JP4725866B2 - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4725866B2 JP4725866B2 JP2009163543A JP2009163543A JP4725866B2 JP 4725866 B2 JP4725866 B2 JP 4725866B2 JP 2009163543 A JP2009163543 A JP 2009163543A JP 2009163543 A JP2009163543 A JP 2009163543A JP 4725866 B2 JP4725866 B2 JP 4725866B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- reaction gas
- supply hole
- air
- fuel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
- H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
- H01M8/243—Grouping of unit cells of tubular or cylindrical configuration
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
- H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
CmHn+xO2 → aCO2+bCO+cH2 (1)
この部分酸化改質反応(POX)は発熱反応であるので起動性が高く、燃料電池システムFCSの起動当初において好適な改質反応である。但し、部分酸化改質反応(POX)は、水素収率が理論上少なく、発熱反応を制御するのも難しいことから、燃料電池モジュールFCMへ熱供給が必要な起動当初においてのみ利用されるのが好ましい改質反応である。なお、部分酸化改質反応(POX)のみに着目すれば、空間速度を高く設定するので、例えば改質器RFを分割形成して部分酸化改質反応(POX)専用の改質器を設ける場合には、その専用の改質器を小型化することができる。
CmHn+xH2O → aCO2+bCO+cH2 (2)
水蒸気改質反応(SR)は、水素収率が最も高く、高効率な反応である。ただし、水蒸気改質反応(SR)は、吸熱反応であるので熱源が必要であり、燃料電池システムFCSの起動当初よりはある程度温度が上昇した段階において好適な改質反応である。なお、水蒸気改質反応(SR)のみに着目すれば、空間速度を低く設定するので、改質器RFが大型化する傾向にある。
CmHn+xO2+yH2O → aCO2+bCO+cH2 (3)
オートサーマル改質反応(ATR)は、水素収率が部分酸化改質反応(POX)と水蒸気改質反応(SR)との併用であり、反応熱のバランスが取り易く、部分酸化改質反応(POX)と水蒸気改質反応(SR)とを繋ぐ反応として好適な改質反応である。本実施例の場合は、水を少なく供給して部分酸化改質反応(POX)により近い第1オートサーマル改質反応(ATR1)を先に行い、温度が上昇した後に水を増やすように供給して水蒸気改質反応(SR)により近い第2オートサーマル改質反応(ATR2)を後に行っている。
Claims (8)
- 燃料ガス及び酸化剤ガスの一方が第一反応ガスとし、他方が第二反応ガスとして供給されることで発電する燃料電池であって、
その内部に前記第一反応ガスを通すための内部流路が形成され、前記内部流路の一端側から他端側に向かう主軸方向に沿って前記第一反応ガスが通されると共にその外周部分に前記第二反応ガスが接触されることで発電反応を起こす燃料電池セルが複数集められて形成されてなる燃料電池セル集合体と、
前記燃料電池セル集合体の外側に前記主軸方向に沿って立設される第1の側壁と、を備え、
前記燃料電池セル集合体に集められたそれぞれの前記燃料電池セルの主軸方向が互いに沿うように前記燃料電池セルが立設され、集められた複数の前記燃料電池セルの少なくとも一部が列を成すように配置されて列状セル群を構成し、
前記第1の側壁には、前記列状セル群に含まれる前記燃料電池セルが列を成して並ぶ方向である整列方向に沿って前記第二反応ガスを供給する第1の反応ガス供給穴が前記整列方向に投影される領域の一部のみが前記列状セル群に含まれる前記燃料電池セルに干渉するように形成されており、
前記第1の反応ガス供給穴は、前記整列方向に投影される領域が、前記列状セル群に含まれる前記単セルそれぞれの前記主軸方向における中心線とは干渉しないように形成され、第1の反応ガス供給穴から供給される前記第二反応ガスの一部は前記列状セル群における先頭の燃料電池セルを掠る一方で、当該第二反応ガスの残りの部分は掠らずに後方の燃料電池セルに向かうように構成され、
更に、前記燃料電池セル集合体の外側において前記整列方向に沿い且つ前記主軸方向に沿って立設される第2の側壁を備え、
前記燃料電池セル集合体の外側において前記第2の側壁に対向配置される複数の前記燃料電池セルは、列を成すように配置されて外側列状セル群を形成しており、
前記第1の側壁には、前記第2の側壁と前記外側列状セル群との間の領域に向けて前記第二反応ガスを供給する第2の反応ガス供給穴が、前記第1の反応ガス供給穴の開口面積よりも小さい開口面積であり、且つ前記整列方向に投影される領域が、前記外側列状セル群とは干渉しないように形成されており、
前記第2の反応ガス供給穴から供給される前記第二反応ガスの流速は、前記第1の反応ガス供給穴から供給される前記第二反応ガスの流速よりも速い、燃料電池。 - 前記第1の側壁には、前記外側列状セル群に向けて前記第二反応ガスを供給する第3の反応ガス供給穴が、前記外側列状セル群に対向する位置に形成されている、請求項1に記載の燃料電池。
- 前記第1の反応ガス供給穴は、前記外側列状セル群に含まれる前記単セルの前記一端側に対向する位置に形成されており、前記外側列状セル群の整列方向に投影される領域の一部のみが前記外側列状セル群に含まれる前記燃料電池セルに干渉するように形成されており、
前記第2の反応ガス供給穴は、前記外側列状セル群の前記他端側に相当する位置に形成されている、請求項1に記載の燃料電池。 - 前記列状セル群に前記第二反応ガスを供給する前記第1の反応ガス供給穴は、前記列状セル群に含まれる前記燃料電池セルの前記一端側に対向する位置に形成され、
前記第2の反応ガス供給穴は、前記外側列状セル群に含まれる前記燃料電池セルの前記一端側に相当する位置と前記他端側に相当する位置との双方に形成されている、請求項1に記載の燃料電池。 - 前記列状セル群に前記第二反応ガスを供給する前記第1の反応ガス供給穴は、前記列状セル群に含まれる前記燃料電池セルの前記一端側に対向する位置に形成され、
前記第2の反応ガス供給穴は、前記外側列状セル群に含まれる前記燃料電池セルの前記他端側に相当する位置に形成され、
前記第3の反応ガス供給穴は、前記外側列状セル群に含まれる前記燃料電池セルの前記他端側に対向する位置に形成されている、請求項2に記載の燃料電池。 - 前記列状セル群に前記第二反応ガスを供給する前記第1の反応ガス供給穴は、前記列状セル群に含まれる前記燃料電池セルの前記一端側に対向する位置に形成され、
前記第2の反応ガス供給穴は、前記外側列状セル群に含まれる前記燃料電池セルの前記一端側に相当する位置と前記他端側に相当する位置との双方に形成され、
前記第3の反応ガス供給穴は、前記外側列状セル群に含まれる前記燃料電池セルの前記一端側に対向する位置と前記他端側に対向する位置との双方に形成されている、請求項2に記載の燃料電池。 - 前記第1の側壁には、前記第2の側壁と前記外側列状セル群との間の領域に向けて前記第二反応ガスを供給する第4の反応ガス供給穴が、前記外側列状セル群に含まれる前記燃料電池セルの前記一端側と前記他端側との間に相当する位置に形成されている、請求項3に記載の燃料電池。
- 前記第4の反応ガス供給穴の開口面積は、前記第1の反応ガス供給穴の開口面積よりも小さく、前記第2の反応ガス供給穴の開口面積よりも大きくなるように形成され、
前記第2の側壁と前記外側列状セル群との間の領域に向けて供給される第二反応ガスの流速が、前記外側列状セル群に含まれる前記燃料電池セルの一端側から他端側に向かうほど速い、請求項7に記載の燃料電池。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009163543A JP4725866B2 (ja) | 2009-07-10 | 2009-07-10 | 燃料電池 |
CN2010102264186A CN101950810B (zh) | 2009-07-10 | 2010-07-08 | 燃料电池 |
US12/833,532 US8580459B2 (en) | 2009-07-10 | 2010-07-09 | Fuel cell with flow channel member for supplying reactive gas |
EP10251226.6A EP2284939B1 (en) | 2009-07-10 | 2010-07-09 | gas supply for tubular SOFC |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009163543A JP4725866B2 (ja) | 2009-07-10 | 2009-07-10 | 燃料電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011018604A JP2011018604A (ja) | 2011-01-27 |
JP4725866B2 true JP4725866B2 (ja) | 2011-07-13 |
Family
ID=42791048
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009163543A Expired - Fee Related JP4725866B2 (ja) | 2009-07-10 | 2009-07-10 | 燃料電池 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8580459B2 (ja) |
EP (1) | EP2284939B1 (ja) |
JP (1) | JP4725866B2 (ja) |
CN (1) | CN101950810B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101934082B1 (ko) * | 2011-09-07 | 2019-01-02 | 할도르 토프쉐 에이/에스 | 통합된 가스 분포 튜브가 장착된 얇은 엔드플레이트를 갖는 연료 전지 스택 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5807742B2 (ja) * | 2011-09-15 | 2015-11-10 | Toto株式会社 | 固体酸化物形燃料電池装置 |
JP6932515B2 (ja) * | 2017-02-21 | 2021-09-08 | 三菱パワー株式会社 | 燃料電池および複合発電システムならびにその運転方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04237963A (ja) * | 1991-01-21 | 1992-08-26 | Toto Ltd | 燃料電池を組み込んだ発電装置 |
JPH04294068A (ja) * | 1991-03-22 | 1992-10-19 | Ngk Insulators Ltd | 発電装置 |
JP2006172925A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Tokyo Gas Co Ltd | 横縞方式の固体酸化物形燃料電池バンドル |
JP2007059377A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-03-08 | Kyocera Corp | 燃料電池モジュール |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2790666B2 (ja) * | 1989-07-28 | 1998-08-27 | 日本碍子株式会社 | 燃料電池発電装置 |
US5336569A (en) * | 1991-03-20 | 1994-08-09 | Ngk Insulators, Ltd. | Power generating equipment |
DE19517425C1 (de) | 1995-05-12 | 1996-10-17 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Brennstoffzellenanordnung mit röhrenförmigen Brennstoffzellen |
AU3388099A (en) * | 1998-04-17 | 1999-11-08 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Fuel delivery system for fuel cell stacks |
DE10200404A1 (de) * | 2002-01-08 | 2003-07-17 | H2 Interpower Brennstoffzellen | Vorrichtung zur Erwärmung von Luft mit einer Brennstoffzelle |
JP5007045B2 (ja) | 2005-12-28 | 2012-08-22 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | 間接内部改質型固体酸化物形燃料電池 |
WO2007138984A1 (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | 固体電解質形燃料電池スタック |
JP5063048B2 (ja) | 2006-07-27 | 2012-10-31 | 京セラ株式会社 | 燃料電池 |
JP2008300276A (ja) | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Toto Ltd | 燃料電池 |
-
2009
- 2009-07-10 JP JP2009163543A patent/JP4725866B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-07-08 CN CN2010102264186A patent/CN101950810B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-07-09 US US12/833,532 patent/US8580459B2/en active Active
- 2010-07-09 EP EP10251226.6A patent/EP2284939B1/en not_active Not-in-force
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04237963A (ja) * | 1991-01-21 | 1992-08-26 | Toto Ltd | 燃料電池を組み込んだ発電装置 |
JPH04294068A (ja) * | 1991-03-22 | 1992-10-19 | Ngk Insulators Ltd | 発電装置 |
JP2006172925A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Tokyo Gas Co Ltd | 横縞方式の固体酸化物形燃料電池バンドル |
JP2007059377A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-03-08 | Kyocera Corp | 燃料電池モジュール |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101934082B1 (ko) * | 2011-09-07 | 2019-01-02 | 할도르 토프쉐 에이/에스 | 통합된 가스 분포 튜브가 장착된 얇은 엔드플레이트를 갖는 연료 전지 스택 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2284939A1 (en) | 2011-02-16 |
US20110008701A1 (en) | 2011-01-13 |
JP2011018604A (ja) | 2011-01-27 |
CN101950810A (zh) | 2011-01-19 |
CN101950810B (zh) | 2013-07-03 |
EP2284939B1 (en) | 2016-04-06 |
US8580459B2 (en) | 2013-11-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2012014921A (ja) | 燃料電池装置 | |
US20140023947A1 (en) | Solid oxide fuel cell device | |
JP5418848B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP5725443B2 (ja) | 燃料電池モジュール | |
JP5618252B2 (ja) | 燃料電池装置 | |
JP4725866B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP2012089293A (ja) | 燃料電池装置 | |
JP6861041B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池システム | |
JP6848104B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池装置 | |
JP2012089294A (ja) | 燃料電池装置 | |
JP5915962B2 (ja) | 燃料電池装置 | |
JP6771923B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池装置 | |
JP6771924B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池装置 | |
JP2021026963A (ja) | 燃料電池モジュール | |
JP6628084B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池装置 | |
JP6861040B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池システム | |
JP6080103B2 (ja) | 固体酸化物型燃料電池装置 | |
JP6989674B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池システム | |
JP2017183135A (ja) | 固体酸化物形燃料電池装置 | |
JP2020205278A (ja) | 固体酸化物形燃料電池システム | |
JP2010238592A (ja) | 燃料電池システム | |
JP6861042B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池システム | |
JP6768327B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池装置 | |
JP2017183130A (ja) | 固体酸化物形燃料電池装置 | |
JP6679383B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20101105 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110105 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110302 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110318 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110331 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4725866 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140422 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |