JP7371697B2 - 燃料電池システム - Google Patents
燃料電池システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP7371697B2 JP7371697B2 JP2021554790A JP2021554790A JP7371697B2 JP 7371697 B2 JP7371697 B2 JP 7371697B2 JP 2021554790 A JP2021554790 A JP 2021554790A JP 2021554790 A JP2021554790 A JP 2021554790A JP 7371697 B2 JP7371697 B2 JP 7371697B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- exhaust gas
- flow path
- manifold
- cell system
- 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 212
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 337
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 113
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 6
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 35
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 35
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 5
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 3
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
- H01M8/04022—Heating by combustion
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
- H01M8/0618—Reforming processes, e.g. autothermal, partial oxidation or steam reforming
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
- H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
次に、図8を参照して、上述した実施形態の第1変形例による燃料電池システム100について説明する。以下の変形例の説明においては、本実施形態と同じ機能を果たす構成等には同一の符号を用い、重複する説明を適宜省略する。
次に、図9を参照して、第2変形例による燃料電池システム100について説明する。図9は、第2変形例による燃料電池システム100のマニホールド50の分解斜視図である。
次に、図10を参照して、本実施形態の第3変形例による燃料電池システム100について説明する。図10は、第3変形例による燃料電池システム100のマニホールド50の内部の様子を示す図である。
次に、図11及び図12を参照して、本実施形態の第4変形例による燃料電池システム100のマニホールド50について説明する。図11は第4変形例によるマニホールド50の内部の様子を示す図であり、図12は第4変形例によるマニホールド50の第1プレート51を示す図である。
Claims (14)
- 作動ガスの供給を受けて発電する燃料電池を備える燃料電池システムであって、前記燃料電池から排出されるオフガスを燃焼させる燃焼器と、前記作動ガスを前記燃料電池に供給するとともに、前記燃焼器からの排ガスと熱交換を行う熱交換デバイスと、前記燃料電池と、前記燃焼器及び前記熱交換デバイスとの間に配置されるマニホールドと、を備え、前記マニホールドは、前記燃料電池から排出される前記オフガスを前記燃焼器へと導くオフガス流路と、前記燃焼器から排出される前記排ガスを前記熱交換デバイスへと導く排ガス流路と、を有する、燃料電池システム。
- 請求項1に記載の燃料電池システムであって、前記作動ガスは、燃料ガスとしてのアノードガスと、酸化剤ガスとしてのカソードガスとを含み、前記熱交換デバイスは、前記排ガスの熱を用いて前記カソードガスを加熱するカソード熱交換器と、前記排ガスの熱を用いて原燃料を前記アノードガスに改質する改質器と、を備え、前記排ガス流路は、前記排ガスの一部を前記カソード熱交換器へと導く第1排ガス流路と、前記排ガスの残りを前記改質器へと導く第2排ガス流路と、を備える、燃料電池システム。
- 請求項2に記載の燃料電池システムであって、前記燃焼器は、前記オフガスを燃焼させる第1触媒燃焼器と、前記第1触媒燃焼器で生成された前記排ガスと熱交換することで前記原燃料を気化させ、気化した燃料を前記燃焼器へと供給する蒸発器と、を備え、前記排ガス流路には、前記蒸発器を通じて前記マニホールド内に流入した前記排ガスを燃焼させる第2触媒燃焼器が設けられる、燃料電池システム。
- 請求項3に記載の燃料電池システムであって、前記第2触媒燃焼器は、前記第1及び第2排ガス流路にそれぞれ別々に配置される、燃料電池システム。
- 請求項4に記載の燃料電池システムであって、 前記第1排ガス流路に配置される前記第2触媒燃焼器の大きさと、前記第2排ガス流路に配置される前記第2触媒燃焼器の大きさは互いに異なる、 燃料電池システム。
- 請求項4又は5に記載の燃料電池システムであって、前記第1排ガス流路に配置される前記第2触媒燃焼器の数と、前記第2排ガス流路に配置される前記第2触媒燃焼器の数は互いに異なる、燃料電池システム。
- 請求項3から請求項6のいずれか一つに記載の燃料電池システムであって、前記第2触媒燃焼器は、複数の平板がガス流れ方向と平行となるよう配置された担体と、前記担体に担持された触媒とから構成される、燃料電池システム。
- 請求項3から請求項6のいずれか一つに記載の燃料電池システムであって、前記第2触媒燃焼器は、筒状のハニカム構造体としての担体と、前記担体に担時された触媒とから構成される、燃料電池システム。
- 請求項3から請求項8のいずれか一つに記載の燃料電池システムであって、前記マニホールド内における前記第2触媒燃焼器に前記原燃料を供給するための供給配管をさらに備える、燃料電池システム。
- 請求項9に記載の燃料電池システムであって、前記供給配管は、先端部が前記マニホールド内に挿入された状態で当該マニホールドに取り付けられ、前記先端部には、配管延設方向に沿って複数の燃料供給口が設けられる、燃料電池システム。
- 請求項10に記載の燃料電池システムであって、前記複数の燃料供給口は、前記排ガス流路の下流に向かって前記原燃料が供給されるように配置される、燃料電池システム。
- 請求項2から請求項11のいずれか一つに記載の燃料電池システムであって、前記マニホールドは、前記改質器で生成された前記アノードガスを前記燃料電池へと供給するためのアノード流路をさらに備え、前記マニホールドの幅方向において、前記オフガス流路は前記マニホールドの一端側に位置し、前記アノード流路は前記マニホールドの他端側に位置し、前記排ガス流路は前記オフガス流路と前記アノード流路の間に位置する、燃料電池システム。
