JP4965066B2 - 燃料電池 - Google Patents
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Description
〔化1〕
CH4 + H2O = CO + 3H2 …(1)
この改質反応により生成したCOは、下記の(2)式で表されるH2Oとの反応(CO転化反応)により、さらに水素に変換される。
〔化2〕
CO + H2O = CO2 + H2 …(2)
炭化水素系燃料から水素を生成する反応は吸熱反応であり、この反応を継続するためには熱を供給する必要があり、一般には改質触媒を400〜800℃程度の高温に維持する必要がある。この高温を得るために、例えば燃料6が予め高温に加熱された状態で電池容器に供給される。
〔化3〕
H2 + 1/2O2 = H2O …(3)
〔化4〕
CO + 1/2O2 = CO2 …(4)
アノード2に改質触媒9が設けられていない場合、固体電解質1の軸方向の温度分布は中央部が高温となるが、改質触媒9が設けられている場合には、その部分で(1)式及び(2)式の吸熱反応が起こるため、電解質軸方向の温度分布は均熱化されフラットに近い温度分布になる。
〔化5〕
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O …(5)
本実施例の単セルは、アノード2の低温部分に設けられた燃焼触媒11が発熱し、これにより固体電解質1の軸方向下部と上部の温度が高まり、全体としてアノード電池反応領域の温度分布を電解質軸方向で一様にできる。
Claims (12)
- 固体電解質と、前記固体電解質の一方の表面に設けられたアノードと、前記固体電解質の他方の表面に設けられたカソードとを備え、前記アノードには燃料ガスが供給される固体酸化物形燃料電池において、
前記アノードは、前記燃料ガスの流れ方向の中央部と、この中央部の両側に位置する端部領域とを有し、前記中央部に改質触媒を備える、
ことを特徴とする固体酸化物形燃料電池。 - 固体電解質と、前記固体電解質の一方の表面に設けられたアノードと、前記固体電解質の他方の表面に設けられたカソードとを備え、前記アノードには燃料ガスが供給される固体酸化物形燃料電池において、
前記アノードは、電池反応領域の全体に改質触媒を備え、前記燃料ガスの流れ方向の中央部では、この中央部の両側に位置する端部領域よりも、前記改質触媒の濃度が高い、
ことを特徴とする固体酸化物形燃料電池。 - 固体電解質と、前記固体電解質の一方の表面に設けられたアノードと、前記固体電解質の他方の表面に設けられたカソードとを備え、前記アノードには燃料ガスが供給される固体酸化物形燃料電池において、
前記アノードは、前記燃料ガスの流れ方向の中央部と、この中央部の両側に位置する端部領域とを有し、前記端部領域に燃焼触媒を備える、
ことを特徴とする固体酸化物形燃料電池。 - 請求項1記載の固体酸化物形燃料電池において、
前記アノードは、前記端部領域に燃焼触媒を備える固体酸化物形燃料電池。 - 請求項1から4のいずれか1項記載の固体酸化物形燃料電池において、
前記固体電解質は、袋管形であり、
前記燃料ガスは、前記固体電解質の軸方向に流れる固体酸化物形燃料電池。 - 請求項5記載の固体酸化物形燃料電池において、
前記固体電解質の内部空間に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス導入管を備え、
前記カソードは、前記固体電解質の内面側に設けられ、
前記アノードは、前記固体電解質の外面側に設けられ、
前記酸化剤ガス導入管は、前記固体電解質の袋管底部近傍と前記固体電解質の軸方向の中央部分に酸化剤ガス噴出口が設けられている固体酸化物形燃料電池。 - 固体電解質と、前記固体電解質の一方の表面に設けられたアノードと、前記固体電解質の他方の表面に設けられたカソードと、前記アノードの表面に設けられた集電極とを備え、前記アノードには燃料ガスが供給される固体酸化物形燃料電池において、
前記集電極は、前記燃料ガスの流れ方向の中央部と、この中央部の両側に位置する端部領域とを有し、前記中央部に改質触媒を備える、
ことを特徴とする固体酸化物形燃料電池。 - 固体電解質と、前記固体電解質の一方の表面に設けられたアノードと、前記固体電解質の他方の表面に設けられたカソードと、前記アノードの表面に設けられた集電極とを備え、前記アノードには燃料ガスが供給される固体酸化物形燃料電池において、
前記集電極は、前記燃料ガスの流れ方向の中央部と、この中央部の両側に位置する端部領域とを有し、前記端部領域に燃焼触媒を備える、
ことを特徴とする固体酸化物形燃料電池。 - 請求項7または8記載の固体酸化物形燃料電池において、
前記固体電解質が袋管形であり、前記固体電解質の内部空間に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス導入管を備え、
前記燃料ガスは、前記固体電解質の軸方向に流れ、
前記カソードは、前記固体電解質の内面側に設けられ、
前記アノードは、前記固体電解質の外面側に設けられ、
前記集電極は、前記アノードの外表面に設けられ、
前記酸化剤ガス導入管は、前記固体電解質の袋管底部近傍と前記固体電解質の軸方向の中央部分に酸化剤ガス噴出口が設けられている固体酸化物形燃料電池。 - 複数の単電池によって構成される集合型の固体酸化物形燃料電池において、
前記複数の単電池のそれぞれは、固体電解質と、前記固体電解質の一方の表面に設けられたアノードと、前記固体電解質の他方の表面に設けられたカソードとを備え、
前記アノードは、燃料ガスが供給され、前記燃料ガスの流れ方向の中央部と、この中央部の両側に位置する端部領域とを有し、
前記集合型の固体酸化物形燃料電池の単電池のうち、中央部分に位置する1個または複数個の単電池は、前記アノードの前記中央部に改質触媒を備え、
前記集合型の固体酸化物形燃料電池の単電池のうち、外周部に位置する1個または複数個の単電池は、前記アノードの前記端部領域に燃焼触媒を備える、
ことを特徴とする固体酸化物形燃料電池。 - 請求項10記載の固体酸化物形燃料電池において、
前記複数の単電池のそれぞれは、袋管形の固体電解質を備え、
前記燃料ガスは、前記固体電解質の軸方向に流れる固体酸化物形燃料電池。 - 請求項11記載の固体酸化物形燃料電池において、
前記複数の単電池のそれぞれは、前記固体電解質の内部空間に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス導入管を備え、
前記集合型の固体酸化物形燃料電池の単電池のうち、中央部分に位置する1個または複数個の単電池では、前記酸化剤ガス導入管は、前記固体電解質の袋管底部近傍と前記固体電解質の軸方向の中央部分に酸化剤ガス噴出口が設けられ、
前記集合型の固体酸化物形燃料電池の単電池のうち、外周部に位置する1個または複数個の単電池では、前記酸化剤ガス導入管は、前記固体電解質の袋管底部近傍のみに酸化剤ガス噴出口が設けられている固体酸化物形燃料電池。
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