JP6498531B2 - 燃料電池システム及びその運転方法 - Google Patents
燃料電池システム及びその運転方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6498531B2 JP6498531B2 JP2015111231A JP2015111231A JP6498531B2 JP 6498531 B2 JP6498531 B2 JP 6498531B2 JP 2015111231 A JP2015111231 A JP 2015111231A JP 2015111231 A JP2015111231 A JP 2015111231A JP 6498531 B2 JP6498531 B2 JP 6498531B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- power generation
- cell system
- fuel
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 355
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 253
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 35
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 28
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 28
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 9
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 description 20
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 description 15
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 15
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 12
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 10
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Description
また、制御部は、燃料電池システムの稼働期間又は燃料電池の累積発電時間が長くなるに従って閾値を小さくする。これにより、燃料電池システムの稼働期間又は燃料電池の累積発電時間が長くなり、それに伴って燃料電池を含む燃料電池システムの経年変化が大きくなると、閾値が小さくされることで、燃料電池の発電において、燃料電池の発電電圧及び燃料電池システムの出力電力の少なくとも一方が閾値まで低下するまでの時間が延びることになり、燃料電池の連続発電時間が非常に短くなって利用者に違和感を与えたり、発電が開始されない事態となることが防止される。これにより、経年変化に伴う効率の大幅な低下及び連続発電時間の短時間化を抑制することができる。
これにより、燃料電池の発電電圧及び燃料電池システムの出力電力の少なくとも一方が閾値まで低下することで、発電停止の可否を問い合わせる情報が出力された場合に、例えば停電時等の非常時である等のときには、利用者は、発電停止を許可する情報を入力しないことで、燃料電池の発電を継続させることができる。従って、請求項1記載の発明によれば、燃料電池の発電電圧及び燃料電池システムの出力電力の少なくとも一方が閾値まで低下した場合に、効率低下の回避(燃料ガスの利用効率の維持)を優先して発電を停止させるか、効率低下回避よりも発電の継続を優先するかを、利用者が選択することが可能となる。
図1には、本実施形態に係る燃料電池システム10が示されている。燃料電池システム10は、主要な構成として、改質器12、燃料電池スタック14及び制御部16を備えている。
H2 →2H++2e− …(1)
4H++O2+4e− →2H2O …(2)
なお、ここで示している発電電圧の閾値はセル電圧に対する閾値であるが、これに限定されるものではなく、燃料電池スタック14における燃料電池セルの積層枚数に対応したスタック電圧に対する閾値を適用することも可能である。
次に本発明の第2実施形態を説明する。なお、第1実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
Claims (6)
- 燃料ガスにより発電する燃料電池と、
前記燃料電池の発電中に前記燃料電池の発電電圧及び前記燃料電池を含む燃料電池システムの出力電力の少なくとも一方が閾値まで低下する度に前記燃料電池の発電を停止させると共に、前記燃料電池システムの稼働期間又は前記燃料電池の累積発電時間が長くなるに従って前記閾値を小さくする制御部と、
を含む燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記燃料電池の発電電圧及び燃料電池システムの出力電力の少なくとも一方が閾値まで低下した場合に、発電停止の可否を問い合わせる情報を出力し、発電停止を許可する情報が入力された場合に、前記燃料電池の発電を停止させる燃料電池システム。 - 燃料ガスにより発電する燃料電池と、
前記燃料電池の発電中に前記燃料電池の発電電圧及び前記燃料電池を含む燃料電池システムの出力電力の少なくとも一方が閾値まで低下する度に前記燃料電池の発電を停止させると共に、前記燃料電池システムの稼働期間又は前記燃料電池の累積発電時間が長くなるに従って前記閾値を小さくする制御部と、
を含む燃料電池システムであって、
前記燃料電池システムには、発電時間優先モードと効率優先モードとを含む複数の運転モードが設けられており、
前記制御部は、前記燃料電池システムの運転モードとして発電時間優先モードが選択された場合に、前記燃料電池システムの運転モードとして効率優先モードが選択された場合よりも、少なくとも、前記燃料電池システムの稼働期間又は前記燃料電池の累積発電時間が所定値以上の期間における前記閾値の低下度合いを大きくする燃料電池システム。 - 前記制御部は、前記燃料電池の発電を停止させた場合に、前記燃料電池に含まれる触媒の活性を回復させるための回復処理を行わせる請求項1又は請求項2記載の燃料電池システム。
- 前記制御部は、累積発電電力量、累積原料ガス流量、累積カソード空気流量及び累積改質水流量の少なくとも1つに基づいて、前記燃料電池の累積発電時間を判断する請求項1〜請求項3の何れか1項記載の燃料電池システム。
- 燃料ガスにより発電する燃料電池を含む燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池の発電中に前記燃料電池の発電電圧及び前記燃料電池システムの出力電力の少なくとも一方が閾値まで低下する度に前記燃料電池の発電を停止させると共に、前記燃料電池システムの稼働期間又は前記燃料電池の累積発電時間が長くなるに従って前記閾値を小さくする燃料電池システムの運転方法であって、
前記燃料電池の発電電圧及び燃料電池システムの出力電力の少なくとも一方が閾値まで低下した場合に、発電停止の可否を問い合わせる情報を出力し、発電停止を許可する情報が入力された場合に、前記燃料電池の発電を停止させる燃料電池システムの運転方法。 - 燃料ガスにより発電する燃料電池を含む燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池の発電中に前記燃料電池の発電電圧及び前記燃料電池システムの出力電力の少なくとも一方が閾値まで低下する度に前記燃料電池の発電を停止させると共に、前記燃料電池システムの稼働期間又は前記燃料電池の累積発電時間が長くなるに従って前記閾値を小さくする燃料電池システムの運転方法であって、
前記燃料電池システムには、発電時間優先モードと効率優先モードとを含む複数の運転モードが設けられており、
前記燃料電池システムの運転モードとして発電時間優先モードが選択された場合に、前記燃料電池システムの運転モードとして効率優先モードが選択された場合よりも、少なくとも、前記燃料電池システムの稼働期間又は前記燃料電池の累積発電時間が所定値以上の期間における前記閾値の低下度合いを大きくする燃料電池システムの運転方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015111231A JP6498531B2 (ja) | 2015-06-01 | 2015-06-01 | 燃料電池システム及びその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015111231A JP6498531B2 (ja) | 2015-06-01 | 2015-06-01 | 燃料電池システム及びその運転方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016225165A JP2016225165A (ja) | 2016-12-28 |
JP6498531B2 true JP6498531B2 (ja) | 2019-04-10 |
Family
ID=57746204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015111231A Active JP6498531B2 (ja) | 2015-06-01 | 2015-06-01 | 燃料電池システム及びその運転方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6498531B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7119918B2 (ja) * | 2018-11-05 | 2022-08-17 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006120421A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Ebara Ballard Corp | 燃料電池発電システム |
JP2006338925A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム |
JP2007273388A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Toshiba Corp | 燃料電池システムおよびその動作制御方法 |
JP5444789B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2014-03-19 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池劣化判定装置 |
-
2015
- 2015-06-01 JP JP2015111231A patent/JP6498531B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016225165A (ja) | 2016-12-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4946015B2 (ja) | 燃料電池発電装置の運転方法 | |
RU2402841C1 (ru) | Система топливных элементов | |
JP2010027298A (ja) | 燃料電池発電システム及びその性能回復方法並びに性能回復プログラム | |
JP4951917B2 (ja) | 燃料改質システム | |
JP2003286002A (ja) | 一酸化炭素除去装置 | |
JP2005158557A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2006196402A (ja) | 燃料電池システムの制御装置 | |
JP5190749B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP6498531B2 (ja) | 燃料電池システム及びその運転方法 | |
JP4982977B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5791070B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池システム | |
JP5076293B2 (ja) | 燃料電池システム | |
KR20170116829A (ko) | 연료전지 스택의 전류를 제어하는 방법 및 이를 적용한 연료전지 시스템 | |
JP2008218051A (ja) | 燃料電池の制御方法 | |
KR101780288B1 (ko) | 통합 연료전지 제어 시스템 및 그 구동 방법 | |
JP2007109568A (ja) | 燃料電池システム | |
JP4634071B2 (ja) | 燃料電池発電システム | |
JP2007200771A (ja) | 燃料電池発電装置の改質触媒温度制御システムおよびその制御方法 | |
JP4834766B2 (ja) | ダイレクトメタノール型燃料電池および電子機器 | |
JP5986236B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池システム | |
JP2009187883A (ja) | 燃料電池システムの電池特性回復操作方法 | |
JP5055696B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5683031B2 (ja) | 燃料電池システムおよびその運転方法 | |
JP2004265692A (ja) | 燃料電池システム | |
JP5329291B2 (ja) | 燃料電池モジュールの制御プログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180112 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181017 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181023 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181221 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190305 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190313 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6498531 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |