JP2007048493A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007048493A JP2007048493A JP2005228999A JP2005228999A JP2007048493A JP 2007048493 A JP2007048493 A JP 2007048493A JP 2005228999 A JP2005228999 A JP 2005228999A JP 2005228999 A JP2005228999 A JP 2005228999A JP 2007048493 A JP2007048493 A JP 2007048493A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- hydrogen
- fuel cell
- fuel
- power generation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
- H01M8/0687—Reactant purification by the use of membranes or filters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
起動から運転中も含め、いかなる場合においても燃料電池性能や寿命に有害な不純ガスを排除できるとともに常に最も高濃度の水素ガスを電池に供給する。
【解決手段】
燃料ガスの供給部と電池との間に水素ガス分離器を設置し、更に電池アノード排出ガスを水素ガス分離器入口に導く循環経路を設け、アノード排出ガスと燃料ガスの混合ガスを循環ブロアによって搬送して水素ガス分離器に送り込み、分離後の水素ガスを電池に供給するようにした。
【選択図】図1
Description
25による開閉操作が行われパージ配管16から残ガスが排出される。排出された残ガスは図示しないが、空気で希釈されてから系外に排出される。
90℃の範囲に調節される。原燃料である都市ガスやLPG,天然ガスなどの炭化水素やメタノールなどのアルコール、あるいは灯油の気化ガスなどが原燃料供給部28から原燃料供給配管51を介して改質装置の改質反応部41に蒸気配管52を介して導入される水蒸気と一緒に供給され、改質触媒上で水蒸気改質反応により水素を主とした改質ガスを生成する。このとき改質ガスには水素の他にCOやCO2 ,残メタンなどの炭化水素が存在する。改質ガスは後流のCO変成器42にてシフト触媒により、改質ガス中のCOが水素に転換される。更にわずかに残った改質ガス中のCOをCO選択酸化器43にてCOを空気供給管53を介して空気を導入してCO選択酸化触媒により、選択的に酸化させ、約
10ppm 以下にすることが望ましいとされている。ただし、COを完全にゼロにすることは難しく、またCO選択酸化器に備わる選択酸化触媒の活性が落ちたり、作動温度が許容範囲をはずれてCO濃度が増加する場合が生じると、電池の性能や運転に悪影響を与える結果となるが、本システムでは後流に水素ガス分離器4が備わっているため、ここでCOが分離されることにより、燃料電池2には極微量のCOのみが流れるため、電池性能や安定性を阻害しない信頼性のあるシステムを提供できる。
41と燃焼部44だけにした場合の燃料電池発電システムを示す。
106が混合ガスの流入方向に対して斜めの方に設置されている。更に斜め方向に沿って混合ガスが流れるようにガイド板107が設けられており流路108を形成する。更に混合ガス流れの最終部112近傍においてガイド板が垂直に立って混合ガスは排出孔109から排出される。混合ガス103中の水素は分離膜106を透過して、水素ガス104として分離器出口111から排出される。
16…パージ配管、17…バイパス配管、18…ドレン排出管、20…空気調圧弁、21,23…開閉弁、22…圧力調整弁、24…バイパス弁、25…パージ弁、26…エゼクター、27…冷却器、28…原燃料供給部、29…気水分離器、30…流量設定器、31…圧力検知器、40…改質装置、41…改質反応部、42…CO変成器、43…CO選択酸化器、44…燃焼部、45,46…熱交換器、47…水素分離器、48…水素分離膜、49a…水素側チャンバー、49b…残ガス側チャンバー、50…改質装置出口配管、
51…原燃料供給配管、52…蒸気配管、53…空気供給管、54…燃焼用空気供給管、55…燃焼熱、56…燃焼用原燃料供給配管、57…第2ガス戻り配管、58…残ガス戻り配管、59…残ガス供給配管、100,101…冷媒体、103…混合ガス、104…水素ガス、105…残ガス、106…分離膜、107…ガイド板、108…流路、109…排出孔、110…分離器入口、111…分離器出口。
Claims (13)
- 水素を含む供給ガスを燃料極に供給し、酸化し、排出ガスとして排出する燃料電池を備えた燃料電池発電システムにおいて、
前記供給ガスは、水素ガスを含む燃料ガスと、前記排出ガスの全部又は一部とを混合した混合ガスからなり、水素ガスと、その他のガスとを分離する機能を有する水素分離器を通過して、前記燃料極に供給されることを特徴とする燃料電池発電システム。 - 前記水素分離器の上流側に圧力検知器を設けたことを特徴とする請求項1記載の燃料電池発電システム。
- 前記排出ガスを前記水素ガス分離器に導くための循環経路を設け、前記混合ガスを前記水素分離器に搬送する循環ブロアを備えた請求項1に記載の燃料電池発電システム。
- 前記排出ガスは、気体と水とを分離する機能を有する気水分離器を通過して前記燃料ガスと混合されることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池発電システム。
- 燃料電池に供給するガスが、前記水素分離器を通過せずに前記燃料極に供給される経路を持つことを特徴とする請求項1記載の燃料電池発電システム。
- 前記燃料ガスは原燃料が炭化水素やアルコールであり、それを改質装置にて改質した水素を多く含むガス、あるいはその他の水素製造方法で生成された水素や副生物として生成された水素などを一時的に蓄える貯蔵器から随時供給される水素を多く含むガス、あるいは水素ボンベから供給される水素ガスであることを特徴とする請求項1記載の燃料電池発電システム。
- 前記水素ガス分離器と前記燃料電池とを結ぶ燃料ガス供給系統にCO選択酸化器を設けたことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池発電システム。
- 前記水素ガス分離器で分離された残ガスは前記改質触媒にて改質反応を行うときの熱源として燃焼させることを特徴とする請求項7に記載の燃料電池発電システム。
- 前記燃料ガスの供給部として改質触媒部に水素ガス分離機能を備えた改質装置を有することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池発電システム。
- 前記改質装置により分離された残ガスは上記改質触媒にて改質反応を行うときの熱源として燃焼させることを特徴とする請求項9に記載の燃料電池発電システム。
- 前記改質装置により分離された残ガスをCO変成器に通し、その変成器出口ガスを前記水素ガス分離機能により分離された水素に富むガスと混合し、前記水素ガス分離器に導入したあと、分離後の水素に富んだ燃料ガスを、前記水素ガス分離器と前記電池の間に設けたCO選択酸化器を通すことを特徴とする請求項9に記載の燃料電池発電システム。
- 燃料供給部から導かれる燃料ガスと燃料電池の燃料極から排出される排出ガスとを混合し、混合ガスを加圧して水素ガスを分離する装置に導入して、水素を分離し、水素ガスを燃料電池燃料極に供給することを特徴とする燃料電池の運転方法。
- 前記燃料電池の排出ガス中の不純物ガス濃度が前記燃料供給部から供給される燃料ガス中の不純物ガス濃度より高い燃料電池発電システムにおいて、前記排出ガスと前記燃料ガスを混合して、前記混合ガスの不純ガス濃度を前記排出ガスにおける不純物ガス濃度よりも低くして、水素ガスを分離する装置に前記混合ガスを導入して、水素ガスを分離し、水素ガスを燃料電池燃料極に供給することを特徴とする燃料電池の運転方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005228999A JP5011673B2 (ja) | 2005-08-08 | 2005-08-08 | 燃料電池発電システム |
US11/500,351 US20070031718A1 (en) | 2005-08-08 | 2006-08-08 | Fuel cell power generation system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005228999A JP5011673B2 (ja) | 2005-08-08 | 2005-08-08 | 燃料電池発電システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007048493A true JP2007048493A (ja) | 2007-02-22 |
JP5011673B2 JP5011673B2 (ja) | 2012-08-29 |
Family
ID=37717986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005228999A Expired - Fee Related JP5011673B2 (ja) | 2005-08-08 | 2005-08-08 | 燃料電池発電システム |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20070031718A1 (ja) |
JP (1) | JP5011673B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009230926A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Toto Ltd | 燃料電池システム |
JP2012022968A (ja) * | 2010-07-16 | 2012-02-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池発電システム |
JP2013045696A (ja) * | 2011-08-25 | 2013-03-04 | Sharp Corp | アニオン交換膜型燃料電池システム |
JP2013235735A (ja) * | 2012-05-09 | 2013-11-21 | Denso Corp | 燃料電池システム |
JP2018166085A (ja) * | 2017-03-28 | 2018-10-25 | 東京瓦斯株式会社 | 水素製造システム |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5024721B2 (ja) * | 2006-05-10 | 2012-09-12 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム及びその循環比算出方法 |
US7628842B2 (en) * | 2007-06-18 | 2009-12-08 | Praxair Technology, Inc. | Hydrogen purification for fuel cell vehicle |
US8293412B2 (en) * | 2007-11-20 | 2012-10-23 | Bloom Energy Corporation | Enhanced efficiency of a combined SORFC energy storage and fuel generation system |
JP5234401B2 (ja) * | 2007-12-06 | 2013-07-10 | 日産自動車株式会社 | 固体電解質型燃料電池システム |
US8318131B2 (en) | 2008-01-07 | 2012-11-27 | Mcalister Technologies, Llc | Chemical processes and reactors for efficiently producing hydrogen fuels and structural materials, and associated systems and methods |
US9188086B2 (en) * | 2008-01-07 | 2015-11-17 | Mcalister Technologies, Llc | Coupled thermochemical reactors and engines, and associated systems and methods |
US8441361B2 (en) | 2010-02-13 | 2013-05-14 | Mcallister Technologies, Llc | Methods and apparatuses for detection of properties of fluid conveyance systems |
US20110203776A1 (en) * | 2009-02-17 | 2011-08-25 | Mcalister Technologies, Llc | Thermal transfer device and associated systems and methods |
EP2533890A2 (en) * | 2010-02-13 | 2012-12-19 | McAlister Technologies, LLC | Chemical reactors with re-radiating surfaces and associated systems and methods |
EP2534095A2 (en) * | 2010-02-13 | 2012-12-19 | McAlister Technologies, LLC | Reactor vessels with transmissive surfaces for producing hydrogen-based fuels and structural elements, and associated systems and methods |
US8673509B2 (en) * | 2011-08-12 | 2014-03-18 | Mcalister Technologies, Llc | Fuel-cell systems operable in multiple modes for variable processing of feedstock materials and associated devices, systems, and methods |
US8826657B2 (en) | 2011-08-12 | 2014-09-09 | Mcallister Technologies, Llc | Systems and methods for providing supplemental aqueous thermal energy |
WO2013025659A1 (en) | 2011-08-12 | 2013-02-21 | Mcalister Technologies, Llc | Reducing and/or harvesting drag energy from transport vehicles, includings for chemical reactors, and associated systems and methods |
US8669014B2 (en) | 2011-08-12 | 2014-03-11 | Mcalister Technologies, Llc | Fuel-cell systems operable in multiple modes for variable processing of feedstock materials and associated devices, systems, and methods |
US8888408B2 (en) | 2011-08-12 | 2014-11-18 | Mcalister Technologies, Llc | Systems and methods for collecting and processing permafrost gases, and for cooling permafrost |
WO2013025650A1 (en) | 2011-08-12 | 2013-02-21 | Mcalister Technologies, Llc | Mobile transport platforms for producing hydrogen and structural materials and associated systems and methods |
US8734546B2 (en) | 2011-08-12 | 2014-05-27 | Mcalister Technologies, Llc | Geothermal energization of a non-combustion chemical reactor and associated systems and methods |
US8911703B2 (en) | 2011-08-12 | 2014-12-16 | Mcalister Technologies, Llc | Reducing and/or harvesting drag energy from transport vehicles, including for chemical reactors, and associated systems and methods |
CN103857873A (zh) | 2011-08-12 | 2014-06-11 | 麦卡利斯特技术有限责任公司 | 从水下来源除去和处理气体的系统和方法 |
US8821602B2 (en) | 2011-08-12 | 2014-09-02 | Mcalister Technologies, Llc | Systems and methods for providing supplemental aqueous thermal energy |
US8926719B2 (en) | 2013-03-14 | 2015-01-06 | Mcalister Technologies, Llc | Method and apparatus for generating hydrogen from metal |
US9534296B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-01-03 | Mcalister Technologies, Llc | Methods of manufacture of engineered materials and devices |
WO2014194124A1 (en) | 2013-05-29 | 2014-12-04 | Mcalister Technologies, Llc | Methods for fuel tank recycling and net hydrogen fuel and carbon goods production along with associated apparatus and systems |
US11211625B2 (en) | 2016-04-21 | 2021-12-28 | Fuelcell Energy, Inc. | Molten carbonate fuel cell anode exhaust post-processing for carbon dioxide |
KR20210018528A (ko) | 2016-04-29 | 2021-02-17 | 퓨얼 셀 에너지, 인크 | 이산화탄소 포집을 증진시키기 위한 애노드 배기가스의 메탄화 |
US10991963B2 (en) * | 2018-07-10 | 2021-04-27 | Cummins Enterprise Llc | Fuel cell system and control method thereof |
EP3841635A4 (en) | 2018-08-21 | 2022-06-08 | Fuelcell Energy, Inc. | FUEL CELL WITH PRESSURE IMBALANCE PROTECTION |
DE102019219418A1 (de) * | 2019-12-12 | 2021-06-17 | Psa Automobiles Sa | Gastrennvorrichtung für mindestens ein Brennstoffzellensystem eines Verbrauchers, Brennstoffzellensystem und Kraftfahrzeug |
KR20230011914A (ko) | 2020-03-11 | 2023-01-25 | 퓨얼셀 에너지, 인크 | 탄소 포집을 위한 증기 메탄 개질 유닛 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07302609A (ja) * | 1994-05-06 | 1995-11-14 | Toshiba Corp | 燃料電池発電プラント |
JPH08321316A (ja) * | 1995-05-25 | 1996-12-03 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池発電装置 |
JP2001283885A (ja) * | 2000-01-24 | 2001-10-12 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用燃料ガスの生成システム |
JP2003168455A (ja) * | 2001-11-29 | 2003-06-13 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
JP2004206948A (ja) * | 2002-12-24 | 2004-07-22 | Honda Motor Co Ltd | 反応ガス循環型燃料電池システム |
-
2005
- 2005-08-08 JP JP2005228999A patent/JP5011673B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-08-08 US US11/500,351 patent/US20070031718A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07302609A (ja) * | 1994-05-06 | 1995-11-14 | Toshiba Corp | 燃料電池発電プラント |
JPH08321316A (ja) * | 1995-05-25 | 1996-12-03 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池発電装置 |
JP2001283885A (ja) * | 2000-01-24 | 2001-10-12 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用燃料ガスの生成システム |
JP2003168455A (ja) * | 2001-11-29 | 2003-06-13 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
JP2004206948A (ja) * | 2002-12-24 | 2004-07-22 | Honda Motor Co Ltd | 反応ガス循環型燃料電池システム |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009230926A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Toto Ltd | 燃料電池システム |
JP2012022968A (ja) * | 2010-07-16 | 2012-02-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池発電システム |
JP2013045696A (ja) * | 2011-08-25 | 2013-03-04 | Sharp Corp | アニオン交換膜型燃料電池システム |
JP2013235735A (ja) * | 2012-05-09 | 2013-11-21 | Denso Corp | 燃料電池システム |
JP2018166085A (ja) * | 2017-03-28 | 2018-10-25 | 東京瓦斯株式会社 | 水素製造システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20070031718A1 (en) | 2007-02-08 |
JP5011673B2 (ja) | 2012-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5011673B2 (ja) | 燃料電池発電システム | |
JP5405486B2 (ja) | 燃料電池システム | |
US9373856B2 (en) | Method of recycling and tapping off hydrogen for power generation apparatus | |
US20060188761A1 (en) | Fuel cell power plants | |
JP2011508949A5 (ja) | ||
JP2007128680A (ja) | 燃料電池システム | |
US8394544B2 (en) | Solid oxide fuel cell steam reforming power system | |
JP2009522724A (ja) | 燃料電池燃料リサイクルループを介する空気の引き込み | |
JP2002110207A (ja) | 燃料電池システムおよびその運転方法 | |
JP5127395B2 (ja) | 燃料電池発電システム | |
JP2007141772A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2007128786A (ja) | 燃料電池システム | |
JP7377734B2 (ja) | 燃料電池発電システム | |
JP2004171802A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2006076839A (ja) | 水素精製装置およびそれを用いた燃料電池システム | |
JP4221981B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2004213975A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2007035359A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2009230909A (ja) | 燃料電池発電装置 | |
JP2007035537A (ja) | 燃料電池発電システム及びその運転方法 | |
JP2004193001A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2006156088A (ja) | 水素分離膜モジュールシステム | |
JP2001006710A (ja) | 燃料電池システム | |
KR20150090109A (ko) | 조합된 연료 처리 장비와 연료 전지 장치를 포함하는 연료 전지 시스템 | |
JP5461880B2 (ja) | 燃料電池用改質装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070606 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110202 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110222 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110818 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120508 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120521 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150615 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150615 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |