FI122476B - Menetelmä ja järjestely polttokennojärjestelmän suojakaasun kulutuksen vähentämiseksi - Google Patents

Menetelmä ja järjestely polttokennojärjestelmän suojakaasun kulutuksen vähentämiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI122476B
FI122476B FI20085719A FI20085719A FI122476B FI 122476 B FI122476 B FI 122476B FI 20085719 A FI20085719 A FI 20085719A FI 20085719 A FI20085719 A FI 20085719A FI 122476 B FI122476 B FI 122476B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
shielding gas
fuel cell
gas
anode side
fuel
Prior art date
Application number
FI20085719A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20085719A0 (fi
FI20085719A (fi
Inventor
Tero Hottinen
Timo Lehtinen
Jukka Goeoes
Original Assignee
Waertsilae Finland Oy
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 Waertsilae Finland Oy filed Critical Waertsilae Finland Oy
Priority to FI20085719A priority Critical patent/FI122476B/fi
Publication of FI20085719A0 publication Critical patent/FI20085719A0/fi
Priority to JP2011517187A priority patent/JP2011527497A/ja
Priority to PCT/FI2009/050618 priority patent/WO2010004091A1/en
Priority to CN2009801267464A priority patent/CN102089915B/zh
Priority to KR1020117003104A priority patent/KR20110038134A/ko
Priority to EP09793994.6A priority patent/EP2311126A4/en
Publication of FI20085719A publication Critical patent/FI20085719A/fi
Priority to US12/987,558 priority patent/US8623562B2/en
Application granted granted Critical
Publication of FI122476B publication Critical patent/FI122476B/fi

Links

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
    • 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
    • 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
    • H01M8/06—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
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • 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
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • 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
    • H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the 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
    • H01M8/06—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
    • H01M8/0618—Reforming processes, e.g. autothermal, partial oxidation or steam reforming
    • 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
    • H01M8/0675—Removal of sulfur
    • 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)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Description

Menetelmä ja järjestely polttokennojäigestelmän suojakaasun kulutuksen vähentämiseksi
Keksinnön kohde 5
Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä polttokennojärjestelmän suojakaasun kulutuksen vähentämiseksi, johon polttokennojärjestelmään kuuluu ainakin yksi polttokennoyksikkö, jonka polttokennoissa on anodipuoli ja katodipuoli sekä näiden väliin järjestetty elektrolyytti, välineet suojakaasun syöttämiseksi anodipuolelle, ja 10 välineet anodipuolelta tulevan käytetyn suojakaasun johtamiseksi pois polttokenno-yksiköstä. Keksintö kohdistuu myös menetelmää soveltavaan polttokennojärjestelmän järjestelyyn.
Tunnettu tekniikka 15
Erityisesti keksintö koskee SOFC-tyyppisiä polttokennojärjestelmiä (solid oxid fuel cell), joissa polttokennojen anodielektrodin keskeisenä ainekomponenttina yleensä käytetään nikkeliä. Sen eräänä heikkoutena on herkkyys hapettumiselle, jolloin siitä muodostuu nikkelioksidia. Nikkelin hapettumista pääsee tapahtumaan heti, jos ym-20 päröivä kaasuseos ei ole yksinomaan pelkistävä eli jos se sisältää hapetusreaktiolle käytettävissä olevia happimolekyylejä. Jos nikkelioksidia pääsee muodostumaan tarpeeksi, anodielektrodin morfologia pääsee muuttumaan irreversiibelisti. Anodin elektrokemiallinen aktiivisuus laskee huomattavasti johtaen pahimmillaan koko polt-tokennon toiminnan loppumiseen.
25 Tästä syystä erityisesti SOFC-järjestelmät edellyttävät suojakaasun käyttöä, joka ^ sisältää pelkistäviä ainesosia, joilla estetään polttokennon anodielektrodien hapet- cv tuminen. Käytännössä suojakaasun avulla kaikki katodipuolelta anodipuolelle pääse- i oo vä tai pyrkivä vapaa happi sidotaan polttamalla se suojakaasun avulla katalyyttisesti x 30 elektrodilla. Suojakaasun avulla muodostettua pelkistävää kaasuympäristöä tarvi- taan polttokennon anodielektrodeja varten erityisesti sekä käynnistyksen että ^ alasajon aikana, jolloin varsinaista polttoainetta ei johdeta polttokennoihin. Tyypilli- m § sesti tällaisena suojakaasun pelkistävänä komponenttina käytetään mm. vetyä, joka o «m katalyytin avulla tarvittaessa reagoi hapen kanssa polttaen sen pois.
35 2
Vedyn konsentraatio tulee kuitenkin turvallisuussyistä laimentaa sopivalle tasolle soveltuvalla inertillä kaasulla kuten typellä. Kun suojakaasuna käytetään vetyä sisältävää kaasuseosta, olisi yksinomaan turvallisuuden kannalta periaatteessa sitä edullisempaa mitä pienempi vedyn pitoisuus on. Vetykaasun pitoisuuden pitää nimittäin 5 olla laimennettuna tarpeeksi alhaiselle tasolle, jotta kussakin lämpötilassa pysytään vetykaasun syttymispistettä vastaavan pitoisuuden alapuolella.
Vedyn vaaditulla laimealla pitoisuudella on kuitenkin se haittapuoli, että se merkitsee samalla suojakaasun suurta kokonaisvirtaa, koska vedyn laimentamiseen käytet-10 tävän inertin kaasun, esimerkiksi typen määrä vastaavasti kasvaa. Suojakaasun tarvittavan kokonaismäärän määrän rajoittamiseksi olisi puolestaan sitä parempi, mitä suurempi on vedyn pitoisuus. Käyttämällä suurempaa vedyn konsentraatiota voitaisiin pienentää typen tarvetta ja edelleen suojakaasun kokonaismäärää.
15 Lisäksi käytettäessä tällaista suojakaasua tunnetun tekniikan mukaisella tavalla prosessin toimintaikkuna rajoittuu tarpeettoman pieneksi. Suojakaasun pitoisuus tulee kontrolloida siten, että mahdollisesta vuotopaikasta - polttokennot tyypillisesti vuotavat ympäristöönsä määrätyn verran kaasuja - ulos vuotava seos on ominaisuuksiltaan räjähdyspistettä, ts syttymispistettä - lähinnä LEL (Lower Explosive Limit) -20 vastaavien arvojen alapuolella. Esimerkiksi huoneenlämmössä vety-typpi-seoksella tämä vastaa noin 6%:n vetypitoisuutta. Lämpötilan noustessa tämä rajapitoisuus vähitellen vielä laskee. Vedyn pitoisuudelle on näin asetettu varsin tiukat rajat. Jo kohtuullisen pienet vaihtelut esimerkiksi vetypitoisuuksissa saavat kaasuseoksen parametrit liian lähelle syttymispisteen ylitystä vastaavia arvoja. Vetyä sisältävää 25 suojakaasua käytettäessä tulee siis prosessin käyttöparametreja, ja varsinkin vetypi-toisuutta samalla valvoa tarkasti. Erityisesti tämä pätee korkeammissa lämpötiloissa.
^ Suojakaasun syttymisen kannalta on olennaista myös se ympäristön, etupäässä polttokennon ulkopuolisen tilan lämpötila, johon tilaan suojakaasu mahdollisesti i oo pääsee vuotamaan.
C\1 x 30 en
Polttokennon läpi kerran virrattuaan käytetty suojakaasu johdetaan polttokennojär- σ> £ jestelmästä ulos. Ulos johdettu kaasu samoin kuin polttokennojen luontainen ulos te g vuoto ohjataan tyypillisesti vielä jälkipolttimen läpi, jossa pelkistävät kaasut polte- o ^ taan pois ja lämpö kerätään mahdollisesti talteen.
35 3
Nykyisissä järjestelmissä käytettävän toimintaperiaatteen vuoksi suojakaasun kokonaismäärän tarve on siis suuri. Suojakaasun käyttö aiheuttaa siten suuret kustannukset jo pelkästään raaka-aineiden muodossa. Suojakaasun suuren tilavuusvirran johdosta sitä varten tarvittavat varastointivälineet vievät myös suuren tilan, joka 5 edelleen aiheuttaa lisäkustannuksia sekä mahdollisia käyttörajoituksia. Tyypillisesti tämä paineistettu, useimmiten vetyä sisältävä suojakaasu on säilötty painepulloihin. Niinpä esim. laivoilla suojakaasun määrää rajoittaa sekä varastoinnin vaatima suuri tila sekä turvallisuuskysymykset.
10 Keksinnön tehtävä ja ratkaisu
Keksinnön päämääränä on aikaansaada ratkaisu, jolla edellä mainittuja tunnetun tekniikan mukaisia ongelmia voitaisiin vähentää tai kokonaan välttää. Tämän päämäärän saavuttamiseksi nyt esitettävän keksinnön mukaiselle menetelmälle on tun-15 nusomaista se, mitä ilmenee patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaisen menetelmän toteuttavan polttokennojärjestelmän järjestelyn tunnuspiirteet ilmenevät puolestaan patenttivaatimuksen 7 tunnusmerkkiosasta. Lisäksi keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja käy ilmi epäitsenäisistä vaatimuksista.
20 Keksinnön keskeisenä ajatuksena on järjestää halutun suuruinen osa polttokennoyk-sikön anodipuolelta poistuvasta suojakaasuvirrasta kierrätettäväksi uudelleen anodi-puolella. Kyse on siis käytännössä määrätyllä tavalla sovitetusta ja säädetystä suojakaasun takaisinkierrätyksestä, jossa suojakaasun sisältämä vapaa käyttämätön vety pyritään käyttämään uudelleen polttokennon anodipuolella mahdollisten vapai-25 den happimolekyylien pelkistämiseksi. Tietyn suuruinen osa siitä suojakaasun koko-naisvirrasta, joka virtaa polttokennon läpi ja poistuu polttokennoista, ohjataan kul-^ kemaan uudelleen anodipuolen kautta erottamalla se polttokennosta poistuvasta cv suojakaasun virrasta ja liittämällä se kulloinkin soveltuvassa kohdassa suojakaasun i oo syöttöön polttokennoille.
x 30 tr
Keksinnöllä saavutettavat edut 05 LT) § Keksinnön avulla on mahdollista saavuttaa huomattava järjestelmään syötettävän
O
cv suojakaasun kokonaistarpeen pienentyminen ja siten säästöt raaka- 35 ainekustannuksissa. Pienentynyt suojakaasun virtaus, erityisesti suojakaasun virtaus 4 ulos järjestelmästä, sekä suojakaasun kierrätys mahdollistavat myös lämmöntarpeen pienentämisen erityisesti polttokennojärjestelmän käynnistyksen aikana. Toisaalta parantunut lämpötehokkuus lyhentää järjestelmän käynnistysaikaa ja parantaa siten sen käytettävyyttä. Käynnistyksellä tarkoitetaan tässä järjestelmän lämmitystä läm-5 potilaan, jossa polttokennon normaalioperointi voidaan aloittaa. Pienentyneen suojakaasun tarpeen myötä pärjätään entistä pienemmällä suojakaasun varastoidulla määrällä. Tällä on merkitystä erityisesti käyttökohteessa, jossa varastointimahdolli-suudet ovat rajoitetut. Pienentyneen suojakaasun määrän ja siten myös räjähdysherkän vetykaasun pienentyneen määrän myötä päästään parempaan turvalli-10 suustasoon. Myös tuuletuksen tarve on aiempaa vähäisempi. Lisää keksinnön avulla saavutettavia etuja ilmenee keksinnön suoritusesimerkkien myötä.
Kuvioluettelo 15 Seuraavassa keksintöä selostetaan vielä yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa:
Kuvio 1 esittää hyvin kaaviomaisesti erästä keksinnönmukaista järjestelyä, jossa osa anodipuolelta palaavasta suojakaasusta kierrätetään takaisin 20 virtaamaan uudelleen anodipuolen läpi.
Keksinnön yksityiskohtainen selostus
Kuviossa 1 on esitetty hyvin kaaviomaisesti polttokennojärjestelmä 1. Siihen kuuluva 25 polttokennoyksikkö 5 sisältää yhden tai useamman polttokennopinon, jotka koostu-vat peräkkäin sarjaan kytketyistä polttokennoista 2, joissa on anodipuoli 7 ja katodi-^ puoli 8 sekä näiden väliin järjestetty elektrolyytti 9 sekä yksittäisten polttokennojen cv välinen yhdyslevy 6, ns. interconnect. Se on edullisesti muodostettu eräänlaiseksi i oo bipolaariseksi levyksi eli se on toisen yksittäisen polttokennon 2 katodipuolella ja x 30 toisen yksittäisen polttokennon 2 anodipuolella ja toimii näiden välissä sekä sähköi- senä johtimena polttokennojen välillä että samalla myös eristysseinämänä kaasuille
CO
^ estäen kaasujen hallitsemattoman virtauksen kennosta toiseen. Ja ennen kaikkea se m § muodostaa virtauskanaviston polttokennossa virtaaville kaasuille sekä anodipuolella o cv että katodipuolella. Selkeyden vuoksi kuviossa 1 polttokennoyksikön 2 polttokenno- 35 pinosta on esitetty vain yksittäinen polttokenno 2.
5
Anodipuolella 7 tarkoitetaan tässä hakemuksessa yleisesti sekä polttokennoyksiköi-den 5 polttokennojen 2 anodeja että polttoaineen näkökulmasta polttokennoyksiköi-den 5 puitteissa komponentteja polttoaineen johtamiseksi itse yksittäisten polttokennojen anodeille. Katodipuolella 8 tarkoitetaan vastaavasti katodeja sekä ilman 5 johtamiseksi katodeille järjestettyjä komponentteja polttokennoyksiköiden 5 puitteissa.
Lisäksi suojakaasun syöttämiseksi anodipuolelle 7 on järjestetty syöttövälineet, joista tässä on esitetty yksistään syöttölinja 10. Samoin anodipuolelta 7 poistuvan suo-10 jakaasun johtamiseksi pois polttokennoyksiköstä on järjestetty poistovälineet, joista tässä on esitetty yksistään poistolinja 11. Linjoja 10,11 voi luonnollisesti olla myös useita. Muita syöttövälineitä ja poistovälineitä ei ole selkeyden vuoksi esitetty. Kuvioon 1 on merkitty esireformeri 4 ja rikinpoistolaite 3 tai vastaavat mahdolliset polttoaineen esikäsittelylaitteet.
15
Suojakaasua käytetään siis polttokennon anodipuolella eli polttoainepuolella. Käytännössä voidaan pelkistävänä komponenttina käyttää mitä tahansa hapen kanssa reagoivaa ainetta, mutta yleisimmin käytetään kuitenkin vetykaasua. Turvallisuussyistä syttymisherkän vetykaasun konsentraatio täytyy pitää jopa räjähdysvaaran 20 aiheuttavan syttymispisteen alapuolella tietyissä prosessin osissa. Tämä voidaan saada aikaan lisäämällä suojakaasuun inerttiä kaasu komponenttia kuten esim. typpi ja argon. Tässä esimerkissä suojakaasu sisältää vetyä ja typpeä. Suojakaasu ohjataan polttokennoyksikön 5 sisätilaan 18 polttokennon syöttölinjaa 10 pitkin ja edelleen anodipuolelle 7. Polttokennoyksikön anodipuolen 7 läpi virrannut suojakaasu 25 poistuu polttokennoyksiköstä 5 puolestaan poistolinjaa 11 pitkin.
^ Pelkistävän komponentin konsentraatio laskee polttokennossa, koska osa pelkistäni västä komponentista kuluu polttokennossa hapettumisen johdosta. Jotta varmiste- oo taan täydellinen hapetus, täytyy suojakaasun mukana polttokennoon syötettävän x 30 pelkistävän vetykaasun määrä olla varmuudella suurempi kuin mitä vetyä kuluu polt tokennon läpi virratessaan. Tästä syystä huomattava osa vedystä poistuu järjestelee mästä käyttämättömänä ja ohjataan sellaisenaan muun suojakaasun mukana ulos
LO
§ polttokennojärjestelmästä ja edelleen yleensä jälkipolttimelle, jossa pelkistävät kaa- o cm sut poltetaan pois.
35 6
Edellä selostettu tunnetun tekniikan mukainen järjestely johtaa suojakaasun suuren kulutukseen ja aiheuttaa siten mm. suuret raaka-ainekulut sekä huomattavan varas-tointitarpeen.
5 Keksinnön mukaisesti on nyt järjestetty suojakaasun osittainen kierrätys uudelleen anodipuolen läpi. Jotta nikkelipitoisia komponentteja ympäröivä kaasuilla pysyy pelkistävänä ja estetään hapettuminen, tulee jäijestelmään syötettävän pelkistävän ainekomponentin määrän olla suurempi kuin mitä järjestelmästä tulee ulos. Koska suojakaasun poistulossa ilmenee edelleen käytettävässä muodossa olevaa vetyä H2, 10 voidaan tätä pelkistävää ainesosaa kierrättämällä saada sen kokonaismäärä, ts. läpi-virtaama polttokennon anodipuolen näkemänä, suuremmaksi kuin mitä järjestelmään alun perin syötetään. Ohjaamalla nyt halutun suuruinen osa polttokennojär-jestelmästä tulevasta käytetystä suojakaasusta takaisin syöttöön, saadaan suojakaasun primäärisyöttöä eli käyttämättömän suojakaasun syöttöä pienennettyä periaat-15 teessä kierrätettävän suojakaasun sisältämää vapaata vetyä H2 vastaavan määrän verran. Näin mahdollistetaan SOFC-järjestelmään syötettävän pelkistävän komponentin H2 tarpeen ja siten myös syötettävän määrän pienentyminen. Keksinnön tätä pääajatusta voidaan luonnollisesti soveltaa myös muilla pelkistävillä komponenteilla kuin vain vedyllä.
20 Käyttämättömällä suojakaasulla tarkoitetaan tässä hakemuksessa siis suojakaasua, joka ainakin olennaisesti koostuu kaasuseoksesta, joka syötetään järjestelmään ulkopuolelta, suojakaasun varastointivälineistä tai vastaavista. Suojakaasu voi koostua syöttölinjoissa vielä toisiinsa sekoittamattomista kaasukomponenteista, joista muo-25 dostetaan halutun koostumuksen sisältävä kaasuseos soveltuvassa kohtaa ennen syöttöä polttokennoihin. Käytetyllä suojakaasulla tarkoitetaan puolestaan ainakin ^ kerran anodipuolen läpi virrannutta, anodeilta poistuvaa suojakaasua.
dj oo Todettakoon, että suojakaasun ei toki tarvitse varastointimuodossaan olla välttämät- x 30 tä kaasua. Esimerkkinä voidaan mainita metanoli-vesi -seosta, joka sitten höyryste- tään ennen prosessiin laittamista. Lisäksi suojakaasu voidaan tietyin edellytyksin 0> myös tuottaa paikan päällä suoraan polttoaineesta, jolloin ei välttämättä tarvita erillä g lista kaasuvarastoa muuten kuin hätäalasajoja varten. Silloin polttoaineen syöttö on o cv määräyksillä kokonaan kielletty.
35 7
Kuvion 1 mukaisessa suoritusesimerkissä on järjestetty virtausyhteys syöttölinjan 10 ja poistolinjan 11 välille linjan 12 muodossa. Sen kautta halutun suuruinen osa poltto kennoyksiköstä 5 poistuvasta käytetystä suojakaasuvirrasta ohjataan takaisin polt-tokennoille menevään suojakaasun syöttöön. Palautettava osa ohjataan esimerkiksi 5 linjaan 10, jossa virtaa tuore käyttämätön suojakaasu. Tuore suojakaasu voi tässä vaiheessa olla vielä erillisinä komponentteina omissa syöttölinjoissaan tai jo valmiiksi sekoitettuna kaasuseoksena.
Käytetyn suojakaasun kierrätys voidaan käytännössä toteuttaa kierrätyslaitteen 10 avulla, esim. pumpulla, ejektorilla tai muulla virtausta edistävällä laitteella 22. Polt-tokennoyksikön ulkopuolella suoritettava käytetyn suojakaasun kierrätys ja sekoitus käyttämättömän suojakaasun virtaukseen tapahtuu käytännössä edullisesti ainakin mahdollisten polttoaineen esikäsittelylaitteiden, esimerkiksi esireformerin 4 etupuolelle virtaussuunnassa. Mahdollisesti suojakaasun kierrätysvirta voidaan johtaa myös 15 muiden esikäsittely-yksiköiden, kuten esimerkiksi polttoaineen rikinpoistoyksikön 3 tai muun vastaavanlaisen kaasunpuhdistuslaitteen etupuolelle. Takaisinkierrätyksen ei fyysisesti tarvitse kuitenkaan tapahtua juuri syöttölinjaan 10. Olennaista on, että polttokennosta poistuva suojakaasu saadaan vain kulkemaan uudelleen polttoken-non anodipuolen 7 läpi. Muita suojakaasun kierrätyksen reittivaihtoehtoja on esitetty 20 myöhemmin.
Kierrätettävän suojakaasunvirran osuus sen kokonaisvirrasta on valittavissa halutulla tavalla periaatteessa koko välillä 0-100%. Edullisesti ainakin yli puolet suojakaasus-ta kierrätetään takaisin anodipuolelle, sopivimmin yli 75%. Sopivin arvoalue on kul-25 loinkin valittavissa täysin järjestelmän komponenteista ja rajoitteista riippuen. Esi-merkiksi sallitut painetasot ja virtausmäärät sekä kierrätyslaitteiden kapasiteetti ^ asettavat omat raja-arvot käytettävissä olevalle säätöikkunalle. Tämä on otettavissa huomioon mm. juuri kierrätysasteen säädössä. Kierrätyksen osuutta edullisesti sää-oo detään muista parametreista riippuvana aktiivisena säätönä, mutta voidaan käyttää x 30 myös vakiona pysyvää kierrätysmäärää eli kierrätettävä määrä voi olla vakio tai kier rätettävän virran suuruus voi olla vakio. Samoin säätö voidaan järjestää suoritetta-
CD
^ vaksi vain tietyin aikavälein.
