JP5803857B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
H2+O2-→H2O+2e- …(1)
1/2O2+2e-→O2- …(2)
H2+1/2O2→H2O …(3)
3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2 …(4)
H2O→H2+1/2O2 …(5)
Fe3O4+4H2→3Fe+4H2O …(6)
本実施形態に係る電気回路3の構成を図2Aに示し、本実施形態に係る電気回路3の動作を図2Bに示す。なお、図2Aにおいて、直流電源D1と抵抗R1からなる直列回路は燃料電池部2の等価回路の一例であり、抵抗R2は外部負荷5の等価回路の一例である。
本実施形態に係る電気回路3の構成は第1実施形態で同一である。本実施形態に係る電気回路3の動作を図3に示す。なお、図3において、図2B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。
本実施形態に係る電気回路3の構成を図5Aに示し、本実施形態に係る電気回路3の動作を図5Bに示す。なお、図5A及び図5Bにおいて、図2A及び図2B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。
本実施形態に係る電気回路3の構成は第3実施形態で同一である。本実施形態に係る電気回路3の動作を図6Aに示す。なお、図6Aにおいて、図5B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。
本実施形態に係る電気回路5の構成を図7Aに示し、本実施形態に係る電気回路3の動作を図7Bに示す。なお、図7A及び図7Bにおいて、図5A及び図6A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。
上述した実施形態においては、燃料電池部2の電解質膜2Aとして固体酸化物電解質を用いて、発電の際に燃料極2B側で水を発生させるようにする。この構成によれば、燃料発生部材1が設けられた側で水を発生するため、装置の簡素化や小型化に有利である。一方、特開2009−99491号公報に開示された燃料電池のように、燃料電池部2の電解質膜2Aとして水素イオンを通す固体高分子電解質を用いることも可能である。但し、この場合には、発電の際に燃料電池部2の酸化剤極2C側で水が発生されることになるため、この水を燃料発生部1に伝搬する流路を設ければよい。また、上述した実施形態では、1つの燃料電池部2が発電も水の電気分解も行っているが、燃料電池(例えば発電専用の固体酸化物燃料電池)と水の電気分解器(例えば水の電気分解専用の固体酸化物燃料電池)が燃料発生部材1に対してガス流路上並列に接続される構成にしてもよい。
2 燃料電池部
2A 電解質膜
2B 燃料極
2C 酸化剤極
3 電気回路
4 容器
5 外部負荷
31 マイクロコンピュータ
32 ワンショットパルス電流回路
33 負荷接続回路
34 電圧検出回路
35、36 電流検出回路
Claims (6)
- 酸化反応により燃料ガスを発生する燃料発生部材と、
酸素を含む酸化剤ガスと前記燃料発生部材から供給される燃料ガスとの反応により発電を行う燃料電池部と、
前記燃料電池部にパルス電流を印加し、パルス電流印加時の前記燃料電池部の燃料極−酸化剤極間電圧を測定し、前記電圧に基づいて前記燃料発生部材の酸化状態を検出する電気回路とを備えることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記電気回路は、前記燃料発生部材の酸化状態ごとの前記燃料電池部の電流電圧特性に関するデータを予め格納する記憶部を有し、前記電圧及び前記データに基づいて前記燃料発生部材の酸化状態を検出することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記電気回路は、前記燃料電池部を流れる電流を検出する第1の電流検出回路を有し、前記電圧及び前記第1の電流検出回路によって検出された電流に基づいて前記燃料発生部材の酸化状態を検出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料電池システム。
- 前記電気回路は、前記燃料電池部に外部負荷を電気的に接続した状態で前記燃料電池部にパルス電流を印加することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
- 前記電気回路は、パルス電流印加時に前記燃料電池部を流れる電流を一定するために前記パルス電流をフィードバック制御するフィードバック制御部を備えることを特徴とする請求項4に記載の燃料電池システム。
- 前記電気回路は、パルス電流印加期間中のある瞬間の前記燃料電池部の燃料極−酸化剤極間電圧、パルス電流印加期間中の前記燃料電池部の燃料極−酸化剤極間電圧の時間変化率、及びパルス電流印加開始から前記燃料電池部の燃料極−酸化剤極間電圧が一定になるまでの時間の少なくとも一つを測定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
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