JP2004505415A - 電気化学セルシステム出力制御方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
電気化学セルシステムのための方法及び装置を提供する。電気化学セルシステムは電気化学セルと、前記電気化学セルに多量のエネルギーを提供するために構成されたエネルギー源と、前記電気化学セルからのガス出力と動作可能なように連絡された、前記ガス出力のパラメータを示す出力シグナルを提供する感知装置と、前記感知装置と動作可能なように連絡されたコンピュータと、を含む。コンピュータは第1のオペレーショナルパラメータを保存するように構成された記憶装置と、出力シグナルのデジタル表示と前記第1のオペレーショナルパラメータを受信するように構成されたプロセッサとを含む。プロセッサは出力シグナルのデジタル表示を第1のオペレーショナルパラメータと比較し、電気化学セルに提供されるエネルギーの量を調節する。
Description
【0001】
関連出願のクロスレファレンス
この出願は2000年7月20日に出願された米国暫定特許出願番号第60/219,528号の利益を主張する。この出願については、全体として明細書に組み込むものとする。
【0002】
(背景技術)
電気化学セルはエネルギー変換装置であり、通常電解電池(セル:cell)または燃料電池に分類される。プロトン交換膜セルは電解により水を分解し水素と酸素ガスを発生させることにより水素発生器として機能することができると共に、水素を酸素と電気化学的に反応させ電気を発生させることにより燃料電池として機能することができる。図1では、アノード送り(フィード:feed)電解セル100の例示的な実施の形態の部分断面が図示されている。プロセス水102は酸素電極(アノード)116の側でセル100に送り込まれ酸素ガス104、電子及び水素イオン(プロトン)106が形成される。反応は、アノード116に電気的に接続された電源120の正端子及び水素電極(カソード)114に接続された電源120の負端子により促進される。酸素ガス104及びプロセス水108の一部はセル100から出て行き、プロトン106及び水110はプロトン交換膜118を横切ってカソード114まで移動し、そこで水素ガス112が形成される。
【0003】
図1と同様の構成を使用した水電解セルの他の例示的な実施の形態はカソード送りセルである。この場合プロセス水は水素電極側で供給される。一部の水はカソードから膜を横切ってアノードまで移動し、そこではアノードとカソードに接続された電源により促進される反応により水素イオンと酸素ガスが形成される。プロセス水の一部は膜を通らずにセルのカソード側から出て行く。
【0004】
燃料電池も図1と同様の構成を使用する。水素ガスは水素電極(燃料電池のアノード)に導入され、酸素または空気などの酸素含有ガスが酸素電極(燃料電池のカソード)に導入される。水もまた供給ガスと共に導入することができる。燃料電池動作用の水素ガスは純粋な水素供給源、炭化水素、メタノールあるいは燃料電池動作に適した純度(すなわち、触媒の作用を損なわせたりセル動作を妨害しない純度)の水素を供給する任意の他の水素供給源から発生させることができる。水素ガスは電気化学的にアノードで反応し、プロトン及び電子が発生する。この場合、電子はアノードから電気的に接続された外部負荷を通って流れ、プロトンは膜を通ってカソードまで移動する。カソードでは、プロトンと電子は酸素と反応し水が形成される。アノードとカソードを横切る電気電位を利用して外部負荷に電力供給することができる。
【0005】
他の例示的な実施の形態では、1つのシステム内で1以上の電気化学セルを使用し、水を電気分解して水素と酸素を発生させると共に必要に応じて水素と酸素を水に戻すことにより電気を発生させることができる。そのようなシステムは通常再生燃料電池システムと呼ばれる。
【0006】
電気化学セルシステムは一般に何層にも積み重ねられてスタックとして配列された多くの個々のセルを含み、動作流体がスタック構造内に形成された入力及び出力コンジットを介してセルを通るように誘導される。スタック内のセルは連続して配列され、各々がカソードと、プロトン交換膜と、アノードとを含む。各カソード/膜/アノードアセンブリ(以後、「膜電極アセンブリ」または「MEA」と呼ぶ)はカソードと流体連絡された第1の流れ場と、アノードと流体連絡された第2の流れ場とを含む。MEAはさらに、スクリーンパックまたはバイポーラプレートなどのセルの特別な構成により規定される流れ場内に配置された様々な異なる構造の任意の1つにより両側を支持されてもよい。これらにより、流体のMEAまで、およびMEAからの移動、および膜の水和が容易になる。
【0007】
電気化学セルシステムでは、水素ガスの出力圧を使用してセルの生成率(generation rate)を制御することができる。そのようなシステムでは、圧力変換器がセルの下流の水素圧をモニタし対応する電気シグナルを発生させる。この電気シグナルがアナログ制御回路に提供され、電解セルに供給される電力が制御される。アナログ制御回路は手作業で調節されるポテンシオメータ(potentiometer)を含み、これにより出力値(例えば圧力)に対応する基準電圧を手作業で設定することができる。コンパレータ回路が電気シグナルを基準電圧と比較する。コンパレータ回路の出力がパルス幅変調器に提供され、変調器は電気セルに対するシリコン制御整流器型の電源を制御する。そのような手作業制御装置の1つの欠点は基準電圧の遠隔制御に欠けることである。他の欠点はフィードバックシステムとの直接統合ができないことである。
【0008】
現存の電気化学セルシステム出力装置は所期の目的に適するが、依然として、特に使用の容易さ、制御の容易さおよびフィードバックの一体化に関する改良が必要である。
【0009】
(発明の開示)
従来技術の上記欠点および短所は、電気化学セルと、多量のエネルギーを電気化学セルに提供するように構成されたエネルギー源と、電気化学セルからのガス出力と動作可能に連絡され、ガス出力のパラメータを示す出力シグナルを提供する感知装置と、感知装置と動作可能に連絡されたコンピュータと、を備える電気化学セルシステムにより克服または軽減される。コンピュータは第1の動作(オペレーショナル:operational)パラメータを保存するように構成された記憶装置と、出力シグナルのデジタル表示と第1のオペレーショナルパラメータを受信するように構成されたプロセッサとを含む。プロセッサは出力シグナルのデジタル表示を第1のオペレーショナルパラメータと比較し、電気化学セルに提供されるエネルギー量を調整する。
【0010】
電源に電気的に接続された電気化学セルからのガス出力を制御するための方法は、ガス出力のパラメータを感知しそのパラメータを示す感知シグナルを作成する工程と、記憶装置から所定の値と所定の変動を検索する工程と、感知シグナルを所定の値と比較する工程と、感知シグナルと所定の値との差が所定の変動よりも大きな量である場合電源にシグナルを提供する工程と、シグナルに応じて電源の出力を調節する工程と、を含む。
【0011】
他の実施の形態では、電源に電気的に接続された電気化学セルからのガス出力を制御する方法は、ガス出力のパラメータを感知しそのパラメータを示す感知シグナルを作成する工程と、記憶装置から所定の高値(upper value)を検索する工程と、前記感知シグナルを前記所定の高値と比較する工程と、前記感知シグナルが前記高値よりも大きい場合前記電源に低シグナルを提供する工程と、前記低シグナルに応じて前記電源の出力を低くする工程と、を含む。
【0012】
他の実施の形態では、電源に電気的に接続された電気化学セルからのガス出力を制御する方法は、ガス出力のパラメータを感知しそのパラメータを示す感知シグナルを作成する工程と、記憶装置から一定期間にわたるパラメータの予測増加を示す所定の値を検索する工程と、一定期間にわたり感知シグナルをモニタし前記パラメータの増加を決定する工程と、前記パラメータの増加が前記パラメータの予測増加よりも少ない場合アラーム及び電源のうちの1以上にシグナルを提供する工程と、を含む。
【0013】
本発明のこれらの及び他の特徴は、当業者であれば以下の詳細な説明及び図面から認識し、理解するであろう。
【0014】
(発明を実施するための最良の形態)
図2では、電気化学セルシステムの例示的な実施の形態が一般的に30で示されている。以後、「システム30」と呼ぶ。システム30は燃料としてガスクロマトグラフィー及び様々な他の適用において水素を発生させるのに適している。以下で説明する発明にかかる改良は電解セルに関して述べているが、これらの改良は一般に電解セル及び燃料電池の両方に適用できることを理解すべきである。さらに、説明及び図面は水の電気分解による水素と酸素の発生に関するものであるが、この装置は他の反応材料からの他のガスの発生に適用することができる。
【0015】
例示的なシステム30は図1に示されるように、反応水からガスを発生させることができる水供給(water−fed)電解セルを含み、制御システムに動作的に結合されている。適した反応水は脱イオン蒸留水であり、水供給源32から連続して供給される。システム30により使用される反応水は水供給源32に保存され、重力により、あるいはポンプ38によるポンピングにより電解セルスタック40に供給される。好ましくは透明な可塑剤を含まない管である供給ラインはその中に配置された導電率センサ34を含み、水の電気電位をモニタし、これにより純度を決定しシステム30において使用するのに妥当であることを確認する。
【0016】
セルスタック40は密閉構造(図示せず)内に封入された図1に関して以上で説明したセル100と同様の複数のセルを含む。反応水はセルコンポーネントと流体連絡されたマニホルドまたは他の型のコンジット(図示せず)により受理される。電源42はセルスタック40内の各セルと電気連絡されて配置され、水の電離に対する駆動力が提供される。
【0017】
酸素及び水は共通のストリームを介してセルスタック40から出て行き、最終的には水供給源32に戻る。このように水はリサイクルされ酸素は雰囲気に排出される。水素ストリームは水を含みセルスタック40から出て行き、相分離タンクに送られる。相分離タンクは水素/水分離装置44であり、以後「セパレータ44」と呼ぶ。ここで気相と液相が分離される。この水素ストリームは好ましくは約250ポンド/平方インチ(psi)の圧力を有するが、約1psiから約6000psiまでの任意の値とすることができる。いくらかの水がセパレータ44で水素ストリームから除去される。出て行く水素ガスは(セパレータ44への水素ストリームより水の含量が少なく)さらに、乾燥ユニット46で乾燥されるが、その乾燥ユニットは例えばディフューザ、圧力スウィング吸収装置または乾燥剤としてもよい。微量の水素を連行する水は低圧水素セパレータ48を通して水素源32に戻される。低圧水素セパレータ48では減圧により水素が水ストリームから出て行き、セパレータから出て行く水よりも低い圧力で水も水素源32にリサイクルされる。セパレータ44はまた、圧力または圧力差が予め選択された限界を超えると急激に水素を水素排気口52にパージするレリーズ50を含む。このレリーズはリリーフバルブとしてもよい。
【0018】
ディフューザ46からの水素は水素貯蔵所54に送られる。バルブ56,58はシステムラインの様々な点に備えられ、所定の条件下で水素を排気口52または水素貯蔵所54のいずれかに放出するように構成される。さらに、水素が水素貯蔵所54からディフューザ46及びセパレータ44まで逆流しないように逆止め弁60が備えられる。
【0019】
出力センサ64がシステム30に組み込まれ、乾燥ユニット46の下流点で水素ガスのパラメータが感知される。出力センサ64は水素ライン内のガス圧をそのガス圧を示す電圧または電流レベルに変換する圧力変換器としてもよい。出力センサ64はまたガスの定性または定量パラメータを感知しそのパラメータを示す電気シグナルを出力として提供するのに適した任意の他のセンサとしてもよい。そのような他のセンサとしては、流速センサ、質量流量センサ及び示差圧力センサが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【0020】
出力センサ64はコンピュータ66とインタフェースする。コンピュータ66はデータ及び命令を受信し、その命令を実行しデータを処理し、結果を提供することができる適した電子装置である。そのため、コンピュータ66はマイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ミニコンピュータ、光学計算機、ボードコンピュータ、複雑命令セットコンピュータ、ASIC(特定用途向け集積回路)、リスクコンピュータ、アナログコンピュータ、デジタルコンピュータ、分子コンピュータ、量子コンピュータ、セルラーコンピュータ、超伝導コンピュータ、スーパーコンピュータ、固体コンピュータ、シングルボードコンピュータ、緩衝記憶計算機、コンピュータネットワーク、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、科学コンピュータ、科学計算機または前述のうちの幾つかの一体型機とすることができる。
【0021】
コンピュータ66はセンサ64により提供されるアナログ電圧または電流レベルを感知された水素圧を示すデジタルシグナル、以後Pactと呼ぶ、に変換することができる。その代わりに、センサ64はデジタルシグナルをコンピュータ66に提供する様に構成されてもよく、あるいはセンサ64とコンピュータ66との間にアナログデジタル(A/D)変換器(図示せず)を結合させセンサ64により提供されるアナログシグナルをコンピュータ66により処理されるデジタルシグナルに変換してもよい。コンピュータ66は、以後さらに詳細に説明するように、システム30の出力を制御するために様々なプロセスに対する入力としてデジタルシグナルPactを使用する。
【0022】
コンピュータ66はデータ伝送媒体68によりシステム30の1以上のコンポーネントと動作可能に結合されている。データ伝送媒体68としては、撚線対配線、同軸ケーブル及び光ファイバケーブルが挙げられるがこれらに限定されるものではない。データ伝送媒体68としてはまたラジオ及び赤外シグナル伝送システムが挙げられるが、これらに限定されるものではない。図2に示した実施の形態では、伝送媒体68はコンピュータ66を電源42、ポンプ38及びバルブ56,58に結合する。コンピュータ66はこれらのコンポーネントにオペレーティングシグナルを提供し、これらのコンポーネントからデータ伝送媒体68を介してデータを受信するように構成される。
【0023】
一般に、コンピュータ66は出力センサ64からデータを受信し、出力センサ64からのデータを予め決められた設定点と比較する目的で所定の命令が与えられ、電源42に対し作用し電解セルスタック40内の電極を横切る電圧を増加または減少させ、これにより電解セルスタック40の出力を増加または減少させる。コンピュータ66はバルブ56,58にオペレーティングシグナルを提供し、水素貯蔵所54へのガスの自動遮断が実行され、および/またはガスの流れが排気口52へ変えられる。コンピュータ66はまた、例えばバルブ56,58の開閉を示すデータをバルブ56,58から受信する。さらに、コンピュータ66は、例えばポンプ38が動作しているか、及びその動作速度を示すデータをポンプ38から受信する。出力センサ64、バルブ56,58及びポンプ38から受信されたデータはコンピュータ66に結合されたモニタ70上に表示されてもよい。モニタ70はLED(発光ダイオード)ディスプレイ、LCD(液晶ダイオード)ディスプレイ、CRT(陰極線管)ディスプレイ、などである。コンピュータ66にデータ入力を提供するためにコンピュータ66にキーパッド72を結合させる。
【0024】
システム30内の1以上のコンポーネントに結合されるだけでなく、コンピュータ66はまたローカルエリアネットワーク(LAN)74及びインターネットなどの外部コンピュータネットワークに結合されてもよい。LAN74は1以上の遠隔コンピュータ76を相互接続し、それらのコンピュータはTCP/IP(伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル)、RS−232、ModBusなどの周知のコンピュータ通信プロトコルを用いてコンピュータ66と通信するように構成される。追加のシステム30もまたコンピュータ66を用いてLAN74に接続してもよく、これらのシステム30の各々は遠隔コンピュータ76及び他のシステム30からデータを受信し、それらへデータを送信するように構成される。LAN74はサーバコンピュータ78を介してインターネットに接続される。この接続によりコンピュータ66はインターネットに接続された1以上の遠隔コンピュータ80と通信することができる。
【0025】
図3は、コンピュータ66の概略図を示したものである。コンピュータ66はランダムアクセスメモリ(RAM)装置152と、不揮発性メモリ(NVM)装置154と、読み出し専用メモリ(ROM)装置156と、1以上の入力/出力(I/O)制御装置158と、LANインタフェース装置160とにデータ通信バス162を介して結合されたプロセッサ150を含む。
【0026】
I/O制御装置158は、バルブ56,58、キーパッド72及びこれらの装置とバス162との間でデジタルデータを提供するためのモニタ70に結合される。I/O制御装置158はまたアナログデジタル(A/D)変換器164にも結合され、この変換器は出力センサ64およびポンプ34からのアナログデータシグナルを受信する。1つのA/D変換器164は電源42内の電力制御回路(図示せず)に結合される。プロセッサ150はI/O制御装置158及びA/D変換器164を介して電源42内の電力制御回路に制御シグナル(例えば、パルス幅変調制御シグナル)を提供する。プロセッサ150により提供された制御シグナルに応じて、電源42は電解セルスタック40内の電極を横切る対応する電圧レベルを提供する。電源42内の電力制御回路は例えば、シリコン制御整流器(SCR)系電力制御回路を含んでも良い。
【0027】
LANインタフェース装置160はLAN74により支持されたデータ通信プロトコルでコンピュータ66とLAN74との間の通信を提供する。ROM装置156はプロセッサ150に対する初期化パラメータを含むアプリケーションコード166、例えば主機能ファームウエア、及びブートコードを保存する。アプリケーションコード166はまた、図4−6を参照して以下でさらに詳細に説明するように、プロセッサ150に電気化学セルシステム出力制御方法を実行させるプログラム命令を含む。
【0028】
NVM装置154はEPROM(消去可能なプログラム可能読み取り専用メモリ)チップ、ディスクドライブなどの任意の形態の不揮発性メモリである。アプリケーションコード166用の様々なオペレーショナルパラメータ168がNVM装置154に保存される。これらについては図4−6を参照してさらに詳細に説明する。様々なオペレーショナルパラメータ168は局所的に、キーパッド72または遠隔コンピュータ76(図2)を使用して、あるいは遠隔コンピュータ80を使用するインターネットを介して遠隔操作により(図2)、NVM装置154に入力することができる。アプリケーションコード166はROM装置156ではなくNVM装置154に保存することができることは認識されるであろう。
【0029】
図4、5および6はアプリケーションコード166内に含まれる電気化学セルシステム出力制御方法を示す流れ図である。これらの方法は、典型的にはソフトウエアの形態で、プロセッサ150により実行されるように書かれたコンピュータ命令において具体化される。ソフトウエアはアセンブリ言語、VHDL(Verilogハードウエア記述言語)、VHSIC HDL(超高速ICハードウエア記述言語)、Fortran(数式翻訳)、C、C++、Visual C++、Java(登録商標)ALGOL(アルゴリズム言語)、BASIC(初心者汎用記号命令コード)、ビジュアルBASIC、ActiveX、HTML(ハイパーテキストマークアップ言語)、及び前記少なくとも1つの任意の組合せまたは派生商品を含む任意の言語で符号化することができるが、これらに限定されるものではない。さらに、オペレータはスプレッドシートまたはデータベースなどの現存のソフトウエアアプリケーションを使用することができ、様々なセルをアルゴリズムで列挙した変数と相関させることができる。さらに、ソフトウエアは他のソフトウエアから独立してもよく、あるいは例えば一体化ソフトウエアの形態など、他のソフトウエアに依存してもよい。図3を参照して説明した実施の形態では、図4、5及び6の方法はアセンブリ言語で、好ましくはアリゾナ州チャンドラーのマイクロチップ(Microchip、登録商標)により提供されるプラットフォームで書かれたコンピュータ命令としてROM装置156内に保存される。
【0030】
図2、3及び4を参照して、図4の電気化学セルシステム出力制御方法2000について説明する。方法200はブロック202から開始し、ブロック204に進む。ブロック204では、ディフューザ46の下流の感知水素圧を示すデジタルシグナルPactがサンプリングされる。その後方法200はブロック206に進み、そこでオペレーショナルパラメータ「Pset」および「デルタ(Delta)」がNVM装置154から検索される。オペレーショナルパラメータ「Pset」は所望の水素出力圧を示す。「Pset」に対する典型的な値は約0ポンド/平方インチ(p.s.i)と2500p.s.iとの間であり、好ましくは65p.s.iと250p.s.iとの間である。オペレーショナルパラメータDeltaはPsetに対する逸脱限界を表す。Deltaに対する典型的な値は約1p.s.iと50p.s.iとの間、好ましくは約5p.s.iと25p.s.iとの間である。PsetおよびDeltaは一般に使用する水素の型または貯蔵所54の貯蔵能力を含む因子に依存して変動するが、因子はこれらに限定されない。
【0031】
方法200はブロック206からブロック208に進む。ブロック208では、ブロック204からの値Pact及びブロック206からの値PsetおよびDeltaがブロック208で以下のクエリーに導入される。
│Pact−Pset│>Deltaか?ブロック208のクエリーに対する答えが否定的であれば、実際の圧力Pactは設定点圧力Psetに比べ許容可能な変動Delta内にあり、方法200はブロック204に戻り、そこでシグナルPactが再びサンプリングされる。このループは一般に方法200が外見上終了あるいは休止するまで、またはブロック208のクエリーに対する答えが肯定的になるまで続く。
【0032】
ブロック208のクエリーに対する答えが肯定的であれば、第1にあるいは1以上の否定的な答えの後で、方法200はブロック210まで進み、そこで以下のクエリーが提示される。
Pact>Psetか?
一般に、このクエリーは電源42に提供するための制御シグナルの型を決定する。とりわけ、ブロック210のクエリーは電源42からセルスタック40に提供される電流を増加させるかあるいは減少させるかを決定する。クエリーの答えが否定的であれば、水素圧が不十分であることが示され、方法200はブロック212まで進みそこでプロセッサ150は電源42に増加シグナルを提供するよう命令される。増加シグナルの受信に応じて、電源42はセルスタック40への電流を増加させる。セルスタック40への電流が増加すると、反応速度が増大し、これにより水素出力ライン内の圧力が増大する。上昇シグナルには、例えば電源42へのシグナル出力のパルス幅を調節するなどのゲート制御シグナルが含まれても良い。ブロック210でのクエリーの答えが肯定的であれば、水素圧が過剰であることが示され、方法200はブロック214まで進みそこでプロセッサ150は電源42に減少シグナルを提供するように命令される。減少シグナルの受信に応じて、電源42はセルスタック40への電流を減少させる。セルスタック40への電流が減少すると反応速度が減少し、これにより水素ライン内の圧力が減少する。減少シグナルには、例えば電源42へのシグナル出力のパルス幅を調節するなどゲート制御シグナルが含まれてもよい。方法200はブロック212または214のいずれかの後のブロック216で終了する。方法はシステム30の動作中プロセッサ150により繰り返し実行されることは認識されるであろう。
【0033】
図2、3及び5を参照して、図5の他の電気化学セルシステム出力制御方法250について説明する。ブロック252で開始した後、方法250はブロック254に進み、そこでデフューザ46の下流の感知水素圧を示すデジタルシグナルPactがサンプリングされる。その後方法250はブロック256まで進み、そこでオペレーショナルパラメータ「Pup」及び「Plow」がNVM装置154から検索される。オペレーショナルパラメータPupは水素出力圧に対する上限設定点を示し、オペレーショナルパラメータPlowは水素出力圧力に対する下限設定点を示す。PupおよびPlowは一般に使用する水素の型あるいは水素貯蔵所54の容量を含む因子に依存して変動するが、因子はこれらに限られるものではない。
【0034】
ブロック256から方法250はブロック258に進み、そこでブロック254からの値Pact及びブロック256からの値Pupが以下のクエリーに導入される。
Pact>Pupか?
ブロック258のクエリーに対する答えが肯定的であれば、水素出力圧が過剰であることが示され、方法250はブロック260まで進み、そこでプロセッサ150は電源42に減少シグナルを提供するように命令される。減少シグナルの受信に応じて、電源42はセルスタック40への電流を減少させる。ブロック260の後、方法250はブロック262で終了する。
【0035】
ブロック258のクエリーに対する答えが否定的であれば、実際の圧力Pactが上限設定点水素出力圧Pup以下であり、方法250はブロック264まで進み、そこでPact及びPlowは以下のクエリーに導入される。
Pact<Plowか?
ブロック264のクエリーに対する答えが肯定的であれば、水素出力圧が不十分であることが示され、方法250はブロック266まで進み、そこでプロセッサ150は電源42に増加シグナルを提供するように命令される。増加シグナルの受信に応じて、電源42はセルスタック40への電流を増加させる。ブロック266の後、方法250はブロック262で終了する。方法250はシステム30の動作中プロセッサ150により繰り返し実行されることは認識されるであろう。
【0036】
ブロック264のクエリーに対する答えが否定的であれば、実際の圧力Pactは下限設定点水素出力圧Plowと上限設定点水素出力圧Pupとの間であり、方法250はブロック254にループバックし、そこでデジタルシグナルPactが再びサンプリングされる。このループは一般に、方法250が外見上終了または休止するまで、あるいはブロック258のクエリーまたはブロック264のクエリーへのいずれかの答えが肯定的となるまで続く。
【0037】
図2,3及び6を参照して、図6の電気化学セルシステム出力制御方法300について説明する。方法300により、装置を損傷する可能性のある過剰な圧力が増大した場合、あるいはシステム30の生成率が例えばシステム30のリークにより所定の量よりも低くなった場合、セル38への電流が中断される。方法300は前述の方法200または250と共に実装することができる。
【0038】
方法300はブロック302から開始しブロック304に進み、時間ステップカウンタ「n」が初期値(例えば1)に設定される。方法300はブロック306に進み、ディフューザ46の下流の感知水素圧を示すデジタルシグナルPactが開始時間「t=0」でサンプリングされる。その後、方法300はブロック308に進み、オペレーショナルパラメータ「Pmax」がNVM装置154から検索される。オペレーショナルパラメータPmaxは例えば装置に損傷を与えることがある過剰な圧力の増大を防止する安全設定点を表す。例えば、Pmaxは正常な動作圧(例えば、Pset)を超える約10p.s.iと約50p.s.iとの間に設定することができるが、実際の値はシステムの要求に従い変動させてもよい。
【0039】
ブロック308から方法300はブロック310に進み、そこでデジタルシグナルPactが時間「t=n」でサンプリングされる。その後方法300はブロック312に進みそこでオペレーショナルパラメータ「Pdiff」がNVM装置154から検索される。オペレーショナルパラメータPdiffは各時間ステップ「n」(例えば、t=0とt=1との間)の期間にわたる水素出力圧の予測増加を示す。Pdiffは電源42によりセルスタック40に供給された所定の電流に対するセルスタック40の予測生成率のいくらかのパーセンテージ(例えば90%)を基に選択される。電源42の出力が可変であれば、方法200及び方法250のようにアプリケーションコード166は電源42によるセルスタック40への電流出力に基づきPdiffを周期的に決定するようにプロセッサ150に命令する。プロセッサ150は、1以上のルックテーブルまたはPdiffを電源42による電流出力に相関させる式にアクセスすることによりこれを遂行する。
【0040】
ブロック312から方法300はブロック314に進み、そこでパラメータPdiffと、現在の時間ステップ(t=n)及び前の時間ステップ(t=n−1)に対する値Pactが以下のクエリーに導入される。
Pact at t=n−Pact at t=n―1<Pdiffか?
ブロック314のクエリーに対する答えが肯定的であれば、システム30の生成率が幾らかの所定の値より小さいことが示され、方法300はブロック316に進みプロセッサ150は電源42に中断シグナルを提供するように命令される。前記中断シグナルの受信に応じて、電源42はセルスタック40への電流を中断する。中断シグナルは例えば電源42へのシグナル出力のパルス幅を調節するなどのゲート制御シグナルを含んでも良い。ブロック316の後、方法300はブロック318で終了する。その代わりに、ブロック314のクエリーへの答えが肯定的であれば、方法300はブロック320まで進みそこでアラームが作動し(例えば、音がする)動作担当員に警告される。
【0041】
ブロック314のクエリーへの答えが否定的であれば、システム30の生成率が十分であることが示され、方法300はブロック322まで進みそこでパラメータPmaxと、現在の時間ステップ(t=n)に対する値Pactが以下のクエリーに導入される。
Pact at t=n>Pmaxか?
ブロック322のクエリーへの答えが肯定的であれば、実際の圧力Pactが規定の最大圧Pmaxを超えたことが示され、プロセス300はブロック316に進みそこでプロセッサ150は電源42に中断シグナルを提供するように命令される。ブロック316の後、方法300はブロック318で終了する。
【0042】
ブロック322のクエリーに対する答えが否定的であれば、プロセス300はブロック324に進み、そこで時間ステップがインクリメントされ、その後ブロック310に進みデジタルシグナルPactが新しい時間ステップに対しサンプリングされる。このループは一般に、方法300が外見上終了または休止するまで、あるいはブロック314またはブロック322のクエリーの答えが肯定的となるまで続く。
【0043】
さらに他の実施の形態では、電源42および/またはセルスタック40からのフィードバックをコンピュータ66に提供することができる。コンピュータ66は電源42により提供された電流、電源42を横切る電圧、及び/またはセル38の特別な部分を横切る電圧、及び/またはセルスタック40の特別な部分を横切る電圧に関連する情報を使用し、様々なオペレーショナルパラメータ168をアップデートする。さらに、この情報の全てまたはいくらかをモニタ70上で動作担当員に提供することができる。さらに、この情報の全てまたはいくらかをNVM装置168に保存し、後にとりわけオペレーショナルパラメータ168をアップデートし、システム30の健康状態をモニタし、あるいは様々な電源42の出力レベルに対するPdiffを予測するために検索することができる。
【0044】
この中で説明した電気化学セルシステム出力制御方法及び装置により、システムのオペレーショナルパラメータを遠隔操作によりまたは局所的に設定することができる。オペレーショナルパラメータを遠隔操作により設定することができるので、1人のオペレータが任意の数の電気化学制御システムを実質上任意の位置からモニタし制御することができる。オペレーショナルパラメータの遠隔設定により、オペレーショナルパラメータの設定を局所的に行う必要がある従来技術による電気化学セルシステム出力制御装置では達成することができなかった動作の利便性が得られる。さらに、本発明では1人のオペレータが異なる場所に配置された任意の数のシステムをモニタし動作させることができるので従来技術に比べ労力と経費を節約することができる。従来のシステムでは、現地のオペレータが電気化学セルをモニタし制御する必要がある。
【0045】
この中で説明した電気化学セルシステム出力制御方法及び装置では、システムフィードバックに基づきオペレーショナルパラメータを自動的にアップデートすることができる。例えば、生成率をモニタするために使用されるオペレーショナルパラメータPdiffはセルスタックに供給される電力に対応するようにアップデートすることができる。従来技術の電気化学セルシステムでは、そのようなフィードバックは手作業により実行されており、この中で説明した生成率をモニタするための方法300などの所定の方法を実装することは不可能である。
【0046】
電気化学セルシステム出力制御方法はコンピュータ実装プロセス及びそれらのプロセスを実行するための装置の形態で具体化することができる。電気化学セルシステム出力方法はまた、命令を含むコンピュータプログラムコードの形態で実現することができ、フロッピー(登録商標)ディスケット、CD−ROM、ハードドライブ、あるいは任意の他のコンピュータ読み出し可能記憶媒体などの有形媒体において実現することができる。これらの場合、コンピュータプログラムコードがコンピュータにロードされ、コンピュータにより実行されると、コンピュータは本発明を実行するための装置となる。電気化学セルシステム出力制御方法はまたコンピュータプログラムコードの形態で実現することができる。この場合、例えば、記憶媒体に保存され、コンピュータにロードされおよび/またはコンピュータにより実行され、あるいは電気配線またはケーブル配線、光ファイバ、電磁放射などの幾つかの伝送媒体により伝送される。これらの場合、コンピュータプログラムコードがコンピュータにロードされ、コンピュータにより実行されると、コンピュータは本発明を実行するための装置となる。汎用マイクロプロセッサ上に実装されると、コンピュータプログラムコードセグメントによりマイクロプロセッサが環境設定され特定の論理回路が形成される。
【0047】
好ましい実施の形態について図示し説明してきたが、本発明の精神及び範囲内であれば様々な改良および変更が可能であろう。従って、この発明についての説明は例示にすぎず限定するものではないことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
図面について説明する。図面は例示であり限定するものではない。いくつかの図面において同様の要素には同様の符号を付する。
【図1】電気化学反応を示す従来の電気化学セルの概略図である。
【図2】コンピュータを含む電気化学セルシステムの概略図である。
【図3】図2のコンピュータの概略図である。
【図4】図3のコンピュータにより採用された電気化学セルシステム出力制御方法の流れ図である。
【図5】図4の電気化学セルシステム出力制御方法の他の実施の形態の流れ図である。
【図6】図3のコンピュータにより採用された電気化学セルシステム出力制御方法の流れ図である。
関連出願のクロスレファレンス
この出願は2000年7月20日に出願された米国暫定特許出願番号第60/219,528号の利益を主張する。この出願については、全体として明細書に組み込むものとする。
【0002】
(背景技術)
電気化学セルはエネルギー変換装置であり、通常電解電池(セル:cell)または燃料電池に分類される。プロトン交換膜セルは電解により水を分解し水素と酸素ガスを発生させることにより水素発生器として機能することができると共に、水素を酸素と電気化学的に反応させ電気を発生させることにより燃料電池として機能することができる。図1では、アノード送り(フィード:feed)電解セル100の例示的な実施の形態の部分断面が図示されている。プロセス水102は酸素電極(アノード)116の側でセル100に送り込まれ酸素ガス104、電子及び水素イオン(プロトン)106が形成される。反応は、アノード116に電気的に接続された電源120の正端子及び水素電極(カソード)114に接続された電源120の負端子により促進される。酸素ガス104及びプロセス水108の一部はセル100から出て行き、プロトン106及び水110はプロトン交換膜118を横切ってカソード114まで移動し、そこで水素ガス112が形成される。
【0003】
図1と同様の構成を使用した水電解セルの他の例示的な実施の形態はカソード送りセルである。この場合プロセス水は水素電極側で供給される。一部の水はカソードから膜を横切ってアノードまで移動し、そこではアノードとカソードに接続された電源により促進される反応により水素イオンと酸素ガスが形成される。プロセス水の一部は膜を通らずにセルのカソード側から出て行く。
【0004】
燃料電池も図1と同様の構成を使用する。水素ガスは水素電極(燃料電池のアノード)に導入され、酸素または空気などの酸素含有ガスが酸素電極(燃料電池のカソード)に導入される。水もまた供給ガスと共に導入することができる。燃料電池動作用の水素ガスは純粋な水素供給源、炭化水素、メタノールあるいは燃料電池動作に適した純度(すなわち、触媒の作用を損なわせたりセル動作を妨害しない純度)の水素を供給する任意の他の水素供給源から発生させることができる。水素ガスは電気化学的にアノードで反応し、プロトン及び電子が発生する。この場合、電子はアノードから電気的に接続された外部負荷を通って流れ、プロトンは膜を通ってカソードまで移動する。カソードでは、プロトンと電子は酸素と反応し水が形成される。アノードとカソードを横切る電気電位を利用して外部負荷に電力供給することができる。
【0005】
他の例示的な実施の形態では、1つのシステム内で1以上の電気化学セルを使用し、水を電気分解して水素と酸素を発生させると共に必要に応じて水素と酸素を水に戻すことにより電気を発生させることができる。そのようなシステムは通常再生燃料電池システムと呼ばれる。
【0006】
電気化学セルシステムは一般に何層にも積み重ねられてスタックとして配列された多くの個々のセルを含み、動作流体がスタック構造内に形成された入力及び出力コンジットを介してセルを通るように誘導される。スタック内のセルは連続して配列され、各々がカソードと、プロトン交換膜と、アノードとを含む。各カソード/膜/アノードアセンブリ(以後、「膜電極アセンブリ」または「MEA」と呼ぶ)はカソードと流体連絡された第1の流れ場と、アノードと流体連絡された第2の流れ場とを含む。MEAはさらに、スクリーンパックまたはバイポーラプレートなどのセルの特別な構成により規定される流れ場内に配置された様々な異なる構造の任意の1つにより両側を支持されてもよい。これらにより、流体のMEAまで、およびMEAからの移動、および膜の水和が容易になる。
【0007】
電気化学セルシステムでは、水素ガスの出力圧を使用してセルの生成率(generation rate)を制御することができる。そのようなシステムでは、圧力変換器がセルの下流の水素圧をモニタし対応する電気シグナルを発生させる。この電気シグナルがアナログ制御回路に提供され、電解セルに供給される電力が制御される。アナログ制御回路は手作業で調節されるポテンシオメータ(potentiometer)を含み、これにより出力値(例えば圧力)に対応する基準電圧を手作業で設定することができる。コンパレータ回路が電気シグナルを基準電圧と比較する。コンパレータ回路の出力がパルス幅変調器に提供され、変調器は電気セルに対するシリコン制御整流器型の電源を制御する。そのような手作業制御装置の1つの欠点は基準電圧の遠隔制御に欠けることである。他の欠点はフィードバックシステムとの直接統合ができないことである。
【0008】
現存の電気化学セルシステム出力装置は所期の目的に適するが、依然として、特に使用の容易さ、制御の容易さおよびフィードバックの一体化に関する改良が必要である。
【0009】
(発明の開示)
従来技術の上記欠点および短所は、電気化学セルと、多量のエネルギーを電気化学セルに提供するように構成されたエネルギー源と、電気化学セルからのガス出力と動作可能に連絡され、ガス出力のパラメータを示す出力シグナルを提供する感知装置と、感知装置と動作可能に連絡されたコンピュータと、を備える電気化学セルシステムにより克服または軽減される。コンピュータは第1の動作(オペレーショナル:operational)パラメータを保存するように構成された記憶装置と、出力シグナルのデジタル表示と第1のオペレーショナルパラメータを受信するように構成されたプロセッサとを含む。プロセッサは出力シグナルのデジタル表示を第1のオペレーショナルパラメータと比較し、電気化学セルに提供されるエネルギー量を調整する。
【0010】
電源に電気的に接続された電気化学セルからのガス出力を制御するための方法は、ガス出力のパラメータを感知しそのパラメータを示す感知シグナルを作成する工程と、記憶装置から所定の値と所定の変動を検索する工程と、感知シグナルを所定の値と比較する工程と、感知シグナルと所定の値との差が所定の変動よりも大きな量である場合電源にシグナルを提供する工程と、シグナルに応じて電源の出力を調節する工程と、を含む。
【0011】
他の実施の形態では、電源に電気的に接続された電気化学セルからのガス出力を制御する方法は、ガス出力のパラメータを感知しそのパラメータを示す感知シグナルを作成する工程と、記憶装置から所定の高値(upper value)を検索する工程と、前記感知シグナルを前記所定の高値と比較する工程と、前記感知シグナルが前記高値よりも大きい場合前記電源に低シグナルを提供する工程と、前記低シグナルに応じて前記電源の出力を低くする工程と、を含む。
【0012】
他の実施の形態では、電源に電気的に接続された電気化学セルからのガス出力を制御する方法は、ガス出力のパラメータを感知しそのパラメータを示す感知シグナルを作成する工程と、記憶装置から一定期間にわたるパラメータの予測増加を示す所定の値を検索する工程と、一定期間にわたり感知シグナルをモニタし前記パラメータの増加を決定する工程と、前記パラメータの増加が前記パラメータの予測増加よりも少ない場合アラーム及び電源のうちの1以上にシグナルを提供する工程と、を含む。
【0013】
本発明のこれらの及び他の特徴は、当業者であれば以下の詳細な説明及び図面から認識し、理解するであろう。
【0014】
(発明を実施するための最良の形態)
図2では、電気化学セルシステムの例示的な実施の形態が一般的に30で示されている。以後、「システム30」と呼ぶ。システム30は燃料としてガスクロマトグラフィー及び様々な他の適用において水素を発生させるのに適している。以下で説明する発明にかかる改良は電解セルに関して述べているが、これらの改良は一般に電解セル及び燃料電池の両方に適用できることを理解すべきである。さらに、説明及び図面は水の電気分解による水素と酸素の発生に関するものであるが、この装置は他の反応材料からの他のガスの発生に適用することができる。
【0015】
例示的なシステム30は図1に示されるように、反応水からガスを発生させることができる水供給(water−fed)電解セルを含み、制御システムに動作的に結合されている。適した反応水は脱イオン蒸留水であり、水供給源32から連続して供給される。システム30により使用される反応水は水供給源32に保存され、重力により、あるいはポンプ38によるポンピングにより電解セルスタック40に供給される。好ましくは透明な可塑剤を含まない管である供給ラインはその中に配置された導電率センサ34を含み、水の電気電位をモニタし、これにより純度を決定しシステム30において使用するのに妥当であることを確認する。
【0016】
セルスタック40は密閉構造(図示せず)内に封入された図1に関して以上で説明したセル100と同様の複数のセルを含む。反応水はセルコンポーネントと流体連絡されたマニホルドまたは他の型のコンジット(図示せず)により受理される。電源42はセルスタック40内の各セルと電気連絡されて配置され、水の電離に対する駆動力が提供される。
【0017】
酸素及び水は共通のストリームを介してセルスタック40から出て行き、最終的には水供給源32に戻る。このように水はリサイクルされ酸素は雰囲気に排出される。水素ストリームは水を含みセルスタック40から出て行き、相分離タンクに送られる。相分離タンクは水素/水分離装置44であり、以後「セパレータ44」と呼ぶ。ここで気相と液相が分離される。この水素ストリームは好ましくは約250ポンド/平方インチ(psi)の圧力を有するが、約1psiから約6000psiまでの任意の値とすることができる。いくらかの水がセパレータ44で水素ストリームから除去される。出て行く水素ガスは(セパレータ44への水素ストリームより水の含量が少なく)さらに、乾燥ユニット46で乾燥されるが、その乾燥ユニットは例えばディフューザ、圧力スウィング吸収装置または乾燥剤としてもよい。微量の水素を連行する水は低圧水素セパレータ48を通して水素源32に戻される。低圧水素セパレータ48では減圧により水素が水ストリームから出て行き、セパレータから出て行く水よりも低い圧力で水も水素源32にリサイクルされる。セパレータ44はまた、圧力または圧力差が予め選択された限界を超えると急激に水素を水素排気口52にパージするレリーズ50を含む。このレリーズはリリーフバルブとしてもよい。
【0018】
ディフューザ46からの水素は水素貯蔵所54に送られる。バルブ56,58はシステムラインの様々な点に備えられ、所定の条件下で水素を排気口52または水素貯蔵所54のいずれかに放出するように構成される。さらに、水素が水素貯蔵所54からディフューザ46及びセパレータ44まで逆流しないように逆止め弁60が備えられる。
【0019】
出力センサ64がシステム30に組み込まれ、乾燥ユニット46の下流点で水素ガスのパラメータが感知される。出力センサ64は水素ライン内のガス圧をそのガス圧を示す電圧または電流レベルに変換する圧力変換器としてもよい。出力センサ64はまたガスの定性または定量パラメータを感知しそのパラメータを示す電気シグナルを出力として提供するのに適した任意の他のセンサとしてもよい。そのような他のセンサとしては、流速センサ、質量流量センサ及び示差圧力センサが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【0020】
出力センサ64はコンピュータ66とインタフェースする。コンピュータ66はデータ及び命令を受信し、その命令を実行しデータを処理し、結果を提供することができる適した電子装置である。そのため、コンピュータ66はマイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ミニコンピュータ、光学計算機、ボードコンピュータ、複雑命令セットコンピュータ、ASIC(特定用途向け集積回路)、リスクコンピュータ、アナログコンピュータ、デジタルコンピュータ、分子コンピュータ、量子コンピュータ、セルラーコンピュータ、超伝導コンピュータ、スーパーコンピュータ、固体コンピュータ、シングルボードコンピュータ、緩衝記憶計算機、コンピュータネットワーク、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、科学コンピュータ、科学計算機または前述のうちの幾つかの一体型機とすることができる。
【0021】
コンピュータ66はセンサ64により提供されるアナログ電圧または電流レベルを感知された水素圧を示すデジタルシグナル、以後Pactと呼ぶ、に変換することができる。その代わりに、センサ64はデジタルシグナルをコンピュータ66に提供する様に構成されてもよく、あるいはセンサ64とコンピュータ66との間にアナログデジタル(A/D)変換器(図示せず)を結合させセンサ64により提供されるアナログシグナルをコンピュータ66により処理されるデジタルシグナルに変換してもよい。コンピュータ66は、以後さらに詳細に説明するように、システム30の出力を制御するために様々なプロセスに対する入力としてデジタルシグナルPactを使用する。
【0022】
コンピュータ66はデータ伝送媒体68によりシステム30の1以上のコンポーネントと動作可能に結合されている。データ伝送媒体68としては、撚線対配線、同軸ケーブル及び光ファイバケーブルが挙げられるがこれらに限定されるものではない。データ伝送媒体68としてはまたラジオ及び赤外シグナル伝送システムが挙げられるが、これらに限定されるものではない。図2に示した実施の形態では、伝送媒体68はコンピュータ66を電源42、ポンプ38及びバルブ56,58に結合する。コンピュータ66はこれらのコンポーネントにオペレーティングシグナルを提供し、これらのコンポーネントからデータ伝送媒体68を介してデータを受信するように構成される。
【0023】
一般に、コンピュータ66は出力センサ64からデータを受信し、出力センサ64からのデータを予め決められた設定点と比較する目的で所定の命令が与えられ、電源42に対し作用し電解セルスタック40内の電極を横切る電圧を増加または減少させ、これにより電解セルスタック40の出力を増加または減少させる。コンピュータ66はバルブ56,58にオペレーティングシグナルを提供し、水素貯蔵所54へのガスの自動遮断が実行され、および/またはガスの流れが排気口52へ変えられる。コンピュータ66はまた、例えばバルブ56,58の開閉を示すデータをバルブ56,58から受信する。さらに、コンピュータ66は、例えばポンプ38が動作しているか、及びその動作速度を示すデータをポンプ38から受信する。出力センサ64、バルブ56,58及びポンプ38から受信されたデータはコンピュータ66に結合されたモニタ70上に表示されてもよい。モニタ70はLED(発光ダイオード)ディスプレイ、LCD(液晶ダイオード)ディスプレイ、CRT(陰極線管)ディスプレイ、などである。コンピュータ66にデータ入力を提供するためにコンピュータ66にキーパッド72を結合させる。
【0024】
システム30内の1以上のコンポーネントに結合されるだけでなく、コンピュータ66はまたローカルエリアネットワーク(LAN)74及びインターネットなどの外部コンピュータネットワークに結合されてもよい。LAN74は1以上の遠隔コンピュータ76を相互接続し、それらのコンピュータはTCP/IP(伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル)、RS−232、ModBusなどの周知のコンピュータ通信プロトコルを用いてコンピュータ66と通信するように構成される。追加のシステム30もまたコンピュータ66を用いてLAN74に接続してもよく、これらのシステム30の各々は遠隔コンピュータ76及び他のシステム30からデータを受信し、それらへデータを送信するように構成される。LAN74はサーバコンピュータ78を介してインターネットに接続される。この接続によりコンピュータ66はインターネットに接続された1以上の遠隔コンピュータ80と通信することができる。
【0025】
図3は、コンピュータ66の概略図を示したものである。コンピュータ66はランダムアクセスメモリ(RAM)装置152と、不揮発性メモリ(NVM)装置154と、読み出し専用メモリ(ROM)装置156と、1以上の入力/出力(I/O)制御装置158と、LANインタフェース装置160とにデータ通信バス162を介して結合されたプロセッサ150を含む。
【0026】
I/O制御装置158は、バルブ56,58、キーパッド72及びこれらの装置とバス162との間でデジタルデータを提供するためのモニタ70に結合される。I/O制御装置158はまたアナログデジタル(A/D)変換器164にも結合され、この変換器は出力センサ64およびポンプ34からのアナログデータシグナルを受信する。1つのA/D変換器164は電源42内の電力制御回路(図示せず)に結合される。プロセッサ150はI/O制御装置158及びA/D変換器164を介して電源42内の電力制御回路に制御シグナル(例えば、パルス幅変調制御シグナル)を提供する。プロセッサ150により提供された制御シグナルに応じて、電源42は電解セルスタック40内の電極を横切る対応する電圧レベルを提供する。電源42内の電力制御回路は例えば、シリコン制御整流器(SCR)系電力制御回路を含んでも良い。
【0027】
LANインタフェース装置160はLAN74により支持されたデータ通信プロトコルでコンピュータ66とLAN74との間の通信を提供する。ROM装置156はプロセッサ150に対する初期化パラメータを含むアプリケーションコード166、例えば主機能ファームウエア、及びブートコードを保存する。アプリケーションコード166はまた、図4−6を参照して以下でさらに詳細に説明するように、プロセッサ150に電気化学セルシステム出力制御方法を実行させるプログラム命令を含む。
【0028】
NVM装置154はEPROM(消去可能なプログラム可能読み取り専用メモリ)チップ、ディスクドライブなどの任意の形態の不揮発性メモリである。アプリケーションコード166用の様々なオペレーショナルパラメータ168がNVM装置154に保存される。これらについては図4−6を参照してさらに詳細に説明する。様々なオペレーショナルパラメータ168は局所的に、キーパッド72または遠隔コンピュータ76(図2)を使用して、あるいは遠隔コンピュータ80を使用するインターネットを介して遠隔操作により(図2)、NVM装置154に入力することができる。アプリケーションコード166はROM装置156ではなくNVM装置154に保存することができることは認識されるであろう。
【0029】
図4、5および6はアプリケーションコード166内に含まれる電気化学セルシステム出力制御方法を示す流れ図である。これらの方法は、典型的にはソフトウエアの形態で、プロセッサ150により実行されるように書かれたコンピュータ命令において具体化される。ソフトウエアはアセンブリ言語、VHDL(Verilogハードウエア記述言語)、VHSIC HDL(超高速ICハードウエア記述言語)、Fortran(数式翻訳)、C、C++、Visual C++、Java(登録商標)ALGOL(アルゴリズム言語)、BASIC(初心者汎用記号命令コード)、ビジュアルBASIC、ActiveX、HTML(ハイパーテキストマークアップ言語)、及び前記少なくとも1つの任意の組合せまたは派生商品を含む任意の言語で符号化することができるが、これらに限定されるものではない。さらに、オペレータはスプレッドシートまたはデータベースなどの現存のソフトウエアアプリケーションを使用することができ、様々なセルをアルゴリズムで列挙した変数と相関させることができる。さらに、ソフトウエアは他のソフトウエアから独立してもよく、あるいは例えば一体化ソフトウエアの形態など、他のソフトウエアに依存してもよい。図3を参照して説明した実施の形態では、図4、5及び6の方法はアセンブリ言語で、好ましくはアリゾナ州チャンドラーのマイクロチップ(Microchip、登録商標)により提供されるプラットフォームで書かれたコンピュータ命令としてROM装置156内に保存される。
【0030】
図2、3及び4を参照して、図4の電気化学セルシステム出力制御方法2000について説明する。方法200はブロック202から開始し、ブロック204に進む。ブロック204では、ディフューザ46の下流の感知水素圧を示すデジタルシグナルPactがサンプリングされる。その後方法200はブロック206に進み、そこでオペレーショナルパラメータ「Pset」および「デルタ(Delta)」がNVM装置154から検索される。オペレーショナルパラメータ「Pset」は所望の水素出力圧を示す。「Pset」に対する典型的な値は約0ポンド/平方インチ(p.s.i)と2500p.s.iとの間であり、好ましくは65p.s.iと250p.s.iとの間である。オペレーショナルパラメータDeltaはPsetに対する逸脱限界を表す。Deltaに対する典型的な値は約1p.s.iと50p.s.iとの間、好ましくは約5p.s.iと25p.s.iとの間である。PsetおよびDeltaは一般に使用する水素の型または貯蔵所54の貯蔵能力を含む因子に依存して変動するが、因子はこれらに限定されない。
【0031】
方法200はブロック206からブロック208に進む。ブロック208では、ブロック204からの値Pact及びブロック206からの値PsetおよびDeltaがブロック208で以下のクエリーに導入される。
│Pact−Pset│>Deltaか?ブロック208のクエリーに対する答えが否定的であれば、実際の圧力Pactは設定点圧力Psetに比べ許容可能な変動Delta内にあり、方法200はブロック204に戻り、そこでシグナルPactが再びサンプリングされる。このループは一般に方法200が外見上終了あるいは休止するまで、またはブロック208のクエリーに対する答えが肯定的になるまで続く。
【0032】
ブロック208のクエリーに対する答えが肯定的であれば、第1にあるいは1以上の否定的な答えの後で、方法200はブロック210まで進み、そこで以下のクエリーが提示される。
Pact>Psetか?
一般に、このクエリーは電源42に提供するための制御シグナルの型を決定する。とりわけ、ブロック210のクエリーは電源42からセルスタック40に提供される電流を増加させるかあるいは減少させるかを決定する。クエリーの答えが否定的であれば、水素圧が不十分であることが示され、方法200はブロック212まで進みそこでプロセッサ150は電源42に増加シグナルを提供するよう命令される。増加シグナルの受信に応じて、電源42はセルスタック40への電流を増加させる。セルスタック40への電流が増加すると、反応速度が増大し、これにより水素出力ライン内の圧力が増大する。上昇シグナルには、例えば電源42へのシグナル出力のパルス幅を調節するなどのゲート制御シグナルが含まれても良い。ブロック210でのクエリーの答えが肯定的であれば、水素圧が過剰であることが示され、方法200はブロック214まで進みそこでプロセッサ150は電源42に減少シグナルを提供するように命令される。減少シグナルの受信に応じて、電源42はセルスタック40への電流を減少させる。セルスタック40への電流が減少すると反応速度が減少し、これにより水素ライン内の圧力が減少する。減少シグナルには、例えば電源42へのシグナル出力のパルス幅を調節するなどゲート制御シグナルが含まれてもよい。方法200はブロック212または214のいずれかの後のブロック216で終了する。方法はシステム30の動作中プロセッサ150により繰り返し実行されることは認識されるであろう。
【0033】
図2、3及び5を参照して、図5の他の電気化学セルシステム出力制御方法250について説明する。ブロック252で開始した後、方法250はブロック254に進み、そこでデフューザ46の下流の感知水素圧を示すデジタルシグナルPactがサンプリングされる。その後方法250はブロック256まで進み、そこでオペレーショナルパラメータ「Pup」及び「Plow」がNVM装置154から検索される。オペレーショナルパラメータPupは水素出力圧に対する上限設定点を示し、オペレーショナルパラメータPlowは水素出力圧力に対する下限設定点を示す。PupおよびPlowは一般に使用する水素の型あるいは水素貯蔵所54の容量を含む因子に依存して変動するが、因子はこれらに限られるものではない。
【0034】
ブロック256から方法250はブロック258に進み、そこでブロック254からの値Pact及びブロック256からの値Pupが以下のクエリーに導入される。
Pact>Pupか?
ブロック258のクエリーに対する答えが肯定的であれば、水素出力圧が過剰であることが示され、方法250はブロック260まで進み、そこでプロセッサ150は電源42に減少シグナルを提供するように命令される。減少シグナルの受信に応じて、電源42はセルスタック40への電流を減少させる。ブロック260の後、方法250はブロック262で終了する。
【0035】
ブロック258のクエリーに対する答えが否定的であれば、実際の圧力Pactが上限設定点水素出力圧Pup以下であり、方法250はブロック264まで進み、そこでPact及びPlowは以下のクエリーに導入される。
Pact<Plowか?
ブロック264のクエリーに対する答えが肯定的であれば、水素出力圧が不十分であることが示され、方法250はブロック266まで進み、そこでプロセッサ150は電源42に増加シグナルを提供するように命令される。増加シグナルの受信に応じて、電源42はセルスタック40への電流を増加させる。ブロック266の後、方法250はブロック262で終了する。方法250はシステム30の動作中プロセッサ150により繰り返し実行されることは認識されるであろう。
【0036】
ブロック264のクエリーに対する答えが否定的であれば、実際の圧力Pactは下限設定点水素出力圧Plowと上限設定点水素出力圧Pupとの間であり、方法250はブロック254にループバックし、そこでデジタルシグナルPactが再びサンプリングされる。このループは一般に、方法250が外見上終了または休止するまで、あるいはブロック258のクエリーまたはブロック264のクエリーへのいずれかの答えが肯定的となるまで続く。
【0037】
図2,3及び6を参照して、図6の電気化学セルシステム出力制御方法300について説明する。方法300により、装置を損傷する可能性のある過剰な圧力が増大した場合、あるいはシステム30の生成率が例えばシステム30のリークにより所定の量よりも低くなった場合、セル38への電流が中断される。方法300は前述の方法200または250と共に実装することができる。
【0038】
方法300はブロック302から開始しブロック304に進み、時間ステップカウンタ「n」が初期値(例えば1)に設定される。方法300はブロック306に進み、ディフューザ46の下流の感知水素圧を示すデジタルシグナルPactが開始時間「t=0」でサンプリングされる。その後、方法300はブロック308に進み、オペレーショナルパラメータ「Pmax」がNVM装置154から検索される。オペレーショナルパラメータPmaxは例えば装置に損傷を与えることがある過剰な圧力の増大を防止する安全設定点を表す。例えば、Pmaxは正常な動作圧(例えば、Pset)を超える約10p.s.iと約50p.s.iとの間に設定することができるが、実際の値はシステムの要求に従い変動させてもよい。
【0039】
ブロック308から方法300はブロック310に進み、そこでデジタルシグナルPactが時間「t=n」でサンプリングされる。その後方法300はブロック312に進みそこでオペレーショナルパラメータ「Pdiff」がNVM装置154から検索される。オペレーショナルパラメータPdiffは各時間ステップ「n」(例えば、t=0とt=1との間)の期間にわたる水素出力圧の予測増加を示す。Pdiffは電源42によりセルスタック40に供給された所定の電流に対するセルスタック40の予測生成率のいくらかのパーセンテージ(例えば90%)を基に選択される。電源42の出力が可変であれば、方法200及び方法250のようにアプリケーションコード166は電源42によるセルスタック40への電流出力に基づきPdiffを周期的に決定するようにプロセッサ150に命令する。プロセッサ150は、1以上のルックテーブルまたはPdiffを電源42による電流出力に相関させる式にアクセスすることによりこれを遂行する。
【0040】
ブロック312から方法300はブロック314に進み、そこでパラメータPdiffと、現在の時間ステップ(t=n)及び前の時間ステップ(t=n−1)に対する値Pactが以下のクエリーに導入される。
Pact at t=n−Pact at t=n―1<Pdiffか?
ブロック314のクエリーに対する答えが肯定的であれば、システム30の生成率が幾らかの所定の値より小さいことが示され、方法300はブロック316に進みプロセッサ150は電源42に中断シグナルを提供するように命令される。前記中断シグナルの受信に応じて、電源42はセルスタック40への電流を中断する。中断シグナルは例えば電源42へのシグナル出力のパルス幅を調節するなどのゲート制御シグナルを含んでも良い。ブロック316の後、方法300はブロック318で終了する。その代わりに、ブロック314のクエリーへの答えが肯定的であれば、方法300はブロック320まで進みそこでアラームが作動し(例えば、音がする)動作担当員に警告される。
【0041】
ブロック314のクエリーへの答えが否定的であれば、システム30の生成率が十分であることが示され、方法300はブロック322まで進みそこでパラメータPmaxと、現在の時間ステップ(t=n)に対する値Pactが以下のクエリーに導入される。
Pact at t=n>Pmaxか?
ブロック322のクエリーへの答えが肯定的であれば、実際の圧力Pactが規定の最大圧Pmaxを超えたことが示され、プロセス300はブロック316に進みそこでプロセッサ150は電源42に中断シグナルを提供するように命令される。ブロック316の後、方法300はブロック318で終了する。
【0042】
ブロック322のクエリーに対する答えが否定的であれば、プロセス300はブロック324に進み、そこで時間ステップがインクリメントされ、その後ブロック310に進みデジタルシグナルPactが新しい時間ステップに対しサンプリングされる。このループは一般に、方法300が外見上終了または休止するまで、あるいはブロック314またはブロック322のクエリーの答えが肯定的となるまで続く。
【0043】
さらに他の実施の形態では、電源42および/またはセルスタック40からのフィードバックをコンピュータ66に提供することができる。コンピュータ66は電源42により提供された電流、電源42を横切る電圧、及び/またはセル38の特別な部分を横切る電圧、及び/またはセルスタック40の特別な部分を横切る電圧に関連する情報を使用し、様々なオペレーショナルパラメータ168をアップデートする。さらに、この情報の全てまたはいくらかをモニタ70上で動作担当員に提供することができる。さらに、この情報の全てまたはいくらかをNVM装置168に保存し、後にとりわけオペレーショナルパラメータ168をアップデートし、システム30の健康状態をモニタし、あるいは様々な電源42の出力レベルに対するPdiffを予測するために検索することができる。
【0044】
この中で説明した電気化学セルシステム出力制御方法及び装置により、システムのオペレーショナルパラメータを遠隔操作によりまたは局所的に設定することができる。オペレーショナルパラメータを遠隔操作により設定することができるので、1人のオペレータが任意の数の電気化学制御システムを実質上任意の位置からモニタし制御することができる。オペレーショナルパラメータの遠隔設定により、オペレーショナルパラメータの設定を局所的に行う必要がある従来技術による電気化学セルシステム出力制御装置では達成することができなかった動作の利便性が得られる。さらに、本発明では1人のオペレータが異なる場所に配置された任意の数のシステムをモニタし動作させることができるので従来技術に比べ労力と経費を節約することができる。従来のシステムでは、現地のオペレータが電気化学セルをモニタし制御する必要がある。
【0045】
この中で説明した電気化学セルシステム出力制御方法及び装置では、システムフィードバックに基づきオペレーショナルパラメータを自動的にアップデートすることができる。例えば、生成率をモニタするために使用されるオペレーショナルパラメータPdiffはセルスタックに供給される電力に対応するようにアップデートすることができる。従来技術の電気化学セルシステムでは、そのようなフィードバックは手作業により実行されており、この中で説明した生成率をモニタするための方法300などの所定の方法を実装することは不可能である。
【0046】
電気化学セルシステム出力制御方法はコンピュータ実装プロセス及びそれらのプロセスを実行するための装置の形態で具体化することができる。電気化学セルシステム出力方法はまた、命令を含むコンピュータプログラムコードの形態で実現することができ、フロッピー(登録商標)ディスケット、CD−ROM、ハードドライブ、あるいは任意の他のコンピュータ読み出し可能記憶媒体などの有形媒体において実現することができる。これらの場合、コンピュータプログラムコードがコンピュータにロードされ、コンピュータにより実行されると、コンピュータは本発明を実行するための装置となる。電気化学セルシステム出力制御方法はまたコンピュータプログラムコードの形態で実現することができる。この場合、例えば、記憶媒体に保存され、コンピュータにロードされおよび/またはコンピュータにより実行され、あるいは電気配線またはケーブル配線、光ファイバ、電磁放射などの幾つかの伝送媒体により伝送される。これらの場合、コンピュータプログラムコードがコンピュータにロードされ、コンピュータにより実行されると、コンピュータは本発明を実行するための装置となる。汎用マイクロプロセッサ上に実装されると、コンピュータプログラムコードセグメントによりマイクロプロセッサが環境設定され特定の論理回路が形成される。
【0047】
好ましい実施の形態について図示し説明してきたが、本発明の精神及び範囲内であれば様々な改良および変更が可能であろう。従って、この発明についての説明は例示にすぎず限定するものではないことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
図面について説明する。図面は例示であり限定するものではない。いくつかの図面において同様の要素には同様の符号を付する。
【図1】電気化学反応を示す従来の電気化学セルの概略図である。
【図2】コンピュータを含む電気化学セルシステムの概略図である。
【図3】図2のコンピュータの概略図である。
【図4】図3のコンピュータにより採用された電気化学セルシステム出力制御方法の流れ図である。
【図5】図4の電気化学セルシステム出力制御方法の他の実施の形態の流れ図である。
【図6】図3のコンピュータにより採用された電気化学セルシステム出力制御方法の流れ図である。
Claims (42)
- 電気化学セルと、
前記電気化学セルに多量のエネルギーを提供するために構成されたエネルギー源と、
前記電気化学セルからのガス出力と動作可能に連絡され、前記ガス出力のパラメータを示す出力シグナルを提供する感知装置と、
前記感知装置と動作可能に連絡されたコンピュータであって、前記コンピュータは、
第1のオペレーショナルパラメータを保存するように構成された記憶装置と、
前記出力シグナルのデジタル表示と前記第1のオペレーショナルパラメータを受信し、前記出力シグナルの前記デジタル表示を前記第1のオペレーショナルパラメータと比較し前記電気化学セルに提供する前記エネルギーの量を調節するプロセッサと、
を含むコンピュータと、
を備える電気化学セルシステム。 - 前記ガス出力の前記パラメータは前記ガス出力の圧力である請求項1に記載される電気化学セルシステム。
- 前記第1のオペレーショナルパラメータは所望のガス出力圧を示し、前記記憶装置はさらに第2のオペレーショナルパラメータを保存するように構成され、前記第2のオペレーショナルパラメータは前記所望のガス出力圧に対する圧力変動限界を示し、
前記プロセッサは、前記ガス出力の前記圧力が前記所望のガス出力圧よりも、前記圧力変動限界よりも大きな量だけ低い場合前記エネルギー源に増加シグナルを提供する請求項2に記載される電気化学セルシステム。 - 前記プロセッサは、前記ガス出力の前記圧力が前記圧力変動限界よりも大きな量だけ前記所望のガス出力圧を超える場合前記エネルギー源に減少シグナルを提供する請求項3に記載される電気化学セルシステム。
- 前記第1のオペレーショナルパラメータはガス出力圧に対する上限設定点を示し、前記プロセッサは、前記ガス出力の前記圧力がガス出力圧に対する前記上限設定点を超えると前記エネルギー源に減少シグナルを提供する請求項2に記載される電気化学セルシステム。
- 前記第1のオペレーショナルパラメータはガス出力圧に対する下限設定点を示し、前記プロセッサは、前記ガス出力の前記圧力がガス出力圧に対する前記上限設定点より低いと前記エネルギー源に増加シグナルを提供する請求項2に記載される電気化学セルシステム。
- 前記第1のオペレーショナルパラメータは所定の期間にわたるガス出力圧の予測増加を示し、前記プロセッサは前記所定の期間にわたり前記出力シグナルをモニタし前記ガス出力圧の変化を決定し、前記ガス出力圧の前記変化が前記予測増加よりも小さいと前記エネルギー源に中断シグナルを提供する請求項2に記載される電気化学セルシステム。
- 前記第1のオペレーショナルパラメータは所定の期間にわたるガス出力圧の予測増加を示し、前記プロセッサは前記所定の期間にわたり前記出力シグナルをモニタし前記ガス出力圧の変化を決定し、前記プロセッサは前記ガス出力圧の前記変化が前記予測増加よりも小さいとアラームにシグナルを提供する請求項2に記載される電気化学セルシステム。
- 前記プロセッサは前記電気化学セルへの前記エネルギー量に基づき前記第1のオペレーショナルパラメータを決定する請求項7に記載される電気化学セルシステム。
- 前記エネルギー量を示すシグナルは前記エネルギー源からのフィードバックとして前記プロセッサに提供される請求項9に記載される電気化学セルシステム。
- 前記プロセッサ及び前記不揮発性記憶装置は遠隔コンピュータに動作可能に結合され、前記遠隔コンピュータは前記第1のオペレーショナルパラメータを前記不揮発性メモリに提供するように構成される請求項1に記載される電気化学セルシステム。
- 前記プロセッサは前記エネルギー源からのフィードバックに基づき前記第1のオペレーショナルパラメータを決定する請求項1に記載される電気化学セルシステム。
- ガス出力のパラメータを感知して前記パラメータを示す感知シグナルを作成する工程と、
所定の値と所定の変動を記憶装置から検索する工程と、
前記感知シグナルを前記所定の値と比較する工程と、
前記感知シグナルと前記所定の値との差が前記所定の変動よりも大きな量である場合電源にシグナルを提供する工程と、
前記電源への前記シグナルに応じて前記電源の出力を調節する工程と、
を含む前記電源に電気的に接続された電気セルからの前記ガス出力を制御するための方法。 - 前記パラメータは前記ガス出力の圧力であり、前記所定の値は所定の圧力を示す請求項10に記載される方法。
- さらに、
前記所定の値及び前記所定の変動を遠隔コンピュータから前記記憶装置に提供する工程を含む請求項10に記載される方法。 - さらに、
前記電源からのフィードバックに基づき前記所定の値及び前記所定の変動の少なくとも1つを調節する工程を含む請求項10に記載される方法。 - ガス出力のパラメータを感知して前記パラメータを示す感知シグナルを作成する工程と、
所定の上限値を記憶装置から検索する工程と、
前記感知シグナルを前記所定の上限値と比較する工程と、
前記感知シグナルが前記所定の上限値より大きい場合電源に低シグナルを提供する工程と、
前記低シグナルに応じて前記電源の出力を低くする工程と、
を含む前記電源に電気的に接続された電気化学セルからの前記ガス出力を制御する方法。 - さらに、
記憶装置から所定の低値を検索する工程と、
前記感知シグナルを前記所定の低値と比較する工程と、
前記感知シグナルが前記所定の低値よりも低い場合前記電源に増加シグナルを提供する工程と、
前記増加シグナルに応じて前記電源の出力を増加させる工程と、
を含む請求項17に記載される方法。 - 前記パラメータは前記ガス出力の圧力であり、前記所定の上限値はガス出力圧に対する上限設定点を示し、前記所定の低値はガス出力圧の下限設定点を示す請求項18に記載される方法。
- さらに、
前記所定の高値と前記所定の低値とを遠隔コンピュータから前記記憶装置に提供する工程を含む請求項18に記載される方法。 - さらに、
前記電源からのフィードバックに基づき前記所定の高値と前記所定の低値の少なくとも1つを調節する工程を含む請求項18に記載される方法。 - ガス出力のパラメータを感知して前記パラメータを示す感知シグナルを作成する工程と、
記憶装置から一定期間にわたる前記パラメターの予測増加を示す所定の値を検索する工程と、
前記所定の期間にわたり前記感知シグナルをモニタして前記パラメータの増加を決定する工程と、
前記パラメータの前記増加が前記パラメータの前記予測増加よりも小さい場合アラーム及び電源のうちの1以上にシグナルを提供する工程と、
を含む前記電源に電気的に接続された電気化学セルからの前記ガス出力を制御する方法。 - さらに、
前記シグナルに応じて前記電源の出力を中断する工程を含む請求項22に記載される方法。 - さらに、
前記シグナルに応じてアラームを作動させる工程を含む請求項22に記載される方法。 - 前記パラメータは前記ガス出力の圧力である請求項22に記載される方法。
- さらに、
遠隔コンピュータから前記記憶装置に前記所定の値を提供する工程を含む請求項22に記載される方法。 - さらに、
前記電源からのフィードバックに基づき前記所定の値を調節する工程を含む請求項22に記載される方法。 - さらに、
前記電気化学セルへの前記エネルギー量に基づき前記所定の値を決定する工程を含む請求項22に記載される方法。 - 電源に電気的に接続された電気化学セルからのガス出力を制御するための機械可読プログラム命令を用いて符号化された記憶媒体であって、その記憶媒体は、
前記ガス出力のパラメータを示す感知シグナルを受信する工程と、
記憶装置から所定の値と所定の変動を検索する工程と、
前記感知シグナルを前記所定の値と比較する工程と、
前記感知シグナルと前記所定の値との差が前記所定の変動よりも大きな量である場合前記電源にシグナルを提供する工程と、
を含む方法を機械に実装させるための命令を含む記憶媒体。 - 前記パラメータは前記ガス出力の圧力であり、前記所定の値は所定の圧力を示す請求項29に記載される記憶媒体。
- コンピュータに、
前記所定の値と前記所定の変動を遠隔コンピュータから受信する工程を実装させるための命令をさらに含む請求項29に記載される記憶媒体。 - コンピュータに、
前記電源からのフィードバックに基づき前記所定の値および前記所定の変動のうちの少なくとも1つを調節する工程を実装させるための命令をさらに含む請求項29に記載される記憶媒体。 - 電源に電気的に接続された電気化学セルからのガス出力を制御するための機械可読プログラム命令を用いて符号化された記憶媒体であって、その記憶媒体は、
前記ガス出力のパラメータを示す感知シグナルを受信する工程と、
記憶装置から所定の高値を検索する工程と、
前記感知シグナルを前記高値と比較する工程と、
前記感知シグナルが前記所定の高値よりも大きい場合前記電源に低シグナルを提供する工程と、
を含む方法を機械に実装させるための命令を含む記憶媒体。 - コンピュータに、
記憶装置から所定の低値を検索する工程と、
前記感知シグナルを前記所定の低値と比較する工程と、
前記感知シグナルが前記所定の低値よりも小さい場合前記電源に増加シグナルを提供する工程と、を実装させるための命令をさらに含む請求項33に記載される記憶媒体。 - 前記パラメータは前記ガス出力の圧力であり、前記所定の高値はガス出力圧に対する上限設定点を示し、前記所定の低値はガス出力圧に対する下限設定点を示す請求項34に記載される記憶媒体。
- コンピュータに、
遠隔コンピュータから前記所定の高値を受信する工程を実装させるための命令をさらに含む請求項34に記載される記憶媒体。 - コンピュータに、
前記電源からのフィードバックに基づき前記所定の高値及び前記所定の低値のうちの少なくとも1つを調節する工程を実装させるための命令をさらに含む請求項34に記載される記憶媒体。 - 電源に電気的に接続された電気化学セルからのガス出力を制御するための機械可読プログラム命令を用いて符号化された記憶媒体であって、その記憶媒体は、
前記ガス出力のパラメータを示す感知シグナルを受信する工程と、
記憶装置から、所定の期間にわたる前記パラメータの予測増加を示す所定の値を検索する工程と、
前記所定の時間にわたり前記感知シグナルをモニタし前記パラメータの増加を決定する工程と、
前記パラメータの前記増加が前記パラメータの前記予測増加よりも小さい場合アラーム及び前記電源のうちの1以上にシグナルを提供する工程と、
を含む方法を機械に実装させるための命令を含む記憶媒体。 - 前記パラメータは前記ガス出力の圧力である請求項38に記載される記憶媒体。
- コンピュータに、
遠隔コンピュータから前記所定の値を受信する工程を実装させるための命令を含む請求項38に記載される記憶媒体。 - コンピュータに、
前記電源からのフィードバックに基づき前記所定の値を調節する工程を実装させるための命令を含む請求項38に記載される記憶媒体。 - コンピュータに、
前記電気化学セルへの前記エネルギー量に基づき前記所定の値を決定する工程を実装させるための命令を含む請求項38に記載される記憶媒体。
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