LO
00 o o ^ Keksinnössä pääasiallisena säätöparametrina käytetään edullisesti pelkistävän kom- 35 ponentin, esimerkiksi siis vedyn kokonaismäärä anodipuolelle. Suojakaasun koko- 8 naismäärä säätyy samalla vedyn kokonaismäärän ja käytetyn suojakaasun kierrä-tysasteen mukaan. Mitä suurempi osa suojakaasusta kierrätetään, sitä suurempi osa suojakaasun primäärisyötöstä syöttölinjaan 10 voidaan vastaavasti jättää kokonaan pois. Suojakaasun kierrätysasteen säädöllä voidaan osaltaan vaikuttaa myös vaikut-5 taa polttokennossa kiertävän suojakaasun ainekomponenttien konsentraatioihin halutulla tavalla. Kierrätyksen osuuden säädössä voidaan siis huomioida suojakaasun eri komponenttien pitoisuuksien muutokset ja keskinäiset suhteet. Erityisen tärkeää on joka tapauksessa pitää vapaan vedyn H2 määrä syttymispistettä vastaavan kon-sentraation alapuolella kussakin lämpötilassa.
10 Käytännön esimerkkinä keksinnön mukaisesta järjestelystä SOFC-järjestelmän yhteydessä voidaan mainita VVärtsilän polttokennolaboratorion prototyyppi (WC20 alpha). Siinä käytetty suojakaasu koostuu vedystä ja typestä. Käytettäessä järjestelmää ilman keksinnön mukaista suojakaasun kierrätysjärjestelyä suojakaasun tar-15 ve oli vetyä H2 suunnilleen 36000 NI ja typpeä N2 190000 NI. Sen sijaan käytettäessä suojakaasun kierrätystä etukäteen määritellyllä tavalla, voitiin tarvittavan suojakaasun määräksi vähentää vedyn osalta 5000 NI ja typen osalta 37000 NI. Tämä tarkoittaa käytännössä suurempaa kuin viisinkertaista typen määrän pienentymistä ja suurempaa kuin seitsemänkertaista vedyn määrän pienentymistä.
20
Keksinnön eräitä muita suoritusmuotoja
Keksinnön mukainen järjestely ei millään tavoin rajoitu juuri edellä selostettuun suoritusmuotoon, vaan sen on tarkoitus vain havainnollistaa keksinnön pääperiaatteet 25 yksinkertaistetulla tavalla ja konstruktiona.
° Käyttämällä keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti lisäksi käyttämättömän suojakaasun eli sen primäärisen virtauksen aktiivista säätöä saadaan käyttämättö-oo män suojakaasun määrä minimoitua vieläkin tehokkaammin. Tuoretta suojakaasua x 30 lisätään tällöin entistä tarkemmin sen mukaan mitä anodipuolella sitä kuluu ja/tai
CC
mikä on kierrätyksen osuus. Säädön asetusarvona lähtötilanteessa voidaan käyttää
CO
^ jonkin tietyn kierrätysasteen mukaan laskettua lähtöarvoa. Suojakaasun säädön m g kannalta voidaan keksinnön tässä vielä sangen yksinkertaisessa suoritusmuodossa
O
cm suojakaasun kierrätys toteuttaa siten, että suojakaasua kierrätystä kasvatettaessa 9 suojakaasun primääristä syöttöä vastaavasti pienennetään puuttumatta sen enempää primäärikaasun pitoisuuksiin.
Edellä mainittujen rajoitteiden kuten sallittujen painetasojen ja virtausmäärien sekä 5 kierrätyslaitteiden kapasiteettien asettamien omien raja-arvojen rajaamia säätöikkunoita voidaan toisaalta keksinnön mukaisen ratkaisun myötä kompensoida esimerkiksi primäärisen suojakaasun vetykonsentraation nostolla, kuten on esitetty seuraa-vassa.
10 Koska inerttiä kaasua, tässä siis typpeä, ei kulu pelkistämiseen, suojakaasua kierrätettäessä sitä kierrätetään määrällisesti sekä myös suhteellisesti enemmän kuin vetyä, josta osa aina kuluu anodipuolen läpi virratessaan. Anodipuolelta ulos tullessaan typen osuus suojakaasussa on siten suurempi kuin mitä se oli sisään mennessä. Suojakaasua kierrätettäessä vedyn konsentraatio pyrkii siis laskemaan ja vastaavasti 15 typen osuus nousemaan. Tätä voidaan kompensoida pienentämällä inertin kaasun, siis typen syöttöä erikseen. Toisin sanoen keksinnön mukainen suojakaasun kierrätys mahdollistaa merkittävästi entistä tehokkaamman ja kustannuksiltaan edullisemman hallintakeinon säätämällä erikseen sekä pelkistävän komponentin että inertin kaasun osuutta suojakaasun primäärisessä syötössä polttokennojärjestelmään.
20
Keksinnön tämän lisäsuoritusmuodon mukaisesti polttokennossa anodipuolella hapettunut vety korvataan normaalin suojakaasuseoksen sijasta halutussa määrin vä-kevöidyllä vetyseoksella. Koska vain vetyä kuluu ja typen kulutus on polttokennossa olematon, voidaan suojakaasua kierrätettäessä painottaa korvaavan suojakaasun 25 pitoisuudessa erittäin voimakkaasti vedyn osuutta. Voidaan esimerkiksi käytännössä käyttää, esimerkiksi eri painesäiliöistä erillisinä syöttövirtoina typpeä ja vetyä tai ° typpeä ja rikastettua vetyseosta, joiden syöttöä ja sekoitussuhdetta ohjataan tar- <n peen mukaan. Tällöin saavutetaan helpommin kulloinkin haluttu typen N2 ja vedyn oo H2 välinen seossuhde ilman tarpeetonta typen lisäystä. Typen kulutusta voidaan x 30 näin pienentää erityisen merkittävästi. Sisään syötettävän vedyn pitoisuutta voidaan
CC
nostaa myös ilman, että polttokennoilta vuotava konsentraatio on yli syttymispis- CT> teen.
LO
oo o
O
cv Keksinnön vielä eräässä edullisessa lisäsuoritusmuodossa suojakaasun kierrätyksen 35 yhteyteen on lisäksi järjestetty sen lämpötilan säätö ja suojakaasuun sitoutuneen 10 lämmön hyödyntäminen järjestelmän muiden osien lämmittämiseen kuten esimerkiksi esireformeri 4 ja muut polttoainepuolen esi käsittely la itteet 3. Kuviossa 1 on viitenumerolla 13 merkitty näitä mahdollisia vaihtoehtoisia lisäreittejä, joita pitkin kierrätettävän suojakaasun ohjauksen voidaan myös ajatella suoritettavan takaisin 5 suojakaasun syöttövirtaan. Kierrätetty suojakaasu voidaan syöttää siis myös kokonaan ohi mahdollisten esikäsittelylaitteiden ja vastaavien laitteiden ohi, varsinkin jos järjestelmässä ei yksinkertaisesti ole tällaisia laitteita.
Voidaan myös järjestää välineet 20 kierrätettävän suojakaasun käsittelemiseksi en-10 nen ohjausta takaisin kiertoon. Erityisesti on edullista erottaa hapen kanssa reagoinut vety eli käytännössä siis vesihöyry pois suojakaasusta ennen ohjausta takaisin anodille. Suojakaasu pidetään näin mahdollisimman kuivana ja samalla vedyn osuutta saadaan kasvatettua kierrätettävän kaasun kokonaisvirrassa. Kuvioon on merkitty myös lämmitysväline 25, jolla suojakaasun lämpötilaan voidaan vaikuttaa halutulla 15 tavalla erityisesti polttokennoyksikön lämmittämiseksi suojakaasun avulla.
Keksinnön erään toisen lisäsuoritusmuodon mukaan suojakaasun kierrätys voidaan toteuttaa ainakin osittain myös polttokennoyksikön 5 sisällä. Suojakaasusta osaa ei välttämättä tuoda koko yksiköstä 5 laisinkaan ulos vaan se ohjataan heti anodipuo-20 Ien virtauskanavista ulos tullessaan linjaa 23 pitkin mahdollisen pumpun 28 tai vastaavan apulaitteen avustuksella suoraan takaisin anodipuolen syöttövirtaan. Tällöin voidaan samalla tehostaa suojakaasun virtausta itse polttokennossa. Samoin saadaan mm. lämpötilaero katodi-ja anodipuolella mahdollisimman pieneksi.
25 Saman hakijan samana päivänä jättämässä toisessa suomalaisessa patenttihake-muksessa "Menetelmä ja järjestely polttokennojärjestelmän käynnistysajan lyhen-^ tämiseksi" on esitetty eräs nyt esillä olevan keksinnön yhteydessä erityisen edulli- cv sesti sovellettava lisäjärjestely. Siinä on järjestetty välineet katodipuolella kiertävän oo ilman lämpötilan lämmittämiseksi ja säätämiseksi ja sen sisältämän lämmön hyödyn- x 30 tämiseksi edelleen anodipuolen lämmityksessä. Lämmitetyn ilman sisältämä lämpö siirtyy polttokennossa anodipuolelle ja siellä kiertävään suojakaasuun, joka edelleen
CD
siirtää osan lämmöstä polttokennoyksikköön ja edelleen kierrätyssilmukkansa muihin
lO
§ osiin. Anodipuolella on näin mahdollista luopua kokonaan erillisistä lämmitysvälineis- o cv tä 21 anodipuoleen kuuluvien osien lämmittämiseksi. Lämpötila saadaan näin nos- 35 tettua tehokkaasti ja tasaisesti polttokennonjärjestelmän eri osissa ja kuitenkin pel- 11 käsiään katodipuolella käytettävien lämmittimien avulla. Polttokennoissa ilmenevän tehokkaan lämmönsiirron ja kaasuvirtauksen ansiosta myös katodi- ja anodipuolen välinen lämpötilaero pysyy samalla hyvin hallinnassa.
δ
(M
i
(M
00
(M
X
en
CL
O) δ m oo o o
(M

Claims (10)

1. Menetelmä polttokennojärjestelmän (1) suojakaasun kulutuksen vähentämiseksi, joka suojakaasu sisältää inerttiä kaasua kuten typpeä, ja polttoainekaasua kuten 5 vetyä, johon polttokennojärjestelmään (1) kuuluu ainakin yksi polttokennoyksikkö (5), jonka polttokennoissa (2) on anodipuoli (7) ja katodipuoli (8) sekä näiden väliin järjestetty elektrolyytti (9), välineet (10) suojakaasun syöttämiseksi anodille (7), ja välineet (11) anodipuolelta (7) tulevan käytetyn suojakaasun johtamiseksi pois polt-tokennoyksiköstä (5), tunnettu siitä, että määrätyn suuruinen osuus polttokenno-10 jen (2) anodipuolelta (7) tulevasta käytetyn suojakaasun virtauksesta järjestetään syötettäväksi uudelleen polttokennojen (2) anodipuolelle (7), että käyttämättömän suojakaasun syöttövirtausta polttokennoyksikölle (5) säädetään samalla siten, että saavutetaan anodipuolella (7) haluttu suojakaasun sisältämän pelkistävän komponentin tai komponenttien kokonaismäärä ja/tai suojakaasun virtauksen kokonais-15 määrä, jolloin pelkistävän komponentin tai komponenttien konsentraatio pysyy sen syttymispisteen alapuolella.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polttokennoyk-sikön (5) anodipuolelta (7) tulevasta suojakaasusta kierrätetään määrätyn suuruinen 20 osuus, joka on 0-100%, edullisesti yli 50%, sopivimmin yli 75%.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kierrätetty käytetty suojakaasu liitetään mainitun käyttämättömän suojakaasun virtaan ennen esireformeria (4), rikin poisto laitetta (3) ja/tai muita mahdollisia polttoaineen esikä- 25 sittelylaitteita tai syötetään takaisin anodipuolelle (7) mainittujen mahdollisten esi-käsittelylaitteiden ohitse. δ CNJ c\j
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polt- i oo tokennoille (2) syötettävän suojakaasun lämpötilaa samalla säädetään polttokenno- CNJ x 30 yksikön (5) tai sen yhteyteen kuuluvien osien lämmittämiseksi ja/tai jäädyttämiseksi. en O- cn
^ 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anodi- LO § puolella (7) virtaavaa suojakaasua lämmitetään katodipuolella (8) virtaavaan kaasun ° sisältämän lämpöenergian avulla. 35
6. Järjestely polttokennojärjestelmän (1) suojakaasun kulutuksen vähentämiseksi, joka suojakaasu sisältää inerttiä kaasua kuten typpeä, ja polttoainekaasua kuten vetyä, johon polttokennojärjestelmään (1) kuuluu ainakin yksi polttokennoyksikkö (5), jonka polttokennoissa on anodipuoli (7) ja katodipuoli (8) sekä näiden väliin 5 järjestetty elektrolyytti (9), välineet (10) suojakaasun syöttämiseksi anodipuolelle (7), ja välineet (11) anodipuolelta (7) tulevan käytetyn suojakaasun johtamiseksi pois polttokennoyksiköstä (5), johon polttokennoon kuuluu ainakin yksi polttokennoyksikkö (5), tunnettu siitä, että määrätyn suuruinen osuus polttokennojen (2) anodipuolelta (7) tulevasta käytetystä suojakaasusta on järjestetty syötettäväksi 10 uudelleen polttokennojen (2) anodipuolelle (7), että käyttämättömän suojakaasun syöttövirtaus polttokennoyksikölle (5) on säädettävissä samalla siten, että saavutetaan anodipuolella (7) haluttu suojakaasun sisältämän pelkistävän komponentin tai komponenttien kokonaismäärä ja/tai suojakaasun virtauksen kokonaismäärä, jolloin pelkistävän komponentin tai komponenttien konsentraatio pysyy sen sytty- 15 mispisteen alapuolella.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että anodipuolelta (7) tulevasta suojakaasun virrasta on järjestetty kierrätettäväksi määrätyn suuruinen osuus, joka on välillä 0-100%, edullisesti yli 50%, sopivimmin yli 75%. 20
8. Jonkin patenttivaatimuksen 6-7 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että ta-kaisinkierrätetyn suojakaasun virta on liitetty mainitun käyttämättömän suojakaasun virtaan ennen esireformeria (4), rikinpoistolaitetta (3) ja/tai muita mahdollisia polttoaineen esi käsittelylaitteita tai syötetään takaisin anodipuolelle (7) mainittujen 25 mahdollisten esikäsittelylaitteiden ohitse.
° 9. Jonkin patenttivaatimuksen 6-8 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että on jär- c\i jestetty välineet (20) polttokennoille (2) syötettävän suojakaasun lämpötilan säätä- oo mistä varten polttokennoyksikön (5) tai sen yhteyteen kuuluvien osien lämmittämi- x 30 seksi ja/tai jäädyttämiseksi. CC Q_ o>
^ 10. Jonkin patenttivaatimuksen 6-9 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että anodi in § puolella (7) virtaava suojakaasu on järjestetty lämmitettäväksi katodipuolella (8) O cv virtaavaan kaasun sisältämän lämpöenergian avulla. 35
FI20085719A 2008-07-10 2008-07-10 Menetelmä ja järjestely polttokennojärjestelmän suojakaasun kulutuksen vähentämiseksi FI122476B (fi)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20085719A FI122476B (fi) 2008-07-10 2008-07-10 Menetelmä ja järjestely polttokennojärjestelmän suojakaasun kulutuksen vähentämiseksi
JP2011517187A JP2011527497A (ja) 2008-07-10 2009-07-09 燃料電池システムの安全ガス消費低減方法及び方法
PCT/FI2009/050618 WO2010004091A1 (en) 2008-07-10 2009-07-09 Method and arrangement to reduce the consumption of safety gas in a fuel cell system
