JP5760983B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Description
本発明に係る燃料電池システムで用いられる燃料発生剤の主体は、酸化反応によって燃料(還元性ガス)を放出することができるものであれば何でもよく、例えば、Ni、Fe、Pd、V、Mgやこれらの各合金などが挙げられる。
本発明に係る燃料電池システムで用いられる燃料発生剤の製造方法の一例として、鉄を燃料発生剤の主体にする場合の製造方法について以下に説明する。
4H2O+3Fe→4H2+Fe3O4 …(1)
4H2+Fe3O4→3Fe+4H2O …(2)
本発明の第1実施形態に係る燃料電池システムの概略構成を図1に示す。図1に示す本発明の第1実施形態に係る燃料電池システムは、燃料発生剤1と、酸素を含む酸化剤と燃料発生剤1から供給される燃料との反応により発電を行う燃料電池装置2と、燃料発生剤1を収容する容器3と、燃料電池装置2を収容する容器4と、燃料発生剤1と燃料電池装置2との間でガスを循環させるためのガス流通経路5とを備えている。さらに、本実施形態では、温度によって形状が変化する形状変化部材6を含み、所定の温度以上になると形状変化部材6が変形することで燃料発生剤1にガスが供給されることを妨げる安全機構7がガス流通経路5に設けられている。
H2+O2−→H2O+2e− …(3)
1/2O2+2e−→O2− …(4)
本発明の第2実施形態に係る燃料電池システムは、安全機構7の構造を除いて本発明の第1実施形態に係る燃料電池システムと同一の構造である。本発明の第2実施形態に係る燃料電池システムに設けられる安全機構7の構造を図5に示す。なお、図5において図1と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。
本発明の第3実施形態に係る燃料電池システムは、安全機構7の構造を除いて本発明の第1実施形態に係る燃料電池システムと同一の構造である。本発明の第3実施形態に係る燃料電池システムに設けられる安全機構7の構造を図7に示す。なお、図7において図1と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。
本発明の第4実施形態に係る燃料電池システムの概略構成を図9に示す。なお、図9において図1及び図7と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。
また、上述した各実施形態では、燃料発生剤1と燃料電池装置2とを別々の容器に収容した構造を図示しているが、図11に示すように燃料発生剤1と燃料電池装置2とを同一の容器10に収容してもよい。図11では、第2実施形態と同様の安全機構7を設けているが、例えば、第3実施形態と同様の安全機構7や第4実施形態と同様の安全機構7を設けることも可能である。
2 燃料電池装置
2A 電解質膜
2B 燃料極
2C 空気極
3、4、10 容器
5 ガス流通経路
6 形状変化部材
7 安全機構
8 遮蔽部材
9 粒子剤
Claims (6)
- 燃料極と、酸化剤極と、前記燃料極と前記酸化剤極との間に挟持される電解質とを含み、酸素を含む酸化剤と燃料との反応により発電を行う燃料電池装置と、
発電時に前記反応により前記燃料電池装置において発生した水蒸気との酸化反応により燃料を発生する燃料発生剤と、
温度によって形状が変化する形状変化部材を含み、所定の温度になると前記形状変化部材が変形することで前記燃料発生剤に前記水蒸気を含むガスが供給されることを妨げる安全機構とを備える燃料電池システムであって、
前記安全機構は、前記燃料極と前記燃料発生剤を含む密閉又は閉鎖された空間内に設けられ、
前記所定の温度は、正常な発電時において前記燃料発生剤の前記水蒸気との酸化反応によって上昇可能な前記形状変化部材の温度より高い温度であって、前記燃料発生剤の過熱による異常発生が想定されるときの前記形状変化部材の温度より低い温度である、燃料電池システム。 - 前記安全機構は、前記密閉又は閉鎖された空間の上部に配置され、
前記安全機構は、遮蔽部材を含み、
前記所定の温度になると前記形状変化部材が溶融することにより、前記遮蔽部材が前記密閉又は閉鎖された空間の下部に降下し、前記燃料発生剤に前記水蒸気を含むガスが供給されることを妨げる、請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記安全機構は、前記燃料発生剤の上方に配置され、
前記安全機構は、粒子剤を含み、
前記所定の温度になると前記形状変化部材が溶融することにより、前記粒子剤が前記燃料発生剤の粒子間の空間を満たし、前記燃料発生剤に前記水蒸気を含むガスが供給されることを妨げる、請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記燃料電池装置が固体酸化物燃料電池である、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料発生剤を収容する第1の容器と、
前記燃料電池装置を収容する第2の容器と、
前記第1の容器の内部と前記第2の容器の内部とを連通する配管とを備え、
前記安全機構が前記配管に設けられる、請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記配管は、U字形状であり、
前記U字形状の底部の体積は、前記形状変化部材の体積よりも小さい、請求項5に記載の燃料電池システム。
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