JP5516726B2 - 燃料電池装置 - Google Patents
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Description
最初に、本発明の一実施形態に係る燃料電池装置の概略構成について図1を用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る燃料電池装置の概略構成を示す模式図である。
次に、本発明の一実施形態に係る燃料電池装置1で行われる発電動作及び再生(還元)動作の詳細について図2を用いて説明する。尚、図2において図1と同一の部分には同一の符号を付す。図2(a)〜図2(d)は、本発明の一実施形態に係る燃料電池装置1で行われる発電動作及び再生動作の流れを示す模式図である。
発電動作の前状態では、図2(a)に示すように、空気供給口109及び空気排出口110がともに閉じられており、燃料電池本体10の空間部111には、水素(H2)が封入されている。
H2+O2−→H2O+2e− …(1)
4H2O+3Fe→4H2+Fe3O4 …(2)
図2(c)に示した発電動作停止状態から、図2(d)に示すように、還元制御部30により燃料電池本体10の燃料極102と空気極103の間に電圧を印加し通電すると、燃料極102では、空間部111に残留している水(H2O)と通電により供給された電子(e−)とで下記の化学反応式(3)に示す電気分解が生じ、その電気分解により水素(H2)が発生する。
H2O+2e−→H2+O2− …(3)
4H2+Fe3O4→4H2O+3Fe …(4)
次に、上記の発電動作が行われる際に実行される温度制御部20の制御動作の詳細について、図1、図3、及び図4を用いて説明する。図3は温度制御部20の制御動作の一例を示すフローチャートであり、図4はヒータ通電停止タイミングを示す図である。
10 燃料電池本体
101 電解質膜
102 燃料極
102a 供給面
103 空気極
104 水素発生部材
104a 放出面
105 ヒータ
106 温度センサ
107 カバー部材
108 空気流路
109 空気供給口
110 空気排出口
111 空間部
20 温度制御部
201 温度モニタ部
202 判定部
203 補助電源
204 スイッチ部
30 還元制御部
40 外部負荷
50 外部電源
Claims (5)
- 燃料極、酸化剤極、及び前記燃料極と前記酸化剤極との間に狭持される電解質を有する発電部と、
前記発電部の燃料極に供給するための水素を発電時に前記発電部側で発生した水との酸化反応により発生する水素発生部材と、
前記発電部及び前記水素発生部材を内蔵する容器とを有する燃料電池装置であって、
前記水素発生部材を加熱する加熱手段と、
前記水素発生部材の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出結果に応じて前記水素発生部材の温度を制御する温度制御手段とを備え、
前記温度制御手段が、前記水素発生部材の温度が所定の温度以上であると判断すると、前記加熱手段の動作を停止させ、
前記所定の温度とは、前記水素発生部材が該温度に達すると、前記水素発生部材が酸化反応による自己発熱によって、前記発電部において所望の電力を発電するに十分な量の水素が発生する温度にまで上昇し、更に温度が上昇し定常化する温度に達するように前記所望の電力に対応した値に設定される温度であることを特徴とする燃料電池装置。 - 前記温度制御手段は、前記水素発生部材の温度が前記所定の温度未満であると判断すると、前記加熱手段の動作を開始させることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池装置。
- 前記水素発生部材の水素を放出する放出面と前記燃料極の水素が供給される供給面とが互いに対向して平行に配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料電池装置。
- 前記水素発生部材が鉄を含むことを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の燃料電池装置。
- 前記発電部は、固体酸化物型燃料電池(SOFC)であることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の燃料電池装置。
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