JP2006080052A - 固体酸化物形燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】 熱リサイクル後の低温排ガスと共に高温排ガスも得られる固体酸化物形燃料電池を提供する。
【解決手段】 発電セル5を多数積層して構成した燃料電池スタック1を断熱ハウジング30内に収納し、運転時に燃料電池スタック1の内部に反応用ガスを供給して発電反応を生じさせると共に、発電反応で生じた排ガスを外部に排気する固体酸化物形燃料電池である。この固体酸化物形燃料電池は、燃料電池スタック1からの排ガスの一部を直接外部に排気するための排ガス排気機構30aと、排ガスの一部を燃料電池スタック1へ熱リサイクルするための排ガス排気機構20aをそれぞれ独立して備えている。
【選択図】 図1
Description
このような電極反応で生じた電子は、別ルートの外部負荷にて起電力として取り出すことができる。
空気極: 1/2 O2 + 2e- → O2-
燃料極: H2 + O2- → H2 O+2e-
全体 : H2 + 1/2 O2 → H2 O
運転時には、この燃料電池スタック1の内部に適温に予熱された燃料ガス、空気、水蒸気等の反応用ガスが供給されて発電セル内において発電反応が生じると共に、その際に生じた高温の排ガスがハウジング30の内部空間に排出されるようになっている。
一方、熱交換を終えた排ガスは低温となって熱交換部20の排気管20aよりモジュール外に排出され、外部設置の排熱回収装置にて熱回収される。
請求項2に記載の構成では、ハウジングの外側に熱交換部を設けることにより、モジュール内温度に影響を及ぼすことなく、熱交換部において熱リサイクルのための熱交換が可能となる。同時に別の排ガス排気機構からは高温の排ガスが得られる。
図1は本発明が適用された固体酸化物形燃料電池の構成を示し、図2は燃料電池スタックの運転時のガスの流れを示している。尚、説明を簡略化するため、以下の説明において従来と共通する部材については同一の符号を用いた。
この熱交換部20は、断熱材32で包囲された空間内に外部供給水、燃料ガス、空気等を個々に予熱するための熱交換器類(図示せず)を備えており、これら水、燃料ガス、空気等が各熱交換器内において排気口21を介して導入されたハウジング30内の高温排ガスと熱交換して高温水蒸気や予熱燃料ガス、予熱空気となり、各配管を通して燃料電池スタック1内に誘導されるようになっている。
一方、熱交換を終えた各熱交換器からの排ガスは低温(150〜250℃)となって熱交換部20の排気管20aよりモジュール外に排出され、外部設置の排熱回収装置にて熱回収される。回収された熱は、例えば、店舗、家庭内において、給湯用の熱エネルギーとして利用することができる。
5 発電セル
20 熱交換部
30 ハウジング
20a、30a 排ガス排気機構(排気管)
Claims (2)
- 発電セルを多数積層して構成した燃料電池スタックを断熱ハウジング内に収納し、運転時に前記燃料電池スタックの内部に反応用ガスを供給して発電反応を生じさせると共に、発電反応で生じた排ガスを外部に排気する固体酸化物形燃料電池において、
燃料電池スタックからの排ガスの一部を直接外部に排気するための排ガス排気機構と、前記排ガスの一部を前記燃料電池スタックへ熱リサイクルするための排ガス排気機構をそれぞれ独立して備えることを特徴とする固体酸化物形燃料電池。 - 前記ハウジングの外側に、前記燃料電池スタックからの高温排ガスを熱リサイクルする熱交換部を設けたことを特徴とする請求項1に記載の固体酸化物形燃料電池。
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