JP2011222315A - Fuel cell system and membrane humidifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池システム及び膜加湿器に関する。 The present invention relates to a fuel cell system and a membrane humidifier.
従来の燃料電池システムは、水素を含有する水素含有ガスと酸素含有ガスとを燃料電池スタックに供給し、燃料電池スタックで発電を行っている。この電池スタックは、アノードと、電解質と、カソードとからなるセルを複数枚積層しており、アノードに水素含有ガスが供給され、カソードに酸素含有ガスが供給される。また、燃料電池スタックには、アノードやカソード等を冷却するための冷却水が供給されている。 In the conventional fuel cell system, a hydrogen-containing gas containing hydrogen and an oxygen-containing gas are supplied to the fuel cell stack, and power is generated by the fuel cell stack. In this battery stack, a plurality of cells including an anode, an electrolyte, and a cathode are stacked. A hydrogen-containing gas is supplied to the anode, and an oxygen-containing gas is supplied to the cathode. The fuel cell stack is supplied with cooling water for cooling the anode and the cathode.
このような燃料電池システムは、例えば湿度90%以上まで加湿した酸素含有ガスが燃料電池スタックのカソードに供給されている。また、燃料電池スタックの耐久性や安定性の観点から、燃料電池スタック内において電極の乾燥や結露を防止する必要がある。この乾燥や結露を防止するために、燃料電池スタックへ供給される酸素含有ガスと、冷却水との温度差を小さく保つ必要があり、例えばプラスマイナス3℃以下の温度差とする必要がある。このため、例えば特許文献1には、酸素含有ガスを加湿するための加湿装置と、冷却水と酸素含有ガスとの温度差(燃料電池スタックの入り口における冷却水と酸素含有ガスとの温度差)を所定範囲内とするための熱交換装置とを備えた燃料電池システムが記載されている。 In such a fuel cell system, for example, an oxygen-containing gas humidified to a humidity of 90% or more is supplied to the cathode of the fuel cell stack. Also, from the viewpoint of durability and stability of the fuel cell stack, it is necessary to prevent electrode drying and condensation in the fuel cell stack. In order to prevent this drying and condensation, it is necessary to keep the temperature difference between the oxygen-containing gas supplied to the fuel cell stack and the cooling water small, for example, a temperature difference of plus or minus 3 ° C. or less. For this reason, for example, in Patent Document 1, a humidifier for humidifying an oxygen-containing gas and a temperature difference between the cooling water and the oxygen-containing gas (temperature difference between the cooling water and the oxygen-containing gas at the entrance of the fuel cell stack). Describes a fuel cell system including a heat exchange device for keeping the temperature within a predetermined range.
しかしながら、従来の燃料電池システムでは、酸素含有ガスを加湿するための加湿装置と、冷却水と酸素含有ガスとの温度差を所定範囲内とするための熱交換装置とを設ける必要があり、燃料電池システムの機器構成やこれらの機器の制御が複雑になるといった問題がある。 However, in the conventional fuel cell system, it is necessary to provide a humidifier for humidifying the oxygen-containing gas and a heat exchange device for keeping the temperature difference between the cooling water and the oxygen-containing gas within a predetermined range. There is a problem that the device configuration of the battery system and the control of these devices are complicated.
そこで本発明は、燃料電池スタックに供給される酸素含有ガスの加温及び加湿を簡素な構成で実現する燃料電池システム、及び膜加湿器を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fuel cell system and a membrane humidifier that can realize heating and humidification of an oxygen-containing gas supplied to a fuel cell stack with a simple configuration.
本発明は、水素を含有する水素含有ガスが導入されるアノード、及び酸素含有ガスが導入されるカソードを有する燃料電池スタックと、カソード側へ酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス導入ラインと、燃料電池スタックを冷却するための冷却水を燃料電池スタックへ供給する冷却水供給ラインと、冷却水供給ライン及び酸素含有ガス導入ラインにあって、冷却水と酸素含有ガスとを並行流で通過させる膜加湿器と、を備えることを特徴とする。 The present invention relates to a fuel cell stack having an anode into which a hydrogen-containing gas containing hydrogen is introduced, a cathode into which an oxygen-containing gas is introduced, an oxygen-containing gas introduction line for supplying the oxygen-containing gas to the cathode side, and a fuel A cooling water supply line that supplies cooling water for cooling the battery stack to the fuel cell stack, a cooling water supply line, and an oxygen-containing gas introduction line, and a membrane that allows the cooling water and the oxygen-containing gas to pass through in parallel flow And a humidifier.
この発明にあっては、酸素含有ガスと冷却水とが膜加湿器を並行流で通過することにより、膜加湿器を介して冷却水の熱及び水分が酸素含有ガス側へ移動する。酸素含有ガスは熱及び水分を受け取ることにより温度及び湿度が上昇する。このように膜加湿器を備え、且つ酸素含有ガス及び冷却水を並行流で通過させることによって、冷却水及び酸素含有ガスは膜加湿器の出口側でほぼ同等の温度且つ酸素含有ガスにおいては露点温度が温度とほぼ同程度とすることが可能となるため、熱交換装置及び加湿装置といった複雑な装置を不要とした簡素な構成にすることができる。さらに、熱容量の大きい冷却水を用いて熱及び湿分の交換を行うことで、冷却水温度の低下を抑えて起動時にカソードに供給される酸素含有ガスを冷却水と同等の温度まで効率よく加温及び加湿することができ、燃料電池スタック内でカソードの電極が乾燥することが無くなり、燃料電池スタックの耐久性を向上させることができる。 In the present invention, the oxygen-containing gas and the cooling water pass through the membrane humidifier in parallel flow, whereby the heat and moisture of the cooling water move to the oxygen-containing gas side via the membrane humidifier. The oxygen-containing gas increases in temperature and humidity by receiving heat and moisture. By providing the membrane humidifier and passing the oxygen-containing gas and the cooling water in parallel flow, the cooling water and the oxygen-containing gas are at the same temperature at the outlet side of the membrane humidifier and the dew point at the oxygen-containing gas. Since the temperature can be approximately the same as the temperature, a simple configuration that does not require complicated devices such as a heat exchange device and a humidifying device can be achieved. In addition, heat and moisture are exchanged using cooling water with a large heat capacity, and the oxygen-containing gas supplied to the cathode during startup is efficiently added to a temperature equivalent to that of cooling water while suppressing a decrease in cooling water temperature. The temperature and humidity can be increased, and the cathode electrode is not dried in the fuel cell stack, so that the durability of the fuel cell stack can be improved.
また、本発明は、水素を含有する水素含有ガスが導入されるアノード、及び酸素含有ガスが導入されるカソードを有する燃料電池スタックと、カソード側へ酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス導入ラインと、燃料電池スタックを冷却するための冷却水を燃料電池スタックへ供給する冷却水供給ラインと、冷却水供給ライン及び酸素含有ガス導入ラインにあって、冷却水と酸素含有ガスとを対向流で通過させる膜加湿器と、を備えることを特徴とする。 The present invention also includes a fuel cell stack having an anode into which a hydrogen-containing gas containing hydrogen is introduced, a cathode into which an oxygen-containing gas is introduced, and an oxygen-containing gas introduction line that supplies the oxygen-containing gas to the cathode side. The cooling water supply line for supplying the cooling water for cooling the fuel cell stack to the fuel cell stack, the cooling water supply line, and the oxygen-containing gas introduction line, and the cooling water and the oxygen-containing gas are passed in a counter flow. A film humidifier.
この発明にあっては、冷却水が膜加湿器を通過する際に、膜加湿器出口側に向かって酸素含有ガスとの温度差が大きくなることで熱交換効率が高くなり、並行流で通過させた場合に比べて、膜加湿器出口の冷却水の温度と膜加湿器出口の酸素含有ガスの温度とを比較したときに冷却水温度より酸素含有ガスの温度及び露点温度をほぼ同程度または高くすることが可能となる。この構成にすることで、燃料電池スタックへ酸素含有ガスが供給されるまでの配管放熱等の温度低下を見込んだうえで、酸素含有ガスを効率よく加温することができる。また、膜加湿器での熱及び湿分の移動が小さい場合に、この構成を適用してもよい。 In this invention, when the cooling water passes through the membrane humidifier, the temperature difference with the oxygen-containing gas increases toward the outlet side of the membrane humidifier, thereby increasing the heat exchange efficiency and passing in parallel flow. Compared with the case where the temperature of the cooling water at the outlet of the membrane humidifier is compared with the temperature of the oxygen-containing gas at the outlet of the membrane humidifier, the temperature of the oxygen-containing gas and the dew point temperature are approximately the same as the cooling water temperature or It becomes possible to make it higher. With this configuration, it is possible to efficiently heat the oxygen-containing gas while expecting a temperature decrease such as heat radiation from the pipe until the oxygen-containing gas is supplied to the fuel cell stack. In addition, this configuration may be applied when the movement of heat and moisture in the film humidifier is small.
また、冷却水供給ラインであって且つ膜加湿器上流側において、冷却水を昇温する昇温手段を、更に備えることが好適である。 Moreover, it is preferable to further include a temperature raising means for raising the temperature of the cooling water on the cooling water supply line and on the upstream side of the membrane humidifier.
この場合には、昇温手段によって冷却水が昇温され、膜加湿器において効率よく酸素含有ガスを加温することができる。 In this case, the temperature of the cooling water is raised by the temperature raising means, and the oxygen-containing gas can be efficiently heated in the membrane humidifier.
また、昇温手段は、カソードに酸素含有ガスが供給される前に、予め冷却水を昇温する、ことが好適である。 Further, it is preferable that the temperature raising means raises the temperature of the cooling water in advance before the oxygen-containing gas is supplied to the cathode.
この場合には、予め冷却水が昇温されていることにより、燃料電池スタックの発電開始時に予め昇温された冷却水によって素早く酸素含有ガスを加温加湿することができ、燃料電池スタックの発電効率を向上させることができる。 In this case, since the cooling water has been heated in advance, the oxygen-containing gas can be quickly heated and humidified by the cooling water that has been heated in advance at the start of power generation of the fuel cell stack. Efficiency can be improved.
また、本発明は、水素を含有する水素含有ガスが導入されるアノード、及び酸素含有ガスが導入されるカソードを有する燃料電池スタックと、カソード側へ酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス導入ラインと、燃料電池スタックを冷却するために供給された冷却水を燃料電池スタックから排出する冷却水排出ラインと、冷却水排出ライン及び酸素含有ガス導入ラインにあって、冷却水と酸素含有ガスとを並行流または対向流で通過させる膜加湿器と、を備えることを特徴とする。 The present invention also includes a fuel cell stack having an anode into which a hydrogen-containing gas containing hydrogen is introduced, a cathode into which an oxygen-containing gas is introduced, and an oxygen-containing gas introduction line that supplies the oxygen-containing gas to the cathode side. The cooling water discharge line for discharging the cooling water supplied to cool the fuel cell stack from the fuel cell stack, the cooling water discharge line and the oxygen-containing gas introduction line, and the cooling water and the oxygen-containing gas are parallel to each other. A membrane humidifier that is passed in a flow or counterflow.
この発明にあっては、燃料電池スタックから排出され、燃料電池スタックに供給される冷却水よりも温度が高い冷却水を用いて、膜加湿器において酸素含有ガスの温度及び湿度を上昇させることができる。これにより、燃料電池スタックへ酸素含有ガスが供給されるまでの配管放熱等の温度低下を見込んだうえで、酸素含有ガスを効率よく加温することができる。また、膜加湿器での熱及び湿分の移動が小さい場合に、この構成を適用してもよい。 In the present invention, the temperature and humidity of the oxygen-containing gas can be increased in the membrane humidifier using the cooling water having a temperature higher than that of the cooling water discharged from the fuel cell stack and supplied to the fuel cell stack. it can. Thereby, it is possible to efficiently heat the oxygen-containing gas while expecting a temperature drop such as heat radiation from the pipe until the oxygen-containing gas is supplied to the fuel cell stack. In addition, this configuration may be applied when the movement of heat and moisture in the film humidifier is small.
