JP2005191008A - 固体酸化物燃料電池(sofc)におけるクロミア誘導陰極汚損の防止 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、固体酸化物燃料電池(SOFC)システムのオキシダント入口と水分除去システムの一体化に関する。
【解決手段】 陰極(80)及び電池スタックで使用されるクロムの劣化を防止することにより固体酸化物燃料電池(30)の平均寿命を延長する方法が提供される。陰極供給ガス(140)を極めて低い水分レベルまで絶えず乾燥させることにより、水酸化クロムの形成及び蒸発が防止される。更に、陰極供給ガス(140)の乾燥と関連するエネルギーの損失を最小限にする発電サイクルも開示される。
【選択図】 図1
Description
(ii)相及び微細構造が安定していること;
(iii)燃料電池の様々な構成要素(積層構造)の熱膨張の不均衡が最小限であること;
(iv)構造要素に関して、燃料電池の動作温度における強度及び堅牢度が十分であり、熱衝撃耐性も十分であること;
(v)材料の損失を回避するために蒸気圧力が低いこと;及び
(vi)競争できる価格で製造できること。
Claims (10)
- a)少なくとも1つのオキシダント入口(145)を有する少なくとも1つの燃料電池(30)と、
b)前記少なくとも1つのオキシダント入口(145)に供給されるオキシダント(140)から水分(240)を除去するために前記少なくとも1つのオキシダント入口(145)と流体連通する水分除去システム(220)とを具備する燃料電池システム(20)。 - 前記燃料電池システム(20)は陽子交換(又はポリマー交換)膜燃料電池(PEM)、溶融炭酸塩燃料電池(MCFC)及び固体酸化物燃料電池(SOFC)のうちの少なくとも1つを具備する請求項1記載の燃料電池システム(20)。
- 前記水分除去システム(220)は吸湿システム(260)である請求項1記載の燃料電池システム(20)。
- 前記燃料電池システム(20)は平板形状、管形状、幾何学的形状、非幾何学的形状、蛇行形状及び波形形状並びにそれらの組み合わせである請求項1記載の燃料電池システム(20)。
- 前記吸湿システム(260)は、前記吸湿システム(260)からの高温の排気を除去するための少なくとも1つの高温排気出口(400)を更に具備する請求項3記載の燃料電池システム(20)。
- 燃料電池システム(30)で水分(240)を除去する方法において、
a)前記燃料電池システム(20)に少なくとも1つのオキシダント流れ(140)を供給する過程と、
b)水分除去システム(220)を通過するように前記オキシダント流れ(140)の少なくとも一部を誘導する過程と、
c)前記オキシダント流れ(140)から水分(240)の少なくとも一部を除去する過程とから成る方法。 - a)少なくとも1つのオキシダント入口(145)を有する少なくとも1つの燃料電池(30)と、
b)前記少なくとも1つのオキシダント入口(145)に供給されるオキシダント(140)から水分(240)を除去するために前記少なくとも1つのオキシダント入口(145)と流体連通する水分除去システム(220)と、
c)陽極(40)と、
d)陰極(80)と、
e)電解質(60)とを具備する燃料電池システム(20)。 - 前記陰極(80)は、銅、ステンレス鋼等の鉄性金属、ニッケル、クロム、チタン、それらの組み合わせ合金、不純物添加ランタンマンガナイト、ランタン‐ストロンチウム‐コバルタイト、イットリア安定化ジルコニア、灰チタン石構造を備えたセラミック、混合イオン‐電子伝導体、及び以上の材料のうちの少なくとも1つを含む組み合わせより成る材料である請求項7記載の燃料電池システム(20)。
- 前記電解質(60)は、イットリア、イッテルビア、スカンジア、カルシア及びマグネシアのうちの少なくとも1つを添加されたジルコニア、カルシア、イットリア、サマリア、ガドリニア及び他の希土類酸化物のうちの少なくとも1つを添加されたセリア、不純物添加酸化ビスマス、及び以上の電解質材料のうちの少なくとも1つを含む組み合わせ等のイオン材料及びセラミック材料より成る請求項7記載の燃料電池システム(20)。
- 燃料電池システム(20)で水分(240)を除去する方法において、
a)燃料電池(30)に水分除去システム(220)を接続する過程と、
b)水分(240)と乾燥種(460)との間で熱を交換させる過程と、
c)前記乾燥種(460)と水分(240)との間に十分なドゥエル時間を与える過程と、
d)乾燥した陰極供給ガス(145)を前記燃料電池(30)の内部へ搬送する過程と、
e)少なくとも1つの高温空気入口(420)に沿って前記燃料電池(30)からの高温の排出空気(400)を使用して水分除去要素(乾燥剤)(460)を再生する過程とから成る方法。
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