FI122476B - Förfarande och arrangemang för att minska förbrukningen av skyddsgas i ett bränslecellssystem - Google Patents

Förfarande och arrangemang för att minska förbrukningen av skyddsgas i ett bränslecellssystem 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)
Finnish (fi)
Other versions
FI20085719A (sv
FI20085719A0 (sv
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/sv
Publication of FI20085719A0 publication Critical patent/FI20085719A0/sv
Priority to EP09793994.6A priority patent/EP2311126A4/en
Priority to PCT/FI2009/050618 priority patent/WO2010004091A1/en
Priority to JP2011517187A priority patent/JP2011527497A/ja
Priority to CN2009801267464A priority patent/CN102089915B/zh
Priority to KR1020117003104A priority patent/KR20110038134A/ko
Publication of FI20085719A publication Critical patent/FI20085719A/sv
Priority to US12/987,558 priority patent/US8623562B2/en
Application granted granted Critical
Publication of FI122476B publication Critical patent/FI122476B/sv

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)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (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)

Claims (10)

1. Förfarande för att minska förbrukningen av skyddsgas i ett bränslecellsystem (1), vilken skyddsgas innehäller inert gas, säsom kväve, och bränslegas, säsom väte, 5 vilket bränslecellsystem (1) omfattar ätminstone en bränslecellsenhet (5), vars bränsleceller (2) uppvisar en anodsida (7) och en katodsida (8) samt en mellan des-sa arrangerad elektrolyt (9), medel (10) för matning av skyddsgas tili anoden (7), och medel (11) för bortledning av använd skyddsgas, som kommer frän anodsidan (7), frän bränslecellsenheten (5), kännetecknat av att en tili storleken bestämd 10 andel av det frän bränslecellernas (2) anodsida (7) kommande flödet av använd skyddsgas arrangeras för ätermatning tili bränslecellernas (2) anodsida (7), att den oanvända skyddsgasens matningsflöde tili bränslecellsenheterna (5) samtidigt regle-ras sä att det pä anodsidan (7) uppnäs en önskad totalmängd av en reducerande komponent eller komponenter i skyddsgasen och/eller en totalmängd av skyddsga-15 sens flöde, varvid den reducerande komponentens eller komponenternas koncentra-tion förblir under dess flampunkt.
2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att en tili storleken bestämd andel av skyddsgasen som kommer frän bränslecellsenhetens (5) anodsida (7) äter- 20 vinns, vilken andel är 0-100 %, företrädesvis över 50 %, mest fördelaktigt över 75 %.
3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att den ätervunna an-vända skyddsgasen ansluts tili nämnda flöde av oanvänd skyddsgas före en förre- 25 former (4), en svavelavlägsningsanordning (3) och/eller andra eventuella förbe-handlingsanordningar för bränslet eller mätäs tillbaka tili anodsidan (7) förbi nämn-^ da eventuella förbehandlingsanordningar. C\1 oo
4. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-3, kännetecknat av att temperatu- x 30 ren för skyddsgasen som skall mätäs tili bränslecellerna (2) samtidigt regleras för uppvärmning och/eller nedkylning av bränslecellsenheten (5) eller i anknytning med CO denna anordnade delar. tn oo o o (M
5. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-4, kännetecknat av att skyddgasen som flödar pä anodsidan (7) uppvärms med hjälp av värmeenergi som innehälls av gasen som flödar pä katodsidan (8).
6. Arrangemang för att minska förbrukningen av skyddsgas i ett bränslecellsystem (1), vilken skyddsgas innehäller inert gas, slsom kväve, och bränslegas, säsom väte, vilket bränslecellsystem (1) omfattar ätminstone en bränslecellsenhet (5), vars bränsleceller uppvisar en anodsida (7) och en katodsida (8) samt en mellan dessa arrangerad elektrolyt (9), medel (10) för matning av skyddsgas tili anodsidan (7), 10 och medel (11) för bortledning av använd skyddsgas, som kommer frän anodsidan (7), frän bränslecellsenheten (5), vilken bränslecell omfattar ätminstone en bränslecellsenhet (5), kännetecknat av att en tili storleken bestämd andel av den frän bränslecellernas (2) anodsida (7) kommande använda skyddsgasen är arrangerad för ätermatning tili bränslecellernas (2) anodsida (7), att den oanvända skyddsga-15 sens matningsflöde tili bränslecellsenheterna (5) samtidigt är reglerbart sä att det pä anodsidan (7) uppnäs en önskad totalmängd av en reducerande komponent eller komponenter i skyddsgasen och/eller en totalmängd av skyddsgasens flöde, varvid den reducerande komponentens eller komponenternas koncentration förblir under dess flampunkt. 20
7. Arrangemang enligt patentkrav 6, kännetecknat av att en tili storleken bestämd andel av skyddsgasen som kommer frän bränslecellsenhetens anodsida (7) är an-ordnad att ätervinnas, vilken andel är 0-100 %, företrädesvis över 50 %, mest för-delaktigt över 75 %. 25
8. Arrangemang enligt nägot av patentkraven 6-7, kännetecknat av att den äter- ^ vunna använda skyddsgasen är ansluten tili nämnda flöde av oanvänd skyddsgas cv före en förreformer (4), en svavelavlägsningsanordning (3) och/eller andra eventu- i oo elia förbehandlingsanordningar för bränslet eller mätäs tillbaka tili anodsidan (7) x 30 förbi nämnda eventuella förbehandlingsanordningar. CC CL CD
9. Förfarande enligt nägot av patentkraven 6-8, kännetecknat av att medel (20) LO § för regiering av temperaturen för skyddsgasen som skall mätäs tili bränslecellerna o cv (2) är arrangerade för uppvärmning och/eller nedkylning av bränslecellsenheten (5) 35 eller i anknytning med denna anordnade delar. 5
10. Förfarande enligt nägot av patentkraven 6-9, kännetecknat av att skyddsga-sen som flödar pä anodsidan (7) är arrangerad att uppvärmas med hjälp av värme-energi som ingär i gasen som flödar pä katodsidan (8). δ (M (M 00 (M X en CL O) δ m oo o o (M
FI20085719A 2008-07-10 2008-07-10 Förfarande och arrangemang för att minska förbrukningen av skyddsgas i ett bränslecellssystem FI122476B (sv)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20085719A FI122476B (sv) 2008-07-10 2008-07-10 Förfarande och arrangemang för att minska förbrukningen av skyddsgas i ett bränslecellssystem
EP09793994.6A EP2311126A4 (en) 2008-07-10 2009-07-09 METHOD AND ARRANGEMENT FOR REDUCING SAFETY GAS CONSUMPTION IN A FUEL CELL SYSTEM
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
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
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
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 (sv) 2008-07-10 2008-07-10 Förfarande och arrangemang för att minska förbrukningen av skyddsgas i ett bränslecellssystem

Publications (3)

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

Family

ID=39677600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20085719A FI122476B (sv) 2008-07-10 2008-07-10 Förfarande och arrangemang för att minska förbrukningen av skyddsgas i ett bränslecellssystem

Country Status (7)

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

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

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
KR20210029213A (ko) 연료 전지 시스템 및 그 제어 방법
EP2416418B1 (en) Solid electrolyte fuel cell
KR101571941B1 (ko) 전기화학 셀을 이용한 냉각 배열체
US20040029057A1 (en) Multiple port catalytic combustion device and method of operating same
US9979040B2 (en) Redox device
KR20140114907A (ko) 고온 연료 전지 시스템에 대한 재순환을 이용하는 방법 및 어레인지먼트
FI120949B (sv) Förfarande och arrangemang för att effektivisera förvärmningen i ett bränslecellssystem
FI122476B (sv) Förfarande och arrangemang för att minska förbrukningen av skyddsgas i ett bränslecellssystem
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
KR20120110945A (ko) 연료전지 냉시동 향상 장치
KR101447334B1 (ko) 탈황 장치
US7972739B2 (en) Method for inerting the anodes of fuel cells
JPS59149664A (ja) 燃料電池装置
WO2008141711A2 (en) Fuel cell device
JPS62283564A (ja) 燃料電池発電システム
CA3239246A1 (en) A method for producing hydrogen containing gas
KR101343376B1 (ko) 촉매연소기 및 이를 구비한 연료전지 시스템
JP2024123569A (ja) 燃料電池システム、水素生成装置
KR101183467B1 (ko) 용융탄산염 연료전지의 촉매 산화시스템
KR20130009721A (ko) 촉매연소기 및 이를 구비한 연료전지 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed