JP2003109641A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JP2003109641A JP2003109641A JP2001298128A JP2001298128A JP2003109641A JP 2003109641 A JP2003109641 A JP 2003109641A JP 2001298128 A JP2001298128 A JP 2001298128A JP 2001298128 A JP2001298128 A JP 2001298128A JP 2003109641 A JP2003109641 A JP 2003109641A
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- 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
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】起動時の安全性に優れ、燃料電池セルがダメー
ジを受けない燃料電池発電システムを提供することを目
的とする。 【解決手段】燃料極１と空気極２と電解質を有する燃料
電池セル３と、燃料極に燃料ガスを供給する燃料ガスラ
イン４と、空気極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガスラ
イン５と、燃焼還元ガス発生手段１２と、を有し、燃焼
還元ガス発生手段からの燃焼還元ガスを燃料極に導入し
て燃料電池セルの昇温を行う燃料電池発電システムにお
いて、燃料極からの燃料排ガスライン６に有害ガス除害
手段１５を設けたことを特徴とする。
ジを受けない燃料電池発電システムを提供することを目
的とする。 【解決手段】燃料極１と空気極２と電解質を有する燃料
電池セル３と、燃料極に燃料ガスを供給する燃料ガスラ
イン４と、空気極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガスラ
イン５と、燃焼還元ガス発生手段１２と、を有し、燃焼
還元ガス発生手段からの燃焼還元ガスを燃料極に導入し
て燃料電池セルの昇温を行う燃料電池発電システムにお
いて、燃料極からの燃料排ガスライン６に有害ガス除害
手段１５を設けたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池発電シス
テムに関し、さらに詳細には固体酸化物形燃料電池およ
び溶融炭酸塩形燃料電池などを用いた高温形燃料電池発
電システムに関する。
テムに関し、さらに詳細には固体酸化物形燃料電池およ
び溶融炭酸塩形燃料電池などを用いた高温形燃料電池発
電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池発の種類として固体酸化物形燃
料電池、溶融炭酸塩形燃料電池、リン酸形燃料電池、固
体高分子形燃料電池がある。このうち固体酸化物形燃料
電池および溶融炭酸塩形燃料電池は反応温度が高いこと
から高温形燃料電池を言われることもある。これに対し
てリン酸形燃料電池および固体高分子形燃料電池は低温
形燃料電池と言われる。
料電池、溶融炭酸塩形燃料電池、リン酸形燃料電池、固
体高分子形燃料電池がある。このうち固体酸化物形燃料
電池および溶融炭酸塩形燃料電池は反応温度が高いこと
から高温形燃料電池を言われることもある。これに対し
てリン酸形燃料電池および固体高分子形燃料電池は低温
形燃料電池と言われる。
【０００３】ここでは高温形の一つである固体酸化物形
燃料電池を例にとって、従来の燃料電池発電システムの
説明をする。図３に代表的な従来の燃料電池発電システ
ムの構成模式図を示す。
燃料電池を例にとって、従来の燃料電池発電システムの
説明をする。図３に代表的な従来の燃料電池発電システ
ムの構成模式図を示す。
【０００４】燃料電池セル３は、燃料極１と空気極２と
電解質（図示しない）を有する。燃料極１には燃料ガス
ライン４から燃料ガスが供給され、空気極２には酸化剤
ガスライン５から酸化剤ガスが供給される。燃料ガスに
は、水素ガスを用いることがもっとも好適であるが、天
然ガス、プロパンガスなどの炭化水素系燃料ガスを改質
器（図示しない）などによって水素リッチガスに転換し
て燃料極１に導入されることが多い。一方酸化剤ガスと
しては、酸素ガスを用いることがもっとも好適である
が、入手性の問題などから一般的には空気が用いられ
る。図３は酸化剤ガスとして空気を用いる場合を示す。
このようにして燃料極１に燃料ガスが、空気極２に酸化
剤ガスが供給されると、電解質３の両側において電気化
学反応が起こり電力と熱と水を発生する。この反応は水
の電気分解の逆反応である。
電解質（図示しない）を有する。燃料極１には燃料ガス
ライン４から燃料ガスが供給され、空気極２には酸化剤
ガスライン５から酸化剤ガスが供給される。燃料ガスに
は、水素ガスを用いることがもっとも好適であるが、天
然ガス、プロパンガスなどの炭化水素系燃料ガスを改質
器（図示しない）などによって水素リッチガスに転換し
て燃料極１に導入されることが多い。一方酸化剤ガスと
しては、酸素ガスを用いることがもっとも好適である
が、入手性の問題などから一般的には空気が用いられ
る。図３は酸化剤ガスとして空気を用いる場合を示す。
このようにして燃料極１に燃料ガスが、空気極２に酸化
剤ガスが供給されると、電解質３の両側において電気化
学反応が起こり電力と熱と水を発生する。この反応は水
の電気分解の逆反応である。
【０００５】図３には、１つの燃料電池セル３を示して
いるが、実際のシステムにおいては複数の燃料電池セル
が電気的に接続された燃料電池スタック（図示しない）
もしくは燃料電池モジュール（図示しない）を構成し
て、必要な電力量を発生させている。また、燃料電池の
発電反応温度を維持するために、燃料電池スタックや燃
料電池モジュールおよび周辺装置は断熱材によって保温
され放熱を防いでいる。
いるが、実際のシステムにおいては複数の燃料電池セル
が電気的に接続された燃料電池スタック（図示しない）
もしくは燃料電池モジュール（図示しない）を構成し
て、必要な電力量を発生させている。また、燃料電池の
発電反応温度を維持するために、燃料電池スタックや燃
料電池モジュールおよび周辺装置は断熱材によって保温
され放熱を防いでいる。
【０００６】燃料電池発電システムを起動する際には、
常温状態の燃料電池発電システムを発電反応温度まで昇
温する必要がある。前述の高温型燃料電池のうち固体酸
化物形燃料電池の場合、発電反応温度は高いもので１０
００℃である。そこで燃料電池の温度を所定温度まで上
昇させる必要があり、電気ヒータ（図示しない）で加熱
を行ったり、あるいは空気極へ供給する酸化剤ラインに
加熱装置（図示しない）を設け、高温に加熱した空気を
供給するなどの方法が採用されていた。
常温状態の燃料電池発電システムを発電反応温度まで昇
温する必要がある。前述の高温型燃料電池のうち固体酸
化物形燃料電池の場合、発電反応温度は高いもので１０
００℃である。そこで燃料電池の温度を所定温度まで上
昇させる必要があり、電気ヒータ（図示しない）で加熱
を行ったり、あるいは空気極へ供給する酸化剤ラインに
加熱装置（図示しない）を設け、高温に加熱した空気を
供給するなどの方法が採用されていた。
【０００７】そこで、例えば特開平１１−１６２４９２
公報では、起動用燃料ガスと空気を用いてバーナー１０
で燃焼ガス９を発生させて燃料電池セル３の温度を上昇
させる方法が提案されている。このときに起動用燃料ガ
スの燃焼を不完全燃焼とし、燃焼ガスに還元性をもた
せ、起動時に燃料極内にこの還元性を有する燃焼ガスを
供給して燃料極の還元性を保持させることも提案されて
いる。
公報では、起動用燃料ガスと空気を用いてバーナー１０
で燃焼ガス９を発生させて燃料電池セル３の温度を上昇
させる方法が提案されている。このときに起動用燃料ガ
スの燃焼を不完全燃焼とし、燃焼ガスに還元性をもた
せ、起動時に燃料極内にこの還元性を有する燃焼ガスを
供給して燃料極の還元性を保持させることも提案されて
いる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の提案
では燃料極の還元性を維持しながら昇温することができ
るが、不完全燃焼で発生する燃焼ガスには、一酸化炭素
（ＣＯ）や水素（Ｈ２）などの有害ガスが含まれてい
る。燃料電池の昇温途中で発電反応が起こっていない状
態では、これらの有害ガスのほとんどは、排燃料ガスラ
イン６を通って排出されることになる。これらのガスが
そのまま大気中に排出されれば、一酸化炭素中毒や水素
爆発などの災害を引き起こすという重大な問題点をかか
えていた。