- 請求項12に記載の燃料電池システムであって、前記マニホールドは、前記カソード熱交換器で加熱された前記カソードガスを前記燃料電池へと供給するためのカソード流路をさらに備え、前記幅方向と直交する方向において、前記カソード流路は前記第1排ガス流路と前記第2排ガス流路との間に位置する、燃料電池システム。
- 請求項13に記載の燃料電池システムであって、前記燃料電池が配置される側の前記マニホールドの端面において、前記カソード流路に対向する部位は当該燃料電池に向かって突出する突出部として形成されており、前記突出部には、前記カソードガスを前記燃料電池に対して供給するための供給口が形成される、燃料電池システム。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/IB2019/001246 WO2021090041A1 (ja) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | 燃料電池システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2021090041A1 JPWO2021090041A1 (ja) | 2021-05-14 |
JP7371697B2 true JP7371697B2 (ja) | 2023-10-31 |
Family
ID=75848288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021554790A Active JP7371697B2 (ja) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | 燃料電池システム |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US12015179B2 (ja) |
EP (1) | EP4057399A4 (ja) |
JP (1) | JP7371697B2 (ja) |
CN (1) | CN114730893B (ja) |
WO (1) | WO2021090041A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021214810A1 (de) * | 2021-12-21 | 2023-06-22 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Brennstoffzellenvorrichtung, sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Brennstoffzellenvorrichtung |
DE102021214809A1 (de) * | 2021-12-21 | 2023-06-22 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Brennstoffzellenvorrichtung |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060134470A1 (en) | 2004-12-21 | 2006-06-22 | Ultracell Corporation | Compact fuel cell package |
JP2014155928A (ja) | 2014-06-04 | 2014-08-28 | Miike Iron Works Co Ltd | 揺動選別機 |
JP2015207510A (ja) | 2014-04-23 | 2015-11-19 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池モジュール |
WO2021044766A1 (ja) | 2019-09-04 | 2021-03-11 | 日産自動車株式会社 | 燃焼器およびこれを備える燃料電池システム |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07109772B2 (ja) * | 1988-03-22 | 1995-11-22 | 石川島播磨重工業株式会社 | 内部マニホールド型燃料電池発電装置 |
US6077620A (en) | 1997-11-26 | 2000-06-20 | General Motors Corporation | Fuel cell system with combustor-heated reformer |
US6627339B2 (en) * | 2000-04-19 | 2003-09-30 | Delphi Technologies, Inc. | Fuel cell stack integrated with a waste energy recovery system |
US6824906B2 (en) * | 2001-07-16 | 2004-11-30 | Modine Manufacturing Company | Fuel cell system incorporating and integrated cathode exhaust condenser and stack cooler |
JP2004119357A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-15 | Toto Ltd | 円筒構造固体酸化物形燃料電池システム用給気マニホールド |
JP2005009427A (ja) * | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Bosch Automotive Systems Corp | 排気ガス切換弁及び排気ガス後処理装置 |
US7666539B2 (en) * | 2003-06-27 | 2010-02-23 | Ultracell Corporation | Heat efficient portable fuel cell systems |
JP2005285694A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Nissan Motor Co Ltd | 固体高分子型燃料電池および燃料電池システム |
US7947407B2 (en) * | 2005-04-27 | 2011-05-24 | Lilliputian Systems, Inc. | Fuel cell apparatus having a small package size |
JP2008269930A (ja) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム |
JP2009078954A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-16 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 改質装置 |
