JP2007234573A - 燃料電池スタックの起動方法及び燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料を改質して水素が含有された改質ガスを発生させ、改質ガスの生成のための熱エネルギーが供給されて廃ガスを排出する燃料改質器30と、改質ガスに含有された水素を電気化学的に酸化させて電気を発生させ、高温で作動し、外部からの加湿を必要としない燃料電池スタック10と、燃料電池スタックに結合され、伝導熱を用いて燃料電池スタックを予熱する予熱装置20と、燃料電池スタックの温度を検知する温度センサ51と、温度センサで検出されたスタック温度が基準温度以上であるとき、予熱装置の作動を中止し、燃料電池スタックに廃ガスを供給して燃料電池スタックを追加的に予熱させる制御装置50と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
アノード:H2(g)→2H++2e−
カソード:1/2O2(g)+2H++2e−→H2O(l)
全体反応式:H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l)+電気+熱
11 電解質膜
12a、12b アノード電極
13a、13b カソード電極
14 ガスケット
15、15a、15b セパレータ
16 エンドプレート
17 締結手段
18a アノード流入口
18b アノード排出口
19a カソード流入口
19b カソード排出口
20 予熱装置
21 加熱ブロック
30 燃料改質器
31 熱源部
32 改質部
40 冷却装置
41、42、43 弁
51 温度測定装置
Claims (15)
- 燃料改質器から受けた燃料を電気化学的に酸化させて電気を発生させ、高温で作動し、外部からの加湿を必要としない燃料電池における燃料電池スタックの起動方法において:
前記燃料電池スタックに結合された加熱ブロックを介して、前記燃料電池スタックを予熱する段階と;
前記燃料電池スタックの温度を検知する段階と;
前記燃料電池スタックの温度を基準温度と比較する段階と;
前記比較結果に応じて、前記燃料電池スタックの内部に前記燃料改質器の廃ガスを供給する段階と;
を含むことを特徴とする、燃料電池スタックの起動方法。 - 前記燃料改質器の廃ガスを供給する段階は、前記燃料電池スタックの温度が100℃以上であるとき行われることを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池スタックの起動方法。
- 前記比較結果に応じて、前記加熱ブロックの作動を中止する段階を更に含むことを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池スタックの起動方法。
- 前記燃料電池スタックの温度が作動温度に達すると、前記燃料改質器と前記燃料電池スタックとの間に設けられた弁の作動を通じて、前記廃ガスの供給を遮断する段階を更に含むことを特徴とする、請求項3に記載の燃料電池スタックの起動方法。
- 前記加熱ブロックは、伝導熱を用いて前記燃料電池スタックを加熱する装置を含むことを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池スタックの起動方法。
- 前記廃ガスは、前記燃料電池スタックの温度調節のための冷却チャネルに供給されることを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池スタックの起動方法。
- 燃料を改質して水素が含有された改質ガスを発生させ、前記改質ガスの生成のための熱エネルギーが供給されて廃ガスを排出する燃料改質器と;
前記改質ガスに含有された水素を電気化学的に酸化させて電気を発生させ、高温で作動し、外部からの加湿を必要としない燃料電池スタックと;
前記燃料電池スタックに結合され、伝導熱を用いて前記燃料電池スタックを予熱する予熱装置と;
前記燃料電池スタックの温度を検知する温度センサと;
前記温度センサで検出されたスタック温度が基準温度以上であるとき、前記予熱装置の作動を中止し、前記燃料電池スタックに前記廃ガスを供給して前記燃料電池スタックを追加的に予熱させる制御装置と;
を備えることを特徴とする、燃料電池システム。 - 前記基準温度は、100℃であることを特徴とする、請求項7に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池スタック内部を通過する冷却チャネルを有し、前記燃料電池スタックの温度を調節する冷却装置を更に備え、
前記廃ガスは、前記冷却チャネルに供給されることを特徴とする、請求項7に記載の燃料電池システム。 - 前記燃料電池スタックは、酸ドープしたポリベンズイミダゾールを用いた電解質膜を有することを特徴とする、請求項7に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池スタックは、アルキルスルホン化ポリベンズイミダゾール、アルキルホスホン化ポリベンズイミダゾール、リン酸含有アクリルモノマー重合体、ポリベンズイミダゾール/強酸複合体、塩基性高分子/酸性高分子複合体及びこれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1つを用いた電解質膜を有することを特徴とする、請求項7に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池スタックは、エンジニアリングプラスチックにスルホン基を導入したスルホン化ポリフェニレン誘導体又はスルホン化ポリエーテルエーテルケトンを用いた電解質膜を有することを特徴とする、請求項7に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池スタックは、ナノホールを備えたプロトン伝導性電解質膜、有機−無機プロトン伝導性電解質膜、ナフィオン−ジルコニウムホスフェート電解質膜、リン酸ドープしたナフィオン117及びアパタイトで強化した電解質膜のうち少なくともいずれか1つを有することを特徴とする、請求項7に記載の燃料電池システム。
- 前記予熱装置は、伝導熱を用いて前記燃料電池スタックを加熱する装置を有することを特徴とする、請求項7に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料改質器は、燃料を燃焼させて高温の廃ガスを発生させる熱源部と、前記熱源部の熱を用いて燃料を水蒸気改質する改質部と、を有することを特徴とする、請求項7に記載の燃料電池システム。
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