JP5618680B2 - 固体酸化物型燃料電池システム - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態における固体酸化物型燃料電池システムの主要部の概略構成図である。
に示す反応式に基づいて反応する。右側の反応は例えば500℃〜700℃の温度範囲において生じ、左側の反応は例えば700℃〜850℃の温度範囲において生じる。したがって、第1のCO2ガス吸収装置12及び第2のCO2ガス吸収装置13を500℃〜700℃の温度に加熱した際には、上記反応式に基づいてCO2ガス吸収セラミックスはCO2ガスを吸収するようになり、700℃〜850℃の温度範囲に加熱した際には、上記反応式に基づいてCO2ガス吸収セラミックスはCO2ガスを放出するようになる。
図4は、本実施形態における固体酸化物型燃料電池システムの主要部の概略構成図である。本実施形態では、第1の実施形態の、図1に示す固体酸化物型燃料電池システムの主要部において、第1のCO2ガス吸収装置12と第2のCO2ガス吸収装置13との間に追加の熱交換器15が設けられている点で相違し、その他の点については同様の構成を採っている。したがって、本実施形態では、かかる相違点に基づく作用効果について説明し、その他の類似あるいは同一の構成要素に基づく作用効果については、第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
図9は、本実施形態における固体酸化物型燃料電池システムの主要部の概略構成図である。なお、第1の実施形態における図1に示す固体酸化物型燃料電池システムと類似又は同一の構成要素に関しては、同一の参照数字を用いて表している。
図10は、本実施形態における固体酸化物型燃料電池システムの主要部の概略構成図である。なお、第1の実施形態における図1に示す固体酸化物型燃料電池システムと類似又は同一の構成要素に関しては、同一の参照数字を用いて表している。
図11は、本実施形態における固体酸化物型燃料電池システムの主要部の概略構成図である。
図12は、本実施形態における固体酸化物型燃料電池システムの主要部の概略構成図である。本実施形態では、第1の実施形態の、図1に示す固体酸化物型燃料電池システムの主要部において、第1のCO2ガス吸収装置12及び第2のCO2ガス吸収装置13と相対向する側において、これらCO2ガス吸収装置12,13と連結された追加の固体酸化物型燃料電池14が設けられている点で相違し、その他の点については同様の構成を採っている。したがって、本実施形態では、かかる相違点に基づく作用効果について説明し、その他の類似あるいは同一の構成要素に基づく作用効果については、第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
図13は、本実施形態における固体酸化物型燃料電池システムの主要部の概略構成図である。本実施形態では、第6の実施形態の、図12に示す固体酸化物型燃料電池システムの主要部において、CO2ガス吸収装置12,13と連結された追加の固体酸化物型燃料電池14を、リン酸型燃料電池あるいは高分子型燃料電池に置換した点で相違し、その他の点については同様の構成を採っている。したがって、本実施形態では、かかる相違点に基づく作用効果について説明し、その他の類似あるいは同一の構成要素に基づく作用効果については、第6の実施形態と同様であるので説明を省略する。
11 固体酸化物型燃料電池(SOFC)
12、22、32 第1のCO2ガス吸収装置
13、23、33 第2のCO2ガス吸収装置
14 追加の固体酸化物型燃料電池
15 追加の熱交換器
17 燃焼器
16、18、19 熱交換器
41、42、43 酸化カルシウム(CaO)セラミックスを含んだCO2ガス吸収装置
Claims (11)
- 炭化水素ガスを燃料として用いた固体酸化物型燃料電池発電システムであって、
前記炭化水素ガスの少なくとも一部を水素ガスに転換するための改質器と、
前記燃料の供給に関して、前記改質器の下流側に設けられた固体酸化物型燃料電池と、
前記固体酸化物型燃料電池に連結され、内部にCO2ガス吸収セラミックスが充填されて、
記固体酸化物型燃料電池から排出されたCO2ガスを吸収するCO2ガス吸収装置とを具え、
前記CO 2 ガス吸収装置は、内部に前記CO 2 ガス吸収セラミックスが充填された、互いに連結されてなる少なくとも第1のCO 2 ガス吸収装置及び第2のCO 2 ガス吸収装置であって、
前記第1のCO 2 ガス吸収装置及び前記第2のCO 2 ガス吸収装置は、それぞれ第1の熱交換器及び第2の熱交換器を含み、
前記固体酸化物型燃料電池からの排ガスの熱を、前記第1の熱交換器を介して前記第1のCO 2 ガス吸収装置に伝達し、前記第1のCO 2 ガス吸収装置を第1の温度に加熱することにより、前記第1のCO 2 ガス吸収装置に予め吸収されているCO 2 ガスを放出するとともに、
前記排ガス中のCO 2 ガスを、前記第1の温度よりも低い第2の温度に保持された前記第2のCO 2 ガス吸収装置において吸収するように構成したことを特徴とする、固体酸化物型燃料電池発電システム。 - 前記第1のCO2ガス吸収装置と前記第2のCO2ガス吸収装置との間に追加の熱交換器を具えることを特徴とする、請求項1に記載の固体酸化物型燃料電池システム。
- 前記改質器は、前記第1のCO2ガス吸収装置及び前記第2のCO2ガス吸収装置の少なくとも一方中に含有され、前記改質器と前記第1のCO2ガス吸収装置及び前記第2のCO2ガス吸収装置の少なくとも一方とは一体的に構成されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の固体酸化物型燃料電池システム。
- 前記第1のCO2ガス吸収装置及び前記第2のCO2ガス吸収装置の少なくとも一方は、改質触媒を含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一に記載の固体酸化物型燃料電池システム。
- 前記CO2ガス吸収セラミックスは、リチウム化合物及びバリウム化合物の少なくとも一方を含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一に記載の固体酸化物型燃料電池システム。
- 前記CO2ガス吸収セラミックスは、酸化カルシウムを含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一に記載の固体酸化物型燃料電池システム。
- 前記CO2ガス吸収装置と連結された燃料電池を具えることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一に記載の固体酸化物型燃料電池システム。
- 前記固体酸化物型燃料電池の燃料利用率に対して、前記燃料電池の燃料利用率を向上させたことを特徴とする、請求項7に記載の固体酸化物型燃料電池システム。
- 前記固体酸化物型燃料電池の動作温度に対して、前記燃料電池の動作温度が低いことを特徴とする、請求項7又は8に記載の固体酸化物型燃料電池システム。
- 前記燃料電池は、追加の固体酸化物型燃料電池であって、その電解質がセリア系電解質材料、ランタンガレード系電解質材料及びプロトン導電性電解質材料からなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことを特徴とする、請求項7〜9のいずれか一に記載の固体酸化物型燃料電池システム。
- 燃料電池は、リン酸型燃料電池及び高分子型燃料電池の一方であることを特徴とする、請求項7〜9のいずれか一に記載の固体酸化物型燃料電池システム。
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