JP2004513485A - 燃料電池電力設備の作動効率の向上方法 - Google Patents
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Abstract
Description
【技術分野】
本発明は、一般に燃料電池電力設備の作動効率を向上させる方法に関し、より詳細には、燃料電池電力設備に反応物の流れを供給し、この反応物の流れの利用率を向上させ、それによって、燃料電池電力設備全体の性能を向上させる方法を扱う。
【0002】
【背景技術】
電気化学的燃料電池組立体は、アノード電極に供給された水素などの反応物燃料とカソード電極に供給された空気または酸素などの反応物酸化剤との相互作用を通して、これらの電極間に外部電流の流れを生成することで、電気とそれに伴う反応生成物を生成する能力で知られている。燃料電池組立体では、多孔質の導電性シート材料、通常は炭素繊維紙、から形成されたアノード電極とカソード電極の間に配置され、固体高分子電解質またはイオン交換膜からなる電解質が使用できる。この種の燃料電池は、PEM型燃料電池として知られている。
【0003】
燃料電池の作動効率は、燃料電池に供給される燃料の利用率に直接関係している。この利用率は、一般に「水素利用率」と呼ばれており、燃料電池のアノード電極において消費される反応物燃料を燃料電池に供給される反応物燃料の全量で割った割合に100を掛けたものである。PEM型燃料電池電力設備はできる限り100%の利用率に近づくように設計されるが、これは、実際には実現できない。
【0004】
PEM型燃料電池電力設備は、一体化したセルスタック組立体にカスケードまたは複数の経路による方法を用いて反応物燃料を供給することで作動するのが一般的であり、そこでは、セルスタック組立体内の個々の燃料電池は、2つまたはそれ以上の群に分けられている。反応物燃料は、第1の群の燃料電池へ供給され、その後、燃料出口マニホールドを通ってセルスタック組立体から流出するまで、次の群さらにはその次の群などとカスケードで供給される。このような構成では、個々のカスケード群は、約60〜70%の利用率で作動し、実際の水素利用率は、全体のセルスタック組立体に対しては90%以上もの高さであることが見出されている。しかしながら、燃料電池には多くの異なる流れ配置が使用されてきた。一般にその目的は、燃料電池の各区域が必要な量の燃料を受け取るように、水素の流れを分配することである。電池内で使用されてきた流れ構成は、単一の経路、2つの経路、複数の経路、曲がりくねったもの、交互嵌合したものなどである。セルスタック組立体内の流れの均一性を向上させるために、電池出口と電池入口との間に外部再循環を使用することもある。
【0005】
しかしながら、特定の状況、例えば、PEM型燃料電池電力設備の停止時または始動時には、いくつかのカスケード群は、燃料電池電力設備が所望の電力出力を実現できなくなる程度まで燃料が枯渇することを経験し得る。燃料の枯渇は、燃料の流れが最初のカスケード群から最後のカスケード群までカスケードで供給される間に、瞬間的に燃料の流れが奪われる後の方のカスケード群によって一般に引き起こされる。また、燃料の枯渇は、燃料電池電力設備の進行作動中に、燃料の流れの窒素汚染によって生じることもあり、この窒素は、反応物酸化剤の流れの中に通常存在する。多くの用途では、酸化剤の流れは、窒素成分を含む大気酸素から成り、この窒素成分の一部は、固体高分子PEMを通って拡散して、水素に富んだ燃料の流れを希釈する。その結果、希釈された水素燃料の流れは、セルスタック組立体のいくつかの区域においては、必要な電流密度を維持するのに適した水素濃度を含有できず、それによって、燃料電池組立体のいくつかの部分でアノード電極が腐食するとともに、破局的な損傷に至る可能性がある。
【0006】
従来、単一経路構成のためにカスケード構造を除去することが提案されており、そこでは、セルスタック組立体内の各燃料電池には、排気速度を向上させながら共通の供給マニホールドを介して反応物燃料の流れが供給されるが、これでは、水素利用率が、約80%すなわち大抵の用途では許容できないほど低い効率割合に低下することになる。上述するとともに以下に用いる「排気速度」という用語は、水素燃料の流れが燃料電池またはセルスタック組立体のアノード電極、すなわちアノードの流れの場、から流出する速度を表す。
【0007】
スペースシャトル計画のためにナサ(NASA)に供給されたセルスタック組立体に関連して本発明の譲受人により実施されているように、セルスタック組立体の反応物の流れ室を完全にパージすることで、反応物燃料の流れおよび酸化剤の流れの両方の流れの中の不純物に対する懸念に対処することも知られている。容易に理解されるように、ナサ(NASA)シャトル計画などのために製造されたセルスタック組立体とともに使用される比較的大きなPEMおよび純粋な酸素の流れとは対照的に、相対的に薄いPEMに接触させて不純な酸素の流れから成る酸化剤反応物を利用するセルスタック組立体を取り扱うときは、燃料反応物の流れおよび酸化剤反応物の流れの両方を完全にパージすることは、経済的に不利であり従って不適切である。
【0008】
従って、上述した問題、懸念を心に留めて、本発明は、燃料電池の反応物燃料の流れの枯渇および過剰な希釈を防止すると同時に、PEM型燃料電池電力設備のための水素利用率を向上させるように努める。
【0009】
【発明の開示】
