JP2017084768A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池システム10Aは、アノードオフガスG3から二酸化炭素及び水蒸気の少なくとも一方を分離する分離部20を有している。分離部20の透過側である透過部26には、空気供給部46から空気Aがスイープガスとして供給される。空気Aは、分離膜28を透過した二酸化炭素及び水蒸気と共に透過部26から排出され、カソード16Bへ導入される。カソード16Bで使用された空気Aは、カソード18Bへ導入され、カソード18Bで使用された後、燃焼器40へ導入され、焼却に供される。
【選択図】図1
Description
図1には、本発明の第1実施形態に係る燃料電池システム10Aが示されている。燃料電池システム10Aは、主要な構成として、気化器12、改質器14、第1燃料電池スタック16、第2燃料電池スタック18、空気供給部46、分離部20、第1熱交換部30、第2熱交換部32、第3熱交換部34、第4熱交換部36、燃焼器40、タンク42、及び制御部44を備えている。
1/2O2+2e− →O2− …(1)
H2 +O2− →H2O+2e− …(2)
CO+O2− →CO2+2e− …(3)
次に本発明の第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
次に本発明の第3実施形態について説明する。なお、第1、第2実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
次に本発明の第4実施形態について説明する。なお、第1−3実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
次に本発明の第5実施形態について説明する。なお、第1−4実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
次に本発明の第6実施形態について説明する。なお、第1−5実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
次に本発明の第7実施形態について説明する。なお、第1−6実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
次に本発明の第8実施形態について説明する。なお、第1−7実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
次に本発明の第9実施形態について説明する。なお、第1−8実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
16 第1燃料電池スタック(燃料電池)、 17 第3燃料電池スタック(燃料電池)
18 第2燃料電池スタック(燃料電池)、
16A、17A、18A アノード(燃料極)
16B、17B、18B カソード(空気極)
20 分離部、 24 流入部、 26 透過部 、28 分離膜
30 第1熱交換部、 32 第2熱交換部
46 空気供給部、 P8−1 空気調整管、48 バルブ、36 第4熱交換部
P8−2 空気昇温管(空気昇温部)
40 燃焼器、 44 制御部、 P5 酸化ガス管(透過ガス燃焼導入路)
P6 カソードオフガス管(透過ガス燃焼導入路)
P12 カソードオフ燃焼導入管(透過ガス燃焼導入路)
P13 透過部排出管(透過ガス燃焼導入路)
G3 アノードオフガス、 G4 再生燃料ガス
Claims (9)
- 燃料極へ供給される燃料ガスと空気極へ供給される空気により発電し、前記燃料極からアノードオフガスが排出されると共に前記空気極からカソードオフガスが排出される燃料電池と、
前記アノードオフガスが流入される流入部と、前記アノードオフガスから二酸化炭素及び水蒸気の少なくとも一方を分離する分離膜により前記流入部と区画された透過部と、を有し、前記アノードオフガスから二酸化炭素及び水蒸気の少なくとも一方の濃度が低減された再生燃料ガスを送出する分離部と、
可燃性気体を燃焼させる燃焼器と、
スイープガスとして前記透過部へ空気を供給する空気供給部と、
前記透過部から排出された透過部排出ガスを直接または間接的に前記燃焼器へ導入する透過ガス燃焼導入路と、
を備えた燃料電池システム。 - 前記透過ガス燃焼導入路は、前記透過部から排出された透過部排出ガスを前記空気極へ導入する酸化ガス導入路と、前記空気極から排出されたカソードオフガスを前記燃焼器へ導入するカソードオフ燃焼導入管と、を含んでいる、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記分離部の上流側に設けられ、前記アノードオフガスと前記空気供給部からの空気との間で熱交換を行う第1熱交換部、を備えた、請求項1または請求項2に記載の燃料電池システム。
- 前記第1熱交換部は、並流式で前記アノードオフガスと前記空気供給部からの空気との熱交換を行うこと、を特徴とする請求項3に記載の燃料電池システム。
- 前記空気供給部と前記第1熱交換部との間に設けられ、前記空気供給部からの空気の温度を上昇させる空気昇温部と、
前記分離部の温度に応じて、前記空気昇温部から流出される空気の温度を制御する制御部と、
を備えた請求項3または請求項4に記載の燃料電池システム。 - 前記空気供給部から前記第1熱交換部へ流入される空気の流量を一定としたことを特徴とする請求項5に記載の燃料電池システム。
- 前記分離部の温度に応じて、前記第1熱交換部へ流入される空気の流量を制御する制御部、を備えた請求項3〜請求項6のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記第1熱交換部よりも上流側を流通する前記アノードオフガスと、前記再生燃料ガスとの間で熱交換を行う、第2熱交換部、を更に備えた請求項3〜7のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池は、前記分離部の前記流入部へアノードオフガスを送出する第1燃料電池と、前記再生燃料ガスが前記燃料ガスとして燃料極へ供給される第2燃料電池と、を含む、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
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JP2016189618A JP6529945B2 (ja) | 2016-09-28 | 2016-09-28 | 燃料電池システム |
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