JP7400524B2 - 燃料電池システム、及び燃料電池システムの運転方法 - Google Patents
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Description
[第1実施形態]
まず、本実施形態に係る燃料電池システムについて説明する。図1に示すように、燃料電池システム1は、燃料電池本体10と、燃料供給部20と、アノード排気管26と、空気供給部30と、カソード排気管38と、第1水素生成部40と、第2水素生成部50と、空気熱交換器57と、オフガス燃焼部60と、インバータ81と、操作部82と、中央制御部83と、筐体84とを備える。また、燃料電池システム1はホットモジュール70を備えており、ホットモジュール70は、燃料電池本体10と、第2水素生成部50と、空気熱交換器57とを含んでいる。
H2+O2-→2H2O+2e- (1)
1/2O2+2e-→O2- (2)
次に、図6を用い、第2実施形態に係る燃料電池システム1について説明する。第1実施形態に係る燃料電池システム1では、第2水素生成部50は、燃料極11から排出されたアノードオフガスの熱及び空気極12から排出されたカソードオフガスの熱と、第2触媒52に接触するアンモニアの熱とを交換している。一方、第2実施形態に係る燃料電池システム1では、第2水素生成部50は、燃料極11から排出されたアノードオフガスの熱と、第2触媒52に接触するアンモニアの熱とを交換する。
10 燃料電池本体
11 燃料極
12 空気極
40 第1水素生成部
42 加熱器
50 第2水素生成部
60 オフガス燃焼部
Claims (8)
- 燃料極と、空気極とを含む燃料電池本体と、
アンモニアを接触させることによって前記燃料極に供給される水素を生成する第1触媒を含む起動時用の第1水素生成部と、
アンモニアを接触させることによって前記燃料極に供給される水素を生成する第2触媒を含み、前記燃料極から排出されたアノードオフガスの熱、前記空気極から排出されたカソードオフガスの熱、及び前記アノードオフガスと前記カソードオフガスとを含む混合ガスを燃焼して得られた排気ガスの熱からなる群より選択される少なくとも1以上の熱と、前記第2触媒に接触するアンモニアの熱とを交換する発電時用の第2水素生成部と、
を備え、
前記第2水素生成部は、前記第1水素生成部よりも前記燃料電池本体に近い位置に配置される、燃料電池システム。 - 前記第1水素生成部に供給されるアンモニアが分解され、水素が生成される温度を維持するのに要するエネルギーは、前記第2水素生成部に供給されるアンモニアが分解され、水素が生成される温度を維持するのに要するエネルギーよりも小さい、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記第1水素生成部は、前記第2水素生成部よりも小さい熱容量を有する、請求項1又は2に記載の燃料電池システム。
- 前記第1水素生成部は加熱器を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
- 前記第1水素生成部の前記加熱器は前記第2水素生成部が所定の温度以上になった場合に停止される、請求項4に記載の燃料電池システム。
- 前記アノードオフガスと前記カソードオフガスとを含む混合ガスを燃焼するオフガス燃焼部をさらに備え、
前記第1水素生成部は、前記混合ガスの燃焼によって得られた前記排気ガスの熱と、前記第1触媒に接触するアンモニアの熱とを交換する、請求項1~5のいずれか一項に記載の燃料電池システム。 - 前記第1水素生成部と前記第2水素生成部とは直列に配置される、請求項1~6のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
- 燃料極と空気極とを含む燃料電池本体と、第1触媒を含む第1水素生成部と、第2触媒を含む第2水素生成部とを備える燃料電池システムの運転方法であって、
前記第1触媒に接触するアンモニアから生成された水素を前記燃料極に供給する起動工程と、
前記起動工程の後、前記燃料極から排出されたアノードオフガスの熱、前記空気極から排出されたカソードオフガスの熱、及び前記アノードオフガスと前記カソードオフガスとを含む混合ガスを燃焼して得られた排気ガスの熱からなる群より選択される少なくとも1以上の熱によって、前記第2触媒に接触するアンモニアから生成された水素を前記燃料極に供給する発電工程と、
を含み、
前記第2水素生成部は、前記第1水素生成部よりも前記燃料電池本体に近い位置に配置される、前記燃料電池システムの運転方法。
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