JP5711166B2 - 固体酸化物型燃料電池システム - Google Patents
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Description
また、本発明の固体酸化物型燃料電池システムの1構成例は、さらに、固体酸化物型燃料電池スタック毎に設けられ、各水蒸気改質器に供給される純水の流量を個別に調整する純水ポンプを備え、前記制御部は、各固体酸化物型燃料電池スタックの電圧が等しくなるように各純水ポンプの吐出量を調節することにより、前記水蒸気改質に使用する純水の流量を固体酸化物型燃料電池スタック毎に調整することを特徴とするものである。
また、本発明の固体酸化物型燃料電池システムの1構成例において、前記水蒸気改質器は、各固体酸化物型燃料電池スタックの燃料ガス供給口に設置されることを特徴とするものである。
また、本発明の固体酸化物型燃料電池システムの1構成例において、前記水蒸気改質器は、アルミナ表面に金属ニッケルまたは金属ルテニウムが担持された触媒を格納しているものである。
本実施の形態の固体酸化物型燃料電池システムは、それぞれ平板型の固体酸化物型燃料電池セルとセパレータとを交互に積層した複数の固体酸化物型燃料電池スタック1(1−A,1−B,1−C,1−D)と、各固体酸化物型燃料電池スタック1に供給される燃料ガスの流量を調整する燃料ガス流量コントローラーであるマスフローコントローラー2と、固体酸化物型燃料電池スタック毎に設けられ、燃料ガスを水蒸気改質して固体酸化物型燃料電池スタック1に供給する水蒸気改質器3(3−A,3−B,3−C,3−D)と、固体酸化物型燃料電池スタック毎に設けられ、各水蒸気改質器3に供給する純水の流量を個別に調整する純水ポンプ4(4−A,4−B,4−C,4−D)と、固体酸化物型燃料電池スタック毎に設けられ、各純水ポンプ4から供給される純水を気化して水蒸気改質器3に供給する気化器5(5−A,5−B,5−C,5−D)と、各固体酸化物型燃料電池スタック1が発生する起電力(スタック電圧)に基づいて、各純水ポンプ4を制御する制御部6とを有する。なお、図1では、酸化剤ガスの供給経路の記載を省略している。
電解質102の材料としては、例えばスカンジア安定化ジルコニア(ScSZ)、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)、サマリア安定化ジルコニア(SSZ)、コバルト添加ランタンガレート系酸化物(LSGMC)などがある。
燃料極100の材料としては、金属Niと前記電解質102を構成する材料との混合物などがある。これらの混合物としては、例えばニッケル添加イットリア安定化ジルコニア(Ni−YSZ)、ニッケル添加サマリア安定化ジルコニア(Ni−SSZ)、ニッケル添加スカンジア安定化ジルコニア(Ni−ScSZ)などがある。
空気極側セパレータ105には、酸化剤ガス供給用のガス供給配管109と、ガス供給配管109と接続されたガス供給配管110と、ガス供給配管110と接続されたガス流路111と、燃料ガス供給用のガス供給配管106とが形成されている。
また、未使用の燃料ガスなどを直接外気に放出すると安全面で問題があるため、モジュール内部で燃焼させてから排気する必要がある。そのために、固体酸化物型燃料電池スタック1からの排ガスを回収して燃やす燃焼器7がモジュール内部に設置されている。
なお、モジュール内部には、複数の固体酸化物型燃料電池スタック1と複数の水蒸気改質器3と複数の気化器5とが配置されるが、図4では記載を簡略化するため、固体酸化物型燃料電池スタック1と水蒸気改質器3と気化器5とをそれぞれ1台ずつとしている。
Claims (5)
- 平板型の固体酸化物型燃料電池セルとセパレータとを交互に積層した複数の固体酸化物型燃料電池スタックと、
固体酸化物型燃料電池スタック毎に設けられ、燃料ガスを水蒸気改質して対応する固体酸化物型燃料電池スタックに供給する水蒸気改質器と、
全ての水蒸気改質器に供給される燃料ガスの流量を調整する燃料ガス流量コントローラーと、
各固体酸化物型燃料電池スタックの電圧が等しくなるように、前記水蒸気改質に使用する純水の流量を固体酸化物型燃料電池スタック毎に調整する制御部とを備えることを特徴とする固体酸化物型燃料電池システム。 - 請求項1記載の固体酸化物型燃料電池システムにおいて、
さらに、固体酸化物型燃料電池スタック毎に設けられ、各水蒸気改質器に供給される純水の流量を個別に調整する純水ポンプを備え、
前記制御部は、各固体酸化物型燃料電池スタックの電圧が等しくなるように各純水ポンプの吐出量を調節することにより、前記水蒸気改質に使用する純水の流量を固体酸化物型燃料電池スタック毎に調整することを特徴とする固体酸化物型燃料電池システム。 - 請求項2記載の固体酸化物型燃料電池システムにおいて、
さらに、固体酸化物型燃料電池スタック毎に設けられ、各純水ポンプから供給される純水を気化して対応する固体酸化物型燃料電池スタックの水蒸気改質器に供給する気化器を備えることを特徴とする固体酸化物型燃料電池システム。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の固体酸化物型燃料電池システムにおいて、
前記水蒸気改質器は、各固体酸化物型燃料電池スタックの燃料ガス供給口に設置されることを特徴とする固体酸化物型燃料電池システム。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の固体酸化物型燃料電池システムにおいて、
前記水蒸気改質器は、アルミナ表面に金属ニッケルまたは金属ルテニウムが担持された触媒を格納しているものであることを特徴とする固体酸化物型燃料電池システム。
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