用于在所述初始操作期间对所述电池堆进行加热。
4.如权利要求3所述的燃料电池，其中，所述燃烧反应器包括含有催化剂的催化剂接收器，所述催化剂与所述燃气进行反应以产生热量，并且所述燃烧反应器与从所述混合器延伸出的第二通道连通。
5.如权利要求4所述的燃料电池，其中，所述燃烧反应器采用包围在至少一个所述循环水储存器或至少一个所述端板的外部的袋状。
6.如权利要求4所述的燃料电池，其中，所述燃烧反应器采用沿着至少一个所述循环水储存器或至少一个所述端板的外表面缠绕的管状。
7.如权利要求4所述的燃料电池，其中，所述燃烧反应器采用布置在至少一个所述循环水储存器或至少一个所述端板的内部的管状。
8.如权利要求3所述的燃料电池，其中，所述燃烧反应器进一步包括第三通道，通过所述燃烧反应器的所述燃气在进行热交换的同时经由所述第三通道通过所述燃料电极和所述空气电极中的一个。
9.如权利要求2所述的燃料电池，其中，所述热副产物是通过所述热交换器的温水，并且所述循环水储存器设置有第四通道，所述温水通过所述第四通道进行供应。
10.如权利要求4所述的燃料电池，其中，所述第二通道包括第五通道和第六通道，其中所述第五通道从布置在所述第二通道上的控制阀朝向所述燃烧反应器分支出来，所述第六通道从所述控制阀朝向所述加热燃烧器分支出来。
11.如权利要求4所述的燃料电池，其中，所述催化剂是铂(Pt)、钯(Pd)、钌(Ru)、金(Ag)及其氧化物中的一种。
12.如权利要求2所述的燃料电池，其中，所述初始操作包括第一操作和第二操作，在所述第一操作中，所述变换反应器的温度低于100℃，在所述第二操作中，所述电池堆的温度低于120℃。
13.如权利要求12所述的燃料电池，其中：
在所述第一操作期间，所述温水作为所述重整装置处产生的所述热副产物被供应给所述预热单元；以及
在所述第二操作期间，在所述重整装置处产生的气体被供应给所述预热单元。
14.如权利要求13所述的燃料电池，其中，在所述第一操作期间，当所述重整器的温度高于500℃时，所述温水作为所述热副产物被供应给所述预热单元。
15.如权利要求3所述的燃料电池，其中，所述外部空气具有氧与氢及一氧化碳的总和的比率X(v/v)在0.1<X<2的范围内的组成。
16.一种包括电池堆的燃料电池的控制方法，所述方法包括步骤：
使用加热燃烧器将重整装置的变换反应器加热到预设的变换反应器温度；和
当所述电池堆的温度低于预设的电池堆温度时，将由外部空气和在所述重整装置的所述变换反应器处产生的气体进行混合得到的燃气供应给燃烧反应器。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述将所述变换反应器加热到所述预设的变换反应器温度的步骤包括将重整器加热至预设的重整器温度。
18.如权利要求16所述的方法，其中，所述外部空气具有氧与氢及一氧化碳的总和的比率X(v/v)在0.1<X<2的范围内的组成。
19.如权利要求17所述的方法，其中，所述预设的重整器温度为500℃，所述预设的变换反应器温度为100℃。
20.一种包括重整装置和电池堆的燃料电池的控制方法，所述方法包括步骤：
使用从所述重整装置的重整器排放出来的气体将所述重整装置的变换反应器加热到预设的变换反应器温度；
当电池堆的温度低于预设的电池堆温度时，对通过外部空气和在所述重整装置的所述变换反应器处产生的气体进行混合得到的燃气进行预热；和
当所述电池堆的温度达到所述预设的电池堆温度时，执行正常操作以将所述燃气供应至所述电池堆。
21.如权利要求20所述的方法，进一步包括步骤：
利用已经与所述重整装置的重整器进行热交换的温水对所述电池堆进行预热，直至所述变换反应器达到所述预设的变换反应器温度为止。
22.如权利要求17所述的方法，进一步包括步骤：
当所述重整器达到所述预设的重整器温度时，将水供应给所述重整器的热交换器；和
利用已经进行热交换的水对所述电池堆进行预热，直至所述变换反应器达到所述预设的变换反应器温度为止。
23.一种用于产生电力的燃料电池，所述燃料电池包括：
电池堆，所述电池堆用于从重整装置接收燃气并产生电力；
加热所述电池堆的预热单元；
操作控制单元，所述操作控制单元用于在所述电池堆的温度低于预设的电池堆温度时，将来自所述重整装置的所述燃气和所述热副产物中的至少一个供应给所述预热单元，并在所述电池堆的温度达到所述预设的电池堆温度时，将所述燃气供应给所述电池堆。
CNA2008101338310A 2008-01-18 2008-07-17 燃料电池和控制所述燃料电池的方法 Pending CN101488573A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080005560 2008-01-18
KR1020080005560A KR20090079517A (ko) 2008-01-18 2008-01-18 연료전지 및 연료전지 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101488573A true CN101488573A (zh) 2009-07-22

Family

ID=40599886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2008101338310A Pending CN101488573A (zh) 2008-01-18 2008-07-17 燃料电池和控制所述燃料电池的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20090186246A1 (zh)
EP (1) EP2081246A3 (zh)
KR (1) KR20090079517A (zh)
CN (1) CN101488573A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111033845A (zh) * 2017-08-14 2020-04-17 日产自动车株式会社 燃料电池系统和燃料电池系统的暖机方法
CN114026721A (zh) * 2019-07-10 2022-02-08 日立造船株式会社 燃料电池系统

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2113959B1 (en) * 2008-04-25 2013-05-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Fuel cell system and control method thereof
WO2014112351A1 (ja) * 2013-01-16 2014-07-24 パナソニック株式会社 水素生成装置及び燃料電池システム
US11239479B2 (en) 2020-03-26 2022-02-01 Saudi Arabian Oil Company Ignition method of fuel reformer using partial oxidation reaction of the fuel for SOFC fuel cell start-up
US11542159B2 (en) 2020-06-22 2023-01-03 Saudi Arabian Oil Company Autothermal reformer system with liquid desulfurizer for SOFC system
US11618003B2 (en) 2020-06-23 2023-04-04 Saudi Arabian Oil Company Diesel reforming apparatus having a heat exchanger for higher efficiency steam reforming for solid oxide fuel cells (SOFC)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2263031A (en) * 1940-03-26 1941-11-18 Ezra L Estes Water heater
US4650727A (en) * 1986-01-28 1987-03-17 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Fuel processor for fuel cell power system
US6124053A (en) * 1998-07-09 2000-09-26 Fuel Cell Technologies, Inc. Fuel cell with internal combustion chamber
DE19962679A1 (de) * 1999-12-23 2001-06-28 Siemens Ag Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Membran (HTM) -Brennstoffzelle, HTM-Brennstoffzellenanlage, Verfahren zum Betreiben einer HTM-Brennstoffzelle und/oder einer HTM-Brennstoffzellenanlage
US20040068933A1 (en) * 2002-03-15 2004-04-15 Matsushita Electric Works, Ltd. Reforming apparatus and operation method thereof
US20050241232A1 (en) * 2004-02-17 2005-11-03 Reinke Michael J Highly integrated fuel processor for distributed hydrogen production
US20050255352A1 (en) * 2003-02-19 2005-11-17 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system and fuel cell operating method
JP2006179346A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃料電池発電システム及びその運転方法
JP2008004516A (ja) * 2006-06-20 2008-01-10 Samsung Sdi Co Ltd 燃料電池発電システム

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4545430A (en) * 1982-08-27 1985-10-08 Retallick William B Catalytic combustor having spiral shape
DE4446841A1 (de) * 1994-12-27 1996-07-04 Mtu Friedrichshafen Gmbh Brennstoffzellenmodul
US5838296A (en) 1995-08-31 1998-11-17 General Instrument Corporation Apparatus for changing the magnification of video graphics prior to display therefor on a TV screen
WO2001003212A2 (de) * 1999-07-05 2001-01-11 Siemens Aktiengesellschaft Hochtemperatur-polymer-elektrolyt-membran (htm)-brennstoffzelle, htm-brennstoffzellenanlage, verfahren zum betreiben einer htm-brennstoffzelle und/oder einer htm-brennstroffzellenanlage
JP2002124280A (ja) * 2000-10-18 2002-04-26 Honda Motor Co Ltd 燃料電池発電システム
US20020160239A1 (en) * 2001-04-27 2002-10-31 Plug Power Inc. Integrated high temperature PEM fuel cell system
GB0114793D0 (en) * 2001-06-16 2001-08-08 Bp Oil Int Hydrogen production process
US6528194B1 (en) * 2001-08-22 2003-03-04 Utc Fuel Cells, Llc Freeze tolerant fuel cell power plant
KR100429285B1 (ko) 2001-12-08 2004-04-29 농업기반공사 비분극전극을 이용한 자연전위 측정 장치 및 그 방법
US6699612B2 (en) * 2001-12-26 2004-03-02 Utc Fuel Cells, Llc Fuel cell power plant having a reduced free water volume
DE10318495A1 (de) * 2003-04-24 2004-11-11 Bayerische Motoren Werke Ag Energieumwandlungsvorrichtung sowie Reformereinrichtung und Brennstoffzelleneinrichtung hierfür
CN1636860B (zh) * 2003-12-26 2011-04-20 松下电器产业株式会社 氢生成装置和使用该装置的燃料电池系统
KR100589408B1 (ko) * 2004-04-29 2006-06-14 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템
KR100759693B1 (ko) * 2006-07-28 2007-09-17 삼성에스디아이 주식회사 일산화탄소 저감기 및 연료전지용 개질기

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2263031A (en) * 1940-03-26 1941-11-18 Ezra L Estes Water heater
US4650727A (en) * 1986-01-28 1987-03-17 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Fuel processor for fuel cell power system
US6124053A (en) * 1998-07-09 2000-09-26 Fuel Cell Technologies, Inc. Fuel cell with internal combustion chamber
DE19962679A1 (de) * 1999-12-23 2001-06-28 Siemens Ag Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Membran (HTM) -Brennstoffzelle, HTM-Brennstoffzellenanlage, Verfahren zum Betreiben einer HTM-Brennstoffzelle und/oder einer HTM-Brennstoffzellenanlage
US20040068933A1 (en) * 2002-03-15 2004-04-15 Matsushita Electric Works, Ltd. Reforming apparatus and operation method thereof
US20050255352A1 (en) * 2003-02-19 2005-11-17 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system and fuel cell operating method
US20050241232A1 (en) * 2004-02-17 2005-11-03 Reinke Michael J Highly integrated fuel processor for distributed hydrogen production
JP2006179346A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃料電池発電システム及びその運転方法
JP2008004516A (ja) * 2006-06-20 2008-01-10 Samsung Sdi Co Ltd 燃料電池発電システム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111033845A (zh) * 2017-08-14 2020-04-17 日产自动车株式会社 燃料电池系统和燃料电池系统的暖机方法
CN111033845B (zh) * 2017-08-14 2021-11-19 日产自动车株式会社 燃料电池系统和燃料电池系统的暖机方法
CN114026721A (zh) * 2019-07-10 2022-02-08 日立造船株式会社 燃料电池系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP2081246A2 (en) 2009-07-22
KR20090079517A (ko) 2009-07-22
US20090186246A1 (en) 2009-07-23
EP2081246A3 (en) 2012-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1785394B1 (en) Reformer and Method of Operating a Reformer
EP0600621B1 (en) A combined reformer and shift reactor
US6835354B2 (en) Integrated reactor
TWI392543B (zh) 燃料重組反應物中快速加熱之方法與裝置
RU2539561C2 (ru) Газогенератор для конверсии топлива в обедненный кислородом газ и/или обогащенный водородом газ, его применение и способ конверсии топлива в обедненный кислородом газ и/или обогащенный водородом газ (его варианты)
CN101488573A (zh) 燃料电池和控制所述燃料电池的方法
CA2377372A1 (en) Apparatus for providing a pure hydrogen stream for use with fuel cells
US6977002B2 (en) Fuel reforming apparatus and the method of starting it
AU2003201391B2 (en) Thermal managment of fuel cells
US20060143983A1 (en) Apparatus for producing hydrogen gas and fuel cell system using the same
WO2008057427A1 (en) A process for the conversion of oil-based liquid fuels to a fuel mixture suitable for use in solid oxide fuel cell applications
CN101295794B (zh) 燃料重整装置、其驱动方法及包括该装置的燃料电池系统
CN102777220A (zh) 混合式集中太阳能联合循环动力装置及其中太阳能重整器
TWI412172B (zh) 燃料重組裝置及其方法
JP2004256336A (ja) 水素製造装置及び水素製造方法
US20080152966A1 (en) Carbon monoxide remover and reformer for fuel cell
JP5324752B2 (ja) 水素含有ガス生成装置
US20070033873A1 (en) Hydrogen gas generator
JPH11149931A (ja) 燃料電池用改質装置の起動方法
JP4128803B2 (ja) 燃料電池システム
JP2005216615A (ja) 燃料処理装置及び燃料電池発電システム
JP4204244B2 (ja) 燃料電池システム
JP4484585B2 (ja) 改質装置
JP2003303610A (ja) 燃料電池システム及びその運転方法並びにオートサーマルリフォーミング装置
JP2012056807A (ja) 水素生成装置及びそれを備える燃料電池システム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20090722