JP2006309984A - 燃料電池スタック構造体の温度制御方法及び燃料電池スタック構造体 - Google Patents
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Abstract
【課題】起動から停止までの段階において、熱容量の大きい部分と小さい部分との温度差を少なくして応力集中が生じるのを抑制して、耐久性の向上を実現することが可能である燃料電池スタック構造体の温度制御方法及び燃料電池スタック構造体を提供する。
【解決手段】金属薄板状のセパレータ12,13で囲まれた空間S内に収容されて一方の面を外部に露出させた固体電解質型の単セル11を備えた複数の固体電解質型燃料電池10を積層して成り、これらの固体電解質型燃料電池10を貫通するガス流路2から固体電解質型燃料電池10の各空間Sにガスを供給する燃料電池スタック構造体1において、複数の部位に熱電対32を設けると共に、この熱電対32で得た温度情報に基づいて温度分布を均一にすべく各部位の熱量収支を制御可能とした。
【選択図】 図3
Description
2 ガス流路
2a 路壁面
4 ガス配管
10 固体電解質型燃料電池
10a 熱容量の大きい中央部分
11 単セル
12,82 一方のセパレータ
13 他方のセパレータ
16a ガス導入口(ガス供給口)
21 排気バルブ(流路変更手段)
22 短絡流路
23,23A 燃焼器
24 熱交換器
25 循環流路
26 凹凸
27 ヒーター(電気的加熱機構)
28,86 温度調節用のガス流路
29 放熱器
32,92 シース熱電対(温度測定手段)
33 制御部
S 空間
Claims (22)
- 金属薄板状のセパレータで囲まれた空間内に収容されて一方の面を外部に露出させた固体電解質型の単セルを備えた複数の固体電解質型燃料電池を積層して成り、これらの固体電解質型燃料電池を貫通する少なくとも1つのガス流路から固体電解質型燃料電池の各空間にガスを供給する燃料電池スタック構造体の起動から停止までの段階において、複数の部位の温度を測定し、この測定して得た温度情報に基づいて、温度分布を均一にすべく各部位の熱量収支を制御することを特徴とする燃料電池スタック構造体の温度制御方法。
- 少なくとも熱容量の異なる2箇所の温度を測定し、この測定して得た温度情報に基づいて燃料電池スタック構造体に対するガス流入量及びガス排出量のうちの少なくともいずれか一方を調整して両位置における熱量収支を制御する請求項1に記載の燃料電池スタック構造体の温度制御方法。
- 2箇所で測定した温度の差を小さくすべく、ガス流路から固体電解質型燃料電池の各空間に供給すべき高温ガスを該ガス流路を通して排出することで、固体電解質型燃料電池のガス流路近辺に位置する熱容量の大きい部分を加熱すると共に、必要に応じて燃料電池スタック構造体に対するガス流入量を増加させる請求項2に記載の燃料電池スタック構造体の温度制御方法。
- 2箇所で測定した温度のうち少なくとも一方の測定温度が設定温度以上になった段階において、ガス流路を通して排出していた高温ガスの全てを固体電解質型燃料電池の各空間に供給し、燃料電池スタック構造体に対するガス流入量のみを調整する請求項2又は3に記載の燃料電池スタック構造体の温度制御方法。
- 排出した高温ガスをガス流路にもどして循環させる請求項3又は4に記載の燃料電池スタック構造体の温度制御方法。
- ガス流路に流す加熱用の高温ガスとして、燃料ガスを燃焼させて生じた燃焼熱を利用した熱交換により加熱されたガスを用いる請求項3〜5のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体の温度制御方法。
- ガス流路に流す加熱用の高温ガスとして、燃料ガスの燃焼により生じた高温の燃焼排ガスを用いる請求項3〜5のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体の温度制御方法。
- ガス流路に流す加熱用の高温ガスとして、上記ガス流路に結合するガス配管に設置した電気的加熱機構により加熱されたガスを用いる請求項3〜5のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体の温度制御方法。
- あらかじめ設定した昇温時間又は昇温率から算出される任意時間における予定温度と、測定して得た複数の温度情報のうちの最も高い測定温度との差を小さくするべく燃料電池スタック構造体に対するガス流入量及びガス排出量のうちの少なくともいずれか一方を調整する請求項1〜8いずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体の温度制御方法。
- あらかじめ設定した降温時間又は降温率から算出される任意時間における予定温度と、測定して得た複数の温度情報のうちの最も低い測定温度との差を小さくするべく燃料電池スタック構造体に対するガス流入量及びガス排出量のうちの少なくともいずれか一方を調整する請求項1〜8いずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体の温度制御方法。
- 複数の部位の温度を測定して得た温度情報に基づいて、固体電解質型燃料電池の各空間にガスを供給する発電用のガス流路とは別の温度調節用のガス流路に高温ガス又は低温ガスを流して各部位の熱量収支を制御する請求項1〜10いずれか一つの項にに記載の燃料電池スタック構造体の温度制御方法。
- 冷却用の低温ガスとして、放熱器における空気又は水との熱交換により冷却されたガスを用いる請求項11に記載の燃料電池スタック構造体の温度制御方法。
- 金属薄板状のセパレータで囲まれた空間内に収容されて一方の面を外部に露出させた固体電解質型の単セルを備えた複数の固体電解質型燃料電池を積層して成り、これらの固体電解質型燃料電池を貫通する少なくとも1つのガス流路から固体電解質型燃料電池の各空間にガスを供給する燃料電池スタック構造体において、複数の部位に温度測定手段を設けると共に、この温度測定手段で得た温度情報に基づいて温度分布を均一にすべく各部位の熱量収支を制御可能としたことを特徴とする燃料電池スタック構造体。
- ガス流路から固体電解質型燃料電池の各空間に供給すべき高温ガスの大半をそのまま排出する短絡流路と、この短絡流路を閉じてガス流路から固体電解質型燃料電池の各空間に高温ガスを供給する状態に戻す流路変更手段と、温度測定手段で得た温度情報に基づいて流路変更手段を作動させて短絡流路を通して排出する高温ガスの流量を調節する制御部を備えている請求項13に記載の燃料電池スタック構造体。
- 短絡流路から排出した高温ガスをガス流路にもどして循環させる循環流路を備えている請求項14に記載の燃料電池スタック構造体。
- 燃料ガスを燃焼させる燃焼器と、この燃焼器で生じた燃焼熱でガス流路に流すガスを加熱する熱交換器を備えている請求項14又は15に記載の燃料電池スタック構造体。
- 燃料ガスを燃焼させて生じた高温の燃焼排ガスをガス流路に流す燃焼器を備えている請求項14又は15に記載の燃料電池スタック構造体。
- ガス流路に結合するガス配管に設置してガス流路に流すガスを加熱する電気的加熱機構を備えている請求項14又は15に記載の燃料電池スタック構造体。
- ガス流路の路壁面に凹凸が形成してある請求項14〜18のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
- 固体電解質型燃料電池の各空間にガスを供給する発電用のガス流路とは別に、高温ガス又は低温ガスを流す温度調節用のガス流路を設けた請求項13〜19のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
- 温度調節用のガス流路を循環流路とし、この温度調節用のガス流路に、空気又は水との熱交換により低温ガスを得る放熱器を設けた請求項20に記載の燃料電池スタック構造体。
- 固体電解質型燃料電池の熱容量の小さい部分に固体酸化物型の単セルを搭載した請求項12〜21のいずれか一つの項に記載の燃料電池スタック構造体。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009037903A (ja) * | 2007-08-02 | 2009-02-19 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池と燃料電池システム |
JP2010015712A (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 燃料電池発電システムおよび発電方法 |
JP2010020965A (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 燃料電池発電システムおよびその動作方法 |
JP2010020966A (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 燃料電池発電システムおよびその動作方法 |
JP2010044960A (ja) * | 2008-08-13 | 2010-02-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 燃料電池発電システムおよび燃料電池発電方法 |
JP2011076846A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Noritz Corp | 固体酸化物型燃料電池の停止方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002061805A (ja) * | 2000-08-11 | 2002-02-28 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 触媒燃焼器 |
JP2004259615A (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-16 | Denso Corp | 燃料電池用の冷却装置 |
JP2004288387A (ja) * | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Ebara Ballard Corp | 燃料電池発電システム |
JP2004288509A (ja) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
JP2004303462A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池 |
JP2004335164A (ja) * | 2003-05-01 | 2004-11-25 | Mitsubishi Materials Corp | 固体電解質型燃料電池の運転開始時の予熱方法 |
JP2004335166A (ja) * | 2003-05-01 | 2004-11-25 | Mitsubishi Materials Corp | 固体酸化物型燃料電池 |
JP2005050691A (ja) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池のガス流量制御装置 |
-
2005
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002061805A (ja) * | 2000-08-11 | 2002-02-28 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 触媒燃焼器 |
JP2004259615A (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-16 | Denso Corp | 燃料電池用の冷却装置 |
JP2004288387A (ja) * | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Ebara Ballard Corp | 燃料電池発電システム |
JP2004288509A (ja) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
JP2004303462A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池 |
JP2004335164A (ja) * | 2003-05-01 | 2004-11-25 | Mitsubishi Materials Corp | 固体電解質型燃料電池の運転開始時の予熱方法 |
JP2004335166A (ja) * | 2003-05-01 | 2004-11-25 | Mitsubishi Materials Corp | 固体酸化物型燃料電池 |
JP2005050691A (ja) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池のガス流量制御装置 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009037903A (ja) * | 2007-08-02 | 2009-02-19 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池と燃料電池システム |
JP2010015712A (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 燃料電池発電システムおよび発電方法 |
JP2010020965A (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 燃料電池発電システムおよびその動作方法 |
JP2010020966A (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 燃料電池発電システムおよびその動作方法 |
JP2010044960A (ja) * | 2008-08-13 | 2010-02-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 燃料電池発電システムおよび燃料電池発電方法 |
JP2011076846A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Noritz Corp | 固体酸化物型燃料電池の停止方法 |
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