EP2249422A4 (en) * | 2008-01-29 | 2013-01-02 | Kyocera Corp | FUEL CELL MODULE AND FUEL CELL ELEMENT |
JP5580644B2 (ja) * | 2010-04-05 | 2014-08-27 | 日本特殊陶業株式会社 | 固体酸化物形燃料電池,および固体酸化物形燃料電池システム |
JP5494555B2 (ja) * | 2011-04-18 | 2014-05-14 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム、および、燃料電池スタック |
WO2014155928A1 (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | 住友精密工業株式会社 | 燃料電池 |
BR112018012004B1 (pt) * | 2015-12-15 | 2021-07-20 | Nissan Motor Co., Ltd. | Sistema de células de combustível e método de controle do mesmo |
CN108370048B (zh) * | 2015-12-15 | 2019-11-01 | 日产自动车株式会社 | 燃料电池系统及燃料电池系统的控制方法 |
-
2019
- 2019-11-07 WO PCT/IB2019/001246 patent/WO2021090041A1/ja unknown
- 2019-11-07 JP JP2021554790A patent/JP7371697B2/ja active Active
- 2019-11-07 US US17/774,949 patent/US12015179B2/en active Active
- 2019-11-07 EP EP19951931.5A patent/EP4057399A4/en active Pending
- 2019-11-07 CN CN201980101951.9A patent/CN114730893B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060134470A1 (en) | 2004-12-21 | 2006-06-22 | Ultracell Corporation | Compact fuel cell package |
JP2015207510A (ja) | 2014-04-23 | 2015-11-19 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池モジュール |
JP2014155928A (ja) | 2014-06-04 | 2014-08-28 | Miike Iron Works Co Ltd | 揺動選別機 |
WO2021044766A1 (ja) | 2019-09-04 | 2021-03-11 | 日産自動車株式会社 | 燃焼器およびこれを備える燃料電池システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US12015179B2 (en) | 2024-06-18 |
CN114730893B (zh) | 2024-06-25 |
CN114730893A (zh) | 2022-07-08 |
US20220399552A1 (en) | 2022-12-15 |
JPWO2021090041A1 (ja) | 2021-05-14 |
EP4057399A1 (en) | 2022-09-14 |
EP4057399A4 (en) | 2024-08-21 |
WO2021090041A1 (ja) | 2021-05-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5512156B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP6101781B2 (ja) | 燃料電池モジュール | |
JP7371697B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2011134505A (ja) | 発電装置 | |
JP5427568B2 (ja) | 発電装置 | |
JP4751580B2 (ja) | 発電装置 | |
US11318436B2 (en) | Hydrogen reformer using exhaust gas | |
JP5481181B2 (ja) | 発電装置 | |
CN114730894B (zh) | 燃料电池模块 | |
JP4942292B2 (ja) | 発電装置 | |
JP2016071961A (ja) | 固体酸化物形燃料電池装置 | |
US10790522B2 (en) | Fuel cell module | |
JP6242143B2 (ja) | 複合化された熱交換および流体混合装置 | |
JP2020092096A (ja) | 固体酸化物形燃料電池装置 | |
JP6189605B2 (ja) | 燃料電池装置 | |
EP4038677A1 (en) | Fuel cell device | |
JP3663983B2 (ja) | 触媒燃焼器 | |
JP6508458B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池装置 | |
JP6497510B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池装置 | |
JP6458940B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池装置 | |
JP2012219008A (ja) | 熱処理システム | |
JP2020077623A (ja) | 固体酸化物形燃料電池装置 | |
JP6504356B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池装置 | |
KR101387856B1 (ko) | 천연가스를 사용하는 고체산화물 연료전지용 판형 스팀리포머 | |
JP2020074317A (ja) | 固体酸化物形燃料電池装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220421 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230523 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230705 |
|
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: 20230919 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231002 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7371697 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |