JP6902707B1 - 水素システムおよび水素システムの運転方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下の実施形態では、上記の圧縮機の一例である電気化学式水素ポンプを備える水素システムの構成および動作について説明する。
図1は、第1実施形態の水素システムの一例を示す図である。
以下、水素システム200の水素圧縮動作の一例について、図面を参照しながら説明する。
カソード:2H++2e−→H2(高圧) ・・・(2)
このようにして、水素システム200において、電気化学式水素ポンプ100のアノードANおよびカソードCA間に電圧を印加することで、アノードANに供給される水素含有ガス中の水素を、電解質膜20を介してカソードCAに移動させ、かつ圧縮する動作が行われる。カソードCAで生成された高圧の水素は、適時に、水素需要体に供給される。水素需要体として、例えば、水素貯蔵器、水素を用いて発電する燃料電池などを挙げることができる。水素貯蔵器として、例えば、水素タンクを挙げることができる。
図2は、第1実施形態の実施例の水素システムの一例を示す図である。
図3は、第1実施形態の第1変形例の水素システムの一例を示す図である。
図4は、第1実施形態の第2変形例の水素システムの一例を示す図である。
図5は、第2実施形態の水素システムの一例を示す図である。
図6は、第3実施形態の水素システムの一例を示す図である。
図7は、第4実施形態の水素システムの一例を示す図である。
図8は、第5実施形態の水素システムの一例を示す図である。
図9は、第6実施形態の水素システムの一例を示す図である。
図10は、第7実施形態の水素システムの一例を示す図である。
1A :第1流路
2 :第2流路
2A :第2流路
2B :第2流路
2C :第2流路
3 :第3流路
4 :第4流路
5 :開閉弁
7 :第1逆止弁
8 :第2逆止弁
9 :減圧弁
10 :第3逆止弁
11 :流量調節器
20 :電解質膜
21 :電圧印加器
50 :制御器
100 :電気化学式水素ポンプ
200 :水素システム
AN :アノード
CA :カソード
Claims (10)
- アノードおよびカソード間に電圧を印加することで、アノードに供給される水素含有ガス中の水素を、電解質膜を介してカソードに移動させ、かつ圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機のアノードから排出される水素含有ガスが流れる第1流路と、
前記圧縮機のカソードから排出されるカソードオフガスを前記圧縮機のアノードに供給するための第2流路と、
前記第2流路に設けられた開閉弁と、
通常停止時に、前記開閉弁を開放させる制御器と、
を備える、水素システム。 - 前記圧縮機のカソードから排出されるカソードオフガスが流れる第3流路を備え、
前記第2流路は、前記第3流路から分岐する、請求項1に記載の水素システム。 - 前記圧縮機のアノードに供給される水素含有ガスが流れる第4流路を備え、
前記第2流路は、前記第4流路に合流する、請求項1または2に記載の水素システム。 - 前記第2流路に分岐する箇所よりも下流の前記第3流路に、前記圧縮機のカソードから排出されるカソードオフガスの流れの向きと逆向きの流れを防止する第1逆止弁を備える、請求項2に記載の水素システム。
- 前記第2流路が合流する箇所よりも上流の前記第4流路に、前記圧縮機のアノードに供給される水素含有ガスの流れの向きと逆向きの流れを防止する第2逆止弁を備える、請求項3に記載の水素システム。
- 前記開閉弁よりも下流の前記第2流路に、前記第2流路を流れるカソードオフガスを減圧する減圧弁を備える、請求項1−5のいずれか1項に記載の水素システム。
- 前記減圧弁よりも下流の前記第2流路に、前記第2流路を流れるカソードオフガスの流れの向きと逆向きの流れを防止する第3逆止弁を備える、請求項6に記載の水素システム。
- 前記減圧弁から前記第3逆止弁までの間の前記第2流路に、前記第2流路を流れるカソードオフガスの流量を調整する流量調節器を備える、請求項7に記載の水素システム。
- 前記第1流路は、前記第2逆止弁よりも下流の前記第4流路と合流する、請求項5に記載の水素システム。
- アノードおよびカソード間に電圧を印加することで、アノードに供給される水素含有ガス中の水素を、電解質膜を介してカソードに移動させ、かつ圧縮するステップと、
前記水素を圧縮するステップの通常停止時に、前記カソードで圧縮されたカソードオフガスを前記アノードに供給するステップと、
前記アノードに供給されたカソードオフガスを、前記アノードから排出される水素含有ガスが流れる流路を介して排出させるステップと、を備える、水素システムの運転方法。
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