JP2014216062A - Secondary battery type fuel cell system and power supply system including the same - Google Patents

Secondary battery type fuel cell system and power supply system including the same Download PDF

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篤広 野田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a secondary battery type fuel cell system capable of improving responsiveness immediately after changing of power generation operation to charging operation.SOLUTION: A secondary battery type fuel cell system includes: a hydrogen generation section; a power generation/electrolysis section having a power generation function for generating power with hydrogen supplied from the hydrogen generation section and an electrolysis function for electrolyzing of water vapor supplied from the hydrogen generation section at reproduction of the hydrogen generation section; a gas flow passage for circulating gas containing hydrogen and water vapor between the hydrogen generation section and the power generation/electrolysis section; a circulation section for forcibly circulating gas containing hydrogen and water vapor between the hydrogen generation section and the power generation/electrolysis section; and a gas flow passage control section for controlling the gas flow passage. The gas flow passage control section controls the gas flow passage so as to suppress circulation of the gas by the gas flow passage when an operation of the system is switched from power generation operation to charging operation.

Description

本発明は、発電動作だけでなく充電動作も行える2次電池型燃料電池システム及びそれを備えた給電システムに関する。   The present invention relates to a secondary battery type fuel cell system capable of performing not only a power generation operation but also a charging operation, and a power supply system including the same.

燃料電池は、典型的には、固体ポリマーイオン交換膜を用いた固体高分子電解質膜、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)を用いた固体酸化物電解質膜等を、燃料極(アノード)と酸化剤極(カソード)とで両側から挟み込んだものを1つのセル構成としている。そして、燃料極に燃料ガス(例えば水素)を供給する燃料ガス流路と、酸化剤極に酸化剤ガス(例えば酸素や空気)を供給する酸化剤ガス流路とが設けられ、これらの流路を介して燃料ガス、酸化剤ガスがそれぞれ燃料極、酸化剤極に供給されることにより発電が行われる。   A fuel cell typically includes a solid polymer electrolyte membrane using a solid polymer ion exchange membrane, a solid oxide electrolyte membrane using yttria-stabilized zirconia (YSZ), a fuel electrode (anode) and an oxidizer electrode. The one sandwiched from both sides by the (cathode) has a single cell configuration. A fuel gas channel for supplying a fuel gas (for example, hydrogen) to the fuel electrode and an oxidant gas channel for supplying an oxidant gas (for example, oxygen or air) to the oxidant electrode are provided. Electric power is generated by supplying the fuel gas and the oxidant gas to the fuel electrode and the oxidant electrode, respectively.

燃料電池は、原理的に取り出せる電力エネルギーの効率が高いため、省エネルギーになるだけでなく、環境に優れた発電方式であり、地球規模でのエネルギーや環境問題解決の切り札として期待されている。   Fuel cells are not only energy-saving because of the high efficiency of the power energy that can be extracted in principle, but they are also a power generation system that excels in the environment, and are expected as a trump card for solving global energy and environmental problems.

特表平11−501448号公報Japanese National Patent Publication No. 11-501448 国際公開第2012/098945号International Publication No. 2012/098945

特許文献1及び特許文献2には、固体酸化物型燃料電池と、酸化反応により水素を発生し、還元反応により再生可能な水素発生部材とを組み合わせた2次電池型燃料電池システムが開示されている。上記2次電池型燃料電池システムでは、システムの発電動作時に水素発生部材が水素を発生し、システムの充電動作時に水素発生部材が再生される。   Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a secondary battery type fuel cell system that combines a solid oxide fuel cell and a hydrogen generating member that generates hydrogen by an oxidation reaction and can be regenerated by a reduction reaction. Yes. In the secondary battery type fuel cell system, the hydrogen generating member generates hydrogen during the power generation operation of the system, and the hydrogen generating member is regenerated during the charging operation of the system.

特許文献1で開示されている2次電池型燃料電池システムは、燃料電池部の燃料極と水素発生部材とを封じた空間が閉空間になっておらず、常に水の補給を必要とするシステムである。   The secondary battery type fuel cell system disclosed in Patent Document 1 is a system in which the space where the fuel electrode of the fuel cell unit and the hydrogen generating member are sealed is not a closed space, and always requires replenishment of water. It is.

これに対して、特許文献2で開示されている2次電池型燃料電池システムは、燃料電池部の燃料極と水素発生部材とを封じた空間が閉空間になっており、その閉空間内に存在する水素と水蒸気との混合ガスを用いてシステムの発電動作及びシステムの充電動作を行うため、基本的に水の補給を必要としないシステムである。   On the other hand, in the secondary battery type fuel cell system disclosed in Patent Document 2, the space where the fuel electrode of the fuel cell portion and the hydrogen generating member are sealed is a closed space, Since the power generation operation of the system and the charging operation of the system are performed using the existing mixed gas of hydrogen and water vapor, the system basically does not require replenishment of water.

特許文献2で開示されている2次電池型燃料電池システムでは、水素発生部材の平衡反応で発生するガスが、システムの発電動作時における発電反応及びシステムの充電動作時における電気分解反応で用いられる。システムの発電動作時、充電動作時のいずれにおいても、水素発生部材の平衡反応で発生するガスの組成は一定である(例えば、水素発生部材が鉄を主体とする部材であり、600℃に加熱されている場合、水素:水蒸気=3:1)。   In the secondary battery type fuel cell system disclosed in Patent Document 2, the gas generated by the equilibrium reaction of the hydrogen generating member is used for the power generation reaction during the power generation operation of the system and the electrolysis reaction during the charging operation of the system. . The composition of the gas generated by the equilibrium reaction of the hydrogen generating member is constant during both the power generation operation and the charging operation of the system (for example, the hydrogen generating member is a member mainly made of iron and heated to 600 ° C. If so, hydrogen: water vapor = 3: 1).

このため、システムの発電動作時には、発電反応で用いられる水素が水素発生部材から十分に供給されていても、システムの充電動作時には、電気分解反応で用いられる水蒸気が水素発生部材から十分に供給されていないことになる。   For this reason, even when hydrogen used in the power generation reaction is sufficiently supplied from the hydrogen generation member during the power generation operation of the system, water vapor used in the electrolysis reaction is sufficiently supplied from the hydrogen generation member during the charging operation of the system. Will not be.

システムの充電動作時にシステムの発電動作時と比べて水素発生部材の温度を上げたりガス循環量を増やしたりすることで、水素発生部材からの水蒸気供給量を増加させることができるが、水素発生部材の温度を上げたりガス循環量を増やしたりしてから実際に水素発生部材からの水蒸気供給量が増加するにはしばらく時間がかかる。   The amount of water vapor supplied from the hydrogen generating member can be increased by increasing the temperature of the hydrogen generating member or increasing the gas circulation rate when the system is charged compared to when the system is generating power. It takes some time for the water vapor supply amount from the hydrogen generating member to actually increase after the temperature of the gas is increased or the gas circulation rate is increased.

例えば、自然エネルギー発電設備(太陽光発電設備、風力発電設備など)導入時の系統電力安定化手段として、特許文献2で開示されている2次電池型燃料電池システムを用いる場合、自然エネルギー発電設備の発電量が所定値を下回ると、その下回った分の電力(不足電力)を特許文献2で開示されている2次電池型燃料電池システムが発電し、自然エネルギー発電設備の発電量が所定値を上回ると、その上回った分の電力(余剰電力)を特許文献2で開示されている2次電池型燃料電池システムが充電することになる。   For example, when the secondary battery type fuel cell system disclosed in Patent Document 2 is used as a system power stabilization means when a natural energy power generation facility (solar power generation facility, wind power generation facility, etc.) is introduced, the natural energy power generation facility When the power generation amount of the secondary battery type fuel cell system falls below a predetermined value, the secondary battery type fuel cell system disclosed in Patent Document 2 generates the power (insufficient power) below that amount, and the power generation amount of the natural energy power generation facility is a predetermined value. If it exceeds the above, the secondary battery type fuel cell system disclosed in Patent Document 2 will charge the excess power (surplus power).

この場合、特許文献2で開示されている2次電池型燃料電池システムの発電動作から充電動作に切り替わった直後においては、特許文献2で開示されている2次電池型燃料電池システムが余剰電力を十分に充電できないので、余剰電力の一部が熱となって無駄に消費されたり、系統電力が変動したりする。   In this case, immediately after the power generation operation of the secondary battery type fuel cell system disclosed in Patent Document 2 is switched to the charging operation, the secondary battery type fuel cell system disclosed in Patent Document 2 generates excess power. Since it cannot fully charge, a part of surplus electric power becomes heat and is wasted, or system electric power fluctuates.

本発明は、上記の状況に鑑み、発電動作から充電動作に切り替わった直後の応答性を向上させることができる2次電池型燃料電池システム及びそれを備えた給電システムを提供することを目的とする。   In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a secondary battery type fuel cell system capable of improving responsiveness immediately after switching from a power generation operation to a charging operation, and a power supply system including the same. .

上記目的を達成するために本発明に係る2次電池型燃料電池システムは、酸化反応によって水素を放出することができ、還元反応によって再生可能な水素発生部と、前記水素発生部から供給される水素を用いて発電を行う発電機能及び前記水素発生部の再生時に前記水素発生部から供給される水蒸気を電気分解する電気分解機能を有する発電・電気分解部と、前記水素発生部と前記発電・電気分解部との間で水素及び水蒸気を含むガスを循環させるためのガス流路と、前記水素発生部と前記発電・電気分解部との間で水素及び水蒸気を含むガスを強制的に循環させる循環部と、前記ガス流路を制御するガス流路制御部とを備える2次電池型燃料電池システムであって、前記ガス流路制御部は、システムの動作が発電動作から充電動作に切り替わる際に、前記ガス流路によるガスの循環を抑制するように前記ガス流路を制御する構成(第1の構成)としている。なお、前記発電・電気分解部は、例えば、前記水素発生部から供給される水素を用いて発電を行う発電動作と、前記水素発生部の再生時に前記水素発生部から供給される水蒸気を電気分解する電気分解動作とを切り替える燃料電池を備える構成であってもよく、また、例えば、前記水素発生部から供給される水素を用いて発電を行う燃料電池と、前記水素発生部の再生時に前記水素発生部から供給される水蒸気を電気分解する電気分解器とを別個に備える構成であってもよい。   In order to achieve the above object, a secondary battery type fuel cell system according to the present invention can release hydrogen by an oxidation reaction and can be regenerated by a reduction reaction, and is supplied from the hydrogen generation unit. A power generation / electrolysis unit having a power generation function for generating power using hydrogen and an electrolysis function for electrolyzing water vapor supplied from the hydrogen generation unit during regeneration of the hydrogen generation unit, the hydrogen generation unit, and the power generation / A gas flow path for circulating a gas containing hydrogen and water vapor to and from the electrolysis unit, and a gas containing hydrogen and water vapor are forcibly circulated between the hydrogen generation unit and the power generation / electrolysis unit. A secondary battery type fuel cell system comprising a circulation unit and a gas channel control unit for controlling the gas channel, wherein the gas channel control unit switches the operation of the system from a power generation operation to a charging operation. When that has a configuration for controlling the gas flow path so as to suppress the circulation of gas by the gas flow path (first configuration). The power generation / electrolysis unit electrolyzes, for example, a power generation operation that generates power using hydrogen supplied from the hydrogen generation unit and water vapor supplied from the hydrogen generation unit during regeneration of the hydrogen generation unit. For example, the fuel cell may be configured to switch between the electrolysis operation and the fuel cell that generates power using hydrogen supplied from the hydrogen generation unit, and the hydrogen at the time of regeneration of the hydrogen generation unit. The structure separately provided with the electrolyzer which electrolyzes the water vapor | steam supplied from a generation | occurrence | production part may be sufficient.

上記第1の構成の2次電池型燃料電池システムにおいて、前記ガス流路制御部は、前記ガス流路上であって、前記発電・電気分解部のガス流出側の下流に配置されるバルブを含む構成(第2の構成)としてもよい。   In the secondary battery type fuel cell system of the first configuration, the gas flow path control unit includes a valve disposed on the gas flow path and downstream of the gas generation / electrolysis unit on the gas outflow side. It is good also as a structure (2nd structure).

上記第2の構成の2次電池型燃料電池システムにおいて、システムの動作が発電動作から充電動作に切り替わる際に、前記バルブの開度を一時的に小さくする構成(第3の構成)としてもよい。   In the secondary battery type fuel cell system having the second configuration, the opening degree of the valve may be temporarily reduced (third configuration) when the operation of the system is switched from the power generation operation to the charging operation. .

上記第3の構成の2次電池型燃料電池システムにおいて、システムの動作が発電動作から充電動作に切り替わる際に、前記バルブの開度を一時的に小さくしている間、前記循環部によって強制的に循環させるガスの循環量を低下させる構成(第4の構成)としてもよい。   In the secondary battery type fuel cell system of the third configuration, when the operation of the system is switched from the power generation operation to the charging operation, while the opening of the valve is temporarily reduced, the circulation unit forcibly It is good also as a structure (4th structure) which reduces the amount of circulation of the gas circulated through.

上記第1〜第4のいずれかの構成の2次電池型燃料電池システムにおいて、前記発電・電気分解部は、前記水素発生部から供給される水素を用いて発電を行う燃料電池部と、前記水素発生部の再生時に前記水素発生部から供給される水蒸気を電気分解する電気分解器とを有し、前記電気分解器は、前記燃料電池部のガス流出側の下流に配置される構成(第5の構成)としてもよい。   In the secondary battery type fuel cell system of any one of the first to fourth configurations, the power generation / electrolysis unit includes a fuel cell unit that generates power using hydrogen supplied from the hydrogen generation unit, and An electrolyzer that electrolyzes water vapor supplied from the hydrogen generator during regeneration of the hydrogen generator, and the electrolyzer is arranged downstream of the gas outflow side of the fuel cell unit (first 5 configuration).

上記第1の構成の2次電池型燃料電池システムにおいて、前記発電・電気分解部のガス流出側とガス流入側との間で前記水素発生部を経由せずに水素及び水蒸気を含むガスを循環させるためのバイパスガス流路を備え、前記ガス流路制御部は、前記バイパスガス流路を制御するバルブを含む構成(第6の構成)としてもよい。   In the secondary battery type fuel cell system having the first configuration, a gas containing hydrogen and water vapor is circulated between the gas outflow side and the gas inflow side of the power generation / electrolysis unit without passing through the hydrogen generation unit. The gas flow path control unit may include a valve that controls the bypass gas flow path (sixth structure).

上記第6の構成の2次電池型燃料電池システムにおいて、システムの動作が発電動作から充電動作に切り替わる際に、前記バルブは一時的に前記バイパスガス流路を開通させる構成(第7の構成)としてもよい。   In the secondary battery type fuel cell system of the sixth configuration, the valve temporarily opens the bypass gas passage when the system operation is switched from the power generation operation to the charging operation (seventh configuration). It is good.

上記第6又は上記第7の構成の2次電池型燃料電池システムにおいて、前記循環部は、前記ガス流路上であって、前記発電・電気分解部のガス流出側と前記バイパスガス流路のガス流入側との間、又は、前記バイパスガス流路のガス流出側と前記発電・電気分解部のガス流入側との間に配置される構成(第8の構成)としてもよい。   In the secondary battery type fuel cell system of the sixth or seventh configuration, the circulation part is on the gas flow path, and the gas outflow side of the power generation / electrolysis part and the gas in the bypass gas flow path It is good also as a structure (8th structure) arrange | positioned between the inflow side or between the gas outflow side of the said bypass gas flow path, and the gas inflow side of the said electric power generation and electrolysis part.

また、上記目的を達成するために本発明に係る給電システムは、上記第1〜第8のいずれかの構成の2次電池型燃料電池システムと、自然エネルギーを用いて発電を行うとともに、前記2次電池型燃料電池システムに電力を供給する発電設備とを備える構成(第9の構成)とする。   In order to achieve the above object, a power feeding system according to the present invention generates power using the secondary battery type fuel cell system having any one of the first to eighth configurations and natural energy, and A power generation facility that supplies power to the secondary battery type fuel cell system (a ninth configuration) is provided.

本発明によると、2次電池型燃料電池システムの動作が発電動作から充電動作に切り替わる際に、水素発生部と発電・電気分解部との間で水素及び水蒸気を含むガスを循環させるためのガス流路によるガスの循環が抑制されるので、2次電池型燃料電池システムの発電動作時に発電・電気分解部で発生した水蒸気が、2次電池型燃料電池システムの充電動作時に切り替わって電気分解を行っている発電・電気分解部に水素発生部を経由せずに供給されることを促進することができる。これにより、2次電池型燃料電池システムの動作が発電動作から充電動作に切り替わった直後に発電・電気分解部に供給される水蒸気を増加させることができ、発電動作から充電動作に切り替わった直後の応答性を向上させることができる。   According to the present invention, when the operation of the secondary battery type fuel cell system is switched from the power generation operation to the charging operation, the gas for circulating the gas containing hydrogen and water vapor between the hydrogen generation unit and the power generation / electrolysis unit Since the circulation of gas through the flow path is suppressed, the water vapor generated in the power generation / electrolysis section during the power generation operation of the secondary battery type fuel cell system is switched during the charging operation of the secondary battery type fuel cell system to perform the electrolysis. It is possible to promote the supply to the power generation / electrolysis section that is being performed without going through the hydrogen generation section. As a result, it is possible to increase the water vapor supplied to the power generation / electrolysis unit immediately after the operation of the secondary battery type fuel cell system is switched from the power generation operation to the charging operation, and immediately after the power generation operation is switched to the charging operation. Responsiveness can be improved.

本発明の第1実施形態に係る給電システムの概略構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a schematic structure of an electric supply system concerning a 1st embodiment of the present invention. 第1実施形態に係るバルブの動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the valve | bulb which concerns on 1st Embodiment. 2次電池型燃料電池システムの発電動作時におけるガスの流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the gas at the time of electric power generation operation | movement of a secondary battery type fuel cell system. 2次電池型燃料電池システムの発電動作から充電動作に切り替わった直後におけるガスの流れを示す図である。It is a figure which shows the gas flow immediately after switching from the electric power generation operation | movement of a secondary battery type fuel cell system to charge operation. 第1実施形態に係るバルブの他の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows other operation | movement of the valve | bulb which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るバルブの他の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows other operation | movement of the valve | bulb which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るバルブの他の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows other operation | movement of the valve | bulb which concerns on 1st Embodiment. 本発明の第2実施形態に係る給電システムの概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the electric power feeding system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態に係るバルブの動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the valve | bulb which concerns on 2nd Embodiment. 本発明の第3実施形態に係る給電システムの概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the electric power feeding system which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 第3実施形態に係るバルブの動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the valve | bulb which concerns on 3rd Embodiment. 本発明の第4実施形態に係る燃料電池部の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the fuel cell part which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る燃料電池部の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the fuel cell part which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係る給電システムの概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the electric power feeding system which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態に係る給電システムの概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the electric power feeding system which concerns on 6th Embodiment of this invention.

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。なお、本発明は、後述する実施形態に限られない。例えば、複数の実施形態を適宜組み合わせて実施しても良く、或る実施形態で説明した例示や変形例を他の実施形態に適用してもよく、同一の実施形態で説明した例示や変形例を適宜組み合わせて実施しても良い。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not restricted to embodiment mentioned later. For example, a plurality of embodiments may be combined as appropriate, the examples and modifications described in one embodiment may be applied to other embodiments, and the examples and modifications described in the same embodiment may be applied. These may be combined as appropriate.

<第1実施形態>
本発明の第1実施形態に係る給電システムの概略構成を図1に示す。本実施形態に係る給電システムは、例えば風力エネルギーを用いて発電を行う風力発電設備や太陽光エネルギーを用いて発電を行う太陽光発電設備などの自然エネルギー発電設備100と、2次電池型燃料電池システム200とを備えており、2次電池型燃料電池システム200から出力される電力を電力系統へ給電している。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a schematic configuration of a power feeding system according to the first embodiment of the present invention. The power supply system according to the present embodiment includes a natural energy power generation facility 100 such as a wind power generation facility that generates power using wind energy or a solar power generation facility that generates power using solar energy, and a secondary battery type fuel cell. The system 200 is provided, and the power output from the secondary battery type fuel cell system 200 is supplied to the power system.

自然エネルギーは複雑に変化することが知られている。例えば太陽光エネルギーであれば雲の動きによる日射量の短期的な変化や季節による日射量の長周期的な変化が起こり、風力エネルギーであれば突発的な変化が頻繁に起こる。   Natural energy is known to change in a complex manner. For example, in the case of solar energy, short-term changes in the amount of solar radiation due to the movement of clouds and long-term changes in the amount of solar radiation due to the season occur, and in the case of wind energy, sudden changes occur frequently.

そこで、本発明に係る給電システムでは、自然エネルギー発電設備100の発電量が所定値を下回ると、その下回った分の電力(不足電力)を2次電池型燃料電池システム200が発電し、自然エネルギー発電設備100の発電量が所定値を上回ると、その上回った分の電力(余剰電力)を2次電池型燃料電池システム200が充電し、自然エネルギー発電設備100の発電量が所定値と一致すると、2次電池型燃料電池システム200が発電及び充電を停止するようにしている。これにより、2次電池型燃料電池システム200が電力系統へ出力する電力を所定値に保つことができ、2次電池型燃料電池システム200が電力系統へ出力する電力によって電力系統が不安定になることを防ぐことができる。なお、上述した所定値にある程度の幅を持たせ、所定範囲としてもよい。   Therefore, in the power supply system according to the present invention, when the amount of power generated by the natural energy power generation facility 100 falls below a predetermined value, the secondary battery type fuel cell system 200 generates the amount of power (insufficient power) below that amount, and the natural energy. When the power generation amount of the power generation facility 100 exceeds a predetermined value, the secondary battery type fuel cell system 200 charges the surplus power (surplus power) and the power generation amount of the natural energy power generation facility 100 matches the predetermined value. The secondary battery type fuel cell system 200 stops power generation and charging. Thereby, the power output from the secondary battery type fuel cell system 200 to the power system can be maintained at a predetermined value, and the power system becomes unstable due to the power output from the secondary battery type fuel cell system 200 to the power system. Can be prevented. It should be noted that the predetermined value described above may have a certain range to be a predetermined range.

2次電池型燃料電池システム200は、水素発生部材1と、燃料電池部2と、水素発生部材1を加熱するヒーター3と、燃料電池部2を加熱するヒーター4と、水素発生部材1及びヒーター3を収容する容器5と、燃料電池部2及びヒーター4を収容する容器6と、水素発生部材1と燃料電池部2の間で水素及び水蒸気を含むガスを循環させるための配管7と、水素発生部材1と燃料電池部2の間でガスを強制的に循環させるポンプ8と、バルブ9と、燃料電池部2の空気極2Cに空気を供給するための配管10と、燃料電池部2の空気極2Cから空気を排出するための配管11と、発電充電制御部12と、2次電池型燃料電池システム200全体を制御するシステムコントローラ13とを備えている。   The secondary battery type fuel cell system 200 includes a hydrogen generating member 1, a fuel cell unit 2, a heater 3 for heating the hydrogen generating member 1, a heater 4 for heating the fuel cell unit 2, the hydrogen generating member 1 and the heater. 3, a container 6 housing the fuel cell unit 2 and the heater 4, a pipe 7 for circulating a gas containing hydrogen and water vapor between the hydrogen generating member 1 and the fuel cell unit 2, hydrogen A pump 8 forcibly circulating gas between the generating member 1 and the fuel cell unit 2, a valve 9, a pipe 10 for supplying air to the air electrode 2 </ b> C of the fuel cell unit 2, A pipe 11 for discharging air from the air electrode 2 </ b> C, a power generation charging control unit 12, and a system controller 13 for controlling the entire secondary battery type fuel cell system 200 are provided.

ポンプ8が動作することにより、配管7内のガスは図1に示す矢印の方向(時計回り)で循環する。バルブ9は、配管7上にあって、燃料電池部2のガス流出側の下流に配置されている。   When the pump 8 operates, the gas in the pipe 7 circulates in the direction of the arrow (clockwise) shown in FIG. The valve 9 is on the pipe 7 and is arranged downstream of the fuel cell unit 2 on the gas outflow side.

発電充電制御部12は、2次電池型燃料電池システム200の発電動作時において、燃料電池部2の出力と自然エネルギー発電設備100の出力を合成し、その合成出力を電力系統に適合する周波数の交流出力に変換してから電力系統に出力する。また、発電充電制御部12は、2次電池型燃料電池システム200の充電動作時において、自然エネルギー発電設備100の出力の一部を平滑化(自然エネルギー発電設備100の出力が交流出力である場合には整流平滑化)して燃料電池部2に供給し、自然エネルギー発電設備100の出力の残部を電力系統に適合する周波数の交流出力に変換してから電力系統に出力する。   The power generation charging control unit 12 combines the output of the fuel cell unit 2 and the output of the natural energy power generation facility 100 during the power generation operation of the secondary battery type fuel cell system 200, and the combined output has a frequency suitable for the power system. After converting to AC output, output to the power system. The power generation charging control unit 12 smoothes a part of the output of the natural energy power generation facility 100 during the charging operation of the secondary battery type fuel cell system 200 (when the output of the natural energy power generation facility 100 is an AC output). Is supplied to the fuel cell unit 2 and the remaining output of the natural energy power generation facility 100 is converted into an AC output having a frequency suitable for the power system, and then output to the power system.

なお、図1においては、図が煩雑になることを防ぐため、システムコントローラ13と2次電池型燃料電池システム200の各部との間で制御信号を伝送する制御ラインなどの図示は省略している。また、必要に応じて、水素発生部材1や燃料電池部2の周辺に温度センサ等を設けてもよい。また、ポンプ8の代わりに、例えばコンプレッサ、ファン、ブロアなどの他の循環器を用いてもよい。   In FIG. 1, in order to prevent the drawing from being complicated, illustration of a control line for transmitting a control signal between the system controller 13 and each part of the secondary battery type fuel cell system 200 is omitted. . Moreover, you may provide a temperature sensor etc. around the hydrogen generation member 1 and the fuel cell part 2 as needed. Further, instead of the pump 8, other circulators such as a compressor, a fan, and a blower may be used.

水素発生部材1としては、例えば、金属を母材として、その表面に金属または金属酸化物が添加されており、水蒸気との酸化反応によって水素を発生し、水素との還元反応により再生可能なものを用いることができる。母材の金属としては例えば、Ni、Fe、Pd、V、Mgやこれらを基材とする合金が挙げられ、特にFeは安価で、加工も容易なので好ましい。また、添加される金属としては、Al、Rh、Pd、Cr、Ni、Cu、Co、V、Moが挙げられ、添加される金属酸化物としてはSiO2、TiO2が挙げられる。ただし、母材となる金属と、添加される金属は同一の材料ではない。なお、本実施形態においては、水素発生部材1として、Feを主体とする水素発生部材を用いる。 As the hydrogen generating member 1, for example, a metal is used as a base material, and a metal or metal oxide is added to the surface thereof. Hydrogen is generated by an oxidation reaction with water vapor, and can be regenerated by a reduction reaction with hydrogen. Can be used. Examples of the base metal include Ni, Fe, Pd, V, Mg, and alloys based on these, and Fe is particularly preferable because it is inexpensive and easy to process. Examples of the added metal include Al, Rh, Pd, Cr, Ni, Cu, Co, V, and Mo. Examples of the added metal oxide include SiO 2 and TiO 2 . However, the metal used as a base material and the added metal are not the same material. In the present embodiment, a hydrogen generation member mainly composed of Fe is used as the hydrogen generation member 1.

Feを主体とする水素発生部材は、下記の(1)式に示す酸化反応により、水蒸気を消費して水素を生成することができる。
4H2O+3Fe→4H2+Fe34 …(1)
The hydrogen generating member mainly composed of Fe can generate hydrogen by consuming water vapor by an oxidation reaction represented by the following formula (1).
4H 2 O + 3Fe → 4H 2 + Fe 3 O 4 (1)

上記の(1)式に示す鉄の酸化反応が進むと、鉄から酸化鉄への変化が進んで鉄の残量が減っていくが、上記の(1)式の逆反応すなわち下記の(2)式に示す還元反応により、水素発生部材1を再生することができる。なお、上記の(1)式に示す鉄の酸化反応及び下記の(2)式の還元反応は600℃未満の低い温度で行うこともできる。
4H2+Fe34→3Fe+4H2O …(2)
When the oxidation reaction of iron shown in the above formula (1) proceeds, the change from iron to iron oxide proceeds and the remaining amount of iron decreases, but the reverse reaction of the above formula (1), that is, the following (2 The hydrogen generating member 1 can be regenerated by the reduction reaction shown in the formula. The iron oxidation reaction shown in the above formula (1) and the reduction reaction in the following formula (2) can also be performed at a low temperature of less than 600 ° C.
4H 2 + Fe 3 O 4 → 3Fe + 4H 2 O (2)

水素発生部材1においては、その反応性を上げるために単位体積当りの表面積を大きくすることが望ましい。水素発生部材1の単位体積当りの表面積を増加させる方策としては、例えば、水素発生部材1の主体を微粒子化し、その微粒子化したものを成型すればよい。微粒子化の方法は例えばボールミル等を用いた粉砕によって粒子を砕く方法が挙げられる。さらに、機械的な手法などにより微粒子にクラックを発生させることで微粒子の表面積をより一層増加させてもよく、酸処理、アルカリ処理、ブラスト加工などによって微粒子の表面を荒らして微粒子の表面積をより一層増加させてもよい。   In the hydrogen generating member 1, it is desirable to increase the surface area per unit volume in order to increase the reactivity. As a measure for increasing the surface area per unit volume of the hydrogen generating member 1, for example, the main body of the hydrogen generating member 1 may be made into fine particles, and the fine particles may be molded. Examples of the fine particles include a method of crushing particles by crushing using a ball mill or the like. Further, the surface area of the fine particles may be further increased by generating cracks in the fine particles by a mechanical method or the like, and the surface area of the fine particles is further increased by roughening the surface of the fine particles by acid treatment, alkali treatment, blasting, etc. It may be increased.

水素発生部材1としては、例えば、微粒子をペレット状の粒に形成してこの粒を多数空間内に埋める形態であってもよく、微粒子をガスが通過する程度の空隙を残して固めたものであってもよい。   The hydrogen generating member 1 may have, for example, a form in which fine particles are formed into pellet-like particles and a large number of these particles are filled in the space, and the fine particles are solidified leaving a gap through which gas passes. There may be.

燃料電池部2は、図1に示す通り、電解質膜2Aの両面に燃料極2Bと酸化剤極である空気極2Cを接合したMEA構造(膜・電極接合体:Membrane Electrode Assembly)である。なお、図1では、MEAを1つだけ設けた構造を図示しているが、MEAを複数設けたり、さらに複数のMEAを積層構造にしたりしてもよい。   As shown in FIG. 1, the fuel cell unit 2 has an MEA structure (membrane / electrode assembly) in which a fuel electrode 2B and an air electrode 2C as an oxidant electrode are bonded to both surfaces of an electrolyte membrane 2A. Although FIG. 1 illustrates a structure in which only one MEA is provided, a plurality of MEAs may be provided, or a plurality of MEAs may be stacked.

電解質膜2Aの材料としては、例えば、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)を用いた固体酸化物電解質を用いることができ、また例えば、ナフィオン(デュポン社の商標)、カチオン導電性ポリマー、アニオン導電性ポリマー等の固体高分子電解質を用いることができるが、これらに限定されることなく、水素イオンを通すものや酸素イオンを通すもの、また、水酸化物イオンを通すもの等、燃料電池の電解質としての特性を満たすものであればよい。なお、本実施形態においては、電解質膜2Aとして、酸素イオン又は水酸化物イオンを通す電解質、例えばイットリア安定化ジルコニア(YSZ)を用いた固体酸化物電解質を用いる。   As a material of the electrolyte membrane 2A, for example, a solid oxide electrolyte using yttria-stabilized zirconia (YSZ) can be used. For example, Nafion (trademark of DuPont), a cationic conductive polymer, an anion conductive polymer Solid polymer electrolytes such as, but not limited to, those that pass hydrogen ions, those that pass oxygen ions, and those that pass hydroxide ions can be used as fuel cell electrolytes. Any material that satisfies the characteristics is acceptable. In the present embodiment, an electrolyte that passes oxygen ions or hydroxide ions, for example, a solid oxide electrolyte using yttria-stabilized zirconia (YSZ) is used as the electrolyte membrane 2A.

電解質膜2Aは、固体酸化物電解質の場合であれば、電気化学蒸着法(CVD−EVD法;Chemical Vapor Deposition - Electrochemical Vapor Deposition)等を用いて形成することができ、固体高分子電解の場合であれば、塗布法等を用いて形成することができる。 In the case of a solid oxide electrolyte, the electrolyte membrane 2A can be formed using an electrochemical vapor deposition method (CVD-EVD method; Chemical Vapor Deposition - Electrochemical Vapor Deposition) or the like. If there is, it can be formed using a coating method or the like.

燃料極2B、空気極2Cはそれぞれ、例えば、電解質膜2Aに接する触媒層と、その触媒層に積層された拡散電極とからなる構成にすることができる。触媒層としては、例えば白金黒或いは白金合金をカーボンブラックに担持させたもの等を用いることができる。また、燃料極2Bの拡散電極の材料としては、例えばカーボンペーパ、Ni−Fe系サーメットやNi−YSZ系サーメット等を用いることができる。また、空気極2Cの拡散電極の材料としては、例えばカーボンペーパ、La−Mn−O系化合物やLa−Co−Ce系化合物等を用いることができる。燃料極2B、空気極2Cはそれぞれ、例えば蒸着法等を用いて形成することができる。   Each of the fuel electrode 2B and the air electrode 2C can be configured by, for example, a catalyst layer in contact with the electrolyte membrane 2A and a diffusion electrode laminated on the catalyst layer. As the catalyst layer, for example, platinum black or a platinum alloy supported on carbon black can be used. Further, as a material for the diffusion electrode of the fuel electrode 2B, for example, carbon paper, Ni—Fe cermet, Ni—YSZ cermet, or the like can be used. Moreover, as a material of the diffusion electrode of the air electrode 2C, for example, carbon paper, La—Mn—O-based compound, La—Co—Ce-based compound, or the like can be used. Each of the fuel electrode 2B and the air electrode 2C can be formed by using, for example, vapor deposition.

燃料電池部2では、2次電池型燃料電池システム200の発電時に、燃料極2Bにおいて下記の(3)式の反応が起こる。
2+O2-→H2O+2e- …(3)
In the fuel cell unit 2, the reaction of the following formula (3) occurs in the fuel electrode 2 </ b> B during power generation of the secondary battery type fuel cell system 200.
H 2 + O 2− → H 2 O + 2e (3)

上記の(3)式の反応によって生成された電子は、発電充電制御部12を通って、空気極2Cに到達し、空気極2Cにおいて下記の(4)式の反応が起こる。
(1/2)O2+2e-→O2- …(4)
The electrons generated by the reaction of the above formula (3) reach the air electrode 2C through the power generation charging control unit 12, and the reaction of the following formula (4) occurs in the air electrode 2C.
(1/2) O 2 + 2e → O 2− (4)

そして、上記の(4)式の反応によって生成された酸素イオンは、電解質膜2Aを通って、燃料極2Bに到達する。上記の一連の反応を繰り返すことにより、燃料電池部2が発電動作を行うことになる。また、上記の(3)式から分かるように、2次電池型燃料電池システム200の発電動作時には、燃料極2B側においてH2が消費されH2Oが生成されることになる。 And the oxygen ion produced | generated by reaction of said (4) Formula reaches | attains the fuel electrode 2B through electrolyte membrane 2A. By repeating the above series of reactions, the fuel cell unit 2 performs a power generation operation. Further, as can be seen from the above equation (3), during the power generation operation of the secondary battery type fuel cell system 200, H 2 is consumed and H 2 O is generated on the fuel electrode 2B side.

上記の(3)式及び(4)式より、2次電池型燃料電池システム200の発電動作時における燃料電池部2での反応は下記の(5)式の通りになる。
2+(1/2)O2→H2O …(5)
From the above formulas (3) and (4), the reaction in the fuel cell unit 2 during the power generation operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is as shown in the following formula (5).
H 2 + (1/2) O 2 → H 2 O (5)

一方、水素発生部材1は、上記の(1)式に示す酸化反応により、2次電池型燃料電池システム200の発電時に燃料電池部2の燃料極2B側で生成されたH2Oを消費してH2を生成する。 On the other hand, the hydrogen generating member 1 consumes H 2 O generated on the fuel electrode 2B side of the fuel cell unit 2 during power generation of the secondary battery type fuel cell system 200 by the oxidation reaction shown in the above formula (1). To produce H 2 .

上記の(1)式に示す鉄の酸化反応が進むと、鉄から酸化鉄への変化が進んで鉄残量が減っていくが、上記の(2)式に示す還元反応により、水素発生部材1を再生することができ、2次電池型燃料電池システム200を充電することができる。   When the oxidation reaction of iron shown in the above formula (1) proceeds, the change from iron to iron oxide proceeds and the remaining amount of iron decreases, but the hydrogen generating member is reduced by the reduction reaction shown in the above formula (2). 1 can be regenerated, and the secondary battery type fuel cell system 200 can be charged.

燃料電池部2では、2次電池型燃料電池システム200の充電時に、上記の(5)式の逆反応である下記の(6)式に示す電気分解反応が起こり、燃料極2B側においてH2Oが消費されH2が生成され、水素発生部材1では、上記の(2)式に示す還元反応が起こり、燃料電池部2の燃料極2B側で生成されたH2が消費されH2Oが生成される。
2O→H2+(1/2)O2 …(6)
In the fuel cell unit 2, when the secondary battery type fuel cell system 200 is charged, an electrolysis reaction shown in the following formula (6), which is a reverse reaction of the formula (5), occurs, and H 2 on the fuel electrode 2B side O is consumed and H 2 is generated. In the hydrogen generating member 1, the reduction reaction shown in the above equation (2) occurs, and H 2 generated on the fuel electrode 2B side of the fuel cell unit 2 is consumed and H 2 O is consumed. Is generated.
H 2 O → H 2 + (1/2) O 2 (6)

次に、バルブ9の動作について図2〜図4を参照して説明する。なお、図3及び図4において、黒塗り矢印は水素の流れを示しており、白塗り矢印は水蒸気の流れを示しており、黒塗り矢印及び白塗り矢印の太さは太いほど対応しているガスの濃度が高いことを示している。   Next, the operation of the valve 9 will be described with reference to FIGS. In FIGS. 3 and 4, the black arrow indicates the hydrogen flow, the white arrow indicates the water vapor flow, and the thicker the black arrow and the white arrow, the greater the thickness. This indicates that the gas concentration is high.

システムコントローラ13は通常バルブ9を全開状態にしている。これにより、水素発生部材1と燃料電池部2との間でガスが循環する。   The system controller 13 normally opens the valve 9 fully. Thereby, gas circulates between the hydrogen generating member 1 and the fuel cell unit 2.

またシステムコントローラ13は、図2に示すように、2次電池型燃料電池システム200の動作が発電動作から充電動作に切り替わると、バルブ9を一時的に全閉状態にする。すなわち、システムコントローラ13は、2次電池型燃料電池システム200の動作が発電動作から充電動作に切り替わると、バルブ9を全開状態から全閉状態に切り替え、その後2次電池型燃料電池システム200の動作が充電動作から発電動作に切り替わるか2次電池型燃料電池システム200の充電動作が一定時間(図2中のT1)継続するかすると、バルブ9を全閉状態から全開状態に切り替える。   Further, as shown in FIG. 2, when the operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is switched from the power generation operation to the charging operation, the system controller 13 temporarily closes the valve 9. That is, when the operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is switched from the power generation operation to the charging operation, the system controller 13 switches the valve 9 from the fully open state to the fully closed state, and then the operation of the secondary battery type fuel cell system 200. Is switched from the charging operation to the power generation operation, or the charging operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is continued for a certain time (T1 in FIG. 2), the valve 9 is switched from the fully closed state to the fully open state.

なお、2次電池型燃料電池システム200の動作が発電動作から充電動作に切り替わる際に、バルブ9を一時的に全閉状態にしている間は、配管7の圧力上昇を抑える観点から、ポンプ8を停止させるかポンプ8を通常よりも低出力で運転させることが望ましい。   When the operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is switched from the power generation operation to the charging operation, while the valve 9 is temporarily fully closed, from the viewpoint of suppressing the pressure increase in the pipe 7, the pump 8 It is desirable to stop the operation or to operate the pump 8 at a lower output than usual.

また、本実施形態では、上記の一定時間を図2中のT1に固定しているが、上記の一定時間を例えば自然エネルギー発電設備100の余剰電力や燃料電池部2内の水蒸気濃度などに応じて変更してもよい。例えば、燃料電池部2内の水蒸気濃度を検出するセンサを設け、燃料電池部2内の水蒸気濃度が水素発生部材の平衡反応で発生するガスの水蒸気濃度と同じになったときを、上記の一定時間の終了時点としたり、燃料電池部2内の水蒸気濃度が水素発生部材の平衡反応で発生するガスの水蒸気濃度と同じになるまでにかかる時間を自然エネルギー発電設備100の余剰電力に応じて予めシステムコントローラ13が記憶しておき、その記憶内容と自然エネルギー発電設備100の余剰電力の値とに応じて上記の一定時間の終了時点を決定したりすればよい。   Further, in the present embodiment, the above-mentioned fixed time is fixed at T1 in FIG. 2, but the above-mentioned fixed time is determined according to, for example, surplus power of the natural energy power generation facility 100, the water vapor concentration in the fuel cell unit 2, and the like. May be changed. For example, when the sensor for detecting the water vapor concentration in the fuel cell unit 2 is provided and the water vapor concentration in the fuel cell unit 2 becomes the same as the water vapor concentration of the gas generated by the equilibrium reaction of the hydrogen generating member, the above constant Depending on the surplus power of the natural energy power generation facility 100, the time taken to end the time, or the time taken for the water vapor concentration in the fuel cell unit 2 to be the same as the water vapor concentration of the gas generated by the equilibrium reaction of the hydrogen generating member, What is necessary is just to determine the completion | finish time of said fixed time according to the memory content and the value of the surplus electric power of the natural energy power generation equipment 100 memorize | stored by the system controller 13.

また、本実施形態では、2次電池型燃料電池システム200の動作が発電動作から充電動作に切り替わると、バルブ9を全閉状態にしているが、自然エネルギー発電設備100の出力傾向を演算予測し、余剰電力が生じる直前、すなわち2次電池型燃料電池システム200の動作が発電動作から充電動作に切り替わる直前に、予めバルブ9を全閉状態にしてもよい。   Further, in the present embodiment, when the operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is switched from the power generation operation to the charging operation, the valve 9 is fully closed, but the output tendency of the natural energy power generation facility 100 is calculated and predicted. The valve 9 may be fully closed in advance immediately before surplus power is generated, that is, immediately before the operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is switched from the power generation operation to the charging operation.

2次電池型燃料電池システム200が発電動作を行っているときは、上記の(5)式の反応によって燃料電池部2のガス流出側では水蒸気濃度が高くなっている(図3参照)。そして、2次電池型燃料電池システム200の動作が発電動作から充電動作に切り替わった時点で、バルブ9が全閉状態になって、燃料電池部2のガス流出側に存在している水蒸気濃度の高いガスがバルブ9よりも上流側に閉じ込められ(図4参照)、電気分解を開始した燃料電池部2に水蒸気濃度の高いガスが迅速に供給される。これにより、発電動作から充電動作に切り替わった直後の2次電池型燃料電池システム200の応答性が向上する。すなわち、本実施形態では、2次電池型燃料電池システム200の動作が発電動作から充電動作に切り替わった直後においても、燃料電池部2に水蒸気が十分に供給されるため、充電電力(=燃料電池部2が電気分解で消費する電力)の余剰電力に対する応答性が良く、2次電池型燃料電池システム200が余剰電力を十分に充電できる。また、本実施形態では、2次電池型燃料電池システム200の動作が発電動作から充電動作に切り替わった直後において、一定量の水蒸気を燃料電池部2に移動させるために必要なエネルギーがバルブ9を全開状態にしているよりも少なくてよいため、2次電池型燃料電池システム200のエネルギー効率も向上する。   When the secondary battery type fuel cell system 200 is performing a power generation operation, the water vapor concentration is high on the gas outflow side of the fuel cell unit 2 by the reaction of the above formula (5) (see FIG. 3). When the operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is switched from the power generation operation to the charging operation, the valve 9 is fully closed, and the water vapor concentration existing on the gas outflow side of the fuel cell unit 2 is reduced. A high gas is confined upstream of the valve 9 (see FIG. 4), and a gas having a high water vapor concentration is quickly supplied to the fuel cell unit 2 that has started electrolysis. Thereby, the responsiveness of the secondary battery type fuel cell system 200 immediately after switching from the power generation operation to the charging operation is improved. That is, in this embodiment, even after the operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is switched from the power generation operation to the charging operation, water vapor is sufficiently supplied to the fuel cell unit 2, so that the charging power (= fuel cell) Responsiveness to surplus power of the power consumed by the unit 2 by electrolysis is good, and the secondary battery type fuel cell system 200 can sufficiently charge the surplus power. Further, in this embodiment, immediately after the operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is switched from the power generation operation to the charging operation, the energy necessary for moving a certain amount of water vapor to the fuel cell unit 2 is caused by the valve 9. The energy efficiency of the secondary battery type fuel cell system 200 is also improved because it may be less than in the fully open state.

また、バルブ9を一時的に全閉状態にしている間に、例えばポンプ8を高出力で運転させたり、燃料発生部材1の温度を上げたりすることで、燃料発生部材1から燃料電池部2に供給される水蒸気を増加させることもできる。   Further, while the valve 9 is temporarily fully closed, for example, the pump 8 is operated at a high output, or the temperature of the fuel generating member 1 is increased, for example, so that the fuel generating member 1 is changed to the fuel cell unit 2. It is also possible to increase the amount of water vapor supplied to.

本実施形態とは異なりバルブ9を常時全開状態にした場合、2次電池型燃料電池システム200の動作が発電動作から充電動作に切り替わった直後においては、水素発生部材1から燃料電池部2に水蒸気が十分に供給されないため、充電電力(=燃料電池部2が電気分解で消費する電力)の余剰電力に対する応答性が悪く(図2の太点線参照)、2次電池型燃料電池システム200が余剰電力を十分に充電できない。   Unlike the present embodiment, when the valve 9 is always fully opened, the steam from the hydrogen generating member 1 to the fuel cell unit 2 immediately after the operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is switched from the power generation operation to the charging operation. Is not sufficiently supplied, the responsiveness to the surplus power of the charging power (= the power consumed by the fuel cell unit 2 by electrolysis) is poor (see the thick dotted line in FIG. 2), and the secondary battery type fuel cell system 200 is surplus. The power cannot be charged sufficiently.

次に、バルブ9の他の動作について図5を参照して説明する。   Next, another operation of the valve 9 will be described with reference to FIG.

図5に示すバルブ9の動作例では、システムコントローラ13は通常バルブ9の全開状態と全閉状態を一定周期で繰り返している。これにより、2次電池型燃料電池システム200の発電動作中常に短時間であるが水蒸気濃度の高いガスを燃料電池部2内に滞留させることができる。   In the operation example of the valve 9 shown in FIG. 5, the system controller 13 repeats the fully open state and the fully closed state of the normal valve 9 at a constant cycle. Thus, a gas having a high water vapor concentration can be retained in the fuel cell unit 2 for a short time during the power generation operation of the secondary battery type fuel cell system 200.

またシステムコントローラ13は、図5に示すように、2次電池型燃料電池システム200の動作が発電動作から充電動作に切り替わると、バルブ9を一時的に全閉状態にする。すなわち、システムコントローラ13は、2次電池型燃料電池システム200の動作が発電動作から充電動作に切り替わると、バルブ9の全閉状態から全開状態への切り替わりを停止し、その後2次電池型燃料電池システム200の動作が充電動作から発電動作に切り替わるか2次電池型燃料電池システム200の充電動作が一定時間(図2中のT1)継続するかすると、バルブ9の全閉状態から全開状態への切り替わりの停止を解除して、バルブ9の全開状態と全閉状態を一定周期で繰り返す動作を再開させる。   Further, as shown in FIG. 5, the system controller 13 temporarily closes the valve 9 when the operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is switched from the power generation operation to the charging operation. That is, when the operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is switched from the power generation operation to the charging operation, the system controller 13 stops the switching of the valve 9 from the fully closed state to the fully open state, and then the secondary battery type fuel cell. When the operation of the system 200 is switched from the charging operation to the power generation operation or the charging operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is continued for a certain time (T1 in FIG. 2), the valve 9 is changed from the fully closed state to the fully opened state. The stop of switching is cancelled | released and the operation | movement which repeats the fully open state and the fully closed state of the valve 9 with a fixed period is restarted.

図5に示すバルブ9の動作例は、2次電池型燃料電池システム200の発電動作中常に短時間であるが水蒸気濃度の高いガスを燃料電池部2内に滞留させているので、図2に示すバルブ9の動作例が奏する効果に加え、予想できない突発的な余剰電力の発生にも対応することができる。   An example of the operation of the valve 9 shown in FIG. 5 is that gas having a high water vapor concentration stays in the fuel cell unit 2 for a short time during the power generation operation of the secondary battery type fuel cell system 200. In addition to the effect of the operation example of the valve 9 shown, it is possible to cope with unexpected and unexpected generation of surplus power.

次に、バルブ9の他の動作について図6を参照して説明する。   Next, another operation of the valve 9 will be described with reference to FIG.

図6に示すバルブ9の動作例は、基本的に図2に示すバルブ9の動作例と同じ動作であるが、2次電池型燃料電池システム200の短時間且つ小発電電力の発電動作と短時間且つ小充電電力の充電動作が繰り返される期間はバルブ9を全閉状態にする点で異なっている。これにより、2次電池型燃料電池システム200の短時間且つ小発電電力の発電動作と短時間且つ小充電電力の充電動作が繰り返される期間は、燃料電池部2において、発電反応で発生した水蒸気をその直後の電気分解反応に用い、電気分解反応で発生した水素をその直後の発電反応に用いることが繰り返され、燃料発生部材1からのガス供給を必要としない。このため、2次電池型燃料電池システム200の短時間且つ小発電電力の発電動作と短時間且つ小充電電力の充電動作が繰り返される期間は、ポンプ8の運転を停止することができ、2次電池型燃料電池システム200のエネルギー効率を向上させることができる。   The operation example of the valve 9 shown in FIG. 6 is basically the same operation as the operation example of the valve 9 shown in FIG. 2, but the operation time of the secondary battery type fuel cell system 200 is short and the power generation operation is small. The time period during which the charging operation with small charging power is repeated is different in that the valve 9 is fully closed. As a result, during the period in which the secondary battery type fuel cell system 200 repeats the power generation operation with a small amount of generated power and the charging operation with a short period of time with a small amount of charged power, the fuel cell unit 2 can remove the water vapor generated by the power generation reaction. It is used for the electrolysis reaction immediately after that, and the hydrogen generated by the electrolysis reaction is repeatedly used for the power generation reaction immediately after that, and gas supply from the fuel generating member 1 is not required. Therefore, the operation of the pump 8 can be stopped during a period in which the power generation operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is repeated for a short time and the power generation operation of the small power generation is repeated for a short time. The energy efficiency of the battery type fuel cell system 200 can be improved.

次に、バルブ9の他の動作について図7を参照して説明する。   Next, another operation of the valve 9 will be described with reference to FIG.

図7に示すバルブ9の動作例では、2次電池型燃料電池システム200の動作が発電動作から充電動作に切り替わる際に、バルブ9の開度を一時的に小さくしている時間は毎回同じにし、バルブ9の開度を変更している。バルブ9の開度を変更することで、燃料電池部2内に滞留する水蒸気濃度の高いガス量を調節することができる。バルブ9を全閉状態にしないので、配管7内の圧力が急激に上昇することがなく、2次電池型燃料電池システム200の劣化を防ぐことができる。   In the operation example of the valve 9 shown in FIG. 7, when the operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is switched from the power generation operation to the charging operation, the opening time of the valve 9 is temporarily reduced every time. The opening degree of the valve 9 is changed. By changing the opening degree of the valve 9, the amount of gas having a high water vapor concentration staying in the fuel cell unit 2 can be adjusted. Since the valve 9 is not fully closed, the pressure in the pipe 7 does not rise abruptly, and deterioration of the secondary battery type fuel cell system 200 can be prevented.

図7に示すバルブ9の動作例では、例えば、2次電池型燃料電池システム200の動作が発電動作から充電動作に切り替わる直前の発電電力の変化率に応じて、2次電池型燃料電池システム200の動作が発電動作から充電動作に切り替わる際に一時的に小さくするバルブ9の開度を決定することができる。また、図7に示すバルブ9の動作例とは異なり、例えば、燃料電池部2内の水蒸気濃度を検出するセンサを設け、バルブ9の開度を一時的に小さくしている時間内において、燃料電池部2内の水蒸気濃度変化に応じてバルブ9の開度を変更してもよい。   In the operation example of the valve 9 shown in FIG. 7, for example, the secondary battery type fuel cell system 200 according to the change rate of the generated power immediately before the operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is switched from the power generation operation to the charging operation. When the operation is switched from the power generation operation to the charging operation, the opening degree of the valve 9 to be temporarily reduced can be determined. In addition, unlike the operation example of the valve 9 shown in FIG. 7, for example, a sensor for detecting the water vapor concentration in the fuel cell unit 2 is provided, and the fuel is reduced within the time when the opening of the valve 9 is temporarily reduced. You may change the opening degree of the valve | bulb 9 according to the water vapor | steam density | concentration change in the battery part 2. FIG.

<第2実施形態>
本発明の第2実施形態に係る給電システムの概略構成を図8に示す。本実施形態に係る給電システムは、自然エネルギー発電設備100と、2次電池型燃料電池システム201とを備えている。
Second Embodiment
FIG. 8 shows a schematic configuration of a power feeding system according to the second embodiment of the present invention. The power feeding system according to the present embodiment includes a natural energy power generation facility 100 and a secondary battery type fuel cell system 201.

2次電池型燃料電池システム201は、第1実施形態に係る給電システムが備える2次電池型燃料電池システム200からバルブ9を取り除き、燃料電池部2のガス流出側とガス流入側との間で水素発生部材1を経由せずにガスを循環させるためのバイパス配管14と、バイパス配管14上に配置されるバルブ15とを追加した構成である。   The secondary battery type fuel cell system 201 removes the valve 9 from the secondary battery type fuel cell system 200 included in the power supply system according to the first embodiment, and between the gas outflow side and the gas inflow side of the fuel cell unit 2. In this configuration, a bypass pipe 14 for circulating gas without passing through the hydrogen generating member 1 and a valve 15 arranged on the bypass pipe 14 are added.

バルブ15が開くと、バイパス配管11が開通し、燃料電池部2のガス流出側から流れ出たガスを、水素発生部材1を経由せずに燃料電池部2のガス流入側に供給することができる。   When the valve 15 is opened, the bypass pipe 11 is opened, and the gas flowing out from the gas outflow side of the fuel cell unit 2 can be supplied to the gas inflow side of the fuel cell unit 2 without passing through the hydrogen generating member 1. .

本実施形態では、バルブ15の全開状態でバイパス配管11の流路抵抗が水素発生部材1側の流路抵抗よりも十分に小さくなるように設計している。そして、ポンプ8が、配管7上であって、燃料電池部2のガス流出側とバイパス配管14のガス流入側との間に配置されている。これにより、バルブ15の開閉切り替えのみによって、ガスが流れる流路をバイパス配管11側と水素発生部材1側とに切り替えることができる。   In the present embodiment, the flow resistance of the bypass pipe 11 is designed to be sufficiently smaller than the flow resistance on the hydrogen generating member 1 side when the valve 15 is fully opened. The pump 8 is disposed on the pipe 7 between the gas outflow side of the fuel cell unit 2 and the gas inflow side of the bypass pipe 14. Thereby, the flow path through which the gas flows can be switched between the bypass pipe 11 side and the hydrogen generating member 1 side only by switching the valve 15 to open or close.

なお、本実施形態とは異なり、ポンプ8を、配管7上であって、バイパス配管14のガス流出側と燃料電池部2のガス流入側との間に配置してもよい。   Unlike the present embodiment, the pump 8 may be disposed on the pipe 7 between the gas outflow side of the bypass pipe 14 and the gas inflow side of the fuel cell unit 2.

次に、バルブ15の動作について図9を参照して説明する。   Next, the operation of the valve 15 will be described with reference to FIG.

システムコントローラ13は通常バルブ15を全閉状態にしている。これにより、水素発生部材1と燃料電池部2との間でガスが循環する。   The system controller 13 normally closes the valve 15. Thereby, gas circulates between the hydrogen generating member 1 and the fuel cell unit 2.

またシステムコントローラ13は、図9に示すように、2次電池型燃料電池システム200の動作が発電動作から充電動作に切り替わると、バルブ15を一時的に全開状態にする。すなわち、システムコントローラ13は、2次電池型燃料電池システム200の動作が発電動作から充電動作に切り替わると、バルブ9を全閉状態から全開状態に切り替え、その後2次電池型燃料電池システム200の動作が充電動作から発電動作に切り替わるか2次電池型燃料電池システム200の充電動作が一定時間(図9中のT1)継続するかすると、バルブ15を全開状態から全閉状態に切り替える。   In addition, as shown in FIG. 9, the system controller 13 temporarily opens the valve 15 when the operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is switched from the power generation operation to the charging operation. That is, when the operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is switched from the power generation operation to the charging operation, the system controller 13 switches the valve 9 from the fully closed state to the fully open state, and then the operation of the secondary battery type fuel cell system 200. When the charging operation is switched from the charging operation to the power generation operation or the charging operation of the secondary battery type fuel cell system 200 is continued for a certain time (T1 in FIG. 9), the valve 15 is switched from the fully open state to the fully closed state.

図9に示すバルブ15の動作例を実施することで、第1実施形態において図2に示すバルブ9の動作例を実施した場合と同様の効果を得ることができる。   By implementing the operation example of the valve 15 shown in FIG. 9, it is possible to obtain the same effect as the operation example of the valve 9 shown in FIG. 2 in the first embodiment.

<第3実施形態>
本発明の第3実施形態に係る給電システムの概略構成を図10に示す。本実施形態に係る給電システムは、自然エネルギー発電設備100と、2次電池型燃料電池システム202とを備えている。
<Third Embodiment>
FIG. 10 shows a schematic configuration of a power feeding system according to the third embodiment of the present invention. The power supply system according to the present embodiment includes a natural energy power generation facility 100 and a secondary battery type fuel cell system 202.

2次電池型燃料電池システム202は、第2実施形態に係る給電システムが備える2次電池型燃料電池システム201からバルブ15を取り除き、配管7とバイパス配管14のガス流入側との接続箇所に三方バルブ16を追加した構成である。   In the secondary battery type fuel cell system 202, the valve 15 is removed from the secondary battery type fuel cell system 201 included in the power supply system according to the second embodiment, and three-way connection is made between the pipe 7 and the gas inflow side of the bypass pipe 14. In this configuration, a valve 16 is added.

三方バルブ16により、配管7のポンプ8側とバイパス配管14のガス流入側との連通と、配管7のポンプ8側と水素発生部材1側との連通とを切り替えることができる。したがって、図11に示す三方バルブ16の動作例を実施することで、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。   The communication between the pump 8 side of the pipe 7 and the gas inflow side of the bypass pipe 14 and the communication between the pump 8 side of the pipe 7 and the hydrogen generating member 1 side can be switched by the three-way valve 16. Therefore, by implementing the operation example of the three-way valve 16 shown in FIG. 11, the same effects as those of the second embodiment can be obtained.

<第4実施形態>
本発明の第4実施形態に係る給電システムは、燃料電池部2の周辺部分が第1実施形態と異なっており、それ以外は第1実施形態と同一である。本実施形態に係る給電システムにおける燃料電池部2の周辺部分を図12に示す。
<Fourth embodiment>
The power feeding system according to the fourth embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment except for the peripheral portion of the fuel cell unit 2 which is different from the first embodiment. FIG. 12 shows a peripheral portion of the fuel cell unit 2 in the power supply system according to the present embodiment.

本実施形態に係る給電システムは、複数の燃料電池部2を備えている。バルブ9は、配管7上であって、複数の燃料電池部2のガス流出側が1つの流路にまとまった箇所の下流に配置されている。本実施形態に係る給電システムは、バルブ9の動作を第1実施形態で説明したバルブ9の各動作例と同様にすることで、第1実施形態と同様の効果を奏する。   The power supply system according to the present embodiment includes a plurality of fuel cell units 2. The valve 9 is disposed on the pipe 7 and downstream of the location where the gas outflow sides of the plurality of fuel cell units 2 are combined into one flow path. The power supply system according to the present embodiment achieves the same effects as those of the first embodiment by making the operation of the valve 9 similar to each operation example of the valve 9 described in the first embodiment.

なお、図13に示すように、本実施形態に係る給電システムがバルブ9を複数備え、各バルブ9が、配管7上であって、複数の燃料電池部2のガス流出側が1つの流路にまとまった箇所の上流に配置されるようにしてもよい。   As shown in FIG. 13, the power supply system according to the present embodiment includes a plurality of valves 9, each valve 9 is on a pipe 7, and the gas outflow sides of the plurality of fuel cell units 2 are provided as one flow path. You may make it arrange | position at the upstream of a gathered location.

<第5実施形態>
本発明の第5実施形態に係る給電システムの概略構成を図14に示す。本実施形態に係る給電システムは、自然エネルギー発電設備100と、2次電池型燃料電池システム203とを備えている。
<Fifth Embodiment>
FIG. 14 shows a schematic configuration of a power feeding system according to the fifth embodiment of the present invention. The power supply system according to the present embodiment includes a natural energy power generation facility 100 and a secondary battery type fuel cell system 203.

2次電池型燃料電池システム203は、第1実施形態に係る給電システムが備える2次電池型燃料電池システム200に電気分解器17を追加し、2次電池型燃料電池システムの充電動作時に発電充電制御部12が燃料電池部2ではなく電気分解器17に電力を供給する構成である。電気分解器17は燃料電池部2のガス流出側とバルブ9との間に配置されている。本実施形態に係る給電システムは、バルブ9の動作を第1実施形態で説明したバルブ9の各動作例と同様にすることで、第1実施形態と同様の効果を奏する。   In the secondary battery type fuel cell system 203, the electrolyzer 17 is added to the secondary battery type fuel cell system 200 included in the power supply system according to the first embodiment, and the power generation charging is performed during the charging operation of the secondary battery type fuel cell system. The control unit 12 supplies power to the electrolyzer 17 instead of the fuel cell unit 2. The electrolyzer 17 is disposed between the gas outflow side of the fuel cell unit 2 and the valve 9. The power supply system according to the present embodiment achieves the same effects as those of the first embodiment by making the operation of the valve 9 similar to each operation example of the valve 9 described in the first embodiment.

<第6実施形態>
本発明の第6実施形態に係る給電システムの概略構成を図15に示す。本実施形態に係る給電システムは、自然エネルギー発電設備100と、2次電池型燃料電池システム204とを備えている。
<Sixth Embodiment>
FIG. 15 shows a schematic configuration of a power feeding system according to the sixth embodiment of the present invention. The power supply system according to the present embodiment includes a natural energy power generation facility 100 and a secondary battery type fuel cell system 204.

2次電池型燃料電池システム204は、第2実施形態に係る給電システムが備える2次電池型燃料電池システム201に電気分解器17を追加し、2次電池型燃料電池システムの充電動作時に発電充電制御部12が燃料電池部2ではなく電気分解器17に電力を供給する構成である。電気分解器17はバイパス配管14のガス流出側と燃料電池部2のガス流入側との間に配置されている。本実施形態に係る給電システムは、バルブ15の動作を第2実施形態で説明したバルブ15の動作例と同様にすることで、第2実施形態と同様の効果を奏する。   In the secondary battery type fuel cell system 204, the electrolyzer 17 is added to the secondary battery type fuel cell system 201 included in the power supply system according to the second embodiment, and the power generation charging is performed during the charging operation of the secondary battery type fuel cell system. The control unit 12 supplies power to the electrolyzer 17 instead of the fuel cell unit 2. The electrolyzer 17 is disposed between the gas outflow side of the bypass pipe 14 and the gas inflow side of the fuel cell unit 2. The power supply system according to the present embodiment achieves the same effects as those of the second embodiment by making the operation of the valve 15 the same as the operation example of the valve 15 described in the second embodiment.

なお、電気分解器17は燃料電池部2のガス流出側とバイパス配管14のガス流入側との間に配置されてもよい。   The electrolyzer 17 may be disposed between the gas outflow side of the fuel cell unit 2 and the gas inflow side of the bypass pipe 14.

<その他>
上述した各実施形態においては、燃料電池部2の電解質膜2Aとして固体酸化物電解質を用いて、発電の際に燃料極2B側で水を発生させるようにする。この構成によれば、水素発生部材1が設けられた側で水を発生するため、装置の簡素化や小型化に有利である。一方、特開2009−99491号公報に開示された燃料電池のように、燃料電池部2の電解質膜2Aとして水素イオンを通す固体高分子電解質を用いることも可能である。但し、この場合には、発電の際に燃料電池部2の酸化剤極である空気極2C側で水が発生されることになるため、この水を燃料電池部2のガス流出側に送る流路を設ければよい。
<Others>
In each of the embodiments described above, a solid oxide electrolyte is used as the electrolyte membrane 2A of the fuel cell unit 2, and water is generated on the fuel electrode 2B side during power generation. According to this configuration, water is generated on the side where the hydrogen generating member 1 is provided, which is advantageous for simplification and miniaturization of the apparatus. On the other hand, as a fuel cell disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-99491, a solid polymer electrolyte that allows hydrogen ions to pass through may be used as the electrolyte membrane 2A of the fuel cell unit 2. However, in this case, since water is generated on the air electrode 2C side that is the oxidant electrode of the fuel cell unit 2 during power generation, the water is sent to the gas outflow side of the fuel cell unit 2. A road may be provided.

1 水素発生部材
2 燃料電池部
2A 電解質膜
2B 燃料極
2C 空気極
3、4 ヒーター
5、6 容器
7、10、11 配管
8 ポンプ
9、15 バルブ
12 発電充電制御部
13 システムコントローラ
14 バイパス配管
100 自然エネルギー発電設備
200〜204 2次電池型燃料電池システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydrogen generating member 2 Fuel cell part 2A Electrolyte membrane 2B Fuel electrode 2C Air electrode 3, 4 Heater 5, 6 Container 7, 10, 11 Piping 8 Pump 9, 15 Valve 12 Power generation charge control part 13 System controller 14 Bypass piping 100 Natural Energy power generation equipment 200-204 Secondary battery type fuel cell system

Claims (9)

酸化反応によって水素を放出することができ、還元反応によって再生可能な水素発生部と、
前記水素発生部から供給される水素を用いて発電を行う発電機能及び前記水素発生部の再生時に前記水素発生部から供給される水蒸気を電気分解する電気分解機能を有する発電・電気分解部と、
前記水素発生部と前記発電・電気分解部との間で水素及び水蒸気を含むガスを循環させるためのガス流路と、
前記水素発生部と前記発電・電気分解部との間で水素及び水蒸気を含むガスを強制的に循環させる循環部と、
前記ガス流路を制御するガス流路制御部とを備える2次電池型燃料電池システムであって、
前記ガス流路制御部は、システムの動作が発電動作から充電動作に切り替わる際に、前記ガス流路によるガスの循環を抑制するように前記ガス流路を制御することを特徴とする2次電池型燃料電池システム。
Hydrogen generation part that can release hydrogen by oxidation reaction and can be regenerated by reduction reaction,
A power generation / electrolysis unit having a power generation function for generating power using hydrogen supplied from the hydrogen generation unit and an electrolysis function for electrolyzing water vapor supplied from the hydrogen generation unit during regeneration of the hydrogen generation unit;
A gas flow path for circulating a gas containing hydrogen and water vapor between the hydrogen generation unit and the power generation / electrolysis unit;
A circulation unit for forcibly circulating a gas containing hydrogen and water vapor between the hydrogen generation unit and the power generation / electrolysis unit;
A secondary battery type fuel cell system comprising a gas flow path control unit for controlling the gas flow path,
The gas flow path control unit controls the gas flow path so as to suppress the circulation of gas through the gas flow path when the operation of the system is switched from a power generation operation to a charging operation. Type fuel cell system.
前記ガス流路制御部は、前記ガス流路上であって、前記発電・電気分解部のガス流出側の下流に配置されるバルブを含むことを特徴とする請求項1に記載の2次電池型燃料電池システム。   The secondary battery type according to claim 1, wherein the gas flow path control unit includes a valve disposed on the gas flow path and downstream of the gas generation / electrolysis unit on the gas outflow side. Fuel cell system. システムの動作が発電動作から充電動作に切り替わる際に、前記バルブの開度を一時的に小さくすることを特徴とする請求項2に記載の2次電池型燃料電池システム。   The secondary battery type fuel cell system according to claim 2, wherein when the operation of the system is switched from a power generation operation to a charging operation, the opening of the valve is temporarily reduced. システムの動作が発電動作から充電動作に切り替わる際に、前記バルブの開度を一時的に小さくしている間、前記循環部によって強制的に循環させるガスの循環量を低下させることを特徴とする請求項3に記載の2次電池型燃料電池システム。   When the operation of the system is switched from the power generation operation to the charging operation, the circulation amount of the gas forcedly circulated by the circulation unit is reduced while the opening of the valve is temporarily reduced. The secondary battery type fuel cell system according to claim 3. 前記発電・電気分解部は、前記水素発生部から供給される水素を用いて発電を行う燃料電池部と、前記水素発生部の再生時に前記水素発生部から供給される水蒸気を電気分解する電気分解器とを有し、
前記電気分解器は、前記燃料電池部のガス流出側の下流に配置される請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の2次電池型燃料電池システム。
The power generation / electrolysis unit includes a fuel cell unit that generates power using hydrogen supplied from the hydrogen generation unit, and electrolysis that electrolyzes water vapor supplied from the hydrogen generation unit during regeneration of the hydrogen generation unit And
The secondary battery type fuel cell system according to any one of claims 1 to 4, wherein the electrolyzer is disposed downstream of a gas outflow side of the fuel cell unit.
前記発電・電気分解部のガス流出側とガス流入側との間で前記水素発生部を経由せずに水素及び水蒸気を含むガスを循環させるためのバイパスガス流路を備え、
前記ガス流路制御部は、前記バイパスガス流路を制御するバルブを含むことを特徴とする請求項1に記載の2次電池型燃料電池システム。
A bypass gas flow path for circulating a gas containing hydrogen and water vapor without passing through the hydrogen generation unit between the gas outflow side and the gas inflow side of the power generation / electrolysis unit;
The secondary battery type fuel cell system according to claim 1, wherein the gas flow path control unit includes a valve for controlling the bypass gas flow path.
システムの動作が発電動作から充電動作に切り替わる際に、前記バルブは一時的に前記バイパスガス流路を開通させることを特徴とする請求項6に記載の2次電池型燃料電池システム。   The secondary battery fuel cell system according to claim 6, wherein the valve temporarily opens the bypass gas passage when the operation of the system is switched from the power generation operation to the charging operation. 前記循環部は、前記ガス流路上であって、前記発電・電気分解部のガス流出側と前記バイパスガス流路のガス流入側との間、又は、前記バイパスガス流路のガス流出側と前記発電・電気分解部のガス流入側との間に配置されることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の2次電池型燃料電池システム。   The circulation section is on the gas flow path, between the gas outflow side of the power generation / electrolysis section and the gas inflow side of the bypass gas flow path, or the gas outflow side of the bypass gas flow path and the The secondary battery type fuel cell system according to claim 6 or 7, wherein the secondary battery type fuel cell system is disposed between a gas inflow side of a power generation / electrolysis section. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の2次電池型燃料電池システムと、
自然エネルギーを用いて発電を行うとともに、前記2次電池型燃料電池システムに電力を供給する発電設備とを備えたことを特徴とする給電システム。
A secondary battery type fuel cell system according to any one of claims 1 to 8,
A power supply system comprising: a power generation facility that generates power using natural energy and supplies power to the secondary battery type fuel cell system.
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