CN2009801267464A CN102089915B (zh) 2008-07-10 2009-07-09 减少燃料电池系统中的安全气体的消耗的方法和装置
KR1020117003104A KR20110038134A (ko) 2008-07-10 2009-07-09 연료 전지 시스템에서 안전 가스의 소비를 감소시키기 위한 방법 및 장치
EP09793994.6A EP2311126A4 (en) 2008-07-10 2009-07-09 METHOD AND ARRANGEMENT FOR REDUCING SAFETY GAS CONSUMPTION IN A FUEL CELL SYSTEM
US12/987,558 US8623562B2 (en) 2008-07-10 2011-01-10 Method and arrangement to reduce the consumption of safety gas in a fuel cell system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20085719 2008-07-10
FI20085719A FI122476B (fi) 2008-07-10 2008-07-10 Menetelmä ja järjestely polttokennojärjestelmän suojakaasun kulutuksen vähentämiseksi

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20085719A0 FI20085719A0 (fi) 2008-07-10
FI20085719A FI20085719A (fi) 2010-01-11
FI122476B true FI122476B (fi) 2012-02-15

Family

ID=39677600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20085719A FI122476B (fi) 2008-07-10 2008-07-10 Menetelmä ja järjestely polttokennojärjestelmän suojakaasun kulutuksen vähentämiseksi

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8623562B2 (fi)
EP (1) EP2311126A4 (fi)
JP (1) JP2011527497A (fi)
KR (1) KR20110038134A (fi)
CN (1) CN102089915B (fi)
FI (1) FI122476B (fi)
WO (1) WO2010004091A1 (fi)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014205421A1 (de) 2014-03-24 2015-09-24 Robert Bosch Gmbh Brennstoffzellensystem mit einem Elektrodenabgasrezirkulationskreis, sowie ein Verfahren zum Starten eines Brennstoffzellensystems
KR102644564B1 (ko) 2018-12-31 2024-03-07 현대자동차주식회사 고충격 경량 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 이용한 자동차 내장재용 성형품

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6220256A (ja) * 1985-07-19 1987-01-28 Toshiba Corp 燃料電池発電プラント
US4766044A (en) * 1986-11-03 1988-08-23 International Fuel Cells Corporation Fuel cell recycling system
US5031917A (en) 1990-09-20 1991-07-16 Greene Leonard M Three dimensional chess game
US6013385A (en) * 1997-07-25 2000-01-11 Emprise Corporation Fuel cell gas management system
JP3989604B2 (ja) * 1997-12-02 2007-10-10 東京瓦斯株式会社 固体電解質燃料電池の起動停止方法
JP2001052727A (ja) * 1999-08-04 2001-02-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃料電池発電システム
JP2002179401A (ja) * 2000-12-11 2002-06-26 Toyota Motor Corp 水素ガス生成システムの運転停止方法
US6635370B2 (en) * 2001-06-01 2003-10-21 Utc Fuel Cells, Llc Shut-down procedure for hydrogen-air fuel cell system
JP3588776B2 (ja) * 2001-11-09 2004-11-17 本田技研工業株式会社 燃料循環式燃料電池システム
US6835479B2 (en) * 2002-06-26 2004-12-28 Utc Fuel Cells, Llc System and method for shutting down a fuel cell power plant
JP4654567B2 (ja) * 2003-05-01 2011-03-23 三菱マテリアル株式会社 固体酸化物形燃料電池およびその運転方法
US6984464B2 (en) * 2003-08-06 2006-01-10 Utc Fuel Cells, Llc Hydrogen passivation shut down system for a fuel cell power plant
JP2006031989A (ja) * 2004-07-13 2006-02-02 Tokyo Gas Co Ltd 固体酸化物形燃料電池による発電方法及びシステム
JP2006164894A (ja) * 2004-12-10 2006-06-22 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2006209994A (ja) * 2005-01-25 2006-08-10 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2007273311A (ja) 2006-03-31 2007-10-18 Central Res Inst Of Electric Power Ind 固体酸化物形燃料電池の運転方法
US7951500B2 (en) * 2006-05-25 2011-05-31 Siemens Energy, Inc. Anode gas stack start-up heater and purge gas generator
WO2008049448A1 (de) * 2006-10-26 2008-05-02 Daimlerchrysler Ag Versorgungssystem für einen brennstoffzellenstapel

Also Published As

Publication number Publication date
CN102089915A (zh) 2011-06-08
KR20110038134A (ko) 2011-04-13
US8623562B2 (en) 2014-01-07
JP2011527497A (ja) 2011-10-27
CN102089915B (zh) 2013-10-02
FI20085719A0 (fi) 2008-07-10
WO2010004091A1 (en) 2010-01-14
FI20085719A (fi) 2010-01-11
EP2311126A1 (en) 2011-04-20
EP2311126A4 (en) 2013-08-07
US20110123879A1 (en) 2011-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1747597B1 (en) Fuel release management for fuel cell systems
US7622209B2 (en) Fuel cell system and fuel cell starting method
US8431274B2 (en) Solid oxide fuel cell device
EP2416418B1 (en) Solid electrolyte fuel cell
KR20210029213A (ko) 연료 전지 시스템 및 그 제어 방법
JP2004521447A (ja) アノード排気再循環ループを有する燃料電池装置の停止方法
KR101563455B1 (ko) 고온 연료 전지 시스템에 대한 재순환을 이용하는 방법 및 어레인지먼트
US20040029057A1 (en) Multiple port catalytic combustion device and method of operating same
KR101571941B1 (ko) 전기화학 셀을 이용한 냉각 배열체
FI120949B (fi) Menetelmä ja järjestely polttokennojärjestelmän esilämmityksen tehostamiseksi
FI122476B (fi) Menetelmä ja järjestely polttokennojärjestelmän suojakaasun kulutuksen vähentämiseksi
EP2264819A1 (en) Fuel cell system and method of operating the same
US9406956B2 (en) Closed loop type fuel cell system with unreacted material removing function
EP3327847B1 (en) High-temperature operating fuel cell system
KR101447334B1 (ko) 탈황 장치
KR20120110945A (ko) 연료전지 냉시동 향상 장치
US7972739B2 (en) Method for inerting the anodes of fuel cells
JPS59149664A (ja) 燃料電池装置
WO2008141711A2 (en) Fuel cell device
CN114361539B (zh) 尾排循环系统的排气控制方法及其排液控制方法
CA3239246A1 (en) A method for producing hydrogen containing gas
KR101343376B1 (ko) 촉매연소기 및 이를 구비한 연료전지 시스템
KR20130009721A (ko) 촉매연소기 및 이를 구비한 연료전지 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed