JP2008135395A - 燃料電池パワープラント及び燃料電池パワープラントを作動させる方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水素ガス及び酸化剤から電気を生成するための燃料電池システムの好ましい実施例は、(a) 水素含有アノード供給流れのためのアノード入口と、酸化剤含有カソード供給流れのためのカソード入口と、燃料電池により生成された水を含むカソード流出物のためのカソード出口と、を備える燃料電池と、(b) 前記燃料電池に接続され、且つ、前記カソード流出物から前記アノード供給流れに水を輸送する、水輸送装置と、を備える。
【選択図】図1
Description
えて、改質器及び燃料電池システムは、比較的軽量でなければならず、幅広い範囲の周囲環境条件の下で効率的に作動することができなければならない(温度及び湿度の条件の範囲の下で)。それらは、車両の始動後に短時間のインターバル以内でパワーを生成するように、迅速に始動可能であるようにもするべきである。かくして、改質器の反応物の構成要素の加熱量を最小にすることが望ましい。特に、システム内で水を補充する必要性を回避するため、システム内で取り扱わなければならない液体水の量を最小にすることが望ましい。
(e) 前記反応器は、自家熱改質器、水ガスシフト反応器及び優先酸化反応器を備え、前記自家熱改質器は、改質物を生成し、該改質物は前記水ガスシフト反応器及び前記優先酸化反応器へと直列に供給され、前記第1の水輸送装置は、該改質物が前記水ガスシフト反応器から出た後、且つ、該改質物が前記優先酸化反応器に入る前に、前記改質物流れから水を輸送するように構成したものである。
(c) アノード改質物供給流れのためのアノード入口と、カソード酸化剤供給流れのためのカソード入口と、アノード流出物のためのアノード出口と、カソード流出物のためのカソード出口と、を有する燃料電池と、(d) (i)前記第1の水輸送装置の前記第1の改質物ガス出口に接続された第2の装置改質物ガス入口、(ii)前記燃料電池スタックの前記アノード入口に接続された第2の装置改質物ガス出口、(iii)前記燃料電池スタックの前記流出物出口の一方又は両方に接続された第2の装置流出物入口、(iv) 第2の装置流出物出口、及び、(v)水輸送膜を備え、前記流出物の流れの一方又は両方から前記アノード改質物の供給流れに水を輸送する、第2の水輸送装置と、を備えて構成したものである。
反応器の前記反応物入口に接続された第1の装置酸化剤ガス出口、及び、(v)水輸送膜を
備える、第1の水輸送装置と、(c) 前記改質物供給流れのためのアノード入口と、カソード酸化剤流れのためのカソード入口と、アノード流出物流れのためのアノード出口と、カソード流出物流れのためのカソード出口と、を有する燃料電池と、(d) (i)前記燃料電池の前記カソード出口に接続された第2の装置カソード流出物入口、(ii)第2の装置カソード流出物出口、(iii)第2の酸化剤供給流れのための第2の装置酸化剤ガス入口、(iv) 前記第1の装置酸化剤ガス入口に接続された第2の装置酸化剤ガス出口、及び、(v)水輸送膜を備える、第2の水輸送装置と、を備え、前記第1の水輸送装置は、前記改質物流れから前記反応器酸化剤流れまで水を輸送し、前記第2の水輸送装置は、前記カソード流出物から前記第1のカソード供給流れ及び前記カソード酸化剤流れに水を輸送するように構成したものである。
燃料、天然ガス、メタン、ブタン、プロパン、メタノール、エタノール、又は、それらの混合物を含む、水素を生成するため改質されることができる任意の燃料である。(用語「含む」及びその変形語は、本明細書で使用されるとき、リストの項目の記載が、本発明の、当該装置、デバイス、構成部品、材料、成分及び方法で有用となり得る他の類似の項目を排除することがないように、当該リスト項目に限定するものではないことを意味している。)
特に、図2、3及び4に表されるとき、本発明の好ましい実施例は、反応器20、30又は40を備えるパワープラント燃料処理装置と、反応器により生成された改質物から反応器の入口に水蒸気を輸送する、水輸送装置(21)と、を提供する。「改質物」は、本明細書で言及されるとき、炭化水素燃料から反応器により生成された、水素を含むガス状生産物即ち流出者を意味する。一実施例では、反応器からの改質物は、水輸送装置を通過した後、燃料電池(11)へと流れる。表された実施例においても、水蒸気は、酸化剤の流れの一部分として反応器に輸送される。輸送は、反応器の入口、又は、該反応器の入口に接続される空気移動装置等の装置に直接的になされる。水輸送装置は、水輸送膜を備えるのが好ましい。
(反応器)
本発明の燃料電池システムは、炭化水素燃料を、燃料電池で使用するための水素に転換することができる反応器を備えるのが好ましい。好ましい反応器は、上記本発明の従来技術欄で概略説明されたように、蒸気改質反応器と、自家熱反応器と、を備える。そのような反応器の間で、本発明で有用なものは、次の文書で説明されたような当該技術分野で知られている反応器である。即ち、1987年3月17日に発行された、ヴァンデンボルグらによる米国特許番号4,650,722号、2000年6月20日に発行された、ペティットによる米国特許番号6,077,620号、1998年9月22日に発行された、スカラらによる、米国特許番号6,132,689号、1999年7月6日に発行されたケスクラらによる米国特許番号6,159,626号、2000年2月2日に公開されたスカラらによるヨーロッパ特許公開番号1,066,876号、及び、2001年1月10日に公開された、ケスクラらによる、ヨーロッパ特許公開番号1,066,876号の文書が挙げられ、それらの開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。
この反応は、触媒の使用により促進され、発熱反応である。好ましいPOX触媒は、1つ以上の貴金属、Pt、Rh、Pd、Ir、Os、Au及びRuを含んでいる。他の非貴金属、又は、例えばNi及びCo等の金属の組み合わせも利用可能である。POX区分内の反応は、燃料リッチであるのが好ましい。高温POX反応生成物は、燃料と一緒に導入
された蒸気と共に、SR区分に至り、該区分で、炭化水素は、次の一般的な反応の枠組みに従って蒸気と反応する。
該蒸気改質反応は、吸熱的である。この吸熱反応のために必要とされる熱は、発熱性POX反応により発生された熱から提供され、POX区分流出物によりSR区分へと前方に運ばれる(このようにして、自家熱反応器と命名される)。
CO+H2O → CO2+H2
一実施例では、高温シフト区分と、低温シフト区分とが設けられる。そのような特定の実施例の一つでは、高温シフト反応器は、Fe3O4/Cr2O3触媒を備え、約400℃(752°F)から約550℃(1022°F)までの温度で作動する。当該実施例では、低温シフト反応器は、CuO/ZnO/Al2O3触媒を備え、約200℃(392°F)から約300℃(572°F)までの温度で作動する。好ましくは、改質物の流れの冷却は、高温区分及び低温区分の間で発生する。他の実施例では、WGS反応器は、高温及び低温反応器の代わりに、或いは、それらに加えて、約300℃(572°F)から約400℃(752°F)までの温度で駆動する中間温度シフト反応器を備えている。
この反応は、余剰量の水素を消費すること無く、残余の一酸化炭素の事実上全て、又は、少なくともそのほとんどを消費するように実行される。
2°F)より低い温度にまで冷却されるのが好ましい。次に、水素の流れは、後述されるように、水輸送装置を介して燃料電池のアノードチャンバーへと供給される。これと同時に、酸化剤の流れからの酸素(例えば、空気)は、燃料処理装置のカソードチャンバーへと供給される。空気は、コンプレッサを使用して圧縮されているのが好ましい。改質物の流れからの水素及び酸化剤の流れからの酸素は、燃料電池内で反応し、触媒の存在下の電気化学的反応において、電流を生成する。水が反応の副産物として生成される。燃料電池のアノード側からの排気物即ち流出物は、未反応の水素を含んでいる。燃料電池のカソード側からの排気物即ち流出物は、未反応の酸素を含んでいる。
てにおいて実施されてもよいことも理解されるべきである。
(燃料電池)
本発明の装置は、電気化学的エネルギーを化学物質の還元及び酸化反応から電気へと転換させる燃料電池を備えている。好ましくは、本発明で使用される燃料電池は、電気エネルギー及び水を生成するため、還元材料及び酸化材料として、水素及び空気を使用する。本電池は、概して、電解質により各々分離された、アノード電極及びカソード電極を備える。水素がアノード電極に供給され、酸素(又は空気)がカソード電極に供給される。水素ガスは、アノードにおいて、電子及び水素イオン(陽子)へと分離される。水素イオンは、電解質を通ってカソードへと至り、電子は、(例えばモータへの)電源回路を通ってカソードへと移動する。カソードでは、水素イオン、電子及び酸素が結合して水を形成する。アノード及びカソードにおける反応は、触媒、典型的には白金により促進される。
(水輸送装置)
本発明は、湿ったガス流れから乾燥ガス流れに水蒸気を輸送する、水輸送装置も提供する。本発明の水輸送装置は、1次ガスのための流れ経路と、2次ガスのための流れ経路と、第1及び第2の表面を有する水輸送膜と、を備え、該膜の第1の表面は、1次ガスのための流れ経路と実質的に接触し、第2の表面は、第2の流れ経路と実質的に接触している構成を備えている。一つの流れ経路(例えば、第1の流れ経路)内を移動するガス内の水蒸気は、他の流れ経路(例えば、第2の流れ経路)へと膜を通して輸送される。例えば図5で表されたような好ましい水輸送装置は、燃料電池システム内の1次ガス及び2次ガスの間の水蒸気の輸送のため、次の構成要素を備える。即ち、
(a)1次ガス入口(51)、
(b)1次ガス出口(52)、
(c)内部空洞部(54)及び外側表面(55)を有する導管(53)であって、該導管の壁は、水輸送膜材料を備え、1次ガスの流れが内部空洞部を通って流れることを可能にするように、該導管の一方の端部は1次ガス入口(51)に接続され、該導管の他方の端部は1次ガス出口(52)に接続されている、導管(53)、及び、
(d) 導管(53)の外側表面の少なくとも一部分の回りを覆って空洞空間(57)を提供するハウジング(56)であって、該ハウジングは、2次ガス入口(58)と、2次ガス出口(59)とを有して上記空洞空間(57)を2次ガスが通って流れることを可能にし、該ハウジングの該空洞空間を通って流れる2次ガスは、上記導管(53)の外側表面に亘って通過するが、該導管の内部空洞部(54)を通って流れる1次ガスと事実上混合しない、ハウジング(56)を備える。
に、一方のポイントから別のポイントまで流体の通過を可能にする任意の機構に言及している。当該装置は、ハウジング内の導管を支持するための機構も備えるのが好ましい。1次ガスの流れの方向は、2次ガスの流れとは、実質的に異なる方向、好ましくは反対方向になるのが好ましい。
流れに実際に輸送された水の量であり、dWmaxは、理論的に輸送することのできる水の
最大量である。輸送される水の量は、当該技術分野で知られている、ガス状流れの水含有量の従来測定法を使用して決定することができる。水の最大量dWmaxは、乾燥ガス流れ
により吸収することができる水の最大量と、導入された湿りガスの流れ内の水の実際の量とのうち少ない方である。
用の空気を加湿する実施例では、水輸送装置は、空気が圧縮された後に該空気を加湿することができる(即ち、当該装置はコンプレッサの出口に接続されている)。又は、好ましくは、当該装置は、空気が圧縮される前に該空気を加湿してもよい(即ち、当該装置はコンプレッサの入口に接続されている)。
(a) 好ましくは改質物である水素含有アノード供給流れのためのアノード入口と、好ましくは空気である酸化剤を含むカソード供給流れのためのカソード入口と、燃料電池により生成された水を含むカソード流出物のためのカソード出口と、を備える燃料電池と、(b) 燃料電池入口のいずれか又は両方に接続された水輸送装置であって、カソード流出物から、アノード供給流れ又はカソード供給流れのいずれか又は両方に水を輸送する、水輸送装置と、
を備える。
(a) アノード供給流れのためのアノード入口と、カソード供給流れのためのカソード入口と、燃料電池により生成された水を含むカソード流出物のためのカソード出口と、を有する燃料電池と、
(b) (i) 燃料電池のカソード出口に接続された装置カソード流出物入口と、(ii)
燃料電池の入口の一方又は両方に接続された装置供給流れ出口と、(iii) 水輸送膜とを
有する水輸送装置と、
を備える。
て、カソード流出物は、水輸送装置に入る前に燃焼器を通過しない。また、別の好ましい実施例では、水輸送装置の空気流出物は、燃料電池のカソード入口に入る前に、好ましくはコンプレッサである空気移動装置を通過する。
(a) 反応器に供給された反応器酸化剤の流れのための反応物入口と、該反応器により生成された改質物流れのための反応器改質物出口と、を有する、該反応器と、
(b) (i)上記反応器改質物出口に接続された第1の装置改質物入口、(ii)第1の装置
改質物出口、(iii)第1の装置酸化剤入口、(iv)上記反応器の上記反応物入口に接続され
た第1の装置酸化剤出口、及び、(v)水輸送膜を備え、改質物の流れから反応器酸化剤の
流れに水を輸送する、第1の水輸送装置と、
(c) アノード改質物供給流れのためのアノード入口と、カソード酸化剤供給流れのためのカソード入口と、アノード流出物のためのアノード出口と、カソード流出物のためのカソード出口と、を有する燃料電池と、
(d) (i)上記第1の装置改質物入口に接続された第2の装置改質物入口、(ii)燃料電
池スタックのアノード入口に接続された第2の装置改質物出口、(iii)燃料電池の流出物
出口の一方又は両方に接続された第2の装置流出物入口、(iv) 第2の装置流出物出口、
及び、(v)水輸送膜を備え、上記流出物の流れの一方又は両方から上記アノード改質物の
供給流れに水輸送する、第2の水輸送装置と、
を備える。好ましくは、この実施例では、第2の水輸送装置は、カソード流出物の流れから改質物の供給流れに水を輸送する。
(a) 反応器に供給された反応器酸化剤の流れのための反応物入口と、該反応器により生成された改質物流れのための反応器改質物出口と、を有する、該反応器と、
(b) (i)上記反応器改質物出口に接続された第1の装置改質物入口、(ii)第1の装置
改質物出口、(iii)第1の酸化剤供給流れのための第1の装置酸化剤入口、(iv)上記反応
器の上記反応物入口に接続された第1の装置酸化剤出口、及び、(v)水輸送膜を備える、
第1の水輸送装置と、
(c) 改質物供給流れのためのアノード入口と、カソード酸化剤流れのためのカソード入口と、アノード流出物流れのためのアノード出口と、カソード流出物流れのためのカソード出口と、を有する燃料電池と、
(d) (i)燃料電池のカソード出口に接続された第2の装置カソード流出物入口、(ii)
第2の装置カソード流出物出口、(iii)第2の酸化剤供給流れのための第2の装置酸化剤
入口、(iv) 上記第1の装置酸化剤ガス入口に接続された第2の装置酸化剤出口、及び、(v)水輸送膜を備える、第2の水輸送装置と、
を備え、第1の水輸送装置は、改質物の流れから反応器酸化剤の流れに水を輸送し、第2の水輸送装置は、カソード流出物から第1の酸化剤供給流れ及びカソード酸化剤流れに水を輸送する。
Claims (31)
- 燃料電池パワープラントであって、
(a) 反応器酸化剤の流れ及び反応器炭化水素燃料の流れを含む反応物流れを使用して、水を含む改質物供給流れを生成するための反応器と、
(b) 前記改質物供給流れから前記反応物流れのうちいずれか一方又は両方に水を輸送する、水輸送膜を備える第1の水輸送装置と、
(c) 前記改質物供給流れのためのアノード入口、カソード酸化剤の供給流れのためのカソード入口、アノード流出物流れのためのアノード出口、及び、カソード流出物流れのためのカソード出口を備え、該アノード流出物及び該カソード流出物のうちいずれか一方又は両方は、前記燃料電池により生成された水を含む、燃料電池と、
(d) 前記流出物の流れの一方又は両方から、空気を含む前記反応器酸化剤流れに、及び、オプションで前記改質物供給流れ及び前記カソード酸化剤供給流れのうち1つ以上に水を輸送する、前記燃料電池に接続された第2の水輸送装置と、
を備え、
(e) 前記第2の水輸送装置は、前記反応器酸化剤の流れに水を輸送するため前記第1の水輸送装置を介して前記反応器に接続されている、燃料電池パワープラント。 - 燃料電池パワープラントであって、
(a) 反応器酸化剤の流れ及び反応器炭化水素燃料の流れを含む反応物流れを使用して、水を含む改質物供給流れを生成するための反応器と、
(b) 前記改質物供給流れから前記反応物流れのうちいずれか一方又は両方に水を輸送する、水輸送膜を備える第1の水輸送装置と、
(c) 前記改質物供給流れのためのアノード入口、カソード酸化剤の供給流れのためのカソード入口、アノード流出物流れのためのアノード出口、及び、カソード流出物流れのためのカソード出口を備え、該アノード流出物及びカソード流出物のうちいずれか一方又は両方は、前記燃料電池により生成された水を含む、燃料電池と、
(d) 前記流出物の流れの一方又は両方から、前記反応器酸化剤流れ、前記改質物供給流れ及び前記カソード酸化剤供給流れのうち1つ以上に水を輸送する、前記燃料電池に接続された第2の水輸送装置と、
を備え、
(e) 前記反応器は、自家熱改質器、水ガスシフト反応器及び優先酸化反応器を備え、前記自家熱改質器は、改質物を生成し、該改質物は前記水ガスシフト反応器及び前記優先酸化反応器へと直列に供給され、前記第1の水輸送装置は、該改質物が前記水ガスシフト反応器から出た後、且つ、該改質物が前記優先酸化反応器に入る前に、前記改質物流れから水を輸送する、燃料電池パワープラント。 - 燃料電池パワープラントであって、
(a) 反応器酸化剤の流れ及び反応器炭化水素燃料の流れを含む反応物流れを使用して、水を含む改質物供給流れを生成するための反応器と、
(b) 前記改質物供給流れから前記反応物流れのうちいずれか一方又は両方に水を輸送する、水輸送膜を備える第1の水輸送装置と、
(c) 前記改質物供給流れのためのアノード入口、カソード酸化剤の供給流れのためのカソード入口、アノード流出物流れのためのアノード出口、及び、カソード流出物流れのためのカソード出口を備え、該アノード流出物及び該カソード流出物のうちいずれか一方又は両方は、前記燃料電池により生成された水を含む、燃料電池と、
(d) 前記流出物の流れの一方又は両方から、前記反応器酸化剤流れ、前記改質物供給流れ及び前記カソード酸化剤供給流れのうち1つ以上に水を輸送する、前記燃料電池に接続された第2の水輸送装置と、
を備え、
(e) 前記反応器は、自家熱改質器、水ガスシフト反応器及び優先酸化反応器を備え、前記自家熱改質器は、改質物を生成し、該改質物は前記水ガスシフト反応器及び前記優先酸化反応器へと直列に供給され、前記第1の水輸送装置は、該改質物が前記優先酸化反応器から出た後に、前記改質物供給流れから水を輸送する、燃料電池パワープラント。 - 前記空気は、約50℃より低い温度を有する、請求項1に記載の燃料電池パワープラント。
- 前記空気は、約周囲環境温度を有する、請求項4に記載の燃料電池パワープラント。
- 燃料電池パワープラントであって、
(a) 反応器酸化剤の流れのための反応物入口と、該反応器により生成された改質物供給流れのための反応器改質物出口と、を有する、反応器と、
(b) (i)前記反応器改質物出口に接続された第1の装置改質物入口、(ii)第1の装置
改質物出口、(iii)第1の装置酸化剤ガス入口、(iv)前記反応器の前記反応物入口に接続
された第1の装置酸化剤ガス出口、及び、(v)水輸送膜を備え、前記改質物のガス流れか
ら反応器酸化剤の流れに水を輸送する、第1の水輸送装置と、
(c) アノード改質物供給流れのためのアノード入口と、カソード酸化剤供給流れのためのカソード入口と、アノード流出物のためのアノード出口と、カソード流出物のためのカソード出口と、を有する燃料電池と、
(d) (i)前記第1の水輸送装置の前記第1の改質物ガス出口に接続された第2の装置
改質物ガス入口、(ii)前記燃料電池スタックの前記アノード入口に接続された第2の装置改質物ガス出口、(iii)前記燃料電池スタックの前記流出物出口の一方又は両方に接続さ
れた第2の装置流出物入口、(iv) 第2の装置流出物出口、及び、(v)水輸送膜を備え、前記流出物の流れの一方又は両方から前記アノード改質物の供給流れに水を輸送する、第2の水輸送装置と、
を備える、燃料電池パワープラント。 - 前記水輸送装置の膜は、ポリ[パーフルオロスルホン]酸を含む、請求項6に記載の燃料電池パワープラント。
- 前記反応器酸化剤の流れは、空気を含む、請求項6に記載の燃料電池パワープラント。
- 前記反応器酸化剤の流れの温度は、約50℃より低い、請求項8に記載の燃料電池パワープラント。
- 前記反応器は、自家熱反応器を備える、請求項6に記載の燃料電池パワープラント。
- 前記反応器は、水ガスシフト反応器及び優先酸化反応器を更に備え、前記自家熱反応器は、改質物を生成し、該改質物は前記水ガスシフト反応器及び前記優先酸化反応器へと直列に供給され、前記第1の水輸送装置は、前記改質物が前記水ガスシフト反応器から出た後、且つ、前記改質物が前記優先酸化反応器に入る前に、前記改質物流れから水を輸送する、請求項10に記載の燃料電池パワープラント。
- 前記反応器は、水ガスシフト反応器及び優先酸化反応器を更に備え、前記自家熱反応器は、改質物を生成し、該改質物は前記水ガスシフト反応器及び前記優先酸化反応器へと直列に供給され、前記第1の水輸送装置は、前記改質物が前記優先酸化反応器から出た後に、前記改質物流れから水を輸送する、請求項10に記載の燃料電池パワープラント。
- 前記カソード入口に接続された空気移動装置を更に備え、空気供給流れは、前記カソード入口に入る前に該空気移動装置を通って流れ、前記第2の水輸送装置は、前記コンプレッサの入口に接続され、前記空気移動装置への前記流れの流入の前に前記空気供給流れに水を輸送する、請求項6に記載の燃料電池パワープラント。
- 燃料電池パワープラントであって、
(a) 反応器酸化剤の流れのための反応物入口と、改質物供給流れのための反応器改質物出口と、を有する、反応器と、
(b) (i)前記反応器改質物出口に接続された第1の装置改質物入口、(ii)第1の装置
改質物出口、(iii)第1の酸化剤供給流れのための第1の装置酸化剤ガス入口、(iv)前記
反応器の前記反応物入口に接続された第1の装置酸化剤ガス出口、及び、(v)水輸送膜を
備える、第1の水輸送装置と、
(c) 前記改質物供給流れのためのアノード入口と、カソード酸化剤流れのためのカソード入口と、アノード流出物流れのためのアノード出口と、カソード流出物流れのためのカソード出口と、を有する燃料電池と、
(d) (i)前記燃料電池の前記カソード出口に接続された第2の装置カソード流出物入
口、(ii)第2の装置カソード流出物出口、(iii)第2の酸化剤供給流れのための第2の装
置酸化剤ガス入口、(iv) 前記第1の装置酸化剤ガス入口に接続された第2の装置酸化剤
ガス出口、及び、(v)水輸送膜を備える、第2の水輸送装置と、
を備え、
前記第1の水輸送装置は、前記改質物流れから前記反応器酸化剤流れまで水を輸送し、前記第2の水輸送装置は、前記カソード流出物から前記第1のカソード供給流れ及び前記カソード酸化剤流れに水を輸送する、燃料電池パワープラント。 - 前記水輸送装置の膜は、ポリ[パーフルオロスルホン]酸を含む、請求項14に記載の燃料電池パワープラント。
- 前記反応器酸化剤の流れは、空気を含む、請求項14に記載の燃料電池パワープラント。
- 前記反応器は、自家熱反応器を備える、請求項14に記載の燃料電池パワープラント。
- 前記反応器は、水ガスシフト反応器及び優先酸化反応器を更に備え、前記自家熱反応器は、改質物を生成し、該改質物は前記水ガスシフト反応器及び前記優先酸化反応器へと直列に供給され、前記第1の水輸送装置は、該改質物が前記水ガスシフト反応器から出た後、且つ、該改質物が前記優先酸化反応器に入る前に、前記改質物流れから水を輸送する、請求項17に記載の燃料電池パワープラント。
- 前記反応器は、水ガスシフト反応器及び優先酸化反応器を更に備え、前記自家熱反応器は、改質物を生成し、該改質物は前記水ガスシフト反応器及び前記優先酸化反応器へと直列に供給され、前記第1の水輸送装置は、前記改質物が前記優先酸化反応器から出た後に、前記改質物流れから水を輸送する、請求項17に記載の燃料電池パワープラント。
- 前記第2の装置酸化剤ガス入口に接続された空気移動装置を更に備え、前記第2の酸化剤供給流れは、前記第2の装置酸化剤ガス入口に流入する前に前記空気移動装置を通って流れる、請求項14に記載の燃料電池パワープラント。
- 燃料電池パワープラントを作動させる方法であって、
前記燃料電池パワープラントは、
反応器酸化剤流れ及び反応器炭化水素燃料流れを含む反応物流れを使用して水を含む改質物供給流れを生成するための反応器と、
燃料電池であって、該燃料電池は、前記改質物供給流れのためのアノード入口、カソード酸化剤の供給流れのためのカソード入口、アノード流出物流れのためのアノード出口、及び、カソード流出物流れのためのカソード出口を備え、該アノード流出物及び該カソード流出物のうちいずれか一方又は両方が前記燃料電池により生成された水を含む、前記燃料電池と、
を備えており、
前記方法は、
(a) 高圧側部及び低圧側部を有する第1の水輸送装置において、前記反応物流れのいずれか一方又は両方を前記低圧側部を通して輸送すると共に前記改質物供給流れを前記高圧側部を通して輸送することによって、前記改質物供給流れからの水を前記反応物流れの前記いずれか一方又は両方へと輸送し、
(b) 高圧側部及び低圧側部を有する第2の水輸送装置において、前記反応器酸化剤流れ、前記改質物供給流れ及び前記カソード酸化剤供給流れのうち1つ以上を前記低圧側部を通して輸送すると共に、前記アノード流出物及び前記カソード流出物のいずれか一方又は両方を前記高圧側部を通して輸送することによって、前記アノード流出物及び前記カソード流出物の前記いずれか一方又は両方から、前記反応器酸化剤流れ、前記改質物供給流れ及び前記カソード酸化剤供給流れのうち前記1つ以上へと水を輸送する、各工程を備える、方法。 - 前記第1及び第2の水輸送装置の各々は、ポリ酸を含む膜を備える、請求項21に記載の方法。
- 前記第2の水輸送装置は、前記カソード流出物から前記空気供給流れへと水を輸送する、請求項21に記載の方法。
- 前記第2の水輸送装置は、更に前記第1の水輸送装置に接続され、前記反応器酸化剤流れに水を輸送する、請求項21に記載の方法。
- 前記反応物流れは、空気を含む前記反応器酸化剤流れである、請求項24に記載の方法。
- 前記空気の温度は、約50℃より低い、請求項25に記載の方法。
- 前記空気の温度は、ほぼ周囲温度である、請求項25に記載の方法。
- 前記反応器は、自家熱反応器を備える、請求項21に記載の方法。
- 前記反応器は、水ガスシフト反応器と優先酸化反応器とを更に備え、前記自家熱反応器は改質物を生成し、該改質物は前記水ガスシフト反応器及び前記優先酸化反応器へと直列に供給され、前記第1の水輸送装置は、前記改質物が前記水ガスシフト反応器から出た後、且つ、前記改質物が前記優先酸化反応器に入る前に、前記改質物流れから水を輸送する、請求項28に記載の方法。
- 前記反応器は、水ガスシフト反応器と優先酸化反応器とを更に備え、前記自家熱反応器は改質物を生成し、該改質物は前記水ガスシフト反応器及び前記優先酸化反応器へと直列に供給され、前記第1の水輸送装置は、前記改質物が前記優先酸化反応器から出た後に、前記改質物流れから水を輸送する、請求項28に記載の方法。
- 前記燃料電池パワープラントは、前記カソード入口に接続された空気移動装置を更に備え、空気供給流れは、前記カソード入口に入る前に前記空気移動装置を通って流れ、前記第2の水輸送装置は、コンプレッサの入口に接続され、前記空気移動装置への前記流れの流入の前に前記空気供給流れに水を輸送する、請求項21に記載の方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020526907A (ja) * | 2017-07-12 | 2020-08-31 | エル3 オープン ウォーター パワー, インコーポレイテッド | 水性溶存酸素を使用した電気化学電力システム |
Families Citing this family (52)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6779351B2 (en) * | 2000-09-27 | 2004-08-24 | Idalex Technologies, Inc. | Fuel cell systems with evaporative cooling and methods for humidifying and adjusting the temperature of the reactant streams |
JP4470346B2 (ja) * | 2001-01-18 | 2010-06-02 | トヨタ自動車株式会社 | 車載用燃料電池システムおよび水素オフガス排出方法 |
JP2002280032A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-27 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
US6630260B2 (en) * | 2001-07-20 | 2003-10-07 | General Motors Corporation | Water vapor transfer device for a fuel cell power plant |
DE10148854B4 (de) * | 2001-10-04 | 2009-02-26 | Robert Bosch Gmbh | Kraft-Wärme-Anlage und Verfahren zur Erzeugung von elektrischer und thermischer Energie |
US20040038100A1 (en) * | 2002-04-15 | 2004-02-26 | Joseph Cargnelli | System and method for management of gas and water in fuel cell system |
US7018732B2 (en) * | 2002-04-15 | 2006-03-28 | Hydrogenics Corporation | System and method for management of gas and water in fuel cell system |
US7625647B2 (en) * | 2002-12-09 | 2009-12-01 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Fuel cell system with integrated thermal-to-electric generating devices |
US6977121B2 (en) * | 2003-04-03 | 2005-12-20 | Utc Fuel Cells, Llc | Fuel cell power plant having a fuel concentration sensor cell |
KR100534698B1 (ko) * | 2003-07-11 | 2005-12-07 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 시스템 |
US20050019626A1 (en) * | 2003-07-21 | 2005-01-27 | Burch Steven D. | High-efficiency fuel processor via steam integration from a water-cooled stack |
JP2005129462A (ja) * | 2003-10-27 | 2005-05-19 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
US9029028B2 (en) * | 2003-12-29 | 2015-05-12 | Honeywell International Inc. | Hydrogen and electrical power generator |
US20050202305A1 (en) * | 2004-02-24 | 2005-09-15 | Markoski Larry J. | Fuel cell apparatus and method of fabrication |
WO2007013880A2 (en) * | 2004-09-15 | 2007-02-01 | Ini Power Systems, Inc. | Electrochemical cells |
US20060147773A1 (en) * | 2005-01-06 | 2006-07-06 | Steinshnider Jeremy D | Heat and humidity exchanger |
DE102005012071A1 (de) * | 2005-03-16 | 2006-09-21 | Daimlerchrysler Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Befeuchten von Wasserstoff |
US8007943B2 (en) * | 2005-11-03 | 2011-08-30 | GM Global Technology Operations LLC | Cascaded stack with gas flow recycle in the first stage |
US20070178341A1 (en) * | 2006-01-27 | 2007-08-02 | Christian Wieser | Gas channel coating with water-uptake related volume change for influencing gas velocity |
US7901817B2 (en) * | 2006-02-14 | 2011-03-08 | Ini Power Systems, Inc. | System for flexible in situ control of water in fuel cells |
US8101320B2 (en) * | 2006-02-21 | 2012-01-24 | GM Global Technology Operations LLC | Fuel cell integrated humidification |
US7955750B2 (en) | 2006-02-21 | 2011-06-07 | GM Global Technology Operations LLC | Controlled electrode overlap architecture for improved MEA durability |
US20070207362A1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-06 | Andreas Koenekamp | Freeze capable compact fuel cell system with improved humidification and removal of excess water and trapped nitrogen |
US20070295021A1 (en) * | 2006-06-20 | 2007-12-27 | Albonia Innovative Technologies Ltd. | Apparatus and Method For Generating Water From an Air Stream |
US7569299B2 (en) | 2006-07-25 | 2009-08-04 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Multi-component fuel cell gasket for low temperature sealing and minimal membrane contamination |
US7749632B2 (en) | 2006-07-27 | 2010-07-06 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Flow shifting coolant during freeze start-up to promote stack durability and fast start-up |
US8158300B2 (en) * | 2006-09-19 | 2012-04-17 | Ini Power Systems, Inc. | Permselective composite membrane for electrochemical cells |
JP5120593B2 (ja) * | 2006-10-18 | 2013-01-16 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
US7883810B2 (en) * | 2006-11-09 | 2011-02-08 | GM Global Technology Operations LLC | Slow purge for improved water removal, freeze durability, purge energy efficiency and voltage degradation due to shutdown/startup cycling |
US8916302B2 (en) * | 2006-11-10 | 2014-12-23 | Battelle Memorial Institute | Method and apparatus for improving water balance in fuel cell power unit |
US20080113230A1 (en) * | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Whyatt Greg A | Method and apparatus for improving water balance in fuel cell power unit |
DE102007003240B3 (de) * | 2007-01-22 | 2008-09-04 | Daimler Ag | Rückkühlungs- und Befeuchtungseinrichtung in Brennstoffzellen |
US8956779B2 (en) * | 2007-04-02 | 2015-02-17 | GM Global Technology Operations LLC | Sealed water vapor transfer unit assembly with integrated load transferring structure |
US8551667B2 (en) | 2007-04-17 | 2013-10-08 | Ini Power Systems, Inc. | Hydrogel barrier for fuel cells |
US20090035644A1 (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-05 | Markoski Larry J | Microfluidic Fuel Cell Electrode System |
US8168340B2 (en) | 2007-11-07 | 2012-05-01 | GM Global Technology Operations LLC | Water removal features for PEMfc stack manifolds |
US8051992B2 (en) * | 2008-01-25 | 2011-11-08 | GM Global Technology Operations LLC | Water transfer device employing a water buffer to increase water flux |
US8163429B2 (en) * | 2009-02-05 | 2012-04-24 | Ini Power Systems, Inc. | High efficiency fuel cell system |
US20100310948A1 (en) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | Adaptive Materials, Inc. | Fuel cell system with integrated air handling plate |
US20110189587A1 (en) * | 2010-02-01 | 2011-08-04 | Adaptive Materials, Inc. | Interconnect Member for Fuel Cell |
KR101163704B1 (ko) * | 2010-02-08 | 2012-07-10 | 주식회사 엑스에프씨 | 해수전해설비에서 발생되는 폐수소를 활용한 연료전지 시스템 |
US8783304B2 (en) | 2010-12-03 | 2014-07-22 | Ini Power Systems, Inc. | Liquid containers and apparatus for use with power producing devices |
US9065095B2 (en) | 2011-01-05 | 2015-06-23 | Ini Power Systems, Inc. | Method and apparatus for enhancing power density of direct liquid fuel cells |
CN104025356B (zh) * | 2011-05-04 | 2017-04-26 | 兹特克公司 | 具有二氧化碳废气利用的零排放发电站 |
US9583776B2 (en) | 2011-09-02 | 2017-02-28 | Battelle Memorial Institute | Sweep membrane separator and fuel processing systems |
DE102012018164A1 (de) * | 2012-09-14 | 2014-03-20 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Verfahren zum Betreiben eines Wasserdampf benötigenden Teilprozesses in einem Gesamtprozess |
US9352561B2 (en) | 2012-12-27 | 2016-05-31 | Kateeva, Inc. | Techniques for print ink droplet measurement and control to deposit fluids within precise tolerances |
WO2016001139A1 (en) * | 2014-06-30 | 2016-01-07 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method for processing a gas mixture |
US9985308B2 (en) * | 2015-06-12 | 2018-05-29 | Palo Alto Research Center Incorporated | Controlled hydrogen production from hydrolysable hydride gels |
US20190123364A1 (en) | 2017-10-24 | 2019-04-25 | GM Global Technology Operations LLC | Fuel cell having an integrated water vapor transfer region |
US10811713B2 (en) | 2018-01-29 | 2020-10-20 | GM Global Technology Operations LLC | Method of manufacturing an integrated water vapor transfer device and fuel cell |
US10680266B2 (en) | 2018-02-15 | 2020-06-09 | GM Global Technology Operations LLC | Method of manufacturing an integrated water vapor transfer device and fuel cell-II |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3134697A (en) | 1959-11-03 | 1964-05-26 | Gen Electric | Fuel cell |
US3976507A (en) * | 1975-02-12 | 1976-08-24 | United Technologies Corporation | Pressurized fuel cell power plant with single reactant gas stream |
US4650722A (en) | 1980-06-13 | 1987-03-17 | Union Carbide Corporation | Hard faced article |
US4522894A (en) * | 1982-09-30 | 1985-06-11 | Engelhard Corporation | Fuel cell electric power production |
JPH0622148B2 (ja) * | 1984-07-31 | 1994-03-23 | 株式会社日立製作所 | 溶融炭酸塩型燃料電池発電プラント |
EP0331702B1 (en) * | 1987-09-10 | 1992-06-24 | Hewlett-Packard Company | Apparatus for drying a wet gas |
DE4201632C2 (de) | 1992-01-23 | 1997-02-06 | Siemens Ag | Verfahren und Anordnung zur Befeuchtung der einer Brennstoffzelle zuströmenden Reaktanten |
US5272017A (en) | 1992-04-03 | 1993-12-21 | General Motors Corporation | Membrane-electrode assemblies for electrochemical cells |
WO1994003937A1 (de) | 1992-08-10 | 1994-02-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Brennstoffzelle und verfahren zur befeuchtung des elektrolyten |
DE59306256D1 (de) | 1992-11-05 | 1997-05-28 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zur Wasser- und/oder Inertgasentsorgung eines Brennstoffzellenblocks |
JP3141619B2 (ja) * | 1993-05-21 | 2001-03-05 | 富士電機株式会社 | 固体高分子電解質型燃料電池発電装置 |
US5360679A (en) * | 1993-08-20 | 1994-11-01 | Ballard Power Systems Inc. | Hydrocarbon fueled solid polymer fuel cell electric power generation system |
DE19781098B4 (de) | 1996-05-17 | 2005-05-19 | Amira Medical, Scotts Valley | Einwegelement, Einweglanzettenelement und Kapillarelement zur Verwendung in einer Probenentnahmevorrichtung für Körperflüssigkeit |
US5763113A (en) | 1996-08-26 | 1998-06-09 | General Motors Corporation | PEM fuel cell monitoring system |
CA2242176C (en) * | 1997-06-30 | 2009-01-27 | Ballard Power Systems Inc. | Solid polymer fuel cell system and method for humidifying and adjusting the temperature of a reactant stream |
US6013385A (en) | 1997-07-25 | 2000-01-11 | Emprise Corporation | Fuel cell gas management system |
US6077620A (en) | 1997-11-26 | 2000-06-20 | General Motors Corporation | Fuel cell system with combustor-heated reformer |
US6007931A (en) | 1998-06-24 | 1999-12-28 | International Fuel Cells Corporation | Mass and heat recovery system for a fuel cell power plant |
US6238815B1 (en) | 1998-07-29 | 2001-05-29 | General Motors Corporation | Thermally integrated staged methanol reformer and method |
US6132689A (en) | 1998-09-22 | 2000-10-17 | General Motors Corporation | Multi-stage, isothermal CO preferential oxidation reactor |
US6159626A (en) | 1999-07-06 | 2000-12-12 | General Motors Corporation | Fuel cell system logic for differentiating between rapid and normal shutdown commands |
US6391484B1 (en) | 1999-07-06 | 2002-05-21 | General Motors Corporation | Fuel processor temperature monitoring and control |
JP2001202975A (ja) * | 2000-01-19 | 2001-07-27 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用加湿装置 |
US6630260B2 (en) * | 2001-07-20 | 2003-10-07 | General Motors Corporation | Water vapor transfer device for a fuel cell power plant |
US6875246B2 (en) * | 2001-07-20 | 2005-04-05 | General Motors Corporation | Water vapor transfer device for fuel cell reformer |
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Cited By (1)
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