JP2003282109A - 固体高分子型燃料電池システム - Google Patents
固体高分子型燃料電池システムInfo
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】燃料電池本体に導入する燃料ガス中の水素含有
率を向上させ水素生成反応を促進することができる固体
高分子型燃料電池システムを提供する。 【解決手段】燃料ガスが流入するアノード２と空気が流
入するカソード１を持つ固体高分子型の燃料電池３と、
原燃料から前記燃料ガスを造る燃料改質器６とを有する
固体高分子型燃料電池システムにおいて、前記アノード
２の下流にアノード排ガスを吸引し排出する燃焼ガス排
気ファン１２を設け、前記アノード上流のラインを負圧
に保持する。
率を向上させ水素生成反応を促進することができる固体
高分子型燃料電池システムを提供する。 【解決手段】燃料ガスが流入するアノード２と空気が流
入するカソード１を持つ固体高分子型の燃料電池３と、
原燃料から前記燃料ガスを造る燃料改質器６とを有する
固体高分子型燃料電池システムにおいて、前記アノード
２の下流にアノード排ガスを吸引し排出する燃焼ガス排
気ファン１２を設け、前記アノード上流のラインを負圧
に保持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体高分子型燃料
電池システムに係り、特に家庭等で使用される大気圧レ
ベルの圧力での運転に好適な固体高分子型燃料電池シス
テムに関する。
電池システムに係り、特に家庭等で使用される大気圧レ
ベルの圧力での運転に好適な固体高分子型燃料電池シス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】これまでの燃料電池システムは、リン酸
型や溶融炭酸塩型の燃料電池システムに代表されるよう
に、業務用や電力用などの用途が主体であったため、大
気圧以上の圧力にして機器のコンパクト化や低コスト化
を図るように設計されてきた。すなわち、ガスの体積が
設計圧力にほぼ反比例することを利用して機器寸法の圧
縮を図るために、原燃料を圧縮して燃料改質器や燃料電
池を大気圧レベル以上にて運用する方式が従来方式であ
った。
型や溶融炭酸塩型の燃料電池システムに代表されるよう
に、業務用や電力用などの用途が主体であったため、大
気圧以上の圧力にして機器のコンパクト化や低コスト化
を図るように設計されてきた。すなわち、ガスの体積が
設計圧力にほぼ反比例することを利用して機器寸法の圧
縮を図るために、原燃料を圧縮して燃料改質器や燃料電
池を大気圧レベル以上にて運用する方式が従来方式であ
った。
【０００３】一方、近年、固体高分子膜の電気化学的特
性が向上したことで、オンサイト型分散電源としての家
庭用固体高分子型燃料電池システムの実現が期待される
ようになってきた。この家庭用固体高分子型燃料電池シ
ステムは、現行のインフラである都市ガスのパイプライ
ンを用いて都市ガスから水素含有ガスを造り、その水素
含有ガスにより燃料電池で発電しかつ熱需要としての給
湯を賄う方式が実用化へのワンステップと考えられてい
る。
性が向上したことで、オンサイト型分散電源としての家
庭用固体高分子型燃料電池システムの実現が期待される
ようになってきた。この家庭用固体高分子型燃料電池シ
ステムは、現行のインフラである都市ガスのパイプライ
ンを用いて都市ガスから水素含有ガスを造り、その水素
含有ガスにより燃料電池で発電しかつ熱需要としての給
湯を賄う方式が実用化へのワンステップと考えられてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したような都市ガ
スを利用する家庭用の燃料電池システムは、都市ガスの
供給圧力が通常１〜２ｋＰａ程度であることから、ほと
んど大気圧に近い圧力で運用されると考えられる。こう
した大気圧レベルでの燃料電池システムは、加圧下で運
用するリン酸型や溶融炭酸塩型などと異なり、都市ガス
から水素含有ガスを造る燃料改質器における水素生成反
応への圧力依存性の関係を効果的に用いることが可能で
ある。すなわち、水素生成反応が式１に示すようにモル
数の増加する反応であるため、低圧ほど水素が生成する
方向の反応が進み易いことである。式１では２モルから
４モルに増加する。
スを利用する家庭用の燃料電池システムは、都市ガスの
供給圧力が通常１〜２ｋＰａ程度であることから、ほと
んど大気圧に近い圧力で運用されると考えられる。こう
した大気圧レベルでの燃料電池システムは、加圧下で運
用するリン酸型や溶融炭酸塩型などと異なり、都市ガス
から水素含有ガスを造る燃料改質器における水素生成反
応への圧力依存性の関係を効果的に用いることが可能で
ある。すなわち、水素生成反応が式１に示すようにモル
数の増加する反応であるため、低圧ほど水素が生成する
方向の反応が進み易いことである。式１では２モルから
４モルに増加する。
【０００５】
ＣＨ4＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ2 …（式１）
ここで、都市ガスの代表ガス組成をメタン（ＣＨ4）と
した。
した。
【０００６】つまり、燃料改質器をより低圧で運転する
ことにより、燃料電池本体に少しでも水素の多い燃料ガ
スを供給できる、すなわち燃料電池の電気的特性を向上
させる可能性を有している点が、従来の燃料電池運用条
件と大きく異なると言える。
ことにより、燃料電池本体に少しでも水素の多い燃料ガ
スを供給できる、すなわち燃料電池の電気的特性を向上
させる可能性を有している点が、従来の燃料電池運用条
件と大きく異なると言える。
【０００７】本発明の目的は、燃料電池本体に導入する
燃料ガス中の水素含有率を向上させ水素生成反応を促進
することができる固体高分子型燃料電池システムを提供
することにある。
燃料ガス中の水素含有率を向上させ水素生成反応を促進
することができる固体高分子型燃料電池システムを提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明の固体高分子型燃料電池システムは、アノー
ドとカソードとを有する固体高分子型燃料電池と、原燃
料を改質して燃料ガスを生成する燃料改質設備とを備え
た固体高分子型燃料電池システムにおいて、前記アノー
ドから排出されるアノード排ガスを吸引する排気装置を
設けたものである。
に、本発明の固体高分子型燃料電池システムは、アノー
ドとカソードとを有する固体高分子型燃料電池と、原燃
料を改質して燃料ガスを生成する燃料改質設備とを備え
た固体高分子型燃料電池システムにおいて、前記アノー
ドから排出されるアノード排ガスを吸引する排気装置を
設けたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例である固体高分
子型燃料電池システムを図１に示す。本システムは、カ
ソード１とアノード２を有する燃料電池３と、燃焼部４
と改質反応部５から成り水素含有ガスである改質ガスを
造る燃料改質器６と、燃料改質器６の改質反応部５から
得られる改質ガス中の一酸化炭素を水素に変成する一酸
化炭素変成器７，一酸化炭素変成器７から排出される改
質ガス中の一酸化炭素濃度を下げるための一酸化炭素酸
化器８，燃料改質器６の改質反応部５で必要な水蒸気を
発生させる蒸気発生器９，蒸気発生器９の給水や一酸化
炭素変成器７と一酸化炭素酸化器８への冷却水の供給を
行う水ポンプ１０，カソードガス排気ファン１１および
燃焼ガス排気ファン１２から構成される。
子型燃料電池システムを図１に示す。本システムは、カ
ソード１とアノード２を有する燃料電池３と、燃焼部４
と改質反応部５から成り水素含有ガスである改質ガスを
造る燃料改質器６と、燃料改質器６の改質反応部５から
得られる改質ガス中の一酸化炭素を水素に変成する一酸
化炭素変成器７，一酸化炭素変成器７から排出される改
質ガス中の一酸化炭素濃度を下げるための一酸化炭素酸
化器８，燃料改質器６の改質反応部５で必要な水蒸気を
発生させる蒸気発生器９，蒸気発生器９の給水や一酸化
炭素変成器７と一酸化炭素酸化器８への冷却水の供給を
行う水ポンプ１０，カソードガス排気ファン１１および
燃焼ガス排気ファン１２から構成される。
【００１０】本システムの動作は、次の通りである。
【００１１】燃料電池３のカソード１では、カソード出
口側に設けたカソードガス排気ファン１１により吸引さ
れることでカソード１内が負圧になり、カソード入口側
より燃料電池３の酸化ガスである空気１３が取り込まれ
る。一方、アノード２には改質ガス１４が流れるが、そ
の駆動源は燃焼ガス排気ファン１２による吸引である。
すなわち、燃焼ガス排気ファン１２を駆動することによ
り、蒸気発生器９内が負圧になるとともに燃料改質器６
の燃焼部４が負圧になり、さらにアノード２および一酸
化炭素酸化器８，一酸化炭素変成器７，改質反応部５が
負圧となる。したがって、燃焼部４には燃焼に供する空
気１５とアノード排ガス１６が流入して燃焼し高温ガス
を発生して改質反応部５を加熱して改質反応を促進させ
る。
口側に設けたカソードガス排気ファン１１により吸引さ
れることでカソード１内が負圧になり、カソード入口側
より燃料電池３の酸化ガスである空気１３が取り込まれ
る。一方、アノード２には改質ガス１４が流れるが、そ
の駆動源は燃焼ガス排気ファン１２による吸引である。
すなわち、燃焼ガス排気ファン１２を駆動することによ
り、蒸気発生器９内が負圧になるとともに燃料改質器６
の燃焼部４が負圧になり、さらにアノード２および一酸
化炭素酸化器８，一酸化炭素変成器７，改質反応部５が
負圧となる。したがって、燃焼部４には燃焼に供する空
気１５とアノード排ガス１６が流入して燃焼し高温ガス
を発生して改質反応部５を加熱して改質反応を促進させ
る。
【００１２】また、燃焼部４から排出する燃焼ガス１７
は、蒸気発生器９において水ポンプ１０から送り込まれ
る水１８を過熱して蒸気１９に変える。この蒸気１９は
改質反応部５に供給されて、式１に示したように改質反
応の原料になる。改質反応部５には原燃料である都市ガ
ス２０が流入して蒸気１９と改質反応を起こし、水素リ
ッチなガスである改質ガス２５が生成される。改質反応
部５を出た改質ガス２５は、一酸化炭素変成器７に導か
れ、水ポンプ１０から供給される冷却水２１により一酸
化炭素の変成反応が生じる温度にまで低下されて、式２
の反応により一酸化炭素が減じて水素が増えた改質ガス
２６になる。
は、蒸気発生器９において水ポンプ１０から送り込まれ
る水１８を過熱して蒸気１９に変える。この蒸気１９は
改質反応部５に供給されて、式１に示したように改質反
応の原料になる。改質反応部５には原燃料である都市ガ
ス２０が流入して蒸気１９と改質反応を起こし、水素リ
ッチなガスである改質ガス２５が生成される。改質反応
部５を出た改質ガス２５は、一酸化炭素変成器７に導か
れ、水ポンプ１０から供給される冷却水２１により一酸
化炭素の変成反応が生じる温度にまで低下されて、式２
の反応により一酸化炭素が減じて水素が増えた改質ガス
２６になる。
【００１３】
ＣＯ＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋Ｈ2 …（式２）
一酸化炭素変成器７から流出する改質ガス２６は、一酸
化炭素酸化器８に導かれて、水ポンプ１０から供給され
る冷却水２２により一酸化炭素の酸化反応に適する温度
にまで下げられる。一酸化炭素酸化器８には一酸化炭素
を酸化するための空気２３が流入し、一酸化炭素の少な
い改質ガス１４が造られる。一酸化炭素酸化器８を流出
した改質ガス１４は、燃料電池３のアノード２に導かれ
て、電池の電気化学反応に供され、その結果、燃料電池
３で発電され電気が発生する。アノード２から排出され
たアノード排ガス１６は、燃料改質器６の燃焼部４に流
入し、燃料ガスとして燃焼に供する。
化炭素酸化器８に導かれて、水ポンプ１０から供給され
る冷却水２２により一酸化炭素の酸化反応に適する温度
にまで下げられる。一酸化炭素酸化器８には一酸化炭素
を酸化するための空気２３が流入し、一酸化炭素の少な
い改質ガス１４が造られる。一酸化炭素酸化器８を流出
した改質ガス１４は、燃料電池３のアノード２に導かれ
て、電池の電気化学反応に供され、その結果、燃料電池
３で発電され電気が発生する。アノード２から排出され
たアノード排ガス１６は、燃料改質器６の燃焼部４に流
入し、燃料ガスとして燃焼に供する。
【００１４】燃料電池本体に導入する燃料ガス中の水素
含有率を向上するためには、燃料から水素を発生させる
水蒸気改質反応を促進することが挙げられる。そのため
に燃料電池本体の上流に位置する燃料改質器の運転条件
のうち、圧力条件を大気圧よりも若干低い負圧での運転
が有効である。
含有率を向上するためには、燃料から水素を発生させる
水蒸気改質反応を促進することが挙げられる。そのため
に燃料電池本体の上流に位置する燃料改質器の運転条件
のうち、圧力条件を大気圧よりも若干低い負圧での運転
が有効である。
【００１５】そこで、本実施例では排気装置としてカソ
ードガス排気ファン１１と燃焼ガス排気ファン１２をそ
れぞれ流路の出口側に設けている。この構成により、燃
料電池システムの系内が負圧となり、燃料改質器６の改
質反応部５においても負圧となり、式１で示した改質反
応が進行し易い条件が形成され、改質ガス２５中の水素
が増す方向になる。すなわち、燃料電池３にとっては、
水素が少なからず増えるので、発電性能が向上するとい
う効果がある。また、燃料ガス系統が負圧に維持される
ので、燃料電池システムから外部にガス漏れを生じさせ
ないという安全性の向上という効果もある。
ードガス排気ファン１１と燃焼ガス排気ファン１２をそ
れぞれ流路の出口側に設けている。この構成により、燃
料電池システムの系内が負圧となり、燃料改質器６の改
質反応部５においても負圧となり、式１で示した改質反
応が進行し易い条件が形成され、改質ガス２５中の水素
が増す方向になる。すなわち、燃料電池３にとっては、
水素が少なからず増えるので、発電性能が向上するとい
う効果がある。また、燃料ガス系統が負圧に維持される
ので、燃料電池システムから外部にガス漏れを生じさせ
ないという安全性の向上という効果もある。
【００１６】なお、図１において、カソード出口側に設
けたカソードガス排気ファン１１の変わりに、カソード
入口側に空気押込ファンを設けてカソード１に空気１３
を供給する場合も、本発明の主旨に含まれるものであ
る。
けたカソードガス排気ファン１１の変わりに、カソード
入口側に空気押込ファンを設けてカソード１に空気１３
を供給する場合も、本発明の主旨に含まれるものであ
る。
【００１７】図２は、本発明の他の実施例を示す固体高
分子型燃料電池システムである。図２の構成および動作
については、図１と異なる点のみを述べる。図２に示す
本実施例の特徴は、燃料ガスを燃料改質器６の出口から
アノード２の入口へ流入させる燃料ガス移送機器とし
て、改質ガス移送ファン３０を一酸化炭素酸化器８とア
ノード２の間の流路に設けたことにある。すなわち、図
２の改質ガス移送ファン３０は、一酸化炭素酸化器８か
ら流出する改質ガス１４を吸引してアノード２へ移送す
る働きを行う。
分子型燃料電池システムである。図２の構成および動作
については、図１と異なる点のみを述べる。図２に示す
本実施例の特徴は、燃料ガスを燃料改質器６の出口から
アノード２の入口へ流入させる燃料ガス移送機器とし
て、改質ガス移送ファン３０を一酸化炭素酸化器８とア
ノード２の間の流路に設けたことにある。すなわち、図
２の改質ガス移送ファン３０は、一酸化炭素酸化器８か
ら流出する改質ガス１４を吸引してアノード２へ移送す
る働きを行う。
【００１８】よって、改質ガス移送ファン３０の上流側
に位置する改質反応部５，一酸化炭素変成器７および一
酸化炭素酸化器８といった水素濃度と一酸化炭素濃度が
比較的高い流路部分をより大きな負圧に維持できる。こ
のため、改質反応部５において式１で示した改質反応が
進行し易い条件が形成され、改質ガス２５中の水素が増
す方向になる。すなわち、燃料電池３にとっては、水素
が少なからず増えるので、発電性能が向上するという効
果がある。
に位置する改質反応部５，一酸化炭素変成器７および一
酸化炭素酸化器８といった水素濃度と一酸化炭素濃度が
比較的高い流路部分をより大きな負圧に維持できる。こ
のため、改質反応部５において式１で示した改質反応が
進行し易い条件が形成され、改質ガス２５中の水素が増
す方向になる。すなわち、燃料電池３にとっては、水素
が少なからず増えるので、発電性能が向上するという効
果がある。
【００１９】本発明の他の実施例である固体高分子型燃
料電池システムを図３に示す。図３の構成および動作に
ついては、図１と異なる点のみを述べる。図３の特徴
は、図１の改質反応部５に流入する都市ガス２０の供給
路に弁３１を、燃焼部４に流入する空気１５の供給路に
弁３２を、さらにカソード１に流入する空気１３に供給
路に弁３３をそれぞれ設けたことにある。これらの弁３
１，３２，３３は、燃焼ガス排気ファン１２とカソード
ガス排気ファン１１により流体が吸引されて燃料電池シ
ステムの系内が適正な負圧になるように流動抵抗体とし
て働く。なお、弁３１，３２，３３の代わりにオリフィ
スのような固定式の流動抵抗体を用いることもできる。
弁３１，３２，３３により、燃料電池システムの系内が
適正な値でかつ確実に負圧にできるため、燃料改質器６
の改質反応部５において、式１で示した改質反応が進行
し易い条件が形成され、改質ガス２５中の水素が増す方
向になる。すなわち、燃料電池３にとっては、水素が少
なからず増えるので、発電性能が向上するという効果が
ある。
料電池システムを図３に示す。図３の構成および動作に
ついては、図１と異なる点のみを述べる。図３の特徴
は、図１の改質反応部５に流入する都市ガス２０の供給
路に弁３１を、燃焼部４に流入する空気１５の供給路に
弁３２を、さらにカソード１に流入する空気１３に供給
路に弁３３をそれぞれ設けたことにある。これらの弁３
１，３２，３３は、燃焼ガス排気ファン１２とカソード
ガス排気ファン１１により流体が吸引されて燃料電池シ
ステムの系内が適正な負圧になるように流動抵抗体とし
て働く。なお、弁３１，３２，３３の代わりにオリフィ
スのような固定式の流動抵抗体を用いることもできる。
弁３１，３２，３３により、燃料電池システムの系内が
適正な値でかつ確実に負圧にできるため、燃料改質器６
の改質反応部５において、式１で示した改質反応が進行
し易い条件が形成され、改質ガス２５中の水素が増す方
向になる。すなわち、燃料電池３にとっては、水素が少
なからず増えるので、発電性能が向上するという効果が
ある。
【００２０】本発明の他の実施例である固体高分子型燃
料電池システムを図４に示す。図４の構成および動作に
ついては、図２と異なる点のみを述べる。図４の特徴
は、図２の改質反応部５に流入する都市ガス２０の供給
路に弁３１を、燃焼部４に流入する空気１５の供給路に
弁３２を、さらにカソード１に流入する空気１３に供給
路に弁３３をそれぞれ設けたことにある。これらの弁３
１，３２，３３は、燃焼ガス排気ファン１２とカソード
ガス排気ファン１１により流体が吸引されて燃料電池シ
ステムの系内が適正な負圧になるように流動抵抗体とし
て働く。なお、弁３１，３２，３３の代わりにオリフィ
スのような固定式の流動抵抗体を用いることもできる。
弁３１，３２，３３により、燃料電池システムの系内の
改質反応部５から一酸化炭素酸化器８までの流路区間と
カソード１が適正な値でかつ確実に負圧にできるため、
燃料改質器６の改質反応部５において、式１で示した改
質反応が進行し易い条件が形成され、改質ガス２５中の
水素が増す方向になる。すなわち、燃料電池３にとって
は、水素が少なからず増えるので、発電性能が向上する
という効果がある。
料電池システムを図４に示す。図４の構成および動作に
ついては、図２と異なる点のみを述べる。図４の特徴
は、図２の改質反応部５に流入する都市ガス２０の供給
路に弁３１を、燃焼部４に流入する空気１５の供給路に
弁３２を、さらにカソード１に流入する空気１３に供給
路に弁３３をそれぞれ設けたことにある。これらの弁３
１，３２，３３は、燃焼ガス排気ファン１２とカソード
ガス排気ファン１１により流体が吸引されて燃料電池シ
ステムの系内が適正な負圧になるように流動抵抗体とし
て働く。なお、弁３１，３２，３３の代わりにオリフィ
スのような固定式の流動抵抗体を用いることもできる。
弁３１，３２，３３により、燃料電池システムの系内の
改質反応部５から一酸化炭素酸化器８までの流路区間と
カソード１が適正な値でかつ確実に負圧にできるため、
燃料改質器６の改質反応部５において、式１で示した改
質反応が進行し易い条件が形成され、改質ガス２５中の
水素が増す方向になる。すなわち、燃料電池３にとって
は、水素が少なからず増えるので、発電性能が向上する
という効果がある。
【００２１】本発明の他の実施例である固体高分子型燃
料電池システムを図５に示す。図５の構成および動作に
ついては、図１と異なる点のみを述べる。図５の特徴
は、図１の燃焼ガス排気ファン１２の代わりに蒸気３６
によって駆動されるエジェクタ３５を設けたことにあ
る。このエジェクタ３５に駆動用の蒸気３６を流すこと
によって、燃焼ガス１７が吸引される。これによって、
図１の燃焼ガス排気ファン１２と同様に燃料電池システ
ムの系内を適正な負圧にすることができる。ここで、蒸
気３６は本発明の固体高分子型燃料電池システム内の蒸
気または外部の蒸気であっても構わない。エジェクタ３
５によって、燃料電池システムの系内が負圧となり、燃
料改質器６の改質反応部５においても負圧となるため、
式１で示した改質反応が進行し易い条件が形成され、改
質ガス２５中の水素が増す方向になる。すなわち、燃料
電池３にとっては、水素が少なからず増えるので、発電
性能が向上するという効果がある。また、電気を使わず
に燃料電池システムの系内を負圧にすることができる効
果がある。
料電池システムを図５に示す。図５の構成および動作に
ついては、図１と異なる点のみを述べる。図５の特徴
は、図１の燃焼ガス排気ファン１２の代わりに蒸気３６
によって駆動されるエジェクタ３５を設けたことにあ
る。このエジェクタ３５に駆動用の蒸気３６を流すこと
によって、燃焼ガス１７が吸引される。これによって、
図１の燃焼ガス排気ファン１２と同様に燃料電池システ
ムの系内を適正な負圧にすることができる。ここで、蒸
気３６は本発明の固体高分子型燃料電池システム内の蒸
気または外部の蒸気であっても構わない。エジェクタ３
５によって、燃料電池システムの系内が負圧となり、燃
料改質器６の改質反応部５においても負圧となるため、
式１で示した改質反応が進行し易い条件が形成され、改
質ガス２５中の水素が増す方向になる。すなわち、燃料
電池３にとっては、水素が少なからず増えるので、発電
性能が向上するという効果がある。また、電気を使わず
に燃料電池システムの系内を負圧にすることができる効
果がある。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、燃料電池本体に導入す
る燃料ガス中の水素含有率を向上させ水素生成反応を促
進することができる固体高分子型燃料電池システムを提
供することができるという効果を奏する。
る燃料ガス中の水素含有率を向上させ水素生成反応を促
進することができる固体高分子型燃料電池システムを提
供することができるという効果を奏する。
【図１】本発明の一実施例である固体高分子型燃料電池
システム。
システム。
【図２】本発明の他の実施例である固体高分子型燃料電
池システム。
池システム。
【図３】本発明の他の実施例である固体高分子型燃料電
池システム。
池システム。
【図４】本発明の他の実施例である固体高分子型燃料電
池システム。
池システム。
【図５】本発明の他の実施例である固体高分子型燃料電
池システム。
池システム。
１…カソード、２…アノード、３…燃料電池、４…燃焼
部、５…改質反応部、６…燃料改質器、７…一酸化炭素
変成器、８…一酸化炭素酸化器、９…蒸気発生器、１０
…水ポンプ、１１…カソードガス排気ファン、１２…燃
焼ガス排気ファン、１３，１５，２３…空気、１４，２
５，２６…改質ガス、１６…アノード排ガス、１７…燃
焼ガス、１８…水、１９，３６…蒸気、２０…都市ガ
ス、２１，２２…冷却水、３０…改質ガス移送ファン、
３１，３２，３３…弁、３５…エジェクタ。
部、５…改質反応部、６…燃料改質器、７…一酸化炭素
変成器、８…一酸化炭素酸化器、９…蒸気発生器、１０
…水ポンプ、１１…カソードガス排気ファン、１２…燃
焼ガス排気ファン、１３，１５，２３…空気、１４，２
５，２６…改質ガス、１６…アノード排ガス、１７…燃
焼ガス、１８…水、１９，３６…蒸気、２０…都市ガ
ス、２１，２２…冷却水、３０…改質ガス移送ファン、
３１，３２，３３…弁、３５…エジェクタ。
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(72)発明者 奥沢 務
茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株
式会社日立製作所電力・電機開発研究所内
(72)発明者 伊藤 昌治
茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株
式会社日立製作所電力・電機開発研究所内
(72)発明者 水上 貴彰
茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株
式会社日立製作所電力・電機開発研究所内
(72)発明者 高橋 心
茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株
式会社日立製作所電力・電機開発研究所内
Ｆターム(参考） 5H026 AA06
5H027 AA06 BA01 BA09 BA16 BA17
Claims (7)
- 【請求項１】アノードとカソードとを有する固体高分子
型燃料電池と、原燃料を改質して燃料ガスを生成する燃
料改質設備とを備えた固体高分子型燃料電池システムに
おいて、前記アノードから排出されるアノード排ガスを
吸引する排気装置を設けたことを特徴とする固体高分子
型燃料電池システム。 - 【請求項２】アノードとカソードとを有する固体高分子
型燃料電池と、原燃料を改質して燃料ガスを生成する燃
料改質設備とを備えた固体高分子型燃料電池システムに
おいて、前記燃料ガスを前記燃料改質設備の出口から前
記アノードの入口へ流入させる燃料ガス移送機器を設け
たことを特徴とする固体高分子型燃料電池システム。 - 【請求項３】原燃料を改質して燃料ガスを生成する燃料
改質器と、該燃料改質器で生成された燃料ガス中の一酸
化炭素を水素に変成する一酸化炭素変成器と、該一酸化
炭素変成器を経た燃料ガス中の一酸化炭素濃度を低減す
る一酸化炭素酸化器と、該一酸化炭素酸化器を経た燃料
ガスが供給されるアノードと空気が供給されるカソード
とを有する固体高分子型燃料電池を備えた固体高分子型
燃料電池システムにおいて、前記一酸化炭素酸化器の後
流側に前記一酸化炭素酸化器を流通する燃料ガスを吸引
して前記アノードに供給する燃料ガス移送機器を設けた
ことを特徴とする固体高分子型燃料電池システム。 - 【請求項４】請求項１から３の何れかに記載の固体高分
子型燃料電池システムにおいて、前記カソードから排出
されるカソード排ガスを吸引する排気装置を設けたこと
を特徴とする固体高分子型燃料電池システム。 - 【請求項５】請求項１から３の何れかに記載の固体高分
子型燃料電池システムにおいて、前記燃料改質設備に原
燃料を供給する原燃料供給系統に流動抵抗体を設けたこ
とを特徴とする固体高分子型燃料電池システム。 - 【請求項６】請求項１に記載の固体高分子型燃料電池シ
ステムにおいて、前記排気装置は蒸気を駆動原として前
記アノード排ガスを吸引するエジェクタであることを特
徴とする固体高分子型燃料電池システム。 - 【請求項７】燃焼部と改質反応部とを有し原燃料を改質
して燃料ガスを生成する燃料改質器と、該燃料改質器で
生成された燃料ガス中の一酸化炭素を水素に変成する一
酸化炭素変成器と、該一酸化炭素変成器を経た燃料ガス
中の一酸化炭素濃度を低減する一酸化炭素酸化器と、該
一酸化炭素酸化器を経た燃料ガスが供給されるアノード
と空気が供給されるカソードとを有する固体高分子型燃
料電池と、前記改質反応部で原燃料の改質反応に用いる
水蒸気を発生させる蒸気発生器とを備えた固体高分子型
燃料電池システムにおいて、前記燃料ガスが流通する系
統に負圧を生じさせる装置を設けたことを特徴とする固
体高分子型燃料電池システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002079920A JP2003282109A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 固体高分子型燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002079920A JP2003282109A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 固体高分子型燃料電池システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003282109A true JP2003282109A (ja) | 2003-10-03 |
Family
ID=29229170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002079920A Pending JP2003282109A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 固体高分子型燃料電池システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003282109A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010033906A (ja) * | 2008-07-29 | 2010-02-12 | Toshiba Corp | 燃料電池コージェネレーションシステム |
| JP2016058400A (ja) * | 2010-04-26 | 2016-04-21 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 低減されたアノード反応物質圧力を介した燃料電池水管理 |
| JP2016096114A (ja) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | 東京瓦斯株式会社 | 燃料電池システム |
| CN114824366A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-07-29 | 重庆交通大学绿色航空技术研究院 | 一种空冷型氢燃料电池系统及排放的控制方法 |
| CN118231713A (zh) * | 2024-05-27 | 2024-06-21 | 山东国创燃料电池技术创新中心有限公司 | 燃料电池系统、燃料电池系统控制方法及车辆 |
-
2002
- 2002-03-22 JP JP2002079920A patent/JP2003282109A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2016058400A (ja) * | 2010-04-26 | 2016-04-21 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 低減されたアノード反応物質圧力を介した燃料電池水管理 |
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| CN114824366A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-07-29 | 重庆交通大学绿色航空技术研究院 | 一种空冷型氢燃料电池系统及排放的控制方法 |
| CN114824366B (zh) * | 2022-05-24 | 2024-01-26 | 重庆交通大学绿色航空技术研究院 | 一种空冷型氢燃料电池系统及排放的控制方法 |
| CN118231713A (zh) * | 2024-05-27 | 2024-06-21 | 山东国创燃料电池技术创新中心有限公司 | 燃料电池系统、燃料电池系统控制方法及车辆 |
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