では燃料極の還元性を維持しながら昇温することができ
るが、不完全燃焼で発生する燃焼ガスには、一酸化炭素
（ＣＯ）や水素（Ｈ２）などの有害ガスが含まれてい
る。燃料電池の昇温途中で発電反応が起こっていない状
態では、これらの有害ガスのほとんどは、排燃料ガスラ
イン６を通って排出されることになる。これらのガスが
そのまま大気中に排出されれば、一酸化炭素中毒や水素
爆発などの災害を引き起こすという重大な問題点をかか
えていた。
【０００９】また、燃料極側のみに高温の燃焼ガスを流
すことによって空気極側との温度差が生じ燃料電池セル
にヒートショックを与え、燃料電池セルがダメージを受
けるという問題点があった。
すことによって空気極側との温度差が生じ燃料電池セル
にヒートショックを与え、燃料電池セルがダメージを受
けるという問題点があった。
【００１０】本発明は、これら従来技術の問題点を解決
するためになされたものであって、安全性に優れ、燃料
電池セルがダメージを受けない燃料電池発電システムを
提供することを目的とする。
するためになされたものであって、安全性に優れ、燃料
電池セルがダメージを受けない燃料電池発電システムを
提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題解決するため、
第１の発明は、燃料極と空気極と電解質を有する燃料電
池セルと、前記燃料極に燃料ガスを供給する燃料ガスラ
インと、前記空気極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス
ラインと、燃焼還元ガス発生手段と、を有し、前記燃焼
還元ガス発生手段からの燃焼還元ガスを前記燃料極に導
入して前記燃料電池セルの昇温を行う燃料電池発電シス
テムにおいて、前記燃料極からの燃料排ガスラインに有
害ガス除害手段を設けたことを特徴とする。有害ガス除
害手段により、燃焼還元ガスに含まれる一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）や水素（Ｈ２）などの有害ガスを除去することがで
きるため一酸化炭素中毒や水素爆発などの災害を引き起
こすことがなくなる。
第１の発明は、燃料極と空気極と電解質を有する燃料電
池セルと、前記燃料極に燃料ガスを供給する燃料ガスラ
インと、前記空気極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス
ラインと、燃焼還元ガス発生手段と、を有し、前記燃焼
還元ガス発生手段からの燃焼還元ガスを前記燃料極に導
入して前記燃料電池セルの昇温を行う燃料電池発電シス
テムにおいて、前記燃料極からの燃料排ガスラインに有
害ガス除害手段を設けたことを特徴とする。有害ガス除
害手段により、燃焼還元ガスに含まれる一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）や水素（Ｈ２）などの有害ガスを除去することがで
きるため一酸化炭素中毒や水素爆発などの災害を引き起
こすことがなくなる。
【００１２】第２の発明は、前記有害ガス除害手段が触
媒燃焼装置であることを特徴とする。触媒燃焼装置を用
いることによりより安全に確実に有害ガスを除去するこ
とが可能となる。
媒燃焼装置であることを特徴とする。触媒燃焼装置を用
いることによりより安全に確実に有害ガスを除去するこ
とが可能となる。
【００１３】第３の発明は、前記有害ガス除害手段がバ
ーナーであることを特徴とする。バーナーによって有害
ガスを安全に燃焼させて除去することができる。
ーナーであることを特徴とする。バーナーによって有害
ガスを安全に燃焼させて除去することができる。
【００１４】第４の発明は、前記酸化剤ガスラインに熱
交換器を設けて、前記燃焼還元ガス発生手段からの燃焼
還元ガスを流通して酸化剤ガスを加熱することを特徴と
する。酸化剤ガスを加熱することにより、燃料極ととも
に空気極も同時に昇温することが可能となり、燃料極と
空気極の間に温度差が生じず、燃料電池セルにヒートシ
ョックを与えることがなくなる。
交換器を設けて、前記燃焼還元ガス発生手段からの燃焼
還元ガスを流通して酸化剤ガスを加熱することを特徴と
する。酸化剤ガスを加熱することにより、燃料極ととも
に空気極も同時に昇温することが可能となり、燃料極と
空気極の間に温度差が生じず、燃料電池セルにヒートシ
ョックを与えることがなくなる。
【００１５】第５の発明は、前記燃料ガスラインに改質
器を設けて、前記燃焼還元ガス発生手段からの燃焼還元
ガスを流通して前記改質器を加熱することを特徴とす
る。燃焼還元ガスによる昇温が完了し、燃料電池が発電
を開始するに際して改質器を予め加熱しておくことがで
きるため、速やかに発電反応に移行することが可能とな
る。
器を設けて、前記燃焼還元ガス発生手段からの燃焼還元
ガスを流通して前記改質器を加熱することを特徴とす
る。燃焼還元ガスによる昇温が完了し、燃料電池が発電
を開始するに際して改質器を予め加熱しておくことがで
きるため、速やかに発電反応に移行することが可能とな
る。
【００１６】第６の発明は、前記燃料電池セルが固体酸
化物形燃料電池セルであることを特徴とする。
化物形燃料電池セルであることを特徴とする。
【００１７】第７の発明は、前記固体酸化物形燃料電池
セルが円筒形であることを特徴とする。
セルが円筒形であることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明をよ
り具体的に説明する。図１は本発明の一実施例を示す燃
料電池発電装置の構成図である。燃料電池セル３は燃料
極１と空気極２と電解質（図示しない）を有し、それぞ
れ燃料ガスライン４と酸化剤ガスライン５が接続されて
いる。燃料極１に供給された燃料ガスは発電反応に使用
されて排燃料ガスライン６から排出される。空気極２に
供給された酸化剤ガスは発電反応に使用されて排酸化剤
ガスライン７から排出される。また、燃焼還元ガス発生
手段１２には、燃料ガスを燃料ガスライン４から、酸化
剤ガスを酸化剤ガスライン５からそれぞれ分岐して導入
している。燃焼還元ガス発生手段１２からの燃焼還元ガ
スは、酸化剤ガスライン５に設置された熱交換器１４で
酸化剤ガスを加熱した後、燃料極１に導入され、排燃料
ガスライン６を介して排出される。有害ガス除害手段１
５は、排燃料ガスライン６に設置されている。
り具体的に説明する。図１は本発明の一実施例を示す燃
料電池発電装置の構成図である。燃料電池セル３は燃料
極１と空気極２と電解質（図示しない）を有し、それぞ
れ燃料ガスライン４と酸化剤ガスライン５が接続されて
いる。燃料極１に供給された燃料ガスは発電反応に使用
されて排燃料ガスライン６から排出される。空気極２に
供給された酸化剤ガスは発電反応に使用されて排酸化剤
ガスライン７から排出される。また、燃焼還元ガス発生
手段１２には、燃料ガスを燃料ガスライン４から、酸化
剤ガスを酸化剤ガスライン５からそれぞれ分岐して導入
している。燃焼還元ガス発生手段１２からの燃焼還元ガ
スは、酸化剤ガスライン５に設置された熱交換器１４で
酸化剤ガスを加熱した後、燃料極１に導入され、排燃料
ガスライン６を介して排出される。有害ガス除害手段１
５は、排燃料ガスライン６に設置されている。
【００１９】次にこのように構成された燃料電池発電シ
ステムの動作について起動時を例にとって説明する。起
動時には、燃料電池セル３をはじめとするシステムの温
度は常温であるため、燃料電池セル３が発電可能な温度
に達するまで昇温する必要がある。そこで、まず燃焼還
元ガス発生手段１２に燃料ガスと酸化剤ガスを供給して
燃焼させ、燃焼還元ガスを発生させる。このとき燃料ガ
スと酸化剤ガスとの空燃比を１以下に保って不完全燃焼
状態とすることによって、一酸化炭素（ＣＯ）や水素
（Ｈ２）などの還元性を有する高温の燃焼還元ガスを発
生させることができる。燃焼還元ガス発生手段１２とし
ては、一般的なガスバーナーが使用可能であり、適切な
空燃比を維持するための制御機構が組み込まれた装置が
さらに好適である。
ステムの動作について起動時を例にとって説明する。起
動時には、燃料電池セル３をはじめとするシステムの温
度は常温であるため、燃料電池セル３が発電可能な温度
に達するまで昇温する必要がある。そこで、まず燃焼還
元ガス発生手段１２に燃料ガスと酸化剤ガスを供給して
燃焼させ、燃焼還元ガスを発生させる。このとき燃料ガ
スと酸化剤ガスとの空燃比を１以下に保って不完全燃焼
状態とすることによって、一酸化炭素（ＣＯ）や水素
（Ｈ２）などの還元性を有する高温の燃焼還元ガスを発
生させることができる。燃焼還元ガス発生手段１２とし
ては、一般的なガスバーナーが使用可能であり、適切な
空燃比を維持するための制御機構が組み込まれた装置が
さらに好適である。
【００２０】高温の燃焼還元ガスは、熱交換器１４に導
