JP2005044731A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 選択酸化反応器を使用して改質ガスを燃料電池に供給する起動時に、選択酸化反応器を短時間で起動する。
【解決手段】 原燃料を改質して、燃料電池スタック1で発電反応に使用する改質燃料ガスを生成する改質器7、及び、改質器7により生成された改質燃料ガスを選択酸化反応させる選択酸化反応器8を起動させる場合に、副プラズマ発生装置12によりオゾンを含む空気を生成して、選択酸化反応器8に供給することにより、オゾンを用いた選択酸化反応を選択酸化反応器8に行わせて、選択酸化反応器8の暖機を行う。
【選択図】 図1
【解決手段】 原燃料を改質して、燃料電池スタック1で発電反応に使用する改質燃料ガスを生成する改質器7、及び、改質器7により生成された改質燃料ガスを選択酸化反応させる選択酸化反応器8を起動させる場合に、副プラズマ発生装置12によりオゾンを含む空気を生成して、選択酸化反応器8に供給することにより、オゾンを用いた選択酸化反応を選択酸化反応器8に行わせて、選択酸化反応器8の暖機を行う。
【選択図】 図1
Description
本発明は、例えば車両に搭載されて、当該車両の駆動トルクを発生させるために燃料電池スタックに発電させる燃料電池システムに関し、特に、原燃料を改質することで改質した燃料ガスを生成して燃料電池スタックに供給する燃料電池システムに関する。
従来より、原料を酸化反応させることにより改質して、燃料電池スタックに供給する改質ガスを生成する選択酸化反応器を備えた改質型燃料電池システムとしては、下記の特許文献1に記載された燃料電池発電装置の起動方法などの技術が知られている。
この特許文献1では、システムの起動時において、一酸化炭素変成器を通過した窒素ガス及び空気を含む混合ガスを選択酸化反応器に供給し、当該選択酸化反応器の触媒層温度を昇温させることで、システムの起動性を確保している。
特開2002−75425号公報
しかしながら、上述した特許文献1では、プラズマ放電装置を備える改質器を使用した場合、プラズマ放電装置への電圧供給により改質器の起動を迅速に行えるが、選択酸化反応器を起動するには触媒層を昇温させる必要がある。そのため、特許文献1では、システム全体を起動させるのに長時間を要してしまうという問題がある。
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、選択酸化反応器を使用して改質ガスを燃料電池に供給する起動時に、選択酸化反応器を短時間で起動することができる燃料電池システムを提供することを目的とする。
本発明に係る燃料電池システムは、原燃料を改質して、燃料電池で発電反応に使用する改質燃料ガスを生成する改質器、及び、前記改質器により生成された改質燃料ガスを選択酸化反応させる選択酸化反応器を起動させる場合に、オゾン生成手段によりオゾンを含む空気を生成して、前記選択酸化反応器に供給することにより、オゾンを用いた選択酸化反応を選択酸化反応器に行わせて、選択酸化反応器の暖機を行うことにより、上述の課題を解決する。
本発明に係る燃料電池システムによれば、起動時において、オゾン発生手段によりオゾンを発生させて選択酸化反応器に供給するので、オゾンを含まない空気を供給する場合と比較して選択酸化反応器の酸化反応を活性化させることができ、選択酸化反応器が十分に反応を行うことができる温度とするのに要する暖機時間を短縮することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明は、例えば図1に示すように構成された燃料電池システムに適用される。この燃料電池システムは、例えば燃料電池車両に搭載され、負荷として搭載された駆動モータや燃料電池スタックを発電させる補機類等に電力供給することにより、車両走行するための駆動トルクを発生させるものである。
[燃料電池システムの構成]
燃料電池システムは、図1に示すように、当該燃料電池システムの主電源であって、発電反応を発生させるための水素を多量に含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとが供給されることによって発電する燃料電池スタック1を備える。この燃料電池スタック1は、固体高分子電解質を挟んで、酸化剤ガスを供給する空気極と燃料ガスを供給する水素極とを対設した燃料電池セル構造体をセパレータで挟持し、セル構造体を複数積層することによって構成されている。すなわち、この燃料電池スタック1による発電は、水素極にて水素が電子を放出してイオン化し、生成された水素イオン(H+)が高分子電解質を通過して空気極に到達し、この水素イオンが空気極にて酸素と結合して水(H2O)を生成することによって行われる。
燃料電池システムは、図1に示すように、当該燃料電池システムの主電源であって、発電反応を発生させるための水素を多量に含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとが供給されることによって発電する燃料電池スタック1を備える。この燃料電池スタック1は、固体高分子電解質を挟んで、酸化剤ガスを供給する空気極と燃料ガスを供給する水素極とを対設した燃料電池セル構造体をセパレータで挟持し、セル構造体を複数積層することによって構成されている。すなわち、この燃料電池スタック1による発電は、水素極にて水素が電子を放出してイオン化し、生成された水素イオン(H+)が高分子電解質を通過して空気極に到達し、この水素イオンが空気極にて酸素と結合して水(H2O)を生成することによって行われる。
また、燃料電池システムは、各部の動作を制御して燃料電池スタック1の発電反応を制御する制御手段であるコントロールユニット2を備える。このコントロールユニット2は、例えば図示しないROM(Read Only Memory)等の記憶部に、燃料電池システムを起動して負荷に対して電力供給を行う一連の処理手順を記述した燃料電池起動プログラムを格納し、当該燃料電池起動プログラムを図示しないCPU(Central Processing Unit)等によって実行することにより、後述する各部を制御する。
この燃料電池システムにおいて、燃料ガスは、コントロールユニット2の制御に従って燃料電池スタック1に供給され、空気は、外気を取り込むエアコンプレッサ3から圧送されることで、燃料電池スタック1に供給される。
燃料電池スタック1に空気を供給する空気供給系は、空気供給配管に、エアコンプレッサ3及び空気制御バルブ4が設けられて構成されている。コントロールユニット2は、外部からの燃料電池スタック1の発電要求に応じて、エアコンプレッサ3の駆動量及び空気制御バルブ4の開度を制御し、空気流量及び空気圧力を制御する。また、コントロールユニット2は、空気極の入り口付近に設けられた図示しない圧力センサからのセンサ信号を読み込んで空気流量及び空気圧力を制御する。そして、空気は、燃料電池スタック1の発電反応に使用され、余剰分が燃料電池スタック1から排出される。
また、この燃料電池システムでは、燃料電池スタック1に燃料ガスを供給する改質システムとして、蒸発器5、燃焼器6、改質器7及び選択酸化反応器8を備える。改質器7は、本例においてプラズマ発生装置11、副プラズマ発生装置12及び改質触媒部13が一体に構成されたものを使用する。この改質システムにおいては、燃料電池スタック1を発電させるに際して、コントロールユニット2の制御に従って各部を動作させて、炭化水素系燃料(CnHm)の原燃料から、燃料電池スタック1に供給する改質燃料ガスを生成する。
この改質燃料ガスは、燃料電池スタック1に供給されることで発電反応に使用されて燃焼器6に排出されると共に、必要に応じて燃料電池スタック1をバイパスして燃焼器6に供給される。
燃焼器6では、選択酸化反応器8からの改質燃料ガスや、燃料電池スタック1から排出された余剰分の改質燃料ガスを燃焼して熱を発生させると共に、コントロールユニット2の制御により、熱量が不足した場合に原燃料噴射弁6aを介して原燃料が供給される。これにより、燃焼器6では、改質反応に必要な熱量を保持して、改質触媒13及び蒸発器5に燃焼ガスを送る。
蒸発器5には、図示しない原燃料貯蔵部からの原燃料を内部に供給する原燃料噴射弁5aと、図示しない水貯蔵部からの水を内部に供給する水噴射弁5bとが設けられている。この蒸発器5は、燃料電池スタック1に改質燃料ガスを供給するに際して、コントロールユニット2の制御に従って、原燃料噴射弁5aが作動されることで原燃料が供給されると共に、水噴射弁5bが作動されることで水が供給される。そして、蒸発器5では、燃焼器6からの燃焼ガスと原燃料及び水とを熱交換することで、原燃料及び水を蒸発させて気化して改質器7のプラズマ発生装置11に供給する。
プラズマ発生装置11には、原燃料噴射弁11a及び水噴射弁11bが設けられている。このプラズマ発生装置11は、原燃料噴射弁11a及び水噴射弁11bがコントロールユニット2により作動されることで、図示しない原燃料貯蔵部及び水貯蔵部から原燃料及び水が供給される。また、プラズマ発生装置11は、エアコンプレッサ3と第1空気制御弁21を介して接続され、コントロールユニット2の制御により第1空気制御弁21が開閉動作されることにより、空気が供給される。
プラズマ発生装置11では、蒸発器5や原燃料噴射弁11aから炭化水素系(CnHm)の原燃料ガスが供給されると、コントロールユニット2の制御に従って、内部の高電圧発生装置により電圧が供給される。プラズマ発生装置11では、コントロールユニット2の制御により、熱プラズマを発生させる高電圧が供給された場合には、熱プラズマにより原燃料及び水を蒸発させ、低温プラズマを発生させる電圧が供給された場合には原燃料及び水をプラズマ化して改質する。原燃料ガスは、プラズマ発生装置11内にてプラズマ化された後に、再結合することで水素や二酸化炭素等に変換されて、改質燃料ガスとして改質触媒13に送られる。
ここで、プラズマ発生装置11による改質反応では、水素や二酸化炭素等と共に、一酸化炭素が生成される場合がある。これに対し、プラズマ発生装置11では、蒸発器5からの水蒸気を利用した下記の式2にて表現されるシフト反応を行って、一酸化炭素を二酸化炭素及び水素に変換させる。なお、コントロールユニット2は、プラズマ発生装置11にて一酸化炭素が生成されず、且つプラズマによる原燃料ガスの改質のみを行う場合には、水蒸気をプラズマ発生装置11に供給する必要は無い。
改質触媒13は、プラズマ発生装置11から改質燃料ガスが送られると、プラズマ発生装置11にて改質されずに改質燃料ガスに含まれている原燃料ガスを改質する。この改質触媒13による改質反応は、下記の式1にて表現されるような水蒸気を利用した水蒸気改質反応である。この改質反応は、吸熱反応であって燃焼器6にて発生した熱を利用して、改質触媒13での反応速度が進行される。また、この改質触媒13では、下記の式2にて表現したシフト反応を同時に行って、一酸化炭素を二酸化炭素に変換して改質燃料ガスを選択酸化反応器8に送る。
このようにプラズマ発生装置11の下流に改質触媒13を設ける場合には、プラズマ発生装置11にて炭化水素系燃料のC結合を分離させ、高級炭化水素を低級炭化水素に変換することで改質触媒13の改質反応を進行し易くするといった使用方法もあり、使用方法は限定されるものでは無い。
また、この改質器7では、下記の式3にて表現される部分酸化反応を行う。この部分酸化反応は、空気が供給された場合に発生する発熱を伴う改質反応である。このような改質反応を行うことにより、改質器7では、部分酸化反応により発生した熱を、式1にて表現される吸熱反応である改質反応に利用し、双方の熱量のバランスを保持して改質反応を行う。なお、改質器7では、部分酸化反応の水素収率に対して水蒸気改質反応の水素収率が高いため、双方の改質反応を同時に行う場合、部分酸化反応の割合(部分酸化率)を減らして水蒸気改質反応の比率を上げて改質効率を向上させることが望ましい。
CnHm+nH2O→nCO+(n+m/2)H2 (式1)
CO+H2O←→CO2+H2 (式2)
CnHm+nO2→nCO2+(m/2)H2 (式3)
副プラズマ発生装置12は、内部の高電圧発生装置がコントロールユニット2により制御されることにより熱プラズマ又は低温プラズマを発生させる。また、副プラズマ発生装置12は、エアコンプレッサ3と第2空気制御弁22を介して接続され、コントロールユニット2の制御により第2空気制御弁22が開閉動作されることにより、空気が供給される。これにより、副プラズマ発生装置12は、熱プラズマ又は低温プラズマによって空気中の酸素の一部をオゾン化して選択酸化反応器8に供給する。
CO+H2O←→CO2+H2 (式2)
CnHm+nO2→nCO2+(m/2)H2 (式3)
副プラズマ発生装置12は、内部の高電圧発生装置がコントロールユニット2により制御されることにより熱プラズマ又は低温プラズマを発生させる。また、副プラズマ発生装置12は、エアコンプレッサ3と第2空気制御弁22を介して接続され、コントロールユニット2の制御により第2空気制御弁22が開閉動作されることにより、空気が供給される。これにより、副プラズマ発生装置12は、熱プラズマ又は低温プラズマによって空気中の酸素の一部をオゾン化して選択酸化反応器8に供給する。
改質器7で生成された改質燃料ガスが選択酸化反応器8に供給されると、選択酸化反応器8では、主として上記式2のシフト反応により改質燃料ガスに含まれる一酸化炭素を選択的に低減して、燃料電池スタック1に送る。これにより、燃料電池スタック1では、空気と共に改質燃料ガスが供給されることで、下記の式4にて表現される反応を水素極にて発生させると共に、下記の式5にて表現される反応を空気極にて発生させて、更には、全体としては下記の式6にて表現させる反応を進行させて、電力を発生する。
H2→2H++2e− (式4)
(1/2)O2+2H++2e−→H2O (式5)
H2+(1/2)O2→H2O (式6)
ここで、燃料電池スタック1は、固体高分子型であり、上記の電気化学反応を促進する白金等の触媒を備えている。しかし、CO変成器6から供給される改質燃料ガス中に一酸化炭素が含まれている場合には、当該一酸化炭素が白金触媒に吸着して触媒としての機能を低下させ、上記式5に示した空気極における反応を阻害して燃料電池スタック1の性能を阻害してしまう。そのため、本例における燃料電池スタック1のような固体高分子型を使用して発電を行わせる場合には、選択酸化反応器8等のCO除去手段を用いて改質燃料ガス中の一酸化炭素を所定値(例えば10ppm)以下に低減して電池性能の低下を防ぐことが必要となる。
(1/2)O2+2H++2e−→H2O (式5)
H2+(1/2)O2→H2O (式6)
ここで、燃料電池スタック1は、固体高分子型であり、上記の電気化学反応を促進する白金等の触媒を備えている。しかし、CO変成器6から供給される改質燃料ガス中に一酸化炭素が含まれている場合には、当該一酸化炭素が白金触媒に吸着して触媒としての機能を低下させ、上記式5に示した空気極における反応を阻害して燃料電池スタック1の性能を阻害してしまう。そのため、本例における燃料電池スタック1のような固体高分子型を使用して発電を行わせる場合には、選択酸化反応器8等のCO除去手段を用いて改質燃料ガス中の一酸化炭素を所定値(例えば10ppm)以下に低減して電池性能の低下を防ぐことが必要となる。
このように構成された燃料電池システムでは、コントロールユニット2により、原燃料を改質するに際して、改質触媒13の温度を検出する第1温度センサ31による温度値T1及び選択酸化反応器8の温度を検出する第2温度センサ32による温度値T2を参照する。また、コントロールユニット2では、選択酸化反応器8と燃料電池スタック1との間に設けられた第1水素制御弁23を開閉制御すると共に、燃料電池スタック1をバイパスするバイパス通路24に設けられた第2水素制御弁25を開閉制御する。
更に、コントロールユニット2は、上述した各部を制御することで、燃料電池スタック1に発電を開始させるときに後述の始動制御処理を実行する。
[始動制御処理]
つぎに、上述したような燃料電池システムにおいて、燃料電池スタック1に発電を開始させるときにコントロールユニット2より実行される始動制御処理の処理手順について、図2のフローチャート、図3及び図4を参照して説明する。
つぎに、上述したような燃料電池システムにおいて、燃料電池スタック1に発電を開始させるときにコントロールユニット2より実行される始動制御処理の処理手順について、図2のフローチャート、図3及び図4を参照して説明する。
先ず、コントロールユニット2に外部から燃料電池システムの起動命令がなされると、先ず、ステップS1において、高電圧発生装置によりプラズマ発生装置11及び副プラズマ発生装置12に高電圧を供給することにより熱プラズマを発生させる。
次のステップS2において、コントロールユニット2により、原燃料噴射弁11a、水噴射弁11b及び第1空気制御弁21を開状態にし、プラズマ発生装置11に原燃料及び水を噴射し、ステップS1にて発生した熱プラズマにより気化させて原燃料ガスを生成する。この原燃料ガスは、熱プラズマにより加熱された雰囲気と共に改質触媒13に供給され、改質反応が行なわれる。
ここで、プラズマ発生装置12では熱プラズマのみを発生させることとしたが、燃料電池システムでは、熱プラズマを発生させる電圧入力端子の下流(改質触媒13側)に、他の電圧入力端子を設け、コントロールユニット2により、他の電圧入力端子に低電圧を供給して低温プラズマを発生させ、当該低温プラズマによって熱プラズマにより気化した原燃料ガスを改質反応させても良い。
次のステップS3においては、コントロールユニット2により、第2空気制御弁22を開状態にすることにより、副プラズマ発生装置12内の熱プラズマに空気を通過させることにより、空気に含まれる酸素の一部をオゾン化して、選択酸化反応器8に供給させる。その結果、選択酸化反応器8では、通常の空気に比べオゾンが含まれることで酸化反応(発熱反応)が活発に行われ、急激な温度上昇となる。
次のステップS4においては、コントロールユニット2により、第1水素制御弁23を閉状態にすると共に第2水素制御弁25を開状態にすることにより、選択酸化反応器8から排出された改質燃料ガスを、燃料電池スタック1をバイパスして燃焼器6に供給する。
このように、図3の起動期間「1」に示すように第1空気制御弁21を開状態、第1水素制御弁23を閉状態及び第2水素制御弁25を開状態にすることより、改質燃料ガスを直接燃焼器6に供給して燃焼ガスを改質触媒13に供給する。これにより、燃料電池システムでは、改質触媒13を加熱することにより、図4の起動期間「1」において第1温度センサ31により検出する温度値T1を上昇させると共に、選択酸化反応器8にオゾンを供給して酸化反応を活発に行わせて第2温度センサ32により検出する温度値T2を上昇させる。
次のステップS5においては、コントロールユニット2により、第2温度センサ32により検出した選択酸化反応器8の温度値T2が、第1既定値よりも高いか否かを判定する。コントロールユニット2は、選択酸化反応器8の温度T2が第1既定値よりも高くない場合にはステップS6に処理を進め、選択酸化反応器8の温度T2が第1既定値よりも高い場合にはステップS7に処理を進める。
ステップS7においては、コントロールユニット2により、高電圧発生装置により副プラズマ発生装置12に供給する印加電圧を低下させ、副プラズマ発生装置12にて発生するプラズマを熱プラズマから低温プラズマに変更する。これにより、図3及び図4の起動期間「2」に示すように、副プラズマ発生装置12に供給された空気は、低温プラズマを通過することにより生成されるオゾン量が低下するが、図4の起動期間「1」に示すように選択酸化反応器8の温度値T2が上昇しており、酸化反応が進行しやすくなっているため、選択酸化反応器8の十分な昇温速度を得ることが可能となる。また、副プラズマ発生装置12への印加電圧を低減することで、電力使用効率を向上させる。
次のステップS8においては、コントロールユニット2により、再度選択酸化反応器8の温度値T2を検出し、当該温度値T2が第2既定値よりも高いか否かを判定する。コントロールユニット2は、温度値T2が第2既定値よりも高くない場合にはステップS9に処理を進め、温度値T2が第2既定値よりも高い場合にはステップS10に処理を進める。
ステップS10においては、コントロールユニット2により、ステップS8の判定によって、選択酸化反応器8の起動が完了したと判定して副プラズマ発生装置12への電圧供給を停止し(図3及び図4の起動期間「3」)、ステップS11においては第2空気制御弁22を閉状態にし、ステップS12においては第1水素制御弁23を開状態にすると共に第2水素制御弁25を閉状態にする(図3及び図4の起動期間「4」)。これにより、コントロールユニット2は、選択酸化反応器8によって一酸化炭素が選択的に低減された改質燃料ガスを燃料電池スタック1に供給開始する。
ステップS5において選択酸化反応器8の温度値T2が第1既定値よりも高くないと判定した場合にはステップS1〜ステップS4の処理を繰り返すことにより、選択酸化反応器8及び改質触媒13の温度上昇を図る。
また、ステップS8において選択酸化反応器8の温度値T2が第2既定値よりも高くないと判定した後のステップS9においては、改質触媒13の温度値T1が第2既定値よりも高くない場合にはステップS7にて低温プラズマを発生させて選択酸化反応器8を暖機させ、改質触媒13の温度値T1が第2既定値よりも高い場合には、選択酸化反応器8にて酸化されにくい炭化水素が十分に低減されているため、ステップS10へ進み、副プラズマ発生装置12への電圧供給を停止する。
[実施形態の効果]
以上詳細に説明したように、本発明を適用した燃料電池システムによれば、改質システムの起動時において、副プラズマ発生装置12によりオゾンを発生させて選択酸化反応器8に供給し、オゾンを含まない空気を供給する場合と比較して選択酸化反応器8の酸化反応を活性化させることができるので、選択酸化反応器8が十分に酸化反応を行うことができる温度とするのに要する暖機時間を短縮することができる。したがって、この燃料電池システムによれば、改質器7を暖機するのに必要な時間と、選択酸化反応器8を暖機するのに必要な時間との時間差を短縮して、改質システム全体での起動性を向上させることができる。
以上詳細に説明したように、本発明を適用した燃料電池システムによれば、改質システムの起動時において、副プラズマ発生装置12によりオゾンを発生させて選択酸化反応器8に供給し、オゾンを含まない空気を供給する場合と比較して選択酸化反応器8の酸化反応を活性化させることができるので、選択酸化反応器8が十分に酸化反応を行うことができる温度とするのに要する暖機時間を短縮することができる。したがって、この燃料電池システムによれば、改質器7を暖機するのに必要な時間と、選択酸化反応器8を暖機するのに必要な時間との時間差を短縮して、改質システム全体での起動性を向上させることができる。
また、この燃料電池システムによれば、改質器7のプラズマ発生装置11によって低温プラズマを発生させて、コントロールユニット2の制御によって原燃料ガスの一部又は全部を改質することができるので、改質触媒13に使用する触媒量を低減することが可能となる。したがって、この燃料電池システムによれば、改質触媒13を昇温する時間を短縮することでシステム全体として暖機時間を短縮し、更にシステムの始動性能を向上させることができる。
更に、この燃料電池システムによれば、副プラズマ発生装置12に熱プラズマを発生させて、加熱した空気及びオゾンを選択酸化反応器8に供給するので、オゾンを含む高温空気を選択酸化反応器8に供給して、選択酸化反応器8での酸化反応を促進することで、選択酸化反応器8の起動性を向上させることが可能となる。
更にまた、この燃料電池システムによれば、選択酸化反応器8の温度に応じて、空気が通過する副プラズマ発生装置12への印加電圧を変更するので、選択酸化反応器8の起動状況に応じたオゾン量を供給することができ、電力を効率的に使用して選択酸化反応器8を起動させることが可能となる。
更にまた、この燃料電池システムによれば、選択酸化反応器8の温度が第2既定値を超えた場合、副プラズマ発生装置12への印加電圧を停止させるので、選択酸化反応器8の起動状況を確実に捉えることが可能になると共に、その起動状況に応じたオゾン量の供給が可能となり、効率的な選択酸化反応器の起動が可能となる。
更にまた、この燃料電池システムによれば、副プラズマ発生装置12への印加電圧を変更して、発生するプラズマを熱プラズマと低温プラズマとの間で切り替えるので、選択酸化反応器8の起動状況に応じて確実にオゾン量を変更することができる。
更にまた、この燃料電池システムによれば、改質器7の温度が第2既定値を超えた場合、副プラズマ発生装置12への印加電圧を停止するので、改質触媒13を含む改質器7が起動して、改質燃料ガス中の炭化水素成分が低下して選択酸化反応器8での酸化反応が進行しやすい場合においては、副プラズマ発生装置12での電力消費を低減し、システムの効率を高めることが可能となる。
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
1 燃料電池スタック
2 コントロールユニット
3 エアコンプレッサ
4 空気制御バルブ
5 蒸発器
6 燃焼器
7 改質器
8 選択酸化反応器
11 プラズマ発生装置
12 副プラズマ発生装置
13 改質触媒
21 第1空気制御弁
22 第2空気制御弁
23 第1水素制御弁
24 バイパス通路
25 第2水素制御弁
31 第1温度センサ
32 第2温度センサ
2 コントロールユニット
3 エアコンプレッサ
4 空気制御バルブ
5 蒸発器
6 燃焼器
7 改質器
8 選択酸化反応器
11 プラズマ発生装置
12 副プラズマ発生装置
13 改質触媒
21 第1空気制御弁
22 第2空気制御弁
23 第1水素制御弁
24 バイパス通路
25 第2水素制御弁
31 第1温度センサ
32 第2温度センサ
Claims (6)
- 原燃料を改質して、燃料電池で発電反応に使用する改質燃料ガスを生成する改質器と、
前記改質器により生成された改質燃料ガスを選択酸化反応させて、前記燃料電池に供給する選択酸化反応器と、
前記改質器及び前記選択酸化反応器を起動させる場合に、オゾンを含む空気を生成して前記選択酸化反応器に供給するオゾン生成手段と
を有することを特徴とする燃料電池システム。 - 前記オゾン生成手段は、空気の一部をプラズマによりオゾン化して、前記選択酸化反応器に供給するオゾン発生用プラズマ発生装置からなることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記選択酸化反応器の温度に応じて、前記オゾン発生用プラズマ発生装置に印加する電圧を変更することを特徴とする請求項2に記載の燃料電池システム。
- 前記選択酸化反応器の温度が所定値を超えた場合に、前記オゾン発生用プラズマ放電装置に印加する電圧を低下させることを特徴とする請求項2に記載の燃料電池システム。
- 前記選択酸化反応器の温度に応じて、前記オゾン発生用プラズマ発生装置に印加する電圧を変更して、当該オゾン発生用プラズマ発生装置により発生するプラズマを熱プラズマと低温プラズマとの間で切り換えることを特徴とする請求項2に記載の燃料電池システム。
- 前記改質器は、原燃料を改質する改質用プラズマ発生装置を備え、
当該改質用プラズマ発生装置により発生した熱により前記改質器の温度が所定値を超えた場合に、前記オゾン発生用プラズマ発生装置への電圧印加を停止することを特徴とする請求項2〜請求項4の何れかに記載の燃料電池システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003280053A JP2005044731A (ja) | 2003-07-25 | 2003-07-25 | 燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003280053A JP2005044731A (ja) | 2003-07-25 | 2003-07-25 | 燃料電池システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005044731A true JP2005044731A (ja) | 2005-02-17 |
Family
ID=34265993
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---|---|---|---|
JP2003280053A Pending JP2005044731A (ja) | 2003-07-25 | 2003-07-25 | 燃料電池システム |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005044731A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008523552A (ja) * | 2004-12-08 | 2008-07-03 | ルノー・エス・アー・エス | 燃料電池が装備された動力車両に搭載される電力を発生するためのシステムとそれに関連する方法 |
JP2010184197A (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Ngk Insulators Ltd | プラズマリアクタ |
-
2003
- 2003-07-25 JP JP2003280053A patent/JP2005044731A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008523552A (ja) * | 2004-12-08 | 2008-07-03 | ルノー・エス・アー・エス | 燃料電池が装備された動力車両に搭載される電力を発生するためのシステムとそれに関連する方法 |
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