本発明は、第1の流路、及び第2の流路を備え、第1の流路を流れる第1の流体と第2の流路を流れる第2の流体との間で熱及び湿分の交換を行う膜加湿器であって、第1の流体は液体であり、第2の流体は気体である、ことを特徴とする。 The present invention includes a first flow path and a second flow path, and heat and moisture between a first fluid flowing through the first flow path and a second fluid flowing through the second flow path. The membrane humidifier performs the exchange of the above, wherein the first fluid is a liquid and the second fluid is a gas.
この発明にあっては、膜加湿器を通過する液体と気体との間で、熱及び湿分の交換が行われる。このように、熱の交換と、湿分の交換とを膜加湿器によって行うことができるため、熱の交換と湿分の交換とを個別の装置によって行う場合と比較して、構成を簡素化することができる。 In the present invention, heat and moisture are exchanged between the liquid and gas passing through the membrane humidifier. In this way, heat exchange and moisture exchange can be performed by the membrane humidifier, so the configuration is simplified compared to the case where heat exchange and moisture exchange are performed by separate devices. can do.
本発明によれば、燃料電池スタックに供給される酸素含有ガスの加温及び加湿を簡素な構成で実現する燃料電池システム、及び膜加湿器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel cell system which implement | achieves heating and humidification of the oxygen containing gas supplied to a fuel cell stack with a simple structure, and a membrane humidifier can be provided.
以下、図面を参照しつつ本発明に係る燃料電池システムの好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a fuel cell system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
まず、本実施形態に係る燃料電池システムの全体構成について説明する。図1は、燃料電池システム1の概略構成図である。図1に示すように燃料電池システム1は、例えば、都市ガス、LPGのような気体燃料または、灯油のような液体燃料から水素含有ガスとしての改質ガスを生成する改質装置2と、改質装置2によって生成された改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタック3と、を備えている。燃料電池システム1は、例えば、家庭用の電力供給源として利用されるものであり、容易に入手することができ且つ独立して貯蔵することができるという観点から、液体燃料として灯油が用いられている。
First, the overall configuration of the fuel cell system according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell system 1. As shown in FIG. 1, a fuel cell system 1 includes a
改質装置2は、液体燃料を改質して改質ガスを生成するためのものであり、改質器21及びバーナ22を有している。改質器21は、液体燃料と水蒸気とを改質触媒で水蒸気改質反応させて、水素を含有する改質ガスを生成する。バーナ22は、改質器21の改質触媒を加熱することで、水蒸気改質反応に必要な熱量を供給する。なお、改質装置2に供給される液体燃料は、図示しない脱硫器によって脱硫されている。
The
燃料電池スタック3は、電池セル30が複数積み重ねられて構成されており、改質装置2で得られた改質ガスを用いて発電して直流電流を出力する。電池セル30は、アノード31と、カソード32と、アノード31及びカソード32間に配置された固体高分子である電解質(不図示)とを有しており、アノード31に改質ガスを導入させると共に、カソード32に酸素含有ガス(例えば、空気等)を導入させることで、各電池セル30において電気化学的な発電反応が行われることになる。なお、図1では、複数積み重ねられる電池セル30のうち1つの電池セル30のみを図示してある。また、燃料電池スタック3は、アノード31やカソード32を冷却する冷却水が流通する冷却水流路33を有している。
The
また、燃料電池システム1は、カソード32に導入される酸素含有ガスを流通させる酸素含有ガス導入ラインL12と、カソード32から導出されたガスを流通させるガス導出ラインL11とを備えている。また、酸素含有ガス導入ラインL12には、カソード32に酸素含有ガスを導入するためのエアブロワA1が設けられている。
Further, the fuel cell system 1 includes an oxygen-containing gas introduction line L12 through which an oxygen-containing gas introduced into the
また、燃料電池システム1は、アノード31に導入される改質ガスを流通させる改質ガス導入ラインL22と、アノード31から導出されたガスを流通させるガス導出ラインL21とを備えている。改質ガス導入ラインL22の上流側は改質器21に接続され、改質器21で生成された改質ガスは改質ガス導入ラインL22を通ってアノード31に導入される。また、ガス導出ラインL21は、改質ガス導入ラインL22を通じてアノード31に供給された改質ガスのうち、燃料電池スタック3において発電に寄与しなかった水素を含むガスを排出させるためのものである。このガス導出ラインL21の下流側は、バーナ22に接続されており、バーナ22の燃料としてアノード31から導出されたガスが利用可能となっている。
The fuel cell system 1 also includes a reformed gas introduction line L22 for circulating the reformed gas introduced into the
また、燃料電池システム1は、アノード31やカソード32を冷却するために冷却水流路33に導入される冷却水が流通する冷却水供給ラインL32と、冷却水流路33から導出された冷却水が流通する冷却水排出ラインL31とを備える。冷却水供給ラインL32には、冷却水を燃料電池スタック3に導入するためのポンプWP1が設けられている。
In the fuel cell system 1, the cooling water supply line L <b> 32 through which the cooling water introduced into the cooling
また、燃料電池システム1は、改質ガス導入ラインL22を流れる改質ガスと、冷却水供給ラインL32を流れる冷却水との間で熱交換を行う熱交換器6(昇温手段)を備える。改質ガスは、冷却水と比較して温度が高く熱交換器6を介して冷却水へ熱が移動する。 The fuel cell system 1 also includes a heat exchanger 6 (temperature raising means) that performs heat exchange between the reformed gas flowing in the reformed gas introduction line L22 and the cooling water flowing in the cooling water supply line L32. The reformed gas has a higher temperature than the cooling water, and heat is transferred to the cooling water through the heat exchanger 6.
また、燃料電池システム1は、第1の流路51を流れる流体と第2の流路52を流れる流体とを並行流(同一方向の流れ)で通過させ、双方の流体間で熱及び湿分の交換を行う膜加湿器5を備える。膜加湿器5の第1の流路51は、冷却水供給ラインL32に接続され、第2の流路52は酸素含有ガス導入ラインL12に接続される。従って、膜加湿器5の第1の流路51には燃料電池スタック3に供給される冷却水が流れ、第2の流路52にはカソード32に供給される酸素含有ガスが流れる。
In addition, the fuel cell system 1 allows the fluid flowing through the
膜加湿器5では、第1の流路51を流れる冷却水と、第2の流路52を流れる酸素含有ガスとの間で熱と湿分の交換が行われる。具体的には、冷却水から熱と湿分とが酸素含有ガスに移動し、酸素含有ガスが加温及び加湿される。なお、酸素含有ガスが所望の温度及び湿度となるように、第1の流路51や第2の流路52の流路長さ等が設定される。膜加湿器5によって冷却水と酸素含有ガスとの間で熱及び湿分の交換が行われることにより、膜加湿器5から燃料電池スタック3に導入される冷却水と酸素含有ガスとの温度の差が所定範囲内(例えば、プラスマイナス3℃以下)となり、酸素含有ガスが所望の湿度に加湿された状態となる。
In the
また、燃料電池システム1は、ポンプWP1を制御する制御部4を備えている。制御部4は、燃料電池スタック3による発電の開始前(カソード32に酸素含有ガスが供給される前)に、予めポンプWP1を作動させて熱交換器6において改質ガスと冷却水との間で熱交換を行わせ、冷却水を予め昇温しておく。なお、不図示ではあるが冷却水は循環系となっており、改質ガスと熱交換を行い継続して受熱することで冷却水全体の温度が上昇する。これにより、燃料電池スタック3による発電が開始されるときに、予め昇温された冷却水を用いて膜加湿器5において素早く酸素含有ガスを加温及び加湿することができる。なお、改質ガスを用いて予め冷却水を昇温している間は、改質ガスが改質ガス導入ラインL22を通じてアノード31に導入されないように、図示しない電磁弁等によって改質ガスの流通が遮断されている。
Further, the fuel cell system 1 includes a control unit 4 that controls the pump WP1. The control unit 4 operates the pump WP1 in advance before the start of power generation by the fuel cell stack 3 (before the oxygen-containing gas is supplied to the cathode 32). The heat exchange is performed in step 1, and the temperature of the cooling water is raised in advance. Although not shown, the cooling water is a circulation system, and the temperature of the whole cooling water rises by exchanging heat with the reformed gas and continuously receiving heat. Thus, when power generation by the
続いて、本実施形態にかかる燃料電池システム1の作用及び効果について説明する。本実施形態の燃料電池システム1によれば、酸素含有ガスと冷却水とが膜加湿器5を並行流で通過することにより、膜加湿器5を介して冷却水の熱及び水分が酸素含有ガス側へ移動する。酸素含有ガスは熱及び水分を受け取ることにより温度及び湿度が上昇する。このように膜加湿器5を備え、且つ酸素含有ガス及び冷却水を並行流で通過させることによって、冷却水及び酸素含有ガスは膜加湿器5の出口側でほぼ同等の温度且つ酸素含有ガスにおいては露点温度が温度とほぼ同程度とすることが可能となるため、熱交換装置及び加湿装置といった複雑な装置を不要とした簡素な構成にすることができる。さらに、熱容量の大きい冷却水を用いて熱及び湿分の交換を行うことで、冷却水温度の低下を抑えて起動時にカソード32に供給される酸素含有ガスを冷却水と同等の温度まで効率よく加温及び加湿することができ、燃料電池スタック3内でカソード32の電極が乾燥することが無くなり、燃料電池スタック3の耐久性を向上させることができる。
Then, the effect | action and effect of the fuel cell system 1 concerning this embodiment are demonstrated. According to the fuel cell system 1 of the present embodiment, when the oxygen-containing gas and the cooling water pass through the
また、熱交換器6において改質ガスの熱によって冷却水が昇温されるため、膜加湿器5において効率よく酸素含有ガスを加温することができる。
Moreover, since the temperature of the cooling water is raised by the heat of the reformed gas in the heat exchanger 6, the oxygen-containing gas can be efficiently heated in the
また、予め冷却水を昇温しておくことにより、燃料電池スタック3の発電開始時に素早く酸素含有ガスを加温することができ、燃料電池スタック3の発電効率を向上させることができる。
In addition, by raising the temperature of the cooling water in advance, the oxygen-containing gas can be quickly heated at the start of power generation of the
また、膜加湿器5を通過する液体と気体との間で、熱及び湿分の交換が行われる。このように、熱の交換と、湿分の交換とを膜加湿器5によって行うことができるため、熱の交換と湿分の交換とを個別の装置によって行う場合と比較して、構成を簡素化することができる。
Further, heat and moisture are exchanged between the liquid and gas passing through the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、膜加湿器5内において、冷却水と酸素含有ガスとを並行流(同一方向の流れ)で通過させる(図1参照)ものとしたが、これ以外にも、例えば、冷却水と酸素含有ガスとを対向流(逆方向の流れ)で通過させることもできる。この場合には、冷却水が膜加湿器5を通過する際に、膜加湿器出口側に向かって酸素含有ガスとの温度差が大きくなることで熱交換効率が高くなり、並行流で通過させた場合と比べて、膜加湿器出口の冷却水の温度と膜加湿器出口の酸素含有ガスの温度とを比較したときに冷却水温度より酸素含有ガスの温度及び露点温度はほぼ同程度または高くすることが可能となる。この構成にすることで、燃料電池スタック3へ酸素含有ガスが供給されるまでの配管放熱等の温度低下を見込んだうえで、酸素含有ガスを効率よく加温することができる。また、膜加湿器5での熱及び湿分の移動が小さい場合に、この構成を適用してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the
また、膜加湿器5の第1の流路51を冷却水供給ラインL32に接続するものとしたが、第1の流路51を冷却水排出ラインL31に接続してもよい。この場合には、冷却水供給ラインL32を流れる冷却水よりも温度が高い冷却水を用いて、膜加湿器5において酸素含有ガスの温度及び湿度を上昇させることができる。これにより、燃料電池スタック3へ酸素含有ガスが供給されるまでの配管放熱等の温度低下を見込んだうえで、酸素含有ガスを効率よく加温することができる。また、膜加湿器5での熱及び湿分の移動が小さい場合に、この構成を適用してもよい。
Moreover, although the
また、冷却水の昇温を、改質ガスを用いて行うものとしたが、これ以外にも、例えば、改質装置2から排出される排気ガスを利用したり、燃料電池システム1から排出される熱を用いて生成されたお湯を蓄えている場合には、お湯の熱を利用して冷却水を昇温することもできる。また、ヒータによって冷却水を昇温することもできる。
Further, the temperature of the cooling water is raised using the reformed gas, but other than this, for example, exhaust gas discharged from the
また、燃料電池スタック3のアノード31にガスタンク等から純水素を供給する場合には、改質装置2は設けなくてもよい。
Further, when pure hydrogen is supplied to the
1…燃料電池システム、3…燃料電池スタック、31…アノード、32…カソード、5…膜加湿器、6…熱交換器、L12…酸素含有ガス導入ライン、L31…冷却水排出ライン、L32…冷却水供給ライン。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell system, 3 ... Fuel cell stack, 31 ... Anode, 32 ... Cathode, 5 ... Membrane humidifier, 6 ... Heat exchanger, L12 ... Oxygen containing gas introduction line, L31 ... Cooling water discharge line, L32 ... Cooling Water supply line.
Claims (6)
前記カソード側へ酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス導入ラインと、
前記燃料電池スタックを冷却するための冷却水を前記燃料電池スタックへ供給する冷却水供給ラインと、
前記冷却水供給ライン及び前記酸素含有ガス導入ラインにあって、前記冷却水と前記酸素含有ガスとを並行流で通過させる膜加湿器と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell stack having an anode into which a hydrogen-containing gas containing hydrogen is introduced, and a cathode into which an oxygen-containing gas is introduced;
An oxygen-containing gas introduction line for supplying an oxygen-containing gas to the cathode side;
A cooling water supply line for supplying cooling water for cooling the fuel cell stack to the fuel cell stack;
In the cooling water supply line and the oxygen-containing gas introduction line, a membrane humidifier that allows the cooling water and the oxygen-containing gas to pass in parallel flow;
A fuel cell system comprising:
前記カソード側へ酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス導入ラインと、
前記燃料電池スタックを冷却するための冷却水を前記燃料電池スタックへ供給する冷却水供給ラインと、
前記冷却水供給ライン及び前記酸素含有ガス導入ラインにあって、前記冷却水と前記酸素含有ガスとを対向流で通過させる膜加湿器と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell stack having an anode into which a hydrogen-containing gas containing hydrogen is introduced, and a cathode into which an oxygen-containing gas is introduced;
An oxygen-containing gas introduction line for supplying an oxygen-containing gas to the cathode side;
A cooling water supply line for supplying cooling water for cooling the fuel cell stack to the fuel cell stack;
A membrane humidifier in the cooling water supply line and the oxygen-containing gas introduction line, which allows the cooling water and the oxygen-containing gas to pass through in a counter flow
A fuel cell system comprising:
前記カソード側へ酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス導入ラインと、
前記燃料電池スタックを冷却するために供給された冷却水を前記燃料電池スタックから排出する冷却水排出ラインと、
前記冷却水排出ライン及び前記酸素含有ガス導入ラインにあって、前記冷却水と前記酸素含有ガスとを並行流または対向流で通過させる膜加湿器と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell stack having an anode into which a hydrogen-containing gas containing hydrogen is introduced, and a cathode into which an oxygen-containing gas is introduced;
An oxygen-containing gas introduction line for supplying an oxygen-containing gas to the cathode side;
A cooling water discharge line for discharging cooling water supplied to cool the fuel cell stack from the fuel cell stack;
A membrane humidifier in the cooling water discharge line and the oxygen-containing gas introduction line that allows the cooling water and the oxygen-containing gas to pass through in parallel flow or counterflow,
A fuel cell system comprising:
前記第1の流体は液体であり、前記第2の流体は気体である、ことを特徴とする膜加湿器。 Heat and moisture exchange between a first fluid that flows through the first channel and a second fluid that flows through the second channel, the first channel having a first channel and a second channel A membrane humidifier that performs
The membrane humidifier, wherein the first fluid is a liquid and the second fluid is a gas.
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