入されて酸化剤ガスを加熱し、加熱された酸化剤ガスは
燃料電池セル３の空気極２に導入されて燃料電池セル３
の温度を上昇させた後、排酸化剤ガスライン７を通って
排出される。一方、熱交換器１４から排出された燃焼還
元ガスは燃料電池セル３の燃料極１に導入されて燃料電
池セル３の温度を上昇させ、その後排燃料ガスライン６
を通って排出される。このように、燃焼還元ガスが燃料
極１と空気極２の両方に導入されて燃料電池セル３全体
を均等に昇温することができるため、燃料電池セルに温
度差が生じず、ヒートショックを与えることがなくな
る。
入されて酸化剤ガスを加熱し、加熱された酸化剤ガスは
燃料電池セル３の空気極２に導入されて燃料電池セル３
の温度を上昇させた後、排酸化剤ガスライン７を通って
排出される。一方、熱交換器１４から排出された燃焼還
元ガスは燃料電池セル３の燃料極１に導入されて燃料電
池セル３の温度を上昇させ、その後排燃料ガスライン６
を通って排出される。このように、燃焼還元ガスが燃料
極１と空気極２の両方に導入されて燃料電池セル３全体
を均等に昇温することができるため、燃料電池セルに温
度差が生じず、ヒートショックを与えることがなくな
る。
【００２１】このとき前述のように燃焼還元ガスには一
酸化炭素（ＣＯ）や水素（Ｈ２）が含まれるが、これら
の有害ガスは有害ガス除害手段１５によって除去され
て、クリーンな状態で排出される。有害ガス除害手段１
５としては、触媒燃焼装置やガスバーナーなどを用いる
ことができ、いずれも一酸化炭素（ＣＯ）や水素（Ｈ
２）を燃焼させて除去するものである。
酸化炭素（ＣＯ）や水素（Ｈ２）が含まれるが、これら
の有害ガスは有害ガス除害手段１５によって除去され
て、クリーンな状態で排出される。有害ガス除害手段１
５としては、触媒燃焼装置やガスバーナーなどを用いる
ことができ、いずれも一酸化炭素（ＣＯ）や水素（Ｈ
２）を燃焼させて除去するものである。
【００２２】図２は本発明の他の一実施例を示す燃料電
池発電装置の構成図である。燃料電池セル３は燃料極１
と空気極２と電解質（図示しない）を有し、それぞれ燃
料ガスライン４と酸化剤ガスライン５が接続されてい
る。燃料極１に供給された燃料ガスは発電反応に使用さ
れて排燃料ガスライン６から排出される。空気極２に供
給された酸化剤ガスは発電反応に使用されて排酸化剤ガ
スライン７から排出される。また、燃焼還元ガス発生手
段１２には、燃料ガスを燃料ガスライン４から、酸化剤
ガスを酸化剤ガスライン５からそれぞれ分岐して導入し
ている。燃焼還元ガス発生手段１２からの燃焼還元ガス
は、燃料ガスライン４に設置された改質器１６で改質器
および改質器内部の改質触媒を加熱した後、燃料極１に
導入され、排燃料ガスライン６を介して排出される。有
害ガス除害手段１５は、排燃料ガスライン６に設置され
ている。排燃料ガスライン６からリサイクルガスライン
１７が分岐しており、燃料ガスラインの改質器１６の上
流側に接続されている。改質器１６は、炭化水素系燃料
ガスを水素リッチガスに変換する反応器であって、通常
内部に改質触媒が充填されており、通常数百℃に保った
状態で水蒸気存在下で反応が起こる。
池発電装置の構成図である。燃料電池セル３は燃料極１
と空気極２と電解質（図示しない）を有し、それぞれ燃
料ガスライン４と酸化剤ガスライン５が接続されてい
る。燃料極１に供給された燃料ガスは発電反応に使用さ
れて排燃料ガスライン６から排出される。空気極２に供
給された酸化剤ガスは発電反応に使用されて排酸化剤ガ
スライン７から排出される。また、燃焼還元ガス発生手
段１２には、燃料ガスを燃料ガスライン４から、酸化剤
ガスを酸化剤ガスライン５からそれぞれ分岐して導入し
ている。燃焼還元ガス発生手段１２からの燃焼還元ガス
は、燃料ガスライン４に設置された改質器１６で改質器
および改質器内部の改質触媒を加熱した後、燃料極１に
導入され、排燃料ガスライン６を介して排出される。有
害ガス除害手段１５は、排燃料ガスライン６に設置され
ている。排燃料ガスライン６からリサイクルガスライン
１７が分岐しており、燃料ガスラインの改質器１６の上
流側に接続されている。改質器１６は、炭化水素系燃料
ガスを水素リッチガスに変換する反応器であって、通常
内部に改質触媒が充填されており、通常数百℃に保った
状態で水蒸気存在下で反応が起こる。
【００２３】次にこのように構成された燃料電池発電シ
ステムの動作について説明する。図１の実施例と同様に
して燃焼還元ガス発生手段１２で発生した高温の燃焼還
元ガスは、改質器１６を介して燃料極１に導入され、改
質器１６および内部の改質触媒が昇温される。改質器１
６を出た燃焼還元ガスは燃料極１に導入され、燃料電池
セル３を昇温する。燃料極１から排出された燃焼還元ガ
スの一部は、リサイクルガスライン１７を介して燃料ガ
スライン４に再循環される。再循環されない残りの燃焼
還元ガスは、有害ガス除害手段１５によって一酸化炭素
（ＣＯ）や水素（Ｈ２）などの有害ガスが除去されてク
リーンな状態で排出される。
ステムの動作について説明する。図１の実施例と同様に
して燃焼還元ガス発生手段１２で発生した高温の燃焼還
元ガスは、改質器１６を介して燃料極１に導入され、改
質器１６および内部の改質触媒が昇温される。改質器１
６を出た燃焼還元ガスは燃料極１に導入され、燃料電池
セル３を昇温する。燃料極１から排出された燃焼還元ガ
スの一部は、リサイクルガスライン１７を介して燃料ガ
スライン４に再循環される。再循環されない残りの燃焼
還元ガスは、有害ガス除害手段１５によって一酸化炭素
（ＣＯ）や水素（Ｈ２）などの有害ガスが除去されてク
リーンな状態で排出される。
【００２４】このようにして燃料電池セル３が所定の温
度まで達した後は、燃焼還元ガス発生手段１２への燃料
ガスの供給を停止して、改質器１６を介して燃料電池セ
ル３へ燃料ガスを供給し発電反応を開始させる。このと
き改質器１６および内部の改質触媒は十分に昇温され改
質可能な温度に達しており、またリサイクルガスライン
から燃焼還元ガス中の水蒸気が供給されるているため、
速やかに改質反応を開始して燃料極１へ水素リッチガス
を供給することが可能である。燃料電池セル３において
も水素リッチガスがすぐに供給されるため速やかに発電
を開始することができる。
度まで達した後は、燃焼還元ガス発生手段１２への燃料
ガスの供給を停止して、改質器１６を介して燃料電池セ
ル３へ燃料ガスを供給し発電反応を開始させる。このと
き改質器１６および内部の改質触媒は十分に昇温され改
質可能な温度に達しており、またリサイクルガスライン
から燃焼還元ガス中の水蒸気が供給されるているため、
速やかに改質反応を開始して燃料極１へ水素リッチガス
を供給することが可能である。燃料電池セル３において
も水素リッチガスがすぐに供給されるため速やかに発電
を開始することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の燃料電池発電システムによれば、起動時に還元雰囲気
維持と昇温のために供給される燃焼還元ガスに含まれる
一酸化炭素（ＣＯ）や水素（Ｈ２）などの有害ガスを安
全に除去して排出することができるため、一酸化炭素中
毒や水素爆発などの災害を引き起こすことがなくなる。
また、燃料電池セルの燃料極側と空気極側とを均等に昇
温することができるためヒートショックを与えることが
なくなる。
の燃料電池発電システムによれば、起動時に還元雰囲気
維持と昇温のために供給される燃焼還元ガスに含まれる
一酸化炭素（ＣＯ）や水素（Ｈ２）などの有害ガスを安
全に除去して排出することができるため、一酸化炭素中
毒や水素爆発などの災害を引き起こすことがなくなる。
また、燃料電池セルの燃料極側と空気極側とを均等に昇
温することができるためヒートショックを与えることが
なくなる。
【図１】 本発明の一実施例を示す燃料電池発電システ
ムの構成図である。
ムの構成図である。
【図２】 本発明の他の一実施例を示す燃料電池発電シ
ステムの構成図である。
ステムの構成図である。
【図３】 従来の燃料電池発電システムの一般的な構成
図である。
図である。
１：燃料極
２：空気極
３：燃料電池セル
４：燃料ガスライン
５：酸化剤ガスライン
６：排燃料ガスライン
７：排酸化剤ガスライン
１０：バーナー
１２：燃焼還元ガス発生手段
１３：燃焼還元ガスライン
１４：熱交換器
１５：有害ガス除害手段
１６：改質器
１７：排燃料ガスリサイクルライン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 阿部 俊哉
福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１
号 東陶機器株式会社内
(72)発明者 竹内 弘明
福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１
号 東陶機器株式会社内
(72)発明者 松岡 聡
福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１
号 東陶機器株式会社内
Ｆターム(参考） 5H026 AA02 AA06 CV02
5H027 AA02 AA06 BA01 BA09 CC02
Claims (7)
- 【請求項１】 燃料極と空気極と電解質を有する燃料電
池セルと、前記燃料極に燃料ガスを供給する燃料ガスラ
インと、前記空気極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス
ラインと、燃焼還元ガス発生手段と、を有し、前記燃焼
還元ガス発生手段からの燃焼還元ガスを前記燃料極に導
入して前記燃料電池セルの昇温を行う燃料電池発電シス
テムにおいて、前記燃料極からの燃料排ガスラインに有
害ガス除害手段を設けたことを特徴とする燃料電池発電
システム。 - 【請求項２】前記有害ガス除害手段が触媒燃焼装置であ
ることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池発電シス
テム。 - 【請求項３】前記有害ガス除害手段がバーナーであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の燃料電池発電システ
ム。 - 【請求項４】前記酸化剤ガスラインに熱交換器を設け
て、前記燃焼還元ガス発生手段からの燃焼還元ガスを流
通して酸化剤ガスを加熱することを特徴とする請求項１
〜３のいずれか１項に記載の燃料電池発電システム。 - 【請求項５】前記燃料ガスラインに改質器を設けて、前
記燃焼還元ガス発生手段からの燃焼還元ガスを流通して
前記改質器を加熱することを特徴とする請求項１〜４の
いずれか１項に記載の燃料電池発電システム。 - 【請求項６】前記燃料電池セルが固体酸化物形燃料電池
セルであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１
項に記載の燃料電池発電システム。 - 【請求項７】前記固体酸化物形燃料電池セルが円筒形で
あることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池発電シ
ステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001298128A JP2003109641A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001298128A JP2003109641A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003109641A true JP2003109641A (ja) | 2003-04-11 |
Family
ID=19119074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001298128A Pending JP2003109641A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003109641A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005285621A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Kyocera Corp | 燃料電池構造体の運転方法 |
| JP2008251362A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Yamatake Corp | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法 |
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- 2001-09-27 JP JP2001298128A patent/JP2003109641A/ja active Pending
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