本発明の一実施態様によれば、互いに電気的に連通する複数の燃料電池から成るセルスタック組立体を含む燃料電池電力設備の作動効率を向上させる方法が提案される。セルスタック組立体は、反応物燃料の流れをそれぞれ受け取りかつ排出する燃料入口マニホールドおよび燃料出口マニホールドを含む。提案された方法は、セルスタック組立体に反応物燃料の流れを供給し、第1の所定の時間、燃料排出マニホールドを密閉し、それによって、反応物燃料の流れがセルスタック組立体から流出するのを防止し、第2の所定の時間、燃料排出マニホールドを開にすることを含む。
【0010】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明は、一般に、電力設備へ供給される反応物燃料の流れが、通常は水素、H2の「純粋な」気体状の流れであるPEM型燃料電池電力設備の作動効率を向上させることに向けらる。容易に理解されるように、本発明の燃料電池電力設備は、燃料電池電力設備を作動させることおよびそれから電気を生成することを可能とするのに必要な構成要素から成り、限定されるものではないが、複数の電気的に一体化された平面状のPEM型燃料電池を含む、セルスタック組立体と;反応物燃料の流れおよび反応物酸化剤の流れをセルスタック組立体へおよびそこから導く、反応物供給マニホールドおよび反応物出口マニホールドと;作動中に燃料電池の周りに冷媒を循環させる、冷媒通路または冷媒プレートと;冷媒および反応物の流れを制御しかつ清浄にする、さまざまな導管、弁、および汚染除去装置と;燃料電池電力設備の作動温度および反応物の流量を監視し、これらと他の条件の変更を実行し、それによって、燃料電池電力設備をほぼ最適な作動状態に維持する、一体化された制御システムと、を含む。留意されるように、本発明は、純粋H2燃料を使用するPEM型燃料電池電力設備に向けられているとはいえ、以下に開示する方法および装置は非PEM型燃料電池にも同様に適用できるので、本発明は、この点で限定されない。
【0011】
セルスタック組立体内の燃料電池に純粋H2燃料の流れを供給するとき、燃料電池に供給される水素燃料の流れの約90%以上を利用するのが好ましい。すなわち、セルスタック組立体は全体として約90%以上の利用率で作動するのが好ましい。これまでは、いずれかのシステム内の反応物燃料の流れが、連続的にしかも可変の排気速度においてセルスタック組立体へ供給される、カスケード化された複数経路システムまたは単一経路システムを用いて、反応物燃料の流れをセルスタック組立体へ供給することが知られていた。しかしながら、これらのシステムは、水素利用率が許容できないレベルであるばかりでなく、反応物燃料の枯渇または希釈による機能低下という影響を周期的に経験する。PEM型燃料電池では、反応物燃料の流れが、通常商標名ナフィオン(NAFIONTM)膜などのイオン交換膜を横切って拡散する窒素によって希釈されるのが一般的である。
【0012】
図1には、同等の電流密度を生成する反応物としてのH2および酸素、O2と比較した、すなわち、同様の体積のH2によりセルスタック組立体で生成されるであろう同等量の電流と関連させた、通常のPEMセルスタック組立体の作動中の窒素、N2の横断拡散が例示される。図1は、約1気圧の反応物圧力に対する、メリーランド州エルクトン(Elkton)のW.L.ゴア社(W.L.Gore Co.)により供給された15ミクロン厚みのプロトン交換膜を含む0.4平方フィートの燃料電池を示す。図1に示すように、温度上昇によるセルスタック組立体内の水蒸気増加が、セルスタック組立体内のN2分圧の低下に対応し、N2透過の増加を上回るので、N2の横断拡散は、約60℃において最高になるのが理解される。留意されるように、図1のグラフは、一定の排気速度を有する反応物燃料をセルスタック組立体へ供給する既存の方法を用いるN2の横断拡散を例示する。
【0013】
図2は、100アンペア毎平方フィートでのさまざまな温度および水素利用率における作動において得られたN2濃度を例示する。アノードの流れの場の排気における窒素モル分率は、60〜70℃の温度における95%の水素利用率において、約45%である。
【0014】
従って、本発明は、燃料電池電力設備のセルスタック組立体の水素利用率も向上させながら、図1の例によって示すように、N2の横断拡散の影響を、許容できるレベルに低減するように努める。これらの目的を実現するために、本発明は、離散的な排気速度を用いてセルスタック組立体へ反応物燃料の流れを供給することを提案する。すなわち、本発明は、既存システムの大部分で現在使用されている一定排気速度方法ではなく、排出パージ−パルス方法を用いて、セルスタック組立体へ反応物燃料の流れを供給するものである。
【0015】
セルスタック組立体を「一端を閉じ(dead−end)」て作動させる時間により分離された離散的なパルスの反応物の流れを燃料電池組立体へ供給することによって、許容できる燃料特性を維持しながら、高い利用率でセルスタック組立体を作動できることが発見された。上述するとともに以下に用いる「一端を閉じる」という用語は、燃料出口マニホールドが密閉されている時間、セルスタック組立体を作動させることを表す。
【0016】
図3は、本発明の一実施態様による燃料電池電力設備10の基本構成要素を例示するブロック図である。明確にするために、セルスタック組立体12を単一の燃料電池組立体として示しているが、燃料電池電力設備10は、互いに電気的に連通する複数の平面状の燃料電池組立体から通常構成されることは、理解されるであろう。図3に示すように、セルスタック組立体12は、アノード電極14、カソード電極16、これらの間に配置されたPEM電解質18、冷媒プレート20を含む。
【0017】
燃料電池電力設備10の基本構成要素および機能、およびそれらの補助装置は、十分によく知られているが、燃料電池電力設備10の明確に区別できる特徴は、燃料の流れの制御システムおよびその作動モードに関する。本発明によれば、燃料の流れの制御システムは、加圧された水素供給源22、燃料圧力調整器24、燃料入口マニホールド26、アノード側面14に一体化されたアノードの流れの場、燃料出口マニホールド28、燃料排出排気弁30、排気弁制御装置32を含み、さらに随意に、セルスタック組立体12内に配置された気体濃度検出器34を含む。弁排気制御装置は、時間を設定した予定(schedule)に基づいて、燃料電池電力設備10への電流負荷予定が掛け合わされた平均時間に基づいて、あるいは、検出器34により検出された窒素濃度予定に関連して、作動するように構成できる。燃料電池電力設備は、燃料再循環ループおよび送風器36も含み得る。酸化剤供給源38が、酸化剤送風機40などにより燃料電池スタック12へ導入され、一方、冷媒ポンプ42および冷媒圧力弁44が、冷媒プレート20と連通する冷媒ループの熱交換器46を通して冷媒を循環させるように機能する。
【0018】
本発明のセルスタック組立体12を所定の時間、一端を閉じて作動させた後に、N2は、アノードの流れの場の出口付近ばかりでなくセルスタック組立体12の出口マニホールド34内に集中し始める。従って、最適な作動に必要なことは、セルスタック組立体が一端を閉じて作動されない時間、セルスタック組立体12へ供給される連続した各パルスの反応物燃料が、出口マニホールド34およびアノード電極の流れの場の全ての全体をパージするのに十分な体積に確実になるようにすることだけである。
【0019】
セルスタック組立体内の個々の燃料電池の機能を低下させる枯渇を防止するために、反応物燃料の流れの平均窒素濃度を体積で25%にほぼ等しいレベルに維持することが重要である。また、同じ理由から、アノードの流れの場の出口における出口窒素濃度を体積で75%未満に維持することが重要である。通常のセルスタック組立体では、セルスタック組立体は、25%の平均窒素汚染を超えずに、約20秒間以上の間、一端を閉じて作動できることが示された。
【0020】
次に続く図4、図5は、ほぼ大気圧において作動する15ミクロン厚みの商標名ゴア(GoreTM)PEMを用いて作動する燃料電池組立体に基づいている。PEMを横切る窒素の拡散速度は、特定の燃料電池組立体構成に依存し、さらに、PEMの厚み、燃料電池電力設備全体の作動温度、作動圧力を含む重要な条件に依存するものである。同様に、時間またはパージ間隔は、アノードの流れの場の出口における一般に体積で約75%以下の窒素濃度を含む基準によって設定される。実際には、実際のパージ間隔は、実験によって、または当業者に確認できる技術による特定のセルスタック組立体構成の解析によって、具体的に設定される。上述したように、バージ体積は、燃料反応物マニホールド28およびアノードの流れの場の全体の開体積に等しくなるように設定される。
【0021】
図4は、異なる作動温度において、アノード排出/燃料出口マニホールドの体積の25%がN2で満たされる観測された時間を示す。容易に理解されるように、約20秒間の時間を上述したが、使用するセルスタック組立体の特定の大きさ、製造、および作動に依存して、代替の時間をこれに置き換えることができるので、本発明は、この点で限定されない。
【0022】
図4に示したグラフは、反応物燃料の流れのパージパルス間の好ましい時間が、約100asfという相対的に低電力で作動するセルスタック組立体に対して約22秒間であることを示しており、一方、図5は、さまざまな作動電流密度においてパージパルスの継続時間に比較した平均水素利用率を例示する。図5において理解できるように、有効利用率は、ほとんどセルスタック組立体の排気速度から独立しており、排気される全体の体積は、図5の測定全てに対して一定と見なされる。また、図5から明らかなように、必要とされるパージパルス継続時間は、セルスタック組立体の排気速度とは逆に変化し、セルスタック組立体が約100asfで作動しているときに実現可能な最も高い利用率は、約90%であり、一方、95%以上の利用率は、約200asfまたはそれ以上において実現可能である。
【0023】
上述したように、「排気速度」という用語は、反応物燃料の流れがセルスタック組立体または燃料電池のアノードの流れの場から流出している速度である。従って、図5に関連して、「同等の排気速度」は、この速度で連続的に流れたならば、上述したように所定量の最大電流密度を可能とするであろう反応物燃料の流れが、セルスタック組立体を通って周期的に脈動する速度の単位である。「同等の排気速度」は、「パージ速度」とも呼ぶことができる。この文脈では、ここに開示したパルスパージ作動方法を用いるどのようなPEMセルスタック組立体に対しても必要とされるパージ速度は、セルスタック組立体の最大作動負荷において約80%の最大水素利用率が得られる速度に等しい。例として、600asfの最大電流密度において作動するセルスタック組立体に対しては、パージ速度は、約1.8秒間の継続時間で適用された150asfの水素消費にほぼ等しくなるであろう。
【0024】
図6は、本発明の一実施態様による燃料電池電力設備10全体の一部としてのセルスタック組立体12に対する1つの作動モードを例示する。図6に示すように、作動サイクル100は、ステップ120において運転者が手動でまたは自動で燃料電池電力設備の始動過程を開始させると始まる。パージパルスは、好ましくは純粋な水素ガス、H2の流れがセルスタック組立体へ供給されるステップ130において開始される。上述したように、このパージパルスの継続時間は、使用する燃料電池電力設備の具体的な種類ばかりでなく、燃料電池電力設備のセルスタック組立体が作動されている電流密度およびパージパルスのパージ速度に依存する。従って、パージ時間は、上述したように通常のセルスタック組立体に対して約0.5秒間から約2.5秒間の間になり得る。
【0025】
作動サイクル100のステップ140は、セルスタック組立体12の燃料排出排気弁30を密閉することによりH2のバージパルスを遮断することを含み、それによって、セルスタック組立体12は、所定の時間、一端を閉じて作動できる。なお、ステップ140における一端を閉じた作動の継続時間、すなわち、連続したパージパルス間の時間は、使用する燃料電池電力設備の具体的な種類、および燃料電池電力設備のセルスタック組立体が作動される電流密度に従って設定できる。通常のPEMセルスタック組立体では、一端を閉じた作動の継続時間は、約20秒間とすることができる。一端を閉じた作動の時間の最後に燃料排出排気弁30を開にし、作動サイクルは、ステップ130に戻り、再びパージパルスを開始させ、それによって、セルスタック組立体に新鮮なH2燃料の流れを導入する。従って、容易に理解されるように、連続した各パージパルスは、上述したようにそれまで測定量のN2で通常は汚染されている、大部分が消費されたH2燃料の流れを立ち退かせることができる。
【0026】
このように、図6に示した作動サイクル100に従って、燃料電池電力設備は、設定されたパージパルス予定に基づいて作動でき、それによって、反応物燃料の流れが、機能を低下させる量のN2で確実に汚染されないようにしながら、セルスタック組立体の水素利用率を約95%を超えるレベルに引き上げる。しかしながら、一端を閉じた作動の継続時間がセルスタック組立体12からのフィードバックにより動的に制御される作動サイクルを利用できるので、本発明は、この点で限定されない。
【0027】
図7に示すように、作動サイクル200は、ステップ220において運転者が手動でまたは自動で燃料電池電力設備10の始動過程を開始させると始まる。パージパルスは、好ましくは純粋な水素ガス、H2の流れがセルスタック組立体12へ供給されるステップ230において開始される。上述したように、このパージパルスの継続時間は、使用する燃料電池電力設備の具体的な種類ばかりでなく、燃料電池電力設備のセルスタック組立体が作動されている電流密度およびパージパルスのパージ速度に依存する。従って、パージ時間は、通常のPEMセルスタック組立体に対して約0.5秒間から約2.5秒間の間になり得る。
【0028】
作動サイクル200のステップ240は、セルスタック組立体12の燃料排出排気弁30を密閉することによりH2のバージパルスを遮断することを含み、それによって、セルスタック組立体12は、所定の時間、一端を閉じて作動できる。図6に示した実施態様とは対照的に、ステップ240における一端を閉じた作動、すなわち、連続したパージパルス間の時間は、許容できないレベルのN2が検出器34などによって燃料排出マニホールド内で検出されるまで継続する。
【0029】
ステップ250は、セルスタック組立体12の燃料出口マニホールド28内またはそれに隣接したN2レベルを監視する、作動サイクル200のそのような部分を例示する。検討したように、検出器34は、N2レベルを検出しかつこの検出したレベルを制御装置32へ伝達するために、燃料出口マニホールド28内またはそれに隣接して配置できる。検出されたN2のレベルが所定のレベルより下にとどまる限り、制御装置32は、作動サイクル200が燃料電池電力設備10を一端を閉じて作動させるのを、継続させることになる。所定のレベルを超えるN2レベルを検出すると、燃料排出排気弁30を開にすることになり、同時に、作動サイクルは、ステップ230に戻り、再びパージパルスを開始させ、それによって、セルスタック組立体に新鮮なH2燃料の流れを導入する。
【0030】
このように、図7に示した作動サイクル200に従って、燃料電池電力設備は、燃料電池電力設備を一端を閉じて作動させる可変継続時間が、実際に検出されたN2のレベルに従って適合できるという、動的パージパルス予定に基づいて作動できる。その結果、図7の作動サイクル200は、反応物燃料の流れが、機能を低下させる量のN2で確実に汚染されないようにもしながら、セルスタック組立体の水素利用率を約95%を超えるレベルに引き上げる。
【0031】
図6、図7の各作動サイクル100、200はそれぞれ、セルスタック組立体への反応物燃料のカスケード化されていない単一経路供給を用いており、それによって、燃料電池電力設備全体の構造上の複雑さが低減される。また、この方法によって、反応物燃料の流れが、セルスタック組立体内の各燃料電池へほぼ同じ濃度で供給されるので、燃料電池の燃料枯渇も効果的に防止できる。しかしながら、本発明のより広い態様から逸脱せずに、反応物の流れを供給するのに複数の経路のカスケード方法を用いるセルスタック組立体に、同様の燃料パージパルス構造を組み込むことも考慮されているので、本発明は、この点で限定されない。
【0032】
上述した開示および図面を組み合わせて理解できるように、本発明は、燃料電池電力設備に離散的なパルスの反応物燃料が供給され、それによって、水素利用率を向上させるとともに、燃料の汚染または希釈による燃料電池電力設備の破局的な故障が生じるのを実質的に抑えるという、これまでは知られていなかった反応物燃料の供給方法を用いる。これらの特性の全てが、燃料電池電力設備全体の効率的な作動に寄与し、高い性能、信頼性、エネルギー効率が必要とされるモータ輸送装置推進などの適用に特に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】
PEM型燃料電池内のイオン交換膜を横断する反応物および汚染物質の典型的な拡散速度を例示するグラフ。
【図2】
さまざまな温度および水素利用率におけるPEM型燃料電池内の窒素濃度を例示するグラフ。
【図3】
本発明の一実施態様による反応物供給方法を組み込んだ燃料電池電力設備を例示する概略図。
【図4】
図3の燃料電池電力設備内で使用されるようなPEM型燃料電池内の反応物燃料の流れが窒素により汚染される概略速度を例示するグラフ。
【図5】
本発明の一実施態様による水素利用率、パージ時間、排気速度の間の相互関係を例示するグラフ。
【図6】
本発明の一実施態様によるPEM型燃料電池電力設備の作動のための流れ図。
【図7】
本発明の別の実施態様によるPEM型燃料電池電力設備の作動のための流れ図。
Claims (23)
- 互いに電気的に連通する複数の燃料電池から成るセルスタック組立体を含み、このセルスタック組立体が、反応物燃料の流れをそれぞれ受け取りかつ排出する燃料入口マニホールドおよび燃料出口マニホールドを含む、燃料電池電力設備の作動効率を向上させる方法であって、
前記セルスタック組立体に前記反応物燃料の流れを供給し、
第1の所定の時間、前記燃料排出マニホールドを密閉し、それによって、前記反応物燃料の流れが前記セルスタック組立体から流出するのを防止し、
第2の所定の時間、前記燃料排出マニホールドを開にする、
ことを含むことを特徴とする燃料電池電力設備の作動効率を向上させる方法。 - 前記反応物燃料の流れを加圧し、
前記第1の所定の時間、前記燃料排出マニホールドを密閉するのに反応物燃料排出弁を使用する、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項1記載の燃料電池電力設備の作動効率を向上させる方法。 - 前記第1および第2の所定の時間の継続時間を制御するのに制御装置を使用することをさらに含むことを特徴とする請求項2記載の燃料電池電力設備の作動効率を向上させる方法。
- 前記反応物燃料の流れの中の汚染物質のレベルを検出し、
この汚染物質のレベルを前記制御装置へ伝達する、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項3記載の燃料電池電力設備の作動効率を向上させる方法。 - 前記燃料出口マニホールド内に存在する窒素汚染のレベルを検出することをさらに含むことを特徴とする請求項4記載の燃料電池電力設備の作動効率を向上させる方法。
- 前記制御装置へ伝達された前記汚染物質のレベルに依存して前記第1の所定の時間を制御することをさらに含むことを特徴とする請求項4記載の燃料電池電力設備の作動効率を向上させる方法。
- 前記燃料出口マニホールド内に存在する前記汚染物質のレベルが所定の値を超えたときに、終了するように前記第1の所定の時間を制御することをさらに含むことを特徴とする請求項4記載の燃料電池電力設備の作動効率を向上させる方法。
- 前記燃料出口マニホールド内に存在する前記汚染物質のレベルが体積で75%を超えたときに、終了するように前記第1の所定の時間を制御することをさらに含むことを特徴とする請求項7記載の燃料電池電力設備の作動効率を向上させる方法。
- 前記燃料出口マニホールド内に存在する窒素のレベルが体積で75%を超えたときに、終了するように前記第1の所定の時間を制御することをさらに含むことを特徴とする請求項7記載の燃料電池電力設備の作動効率を向上させる方法。
- 前記燃料電池組立体のアノードの流れの場の中に存在する前記汚染物質のレベルが体積で75%を超えたときに、終了するように前記第1の所定の時間を制御することをさらに含むことを特徴とする請求項7記載の燃料電池電力設備の作動効率を向上させる方法。
- 前記燃料電池組立体のアノードの流れの場の中に存在する窒素のレベルが体積で75%を超えたときに、終了するように前記第1の所定の時間を制御することをさらに含むことを特徴とする請求項7記載の燃料電池電力設備の作動効率を向上させる方法。
- 水素に富んだ気体状の流れとなるように前記反応物燃料の流れを処方することをさらに含むことを特徴とする請求項1記載の燃料電池電力設備の作動効率を向上させる方法。
- 水素ガスとなるように前記反応物燃料の流れを処方することをさらに含むことを特徴とする請求項1記載の燃料電池電力設備の作動効率を向上させる方法。
- 前記反応物燃料の流れが、前記セルスタック組立体のアノードの流れの場および前記燃料排出マニホールドの全体の体積とほぼ置き換わるように、前記第2の所定の時間を制御することをさらに含むことを特徴とする請求項3記載の燃料電池電力設備の作動効率を向上させる方法。
- 前記反応物燃料の流れが、前記セルスタック組立体の前記燃料入口マニホールドおよび前記燃料排出マニホールドの全体の体積とほぼ置き換わるように、前記第2の所定の時間を制御することをさらに含むことを特徴とする請求項3記載の燃料電池電力設備の作動効率を向上させる方法。
- 互いに電気的に連通する複数の平面状の燃料電池を有するセルスタック組立体と、
前記燃料電池のアノードの流れの場と気体連通するとともに、加圧された反応物燃料の供給を受け取る、燃料入口マニホールドと、
前記アノードの流れの場の出口側と気体連通するとともに、前記反応物燃料を選択的に流出させる排出弁を含む、燃料排出マニホールドと、
前記排出弁を作動させる制御装置と、
を含む燃料電池電力設備であって、前記制御装置は、前記燃料電池電力設備の進行作動中に開位置と閉位置との間で交替するように前記排出弁に選択的に命令することを特徴とする燃料電池電力設備。 - 前記燃料電池は、プロトン交換膜を含み、
前記加圧された反応物燃料は、水素に富んだ気体状の流れであることを特徴とする請求項15記載の燃料電池電力設備。 - 前記制御装置は、所定の時間、閉じたままとなるように前記燃料排出マニホールドに命令することを特徴とする請求項15記載の燃料電池電力設備。
- 前記セルスタック組立体は、前記反応物燃料の流れの中の汚染物質のレベルを検出する検出器を含み、この検出器は、前記制御装置とデータ連通することを特徴とする請求項15記載の燃料電池電力設備。
- 前記制御装置は、前記反応物燃料の流れの中の前記汚染物質のレベルが所定のレベルを超えるまで、閉じたままとなるように前記燃料排出マニホールドに命令することを特徴とする請求項19記載の燃料電池電力設備。
- 前記汚染物質のレベルは、前記燃料排出マニホールドに隣接する前記アノードの流れの場の中に存在する窒素のレベルであることを特徴とする請求項20記載の燃料電池電力設備。
- 前記汚染物質のレベルは、前記燃料排出マニホールド内に存在する窒素のレベルであることを特徴とする請求項21記載の燃料電池電力設備。
- 前記所定のレベルは、体積で前記反応物燃料の流れの約75%であることを特徴とする請求項21記載の燃料電池電力設備。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005507542A (ja) * | 2001-02-26 | 2005-03-17 | ユーティーシー フューエル セルズ,エルエルシー | 燃料電池内の高い燃料利用率 |
CN110620249A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-12-27 | 谷夫科技(上海)有限公司 | 燃料电池发电系统 |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030022036A1 (en) * | 2001-07-25 | 2003-01-30 | Ballard Power Systems Inc. | Fuel cell controller self inspection |
US6979504B2 (en) * | 2001-07-25 | 2005-12-27 | Ballard Power Systems Inc. | Fuel cell system automatic power switching method and apparatus |
US6953630B2 (en) | 2001-07-25 | 2005-10-11 | Ballard Power Systems Inc. | Fuel cell anomaly detection method and apparatus |
US6960401B2 (en) * | 2001-07-25 | 2005-11-01 | Ballard Power Systems Inc. | Fuel cell purging method and apparatus |
US6979506B2 (en) * | 2001-08-31 | 2005-12-27 | Plug Power Inc. | Fuel cell system |
US6838201B2 (en) * | 2002-04-11 | 2005-01-04 | General Motors Corporation | Fuel cell stack coolant conductivity monitoring circuit |
US7122257B2 (en) * | 2002-06-10 | 2006-10-17 | Hewlett-Packard Development Company, Lp. | Fuel cell reactant supply |
US7264896B2 (en) * | 2002-08-15 | 2007-09-04 | Motorola, Inc. | Two-stage hybrid gas pressure regulator |
US6893755B2 (en) * | 2002-10-28 | 2005-05-17 | Cellex Power Products, Inc. | Method and system for controlling the operation of a hydrogen generator and a fuel cell |
JP4254213B2 (ja) | 2002-11-27 | 2009-04-15 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム |
CN100349317C (zh) * | 2003-04-08 | 2007-11-14 | 亚太燃料电池科技股份有限公司 | 燃料电池组的控制装置及方法 |
JP4469560B2 (ja) * | 2003-04-28 | 2010-05-26 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池システム |
JP2004349068A (ja) * | 2003-05-21 | 2004-12-09 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
WO2004114448A2 (en) * | 2003-06-25 | 2004-12-29 | Hydrogenics Corporation | Passive electrode blanketing in a fuel cell |
DE10347793A1 (de) * | 2003-10-14 | 2005-05-19 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffzellenanlage sowie Verfahren zum Betreiben der Brennstoffzellenanlage |
US7875397B2 (en) * | 2003-12-15 | 2011-01-25 | Utc Power Corporation | Permeable inlet fuel gas distributor for fuel cells |
JP4779301B2 (ja) * | 2004-02-10 | 2011-09-28 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
US7399542B2 (en) * | 2004-02-17 | 2008-07-15 | General Motors Corporation | Fuel cell system burp control |
US20060003204A1 (en) * | 2004-07-01 | 2006-01-05 | Callahan Christopher W | Controlling fuel cell fuel purge in response to recycle fuel blower operating conditions |
EP1776730B1 (fr) * | 2004-07-20 | 2015-09-23 | MICHELIN Recherche et Technique S.A. | Controle de l'humidification de la membrane polymere d'une pile a combustible |
US20060110635A1 (en) * | 2004-11-10 | 2006-05-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Fuel cell system, gas replacement method for fuel cell system, and device for fuel cell system |
JP4973949B2 (ja) * | 2005-07-21 | 2012-07-11 | 日本電気株式会社 | 燃料電池及び燃料電池運転方法 |
US7976995B2 (en) * | 2005-12-27 | 2011-07-12 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell system comprising a voltage limit device |
US7521146B2 (en) * | 2005-12-27 | 2009-04-21 | Plug Power Inc. | Switching modes of operation of a fuel cell |
EP1974410A4 (en) * | 2005-12-30 | 2010-08-11 | Utc Power Corp | HYDROGEN SENSOR CELL FOR DETECTION OF CONTAMINANTS |
US7858258B2 (en) * | 2006-03-03 | 2010-12-28 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Cascaded fuel cell stack operation with anode gas recirculation |
US8524404B2 (en) * | 2006-07-17 | 2013-09-03 | GM Global Technology Operations LLC | Fuel cell anode stoichiometry control |
US8512902B2 (en) | 2006-11-07 | 2013-08-20 | Daimler Ag | System and method of purging fuel cell stacks |
US7393603B1 (en) * | 2006-12-20 | 2008-07-01 | Bloom Energy Corporation | Methods for fuel cell system optimization |
JP2008293824A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
US8057941B2 (en) * | 2007-06-15 | 2011-11-15 | GM Global Technology Operations LLC | Comprehensive method for triggering anode bleed events in a fuel cell system |
KR101417269B1 (ko) * | 2012-05-07 | 2014-07-08 | 기아자동차주식회사 | 통합형 매니폴드 블록을 갖는 연료전지용 수소공급시스템 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1486405A (fr) * | 1966-04-15 | 1967-06-30 | Thomson Houston Comp Francaise | Perfectionnements aux piles à combustibles, notamment aux dispositifs de purge |
US3615842A (en) * | 1968-08-29 | 1971-10-26 | Gen Electric | Method and apparatus comprising an electrochemical ion exchange membrane purge pump in combination and fuel cell combination |
DE2146933A1 (de) * | 1971-09-20 | 1973-03-22 | Siemens Ag | Verfahren zum betrieb von brennstoffbatterien mit inertgashaltigen reaktionsgasen |
US4769297A (en) | 1987-11-16 | 1988-09-06 | International Fuel Cells Corporation | Solid polymer electrolyte fuel cell stack water management system |
JP2501872B2 (ja) * | 1988-06-23 | 1996-05-29 | 富士電機株式会社 | 燃料電池の運転停止時における燃料電極の不活性ガス転換方法 |
US5064732A (en) | 1990-02-09 | 1991-11-12 | International Fuel Cells Corporation | Solid polymer fuel cell system: high current density operation |
US5700595A (en) | 1995-06-23 | 1997-12-23 | International Fuel Cells Corp. | Ion exchange membrane fuel cell power plant with water management pressure differentials |
US5503944A (en) | 1995-06-30 | 1996-04-02 | International Fuel Cells Corp. | Water management system for solid polymer electrolyte fuel cell power plants |
JP3915139B2 (ja) * | 1996-05-30 | 2007-05-16 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池発電装置 |
DE19859485A1 (de) * | 1997-12-22 | 1999-06-24 | Equos Research Kk | Brennstoffzellensystem |
US6096448A (en) * | 1997-12-23 | 2000-08-01 | Ballard Power Systems Inc. | Method and apparatus for operating an electrochemical fuel cell with periodic fuel starvation at the anode |
JP3659147B2 (ja) * | 2000-09-11 | 2005-06-15 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池装置 |
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2000
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005507542A (ja) * | 2001-02-26 | 2005-03-17 | ユーティーシー フューエル セルズ,エルエルシー | 燃料電池内の高い燃料利用率 |
CN110620249A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-12-27 | 谷夫科技(上海)有限公司 | 燃料电池发电系统 |
CN110620249B (zh) * | 2018-12-24 | 2020-09-18 | 谷夫科技(上海)有限公司 | 燃料电池发电系统 |
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