JP2001006709A - Fuel cell system - Google Patents

Fuel cell system

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JP2001006709A
JP2001006709A JP11178435A JP17843599A JP2001006709A JP 2001006709 A JP2001006709 A JP 2001006709A JP 11178435 A JP11178435 A JP 11178435A JP 17843599 A JP17843599 A JP 17843599A JP 2001006709 A JP2001006709 A JP 2001006709A
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耕司 安尾
Yasuo Miyake
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent CO-poisoning of an anode by mixing a minute amount of oxygen into a fuel gas by a simple structure, in the case of a fuel cell system for generating power by supplying a fuel gas obtained from a fuel reforming device to the anode of a fuel cell and supplying an oxidant gas to the cathode of the fuel cell. SOLUTION: In this fuel cell system, a bubble generator 51 is installed on a bottom part of a water tank 3 for storing water 31 to be used for humidifying an electrolyte layer 23 or cooling a fuel cell 2, thereby dissolving oxygen in the water 31. A fuel gas is mixed with the water 31 and supplied to an anode 21 of the fuel cell 2, and the dissolved oxygen is discharged by the heat of the fuel cell 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素系の原燃
料を燃料改質装置に供給して、水素リッチな燃料ガスに
改質し、改質された燃料ガスを燃料電池に供給して発電
を行なう燃料電池システムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of supplying a hydrocarbon-based raw fuel to a fuel reformer, reforming the fuel into a hydrogen-rich fuel gas, and supplying the reformed fuel gas to a fuel cell. The present invention relates to a fuel cell system that performs power generation.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、エネルギー変換効率が高く、然も
発電反応によって有害物質を発生しない燃料電池が注目
されており、かかる燃料電池の1つとして、100℃以
下の低い温度で作動する固体高分子電解質型燃料電池が
知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, fuel cells which have high energy conversion efficiency and do not generate harmful substances by power generation reaction have attracted attention. 2. Description of the Related Art Molecular electrolyte fuel cells are known.

【0003】図8は燃料電池(2)の発電原理を説明する
ものであって、アノード(21)とカソード(22)の間に電解
質層(23)が介在し、アノード(21)の外側には水素室(2
4)、カソード(22)の外側には空気室(25)が形成されてい
る。アノード(21)には燃料として水素が供給されると共
に、カソード(22)には酸化剤として空気(酸素)が供給さ
れる。アノード(21)では、水素ガスから水素イオンと電
子が生成され、水素イオンは電解質層(23)を通ってカソ
ード(22)へ向かい、電子は外部回路(26)に流れる。カソ
ード(22)では、外部回路(26)から流入した電子と、空気
中の酸素と、電解質層(23)から供給される水素イオンと
が反応して、水を生じる。この様に、電池全体として、
水素と酸素から水が生成されると共に、起電力が発生す
るのである。
FIG. 8 explains the power generation principle of the fuel cell (2), in which an electrolyte layer (23) is interposed between an anode (21) and a cathode (22), and is provided outside the anode (21). Is the hydrogen chamber (2
4), an air chamber (25) is formed outside the cathode (22). The anode (21) is supplied with hydrogen as a fuel, and the cathode (22) is supplied with air (oxygen) as an oxidant. At the anode (21), hydrogen ions and electrons are generated from the hydrogen gas, the hydrogen ions pass through the electrolyte layer (23) to the cathode (22), and the electrons flow to the external circuit (26). At the cathode (22), electrons flowing from the external circuit (26) react with oxygen in the air and hydrogen ions supplied from the electrolyte layer (23) to generate water. Thus, as a whole battery,
Water is generated from hydrogen and oxygen, and an electromotive force is generated.

【0004】実際の燃料電池システムにおいては、燃料
として、一般にメタノール等の炭化水素系燃料が用いら
れ、燃料改質器によって炭化水素系燃料を水蒸気改質す
ることによって、水素リッチな改質ガスを得て、この改
質ガスを燃料電池に供給することが行なわれている。
In an actual fuel cell system, a hydrocarbon-based fuel such as methanol is generally used as a fuel, and a hydrogen-rich reformed gas is reformed by steam-reforming the hydrocarbon-based fuel by a fuel reformer. Then, the reformed gas is supplied to a fuel cell.

【0005】図6は、従来の燃料電池システムの構成例
を表わしており、炭化水素系の原燃料を水素リッチな燃
料ガスに改質する燃料改質装置(1)と、固体高分子電解
質層(23)の両面にアノード(21)及びカソード(22)を接合
してなる燃料電池(2)と、燃料改質装置(1)に原燃料を
供給する原燃料ボンベ(4)と、燃料電池(2)のアノード
(21)へ加湿水を供給する水タンク(3)とが配備されてい
る。この加湿水は、燃料電池(2)の冷却にも利用され
る。
FIG. 6 shows an example of the configuration of a conventional fuel cell system, in which a fuel reformer (1) for reforming a hydrocarbon-based raw fuel into a hydrogen-rich fuel gas and a solid polymer electrolyte layer A fuel cell (2) in which an anode (21) and a cathode (22) are joined to both sides of a fuel cell (23); a raw fuel cylinder (4) for supplying raw fuel to a fuel reformer (1); (2) Anode
A water tank (3) for supplying humidifying water to (21) is provided. This humidified water is also used for cooling the fuel cell (2).

【0006】燃料改質装置(1)から得られる水素リッチ
な燃料ガスは燃料電池(2)のアノード(21)へ供給され
る。又、水タンク(3)内の水(31)が給水ポンプ(60)によ
って燃料電池(2)のアノード(21)へ送り込まれる。一
方、燃料電池(2)のカソード(22)には、酸化剤ガスとし
て、空気が送風ファン(50)によって送り込まれる。
The hydrogen-rich fuel gas obtained from the fuel reformer (1) is supplied to the anode (21) of the fuel cell (2). The water (31) in the water tank (3) is fed to the anode (21) of the fuel cell (2) by the water supply pump (60). On the other hand, air is sent into the cathode (22) of the fuel cell (2) as an oxidizing gas by the blower fan (50).

【0007】ところで、燃料改質装置(1)における水蒸
気改質反応は、改質器(12)の触媒層をバーナ(11)によっ
て高温に加熱しながら行なわれるが、このとき水素と共
に一酸化炭素(以下COと記す)も生成され、特に低温で
動作する燃料電池においては、生成されたCOによりア
ノード触媒が被毒されて、電池性能が低下する問題が生
じる。
[0007] The steam reforming reaction in the fuel reformer (1) is carried out while the catalyst layer of the reformer (12) is heated to a high temperature by a burner (11). (Hereinafter referred to as CO) is also generated. Particularly, in a fuel cell operating at a low temperature, the generated CO poisons the anode catalyst, causing a problem that the cell performance is reduced.

【0008】そこで、図6に示す如く改質器(12)の後段
にCO変成器(13)を設け、下記化1で表わされる様にC
Oを水蒸気により変成することによって、CO濃度を低
減せしめる処理が行なわれている。
Therefore, as shown in FIG. 6, a CO converter (13) is provided at the subsequent stage of the reformer (12), and C
A process for reducing CO concentration by converting O into steam is performed.

【0009】[0009]

【化1】CO+HO→CO+H Embedded image CO + H 2 O → CO 2 + H 2

【0010】又、CO変成器(13)によっては、CO濃度
を1%程度まで低減出来るに過ぎないため、図6に示す
如く、更にCO変成器(13)の後段にCO除去器(14)を設
け、下記化2式で表わされる様に、COを空気で酸化さ
せることによって、CO濃度を低減する処理が施されて
いる。
Further, depending on the CO converter (13), the CO concentration can only be reduced to about 1%. Therefore, as shown in FIG. 6, a CO remover (14) is further provided after the CO converter (13). And a process of reducing CO concentration by oxidizing CO with air, as represented by the following formula (2).

【0011】[0011]

【化2】CO+1/2O→CO ## STR2 ## CO + 1 / 2O 2 → CO 2

【0012】しかし、効率よくCO除去を行なったとし
ても、燃料改質装置(1)から得られる改質ガス中には、
10ppm程度のCOが残存することは避けられない。
従って、燃料改質装置(1)を具えた燃料電池システムに
おいては、微量のCOによるアノード触媒の被毒を防止
することが重大な課題となっている。
However, even if CO is removed efficiently, the reformed gas obtained from the fuel reformer (1) contains
It is inevitable that about 10 ppm of CO remains.
Therefore, in the fuel cell system provided with the fuel reformer (1), it is a serious problem to prevent the poisoning of the anode catalyst by a trace amount of CO.

【0013】そこで、燃料電池(2)に供給される燃料ガ
ス中に酸素を混合して、COを酸化させることによっ
て、アノード触媒の被毒を防止する方法が提案されてい
る(米国特許第4,910,099号)。該方法によれば、
燃料ガス中のCO濃度100〜500ppmに対し、濃
度2〜6%の酸素の供給を行なうことによって、アノー
ド触媒のCO被毒を防止することが出来るとされてい
る。
Therefore, a method has been proposed in which oxygen is mixed in the fuel gas supplied to the fuel cell (2) to oxidize CO, thereby preventing poisoning of the anode catalyst (US Pat. No. 4). 910910). According to the method,
It is stated that by supplying oxygen having a concentration of 2 to 6% with respect to a CO concentration of 100 to 500 ppm in the fuel gas, CO poisoning of the anode catalyst can be prevented.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
如く燃料ガス中に極く微量の酸素を混入させるために
は、酸素ガスを高精度に計量するための流量計や、計量
された微量の酸素ガスを燃料ガスに混入させるための装
置などが必要となり、構成が複雑となる問題があった。
本発明の目的は、上記問題点に鑑みて、燃料ガス中への
微量の酸素を混入させることが出来る、簡易な構成の燃
料電池システムを提供することである。
However, as described above, in order to mix a very small amount of oxygen into the fuel gas, a flow meter for measuring the oxygen gas with high accuracy, a small amount of the measured oxygen gas, A device for mixing the gas with the fuel gas is required, and the configuration is complicated.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fuel cell system having a simple configuration that can mix a small amount of oxygen into fuel gas in view of the above problems.

【0015】[0015]

【課題を解決する為の手段】本発明に係る燃料電池シス
テムは、炭化水素系の原燃料を水素リッチな燃料ガスに
改質する燃料改質装置(1)と、電解質層(23)の両面にア
ノード(21)及びカソード(22)を接合してなる燃料電池
(2)とを具えており、電解質層(23)の加湿若しくは燃料
電池(2)の冷却に用いる液体に酸素を溶存せしめ、該液
体と前記燃料ガスとを混合して、燃料電池(2)のアノー
ド(21)へ供給するものである。
A fuel cell system according to the present invention comprises a fuel reformer (1) for reforming a hydrocarbon-based raw fuel into a hydrogen-rich fuel gas, and an electrolyte layer (23). Fuel cell comprising an anode (21) and a cathode (22) joined together
Wherein oxygen is dissolved in a liquid used for humidifying the electrolyte layer (23) or cooling the fuel cell (2), and the liquid is mixed with the fuel gas to form a fuel cell (2). To the anode (21).

【0016】上記本発明の燃料電池システムにおいて、
酸素が溶存した液体と燃料ガスとが混合されて、燃料電
池(2)のアノード(21)へ供給されると、液体は燃料電池
(2)の熱によって温度が上昇し、この結果、溶存してい
る酸素がガスとなって放出されることになる。この酸素
ガスは燃料ガスに混入し、燃料ガス中に残存しているC
Oを酸化させて、アノード(21)のCO被毒を防止する。
In the fuel cell system of the present invention,
When a liquid in which oxygen is dissolved and a fuel gas are mixed and supplied to the anode (21) of the fuel cell (2), the liquid
The temperature rises due to the heat of (2), and as a result, dissolved oxygen is released as a gas. This oxygen gas is mixed with the fuel gas, and C remaining in the fuel gas
O is oxidized to prevent CO poisoning of the anode (21).

【0017】ここで、液体に溶存させるべき酸素の量は
微量であるが、例えば、前記液体を溜めたタンク(3)中
に気泡発生器(51)を配備して、タンク(3)内の液体中へ
酸素含有ガスの気泡を放出することによって、液体中に
微量の酸素を溶存せしめることが可能である。
Here, the amount of oxygen to be dissolved in the liquid is very small. For example, a bubble generator (51) is provided in a tank (3) storing the liquid, and the amount of oxygen in the tank (3) is reduced. By releasing bubbles of the oxygen-containing gas into the liquid, a small amount of oxygen can be dissolved in the liquid.

【0018】タンク(3)にエアコンプレッサー(52)を接
続して、タンク内を適当な圧力に加圧すれば、タンク内
の液体中に必要な量の酸素を溶解させることが出来る。
又、タンク(3)に冷却装置を装備して、タンク(3)内の
液体を冷却することによって、充分な量の酸素を溶解さ
せることが出来る。ここでタンク内の液体の温度を管理
すれば、溶存酸素量の制御が可能である。
If an air compressor (52) is connected to the tank (3) and the inside of the tank is pressurized to an appropriate pressure, a required amount of oxygen can be dissolved in the liquid in the tank.
Further, a sufficient amount of oxygen can be dissolved by equipping the tank (3) with a cooling device and cooling the liquid in the tank (3). Here, by controlling the temperature of the liquid in the tank, the amount of dissolved oxygen can be controlled.

【0019】冷却装置としては、原燃料ボンベ(4)から
供給される原燃料の気化熱によってタンク(3)内の液体
を冷却する熱交換器(41)を採用することが出来る。該構
成によれば、原燃料ボンベ(4)から燃料改質装置(1)へ
原燃料を供給する際に発生する原燃料の気化熱若しくは
断熱膨張に伴う吸熱を利用して、タンク(3)内の液体を
冷却するので、特別な冷却装置を追加装備する必要はな
く、システムが簡易となる。
As the cooling device, a heat exchanger (41) for cooling the liquid in the tank (3) by the heat of vaporization of the raw fuel supplied from the raw fuel cylinder (4) can be employed. According to the configuration, the tank (3) is used by utilizing heat of vaporization of the raw fuel or heat absorption accompanying adiabatic expansion generated when the raw fuel is supplied from the raw fuel cylinder (4) to the fuel reformer (1). Since the liquid inside is cooled, there is no need to additionally provide a special cooling device, and the system is simplified.

【0020】タンク(3)内の酸素含有ガスを燃料電池
(2)のカソード(22)へ酸化剤ガスとして供給する配管系
を具える構成を採用すれば、該酸素含有ガスはタンク内
の液体によって水分を含んでいるので、燃料電池(2)を
カソード(22)側から加湿することが出来る。
The oxygen-containing gas in the tank (3) is supplied to the fuel cell
If a configuration including a piping system for supplying an oxidant gas to the cathode (22) of (2) is adopted, the oxygen-containing gas contains water due to the liquid in the tank. (22) It can be humidified from the side.

【0021】酸素が溶存する液体を加熱して燃料電池
(2)のアノード(21)へ供給するための加熱装置を具えた
構成においては、酸素の溶存した液体が加熱装置を通過
することにより加熱されて、液体から酸素ガスが放出さ
れ、該酸素ガスが、燃料改質装置(1)から得られる燃料
ガスと共に燃料電池(2)のアノード(21)へ供給される。
A fuel cell is heated by heating a liquid in which oxygen is dissolved.
In the configuration (2) including a heating device for supplying the anode (21), the liquid in which oxygen is dissolved is heated by passing through the heating device, oxygen gas is released from the liquid, and the oxygen gas is discharged. Is supplied to the anode (21) of the fuel cell (2) together with the fuel gas obtained from the fuel reformer (1).

【0022】上記加熱装置としては、燃料改質装置(1)
を構成する改質器用バーナ(11)を熱源として液体を加熱
する熱交換器(15)や、燃料電池(2)のカソード(22)から
排出される未反応酸化剤ガスを熱源として液体を加熱す
る熱交換器(7)を採用することが出来る。該構成によれ
ば、液体の加熱のために新たな熱源は不要であるので、
構成が簡易となる。
As the heating device, a fuel reforming device (1)
A heat exchanger (15) that heats the liquid using the reformer burner (11) as a heat source and an unreacted oxidant gas discharged from the cathode (22) of the fuel cell (2) heats the liquid. A heat exchanger (7) can be employed. According to this configuration, a new heat source is not required for heating the liquid,
The configuration is simplified.

【0023】又、本発明に係る燃料電池システムは、炭
化水素系の原燃料を水素リッチな燃料ガスに改質する燃
料改質装置(1)と、電解質層(23)の両面にアノード(21)
及びカソード(22)からなる一対の電極を接合すると共に
電極冷却用のクーリングプレート(24)を設けた燃料電池
(2)とを具え、電解質層(23)の加湿若しくは燃料電池
(2)の冷却に用いる液体に酸素を溶存せしめ、該液体と
前記燃料ガスとを混合して、気水分離器(8)へ供給し、
気水分離器(8)から得られる気体は燃料電池(2)のアノ
ード(21)へ供給すると共に、気水分離器(8)から得られ
る液体は燃料電池(2)のクーリングプレート(24)へ供給
するものである。
The fuel cell system according to the present invention comprises a fuel reformer (1) for reforming a hydrocarbon-based raw fuel into a hydrogen-rich fuel gas, and anodes (21) on both surfaces of an electrolyte layer (23). )
And a pair of electrodes comprising a cathode (22) and a cooling plate (24) for cooling the electrodes.
(2), humidification of the electrolyte layer (23) or fuel cell
Oxygen is dissolved in the liquid used for cooling in (2), the liquid is mixed with the fuel gas, and supplied to the steam separator (8).
The gas obtained from the steam separator (8) is supplied to the anode (21) of the fuel cell (2), and the liquid obtained from the steam separator (8) is supplied to the cooling plate (24) of the fuel cell (2). To be supplied to

【0024】上記本発明の燃料電池システムにおいて
は、酸素の溶存した液体が、燃料改質装置(1)から得ら
れる燃料ガスと混合されることによって、該燃料ガスに
より加熱されて、液体から酸素ガスが放出され、該酸素
ガスが液体及び燃料ガスと共に気水分離器(8)へ供給さ
れる。これによって、気水分離器(8)からは、酸素を放
出した液体と、酸素ガスと燃料ガスを含む気体とが得ら
れる。そして、気水分離器(8)から得られる液体が燃料
電池(2)のクーリングプレート(24)へ供給されることに
よって、クーリングプレート(24)が冷却され、該クーリ
ングプレート(24)によって、電池本体の冷却が行なわれ
る。又、気水分離器(8)から得られる燃料ガスに含まれ
るCOが酸素ガスによって酸化され、アノード(21)のC
O被毒が防止される。尚、酸素を溶存せしめた液体を加
熱装置によって加熱した後、前記燃料ガスと混合して、
気水分離器(8)へ供給する構成を採用することも可能で
ある。この場合、酸素の溶存した液体が加熱装置を通過
することにより加熱されて、液体から酸素ガスが放出さ
れ、該酸素ガスが、燃料改質装置(1)から得られる燃料
ガスと共に気水分離器(8)へ供給される。
In the fuel cell system according to the present invention, the liquid in which oxygen is dissolved is mixed with the fuel gas obtained from the fuel reformer (1), so that the liquid is heated by the fuel gas to convert the liquid into oxygen. The gas is released and the oxygen gas is supplied to the steam separator (8) together with the liquid and the fuel gas. As a result, a liquid that has released oxygen and a gas that includes oxygen gas and fuel gas are obtained from the steam-water separator (8). Then, the cooling plate (24) is cooled by supplying the liquid obtained from the steam separator (8) to the cooling plate (24) of the fuel cell (2), and the battery is cooled by the cooling plate (24). The main body is cooled. Further, CO contained in the fuel gas obtained from the steam-water separator (8) is oxidized by the oxygen gas, and the C of the anode (21) is reduced.
O poisoning is prevented. After heating the liquid in which oxygen was dissolved by a heating device, mixing with the fuel gas,
It is also possible to adopt a configuration for supplying the steam-water separator (8). In this case, the liquid in which oxygen is dissolved is heated by passing through the heating device, and oxygen gas is released from the liquid, and the oxygen gas is separated from the gas-water separator together with the fuel gas obtained from the fuel reformer (1). (8).

【0025】[0025]

【発明の効果】上述の如く、本発明に係る燃料電池シス
テムにおいては、電解質層(23)の加湿若しくは燃料電池
(2)の冷却に用いる液体に酸素を溶存せしめることによ
って、微量の酸素を燃料ガスに混入させると共に、酸素
が溶存した液体を加熱することによって、該液体から酸
素を放出させて燃料ガスに混入させる構成を採用してい
るので、簡易な構成でアノードのCO被毒を防止するこ
とが出来る。
As described above, in the fuel cell system according to the present invention, the humidification of the electrolyte layer (23) or the fuel cell
By dissolving oxygen in the liquid used for cooling in (2), a small amount of oxygen is mixed into the fuel gas, and by heating the liquid in which oxygen is dissolved, oxygen is released from the liquid and mixed into the fuel gas. Since the configuration is adopted, CO poisoning of the anode can be prevented with a simple configuration.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明を、固体高分子電解
質型燃料電池を具えた燃料電池システムに実施した5つ
の例につき、図1〜図5に沿って具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Five examples of the present invention applied to a fuel cell system having a solid polymer electrolyte fuel cell will be specifically described below with reference to FIGS.

【0027】[実施例1]本実施例の燃料電池システム
は、図1に示す如く、天然ガス、都市ガス、ナフサ、メ
タノール等の原燃料を水素リッチな燃料ガスに改質する
燃料改質装置(1)と、固体高分子電解質層(23)の両面に
アノード(21)及びカソード(22)を接合してなる固体高分
子電解質型燃料電池(2)と、燃料改質装置(1)に原燃料
を供給する原燃料ボンベ(4)と、燃料電池(2)のアノー
ド(21)へ加湿及び冷却のための液体の水を供給すべき水
タンク(3)とを具えている。
Embodiment 1 As shown in FIG. 1, the fuel cell system of this embodiment is a fuel reformer for reforming a raw fuel such as natural gas, city gas, naphtha, methanol or the like into a hydrogen-rich fuel gas. (1), a solid polymer electrolyte fuel cell (2) having an anode (21) and a cathode (22) joined to both sides of a solid polymer electrolyte layer (23), and a fuel reformer (1). It comprises a raw fuel cylinder (4) for supplying raw fuel, and a water tank (3) for supplying liquid water for humidification and cooling to the anode (21) of the fuel cell (2).

【0028】燃料改質装置(1)は、改質器用バーナ(1
1)、改質器(12)、CO変成器(13)、及びCO除去器(14)
から構成され、燃料改質装置(1)から得られる水素リッ
チな燃料ガスが、燃料電池(2)のアノード(21)へ供給さ
れる。
The fuel reformer (1) comprises a burner (1) for a reformer.
1), reformer (12), CO converter (13), and CO remover (14)
And a hydrogen-rich fuel gas obtained from the fuel reformer (1) is supplied to the anode (21) of the fuel cell (2).

【0029】水タンク(3)の底部には気泡発生器(51)が
設置され、該気泡発生器(51)には送風ファン(5)が接続
されており、送風ファン(5)によって気泡発生器(51)へ
空気を送り込むことによって、気泡発生器(51)から気泡
を発生させることが可能となっている。
A bubble generator (51) is installed at the bottom of the water tank (3), and a blowing fan (5) is connected to the bubble generator (51). By sending air into the vessel (51), it is possible to generate bubbles from the bubble generator (51).

【0030】水タンク(3)内の水(31)は給水ポンプ(6)
によって燃料電池(2)のアノード(21)へ送り込まれる。
又、水タンク(3)内の空気(33)は、酸化剤ガスとして、
燃料電池(2)のカソード(22)へ供給される。
The water (31) in the water tank (3) is supplied to a water supply pump (6).
To the anode (21) of the fuel cell (2).
The air (33) in the water tank (3) is used as an oxidizing gas.
The fuel is supplied to the cathode (22) of the fuel cell (2).

【0031】上記燃料電池システムにおいては、気泡発
生器(51)から気泡(32)を発生させることによって、タン
ク(3)内の水(31)に酸素を溶存せしめ、この酸素が溶存
した水と、燃料改質装置(1)から得られる水素リッチな
燃料ガスとが混合されて、燃料電池(2)のアノード(21)
へ供給される。又、水タンク(3)内の水分を含んだ空気
が燃料電池(2)のカソード(22)へ供給される。
In the above-mentioned fuel cell system, oxygen is dissolved in the water (31) in the tank (3) by generating bubbles (32) from the bubble generator (51). Is mixed with a hydrogen-rich fuel gas obtained from the fuel reformer (1) to form an anode (21) of the fuel cell (2).
Supplied to Air containing water in the water tank (3) is supplied to the cathode (22) of the fuel cell (2).

【0032】燃料電池(2)のアノード(21)に供給された
水は、燃料ガスの熱と電池の反応熱を受けて、温度が8
0℃程度に上昇し、これに伴って溶存酸素を放出する。
この様にして、燃料電池(2)のアノード(21)には、微量
の酸素ガスが発生する。一方、燃料改質装置(1)から得
られる燃料ガスには、10ppm程度のCOが含まれて
いるが、燃料電池(2)のアノード(21)にて、燃料ガス中
のCOが前記酸素ガスによって酸化され、アノード(21)
のCO被毒が防止される。
The water supplied to the anode (21) of the fuel cell (2) receives the heat of the fuel gas and the reaction heat of the cell, and has a temperature of 8%.
The temperature rises to about 0 ° C. and releases dissolved oxygen.
In this way, a small amount of oxygen gas is generated at the anode (21) of the fuel cell (2). On the other hand, the fuel gas obtained from the fuel reformer (1) contains about 10 ppm of CO, but the CO in the fuel gas is converted into the oxygen gas by the anode (21) of the fuel cell (2). Oxidized by the anode (21)
CO poisoning is prevented.

【0033】例えば、水タンク(3)の水(31)の温度が2
0℃であって、該水(31)が4.2リットル/分の流量で
燃料電池(2)のアノード(21)へ供給される場合、該水(3
1)に溶存する酸素の量は26.9ミリリットル/分とな
る。この水(31)がアノード(21)へ供給されて80℃に温
度上昇した場合、該水(31)に溶存し得る酸素の量は8.
4ミリリットル/分となるため、その差の18.5ミリ
リットル/分の酸素ガスがアノード(21)にて放出される
ことになる。又、燃料電池(2)は、反応面積が100c
、セル数が60、電流密度が300mA/cm
あって、燃料ガスの組成がH(80%)/CO(20
%)で、10ppmのCOを含んでいる場合、COの酸
化に必要な酸素ガスの量は約17ミリリットル/分であ
る。従って、水タンク(3)から供給される水に溶存して
いる酸素によって、燃料改質装置(1)から供給される燃
料ガスに含まれる全COを酸化させることが出来るので
ある。
For example, if the temperature of the water (31) in the water tank (3) is 2
At 0 ° C., when the water (31) is supplied to the anode (21) of the fuel cell (2) at a flow rate of 4.2 l / min, the water (3)
The amount of oxygen dissolved in 1) is 26.9 ml / min. When the water (31) is supplied to the anode (21) and the temperature is raised to 80 ° C., the amount of oxygen that can be dissolved in the water (31) is 8.
Since it is 4 ml / min, the difference of 18.5 ml / min of oxygen gas is released at the anode (21). The fuel cell (2) has a reaction area of 100 c.
m 2 , the number of cells is 60, the current density is 300 mA / cm 2 , and the composition of the fuel gas is H 2 (80%) / CO 2 (20
%) And contains 10 ppm of CO, the amount of oxygen gas required to oxidize the CO is about 17 ml / min. Therefore, the total CO contained in the fuel gas supplied from the fuel reformer (1) can be oxidized by the oxygen dissolved in the water supplied from the water tank (3).

【0034】燃料電池(2)においては、アノード(21)に
燃料ガスが供給されると共に、カソード(22)に空気が供
給されることによって、発電反応が行なわれる。ここ
で、アノード(21)に供給される水によってアノード(21)
側から加湿が行なわれると共に、カソード(22)に供給さ
れる水分を含んだ空気によってカソード(22)側からも加
湿が行なわれる。
In the fuel cell (2), a fuel gas is supplied to the anode (21) and air is supplied to the cathode (22), whereby a power generation reaction is performed. Here, the water supplied to the anode (21) causes the anode (21)
While humidification is performed from the side, humidification is also performed from the cathode (22) side by air containing moisture supplied to the cathode (22).

【0035】[実施例2]本実施例の燃料電池システム
は、図2に示す如く上記実施例1と基本的に同一構成で
あるが、以下の点で構成が異なっている。即ち、燃料改
質装置(1)に、改質器用バーナ(11)によって加熱される
熱交換器(15)を設置し、該熱交換器(15)を、給水ポンプ
(6)の出口から燃料電池(2)のアノード(21)へ至る給水
配管の途中に接続している。又、水タンク(3)内に熱交
換器(41)を設置し、該熱交換器(41)を、原燃料ボンベ
(4)から燃料改質装置(1)へ至る燃料配管の途中に接続
している。
[Embodiment 2] The fuel cell system of this embodiment has basically the same configuration as that of Embodiment 1 as shown in FIG. 2, but differs in the following points. That is, a heat exchanger (15) heated by a reformer burner (11) is installed in a fuel reformer (1), and the heat exchanger (15) is connected to a feed water pump.
It is connected in the middle of a water supply pipe from the outlet of (6) to the anode (21) of the fuel cell (2). In addition, a heat exchanger (41) is installed in the water tank (3), and the heat exchanger (41) is
It is connected in the middle of the fuel pipe from (4) to the fuel reformer (1).

【0036】これによって、燃料電池(2)のアノード(2
1)へ供給される水が、燃料改質装置(1)の熱交換器(15)
を通過する過程で加熱され、溶存酸素の一部又は全部が
放出される。放出された酸素ガスと水は、燃料改質装置
(1)から得られる燃料ガスと混合されて、燃料電池(2)
のアノード(21)へ供給される。アノード(21)では、電池
の熱を受けて、残りの溶存酸素が放出される。この結
果、燃料電池(2)のアノード(21)では、燃料改質装置
(1)からの燃料ガスに含まれるCOが、酸素ガスによっ
て酸化され、アノード(21)のCO被毒が防止される。
Thus, the anode (2) of the fuel cell (2) is
The water supplied to 1) is supplied to the heat exchanger (15) of the fuel reformer (1).
And a part or all of the dissolved oxygen is released. The released oxygen gas and water are supplied to a fuel reformer.
Fuel cell (2) mixed with fuel gas obtained from (1)
To the anode (21). At the anode (21), the remaining dissolved oxygen is released by receiving the heat of the battery. As a result, the anode (21) of the fuel cell (2) is
CO contained in the fuel gas from (1) is oxidized by the oxygen gas, thereby preventing the anode (21) from being poisoned with CO.

【0037】実施例2の燃料電池システムによれば、燃
料電池(2)のアノード(21)の入口にて、既に水の温度が
高まっており、溶存酸素の一部若しくは全部が放出され
ているので、温度の低いアノード入口付近においても、
酸素ガスを燃料ガスに混入させることが出来、アノード
(21)のCO被毒を効果的に防止することが出来る。又、
原燃料ボンベ(4)に充填されている液化ガス若しくは圧
縮ガスを放出させて、燃料改質装置(1)へ供給する過程
で、気化熱、若しくは断熱膨張による吸熱によって、水
タンク(3)の水(31)を冷却することが出来、これによっ
て、必要量の酸素を水(31)に溶存させることが出来る。
According to the fuel cell system of the second embodiment, the temperature of water has already risen at the inlet of the anode (21) of the fuel cell (2), and part or all of the dissolved oxygen has been released. Therefore, even near the anode inlet where the temperature is low,
Oxygen gas can be mixed with fuel gas, anode
(21) CO poisoning can be effectively prevented. or,
In the process of discharging the liquefied gas or compressed gas filled in the raw fuel cylinder (4) and supplying it to the fuel reformer (1), the water tank (3) is heated by heat of vaporization or heat absorption by adiabatic expansion. The water (31) can be cooled, so that the required amount of oxygen can be dissolved in the water (31).

【0038】[実施例3]本実施例の燃料電池システム
は、図3に示す如く、上記実施例2と基本的に同一構成
を有しているが、以下の点で構成が異なる。即ち、燃料
電池(2)には、クーリングプレート(24)が取り付けられ
ており、該クーリングプレート(24)に形成された流路に
冷却水を流すことによって、電池本体を冷却することが
可能である。又、燃料改質装置(1)の熱交換器(15)から
供給される水及び酸素ガスと、燃料改質装置(1)から得
られる燃料ガスとが混合されて、気水分離器(8)へ供給
され、気水分離器(8)から得られる酸素ガス及び燃料ガ
スが燃料電池(2)のアノード(21)へ供給されると共に、
気水分離器(8)から得られる水が燃料電池(2)のクーリ
ングプレート(24)へ供給される。
Embodiment 3 As shown in FIG. 3, the fuel cell system of this embodiment has basically the same configuration as that of Embodiment 2 described above, but differs in the following points. That is, a cooling plate (24) is attached to the fuel cell (2), and it is possible to cool the cell body by flowing cooling water through a flow path formed in the cooling plate (24). is there. Further, water and oxygen gas supplied from the heat exchanger (15) of the fuel reformer (1) and fuel gas obtained from the fuel reformer (1) are mixed to form a steam-water separator (8). ), And the oxygen gas and the fuel gas obtained from the steam-water separator (8) are supplied to the anode (21) of the fuel cell (2),
Water obtained from the steam separator (8) is supplied to a cooling plate (24) of the fuel cell (2).

【0039】上記実施例3によれば、クーリングプレー
ト(24)を具えた燃料電池(2)に対しても、本発明を実施
することが可能であり、これによって、該燃料電池(2)
のアノード(21)のCO被毒を防止することが出来る。
According to the third embodiment, the present invention can be applied to a fuel cell (2) having a cooling plate (24).
CO poisoning of the anode (21) can be prevented.

【0040】[実施例4]本実施例の燃料電池システム
は、図4に示す如く、前記実施例2と基本的に同一構成
であるが、以下の点で構成が異なっている。即ち、燃料
電池(2)のカソード(22)から排出される未反応空気を熱
源とする熱交換器(7)を設置し、該熱交換器(7)によっ
て、酸素が溶存した水を加熱するのである。
[Embodiment 4] As shown in FIG. 4, the fuel cell system of this embodiment has basically the same configuration as that of the above-described Embodiment 2, but differs in the following points. That is, a heat exchanger (7) that uses unreacted air discharged from the cathode (22) of the fuel cell (2) as a heat source is installed, and the water in which oxygen is dissolved is heated by the heat exchanger (7). It is.

【0041】該構成によれば、実施例2と同様に、温度
の低いアノード入口付近においても、酸素ガスを燃料ガ
スに混入させることが出来、アノード(21)のCO被毒を
効果的に防止することが出来ると共に、燃料電池(2)の
廃熱の利用によって、熱効率を改善することが可能であ
る。
According to this configuration, as in the second embodiment, oxygen gas can be mixed with the fuel gas even near the anode inlet where the temperature is low, and CO poisoning of the anode (21) can be effectively prevented. It is possible to improve the thermal efficiency by utilizing the waste heat of the fuel cell (2).

【0042】[実施例5]本実施例の燃料電池システム
は、図5に示す如く、実施例1と基本的に同一構成であ
るが、以下の点で構成が異なっている。即ち、水タンク
(3)を気密構造とすると共に、水タンク(3)の底部に設
置した気泡発生器(53)には、エアコンプレッサー(52)を
接続している。又、水タンク(3)から燃料電池(2)のカ
ソード(22)へ至る空気配管中に、圧力調整弁(9)を介在
させている。
[Embodiment 5] As shown in FIG. 5, the fuel cell system of this embodiment has basically the same configuration as that of Embodiment 1, but differs in the following points. That is, the water tank
(3) has an airtight structure, and an air compressor (52) is connected to a bubble generator (53) installed at the bottom of the water tank (3). Further, a pressure regulating valve (9) is interposed in an air pipe extending from the water tank (3) to the cathode (22) of the fuel cell (2).

【0043】該構成によれば、圧力調整弁(9)によって
水タンク(3)内の圧力を調整して、水タンク(3)内の水
(31)に溶存する酸素の量を制御することが出来、これに
よって、アノード(21)のCO被毒の防止に必要且つ充分
な量の酸素を燃料電池(2)のアノード(21)へ供給するこ
とが可能である。
According to this configuration, the pressure in the water tank (3) is adjusted by the pressure adjusting valve (9), and the water in the water tank (3) is adjusted.
It is possible to control the amount of oxygen dissolved in (31), thereby supplying sufficient and necessary oxygen to the anode (21) of the fuel cell (2) to prevent CO poisoning of the anode (21). It is possible to

【0044】尚、上記実施例1〜5の構成においては、
水タンク(3)中の水(31)に酸素を溶解させているが、寒
冷地対策等として、融点の低いメタノールやエタノール
の水溶液に酸素を溶解させて、燃料電池(2)のアノード
(21)へ供給する構成を採用することも可能である。又、
上記実施例1〜5の構成においては、固体高分子電解質
型燃料電池について説明したが、低温で作動し、且つC
Oによるアノード触媒の被毒が生じる燃料電池であれ
ば、本発明を適用することが出来る。
In the structures of the first to fifth embodiments,
Oxygen is dissolved in the water (31) in the water tank (3), but as a countermeasure in cold climates, oxygen is dissolved in an aqueous solution of methanol or ethanol having a low melting point to form an anode for the fuel cell (2).
It is also possible to adopt a configuration for supplying to (21). or,
In the configurations of Examples 1 to 5, the solid polymer electrolyte fuel cell has been described.
The present invention can be applied to any fuel cell in which poisoning of the anode catalyst by O occurs.

【0045】上記本発明の燃料電池システムの効果を確
認するべく、図1に示す実施例システムと、図6に示す
比較例システムを構成して、発電実験を行なった。尚、
実施例システム及び比較例システムには、以下の仕様の
燃料電池(2)を採用した。 電極面積:100cm 固体高分子電解質層:パーフルオロカーボンスルホン酸
膜 アノード:Pt−Ruを担持したカーボン カソード:Ptを担持したカーボン 積層数:30セル
The effect of the fuel cell system of the present invention is confirmed.
As can be seen, the embodiment system shown in FIG.
A power generation experiment was performed by configuring a comparative example system. still,
The example system and the comparative example system have the following specifications.
A fuel cell (2) was employed. Electrode area: 100cm2  Solid polymer electrolyte layer: Perfluorocarbon sulfonic acid
Membrane Anode: Pt-Ru supported carbon Cathode: Pt supported carbon Stacking number: 30 cells

【0046】又、原燃料としてはプロパンを用いた。燃
料ガスの組成は次の通りである。 H :71.1% N :4.1% CH :2.1% CO :22.2% CO :10ppm
In addition, propane was used as a raw fuel. The composition of the fuel gas is as follows. H 2: 71.1% N 2: 4.1% CH 4: 2.1% CO 2: 22.2% CO: 10ppm

【0047】発電実験は、以下の条件で行なった。 電流密度:0.5A/cm 燃料ガス利用率:70% 酸化剤ガス:空気 酸化剤ガス利用率:20%The power generation experiment was performed under the following conditions. Current density: 0.5 A / cm2  Fuel gas utilization rate: 70% Oxidizing gas: air Oxidizing gas utilization rate: 20%

【0048】図7は、発電実験の結果を表わしている。
この結果から明らかなように、実施例システムにおいて
は、運転時間が5時間に至っても平均セル電圧は殆ど低
下していないのに対し、比較例システムでは、運転時間
の経過に伴って平均セル電圧が徐々に低下している。こ
れは、実施例システムでは、アノードのCO被毒が防止
されているのに対し、比較例システムでは、アノードに
CO被毒が発生したためと考えられる。
FIG. 7 shows the results of a power generation experiment.
As is clear from these results, in the example system, the average cell voltage hardly decreased even when the operation time reached 5 hours, whereas in the comparative example system, the average cell voltage increased with the elapse of the operation time. Is gradually decreasing. This is considered to be because CO poisoning of the anode was prevented in the example system, whereas CO poisoning occurred in the anode in the comparative example system.

【0049】尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に
限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の
変形が可能である。例えば、実施例1〜実施例5を任意
に組み合わせることによって、種々の燃料電池システム
を構成することが出来る。又、実施例3では、水タンク
(3)からの水を熱交換器(15)によって加熱した後、燃料
改質装置(1)からの燃料ガスと混合しているが、熱交換
器(15)を省略して、水タンク(3)からの水をそのまま、
燃料改質装置(1)からの燃料ガスと混合して、気水分離
器(8)へ供給する構成を採用することも可能である。
The configuration of each part of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the technical scope described in the claims. For example, various fuel cell systems can be configured by arbitrarily combining Examples 1 to 5. In the third embodiment, the water tank
After the water from (3) is heated by the heat exchanger (15), it is mixed with the fuel gas from the fuel reformer (1), but the heat exchanger (15) is omitted and the water tank ( 3) Leave the water from
It is also possible to adopt a configuration in which the fuel gas is mixed with the fuel gas from the fuel reformer (1) and supplied to the steam separator (8).

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る燃料電池システムの実施例1の構
成を表わす系統図である。
FIG. 1 is a system diagram illustrating a configuration of a first embodiment of a fuel cell system according to the present invention.

【図2】本発明に係る燃料電池システムの実施例2の構
成を表わす系統図である。
FIG. 2 is a system diagram illustrating a configuration of a second embodiment of the fuel cell system according to the present invention.

【図3】本発明に係る燃料電池システムの実施例3の構
成を表わす系統図である。
FIG. 3 is a system diagram illustrating a configuration of a third embodiment of the fuel cell system according to the present invention.

【図4】本発明に係る燃料電池システムの実施例4の構
成を表わす系統図である。
FIG. 4 is a system diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the fuel cell system according to the present invention.

【図5】本発明に係る燃料電池システムの実施例5の構
成を表わす系統図である。
FIG. 5 is a system diagram illustrating a configuration of a fifth embodiment of the fuel cell system according to the present invention.

【図6】従来の燃料電池システムの構成を表わす系統図
である。
FIG. 6 is a system diagram showing a configuration of a conventional fuel cell system.

【図7】実施例のシステムと比較例のシステムについて
行なった発電実験の結果を表わすグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the results of a power generation experiment performed on the system of the example and the system of the comparative example.

【図8】燃料電池の発電原理を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the principle of power generation by a fuel cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) 燃料改質装置 (2) 燃料電池 (3) 水タンク (31) 水 (32) 気泡 (4) 原燃料ボンベ (5) 送風ファン (51) 気泡発生器 (6) 給水ポンプ (1) Fuel reformer (2) Fuel cell (3) Water tank (31) Water (32) Bubbles (4) Raw fuel cylinder (5) Ventilation fan (51) Bubble generator (6) Water supply pump

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三宅 泰夫 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5H027 AA06 BA01 BA16 BA17 CC06 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasuo Miyake 2-5-5, Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka F-term (reference) in Sanyo Electric Co., Ltd. 5H027 AA06 BA01 BA16 BA17 CC06

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化水素系の原燃料を水素リッチな燃料
ガスに改質する燃料改質装置(1)と、電解質層(23)の両
面にアノード(21)及びカソード(22)を接合してなる燃料
電池(2)とを具え、燃料改質装置(1)から得られる燃料
ガスを燃料電池(2)のアノード(21)へ供給すると共に、
酸化剤ガスを燃料電池(2)のカソード(22)へ供給して、
発電を行なう燃料電池システムにおいて、電解質層(23)
の加湿若しくは燃料電池(2)の冷却に用いる液体に酸素
を溶存せしめ、該液体と前記燃料ガスとを混合して、燃
料電池(2)のアノード(21)へ供給し、該液体に溶存する
酸素によって、アノード(21)のCO被毒を防止すること
を特徴とする燃料電池システム。
1. A fuel reformer (1) for reforming a hydrocarbon-based raw fuel into a hydrogen-rich fuel gas, and an anode (21) and a cathode (22) joined to both surfaces of an electrolyte layer (23). And a fuel cell (2) comprising: a fuel cell (2) for supplying fuel gas obtained from the fuel reformer (1) to an anode (21) of the fuel cell (2);
The oxidant gas is supplied to the cathode (22) of the fuel cell (2),
In a fuel cell system that generates power, the electrolyte layer (23)
Oxygen is dissolved in a liquid used for humidification or cooling of the fuel cell (2), and the liquid and the fuel gas are mixed and supplied to the anode (21) of the fuel cell (2) to dissolve in the liquid. A fuel cell system characterized by preventing CO poisoning of the anode (21) by oxygen.
【請求項2】 前記液体を溜めたタンク(3)を具え、該
タンク(3)中に気泡発生器(51)を配備して、タンク(3)
内の液体中へ酸素含有ガスの気泡を放出することによっ
て、液体に酸素を溶存せしめる請求項1に記載の燃料電
池システム。
2. A tank (3) comprising a tank (3) for storing said liquid, wherein a bubble generator (51) is provided in said tank (3).
2. The fuel cell system according to claim 1, wherein oxygen is dissolved in the liquid by discharging bubbles of the oxygen-containing gas into the liquid in the liquid.
【請求項3】 タンク(3)にはエアコンプレッサー(52)
が接続されて、タンク内が加圧されている請求項2に記
載の燃料電池システム。
3. An air compressor (52) is provided in the tank (3).
3. The fuel cell system according to claim 2, wherein the fuel cell system is connected to pressurize the inside of the tank.
【請求項4】 タンク(3)には、タンク(3)内の液体を
冷却する冷却装置が装備されている請求項2又は請求項
3に記載の燃料電池システム。
4. The fuel cell system according to claim 2, wherein the tank (3) is provided with a cooling device for cooling the liquid in the tank (3).
【請求項5】 冷却装置は、原燃料ボンベ(4)から供給
される原燃料の気化熱若しくは断熱膨張による吸熱によ
ってタンク(3)内の液体を冷却する熱交換器(41)である
請求項4に記載の燃料電池システム。
5. The cooling device is a heat exchanger (41) for cooling the liquid in the tank (3) by heat of vaporization of the raw fuel supplied from the raw fuel cylinder (4) or heat absorption by adiabatic expansion. 5. The fuel cell system according to 4.
【請求項6】 タンク(3)内の酸素含有ガスを燃料電池
(2)のカソード(22)へ酸化剤ガスとして供給する配管系
を具えている請求項2乃至請求項5の何れかに記載の燃
料電池システム。
6. An oxygen-containing gas in a tank (3) is supplied to a fuel cell.
The fuel cell system according to any one of claims 2 to 5, further comprising a piping system for supplying an oxidant gas to the cathode (22) of (2).
【請求項7】 酸素が溶存する液体を加熱して燃料電池
(2)のアノード(21)へ供給するための加熱装置を具えて
いる請求項1乃至請求項6の何れかに記載の燃料電池シ
ステム。
7. A fuel cell by heating a liquid in which oxygen is dissolved.
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 6, further comprising a heating device for supplying the anode (21) to (2).
【請求項8】 加熱装置は、燃料改質装置(1)を構成す
る改質器用バーナ(11)を熱源として液体を加熱する熱交
換器(15)である請求項7に記載の燃料電池システム。
8. The fuel cell system according to claim 7, wherein the heating device is a heat exchanger (15) for heating a liquid by using a reformer burner (11) constituting the fuel reformer (1) as a heat source. .
【請求項9】 加熱装置は、燃料電池(2)のカソード(2
2)から排出される未反応酸化剤ガスを熱源として液体を
加熱する熱交換器(7)である請求項7に記載の燃料電池
システム。
9. The heating device comprises a cathode (2) of a fuel cell (2).
The fuel cell system according to claim 7, which is a heat exchanger (7) for heating the liquid using the unreacted oxidant gas discharged from 2) as a heat source.
【請求項10】 炭化水素系の原燃料を水素リッチな燃
料ガスに改質する燃料改質装置(1)と、電解質層(23)の
両面にアノード(21)及びカソード(22)からなる一対の電
極を接合すると共に電極冷却用のクーリングプレート(2
4)を設けた燃料電池(2)とを具え、燃料改質装置(1)か
ら得られる燃料ガスを燃料電池(2)のアノード(21)へ供
給すると共に、酸化剤ガスを燃料電池(2)のカソード(2
2)へ供給して、発電を行なう燃料電池システムにおい
て、電解質層(23)の加湿若しくは燃料電池(2)の冷却に
用いる液体に酸素を溶存せしめ、該液体と前記燃料ガス
とを混合して、気水分離器(8)へ供給し、気水分離器
(8)から得られる気体は燃料電池(2)のアノード(21)へ
供給すると共に、気水分離器(8)から得られる液体は燃
料電池(2)のクーリングプレート(24)へ供給し、前記気
体に含まれる酸素ガスによってアノード(21)のCO被毒
を防止することを特徴とする燃料電池システム。
10. A fuel reformer (1) for reforming a hydrocarbon-based raw fuel into a hydrogen-rich fuel gas, and a pair of an anode (21) and a cathode (22) on both surfaces of an electrolyte layer (23). Electrode and cooling plate (2)
And a fuel cell (2) provided with the fuel cell (4). The fuel gas obtained from the fuel reformer (1) is supplied to the anode (21) of the fuel cell (2), and the oxidant gas is supplied to the fuel cell (2). ) Cathode (2
2), in a fuel cell system that performs power generation, oxygen is dissolved in a liquid used for humidifying the electrolyte layer (23) or cooling the fuel cell (2), and the liquid is mixed with the fuel gas. , To the steam-water separator (8)
The gas obtained from (8) is supplied to the anode (21) of the fuel cell (2), and the liquid obtained from the steam separator (8) is supplied to the cooling plate (24) of the fuel cell (2), A fuel cell system, wherein CO poisoning of the anode (21) is prevented by oxygen gas contained in the gas.
【請求項11】 酸素を溶存せしめた液体を加熱装置に
よって加熱した後、前記燃料ガスと混合して、気水分離
器(8)へ供給する請求項10に記載の燃料電池システ
ム。
11. The fuel cell system according to claim 10, wherein the liquid in which oxygen is dissolved is heated by a heating device, mixed with the fuel gas, and supplied to the steam separator (8).
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