JP2002513858A - 水素電気化学システム - Google Patents

水素電気化学システム

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JP2002513858A
JP2002513858A JP2000547283A JP2000547283A JP2002513858A JP 2002513858 A JP2002513858 A JP 2002513858A JP 2000547283 A JP2000547283 A JP 2000547283A JP 2000547283 A JP2000547283 A JP 2000547283A JP 2002513858 A JP2002513858 A JP 2002513858A
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ジュニア,ローレンス シー. モールスロープ
スペランザ,エー.ジョン
ジュニア,ロバート エイチ. バイロン
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プロートン エネルギー システムズ.インク
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、防爆機器の必要性を排除するユニーク、且つコンパクトな水素電気化学システム(1)に関する。本システム(1)では、壁(9)で水素源(30)から電気機器(10)が単に分離されるが、水柱約0.1インチの正圧で、システム(1)全体を通る空気パージが利用される。それにより、電気機器(10)への水素ガスの導入が防がれ、廃熱が回収され利用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (発明の背景) 本発明は、一般に水素電気化学システムに関する。より詳細には、ユニーク且
つコンパクトな水素電気化学システムに関し、特に約100標準立方フィート/
時(以下、scfhと略す)より多くの水素を発生するシステム、又は付随の隔
壁、換気及び熱調節機器を含み、発電機の十分な絶縁及び動作を可能とする、1
キロワット(kW)より多くの電気を発生する燃料電池システムに関する。
【0002】 通常の条件において、水素は、二原子分子よりなる無色、無臭、無味の無毒性
ガスである。水素は産業上多くの利用方法がある。例えば、アンモニアとメタノ
ールの生成、石油製品の脱硫、油脂の水素化、発電、金属酸化鉱の還元等が含ま
れる。水素は、空気中の拡散が速い燃焼性ガスであり、空気中、大気圧でおよそ
4〜94%(体積%)で燃焼可能である。500℃の低い点火温度で、水素・空
気混合物の爆発が開始される。その結果、水素の発生及び利用が、厳しく制御、
調節される。
【0003】 水素約1scfh以下の実験室規模の装置は、比較的簡単で、コンパクトな水
素発生システムである。一方、商業環境では、例えば約100scfhを超える
量において、水素発生を管理する厳しい規制により、これらシステムは複雑性、
費用、必要な空間等が大きい。
【0004】 従来技術の水素電気化学システムは、例えば水電解システムも含め、開放され
た金属フレーム建物内で利用できるものが市販されている。中・大容量(約10
0scfh水素より大きい)のシステムは、通常、水素発生システムとして建物
や施設内に設置されるとき、別の電源、制御器、換気、熱交換器器と一体化され
る。どのような非拘束水素ガスでも、爆発する危険性があるため、国家電気法(
第501条)において、危険な環境での電気機器の使用に際し、防爆方法の使用
が義務付けられている。
【0005】 これらの方法には、防爆のためハウジング、構成要素、そして所定のエネルギ
ーが制限され、「本来安全な」ツェナ−バリア装置の利用が含まれ、特別な風通
しのよい建物、又は耐候性のよい構造において、発電機及び関連機器のハウジン
グが必要とされることが多い。
【0006】 従来技術の水素発生システムは、防爆構成要素,及び/又は専用ハウジングが
必要であり、これらの構成要素を備えて、設置するためよりコストが増加すると
いう問題がある。通常、対応する非防爆商用システムと比べ、その配置において
コストが大幅にかさみ、より多くの努力も必要となる。したがって、当該技術に
おいて必要なのは、適用法規、規則を満たし、水素発生システム,及び様々な燃
料電池システムで利用可能なコンパクト、且つ低コストの水素電気化学システム
構成である。
【0007】 (発明の概要) 上述の従来技術における欠点、不都合性は、本発明の水素電気化学システム及
び方法により解決される。 本発明の水素電気化学システムは、熱交換器及びプロセス制御器を有する第1ゾ
ーンと;水素を発生又は消費するための電池スタック、及び少なくとも1つの不
活性パージガス排出口を有する第2ゾーンで、この第2ゾーンは、第1ゾーンか
ら互い絶縁されるよう、壁により第1ゾーンに隣接・分離して配置され;この第
2ゾーンはパージガスにより清浄され、排気口から非拘束水素が排気されるよう
、パージガスを第2ゾーン内に引き込み、同ゾーン内で正圧を生成する第1パー
ジガス移動装置と、を備える。
【0008】 本発明の水素電気化学システム操作方法は、プロセス制御器を含む第1ゾーン
内に、パージガスを引き込み;第1ゾーン内に正圧を設定し;第1ゾーンから分
離され、水素を発生又は消費する電池スタックと、少なくとも1つのパージ排気
口を有する第2ゾーン内に、少なくともパージガスの一部を導入し、同ゾーン内
に第2の正圧を設定し;パージガスで第2ゾーンを清浄して、そこからどのよう
な非拘束水素でも排除し;電池スタックに流体含有酸素を導入し;電池スタック
を操作するステップを備える。
【0009】 (発明の実施の形態) 本発明の上記説明及び他の特徴、利点は、当業者であれば次の詳細な説明、図
面により容易に理解可能である。 本発明を水素発生システムに関連して説明するが、本発明は、限定するわけでは
ないが、燃料電池システム、再生燃料電池システム、電池を含む水素消費システ
ム等、他の水素システムにも同様に適用される。
【0010】 本発明の水素発生システムには、従来の機器、例えば、電源、熱交換器、扇風
機、制御器、電池スタック、ポンプ、水素乾燥機等が含まれ、これら構成要素は
、正圧の空気パージを利用するユニーク且つコンパクトな構成で配置される。本
発明には、ユニークな空気流構成が採用され、それにより空気がフィルタ、熱交
換器を強制的に通され、プロセス熱が再生され、電源制御器から追加の熱負荷が
吸収され、当該ゾーンが正圧となり、清浄化する。
【0011】 第1ゾーンから引き込まれる清潔且つ暖かい空気により、第2ゾーンは正圧と
なり、清浄化される。第1ゾーンに対して導入・排気される空気割合を制御し、
第1ゾーン内での熱上昇を許容することで、寒冷気候環境で必要とされる暖房装
置の必要性は最小化される。
【0012】 図1を参照すると、隔壁3内に収容され、壁9によりゾーン5、7に分離され
た商用水素発生システム1が示されている。ゾーン5内には、電源10、熱交換
器11、扇風機23,プロセス制御器隔壁24、送風機34、冷媒ポンプ22及
び冷媒配管(図示せず)を備える閉鎖冷媒ループの一端が配置される。
【0013】 水素非含有空気15が、扇風機23により、熱交換器を介し、ルーバ(よろい
窓)アセンブリ18及びフィルタ17を備える吸気口16に入る。空気15は、
プロセス熱負荷を得た後熱交換器11から放出され、ゾーン5内にわずかな正圧
を生成する。
【0014】 実質的に水素を含有しない、つまり豊富性、入手し易さ、コスト要因を考え、
約1PPMより低い水素含有量の低い空気を使用することが望ましいが、他の不活
性ガスも使用できる。
【0015】 熱交換器11は、隔壁3の内又は外に配置でき、冷媒ループにより熱交換器に
伝達される熱に対して、廃熱排除処理を行うのに十分な空気容量を有するもので
あれば、どのような従来の熱交換器でもよい。通常、180°F(約82℃)、
好適には120°F(約50℃)より低い温度で、システム1を維持可能な熱交
換器を利用できる。
【0016】 入手し易さ、効率、簡易性を考えると、従来の液体・空気熱交換器を採用する
のが望ましい。例えば、300scfh水素発生システムでは、最大10,00
0立方フィート/分(以下、cfmとする)の容量を有する液体・空気熱交換器
が使用できる。熱交換器11同様、扇風機23も隔壁3内外に配置できる。扇風
機23は、直接又は熱交換器11を介し、ゾーン5内に空気、またはガスを導入
可能などのような空気移動装置でも備えることができる。
【0017】 扇風機23は、シャッタアセンブリ21、22と組み合わされ、ゾーン5内に
わずかな正圧を生成する。空気移動装置として可能なものには、扇風機、送風機
、ポンプ等が上げられる。ここで使用されるわずかな正圧は、排気口19、20
からゾーン5内にガスが逆流することを防ぐのに十分な圧力差に一致する。通常
、所望の正圧を得るには、水柱約0.1インチ以上の圧力で十分である。
【0018】 熱交換器11を介しゾーン5内に導入された乱気流は、上部、内部を流れ電源
10を冷却し、そこから追加の熱負荷が得られる。隔壁3内で正圧を誘発するの
に使われる清潔な水素非含有外部気流は比較的大量であり、排気口19、20か
らの排出前に、どのような内部水素漏れでも、その隔壁を清浄するのにも役立つ
。全空気、又はその一部は、ゾーン5から送風機34を介しゾーン7に排出して
もよい。ゾーン5と7を分離する壁9は、2つのゾーン間のどのようなディバイ
ダでもよく、シールされた水素非貫通構造であることが望ましい。
【0019】 ゾーン7には、電池スタック30、水素乾燥機40、循環ポンプ45、他従来
の機器が収容される。電池スタック30は、上述のように、水素を生成する電解
槽スタック、発電用の燃料電池スタック、又は再生電池スタック、その他水素発
生、又は消費システムとすることができる。ゾーン7は、およそ体積で180立
方フィート(合計7フィート×9フィートのフットプリントを有する300sc
fh水素発生システムの場合)以下で、一般にアクセスドア32、送風機34、
シャッタ36有し、6面全てが囲まれる状態とすることができる。
【0020】 送風機34は、ゾーン5から暖かく清潔な空気38を引き込み、ゾーン7内に
放出する。この作業は、シャッタ36を介しゾーン7からどのような非拘束水素
でも排除するのに十分な割合で行われる。好ましい割合としては80cfm以上
であり、送風機34が、約100cfm以上の割合でゾーン7内に空気放出を行
うことが望ましい。
【0021】 扇風機23、排気口19、20同様、送風機とシャッタ36の組合せにより十
分な圧力が保持され、ゾーン7が清浄され、またシャッタ36を介してのゾーン
7内への逆流が防がれる。ゾーン7内では、空気変化が約2分毎以上の時間で起
こり、少なくとも水柱0.1インチの圧力が維持されることが望ましい。
【0022】 作動前・中にゾーン7が十分に清浄、加圧されることを保証するため、圧力ス
イッチ46と共に水素ガス検出器44を利用することが好ましい。また、少なく
とも水素量1%の検出が可能であり、検出後水素の存在を示す電気信号の生成が
可能な従来の水素ガス検出器44を利用することが望ましい。同様に、圧力スイ
ッチ46も信号を生成し、この信号により、隔壁3外部の周辺圧力に関連して、
ゾーン7内の圧力が所定レベルより低くなる時が示される。
【0023】 例えば、ゾーン7内圧力が水柱0.1インチより下がると、圧力スイッチ46
により、上述のパージ状態が該ゾーン内に存在していないことを示す信号が生成
される。ガス検出器44、圧力スイッチ46、及び・又は他機器を利用し、シス
テム1の操作が自動化されることが期待できる。ゾーン7、及び5内の機器は、
従来の水素発生機器とすることができる。しかし、本発明では、限定するわけで
はないが、関連する全制御器を含む追加機器でも容易に利用することができる。
【0024】 図2は、本発明別の実施例による水素発生システムを示す図である。システム
50は、概してシステム1と同じであり、ゾーン52内に水素乾燥機40、水素
乾燥機バルブ42が収納され、これら構成要素は壁54によりゾーン7から、壁
9によりゾーン5からそれぞれ分離されている。ゾーン52内には、壁54に対
面・隣接して拡散スクリーン56が配置されることが好ましい。この拡散スクリ
ーン56により、ゾーン52と隔壁3外部の大気間で自由に空気が流れることが
可能となる。
【0025】 本実施例では、前記システム1同様、ゾーン7内で交換率を維持する一方、ゾ
ーン7内で設定された清浄性及び加圧状態を害することなく、システム操作中、
オペレータが水素乾燥機40、関連機器へのアクセス、及びその調整を行うこと
が可能となる。適用法規、規則に見合うよう、ゾーン52内の水素乾燥機40、
他の機器が、防爆性であることが望ましい。
【0026】 本発明では、独立式、コンパクトな封入構成による電源制御器、熱交換器、プ
ロセス制御器を含め、水素発生システムを搭載し;隔壁内に分割内部壁(demisi
ng internal wall)を設置して、支持機器、水素発生プロセス構成要素用に、お
互い絶縁されたゾーンを形成し;ユニークな気流機構を組み込んで、プロセス温
度を制御し(熱生成、又はその換気を可能とすることにより)、各ゾーンを正圧
設定して清浄し、防爆構成要素に代わり、規格外の商用構成要素の使用を可能と
する構成が提供される。
【0027】 本発明により、断熱パネル内に前記構成要素、及びスキッドを収容することに
より、従来技術システムで必要な専用換気建物、又は耐候性構造が必要ではなく
なり、それにより耐候性独立式発電機装置が提供される。この装置は外部設置が
可能であり、利用設備との接続が必要なだけである。
【0028】 安全操作の広範なスペースと、高価な防爆機器を必要とする従来技術による水
素発生システムと対照的に、本発明の水素発生システムは、コンパクトであり、
コスト面で有利である。10フィート内に水素ガス源が存在し、水素が、水素プ
ロセス自体内で生成、消費、又は抑制される。しかし、ゾーン5内に水柱0.1
インチより大きい正圧を保持し、ゾーン7からゾーン5を濾過、分離することに
より、ゾーン5内配置の機器は、NFPA496、電気機器用パージ・加圧隔壁基準
(タイプZ加圧)等、適用法規が許可する規格外タイプとすることができる。
【0029】 同様に、ゾーン7内に水素ガス源が存在する。だが、そこで水柱約0.1水柱
より大きい正圧を保持し、フィルタ17による空気濾過を行うことにより、適用
法規、規則を満足させる一方、電池スタック30、水素乾燥機40、水素乾燥機
バルブ42、循環ポンプ48、他の電気機械機器、プロセスセンサ等を非分類化
タイプとすることができる。
【0030】 本構成により、システム支持構成要素を、近接して、また水素含有構成要素と
同じコンパクトなスキッド隔壁内に共に配置可能となる。それにより、従来技術
のコスト問題、複雑性が避けられる。 例えば、約300〜1、000scfhの水素生成が可能な従来技術による一
般的水素発生システムは、通常、数千平方フィート(付随機器全て、つまりプロ
セス制御器、熱交換器等、を含め)程度を占める。
【0031】 他方、本発明の水素発生システムは、約300〜1,000scfh以上の水
素生成が可能である場合、占めるスペースは約65平方フィートであり、好まし
くは約35〜45平方フィート(全付随機器を含む)である。更に、全付随機器
を含め、約10〜約100scfhの水素を生成する本発明のシステムの場合、
占めるスペースは、約10〜約20平方フィートである。
【0032】 本発明では、システムコストの効率向上、システムスペースの削減に加え、ゾ
ーン5内での廃熱の回収、ゾーン7内での回収熱の利用により、システム効率が
向上される。寒冷な気候での水素の生成、及び発電は、電池スタック、及び・又
はシステム構成要素内で水が凍ってしまい、その関連で問題が起こる可能性があ
る。よって、廃熱の回収、利用は、冷たい天候操作において有効、かつコスト的
に有利な手段である。
【0033】 以上好適実施例を図面を基に記載したが、本発明の精神、範囲を超えることな
く、様々な修正・変更が可能である。従って、本発明を単に例示して、説明した
ものであり、その例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
図面内では同じ要素は、同一の符号で表示する。
【図1】 本発明の一実施例による水素発生システムを示す略図である。
【図2】 本発明の別の実施例による水素発生システムを示す略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB ,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,GH,G M,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE ,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS, LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,M X,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE ,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT, UA,UG,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 スペランザ,エー.ジョン アメリカ合衆国 コネチカット州 06119 ウエスト ハートフォード ペン ドラ イヴ 26 (72)発明者 バイロン ジュニア,ロバート エイチ. アメリカ合衆国 コネチカット州 06249 レバノン ボーモント ハイウェイ 678 Fターム(参考) 4K021 AA01 CA12 CA13 CA15 DC03 5H027 AA02 KK01 KK31 MM01

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水素電気化学システムであり、 熱交換器及びプロセス制御器を有する第1ゾーンと; 水素を発生、又は消費する電池スタック,及び少なくとも1つのガス排気口を
    備えた第2ゾーンであって、該第2ゾーンは、前記第1ゾーンと別個に絶縁され
    るよう、壁により前記第1ゾーンに隣接・分離して配置され; 前記第2ゾーンがガスパージにより清浄され、どのような非拘束水素でも前記
    排気口から排気されるよう、前記第2ゾーン内にガスを引き込み、同ゾーン内に
    正圧を生成する第1ガス移動装置と、 を備える。
  2. 【請求項2】 更に、前記第1ゾーン内にガスを引き込む第2ガス移動装置
    を備え、前記第1ガス移動装置が、前記壁に配置され、前記第1ゾーンからガス
    を引き込む、請求項1に記載の水素電気化学システム。
  3. 【請求項3】 前記ガスが空気である、請求項1に記載の水素電気化学シス
    テム。
  4. 【請求項4】 前記正圧が、少なくとも水柱約0.1インチの圧力である、
    請求項1に記載の水素電気化学システム。
  5. 【請求項5】 前記ガス移動装置が、約100立方フィートインチ/分(
    cfm)以上の割合で、前記第2ゾーン内にガスを導入することが可能である、
    請求項1に記載の水素電気化学システム。
  6. 【請求項6】 前記第1ゾーンが、前記第1ゾーンを冷却する冷却装置を備
    える、請求項1に記載の水素電気化学システム。
  7. 【請求項7】 前記水素発生システムが、独立式、コンパクトなスキッド構
    成で配置される、請求項1に記載の水素電気化学システム。
  8. 【請求項8】 前記水素発生システムが、水素ガスを約100標準立方フィ
    ート/時(scfh)より多く生成可能であり、また約65平方フィート以下の
    面積を占める、請求項7に記載の水素電気化学システム。
  9. 【請求項9】 前記水素発生システムが、水素ガスを約10〜100標準立
    方フィート/時(scfh)生成可能であり、前記水素電気化学システムが、約
    10〜約20平方フィートの面積を占める、請求項7に記載の水素電気化学シス
    テム。
  10. 【請求項10】 更に、前記第2ゾーンに設けられる水素乾燥機と、前記
    電池スタックと前記水素乾燥機を分離する防爆ディバイダと、を備える請求項1
    に記載の水素電気化学システム。
  11. 【請求項11】 前記水素乾燥機が、環境に換気する換気装置を更に備える
    、請求項10に記載の水素電気化学システム。
  12. 【請求項12】 前記ガス移動装置が、扇風機、送風機、又はポンプである
    、請求項1に記載の水素電気化学システム。
  13. 【請求項13】 前記第1と第2ゾーンが、断熱パネル内に収容される、
    請求項1に記載の水素電気化学システム。
  14. 【請求項14】 水素電気化学システムであって、 熱交換器、プロセス制御器、及び第1ガス移動装置を備え、該第1ガス移動装
    置が、前記第1ゾーン内にガスを引き込み、同ゾーン内に正圧を生成する第1ゾ
    ーンと、 水素を発生する電池スタック、及び少なくとも1つのガス排気口を有する第2
    ゾーンと、該第2ゾーンは、前記第1、第2ゾーンが別個の絶縁されるよう、壁
    により前記第1ゾーンに隣接・分離して配置され、 前記第1ゾーンから前記第2ゾーンに少なくともガスの一部を引き込む第2ガ
    ス移動装置を備え、前記第2ガス移動装置は、ガスが前記第2ゾーンを清浄し、
    どのような非拘束水素でも前記排気口から排除するよう、前記第2ゾーン内に第
    2正圧を設定する第2ゾーンを備える。
  15. 【請求項15】 前記ガスが空気である、請求項14に記載の水素電気化
    学システム。
  16. 【請求項16】 前記第1、第2正圧が、少なくとも水柱約0.1インチ
    である、請求項14に記載の水素電気化学システム。
  17. 【請求項17】 前記第2ガス移動装置が、約100標準立方フィート/
    分(cfm)以上の割合で、前記第2ゾーンにガスを導入可能である、請求項1
    4に記載の水素電気化学システム。
  18. 【請求項18】 前記水素発生システムが、独立式、コンパクトなスキッ
    ド構成で配置される,請求項14に記載の水素電気化学システム。
  19. 【請求項19】 前記水素発生システムが、水素を約100立方フィート
    /時(scfh)以上生成可能であり、また65平方フィート以下の面積を占め
    る、請求項18に記載の水素電気化学システム。
  20. 【請求項20】 前記水素発生システムが、水素ガスを約10〜約100
    標準立方フィート/時(scfh)生成可能であり、前記水素電気化学システム
    が、約10〜20平方フィートの面積を占める、請求項18に記載の水素電気化
    学システム。
  21. 【請求項21】 前記第2ガス移動装置が、通気口である、請求項14に
    記載の水素電気化学システム。
  22. 【請求項22】 前記第2正圧が、前記第1ゾーンの正圧より小さい、請
    求項21に記載の水素電気化学システム。
  23. 【請求項23】 前記第2ゾーンに設けられた水素乾燥機と;前記電池ス
    タックと前記水素乾燥機を分離する防爆ディバイダとを更に備える、請求項14
    に記載の水素電気化学システム。
  24. 【請求項24】 前記水素乾燥機が、環境に換気する水素乾燥機換気装置
    を更に備える、請求項23に記載の水素電気化学システム。
  25. 【請求項25】 前記第1と第2ゾーンが、断熱パネル内に収容される、
    請求項14に記載の水素電気化学システム。
  26. 【請求項26】 水素電気化学システムの操作方法であって、 プロセス制御器を有する第1ゾーン内に、ガスを引き込み; 前記第1ゾーン内に正圧を設定し; 水素を生成する電池スタック、及び少なくとも1つの排気口を有し、前記第1ゾ
    ーンと分離された第2ゾーンに少なくともガスの一部を導入し、 前記第2ゾーン内に第2の正圧を設定し; 前記ガスの一部で前記第2ゾーンを清浄して、前記第2ゾーンからどのような非
    拘束水素でも排除し; 前記電池スタックに流体含有酸素を導入し; 前記電池スタックを作動させるステップを備える。
  27. 【請求項27】 熱交換器を介して、前記第1ゾーン内にガスを引き込んで
    システム冷却を行うステップを更に備え、前記第1ゾーン内の前記圧力が維持さ
    れる、請求項26に記載の水素電気化学システム操作方法。
  28. 【請求項28】 前記第1ゾーンの正圧が、前記第2正圧より大きい、請求
    項26に記載の水素電気化学システムの操作方法。
  29. 【請求項29】 前記第1ゾーンからの廃熱を使い、前記第2ゾーンの加熱
    を行うステップを更に備える、請求項26に記載の水素電気化学システム操作方
    法。
  30. 【請求項30】 換気手段を使い、前記第2ゾーンに配置された、防爆壁に
    より前記電池スタックから分離され、また換気手段で環境から分離された水素乾
    燥機の換気を行うステップを更に備えた、請求項26に記載の水素電気化学シス
    テム操作方法。
  31. 【請求項31】 前記第1正圧が、水柱約0.1インチ以上の圧力である、
    請求項26に記載の水素電気化学システムの操作方法。
  32. 【請求項32】 前記第2ゾーンが、約100立方フィート/分(cfm
    )以上の割合で清浄される、請求項26に記載の水素電気化学システムの操作方
    法。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006021992A (ja) * 2004-07-01 2006-01-26 Westinghouse Electric Co Llc 隔離式水素製造プロセス
JP2006294409A (ja) * 2005-04-11 2006-10-26 Fuji Electric Holdings Co Ltd 燃料電池発電装置
JP2007523259A (ja) * 2003-12-03 2007-08-16 プロトン エナジー システムズ,インク. 水素発生システム及びその方法
JP2008293779A (ja) * 2007-05-24 2008-12-04 Fuji Electric Holdings Co Ltd 燃料電池発電装置
WO2009131033A1 (ja) * 2008-04-25 2009-10-29 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP2010086916A (ja) * 2008-10-02 2010-04-15 Toshiba Corp 燃料電池システム
JP2011225964A (ja) * 2010-03-30 2011-11-10 Honda Motor Co Ltd 水電解システム及びその運転方法
JP2012182148A (ja) * 2012-05-24 2012-09-20 Panasonic Corp 燃料電池発電システム
JP2012182149A (ja) * 2012-05-24 2012-09-20 Panasonic Corp 燃料電池発電システム
JP2016056397A (ja) * 2014-09-08 2016-04-21 本田技研工業株式会社 水電解システム
JP2017206729A (ja) * 2016-05-17 2017-11-24 本田技研工業株式会社 高圧水電解システム及びその吸着材交換方法
JP2019112683A (ja) * 2017-12-25 2019-07-11 本田技研工業株式会社 加熱装置及び水電解システム
JP2020007592A (ja) * 2018-07-05 2020-01-16 本田技研工業株式会社 水素製造装置

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2271448A1 (en) * 1999-05-12 2000-11-12 Stuart Energy Systems Inc. Energy distribution network
AU2002318881B2 (en) * 1999-08-13 2004-03-04 First Quality Nonwovens, Inc. Improved nonwoven fabric with high CD elongation and method of making same
US6610431B1 (en) * 2000-02-11 2003-08-26 Plug Power Inc. Method and apparatus for establishing a negative pressure inside an enclosure that houses a fuel cell system
US7037613B2 (en) * 2000-05-01 2006-05-02 Delphi Technologies, Inc. Temperature zones in a solid oxide fuel cell auxiliary power unit
DE10031238B4 (de) * 2000-06-27 2005-02-03 Ballard Power Systems Ag Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben des Brennstoffzellensystems
US6524464B2 (en) 2001-04-25 2003-02-25 Proton Energy Systems, Inc. Fan flow sensor for hydrogen generating proton exchange member electrolysis cell
US6833205B2 (en) 2000-07-20 2004-12-21 Proton Energy Systems, Inc. Electrochemical cell system output control method and apparatus
WO2002027814A2 (en) * 2000-09-28 2002-04-04 Proton Energy Systems, Inc. Regenerative electrochemical cell system and method for use thereof
DE60228512D1 (de) * 2001-02-13 2008-10-09 Delphi Tech Inc Verfahren und Anordnung zur Temperatursteuerung in verschiedenen Zonen einer Hilfskrafteinheit von Festoxidbrennstoffzellen
JP4024554B2 (ja) * 2001-02-27 2007-12-19 松下電器産業株式会社 燃料電池発電システム
US7867300B2 (en) 2001-03-02 2011-01-11 Intelligent Energy, Inc. Ammonia-based hydrogen generation apparatus and method for using same
US7922781B2 (en) 2001-03-02 2011-04-12 Chellappa Anand S Hydrogen generation apparatus and method for using same
CA2439586C (en) 2001-03-02 2012-02-28 Mesosystems Technology, Inc. Ammonia-based hydrogen generation apparatus and method for using same
US6649290B2 (en) * 2001-05-11 2003-11-18 Cellex Power Products, Inc. Fuel cell thermal management system and method
US6939635B2 (en) * 2001-05-31 2005-09-06 Plug Power Inc. Method and apparatus for controlling a combined heat and power fuel cell system
DE10126664B4 (de) * 2001-06-01 2008-08-07 Nucellsys Gmbh Brennstoffzellensystem
US20030044662A1 (en) * 2001-08-31 2003-03-06 Plug Power Inc. Method and apparatus for thermal management in a fuel cell system
US7026065B2 (en) * 2001-08-31 2006-04-11 Plug Power Inc. Fuel cell system heat recovery
US7168465B2 (en) * 2002-01-22 2007-01-30 Proton Energy Systems, Inc. Electrochemical cell system, hydrogen dispensing apparatus, and method for dispensing hydrogen
EP1331289A1 (en) * 2002-01-22 2003-07-30 Proton Energy Systems, Inc. System and method for refueling a hydrogen vessel
US7128103B2 (en) * 2002-01-22 2006-10-31 Proton Energy Systems, Inc. Hydrogen fueling system
EP1329537A3 (en) * 2002-01-22 2003-10-01 Proton Energy Systems, Inc. Ventilation system for hydrogen generating electrolysis cell
US7169489B2 (en) 2002-03-15 2007-01-30 Fuelsell Technologies, Inc. Hydrogen storage, distribution, and recovery system
US7527661B2 (en) 2005-04-18 2009-05-05 Intelligent Energy, Inc. Compact devices for generating pure hydrogen
US8172913B2 (en) 2002-04-23 2012-05-08 Vencill Thomas R Array of planar membrane modules for producing hydrogen
JP3617835B2 (ja) * 2002-09-20 2005-02-09 東洋炭素株式会社 フッ素ガス発生装置
US7014937B2 (en) * 2002-10-04 2006-03-21 Plug Power Inc. Architected fuel cell system for modular application
US6989207B2 (en) * 2002-10-07 2006-01-24 Plug Power Inc. Architected fuel cell system for modular application
JP2004134181A (ja) * 2002-10-09 2004-04-30 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池容器構造
US7090943B2 (en) * 2003-01-23 2006-08-15 Plug Power Inc. Regulating the communication of power to components of a fuel cell system
US7829227B2 (en) * 2003-04-04 2010-11-09 Texaco Inc. Integrated fuel processor apparatus and enclosure and methods of using same
US7094486B2 (en) * 2003-05-05 2006-08-22 Delphi Technologies, Inc. Purge system for a fuel cell enclosure
DE10346852A1 (de) * 2003-10-09 2005-05-19 Rag Ag Brennstoffzelle im untertätigen Bergbau
EP1719197A4 (en) * 2003-12-05 2008-08-06 Proton Energy Sys Inc SYSTEM FOR PRODUCING HYDROGEN AND METHOD THEREFOR
TWI271487B (en) * 2004-09-15 2007-01-21 Bank Technology Inc H Portable hydrogen supply system
FR2882065A1 (fr) * 2005-03-21 2006-08-18 Air Liquide Installation d'electrolyse de conception sure
DE102005030908A1 (de) * 2005-06-30 2007-01-04 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Gerät zur Bereitstellung thermischer und elektrischer Energie
JP4591872B2 (ja) * 2006-01-11 2010-12-01 東芝ホームテクノ株式会社 燃料電池装置
EP1826858A1 (de) * 2006-02-23 2007-08-29 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenanlage sowie Brennstoffzellenanlage
US7883813B2 (en) * 2006-04-03 2011-02-08 Bloom Energy Corporation Fuel cell system ventilation scheme
US7850838B2 (en) * 2006-08-01 2010-12-14 Proton Energy Systems, Inc. Cold weather hydrogen generation system and method of operation
DE102006049031B4 (de) * 2006-10-13 2009-10-22 Futuree Fuel Cell Solutions Gmbh Tragbehälter einer Energieversorgungseinheit mit Brennstoffzellen, dessen Verwendung und Verfahren zur Gefährdungsreduzierung
US7744733B2 (en) * 2007-03-05 2010-06-29 Proton Energy Systems, Inc. Gas venting system
US20080296904A1 (en) * 2007-05-29 2008-12-04 Nasik Elahi System for capturing energy from a moving fluid
AT507763B1 (de) 2008-12-30 2010-12-15 Fronius Int Gmbh Verfahren und vorrichtung zum austragen verbrauchter und zum teil explosionsfähiger betriebsmedien einer brennstoffzelle
US10214821B2 (en) 2012-05-28 2019-02-26 Hydrogenics Corporation Electrolyser and energy system
DE102013225754B4 (de) * 2013-12-12 2015-07-23 Fronius International Gmbh Stromversorgungsvorrichtung zur Bereitstellung eines elektrischen Gleichstroms und Verwendung der Stromversorgungsvorrichtung
EP3195400B1 (en) 2014-09-19 2021-04-07 Watt Fuel Cell Corp. Thermal management of fuel cell units and systems
US10040569B2 (en) 2014-12-09 2018-08-07 Zodiac Aerotechnics Autonomous aircraft fuel cell system
CN108474565B (zh) * 2015-11-25 2022-02-11 Hps家庭电源解决方案有限公司 家用能源中心和用于操作家用能源中心的方法
FR3044475B1 (fr) * 2015-11-27 2017-12-29 Herakles Systeme de generation d'energie destine a etre monte dans un aeronef
ES2954989T3 (es) * 2015-12-30 2023-11-28 Innovative Hydrogen Solutions Inc Celda electrolítica para motor de combustión interna
TW202132623A (zh) 2019-11-21 2021-09-01 美商歐米恩國際公司 產氫之電化學裝置、模組及系統與其操作方法
US11767603B2 (en) 2019-11-21 2023-09-26 Ohmium International, Inc. Modular systems for hydrogen generation and methods of operating thereof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4537839A (en) * 1982-11-23 1985-08-27 Johnson Matthey Public Limited Company Fuel cell and method of purging a fuel cell
US4735872A (en) * 1986-11-18 1988-04-05 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Electrochemical system including lamella settler crystallizer
JPH0541241A (ja) * 1991-05-30 1993-02-19 Fuji Electric Co Ltd 固体電解質型燃料電池
JPH0714589A (ja) * 1993-06-24 1995-01-17 Toshiba Corp 燃料電池換気装置
EP0780917B1 (de) * 1995-12-19 2000-01-26 Sulzer Hexis AG Vorrichtung mit Brennstoffzellen
US5612149A (en) * 1996-01-02 1997-03-18 Ceramatec, Inc. Fuel cell column heat exchanger mated module

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007523259A (ja) * 2003-12-03 2007-08-16 プロトン エナジー システムズ,インク. 水素発生システム及びその方法
JP2006021992A (ja) * 2004-07-01 2006-01-26 Westinghouse Electric Co Llc 隔離式水素製造プロセス
JP2006294409A (ja) * 2005-04-11 2006-10-26 Fuji Electric Holdings Co Ltd 燃料電池発電装置
JP2008293779A (ja) * 2007-05-24 2008-12-04 Fuji Electric Holdings Co Ltd 燃料電池発電装置
WO2009131033A1 (ja) * 2008-04-25 2009-10-29 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP2010086916A (ja) * 2008-10-02 2010-04-15 Toshiba Corp 燃料電池システム
JP2011225964A (ja) * 2010-03-30 2011-11-10 Honda Motor Co Ltd 水電解システム及びその運転方法
JP2012182148A (ja) * 2012-05-24 2012-09-20 Panasonic Corp 燃料電池発電システム
JP2012182149A (ja) * 2012-05-24 2012-09-20 Panasonic Corp 燃料電池発電システム
JP2016056397A (ja) * 2014-09-08 2016-04-21 本田技研工業株式会社 水電解システム
JP2017206729A (ja) * 2016-05-17 2017-11-24 本田技研工業株式会社 高圧水電解システム及びその吸着材交換方法
JP2019112683A (ja) * 2017-12-25 2019-07-11 本田技研工業株式会社 加熱装置及び水電解システム
JP2020007592A (ja) * 2018-07-05 2020-01-16 本田技研工業株式会社 水素製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
AU3878399A (en) 1999-11-23
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EP1095173A4 (en) 2006-06-28

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