JP2022505631A - 加熱手段が組み込まれた固体酸化物型電気化学システムの温度制御のための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
2H2O+4e-→2H2+2O2-
に従って還元される。
2O2-→O2+4e-
に従って酸素に酸化される。
2H2O→2H2+O2
に対応する。
第1のコマンドを第1の加熱素子に、第2のコマンドを第2の加熱素子に適用することであって、前記第1および第2のコマンドはスタックの方向のスタック内の熱勾配を実質的に所与の値に維持するように決定される、適用することを含む。
スタックの少なくとも2つの別々の領域内の温度を測定するステップと、
2つの領域の温度の差を所与の値と比較するステップと、
比較ステップに照らして第1および/または第2のコマンドを決定するか、または修正するステップとを含んでもよい。
2.1、2.2 接続端
4 陥凹部
5 ハンダ
6 主要部分
8 アーム部
10、11 温度センサー
12 フィンガーまたはピン
14 ハウジング
15 ケーブル
16 加熱板
16.1 陥凹部
16.2 電気ケーブル
16.3 ハンダ
17 筐体
18 ハース
20 側壁
22 頂部壁
24 開口部
50 電源
C 管、ガス供給管およびガス回収管
CL 基本電気化学セル
D1、D2、D3 電気化学デバイス
E1、E2 加熱素子
H 加熱手段
H1 加熱手段
H2 加熱手段
I インターコネクタ、中間インターコネクタ
M 電気絶縁板
P 端板
S1 締付システム、第1の締付板または頂部締付板
S2 締付システム、第2の締付板または底部締付板
S101、S102 締付板
S201 締付板
S301、S302 締付板
T タイロッド、端板
VC 制御ユニット
Claims (17)
- 電気化学システムの熱調節のための方法であって、前記電気化学システムは、nを1以上の整数とするn個の電気化学セルと、前記電気化学セルの間に介装されている少なくともn-1枚の相互接続板のスタックと、前記電気化学セルにガスを供給するための手段と、前記電気化学セルによって生成されるガスを回収するための手段と、前記システムを外部に電気的に接続するための手段とを備え、前記電気化学デバイスは、前記スタック内に組み込まれている加熱手段(H、H1、H2、H3)をさらに備え、前記加熱手段は少なくとも第1および第2の加熱素子を備え、前記第1および第2の加熱素子は電気式であり、前記第1の加熱素子は前記スタック内の第1の配置に配設され、前記第2の加熱素子は前記スタック内の第2の配置に配設され、
第1のコマンドを前記第1の加熱素子に、第2のコマンドを前記第2の加熱素子に適用するステップであって、前記第1のコマンドおよび第2のコマンドは前記スタックの方向における前記スタック内の熱勾配を実質的に所与の値に維持するように決定される、ステップを含む、方法。 - 前記第1のコマンドおよび第2のコマンドは、前記システムの動作中に変化する、請求項1に記載の調節方法。
- 前記第1の配置は、前記セルにガスを供給する管が貫通する前記スタックの一方の端部に位置し、前記ガスは前記システムの動作温度より低い温度であり、前記第1のコマンドは、前記第1の素子が、前記ガスの供給に起因して生じた温度低下を補償するのに十分な量の熱を発生させて、前記熱勾配を実質的に前記所与の値に維持するようなコマンドである、請求項1または2に記載の調節方法。
- 前記第1のコマンドの決定には、供給ガスの1つもしくは複数の温度および/またはその流量が考慮される、請求項3に記載の調節方法。
- 少なくとも前記システムの起動段階では、前記第1のコマンドおよび第2のコマンドは、前記システムがその動作温度に達するまで、前記第1および第2の加熱素子が同じ温度であるようなコマンドである、請求項1から4のいずれか一項に記載の調節方法。
- 前記第1のコマンドおよび/または第2のコマンドは、前記システムの動作特性の測定に従って決定され、かつ/または修正される、請求項1から5のいずれか一項に記載の調節方法。
- 前記スタックの少なくとも2つの異なる領域内の温度を測定するステップと、
前記2つの領域の温度の差を閾値と比較するステップと、
前記比較するステップに照らして前記第1のコマンドおよび/または第2のコマンドを決定するかまたは修正するステップとを含む、請求項6に記載の調節方法。 - 少なくとも1つの電気化学デバイスを備える電気化学システムであって、前記電気化学デバイスは、nを2以上の整数とするn個の固体酸化物型電気化学セルと、前記電気化学セルの間に介装されている少なくともn-1枚の相互接続板のスタックと、前記電気化学セルにガスを供給するための手段と、前記電気化学セルによって生成されるガスを回収するための手段と、前記システムを外部に電気的に接続するための手段とを備え、前記電気化学デバイスは、前記スタック内に組み込まれている加熱手段(H、H1、H2、H3)をさらに備え、前記加熱手段は少なくとも第1および第2の加熱素子を備え、前記加熱素子は電気式であり、前記第1の加熱素子は前記スタック内の第1の配置に配設され、前記第2の加熱素子は前記スタック内の第2の配置に配設され、前記システムは、前記第1の加熱素子および前記第2の加熱素子を別々に制御し、前記第1の配置と前記第2の配置との間で熱の異なる追加に対応できるように構成されている制御手段をさらに備える、電気化学システム。
- 前記n個の電気化学セルは、固体酸化物型電気化学セルである、請求項8に記載の電気化学システム。
- 前記制御手段は、前記電気化学システムの設計時に予め決定されているモードで前記加熱素子を制御する、請求項8または9に記載の電気化学システム。
- 前記スタックの少なくとも第1および第2の異なる領域内の温度を測定するための手段を備え、前記制御手段は、前記スタックの方向における熱勾配を低減するように前記加熱素子を制御する、請求項8から10のいずれか一項に記載の電気化学システム。
- 前記第1および第2の加熱素子は、各々、前記スタック内または前記スタック上に配設されている、加熱板と称される、板に配設される、請求項8から11のいずれか一項に記載の電気化学システム。
- 前記加熱板は、各々、前記スタックの方向における前記スタックの端部に配設される、請求項12に記載の電気化学システム。
- 前記スタックの方向における前記スタックの端部に各々配設されている2つの締付板(S1、S2、S101、S102、S201、S301)と、前記n個のセルおよびn-1個の相互接続部に締付力を加えるために前記板と協働する手段とを備える、請求項8から13のいずれか一項に記載の電気化学システム。
- 各加熱板は、締付板によって形成される、請求項13または14に記載の電気化学システム。
- 各加熱板は、締付板に対して、有利には、その外面に対して、当接する、請求項12または14に記載の電気化学システム。
- 前記電気化学デバイスを収容する内部空間を画成し、それを外部から断熱する断熱筐体筐体(17)を備える、請求項8から16のいずれか一項に記載の電気化学システム。
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